JP4559032B2 - 電気信号処理装置に光電変換器を位置させる装置 - Google Patents

Description

本発明は、電気信号処理装置に光電変換器を位置させる装置に関する。

ケーブルテレビジョンシステム（ケーブルTVシステム）では、ケーブルテレビジョンの供給者即ちプロヴァイダーから多様なＴＶの利用者コミュニティへと、電気同軸ケーブルもしくはガラス繊維を有する光学ケーブルを介してテレビジョン信号が送信される。広範な帯域幅を得るために、光学ケーブル即ち繊維を介した光学的な伝送が一般的になってきている。しかし、CATVコミュニティ内では、ビルディング内に既に据え付けられている電気同軸ケーブルがまだ使用されている。かくして、光学ケーブルを介して伝送される振幅変調（AM）光学テレビジョン信号は、PINフォト検出器ダイオードもしくはフォトダイオードなどの光電（もしくは、光電気、光電子）変換器によって、対応する無線周波数（高周波数）の電気テレビジョン信号に変換されなくてはならない。

光電変換器は、これの光学入力部へ光学信号を伝送するためのガラス繊維の端部に堅く接続されている。光電変換器の電気出力部は、変換器の出力部で変換された電気信号を増幅させる電気的なCATV増幅器に電気的に接続されている。CATV増幅器は、厚層もしくは薄層セラミック基板もしくはプリント回路基板（PCB）などの基板上に配置された能動及び受動電子素子と、基板が上に装着される金属製のキャリヤーボディと、基板及び電子素子を保護する保護カバー即ちハウジングとを有する。金属製のキャリヤーボディは、通常、国際基準SOT115に従って設計されており、よって、基本的に長方形の形状と、標準直径とを有する。

光電変換器は、変換器キャリヤーを用いて直接に、もしくは、非直接的に基板上に装着された基板によって機械的に支持されている。また、変換器の電気出力部は、基板上の電子回路に電気的に接続されている。変換器に接続されたガラス繊維は、保護ハウジングの開口部内にしっかりと受動的に保持された堅いゴムブーツによって保護されている。電気増幅器と、装着された光電変換器とを有するユニット全体が、光学受信モジュールと呼ばれている。

CATV光学受信モジュール内で使用される光電子変換器が、米国特許No.５、６２７、５３１Ａに開示されている。この公知の光電子変換器は、セラミック材料でできた光学装置キャリヤーに装着されたフォトダイオードや発光ダイオードもしくはレーザなどの光学装置を有し、更に、光学的な単一モード繊維もしくはマルチモード繊維がはんだ付けもしくは接着剤を用いて取り付けられて固定される溝を備えた繊維キャリヤーを有する。繊維キャリヤーには、反射面が設けられ、この反射面が光学繊維及び光学装置と揃えられるように光学装置キャリヤーに接続されている。

この公知の光電子変換器は、従来のケーブルTVの使用において光学信号を電気信号に変換するため、または、最近の対話型即ち双方向ケーブルテレビシステムにおいて、電気信号を光学信号に変換して、TV利用者からTVのプロヴァイダーへと逆方向に信号を伝送可能にするためのどちらの目的でも使用され得る。被包性の光学装置の型は必要な信号の方向による。

当分野では、CATV増幅器の基板に光電変換器を取り付けるためのいくつかの方法と装置とが知られている。

基板にはんだ付けされた変換器キャリヤーとして機械的な金属クランプに光電変換器をはんだ付けすることによってこれを基板上に装着することが公知である。

光電変換器を基板に取り付けるその他の特定の方法には、変換器をプラスチックのキャリヤーに、キャリヤーを基板に接着するための、UV治癒樹脂もしくは熱硬化樹脂等の接着剤の利用などがある。

公知の方法はどちらも、変換器をCATV増幅器の上に装着するために予備品をまったく、もしくは、ひとつしか必要としない。よって、安価であり、標準的な技術に準拠しており、かくして、評価され、当分野の当業者の間で定着している。

しかしながら、本発明の目的は、電気信号処理装置、特に、CATVもしくはケーブルテレビジョン増幅器に光電変換器を位置させる代わりの方法を提供することである。

本発明に係われば、電気信号処理装置（１０）に、細長い光ガイドが接続された光電変換器（２０）を配置させる装置であって、
ａ）前記光電変換器（２０）を中に取り付けることによって、光電変換器（２０）を保護する変換器キャリヤー（３）と、
ｂ）上方開口部を規定した周壁を有し、この上方開口部から、中に前記光電変換器（２０）が中に取り付けられる前記変換器キャリヤー（３）が挿入されて、中に前記変換器キャリヤー（３）を取り付けて、前記電気信号処理装置（１０）上に装着可能なキャリヤーホルダー（５）と、
ｃ）前記変換器キャリヤー（３）が中に取り付けられたキャリヤーホルダー（５）の前記上方開口部を閉塞するためのトップカバー（６）とを具備し、このトップカバー（６）と前記キャリヤーホルダー（５）とは、中に取り付けられた前記光電変換器（２０）を保護するハウジングを構成し、
ｄ）開口部（５１）が、キャリヤーホルダー（５）の前記周壁に形成されており、前記キャリヤーホルダーは、電気信号処理装置（１０）に接続可能であるか接続されており、
ｅ）前記トップカバー（６）は、キャリヤーホルダー（５）の前記周壁に重なる周壁を有し、開口部（６１）が、トップカバー（６）の前記周壁に形成されており、
ｆ）前記トップカバー（６）が、キャリヤーホルダー（５）の前記上方開口部を閉塞したときに、前記両開口部（５１，６１）は、互いにアラインメントし、これら開口部（５１，６１）を通って前記細長い光ガイドが外へと延出する、装置が提供される。

本発明に係って、信号処理手段に変換器を位置させるために、２つの付加的な部品、即ち、変換器を支持する変換器キャリヤーと変換器キャリヤーを保持するためのキャリヤーホルダーとが導入される。

これによって、変換器と、装着されたときには光ガイドとが、変換器キャリヤーから分離可能であるか、変換器キャリヤーもしくはキャリヤーホルダーに例えば接着剤を用いて光学素子を永久的に基板キャリヤーに取り付ける必要がなく、永久的に固定され得ることから、変換器と、特に、変換器と接続された光ガイドの柔軟な取り付けとが可能になる。

変換器キャリヤーと、これに受けられて取り付けられた変換器とは、キャリヤーホルダーの上もしくは中に取り付けられる変換器ユニットを形成する。この変換器ユニットがキャリヤーホルダーから、もしくは、変換器が変換器キャリヤーから、もしくは３つ全ての部品が、容易に分離され得る。かくして、変換キャリヤーを有するか光電変換器か、光電変換器のみが、いずれにしても、信号処理装置から分離され得る。

変換器が、変換器キャリヤーによって保持され、好ましくは保護されていることから、変換器ユニットとキャリヤーホルダーとを、もしくは、キャリヤーホルダーと信号処理装置とを分離させる間に変換器を傷つける危険が大幅に減じられる。

信号処理装置もしくは光電変換器のいずれかが、故障や損傷によって交換されなくてはならないとき、交換されるユニットは、無傷の状態で分離され、新しいユニットと交換される。当分野の当業者は、光電変換器と、通常は中に組みかまれている光学繊維と、光学繊維のコネクタとの材料コストが、通常は、電気信号処理装置の材料コストよりも高くなり、特に、電気的なCATV増幅器全体の材料コストの１．５倍となることが理解されるだろう。従って、本発明に係る設計は、悪い電気信号処理装置からのよい変換器の容易な分離及び再使用（即ちリサイクル）が可能で、明らかに効果的である。

更に、完成した光電気装置が電気信号処理装置を有する場合に、様々の部品から成る光電変換器が、リサイクル可能なように、容易に分解され得る。

かくして、装着工程の間に変換器キャリヤーとキャリヤーホルダーとのための付加的な部品が製造され、操作されなくてはならないことから、本発明に係る手段は、従来技術の状態と比較して幾分不利であるが、この欠点は、本発明に係る解決法の効果で従来技術を上回っている。この解決法のいくつかは既に上述したが、他は以下に説明する。

上述された再使用及びリサイクルの利点に加えて、主要な利点がある。その利点とは、光電変換器が、変換器キャリヤー及びキャリヤーホルダーを成形及び位置させることによって、所定の位置、即ち、信号処理手段の近くに配置もしくは位置され得ることである。

更に、光電変換器は、特に光学繊維が装着されているとき、機械的なストレスと熱ストレスとの両方に非常に敏感である。本発明に係るアッセンブリーは、従来技術のように、装着工程の間に変換器が熱の影響を受けなくてよいことから、この敏感な変換器に損傷を与える危険を大幅に減じる。

用語“光電”は、電流即ち電気信号を光即ち光学信号に変換することだけでなく、光即ち光学信号を電流即ち電気信号に変換することも含む。用語“光学”もしくは“光”は、可視スペクトルだけでなく、膨張スペクトルをも含む。

本発明の好ましい実施形態は、請求項１の従属請求項で請求されている。

変換器は、好ましい実施形態では、特にスナップ手段もしくはクリップによって、変換器キャリヤーに取り外し可能に固定されているか固定され得る。しかし、また、変換器は、例えば接着剤によって変換器キャリヤーに分離不可能に固定されることもできる。これが、信号処理装置から分離され得ることによる。

変換器キャリヤーは、好ましくはスナップ即ち留め手段によって、キャリヤーホルダーに固定されているか固定可能である。

本発明に係る装置の好ましい応用例は、電気増幅器、特にCATVもしくはケーブルテレビジョン増幅器を有する電気信号処理装置のためのものである。

通常は、光電変換器には、光ガイド、特にガラス繊維が装着され、光学的に接続されている。変換器キャリヤーは、光ガイドを機械的に保護する通路壁を有する光ガイドのための通路を有してもよい。光ガイドは、特定の実施形態では、変換器キャリヤー内に特に接着剤によって固定され得る。これは、特に変換器から光ガイドに与えられる引っ張りストレスを減じるためである。このために、変換器キャリヤーには、好ましくは通路の壁に孔が形成されている。この孔を通じて、接着剤が与えられ、この孔のところで、光ガイドを変換器キャリヤーとキャリヤーホルダーとに同時に固定する。

電気信号処理装置は、好ましい実施形態では、電子素子を有する少なくとも１つの回路基板即ち基板と、基板が上に装着され、通常は基板上の電子素子のための放熱板として働き、好ましくは金属もしくは他の熱伝導性のよい材料から成る基板キャリヤーボディとを有する。

好ましくは、基板上の全スペースを利用するために、そして、これによって信号処理装置の電気部分内の自由度を増すために、光電変換器と、変換器キャリヤーと、キャリヤーホルダーとの設計により、変換器は、基板もしくは信号処理装置から離れ、電子素子が基板上の変換器の下に配置されるのに十分な所定の最小距離を置いたところに装着される。

効果的な実施形態では、キャリヤーホルダーは、基板上に延び、取り付けられた光電変換器が、基板上のスペースを利用しなくとも容易に信号処理装置に電気接続されることを可能にしている。

好ましい実施形態では、キャリヤーホルダーは、基板キャリヤーに固定されているか固定可能であり、好ましくは、信号処理もしくは電気接続のための電子素子並びに／もしくは回路を支持した基板によらず、単に基板キャリヤーによって機械的に支持されている。

従来技術では、変換器は、キャリヤーを通して電子素子を支持した基板の上に直接もしくは非直接的に装着されるが、信号処理装置の電子回路の設計によって、変換器もしくは基板上の変換器キャリヤーのために幾らかのスペースを提供しなくてはならない。本発明の３つの実施形態に係る変換器の取り付けは、信号処理装置と電子回路との実際の設計とは関係がなく、信号処理装置の電気部分により高い自由度を与える。

それにも関らず、キャリヤーホルダーは、更に、もしくは、ただ、基板に接続され、これ自体によって支持されてもよい。

キャリヤーホルダーを基板キャリヤーボディもしくは基板ピンの上に取り付けるために、好ましくはキャリヤーホルダーに、好ましくは基板キャリヤーボディもしくは基板の対応する孔が形成され得る。

効果的で好ましい実施形態では、この装置は、好ましくはキャリヤーホルダーもしくは変換器キャリヤーボディ並びに／もしくは基板の上に取り外し可能に取り付けられているか取り付け可能なトップカバーを有する。トップカバーとキャリヤーホルダーとは、変換器が取り付けられた変換器キャリヤーと好ましくは基板もしくはこれの一部とを封入する保護ハウジングを共に形成する。

トップカバーは、好ましくは、特に受動的な接続並びに／もしくはピンホール接続によってキャリヤーホルダーを基板キャリヤーの下方もしくはこれに対して固定もしくは保持する。変換器を電気信号処理装置から取り外すために、トップカバーと基板キャリヤーとの間の接続部が、ピンをドリルで穴あけすることによって、トップカバー内の変換器に損傷を与えることなく、壊されるか破壊され得る。かくして、トップカバーは、取り外され（及び放棄され）、キャリヤーホルダーもしくは変換器キャリヤーを有する変換器は、基板キャリヤーから取り外され、再使用即ちリサイクルされる。

接続される少なくとも一対の素子の自己アラインメントのために、特に変換器キャリヤーと、キャリヤーホルダーと、トップカバーと、信号処理装置と、光電変換器と、対をなす２つの素子には、アラインメント補助並びに／もしくは自己アラインメント接続手段が設けられている。かくして、この実施形態の装置には、付加的な操作もしくはアラインツールの利用が必要ない。

光電変換器には、光ガイド、特にガラス繊維が装着されているとき、変換器支持装置並びに／もしくは変換器キャリヤー並びに／もしくはキャリヤーホルダー並びに／もしくはトップカバーは、光ガイドを機械的に保護する通路壁を有する光ガイドのための通路を有してもよい。

光ガイドは、上述されたように、特定の実施形態では、変換器支持装置もしくは変換器キャリヤー内に特に接着剤によって固定され得る。これは、特に変換器から光ガイドに与えられる引っ張りストレスを減じるためである。このために、変換器キャリヤーには、好ましくは、通路壁に孔が形成されている。この孔を通じて、接着剤が塗布され、この孔のところで、光ガイドを変換器キャリヤーとことによるとキャリヤーホルダーとに同時に固定する。

光ガイドをガイドし、これを機械的なストレスから保護し、トップカバーを湾曲させるために、キャリヤーホルダーは、２つの対応する切込み部を有する。これら切込み部は、装着されると、光ガイドのための開口部を形成する。この開口部即ち各切込み部内には、高弾性の柔かい挿入体が装着され、これら挿入体は、光ガイドのために、開口部内に実質的にループ即ちリング形状の軸受を形成する。この実施形態によって、変換器と信号処理装置とを装着する間にガラス繊維に損傷を与えることなく、ガラス繊維の最大の湾曲が可能になる。

特定の実施形態では、キャリヤーホルダー即ち変換器支持装置には、変換器キャリヤーもしくは変換器を装着するための変換器プラットフォームと、側壁とが設けられ得る。側壁は、変換器プラットフォームと、好ましくは、キャリヤーホルダー即ち変換器支持装置が基板キャリヤーに取り付けられているときには基板とを囲む。この側壁は、例えばボックス形のハウジング壁の下部を提供し、トップカバーの外壁は、ハウジング壁の上部となる。

好ましい実施形態では、キャリヤーホルダー即ち変換器支持装置と、特にプラットフォームとが、基板上に伸び、取り付けられた光電変換器が基板のスペースを利用せずに信号処理装置に容易に電気接続されるのを可能にしている。

本発明の様々の特徴と利点とは、添付図面に関連して以下に与えられた詳細な説明を参照することによって、よりよく理解されるだろう。

図１から図８まで、同じ部品は同じ参照符号で示されている。本明細書における“一実施形態”（“one embodiment”もしくは“an embodiment”）との表現は、所定の実施形態に関連して説明された特定の外形、構造もしくは特徴が、本発明の少なくとも１つの実施形態のうちに含まれることを意味する点に注意したい。明細書の至るところに“一実施形態”という表現が出てくるが、必ずしも同じ実施形態を参照しているわけではない。

従来の光電変換器（即ち、光検出器）は、参照符号２０で示され、フォトダイオード（もしくは光検出器ダイオード）２２（特にPINフォトダイオード）を収容したボディ即ちハウジングと、フェルール（即ち保持スリーブ）２４と、光学信号もしくは光信号をフォトダイオード２２に伝えるガラス繊維の端部（もしくはその他の光ガイド）２６とを有している。フォトダイオードは、伝えられた信号を電気信号に変換する。フォトダイオード２２を封入しているセラミックボディ即ちハウジングは、フェルール２４及びガラス繊維２６と直交するように延びており、よって、Ｔ字形もしくはハンマー系の構造の光電変換器２０が得られる。フォトダイオード２２を収容したセラミックボディの上部には、２つの電気接触部２０Ａと２０Ｂが互いに離間されて配置されており、フォトダイオード２２のフォト電圧もしくは電流がここで検出され得る。

特定の信号処理装置として、従来のケーブルテレビ増幅器即ちCATV増幅器が示され、参照符号１０で示されている。この増幅器は、通常は平らで大抵の場合は長方形の基板１１と、この基板１１を支持し、SOT115国際基準に従ったディメンションを支持した基板キャリヤーボディ１７とを有する。

電子もしくは電気信号処理並びに／もしくは増幅の回路１２が、基板１１上に形成されている。この基板は、厚膜もしくは薄膜技術によって、プリント回路基板もしくは他のプリント基板として、もしくは、これによって形成され得る。通常、増幅回路は、シリコンもしくは砒化ガリウムでできた半導体装置を備えた様々のカスコード（cascode）ステージの増幅器、並びに／もしくは、支持回路を有する。また、導体が基板１１上に装着され、電子回路１２を２つの電気接触部１１Ａ及び１１Ｂへと接続している。これによって、基板は、光電変換器２０の対応する接触部２０Ａ及び２０Ｂ及び複数の他の電気接触部１１Ｃ乃至１１Ｋと接続され、そして、電気接触部１１Ｃ乃至１１Ｋによって、基板キャリヤーボディ１７の一側面で下方に向かって、信号の入力部、出力部、バッテリー（電源）及び接地接続部へと導かれている。

通常、基板キャリヤーボディ１７は、作動する電子素子もしくは回路１２によって基板１１に発生された熱を放熱させるように、支持部としてだけでなく基板１１のためのヒートシンク即ち冷却ボディとしても機能するために、金属、もしくは、よい熱伝導性を有する他の材料で作られる。SOT115の形の基板キャリヤーボディ１７は、増幅器ハウジング（図示されず）へのねじ接続のためにねじ孔１３及び１４を各々が備えた２つの高くなった端部もしくは外側部と基板１１が装着される中央部とを有した対称形状を有する。端部と中央部との間には、内部接続孔１５Ａと２つの外側接続孔１６Ａ及び１６Ｂ、内部接続孔１５Ｂと２つの外側接続孔１６Ｃ及び１６Ｄを夫々備えた２つの中間領域が形成される。２つのねじ孔１３と１４との間の距離は、SOT115基準によって決定される。

図１では、光電変換器２０を信号処理装置に配置させる装置の好ましい実施形態の全部品、即ち、増幅器の基板１１、即ち、回路１２が、装着前の状態で表わされている。この装置は、光電変換器２０を支持及び保持する変換器キャリヤー３と、変換器キャリヤー３を支持及び固定するキャリヤーホルダー５（即ち、フレームカバー、下方ハウジング部）と、トップカバー（即ち上方ハウジング部）６と、上方軸受部７１と下方軸受部７２とから成るガラス繊維２６のための弾性軸受７０とを有する。

変換器キャリヤー３は、フォトダイオード２２を有するセラミックボディを受けるための前領域３０と、ガラス繊維２６を封入して保護する後領域３１とを有する。変換器キャリヤー３の前領域３０は、フォトダイオード２２を有するセラミックボディが位置される底部３２と、フェルール２４が中を通るように導かれ、横方向に制限されるようにする保持並びに／もしくはアラインメント補助としての２つの側部３３と、フォトダイオード２２を収容したセラミックボディを前部ではめ込んで堅く保持するためのフック形状のスナップ部材３４と、変換器２０を変換器キャリヤー３の中に挿入するための開口部３５とを有する。変換器キャリヤー３の後領域３１は、ガラス繊維２６のための通路を有し、この通路は、底部以外が閉じられるように壁を有し、ガラス繊維２６のための２つの開口部が形成され、また、上部に任意の接着のための接着孔３６を有しており、これらによって、装着されたときに、導入されたガラス繊維２６を変換器キャリヤー３の中と、好ましくはキャリヤーホルダー５とに永久的に固定する。

光電変換器２０を変換器キャリヤー３の中に取り付けるために、光電変換器２０を、図２に示され得るように、フォトダイオード２２を収容したセラミックボディを先頭にして、光軸が底部３２に直交する向きになるように、下から底部３２の開口部３５の中に導入する。続いて、光電変換器２０は、セラミックボディとフォトダイオード２２とがこれの先頭部が底部３２に向かうように回転される。スナップ部材３４は、後方に湾曲され、即ち変形されており、これによって、変換器２０がこれを通った後、弾性ばねの力、通常は所定の残りのばね圧力によって、フォトダイオード２２を有するセラミックボディ上の静止位置へと後方にはめ込む。同時に、この回転動作によって、光学ガラス繊維２６が、下から変換器キャリヤー３の後領域３１の通路中へと導入される。

スナップ部材３４はまた、フォトダイオード２２を収容したセラミックボディと、かくして変換器２０とを固定する止めラグとして機能する。スナップ部材３４と側部３３とは、変換器２０がいずれの方向にも落ちないように保持する封入もしくは保持部を共に形成する。かくして、光電変換器２０は、変換器キャリヤー３内に堅く保持されるが、図２に示された工程を逆に行うことによっていつでも取り外しできる。

図３は、図２に従って装着され、変換器３が変換器キャリヤー３内に取り付けられた状態の変換器ユニットを示す等尺正面図である。

図１を参照すると、キャリヤーホルダー（即ちフレームカバー）５は、長方形のフレームとして成形され、閉じた側壁５０と、底部のこの側壁５０の隣に変換器キャリヤー３のための変換器プラットフォーム５４とを有するが、上部は開いており、即ち、カバーもしくはルーフを有していない。変換器プラットフォーム４３の、側壁５０から離れた内側には、フック形状のスナップ部材５３が位置され、キャリヤーホルダー５の底部から上部へ垂直方向に延びている。また、変換器プラットフォーム５４の一端では、横木即ちバー５５が、変換器プラットフォーム５４と同じ長辺の側壁５０からこれに直交する方向に延びている。

切込み部即ち開口部（即ち通路）５１が、軸方向かつ、前記長辺の側壁５０に平行に、この長辺に直交する側壁５０の短辺内に形成されている。キャリヤーホルダー５内では、開口部５１の裏の内側に、２つの垂直方向の溝部と、下方軸受部７２を受けるための底部とによって、受け部５２が形成されている。開口部５１の下には、第１のアラインメント補助５６が形成され、側壁５０から外方かつ垂直方向に突出している。また、第１のアラインメント補助に似た第２のアラインメント補助５７が、同じ短辺の真中あたりに形成されている。

側壁５０の２つの短辺には、２つのピン５Ａ及び５Ｂ（５Ｂのみ図１に見られる）が形成され、下方に向けて側壁５０に平行に延び、キャリヤーホルダー５の残りの部分から離れて突き出ている。これら２つのピン５Ａ及び５Ｂは、キャリヤーホルダー５を基板キャリヤーボディ１７上、よって増幅器１０の上に装着する際にこれらが同時に基板キャリヤーボディ１７の対応する内孔１５Ａ及び１５Ｂの中に挿入され得るような直径及び相互間の間隔を有するように形成されている。

トップカバー６は、キャリヤーホルダー５の上並びに／もしくはこれを囲み、これによって、変換器３を保護するハウジングを形成するように、基本的には長方形のボックス形に成形されている。トップカバー６は、ハウジングの下部となるキャリヤーホルダー５の上部を形成する。トップカバー６の長辺は、キャリヤーホルダー５の長辺の側壁５０の外側の対応する基部５８上に静止する凹端部６８を有する。トップカバー６とキャリヤーホルダー５の相対位置をアラインメントするために、トップカバー６は、キャリヤーホルダー５の第１のアラインメント補助５６を受けてガイドする長い開口部６１と、第２のアラインメント補助５７を受けてガイドする短い開口部６７とを有する。トップカバー６の閉じた天井即ち上壁には、上軸受部７１を受けるために、キャリヤーホルダー５の受け部５２に類似した受け部（図示されず）が形成されている。

トップカバー６の短い側壁には、２つのピン６Ａ及び６Ｂ、６Ｃ及び６Ｄが、夫々配置され、どれも下方に延び、また、トップカバー６と基板キャリヤーボディ１７とを接続するために、この基板キャリヤーボディ１７の外側接続孔１６Ａ及び１６Ｂ、１６Ｃ及び１６Ｄの中に夫々挿入されるように意図されている。

図４は、装着される変換器ユニットを示す後面図である。図４では、図１に示された最初の状態と比較すると、下方軸受部７１が、キャリヤーホルダー５の対応する受け部５１の中に既に装着されている。また、他の軸受部７２も、トップカバー６の開口部６１の裏の対応する受け部（図示されず）の中に装着されている。

変換器キャリヤー３内に取り付けられた光電変換器２０は、保持のための補助として機能するスナップ部材５３及びバー５５を用いて、取り外し可能なように、キャリヤーホルダー５の変換器プラットフォーム５４の中もしくは上に取り付けられ得る。このために、スナップ部材５３は、後方に曲げられており、変換器キャリヤー３をはめ込んだ後で跳ね返り、所定の残余ばね力によって側壁３３上に静止する。このように、変換器キャリヤー３が、側壁５０とスナップ部材５４との間で横方向に、また、側壁５０とバー５５との間で縦方向即ち軸方向に固定される。

図５及び６は、このような方法でキャリヤーホルダー５の中に保持された変換器キャリヤー３を示す。

変換器プラットフォーム５４の保持用補助（５０、５３及び５５）と変換器キャリヤー３の補助（３３、３４）によって、変換器２０が保持され、接着剤を用いて、もしくは用いずに取り付けられる。接着剤が用いられない場合は、後の硬化処理を行わずにすむ。また、接着剤が用いられる場合は、接着孔３６を通じて接着剤が塗布されるので、変換器を揃える、即ち、硬化処理時間の合間に変換器２０をこれの位置に保持するための付加的なツールを必要としない。

そして、図６に示されているように、変換器キャリヤー３が取り付けられたキャリヤーホルダー５が、これのピン５Ａ及び５Ｂを対応する接続孔（即ちめくら穴）１５Ａ及び１５Ｂの中に挿入し、縁部を有するキャリヤーホルダー５を基板キャリヤーボディ１７の上面に静止させることによって、基板キャリヤーボディ１７に取り付けられる。ピン５Ａ及び５Ｂは、対応する接続孔１５Ａ及び１５Ｂより僅かに小さい直径を有する。これによって、ピン５Ａ及び５Ｂは、対応する孔１５Ａ及び１５Ｂのなかに丁度フィットし、かくして、キャリヤーホルダー５とヒートシンクもしくは基板キャリヤーボディ１７及び基板１１とを適当に揃えさせることができる。

従って、例えば増幅器１０が故障して取り外さなくてはならないときも、キャリヤーホルダー５は、基板キャリヤーボディ１７から容易に取り外しできる。この場合、最も効果的な光電変換器２０を有するキャリヤーホルダー５は、基板キャリヤーホルダー１７から分離され、他のよい増幅器内で再び使用され得る。

図６に示されているように、光電変換器２０が、キャリヤーホルダー５によって決定された距離を置いて、基板１２の上方、特に電気接触部１１Ａ及び１１Ｂの上方に保持される。これによって、これらの接触部１１Ａ及び１１Ｂは、フォトダイオード２２の接触部２０Ａ及び２０Ｂに容易に接続され得る。光電変換器２０のガラス繊維２６が、下方軸受部７２内に保持され、キャリヤーホルダー５の開口部５１を通ってガイドされる。

図７を参照すると、キャリヤーホルダー５の上部に装着されたトップカバー６、即ち、フレームカバーを有する完成された取り付け装置アッセンブリー１００が示されている。キャリヤーホルダー５には、変換器キャリヤー３内に組み込まれた光電変換器２０（どちらも図７には示されず）が取り付けられる。変換器キャリヤー３は、キャリヤーホルダー５の変換器プラットフォーム５４（図７には図示されず）上に留められる。完成したアッセンブリーは、基板キャリヤーボディ１７に、かくして増幅器１０、特に、本発明に係る基板１１上の増幅回路１２に取り付けられる。

図８には、図７に係るこのアッセンブリーの側面図が示されている。

図７、８に係るトップカバー６は、増幅器１０と、基板１１の回路１２とを機械的に保護する。

図７及び８に係るトップカバー６は、キャリヤーホルダー５上に、部分的にこれを覆うように装着されている。カバー６は、キャリヤーホルダー５を基板キャリヤーボディ１７に堅く取り付ける。具体的には、４つのピン６Ａ乃至６Ｄが、キャリヤーホルダー５の２つのピン５Ａ及び５Ｂと逆に、基板キャリヤーボディ１７の対応するめくら穴１６Ａ乃至１６Ｄの中に堅くもしくは押し入れられることによって、カバー６は、キャリヤーホルダー５を保持及び固定する。

他の実施形態では、キャリヤーホルダー５のピン５Ａ及び５Ｂは、直径が比較的大きく、キャリヤーホルダー５を固定するために、基板キャリヤーボディ１７のめくら穴もしくは接続孔１５Ａ及び１５Ｂの中にプレスされ得る。

ピン５Ａ、５Ｂ及び６Ａ乃至６Ｄは、好ましくは、特に対応するめくら穴との受動的な接続によってばね力もしくは十分な変形を得られるように中空にされている。

受動的なピンホール接続部の１つを緩めるには、ドリルツールなどを用いて、ピン５Ａ及び５Ｂ、並びに／もしくは、６Ａ乃至６Ｄを壊し、続いて、全部品、即ち、キャリヤーホルダー５もしくはトップカバー６を引き出すことが都合よい。

かくして、図７のアッセンブリーは、装着とは逆の順番で、ピン６Ａ乃至６Ｄをドリルで穴開けし、トップカバー６を取り外し、図６に示された状態に再び戻すことなどにより、非常に容易に分解され得る。

図１乃至図７に係る装置では、変換器２０を、この変換器２０並びに／もしくはガラス繊維２６がプロセス中に損傷を受けるリスクを最少限しか与えずに増幅器１０から容易に取り外すか、これを再利用することができる。これは、変換器２０とガラス繊維２６とが典型的には増幅器１０の残りの部分よりも相当に高価であることから、特に効果的である（おおよそ２から３だけ）。従って、光学受信モジュールの増幅部１０に欠陥があることが分かった場合は、変換器２０を、フレームカバー、即ち、キャリヤーホルダー５と共に、欠陥のある増幅器１０から取り外しでき、また、他の増幅器内で再利用することもできる。

取り付けられた図７に係るトップカバー６は、増幅器１０と基板11上の回路１２とを機械的に保護する。

図７及び８に示された実施形態では、切込み部即ち“ポケット”もしくはキャリヤーホルダー５及びトップカバー６の開口部５１及び６１は、ガラス繊維２６のための閉じた開口部即ち通路、即ち、繊維出口ゲートを集合的に形成する。

この開口部即ち繊維出口ゲート内で、２つの弾性軸受部７１及び７２が、柔かいか可撓性を有するリング形状の、もしくは、閉じた軸受７０を、ガラス繊維２６のために集合的に形成する。２つの弾性軸受部７１及び７２は、図８に示されるように、リングの半体を補完し合って共にガラス繊維２６のための開口部を形成するように、もしくは、２つの軸受部の１つ、特に下方の軸受部７２として成形され得る。また、これらは、光学繊維２６を受けることができ、他の軸受部７１は、第１の軸受部７２を支持するか補完する。軸受７０とガラス繊維２６との間の接触領域即ち表面の長さは、ガラス繊維２６の光軸に沿って測定すると、特に、少なくとも２だけ、ガラス繊維２６の直径よりも短い。

軸受７０の閉じられた弾性リングは、ガラス繊維２６をガイドし、また、トップカバー６の内部の曲げが続いている間にトップカバー６の外部から曲げ応力が加えられる場合はガラス繊維の回転の中心になる。かくして、２つの半体、即ち、ゴム製軸受７０の軸受部７１及び７２は、繊維出口ゲートで共に働き、繊維の撓み得る固定部を提供する。これによって、ガラス繊維が、例えば基板キャリヤーボディ１７から離れるように曲げられた場合、回転の影響の中心は、繊維出口ゲートとなる。

可撓性軸受７０は、光電気ハイブリッド装置の装着中に、ガラス繊維の曲げを最大に許容する。即ち、軸受７０の弾性と柔かさとは、トップカバー６の外部からガラス繊維２６に曲げ応力が加えられたときに、ガラス繊維２６が内部の、軸受７０のあたりで回転し得るほどに非常に高い。かくして、繊維は、軸受７０によっては堅く固定されず、回転の中心のみで揃えられる。従って、カバー５及び６の外部でのガラス繊維２６の全ての曲げが、繊維２６が、カバー５及び６の内部を幾分動くようにする。曲げ半径は、いかなる場合でも最小にされ、かくして、例えば光学受信モジュールの装着中にガラス繊維２６に損傷を与えるリスクを相当に減じることができる。

理想的には、軸受７０の弾性材料として、特に、ゴム、もしくは、弾性のモジュールが典型的に１及び１０Ｎ／ｍｍ^２並びに／もしくは典型的にはShare A value２０を有する他のエラストマーなどの非常に柔かい材料が選択される。かくして、２つのゴム半体、即ち、軸受部７１及び７２のゴム製ガイド部によって、ガラス繊維２６にかけられる力が小さくされる。

全ての実施形態では、変換器キャリヤー３、キャリヤーホルダー５、並びに／もしくは、トップカバー６は、一体的なプラスチック部品、特に射出成形部品として形成されることができ、これによって、安価な製造を可能にし、形状及び機能面でかなりの自由を得ることができる。

本発明に係るデザインは、特に図１乃至８に示された実施形態において、付加的な操作ツールを用いる必要なしに、基板１１に対して適当に変換器２０を揃える能力を提供する。

図１乃至図８に示された実施形態の多くの応用例が、本発明の範囲内で可能である。例えば、キャリヤーホルダー５並びに／もしくはトップカバー６は、基本的に、基板キャリヤー１７だけでなく基板１２の境界部にも装着され得る。更に、フォトダイオード２２の代わりに、もしくは、これに加えて、電気信号を光もしくは光学信号に変換する異なったフォト検出器もしくは光電変換器、例えば、レーザもしくはレーザダイオードもしくはLEDなどが、装着され、フォトダイオード２２と同じ方法で信号処理装置に位置され得る。この実施形態は、例えば、双方向性CATVシステム内で使用され得る。

光電変換器をＣＡＴＶ増幅器に取り付ける取り付けの概略を示す分解斜視後面図である。 図１の光電変換器を変換器キャリヤーの中に取り付ける取り付け工程を順に示す側面図である。 図２の取り付け工程を行った後の取り付けられた変換器を有する変換器キャリヤーを示す斜視後面図である。 図２の取り付け工程を行った後の図１の完全な取り付けの概略を示す分解後面図である。 キャリヤー上に取り付けられた図３の変換器を示す、キャリヤーホルダーの側壁なしの斜視正面図である。 図２乃至４に係る変換器ユニットをキャリヤーホルダーの中に、また、キャリヤーホルダーをCATV増幅器に取り付けた後の、トップカバーがない状態の、図４から始まる取り付けの概略即ち装着を示す斜視後面図である。 トップカバーを装着することによって図５及び図６から始まった装着の完了を示す。 ガラス繊維のための弾性軸受を有するトップカバーとキャリヤーホルダーとの側面図を更に詳しく示す。

符号の説明

３…変換器キャリヤー、５…キャリヤーホルダー、５Ａ、５Ｂ…ピン、６…トップカバー、６Ａ〜Ｄ…ピン、１０…増幅器、１１…基板、１１Ａ、１１Ｂ…接触部、１１Ｃ〜Ｋ…接触部、１２…信号処理回路、１３、１４…ねじ孔、１５Ａ、１５Ｂ…接続孔、１６Ａ〜Ｄ…接続孔、１７…基板キャリヤーボディ、２０…光電変換器、２０Ａ、２０Ｂ…接触部、２４…フェルール、２６…ガラス繊維、３０…前部、３３…側部、３４…スナップ部材、３５…開口部、３６…接着孔、３７…エッジ、５０…側壁、５１…開口部、５３…スナップ部材、５４…変換器プラットフォーム、５５…バー、５６、５７…アラインメント補助、５８…基部、６１…開口部、６７…開口部、７０…軸受、７１、７２…軸受部。

Claims (17)

1. 電気信号処理装置（１０）に、細長い光ガイドが接続された光電変換器（２０）を配置させる装置であって、
   ａ）前記光電変換器（２０）を中に取り付けることによって、光電変換器（２０）を保護する変換器キャリヤー（３）と、
   ｂ）上方開口部を規定した周壁を有し、この上方開口部から、中に前記光電変換器（２０）が中に取り付けられる前記変換器キャリヤー（３）が挿入されて、中に前記変換器キャリヤー（３）を取り付けて、前記電気信号処理装置（１０）上に装着可能なキャリヤーホルダー（５）と、
   ｃ）前記変換器キャリヤー（３）が中に取り付けられたキャリヤーホルダー（５）の前記上方開口部を閉塞するためのトップカバー（６）とを具備し、このトップカバー（６）と前記キャリヤーホルダー（５）とは、中に取り付けられた前記光電変換器（２０）を保護するハウジングを構成し、
   ｄ）開口部（５１）が、キャリヤーホルダー（５）の前記周壁に形成されており、前記キャリヤーホルダーは、電気信号処理装置（１０）に接続可能であるか接続されており、
   ｅ）前記トップカバー（６）は、キャリヤーホルダー（５）の前記周壁に重なる周壁を有し、開口部（６１）が、トップカバー（６）の前記周壁に形成されており、
   ｆ）前記トップカバー（６）が、キャリヤーホルダー（５）の前記上方開口部を閉塞したときに、前記両開口部（５１，６１）は、互いにアラインメントし、これら開口部（５１，６１）を通って前記細長い光ガイドが外へと延出する、装置。
2. 前記キャリヤーホルダー（５）は、前記信号処理装置に固定可能であり、前記変換器キャリヤー（３）は、スナップ接続手段と、クリップ接続手段と、少なくとも１つのピンホール接続部との少なくとも１つによって、キャリヤーホルダーに固定され得る請求項１の装置。
3. 前記光電変換器（２０）は、スナップもしくはクリップ手段によって、前記変換器キャリヤー（３）に取り外し可能に固定され得る請求項１もしくは２の装置。
4. 前記変換器キャリヤーは、複数の保持部（３２、３３、３４）を有し、前記光電変換器は、これら保持部間に取り付けられ、これら保持部によって、動いたり落ちたりすることが防止されている請求項１乃至３のいずれか１の装置。
5. 前記電気信号処理装置（１０）は、信号処理のための電子素子を上支持した少なくとも１つの基板（１１）と、この基板が上に装着された基板キャリヤーボディ（１７）とを有し、この基板キャリヤーボディは、基板のためのヒートシンクとして機能するのと、国際基準50T115に従って設計されているのと少なくとも一方である、請求項１ないし４のうちのいずれか１の装置。
6. 前記キャリヤーホルダー（５）は、前記基板（１１）の上方で延び、この基板から離間され、前記光電変換器は、基板の上方に配置されてる請求項５の装置。
7. 前記キャリヤーホルダー（５）は、前記変換器キャリヤー（３）を装着するための変換器プラットフォーム（５４）を有し、このキャリヤーホルダー（５）の前記周壁は、変換器プラットフォームと、前記基板とを囲む請求項５もしくは６の装置。
8. 前記ハウジングは、前記基板の少なくとも一部を覆う請求項５ないし７のうちのいずれか１の装置。
9. 前記トップカバー（６）は、少なくとも１つのピンホール接続部（６Ａ〜６Ｄ、１６Ａ〜１６Ｄ）によって前記基板キャリヤーもしくは基板に接続可能であり、また、トップカバーは、基板キャリヤーもしくは基板に対してキャリヤーホルダーを装着する請求項５ないし８のうちのいずれか１の装置。
10. 前記トップカバー（６）が、キャリヤーホルダー（５）の前記上方開口部を閉塞したときに、これらトップカバー（６）とキャリヤーホルダー（５）との周壁の開口部を自己アラインメントさせるアラインメント補助部（５６、６１；５７、６７）と、前記トップカバー（６）と電気信号処理装置（１０）とを自己アラインメントさせる接続手段（６Ａないし６Ｄ、１６Ａないし１６Ｄ）との少なくとも一方が設けられている請求項１ないし９のうちのいずれか１の装置。
11. 前記トップカバーの前記開口部は、周壁の下端に上方に延びるように形成された切込み部（６１）であり、前記キャリヤーホルダーの前記開口部は、周壁の上端に下方に延びるように形成された切込み部（５１）である請求項１ないし１０のうちのいずれか１の装置。
12. 前記トップカバー並びにキャリヤーホルダーの開口部（５１、６１）内には、光ガイドのための弾性軸受（７０）が設けられ、光ガイドの回転の中心を提供する請求項１ないし１１のうちのいずれか１の装置。
13. 前記光ガイドは、接着剤で、前記変換器キャリヤーと、キャリヤーホルダーとの少なくとも一方に接着されている請求項１１乃至１３のいずれか１の装置。
14. 前記光電変換器は、半田付け接続によって、電気信号処理装置と電気接続される請求項１ないし１３のうちのいずれか１の装置。
15. ａ）光学信号を電気信号に、もしくは、電気信号を光学信号に変換する少なくとも１つの光電変換器（２０）と、
    ｂ）電気信号処理装置（１０）と、
    ｃ）この電気信号処理装置（１０）に少なくとも１つの光電変換器（２０）を配置させるための請求項１乃至１４のいずれか１に係る少なくとも１つの装置とを具備する光電気装置。
16. 前記光電変換器の光ガイド（２６）は、光電変換器によって変換されるか変換された光学信号を伝えるように光電変換器に接続されているか接続可能である請求項１５の光電気装置。
17. 前記電気信号処理装置は、電気増幅器（１０）を有する請求項１５もしくは１６の光電気装置。

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