專利名稱：雙向光傳輸裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于光收發(fā)器和光微插座(jack)的雙向光傳輸裝置，它特別適于短距離傳播。
此外，在個人網(wǎng)絡(PAN)中，可以使用有單一光纖光纜的傳輸模塊，其直徑約為1mm，連接到裝在外殼中的光發(fā)射裝置和光接收裝置上。光傳輸模塊適于單向傳輸?shù)墓馐瞻l(fā)器。而且，把兩套單向光傳輸模塊組合起來形成雙纖芯雙向光傳輸模塊。但是，并沒有研究有單纖芯的能夠適于小型雙向光傳輸模塊的雙向光傳輸裝置。
參見圖6示出的截面圖，將描述通常的雙纖芯雙向光傳輸模塊的例子。
參見圖6，雙纖芯雙向光傳輸模塊(插座)80包括的外殼81有水平隔板82，從而把外殼81分成下部和上部。在下部中，裝置了光發(fā)射裝置83和光接收裝置84。
光發(fā)射裝置83包括安裝在外殼81底部的基層85a，安裝在基層上用于把邏輯電平信號轉(zhuǎn)換成光發(fā)射元件驅(qū)動信號的集成電路86，和安裝在基層85a上包括了把驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換到光信號的發(fā)光二極管(LED)的光發(fā)射單元87。集成電路86和光發(fā)射單元87由透明樹脂88密封。
光接收裝置84包括安裝在外殼81底部的基層85b和安裝在基層85b上的光接收集成電路89，集成了一個用于把光信號轉(zhuǎn)換成電信號的光電二極管，以及用于把電信號放大到邏輯電平的集成電路。光接收集成電路89也由透明樹脂88密封。
基層85a和85b連接到在外殼81的外壁上形成的終端(沒有示出)，以便連接到外部裝置上。
對于雙向光傳輸模塊80，其中有雙向光傳輸雙纖芯光纖光纜71。光纖光纜71包括接收光的光纖71a，發(fā)射光的光纖71b，和把光纖71a和71b約束在一起的插頭71c。在外殼81中插入插頭71c，并且每根光纖71a和71b插入在隔板82上形成的開口中，使得光纖末端對著光接收裝置84或光發(fā)射裝置83。
在操作中，通過光纖71a傳輸?shù)墓庑盘柾ㄟ^透明樹脂88送到光接收集成電路89，通過它把信號轉(zhuǎn)換成電信號。在另一方面，送到光發(fā)射元件87的電信號轉(zhuǎn)換成光信號并且通過透明樹脂88進入光纖71b從而進行外部傳輸。
但是，通常的雙向光傳輸模塊需要有雙纖芯的光纖光纜。而且，在組裝光纖光纜和光傳輸模塊時必需預防輸入端和輸出端混在一起。另外，雙纖芯光纖光纜比單纖芯光纖光纜更硬因而彎曲性更差。此外，通常的雙向光傳輸模塊有分離的光發(fā)射裝置和光接收裝置從而使得模塊的尺寸不能變小。
根據(jù)本發(fā)明，所提供的雙向光傳輸裝置包括一個外殼，它有插入一根光纖端部的導光部分，裝在外殼中的光接收裝置，鄰近光接收裝置的光發(fā)射裝置，在光接收裝置和光發(fā)射裝置的集中至少一個中裝有光路約束元件以便約束光束進入光接收裝置。
在光接收裝置和光發(fā)射裝置間裝有遮光擋板從而防止光進入光接收裝置。
在光接收裝置中平行于入射光束裝置光路約束元件。
在本發(fā)明的另一個方面，在光接收裝置中以相對入射光束的一個角度裝置光路約束元件。
由透明樹脂密封光接收裝置和光發(fā)射裝置。
通過下面的參考附圖的詳細描述可以更清楚地了解本發(fā)明的這些和其它目的和特征。
圖3a和3b是解釋雙向光傳輸裝置的另一個制造方法的橫截面圖。
圖4是本發(fā)明的雙向光傳輸裝置的第二個實施例的橫截面圖。
圖5是本發(fā)明的雙向光傳輸裝置的第三個實施例的橫截面圖。
圖6是現(xiàn)有技術的雙纖芯雙向光傳輸模塊示例的截面圖。
光發(fā)射裝置1b包括安裝在線路基底1c上用于把邏輯電平的電信號轉(zhuǎn)換到光發(fā)射元件驅(qū)動信號的集成電路5，和安裝在線路基底1c上的包括用于把驅(qū)動信號轉(zhuǎn)換到光信號的LED的光發(fā)射裝置6。
光接收裝置1a包括光接收集成電路7，集成電路安裝在線路基底1c上并且集成了用于把光信號轉(zhuǎn)換到電信號的光電二極管和用于把電信號放大到邏輯電平的集成電路。
通過由能夠傳輸光的透明樹脂制成的密封物8和9分別密封光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b的活性表面。
在透明樹脂密封物8和9間使用遮光擋板10。另外，在平行入射光束的預定間隔中，在密封物9的上部表面的下側(cè)形成了多個光路約束元件11，它們被做成薄膜。
光纖3的直徑為1mm，由單纖芯組成，直徑是980μm，包層厚度是20μm。光纖3通過固定在外殼2的連接器12放置在外殼2的導光部分2b中，這樣光纖3的底部表面3a在光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b的活性表面的對面，就是光接收集成電路7的光接收表面和光發(fā)射裝置6的光發(fā)射表面。
下面描述雙向光傳輸裝置1的操作。通過光纖3的光信號作為入射光P1送到光接收裝置1a。光通過密封物9并且傳輸?shù)焦饨邮占呻娐?從而轉(zhuǎn)換到電信號。
在另一方面，依賴于來自集成電路5的驅(qū)動信號的光信號作為發(fā)射光P2從光發(fā)射裝置6發(fā)射。發(fā)射光通過密封物8并且輸送到光纖3上從而向外傳輸。
當單一光纖3雙向使用時，并且在本發(fā)明中光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b互相靠近布置時，就會出現(xiàn)一個問題，即部分發(fā)射光P2進入光接收集成電路7，從而導致信噪比惡化。更具體地說，導致噪聲的光是散射光P3和反射光P4，反射光是由光纖3的底部表面3a反射的光。
在本發(fā)明中，散射光P3由遮光擋板10阻擋。反射光P4照射到光路約束元件11上，這樣一部分反射光由約束元件吸收，而另一部分被反射。被反射的其它部分由密封樹脂9通過折射吸收進一步吸收或由光路約束元件11吸收從而消失。因此，光很少輸送到光接收集成電路7上。
也就是說，由于遮光擋板10和光路約束元件11，從光纖3垂直發(fā)射的入射光P1輸送到光接收集成電路7，但是散射光P3，反射光P4和其它外部光不會輸送到光接收集成電路7。這樣從光發(fā)射單元6輸出的光基本上和輸入光分離。
圖2a和2b示出了雙向光傳輸裝置1的制造方法。圖2a是在制造中的橫截面圖，圖2b是已完成的裝置的橫截面圖。
參見圖2a，集成電路5，光發(fā)射單元6和光接收集成電路7安裝在線路基底1c上形成的布線圖案上。在裝置上澆鑄透明樹脂從而形成密封物8和9。通過在透明樹脂上切縫(lancing)，形成用于形成遮光擋板10的溝21和用于形成光路約束元件11的多個溝22。如圖2b所示，在每個溝21和22中嵌入光吸收材料或光阻擋材料以形成遮光擋板10和光路約束元件11，從而完成雙向光傳輸裝置1。光吸收材料和光阻擋材料可以是注入溝中的黑樹脂，或嵌入溝中的鍍?nèi)境珊谏慕饘侔?。通過提供遮光擋板10，光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b可以分離地形成于雙向光傳輸裝置1中。
圖3a和3b示出了制造雙向光傳輸裝置1的另一種方法。圖3a是制造中的裝置橫截面圖，圖3b是已完成的裝置橫截面圖。
在該方法中線路基底1c被分成兩部分1d和1e。在線路基底1d的布線圖案上安裝了集成電路5和光發(fā)射單元6，而在另一線路基底1e的布線圖案上安裝了光接收集成電路7。透明樹脂澆鑄在每個線路基底1d和1e上，從而各自形成了密封物8和9。因此分離地形成光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b。
光吸收材料或光阻擋材料附著在光接收裝置1a對接的端面上，從而形成遮光擋板10。通過在密封物9上切縫形成了溝22。
如圖3b所示，光吸收材料或光阻擋材料嵌入切口22中以形成光路約束元件11。光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b相互鄰接，中間放入遮光擋板10結果完成了雙向光傳輸裝置1。
遮光擋板10可以在光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b任何一個上形成。但是，當遮光擋板10如圖3a所示在光接收裝置1a上形成時，同時在溝22中需要注入黑色樹脂。
遮光擋板10不需要僅限于黑色樹脂，可以由鍍金屬的薄膜形成。對每個光接收裝置1a和光發(fā)射裝置1b接觸側(cè)的對面一側(cè)可以進一步用同一種方法同步制造，從而形成阻擋外部光的光罩。
參見圖4，第二個實施例的雙向光傳輸裝置1在密封物9中有多個光路約束元件11a，它相對在光接收集成電路7的光接收表面上的垂直線傾斜了一個預定的角度。這防止光從光發(fā)射裝置1b的光發(fā)射單元6中發(fā)射的光，即反射光P4，更有效地進入光接收裝置。這樣，得到了優(yōu)越的遮光效果。其它的結構和操作與第一個實施例中一樣。
在圖5所示的雙向光傳輸裝置1的第三個實施例中，除了

圖1中光傳輸裝置1的光路約束元件11外，在光發(fā)射裝置1b中的密封物8的上表面下側(cè)上還有多個光路約束元件11b。
在這個實施例中，光路約束元件11b向光接收裝置1a傾斜。因此不僅進入光接收裝置1a的反射光P4的數(shù)量減少了，而且入射角度的增加使得減小對入射光的影響。因為在光接收裝置1a中的光路約束元件11平行于光接收集成電路7的光接收表面的法線，所以入射光P1的數(shù)量不會減少。
根據(jù)本發(fā)明，提供了雙向光傳輸裝置，它有光發(fā)射裝置和光接收裝置，在其中至少一個所述裝置中使用光路約束元件來約束光的方向。因此輸入光與輸出光充分分開。雙向光傳輸裝置使用只有一個纖芯的光纖從而可以減小裝置的尺寸。
雖然本發(fā)明結合了較佳的具體實施例描述，可以理解這個描述只是說明而不限制本發(fā)明的范圍，發(fā)明的范圍由下面的權利要求限定。
權利要求
1.一種雙向光傳輸裝置，其特征在于，包括有導光部分的外殼，在導光部分中插入單一光纖的一端；在外殼中的光接收裝置；在外殼中鄰近光接收裝置的光發(fā)射裝置；在光接收裝置和光發(fā)射裝置至少一個中設置的光路約束元件，從而約束光束進入光接收裝置。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括了在光接收裝置和光發(fā)射裝置間設置的遮光擋板，從而防止光進入光接收裝置。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中在光接收裝置中以平行于入射光束來設置光路約束元件。
4.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，其中在光接收裝置中以相對入射光束的一個角度來設置光路約束元件。
5.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，進一步包括用于密封光接收裝置和光發(fā)射裝置的透明密封物。
全文摘要
一種雙向光傳輸裝置，在外殼中有導光部分，在其中插入單一光纖的端部。在外殼中有光接收裝置和光發(fā)射裝置。在光接收裝置中有光路約束元件從而約束光束進入光接收裝置。
文檔編號G02B6/42GK1411169SQ0214323
公開日2003年4月16日 申請日期2002年9月20日 優(yōu)先權日2001年9月21日
發(fā)明者小林和裕, 反田祐一郎, 萱沼安昭 申請人:株式會社西鐵城電子