CN111367020B - 一种板上光纤垂直互连光连接器 - Google Patents

一种板上光纤垂直互连光连接器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种板上光纤垂直互连光连接器，包括由光纤柔板和电印制板贴合在一起形成的光电复合板、垂直转向接触件、矩形插头和矩形插座；插座壳体固定在光电复合板上，垂直转向接触件装配在插座壳体中，垂直转向接触件包括FA模块及与FA模块粘合在一起的垂直转向模块，插座壳体中安装有弹簧用以保证垂直转向接触件在头座插合方向上具有一定的浮动量用以增加连接器的插合使用寿命；光纤柔板上的带状尾纤穿入FA模块中固定，光纤发出的光斑通过垂直转向模块垂直转向后与矩形插头中的MT接触件对接实现板上光纤垂直互联。本发明操作难度小，集成度高，有利于实现小型化，系统整体可靠性高，稳定性好，可以用于强振动、盐雾等环境。

Description

一种板上光纤垂直互连光连接器
技术领域
本发明涉及光连接器技术领域，具体是一种板上光纤垂直互连光连接器。
背景技术
目前实现子板和光背板的互连位置主要分为两大类：板边缘互连和板上互连。采用板边缘互连，光背板一般是波导背板；采用板上互连，一般光背板上预留安装孔，通过安装VPX、LRM系列光电混装连接器转接光信号，将子板上的光信号通过连接器传递到其他背板上，实际上该场景的光背板不含光纤或波导，仅起到一个转接作用。相比较板边缘互连方式，板上互连集成度更高、占用空间更小，应用范围更广泛。然而当光背板上含有光纤时，实现垂直互连的方式主要为光纤弯曲法，即采用弯曲半径小的特殊光纤弯曲成90°，并排12芯穿入到MT插芯中，再装入到连接器中。采用光纤弯曲方式互联，要求的工艺难度大，成品率低。由于光纤在连接器中一直处于弯曲状态，在强振动、盐雾等环境下可靠性低，不利于产品在户外环境或军用领域中使用。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种板上光纤垂直互连光连接器，将光纤柔板贴在电印制板上结合为一体，光纤柔板的尾纤装入带有垂直转向功能的接触件中，然后将垂直转向接触件装入连接器插座中固定，保证垂直转向接触件与连接器插头中的MT正确引导配合，从而实现光背板上的光信号传递到子板。
本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种板上光纤垂直互连光连接器，包括由光纤柔板和电印制板贴合在一起形成的光电复合板、垂直转向接触件、矩形插头和矩形插座；所述的矩形插座包括插座壳体、设置于插座壳体内用于和矩形插头内的导销孔配合起引导插合作用的导销Ⅰ、设置于插座壳体内的弹簧以及插座尾盖；插座壳体固定在光电复合板上，插座尾盖通过螺钉与对应的导销Ⅰ之间螺纹连接从而使插座尾盖与插座壳体之间固定；插座壳体中还设置有用于容纳垂直转向接触件的安装槽，垂直转向接触件装入插座后通过销钉固定；弹簧安装于垂直转向接触件和插座尾盖之间以保证垂直转向接触件在头座插合方向上具有一定的浮动量；
所述的垂直转向接触件包括FA模块以及与FA模块粘合在一起的垂直转向模块，垂直转向模块上设置有第一阵列透镜、第二阵列透镜以及呈45°斜面的棱镜，光纤柔板上的带状尾纤穿入FA模块中固定，光纤发出的光斑通过垂直转向模块垂直转向后与矩形插头中的MT接触件对接实现板上光纤垂直互联。
进一步地，所述电印制板上开设有第一安装区域用于装配矩形插座，光纤柔板上开设有第二安装区域用于装配垂直转向接触件和矩形插座。
进一步地，光纤柔板和电印制板贴合后通过螺钉进一步固定。
进一步地，所述插座壳体两侧台阶面设置有安装孔用于将矩形插座通过螺钉螺母组件固定在电印制板上。
进一步地，所述插座壳体尾部设置有容纳所述弹簧的圆柱孔，插座尾盖内对应设置有用于安装所述弹簧的导柱，弹簧装入圆柱孔和导柱后保证对垂直转向接触件均匀地施加作用力，保证垂直转向接触件在头座插合方向上具有一定的浮动量；所述的圆柱孔位于垂直转向接触件安装槽的下方。
进一步地，所述垂直转向模块上还设置有导销Ⅱ用于和插头中MT接触件上的导销孔配合起引导插合的作用。
进一步地，所述矩形插座的两侧壁上还设置有滚珠安装孔，滚珠安装孔中压铆有滚珠，矩形插头上还对应设置有连接螺帽，通过拉动连接螺帽压合滚珠实现连接器插头、插座的插合和分离。
进一步地，还可以用MT插芯代替所述的FA模块，且MT插芯与垂直转向模块粘接在一起。
进一步地，可以根据系列开展情况在单个矩形插座内并列装配多个垂直转向接触件，同时在单个矩形插头内并列装配多个MT接触件，此时，插头和插座壳体的尺寸相应增大；且插头内MT接触件的数量与插座内垂直转向接触件的数量相等，单个MT接触件和单个垂直转向接触件的芯数相等。
本发明的有益效果在于：
与原有光纤90°弯曲的方案相比，本发明系统整体可靠性高，不考虑光纤弯曲长度和带来的附加损耗，轴向长度更短，整体更加小型化，更节省空间。相比较波导型光电复合板，本发明将光纤柔板和电印制板贴合在一起形成光电复合板，操作难度更小，光纤柔板上的带状尾纤与垂直转向接触件(FA模块加垂直转向模块)连接，集成度更高，更利于实现小型化。连接器插座尾部装配弹簧，使垂直转向接触件在插座中具有一定的浮动，增加了连接器的插合使用寿命。本发明可靠性高，稳定性优于原有技术，可以用于强振动、盐雾等环境，尤其可以在户外环境或军用领域中使用。
附图说明
图1是本发明组成结构示意图。
图2是本发明各组成部分的爆炸图。
图3是矩形插座及垂直转向接触件安装的截面图。
图4是图3中局部A的放大图。
【附图标记】：
1-光纤柔板，2-电印制板，3-垂直转向接触件，4-矩形插头，5-矩形插座，6-第一安装区域，7-第二安装区域，8-FA模块，9；垂直转向模块，10-插座壳体，11-导销Ⅰ，12-弹簧，13-插座尾盖，14-MT接触件，15-安装孔，16-螺钉螺母组件，17-螺钉，18-圆柱孔，19-导柱，20-销钉安装孔，21-销钉，22-第一台阶面，23-第二台阶面，24-FA模块的顶面，25-导销Ⅱ，26-第一阵列透镜，27-第二阵列透镜，28-棱镜，29-光纤，30-带状尾纤，31-滚珠安装孔，32-连接螺帽。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对依据本发明提出的一种板上光纤垂直互连光连接器，其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。
如图2所示，本发明包括由光纤柔板1和电印制板2贴合在一起形成的光电复合板、垂直转向接触件3、矩形插头4和矩形插座5。电印制板中间开设第一安装区域6用于装配矩形插座，光纤柔板中间开设第二安装区域7用于装配垂直转向接触件和矩形插座，第二安装区域开孔面积大于第一安装区域。光纤柔板和电印制板通过胶粘方式贴合，也可以在光纤柔板和电印制板贴合后再通过安装螺钉进一步固定。
所述的垂直转向接触件包括FA模块8以及与FA模块粘合在一起的垂直转向模块9。矩形插座包括插座壳体10、设置于插座壳体内用于和矩形插头内的导销孔配合起引导插合作用的导销Ⅰ11、设置于插座壳体内的弹簧12以及插座尾盖13。矩形插头主要包括MT接触件14等，矩形插头与子板连接(已是公知技术，图上未画出子板)。
插座壳体两侧台阶面设置有安装孔15用于将矩形插座通过螺钉螺母组件16固定在电印制板上，插座尾盖通过螺钉17与对应的导销Ⅰ之间螺纹连接从而使插座尾盖与插座壳体之间固定。插座壳体尾部设置有容纳弹簧的圆柱孔18，插座尾盖内设置有对应的用于安装弹簧的导柱19，弹簧装入圆柱孔和导柱后可以保证对垂直转向接触件均匀地施加作用力，保证垂直转向接触件在头座插合方向上具有一定的浮动量。
插座壳体中设置有用于容纳垂直转向接触件的安装槽，用于容纳弹簧的圆柱孔位于安装槽下方，插座壳体上还设置有销钉安装孔20，矩形插座安装到位后，垂直转向接触件从插座侧向装入插座内，再通过插入销钉21使垂直转向接触件固定在插座壳体内。插座壳体内第一台阶面22和第二台阶面23之间的竖直间距略大于FA模块的竖直高度，垂直转向接触件装入插座内后，弹簧将垂直转向接触件顶起使FA模块的顶面24与第一台阶面接触，此时，FA模块的底面与第二台阶面分离。头座对插时，在插合力作用下，垂直转向接触件向下位移压缩弹簧使FA模块的顶面与第一台阶面分离，从而实现垂直转向接触件在插合方向上具有一定的浮动量用以增加连接器的插合使用寿命。
垂直转向模块上设置有导销Ⅱ25用于和插头中的MT接触件上的导销孔配合起引导插合的作用。垂直转向模块上还设置有第一阵列透镜26和第二阵列透镜27以及呈45°斜面的棱镜28。光纤柔板上布置的光纤29的带状尾纤30穿入FA模块中固定，光纤发出的光斑通过第一阵列透镜打到45°斜面的棱镜，斜面背部涂有膜防止光透过，通过棱镜实现光垂直转向后进入第二阵列透镜，然后与插头MT接触件的光纤对接，从而实现光纤垂直互联。光纤与插头MT接触件的光纤对接后，由于插头与子板连接，从而可以实现光背板(光电复合板)上的光信号传递到子板。
进一步地，矩形插座的两侧壁上还设置有滚珠安装孔31，滚珠压铆在滚珠安装孔中(图上没有画滚珠)，矩形插头上还对应设置有连接螺帽32，通过拉动连接螺帽压合滚珠，实现连接器插头、插座的插合和分离。
本发明中，光纤柔板上布置的光纤的带状尾纤穿入FA模块中固定，FA模块再与垂直转向模块粘合在一起，该工序可以在自动耦合封装平台上调试完成。图1-图2光纤柔板中的光纤仅为示意，根据路由关系，光纤可在光纤柔板内实现相应交叉。
进一步地，本发明的FA模块也可以用MT插芯代替，MT插芯再与垂直转向模块粘接在一起，该工序可以在自动耦合封装平台上调试完成。
本发明附图仅以装配一个垂直转向接触件为例，通常单个垂直转向接触件为单排12芯，根据系列开展情况在单个矩形插座内并列装配多个垂直转向接触件，同时在单个矩形插头内并列装配多个MT接触件，此时，插头和插座壳体的尺寸相应增大；且插头内MT接触件的数量与插座内垂直转向接触件的数量相等，单个MT接触件和单个垂直转向接触件的芯数相等。比如，单个垂直转向接触件可以固定12根光纤，当有24根光纤时，可以在一个插座壳体内并列安装两个垂直转向接触件，同时在一个插头内并列安装两个12芯的MT接触件，此时的插头和插座壳体尺寸均相应增大。以上安装方式均在本发明的保护范围之内。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (7)

1.一种板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于包括由光纤柔板(1)和电印制板(2)贴合在一起形成的光电复合板、垂直转向接触件(3)、矩形插头(4)和矩形插座(5)；
所述的垂直转向接触件包括FA模块(8)以及与FA模块粘合在一起的垂直转向模块(9)；
所述的矩形插座包括插座壳体(10)、设置于插座壳体内用于和矩形插头内的导销孔配合起引导插合作用的导销Ⅰ(11)、设置于插座壳体内的弹簧(12)以及插座尾盖(13)；插座壳体固定在光电复合板上，插座尾盖通过螺钉与对应的导销Ⅰ之间螺纹连接从而使插座尾盖与插座壳体之间固定；插座壳体中还设置有用于容纳垂直转向接触件的安装槽，垂直转向接触件装入插座后通过销钉(21)固定；插座壳体尾部设置有用于容纳所述弹簧(12)的圆柱孔(18)，该圆柱孔是位于垂直转向接触件安装槽的下方，插座尾盖内设置有用于安装弹簧(12)的导柱(19)，弹簧的一端装入圆柱孔，另一端装配在导柱上；插座壳体内第一台阶面(22)和第二台阶面(23)之间的竖直间距略大于FA模块的竖直高度，垂直转向接触件装入插座壳体后，弹簧将垂直转向接触件顶起使FA模块的顶面(24)与第一台阶面(22)接触，此时，FA模块的底面与第二台阶面分离；头座对插时，在插合力作用下，垂直转向接触件向下位移压缩弹簧使FA模块的顶面(24)与第一台阶面(22)分离，从而实现垂直转向接触件在头座插合方向上具有一定的浮动量；垂直转向模块上设置有导销Ⅱ(25)用于和插头中MT接触件上的导销孔配合引导垂直转向模块与MT接触件进行插合；
所述的垂直转向模块上还设置有第一阵列透镜(26)、第二阵列透镜(27)以及呈45°斜面的棱镜(28)，光纤柔板上的带状尾纤(30)穿入FA模块(8)中固定，光纤发出的光斑通过垂直转向模块(9)垂直转向后与矩形插头中的MT接触件(14)对接实现板上光纤垂直互连。
2.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于电印制板(2)上开设有第一安装区域(6)用于装配矩形插座，光纤柔板上开设有第二安装区域(7)用于装配垂直转向接触件和矩形插座。
3.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于光纤柔板和电印制板贴合后通过螺钉进一步固定。
4.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于插座壳体两侧台阶面设置有安装孔(15)用于将矩形插座通过螺钉螺母组件(16)固定在电印制板上。
5.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于矩形插座的两侧壁上还设置有滚珠安装孔(31)，滚珠安装孔中压铆有滚珠，矩形插头上还对应设置有连接螺帽(32)，通过拉动连接螺帽压合滚珠实现连接器插头、插座的插合和分离。
6.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于用MT插芯代替所述的FA模块，且MT插芯与垂直转向模块粘接在一起。
7.如权利要求1所述的板上光纤垂直互连光连接器，其特征在于根据系列开展情况在单个矩形插座内并列装配多个垂直转向接触件，同时在单个矩形插头内并列装配多个MT接触件，此时，插头和插座壳体的尺寸相应增大；且插头内MT接触件的数量与插座内垂直转向接触件的数量相等，单个MT接触件和单个垂直转向接触件的芯数相等。
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