专利名称：光学通用串行总线(usb)的制作方法
技术领域：
本发明的实施例涉^31用串行总线，具微及有光学能力的USB。
背景技术：
在当今许多处理系统(例如，个人电脑(PC)系统)中，都存在用于连接各 种USB设备的通用串行总线(USB)端口。 PC用户频繁地使用其中的有些USB 设备。例如，这些USB设备可以是打印机、M只線储器(0>ROM)驱动器、 CD^ROM刻录机(CDRW)驱动器、数字通用 (DVD)驱动器、照相机、指
向设备(例如，计^m鼠标)、體、操纵杆、石鹏驱动器、扬声器等。其中有些
设备比其他设备占用更多的可用USB带宽。例如，USB CDRW是高带宽设备， 而人机接口设备(HD)，例如计Ml鼠标、,和操纵杆，则是低带宽设备。
在USB电缆中通常有四 蔽线。其中两根线可以供电(+5伏(红色)和 接±也(棕色))， 一对，线(蓝色和黄色)可以$1 ^。
在USB电缆的两头tP有标准尺寸的,器。这些连接器分别有不同的型面， 故被叫作'A"连接器和'B"连接器。TO，这些连接器的迷你版已经出现，以适配 更小的设备。"A"连接器沿'上流，奔向计,。另一方面，'TB"连接器则洽'下流， 并连接歪U个人设备。这样，基本上就可以直截了当地防止^^接。
USB标准允剤氐功率设备(例如，駙示、记〖乙棒和^^) iM它们的USB 连接线获取它们的电力。设备越大，需要的电力,繊多，例如扫描仪或打印机， 通常都有它们的专用电源。
图1示出了典型的USB"A"插A^连接器10。电缆12包舒tLt^M的四根线 并连接到塑茅勒卜壳14。砂卜壳14中，四職中的每一根均与装配在乡^^ 18 顶部的四个^M端子或管脚16之一,^^接。
18包^属罩19中。 可以赵属罩上布^1孔20，以使该5^^入相应的插孑L^3i接器时将iM^ 纖定顿当^fiJ:。
图2示出了^^^18的详图。如图戶标，在一端布设了导敏tl件21、 22、
23和24，以分别连接到电缆12中的四職。夕卜顶啲两个扣件21和22用于供电， 内侧的两1Si接器23和24用于鹏娜。在绝^fe 18的顶肺四个管脚31、 32、 33和34，分别对应于触点21、 22、 23和24。当插入时，插A^连接器10中 的管脚31—34与插孑试连接器内的^t管脚电接合。
USB技术的不同标准有不同的带宽。例如，1998年9月23日的通用串行总 线规范修订版U (USB 1.1)设备能以12兆比特/秒(Mbps)运行。2000年4月 27日的通用串行总线规范修订版2.0 (USB 2.0;也称为高速USB)设备能以480 Mbps运行。但是，随着技术的进步，工程师们仍在不断努力i也提高USB的运行 M^。
图1是示出了典型USB"A"插A^连接器的结构图2是示出了 USB"A"插A^i连接器的绝^^的更为详细的结构图3是依照本发明鄉例的USB"A"插A^连接器的绝i^的俯视亂
图4是依照本发明織例的USB"A"插A^连接器的绝^fe的仰视图5是依照本发明鄉例的插 试USB"A"连接器的结构图6是依照本发明魏例的酉浏USB"A"连接器的麟图。
具体实施例方式
本发明的实施例涉及一种光学USB (后面称之为ousB)， M;在其当前规范
上添加超高t^率(例如，10Gbps)光学31信来实现向后兼容，从而提高USB
OUSB面临的挑战在于，其需要与传统的USB的皿因数皿向后兼容，这 需要相对駄的机械公差。艮P， USB连接器规定的机械公差为03就。光学连
接器通常舰对^M对去。然而，光学对^M可能需要io^^M高的精确
度。这使得通常的光学3^接器无^^成为USB皿因数的可^l 决方案。
为了解决这个问题，多个实施例公开了光束扩展方法。例如，i!31将光束尺
寸扩顧1就，顿以翻USB驗器所需要的0.3 ^!W公差。
现在参照图3和4，它们分别示出了依照本发明一个实施例的OUSB连接器
的绝^S^18的俯视图和仰视图。与图2图示和描述的相似，在S^—端布设了
导电扣件21、 22、 23和24，以分别连接到电缆12中的四根线。夕卜顿啲两个扣件 21和22用于供电，内侧的两^i接器23和24用于^ic据。在绝^板18的 顶部有四1^t脚31、 32、 33和34，它们分别对应预点21、 22、 23和24。当插 入时，插A^连接器10中的管脚31 —34与插孑试连接器内的固管脚电接合。
另外，OUSB连接器包括位于绝纟 ^ 18前沿上的mX^纖40、 41、 42 和43。这^tH光耦合到相应的光纤50、 51、 52和53,以鹏高速光学繊吞 吐量。虽然图中只显示出了四^it镜，但这只是举例说明性的，也可以设置更多 颇少的透镜。纖40—43可置于如图戶标的锥形 L中，以便在安装时做到光纤 自动找准。锥形孔可以具有用以增加刚性的金属嵌件。虽然未显示在图3和图4 中，但是，乡^ 18将包含在塑料外壳14中，还包括如图1戶庥的鍋罩19。
图5显示出了与图3和图4戶标的连接器MS^的"A"连接離孑L^OUSB的内 部。与标准USB—样，绝缘载体50可以包括四个可舰弹^^载的触点51、 52、 53和54，它们分别与插A^;雜器中的管脚31、 32、 33和34电连接。四铺点 51、 52、 52和54可以通过,柱61、 62、 63和64电连接到USB设备。四根光 纤70、 71、 72和73可伸入插孑试连接器，并且光耦合至,^A^纖80、 81、 82和83，当连接好时，四根^^千也光耦合到插A^;连接器内对应的纖40—43。
图6戶B为插A^ OUSB连接器88和插 试OUSB连接器90配好对时的侧 剖面图。为了简明起见，在该图中未显示电连接，但可如图3—5所示那样进行电 连接。插A^OUSB连接器88包括塑料SI^芯91。插孑试OUSB连接器也包 括塑料芯92，塑料芯92被其自己的金属罩93所包围。塑料芯91和92可包括V 型槽95，以便i^fc纤94和95对准。
当插头(插入式)90和插座(插孔式)88配好对后，，透镜43和80i 展光束，以便TS行光学通信。如图戶标，纖43可以^iA^;连接器Hi的 光纤94射出的光束扩顧U，例如大约l毫米。然后，在与光纤95耦合的插孑试 连接器Hi的^A^Ht80可将乡Sir展的棘准直。由于两侧的^A^t^M 面43和80相同，所以，光学信号可以在两个方向4锁。可以看出，棘的扩展 使得，合光纤94和95成为可能，因为在USB ,器的机械公差界限内传统的 对接齡性能不佳。
虽然，实施例被图示为USB"A"连接器，但本领域普通S^人员可以很容易 地意识到，本申请描述的发明同样翻于USB'B"连接器或其他USB微因数。
OUSB有很多优点。具体而言，多个实施例保留现有USB靴因数内的所有 传统USB电连接。因此，它完全向后兼容于USB 2.0规范。相比高速USB 2.0 (480 Mbps)而言，它能实1鹏高速 速率(即10Gbps)。此外，可以在高EM环境 (例如，传统电连接会出现问题的工厂)中维持光学信号的完整性。
J^f本发明图示实施例的说明，包括摘要戶腐内雜内，并不是穷举性的， 不应将本发明限制于公开的精确形式。虽然本申请出于示意性目的而描述了本发 明的具体实施例和实例，但正如本领域普通技术人员将能意识到的那样，在本发 明包含范围内可进行各种等效的修改。
可依照，详细说明对本发明做出这些修改。在权利要求中使用的术语不应 解释为将本发明限制在说明书和权利要求书公开的具体实施例。而是，本发明的
做范围完全取决于权利要求，权利要求应依照既定的权利要求解释原贝咖以解释。
权利要求
1、一种通用串行总线(USB)连接器，包括一个具有顶面和前沿的绝缘基板；位于所述绝缘基板顶面上的多个管脚，用于提供电连接；位于所述绝缘基板前沿上的至少一个嵌入式透镜，用于提供光学功能。
2、 如权利要求1臓的usb连接器，还包括至少一根光纤，其与戶;MM少一4^A^itlt光耦合。
3、 如权利要求2戶脱的usb连接器，其中，戶舰MA^t^扩MAA^腿光乡千射出的光束。
4、 如权利要求3戶脱的usb连接器，其中，戶脱mx^纖将戶;M光束扩展到大约1就。
5、 如权利要求2戶腿的usb连接器，其中，戶腿MA^纖把魏入戶腐光纤的光束准直。
6、 如权利要求2戶脱的usb连接器，还包括 四^A^t^，各自与四1i^纤分别，合。
7、 如权利要求1臓的usb雜器，还包括包括至少一^hmA^纖的ia^连接器，当配好对时，戶;M舰连接器的至 少一^mA^t^与,色^^前沿上的至少一^WA^t^m。
8、 如权利要求7戶脱的usb连接器，其中，戶脱ffi^连接器的^A^;纖与戶;M^^^前沿上的至少一^htit是相同的。
9、 一种为usb连接器,光学功能的对去，包括樹共一个具有鹏和前沿的绝^fc ^^M^色^S^顶面上布置多个管胜卩，以,^3i接； 舒鹏^SIW沿上駄至少一^tlt，以微光学通信。
10、 如权利要求9戶腐的方法，还包括用戶;M^A^t^将从光纤射出的皿扩^i」大约1 。
11、 如权利要求9戶腿的方法，还包括用戶;M^A^,把，入形千的光束准直。
12、 如权利要求9戶;M的方法，还包括 舒鹏MSW沿上鄉多1^A^i纖。
13、如权利要求9戶皿的方法，还包括将臓USB连接繊入一个酉鹏接器，以傲腿^A^i^与臓舰连 接器中对应的3§11 合。
14、 如权利要求9戶脱的方法，其中，戶腿^A^M和戶;M舰连接器中)^t应的，是相同的。
15、 一种光学OT串行总线(OUSB)，包括一个通用串行总线(USB)连接器，其包括安^绝^^ira上的四个电连接端；多^x^m位于绝^W沿上；多根光纤，各自与g多4^A^MIt中对应的一^Hi^光孝給；其中，^NtH扩跳一根光纤沿着第一方向射出的光束，并且，将沿着第二方向，入，形千的，ra，以满足USBlM公差。
16、 如权利要求15戶脱的OUSB，其中，戶脱OUSB鹏与USB向后兼容。
17、 如权利要求15雕的OUSB，还包括四mx^m位于臓色^S前沿上。
18、 如权利要求15戶，的OUSB，还包括戶; ^^色^s^中的v型槽，用于^^M光纤对准。
19、 如权利要求15戶，的OUSB，还包括一个具有相同駄式纖的舰连接器，当配好对时，戶脱固连接器的嵌A^纖与戶鹏色^SMtf沿上的臓多im式纖光学对准。
20、 如权利要求15戶脱的OUSB，其中，戶腿光束被扩殿U大约1就。
全文摘要
本发明的实施例涉及一种光学USB(OUSB)，通过在其当前规范上添加超高数据速率(例如，10Gbps)光学通信来实现向后兼容，从而提高USB数据速率。使用嵌入式透镜将从连接器射出的光束在进入其配对连接器之前进行扩展，以及，在配对连接器中使用相同的透镜将回到光纤的光束准直，从而实现机械公差。
文档编号G02B6/32GK101345358SQ20081010036
公开日2009年1月14日 申请日期2008年3月31日 优先权日2007年3月30日
发明者H·程, J·孝, T·B·马德 申请人:英特尔公司