CN102792201A - 用于电子装置的小型光纤接口总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开用于电子装置（100）的小型光纤接口总成（180）。光纤接口总成包括插座（120），所述插座（120）经设置以与光缆总成（10）的插头（20）以插配方式啮合。示例性总成包括挠性底座（228），所述挠性底座（228）由电路板（150）支撑并经设置以在插头插配到插座时吸收机械力。插座孔隙（223）具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸（L,W）。所述总成可支持光学及电性通信和光学及电性功能。

Description

用于电子装置的小型光纤接口总成

优先权申明

本申请案根据专利法请求2010年3月19日申请的美国临时申请案第61/315,420号的优先权的权利。

技术领域

本公开案一般涉及用于电子装置的光纤接口，尤其涉及用于电子装置的小型光纤接口总成。

背景技术

越来越多的消费类电子装置具备光学通信能力。所述能力需要使用集成光学引擎（也称集成光子模块），基于将电信号转化为输出光学信号和输入光学信号再转化为电信号，所述集成光学引擎具有光学传输功能和光学接收功能。输出和输入（传输和接收）光学信号通常通过各自的传输光学波导和接收光学波导(例如，光缆的光纤)从装置传送并传送到装置。双芯光缆配置允许所述装置与外部装置之间的快速双向通信。光纤接口总成用于将输入（“接收”）光学信号转化成相应电信号，且光纤接口总成用于将输出电信号转化成相应“传输”光学信号。

设置优选光缆，以使得优选光缆可容易地连接到电子装置且容易地与电子装置断开连接。此举可使用光纤插头来实现，所述光纤插头经设置以容易地与内置在电子装置中的插座插配和从插座拔除。

然而，随着消费类电子装置的尺寸缩小，用于光纤插头和光纤插座的常用配置变得越来越难以实施。因此，需要更适用于越来越小的电子装置的光纤接口装置和总成。

发明内容

本公开案的一方面是一种用于具有电路板的电子装置并用于与具有插头的外部光缆接合的光纤接口总成。所述总成包括集成光学引擎，所述集成光学引擎经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号。所述总成还包括插座，所述插座与集成光学引擎一体地形成，且所述插座具有插座孔隙，所述插座孔隙经设置以收纳外部光缆的插头。插座孔隙具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸。插座由挠性底座支撑，所述挠性底座由电路板支撑。挠性底座经设置以在插头插配到插座时吸收机械力。

本公开案的另一方面是一种用于与光缆的插头接合的电子装置的光纤接口总成。总成包括电路板，所述电路板具有末端，所述末端具有形成在所述末端中的外壳支撑区域，外壳支撑区域具有相对边缘和后端。总成还具有光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器可操作地安置在所述电路板上，且所述光学传输器和所述光学接收器分别经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号。总成进一步包括中心外壳，所述中心外壳经设置以支撑插座套管。中心外壳和插座套管限定插座，所述插座具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸。总成还包括外壳支撑结构，所述外壳支撑结构经设置以挠性地支撑外壳支撑区域内的中心外壳，以相对于光学传输器和光学接收器可操作地布置插座套管。

本公开案的另一方面是一种用于具有壳体的电子装置以用于与具有插头的外部光缆接合的光纤接口总成。总成包括电路板，所述电路板具有末端，所述末端具有形成在所述末端中的外壳支撑区域，外壳支撑区域具有相对侧面和后端。总成还包括光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器邻近外壳支撑区域后端可操作地安置在电路板上，且所述光学传输器和所述光学接收器分别经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号。总成还具有插座，所述插座具有插座中心外壳，所述插座中心外壳具有侧面，所述侧面经设置以滑动地啮合外壳支撑区域的侧面，以使插座中心外壳与电路板插配。插座中心外壳具有用于连接到电子装置壳体的上部和下部的上凸缘和下凸缘。插座中心外壳具有插座孔隙，所述插座孔隙具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸。

将在随后的具体实施方式中阐述额外特征和优点，并且对于所属领域的技术人员来说，额外的特征和优点将部分地从描述中显而易见或通过实践本文中所述的实施例（包括随后的具体实施方式、权利要求书及附图）来认识到。

应了解，前文一般描述和下文详细描述两者都呈现实施例，所述实施例意在提供用于理解权利要求书的性质与特性的概述或框架。包括附图以提供本公开案的进一步理解，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。图式图示各种实施例，并与描述一起用以解释原理和操作。

附图说明

图1是示例性电子装置系统的正视图，所述示例性电子装置系统包括相对小的电子装置和可操作地连接到相对小的电子装置的光缆总成；

图2类似于图1，并图示与电子装置断开连接的光缆总成；

图3A是示例性光缆总成的插头末端的近视俯视图；

图3B是插头的套管的近视图，所述近视图图示包括套管主体内的间隙的示例性套管配置；

图3C是图3A和图3B的套管的前视图；

图3D类似于图3B，并图示套管主体不具有传输光纤端及接收光纤端和插头透镜元件之间的实质间隙的实例；

图4和图5是可操作地连接到集成光学引擎的示例性光缆总成的前正视图和后正视图，其中用电子装置将集成光学引擎附接到电路板；

图6是类似于图4的部分剖示近视图，所述部分剖示近视图图示集成光学引擎和插头套管的内部结构；

图7是集成光学引擎的壳体的前端近视图，并图示用以将集成光学引擎安装到电路板的示例性挠性底座；

图8是在光纤接口总成前面的光缆总成的前正视图，并包括由电路板支撑的集成光学引擎的近视图；

图9类似于图8的近视插图，但是更多地从正向方向图示，并图示插座传输透镜和插座接收透镜；

图10A和图10B是示例性光缆总成的前正视图和后正视图，所述示例性光缆总成在示例性光缆总成的连接器接口处可操作地连接到集成光学引擎；

图10C类似于图10B，且图10C是图示集成光学引擎的中心外壳和插头套管的内部配置的部分近视剖示图；

图11A和图11B是由电路板支撑的示例性光纤接口总成的前正视图和后正视图，其中光缆图示在插座孔隙前面；

图11C类似于图11B，并图示连接到光纤接口总成的插座的光缆总成；

图12是光纤接口总成的前近视图，其中插座中心外壳安装在装置壳体内；

图13A是图11A到图11C和图12的O-E连接器的插配插头与插座的俯视横截面图；

图13B是类似于图13A的俯视横截面图，但从远方图示插头和插头套管的更多部分；

图14和图15是由电路板支撑并具有未栓式配置的示例性光纤接口总成的前正视图和后正视图；

图16是图14和图15的示例性光纤接口总成的前正视图，但不具有中心外壳；

图17A和图17B是示例性插座套管的前顶部正视图和后顶部正视图；

图17C和图17D是图17A和图17B的示例性插座套管的前底部正视图和后底部正视图；

图17E是图17A到图17D的插座套管的横截面图，所述横截面图图示与相应光学通路对准的插座传输透镜中的一个，所述相应光学通路终止于套管主体内及套管前端处，并且所述相应光学通路支撑传输光纤；

图18是后端视图，且图19是支撑在支撑结构中心部分内的插座中心外壳的后端正视图，并且图18和图19在近视插图中图示套管传输透镜及套管接收透镜和相应光学传输器及光学接收器；及

图20A和图20B是示例性光纤接口总成的前正视剖示图和后正视剖示图，其中插座中心外壳支撑在支撑结构的中心部分中，且插座套管支撑在插座中心外壳中。

具体实施方式

现在详细地参考本公开案的示例性实施例，本公开案的实例图示在附图中。在可能的情况下，相同元件符号或标志用以指示相同组件或零件。

在以下描述中，术语电子装置包括装置，所述装置通过光纤接口总成具有光学传输能力和光学接收能力，所述光纤接口总成包括光纤接口装置，例如插座；并且，所述装置具有电性功能、光学功能或电性功能和光学功能两者，电子组件、光学组件或光学组件和电子组件的组合至少部分地使所述功能成为可能。

在一些图式中提供笛卡尔坐标，以提供用于不同视图的参考系。电子装置系统

图1是示例性电子装置系统6的等轴正视图，所述示例性电子装置系统6包括相对小的（例如，手持式）电子装置（“装置”）100，和可操作地连接到装置100的外部光缆总成10。图2类似于图1并图示与装置100断开连接的外部光缆总成10。光缆总成10包括光纤接口装置20，所述光纤接口装置20可操作地连接到光缆40。由于光纤接口装置20呈插头的形式，因此，在下文中光纤接口装置20被称为插头20，作为区别以下所论述的其它光纤接口装置的简略表达方式。

装置100具有装置外壳110，所述装置外壳110具有内部111和侧面112，其中光缆总成10可操作地连接在以下更详细描述的光纤接口总成180处。光纤接口总成180包括光纤接口装置120，所述光纤接口装置120位于装置外壳侧面112并经设置以插配方式收纳及啮合插头20。因此，光纤接口装置120在下文中被称为插座120。

光纤接口总成180的插座120意在具有小形状系数，以使插座120适用于小电子装置100。插座120包括具有孔隙123的内部122。插座内部122由内侧壁124和内后壁125限定。在实例中，多个内侧壁124中的至少一个内侧壁124包括插座键控构件126R。插座120图示在图2的近视插图中，其中孔隙123在装置100的长方向上具有长度尺寸L，且孔隙123在装置的短方向上具有宽度尺寸W。

插座120的形状系数通过尺寸L和W限定。用于限定小形状系数的长度尺寸L的示例性值可从约2mm到约15mm，且限定小形状系数的示例性宽度W可从约2mm到约4mm。示例性正方形小型插座120具有约2mmx2mm的孔隙尺寸，而示例性矩形插座120具有2mmx13mm的小型尺寸（WxL）。在实例中，小型插座120具有介于约2mm与4mm之间的横向尺寸（L或W）。正方形插座孔隙123图示于相关图式中，并且下文以说明的方式论述正方形插座孔隙123。

为了说明，在本文中将插座120描述为具有插座功能。在其它实例中，插座120可经设置以具有插头功能，并且，插头20可设置为插座。

插头

图3A是示例性光缆总成10的插头端的近视俯视图。插头20包括插头壳体22，所述插头壳体22具有前端24、后端26和内部27，所述插头壳体22含有可选光纤波导28。光纤波导28经设置以支撑和引导插头20内的一对光纤42T和42R，且光纤波导28可呈单一部件的形式，或光纤波导28可为包含许多不同零件的总成。在插头20的其它实施例中，插头壳体22通过注塑形成且不需要使用光纤波导28。

插头20还包括插头套管30，所述插头套管30具有套管主体31以及前端32和后端34。在实例中，套管主体31具有上表面36U和下表面36L，所述上表面36U支撑上电触头38U的至少一部分，所述下表面36L支撑下电触头38L的至少一部分（见图3C）。插头套管30在套管主体后端34处连接到插头壳体前端24。光缆40在插头壳体后端26可操作地连接到插头20。光缆40支撑至少一个传输光纤42T和一个接收光纤42R，所述传输光纤42T和所述接收光纤42R由上述可选光纤波导28支撑并引导在插头壳体内部27。插头套管30具有对应于插座孔隙123的形状的横截面形状，以使得插头套管可与插座120插配。

传输光纤42T和接收光纤42R从光缆40沿行到插头壳体内部27，其中传输光纤42T和接收光纤42R由光纤波导28支撑。传输光纤42T和接收光纤42R随后沿行到插头套管30，其中传输光纤42T和接收光纤42R由插头套管主体31支撑在形成于插头套管主体31中的各自的传输光学通路39T和接收光学通路39R（例如，孔）中（见以下介绍并论述的图3B）。传输光纤42T和接收光纤42R终止于插头套管主体31内的各自的光纤端44T和44R处。传输光纤42T和接收光纤42R传送传输光学信号ST和接收光学信号SR。

图3B是用于插头套管30在套管主体前端32处的示例性末端配置在Y-Z平面内的近视横截面图。图3C是插头套管30的前视图，并图示套管包括插头键控构件126P的实例，所述插头键控构件126P经设置以与插座键控构件126R（见图2）啮合。插头套管30包括光学通路39T和39R，所述光学通路39T和39R分别终止于传输间隙33T和接收间隙33R，所述传输间隙33T和接收间隙33R邻近套管主体前端32形成在插头套管主体31中。传输间隙33T和接收间隙33R与传输光纤42T和接收光纤42R对准。

在实例中，可合并传输间隙33T和接收间隙33R以形成单一间隙，并且以说明的方式图示两个单独的间隙。传输间隙33T和接收间隙33R由各自的间隙后壁35T、35R和各自的间隙前壁37T、37R部分地限定。传输光纤端44T和接收光纤端44R分别布置在后壁35T和35R处或布置为邻近后壁35T和35R，即，传输光纤端44T和接收光纤端44R分别布置在传输光学通路39T和接收光学通路39R的各自的末端处或布置为邻近所述末端。在示例性实施例中，传输光纤端44T和接收光纤端44R可延伸到各自的后壁35T和35R以外并延伸到各自的传输间隙33T和接收间隙33R中。

插头套管主体前端32包括传输凸面CST和接收凸面CSR，所述传输凸面CST和所述接收凸面CSR与间隙前壁37T和间隙前壁37R一起分别限定插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP。在以下论述和相关图式中，为便于说明和论述，插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP有时通过上述传输凸面CST和接收凸面CSR识别。

插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP与位于插头套管30内的传输光纤端44T和接收光纤端44R间隔布置，且插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP与传输光纤端44T和接收光纤端44R布置成行。在实例中，凸面CST和凸面CSR是非球面的。在实例中，插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP各具有焦距FP，并且传输光纤端44T和接收光纤端44R布置在距传输透镜和接收透镜约一个焦距FP的距离处。通常，插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP布置在距各自的传输光纤端44T和接收光纤端44R可操作距离处，其中取决于光传播方向，所述可操作距离使得传输光50T和接收光50R有效地聚焦或准直。

具有传输间隙33T和接收间隙33R（或单一合并间隙）的插头套管31的实施例允许间隙前壁37T和间隙前壁37R为折射面，因为间隙内的周围介质可为具有不同于构成插头套管主体31的材料的折射率的空气、流体等。此外，前壁37T和前壁37R代表插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP的光学设计的额外自由度，即，这些壁不必为如图所示的平面的，而可为弯曲的以促进传输透镜和接收透镜的光学性能。

图3D描绘不存在实质的传输间隙33T和接收间隙33R的另一示例性实施例。在此实例中，单一透镜表面CST和CSR限定插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP。另外，在实例中，传输光纤42T和接收光纤42R的光纤端44T和光纤端44R稍微凹入光纤端44T和光纤端44R各自的光学通路39T和39R以避免损坏。产生的空间代表小传输间隙33T和小接收间隙33R，但相应间隙前壁37T和间隙前壁37R与光纤端44T和光纤端44R的接近性要求大体上所有光强度都位于传输透镜表面CST和接收透镜表面CSR。

继续参考图3A到图3D，在光缆总成10的操作中，在接收光纤42R中朝向接收光纤42R的光纤端44R传播的光50R（“接收光”）在离开光纤端时发散。所述发散接收光50R通过接收间隙33R或通过插头套管主体31的相应部分传播到插头接收透镜LRP。插头接收透镜LRP使发散接收光50R准直以形成准直接收光50RC。

同样地，由装置100（如下所述）传输的准直传输光50TC由插头传输透镜LTP接收，所述插头传输透镜LTP（通过传输间隙33T或通过插头套管主体31的相应部分）将准直传输光聚焦到光纤端44T上，从而使传输光50T沿传输光纤42T向下传播。

注意，插头传输光50T和插头接收光50R传播穿过插头套管主体31。因此，插头套管主体31由在插头传输光50T和插头接收光50R的波长处大体上透明的材料制成，所述波长可在850nm到1550nm的范围内。用于插头套管主体31的示例性材料包括透明树脂，例如由General Electric Company销售的商标名为

1010的非饱和聚醚酰亚胺（PEI）。

在实例中，如图3C中所示，插头20的形状系数通过插头套管30的横向尺寸L'和横向尺寸W'限定。限定小形状系数的长度尺寸L'的示例性值可为约2mm到约15mm，且限定小形状系数的示例性宽度W'可为约2mm到约4mm。示例性正方形小型插头20具有插头套管30，所述插头套管30具有约2mmx2mm的横向尺寸，而示例性矩形插头20具有2mmx13mm的小型尺寸（W'xL'）。在实例中，小型插头20具有介于约2mm与4mm之间的横向尺寸（L'或W'）。相关图式中以说明的方式图示正方形横截面的插头套管30。

集成光学引擎

图4和图5是可操作地连接到装置100的光纤接口总成180的光缆总成10的前正视图和后正视图，但其中移除装置外壳110以更清楚地图示光纤接口总成的组件。示例性光纤接口总成180包括集成光学引擎200，所述集成光学引擎200具有与集成光学引擎200一体形成的插座120。图6是类似于图4的部分剖示近视图，所述部分剖示近视图图示光纤接口总成180的内部结构。集成光学引擎200附接到电子装置100的电路板150。电路板150包括上表面152和前端154。电路板150包括外壳支撑区域156，所述外壳支撑区域156选自狭槽、凹口、偏出部分、孔隙和凸起区中的一个，以使得以下进一步描述的外壳214与印刷电路板对准或相对于印刷电路板稍微凹陷。为了说明，进一步描述在电路板前端154采用狭槽156的实施例。电路板狭槽156具有由电路板150限定的侧面157和后端158。如下更详细地描述，电路板狭槽156经设置以容纳集成光学引擎200的一部分。

集成光学引擎200包括具有中心外壳214的壳体210。中心外壳214限定上述插座120和插座孔隙123。中心外壳214具有前端216、后端218、侧面220和上表面222。因此，中心外壳214限定插座120的大小和形状。

集成光学引擎壳体210由电路板150通过挠性底座228支撑。图7是集成光学引擎壳体210的前端近视图，所述前端近视图图示示例性挠性底座228。示例性挠性底座228包括两个外置支撑部件230，所述外置支撑部件230通过各自的挠性部件240连接到中心外壳214的侧面220。外置支撑部件230由电路板上表面152支撑，以使得中心外壳214在电路板狭槽156内浮动。如下更详细地描述，此配置用于在与插头20的插配操作和拔除操作期间重定向并减弱施加到中心外壳214的插座120的力。

图7还图示电子装置壳体110的以高度HH间隔的上部110U和下部110L。插座120至少部分地位于电路板150的外壳支撑区域156内，而非在电路板顶上的配置允许插座充分利用电子装置壳体110内可用的有限高度HH。在实例中，大约一半的中心外壳214位于电路板150的平面上方，而一半位于平面下方。中心外壳214具有高度HE。

图7还图示由电路板150可操作地支撑在电路板上表面152上的组件190。组件190可为（例如）处理器或其它类型的微电路芯片。组件190具有顶部192和从电路板上表面152到组件顶部192测量的高度HC。在实例中，高度HC代表由电路板可操作地支撑的所有组件的最大高度。在实例中，中心外壳高度HE大于组件190的高度HC，即，HE＞HC。另外，在实例中，HH＞HE＞HC。

再次参考图4到图6，电路板150的上表面152包括导电线160，一些导电线160具有接触垫162。电力传导线164电接触到所选接触垫162，并且电力传导线164在至少部分地安置在插座内部122内的各自的上电触头201U和下电触头201L处电接触到集成光学引擎200（也见图8）。电力传导线164用以将电源提供到集成光学引擎200。

电路板150还包括信号传导线170，所述信号传导线170用于将信号传送到集成光学引擎200和从集成光学引擎200传送信号，尤其用于将信号传送到收发器模块250并从收发器模块250传送信号，所述收发器模块250包括光学传输器260T和光学接收器260R（图6）。信号传导线170包括传输信号线170T和接收信号线170R，所述传输信号线170T将传输信号ST从电路板150上的传输组件（未图示）传送到光学传输器260T，所述接收信号线170R将接收信号SR传送到电路板上的接收组件（未图示）（见图5）。

在实例中，光学传输器260T包括垂直腔表面发射激光器（VCSEL），并且，光学接收器260R包括PIN光电二极管。在实例中，收发器模块250包括传输器光学分总成（TOSA）和接收器光学分总成（ROSA）。

参考图6，中心外壳214在后端218包括开孔282，所述开孔282容纳光学传输器260T和光学接收器260R，开孔282将光学传输器和光学接收器放置在插座120的内部后壁125内。内部后壁125包括各自的插座传输透镜LTR和插座接收透镜LRR（图6中未图示LTR，见图9），所述插座传输透镜LTR和所述插座接收透镜LRR分别对准光学传输器260T和光学接收器260R。

在例如图5中图示的示例性实施例中，光学传输器260T和光学接收器260R布置为紧邻中心外壳后端218。因此，中心外壳214由对光学传输器260T发射的插头传输光50T和光学接收器260R接收的接收光50R大体上透明的材料（例如，上述透明树脂）制成。

在实例中，插座传输透镜LTR和插座接收透镜LRR各具有焦距FR，并且，光学传输器260T和光学接收器260R布置在距传输透镜和接收透镜约一个焦距FR的距离处。通常，插座传输透镜LTR和插座接收透镜LRR分别布置在距光学传输器260T和光学接收器260R可操作距离处，其中取决于光传播方向，所述可操作距离使得传输光和接收光有效地聚焦或准直。

图8是在光纤接口总成180前面的光缆总成10的前正视图，且图8包括由电路板150支撑的集成光学引擎200的近视图。图9类似于图8的近视插图，但是更多地从正向方向图示，并且，图9图示插座传输透镜LTR和插座接收透镜LRR。

在实例中，和插座与集成光学引擎分离截然相反，使集成光学引擎200和插座120作为集成的整体结构形成来形成光纤接口总成180。这种集成配置可导致造成光学错位的插配力和拔除力。光学错位可发生于集成光学引擎200的光学传输器260T与光缆总成10的传输光纤42T之间，和集成光学引擎的光学接收器260R与光缆总成的接收光纤42R之间。此错位可能不利地影响光纤接口总成180关于外部光缆总成10与装置100之间的光学信息的传输和接收的性能。

本文中公开的集成光学引擎200和插座120的配置通过将中心外壳214挠性地支撑在电路板狭槽156中以使得中心外壳214在电路板狭槽156中浮动来避免对于光纤接口总成180的上述潜在光学错位问题。当使插头20与插座120插配和拔除时，伴随力由外置支撑部件230通过挠性部件240重定向到电路板150。

此外，挠性底座228的挠性部件240设置为回应于作用力而弯曲，从而至少部分地减弱作用力。电力传导线164和信号传导线170优选地具备一定的松弛度以适应电路板狭槽156内的中心外壳214的移动，以使得无实质阻力通过这些线提供到中心外壳。

用于挠性底座228的挠性部件240的示例性配置包括一或多个波纹241，所述一或多个波纹241设计为在经受与插配和拔除光纤连接器相关联的某种力时允许弯曲挠性部件。以说明的方式在相关图式中图示单一波纹241。可采用用于挠性部件240的其它配置，例如薄弯曲部、弹性部件（例如，弹簧）、挠性材料（例如，高密度泡沫）、橡胶等。

在实例中，中心外壳214、挠性部件240和外置部件230形成为整体结构，例如，中心外壳214、挠性部件240和外置部件230由单一主体模制或铣制。在另一实例中，集成光学引擎中心外壳214和挠性底座228（例如，挠性部件240和外置部件230）由不同零件组装。用于集成光学引擎中心外壳214、挠性部件240和外置部件230的示例性材料包括塑料和热塑性材料。

因此，在一个实例中，光纤接口总成180挠性地安装到电路板150并挠性地安装在电子装置外壳110内，以使得插座120（例如）在装置外壳侧面112处是可用的。中心外壳214在电路板狭槽156内的布置节省电子装置外壳110内的空间，此为小电子装置100的另一重要属性。

在电路板上具有光学传输器和光学接收器的光学引擎

图10A和图10B是示例性光缆总成10的前正视图和后正视图，所述示例性光缆总成10在插座120处可操作地连接到光纤接口总成180，其中光学传输器260T和光学接收器260R位于电路板150上。图10C类似于图10B，且图10C是图示集成光学引擎中心外壳214和示例性光纤接口总成180的插头套管30的内部配置的部分近视剖示图。

光学传输器260T和光学接收器260R位于电路板上表面152，且光学传输器260T和光学接收器260R通过各自的传输导光管312T和接收导光管312R光学地连接到中心外壳214，在实例中，传输导光管312T和接收导光管312R分别为传输光纤和接收光纤。中心外壳214在后端218处包括引入通道219，传输导光管312T和接收导光管312R通过引入通道219通到插座内部122，这些导光管在插座内部122中终止于各自的导光管端314T和314R。当插头20与插座120插配时，导光管端314T和导光管端314R与插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP间隔开，并与插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP对准。传输导光管312T和接收导光管312R优选地包括一定的松弛度以适应中心外壳214由于挠性部件240的弯曲在电路板狭槽156内的移动。

具有结构刚度的光纤接口总成

图11A和图11B是由电路板150支撑的示例性光纤接口总成180的前正视图和后正视图，其中光缆总成10图示在插座孔隙123前面。图11C类似于图11B并图示连接到插座120的光缆总成10。

光纤接口总成180的实例包括单一中心外壳214，所述单一中心外壳214限定插座120。图12是光纤接口总成180的前近视图，其中中心外壳214安装在装置外壳110内。中心外壳214包括前端216、后端218和侧面220。在实例中，中心外壳侧面220包括凹槽420，所述凹槽420啮合形成在电路板150中的狭槽156的侧面157。当外壳中心外壳214插入电路板狭槽156中时，啮合以企口缝形式实现。

如图11C的前视图中所示，中心外壳214还包括顶凸缘430和底凸缘432，所述顶凸缘430和所述底凸缘432经设置用于将中心外壳安装到装置100的装置外壳110。此安装为光纤接口总成180提供机械强度，以使得与插头20和插座120相关联的插配力和拔除力不能实质地改变光纤接口总成180的光学传输器260T和光学接收器260R与插头20的传输光纤42T和接收光纤42R之间的光学对准（见图3A）。在实例中，顶凸缘430和底凸缘432可使用环氧树脂或焊料结合到装置外壳110以将中心外壳214固定到装置外壳110内。

图12与图7的类似之处在于：图12也图示电子装置壳体110的以高度HH间隔开的上部110U和下部110L。中心外壳214部分地位于电路板150的外壳支撑区域156内，而非在电路板顶上的配置允许相关联插座120充分利用电子装置壳体110内可用的有限高度HH。在实例中，大约一半的中心外壳214位于电路板150的平面上方，而一半位于平面下方。在实例中，中心外壳214具有高度HE。

图12还图示由电路板150可操作地支撑在电路板上表面152上的组件190。如上结合图7所论述，组件190可为（例如）处理器或其它类型的微电路芯片。组件190具有顶部192和从电路板上表面152到组件顶部192测量的高度HC。在实例中，高度HC代表由电路板可操作地支撑的所有组件的最大高度。在实例中，中心外壳高度HE大于组件190的高度HC，即，HE＞HC。另外，在实例中，HH＞HE＞HC。

再次参考图11C，光纤接口总成180具有集成光学引擎200，所述集成光学引擎200包括光学传输器260T和光学接收器260R，所述光学传输器260T和所述光学接收器260R邻近中心外壳后端218可操作地安装到电路板150。在实例中，插座120的内部122在中心外壳后端218处打开，以使得插头套管前端32位于邻近发射器260T和光学接收器260R处。在此配置中，如图13A的俯视横截面图所示，插座传输透镜LTP经设置以接收来自光学传输器260T的发散插头传输光50T并形成聚敛传输光，所述聚敛传输光在传输光纤端44T上入射。同样地，插头接收透镜LRP经设置以接收来自接收光纤端44R的发散接收光50R并形成聚敛传输光，所述聚敛传输光在光学接收器260R上入射。图13B是类似于图13A的俯视横截面图，但从远方图示更多的插头20和插头套管30的更多部分。

在此特殊配置中，传输光纤端44T和接收光纤端44R距离各自的插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP不为一个焦距。相反，传输光纤端44T和接收光纤端44R各为在实例中距离各自的插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP两个焦距的各自的可操作距离。另外，在实例中，插头传输透镜LTP和插头接收透镜LRP不需要位于同一平面中，因为由于这些有源组件的不同光传输角度和光接收角度，这些透镜可能需要具有距光学传输器260T和光学接收器260R各自不同的距离，并且还需要具有不同厚度和透镜表面曲率。

具有壳体支撑结构的集成光学引擎

图14和图15是由电路板150支撑的为未栓式配置的示例性光纤接口总成180的前正视图和后正视图。示例性插座120具有适用于小型装置100的微型USB配置。用于插座120的微型USB配置由中心外壳214限定。然而，与集成光学引擎壳体210的单一结构不同，此处的集成光学引擎壳体包括由分离的支撑结构450支撑的中心外壳214。此外，中心外壳214包括内部224，所述内部224经设置以支撑插座套管500。因此，插座120由中心外壳214和支撑在中心外壳214内的套管500限定。

支撑结构450包括具有侧面456的中心部分454。支撑结构450的配置与集成光学引擎壳体210的配置类似之处在于：包括两个支撑臂458，所述支撑臂458附接到中心部分454的各自的侧面456。支撑臂458静置在电路板上表面152上于电路板狭槽156的任一侧面上，并且支撑臂458作用以使支撑结构450的中心部分454在狭槽156内浮动（悬浮）。支撑结构中心部分454具有中心开口460，设定所述中心开口460的大小以容纳中心外壳214，如图16的前正视图中最佳地所见，图16的前正视图中省略中心外壳214以更好地图示支撑结构中心部分454。因此，光纤接口总成180挠性地安装到装置外壳110内的电路板150，以使得插座120（例如）在装置外壳侧面112处为可用的。

图17A和图17B是示例性插座套管500的前顶部正视图和后顶部正视图。图17C和图17D是示例性插座套管500的前底部正视图和后底部正视图。插座套管500包括套管主体501，所述套管主体501具有前端502和后端504。插座套管主体501包括传输与接收光学通路509，所述传输与接收光学通路509从套管主体后端504沿行到套管主体前端502，并且所述传输与接收光学通路509在套管主体前端处具有光学通路端510（见以下介绍并论述的图20A和图20B）。光学通路509还具有在套管主体501内的终端511。如图17E中图示的套管500的横截面图中最佳地所见，示例性套管主体光学通路509为经设定大小以容纳各自的光学波导（例如光纤542）的孔，其中一个光学通路图示为支撑具有末端542TE的传输光纤542T。

在实例中，插座套管前端502包括导销512，所述导销512布置在光学通路端510的任一侧面上。在实例中，导销512用导孔代替，所述导孔容纳插头套管30的前端32上的相应导销。套管主体501包括至少一个成角面505，所述至少一个成角面505邻近前端502并与光学通路端510对准。成角面505经设置以允许激光处理光纤542，所述光纤542由光学通路509支撑并具有末端542TE，末端542TE可从光学通路端510延伸以由激光束LB激光处理，例如图17E中所示。

插座套管后端504包括内凹部520，所述内凹部520经设置以容纳收发器模块250（最佳地见图20A、图20B），以使得两个光学传输器260T1、260T2和两个光学接收器260R1及260R2与各自的插座透镜LTR1、LTR2、LRR1和LRR2对准。

再次参考图16的近视插图，集成光学引擎200具有两个光学传输器260T1及260T2和两个光学接收器260R1及260R1，所述两个光学传输器260T1及260T2和所述两个光学接收器260R1及260R2邻近中心外壳后端218和狭槽后端158安装到电路板150。传输信号传导线170T和接收信号传导线170R电连接到电路板接触垫162并分别电连接到光学传输器260T1、260T2和光学接收器260R、260R2。此举将光学传输器260T1、260T2和光学接收器260R1、260R2邻近插座套管后端504且与各自的插座传输透镜LTR和插座接收透镜LRR对准放置。

图18是后端视图，且图19是支撑在支撑结构中心部分454内的中心外壳214的后端正视图。图18在近视插图中图示插座套管传输透镜LTR1及LTR2和插座套管接收透镜LRR1及LRR2，而图19图示光学接收器260T1、260T2和光学接收器260R1、260R2。

图20A和图20B是光纤接口总成180的前正视剖示图和后正视剖示图，所述前正视剖示图和后正视剖示图图示支撑在支撑结构450的中心部分454中的插座中心外壳214，和支撑在插座中心外壳中的插座套管500。收发器模块250安置在插座套管后端凹口520中，以使得两个光学传输器260T1、260T2和两个光学接收器260R1及260R2与各自的插座透镜LTR1、LTR2、LRR1和LRR2对准。

尽管本文中已参考优选实施例和优选实施例的具体实例说明并描述本公开案，但所属领域的技术人员将显而易见，其它实施例和实例可执行相似功能和/或取得相同结果。所有这些等效实施例和实例均在本公开案的精神和范围内，并意在涵盖于附加权利要求书中。对所属领域的技术人员还将显而易见，在不脱离本公开案的精神和范围的情况下，可对本公开案作出各种修改和变化。因此，本公开案旨在涵盖所提供的在附加权利要求书和附加权利要求书的等效物的范围内的修改和变化。

Claims (23)

1.一种用于具有电路板的电子装置并用于与具有插头的外部光缆接合的光纤接口总成，所述光纤接口总成包含：

集成光学引擎，所述集成光学引擎经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号；和

插座，所述插座与所述集成光学引擎一体地形成，并且所述插座具有插座孔隙，所述插座孔隙经设置以收纳所述外部光缆的所述插头，所述插座孔隙具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸；并且

所述插座由挠性底座支撑，所述挠性底座由所述电路板支撑，所述挠性底座经设置以在所述插头插配到所述插座时吸收机械力。

2.如权利要求1所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述电路板，所述电路板具有上表面和边缘，所述边缘具有形成在所述边缘中的外壳支撑区域；

所述集成光学引擎，所述集成光学引擎具有壳体，所述壳体具有中心外壳，所述中心外壳限定所述插座及插座孔隙和插座内部；和

所述挠性底座，所述挠性底座连接到所述中心外壳，且所述挠性底座连接到所述电路板以挠性地支撑所述外壳支撑区域内的所述中心壳体。

3.如权利要求2所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述挠性底座，所述挠性底座具有第一外置部件和第二外置部件，所述第一外置部件和所述第二外置部件通过各自的第一挠性部件和第二挠性部件挠性地附接到所述中心外壳，所述第一外置部件和第二外置部件由所述电路板邻近所述外壳支撑区域的相对边缘支撑，以使得所述中心外壳在所述外壳支撑区域内浮动。

4.如权利要求2所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述中心外壳，所述中心外壳具有后端和在所述插座内部内的内部后壁，所述内部后壁具有插座传输透镜和插座接收透镜；和

所述集成光学引擎，所述集成光学引擎具有光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器各布置为邻近所述中心外壳后壁，并且所述光学传输器和所述光学接收器分别与所述插座传输透镜和所述插座接收透镜对准并位于距所述插座传输透镜和所述插座接收透镜可操作距离处。

5.如权利要求2所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述电路板，所述电路板具有形成在所述电路板上的至少一根电线；

至少一个插座电触头，所述至少一个插座电触头电连接到所述至少一根电线且至少部分地安置在所述插座内部内；和

所述插头，其中所述插头具有至少一个插头电触头，所述至少一个插头电触头经设置以在所述插头插配到所述插座时电接触所述至少一个插座电触头。

6.如权利要求2所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述中心外壳，所述中心外壳具有高度HE，可操作地支撑在所述电路板上表面并具有高度HC的组件，且其中HE＞HC。

7.如权利要求2所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述中心外壳，所述中心外壳具有后端和在所述插座内部内的内部后壁，所述内部后壁具有插座传输透镜和插座接收透镜，所述插座传输透镜和所述插座接收透镜各具有焦距FR，所述中心外壳在所述后端具有至少一个开孔；和

所述集成光学引擎，所述集成光学引擎具有光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器各布置在所述至少一个开孔中，并且所述光学传输器和所述光学接收器分别与所述插座传输透镜和所述插座接收透镜对准并位于距所述插座传输透镜和所述插座接收透镜约距离FR处。

8.如权利要求7所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述插头，其中所述插头具有套管，所述套管具有前端，所述前端具有插头传输和插头接收，其中所述插头传输透镜和所述插头接收透镜布置为在所述插头插配到所述插座时面对所述插座传输透镜和所述插座接收透镜。

9.如权利要求8所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含所述外部光缆，所述外部光缆可操作地插配到具有所述插头的所述插座。

10.如权利要求2所述的光纤接口总成，其中所述插头包括插头传输透镜和插头接收透镜，并且所述光纤接口总成进一步包含：

所述集成光学引擎，所述集成光学引擎具有光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器各可操作地布置在所述电路板上；和

传输导光管和接收导光管，当所述插头插配到插座时，所述传输导光管和所述接收导光管在第一末端处分别光学地耦接到所述光学传输器和所述光学接收器并在第二末端处分别光学地耦接到所述插头传输透镜和所述插头接收透镜。

11.如权利要求10所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述中心外壳，所述中心外壳具有引入通道，所述引入通道经设置以将所述传输导光管和所述接收导光管的一部分引入所述中心外壳内部，以使得所述传输导光管和所述接收导光管的第二末端分别位于距所述插头传输透镜和所述插头接收透镜可操作距离处。

12.如权利要求10所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述外部光缆，所述外部光缆可操作地插配到具有所述插头的所述插座。

13.如权利要求1所述的光纤接口总成，其中所述插头包括插头传输透镜和插头接收透镜，并且所述光纤接口总成进一步包含：

所述中心外壳，所述中心外壳具有打开的后端；和

所述集成光学引擎，所述集成光学引擎具有光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器各布置为邻近所述中心外壳后端，且当所述插头插配到所述插座时，所述光学传输器和所述光学接收器分别与所述插头传输透镜和所述插头接收透镜对准并位于距所述插头传输透镜和所述插头接收透镜可操作距离处。

14.如权利要求13所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含所述外部光缆，所述外部光缆可操作地插配到具有所述插头的所述插座。

15.一种用于与光缆的插头接合的电子装置的光纤接口总成，所述光纤接口总成包含：

电路板，所述电路板具有末端，所述末端具有形成在所述末端中的外壳支撑区域，所述外壳支撑区域具有相对边缘和后端；

光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器可操作地安置在所述电路板上，并且所述光学传输器和所述光学接收器分别经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号；

中心外壳，所述中心外壳经设置以支撑插座套管，所述中心外壳和所述插座套管限定插座，所述插座具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸；和

外壳支撑结构，所述外壳支撑结构经设置以挠性地支撑所述外壳支撑区域内的所述中心外壳，以相对于所述光学传输器和所述光学接收器可操作地布置所述插座套管。

16.如权利要求15所述的光纤接口总成，其中所述插座具有微型USB配置。

17.如权利要求15所述的光纤接口总成，其中所述中心外壳具有打开的后端，以紧邻所述插座套管的后端布置所述光学传输器和所述光学接收器。

18.如权利要求15所述的光纤接口总成，其中所述外壳支撑区域选自狭槽、凹口、偏出部分、孔隙和凸起区中的一个。

19.如权利要求15所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述电路板，所述电路板具有上表面，可操作地支撑在所述电路板上表面并具有高度HC的组件，所述中心外壳具有高度HE，且其中HE＞HC。

20.一种用于具有壳体的电子装置以用于与具有插头的外部光缆接合的光纤接口总成，所述光纤接口总成包含：

电路板，所述电路板具有末端，所述末端具有形成在所述末端中的外壳支撑区域，所述外壳支撑区域具有相对侧面和后端；

光学传输器和光学接收器，所述光学传输器和所述光学接收器邻近所述外壳支撑区域后端可操作地安置在所述电路板上，且所述光学传输器和所述光学接收器分别经设置以传输和接收各自的传输光学信号和接收光学信号；和

插座，所述插座具有插座中心外壳，所述插座中心外壳具有侧面，所述侧面经设置以滑动地啮合所述外壳支撑区域的所述侧面以使所述插座中心外壳与所述电路板插配，所述插座中心外壳具有用于连接到所述电子装置壳体的上部和下部的上凸缘和下凸缘，所述插座中心外壳具有插座孔隙，所述插座孔隙具有介于约2mm与4mm之间的至少一个横向尺寸。

21.如权利要求20所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述插头，其中所述插头具有套管，所述套管具有前端，所述前端具有插头传输透镜和插头接收透镜，其中当所述插头插配到所述插座时，所述插头传输透镜和所述插头接收透镜分别布置在距所述光学传输器和所述光学接收器可操作距离处。

22.如权利要求20所述的光纤接口总成，其中所述外壳支撑区域选自狭槽、凹口、偏出部分、孔隙和凸起区中的一个。

23.如权利要求20所述的光纤接口总成，所述光纤接口总成进一步包含：

所述电路板，所述电路板具有上表面，可操作地支撑在所述电路板上表面并具有高度HC的组件，所述中心外壳具有高度HE，且其中HE＞HC。

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