光電子位置合わせシステム及び方法
【課題】生産性を低下させ製造コストを上げることのないレンズと電子装置の高精度位置合わせ方法を提供する。
【解決手段】１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせすることが、ベースと外側リング１６とを有するほぼ円筒形の筐体１２を備えたアライナー装置によって支援される。このベースは１つ以上の開口を有し、その１つが第１の光電子装置用開口２０である。この第１の光電子装置用開口２０は、ほぼ円筒形で外側リング１６と同軸であり、かつアライナー装置の中心軸と同軸である。
【解決手段】１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせすることが、ベースと外側リング１６とを有するほぼ円筒形の筐体１２を備えたアライナー装置によって支援される。このベースは１つ以上の開口を有し、その１つが第１の光電子装置用開口２０である。この第１の光電子装置用開口２０は、ほぼ円筒形で外側リング１６と同軸であり、かつアライナー装置の中心軸と同軸である。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
光通信システムでは、レーザなどの光電子式光源装置又はフォトダイオードなどの光電子式光受信装置を光ファイバーなどの他のシステム部品に結合することが一般に必要である。コリメータ・レンズや集束レンズが一般に、それぞれ、光源装置や光受信装置の直前に搭載されている。光源装置、光受信装置及びレンズ又は他の光学部品は、光電子モジュールの中に一体化することができる。そのようなモジュールは、通常、光源装置に対して電気的インターフェースを提供するドライバ用集積回路チップ、及び光受信装置に対して電気的インターフェースを提供する受信機用集積回路チップなどの１つ以上の電子装置も備えている。光受信装置は、そこに入射する光信号を電気信号に変換し、その電気信号は受信機用集積回路チップを経由して、トランシーバ・モジュールから出力される。同様に、光源装置は、受信機用集積回路チップを経由してトランシーバ・モジュールに入力された電気信号に応答して、光信号を出射する。
【０００２】
レンズを光電子装置と位置合わせすることは、難しい問題になることがある。一般に受動的位置合わせと呼ばれる１つのレンズ位置合わせ方法には、Ｘ−Ｙ精密アライナー（X-Y precision aligner）として周知の装置を用いる方法が含まれる。このＸ−Ｙ精密アライナーは、装置の寸法に基づいて、レンズを光電子装置と一直線になるようにトランシーバ・モジュールの一部の上に配置するロボット装置である。一般に能動位置合わせと呼ばれる別の位置合わせ方法には、レンズを光電子装置とほぼ一直線になるように配置する同様の装置を使用する方法が含まれる。このとき装置は通電されて、光源からの光出力レベル又は光受信機の光感知レベルの測定値を示すフィードバック信号に基づいて、測定値が最大にされるレンズ位置が見つかるまで、レンズ位置を調整する。これらの装置は両方とも速度が遅く、結果として製造業生産高（すなわち、１時間当たりの生産数）が低い。さらに、装置は高価である。比較的低い製造業生産高と高い製造費用との組合せにより、製造されるトランシーバ・モジュールに対する費用が影響される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態は、１つ以上のレンズを光電子システム内の１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法に関する。位置合わせは、ベースと外側リングとを有するほぼ円筒形の筐体を備えたアライナー装置により支援される。このベースは１つ以上の開口を有し、その１つは第１の光電子装置用開口である。この第１の光電子装置用開口は外側リングと同軸であり、かつアライナー装置の中心軸と同軸である。
【０００４】
位置合わせ方法は、第１の光電子装置用開口の中に光電子装置を配置するステップを含むことができる。光電子装置の周辺部は、第１の光電子装置用開口の中にぴったり適合する寸法である。例えば、周辺部が正方形の光電子装置は、光電子装置の正方形に外接する円形の第１の光電子装置用開口の中に押し込まれることができる。第１の光電子装置用開口の周辺部は、光電子装置を中心軸に対して位置合わせし、かつ光電子装置をアライナー装置に対して動かないように保持するためのアライメント面を提供する。少なくとも１つのレンズを含むレンズ装置などの光学装置は、アライナー装置の外側リングと嵌め合うことができる。光学装置及び外側リングは、光学装置が光電子装置と位置合わせするためかつ光学装置をアライナー装置に対して動かないように保持するための嵌め合いアライメント面を有する。
【０００５】
光電子トランシーバの一部又は構体などのシステムは、アライナー装置をプリント回路基板、フレキシブル・プリント回路、リード・フレーム、又はセラミック基板などのほぼ平面な基板に取り付けることによって構成されうる。
【０００６】
他のシステム、方法、特徴、及び利点は、下記の図面及び詳細な説明を考察すれば、当業者には明白になるであろう。全てのそのような付加的なシステム、方法、特徴及び利点は、この説明の中又はこの明細書の範囲の中に含まれるか、添付している請求項によって保護されるものと考えられる。
【０００７】
下記の図面を参照することにより、本発明はより良く理解されることができる。図面内の構成要素は必ずしも寸法どおりではないが、その代わりに本発明の原理を明確に例示することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の具体例としての実施形態によるアライナー装置の上部平面図である。
【図２】図１のアライナー装置の側面図である。
【図３】本発明の具体例としての実施形態による回路基板の上部平面図である。
【図４】図３の基板上に搭載された図１〜図２のアライナー装置の斜視図であり、結果として生じた構体の前部を示している。
【図５】図１〜図２のアライナー装置の後部斜視図である。
【図６】図４と同様の図であり、構体の後部を示している。
【図７】光電子装置がアライナー装置内の第１及び第２の開口に搭載された、図４及び図６の前面の上部平面図である。
【図８】電子回路装置がアライナー装置内の第３及び第４の開口の中に搭載された、図７に類似した図である。
【図９】本発明の具体例としての実施形態によるレンズ装置の斜視図であり、このレンズ装置の後部を示している。
【図１０】図９に類似した図であり、レンズ装置の前面を示している。
【図１１】図９〜図１０のレンズ装置がアライナー装置に取り付けられた、図８の構体の斜視図である。
【図１２】図１１の構体の側面図であり、レンズ装置のアライナー装置に対するレーザ溶接を示している。
【図１３】本発明の別の具体例としての実施形態によるレンズ装置の斜視図であり、レンズ装置の後部を示している。
【図１４】図１〜図２のアライナー装置を形成するための金型の斜視図である。
【図１５】本発明の別の具体例としての実施形態によるアライナー装置の別の構体、基板及びレンズ装置の上部平面図である。
【図１６】本発明のさらに別の具体例としての実施形態によるアライナー装置の別の構体、基板及びレンズ装置の上部平面図である。
【図１７】本発明の具体例としての実施形態に基づいて、１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図２に例示されているように、本発明の例証となる又は具体例としての実施形態では、アライナー装置１０は、円盤形又は円筒形の筐体１２を有する。筐体１２は一方の端部近くに、すなわち、筐体１２に凹所が作られたベース１４を有する。全体的に円筒形を画定する筐体１２のほぼ円筒形の外側リング１６は、面取りエッジ１８を有する。ベース１４は、第１の光電子装置用開口２０、第２の光電子装置用開口２２、第１の電子装置用開口２４、及び第２の電子装置用開口２６を備えている。第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２は、ほぼ円筒形である。第１の光電子装置用開口２０は外側リング１６と同軸であり、かつアライナー装置１０の中心軸２８（図２）とも同軸である。これらの開口は、下記に説明される方法で使用される。具体例としての実施形態では、筐体１０は４個の上述の開口を有するが、他の実施形態では、同様のアライナー装置用筐体はそのような開口をさらに多く又は少なく有することができる。筐体１２は、例えば、剛性の成形用プラスチック材料から作ることができる。光学装置で一般に使用される剛性の成形用プラスチック材料は、ＳＡＢＩＣ社（以前のGeneral Electric Plastics Division）から販売されているＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドである。液晶ポリマーは、好適な剛性の成形用プラスチック材料の別の例である。
【００１０】
第１及び第２の光電子装置用開口２０おび２２は、それぞれ、面取りエッジ３０及び３２を有する。第１及び第２の光電子装置用開口２０おび２２は、それぞれ、直線縁取り部分３４及び３６も有している。このため、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２は、「ほぼ」円形であるに過ぎず、厳密に又は正確に円形ではない。直線縁取り部分３４及び３６は、面取りエッジ３０及び３２に沿って面取りされている。外側リング１６は、面取りエッジ１８に沿って面取りされた同様の直線縁取り部分４０を有する。
【００１１】
具体例としての実施形態では、筐体１２の外面は円筒形であり、かつその内側は直線縁取り部分４０を除いて円筒形であるが、別の実施形態では、筐体１２は、金型からの剥離を容易にする形態などの、厳密に又は正確に円筒形ではないがほぼ円筒形であるような別の形態とすることができる。それにもかかわらず、筐体１２は、後でさらに詳細に説明されるように、中心軸２８に関して対称的に形成される機構を有する少なくとも概ね円筒形である。
【００１２】
図３〜図６に例示されているように、アライナー装置１０は、プリント回路基板４２又は、別の実施形態では、フレキシブル・プリント回路、メタル・リード・フレーム（図示せず）、又はセラミック基板などの任意の他の適当な基板上に取り付けられることができる。プリント回路基板４２の前面又は上面は、電気接点４４、導体パッド４６、及びヒート・シンク・パッド部分４８（図３）を備えている。２つの取付け穴５０は、前面と背面との間の回路基板４２を通って延長する。プリント回路基板４２の背面すなわち底面は、プリント回路基板４２を貫通するバイア・ホールすなわちめっきスルーホール（図示せず）を通ってヒート・シンク・パッド部分４８に結合されたヒート・シンク・トレース５２（図６）を有する。アライナー装置１０のベース１４（図５）の背面上の突起５４は取付け穴５０を通って延長して、アライナー装置１０をプリント回路基板４２に固定するために熱ステイク（heat-staked）されることができる。具体例としての実施形態では、一対の突起５４及び対応する取付け穴５０がアライナー装置１０を取り付けるために使用されるが、別の実施形態では、任意の他の適当な取付け構造が使用されうる。
【００１３】
図７に例示されているように、レーザ又は同様な光源などの第１の光電子装置５６は、第１の光電子装置用開口２０の中に配置されることができる。同様に、フォトダイオード又は同様な光受信機などの第２の光電子装置５８は、第２の光電子装置用開口２２内に配置されることができる。具体例としての実施形態では、光源と光受信機とが使用されるが、別の実施形態では、任意の他の適当な１つ以上のそのような光電子装置の組を使用できる。例えば、別の実施形態（図示せず）では、２つ以上の光源又は２つ以上の光受信機を使用をすることができる。システムに集積回路チップ又は他の電子部品を実装するために、従来から使用されている種類の従来型ロボット式ピック・アンド・プレイス機械が、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を、それぞれ、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の中に配置するために使用することができる。面取りエッジ３０及び３２は、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２に導くのに役立つ。この方法で取り付けられると、正方形の形状すなわち周辺部を有する第１及び第２の光電子装置５６及び５８のコーナは、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の円形の周辺部に正確に接触する。２つの嵌め合い部品が共にぴったりと嵌合する又は互いにごくわずかに接触するようなこの種の嵌合は、トランジショナル嵌合（transitional fit）として技術的に周知である。トランジショナル嵌合は、部品を開口に押し込むためにある程度の力をそれに加える必要がある摩擦嵌合（friction fit）と対比することができる。トランジショナル嵌合は、開口の全ての寸法が対応する部分の寸法よりも大きいクリアランス嵌合とも対比することができる。
【００１４】
さらに、直線縁取り部分３４及び３６は、第１及び第２の光電子装置５６及び５８の直線エッジとの位置合わせを促進することによって、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の中に向けるのに有用である。直線縁取り部分３４及び３６はまた、アライナー装置１０に加わる回転運動に対して第１及び第２の光電子装置５６及び５８を保持する一助となる。
【００１５】
その上、上述の方法で取り付けられると、第１の光電子装置５６はヒート・シンク・パッド部分４８（図３）に接触する。このヒート・シンク・パッド部分４８は、余分な熱を第１の光電子装置５６からヒート・シンク・トレース５２（図６）に伝導することができる。第１及び第２の光電子装置５６及び５８の背面は、エポキシなどの適当な接着剤を用いてプリント回路基板４２に固着することができる。エポキシが硬化する前に第１及び第２の光電子装置５６及び５８からしみ出た少量の余分なエポキシは、第１及び第２の光電子装置５６及び５８のエッジと第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の周辺部との間の間隙に害を及ぼさない形で漏れることができる。
【００１６】
図８に例示されているように、ドライバ回路を有する集積回路チップなどの第１の電子装置６０が、第１の電子装置用開口２４の中に配置され、また受信機回路を有する集積回路チップなどの第２の電子装置６２が、第２の光電子装置用開口２６の中に配置することができる。従来のピック・アンド・プレイス装置は、第１及び第２の電子装置６０及び６２を配置するために使用することができる。第１及び第２の電子装置用開口２４及び２６の形状は、第１及び第２の電子装置６０及び６２の形状と一致させることができるため、配置するのに役立つ。ワイヤ・ボンド６４により、第１及び第２の電子装置６０及び６２が導体パッド４６（図７）に電気的に接続されることができる。同様に、他のワイヤ・ボンド６６により、第１及び第２の光電子装置５６及び５８が第１及び第２の電子装置６０及び６２に電気的に接続することができる。
【００１７】
図９〜図１１に例示されているように、レンズ装置７０は、アライナー装置１０の外側リング１６に装着することができる。レンズ装置７０は、アライナー装置１０が作られている材料と同じＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの光学材料から作られる。レンズ装置７０は、内側リング７８内の円形領域７６に２つのレンズ７２及び７４（図９）を有する。内側リング７８は、アライナー装置１０の外側リング１６の中へのぴったりとした嵌合、すなわち、トランジショナル嵌合を有する。アライナー装置１０の面取りエッジ１８（図８）は、レンズ装置７０を図１１に示された装着位置に導入するのに有効である。内側リング７８の外周は、外側リング１６の直線縁取り部分４０（図８）に形状及び位置が一致する直線縁取り部分８０（図９）を含んでいる。このため、レンズ装置７０は、レンズ装置７０の直線縁取り部分８０がアライナー装置１０の直線縁取り部分４０と接触するようにアライナー装置１０に向けられて、内側リング７８にトランジショナル嵌合で又は、別の方法では、摩擦嵌合で装着される。この方法で装着されることで、レンズ７０は、第１の光電子装置１０により中心軸２８（図２）に沿って位置合わせされ、レンズ７２は、同様に第２の光電子装置２２により位置合わせされる。
【００１８】
レンズ装置７０は、レンズ装置７０が外側リング１６に装着されるとき、アライナー装置１０の外側リング１６と接触するフランジ８２を有している。レンズ装置７０は、さらに、面取りされた円形の開口８６及び面取りされた直線縁取り部分８８を有する鏡胴部分８４を備えている。それらは、光ケーブルのフェルール（図示せず）などの他の光学部品を取り付けるのに役立つ。図１２に例示されているように、レーザ溶接ビーム９０が、レンズ装置７０をアライナー装置１０に溶接するためにフランジ８２の周りに向けられる。レンズ装置７０は、前に参照されたＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの材料から作ることができる。この樹脂はレーザ溶接ビーム９０の波長に対して光学的に透明であるが、アライナー装置１０はこの波長を吸収するように着色された同様の材料から作られるため、溶接熱を発生する。接着剤を用いるような、レンズ装置７０をアライナー装置１０に固定する他の方法も適当であるが、この方法のレーザ溶接は半密封シールを提供することができる。
【００１９】
レンズ装置７０に類似した別のレンズ装置９２が、図１３に例示されている（同じ部品は、７０’、７２’、７４’、及び８４’などの「主要な」記号を有する同じ参照番号によって表される）。レンズ装置９２は、円形プロフィールではなく正方形プロフィールを有する内側部分９４を含む。正方形プロフィールの角は、アライナー装置１０の外側リング１６の中に適合する（すなわち、トランジショナル嵌合、又は、別の方法では、摩擦嵌合）。
【００２０】
図１４に例示されているように、モールド９６は、アライナー装置１０を製造するために使用されることができる。モールド９６は、外側リング機構９８、第１の光電子装置用開口機構１００、第２の光電子装置用開口機構１０２、第１の電子装置用開口機構１０４、第２の電子装置用開口機構１０６などの、アライナー装置１０に関して上述の機構に対応する機構を備えている。このため、モールド９６は、前に参照されたＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの適当な熱可塑性材料で充填されて、そこからアライナー装置１０が成形することができる。そのような成形動作（例えば、射出成形）は技術的に周知であるため、それらの動作は本願ではより詳細には説明しない。
【００２１】
モールド９６は、第１の光電子装置用開口機構１００、外側リング機構１０２、又は回転軸１０８と同軸の又はそれと対称的な他のほぼ円形又は円筒形の機構を形成するために、ダイヤモンド旋盤又は同様の装置（図示せず）を用いて極めて精密な寸法を持つように形成することができる。適当な金属などのモールド材料の一部が旋盤に取り付けられて回転軸１０８の周りを回転すると、第１の光電子装置用開口機構１００を、回転軸１０８に関して高精度でモールド材料の中で作ることができる。例えば、第１の光電子装置用開口機構１００は、従来のダイヤモンド旋盤上で、望ましい半径の約１ミクロン以内の半径を有するように作られる。同様に、モールド材料（ワークピース）が旋盤上に取り付けられた状態の場合、外側リング機構９８が同じ精度で作られる。このように、ダイヤモンド旋盤又は同様の正確な機械を使用すると、外側リング機構９８の半径は、第１の光電子装置用開口機構１００の半径に対して極めて正確に一致させることができる。第１の光電子装置用開口機構１００は、極めて正確に外側リング機構９８と同軸に作ることができる。このため、モールド９６がこの方法で作られる場合、モールド９６を用いてアライナー装置１０を作ることにより、外側リング１６の半径に極めて正確に関連した第１の電子装置用開口２０の半径を、結果的に得る。第１の光電子装置用開口２０も、外側リング１６と極めて正確に同軸になる。
【００２２】
このように、第１の光電子装置５６のコーナと第１の光電子装置用開口２０の円形の周辺部との間のトランジショナル嵌合が、極めて正確に提供されることができる。さらに、第１の光電子装置用開口２０と外側リング１６との間の位置合わせが、この精度を利用できる。このため、レンズ装置７０がアライナー装置１０に上述の方法で取り付けられるとき、レンズ７２は極めて正確に第１の光電子装置５６と位置合わせされる。
【００２３】
動作に当たっては、レンズ装置７０に結合された光ファイバー・ケーブル（図示せず）又は他の装置の光ファイバーの端部から受光された光は、レンズ７４によって第２の光電子装置２２に集束される。第２の光電子装置２２は、具体例としての実施形態では、フォトダイオードなどの光受信機であり、入射した光によって表される光信号に応答して電気信号を発生する。第１の電子装置６０はこれらの電気信号を処理し、そして電気接点４４を経由して対応する出力信号を出力する。また、第２の電子装置６２は、電気接点４４を経由した入力信号を受信及び処理する。第１の光電子装置２０は、具体例としての実施形態では、レーザなどの光源であり、第２の電子装置６２から受信した電気信号に応答して光信号を出射する。レンズ装置７０のレンズ７２は、第１の光電子装置２０が出射した光を平行にして、レンズ装置７０に結合された光ファイバー・ケーブル又は他の装置の別の光ファイバー（図示せず）の端部に向けられたビームにする。
【００２４】
別の実施形態が、図１５に例示されている。この実施形態では、２つのアライナー装置１１０及び１１２が基板１１４に取り付けられている。第１の光電子装置１１６が、上述の実施形態と同様な方法で、アライナー装置１１０内の開口１１８に取り付けられている。同様に、第２の光電子装置１２０が、アライナー装置１１２の中の開口１２２内に取り付けられている。すなわち、アライナー装置１１０及び１１２並びにそれらの開口１１８及び１２２は、それぞれ、アライナー装置１０及びその第１の光電子装置用開口２０が製造されかつ使用される上述の方法と同様の方法で、製造及び使用されることができる。上述のレンズ装置７０と同様のレンズ装置１２４及び１２６が、それぞれ、アライナー装置１１０及び１１２に取り付けられることができる。例示された実施形態では、光電子装置１１６及び１２０の一方を光源に、また他方を光受信機にすることができる。しかしながら、別の実施形態では、それらは両方とも光源に、又は別の方法では、それらは両方とも光受信機にすることができる。電子装置１２８も基板１１４に装着されて、アライナー装置１１０及び１１２の両方に電気的に接続されることができる。さらに別の実施形態（図示せず）では、別個のアライナー装置の中に搭載された２つの光電子装置のそれぞれが、別個の電子装置に接続されることができる。基板１１４は、別の方法では、上述の基板４２と同様にして、例えば、電気接点１３０のアレイ、ヒート・シンク・パッド及びトレース（図示せず）などを含むことができる。例示された実施形態では、２つのアライナー装置１１０及び１１２並びに関連したレンズ装置１２４及び１２６が存在するが、別の実施形態では、３つ以上にすることができる。
【００２５】
さらに別の実施形態が、図１６に例示されている。この実施形態では、アライナー装置１３２は、そのベース１３６に形成された光電子装置用開口１３４を備えている。光電子装置用開口１３４は、２つの直線エッジ１３８及び１４０が付いた、ほぼ円形の周辺部を有する。より具体的には、例示された実施形態では、光電子装置用開口１３４の円形周辺部は、２７０度（すなわち、円の３／４）にわたって延長し、直線エッジ１３８及び１４０は円形周辺部の９０度（すなわち、円の１／４）の四分円を取り囲む。直線エッジ１３８及び１４０は、光電子装置用開口１３４のこの四分円に配置される光電子装置１４２を位置合わせするのに有用である。光電子装置用開口１３４は、電子装置１４６をその中に装着できるより大きな電子装置用開口１４４に隣接している。アライナー装置１３２は基板１４８に取り付けられる。この基板１４８は、電気接点１５０のアレイ、ヒート・シンク・パッド１５２、及び図１〜図１３に示された上述の実施形態の基板４２に関連して説明されたものと類似した他の部品を含むことができる。上述の実施形態と同様に、アライナー装置１３２の筐体は、面取りエッジ１５６及び面取りされた直線縁取り部分１５８を含む外側リング１５４を備えている。レンズ装置（図示せず）は、上述の実施形態と同様な方法で外側リング１５４に取り付けられることができる。
【００２６】
図１７に例示されているように、１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする具体例としての方法は、下記のように要約することができる。ブロック１６０に示されているように、アライナー装置が提供される。例えば、上述のように、アライナー装置は型を用いて成形されることができる。この型は、ほぼ円形又は円筒形でかつ中心軸と同軸の開口、リング及び他の機構が互いに高精度で作られるように、ダイヤモンド旋盤の中で旋削されて作られる。ブロック１６２で示されるように、アライナー装置が基板に装着することができる。ブロック１６４で示されるように、１つ以上光電子装置がアライナー装置の中の１つ以上の対応する開口内に配置される。上述のように、開口の周辺部は装置を開口の中に導入し、それをぴったり嵌めて、装置が動かないように保持することができる。図１７には示されていないが、集積回路チップやモジュールなどの電子装置は、アライナー装置内の同様の開口に同じように搭載されて、光電子装置に電気的に接続することができる。ブロック１６６に示されるように、レンズ装置がアライナー装置に嵌め合わされる。レンズ装置とアライナー装置との間及びアライナー装置とそこに搭載された光電子装置との間のアライメントが極めて正確であるため、結果として、光電子装置とレンズ装置との間のアライメントが同様に正確になる。
【００２７】
本発明の１つ以上の具体例としての実施形態が、上記のように記述された。しかしながら、本発明は添付されたクレームによって定義されることはなく、また説明された特定の実施形態に限定されることはないことは理解されよう。
【符号の説明】
【００２８】
１２ 筺体
１６ 外側リング
２０ 第１の光電子装置用開口
２２ 第２の光電子装置用開口
２４ 第１の電子装置用開口
２６ 第２の電子装置用開口
３０、３２ 面取りエッジ
３４、３６、４０ 直線縁取り部分
４２ プリント回路基板
４４ 電気接点
４６ 導体パッド
５６ 第１の光電子装置
５８ 第２の光電子装置
【背景技術】
【０００１】
光通信システムでは、レーザなどの光電子式光源装置又はフォトダイオードなどの光電子式光受信装置を光ファイバーなどの他のシステム部品に結合することが一般に必要である。コリメータ・レンズや集束レンズが一般に、それぞれ、光源装置や光受信装置の直前に搭載されている。光源装置、光受信装置及びレンズ又は他の光学部品は、光電子モジュールの中に一体化することができる。そのようなモジュールは、通常、光源装置に対して電気的インターフェースを提供するドライバ用集積回路チップ、及び光受信装置に対して電気的インターフェースを提供する受信機用集積回路チップなどの１つ以上の電子装置も備えている。光受信装置は、そこに入射する光信号を電気信号に変換し、その電気信号は受信機用集積回路チップを経由して、トランシーバ・モジュールから出力される。同様に、光源装置は、受信機用集積回路チップを経由してトランシーバ・モジュールに入力された電気信号に応答して、光信号を出射する。
【０００２】
レンズを光電子装置と位置合わせすることは、難しい問題になることがある。一般に受動的位置合わせと呼ばれる１つのレンズ位置合わせ方法には、Ｘ−Ｙ精密アライナー（X-Y precision aligner）として周知の装置を用いる方法が含まれる。このＸ−Ｙ精密アライナーは、装置の寸法に基づいて、レンズを光電子装置と一直線になるようにトランシーバ・モジュールの一部の上に配置するロボット装置である。一般に能動位置合わせと呼ばれる別の位置合わせ方法には、レンズを光電子装置とほぼ一直線になるように配置する同様の装置を使用する方法が含まれる。このとき装置は通電されて、光源からの光出力レベル又は光受信機の光感知レベルの測定値を示すフィードバック信号に基づいて、測定値が最大にされるレンズ位置が見つかるまで、レンズ位置を調整する。これらの装置は両方とも速度が遅く、結果として製造業生産高（すなわち、１時間当たりの生産数）が低い。さらに、装置は高価である。比較的低い製造業生産高と高い製造費用との組合せにより、製造されるトランシーバ・モジュールに対する費用が影響される。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明の実施形態は、１つ以上のレンズを光電子システム内の１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法に関する。位置合わせは、ベースと外側リングとを有するほぼ円筒形の筐体を備えたアライナー装置により支援される。このベースは１つ以上の開口を有し、その１つは第１の光電子装置用開口である。この第１の光電子装置用開口は外側リングと同軸であり、かつアライナー装置の中心軸と同軸である。
【０００４】
位置合わせ方法は、第１の光電子装置用開口の中に光電子装置を配置するステップを含むことができる。光電子装置の周辺部は、第１の光電子装置用開口の中にぴったり適合する寸法である。例えば、周辺部が正方形の光電子装置は、光電子装置の正方形に外接する円形の第１の光電子装置用開口の中に押し込まれることができる。第１の光電子装置用開口の周辺部は、光電子装置を中心軸に対して位置合わせし、かつ光電子装置をアライナー装置に対して動かないように保持するためのアライメント面を提供する。少なくとも１つのレンズを含むレンズ装置などの光学装置は、アライナー装置の外側リングと嵌め合うことができる。光学装置及び外側リングは、光学装置が光電子装置と位置合わせするためかつ光学装置をアライナー装置に対して動かないように保持するための嵌め合いアライメント面を有する。
【０００５】
光電子トランシーバの一部又は構体などのシステムは、アライナー装置をプリント回路基板、フレキシブル・プリント回路、リード・フレーム、又はセラミック基板などのほぼ平面な基板に取り付けることによって構成されうる。
【０００６】
他のシステム、方法、特徴、及び利点は、下記の図面及び詳細な説明を考察すれば、当業者には明白になるであろう。全てのそのような付加的なシステム、方法、特徴及び利点は、この説明の中又はこの明細書の範囲の中に含まれるか、添付している請求項によって保護されるものと考えられる。
【０００７】
下記の図面を参照することにより、本発明はより良く理解されることができる。図面内の構成要素は必ずしも寸法どおりではないが、その代わりに本発明の原理を明確に例示することに重点が置かれている。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の具体例としての実施形態によるアライナー装置の上部平面図である。
【図２】図１のアライナー装置の側面図である。
【図３】本発明の具体例としての実施形態による回路基板の上部平面図である。
【図４】図３の基板上に搭載された図１〜図２のアライナー装置の斜視図であり、結果として生じた構体の前部を示している。
【図５】図１〜図２のアライナー装置の後部斜視図である。
【図６】図４と同様の図であり、構体の後部を示している。
【図７】光電子装置がアライナー装置内の第１及び第２の開口に搭載された、図４及び図６の前面の上部平面図である。
【図８】電子回路装置がアライナー装置内の第３及び第４の開口の中に搭載された、図７に類似した図である。
【図９】本発明の具体例としての実施形態によるレンズ装置の斜視図であり、このレンズ装置の後部を示している。
【図１０】図９に類似した図であり、レンズ装置の前面を示している。
【図１１】図９〜図１０のレンズ装置がアライナー装置に取り付けられた、図８の構体の斜視図である。
【図１２】図１１の構体の側面図であり、レンズ装置のアライナー装置に対するレーザ溶接を示している。
【図１３】本発明の別の具体例としての実施形態によるレンズ装置の斜視図であり、レンズ装置の後部を示している。
【図１４】図１〜図２のアライナー装置を形成するための金型の斜視図である。
【図１５】本発明の別の具体例としての実施形態によるアライナー装置の別の構体、基板及びレンズ装置の上部平面図である。
【図１６】本発明のさらに別の具体例としての実施形態によるアライナー装置の別の構体、基板及びレンズ装置の上部平面図である。
【図１７】本発明の具体例としての実施形態に基づいて、１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法を例示するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１〜図２に例示されているように、本発明の例証となる又は具体例としての実施形態では、アライナー装置１０は、円盤形又は円筒形の筐体１２を有する。筐体１２は一方の端部近くに、すなわち、筐体１２に凹所が作られたベース１４を有する。全体的に円筒形を画定する筐体１２のほぼ円筒形の外側リング１６は、面取りエッジ１８を有する。ベース１４は、第１の光電子装置用開口２０、第２の光電子装置用開口２２、第１の電子装置用開口２４、及び第２の電子装置用開口２６を備えている。第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２は、ほぼ円筒形である。第１の光電子装置用開口２０は外側リング１６と同軸であり、かつアライナー装置１０の中心軸２８（図２）とも同軸である。これらの開口は、下記に説明される方法で使用される。具体例としての実施形態では、筐体１０は４個の上述の開口を有するが、他の実施形態では、同様のアライナー装置用筐体はそのような開口をさらに多く又は少なく有することができる。筐体１２は、例えば、剛性の成形用プラスチック材料から作ることができる。光学装置で一般に使用される剛性の成形用プラスチック材料は、ＳＡＢＩＣ社（以前のGeneral Electric Plastics Division）から販売されているＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドである。液晶ポリマーは、好適な剛性の成形用プラスチック材料の別の例である。
【００１０】
第１及び第２の光電子装置用開口２０おび２２は、それぞれ、面取りエッジ３０及び３２を有する。第１及び第２の光電子装置用開口２０おび２２は、それぞれ、直線縁取り部分３４及び３６も有している。このため、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２は、「ほぼ」円形であるに過ぎず、厳密に又は正確に円形ではない。直線縁取り部分３４及び３６は、面取りエッジ３０及び３２に沿って面取りされている。外側リング１６は、面取りエッジ１８に沿って面取りされた同様の直線縁取り部分４０を有する。
【００１１】
具体例としての実施形態では、筐体１２の外面は円筒形であり、かつその内側は直線縁取り部分４０を除いて円筒形であるが、別の実施形態では、筐体１２は、金型からの剥離を容易にする形態などの、厳密に又は正確に円筒形ではないがほぼ円筒形であるような別の形態とすることができる。それにもかかわらず、筐体１２は、後でさらに詳細に説明されるように、中心軸２８に関して対称的に形成される機構を有する少なくとも概ね円筒形である。
【００１２】
図３〜図６に例示されているように、アライナー装置１０は、プリント回路基板４２又は、別の実施形態では、フレキシブル・プリント回路、メタル・リード・フレーム（図示せず）、又はセラミック基板などの任意の他の適当な基板上に取り付けられることができる。プリント回路基板４２の前面又は上面は、電気接点４４、導体パッド４６、及びヒート・シンク・パッド部分４８（図３）を備えている。２つの取付け穴５０は、前面と背面との間の回路基板４２を通って延長する。プリント回路基板４２の背面すなわち底面は、プリント回路基板４２を貫通するバイア・ホールすなわちめっきスルーホール（図示せず）を通ってヒート・シンク・パッド部分４８に結合されたヒート・シンク・トレース５２（図６）を有する。アライナー装置１０のベース１４（図５）の背面上の突起５４は取付け穴５０を通って延長して、アライナー装置１０をプリント回路基板４２に固定するために熱ステイク（heat-staked）されることができる。具体例としての実施形態では、一対の突起５４及び対応する取付け穴５０がアライナー装置１０を取り付けるために使用されるが、別の実施形態では、任意の他の適当な取付け構造が使用されうる。
【００１３】
図７に例示されているように、レーザ又は同様な光源などの第１の光電子装置５６は、第１の光電子装置用開口２０の中に配置されることができる。同様に、フォトダイオード又は同様な光受信機などの第２の光電子装置５８は、第２の光電子装置用開口２２内に配置されることができる。具体例としての実施形態では、光源と光受信機とが使用されるが、別の実施形態では、任意の他の適当な１つ以上のそのような光電子装置の組を使用できる。例えば、別の実施形態（図示せず）では、２つ以上の光源又は２つ以上の光受信機を使用をすることができる。システムに集積回路チップ又は他の電子部品を実装するために、従来から使用されている種類の従来型ロボット式ピック・アンド・プレイス機械が、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を、それぞれ、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の中に配置するために使用することができる。面取りエッジ３０及び３２は、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２に導くのに役立つ。この方法で取り付けられると、正方形の形状すなわち周辺部を有する第１及び第２の光電子装置５６及び５８のコーナは、第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の円形の周辺部に正確に接触する。２つの嵌め合い部品が共にぴったりと嵌合する又は互いにごくわずかに接触するようなこの種の嵌合は、トランジショナル嵌合（transitional fit）として技術的に周知である。トランジショナル嵌合は、部品を開口に押し込むためにある程度の力をそれに加える必要がある摩擦嵌合（friction fit）と対比することができる。トランジショナル嵌合は、開口の全ての寸法が対応する部分の寸法よりも大きいクリアランス嵌合とも対比することができる。
【００１４】
さらに、直線縁取り部分３４及び３６は、第１及び第２の光電子装置５６及び５８の直線エッジとの位置合わせを促進することによって、第１及び第２の光電子装置５６及び５８を第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の中に向けるのに有用である。直線縁取り部分３４及び３６はまた、アライナー装置１０に加わる回転運動に対して第１及び第２の光電子装置５６及び５８を保持する一助となる。
【００１５】
その上、上述の方法で取り付けられると、第１の光電子装置５６はヒート・シンク・パッド部分４８（図３）に接触する。このヒート・シンク・パッド部分４８は、余分な熱を第１の光電子装置５６からヒート・シンク・トレース５２（図６）に伝導することができる。第１及び第２の光電子装置５６及び５８の背面は、エポキシなどの適当な接着剤を用いてプリント回路基板４２に固着することができる。エポキシが硬化する前に第１及び第２の光電子装置５６及び５８からしみ出た少量の余分なエポキシは、第１及び第２の光電子装置５６及び５８のエッジと第１及び第２の光電子装置用開口２０及び２２の周辺部との間の間隙に害を及ぼさない形で漏れることができる。
【００１６】
図８に例示されているように、ドライバ回路を有する集積回路チップなどの第１の電子装置６０が、第１の電子装置用開口２４の中に配置され、また受信機回路を有する集積回路チップなどの第２の電子装置６２が、第２の光電子装置用開口２６の中に配置することができる。従来のピック・アンド・プレイス装置は、第１及び第２の電子装置６０及び６２を配置するために使用することができる。第１及び第２の電子装置用開口２４及び２６の形状は、第１及び第２の電子装置６０及び６２の形状と一致させることができるため、配置するのに役立つ。ワイヤ・ボンド６４により、第１及び第２の電子装置６０及び６２が導体パッド４６（図７）に電気的に接続されることができる。同様に、他のワイヤ・ボンド６６により、第１及び第２の光電子装置５６及び５８が第１及び第２の電子装置６０及び６２に電気的に接続することができる。
【００１７】
図９〜図１１に例示されているように、レンズ装置７０は、アライナー装置１０の外側リング１６に装着することができる。レンズ装置７０は、アライナー装置１０が作られている材料と同じＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの光学材料から作られる。レンズ装置７０は、内側リング７８内の円形領域７６に２つのレンズ７２及び７４（図９）を有する。内側リング７８は、アライナー装置１０の外側リング１６の中へのぴったりとした嵌合、すなわち、トランジショナル嵌合を有する。アライナー装置１０の面取りエッジ１８（図８）は、レンズ装置７０を図１１に示された装着位置に導入するのに有効である。内側リング７８の外周は、外側リング１６の直線縁取り部分４０（図８）に形状及び位置が一致する直線縁取り部分８０（図９）を含んでいる。このため、レンズ装置７０は、レンズ装置７０の直線縁取り部分８０がアライナー装置１０の直線縁取り部分４０と接触するようにアライナー装置１０に向けられて、内側リング７８にトランジショナル嵌合で又は、別の方法では、摩擦嵌合で装着される。この方法で装着されることで、レンズ７０は、第１の光電子装置１０により中心軸２８（図２）に沿って位置合わせされ、レンズ７２は、同様に第２の光電子装置２２により位置合わせされる。
【００１８】
レンズ装置７０は、レンズ装置７０が外側リング１６に装着されるとき、アライナー装置１０の外側リング１６と接触するフランジ８２を有している。レンズ装置７０は、さらに、面取りされた円形の開口８６及び面取りされた直線縁取り部分８８を有する鏡胴部分８４を備えている。それらは、光ケーブルのフェルール（図示せず）などの他の光学部品を取り付けるのに役立つ。図１２に例示されているように、レーザ溶接ビーム９０が、レンズ装置７０をアライナー装置１０に溶接するためにフランジ８２の周りに向けられる。レンズ装置７０は、前に参照されたＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの材料から作ることができる。この樹脂はレーザ溶接ビーム９０の波長に対して光学的に透明であるが、アライナー装置１０はこの波長を吸収するように着色された同様の材料から作られるため、溶接熱を発生する。接着剤を用いるような、レンズ装置７０をアライナー装置１０に固定する他の方法も適当であるが、この方法のレーザ溶接は半密封シールを提供することができる。
【００１９】
レンズ装置７０に類似した別のレンズ装置９２が、図１３に例示されている（同じ部品は、７０’、７２’、７４’、及び８４’などの「主要な」記号を有する同じ参照番号によって表される）。レンズ装置９２は、円形プロフィールではなく正方形プロフィールを有する内側部分９４を含む。正方形プロフィールの角は、アライナー装置１０の外側リング１６の中に適合する（すなわち、トランジショナル嵌合、又は、別の方法では、摩擦嵌合）。
【００２０】
図１４に例示されているように、モールド９６は、アライナー装置１０を製造するために使用されることができる。モールド９６は、外側リング機構９８、第１の光電子装置用開口機構１００、第２の光電子装置用開口機構１０２、第１の電子装置用開口機構１０４、第２の電子装置用開口機構１０６などの、アライナー装置１０に関して上述の機構に対応する機構を備えている。このため、モールド９６は、前に参照されたＵＬＴＥＭ（登録商標）ポリエーテルイミドなどの適当な熱可塑性材料で充填されて、そこからアライナー装置１０が成形することができる。そのような成形動作（例えば、射出成形）は技術的に周知であるため、それらの動作は本願ではより詳細には説明しない。
【００２１】
モールド９６は、第１の光電子装置用開口機構１００、外側リング機構１０２、又は回転軸１０８と同軸の又はそれと対称的な他のほぼ円形又は円筒形の機構を形成するために、ダイヤモンド旋盤又は同様の装置（図示せず）を用いて極めて精密な寸法を持つように形成することができる。適当な金属などのモールド材料の一部が旋盤に取り付けられて回転軸１０８の周りを回転すると、第１の光電子装置用開口機構１００を、回転軸１０８に関して高精度でモールド材料の中で作ることができる。例えば、第１の光電子装置用開口機構１００は、従来のダイヤモンド旋盤上で、望ましい半径の約１ミクロン以内の半径を有するように作られる。同様に、モールド材料（ワークピース）が旋盤上に取り付けられた状態の場合、外側リング機構９８が同じ精度で作られる。このように、ダイヤモンド旋盤又は同様の正確な機械を使用すると、外側リング機構９８の半径は、第１の光電子装置用開口機構１００の半径に対して極めて正確に一致させることができる。第１の光電子装置用開口機構１００は、極めて正確に外側リング機構９８と同軸に作ることができる。このため、モールド９６がこの方法で作られる場合、モールド９６を用いてアライナー装置１０を作ることにより、外側リング１６の半径に極めて正確に関連した第１の電子装置用開口２０の半径を、結果的に得る。第１の光電子装置用開口２０も、外側リング１６と極めて正確に同軸になる。
【００２２】
このように、第１の光電子装置５６のコーナと第１の光電子装置用開口２０の円形の周辺部との間のトランジショナル嵌合が、極めて正確に提供されることができる。さらに、第１の光電子装置用開口２０と外側リング１６との間の位置合わせが、この精度を利用できる。このため、レンズ装置７０がアライナー装置１０に上述の方法で取り付けられるとき、レンズ７２は極めて正確に第１の光電子装置５６と位置合わせされる。
【００２３】
動作に当たっては、レンズ装置７０に結合された光ファイバー・ケーブル（図示せず）又は他の装置の光ファイバーの端部から受光された光は、レンズ７４によって第２の光電子装置２２に集束される。第２の光電子装置２２は、具体例としての実施形態では、フォトダイオードなどの光受信機であり、入射した光によって表される光信号に応答して電気信号を発生する。第１の電子装置６０はこれらの電気信号を処理し、そして電気接点４４を経由して対応する出力信号を出力する。また、第２の電子装置６２は、電気接点４４を経由した入力信号を受信及び処理する。第１の光電子装置２０は、具体例としての実施形態では、レーザなどの光源であり、第２の電子装置６２から受信した電気信号に応答して光信号を出射する。レンズ装置７０のレンズ７２は、第１の光電子装置２０が出射した光を平行にして、レンズ装置７０に結合された光ファイバー・ケーブル又は他の装置の別の光ファイバー（図示せず）の端部に向けられたビームにする。
【００２４】
別の実施形態が、図１５に例示されている。この実施形態では、２つのアライナー装置１１０及び１１２が基板１１４に取り付けられている。第１の光電子装置１１６が、上述の実施形態と同様な方法で、アライナー装置１１０内の開口１１８に取り付けられている。同様に、第２の光電子装置１２０が、アライナー装置１１２の中の開口１２２内に取り付けられている。すなわち、アライナー装置１１０及び１１２並びにそれらの開口１１８及び１２２は、それぞれ、アライナー装置１０及びその第１の光電子装置用開口２０が製造されかつ使用される上述の方法と同様の方法で、製造及び使用されることができる。上述のレンズ装置７０と同様のレンズ装置１２４及び１２６が、それぞれ、アライナー装置１１０及び１１２に取り付けられることができる。例示された実施形態では、光電子装置１１６及び１２０の一方を光源に、また他方を光受信機にすることができる。しかしながら、別の実施形態では、それらは両方とも光源に、又は別の方法では、それらは両方とも光受信機にすることができる。電子装置１２８も基板１１４に装着されて、アライナー装置１１０及び１１２の両方に電気的に接続されることができる。さらに別の実施形態（図示せず）では、別個のアライナー装置の中に搭載された２つの光電子装置のそれぞれが、別個の電子装置に接続されることができる。基板１１４は、別の方法では、上述の基板４２と同様にして、例えば、電気接点１３０のアレイ、ヒート・シンク・パッド及びトレース（図示せず）などを含むことができる。例示された実施形態では、２つのアライナー装置１１０及び１１２並びに関連したレンズ装置１２４及び１２６が存在するが、別の実施形態では、３つ以上にすることができる。
【００２５】
さらに別の実施形態が、図１６に例示されている。この実施形態では、アライナー装置１３２は、そのベース１３６に形成された光電子装置用開口１３４を備えている。光電子装置用開口１３４は、２つの直線エッジ１３８及び１４０が付いた、ほぼ円形の周辺部を有する。より具体的には、例示された実施形態では、光電子装置用開口１３４の円形周辺部は、２７０度（すなわち、円の３／４）にわたって延長し、直線エッジ１３８及び１４０は円形周辺部の９０度（すなわち、円の１／４）の四分円を取り囲む。直線エッジ１３８及び１４０は、光電子装置用開口１３４のこの四分円に配置される光電子装置１４２を位置合わせするのに有用である。光電子装置用開口１３４は、電子装置１４６をその中に装着できるより大きな電子装置用開口１４４に隣接している。アライナー装置１３２は基板１４８に取り付けられる。この基板１４８は、電気接点１５０のアレイ、ヒート・シンク・パッド１５２、及び図１〜図１３に示された上述の実施形態の基板４２に関連して説明されたものと類似した他の部品を含むことができる。上述の実施形態と同様に、アライナー装置１３２の筐体は、面取りエッジ１５６及び面取りされた直線縁取り部分１５８を含む外側リング１５４を備えている。レンズ装置（図示せず）は、上述の実施形態と同様な方法で外側リング１５４に取り付けられることができる。
【００２６】
図１７に例示されているように、１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする具体例としての方法は、下記のように要約することができる。ブロック１６０に示されているように、アライナー装置が提供される。例えば、上述のように、アライナー装置は型を用いて成形されることができる。この型は、ほぼ円形又は円筒形でかつ中心軸と同軸の開口、リング及び他の機構が互いに高精度で作られるように、ダイヤモンド旋盤の中で旋削されて作られる。ブロック１６２で示されるように、アライナー装置が基板に装着することができる。ブロック１６４で示されるように、１つ以上光電子装置がアライナー装置の中の１つ以上の対応する開口内に配置される。上述のように、開口の周辺部は装置を開口の中に導入し、それをぴったり嵌めて、装置が動かないように保持することができる。図１７には示されていないが、集積回路チップやモジュールなどの電子装置は、アライナー装置内の同様の開口に同じように搭載されて、光電子装置に電気的に接続することができる。ブロック１６６に示されるように、レンズ装置がアライナー装置に嵌め合わされる。レンズ装置とアライナー装置との間及びアライナー装置とそこに搭載された光電子装置との間のアライメントが極めて正確であるため、結果として、光電子装置とレンズ装置との間のアライメントが同様に正確になる。
【００２７】
本発明の１つ以上の具体例としての実施形態が、上記のように記述された。しかしながら、本発明は添付されたクレームによって定義されることはなく、また説明された特定の実施形態に限定されることはないことは理解されよう。
【符号の説明】
【００２８】
１２ 筺体
１６ 外側リング
２０ 第１の光電子装置用開口
２２ 第２の光電子装置用開口
２４ 第１の電子装置用開口
２６ 第２の電子装置用開口
３０、３２ 面取りエッジ
３４、３６、４０ 直線縁取り部分
４２ プリント回路基板
４４ 電気接点
４６ 導体パッド
５６ 第１の光電子装置
５８ 第２の光電子装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法であって、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置を提供するステップであって、前記ベースは第１の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置を提供するステップと、
第１の光電子装置用開口の中に第１の光電子装置を配置するステップであって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせし、かつ前記第１の光電子装置を前記アライナー装置に対して前記中心軸から離れて動かないように保持する、第１の光電子装置を配置するステップと、
前記アライナー装置の前記外側リングに光学装置を嵌め合わすステップであって、前記光学装置及び外側リングは嵌め合いアライメント面を有し、前記嵌め合いアライメント面は前記光学装置を前記光電子装置に位置合わせし、かつ前記光学装置を前記アライナー装置に対して動かないように保持する、光学装置を嵌め合わすステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記光学素子を嵌め合わすステップがレンズ装置を嵌め合わすステップを含み、前記レンズ装置が第１のレンズを含み、かつ前記レンズ装置及び外側リングの前記嵌め合いアライメント面が、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置にさらに位置合わせする、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベース内に第２の光電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、前記レンズ装置が第２のレンズを有し、かつ前記方法が第２の光電子装置を前記第２の光電子装置用開口内に配置するステップをさらに含み、また前記嵌め合いアライメント面が前記第２のレンズを前記第２の光電子装置にさらに位置合わせする、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記第１の光電子装置用開口の中に形成された直線縁取り部分を有するアライナー装置を提供し、前記アライナー装置に対して回転しないように前記第１の光電子装置を保持するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アライナー装置を提供するステップが、
円筒形部分を有する成形型を形成するステップと、
前記第１の光電子装置用開口及び前記外側リングに対応するモールド機構を形成するために、旋盤上で前記成形型の円筒形部分を回転させるステップと、
前記成形型を使用して、前記アライナー装置の筐体を成形するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記旋盤上で円筒形部分を回転させるステップが、ダイヤモンドの回転を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アライナー装置を提供するステップが、面取りエッジが付いた中心に円形開口を有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ第１の光電子装置を前記第１の光電子装置用開口に配置するステップが、前記第１の光電子装置を前記第１の光電子装置用開口に導く面取りエッジを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第１の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第１の電子装置用開口の中に第１の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第２の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記アライナー装置をほぼ平面の基板に取り付けるステップと、
前記第１の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板がプリント回路基板を含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アライナー装置を提供するステップが、１つ以上の直線エッジを含む第１の光電子装置を有するアライナー装置を提供するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法であって、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置を提供するステップであって、前記ベースは第１の光電子装置用開口及び第２の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置を提供するステップと、
第１の光電子装置用開口の中にほぼ正方形の第１の光電子装置を配置するステップであって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせし、かつ前記第１の光電子装置を前記アライナー装置に対して前記中心軸から離れて動かないように保持する、第１の光電子装置を配置するステップと、
第２の光電子装置用開口の中に正方形の第２の光電子装置を配置するステップであって、前記第２の光電子装置は前記第２の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせする、第２の光電子装置を配置するステップと、
前記アライナー装置の前記外側リングに光学装置を嵌め合わすステップであって、前記レンズ装置は第１のレンズ及び第２のレンズを含み、前記レンズ装置及び外側リングは、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置に位置合わせするため、前記第２のレンズを前記第２の光電子装置に位置合わせするため、かつ前記レンズ装置を前記アライナー装置に対して動かないように保持するために、嵌め合いアライメント面を有する、光学装置を嵌め合わすステップと、
前記アライナー装置をほぼ平面の基板に取り付けるステップと、
前記第１の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
前記第２の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベース内に第１の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第１の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第２の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせするシステムであって、
ほぼ平面の基板と、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置であって、前記ベースは前記基板上に取り付けられ、かつ第１の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置と、
第１の光電子装置用開口の中の基板上に装着された第１の光電子装置であって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせする、第１の光電子装置と、
前記アライナー装置の外側リングに装着されたレンズ装置であって、前記レンズ装置は第１のレンズを含み、前記レンズ装置及び外側リングは、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置に位置合わせするための嵌め合いアライメント面を有する、レンズ装置と、
を具備するシステム。
【請求項１７】
前記アライナー装置が前記筐体のベース内に第２の光電子装置用開口を有し、
前記システムが、前記第２の光電子装置用開口内の前記基板上に装着された第２の光電子装置をさらに含み、
前記レンズ装置が第２のレンズをさらに含み、かつ前記レンズ装置及び外側リングの嵌め合いアライメント面が、前記第２のレンズを前記第２の光電子装置と位置合わせさせる、
ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アライナー装置の前記第１の光電子装置用開口が面取りエッジを有する、ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アライナー装置の前記第１の光電子装置用開口の周辺部が、１つ以上の直線縁取り部分を有する、ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基板がプリント回路基板を含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記アライナー装置が前記筐体のベースの中に第１の電子装置用開口を有し、かつ前記基板に装着された第３の開口に中に第１の電子装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記アライナー装置が前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口を有し、かつ前記基板に装着された第４の開口に中に第２の電子装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【請求項１】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法であって、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置を提供するステップであって、前記ベースは第１の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置を提供するステップと、
第１の光電子装置用開口の中に第１の光電子装置を配置するステップであって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせし、かつ前記第１の光電子装置を前記アライナー装置に対して前記中心軸から離れて動かないように保持する、第１の光電子装置を配置するステップと、
前記アライナー装置の前記外側リングに光学装置を嵌め合わすステップであって、前記光学装置及び外側リングは嵌め合いアライメント面を有し、前記嵌め合いアライメント面は前記光学装置を前記光電子装置に位置合わせし、かつ前記光学装置を前記アライナー装置に対して動かないように保持する、光学装置を嵌め合わすステップと、
を含む方法。
【請求項２】
前記光学素子を嵌め合わすステップがレンズ装置を嵌め合わすステップを含み、前記レンズ装置が第１のレンズを含み、かつ前記レンズ装置及び外側リングの前記嵌め合いアライメント面が、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置にさらに位置合わせする、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベース内に第２の光電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、前記レンズ装置が第２のレンズを有し、かつ前記方法が第２の光電子装置を前記第２の光電子装置用開口内に配置するステップをさらに含み、また前記嵌め合いアライメント面が前記第２のレンズを前記第２の光電子装置にさらに位置合わせする、ことを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記第１の光電子装置用開口の中に形成された直線縁取り部分を有するアライナー装置を提供し、前記アライナー装置に対して回転しないように前記第１の光電子装置を保持するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記アライナー装置を提供するステップが、
円筒形部分を有する成形型を形成するステップと、
前記第１の光電子装置用開口及び前記外側リングに対応するモールド機構を形成するために、旋盤上で前記成形型の円筒形部分を回転させるステップと、
前記成形型を使用して、前記アライナー装置の筐体を成形するステップと、
を含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記旋盤上で円筒形部分を回転させるステップが、ダイヤモンドの回転を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記アライナー装置を提供するステップが、面取りエッジが付いた中心に円形開口を有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ第１の光電子装置を前記第１の光電子装置用開口に配置するステップが、前記第１の光電子装置を前記第１の光電子装置用開口に導く面取りエッジを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第１の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第１の電子装置用開口の中に第１の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第２の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項６に記載の方法。
【請求項１０】
前記アライナー装置をほぼ平面の基板に取り付けるステップと、
前記第１の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１１】
前記基板がプリント回路基板を含む、ことを特徴とする請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記アライナー装置を提供するステップが、１つ以上の直線エッジを含む第１の光電子装置を有するアライナー装置を提供するステップを含む、ことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせする方法であって、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置を提供するステップであって、前記ベースは第１の光電子装置用開口及び第２の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置を提供するステップと、
第１の光電子装置用開口の中にほぼ正方形の第１の光電子装置を配置するステップであって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせし、かつ前記第１の光電子装置を前記アライナー装置に対して前記中心軸から離れて動かないように保持する、第１の光電子装置を配置するステップと、
第２の光電子装置用開口の中に正方形の第２の光電子装置を配置するステップであって、前記第２の光電子装置は前記第２の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせする、第２の光電子装置を配置するステップと、
前記アライナー装置の前記外側リングに光学装置を嵌め合わすステップであって、前記レンズ装置は第１のレンズ及び第２のレンズを含み、前記レンズ装置及び外側リングは、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置に位置合わせするため、前記第２のレンズを前記第２の光電子装置に位置合わせするため、かつ前記レンズ装置を前記アライナー装置に対して動かないように保持するために、嵌め合いアライメント面を有する、光学装置を嵌め合わすステップと、
前記アライナー装置をほぼ平面の基板に取り付けるステップと、
前記第１の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
前記第２の光電子装置を前記基板に取り付けるステップと、
を含む方法。
【請求項１４】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベース内に第１の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第１の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記アライナー装置を提供するステップが、前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口をさらに有するアライナー装置を提供するステップを含み、かつ前記方法が前記第２の電子装置用開口の中に第２の電子装置を配置するステップをさらに含む、ことを特徴とする請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
１つ以上のレンズを１つ以上の光電子装置に位置合わせするシステムであって、
ほぼ平面の基板と、
ベース及び外側リングを備えたほぼ円筒形の筐体を有するアライナー装置であって、前記ベースは前記基板上に取り付けられ、かつ第１の光電子装置用開口を有し、前記第１の光電子装置用開口はほぼ円筒形で前記外側リングと同軸であり、かつ前記アライナー装置の中心軸と同軸である、アライナー装置と、
第１の光電子装置用開口の中の基板上に装着された第１の光電子装置であって、前記第１の光電子装置は前記第１の光電子装置用開口の中でトランジショナル嵌合を提供する寸法の周辺部を有し、前記第１の光電子装置用開口の周辺部はアライメント面を提供し、前記第１の光電子装置用開口の前記アライメント面は、前記第１の光電子装置を前記中心軸に対して位置合わせする、第１の光電子装置と、
前記アライナー装置の外側リングに装着されたレンズ装置であって、前記レンズ装置は第１のレンズを含み、前記レンズ装置及び外側リングは、前記第１のレンズを前記第１の光電子装置に位置合わせするための嵌め合いアライメント面を有する、レンズ装置と、
を具備するシステム。
【請求項１７】
前記アライナー装置が前記筐体のベース内に第２の光電子装置用開口を有し、
前記システムが、前記第２の光電子装置用開口内の前記基板上に装着された第２の光電子装置をさらに含み、
前記レンズ装置が第２のレンズをさらに含み、かつ前記レンズ装置及び外側リングの嵌め合いアライメント面が、前記第２のレンズを前記第２の光電子装置と位置合わせさせる、
ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１８】
前記アライナー装置の前記第１の光電子装置用開口が面取りエッジを有する、ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項１９】
前記アライナー装置の前記第１の光電子装置用開口の周辺部が、１つ以上の直線縁取り部分を有する、ことを特徴とする請求項１６に記載のシステム。
【請求項２０】
前記基板がプリント回路基板を含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項２１】
前記アライナー装置が前記筐体のベースの中に第１の電子装置用開口を有し、かつ前記基板に装着された第３の開口に中に第１の電子装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項１５に記載のシステム。
【請求項２２】
前記アライナー装置が前記筐体のベースの中に第２の電子装置用開口を有し、かつ前記基板に装着された第４の開口に中に第２の電子装置をさらに含む、ことを特徴とする請求項２１に記載のシステム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１２−９８５２（Ｐ２０１２−９８５２Ａ）
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−１２１４０４（Ｐ２０１１−１２１４０４）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（５０６０９８７８９）アバゴ・テクノロジーズ・ファイバー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (36)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１月１２日（２０１２．１．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１２１４０４（Ｐ２０１１−１２１４０４）
【出願日】平成２３年５月３１日（２０１１．５．３１）
【出願人】（５０６０９８７８９）アバゴ・テクノロジーズ・ファイバー・アイピー（シンガポール）プライベート・リミテッド (36)
【Ｆターム（参考）】
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