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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen optischen Verbinder mit einem optischen Sender-Empfänger (FOT: Fiber Optic Transceiver) und eine Anschlussendstruktur für eine Lichtleitfaser mit dem optischen Verbinder und einem optischen Gegenverbinder.
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Stand der Technik
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Herkömmlicherweise werden eine Platine und eine Lichtleitfaser über ein Paar von optischen Verbinder verbunden, z.B. in einem Automobil-LAN. Einer der beiden optischen Verbinder, der ein „platinenseitiger optischer Verbinder“ ist, enthält einen optischen Sender-Empfänger, der mit einer Platine verbunden ist, eine Linse, ein Gehäuse, in dem sie untergebracht sind, usw. Der andere der optischen Verbinder, der ein „lichtleitfaserseitiger optischer Verbinder“ ist, enthält Druckhülsenelemente, ein Gehäuse, in dem die Druckhülsenelemente usw. untergebracht sind, wobei die Druckhülsenelemente an den jeweiligen Enden zweier Lichtleitfasern befestigt sind.
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Im Gehäuse für den platinenseitigen optischen Verbinder ist ein Steckraum zur Aufnahme des lichtleitfaserseitigen optischen Verbinders ausgebildet. Durch Zusammenstecken des lichtleitfaserseitigen optischen Verbinders mit dem Steckraum werden die Endflächen der Lichtleitfasern zur Linse hin ausgerichtet. Dann wird Licht von einer Lichtleitfaser durch die Linse zu einem Lichtempfangselement des optischen Sender-Empfängers übertragen und von einem lichtemittierenden Element des optischen Sender-Empfängers durch die Linse zur anderen Lichtleitfaser übertragen (siehe z.B. Patentdokument 1).
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Ferner wird in Patentdokument 1 offenbart, dass durch das Anbringen einer Staubkappe am Steckraum des platinenseitigen optischen Verbinders verhindert wird, dass Staub usw. in den Steckraum eindringt, wenn der lichtleitfaserseitige optische Verbinder nicht mit dem Steckraum des platinenseitigen optischen Verbinders zusammengesteckt ist, so dass eine Verunreinigung der Linse mit Staub und/oder deren Verkratzen verhindert wird.
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Zitationsliste
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Patent-Literatur
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Patentdokument 1:
JP 2012-9750 A -
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Gemäß Patentdokument 1 besteht das Problem, dass die verwendete Staubkappe und der platinenseitige optische Verbinder getrennte Elemente sind, wodurch sich die Anzahl der Komponenten und die Komplexität der Handhabung erhöht. Darüber hinaus sind zwei Arbeitsgänge erforderlich, d.h. das Aufsetzen der Staubkappe auf den platinenseitigen optischen Verbinder und das Entfernen der Staubkappe vor dem Zusammenstecken des Verbinders, wodurch sich die Anzahl der Arbeitsschritte erhöht.
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Um das zuvor erwähnte Problem zu lösen, besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, einen optischen Verbinder und eine Anschlussendstruktur für eine Lichtleitfaser, die den optischen Verbinder und einen Gegenverbinder aufweist, bereitzustellen, die eine Verunreinigung des Linsenkörpers mit Staub und/oder dessen Verkratzen ohne eine separate Staubkappe verhindern können, wenn sie nicht mit einem optischen Gegenverbinder zusammengesteckt sind.
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Die vorliegende Erfindung stellt einen optischen Verbinder bereit, der ein aus Harz hergestelltes Gehäuse, einen in dem Gehäuse untergebrachten optischen Sender-Empfänger, einen in dem Gehäuse untergebrachten Linsenkörper umfasst, wobei der Linsenkörper so konfiguriert ist, dass er zwischen einem optischen Gegenverbinder und dem optischen Sender-Empfänger angeordnet werden kann, wobei das Gehäuse einen Rohrabschnitt zur Aufnahme einer Lichtleitfaser und einer Druckhülse des optischen Gegenverbinders umfasst, wobei sich der Linsenkörper auf einer Seite des Rohrabschnitts befindet, wobei ein Film zum Verschließen des Rohrabschnitts einstückig mit dem Rohrabschnitt auf einer anderen Seite des Rohrabschnitts geformt ist, und wobei der Film so konfiguriert ist, dass er durch Einführen der Lichtleitfaser und der Druckhülse in den Rohrabschnitt durchbrochen wird.
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Wenn der Film aus einem Stück mit dem Rohrabschnitt gegossen ist, kann der optische Verbinder gemäß der vorliegenden Erfindung verhindern, dass Staub usw. in den Rohrabschnitt eindringt, wenn ein optischer Gegenverbinder nicht eingesteckt ist, wodurch eine Verunreinigung des Linsenkörpers mit Staub und/oder dessen Verkratzen usw. verhindern werden kann. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer separaten Staubschutzkappe, wie dies bei herkömmlichen Objektiven der Fall ist. Darüber hinaus ist der Film so konfiguriert, dass er durch das Einführen der Lichtleitfaser und der Druckhülse des optischen Gegenverbinders in den Rohrabschnitt durchbrochen werden kann, wodurch die Notwendigkeit eines Schritts zum Durchbrechen des Films vor dem Zusammenstecken des Verbinders entfällt. Auf diese Weise kann mit der vorliegenden Erfindung eine Verunreinigung des Linsenkörpers des optischen Verbinders mit Staub und/oder dessen Verkratzen verhindert werden, ohne dass sich die Anzahl der Komponenten und/oder die Anzahl der Arbeitsschritte erhöht.
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Figurenliste
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- 1. zeigt eine Explosionsdarstellung eines optischen Verbinders gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
- 2. zeigt eine Vorderansicht des optischen Verbinders gemäß 1;
- 3. zeigt eine Querschnittsansicht entlang der in 2. gezeigten Linie A-A;
- 4. zeigt eine Querschnittsansicht des optischen Verbinders und eines optischen Gegenverbinders im nicht zusammengesteckten Zustand;
- 5. zeigt eine Querschnittsansicht des optischen Verbinders und des optischen Gegenverbinders der 4. im zusammengefügten Zustand;
- 6. zeigt eine schematische Ansicht eines Films in einem in 2 gezeigten Abschnitt B; und
- 7. zeigt eine Querschnittsansicht entlang der in 5 gezeigten Linie C-C, die zeigt, dass sich der durchbrochene Film in einem Spalt zwischen einer Druckhülse und der Innenfläche eines Rohrabschnitts befindet.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Ein „optischer Verbinder“ sowie eine „Anschlussendstruktur für eine Lichtleitfaser“ mit dem optischen Verbinder und einem optischen Gegenverbinder gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezugnahme auf 1 - 7 beschrieben.
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Ein wie in den 1 - 3 dargestellter optischer Verbinder 1 ist so konfiguriert, dass er auf einer Leiterplatte montiert werden kann. Wie in den 4 und 5 dargestellt, ist der optische Verbinder 1 so konfiguriert, dass er mit einem optischen Gegenverbinder 2 zusammengesteckt werden kann, der mit den Anschlussenden der Lichtleitfasern 11 verbunden ist. Eine Kombination aus dem optischen Verbinder 1 und dem optischen Gegenverbinder 2 wird, unabhängig davon, ob sie sich in einem gesteckten oder nicht gesteckten Zustand befinden, als „Anschlussendstruktur 10 für eine Lichtleitfaser“ bezeichnet.
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Wie in 4 dargestellt, enthält der optische Gegenverbinder 2 Druckhülsen 7 aus Harz, ein Gehäuse 8 aus Harz, das die Druckhülsen 7 aufnimmt, und einen in das Gehäuse 8 eingebauten Halter 9, wobei die Druckhülsen 7 an den jeweiligen Enden von zwei Lichtleitfasern 11 befestigt sind und der Halter 9 so konfiguriert ist, dass die Druckhülsen 7 nicht entfernt werden können. Die beiden Lichtleitfasern 11 sind in Normalenrichtung zu einer Bildebene von 4 angeordnet.
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Jede der beiden Lichtleitfasern 11 wird aus einer steckverbinderfreien (bare) Faser 12, einer ersten Beschichtung 13, die die steckverbinderfreie Faser 12 bedeckt, und einer äußersten zweiten Beschichtung 14 gebildet, wobei die steckverbinderfreie Faser 12 aus einem Kern und einem Mantel gebildet ist. Jede der beiden Lichtleitfasern 11 wird in die Druckhülse 7 eingeführt, wobei die zweite Beschichtung 14 am Ende der Lichtleitfaser 11 entfernt wird.
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Die Druckhülse 7 hat einen Abschnitt 71 mit kleinem Durchmesser mit einer zylindrischen Form, der sich näher an einer Endfläche der Lichtleitfaser 11 befindet, und einen Abschnitt 72 mit großem Durchmesser mit einer zylindrischen Form, die einen größeren Durchmesser als der Abschnitt 71 mit kleinem Durchmesser hat. An einem Übergang zwischen dem Abschnitt 71 mit kleinem Durchmesser und dem Abschnitt 72 mit großem Durchmesser wird eine Stufe 73 gebildet. Die Stufe 73 kommt mit einem Rohrabschnitt 31 in Kontakt, wie später beschrieben wird, wenn der optische Gegenverbinder 2 mit dem optischen Verbinder 1 zusammengesteckt wird.
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Wie in 1 gezeigt, enthält der optische Verbinder 1 ein Gehäuse 3 aus Harz, einen optischen Sender-Empfänger (FOT: Fiber Optic Transceiver) 4, der in dem Gehäuse 3 untergebracht ist, und einen Linsenkörper 5, der in dem Gehäuse 3 untergebracht ist, und ein Abschirmgehäuse 6, wobei der Linsenkörper 5 so konfiguriert ist, dass er zwischen dem optischen Gegenverbinder 2 und dem optischen Sender-Empfänger 4 angeordnet ist.
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Das Gehäuse 3 enthält einen Außenwandabschnitt 30 mit einer vierseitig-rohrförmigen Form und Rohrabschnitte 31, die in einem Innenraum des Außenwandabschnitts 30 eingebaut angeordnet sind. Wie in 3 und 4 dargestellt, nehmen die Rohrabschnitte 31 im Innenraum des Außenwandabschnitts 30 auf ihrer einen Seite den Linsenkörper 5 und den optischen Sender-Empfänger 4 auf. Ferner wird, wie in 5 gezeigt, der optische Gegenverbinder 2 mit den Rohrabschnitten 31 im Innenraum des Außenwandabschnitts 30 auf deren anderer Seite zusammengefügt. Der Raum auf der anderen Seite wird als „Steckraum 34“ bezeichnet.
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Die Rohrabschnitte 31 dienen zur Aufnahme und Positionierung der Lichtleitfasern 11 und der Druckhülse 7 des optischen Gegenverbinders 2. Die Rohrabschnitte 31 haben eine zylindrische Form, die einer Spitzenform der Druckhülse 7 entspricht. Ferner sind zwei Rohrabschnitte 31, wie in 2 dargestellt, vorgesehen, wobei die beiden Rohrabschnitte 31 in Breitenrichtung des Gehäuses 3 angeordnet sind (Normalenrichtungen zu den Bildebenen der 3 und 4). Eine Mittelachse jedes der Rohrabschnitte 31 verläuft parallel zu einer Mittelachse des Außenwandabschnitts 30 (d.h. einer Steckrichtung des optischen Gegenverbinders 2).
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Auf der anderen Seite jedes der Rohrabschnitte 31, d.h. an seinem dem Steckraum 34 zugewandten Ende, ist ein Film 32 zum Verschließen des Rohrabschnitts 31 einstückig mit dem Rohrabschnitt 31 ausgebildet. Der Film 32 dient dazu, das Eindringen von Staub usw. in den Rohrabschnitt 31 zu verhindern, wenn der optische Gegenverbinder 2 nicht eingesteckt ist. Der Film 32 ist so konfiguriert, dass er durch Einführen der Lichtleitfaser 11 und der Druckhülse 7 des optischen Gegenverbinders 2 in den Rohrabschnitt 31 durchbrochen wird. Insbesondere wird der Film 32 aus dicken Abschnitten 32a mit einer größeren Dicke und dünnen Abschnitten 32b mit einer geringeren Dicke gebildet.
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Auf einer Innenfläche des Rohrabschnitts 31 ist eine Vielzahl von Rippen 33 ausgebildet, wobei sich die Rippen 33 entlang einer axialen Richtung des Rohrabschnitts 31 erstrecken. Im vorliegenden Beispiel sind vier Rippen 33 vorgesehen, wobei die vier Rippen 33 äquidistant angeordnet sind. Die vier Rippen 33 sind so konfiguriert, dass sie mit einer Außenumfangsfläche der Druckülse 7 in Kontakt kommen, die in den Rohrabschnitt 31 eingeführt wird.
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Ferner erstrecken sich im vorliegenden Beispiel die dünnen Abschnitte 32b von den jeweiligen Bereichen der Rippen 33 in Richtung einer Mitte des Rohrabschnitts 31 und sind in einer Querschnittsform ausgebildet, wie in der schematischen Darstellung in 6 gezeigt. Wenn also die Lichtleitfaser 11 und die Druckhülse 7 des optischen Gegenverbinders 2 in den Rohrabschnitt 31 eingeführt werden, reißt der Film 32 an den dünnen Abschnitten 32b, d.h. an den Positionen der Rippen 33. Das bedeutet im vorliegenden Beispiel, dass sich in dem Film 32, ausgehend von den jeweiligen Rippen 33, kreuzförmige Risse bilden, wobei die gerissenen Abschnitte durch die Druckhülse 7 nach innen gedrückt werden. Dann, in einem zusammengesteckten Zustand des optischen Verbinders 1 mit dem optischen Gegenverbinder 2, sind die vier Rippen 33 in Kontakt mit der Außenumfangsfläche der Druckhülse 7, wie in 7 gezeigt, wobei sich der durchbrochene Film 32 in einem Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Druckhülse 7 und der Innenfläche des Rohrabschnitts 31 befindet.
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Wie in 1 gezeigt, enthält der optische Sender-Empfänger 4 elektronische Komponenten, wie z.B. ein lichtemittierendes Element (eine Leuchtdiode, eine Laserdiode usw.) 41 und ein Lichtempfangselement (Fotodiode usw.) 42 sowie einen Halter 40 aus Harz, der diese elektronischen Komponenten hält. Ein Paar Verriegelungsvorsprünge 43 sind an gegenüberliegenden Enden des Halters 40 ausgebildet, wobei die Verriegelungsvorsprünge 43 so konfiguriert sind, dass sie in den Linsenkörper 5 eingreifen.
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Der Linsenkörper 5 enthält einen Linsenabschnitt 51, der so konfiguriert ist, dass er zwischen dem lichtemittierenden Element 41 und einer Lichtleitfaser 11 eingefügt werden kann, einen Linsenabschnitt 52, der so konfiguriert ist, dass er zwischen dem Lichtempfangselement 42 und der anderen Lichtleitfaser 11 eingefügt werden kann, einen Plattenabschnitt 50, der mit den Linsenabschnitten 51 und 52 zusammengebaut ist, und ein Paar Verriegelungsarme 53, die an gegenüberliegenden Enden des Plattenabschnitts 50 eingebaut angeordnet sind. Im vorliegenden Beispiel weist der Linsenabschnitt 52 eine größere Dicke als der Linsenabschnitt 51 auf.
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Der optische Sender-Empfänger 4 und der Linsenkörper 5 werden zusammengefügt, indem die Verriegelungsvorsprünge 43 mit den Verriegelungsarmen 53 in Eingriff gebracht werden, wobei in diesem zusammengefügten Zustand der optische Sender-Empfänger 4 und der Linsenkörper 5 in das Gehäuse 3 untergebracht sind. In diesem Zustand ist der Linsenkörper 5 auf einer Seite der beiden Rohrabschnitte 31 (gegenüber dem Steckraum 34) positioniert, wobei der Linsenkörper 52, wie zuvor beschrieben, weitgehend in einem der Rohrabschnitte 31 positioniert ist. Ähnlich wie der Linsenabschnitt 52 befindet sich der Linsenabschnitt 51 weitgehend in dem anderen der beiden Rohrabschnitte 31, obwohl sie nicht abgebildet ist.
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Das Abschirmgehäuse 6 wird z.B. durch Aufbringen von Druck auf ein Metallblech hergestellt. Wie in 1 und 3 gezeigt, enthält das Abschirmgehäuse 6 einen oberen Flächenabschnitt 61, der eine obere Fläche des Außenwandabschnitts 30 bedeckt, ein Paar Seitenflächenabschnitte 62, die beide Seitenflächen des Außenwandabschnitts 30 bedecken, einen hinteren Flächenabschnitt 63, der den optischen Sender-Empfänger 4 bedeckt, und Platinenverbindungsabschnitte 64, die sich von den jeweiligen Seitenflächenabschnitten 62 aus erstrecken.
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Da die Filme 32 in die Rohrabschnitte 31 eingebaut sind, kann der optische Verbinder 1, wie oben beschrieben, verhindern, dass Staub usw. in die Rohrabschnitte 31 eindringt, wenn der optische Gegenverbinder 2 nicht eingesteckt ist, wodurch eine Verschmutzung der Linsenabschnitte 51 und 52 durch Staub und deren Verkratzen verhindern werden kann. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer separaten Staubschutzkappe, wie sie herkömmlich erforderlich ist. Darüber hinaus sind die Filme 32 so konfiguriert, dass sie durch Einführen der Lichtleitfasern 11 und der Druckhülse 7 des optischen Gegenverbinders 2 in die Rohrabschnitte 31 durchbrochen werden, wodurch die Notwendigkeit eines Schritts zum Durchbrechen der Filme 32 vor dem Zusammenstecken der Verbinder entfällt.
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Auf diese Weise kann mit der vorliegenden Erfindung eine Verunreinigung der Linsenabschnitte 51 und 52 des optischen Verbinders 1 durch Staub und/oder deren Verkratzen verhindert werden, ohne dass die Anzahl der Bauteile und/oder die Anzahl der Arbeitsschritte erhöht wird. Darüber hinaus benötigt das vorliegende Beispiel keine separate Staubkappe, wodurch eine Kostenreduzierung für den optischen Verbinder 1 möglich ist.
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Es ist zu beachten, dass die zuvor beschriebenen Ausführungsformen lediglich veranschaulichende Beispiele der vorliegenden Erfindung darstellen und die vorliegende Erfindung nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt ist. D.h. es können verschiedene Modifikationen vorgenommen werden, ohne vom Kern der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Selbstverständlich fallen solche Modifikationen in den Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung, sofern die Modifikationen die Merkmale der vorliegenden Erfindung umfassen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Optischer Verbinder
- 2
- Optischer Gegenverbinder
- 3
- Gehäuse
- 4
- Optischer Sender-Empfänger
- 5
- Linsenkörper
- 7
- Druckhülse
- 10
- Anschlussendstruktur für Lichtleitfasern
- 11
- Lichtleitfaser
- 31
- Rohrabschnitt
- 32
- Film
- 33
- Rippe
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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