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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen optoelektrischen Hybridverbin - der zum Festhalten eines Anschlussbereichs eines elektrischen Drahts sowie zum Festhalten eines Anschlussbereichs eines Lichtwellenleiters.
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In den letzten Jahren hat sich das autonome Fahren von Kraftfahrzeugen rasch entwickelt. Zum Erzielen des autonomen Fahrens ist es erforderlich, eine Kame - ra, zahlreiche Sensoren und dergleichen in einem Kraftfahrzeug zu installieren sowie eine große Anzahl von Signalen zu übertragen. Daher wird in manchen Fäl - len ein Lichtwellenleiter verwendet, der zur Übertragung mit hoher Geschwindig - keit in der Lage ist. Andererseits sind in einem Kraftfahrzeug auch viele Gerät - schaften vorhanden, bei denen elektrische Signale übertragen werden. Daher sind in einem Kraftfahrzeug sowohl elektrische Drähte zur elektrischen Signal - Übertragung als auch Lichtwellenleiter zur optischen Signalübertragung erforder - lich.
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Wenn hierbei ein elektrischer Verbinder für den elektrischen Draht und ein opti - scher Verbinder für den Lichtwellenleiter separat bereitgestellt werden, nimmt die Anzahl der Verbinder zu, die Verlegung von Drähten wird kompliziert, und auch die Arbeitsbelastung bei Montagearbeiten nimmt zu. Zur Entspannung dieser Si - tuation ist die Idee ins Auge gefasst worden, dass ein einziger Verbinder die Funktion zum Übertragen sowohl eines elektrischen Signals als auch eines opti - schen Signals übernehmen könnte. Beispielsweise offenbart die Veröffentlichung
JP-S62-134611 A einen optoelektrischen Hybridverbinder zum Festhalten sowohl eines Anschlussbereichs des elektrischen Drahts als auch eines Anschlussbe - reichs des Lichtwellenleiters. Bei dem in der genannten Veröffentlichung offenbar - ten optoelektrischen Hybridverbinder handelt es sich um einen Verbinder mit einer Struktur, bei der der Anschlussbereich des elektrischen Drahts mit einer den An - schlussbereich des Lichtwellenleiters umgebenden Hülse bzw. Ferrule in einem Gehäuse des Verbinders verbunden wird.
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In diesem Zusammenhang wird ein elektrischer Verbinder zum Festhalten des An - schlussbereichs des elektrischen Drahts ins Auge gefasst, der aus einem verdrill - ten Paar zur differentiellen Signalübertragung gebildet ist. Im Inneren von diesem elektrischen Verbinder ist das verdrillte Paar aufgedreht, und die beiden elektri - schen Drähte sind voneinander getrennt. Anschließend wird ein Kontakt mit dem Anschlussbereich von jedem elektrischen Draht verbunden. Wenn keine spezielle Gegenmaßnahme ergriffen wird, kommt es somit zu einer Impedanzfehlanpas - sung zwischen einem Bereich des verdrillten Paares außerhalb des elektrischen Verbinders sowie dem Anschlussbereich im Inneren des elektrischen Verbinders, wobei dies zu einer Beeinträchtigung von Frequenzeigenschaften führen kann. Um dies zu vermeiden, wird herkömmlicherweise eine Impedanzanpassung durch Bereitstellen einer Abschirmung und eines Erdungsstifts in dem elektrischen Ver - binder erzielt.
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Als nächstes wird ein optoelektrischer Hybridverbinder zum Festhalten des An - schlussbereichs des Lichtwellenleiters zusätzlich zu dem beschriebenen Festhal - ten des Anschlussbereichs des elektrischen Drahts für eine differentielle Signal - Übertragung betrachtet. Bei der Ausbildung eines solchen optoelektrischen Hy - bridverbinders ist die Konfiguration beispielsweise derart, dass die vorstehend ge - nannte Struktur des elektrischen Verbinders einbezogen wird und ferner auch der Anschlussbereich des Lichtwellenleiters festgehalten wird. In einem solchen Fall wird die Struktur des Verbinders kompliziert, wobei es auch zu dem Problem kommt, dass die Größe des Verbinders zunehmen kann. Dieses Problem ist nicht auf den Fall beschränkt, in dem der optoelektrische Hybridverbinder für ein Kraft - fahrzeug ausgebildet wird, sondern stellt ein generelles Problem dar, das den Fäl - len gemein ist, in denen ein optoelektrischer Hybridverbinder zum Festhalten so - wohl des Anschlussbereichs des elektrischen Drahts für eine differentielle Signal - Übertragung als auch des Anschlussbereichs des Lichtwellenleiters für eine opti - sche Signalübertragung ausgebildet wird.
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In Anbetracht der geschilderten Umstände besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines optoelektrischen Hybridverbinders mit einer einfachen Konstruktion zur Erzielung einer Impedanzanpassung.
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Gelöst wird die vorstehend genannte Aufgabe durch einen optoelektrischen Hy - bridverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung, der dadurch gekennzeichnet ist, dass er Anschlussbereiche von wenigstens einem Paar von elektrischen Dräh - ten zur differentiellen Signalübertragung festhält sowie auch einen Anschlussbe - reich von wenigstens einem Lichtwellenleiter zur optischen Signalübertragung festhält, der von einer Hülse bzw. Ferrule aus einem elektrisch leitfähigen Material bedeckt ist und in einer Position angeordnet ist, die von den Anschlussbereichen der elektrischen Drähte über einen Abstand getrennt ist, der zu einer angepass - ten Impedanz gegenüber Impedanzen von Bereichen führt, die mit den An - schlussbereichen verbunden sind und sich außerhalb von den elektrischen Dräh - ten erstrecken.
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Der optoelektrische Hybridverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung nutzt in vorteilhafter Weise die Ferrule, die aus einem elektrisch leitfähigen Material, wie z.B. Metall oder dergleichen, hergestellt ist und den Anschlussbereich des Licht - wellenleiters überdeckt, zur Erzielung einer Impedanzanpassung. D.h., bei dem optoelektrischen Hybridverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung ist der von der Ferrule überdeckte Anschlussbereich des Lichtwellenleiters in einer Position angeordnet, die von den Anschlussbereichen der elektrischen Drähte über einen Abstand getrennt ist, mit dem eine Impedanzanpassung erzielt wird. Somit nutzt der optoelektrische Hybridverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung die Ferru - le in vorteilhafter Weise, so dass es unnötig wird, eine Abschirmung für die Impe - danzanpassung oder dergleichen vorzusehen.
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Bei dem optoelektrischen Hybridverbinder gemäß der vorliegenden Erfindung kann der Anschlussbereich von dem wenigstens einen Lichtwellenleiter in einer Position angeordnet sein, die in gleichen Abständen von den beiden jeweiligen Anschlussbereichen des Paares der beiden elektrischen Drähte angeordnet ist.
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Alternativ hierzu kann bei dem optoelektrischen Hybridverbinder gemäß der vor - liegenden Erfindung ein Anschlussbereich eines jeden von zwei Lichtwellenleitern in einer Position angeordnet sein, die in jeweils gleichen Abständen von beiden jeweiligen Anschlussbereichen des Paares der beiden elektrischen Drähte ange - ordnet ist.
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In jedem dieser Fälle kann eine Impedanzanpassung mittels einer Anordnungspo - sition des Anschlussbereichs des Lichtwellenleiters erzielt werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung, wie sie vorstehend erläutert wurde, wird ein optoelektrischer Hybridverbinder bereitgestellt, der eine einfache Struktur zur Er - zielung einer Impedanzanpassung aufweist.
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Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im Folgenden anhand der zeichnerischen Darstellungen von Ausführungsformen noch näher erläutert; in den Zeichnungen zeigen:
- 1A und 1B Perspektivansichten eines ersten Verbinders bzw. eines zweiten Verbinders, die zur Verbindung miteinander ausgebildet sind;
- 2 eine Ansicht unter Darstellung des ersten Verbinders und des zweiten Ver - binders in ihrem Verbindungszustand, wobei jedoch Gehäuse weggelassen wur - den; und
- 3A bis 3F schematische Darstellungen einer Vielzahl von Anordnungsbeispie - len von Kontakten und einer Ferrule.
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Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrie - ben.
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Die 1A und 1B zeigen Perspektivansichten eines ersten Verbinders bzw. ei - nes zweiten Verbinders, die zur Verbindung miteinander ausgebildet sind. In 1A und 1B sind sowohl ein erster Verbinder 10 als auch ein zweiter Verbinder 20 derart dargestellt, dass die Flächen sichtbar sind, an denen die Verbindung mit dem komplementären Verbinder stattfindet. Jeder von dem ersten Verbinder 10 und dem zweiten Verbinder 20 entspricht einem Beispiel eines optoelektrischen Hybridverbinders gemäß der vorliegenden Erfindung.
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An dem ersten Verbinder 10 sind ein Paar von buchsenartigen elektrisch leitfähi - gen Kontakten 12, 12 sowie ein Paar von steckerartigen Hülsen bzw. Ferrulen 13, 13 in einem Gehäuse 11 des Verbinders festgehalten, wobei sich das Paar der Kontakte 12, 12 in seitlicher Richtung in Positionen zwischen den beiden stecker - artigen Ferrulen 13, 13 befindet. Bei dem Paar der Kontakte 12, 12 handelt es sich um Kontakte zur differentiellen Signalübertragung, die mit jeweiligen An - schlussbereichen von zwei elektrischen Drähten 14, 14 (siehe 2) verbunden sind. Dagegen sind die Ferrulen 13, 13 aus Metall hergestellt, wobei sie An - schlussbereiche von Lichtwellenleitern 15, 15 (siehe 2) in ihrem Inneren fest - halten.
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Dagegen sind bei dem zweiten Verbinder 20 ein Paar von steckerartigen elek - trisch leitfähigen Kontakten 22, 22 sowie zwei buchsenartige Hülsen bzw. Ferru - len 23, 23 in einem Gehäuse 21 desselben festgehalten, wobei das Paar der buchsenartigen Ferrulen 23, 23 in Positionen angeordnet ist, die die paarweise vorgesehenen Kontakte 22, 22 in seitlicher Richtung zwischen sich aufweisen. Bei dem Paar der Kontakte 22, 23 handelt es sich um Kontakte zur differentiellen Signalübertragung, wobei diese mit jeweiligen Anschlussbereichen von zwei elek - trischen Drähten 24, 24 (siehe 2) verbunden sind. Dagegen sind die Ferrulen 23, 22 aus Metall hergestellt, wobei sie Anschlussbereiche von Lichtwellenleitern 25, 25 (siehe 2) in ihrem Inneren festhalten.
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2 zeigt eine Ansicht, in der der erste Verbinder und der zweite Verbinder in ih - rem verbundenen Zustand dargestellt sind. Jedoch sind die Gehäuse von beiden Verbindern entfernt worden, so dass die Kontakte und die Ferrulen in ihrem Inne - ren sichtbar sind. Das Paar der steckerartigen Kontakte 22, 22 des zweiten Ver - binders 20 ist in das jeweilige Paar der buchsenartigen Kontakte 12, 12 des ers - ten Verbinders 10 eingeführt. Ferner sind dadurch die beiden elektrischen Drähte 14, 14, die sich von dem ersten Verbinder 10 nach außen erstrecken, sowie die beiden elektrischen Drähte 24, 24, die sich von dem zweiten Verbinder 20 nach außen erstrecken, elektrisch miteinander verbunden.
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Andererseits sind die beiden steckerartigen Ferrulen 13, 13 des ersten Verbinders 10 sowie die beiden buchsenartigen Ferrulen 23, 23 des zweiten Verbinders 20 jeweils derart verbunden, dass sie zur optischen Signalübertragung in der Lage sind.
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Dabei sind die Kontakte 12, 12 mit den Anschlussbereichen der elektrischen Drähte 14, 14 des ersten Verbinders 10 verbunden. Andererseits sind die Kontak - te 22, 22 mit den Anschlussbereichen der elektrischen Drähte 24, 24 des zweiten Verbinders 20 verbunden. Weiterhin sind außerhalb des ersten Verbinders 10 ver - laufende Bereiche des Paares von elektrischen Drähten 14, 14 des ersten Verbin - ders 10 in vielen Fällen zu einem verdrillten Kabelpaar verdrillt. In ähnlicher Wei - se sind außerhalb des zweiten Verbinders 20 verlaufende Bereiche des Paares von elektrischen Drähten 24, 24 des zweiten Verbinders 20 in vielen Fällen eben - falls zu einem verdrillten Kabelpaar verdrillt. Die Umgebungen der elektrischen Drähte 14, 14 und der elektrischen Drähte 24, 24 im Inneren des ersten Verbin - ders 10 und des zweiten Verbinders 20 sowie die Umgebungen derselben außer - halb des ersten Verbinders 10 und des zweiten Verbinders 20 sind somit signifi - kant voneinander verschieden. Somit kann es zu einer Impedanzfehlanpassung zwischen dem Inneren und dem Äußeren des ersten Verbinders 10 und des zwei - ten Verbinders 20 kommen. Aus diesem Grund nutzt die vorliegende Ausfüh - rungsform vorteilhafterweise die Tatsache, dass die Ferrulen 13, 13; 23, 23 zur Anpassung der Impedanzen aus Metall hergestellt sind. D.h., bei der vorliegen - den Erfindung sind die beiden Ferrulen 13, 13; 23, 23 in Positionen mit gleichen Abständen von den elektrischen Drähten 14, 14; 24, 24 (Kontakten 12, 12; 22, 22) sowie in Positionen mit Abständen d, d angeordnet, die zu einer Impedanzan - passung führen. Bei einem üblichen elektrischen Verbinder wird eine Impedanz - anpassung erzielt, indem ein elektrischer Draht (Kontakt) mit einer Abschirmung bedeckt wird, die einen geeigneten Abstand von diesem aufrechterhält. Dagegen werden bei der vorliegenden Ausführungsform in vorteilhafter Weise die Ferrulen genutzt, bei denen es sich um essentielle Elemente für optische Verbinder han - delt. Während somit ein weiteres Element zur Anpassung der Impedanzen, wie z.B. eine Abschirmung, überflüssig gemacht wird, wird dennoch eine Anpassung der Impedanzen erzielt.
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Die 3A bis 3F zeigen schematische Darstellungen einer Vielzahl von Anord - nungsbeispielen für die Kontakte und die Ferrulen. In den 3A bis 3F sind Ele - mente, die Elementen des ersten Verbinders 10 in den 1A und 1B sowie 2 entsprechen, jeweils mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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3A veranschaulicht die Kontakte 12, 12 sowie die Ferrulen 13, 13 in einer An - ordnung, die der in 1 und 2 gezeigten Anordnung ähnlich ist. Auch bei dieser Anordnung wird durch geeignete Vorgabe des Abstands d zwischen den Kontakten 12, 12 und den Ferrulen 13, 13, die einander benachbart angeordnet sind, eine Impedanzanpassung bei dem Verbinder 10 erzielt.
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In 3B sind die Kontakte 12, 12 und die Ferrulen 13, 13 im Vergleich zu der Anordnung in 3A in vertikal verlagerten Positionen angeordnet. Auch bei die - ser Anordnung wird durch geeignete Vorgabe des Abstands d zwischen den Kon - takten 12, 12 und den Ferrulen 13, 13, die einander benachbart angeordnet sind, eine Impedanzanpassung bei dem Verbinder 10 erzielt.
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3C veranschaulicht ein Beispiel, in dem das Paar der lateral platzierten Kon - takte 12, 12 zwischen den vertikal platzierten Ferrulen 13, 13 angeordnet ist.
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Auch bei dieser Anordnung kann durch Anordnen der Ferrulen 13, 13 in Positio - nen, die von den Kontakten 12, 12 durch einen geeigneten Abstand getrennt sind, eine Anpassung der Impedanzen erzielt werden.
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3D veranschaulicht ein Beispiel, bei dem zwei als Paar vorgesehene Kontak - te 12, 12 lateral angeordnet sind und darüber eine einzelne Ferrule 13 in einer Position angeordnet ist, die die gleichen Abstände von diesen beiden Kontakten 12, 12 aufweist. Auch bei dieser Anordnung kann durch Anordnen der Ferrule 13 in einer von den Kontakten 12, 12 durch einen geeigneten Abstand getrennten Position eine Anpassung der Impedanzen erzielt werden.
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3E veranschaulicht ein Beispiel, bei dem zwei Paare von Kontakten 12, 12 je - weils in vertikal voneinander getrennten Positionen vorgesehen sind und eine ein - zeine Ferrule 13 in einer zentralen Position mit gleichen Abständen von insge - samt vier Kontakten 12 angeordnet ist. Durch Anordnen eines jeden Kontakts 12 in einer Position, die von der zentralen Ferrule 13 durch einen geeigneten Ab - stand getrennt ist, kann auch bei dieser Anordnung eine Impedanzanpassung er - zielt werden.
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Weiterhin zeigt 3F ein Beispiel, in dem eine einzelne Ferrule 13 in einem Zentrum des kreisförmig ausgebildeten Gehäuses 11 angeordnet ist und vier Paare von Kontakten 12 in Positionen mit gleichen Abständen von der Ferrule 13 angeordnet sind. Durch Anordnen eines jeweiligen Kontakts 12 in einer Position, die von der zentralen Ferrule 13 über einen geeigneten Abstand getrennt ist, kann auch bei dieser Anordnung eine Impedanzanpassung erzielt werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die 3A bis 3F lediglich Beispiele veranschau - lichen. D.h., bei der vorliegenden Erfindung wird die Impedanzanpassung da - durch erzielt, dass die Anordnungsposition der Ferrule, die den Anschlussbereich des Lichtwellenleiters überdeckt, speziell ausgearbeitet wird, wobei die vorliegen - de Erfindung alle Strukturen beinhaltet, die von dieser Idee umfasst sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- erster Verbinder
- 11
- Gehäuse
- 12
- Kontakt
- 13
- Ferrule
- 14
- elektrischer Draht
- 15
- Lichtwellenleiter
- 20
- zweiter Verbinder
- 21
- Gehäuse
- 22
- Kontakt
- 23
- Ferrule
- 24
- elektrischer Draht
- 25
- Lichtwellenleiter
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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