CN112711107A

CN112711107A - 光纤微连接器

Info

Publication number: CN112711107A
Application number: CN202011155371.9A
Authority: CN
Inventors: 饭泉研治; 高野一义
Original assignee: Senko Advanced Components Inc
Current assignee: Senko Advanced Components Inc
Priority date: 2019-10-25
Filing date: 2020-10-26
Publication date: 2021-04-27

Abstract

本发明涉及光纤微连接器。一种微连接器套件，包括插芯组件、光学子组件和微连接器。插芯组件耦合到光纤并且包括插芯。光学子组件可以接收电信号并发射光信号，或者接收光信号并发射电信号。光学子组件包括尺寸和形状设计成接收插芯组件的插芯以在插芯组件与光学子组件之间形成光学连接的容座。微连接器固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接。微连接器包括微连接器壳体，所述微连接器壳体与光学子组件形成直接的配合连接，以固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接。仅使用很小的空间进行连接，从而允许在较小的区域内进行更多的插芯组件和光学子组件的连接。

Description

光纤微连接器

相关申请的交叉引用

本申请要求2019年10月25日提交的美国临时申请No.62/925,900的优先权，其全部内容通过引用合并于此。

技术领域

本公开总体上涉及光纤连接，并且更具体地涉及光纤连接器。

背景技术

光学连接器用于光学通信网络中，以将光缆互连到光学设备或其他光缆。光学连接通常涉及两个连接在一起的光学连接器。通常，光学连接器包括彼此配合以形成光学连接的壳体。光学连接器所需的空间由壳体和用于连接光学连接器的相关闩锁特征决定。

发明内容

在一个方面，一种微连接器套件包括与光纤耦合的插芯组件。插芯组件包括插芯(ferrule)。光学子组件构造成接收电信号，并且发射光信号。光学子组件包括容座，所述容座的尺寸和形状设计成接收插芯组件的插芯，以用于在插芯组件和光学子组件之间形成光学连接。微连接器构造成固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接。微连接器包括微连接器壳体，所述微连接器壳体构造成与光学子组件形成直接的配合连接，以固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接。

在另一方面，一种用于固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接的微连接器包括微连接器壳体，所述微连接器壳体限定内腔，所述内腔的尺寸和形状设计成接收插芯组件和光学子组件。微连接器壳体包括第一定向器，所述第一定向器构造成接合插芯组件，以相对于微连接器壳体定向插芯组件。第二定向器构造成接合光学子组件，以相对于微连接器壳体定向光学子组件。光学子组件连接器构造成接合光学子组件，以将光学子组件固定到微连接器壳体。

本公开的其他目的和特征将在下文中部分地显明并且部分地指出。

附图说明

图1是根据本公开的一个实施例的微连接器组件的透视图；

图2是微连接器组件的分解透视图；

图3是微连接器组件的微连接器的透视图；

图4是根据本公开的另一实施例的微连接器组件的分解透视图；

图5是根据本公开的另一实施例的微连接器组件的透视图；

图6是图5的微连接器组件的分解透视图。

在各个附图中，相应的附图标记表示相应的部分。

具体实施方式

参考图1-3，根据本公开的一个实施例的光纤连接器组件总体上用附图标记10表示。光纤连接器组件10或者更具体地其组成部分的集合可以被称为“套件”。光纤连接器组件10包括插芯组件12、光学子组件(“OSA”)14以及构造成将插芯组件和光学子组件固定在一起的微连接器16。光纤连接器组件10用于形成光纤连接。如图1所示，当将光纤连接器组件10组装在一起时，在插芯组件12和光学子组件14之间形成光学连接(例如，光纤连接)，从而能够在光学通信网络中在它们之间进行通信(例如，光学通信)。光纤连接器组件10的其他配置在本公开的范围内。例如，作为光学连接的替代或附加，连接器组件可以进行电连接或其他类型的连接。

插芯组件12包括插芯18。插芯18构造成与光学子组件14配合，以在插芯组件12和光学子组件之间形成光学连接。插芯组件12还包括支撑插芯18的插芯主体或框架20。插芯18从插芯主体10向远侧延伸。显而易见，插芯主体20的尺寸和形状设计成被微连接器16接收。插芯主体20具有大体上圆形的横截面形状，但是其他形状也在本公开的范围内。插芯组件12附接到光纤22(例如，单根光纤)的端部。在一个实施例中，光纤22是保偏(PM)光纤，但是其他光纤也在本公开的范围内。光纤22附接到插芯主体20的近端。

光学子组件14构造成与插芯组件12形成光学连接。光学子组件14构造成将从插芯组件12接收的光信号转换为电信号和/或将接收的电信号转换为光信号以用于发射至插芯组件。光学子组件14可以是发射器光学子组件(“TOSA”)、接收器光学子组件(“ROSA”)或双向光学子组件(“BOSA”)。如本领域中通常已知的，发射器光学子组件将电信号转换为光信号，接收器光学子组件将光信号转换为电信号，并且双向光学子组件可以做这两者，将光信号转换为电信号，以及反之亦然。光学子组件14构造成接收插芯组件12的插芯18，以用于在插芯组件与光学子组件之间形成光学连接。光学子组件14包括用于接收插芯组件12的插芯18的容座或套筒24。容座24限定内腔，所述内腔的尺寸和形状设计成在将插芯插入光学子组件14中时接收插芯18。光学子组件14还包括二极管26，用于将光信号转换为电信号，和/或反之亦然。例如，二极管26可以是用于将电信号转换为光信号的激光二极管或用于将光信号转换为电信号的光电二极管。光学子组件14还可以包括配合的插芯(未示出)，其促进插芯组件12的插芯18和二极管26之间的光学连接。在所示的实施例中(图1和图2)，光学子组件14是猪尾(pig tail)式或猪尾型的光学子组件，具有从其延伸的电缆28。光学子组件的其他样式或类型在本公开的范围内。例如，光学子组件可以是光纤短截线(fiber stub)型的光学子组件。这样的光学子组件的示例大体上在图4中以附图标记14'表示。在该实施例中，除了光学子组件14'是光纤短截线型的光学子组件之外，光学子组件14'与图1和图2中的光学子组件14大致相同。另外，图4中的光纤连接器组件10'与图1和图2中的光纤连接器组件10大致相同。

仍然参考图1-3，微连接器16构造成固定插芯组件12和光学子组件14之间的光学连接。微连接器16包括微连接器主体或壳体30。微连接器壳体30是圆柱形状的，与插芯组件12和光学子组件14的大致圆柱形状相符。壳体30限定内腔32(图3)，所述内腔的尺寸和形状设计成接收插芯组件12(宽泛地，插芯组件的至少一部分)以及光学子组件14(宽泛地，光学子组件的至少一部分)。如图1所示，当微连接器16固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接时，插芯组件12和光学子组件14被布置(宽泛地，至少部分地布置)在内腔32中。内腔32具有相对的开口近端和远端。内腔32的开口近端允许光纤22延伸出微连接器16。内腔32的开口远端允许插芯组件12和光学子组件14向近侧移动或滑动到微连接器16的壳体30中。微连接器16包括至少一个止挡部34，其构造成防止或阻止插芯组件12和/或其他部件通过开口近端移出内腔32。在所示的实施例中，止挡部34大体上设置在内腔32的开口近端处。如图1所示，当微连接器壳体30直接耦合到光学子组件以固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接时，插芯组件12和光学子组件14被布置(宽泛地，至少部分地布置)在内腔32中。

微连接器壳体30构造成附接到光学子组件14。具体地，微连接器壳体30构造成与光学子组件14形成直接的配合连接，以固定插芯组件12和光学子组件之间的光学连接。微连接器16(例如，微连接器壳体30)包括光学子组件连接器36(“OSA连接器”)。光学子组件连接器36构造成直接接合光学子组件14，以将光学子组件固定到微连接器壳体30。在所示的实施例中，光学子组件连接器36构造成与光学子组件14形成卡扣配合连接。光学子组件连接器36(例如，微连接器壳体20)包括至少一个可弹性偏转部分38。在所示的实施例中，光学子组件连接器36包括两个大致相对的可偏转部分38。每个可偏转部分38从微连接器壳体30的基部或近侧部分向远侧延伸。每个可偏转部分38构造成接合光学子组件14，以将光学子组件固定到微连接器16。如图2所示，光学子组件14包括至少一个止动部(detent)40。在所示的实施例中，光学子组件在光学子组件的大致相对侧上包括两个止动部40。在所示的实施例中，止动部40是大致径向向外延伸的凸缘。微连接器壳体30接合光学子组件14的止动部40，以固定插芯组件12和光学子组件之间的光学连接。具体地，止动部40与微连接器壳体30的光学子组件连接器36形成卡扣配合连接。光学子组件连接器36的每个可偏转部分38构造成接合光学子组件的止动部40中的一个。每个可偏转部分38包括凹部或孔42，所述凹部或孔的尺寸和形状设计成接收光学子组件的止动部40中的一个，以将光学子组件固定到微连接器16(例如，微连接器壳体30)。在所示的实施例中，每个可偏转部分38的孔42相对于壳体30在周向方向上沿长度延伸。孔42从微连接器壳体30的内腔32朝着并穿过微连接器壳体(例如，可偏转部分38)的外表面延伸。为了将微连接器16和光学子组件14连接在一起，光学子组件相对于微连接器16向近侧移动到微连接器壳体30的内腔32中。随着光学子组件14向近侧移动，每个止动部40接合可偏转部分38，从而使可偏转部分大致径向向外偏转。止动部40的近侧边缘边沿被斜切或成角度以促进可偏转部分38的偏转。一旦止动部40与孔42对准，可偏转部分38就返回或弹回其未变形(例如，未偏转)状态，从而将止动部40固定在孔42中(图1)。应当理解，止动部40而不是可偏转部分38可以弹性地偏转，或者可偏转部分38和止动部40都可以偏转。

在常规布置中，光学子组件被附接或安装到光纤连接器壳体，所述光纤连接器壳体能够以固定的方式连接(例如，配合地连接)到其他光纤连接器壳体。因此，常规光学子组件需要被附接到附加结构，以用于与其他光纤接头(例如，连接器、插芯等)形成固定的连接。相比之下，本公开的微连接器16可以直接附接到光学子组件14以固定插芯组件12和光学子组件之间的光学连接，从而消除了将光学子组件附接到典型地形成固定连接的附加结构的需要。

在所示的实施例中，微连接器16是成一体的一件式部件。例如，微连接器16可以是单件模制塑料。在其他实施例中，微连接器16可以由耦合或固定在一起的两个或更多个构件形成。

仍然参考图1-3，插芯组件12、光学子组件14和微连接器16可以各自包括一个或多个用于将插芯组件和光学子组件相对于彼此定向和对准的定向器。插芯组件12包括插芯组件定向器44，并且微连接器16(例如，微连接器壳体30)包括微连接器定向器46(例如，第一微连接器定向器)。插芯组件定向器44和微连接器定向器46构造成彼此接合，以使插芯组件12和微连接器16相对于彼此定向。换句话说，微连接器定向器46宽泛地构造成接合插芯组件12，以相对于微连接器壳体30定向插芯组件。此外，插芯组件定向器44和微连接器定向器46之间的接合抑制插芯组件12和微连接器16彼此相对旋转。在所示的实施例中，插芯组件定向器44包括突起48，并且微连接器定向器46包括尺寸和形状设计成接收突起的槽50(宽泛地，凹部)。突起48从插芯主体20径向向外延伸。槽50具有开口远端，以允许突起48向近侧移动到槽中。在所示的实施例中，微连接器壳体30限定了两个大致相对的槽50(图3)。每个槽50由光学子组件连接器36的两个可偏转部分38的相对侧限定。插芯组件定向器44的突起48可以接收在两个槽50中的任一个中。

光学子组件14包括光学子组件定向器52(例如，第一光学子组件定向器)。第一光学子组件定向器52构造成由第一微连接器定向器46接合以相对于微连接器16定向光学子组件14。因此，第一微连接器定向器36接合插芯组件12和光学子组件14两者。在所示的实施例中，第一光学子组件定向器52包括突起54。突起54从容座24径向向外延伸。与突起48一样，突起54的尺寸和形状设计成由第一微连接器定向器46的槽50接收。在所示的实施例中，光学子组件14包括另一光学子组件定向器56(例如，第二光学子组件定向器)，并且微连接器16还包括另一微连接器定向器58(例如，第二微连接器定向器)。第二光学子组件定向器56和第二微连接器定向器58构造成彼此接合，以使插芯组件12和微连接器16相对于彼此定向。换句话说，第二光学子组件定向器56宽泛地构造成接合光学子组件14，以相对于微连接器壳体30定向光学子组件。在所示的实施例中，第二光学子组件定向器56包括多个(宽泛地，一个或更多个)大体上平面表面或平坦部60，并且第二微连接器定向器58包括多个(宽泛地，一个或更多个)对应的大体上平面表面或平坦部62。光学子组件14的每个大体上平面表面60对应于微连接器16的平面表面62。在所示的实施例中，光学子组件14的大体上平面表面60在止动部40的大致相对侧上，并且微连接器16的大体上平面表面62限定了内腔32的至少一部分(例如，内腔的远端的一部分)。换句话说，止动部40与大体上平面侧表面60一起用作键，其尺寸和形状设计成对应于内腔32的远端的尺寸和形状，使得仅当在相对于内腔的特定定向时止动部40才可以插入内腔中。此外，第一光学子组件定向器52和第一微连接器定向器46和/或第二光学子组件定向器56和第二微连接器定向器58之间的接合(宽泛地，接合中的至少一者)抑制了插芯组件12和微连接器16彼此相对旋转。抑制插芯组件12、光学子组件14和微连接器16彼此相对旋转可以减少或抑制系统部件(例如，光纤22和/或电缆28)上的应力，否则可能会损坏这些部件。定向器44、46、52、56、58的其他配置在本公开的范围内。维持适当的定向允许插芯组件12中的PM光纤和光学子组件14被适当地对准以用于跨光纤的接合处的发射。

参考图2，微连接器组件10还可以包括弹簧64，例如螺旋弹簧。弹簧64构造成将插芯组件12朝向光学子组件14偏置。通过弹簧64对插芯组件12的偏置有助于维持插芯组件与光学子组件14之间的光学连接。在所示的实施例中，弹簧64的一端接合微连接器16(例如，止挡部34)，并且弹簧的另一端接合插芯组件12，并且将插芯组件沿朝光学子组件14离开壳体30的方向偏置。

在操作中，微连接器16固定插芯组件12和光学子组件14之间的光学连接。为了组装微连接器组件10，首先将弹簧64和插芯组件12向近侧插入微连接器壳体30的内腔32中。为了将插芯组件12插入内腔32中，使插芯组件相对于微连接器16定向(例如，旋转)，使得插芯组件定向器44与第一微连接器定向器46对准。在将插芯组件定向器44与第一微连接器定向器46对准之后，将插芯组件12向近侧移动到微连接器16的壳体30中。随着插芯组件12向近侧移动，突起48移动到槽50中并沿着槽移动，从而保持在套管组件12和微连接器16之间的定向。在将插芯组件12定位在壳体30中之后，光学子组件14和微连接器16附接在一起。光学子组件14和微连接器16彼此相对定向，使得第一光学子组件定向器52与第一微连接器定向器46对准，并且第二光学子组件定向器56与第二微连接器定向器58对准。在对应的定向器46、52、56、58对准之后，将光学子组件14相对于微连接器16向近侧移动到微连接器壳体30的内腔32中。随着光学子组件14向近侧移动，突起54移动到槽50中并沿着槽移动，所述一个或多个大体上平面表面60移动到内腔32中并沿着内腔和沿着微连接器壳体30的大体上平面表面62移动，从而保持光学子组件和微连接器16之间的定向。此外，止动部40与光学子组件连接器36(例如，其可偏转部分38)接合并使其偏转，从而允许止动部40移动到内腔32中并朝孔42移动。一旦光学子组件14的止动部40与光学子组件连接器36的孔42对准，光学子组件连接器(例如，可偏转部分38)就返回到其未偏转状态，从而将止动部定位在孔中，并且将微连接器16固定到光学子组件14。此外，随着插芯组件12移动到微连接器16中，插芯组件12的插芯18移动到光学子组件的容座24中，从而在插芯组件和光学子组件之间形成光学连接。优选地，将光学子组件14和微连接器16耦合在一起使弹簧64压缩，从而将插芯组件12朝光学子组件偏置。

参考图5和图6，根据本公开的微连接器组件的另一实施例总体上由附图标记110表示。微连接器组件110大致类似于微连接器组件10，并且因此，为了易于理解，在使用相似、类似或相同的部件处，采用高“100”单位的附图标记。因此，除非另有明确说明或指出，否则关于微连接器组件10的上述描述也适用于微连接器组件110。

在该实施例中，微连接器组件110具有用于使插芯组件112、光学子组件116和/或微连接器116相对于彼此定向和对准的定向器的不同配置。例如，在该实施例中，光学子组件116包括仅一个光学子组件定向器156。在所示的实施例中，光学子组件定向器156对应于上述的第二光学子组件定向器56。在其他实施例中，用于光学子组件114的所述一个光学子组件定向器可以对应于(例如，是)上述的第一光学子组件定向器52。而且，在所示的实施例中，插芯组件定向器144包括槽149(宽泛地，凹部)。槽149由插芯主体120限定。微连接器116(例如，微连接器壳体130)包括构造成接合插芯组件定向器144的微连接器定向器146(例如，第一微连接器定向器)。在该实施例中，微连接器定向器146包括突起147。插芯组件定向器144的槽149的尺寸和形状设计成接收微连接器定向器146的突起147。在该实施例中，微连接器定向器146仅由插芯组件114而不由光学子组件114接合。突起147大致延伸到微连接器116的内腔132中，以接合插芯组件112。当插芯组件112在微连接器116的内腔132中向近侧移动时，槽149与突起147对准并沿突起移动，以保持插芯组件112和微连接器116相对于彼此定向。在该实施例中，微连接器壳体130仍然限定在光学子组件连接器136的可偏转部分138之间的槽150。另外，微连接器组件110与微连接器组件10大致相同，并且以大致相同的方式组装、作用和操作。

在一个实施例中，微连接组件10、110可以作为套件来提供，包括插芯组件12、112、光学子组件14、14'、114、微连接器16、116和弹簧64、164。在另一个实施例中，微型连接组件10、110可以作为套件来提供，包括插芯组件12、112、微连接器16、116和弹簧64、164，用于连接到已经存在的光学子组件14、14'、114。其他套件配置在本公开的范围内。

在不脱离所附权利要求书所限定的本发明的范围的情况下，可以对所公开的实施例进行修改和变化。例如，在给出特定尺寸的情况下，应当理解，它们仅是示例性的，其他尺寸也是可能的。

当介绍本发明或其实施例的元件时，冠词“一”、“一个”、“该”和“所述”旨在表示存在一个或多个元件。术语“包括”、“包含”和“具有”旨在是包括性的，并且意味除所列元件外可能还有其他元件。

由于可以在不脱离本发明的范围的情况下对上述结构、产品和方法进行各种改变，因此，上述说明中所包含的以及附图中所示出的所有内容均应理解为说明性的，而不是限制性的。

Claims

1.一种微连接器套件，包括：

与光纤耦合的插芯组件，所述插芯组件包括插芯；

构造成接收电信号并发射光信号的光学子组件，所述光学子组件包括尺寸和形状设计成接收插芯组件的插芯的容座，以用于在插芯组件和光学子组件之间形成光学连接；和

构造成固定插芯组件与光学子组件之间的光学连接的微连接器，所述微连接器包括微连接器壳体，所述微连接器壳体构造成与光学子组件形成直接的配合连接，以固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接。

2.根据权利要求1所述的微连接器套件，其中，所述微连接器壳体包括内腔，所述内腔的尺寸和形状设计成接收所述插芯组件和所述光学子组件的至少一部分，其中，当微连接器壳体与光学子组件形成配合连接以固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接时，所述插芯组件和所述光学子组件至少部分地布置内腔中。

3.根据权利要求1所述的微连接器套件，其中，所述插芯组件包括插芯组件定向器，并且所述微连接器包括微连接器定向器，所述微连接器定向器构造成接合所述插芯组件定向器，以相对于所述微连接器定向所述插芯组件。

4.根据权利要求3所述的微连接器套件，其中，所述插芯组件定向器和所述微连接器定向器之间的接合抑制所述插芯组件和所述微连接器相对于彼此旋转。

5.根据权利要求4所述的微连接器套件，其中，所述插芯组件定向器包括突起，并且所述微连接器定向器包括槽，所述槽的尺寸和形状设计成接收所述突起。

6.根据权利要求4所述的微连接器套件，其中，所述微连接器定向器包括突起，并且所述插芯组件定向器包括槽，所述槽的尺寸和形状设计成接收所述突起。

7.根据权利要求1所述的微连接器套件，其中，所述光学子组件包括止动部，所述微连接器壳体构造成接合所述止动部，以固定所述插芯组件和所述光学子组件之间的光学连接。

8.根据权利要求7所述的微连接器套件，其中，所述止动部与所述微连接器壳体形成卡扣配合连接。

9.根据权利要求1所述的微连接器套件，其中，所述光学子组件包括第一光学子组件定向器，并且所述微连接器包括第一微连接器定向器，所述第一微连接器定向器构造成接合所述第一光学子组件定向器，以相对于所述微连接器定向所述光学子组件。

10.根据权利要求9所述的微连接器套件，其中，所述光学子组件包括第二光学子组件定向器，并且所述微连接器包括第二微连接器定向器，所述第二微连接器定向器构造成接合所述第二光学子组件定向器，以相对于所述微连接器定向所述光学子组件。

11.根据权利要求10所述的微连接器套件，其中，所述第一光学子组件定向器与所述第一微连接器定向器之间的接合或所述第二光学子组件定向器与所述第二微连接器定向器之间的接合中的至少一者抑制所述插芯组件和上述微连接器相对于彼此旋转。

12.根据权利要求10所述的微连接器套件，其中，所述第一光学子组件定向器包括突起，并且所述第一微连接器定向器包括槽，所述槽的尺寸和形状设计成接收所述突起。

13.根据权利要求10所述的微连接器套件，其中，所述第二光学子组件定向器包括大致平面表面，并且所述第二微连接器包括对应的大致平面表面。

14.根据权利要求1所述的微连接器套件，还包括弹簧，所述弹簧构造成将所述插芯组件朝向所述光学子组件偏置。

15.根据权利要求1所述的微连接器套件，其中，所述光学子组件包括猪尾型光学子组件或光纤短截线型光学子组件中的一种。

16.一种用于固定插芯组件和光学子组件之间的光学连接的微连接器，所述微连接器包括：

微连接器壳体，所述微连接器壳体限定尺寸和形状设计成接收插芯组件和光学子组件的内腔，所述微连接器壳体包括：

第一定向器，所述第一定向器构造成接合所述插芯组件以相对于所述微连接器壳体定向所述插芯组件；

第二定向器，所述第二定向器构造成接合所述光学子组件以相对于所述微连接器壳体定向所述光学子组件；和

光学子组件连接器，所述光学子组件连接器构造成接合所述光学子组件以将所述光学子组件固定到所述微连接器壳体。

17.根据权利要求16所述的微连接器，其中，所述第一定向器包括槽，所述槽的尺寸和形状设计成接收所述插芯组件的突起。

18.根据权利要求16所述的微连接器，其中，所述第二定向器包括大致平面表面，所述大致平面表面构造成接合所述光学子组件的对应的大致平面表面。

19.根据权利要求16所述的微连接器，其中，所述光学子组件连接器构造成与所述光学子组件形成卡扣配合连接。

20.根据权利要求19所述的微连接器，其中，所述光学子组件连接器包括从所述壳体的内腔朝向所述壳体的外表面延伸的孔，所述孔的尺寸和形状设计成接收所述光学子组件的止动部以将所述光学子组件固定到所述微连接器壳体。