DE3109888C2

DE3109888C2 - Opto-elektrische Übertragungsstrecke

Info

Publication number: DE3109888C2
Application number: DE19813109888
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Dipl.-Ing. 5600 Wuppertal Diegmann; Sebulon Halbach; Heinz-Josef Dipl.-Ing. Schmitt
Original assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Current assignee: Kabelwerke Reinshagen GmbH
Priority date: 1981-03-14
Filing date: 1981-03-14
Publication date: 1983-07-21
Also published as: DE3109888A1

Abstract

Opto-elektrische Übertragungsstrecke, bestehend aus einem Lichtsender (25) oder einem Lichtempfänger und einem Lichtwellenleiter (4, 18), insbesondere in Form einer optischen Ader (5 bis 12, 18), die beide mit Isoliermasse unlösbar zu einem kompakten Modul (1, 14) so vereinigt sind, daß auf der einen Seite des Moduls (1, 14) der Lichtwellenleiter (5 bis 12, 18) austritt. Um eine einfache und schnelle optische und elektrische Kopplung zweier Geräte über einen Lichtwellenleiter zu ermöglichen, weist der Modul (1, 14) elektrische Anschlüsse (2, 27, 28) für den Lichtsender (25) oder den Lichtempfänger (5 bis 12, 18) auf und ist am anderen Ende der optischen Ader (5 bis 12, 18) in gleicher Anordnung ein Lichtempfänger bzw. Lichtsender (25) angeordnet. Diese Anordnung findet überall da Anwendung, wo Nachrichtensignale nicht auf elektrischem Wege übertragen werden sollen oder können.

Description

a) daß innerhalb des Moduls (1, 14) zwischen dem Lichtsender (25) bzw. dem Lichtempfänger einerseits und dem Lichtwellenleiter (5 bis 12, 18) andererseits eine Sammellinse (23) angeordnet ist;

b) daß der Sammellinse (23) an der dem Lichtwellenleiter (18) zugewandten Seite ein Stück gerader optischer Leitung (22) angeformt ist und

c) daß das angeformte Stück optischer Leitung (22) einen kleineren Durchmesser hat als der Lichtwellenleiter(5 bis 12,18).

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2. Opto-elektrische Obertragungsstrecke nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Moduln mit mehreren optischen Adern (5 bis 12) zu einem steckbaren, bandförmigen Lichtleitkabel (4) vereinigt sind (F i g. 1).

3. Opto-elektrische Übertragungsstrecke nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das steckbare, bandförmige Lichtleitkabel auch elektrische Leitungen oder ί .eiter infaßt.

Die Erfindung betrifft eine opto-elektrische Übertragungsstrecke nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Ausbildung ist durch die DE-AS 27 07 190 vorbekannt. Dort wird eine spezielle Ausbildung für den Anwendungsfall im Bergbau unter Tage oder dergleichen gezeigt.

Durch die wissenschaftlichen Berichte AEG-Telefunken 53/1980,1 — 2, Sei ten 34 bis 41, insbesondere Figur 9 und 10, sind Linsen bei der optischen Kopplung von zwei Lichtleitern bekanntgeworden, jedoch nicht in Verbindung mit einem opto-elektrischen Element. Gleiches gilt für die DE-OS 22 40 780, in der eine Linse bei einer Lichtaustrittszelle als Streuglied angeordnet ist. Beide Literaturstellen bieten keine Anregungen zur Ausbildung nach dem Patentanspruch 1. Schließlich zeigt die DE-OS 16 65 439 eine zweiteilige elektrische Steckverbindung, die auch eine unmittelbare optische Verbindung zwischen einem Geber und einem Empfänger umfaßt; ein Hinweis auf ein steckbares Bandkabel mit optischen und elektrischen Leitern ist jedoch nicht zu entnehmen.

Aus der DE-OS 25 10 122 ist bekannt, daß eine optische Ader mit einer als Liehtsender angeordneten Diode entweder durch direktes stumpfes Aufkleben der Adernstirnfiäche auf die plangeschliffene Stirnfläche der Diode oder durch Anordnung einer Immersionsflüssigkeit zwischen diesen Stirnflächen verbunden werden kann. Die Anordnung einer Sammellinse wird jedoch nicht angeregt; gleichwohl wird der Ankopplungsgrad

43 verbessert, wenn eine Flüssigkeit verwendet wird; jedoch ist deren Einbringen in bzw. an die Kopplungsstelle mit hohem Aufwand verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einer eingangs genannten Übertragungsstrecke für allgemeine Anwendungsfälle eine Verbesserung des Ankopp-Iungsgrades des Lichtsenders/Lichtempfängers an den Lichtwellenleiter mit geringem Aufwand zu erzielen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Durch die erfindungsgemäße Anordnung wird erreicht, daß alle Strahlen, die vom Emitter ausgesandt werden, in die Lichtleitung gelangen, d. h. der Wirkungsgrad der Ankopplung wird verbessert, und zwar ohne daß hierzu eine Flüssigkeit erforderlich ist

Falls mehrere Wege für eine Nachrichtenübertragung erforderlich sind, kann eine Parallel-Anordnung von mehreren Systemen zu einem einzigen Gesamtübertrager erfolgen. Hierbei ist es entsprechend der Übertragungsaufgabe auch möglich, jeweils unterschiedliche Übertragungsrichtungen zu wählen, in der Weise, daß die beiden Moduln Emitter und Detektoren in der erforderlichen Weise enthalten. Gleichzeitig können in die parallel verlaufenden Leitungsstränge auch elektrische Leitungen, wie sie zum Beispiel zur Versorgung der angeschlossenen Geräte erforderlich sind, eingebaut sein. Um Vertauschungen zu vermeiden, kann es erforderlich werden, die Steckerstirnflächen abzusetzen und die dazugehörigen Lichtleiter unterschiedlich lang abzuschneiden. Es kann weiter aus räumlichen Gründen erforderlich werden, die Anordnungen mit jeweils zueinander passenden Winkelstellungen zu treffen.

Die Erfindung erlaubt die kostensparende Anwendung von bisher im Prinzip bereits bekannten Übertragungsverfahren in industriellen Geräten. Die Teile der Übertragungsstrecke können ferner so gestaltet werden, daß sie mit bekannten elektrischen Teilen austauschbar sind und eine systemgerechte Anpassung an bestehende elektrische Konstruktionen ermöglichen.

Die Erfindung ist anhand zweier Beispiele erläutert, die im folgenden in Verbindung mit den Figuren näher beschrieben werden.

Fig. 1 zeigt das Ende einer opto-elektrischen Übertragungsstrecke mit einem kurzen Lichtleiterstück in bandförmiger Anordnung.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch ein Ende einer opto-elektrischen Übertragungsstrecke mit einem Emitteranschluß.

In Fig. 1 ist ein prismatischer Körper 1 dargestellt, der auf der Schmalseite 3 Steckerstift 2 und auf der Schmalseite 3a ein flaches Lichtleitkabel 4 aufweist. In aem vordersten Abschnitt \a sind die Emitter oder Detektoren enthalten, während die Verlängerung 1 bdes Körpers 1 die Halterung des bandförmigen Lichtleiterkabels 4 aufnimmt. Die Elemente sind miteinander fest verbunden, so daß Einsteckung mit Hilfe der Steckerstifte 2 erfolgen kann. Das bandförmige Lichtleiterkabel besteht aus den einzelnen Lichtleitern 5 bis 12, die durch eine gemeinsame Umhüllung 13 zu einem bandförmigen Kabel miteinander verbunden sind. In diesem Kabel können auch elektrische Leitungen eingeschlossen sein: Ob die mit 5 bis 12 bezeichneten Lichtleiter in die eine oder andere Richtung leiten, oder ob anstelle einiger dieser Lichtleiter elektrische Leiter eingezogen sind, hängt von den jeweiligen Erfordernis-

sen der opto-elektrischen Kopplung ab.

F i g. 2 zeigt einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Modul, entsprechend dem Teilkörper 1 in Fig. 1, bei Verwendung dieses Platzes als Sendestelle. Der Hauptträger des Körpers 14 besteht aus lichtundurchlässigem Material, wie zum Beispiel Kunststoffen mit schwarzer Einfärbung. Zur Aufnahme der Innenteile weist der Körper 14 verschiedene Öffnungen auf, wie die Öffnung 15 für die Kabelseite, den Hohlraum 16 für das Lichtübertraüdngselemerit, den Hohlraum 17 für den Emitter und seine Anschlüsse. Im Hohlraum 15 ist ein Lichtleitkabel 18 eingeklebt, dessen. Stirnfläche 19 mit dem Austritt 20 des Lichtäeitelementes 21 unmittelbar gegenübersteht Das Lichtleitelement 21 besteht aus einem kurzen Leitungsstück 22, das als i> Zylinder ausgeführt ist, und einen Außencladding besitzt. An diesem Zylinder anschließend hat das Lichtleitelement einen als Fresnel-Linse ausgebildeten Kegel 22. Auf dessen Oberfläche 24 liegt der Chip 25 des Emitters auf, der mit den Steckerstiften 26 und 27 2» kontaktiert ist. Nach der Montage wurde der Hohlraum ΐ7 mil einem Gießharz 28 dunkler Färbung ausgefüllt, so daß die gesamte Innenkonstruktion hermetisch abgeschlossen ist

Der Zusammenbau des langen Opto-Kopplers erfolgt vorzugsweise mit folgenden Verfahrensschritten·. Ea wird ein Lichtleiter, gegebenenfalls in Bandform, mit elektrischen Elementen kombiniert als Meterware hergestellt. Die Meterware wird auf Länge geschnitten und mit optischen bzw. elektrischen Anschlüssen versehen. Es werden Teilkörper entsprechend der geforderten Kombination durch Spritzguß von schwarzen oder sonstwie lichtundurchlässigen Kunststoffen hergestellt, die im zweiten Spritzgang oder durch Einkleben mit den in der Mitte befindlichen Lichtübertragern versehen werden. In die vorgesehenen Vertiefungen werden Emitter, Detektor oder elektrische Elemente eingefügt und gegebenenfalls durch Vergußmasse hermetisch abgeschlossen. Der Trägerkörper kann sodann als selbständiges Element in eine gedruckte Leiterplatte eingesteckt oder eingelötet werden. Die Steckung erfolgt dann später mit dem Lichtwellenleiter als Steckelement. Es ist andererseits auch möglich, Lichtwellenleiter unr¹ Steck.erkörper zuerst mit der optischen Leitung zu verbinden und durch Klebstoffe zu befestigen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Opto-elektrische Übertragungsstrecke, bestehend aus einem Lichtwellenleiter (5 bis 12, 18) und einem Lichtsender (25) sowie einem Lichtempfänger, die jeweils mit Isoliermasse unlösbar an den Enden des Lichtwellenleiters (5 bis 12, 18) mit dem Lichtwellenleiter (5 bis 12, 18) zu einem kompakten Modul (1, 14) vereinigt sind, wobei jedes Modul (1, 14) steckbare, elektrische Anschlüsse (2, 27, 28) aufweist, dadurchgekennzeichnet,