(57)【要約】光機械インタフェース装置は、光ハイブリッドと、電子部品を受容するための電子ハイブリッドと、その電子ハイブリッドと光ハイブリッドとを互いに対して固定し、結合ハイブリッドを形成するアダプタ取り付け具と、下部カプセル部と、その下部カプセル部と結合する上部カプセル部とを有している。その上部カプセル部と下部カプセル部とを結合することで、結合ハイブリッドの少なくとも一部を収納する。その装置は外部との光接続を行う光機械インタフェースを形成する。
2005538409.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光機械インタフェース装置であって、
光ハイブリッドと、
電子部品を受容するために適合された電子ハイブリッドと、
前記電子ハイブリッドと前記光ハイブリッドとを互いに対して固定し、結合ハイブリッドを形成するアダプタ取り付け具と、
下部カプセル部と、
前記下部カプセル部と結合する上部カプセル部とを有し、
前記上部カプセル部と前記下部カプセル部とを結合することで前記結合ハイブリッドの少なくとも一部を収納することを特徴とする装置。
【請求項２】
前記光ハイブリッドは、
光チップと、
光ファイバーコネクタと、
キャリアとを有することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記光チップは、送信チップと受信チップとから成るグループから選択されることを特徴とする請求項２に記載の装置。
【請求項４】
前記下部カプセル部は空気穴を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記上部カプセル部は空気穴を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記上部カプセル部と前記下部カプセル部とは、スナップロック、接着剤付け、超音波溶接の内の少なくとも１つによって互いに結合することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記上部カプセル部と前記下部カプセル部とは、互いに結合し、
前記互いに結合した前記上部カプセル部と前記下部カプセル部とは、少なくとも１つの空洞を形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記少なくとも１つの空洞は、上部空洞と下部空洞とを有していることを特徴とする請求項７に記載の装置。
【請求項９】
前記電子部品の第１の部分は、前記上部空洞内に収められ、
前記電子部品の第２の部分は、前記下部空洞内に収められることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記電子部品の第１の部分は、受信機の電子部品を有し、
前記電子部品の第２の部分は、送信機の電子部品を有することを特徴とする請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
前記電子ハイブリッドは、プリント回路基板（ＰＣＢ）を有し、
前記電子部品は前記ＰＣＢ上に搭載されることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記ＰＣＢは、
外部と電気接続を行うためのピンと、
組み立て中に安定性を与えるスタッドを有していることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
前記下部カプセル部はピンとスタッドからなるグループから選択された前記電子ハイブリッドの突起部を受容する導入穴を有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
前記下部カプセル部は、前記結合ハイブリッドの正確な位置決めが可能なように適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記上部カプセル部は、前記装置の内容物を固定するために適合されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
前記光ハイブリッドは、
少なくとも１つのファイバーと、
少なくとも１つの送信機と、
少なくとも１つの受信機の内、少なくとも１つを有していることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項１７】
光機械インタフェース装置を組立てる方法であって、前記方法は、
アダプタ取り付け具を電子ハイブリッドに装着し、前記電子ハイブリッドに光ハイブリッドを装着して結合ハイブリッドを形成する工程と、
前記結合ハイブリッドに第１のカプセル部を載置する工程と、
前記第１のカプセル部に第２のカプセル部を取り付けて結合する工程とを有し、
前記第１のカプセル部と前記第２のカプセル部とを結合することで前記結合ハイブリッドの少なくとも一部を収納することを特徴とする方法。
【請求項１８】
前記結合する工程に先立って、前記装置の少なくとも１つの部品の機能性をテストする工程をさらに有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
前記複数の工程は、リストされた順序で実行されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
前記結合する工程は、スナップロック、接着剤付け、超音波溶接の内の少なくとも１つによって実行されることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
前記載置する工程は、前記結合ハイブリッドを前記第１のカプセル部に位置付けする工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
前記結合する工程は、前記装置の内容物を固定する工程を有することを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【請求項２３】
前記第１のカプセル部は下部カプセル部であり、
前記第２のカプセル部は上部カプセル部であることを特徴とする請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本特許出願は、２００２年９月５日出願の米国特許仮出願第６０／４０８，５４３号による優先権を主張するものであり、この出願の全ての開示は参照により本願に組み込まれる。
【０００２】
発明の技術分野
本発明は一般には光チップのカプセル化に関するものであり、特に、光チップの非密閉型のカプセル化に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
関連技術の説明
光モジュールは、通常、密閉された金属カプセルに収納され、光接続のためにファイバー尾部（即ち、ピッグテール）が備えられた光チップを含んでいる。光モジュールのための素材の選定と製造工程とが、その光モジュールを生産するのをしばしば高価なものにしている。また、ピッグテールはしばしば、プリント回路基板上への光モジュールの組立てを扱うような製造工程と試験工程との間、その金属カプセルを扱うのを難しくしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
これらの欠点は、光チップカプセル化方法と装置を提供する本発明の実施例によって克服される。本発明の実施例では、光機械インタフェース装置には、光ハイブリッドと、電子部品を受容するための電子ハイブリッドと、その電子ハイブリッドと光ハイブリッドとを互いに対して固定し、結合ハイブリッドを形成するアダプタ取り付け具と、下部カプセル部と、その下部カプセル部と結合する上部カプセル部とが含まれる。これら上部カプセル部と下部カプセル部とを結合することで、結合ハイブリッドの少なくとも一部を収納する。
【０００５】
本発明の別の実施例では、光機械インタフェース装置を組立てる方法には、結合ハイブリッドを形成することと、その結合ハイブリッドに第１のカプセル部を載置することと、第１のカプセル部に第２のカプセル部を取り付けて結合することとが含まれる。その結合ハイブリッドを形成する工程には、アダプタ取り付け具に電子ハイブリッドを装着し、その電子ハイブリッドに光ハイブリッドを装着することが含まれる。第１のカプセル部と第２のカプセル部とを結合することで結合ハイブリッドの少なくとも一部を収納する。その組立てられた装置は、外部との光接続を行うための光機械インタフェースを含む。
【０００６】
添付図面と関連してとられた次に示す本発明の代表的な実施例についての詳細な説明を参照することで、本発明の代表的な実施例のより完全な理解が得られる。なお、図面において、同じ特徴は同じ番号により示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
密閉型の金属製カプセルに代わるよりコスト効率の良い代替案は、非密閉型のプラスティックカプセルである。そのプラスティックカプセルにより、大量生産が可能になり、また、プラスティックカプセルに一体化される光コネクタによるファイバーテールの置換が可能になる。
【０００８】
図１は本発明の原理に従う代表的なプラスティックカプセル１００の斜視図である。プラスティックカプセル１００は下部カプセル部１０２と上部カプセル部１０４とを含んでいる。ＭＴ−ＲＪソケット１０６はプラスティックカプセル１００の一部として示されている。ＭＴ−ＲＪソケット１０６は、本発明の種々の実施例において用いられる光機械接続の一例である。何らかの小さい形状因子のファイバー光コネクタが用いられても良い。ＭＴ−ＲＪソケット１０６は、一種の小さい形状因子のファイバー光コネクタである。小さい形状因子（Small Form Factor：ＳＦＦ）は、ファイバー光学システムでの使用のために開発されたいくつかの物理的にコンパクトなコネクタ設計のいずかに言及するものである。ＳＦＦコネクタは、通常、従来のコネクタのサイズの約半分の大きさである。ＳＦＦコネクタはＬＵＣＥＮＴ（ルーセント）によるＬＣ、３ＭによるＶＦ−４５、ＴＹＣＯによるＭＴ−ＲＪを含んでいる。ＭＴ−ＲＪソケット１０６は、所謂、ミニＭＴフェルール（継ぎ手）に基づいており、本発明の種々の実施例では、１〜４の光ファイバーを収容する。図１に示される本発明の実施例の幾何学的設計とピン構成とはＳＦＦ標準に適合していることが好ましい。ＳＦＦ標準は、光コネクタの外部形状と電気的接続を定義する。また、ＳＦＦ標準は、例えば、ダブルＬＣのようなソケットの光機械的接続の代替方法も定義する。
【０００９】
プラスティックカプセル１００は５つの構成ブロックを含んでいる。即ち、１）光ハイブリッド（図１では不図示）、２）電子ハイブリッド（図１では不図示）、３）アダプタ取り付け具（図１では不図示）、４）下部カプセル部１０２、及び、５）上部カプセル部１０４である。光ハイブリッドは、光チップと、シリコンキャリア上のフェルール（継ぎ手）に備えられたファイバーコネクタとを含む光部品である。その光ハイブリッドは、光チップの機能と、光チップと光コネクタの光ファイバーとの間の接続度合いに関するテスト可能なユニットを含んでいる。その光ハイブリッドは、それが送信チップ（例えば、レーザ）を含んでいるのか、受信チップ（例えば、ＰＩＮダイオード）を含んでいるのか、或いは、両用タイプであるのかに依存して、異なるデザインであっても良い。その光ハイブリッドはまた、１つ以上の分離したキャリアをもっていても良い。
【００１０】
図２は、本発明の原理に従うトランシーバ（即ち、送信機と受信機の結合体）のための光ハイブリッド２００の斜視図である。光ハイブリッド２００は２つの分離したキャリアをもっている。第１のキャリア２０２は送信チップをもち、第２のキャリア２０４は受信チップをもっている。光ハイブリッド２００はまた、フェルール２０６を有している。光ファイバーが送信チップと受信チップの各々に接続される。光ハイブリッド２００はマルチチャネル光ハイブリッドでも良く、それは１つのキャリアに接続されるいくつかのファイバーをもつように設計されている。
【００１１】
図３は、本発明の原理に従うプラスティックカプセル１００の電子ハイブリッド３００の斜視図である。電子ハイブリッド３００は、電子部品が組立てられたプリント回路基板（ＰＣＢ）３０２を含んでいる。その電子部品はＰＣＢ３０２の各側に搭載されても良い。ＰＣＢ３０２にはまた、外部との電気的接続を行うために複数のピン３０４が備えられており、図３にはピン３０４（１）−３０４（１０）が示されている。図３にはピン３０４（１）−３０４（１０）が示されているが、任意の必要な数のピン３０４が、設計での考慮で必要とされるものとして、電子ハイブリッド３００の一部として含まれても良い。
【００１２】
ＰＣＢ３０２は、ＳＦＦ標準により要求されるように、ＰＣＢ３０２の前面部３０８にスタッド３０６が備えられることが好ましい。図３にはスタッド３０６（１）と３０６（２）とが図示されているが、任意の数のスタッド３０６が、設計での考慮で必要とされるものとして、電子ハイブリッド３００の一部として含まれても良い。スタッド３０６により、組立て時に特別に安定的な締め付けが可能になる。その特別に安定的な締め付けは、プラスティックカプセルのプラグインとアンプラグの間に生じる力がピン３０４のはんだ付け部に負荷となることを防止するために、特に有用である。
【００１３】
図４は本発明の原理に従うアダプタ取り付け具４００が装着された電子ハイブリッド３００の斜視図である。アダプタ取り付け具４００は、電子ハイブリッド３００に光ハイブリッド２００を位置付けて締め付けるのに用いられる。
【００１４】
図５は下部カプセル部１０２の斜視図である。下部カプセル部１０２はプラスティックカプセル１００の底部を構成し、光ハイブリッドと電子ハイブリッドの結合体と、特に、そのフェルールの正確な位置決めを提供するのに適合している。下部カプセル部１０２は通常は、電子ハイブリッド３００のピン３０４とスタッド３０６のための導入穴５０２と共に、プラスティックカプセル１００の内部に湿気がこもるのを避けるために少なくとも１つの空気穴５０４を備えている。プラスティックカプセル１００の光学機械の一部は通常、下部カプセル部１０２に配置される一方、その光学機械の別の部分は通常、上部カプセル部１０４に配置される。その光学機械は通常、例えば、ＭＴ−ＲＪ或いはＬＣコネクタのような標準的な光コネクタに接続するために設計されている。
【００１５】
図６は上部カプセル部１０４の斜視図である。上部カプセル部１０４はいくつかの機能を有している。上部カプセル部１０４は、光機械インタフェースの上部を含んでおり、下部カプセル部１０２に対して圧接されたとき、そのプラスティックカプセルの内容物（例えば、光ハイブリッドや電子ハイブリッド）を固定する。さらに、上部カプセル部１０４はプラスティックカプセル１００の内容物の機械的な保護のためのふたを提供している。プラスティックカプセル１００の上部カプセル部１０４と下部カプセル部１０２はスナップロック、接着剤付け、超音波溶接等により組立てられて良い。上部カプセル部１０４は通常、少なくとも１つの空気穴６０２が備えられる。
【００１６】
図７は本発明の原理に従う結合ハイブリッド７００の斜視図である。光ハイブリッド２００を電子ハイブリッド３００にアダプタ取り付け具４００を介して固定して得られた結果が結合ハイブリッド７００である。アダプタ取り付け具４００により、光ハイブリッド２００の電子ハイブリッド３００への簡単な固定が可能になる。アダプタ取り付け具４００は通常、電子ハイブリッド２００に適切な力であり、フェルールはアダプタ取り付け具４００に接着剤付けされる。
【００１７】
図８は、本発明の原理に従う、結合ハイブリッドが組み込まれた下部カプセル部１０２と上部カプセル部１０４とを含むプラスティックカプセル１００の部分分解斜視図である。図８は、下部カプセル部１０２が上部カプセル部１０４とどのように結合しているのかを図示している。下部カプセル部１０２は適切な位置でフェルール２０６を固定し、上部カプセル部１０４とともに光機械インタフェースを形成する。
【００１８】
図９は本発明に従って組立てられたプラスティックカプセル１００の側面図である。上部カプセル部１０４と下部カプセル部１０２とは結合した構成で図示されており、光ハイブリッド２００と電子ハイブリッド３００の片側が見えている。
【００１９】
上部カプセル部１０４と、下部カプセル部１０２と、電子ハイブリッド３００とが結合して２つの別々な空洞を形成する。これら別々の空洞により、電子ハイブリッド３００の両側に電子部品を搭載することが可能になる。電子ハイブリッド３００の別々の側へ電子部品を搭載することは、例えば、送信機の電子回路と受信機の電子回路とを互いに分離するために用いられるかもしれない。電子ハイブリッド３００にサンドウィッチされた共通平面を備えることにより、その電子部品はシールドでき、従って、クロストークを避けることができる。
【００２０】
図１０は、本発明の原理に従うプラスティックカプセルの組立て過程を示すフローチャートである。プラスティックカプセルの製造は、通常は、平面的であるか、或いは、“ハンバーガ”スタイルであり、その製造において、部品が互いの上に置かれる。ステップ１００２でフロー１０００が始まる。ステップ１００２では、アダプタ取り付け具４００が電子ハイブリッド３００の上に置かれる。ステップ１００４では、光ハイブリッド２００が電子ハイブリッド３００の上に置かれる。ステップ１００６では、結合ハイブリッド（即ち、電子ハイブリッド３００と、光ハイブリッド２００と、アダプタ取り付け具４００の結合体）が下部カプセル部１０２の中に置かれる。ステップ１００８では、上部カプセル部１０４が、結合パッケージ（即ち、ステップ１００６の後で部分的に組立てられたプラスティックカプセル）の上に置かれる。ステップ１０１０では、機能性についてのオプション的なテストが実施される。ステップ１０１２では、プラスティックカプセル１００が閉じられる。フロー１０００の各ステップは図１０で示された順序で必ずしも実行される必要はない。従って、プラスティックカプセルの組立ては大量な製造に適合している。さらに、その構造はシンプルでコスト的にも効果的である。
【００２１】
本発明の実施例を添付図面と先の詳細な説明によって例示したが、本発明は開示された実施例によって限定されるものではなく、数多くの再配置、変形、代用が、添付した請求の範囲によって定義される発明から逸脱することなく可能であることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の原理に従う代表的なプラスティックカプセルの斜視図である。
【図２】本発明の原理に従う送信機用の光ハイブリッドの斜視図である。
【図３】本発明の原理に従う電子ハイブリッドの斜視図である。
【図４】本発明の原理に従うアダプタ取り付け具が装着された電子ハイブリッドの斜視図である。
【図５】本発明の原理に従うプラスティックカプセルの下部カプセル部の斜視図である。
【図６】本発明の原理に従うプラスティックカプセルの上部カプセル部の斜視図である。
【図７】本発明の原理に従う結合ハイブリッドの斜視図である。
【図８】本発明の原理に従う、上部カプセル部と結合ハイブリッドが組立てられた下部カプセル部とを含むプラスティックカプセルの斜視図である。
【図９】光ハイブリッドと電子ハイブリッドのいずれかの側に結合した構成での上部カプセル部と下部カプセル部とを例示したプラスティックカプセルの側面図である。
【図１０】本発明の原理に従うプラスティックカプセルの組立て過程を示すフローチャートである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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2005538409.tif 000014