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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein optisches Verbindermodul,
das zwischen Vorrichtungen eingebaut ist, um optische Signale durch
optische Übertragung
von einer Vorrichtung zu einer anderen zu senden, und insbesondere
auf ein optisches Verbindermodul zum elektrischen Verbinden von Lichtemissionsvorrichtungen
und/oder Lichtempfangsvorrichtungen, die in einem optischen Übertragungsabschnitt
integriert sind.
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Im
Allgemeinen ist ein optisches Verbindermodul zwischen Vorrichtungen
zum Senden von Informationssignalen von einer Vorrichtung zu einer anderen
installiert, zum Beispiel zwischen der Hauptplatine eines Computers
und einem Bus, zwischen der Hauptplatine eines Computers und einem
Monitor, zwischen Bussen oder dergleichen und ermöglicht,
dass Informationen zwischen den Vorrichtungen optisch übertragen
werden können.
Zu diesem Zweck wird das optische Verbindermodul in einem optischen
Mehrkanal-Übertragungsmodul
mit einer Anordnungsstruktur verwendet, so dass jedes Element des
optischen Verbindermoduls einen Lichtstrahl unabhängig senden
kann und es koppelt optische Elemente, die aus Lichtemissionsvorrichtungen und/oder
Lichtempfangsvorrichtungen bestehen, mit Lichtleitfasern, welche
die Lichtstrahlen so führen, dass
sie fehlerfrei verlaufen.
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In
Bezug auf 1 umfasst ein herkömmliches
optisches Verbindermodul einen ersten Verbinder 3, der
in einer Vorrichtung 1 so eingebaut ist, dass er eine Schnittstelle
zum Senden und/oder Empfangen bildet, ein optisches Element 5,
das in dem ersten Verbinder 3 zum Emittieren eines Lichtstrahls
oder zum Empfangen einfallender Lichtstrahlen installiert ist, einen
zweiten Verbinder 7, der eine dem ersten Verbinder 3 entsprechende
Form aufweist und der mit dem ersten Verbinder 3 über eine Art
Steckverbindung verbunden ist, und ein Lichtleitfaserkabel 9,
dessen eines Ende an dem zweiten Verbinder 7 zum Senden
der einfallenden Lichtstrahlen zu der anderen Vorrichtung installiert
ist. Hier ist ein weiterer optischer Verbinder (nicht gezeigt) mit der
gleichen Struktur oder einer ähnlichen
Struktur wie bei dem ersten und dem zweiten Verbinder 3 und 7 so
installiert, dass er zwischen dem anderen Ende des Lichtleitfaserkabels 9 und
der anderen Vorrichtung zur Verbindung mit der Vorrichtung 1 verbunden ist.
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Das
optische Element 5 umfasst Lichtemissionsvorrichtungen
und/oder Lichtempfangsvorrichtungen. Hier wandeln die Lichtemissionsvorrichtungen
elektrische Signale, die von einem auf einer Platine (nicht gezeigt)
der Vorrichtung 1 befindlichen Treiberkreis eingegeben
werden, in optische Signale um, und die Lichtempfangsvorrichtungen
wandeln optische Signale, die über
das Lichtleitfaserkabel 9 gesendet werden, in elektrische
Signale um und senden die umgewandelten Signale an einen Controller (nicht
gezeigt), der auf der Platine angebracht ist.
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Ein
Ende des Lichtleitfaserkabels 9 ist an dem zweiten Verbinder 7 so
installiert, dass das Ende des Lichtleitfaserkabels 9 dem
optischen Element 5 zugewandt ist, wenn der erste und zweite
Verbinder 3 und 7 aneinander montiert sind und
das Lichtleitfaserkabel 9 die Lichtstrahlen, die durch
das optische Element 5 eingegeben werden, zu der anderen
Vorrichtung sendet.
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Da
das oben beschriebene optische Verbindermodul so konfiguriert ist,
dass die Vorrichtungen durch Verbinden oder Trennen des ersten und
zweiten Verbinders 3 und 7, an denen jeweils das
optische Element 5 und das Lichtleitfaserkabel 9 installiert
sind, verbunden oder getrennt werden können, kann es zu Datenfehlern,
Veränderungen
der Lichtleistung usw. führen,
wenn der erste und zweite Verbinder 3 und 7 wiederholt
miteinander verbunden und voneinander getrennt werden. Darüber hinaus
kann die Verlässlichkeit
bei feuchtigkeitsbeständigen
und schwingungsfesten Eigenschaften nicht gewährleistet werden. Wenn Verbindungen
und Trennungen zwischen dem ersten und zweiten Verbinder 3 und 7 wiederholt
werden, können
des Weiteren Probleme auftreten, bei denen optische Ausrichtungsfehler
zwischen dem optischen Element 5 und dem Lichtleitfaserkabel 9 größer werden.
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Darüber hinaus
gibt es dann ein Problem, wenn das herkömmliche optische Verbindermodul
an eine Vorrichtung angebracht wird, die dafür vorgesehen ist, Signale zu
einer anderen Vorrichtung durch elektrische Standardverbindungen
zu senden, wobei die Schnittstellenstrukturen von Standardvorrichtungen
verändert
werden müssen,
da das herkömmliche optische
Verbindermodul mit den Standardvorrichtungen nicht kompatibel ist.
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US 5.345.527 (Motorola)
legt einen Opto-Bus mit Verbindern offen, wobei das Koppeln von elektrooptischen
Elementen, die mit einer äußeren Vorrichtung
elektrisch trennbar verbunden sind, an Faserverbindern enthalten
ist. In einer in
3 gezeigten Ausführungsform
davon ist ein Verbinder
110 vorhanden, der eine Basis
112 umfasst.
Ausrichtungslöcher
114 sind
auf einer Seite
115 der Basis
112 so ausgebildet,
dass sie mit Me tallringen
119 zusammenzupassen, die sich
von einem zu einem Faserband zugehörigen Element
117 erstrecken.
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EP 0 061 772 legt einen ähnlichen
Opto-Bus mit Verbindern offen, wobei die Faserverbinder des Busses
in Adaptergehäusen
aufgenommen werden.
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In
der Absicht, die oben erwähnten
Probleme zu lösen
oder zu verringern, ist es ein Ziel der Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung, ein optisches Verbindermodul zur Verfügung zu stellen, bei dem die
Verbindungen zwischen optischen Elementabschnitten und einem Lichtleitfaserkabel
hermetisch abgeschlossen sind, so dass die Verlässlichkeit in Bezug auf die
optischen Ausrichtungen zwischen optischen Vorrichtungen und Lichtleitfasern
sowie auf feuchtigkeitsbeständige
und schwingungsfeste Eigenschaften verbessert werden können und
bei dem das optische Verbindermodul zwischen Vorrichtungen elektrisch
so verbunden ist, dass das optische Verbindermodul in Standardvorrichtungen
verwendet werden kann.
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Nach
der vorliegenden Erfindung wird, wie in Anspruch 1 der beigefügten Ansprüche dargelegt
ist, ein optisches Verbindermodul zur Verfügung gestellt. Bevorzugte Merkmale
der Erfindung erschließen
sich aus den Unteransprüchen
und der nachfolgenden Beschreibung.
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Zum
besseren Verständnis
der Erfindung und um zu zeigen, wie Ausführungsformen der Erfindung
verwirklicht werden können,
wird jetzt mit Hilfe von Beispielen auf die beigefügten schematischen Zeichnungen
Bezug genommen, in denen gilt:
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1 ist
ein Querschnitt, der ein herkömmliches
optisches Verbindermodul darstellt;
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2 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul schematisch
darstellt;
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3 ist
eine perspektivische Explosionsansicht, die die Montagestruktur
eines ersten und zweiten Verbinders darstellt;
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4 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Lichtemissionseinheit
darstellt;
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5 ist
ein Querschnitt, der einen Endabschnitt eines Lichtleitfaserkabels
schematisch darstellt;
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6 ist
eine perspektivische Ansicht, die einen Abschnitt einer Lichtempfangseinheit
darstellt;
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7 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, die des Werteren
einen Multiplexer und einen Demultiplexer in dem entsprechenden
ersten und zweiten Verbindermodul aus 2 umfasst;
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8 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung darstellt, die des Werteren
jeweils einen Kodierer und einen Dekodierer in dem ersten und zweiten
Verbindermodul aus 7 umfasst;
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9 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul nach einer Ausführungsform der
Erfindung schematisch darstellt;
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10 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul schematisch
darstellt;
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11 und 12 sind
eine perspektivische Ansicht und ein Blockdiagramm, die ein optisches Verbindermodul
schematisch darstellen;
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13 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung schematisch darstellt, die
des Weiteren einen Multiplexer in dem ersten Verbindermodul aus 12 umfasst;
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14 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung schematisch darstellt, die
des Weiteren einen Kodierer in dem ersten Verbindermodul aus 13 umfasst;
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15 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul schematisch
darstellt, das des Weiteren einen Ansteuerabschnitt in der ersten
Vorrichtung aus 12 umfasst;
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16 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul schematisch
darstellt;
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17 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung schematisch darstellt, die
des Weiteren einen Multiplexer und einen Demultiplexer in dem zweiten
Verbindermodul aus 16 umfasst;
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18 ist
ein Blockdiagramm, das eine Anordnung schematisch darstellt, die
des Weiteren einen Dekodierer in dem zweiten Verbindermodul aus 17 umfasst;
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19 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul nach einer weiteren
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt; und
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20 ist
ein Blockdiagramm, das ein optisches Verbindermodul schematisch
darstellt, das des Weiteren einen Verstärker in der zweiten Vorrichtung aus 15 umfasst.
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In
Bezug auf 2 ist ein optisches Verbindermodul
zwischen einer ersten Vorrichtung 10 mit einer Schnittstelle 11,
von der elektrische Informationssignale ausgegeben werden, und einer
zweiten Vorrichtung 15 mit einer Schnittstelle 16,
in die elektrische Informationssignale eingegeben werden, verbunden.
Das optische Verbindermodul wandelt die eingegebenen elektrischen
Informationssignale in optische Informationssignale um, sendet die
umgewandelten optischen Signale durch optische Medien und wandelt
das gesendete optische Informationssignal wieder in elektrische
Informationssignale um.
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Zu
diesem Zweck umfasst das optische Verbindermodul ein erstes Verbindermodul,
das elektrisch und trennbar mit der ersten Vorrichtung 10 verbunden
ist und elektrische Informationssignale von der ersten Vorrichtung 10 in
optische Informationssignale umwandelt, ein Lichtleitfaserkabel 50,
wobei ein Ende desselben so angeordnet ist, dass es dem ersten Verbindermodul
zugewandt ist und das die eingegebenen optischen Informationssignale
zu dem anderen Ende d. h. dem Ausgabeende sendet, und ein zweites
Verbindermodul, das elektrisch und trennbar mit der zweiten Vorrichtung 15 verbunden ist,
die optischen Informationssignale, die über das Lichtleitfaserkabel 50 gesendet
werden, in elektrische Informationssignale umwandelt und die umgewandelten
Signale an die zweite Vorrichtung 15 anlegt.
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Hier
umfasst das erste Verbindermodul eine Lichtemissionseinheit 20 zum
Umwandeln der eingegebenen elektrischen Informationssignale in optische Informationssignale
und einen ersten Verbinder 40 zum Verbinden der Lichtemissionseinheit 20 mit
einem Ende des Lichtleitfaserkabels 50.
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Darüber hinaus
umfasst das zweite Verbindermodul eine Lichtempfangseinheit 60 zum
Umwandeln der optischen Informationssignale, die über das
Lichtleitfaserkabel 50 gesendet werden, in elektrische
Informationssignale und einen zweiten Verbinder 80 zum
Verbinden des anderen Endes des Lichtleitfaserkabels 50 mit
der Lichtempfangseinheit 60.
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Die
Lichtemissionseinheit 20 umfasst erste elektrische Anschlüsse 25,
die an die Schnittstelle 11 der ersten Vorrichtung 10 gekoppelt
sind, Lichtemissionsvorrichtungen (LD) 21 zum Erzeugen
und Emittieren von Lichtstrahlen entsprechend eingegebenen elektrischen
Signalen und einen Ansteuerabschnitt 23 zum Ansteuern der
Lichtemissionsvorrichtungen 21. Der Ansteuerabschnitt 23 ist
zwischen den ersten elektrischen Anschlüssen 25 und den Lichtemissionsvorrichtungen 21 installiert,
wird von den elektrischen Informations- und Steuersignalen angesteuert und
steuert die Lichtemissionsvorrichtungen 21. Die Lichtemissionsvorrichtungen 21 können durch
eine Emissionslaseranordnung mit senkrechter Hohlraumresonator-Oberfläche verkörpert werden,
die linear angeordnet ist und eine Vielzahl von Lichtstrahlen unabhängig emittiert.
Darüber
hinaus können
die Lichtemissionsvorrichtungen 21 durch eine LED-Anordnung
mit einer linearen Anordnung verkörpert werden.
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In
Bezug auf 3 und 4 umfasst
die Lichtemissionseinheit 20 des Werteren ein erstes Gehäuse 31,
das zum einfachen Verbinden mit der ersten Vorrichtung 10 ausgebildet
ist und in den ersten Verbinder 40 eingepasst ist, ein
erstes Substrat 33, das an einer Seite des ersten Gehäuses 31 ausgebildet
ist, und erste Elektroden 37 zum Verbinden der Lichtemissionsvorrichtungen 21 mit
den ersten elektrischen Anschlüssen 25.
Das erste Gehäuse 31 wird
in ein erstes Montageloch 41 des ersten Verbinders 40 eingefügt und eingepasst
und führt
die Lichtemissionseinheit 20, in Bezug auf das Lichtleitfaserkabel 50,
zu einer Montagestellung. Vorzugsweise besteht das erste Gehäuse 31 aus
einem Isolator, um von den ersten elektrischen Anschlüssen 25,
dem ersten Substrat 33 und den ersten Elektroden 37 elektrisch
isoliert zu sein.
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Um
eine geeignete Verbindung zwischen der Lichtemissionseinheit 20 und
dem Lichtleitfaserkabel 50 zu schaffen, wird ein zweites
Montageloch 43 an dem ersten Verbinder 40 ausgebildet
und ein erstes Lichtleitfasergehäuse 55 wird
an einem Ende des Lichtleitfaserkabels 50 installiert.
Wenn das erste Lichtleitfasergehäuse 55 in
das zweite Montageloch 43 eingefügt wird, dient das erste Lichtleitfasergehäuse 55 dazu,
das Lichtleitfaserkabel 50 so zu führen, dass das Lichtleitfaserkabel 50 auf
die Lichtemissionseinheit 20 ausgerichtet werden kann.
Das Lichtleitfaserkabel 50 enthält eine Vielzahl von Lichtleitfasern,
die der Anzahl von Lichtemissionsvorrichtungen 21 entsprechen.
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Hier
wird die Verbindungsstruktur zwischen dem ersten Gehäuse 31 und
dem ersten Lichtleitfasergehäuse 55 durch
den ersten Verbinder 40 und dessen Abmessungen auf einer
Anfangsstufe der Herstellung des optischen Verbindermoduls bestimmt,
und die Struktur bleibt ungetrennt, wenn das optische Verbindermodul
standardmäßig verwendet wird.
Deshalb können
Ausrichtungsfehler zwischen den Lichtemissionsvorrichtungen 21 und
dem Lichtleitfaserkabel 50, die bei wiederholter Verwendung des
herkömmlichen
optischen Verbindermoduls auftreten, im Wesentlichen verhindert
werden. Da das erste Gehäuse 31 und
das erste Lichtleitfasergehäuse 55 mit
dem ersten Verbinder 40 hermetisch verbunden sein können, können darüber hinaus
feuchtigkeitsbeständige
und schwingungsfeste Eigenschaften erzielt werden.
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Das
erste Substrat 33 ist an einer Seite des ersten Gehäuses 31 ausgebildet
und die Lichtemissionsvorrichtungen 21 sind an dem ersten
Substrat 33 in elektrisch geerdeten Zuständen installiert.
Bei jeder der ersten Elektroden 37 steht ein Ende jeder
der ersten Elektroden 37 in die Umgebung des ersten Substrats 33 vor
und ist durch eine Leitung 35 an entsprechende Lichtemissionsvorrichtungen 21 angeschlossen,
um damit elektrisch verbunden zu sein, und das andere Ende ist mit
einem der ersten elektrischen Anschlüsse 25 verbunden.
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Die
Enden des Lichtleitfaserkabels 50 sind so angeordnet, dass
sie jeweils der Lichtemissionseinheit 20 und der Lichtempfangseinheit 60 zugewandt
sind und das Lichtleitfaserkabel 50 sendet optische Signale,
die von der Lichtemissionseinheit 20 eingegeben werden,
zur Lichtempfangseinheit 60. In Bezug auf 5 umfasst
jede Faser des Lichtleitfaserkabels 50 einen Kern 51 und
einen Mantel 53, der den Kern 51 umhüllt, und
ein einfallender Lichtstrahl kann zu dem anderen Ende auf Grund
des Unterschieds des Brechungsindexes des Kerns 51 und des
Mantels 53, gesendet werden. Die Flussdichte eines einfallenden
Lichtstrahls, der in den Kern 51 eintritt, ist ein Faktor
bei der Bestimmung des Lichttransmissionswirkungsgrads. Darüber hinaus
ist es notwendig, den gesendeten Lichtstrahl so zu konvergieren,
dass nahezu alle Lichtstrahlen, die durch jede Faser des Lichtleitfaserkabels 50 gesendet
werden, in die Lichtempfangseinheit 60 eintreten können.
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In
Anbetracht dieser Tatsache wird es bevorzugt, dass ein gewölbter Abschnitt 51a an
mindestens einem Ende des Kerns 51 ausgebildet wird, so dass
jede Faser des Lichtleitfaserkabels 50 einen eintretenden
oder austretenden Lichtstrahl konvergieren kann. Darüber hinaus
können
als Lichtleitfasern des Lichtleitfaserkabels 50 Lichtleitfasern
aus Kunststoff verwendet werden, die kostengünstiger als Lichtleitfasern
aus Glas sind. Die Vorteile in diesem Fall sind, dass Beschädigungen
an Lichtleitfasern auf Grund von äu ßeren Einwirkungen verringert werden
können
und der gewölbte
Abschnitt 51a einfach ausgebildet werden kann.
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In
Bezug auf 2 umfasst die Lichtempfangseinheit 60 Lichtempfangsvorrichtungen
(PD) 61, die so angeordnet sind, dass sie dem anderen Ende
des Lichtleitfaserkabels 50 zugewandt sind, zum Empfangen
der optischen Informationssignale, die über das Lichtleitfaserkabel 50 gesendet
werden und zum Umwandeln der optischen Signale in elektrische Informationssignale,
einen Verstärker 63 zum Verstärken der
von den Lichtempfangsvorrichtungen 61 ausgegebenen Signale
und zweite elektrische Anschlüsse 65,
die an die Schnittstelle 16 der zweiten Vorrichtung 15 gekoppelt
sind, um die umgewandelten elektrischen Informationssignale von
den Lichtempfangsvorrichtungen 61 zu der zweiten Vorrichtung 15 zu
senden.
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Die
Lichtempfangsvorrichtungen 61, die linear angeordnet sind,
werden durch eine Photodetektoranordnung von Photodioden, Phototransistoren oder
dergleichen verkörpert,
so dass die Anordnung Lichtstrahlen, die von den Lichtemissionsvorrichtungen 21 emittiert
werden und über
das Lichtleitfaserkabel 50 gesendet werden, empfangen kann,
und jeder Photodetektor wandelt unabhängig das optische Signal in
ein elektrisches Signal um.
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Wie
in 3 und 6 gezeigt, umfasst die Lichtempfangseinheit 60 des
Weiteren ein zweites Gehäuse 71,
das zum einfachen Verbinden mit der zweiten Vorrichtung 15 ausgebildet
ist und in den zweiten Verbinder 80 eingepasst ist, ein
zweites Substrat 73, das an einer Seite des zweiten Gehäuses 71 ausgebildet
ist und zweite Elektroden 77 zum Verbinden der Lichtempfangsvorrichtungen 61 mit
den zweiten elektrischen Anschlüssen 65.
Das zweite Gehäuse 71 wird
in ein drittes Montageloch 81 des zweiten Verbinders 80 eingefügt und eingepasst
und führt
die Lichtemissionseinheit 60 in Bezug auf das andere Ende
des Lichtleitfaserkabels 50 zu einer Montagestellung. Es
wird bevorzugt, dass das zweite Gehäuse 71 aus einem Isolator
besteht, um von den zweiten elektrischen Anschlüssen 65, dem zweiten Substrat 73 und
den zweiten Elektroden 77 elektrisch isoliert zu sein.
Auf der anderen Seite wird ein viertes Montageloch 83 an
dem zweiten Verbinder 80 ausgebildet und ein zweites Lichtleitfasergehäuse 57 wird an
dem anderen Ende des Lichtleitfaserkabels 50 installiert,
um eine geeignete Verbindung zwischen der Lichtemissionseinheit 60 und
dem Lichtleitfaserkabel 50 zu schaffen. Wenn das zweite
Lichtleitfasergehäuse 57 in
das vierte Montageloch 83 eingefügt wird, dient das zweite Lichtleitfasergehäuse 57 dazu,
das Lichtleitfaserkabel 50 so zu führen, dass das Lichtleitfaserkabel 50 auf
die Lichtemissionseinheit 60 ausgerichtet werden kann.
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Obwohl
die erste Anordnung in Bezug auf ein Einweg-Signalübertragungssystem
beschrieben wurde, das so konfiguriert ist, dass Informationssignale
von der ersten Vorrichtung 10 zu der zweiten Vorrichtung 15 gesendet
werden können,
kann ein Zweiweg-Signalübertragungssystem
zwischen der ersten und zweiten Vorrichtung 10 und 15 erreicht werden,
indem des Weiteren das erste Verbindermodul mit einer Lichtempfangseinheit
versehen wird und das zweite Verbindermodul mit einer Lichtemissionseinheit
versehen wird. In diesem Fall können
die Lichtemissionseinheit und die Lichtempfangseinheit in dem ersten
Verbinder integral zur Verfügung
gestellt werden oder sie können
in separaten Verbindern installiert sein.
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Wie
oben beschrieben, ist das optische Verbindermodul, das mit der Lichtemissionseinheit 20 mit
den Lichtemissionsvorrichtungen 21 und dem Ansteuerabschnitt 23 und
der Lichtempfangseinheit 60 mit den Lichtempfangsvorrichtungen 61 und
einem Verstärker 63 versehen
ist, von großem
Vorteil, wenn es in einem System verwendet wird, das Niederspannungs-Diffenrenzsignale
(LVDS = low voltage differential signal) über die Schnittstellen 11 und 16 der ersten
und zweiten Vorrichtung 10 und 15 sendet. Wenn
zum Beispiel die erste Vorrichtung 10 die Hauptplatine
eines Computer ist und die zweite Vorrichtung 15 ein Flachbildschirm,
wie zum Beispiel eine Flüssigkeitskristallanzeige
(LCD) ist, bezieht sich LVDS-Signalgebung auf ein Verfahren zum
Umwandeln von parallelen Pixeldaten in serielle Hochgeschwindigkeits-Daten
mit niedriger Leistung oder zum nochmaligen Umwandeln der seriellen
Daten in parallele Daten, um Bilder auf der Flüssigkeitskristallanzeige anzuzeigen.
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Außerdem umfasst
eine Lichtemissionseinheit 20', wie in 7 gezeigt,
des Weiteren einen Multiplexer (MUX) 24, der ein beliebiges
Signal aus einer Vielzahl eingegebener elektrischer Informationssignale
gemäß einem
Auswähl-Steuersignal
auswählt
und einen Ansteuerabschnitt 23 steuert, und die Lichtempfangseinheit 60' umfasst des
Weiteren einen Demultiplexer (DEMUX) 64. Der Multiplexer 24 ist
zwischen den ersten elektrischen Anschlüssen 25 der Lichtemissionseinheit 20' und dem Ansteuerabschnitt 23 elektrisch
verbunden und der Demultiplexer 64 ist zwischen einem Verstärker 63 der
Lichtempfangseinheit 60' und
den zweiten elektrischen Anschlüssen 65 verbunden.
Das optische Verbindermodul, das so wie oben erwähnt, konfiguriert ist, ist von
großem
Vorteil, wenn es in einem System verwendet wird, in dem Transistor-Transistor-Logik- Signale (TTL), die
mit einer hohen Geschwindigkeit bei niedrigem Stromverbrauch gesendet
werden können, über die
Schnittstellen 11 und 16 der ersten und zweiten
Vorrichtung 10' und 15' gesendet werden.
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In
Bezug auf 8 kann eine Lichtemissionseinheit 20'' des Weiteren einen Kodierer 26 zum Verschlüsseln eingegebener
Informationssignale umfassen, und eine Lichtempfangseinheit 60'' kann des Weiteren einen Dekodierer 66 zum
Entschlüsseln
der durch den Kodierer 26 kodierten Informationssignale,
umfassen. Das optische Verbindermodul, das wie oben beschrieben,
konfiguriert ist, kann mit großem
Vorteil in einem System verwendet werden, in dem TTL-Signale durch
die Schnittstellen 11 und 16 der ersten und zweiten
Vorrichtung 10'' und 15'' gesendet werden, wobei Übertragungsfehler durch
das Verschlüsseln
und Entschlüsseln
von Informationssignalen verringert werden können.
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In
Bezug auf 9 ist ein optisches Verbindermodul
nach einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das optische
Verbindermodul des Weiteren eine Struktur zum Anlegen von elektrischem
Strom umfasst, der von einer ersten Vorrichtung 10 zu einem
Verstärker 63 zugeführt wird,
im Vergleich zu dem optischen Verbindermodul, das vorher in Bezug
auf 3 beschrieben wurde.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Struktur einen ersten Stromübertragungsabschnitt 27,
der in einem ersten Verbinder 40 installiert ist, um den
von der ersten Vorrichtung 10 zugeführten elektrischen Strom zu dem
anderen Ende zu übertragen,
eine Stromleitung 59 sowie einen zweiten Stromübertragungsabschnitt 67,
der in einem zweiten Verbinder 80 installiert ist. Der
erste Stromübertragungsabschnitt 27 empfängt Strom,
der von der ersten Vorrichtung 10 über einen der ersten elektrischen
Anschlüsse 25 zugeführt wird,
und überträgt den Strom
zu der Stromleitung 59. Hier sind der erste Stromübertragungsabschnitt 27 und
die Stromleitung 50 durch einen ersten Abschnitt 28 zum
elektrischen Verbinden verbunden. Der zweite Stromübertragungsabschnitt 67 ist
in dem zweiten Verbinder 80 installiert und ein Ende des zweiten
Stromübertragungsabschnitts 67 ist
mit der Stromleitung 59 an einem zweiten Verbindungsabschnitt 68 verbunden
und das andere Ende ist mit dem Verstärker 63 verbunden.
Wenn die Struktur zum Zuführen
von Strom zu dem Verstärker 63 so wie
oben beschrieben konfiguriert ist, besteht ein Vorteil darin, dass
der Strom zum Ansteuern des Verstärkers 63 nicht von
einer zweiten Vorrichtung 15 zugeführt werden muss.
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Da
die elektrischen Verbindungen zwischen der Stromleitung 59 und
dem ersten und zweiten Stromübertragungsabschnitt 27 und 67 hier
durch das Verwenden einer allgemeinen Verbinderstruktur geschaffen
werden kann, wird eine genaue Beschreibung davon ausgelassen.
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In
Bezug auf 10 ist ein optisches Verbindermodul
für den
Fall vorgesehen, bei dem jeweils ein Ansteuerabschnitt 23' und ein Verstärker 63' in einer ersten
und zweiten Vorrichtung 10'' und 15'' installiert sind. Das optische
Verbindermodul umfasst eine Lichtemissionseinheit 20'', ein Lichtleitfaserkabel 50,
um die eingegebenen optischen Informationssignale von einem Ende
zu dem anderen Ende zu senden, einen ersten Verbinder 40 zum
Verbinden der Lichtemissionseinheit 20'' mit
einem Ende des Lichtleitfaserkabels 50, eine Lichtempfangseinheit 60'', zum Umwandeln der optischen Informationssignale,
die über
das Lichtleitfaserkabel 50 gesendet werden, in elektrische
Informationssignale und einen zweiten Verbinder 80 zum
Verbinden des anderen Endes des Lichtleitfaserkabels 50 mit
der Lichtempfangseinheit 60''.
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Hier
besteht die Lichtemissionseinheit 20'' aus
einem Ansteuerabschnitt 23' und
einer Lichtemissionsvorrichtung 21, die von dem Ansteuerabschnitt 23' angesteuert
wird. Die Lichtemissionsvorrichtung 21 ist in dem ersten
Verbinder 40 installiert und der Ansteuerabschnitt 23' ist in der
ersten Vorrichtung 10'' installiert.
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Die
Lichtempfangseinheit 60'' besteht aus Lichtempfangsvorrichtungen 61 zum
Empfangen der optischen Signale, die über das Lichtleitfaserkabel 50 gesendet
werden, einem Verstärker 63' zum Verstärken der
von den Lichtempfangsvorrichtungen 61 eingegebenen Signale.
Die Lichtempfangsvorrichtungen 61 sind in dem ersten Verbinder 80 installiert
und der Verstärker 63' ist in der
zweiten Vorrichtung 15'' installiert.
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Da
der erste und zweite Verbinder 40 und 80 Strukturen
aufweisen, die jeweils einen Ansteuerabschnitt und einen Verstärker ausschließen, wird
deshalb das oben erwähnte
optische Verbindermodul in Vorrichtungen vorteilhaft verwendet,
die mit einem Ansteuerabschnitt 23' und einem Verstärker 63' in den Vorrichtungen
versehen sind.
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In
Bezug auf 11 bezieht sich ein optisches
Verbindermodul auf ein Modul, das zwischen einer ersten Vorrichtung 110 mit
einer Schnittstelle 111 zum Ausgeben von elektrischen Signalen
als Informationssignale und einer zweiten Vorrichtung 115 mit
einer Schnittstelle 116, in die optische Signale der Informationssignale
eingegeben werden, verbunden ist.
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Wie
in 11 und 12 gezeigt,
umfasst hier die zweite Vorrichtung 115 eine optische Schnittstelle 116 und
Lichtempfangsvorrichtungen 161 zum Umwandeln der optischen
Signale, die über
die Schnittstelle 116 eingegeben werden, in elektrische Informationssignale
und einen Verstärker 163 zum Verstärken der
elektrischen Informationssignale, die durch die Lichtempfangsvorrichtungen 161 ermittelt werden.
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Das
optische Verbindermodul umfasst ein erstes Verbindermodul, das mit
der ersten Vorrichtung 110 verbunden so ist, dass es mit
der ersten Vorrichtung 110 elektrisch verbunden oder von
dieser elektrisch getrennt sein kann, um die elektrischen Informationssignale
von der ersten Vorrichtung 110 in optische Informationssignale
umzuwandeln, ein Lichtleitfaserkabel 150, um die optischen
Signale, die über
eines seiner Enden eingegeben werden, zu dem anderen Ende zu senden,
ein zweites Verbindermodul 170, um die Verbindung des Lichtleitfaserkabels 150 zu
der Schnittstelle 116 der zweiten Vorrichtung 115 zu
führen.
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Das
erste Verbindermodul umfasst eine Lichtemissionseinheit 120 zum
Emittieren von Lichtstrahlen entsprechend eingegebenen elektrischen
Informationssignalen, einen ersten Verbinder 140 zum Verbinden
der Lichtemissionseinheit 120 mit dem Lichtleitfaserkabel 150,
so dass die Lichtemissionseinheit 120 und das Lichtleitfaserkabel 150 aufeinander
ausgerichtet werden können,
während
ein vorgegebener Abstand aufrechterhalten wird. Die Lichtemissionseinheit 120 umfasst
elektrische Anschlüsse 125,
die mit der Schnittstelle 111 der ersten Vorrichtung 110 elektrisch
verbunden sind und in die elektrische Signale einschließlich elektrische
Informationssignale eingegeben werden, Lichtemissionsvorrichtungen 121 zum
Umwandeln der eingegebenen elektrischen Informationssignale in optische
Informationssignale und einen Ansteuerabschnitt 123 zum Ansteuern
der Lichtemissionsvorrichtungen entsprechend der eingegebenen elektrischen
Informationssignale. Der erste Verbinder 140 verbindet
die Lichtemissionseinheit 120 und das Lichtleitfaserkabel 150 so,
dass die Lichtemissionseinheit 120 und das Lichtleitfaserkabel 150 aufeinander
ausgerichtet werden können,
während
ein vorgegebener Abstand aufrechterhalten wird, und führt die
Verbindung des Lichtleitfaserkabels 150 zu der Schnittstelle 111 der ersten
Vorrichtung 110. Die Lichtemissionseinheit 120 umfasst
ein Gehäuse 131,
das aus einem Isolator besteht und das mit dem ersten Verbinder 140 zum
Führen
der Lichtemissionsvorrichtungen 121 zu ihren Montagestellungen
in Bezug auf das Lichtleitfaserkabel 150 verbunden ist,
ein Substrat, das an einer Seite des Gehäuses 131 in einem
elektrisch geerdeten Zustand ausgebildet ist und an dem die Lichtemissionsvorrichtungen 121 installiert
sind, und Elektroden, wobei ein Ende von jeder Elektrode in die Umgebung
des Substrats vorsteht und an eine entsprechende Lichtemissionsvorrichtung 121 durch eine
Leitung gebunden ist, um damit elektrisch verbunden zu sein und
wobei das andere Ende mit einem entsprechenden ersten elektrischen
Anschluss 125 verbunden ist.
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Da
das Gehäuse,
das Substrat und die Elektroden hier die gleichen wie das erste
Gehäuse,
das erste Substrat und die ersten Elektroden des optischen Verbindermoduls
entsprechend der in Bezug auf 4 beschriebenen
Anordnung sind, werden eine genaue Beschreibung und eine Zeichnung
davon ausgelassen. Wie in 5 gezeigt,
auf die vorher Bezug genommen wurde, kann darüber hinaus jede Faser des Lichtleitfaserkabels 150 mit
einem gewölbten
Abschnitt an einem seiner Enden versehen sein.
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Auf
der anderen Seite ist das zweite Verbindermodul 170 für eine optische
Verbindung mit der zweiten Vorrichtung 115 vorgesehen,
und da die Verbindungsstruktur mit der Schnittstelle 116 der
zweiten Vorrichtung 115 im Wesentlichen die gleiche wie die
des in Bezug auf 1 beschriebenen herkömmlichen
optischen Verbindermoduls ist, wird eine genaue Beschreibung davon
ausgelassen.
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Wie
in 13 gezeigt, kann hier das erste Verbindermodul 140 des
Weiteren einen Multiplexer umfassen, damit es zur zweiten Vorrichtung 115' passt, die
des Weiteren einen Demultiplexer 164 umfasst.
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Der
Multiplexer 124 ist zwischen den elektrischen Anschlüssen 125 und
einem Ansteuerabschnitt 123 vorhanden und wählt ein
beliebiges Signal aus einer Vielzahl eingegebener elektrischer Informationssignale
gemäß einem
Auswähl-Steuersignal
aus und steuert den Ansteuerabschnitt 123.
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Darüber hinaus
kann, wie in 14 gezeigt, eine Lichtemissionseinheit 120'' einen Kodierer 126 umfassen,
damit sie zur zweiten Vorrichtung 115'' passt,
die des Werteren einen Dekodierer 165 zum Entschlüsseln der
darin eingegebenen Informationssignale umfasst.
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Auf
der anderen Seite kann, wie in 15 gezeigt,
eine Lichtemissionseinheit 120'' auf
einen Ansteuerabschnitt verzichten, damit sie zur einer ersten Vorrichtung 110'' passt, die mit einem Ansteuerabschnitt 123' versehen ist.
In diesem Fall werden die Lichtemissionsvorrichtungen 121 der
Lichtemissionseinheit 120'' durch die elektrischen
Informationssignale und Ansteuersignale angesteuert, die von dem Ansteuerabschnitt 123' zugeführt und über elektrische
Anschlüsse 125 gesendet
werden.
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In
Bezug auf 16 bezieht sich ein optisches
Verbindermodul auf ein Modul, das zwischen einer ersten Vorrichtung 210 mit
einer Schnittstelle 211 zum Ausgeben von opti schen Informationssignalen
und einer zweiten Vorrichtung 215 mit einer Schnittstelle 216 angeschlossen
ist, in die optische Signale der Informationssignale eingegeben
werden.
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Hier
umfasst die erste Vorrichtung 210 Lichtemissionsvorrichtungen 221 zum
Umwandeln der eingegebenen elektrischen Informationssignale in optische
Informationssignale und zum Senden der optischen Informationssignale
zu der Schnittstelle 211, einen Ansteuerabschnitt 222 zum
Ansteuern der Lichtemissionsvorrichtungen 221 entsprechend
eingegebenen elektrischen Informationssignalen wie zum Beispiel
eingegebene LVDS.
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Zu
diesem Zweck umfasst ein optisches Verbindermodul ein Lichtleitfaserkabel 250 zum
Senden der eingegebenen optischen Informationssignale, die von den
Lichtemissionsvorrichtungen 221 emittiert werden, ein erstes
Verbindermodul 240 zum Führen der Verbindung des Lichtleitfaserkabels 250 zu
der Schnittstelle 211 der ersten Vorrichtung 210 und
ein zweites Verbindermodul, das an dem anderen Ende des Lichtleitfaserkabels 250 installiert
und dem anderen Ende zugewandt ist, um die optischen Informationssignale
in elektrische Informationssignale umzuwandeln und die elektrischen
Informationssignale zu der zweiten Vorrichtung 215 zu senden.
Hier umfasst das zweite Verbindermodul eine Lichtempfangseinheit 260 zum
Umwandeln der empfangenen Lichtstrahlen in elektrische Signale und
einen zweiten Verbinder 280 zur Verbindung der Lichtempfangseinheit 260 und
des Lichtleitfaserkabels 250, so dass die Lichtempfangseinheit 260 und
das Lichtleitfaserkabel 250 aufeinander ausgerichtet werden
können,
während
ein vorgegebener Abstand aufrechterhalten wird.
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Das
erste Verbindermodul 240 ist für die optische Verbindung zwischen
der ersten Vorrichtung 210 und dem Lichtleitfaserkabel 250 vorgesehen
und da die Verbindungsstruktur zu der Schnittstelle 211 der
ersten Vorrichtung 210 im Wesentlichen die gleiche wie
die des in Bezug auf 1 beschriebenen herkömmlichen
optischen Verbindermoduls ist, wird eine genaue Beschreibung davon
ausgelassen. Das Lichtleitfaserkabel 250 ist mit der ersten
Vorrichtung 210 durch den ersten Verbinder 240 an
einem seiner Enden verbunden und mit der Lichtempfangseinheit 260 durch
den zweiten Verbinder 280 an dem anderen Ende verbunden.
Wie in 5 gezeigt, auf die vorher Bezug genommen wurde,
kann vorzugsweise jede Faser des Lichtleitfaserkabels 150 an
einem seiner Enden mit einem gewölbten
Abschnitt versehen sein.
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Die
Lichtempfangseinheit 260 umfasst Lichtempfangsvorrichtungen 261,
die so angeordnet sind, dass sie dem anderen Ende des Lichtleitfaserkabels 250 zugewandt
sind, um die optischen Signale, die über das Lichtleitfaserkabel 250 gesendet
werden, in elektrische Informationssignale umzuwandeln, einen Verstärker 263 zum
Verstärken
der von den Lichtempfangsvorrichtungen 261 ausgegebenen
elektrischen Informationssignale und elektrische Anschlüsse 265,
die mit der Schnittstelle 216 der zweiten Vorrichtung 215 elektrisch
gekoppelt sind, um die umgewandelten elektrischen Informationssignale
von den Lichtempfangsvorrichtungen 261 zu der zweiten Vorrichtung 215 zu
senden. Darüber
hinaus umfasst die Lichtempfangseinheit 260 ein Gehäuse, das
mit dem zweiten Verbinder 280 zum Führen der Lichtempfangsvorrichtungen 261 zu
ihren Montagestellungen, in Bezug auf das Lichtleitfaserkabel 250,
verbunden ist, ein Substrat, das an einer Seite des Gehäuses in einem
elektrisch geerdeten Zustand ausgebildet ist und an dem die Lichtempfangsvorrichtungen 261 installiert
sind, und Elektroden, wobei ein Ende von jeder Elektrode in die
Umgebung des Substrats vorsteht und an eine entsprechende Lichtempfangsvorrichtung 261 durch
eine Leitung gebunden Ist, um damit elektrisch verbunden zu sein,
und wobei das andere Ende jeder Elektrode mit einem entsprechenden
elektrischen Anschluss 265 verbunden ist. Da das Gehäuse, das
Substrat und die Elektroden hier die gleichen wie das zweite Gehäuse, das
zweite Substrat und die zweiten Elektroden des optischen Verbindermoduls
entsprechend der in Bezug auf 4 beschriebenen
Anordnung sind, werden eine genaue Beschreibung und eine Zeichnung
davon ausgelassen.
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Wie
in 17 gezeigt, kann eine Lichtempfangseinheit 260' hier des Weiteren
einen Demultiplexer 264 umfassen, damit sie zu der ersten
Vorrichtung 210' passt,
die des Weiteren einen Multiplexer 224 umfasst.
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Um
zu der ersten Vorrichtung 210', die des Weiteren einen Kodierer 225 zum
Verschlüsseln
der darin eingegebenen Informationssignale umfasst, zu passen, kann
darüber
hinaus, wie in 18 gezeigt, eine Lichtempfangseinheit 260' des Weiteren
einen Dekodierer 266 zum Entschlüsseln der von dem Kodierer 225 verschlüsselten
Informationssignale umfassen.
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In
Bezug auf 19 ist ein optisches Verbindermodul
nach einer weiteren Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass das optische
Verbindermodul des Weiteren eine Struktur zum Anlegen von elektrischem
Strom umfasst, der von einer ersten Vorrichtung 210 einem Verstärker 263 zugeführt wird,
im Vergleich zu dem optischen Verbindermodul, das vorher in Bezug
auf 16 beschrieben wurde.
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Zu
diesem Zweck umfasst die Struktur eine erste Vorrichtung 210,
eine Schnittstelle 211' der
ersten Vorrichtung 210, einen ersten Stromübertragungsabschnitt 227,
der in einem ersten Verbinder 240' installiert ist, um den von der
ersten Vorrichtung 210 zugeführten elektrischen Strom zu
dem anderen Ende zu übertragen,
eine Stromleitung 259 sowie einen zweiten Stromübertragungsabschnitt 267,
der in einem zweiten Verbinder 280 installiert ist Der
erste Stromübertragungsabschnitt 227 empfängt Strom, der
von der ersten Vorrichtung 210 über die Schnittstelle 211' zugeführt wird
und überträgt Strom
zu der Stromleitung 259. Der zweite Stromübertragungsabschnitt 267 ist
in dem zweiten Verbinder 280 installiert und ein Ende des
zweiten Stromübertragungsabschnitts 267 ist
mit der Stromleitung 259 an einem Verbindungsabschnitt 268 verbunden
und das andere Ende ist mit dem Verstärker 263 verbunden.
Wenn die Struktur zum Zuführen
von Strom zu dem Verstärker 263 so
wie oben beschrieben konfiguriert ist, besteht ein Vorteil darin,
dass der Strom zum Ansteuern des Verstärkers 263 nicht von
einer zweiten Vorrichtung 215 zugeführt werden muss.
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Auf
der anderen Seite kann, wie in 20 gezeigt,
eine Lichtempfangseinheit 260'' auf
einen Verstärker
verzichten, damit sie zu einer zweiten Vorrichtung 215'' passt, die mit einem Verstärker 263' zum Verstärken der
in die zweite Vorrichtung 215'' eingegebenen
elektrischen Signale versehen ist.
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Bei
dem wie oben konfigurierten optischen Verbindermodul nach der vorliegenden
Erfindung kann ein Eingangsende des Informationssignals und/oder
einem Ausgangsende des Informationssignals des Moduls mit den Vorrichtungen
elektrisch verbunden werden und deshalb kann das Modul im Allgemeinen
für Standardvorrichtungen
verwendet werden, um die Vorrichtungen zu verbinden. Wenn das Modul
an eine Vorrichtung montiert oder von dieser demontiert werden muss,
muss außerdem
die Verbindung zwischen den Lichtemissionsvorrichtungen und/oder
Lichtempfangsvorrichtungen und den Lichtleitfasern nicht getrennt
werden und deshalb kann die Verlässlichkeit
in Bezug auf optische Ausrichtungen zwischen optischen Vorrichtungen
und Lichtleitfasern sowie auf feuchtigkeitsbeständige und schwingungsfeste
Eigenschaften verbessert werden.
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Wenn
das Modul eine Struktur verwendet, in der der erforderliche Strom
zum Ansteuern eines Verstärkers,
der in einem mit einer zweiten Vorrichtung verbundenen Verbinder
angeordnet ist, von einer ersten Vorrichtung zugeführt werden
kann, besteht ein Vorteil darin, dass der Strom zum Ansteuern des Verstärkers nicht
von einer zweiten Vorrich tung zugeführt werden muss und deshalb
kann das Modul im Allgemeinen für
eine zweite Standardvorrichtung verwendet werden.