DE10106623C2 - Optische Signalübertragungsvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Signalübertra­ gungsvorrichtung für die Übertragung von optischen Signalen zwischen einer Anzahl von Lichtsignalabgabeelementen und ei­ ner Anzahl von Lichtsignalaufnahmeelementen, mit wenigstens einer Lichtleiteinrichtung, der die jeweiligen Lichtsignalab­ gabeelemente und die jeweiligen Lichtsignalaufnahmeelemente zugeordnet sind und die gegebenenfalls zusammen mit wenigs­ tens einer zur Übertragung von elektrischen Signalen dienen­ den Leiterplatte zu einer Signalübertragungs-Plattenanordnung zusammengefasst ist.

Eine optische Signalübertragungsvorrichtung der vorstehend angegebenen Art ist bereits bekannt (siehe Tagungsband zum 3. Workshop "Optik in der Rechnertechnik" 8. Dezember 1998, Sei­ ten 3, 4). Bei der bekannten optischen Signalübertragungsvor­ richtung ist die jeweilige Lichtleiteinrichtung durch einen optischen Wellenleiter gebildet. Dadurch ist jedoch jeweils nur eine optische Punkt-zu-Punkt-Verbindung vom einen Ende zum anderen Ende des jeweiligen optischen Wellenleiters hin möglich. Nachdem solche optischen Wellenleiter in der Regel ortsfest in der jeweiligen Signalübertragungs-Plattenvor­ richtung angeordnet sind, ist mithin keine flexible Anordnung von Lichtsignalabgabeelementen und Lichtsignalaufnahmeelemen­ ten möglich. Überdies werden in der Regel nur optische Signa­ le einer Wellenlänge durch solche optischen Wellenleiter übertragen.

Es ist ferner eine Halbleiterschaltung mit einer optischen Signalübertragungseinrichtung bekannt (EP 0 366 974 A1), bei der innerhalb eines Substrats ein Lichtwellenleiter vorgese­ hen ist, in dem sich Vertiefungen befinden, in die optische Wandler eingesetzt sind. Damit sind jedoch auch in diesem Falle lediglich ortsfeste optische Punkt-zu-Punkt-Verbindungen innerhalb des erwähnten Substrats möglich. Über den Ein­ satz von unterschiedlichen Wellenlängen bei der optischen Signalübertragung ist in diesem Zusammenhang nichts bekannt.

Außerdem ist eine optische Signalübertragungseinrichtung be­ kannt (US 4,758,063), die eine optisch transparente Übertra­ gungs- bzw. Leiterschicht aufweist. Mit dieser optischen Ü­ bertragungs- bzw. Leiterschicht sind einzelne optische Bau­ elemente mittels optischer Fasern oder Stäbe verbunden, die durch Ultraschall mit der betreffenden optischen Übertra­ gungs- bzw. Leiterschicht verschweißt sind. Damit sind auch hier lediglich ortsfeste optische Punkt-zu-Punkt-Verbindungen innerhalb des erwähnten Substrats möglich. Über den Einsatz von unterschiedlichen Wellenlängen bei der optischen Signal­ übertragung ist auch in diesem Zusammenhang nichts bekannt.

Es ist schließlich auch schon ein als Wellenleiter bezeichne­ ter lichtleitender Körper bekannt (EP 0 864 894 A1), der für die Übertragung unterschiedlicher Wellenlängen geeignet ist und der auf seiner Oberfläche an definierten Stellen Lichtzu­ gangs- und Lichtaustrittsbereiche aufweist. Aufgrund der er­ wähnten Breitbandeigenschaft eignet sich der betreffende be­ kannte Wellenleiter als lokaler Bus in einem Rechnersystem. Da lediglich an definierten Stellen des Wellenleiters Licht­ zugangs- und Lichtaustrittsbereiche vorgesehen sind, sind auch hier lediglich ortsfeste optische Punkt-zu-Punkt-Ver­ bindungen innerhalb des Wellenleiters möglich. Über den Ein­ satz von unterschiedlichen Wellenlängen bei der optischen Signalübertragung ist auch in diesem Zusammenhang nichts be­ kannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine optische Sig­ nalübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art so wei­ terzubilden, dass auf relativ einfache Weise eine flexible Anordnung der Lichtsignalabgabeelemente und der Lichtsignal­ aufnahmeelemente ermöglicht ist.

Gelöst wird die vorstehend aufgezeigte Aufgabe bei einer op­ tischen Signalübertragungsvorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch, dass die jeweilige Lichtleitein­ richtung aus einer für die zur optischen Signalübertragung benutzten Lichtwellenlängen zumindest dämpfungsarmen Licht­ leitschicht besteht, deren Außenflächen lichtreflektierend sind,
dass die Lichtsignalabgabeelemente und die Lichtsignalaufnah­ meelemente in die Signalübertragungs-Plattenanordnung so ein­ gefügt sind, dass ihre Lichtabgabebereiche bzw. ihre Licht­ aufnahmebereiche zu der jeweiligen optischen Lichtleitschicht für die Abgabe bzw. Aufnahme von Lichtsignalen ausgerichtet sind,
und dass die Lichtsignalabgabeelemente und die Lichtsignal­ aufnahmeelemente entweder selbst oder in Verbindung mit ihnen zugeordneten Sende- bzw. Empfangseinrichtungen jeweils wel­ lenlängenindividuell betreibbar sind.

Die Erfindung zeichnet sich durch den Vorteil aus, dass eine besonders einfach herzustellende optische Signalübertragungs­ vorrichtung geschaffen ist, die eine sehr viel flexiblere An­ ordnung der Lichtsignalabgabeelemente und der Lichtsignalauf­ nahmeelemente ermöglicht als dies bei der bisher bekannten optischen Signalübertragungsvorrichtung der Fall ist, bei der als jeweilige Lichtleiteinrichtung ein einzelner optischer Wellenleiter eingesetzt ist.

Die vorliegende Erfindung eröffnet damit völlig neue Möglich­ keiten in der Leiterplatten- bzw. Baugruppentechnologie. Die als jeweilige Lichtleiteinrichtung verwendete jeweilige Mate­ rial- bzw. Lichtleitschicht ermöglicht die Übertragung mehre­ rer optischer Signale, entweder mit gleicher oder unter­ schiedlicher Wellenlänge, und gestattet somit, das WDM- Übertragungsprinzip (aus dem Englischen: Wavelength Division Multiplex - Wellenlängen-Multiplex) anzuwenden So ist es bei­ spielsweise ohne weiteres möglich, von einer Lichtsignalabga­ beeinrichtung optische Signale mit einer Vielzahl von Wellenlängen abzugeben, die von wellenlängenspezifisch einge­ setzten Lichtsignalaufnahmeeinrichtungen individuell aufge­ nommen werden, oder aber eine gewissermaßen breitbandige Lichtsignalaufnahmeeinrichtung kann von in einer Mehrzahl vorgesehenen, wellenlängenspezifisch betriebenen Lichtsignal­ abgabeeinrichtungen abgegebene optische Signale aufnehmen. Dabei können bei der erfindungsgemäßen optischen Signalüber­ tragungsvorrichtung die einzelnen Lichtsignalabgabeelemente und Lichtsignalaufnahmeelemente an unterschiedlichsten Stel­ len in der die jeweilige Lichtleiteinrichtung bildenden Lichtleitschicht angeordnet sein, da sich die von den Licht­ signalabgabeelemente abgegebenen optischen Signale innerhalb dieser Lichtleitschicht durch Reflexion in alle Bereiche die­ ser Schicht ausbreiten und damit von den an irgendwelchen Stellen innerhalb dieser Materialschicht angeordneten Licht­ signalaufnahmeelemente aufgenommen werden können. Bei der op­ tischen Signalübertragung gemäß der Erfindung können Datenra­ ten bis zu 10 Gbit/s ohne weiteres erreicht werden, ohne dass äußere Einflüsse die Signalintegrität beeinflussen. Überspre­ chen, Groundbounce und andere EMV-Probleme treten nicht auf.

Vorzugsweise besteht die Lichtleitschicht aus Polymethylme­ tacrylat (PMMA), das ist ein Material, das nicht so zerbrech­ lich ist wie Glas, dennoch aber ausgezeichnete Kopplungsei­ genschaften aufweist.

Die Lichtsignalabgabeelemente und die Lichtsignalaufnahmeele­ mente weisen jeweils Fixierelemente auf, durch die die betreffenden Lichtsignalabgabeelemente und Lichtsignalaufnah­ meelemente der Plattenanordnung jeweils in solchen definier­ ten Stellungen anzuordnen sind, dass ihre Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche zu den jeweils vorgesehenen Lichtleit­ schichten ausgerichtet sind. Diese Maßnahme bringt den Vor­ teil einer Vereinfachung bei der Herstellung einer optischen Übertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung mit sich. Durch das jeweilige Fixierelement ist nämlich die Position der Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelemente definitiv festgelegt, so dass Justierarbeit entbehrlich ist.

Von Vorteil ist es ferner, dass bei Vorhandensein einer Mehr­ zahl von Lichtleitschichten in der genannten Plattenanordnung zumindest einige dieser Lichtleitschichten durch wenigstens eine optische Koppeleinrichtung optisch miteinander gekoppelt sind. Dadurch lassen sich die in einer Plattenanordnung vor­ handenen Lichtleitschichten gewissermaßen optisch miteinander koppeln, so dass beispielsweise einer Lichtleitschicht ledig­ lich Lichtsignalabgabeelemente zugeordnet sein können und ei­ ner anderen Lichtleitschicht lediglich Lichtsignalaufnahme­ elemente. Dabei kann so vorgegangen sein, dass gewissermaßen kombinierte Lichtsignalabgabe- und Lichtsignalaufnahmeelemen­ te jeweils in einer Einheit zusammengefaßt sind, die dann in die betreffende Plattenanordnung so eingesetzt wird, dass ih­ re Lichtabgabe- und Lichtaufnahmebereiche zu den verschiede­ nen vorhandenen Lichtleitschichten ausgerichtet sind.

Die vorstehend erwähnte optische Koppeleinrichtung ist vor­ zugsweise durch eine Umlenkspiegelanordnung, und zwar insbe­ sondere durch eine Doppelprisma-Umlenkspiegelanordnung gebil­ det. Dies bringt den Vorteil eines besonders geringen kon­ struktiven Aufwands für die Realisierung der betreffenden op­ tischen Koppeleinrichtung mit sich.

Anhand von Zeichnungen wird die Erfindung nachstehend bei­ spielsweise näher erläutert.

Fig. 1 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht ein Ausführungsbeispiel einer optischen Signalübertra­ gungsvorrichtung gemäß der Erfindung in einer Plattenanordnung.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Dar­ stellung eine ähnliche Plattenanordnung, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist.

Fig. 3 bis 6 zeigen in vergrößerten Darstellungen verschiedene Plattenanordnungen mit unterschiedlich gestalteten Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelemen­ ten.

In Fig. 1 ist in einer vergrößerten schematischen Schnittan­ sicht eine Plattenanordnung dargestellt, bei der die optische Signalübertragungsvorrichtung gemäß der Erfindung entspre­ chend einer Ausführungsform realisiert ist. Die Plattenanord­ nung weist gemäß Fig. 1 eine Lichtleitschicht 1 auf, die aus einem Material besteht, welches für die im Rahmen der opti­ schen Signalübertragungsvorrichtung zu benutzenden Lichtwel­ lenlängen zumindest dämpfungsarm ist. Die betreffende Licht­ leitschicht 1 besteht hier vorzugsweise aus Polymethylmetac­ rylat (PMMA). Ihre Dicke liegt beispielsweise zwischen 10 und 100 µm. Die betreffende Lichtleitschicht 1 ist auf ihren Au­ ßenflächen lichtreflektierend. Dazu muß der Brechungsindex der zur Lichtleitschicht 1 jeweils angrenzenden Schicht klei­ ner sein als der der betreffenden Lichtleitschicht, um die Reflexion des Lichts innerhalb der Lichtleitschicht 6 zu ge­ währleisten. Bei einem Brechungsindex n2 = 1,417 der zur Lichtleitschicht 6 jeweils angrenzenden Schicht ergibt sich ein maximaler Reflexionswinkel innerhalb der Lichtleitschicht 6 von 28°. Es ist aber auch möglich, diese Lichtreflexion beispielsweise durch Überziehen der Lichtleitschicht 1 mit­ tels einer entsprechenden reflektierenden Überzugsschicht zu erzielen. Die Lichtleitschicht 1 ist hier zwischen zwei Trä­ gerschichten 2, 3 eingeschichtet, die aus einem elektrisch nicht leitenden Material bestehen und auf denen Leiterschich­ ten 4 bzw. 5 aufgebracht sind, beispielsweise Cu-Leiter­ schichten in einer Dicke zwischen beispielsweise 10 und 50 µm. Die Trägerschichten können eine Dicke von jeweils beispiels­ weise 100 µm aufweisen. Die Schichten 2, 4 und 3, 5 bilden je­ weils eine elektrische Leiterplatte.

In die Lichtleitschicht 1 sind gemäß Fig. 1 ein Lichtsignal­ abgabeelement 6 und ein Lichtsignalaufnahmeelement 7 einge­ setzt. In diesen Einsetzbereichen ist die Lichtleitschicht 1 nicht reflektierend. Das Lichtsignalabgabeelement 6 weist ei­ nen Lichtabgabebereich 8 auf, der zu der Lichtleitschicht 1 ausgerichtet ist. In entsprechender Weise weist das Lichtsig­ nalaufnahmeelement 7 einen Lichtaufnahmebereich 9 auf, der ebenfalls zu der Lichtleitschicht 1 ausgerichtet ist. Bei dem Lichtsignalabgabeelement 6 kann es sich beispielsweise um ei­ ne Leuchtdiode handeln, die sich durch geringere Wärmeent­ wicklung als ein Laser auszeichnet, und bei dem Lichtsignal­ aufnahmeelement 7 kann es sich beispielsweise um eine Fotodi­ ode handeln, deren Daten sich nach den geforderten Übertra­ gungsraten richten (1 Gbit/s.1 ns Reaktionszeit) Grundsätz­ lich können aber auch andere Elemente hierfür eingesetzt wer­ den. Vorzugsweise kommen allerdings hier wie auch bei allen anderen noch zu erläuternden Ausführungsformen der Erfindung als jeweiliges Lichtsignalabgabeelement solche Leuchtdioden in Frage, die Licht längs einer Kante abstrahlen und die im Englischen als "edge emitting diodes" bezeichnet werden (sie­ he das Buch "Fiber Optic Communications", 4. Auflage, 1968, Palais, J. C. Seite 148).

In Fig. 1 sind noch zwei elektronische Bauelemente 10 und 11 angedeutet, die mit den Cu-Leiterschichten 4 bzw. 5 verbunden sind, beispielsweise durch Anlöten. Auch die beiden Elemente 6 und 7 können, wie in Fig. 1 gezeigt, elektrisch mit der Cu- Leiterschicht 4 durch Anlöten verbunden sein.

Fig. 2 zeigt in einer vergrößerten perspektivischen Darstel­ lung schematisch eine der Plattenanordnung gemäß Fig. 1 ent­ sprechende Plattenanordnung. Wie in Fig. 1 gezeigt sind auch in Fig. 2 die Lichtleitschicht 1 und die diese zwischen sich aufnehmenden Trägerschichten 2 und 3 der beiden Leiterplatten dargestellt. Die in Fig. 1 dargestellten Cu-Leiterschichten sind in Fig. 2 der Einfachheit halber weggelassen. Die Lichtleitschicht 1 ist auch hier auf ihren Außenflächen reflektie­ rend.

In Fig. 2 sind zwei, dem in Fig. 1 dargestellten Lichtsignal­ abgabeelement 6 jeweils entsprechende Lichtsignalabgabeele­ mente 6A und 6B gezeigt. Außerdem sind zwei Lichtsignalauf­ nahmeelemente 7A und 7B dargestellt, die dem in Fig. 1 darge­ stellten Lichtsignalaufnahmeelement 7 entsprechen. Die Ein­ setzbereiche der Lichtleitschicht 1, in die die Lichtsignal­ abgabe- und Lichtsignalaufnahmeelemente 6A, 6B, 7A, 7B einge­ setzt sind, sind auch hier nicht reflektierend. Entsprechen­ des gilt im übrigen auch für alle weiteren noch zu erläutern­ den Ausführungsformen der Erfindung. Von dem in einem Aus­ schnitt der Plattenanordnung 1, 2 und 3 näher ersichtlichen Lichtsignalabgabeelement 6A ist dessen Lichtabgabebereich 8A deutlicher dargestellt, der zur Lichtleitschicht 1 ausgerich­ tet ist und dessen Dicke bei etwa 1 bis 5 µm liegen mag.

Die beiden Lichtsignalabgabeelemente 6A und 6B sind an den Ausgängen von Sendeeinrichtungen S1 bzw. S2 angeschlossen, denen zu übertragende Signale an Eingangsanschlüssen Ei1 bzw. Ei2 zuführbar sind. Die Lichtsignalaufnahmeelemente 7A und 7B sind an Eingängen von Empfangseinrichtungen E1 bzw. E2 ange­ schlossen, die auf ihnen von den betreffenden Lichtsignalauf­ nahmeelementen 7A, 7B her zugeführte Signale hin an Ausgangs­ anschlüssen Au1 bzw. Au2 entsprechende Ausgangssignale ab­ zugeben gestatten. Die an den Eingangsanschlüssen Ei1, Ei2 auftretenden Eingangssignale und die an den Ausgangsanschlüs­ sen Au1, Au2 auftretenden Ausgangssignale sind im vorliegen­ den Fall jeweils elektrische Signale, die dann in Form von optischen Signalen zwischen den Lichtsignalabgabeelementen 6A bzw. 6B und den Lichtsignalaufnahmeelementen 7A bzw. 7B über­ tragen werden. Diese Übertragung erfolgt gemäß Fig. 2 jeweils mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen; zwischen dem Licht­ signalabgabeelement 6A und dem Lichtsignalaufnahmeelement 7A wird dabei eine Wellenlänge λ1 von z. B. 615 nm benutzt, wäh­ rend zwischen dem Lichtsignalabgabeelement 6B und dem Lichtsignalaufnahmeelement 7B eine Wellenlänge λ2 von z. B. 750 nm benutzt wird. Mit diesen Wellenlängen sind die betreffenden Lichtsignalabgabeelemente und Lichtsignalaufnahmeelemente entweder selbst betreibbar oder sie sind in Verbindung mit den ihnen zugeordneten Sende- und Empfangseinrichtungen S1, E1 bzw. S2, E2, entsprechend wellenlängenindividuell betreib­ bar.

In Abweichung von den in Fig. 2 dargestellten Verhältnissen kann auch so vorgegangen sein, dass beispielsweise von dem Lichtsignalabgabeelement 6A optische Signale mit den Wellen­ längen von λ1 und λ2 abgegeben werden, so dass das mit der Wellenlänge λ1 auftretende optische Signal über das Lichtsig­ nalaufnahmeelement 7A und über die zugehörige Empfangsein­ richtung E1 zur Abgabe eines entsprechenden Ausgangssignals am Ausgangsanschluß Au1 führt, während das mit der Wellenlän­ ge λ2 von dem betreffenden Lichtsignalabgabeelement 6A abge­ gebene optische Signal über das Lichtsignalaufnahmeelement 7B und die diesem zugehörige Empfangseinrichtung E2 zur Abgabe eines entsprechenden Ausgangssignals am Ausgangsanschluß Au2 führt. Andererseits kann aber beispielsweise auch eine der erwähnten Empfangseinrichtungen E1, E2 so ausgebildet sein, dass sie mit dem ihr zugehörigen Lichtsignalempfangselement optische Signale sowohl mit der Wellenlänge λ1 als auch mit der Wellenlänge λ2 aufzunehmen und auszuwerten gestattet.

In Fig. 3 bis 6 sind in vergrößerten Darstellungen verschie­ dene Möglichkeiten der Ausgestaltung der jeweils eingesetzten Lichtsignalabgabeelemente und Lichtsignalaufnahmeelemente veranschaulicht. In jedem Falle weisen die betreffenden Lichtsignalabgabe- und Lichtsignalaufnahmeelemente Fixierele­ mente auf, die ihre Fixierung in der jeweiligen Signalü­ bertragungs-Plattenanordnung gewährleisten, so dass die je­ weiligen Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche zu der jeweiligen Lichtleitschicht ohne Justierarbeit ausgerichtet sind.

Fig. 3 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht eine Plat­ tenanordnung, zu der drei Lichtleitschichten 1A, 1B, 1C gehö­ ren, die auf ihren Außenflächen reflektierend sind und die jeweils zwischen zwei Trägerschichten 12, 13, 14 bzw. 15 vor­ gesehen sind, bei denen es sich um einzelne elektrische Lei­ terplatten handeln kann, die so mit den drei Lichtleitschich­ ten 1A, 1B und 1C eine kompakte Mehrschichten-Plattenan­ ordnung bilden. Das Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmeelement 16 weist gemäß Fig. 3 einen zylindrischen Schaftteil und als Fi­ xierelement einen zylinderförmigen Kopf auf. In dem betref­ fenden Schaftteil sind einzelne Lichtabgabe- bzw. Lichtauf­ nahmebereiche 17, 18 und 19 genau festgelegt. Durch Einsetzen des betreffenden Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahme­ elements 16 ist dann automatisch eine genaue Ausrichtung der einzelnen Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche 17, 18, 19 zu den Lichtleitschichten 1A, 1B und 1C für eine Lichtsignal­ abgabe bzw. -aufnahme gewährleistet.

Die in dem zylindrischen Schaftteil des in Fig. 3 dargestell­ ten Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelement 16 vorgesehenen Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche 17, 18 und 19 weisen gesonderte elektrische Anschlußdrähte bzw. -leitungen auf, die in Fig. 3 mit 20, 21 bzw. 22 angedeutet sind. Dabei brauchen die betreffenden Bereiche 17, 18 und 19 nicht alle durch Lichtabgabebereiche oder durch Lichtaufnah­ mebereiche gebildet zu sein, sondern es ist auch möglich, dass eine oder mehrere dieser Bereiche 17, 18 und 19 jeweils einen Lichtabgabebereich darstellen, und dass der bzw. die anderen Bereiche jeweils einen Lichtaufnahmebereich darstel­ len. So können beispielsweise die Bereiche 17 und 18 jeweils einen Lichtabgabebereich darstellen, und der Bereich 19 kann ein Lichtaufnahmebereich sein.

In vorliegendem Falle kann mit Hilfe der in Fig. 3 angedeute­ ten optischen Koppeleinrichtung 23, die durch eine Umlenk­ spiegelanordnung bzw. durch eine Doppelprisma-Umlenkspiegel­ anordnung gebildet ist, erreicht werden, dass in die Lichtleitschicht 1C durch den Lichtabgabebereich 17 abgegebene op­ tische Signale nach doppelter Reflexion in der Koppeleinrich­ tung 23 in die Lichtleitschicht 1A eingeleitet werden, um von dem Lichtaufnahmebereich 19 aufgenommen zu werden. Es sei hier noch angemerkt, dass die Realisierung der gerade erläu­ terten Lichtumleitfunktion durch die Koppeleinrichtung bzw. Umlenkspiegelanordnung 23 voraussetzt, dass die Stirnflächen der betreffenden Lichtleitschichten 1A und 1C, an denen die betreffende Umlenkspiegelanordnung 23 mit ihrer planaren Sei­ te anliegt, für das von dem Lichtabgabebereich 17 abgegebene Licht durchlässig sind.

Fig. 4 zeigt eine Modifikation des aus Fig. 3 ersichtlichen Prinzips des Fixierens der Lichtsignalabgabeelemente bzw. Lichtsignalaufnahmeelemente in der Signalübertragungs- Plattenanordung. Gemäß Fig. 4 sind zwei Lichtleitschichten 1D und 1E vorgesehen, die auf ihren Außenflächen reflektierend sind und die zwischen jeweils zwei Trägerplatten 24, 25, 26 vorgesehen sind, bei denen es sich beispielsweise ebenfalls um elektrische Leiterplatten handeln kann, womit auch die in Fig. 4 dargestellte Anordnung eine aus Lichtleitschichten und elektrischen Leiterplatten bestehende Kompaktplattenanordnung darstellt. Das in Fig. 4 gezeigte Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelement 27 weist drei übereinander liegen­ de kegelstumpfförmige Abschnitte 27', 28, 29 auf, die in ent­ sprechende Öffnungen der Plattenanordnung so eingesetzt sind, dass die Trennflächen zwischen den Abschnitten 27, 28 einer­ seits und den Abschnitten 28 und 29 andererseits zu den Lichtleitschichten 1D bzw. 1E ausgerichtet sind. An diesen Trennflächen sind gemäß Fig. 4 die Lichtabgabe- bzw. Licht­ aufnahmebereiche 30, 31 des betreffenden Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelements 27 für eine entsprechende Lichtsignalabgabe bzw. -aufnahme vorgesehen. Die Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche 30, 31 sind mit gesonderten elekt­ rischen Anschlußdrähten bzw. -leitungen verbunden, die in Fig. 4 mit 32 bzw. 33 angedeutet sind. Die im Zusammenhang mit Fig. 3 gegebenen Erläuterungen bezüglich der Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche gelten in entsprechender Weise auch für die in Fig. 4 dargestellte Ausführungsform.

In Fig. 5 ist eine weitere Ausführungsform einer Plattenan­ ordnung dargestellt, bei der die optische Signalübertragungs­ vorrichtung gemäß der Erfindung angewendet ist. Die betref­ fende Anordnung ist auch hier in vergrößertem Maßstab darge­ stellt. Im Unterschied zu den zuvor betrachteten Ausführungs­ formen sind gemäß Fig. 5 zwei Lichtleitschichten 1F, 1G ne­ beneinander angeordnet, deren Außenflächen reflektierend sind; sie sind zwischen Leiterplatten 2, 4 bzw. 3, 5 einge­ schichtet, wie sie im Zusammenhang mit Fig. 1 erläutert wor­ den sind. In diese Plattenanordnung ist ein kegelförmig aus­ gebildetes Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelement 34 eingesetzt, welches an seiner auf der Cu-Leiterfläche 4 anliegenden Oberseite als zylindrisches Fixierelement ausge­ bildet ist. Dieses Element ist in die Plattenanordnung so eingesetzt, dass seine Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmeberei­ che 35, 36 zu den beiden Lichtleitschichten 1F bzw. 1G fluch­ ten. Den beiden Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereichen 35, 36 sind elektrische Anschlußleitungen bzw. -drähte zugehörig, die in Fig. 5 mit 37 bzw. 38 angedeutet sind.

Während bei den an Hand der Fig. 1 bis 5 erläuterten Ausfüh­ rungsformen die Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche der jeweils eingesetzten Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalauf­ nahmeelemente eine geringere Breite aufwiesen als die jeweils verwendeten Lichtleitschichten, zeigt Fig. 6 die umgekehrten Verhältnisse, nämlich dass die Lichtleitschichten von gerin­ gerer Dicke sind als die Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebe­ reiche der verwendeten Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignal­ aufnahmeelemente. Gemäß Fig. 6 sind zwei Lichtleitschichten 1H und 1J vorgesehen, die auf ihren Außenflächen reflektie­ rend sind und zwischen denen eine isolierende Trägerschicht 39 vorgesehen sein mag und auf deren Außenseiten elektrische Leiterplatten 2, 4 bzw. 3, 5 vorgesehen sind, die den in gleicher Weise bezeichneten elektrischen Leiterplatten gemäß Fig. 1 entsprechen. In diese Plattenanordnung ist ein kegel­ förmig ausgebildetes Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalauf­ nahmeelement 40 eingesetzt, welches an seiner auf der Cu- Leiterfläche 4 anliegenden Oberseite als zylindrisches Fi­ xierelement ausgebildet ist. Das betreffende Lichtsignalabga­ be- bzw. Lichtsignalaufnahmeelement 40 weist zwei relativ breite Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche 41, 42 auf, die durch die fixierte Anbringung des betreffenden Lichtsig­ nalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelement 40 in der darge­ stellten Plattenanordnung so positioniert sind, dass zu ihnen die Lichtleitschichten 1H bzw. 1J exakt ausgerichtet sind.

Die Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnahmebereiche 41, 42 weisen e­ benfalls gesonderte Anschlußdrähte bzw. -leitungen auf, die in Fig. 6 mit 43 bzw. 44 bezeichnet sind. Auch bezüglich der in Fig. 6 dargestellten Anordnung gelten im Hinblick auf die dort eingesetzten Lichtsignalabgabe- bzw. Lichtsignalaufnah­ meelemente entsprechende Verhältnisse, wie sie im Zusammen­ hang mit Fig. 3 erläutert worden sind.

Im Hinblick auf die in Fig. 5 und 6 dargestellten Ausfüh­ rungsformen sei noch angemerkt, dass bei diesen grundsätzlich auch ohne die zylindrischen Fixierelemente ausgekommen werden kann, indem die kegelförmigen Schaftteile der Lichtsignalab­ gabe- bzw. Lichtsignalaufnahmeelemente als Fixierelemente ge­ nutzt werden.

Claims (5)

1. Optische Signalübertragungsvorrichtung für die Übertragung von optischen Signalen zwischen einer Anzahl von Lichtsignal­ abgabeelementen und einer Anzahl von Lichtsignalaufnahmeele­ menten, mit wenigstens einer Lichtleiteinrichtung, der die jeweiligen Lichtsignalabgabeelemente und die jeweiligen Lichtsignalaufnahmeelemente zugeordnet sind und die gegebe­ nenfalls zusammen mit wenigstens einer zur Übertragung von elektrischen Signalen dienenden elektrischen Leiterplatte zu einer Signalübertragungs-Plattenanordnung zusammengefaßt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die je­ weilige Lichtleiteinrichtung aus einer für die zur optischen Signalübertragung benutzten Lichtwellenlängen zumindest dämp­ fungsarmen Lichtleitschicht (1; 1A, 1B, 1C; 1D, 1E, 1F; 1G; 1H, 1J) besteht, deren Außenflächen lichtreflektierend sind, dass die Lichtsignalabgabeelemente (6; 6A, 6B; 16; 27; 34; 40) und die Lichtsignalaufnahmeelemente (7; 7A, 7B; 16; 27; 34; 40) in die Signalübertragungs-Plattenanordnung so einge­ fügt sind, dass ihre Lichtabgabebereiche bzw. ihre Lichtauf­ nahmebereiche zu der jeweiligen optischen Lichtleitschicht (1; 1A, 1B, 1C; 1D, 1E, 1F; 1G; 1H, 1J) für die Abgabe bzw. Aufnahme von Lichtsignalen ausgerichtet sind,
und dass die Lichtsignalabgabeelemente (6; 6A, 6B; 16; 27; 34; 40) und die Lichtsignalaufnahmeelemente (7; 7A, 7B; 16; 27; 34; 40) entweder selbst oder in Verbindung mit ihnen zu­ geordneten Sende- bzw. Empfangseinrichtungen (S1, S2, E1, E2) jeweils wellenlängenindividuell (λ1, λ2) betreibbar sind.

2. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die jewei­ lige Lichtleitschicht aus Polymethylmetacrylat (PMMA) be­ steht.

3. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Licht­ signalabgabeelemente (6; 6A, 6B; 16; 27; 34; 40) und die Lichtsignalaufnahmeelemente (7; 7A, 7B; 16; 27; 34; 40) je­ weils Fixierelemente aufweisen, durch die die betreffenden Lichtsignalabgabeelemente (6; 6A, 6B; 16; 27; 34; 40) und Lichtsignalaufnahmeelemente (7; 7A, 7B; 16; 27; 34; 40) in der Plattenanordnung jeweils in solchen definierten Stellun­ gen anzuordnen sind, dass ihre Lichtabgabe- bzw. Lichtaufnah­ mebereiche zu den jeweils vorgesehenen Lichtleitschichten (1; 1A, 1B, 1C; 1D, 1E, 1F; 1G; 1H, 1J) ausgerichtet sind.

4. Optische Übertragungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass bei Vorhandensein einer Mehrzahl von Lichtleitschichten (1A, 1B, 1C) in der genannten Plattenanordnung zumindest einige dieser Lichtleitschichten durch wenigstens eine optische Kop­ peleinrichtung (23) optisch miteinander gekoppelt sind.

5. Optische Übertragungsvorrichtung nach Anspruch 4, da­ durch gekennzeichnet, dass die jeweilige optische Koppeleinrichtung (23) durch eine Umlenkspiegelan­ ordnung, insbesondere durch eine Doppelprisma- Umlenkspiegelanordnung (23) gebildet ist.