CN101015144B - 将电子设备连接到光学数据总线上的连接单元 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种连接单元(10)，其用于将电子设备连接到光学数据总线的至少一条总线光波导(19)上，该连接单元具有：插头壳体(11)；至少一条设备光波导(12)，该设备光波导具有第一光传输面(13)及第二光传输面(14)，其中第一光传输面(13)设置在插头壳体的内部；设置在插头壳体(11)内部的机械式调节单元(16)，用于确保设备光波导(12)的第一光传输面(13)与总线光波导(19)的光传输面(20)之间充分的光学接触；以及与设备光波导(12)的第二光传输面(14)连接的转换单元(15)，其用于将光学信号转换为电信号和/或将电信号转换为光学信号。根据本发明，设备光波导(12)的第二光传输面(14)和转换单元(15)设置在插头壳体(11)中，并且转换单元(15)与电传输导线(17)连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种连接单元，其用于将电子设备连接到光学数据总线的至少一条总线光波导上，该连接单元具有：插头壳体；至少一条设备光波导，该设备光波导具有第一及第二光传输面，其中第一光传输面设置在插头壳体内部；设置在插头壳体内部的机械式调节单元，用于确保设备光波导的第一光传输面与总线光波导的光传输面之间充分的光学接触；以及与设备光波导的第二光传输面连接的转换单元，用于将光学信号转换为电信号和/或将电信号转换为光学信号。
背景技术
EP-A-0267074公开了一种外置光波导与光电发射器或接收器的连接。在此，光电发射器或接收器与内置光波导一同置于自身的壳体中，该壳体安置在印刷电路板上，该电路板位于电子设备的壳壁的后部。该壳体具有一种光学的插座，该插座通过壳壁中的开口伸出。设计为突塞式光学插头(maennlichen optischen Stecker)形式的外置光波导的设备侧的端部穿过壳壁中的开口与光学插座连接。在发射器或接收器的壳体和壳壁之间设置有金属屏蔽件、环形弹簧和金属环。由于在外置光波导与内置光波导连接时产生的压力，环形弹簧允许金属环轴向地移动。
由US-A-5,432,340公开了一种光电转换器，在该转换器中，LED的光线被引导到光波导中。
开头所述类型的连接单元被安装到现有的机动车中，以便于电子信息-及娱乐设备连接到公共的光学数据总线，即MOST(媒体定向系统传输)总线上。信息-及娱乐设备可以理解为车载收音机、CD-及DVD播放机、导航系统、带有免提装置的移动电话以及PDA`s等。同样，话筒及扬声器也可以作为独立的设备连接到MOST总线上。在DE 19963155A1中描述了一种音频-和/视频系统的结构方案，在该音频-和/视频系统中，不同类型的音频-和/或视频设备可通过环形的局域网络，例如像MOST总线相互连接。
在已知的连接单元中，两个属于总线的光波导通过插塞连接器分别与两个属于设备的光波导连接。设备光波导从插塞连接器后部伸入到设备的内部直至到达一个位置，在该位置上需要输入的总线信号，也就是说获取及处理、以及产生输出的总线信号。此外，在该位置上，通过接收器来进行光学总线信号到电信号的转换，并通过发射器来进行电信号到光学信号的转换。在其他规格的光学数据总线中也能够仅使用一条双工工作模式的光波导，以代替两条光波导。
已知的连接单元在电子设备的内部需要相对较多的空间。此外，其在安装时较为复杂并且成本较高。
发明内容
因此，本发明的目的在于，提出一种开头所述类型的连接单元，其能够节省空间且简单地安装。
该目的通过一种连接单元来实现，在该连接单元中，设备光波导的第二光传输面和转换单元也设置在插头壳体中，并且在该连接单元中，转换单元与电传输导线连接。
本发明的基本构思在于，不再将光学信号传输到位于壳体内部的较深处的位置，而是传输电信号。在此，电信号将通过电传输导线来进行传输。借此，光电接口，也就是转换单元能够转移设置到插头壳体中，即涉及到原本从插头开始而伸入到壳体内部的设备光波导的部分以及转换单元的转移设置，由此而减少了在外壳内部所需的构造空间。
安装复杂程度通过这种集成的插头装置明显地降低。只需一个固定插头的步骤来安装整个连接单元，进而代替了插头壳体、设备光波导以及转换单元的相互的连接和单独的固定。
根据本发明的解决方案也带来了其他的优点，即设备光波导和传输单元牢固地固定在插头壳体中，并受到该插头壳体的保护，也就是说，提高了其机械稳定性及其使用寿命或其连接部的使用寿命。
在本发明的设计方案中，电传输导线由柔性材料构成。借此，连接单元能够应用于任意的设备结构，这是因为，柔性传输导线能够延伸到设备内部的每个任意位置并且在那里可以利用电连接元件连接到设备的电子器件上。
在本发明的改进方案中，插头壳体固定到印刷电路板上，并且传输导线与安置在该印刷电路板上的触点或印制导线形成电接触。这种设计方案尤其适合于这类设备，在这类设备中，基于其自身有限的构造空间很难实现在壳体内部敷设柔性电缆。然后，可以在总线插头的附近实现电数据总线信号的获取。信号从这里出发，通过印制导线或者可能通过内部的设备总线继续传递。因为集成在插头壳体中的转换单元根据或许必要的长度调节而必然在界限内移动，所以，除了短的柔性电缆外，滑动触头或板式弹簧对于保持接触也是合适的，滑动触头或板式弹簧在印制导线或触点上移动。
在已知的连接单元中，位于插头壳体中的设备光波导的一部分通过板式弹簧的方式来固定，该板式弹簧能够用于在总线光波导插入时进行力调节，从而设备光波导的端面，也就是第一光传输面总是平面平行地对准总线光传输面的端面。通过这种方式形成或保证了两个光波导之间充分的光学接触。另外，已知的连接单元具有长度调节部件，从而使两个光波导以尽可能合适的间距相对安置。
在本发明的优选改进方案中仅使用一个调节单元，利用该调节单元不仅进行力调节也进行长度调节。也就是说，仅利用一个部件实现了两种功能。
这种调节单元优选是弹簧件。在此，这种弹簧件有利地这样地设置，即插入总线光波导时施加到插头上的力将促使弹簧件改变长度。当光波导以其端面相互平面平行地设置时，通过这种方式使得插入力被弹簧件吸收，也就是说，由于弹簧会首先响应，该插入力将不会致使光波导弯曲或位置偏移，并且同时也实现了长度调节。
附图说明
接下来根据实施例及附图来详细说明本发明。图中示出：
图1是已知的连接单元；
图2是图1中示出的插头的放大截面图；
图3是具有作为调节部件的弹簧件的连接单元。
具体实施方式
图1中示出了已知连接单元的结构方案，例如该连接单元被安装到现有的机动车中，用于将电子设备连接到两个属于MOST总线的总线光波导8和9上。在此，光波导8和9仅仅示意性地并且部分地示出。
连接单元由插头壳体1、两条设备光波导2和3以及转换单元4组成。转换单元4包括：接收器，其与设备光波导2连接，并且用于将来自MOST总线的光学信号转换为电信号；以及发射器，其与设备光波导3连接，并且将电信号转换为待发送到MOST总线的光学信号。在使用另一种光学数据总线时，也可以仅使用一条双工工作模式的设备光波导，以代替两条单一的单工工作模式的设备光波导。
插头壳体1和转换单元4都固定在印刷电路板5上。设备光波导2和3都设计具有足够的长度，以便于转换单元4能够刚好安置在接收或产生光学总线信号的位置。其他的电子元件(未示出)相应地设置在印刷电路板5上，电子元件将处理电总线信号，并且用于电子设备的功能。
如在图2中放大并翻转示出的插头壳体1的视图中看出，两条设备光波导2和3分别通过板式弹簧6在其位置固定。此外，插头壳体1具有两个区域7，该区域用于长度调节，进而用于调节两条设备光波导2和3与总线光波导8和9之间的合适的间距，其中设备光波导分别与总线光波导形成光学接触。在此，设备光波导2与总线光波导8产生光学接触，设备光波导3与总线光波导9产生光学接触。
在图3中示出了连接单元10，在相应于本发明的该连接单元中安置有：设备光波导12，其具有第一光传输面13和第二光传输面14；转换单元15；以及安置在插头壳体11中的调节单元16，并且在该连接单元中，转换单元15与电传输导线17连接。传输导线17是用于平行传输电总线信号的扁形电缆。可选地，在一系列的总线协议中也可以使用仅具有一条导线的电缆。
第一光传输面13由套管18包裹。在形成设备光波导12和总线光波导19之间的光学连接时，具有光传输面20的总线光波导19插入到插头壳体11中，并且在接近于设备光波导12的第一光传输面13的附近与其平面平行地对准。一旦总线光波导19与套管18或与设备光波导12发生机械性接触，力F以纵轴A的方向作用到设备光波导12、转换单元15上，进而作用到调节单元16上。为了机械的稳定性，调节单元16的弹簧件内部额外具有轴向的导向部件21。调节单元16的弹簧件由于力F被压缩，也就是说，由设备光波导12、转换单元15和调节单元16构成的整体装置被挤压。也就是说，调节单元16不仅吸收力F并由此而起到力调节的作用，而且其也同时引起长度变化或长度调节。通过这种方式避免了设备光波导12的弯曲或侧向的移动，从而可以确保与总线光波导19的充分的光学接触。
连接单元10固定在印刷电路板22上，其在图3中仅以截面示出，传输导线17通过印刷电路板22电连接到触点23上，从而使电总线信号能够从印刷电路板22上的电子电路中导出以及导入到印刷电路板上的电子电路中。
Claims (5)
1.一种连接单元(10)，用于将电子设备连接到光学数据总线的至少一条总线光波导(19)上，所述连接单元具有：
-插头壳体(11)；
-至少一条设备光波导(12)，所述设备光波导具有第一光传输面(13)及第二光传输面(14)，其中所述第一光传输面(13)设置在所述插头壳体(11)内部；
-设置在所述插头壳体(11)内部的机械式调节单元(16)，用于确保所述设备光波导(12)的第一光传输面(13)和所述总线光波导(19)的光传输面(20)之间的充分的光接触；以及
-与所述设备光波导(12)的第二光传输面(14)连接的转换单元(15)，其用于将光信号转换为电信号和/或将电信号转换为光信号，
其特征在于，
-所述设备光波导(12)的第二光传输面(14)和所述转换单元(15)也设置在所述插头壳体(11)中，
-所述转换单元(15)与电传输导线(17)连接，
-为了在所述总线光波导(19)与所述设备光波导(12)之间进行长度调节，所述转换单元(15)在界限内移动。
2.根据权利要求1所述的连接单元(10)，其特征在于，所述电传输导线(17)由柔性材料构成。
3.根据权利要求2所述的连接单元(10)，其特征在于，所述插头壳体(11)固定到印刷电路板(22)上，并且所述电传输导线(17)与安置在所述印刷电路板(22)上的触点(23)或印制导线形成电接触。
4.根据前述权利要求中任一项所述的连接单元(10)，其特征在于，所述调节单元(16)不仅进行长度调节也进行力调节。
5.根据权利要求4所述的连接单元(10)，其特征在于，所述调节单元(16)是弹簧件，在形成所述设备光波导(12)的第一光传输面(13)和所述总线光波导(19)的光传输面(20)之间的光学接触时，形成作用到所述设备光波导(12)上的力，所述弹簧件对该力作出长度变化的反应。
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