CN1217070A - 转角的机械式光连接器 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及转角机械式光连接器(10)及其制造方法。连接器(10)包括固定件(1),后者带有从固定件第一侧(1a)到固定件第二侧(1b)延伸在固定件(1)上表面的两种尺寸的平行直槽(2,3)。盖板(4)固定在固定件(1)的上面。把光纤(8)的光纤端部(8a)放入由固定件较小的槽(2)与盖板(4)之间形成的毛细管中,使之从固定件一侧(1b)伸出。塑料封壳(11)完全或部分地包围固定件(1)、盖板(4)和光纤(8)。光纤(8)在与由固定件的槽所确定的方向不同的方向从塑料封壳(11)伸出。连接器(10)在其另一端(10b)也可以具有上述类型的机械式光接口。

Description

转角的机械式光连接器
本发明涉及转角的机械式光连接器及其生产方法。
为了降低光纤连接总成本，采用了多光纤接触件。其优点在于，可以同时对几条光纤进行费时因而成本高的安装工作及随后的工作阶段。已经知道多光纤连接器的几个实施例。
这些实施例中的一个是日本的所谓主干线(MT)连接器。这是以其中安装了(胶结了)光纤的热塑塑料挤压成形的精密件为基础的。
在多光纤连接器的另一个实施例中，MT兼容光连接器被直接挤压成形在光纤上，见瑞典专利申请9301858-8。把光纤和导向销钉放入和固定在阴模本身的V形槽中，然后进行挤压。这个方法意味着胶结步骤消失了，这使生产合理化，预期会降低成本。但对模槽却提出了高精度的要求。
另一种方法利用小的精密件，即所谓固定件，作为微机械支持件。精密件可以用例如硅来生产，这样从一个硅圆盘获得若干个精密件，从而降低制造成本。精密件使光纤和导向销钉彼此相对定位，并镶铸在连接器中。这可以大大减轻对模槽的精度要求。
光学短距离链接比电气短距离链接变得更有竞争性，它们将用在现有设备的实践中。为了使电学和光学组件能够并存于传统的插件布线侧设备实践中、并以此改善经济有效的总体解决办法的机会，需要几种新的光学部件。其中之一是所谓直角连接器。这种直角连接器的目的可能是在电路板和插件布线侧之间提供节省空间的光学连接。
在英国专利GB2 256 286中描述了一种光纤用的弯曲模块，它包括两件式外壳，后者形成光纤通道。弯曲模块可以安装在板上。但是，弯曲模块并不是打算用于光纤带缆，而是只用于单根光纤。
本发明的目的是实现一种光纤带缆用的转角光连接器，后者可以在例如电路板和插件布线侧之间快速而容易地连接，并给出非常低的衰减。所述连接器应该具有高的机械精度，而且制造简单，成本低。
这是利用精密件作为微型机械支持件来实现的。制造带有光纤和导向销钉用的槽的精密件。盖板固定在所述精密件上面，而光纤和导向销钉定位在各自的槽中。然后在为此目的而准备的模槽内产生转角封壳。
精密件或固定件具有从固定件第一侧到固定件第二侧延伸在固定件上表面的平行直槽，这些槽一部分用于来自、例如、光纤带缆的光纤，一部分用于导向销钉。盖板例如用阳极焊接法固定在固定件上面。把来自光纤带缆的剥了皮的光纤端头放入为光纤准备的槽中，使得光纤端头从固定件的第二侧伸出。把导向销钉放入为导向销钉准备的槽中。它们都从固定件的第一侧和第二侧伸出。
这种结构(固定件、密封盖、光纤端头和导向销钉)完全或部分地被封壳、具体地说被塑料制的封壳包围。光纤带缆在后侧从封壳伸出。固定件这样定位、使得光纤带缆在塑料封壳内弯曲预定的角度。
在一个替代的实施例中，带有盖板和导向销钉的第二固定件装在光纤带缆的另一端，因而在这种情况下，光纤也被剥皮。所得的结构(在光纤带缆每一端借助于固定件、盖板和导向销钉安装的光纤带缆)完全或部分地被包围在封壳、具体地说在塑料制的封壳中。这两个固定件这样定位、使得光纤带缆在塑料封壳内弯曲预定的角度。
在封壳内光纤最好弯曲90°，但也可以弯曲成其他角度，例如180°。可以将光纤的端部抛光。
固定件的第二侧可以被塑料复盖，这使任何必要的抛光都变得容易些。利用模槽中适当形状的对顶装置(例如借助于斜削)(这产生带有标志的印痕)，在抛光过程中就能较容易地匹配到达固定件第二侧的距离。
本发明的一个优点是，可以快速而容易地连接所述连接器，并具有高的机械精度。另外，制造简单，成本低。
本发明的另一个优点是，当采用微型机械支持件时显著降低了对模槽精度的要求。这样生产过程也变得比较合理。
本发明的再一个优点是，镶铸的固定件在塑料中起锚定件的作用，并简化光纤的固定。
本发明还有一个优点是，如果把连接器模压在光纤和固定件上(亦即若光纤不必胶粘)，则制造简单，成本较低。
另外，若固定件的第二侧用塑料复盖，因而随后只需要抛光光纤和塑料的结合部分，则任何必要的抛光都变得比较容易。利用能产生带有标记的印痕的对顶装置，就可以在抛光过程中匹配到达固定件的第二侧的距离。
下面将参照附图更深入地描述本发明。
图1和2举例说明按照本发明最佳实施例的高精密件。
图3和4举例说明按照本发明最佳实施例的带有盖板而且光纤和导向销钉分别定位后的高精密件。
图5-7举例说明按照本发明最佳实施例的转角机械式光连接器。
图8举例说明按照本发明另一最佳实施例的转角机械式光连接器。
图1和2以透视图方式和从一侧表示最好用硅制造的高精密件或固定件1。固定件l具有例如，来自光纤带缆的光纤用的槽2。在图1和2中槽2的数目是8，但可以是任意数目。固定件1还具有导向销钉用的槽3(导向销钉用于外部机械连接)。槽2,3可以具有任何一种任意的断面形状，但最好呈V形。槽3最好具有平底。以下它们将被称作V形槽。所有的V形槽都是直的平行的，并延伸在所述固定件的上侧，从固定件第一侧1a到固定件第二侧1b。
最好在一块硅圆盘上同时制造几个固定件。所有的V形槽都借助于同一个掩模限定，此后进行湿刻蚀。由此V形槽2,3之间的精度得到保证。
按照本发明，固定件1上面固定着用玻璃、硅或其他某种材料制成的上部件或盖板4。图3和4以透视方式并从一侧显示固定件1和盖板4。用于光纤的V形槽2与盖板4一起形成三角形的毛细管，与光纤外径精密配合。盖板在用于导向销钉的V形槽上面可以具有凹槽5，它与导向销钉的外部尺寸允许松配合。盖板4可以用焊接技术，例如阳极焊接与固定件1结合。盖板4的材料1的选择决定了采用哪一种焊接方法。焊接最好对所述硅圆盘上所有的固定件同时进行，然后将单独的元件锯开。
按照本发明，光纤8从固定件的第一侧1a插入三角形毛细管(亦即为光纤准备的槽2)中，使得光纤端头8a从固定件的第二侧1b伸出。光纤8可以从，例如，在一端剥去保护外皮并且剥去各根光纤的保护外皮7的光纤带缆6产生。盖板4和/或固定件1可以在光纤8插入的一侧切成斜角，使得三角形毛细管得到漏斗状开孔(各图中均未示出)。这大大地方便了光纤8的插入。
光线8可以用任何一种合适的方法例如胶粘在V形槽2上，但这并不是必须的。它们可以在例如封壳11成形的过程中固定在模槽内。导向销钉9插入为所述导向销钉准备的槽3中。
这种结构(固定件1、盖板4、光纤8和导向销钉9)可以完全地或部分地被封壳11包围，见图5，封壳最好用塑料制成。光纤带缆8在后侧从塑料封壳11伸出。固定件1这样定位、使得光纤带缆8在塑料封壳11中弯曲预定的角度。光纤8最好(以预定的弯曲半径)弯曲90°角。
塑料封壳11最好用注射模塑法或挤压法(压铸法)生产。若封壳用其他材料制成，则可采用其他成形方法。在模槽中的定位最好用与瑞典专利中请No.9403573-0提出的方法完成，亦即用向上的力(例如弹簧力)从下面作用在固定件1上，以便用适当形状的对顶面(从上面)使模槽导向销钉9顶住V形槽的侧壁3a，从而固定固定件和光纤。应当这样构造槽2,3、使得固定在三角形毛细管中的光纤8的中心线与导向销钉9的中心线处于同一平面上。
所获得的光学和机械接口最好应该是MT连接器接口。可以采用直接在光纤带缆8和固定件1上注射模塑的方法，因而在这种情况下，光纤带缆8不必用胶粘，简化了生产，减低了成本。
图5以透视方式示意地表示成品的连接器10。在这里为了举例说明的目的，所述连接器的一侧作成透明的。图6表示连接器的剖面图，而在图7中表示从正面看去的连接器。做好的连接器最好有与模槽中用的导向销钉不一样的导向销钉9。导向销钉的长度可以是不同的(参见图3，图5和图6)。
在另一个实施例中，连接器10在两端具有如图8所示的机械式光接口。为举例说明的目的，所述连接器的一侧也作成透明的。带有盖板4’和导向销钉9’的第二个精密件1’随后安装在光纤带缆的第二端8b，为此后者也剥去外皮。带有盖板4’和导向销钉9’的第二个精密件1’在外形上最好与前一实施例所描述的相同。光纤带缆8应该具有适合于完全浇铸入封壳11中的长度。所得的结构(光纤带缆8以及装于它的每一端8a,8b的固定件1,1’、盖板4,4’和导向销钉9,9’)完全或部分地被塑料封壳11包围。两个固定件1,1’这样定位、使得光纤带缆8在塑料封壳11内弯曲预定的角度，例如90°。
按照本发明的直角光连接器10可以，例如，用来在电路板和布线侧之间提供节省空间的光学连接。
在再一个实施例中，连接器在光纤带缆的进、出端之间具有180°的角度(未示出)。这种弯曲成U形的连接自然可以用上述方法生产。它可以用于相邻两板之间光信号的环路连接。
为了在连接器连接时把衰减减到最小，将光纤的端部8a,8b抛光。光纤端部8a,8b的抛光可能引起问题，因为许多不同的材料出现在连接器的正面10a,10b。通过使在模槽内具有固定件1用的对顶表面，并利用光纤8的刚性，可以模塑出这样的精密件1,1’、其中只有光纤端部8a,8b从连接器的正面10a,10b伸出，例如，如图6所示。在这种情况下，按照本发明，正如对普通MT连接器所作的那样，抛光只对塑料封壳的正面11a和光纤端部8a,8b进行。
或者，可以使模槽具有这样的形状、即形成塑料舌片(未示出)，后者复盖住从塑料封壳正面11a伸出的光纤端部8a,8b。具体地说，在靠近塑料封壳的正面11a处所述舌片具有细腰部(未示出)，使得所述舌片在塑料封壳铸造之后可以容易地(在细腰部处)断开。然后在正面的断裂面上进行抛光。
若模槽内的对顶表面用适当的方法(例如，斜削)制造，则来自对顶表面的印痕12,13也可以用作标记，用来确定在塑料封壳正面11a和被包裹的固定件1,1’之间应该留多少塑料，使得抛光能够在预定的距离上停止。
利用如同本发明中的微型机械支持件，就可以显著地降低对模槽的精度要求。与槽必须处于工具内的情况相比，槽2,3被污染的危险性显著减小。这样生产起来就合理多了。镶铸的固定件1,1’在塑料中起锚定件的作用，并使光纤易于固定。
如果把光纤8直接注射模塑在微型机械支持件1上，则传统的胶粘工序就消失了，这使制造变得简单，成本降低。
若固定件的第二侧1b,1’b用塑料复盖，因而只须对光纤和塑料的结合处进行抛光，则抛光就变得比较简单。利用产生带有标志的印痕的对顶面，就可以在抛光过程中使到达固定件另一侧的距离得到匹配。

Claims (20)

1．一种转角机械式光连接器(10)，其特征在于包括：
-固定件(1)，它带有从固定件第一侧(1a)到固定件第二侧(1b)延伸在固定件(1)上表面的两种尺寸的平行直槽(2,3)，
-盖板(4)，固定在固定件(1)的上面，
-光纤(8)，其端部(8a)放入由固定件较小的槽(2)与盖板(4)之间形成的毛细管中，使之从固定件一侧(1b)申出，以及
-封壳(11)，后者完全或部分地包围固定件(1)、盖板(4)和光纤(8)，而且光纤(8)以与固定件的槽所确定的方向不同的方向从封壳伸出。
2．一种转角机械式光连接器(10)，其特征在于包括：
-两个固定件(1,1’)，带有从固定件第一侧(1a,1’a)到固定件第二侧(1b,1’b)延伸在固定件(1,1’)上表面的两种尺寸的平行直槽(2,3)，
-盖板(4,4’)，在每个固定件(1,1’)的上面固定一个，
-预定长度的光纤(8)，其端部(8a,8b)分别安装在各自的固定件(1,1’)中的由固定件(1,1’)较小的槽(2)与盖板(4,4’)之间形成的毛细管中，使它们从各自的固定件一侧(1b,1’b)伸出，由此，把固定件(1,1’)这们放置、使得光纤(8)在固定件(1,1’)之间弯曲预定的角度，以及
-封壳(11)，后者完全或部分地包围固定件(1,1’)、盖板(4,4’)和光纤(8)。
3．按照权利要求1或2的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：光纤(8)被弯曲90°角。
4．按照权利要求1或2的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：光纤(8)被弯曲180°角。
5．按照权利要求1-4中任一个的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：导向销钉(9,9’)放置在大槽(3)中。
6．按照权利要求1-5中任一个的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：光纤端部(8a,8b)与所述连接器的边沿(10a,10b)对齐。
7．按照权利要求1-6中任一个的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：光纤端部(8a,8b)是经过抛光的。
8．按照权利要求1-7中任一个的转角机械式光连接器(10)，其特征在于：封壳(11)用塑料制成。
9．一种用于生产转角机械式光连接器(10)的方法，其特征在于：
-这样制造固定件(1)、使得平行直槽(2,3)从固定件第一侧(1a)到固定件第二侧(1b)延伸在固定件(1)上表面，并且这些槽一部分用于光纤，一部分用于导向销钉，
-把盖板(4)固定在固定件(1)的上面，
-将光纤端部(8a)从固定件第一侧(1a)插入为光纤准备的槽(2)中，使得光纤端部(8a)从固定件第二侧(1b)伸出，
-将导向销钉(9)插入为导向销钉准备的槽(3)中，
-把所得结构(固定件(1)、盖板(4)、光纤端部(8a)和导向销钉(9))这样定位在模槽中、使得光纤(8)弯曲预定的角度，以及
-用封壳(11)完全或部分地包围所述结构。
10．按照权利要求9的方法，其特征在于：
-这样制造第二固定件(1’)、使得各平行直槽从固定件第一侧(1’a)到固定件第二侧(1’b)延伸在固定件(1’)上表面，并且，这些槽一部分用于光纤，一部分用于导向销钉，
-把第二盖板(4’)固定在第二固定件(1’)的上面，
-将光纤端部(8b)从固定件第一侧(1’a)插入第二固定件(1’)上为光纤准备的槽中，使得光纤端部(8b)从固定件第二侧(1’b)伸出，
-将导向销钉(9’)插入第二固定件(1’)上为导向销钉准备的槽(3)中，以及
-把这种子结构(固定件(1’)、盖板(4’)、光纤端部(8b)和导向销钉(9’))也定位在所述模槽中，用封壳(11)将其包围。
11．按照权利要求9或10的方法，其特征在于：借助于注射模塑法或压铸法周塑料封壳(11)包围固定件(1,1’)、盖板(4,4’)、光纤端部(8a,8b)和导向销钉(9,9’)。
12．按照权利要求9-11中任何一个的方法，其特征在于：把光纤(8)定位在模槽中，使得它们弯曲90°角。
13．按照权利要求9-11中任何一个的方法，其特征在于：把光纤(8)定位在模槽中，使得它们弯曲180°角。
14．按照权利要求9-13中任何一个的方法，其特征在于：把从所述连接器的正面(10a,10b)伸出的光纤端部(8a,8b)抛光。
15．按照权利要求9-14中任何一个的方法，其特征在于：盖板(4,4’)在导向销钉的V形槽(3)上面被斜削(5)，以便获得与所述导向销钉的外部尺寸的松配合。
16．按照权利要求9-15中任何一个的方法，其特征在于：盖板(4,4’)用焊接方法固定在固定件(1,1’)上。
17．按照权利要求9-16中任何一个的方法，其特征在于：所述模槽形成对顶面，用来定位所述结构，使得当形成连接器(10)时，至少包括固定件第二侧(1b,1’b)的所述结构的一侧被塑料所复盖。
18．按照权利要求17的方法，其特征在于：以这样的方式形成所述对顶面、使得所述对顶面造成的印痕(12,13)可以用作标记，用以确定连接器的表面(10a,10b)和固定件第二侧(1b,1’b)的距离有多大。
19．按照权利要求17或18的方法，其特征在于：从固定件第二侧(1b,1’b)伸出的光纤端部(8a,8b)被带有细腰部的塑料舌片包围，并在连接器(10)形成后在细腰部处将塑料舌片断开。
20．按照权利要求9-19中任何一个的方法，其特征在于：在所述模槽内用向上的力从下面作用在固定件(1,1’)上，使得借助于对顶面从上面使模槽导向销钉(9,9’)与V形槽的侧壁(3a)接触。
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