DE2615389A1

DE2615389A1 - Optisch-elektronische verbindung

Info

Publication number: DE2615389A1
Application number: DE19762615389
Authority: DE
Inventors: James Victor Becher; Tedford Hollace
Original assignee: Bunker Ramo Corp
Current assignee: Allied Corp
Priority date: 1975-04-18
Filing date: 1976-04-08
Publication date: 1976-10-21
Also published as: JPS5936724B2; NL7604009A; JPS51129244A; CA1094210A; FR2308115A1; GB1551273A; FR2308115B1

Description

PATENTANWÄLTE A. GRÜNECKER

2615383

W. STOCKMAIR DR-ING. · MICILTSX

K. SCHUMANN

OH ROlNW. -DlPL-PHYS

P. H. JAKOB

G. BEZOLD

8 MÜNCHEN 22

MAXIMIUANSTRASSe 43

8. April 1976 P 10, 516

BUNKER EAMO CORPORATION

Commerce Drive, Oak Brook, Illinois 60521, USA

Optisch-Elektronische Verbindung

Die Erfindung bezieht sich auf eine optisch-elektronische Verbindung und betrifft insbesondere eine Anordnung aus
elektrischen Verbinderteilen für die Aufnahme von optisch-

609843/0870

TELEFON <Ο8β) 23 08 62 TELEX OS-99S8O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIERER

elektronischen Wandlern und optischen Verbinderteilen für die Aufnahme der Endstücke eines faseroptischen Lichtleiters. Ferner bezieht sich die Erfindung auf einen faseroptischen Lichtleiter mit einstückig darin einbezogener Linse.

Für gewisse Anwendungen ist es zweckmäßig, Signale zwischen zwei Stationen eines Systems über einen geschlossenen, nichtleitenden und nicht elektrischen Leitweg zu übertragen. Ein derartiger Leitweg kann durch einen faseroptischen Lichtleiter dargestellt sein. An einem Ende des Leitwegs werden elektrische Signale in Lichtsignale umgewandelt, welche dann entlang dem faseroptischen Lichtleiter zum anderen Ende des Leitwegs geleitet und dort wieder in elektrische Signale zurückverwandelt werden. Damit sind die beiden Enden des Leitwegs elektrische gegeneinander isoliert. Die mittels des optischen Leitwegs übertragenen Signale können nicht von elektrischen Störungen beeinflußt werden.

Für eine derartige Signalübertragung wurden bisher verschiedene Verfahren angewendet. Der diesbezügliche Stand der Technik ist durch die nachstehend aufgezählten US-Patentschriften umrissen: US-PS 3 517 .981, 3 637 284, 3 789 485, 3 790 791, 3 790 923, 3 792 284, 3 809 908 und 3 846 010. Ferner ist von Interesse eine unter dem Titel "Designing with DoPont Crofon Fiber Optics" mit der Bezeichnung A-76182 von der DuPont Company herausgebrachte Veröffentlichung.

Die US-PS 3 517 981 betrifft Anschluß- oder Verbindungsteile für faseroptische Einrichtungen. Ein optisches Faserbündel wird so in einem Anschlußteil festgeklemmt, daß die Fasern vorwärts in eine Linse hinein hervorstehen, welche sich an dem Anschlußteil in Anlage befindet und so ausgebildet ist, daß sie das über das optische

609843/0870

Faserbündel zugeleitete Licht für die Beobachtung oder Aufzeichnung in verschiedenen Richtungen abstrahlt.

Die US-Patentschriften 3 637 284 und 3 789 4-85 sind hier von sekundärem Interesse.

Die US-PS 3 790 791 beschreibt eine faseroptische Anschlußeinrichtung mit einem optischen Faserbündel, welches in Wirkbeziehung zu einem Wandlerelement angeordnet ist. Das optische Faserbündel ist in einer Zwinge gehalten. Ein Verbinder gehäuse hat eine Halteklammer mit Rastzähnen, welche an einer Stufe der das Faserbündel haltenden Zwinge angreifen, um diese im Gehäuse festzuhalten. Das Faserbündel hat ein poliertes Ende, welches glatt mit der Zwinge abschneidet. Im wesentlichen bezieht sich die genannte US-PS auf eine Leitungsanordnung, bei welcher eine an einem Ende vorhandene Anschlußeinrichtung elektrische Energie in Lichtenergie umwandelt. Diese wird über die Leitungsanordnung übertragen und am anderen Ende derselben in einer dort vorhandenen Anschlußeinrichtung in elektrische Energie zurückverwwandelt. Zwischen dem jeweiligen Wandler und dem zugeordneten Ende des optischen Faserbündels ist eine eigene Linse eingesetzt. Die beschriebene Anordnung hat den Nachteil, daß die Wandler im wesentlichen feste Bestandteile der optischelektrischen Übertragungseinrichtung darstellen und nur unter Schwierigkeiten auswechselbar sind.

Die US-PS 3 790 923 beschreibt einen elektrischen Verbinder mit verbesserten Einrichtungen für die Befestigung an einer Schalttafel und lösbaren Kontakten. Unter Anderem bezieht sich diese US-PS auf die Verbindung einer Gruppe elektrischer Leiter mit einer anderen Gruppe elektrischer Leiter. Eine optisch-elektrische Übertragung ist hier nicht erwähnt.

609843/0870

Die US-PS 3 792 284- beschreibt eine faseroptische Anschlußeinrichtung, bei welcher ein Ende eines optischen Faserbündels so in einer Buchse angeordnet ist, daß die Endfläche in die Buchse zurückgezogen ist, wobei dann in das vordere Ende der Buchse ein Vandler angeordnet ist, welcher sich in Anlage am Ende des Faserbündels befindet. Eine einheitliche Kupplungsanordnung hält das Lichteintritts- oder -austrittsende eines faseroptischen Lichtleiters und ein fotoelektrisches Wandlerelement in gegenseitiger Ausrichtung innerhalb einer abgedichteten Kammer fest, aus welcher elektrische Anschlüsse für das Wandlerelement herausgeführt sind. Die einmal hergestellte Beziehung zwischen dem Ende des Lichtleiters und dem fotoelektrischen Wandlerelement bleibt dauerhaft unverändert. Zur näheren Erläuterung dieses Standes der Technik seien hier die folgenden Abschnitte aus der genannten US-PS wörtlich angeführt:

- Für gewisse Anweisungen ist es zweckmäßig, Signale zwischen zwei Einheiten eines Systems über einen geschlossenen, nichtleitenden und nicht elektrischen Leitweg zu übertragen. Ein solcher Leitweg kann durch einen Lichtleiter in Form eines flexiblen optischen Faserbündels gebildet sein. In der einen Einheit des Systems werden elektrische Signale in Lichtsignale umgewandelt. Diese werden dann über das optische Faserbündel zur anderen Einheit übertragen und dort in elektrische Signale zurückverwandelt. Damit können die beiden Einheiten des Systems gegeneinander vollständig elektrisch isoliert sein, und die entlang dem optischen Leitweg übertragenen Signale, sind von elektrischen Störungen unbeeinflußt.

In einer Anordnung der vorstehend beschriebenen Art müssen die Enden des faseroptischen Lichtleiters sicher und genau auf fotoelektrische Wandlerelemente, in der ersten Einheit auf eine Lichtquelle und in der zweiten auf ein lichtempfindliches Element, ausgerichtet sein. Bisher war es -

6 0 9 8 4 3/0870

üblich-, die fotoelektrischen Wandler in. den Einheiten, zwischen denen die Signale übermittelt werden sollen, einzubauen, und den faseroptischen Lichtleiter dann so an den Einheiten anzuschließen, daß seine Lichteintritts- und -austrittsenden auf die Wandler ausgerichtet sind. Zwischen dem faseroptischen Lichtleiter und den Einheiten des Systems wird also eine rein optische .Verbindung hergestellt. Bei jedem erneuten Anschließen des faseroptischen Lichtleiters ist dann jedoch eine äußerst sorgfältige Ausrichtung erforderlich, damit das Ende des Lichtleiters in genau bestimmter Wirkbeziehung zum fotoelektrischen Wandlerelement zu liegen kommt, wobei streng darauf zu achten ist, daß zwischen den beiden Grenzflächen keinerlei Verunreinigungen vorhanden sind. -

Wie in der vorstehend zitierten US-PS ausdrücklich festgestellt ist, erfordert das Anschließen des faseroptischen Lichtleiters an den beiden fotoelektrischen Wandlerelementen in bekannten Anordnungen eine äußerst genaue Ausrichtung, um die sachgemäße Wirkbeziehung zwischen dem Ende des Lichtleiters und dem fotoelektrischen Wandlerelement zu gewährleisten.

Die US-PS 3 809 908 beschreibt eine elektrisch-optische Übertragungsleitung für die Verwendung in einer Verbindungsanordnung, in welcher ein elektrisches Signal von einer Leuchtdiode in ein optisches Ausgangssignal umgewandelt wird. Das optische Lichtsignal wird über ein optisches Faserbündel zu einer lichtempfindlichen Diode übertragen, welche das optische in ein elektrisches Signal zurückverwandelt. Das optische Faserbündel hat an beiden Enden elektrische Koaxial-Anschlußeinrichtungen, in denen die Dioden enthalten sind. Die Anschlußkontakte diesr Einrichtungen können in genormten elektrischen Verbinderteilen untergebracht sein. Die beschriebene elektrisch-optische Übertragungsleitung hat also elektrische

609 843/08 70 ^: ~~~

Ein- und Ausgänge, und die Umwandlung der elektrischen Signale in Lichtsignale und wieder zurück in elektrische Signale findet innerhalb der fest mit der Übertragungsleitung verbundenen Anschlußteile statt.

Die US-PS 3 846 010 beschreibt einen Verbinder zum Verbinden zweier Bündel optischer Wellenleiter, so daß einander entsprechende Faser der Bündel miteinander verbunden sind. Dazu werden die Faserbündel in eine sechs- oder dreieckige Zwinge eingespannt, die daraus hervorstehenden Enden der Fasern werden mittels einer Diamantsäge abgeschnitten und dann mit Schleifpapier glattgeschliffen. Die Zwingen werden in einer Verbindungsbuchse, aufeinander ausgerichtet, und zwischen die Enden der beiden Bündel wird eine lichtleitende Flüssigkeit gebracht, um ÜbergangsVerluste aufgrund von Fresnelschen Reflektionen zu vermeiden. Bedingt durch ihre Geometrie, kann eine sechseckige Zwinge 7» 19» 37» 61, 91» 127 usw. und eine dreieckige Zwinge 3, 6, 10, 15, 21, 28, 36, 4-5 usw. Fasern aufnehmen.

In der Veröffentlichung "Designing with DuPont Crofon Fiber Optics" der DuPont Company ist vorgeschlagen, Crofon-Lichtleiter oder optische Fasern mittels einer scharfen Rasierklinge, einem Guillotine-Schneidgerät oder eines rotierenden Messers auf Länge zuzuschneiden. Ferner schlägt diese Veröffentlichung die Verwendung von Linsen am Eingangs- und Ausgangsende des Lichtleiters vor, um am Eingang mehr Licht zu sammeln und am Ausgang eine höhere Lichtintensität und/oder einen verbreiterten Lichtkegel für eine bessere Beobachtung zu erzielen.

In den Veröffentlichungen zum Stand der Technik finden die Bezeichnungen "faseroptischer Wellenleiter" und "faseroptischer Lichtleiter" wahlweise Verwendung. In der folgenden Beschreibung ist vorzugsweise von einem faseroptischen Lichtleiter die Rede, womit jedoch eine Anwen-

809843/0870

dung eines solchen Leiters außerhalb des sichtbaren Lichtspektrums nicht ausgeschlossen ist.

In der Praxis werden elektrisch-optische Verbindungen gewöhnlich in einer sauberen Umgebung verwendet, etwa in Bürogebäuden od. dergl., in denen Schmutz und Fremdkörper die Herstellung solcher Verbindungen nicht beeinträchtigen. Im Freien oder in einer Umgebung, in welcher Schmutz, Staub und Sand in großem Haße auftreten, werden solche elektrischoptischen Verbindungen zumeist nicht verwendet.

Die Erfindung schafft insbesondere eine optisch-elektronische Verbindungsanordnung mit einem ein fotoelektrisches Wandlerelement enthaltenden ersten Gehäuse und einem einen faseroptischen Lichtleiter haltenden zweiten Gehäuse, wobei die beiden Gehäuse so miteinander verbindbar sind, daß eine sachgemäße Wirkbeziehung zwischen dem Ende des Lichtleiters und dem fotoelektrischen Wandlerelement ohne umständliches Ausrichten der beiden Einheiten aufeinander herstellbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist in einer solchen Verbinderanordnung eine zusätzliche Linse nicht erforderlich. In der erfindungsgemäßen optischelektronischen Verbinderanordnung ist das Ende eines faseroptischen Lichtleiters zu einer damit einstückigen, konvex gerundeten Oberfläche geformt, beispielsweise pilzförmig, halbkugelig oder meniskusförmig, wobei die jeweilige Form von der Oberflächenspannung abhängt, welche sich durch die Anwendung von Hitze an dem Ende des faseroptischen Lichtleiters einstellt.

Das in dem einen Gehäuse der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung untergebrachte fotoelektrisch^ Wandlerelement ist mühelos auswechselbar, und die Verwendung einer lichtleitenden Übergangsflüssigkeit und/oder von Dichtungs-

60 9 84 3/0870

elementen od. dergl. ist nicht erforderlich. Die Teile der erfindungsgemäßen Optisch-elektronischen Verbinderanordnung lassen sich mühelos und ohne die Verwendung von besonderen SpezialWerkzeugen voneinander trennen und zusammenfügen. Das Ende des faseroptischen Lichtleiters braucht in der erfindungsgemäßen Verbinderanordnung nicht hochglanzpoliert zu sein.

Die Erfindung schafft ferner einen faseroptischen Lichtleiter und eine damit einstückige Linse, welche durch Schmelzen eines Endes des Lichtleiters unter Anwendung von Wärme erzeugt wird, so daß sich aufgrund der sich dabei ergebenden Oberflächenspannung des Materials des faseroptischen Lichtleiters eine meniskusförmige Linse ausbildet. Gemäß der Erfindung ist das Ende eines faseroptischen Lichtleiters auf Kunststoffbasis so mit einem Anschlußteil verbunden, daß der Lichtleiter mühelos und ohne Werkzeuge anschließbar und abnehmbar ist.

In einer vorteilhaften Ausführung ist die erfindungsgemäße optisch-elektronische Verbinderanordnung mit vorhandenen, genormten Verbinderteilen kompatibel und eignet sich für die Übertragung von Sprache sowie von Informationen zwischen Computereinheiten, Datenverarbeitungs einheit en und ähnlichen Einrichtungen über einen faseroptischen Lichtleiter.

Wie in der folgenden Beschreibung im einzelnen erläutert, ist der faseroptische Lichtleiter in einem Anschlußteil der für elektrische Verbindungen verwendeten Art gehalten und über seine Länge von einer tragenden Hülle umgeben. Das Ende des faseroptischen Lichtleiters ist in einer einzelnen Kammer in einem Verbindergehäuse festgehalten, so daß es sich gegenüber einem in einem anderen Teil des Verbindergehäuses untergebrachten Wandlerelement befindet. Die Teile des Verbindergehäuses sind so ausgebildet, daß kein Licht von außen eindringen kann. Sie lassen sich ohne

609843/0870 ' ^: ~~"

Verwendung von Werkzeugen zusammenfügen und trennen und brauchen dabei nicht aufeinander ausgerichtet zu werden. Der faseroptische Lichtleiter läßt sich ohne besondere Vorbereitungen unter Verwendung vorhandener Werkzeuge und Vorrichtungen mit Anschlußteilen versehen. Das Eingangs- und/oder das Ausgangsende des Lichtleiters kann durch Erwärmung zu einer meniskusformigen Linse geformt werden.

In einer Ausführungsform der Erfindung hat eine optischelektronische Verbinderanordnung elektrische und optische Verbinderteile. Jedes Teil hat ein Gehäuse aus einem elastischen Material. Das eine Gehäuse hat an der Innenseite eine Nut für den Eingriff einer Führungsnase am anderen Gehäuse. Ferner hat das eine Gehäuse eine Rastöffnung für den Eingriff eines am anderen Gehäuse hervorstehenden Rastvorsprungs, wodurch die beiden Gehäuse miteinander verriegelbar und die Verriegelung von Hand lösbar ist. Ein als elektrisches Verbinderteil ausgebildetes Gehäuse enthält eine erste Einrichtung zum festen Einsetzen eines fotoelektrischen Wandlerelements in eine in dem Gehäuse gebildete Bohrung. Das andere, als optisches Verbinderteil ausgeführte Gehäuse hat eine der Aufnahme eines Stiftkontakts dienende Bohrung, welche nach dem Zusammenfügen der beiden Gehäuse mit der das Wandlerelement aufnehmenden Bohrung des anderen Gehäuses fluchtet. Das als elektrisches Verbinderteil ausgebildete Gehäuse hat ferner eine zweite Einrichtung zum Festhalten des Endstücks eines faseroptischen Lichtleiters in der-Stiftkontaktbohrung. Die beiden !Teile können mühelos zusammengefügt und voneinander getrennt werden. Im zusammengefügten Zustand kommen der Wandler und das Ende des Lichtleiters ohne zusätzliche Ausrichtung der beiden Teile in gegenseitige Anlage, wobei die Gefahr einer Beschädigung der beiden Teile dank der Elastizität des Materials der Gehäuse äußerst gering ist. In einer beson-

609843/0870

deren Ausführung der Erfindung haben die als elektrische bzw. optische Verbinderteile ausgebildeten Gehäuse jeweils mehrere Bohrungen für die Aufnahme von Wandlerelementen bzw. Stiftkontaktbohrungen, welche nach dem Zusammenfügen der beiden Gehäuse paarweise miteinander fluchten. Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung hat der Rastvorsprung des einen Gehäuses eine schräg ansteigende Auflauffläche, welche wenigstens teilweise mit der Rastöffn'iing des anderen Gehäuses in Eingriff kommt, so daß die beiden Gehäuse im zusammengefügten Zustand elastisch miteinander verbunden sind. In die wenigstens eine Bohrung des einen Gehäuses ist ein fotoelektrisches Wandlerelement mittels der ersten Einrichtung fest eingesetzt, und das Ende eines faseroptischen Lichtleiters ist von der zweiten Einrichtung in der Kontaktstiftbohrung festgehalten. Gemäß einem weiteren Merkmal ist das Ende des faseroptischen Lichtleiters zu einer konvexen oder pilzförmigen Fläche geformt und bildet dadurch eine mit dem faseroptischen Lichtleiter einstückige Linse.

In einer anderen Ausfuhrungsform der Erfindung umfaßt ein Signal-Übertragungssystem eine elektronische Ausgangsstation mit einem dieser zugeordneten, lichtemittierenden fotoelektronischen Element. Ein erstes, der elektronischen Ausgangsstation zugeordnetes Verbinderteil hält das fotoelektronische Element darin fest. Ein zweites, einer elektronischen Eingangsstation zugeordnetes elektrisches Verbinderteil hält ein lichtempfindliches fotoelektonisches Element in dieser fest. Ein erstes optisches Verbinderteil ist fest mit dem ersten elektrischen Verbinderteil verbindbar und von Hand davon trennbar. Ein zweites optisches Verbinderteil ist fest mit dem zweiten elektrischen Verbinderteil verbindbar und von Hand davon lösbar. Ein erstes Endstück eines faseroptischen Lichtleiters ist von einer ersten Einrichtung derart in dem ersten optischen Verbinderteil festgehalten, daß es nach dem Zusammenfügen

609 843/08 70

der beiden¹ ersten Verbinderteile in einer engen Wirkbeziehung zu dem lichtemittierenden fotoelektronischen Element steht. Ein zweites Ende des faseroptischen Lichtleiters ist von einer zweiten Einrichtung so im zweiten optischen Verbinderteil festgehalten, daß es nach dem Zusammenfügen der beiden ziieiten Verbinderteile in einer engen Wirkbeziehung zu dem lichtempfindlichen fotoelektro— nischen Element steht. Daher kann der faseroptische Lichtleiter mit seinen beiden optischen Verbindungsteilen, wiederholt von den zugeordneten elektrischen Verbinderteilen gelöst und wieder damit verbunden werden, ohne daß die fotoelektronischen Element oder die Enden des Lichtleiters dazu besonders ausgerichtet zu werden brauchen, so daß Signale von der elektronischen Ausgangs station über den faseroptischen Lichtleiter zur elektronischen Eingangsstation übertragen werden können. In einer vorteilhaften Ausführung der Erfindung ist das lichtemittierende fotoelektronische Element eine Leuchtdiode, und das lichtempfindliche fotoelektronische Element ist eine Fotodiode.

In einer Ausführungsform der Erfindung hat eine optischelektronische Verbinderanordnung elektrische und optische Verbinderteile, welche mit ihren Vorderteilen zusammenfügbar sind. In dem elektrischen Verbinderteil ist ein optisch-elektronischer Wandler mittels einer Halteeinrichtung so befestigt, daß er dem vorderen Ende des Verbinderteils zugewandt ist. Ein Anschluß-Endstück eines faseroptischen Leiters aus einem Material mit lichtleitenden Eigenschaften ist mittels einer anderen Halteeinrichtung so in dem optischen Verbinderteil befestigt, daß das Ende des Lichtleiters dem vorderen Ende des Verbinderteils zugewandt ist, so daß die optische Easer nicht besonders in dem optischen Verbinderteil ausgerichtet zu werden braucht. Ein kennzeichnendes Merkmal einer solchen Verbinderanordnung ist die Abwesenheit einer besonderen

609843/0870

Linse zwischen dem Wandler und der optischen Faser. Gemäß einem Merkmal der Erfindung ist der optisch-elektronische Wandler der Verbinderanordnung eine Fotodiode, oder eine Leuchtdiode. Gemäß anderen Merkmalen der Erfindung kann am vorderen Ende der optischen Faser eine konvexe, gewölbte oder pilzförmige Fläche geformt sein, welche eine einstückig mit der optischen Faser verbundene Linse darstellt. Die gewölbte Fläche entsteht aus der Oberflächenspannung des Materials der optischen Faser, nachdem das vordere Ende derselben durch Anwendung von Wärme zum Schmelzen gebracht wurde.

In einer anderen Ausführungsform der Erfindung hat ein faseroptischer Lichtleiter aus einem lichtleitenden Material eine einstückig damit verbundene Linse in Form einer gekrümmten oder gewölbten Endfläche. Eine solche gekrümmte, gewölbte oder pilzförmige Oberfläche entsteht durch die Oberflächenspannung des Materials des Lichtleiters, wenn dessen Ende durch Anwendung von Wärme zum Schmelzen gebracht wird.

In noch einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum Anschließen einer optischen Faser an einer elektronischen Schaltung unter Verwendung von ersten und zweiten, miteinander .verbindbaren Verbinderteilen. Gemäß diesem Verfahren wird ein optisch-elektronisches Element in dem ersten Verbinderteil untergebracht und mit der elektronischen Schaltung verbunden, die optische Faser wird fest in das zweite Verbinderteil eingesetzt, so daß ein Ende derselben nach dem Zusammenfügen der beiden Verbinderteile auf das Wandlerelement ausgerichtet ist, und die beiden Verbinderteile werden miteinander verbunden.

In einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung eine Einrichtung zum Verbinden einer optischen Faser aus

609843/0870

lichtleitendem Material mit einer elektronischen Schaltung. Eine solche Einrichtung umfaßt miteinander verbindbare optische und elektrische Verbinderteile. In dem elektrischen Verbinderteil ist ein optisch-elektronischer' Wandler mittels einer Halteeinrichtung befestigt.und elektrisch mit der elektronischen Schaltung verbunden. In dem optischen Verbinderteil ist ein Anschluß-Endstück der optischen Faser mittels einer Halteeinrichtung so befestigt, daß das Ende der Faser dem Wandler beim Zusammenfügen der beiden Verbinderteile in geringem Abstand gegenüberliegt. Die beiden Verbinderteile haben Ausbildungen für eine formschlüssige, dabei Jedoch elastische Verbindung zwischen den Teilen, welche von Hand lösbar ist. Gemäß einem Merkmal der Erfindung hat die optische Faser eine gekrümmte oder gewölbte Endfläche, welche beim Schmelzen des Materials der optischen Faser aufgrund der sich ergebenden Oberflächenspannung des Materials entsteht und die .-Wirkung einer mit der Faser einstückigen Linse ausübt.

In noch einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung eine Kombination aus einem elektrischen Verbinderteil und einem damit verbindbaren und von Hand davon lösbaren optischen Verbinderteil. Das elektrische Verbinderteil hat eine durch eine Einschnürung abgesetzte Bohrung, welche nach dem Zusammenfügen der beiden Verbinderteile auf das optische Verbinderteil zu verläuft. Ein optischelektronischer Wandler mit einem Wandlerteil und einem daran angeschlossenen Leiter ist mit seinem Wandlerteil so in die Bohrung eingesetzt, daß der Leiter wenigstens entlang einem Teil der Bohrung hervorsteht. Eine undurchsichtige, leitende Verbindungseinrichtung ist mit einem ersten Teil in der Bohrung untergebracht und steht mit einem zweiten Teil aus dem elektrischen Verbinderteil hervor. Das erste Teil der undurchsichtigen Verbindungseinrichtung dient dazu, den Leiter des Wandlers elektrisch

6.09843/08 70

anzuschließen, Wärme vom Wandler abzuführen, den Wandler ausgerichtet festzuhalten und das Eindringen von Licht in die Bohrung sowie den Austritt von Licht daraus lotrecht zur Achse der Bohrung zu verhindern. Das zweite Teil der Verbindungseinrichtung ist zum Anlöten an einer elektronischen Schaltung bestimmt. Gemäß einem besonderen Merkmal ist das elektrische Verbinderteil an einer eine elektronische Schaltung tragenden gedruckten Schaltungs— platte angebracht.

In noch einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt die Verbinderanordnung zwei Verbinderteile jeweils mit einem Gehäuse aus einem elastischen Werkstoff, von denen das eine eine Führungsnase für den Eingriff mit einer Führungsnut am anderen Gehäuse aufweist. Ein erstes Gehäuse hat einen Eastvorsprung für den Eingriff mit einer Eastöffnung am anderen Gehäuse, so daß die beiden Gehäuse formschlüssig miteinander verbindbar, ihre Verbindung jedoch von Hand lösbar ist. Das Gehäuse des ersten Verbinderteils hat eine als Fassung ausgebildete Bohrung. Das Gehäuse des zweiten Verbinderteils hat eine Steck-' stiftbohrung, welche nach dem Zusammenfügen der beiden Verbinderteile mit der Bohrung des anderen Gehäuses fluchtet. Die Steckstiftbohrung des Gehäuses des zweiten Verbinderteils hat eine Enschnürung, welche an beiden Seiten eine ringförmige Stufe in der Bohrung bildet. Ein Lichtleiter hat im Inneren eine optische Faser aus einem lichtleitendem Material und eine diese umgebende Hülle. An einem Anschlußendstück der optischen Faser ist die Hülle entfernt. Die Steckstiftbohrung ist für die Aufnahme eines Steckstifts eingerichtet. Dieser hat, vom hinteren zum vorderen Ende, ein auf die Hülle des Lichtleiters aufquetschbares Befestigungsteil, ein zweites, auf die optische Faser aufquetschbares Befestigungsteil, einen elastischen Bund, welcher in einem leichten Preßsitz in die Steckstiftbohrung einführbar ist, um den Steck-

609843/0870

stift sicher in der Bohrung festzuhalten, eine Anzahl von zahnförmigen Vorsprüngen, welche an der einen ringförmigen Stufe in der Bohrung in Anlage kommen und einen Anschlag zum Abstützen des Steckstifts in einer vorbestimmten Stellung bilden, und eine an der.anderen ringförmigen Stufe angreifende, lösbare Halteeinrichtung.

In noch einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann an einem Ende eines faseroptischen Lichtleiters eine Linse .gebildet werden, indem das betreffende Ende des Leiters erwärmt wird, so daß sich aufgrund der sich dabei ergebenden Oberflächenspannung des Materials des Lichtleiters eine meniskusförmige Fläche ausbildet.

In noch einer weiteren Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses für ein optisches Verbinderteil mit einem in seinem Endstück angeordneten faseroptischen Lichtleiter in der Weise, daß ein Anschluß-Endstück des faseroptischen Lichtleiters fest in einer Bohrung des Gehäuses angebracht wird. Zum Befestigen des Endstücks des faseroptischen Lichtleiters in dem Gehäuse des optischen Verbinderteils wird zunächst ein erstes Befestigungsteil eines steifen Glieds um eine äußere Hülle des faseroptischen Lichtleiters herum fest— gequetscht, dann wird ein zweites Befestigungsteil des steifen Glieds um einen inneren Leiter des faseroptischen Lichtleiters herum festgequetscht und schließlich wird das steife Glied fest in die Bohrung des Gehäuses des optischen Verbinderteils eingesetzt.

In noch einer anderen Ausführungsform schafft die Erfindung ein Verfahren zum Anschließen einer optischen Faser an einer bestimmten Stelle einer elektronischen Schaltung, bei welchem ein optisch-elektronischer Wandler in einem ersten Verbinderteil untergebracht wird, das erste Ver— binderteil an der betreffenden Stelle angeschlossen wird,

609843/0870

der Wandler elektrisch mit einer Schaltung verbunden wird, die optische Faser fest in ein zweites Verbinderteil· eingesetzt wird, so daß das Ende der optischen Faser dem Wandler nach dem Zusammenfügen der beiden Verbinderteile in geringem Abstand gegenüberliegt, und dann die beiden Verbinder-teile miteinander verbunden werden.

In noch einer weiteren Ausfuhrungsform der Erfindung ist bei einem Verfahren für die Übertragung von Signalen vorgesehen, daß ein erstes elektrisches Verbinderteil mit einem ein lichtemittierendes optisch-elektronisches Element enthaltenden Gehäuse an einer elektronischen Ausgangsstation angeordnet wird. Ein zweites elektrisches Verbinderteil mit einem ein lichtempfindliches optischelektronisches Element enthaltenden Gehäuse wird an einer elektronischen Eingangs station angeordnet. Ein erstes Ende eines faseroptischen Lichtleiters wird fest in ein erstes optisches Verbinderteil eingesetzt. Das erste optische Verbinderteil wird so mit dem ersten elektrischen Verbinderteil zusammengefügt, daß das erste Ende des faseroptischen Lichtleiters in einer engen Wirkbeziehung zu dem lichtemittierenden optisch-elektronischen Element festgehalten ist. In gleicher Weise wird ein zweites Endstück des faseroptischen Lichtleiters fest in ein zweites optisches Verbinderteil eingesetzt und dieses so mit dem zweiten elektrischen Verbinderteil zusammengefügt, daß das zweite Endstück des faseroptischen Lichtleiters in enger Wirkbeziehung zu dem lichtempfindlichen optisch-elektronischen Wandler festgehalten ist; Dabei können die optischen Verbinderteile und die elektrischen Verbinderteile wiederholt zusammengefügt und voneinander gelöst werden, ohne daß dabei eines der optisch-elektronischen Elemente oder der Endstücke des Lichtleiters besonders ausgerichtet zu werden brauchte, so daß Signale von der elektronischen Ausgangsstation über den faseroptischen Lichtleiter zur elektronischen

609843/0870

Eingangsstation übertragen werden können.

Im folgenden sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen:

Pig. 1 eine teilweise im Schnitt gezeigte Schrägansicht einer erfindungsgemäßen optisch-elektrischen Verbinderanordnung,

Pig.2"und 3 um 90° zueinander verdrehte Längsschnittansichten entsprechend den Pfeilen 2-2 und 3-3 in Pig. 1 zur Darstellung des Zusammenwirkens von optischen und elektrischen Verbinderteilen in einer Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 4a, 4b und 4c schematisierte Darstellungen des Strahlenwegs von an einer ebenen Endfläche eines bekannten Lichtleiters einfallendem Licht im Vergleich zum Eintritt und Austritt von Lichtstrahlen in einen bzw. aus einem eine konvexe oder pilsförmige Endfläche aufweisenden Lichtleiter in einer Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 5 eine schematisierte Darstellung des Endes einer Kunststoffaser beim Erwärmen desselben zum Pormen einer meniskusförmigen Endfläche gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung,

Pig. 6a, 6b und 6c zerlegte, teilweise im Schnitt dargestellte Schrägansichten einer Verbinferanordnung mit einem elektrischen und dinem optischen Verbinderteil, des elektrischen Verbinderteils bzw. des optischen Verbinderteils allein gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,

609843/0870

— 1ft —

Pig. 7a, 7b und 7c Schnitt ansicht en der Anordnung von verschiedenartigen Wandlern jeweils mit einer Metallfassung für die Verwendung in einem elektrischen Verbinderteil in einer erfindungsgemäßen Ausführungsform,

Fig. 8 eine schematisierte Darstellung eines Signalübertragungssysteme in einer .erfindungsgemäßen Ausführung und

Fig. 9a, 9b und 9c eine Seitenansicht, eine Vorderansicht bzw. eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. '

In der Zeichnung sind einander entsprechende Teile durchgehend mit den gleichen Bezugs zeichen bezeichnet. Eine in Fig. 1 dargestellte optisch-elektronische Verbinderanordnung 10 umfaßt ein optisches und ein elektrisches Verbinderteil 11 bzw. 12, deren Gehäuse in formschlüssigelastischen Halteeingriff miteinander bringbar sind. Das elektrische Verbindeteil 12 hat.eine Führungsnase 13 > welche in einer Führungsnut 14· des optischen Verbinderteils 11 Aufnahme findet, um die beiden Teile richtig herum aufeinander auszurichten.

Die Erfindung richtet sich insbesondere auf eine optischelektronischer Verbinderanordnung und Verbesserungen an einer solchen. Daher sind verschiedene Teile der Verbinderanordnung bekannt. Derartige bekannte Teile sind im folgenden nicht eingehender beschrieben.

Das optische Verbinderteil oder -gehäuse 11 ist in Axialrichtung von Steckstiftbohrungen 15 durchsetzt. Das elektrische Verbinderteil oder -gehäuse 12 hat diesen entsprechende, als Fassungen ausgebildete Bohrungen 16.

609843/0870

Für die Verbindung und gegenseitige Verriegelung der beiden Gehäuse 11 und 12 hat das Gehäuse 11 an einer Seite eine Öffnung 17 für den Halteeingriff eines Rastvörsprungs 18 an der entsprechenden Seite des Gehäuses des elektrischen Verbinderteils. Der Rastvorsprung 18 hat eine schräg ansteigende Auf lauf fläche 19, mit welcher er sich an einem Rand der öffnung 17 abstützt, um die beiden Verbindergehäuse 11, 12 elastisch aufeinander zu zu belasten.

Wie man in Fig. 2 und 3 erkennt, ist in das Gehäuse 11 des optischen Verbinderteils ein Anschlußendstück eines faseroptischen Lichtleiters 21 eingesetzt, welcher eine äußere Hülle 22 und einen lichtleitenden Innenstrang 23 aufweist. Der faseroptische Lichtleiter 21 kann aus Glas oder aus einem geeigneten Kunststoff sein. Ein geeigneter Lichtleiter dieser Art wird unter der Bezeichnung Crofon von der DuPont Company vertrieben. Bei einem Crofon-Lichtleiter 21 ist eine innere Faser 23 aus Polymethylmethakrylat mit einer Außenschicht aus einem transparenten Polymer mit einer niedrigeren Brechungszahl. Die äußere Hülle 22 kann aus einem unter der Bezeichnung Alathon von der DuPont Company vertriebenen Polyäthylenharz sein.

Zur Befestigung des Endstücks des faseroptischen Lichtleiters 21 in der Steckstiftbohrung 15 dient ein ähnlich einem Steckkontakt ausgebildetes, steifes Halteteil 24. Dieses ist hohl und hat einen solchen Innendurchmesser*, daß es einen faseroptischen Lichtleiter 21 mit einem gegebenen Außendurchmesser aufzunehmen vermag. Wie man in Fig. 2 erkennt, ist ein erstes Halteteil 26 des Steckstifts 24- auf der äußeren Hülle 23 des Lichtleiters 21 festgequetscht, und ein zweites Halteteil 27 ist auf dem inneren Leiter 23 des Lichtleiters festgequetscht. Die beiden Halteteile 26 und 27 sind einstückig mit dem

609843/0870

Steckstift 24 verbunden. Der innere Leiter 23 ist durch den hohlen. Steckstift 24 hindurchgeführt, so daß sein Ende im wesentlichen bündig mit dem offenen Ende des Steckstifts abschließt. Durch Erwärmung des Endes des inneren Leiters 23 bzw. der lichtleitenden Faser 23 kann an dieser Stelle eine meniskusförmige Linse gebildet sein. Der Steckstift 24 ist in die Steckstiftbohrung 15 des Gehäuses 11 des optischen Verbinderteils einsetzbar. Er hat vorwärts des zweiten Halteteils 27 einen elastischen Bund,28, welcher in leichtem Preßsitz in die Bohrung 15 einführbar ist, um den in diese eingesetzten Stift sicher darin ausgerichtet zu halten. Unmittelbar vor dem Bund 28 hat der Steckstift 24 eine Anzahl von zahnförmigen Vorsprüngen 29» welche in Anlage an einer ringförmigen Stufe 31 in der Bohrung 15 kommen und zusammen einen Anschlag beim Einsetzen des Steckstifts 24 bilden-und •dazu beitragen, ihn in seiner ausgerichteten Stellung zu halten.

Vorwärts jenseits der Vorsprünge 29 hat der Steckstift eine Befestigungseinrichtung in !form von seitlich auseinandergespreizten Laschen 32, welche hinter eine weitere ringförmige Stufe 33 greifen. In einer anderen, nicht gezeigten Ausführungsform kann die Befestigungseinrichtung zwei beiderseits eines Längsschlitzes 34 seitlich auseinandergespreizte Laschen 32 und an der diesen gegenüberliegenden Seite eine auswärts federnde Haltezunge aufweisen, welche in eine entsprechende Öffnung einschwenkbar ist, wie dies z.B. in der US-PS 3 790 923 beschrieben ist.

Der innere Leiter 23 des faseroptischen Lichtleiters 21 kann entweder ein glatt abgeschnittenes oder ein meniskusförmiges Ende haben. Fig. 4a zeigt den Einfall eines Lichtstrahls in den Kern 40 eines faseroptischen Lichtleiters unter einem Winkel^ . Beim Eintritt des Licht-

609843/0870

Strahls in die Endfläche des Kerns 40 wird er in einem Winkel- zur Hauptachse des Kerns 40 abgelenkt und dann entlang der Außenfläche des Kerns entlang dessen Achse geleitet. Bei einem Crofon-Lichtleiter der DuPont Company beträgt der kritische Winkel, wie in Fig. 4a dargestellt, 69°.

Fig. 4b zeigt den Einfall eines Lichtstrahls in einen Crofon-Lichtleiter. Dessen Ende hat hier jedoch keine ebene Stirnfläche sondern eine etwa pilzförmige Fläche, welche dadurch erzielt ist, daß das Ende des Kerns 40 erwärmt wird, so daß sich durch die dabei auftretenden Oberflächenspannung des Materials ein Meniskus bildet. Bei Zugrundelegung des gleichen kritischen Winkels von 69° kann das Licht hier in einem spitzeren Winkel zur. Achse des Kerns 40 einfallen als bei der in Fig. 4a gezeigten Ausbildung. Wie man in Fig. 4c erkennt, wird in Eichtung der Pfeile A austretendes Licht durch den Meniskus 41 gebrochen, so daß die austretenden Strahlen B konvergieren. Die konvergierenden Lichtstrahlen können auf ein lichtempfindliches Element gerichtet werden, wobei aufgrund der Konvergenz eine erhöhte Wirkung erzielbar ist.

Fig. 5 zeigt das Erwärmen des inneren Kerns 40 eines Crofon-Lichtleiters aus PolyTnethylmethakrylat oder eines Lixhtleiters aus einem anderen Kunststoff mittels eines Feuerzeugs, eines Streichholzes 42 od. dergl. zum Herstellen einer Meniskusform am Ende des Kerns 40.

Der in Fig. 2 und 3 gezeigte Steckstift 24 hält das Endstück des faseroptischen Lichtleiters lösbar in einer zentrierten Stellung fest, so daß der leitende Kern 23 in bezug auf die Bohrung 16 des Gehäuses 12 des elektrischen Verbinderteils zentriert ist. Dabei hat das Endstück des Kerns 23 des Lichtleiters 21 innerhalb des Gehäuses 11 eine solche Länge, daß es ein im Gehäuse

609843/0870

des elektrischen Verbinderteils der Verbinderanordnung sitzendes optisch—elektronisches Wandlerelement 51 gerade berührt.

Das optisch-elektronische Wandlerelement 51 kann entweder ein lichtempfindliches oder ein lichtemittierendes Element sein. Im ersteren Falle kann es sich um eine Fotodiode und im zweiten Falle um eine Leuchtdiode handeln. Ein geeignetes lichtemittierendes Element wird unter der Bezeichnung L209 von der Texas Instruments Corporation vertrieben.

Das optisch-elektronische Wandlerelement 51 ist in eine der Bohrungen 16 des Gehäuses 12 des elektrischen Verbinderteils eingesetzt und hat in einer in Fig. 6b gezeigten Ausführung zwei Anschlußleiter 52. In der Ausführung nach Fig. 2 und 3 hat das Element 51 einen in der Mittel angeordneten Anschlußleiter 53? und in einer weiteren, nicht gezeigten Ausführungsform kann es einen seine Basis umgebenden Ring aus leitendem Material haben, welcher mit einem metallenen Kontakt im Gehäuse 12 verbindbar ist. Das Wandlerelement 51 ist mittels eines Befestigungsmaterials 55 in einer Fassung 5^ befestigt (Fig. 2, 3)· In der Ausführung nach Fig. 6b ist es in eine mit Rastvertiefungen versehene Fassung einsetzbar.

Das optisch-elektronische Wandlerelement 51 kann in verschiedenen Formen ausgeführt sein. In der Ausführung nach · Fig. 7a hat es eine ebene und in der Ausführung nach Fig. 7b eine gewölbte Endfläche. Der innere Leiter 23 kann eine ebene oder eine linsenförmige Endfläche haben (Fig. 7.a bzw. 7c). In den Ausführungen nach Fig. 7a bis 7c sitzt der innere Leiter 23 in einem hohlen metallenen G?eil 57ϊ welches ihn sicher in einer ausgerichteten Stellung festhält und Wärme vom Ende des Wandlerelements 51 abführt. Das Teil 57 kann ein Endstück des

609843/0870

Steckstifts 24- sein.

Vie man in Fig. 1 und 6a erkennt, kann das elektrische "Verbinderteil 12 mit dem Gehäuse einstückige Halteeinrichtungen für seine Befestigung an einem gedruckten Schaltungsträger, einer Schalttafel od. dergl. haben. In der gezeigten Ausführung hat das Gehäuse 12 ein Paar einander gegenüber angeordneter, elastischer Zungen 62 und Führungen 61 aus einem halbstarren thermoplastischen Material an einander gegenüberliegenden Außenseiten. Die Führung 61 steht in Richtung auf die Zunge 62 in einem Winkel vom Gehäuse 12 ab und hat ein Fenster 63, durch welches hindurch die federnde Zunge 62 hervorsteht. Die Führungen 61 haben ferner eine Außenfläche 64·, welche beim Anbringen des Gehäuses 12 an einer Schalttafel od. dergl. in elastische Anlage an deren Vorderseite kommt. Diese Außenflächev 64- ist an einem Quer stück der jeweiligen Führung 61 vorgesehen und. erstreckt sich in Parallelabstand zur Außenseite des Gehäuses 12. Die Zunge 62 hat ein Paar Stützteile 66, welche an der Außen- oder Vorderseite einer das Gehäuse aufnehmenden Schalttafel od. dergl« aufsetzen. Die Führungen 61 und Zungen sind so ausgebildet und angeordnet, daß beim Einsetzen des Gehäuses in eine Schalttafel od. dergl. zunächst die Zungen 62 an dieser aufsetzen und dabei federnd einwärts gebogen werden, so daß an ihnen gebildete Haltenasen durch die Öffnung in der Tafel hindurchgeschoben werden können. Nach dem Durchtritt der Haltenasen durch die öffnung federn die Zungen 62 zurück, so daß das Verbinderteil dann durch den federnden Angriff der Zunge und des Führungsteils an der Tafel festgehalten ist.

Fig. 8 zeigt eine Anordnung für die Übertragung von Signalen von einer ersten Einheit, etwa einer elektrischen Ausgangsstation 70 in Form einer gedruckten Schaltung od. dergl. zu einer elektrischen Eingangsstation 71»

609843/0870 . ^:"

welche ebenfalls durch eine gedruckte Schaltung dargestellt sein kann. Mit der ersten gedruckten Schaltung ist ein wenigstens einen Wandler 73 enthaltendes erstes elektrisches Verbinderteil 72 verbunden. Ein ebenfalls wenigstens einen Wandler 75> enthaltendes zweites elektrisches Verbinderteil 74 ist an der zweiten gedruckten Schaltung 71 angeschlossen. Von den Wandlern 73 bzw. ausgehende Leiter sind in bekannter Weise an der betreffenden gedruckten Schaltung 70 bzw. 71 angeschlossen. Für die Übertragung von Signalen zwischen der mit dem wenigstens einen Wandler 73 enthaltenden elektrischen Yerbinderteil 72 verbundenen Ausgangsstation 70 und der mit dem wenigstens einen Wandler 75 enthaltenden zweiten elektrischen Verbinderteil 74 verbundenen Eingangsstation 71 dient ein faseroptischer Lichtleiter 76» welcher an seinen Enden mit einem ersten und einem zweiten optischen Verbinderteil 77 bzw. 78 versehen ist. Diese sind elastischformschlüssig mit dem ersten bzw. dem zweiten elektrischen Verbinderteil 72 bzw. 74 verbindbar, so daß die Verbindung jederzeit von Hand lösbar und wiederherstellbar ist.

In der Anordnung nach Fig. 8 sind an jeder Station zwei Wandler dargestellt, welche über zwei faseroptische: Lichtleiter miteinander verbunden sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Ausführungsform beschränkt sondern sieht vor, daß an den beiden Stationen eine beliebige Anzahl von Wandlern vorhanden ist, wobei einander entsprechende Wandler an den beiden Stationen miteinander verbunden sind. Dazu kann anstelle einzelner Lichtleiter eine gemeinsame Leitung mit mehreren darin enthaltenen lichtleitenden Fasern verwendet werden.

Eine andere Ausführungsform einer optisch-elektronischen Verbinderanordnung mit einem an einer gedruckten Schaltung od. dergl. angeschlossenen elektrischen Verbinderteil ist in Fig. 9a bis 9c dargestellt. Das Gehäuse des in

609843/0870 ^

diesen Figuren jeweils an der rechten Seite dargestellten optischen Verbinderteils 11 enthält wenigstens einen in der vorstehend beschriebenen Veise darin befestigten faseroptischen Lichtleiter 21. Das Gehäuse des an der linken Seite des Figuren dargestellten elektrischen Verbinderteils 12 hat an der Unterseite einen im wesentlichen rechtwinklig hervorstehenden Vorsprung 81, welcher formschlüssig Aufnahme in einer die gedruckte Schaltung 83 od. dergl* durchsetzenden öffnung 82 findet. Für die Befestigung des Verbindergehäuses 12 an der gedruckten Schaltung od. dergl. dient eine Schraube 84, ein ITiet, ein Bolzen od. dergl.. Das Befestigungsteil 84 kann gleichzeitig dazu dienen, im Verbinderteil 12 entstehende Wärme abzuleiten. Zur Befestigung des wenigstens einen Wandlers 51 dient ein lichtundurchlässiges, leitendes Kontaktstück 85, welches mit einem vorderen Teil so in der Bohrung des Gehäuses 12 sitzt, daß dieses mit dem Anschlußleiter des Wandlers 51 in Berührung ist, während ein hinteres Teil des Kontaktstücks 85 durch eine Öffnung 86 in der gedruckten Schaltung 83 od. dergl. herausgeführt ist, so daß es an der Schaltung angelötet oder sonstwie mit ihr verbunden werden kann. Das Kontaktstück 85 dient also dazu, den Wandler 51 festzuhalten, eine elektrische Verbindung mit ihm herzustellen und außerdem Wärme davon abzuleiten. Außerdem verhindert das Kontaktstück 85 den Durchtritt von Licht zwischen einander benachbarten Bohrungen oder Fassungen in einem Verbindergehäuse 12.

Bei einer bevorzugt verwendeten Leuchtdiode etwa des Typs L-209 haben die Anschlußleiter eine Mindestlänge von ca. 12,5 mm bei einem Durchmesser von ca.0,5 mm. Der Wandler selbst hat einen kleinsten Durchmesser von ca. 3,05 mm und einen größten Durchmesser von ca. 3*8 mm bei einer Länge von ca. 5 mm.

Eine optische Faser aus Kunststoff kann eine ebene, halb-

609843/0870

kugel- oder meniskusförmige Endfläche haben, wohingegen die Endfläche einer Glasfaser gewöhnlich eben geschliffen ist.

Die beschriebene optisch-elektronische Verbinderanordnung kann eine beliebige Anzahl von Wandlere lementen in einem elektrischen Verbinderteil und eine entsprechende Anzahl von faseroptischen Lichtleitern in einem damit verbindbaren optischen Verbinderteil enthalten. Ein faseroptischer Lichtleiter braucht nicht, wie vorstehend beschrieben, jeweils nur eine einzige lichtleitende Faser zu enthalten. Bei Vorhandensein einer größeren Anzahl von Wandlerelementen kann ein Lichtleiter mit einer entsprechenden Anzahl von licht leitenden Fasern verwendet werden. Weitere Änderungen und Abwandlungen sind im Eahmen der Ansprüche möglich.

609843/0870

Claims

Patentansprüche:

1./ Optisch-elektronische Verbinderanordnung, gekennzeichnet durch ein elektrisches "Verbinderteil (12) mit einem vorderen Endstück, durch ein optisches Verbinderteil (11), welches mit einem vorderen Endstück mit dem des elektrischen Verbinderteils zusammenfügbar ist, durch einen optisch-elektronischen Wandler (5I)₁ durch Einrichtungen zum Befestigen des Wandlers im elektrischen Verbinderteil, so daß er dessen vorderem Ende zugewandt ist, durch eine optische Faser (23) aus einem Material mit lichtleitenden Eigenschaften, und durch eine Einrichtung (24·) zum Befestigen und Ausrichten eines Endstücks der optischen Faser in dem optischen Verbinderteil mit dessen vorderem Endstück zugewandtem vorderen Ende derart, daß irgendwelches nachträgliches Ausrichten der optischen Faser in bezug auf das optische Verbinderteil unnötig ist.

2. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Wandler (51) und der optischen Faser (23) keine zusätzliche Linse vorhanden ist.

3. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optisch-elektronische Wandler (51) eine Fotodiode ist.

4. Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der optisch-elektronische Wandler (51) eine Leuchtdiode ist.

5· Verbinderanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbinderteile (11, 12) jeweils ein Gehäuse aus einem elastischen Material haben, daß eines der Gehäuse eine Führungsnut (14) und

6098Λ3/0870

das andere eine in diese einführbare Führungsnase (13) hat, daß das eine Gehäuse eine Rastöffnung (17) und das andere Gehäuse einen Rastvorsprung (18, 19) hat, welcher mit der Rastöffnung in Eingriff bringbar ist, um die beiden Gehäuse formschlüssig und von Hand lösbar miteinander zu verbinden, daß das Gehäuse des elektrischen Verbinderteils wenigstens eine als Fassung ausgebildete Bohrung (16) hat, daß das optische Verbinderteil eine für die Aufnahme eines Steckstifts (24-) ausgebildete Bohrung hat, welche im zusammengefügten Zustand der beiden Gehäuse mit der Bohrung des elektrischen Verbinder— gehäuses fluchtet, so daß das Wandlerelement (51) beim Zusammenfügen der beiden Verbinderteile ohne zusätzliches Ausrichten seiner selbst oder des Endstücks des Lichtleiters (23) mit diesem in Berührung bringbar ist, und daß die Gefahr einer Beschädigung des Wandlerelements Oder des Endstücks des Lichtleiters aufgrund der gegenseitigen Berührung durch die Elastizität des Materials der Gehäuse beträchtlich verringert ist.

6. Verbinderanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Verbindergehäuse (12) eine Anzahl von als Fassungen ausgebildeten Bohrungen (16) hat und daß das Gehäuse des optischen Verbinderteils (11) eine entsprechende Anzahl von für die Aufnahme jeweils eines Steckstifts (24) ausgebildeten Bohrungen (15) hat, welche beim Zusammenfügen der beiden Gehäuse mit den Bohrungen des elektrischen Verbinderteils fluchten.

7- Verbinderanordnung nach Anspruch 5> dadurch gekennzeichnet, daß der Rastvorsprung (18) eine schräg ansteigende Auflauffläche (19) hat, welche wenigstens teilweise in Eingriff mit der Rastöffnung (17) bringbar-rist, um der Verbindung zwischen den beiden zusammengefügten Gehäusen (11, 12) eine erhöhte Elastizität zu verleihen. 609843/0870

8. .Verbinderanordnung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß ein fotoelektrisches Wandlerelement (51) mittels einer ersten Halteeinrichtung (55) in der als Fassung ausgebildeten Bohrung (16) und ein Endstück eines faseroptischen Lichtleiters (21) mittels einer zweiten Halteeinrichtung (24) in der für die Aufnahme eines Steckstifts ausgebildeten Bohrung

(15) befestigt und ausgerichtet ist.

9- Verbinderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennze ichnet, daß das Endstück des Lichtleiters (21) eine konvexe Endfläche hat, welche die Wirkung einer mit dem faseroptischen Lichtleiter einstückigen Linse aufweist.

10. Verbinderanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennz e i chnet, daß das Endstück des Lichtleiters (21) eine pilzförmige Endfläche hat, welche die Wirkung einer mit dem faseroptischen Lichtleiter einstückigen Linse aufweist.

11. Verbinder anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Verbinderteil (12) eine als Fassung ausgebildete Bohrung

(16) mit einer im zusammengefügten Zustand der beiden Verbinderteile dem optischen Verbinderteil (11) zugewandten Einschnürung hat, daß der optisch-elektronische Wandler (51) ein in die Bohrung einsetzbares Hauptteil und einen daran angeschlossenen, sich wenigstens entlang einem Teil der Bohrung erstreckenden Leiter (52) aufweist, und daß eine lichtundurchlässige, leitende Kontakteinrichtung (85) ein in die Bohrung einsetzbares erstes Teil für den elektrischen Anschluß des am Wandler angeschlossenen Leiters, für die Abfuhr von Wärme vom Hauptteil des Wandlers, zum Festhalten des Wandlers und zum Verhindern des Ein- und Austritts von Licht in die bzw. aus der Bohrung in einer zur Hauptachse derselben

6098Λ3/0870

lotrechten Richtung sowie ein aus dem elektrischen Verbinderteil hervorstehendes, an einer elektronischen Schaltung anlötbares zweites Teil aufweist.

12. Verbinderanordnung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Verbinderteil (12) Einrichtungen (81, 84) für seine Befestigung an einer eine elektronische Schaltung tragenden gedruckten Schaltungsplatte (83) aufweist.

13- Verbinderanordnung, gekennzeichnet durch ein erstes und ein zweites, jeweils ein Gehäuse aus elastischem Material aufweisendes Verbinderteil (11, 12), durch eine in einem Gehäuse gebildete JFührungsnut (14) für die Aufnahme einer am anderen Gehäuse gebildeten. Pührungsnase (I3)ni durch eine an einem Gehäuse gebildete Eastöffnung, durch einaa. am anderen Gehäuse vorhandenen Rastvorsprung (18), welcher mit der Rastöffnung in Eingriff bringbar ist, um die beiden Gehäuse formschlüssig und von Hand lösbar miteinander zu verbinden, durch eine im Gehäuse des ersten Verbinderteils geformte, als Fassung ausgebildete Bohrung (16), durch eine im zweiten Verbinderteilgehäuse geformte, für die Aufnahme eines Steckstifts (24) ausgebildete Bohrung, welche im zusammengefügten Zustand der beiden Gehäuse mit der Bohrung des ersten Gehäuses fluchtet, durch eine in der Bohrung (15) des zweiten Gehäuses gebildete Einschnürung, welche an ihren beiden Seiten jeweils eine ringförmige Stufe in der Bohrung bildet, durch einen faseroptischen Lichtleiter (21) mit einer darin enthaltenen Faser (23!) aus einem lichtleitenden Material _rund einer diese umgebenden äußeren Hülle (22), welche an einem Endstück des Lichtleiters entfernt ist, und durch einen in die Bohrung des zweiten Gehäuses einführbaren Steckstift (24·), welcher, von hinten nach vorn, ein erstes, auf der äußeren Hülle des Lichtleiters aufquetschbares Halteteil (26),

609843/0870

ein zweites, auf die innere Faser des Lichtleiters aufquetschbares Halteteil (27), einen unter leichtem Preßsitz in die Bohrung einführbaren elastischen Bund (28) zum Ausrichten und Stabilisieren des in die Bohrung eingeführten Steckstifts, wenigstens einen zum Ausrichten des Steckstifts in der richtigen Stellung in Anlage an der einen durch die Einschnürung gebildeten ringförmigen Stufe bringbaren Anschlag (29) und lösbar an der anderen ringförmigen Stufe angreifende Halteeinrichtungen ($2) aufweist.

14. Verfahren zum Herstellen eines Gehäuses eines optischen Verbinderteils als Anschluß für einen faseroptischen Lichtleiter, dadurch gekennzeichnet, daß ein Anschluß-Endstück des faseroptischen Lichtleiters fest und starr in einem Hohlraum des Gehäuses des optischen Verbinderteils ausgerichtet wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14-, dadurch gekennzeichnet, daß das Endstück des faseroptischen Lichtleiters in dem Gehäuse des optischen Verbinderteils befestigt wird, indem ein erstes Teil eines steifen Körpers um eine äußere Hülle des faseroptischen Lichtleiters gequetscht, ein zweites Teil des steifen Körpers um einen inneren Leiter des faseroptischen Lichtleiters gequetscht und der steife Körper fest in den Hohlraum des Gehäuses des optischen Verbinderteils eingesetzt wird.

16. Verfahren für die Übertragung von Signalen, dadurch gekennzeichnet, daß ein ein lichtemittierendes optisch-elektronisches Element enthaltendes Gehäuse eines· erstaa. elektrischen Verbinderteils an einer elektronischen Ausgangsstation angeordnet wird, daß ein ein lichtempfindliches optisch-elektronisches Element enthaltendes Gehäuse eines zweiten elektrischen Verbinderteils an einer elektronischen Eingangs station angeordnet wird,

609843/0870

daß ein erstes .Anschlußteil eines faseroptischen Lichtleiters fest in einem ersten optischen Verbinderteil angeordnet wird, daß das erste optische Verbinderteil so mit dem ersten elektrischen Verbinderteil zusammengefügt wird, daß das erste Anschlußteil des faseroptischen Lichtleiters in enger Wirkbeziehung zu dem lichtemittierenden optisch-elektronischen Element festgehalten wird, daß ein zweites Anschlußteil des faseroptischen Lichtleiters fest in einem zweiten optischen Verbinderteil angeordnet wird, und daß das zweite optische Verbinderteil so mit dem zweiten elektrischen Verbinderteil zusammengefügt wird, daß das zweite Anschlußteil des faseroptischen Lichtleiters in enger Wirkbeziehung zu dem lichtempfindlichen optisch-elektronischen Element festgehalten wird, wobei die optischen und elektrischen Verbinderteile wiederholt miteinander verbunden und voneinander getrennt werden können, ohne daß die optischelektronischen Elemente oder die Anschlußteile des Lichtleiters für die Übertragung von Signalen von der elektronischen Ausgangs station über den faseroptischen Lichtleiter zur elektronischen Eingangs station räumliche ausgerichtet werden müssen.

609843/0870

Leerseite