DE4444568A1 - Elektrooptisches Modul - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein elektrooptisches Modul, insbeson­ dere einen Transceiver, mit mindestens einem Sender, der bei elektrischer Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert, und mit einem Aufnahmeraum mit einer Öffnung, durch die ein Verbindungsteil mit mindestens einem Kopplungselement zum Ankoppeln an den Sender entlang eines Einführweges zum Sender hin einführbar ist.

Unter einem elektrooptischen Modul sind beispielsweise die aus dem Prospekt "FIBER OPTIC COMPONENTS" der Siemens AG, Ausgabe EC 0291, bekannten Module und insbesondere sogenannte Trans­ ceiver zu verstehen. Die Module haben ein Gehäuse, in dem oder an dem ein oder zwei elektrooptische Bauelemente ge­ halten sind. Bei einem Transceiver ist eines der Bauelemente als Sender (z. B. als Laserdiode) ausgebildet, der bei elektrischer Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert; das andere Bauelement ist als Empfänger ausgebildet. Mit den optischen Wirkflächen oder Wirkbereichen, d. h. dem Aus­ tritts- oder Eintrittsbereich des von dem Bauelement gesendeten bzw. zu empfangenden Lichtes, sind Lichtwellen­ leiter optisch koppelbar. Die Lichtwellenleiter sind dazu von zentralen Axialbohrungen von Kopplungselementen in Form von Lichtwellenleitersteckerstiften aufgenommen. Die Lichtwel­ lenleitersteckerstifte sind endseitig in einem Verbindungs­ teil in Form eines Lichtwellenleitersteckers gelagert, der durch eine Öffnung in einen Aufnahmeraum des Modulgehäuses entlang eines Einführweges zu dem Sender bzw. Empfänger hin einführbar ist.

Eine besondere Gefahr geht von dem Sender aus, wenn dieser energiereiche Strahlung emittiert, solange (noch) kein Ver­ bindungsteil in die Gehäuseöffnung eingeführt und der Wirkbe­ reich des Senders daher von außen zugänglich und sichtbar ist. Die Emission energiereicher Strahlung kann in diesem Fall nämlich die Augen, insbesondere die Netzhaut, von Lebe­ wesen dauerhaft schädigen.

Im Hinblick auf diese Problematik sind elektrooptische Module bekannt geworden, deren Sender im ungekoppelten Zustand von mechanischen Schutzvorrichtungen nach außen hin abgedeckt ist. Eine derartige aus der US-PS 5,104,242 bekannte Vorrichtung besteht aus einer schmalen Blattfeder, die bei gezogenem Lichtwellenleitersteckerstift in eine Stiftaufnahme hineinragt und den optischen Weg nach außen blockiert. Diese filigrane Konstruktion ist nicht nur fertigungstechnisch, sondern auch hinsichtlich ihrer mechanischen Belastbarkeit problematisch. Ein Ermüden und/oder ein Bruch der Blattfeder und der damit einhergehende Verlust der Schutzwirkung kann ungünstigstenfalls unbemerkt bleiben. Bei einer ähnlichen, mit denselben Sicherheitsbedenken behafteten bekannten (JP-A- 57-142607) Vorrichtung taucht eine federbeaufschlagte Schutzkappe bei eingeführtem Steckerstift unter Freigabe des optischen Weges in eine in der Aufnahme ausgebildete Ausneh­ mung ein.

Aus der EP-A2-0 437 162 ist ein Sicherheitssystem bekannt, bei dem elektronisch durch Überwachung bestimmter Zeitfenster das Eintreffen oder der Verlust erwarteter optischer Signale festgestellt und ggf. die Aussendung weiterer Lichtimpulse unterbunden wird. Das System erfordert eine vergleichsweise aufwendige Initialisierungsprozedur beim Aufbau einer Daten­ verbindung und beidendig der Kommunikationsstrecke entspre­ chend aufwendig ausgestattete Sende/Empfangseinrichtungen.

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines elektrooptischen Moduls, bei dem ein unbeabsichtigter Aus­ tritt energiereicher Strahlung des Senders bei nicht einge­ führtem Verbindungsteil zuverlässig verhindert ist.

Diese Aufgabe wird bei einem elektrooptischen Modul der ein­ gangs genannten Art erfindungsgemäß gelöst durch einen elek­ trischen Schalter, der die Ansteuerung des Senders in einer Ruhestellung unterbindet und in einer Arbeitsstellung frei­ gibt, und durch ein Schalterbetätigungselement, das derart in den Einführweg ragt, daß es beim Einführen des Verbindungs­ teils durch das Verbindungsteil und/oder das Kopplungselement auslenkbar ist und dadurch den Schalter aus seiner Ruhe­ stellung in die Arbeitsstellung bringt, solange das Verbin­ dungsteil eingeführt bleibt. Ein wesentlicher Vorteil der Er­ findung besteht darin, daß ohne großen schaltungstechnischen Aufwand und ohne Verschleiß und Ermüdung unterliegenden me­ chanischen Schutzvorrichtungen eine Schädigung der Umwelt durch vagabundierende Strahlung zuverlässig verhindert ist. Der elektrische Schalter verbleibt grundsätzlich in seiner Ruhestellung und gelangt nur dann in die Arbeitsstellung, wenn und solange ein Verbindungsteil eingeführt ist bzw. bleibt. Dadurch geht von dem erfindungsgemäßen elektroopti­ schen Modul auch bei elektrischen Störungen der Ansteuer­ schaltung keine Gefahr für die Umwelt aus. Ein Abbrechen des Schaltungsbetätigungselements führt dazu, daß keine den Schalter in die Arbeitsstellung überführende Schalterbetäti­ gung mehr möglich ist und der Schalter in der Ruhestellung und damit das Modul auf der sicheren Seite verbleibt.

Eine in schaltungstechnischer und konstruktiver Hinsicht be­ vorzugte Weiterbildung des erfindungsgemäßen Moduls sieht vor, daß der Schalter ein Tastschalter ist und daß das Schal­ terbetätigungselement ein verschiebbarer Taststößel ist. Der Taststößel ist vorzugsweise mit einer Kontur versehen, die ein einfaches Aufgleiten der Außenkontur des Verbindungsteils bzw. des Kopplungselementes zur Bewegung des Taststößels erlaubt.

Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des erfindungsgemäßen Moduls weiter zu erhöhen und um eine einwandfreie Funktion auch bei einem Fehlverhalten eines Schalters zu gewährlei­ sten, sieht eine bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsge­ mäßen Moduls vor, daß ein weiterer Schalter mit einem ent­ sprechend angeordneten und wirkenden weiteren Schalterbetäti­ gungselement vorgesehen ist und daß die beiden Schalter in logischer UND-Verküpfung wirksam sind.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 und 2 einen Schnitt in waagerechter Ebene durch ein erfindungsgemäßes Modul mit unterschiedlich weit eingeführtem Verbindungsteil und

Fig. 3 eine schaltungstechnische Anordnung zweier Schalter.

Das in Fig. 1 gezeigte elektrooptische Modul hat ein Gehäuse 1, das zwei elektrooptische Bauelemente 2, 3 enthält. Das Bauelement 2 umfaßt eine gekapselte Empfangsdiode (Empfänger) 5, auf deren optischen Wirkbereich über eine Kugellinse 7 Lichtsignale aus einem in eine Aufnahme 8 einsteckbaren Kopplungselement geleitet werden können. Das Kopplungselement ist als Lichtwellenleitersteckerstift S1 ausgebildet, der in seiner zentralen Bohrung einen Lichtwellenleiter LWL1 führt. Der Steckerstift S1 ist in einem teilweise gezeigten Verbindungsteil DS in Form eines sogenannten Duplex-Steckers gelagert.

Das zweite Bauelement 3 enthält eine gekapselte Laserdiode (Sender) 10, deren über eine optische Wirkfläche und eine Kugellinse 12 abgegebene Strahlung in ein weiteres, in eine Aufnahme 13 einsteckbares Kopplungselement (weiterer Licht­ wellenleitersteckerstift S2 mit zentralem Lichtwellenleiter LWL 2) einkoppelbar ist. Die Empfangsdiode 5 und die Laser­ diode 10 sind über elektrische Anschlüsse 14, 15 mit einer Empfangsschaltung 17 bzw. einer Ansteuerschaltung 18 verbun­ den. Die Aufnahmen 8, 13 sind auf die Steckerstifte S1, S2 abgestimmt, so daß eine optimale Kopplung der Enden der Lichtwellenleiter LWL1, LWL2 mit den optischen Wirkflächen gewährleistet ist. Die Aufnahmen 8, 13 erstrecken sich in einen Aufnahmeraum 22 des Gehäuses 1, der eine der Empfangsdiode 5 und der Laserdiode 10 gegenüberliegende Einführungsöffnung 25 aufweist. Durch diese ist das Ver­ bindungsteil DS mit den Steckerstiften S1, S2 zum Ankoppeln an den Empfänger 5 bzw. an den Sender 10 in Pfeilrichtung 26 entlang eines Einführweges 28 einführbar.

In den Seitenwänden 29, 30 des den Aufnahmeraum 22 umgebenden Gehäuseteils 32 sind Ausnehmungen 33, 34 für jeweils einen Schalter 40, 41 vorgesehen. Jeder Schalter ist als Tastschalter ausgebildet und hat jeweils ein in den Ein­ führweg 28 ragendes Schalterbetätigungselement 40a, 41a. Der Schalter 40, 41 befindet sich in seiner Ruhestellung (geöffneter Schalter) und wirkt in dieser Ruhestellung derart auf die elektrische Ansteuerung 18 des Senders 10 ein, daß eine Emission energiereicher Strahlung unterbunden ist. Dies kann beispielsweise dadurch geschehen, daß der oder die Schalter im Versorgungsspannungskreis für den Sender 10 lie­ gen, so daß durch geöffnete Schalter der Laserdiodenstrom un­ terbrochen ist. Die Schalter können auch sequentielles Glied einer Überwachungsschleife sein, deren Öffnung von einer De­ tektoreinrichtung erkannt wird. Im einfachsten und in der Fig. 1 dargestellten Fall können die Schalter 40, 41 seriell direkt in der zur Ansteuerung dienenden Leitung 15 enthalten sein.

In der in Fig. 2 gezeigten Situation ist das Verbindungsteil DS durch die Öffnung 25 in den Aufnahmeraum 22 bereits soweit eingeführt, daß die Steckerstifte S1, S2 unmittelbar vor den Aufnahmen 8, 13 positioniert sind. Das Verbindungsteil DS hat dabei zunächst über Auflaufschrägen 51, 52 und dann mit seinen Seitenkonturen 53, 54 die jeweiligen Schalter­ betätigungsteile 40a, 41a zu den Seitenwänden 29, 30 hin ausgelenkt. Die dadurch geschlossenen Schalter 40, 41 befinden sich jeweils in Arbeitsstellung und geben im dargestellten Fall durch Schließen der Leitung 15 die Ansteuerung des Senders 10 frei.

Wie ferner angedeutet, kann auch in der Aufnahme 13 ein nach innen in den Einführweg des Kopplungselementes (Steckerstift) S2 gerichtetes Schalterbetätigungselement 60a eines in einer Radialbohrung angeordneten Schalters 60 vorgesehen sein. Der Schalter 60 kann in entsprechender Weise auf die elektrische Ansteuerung einwirken und diese erst dann freigeben, wenn das Betätigungsteil 60a durch den Steckerstift S2 nach außen ausgelenkt und dadurch der Schalter 60 geschlossen ist. Selbstverständlich sind auch Kombinationen der in Fig. 2 ge­ zeigten Schalteranordnungen möglich, wobei beispielsweise der Schalter 40 und der Schalter 60 unter Verzicht auf den Schalter 41 vorgesehen sind.

Besonders bevorzugt ist eine Kombination von zumindest zwei Schaltern, die in logischer UND-Verknüpfung wirken. Im einfachsten Fall kann dies durch eine Reihenschaltung beispielsweise der Schalter 40, 41 erfolgen, wie Fig. 3 in ein er alternativen Schalterkonfiguration und Einwirkungsweise auf die Ansteuerschaltung 18 (Fig. 1) ver­ deutlicht. Solange einer der Schalter 40, 41 geöffnet ist, d. h. zumindest eines der Betätigungsteile 40a, 41a von dem Verbindungsteil DS bzw. dem Kopplungselement S2 nicht ausge­ lenkt ist, ist eine Kontrollschleife 70 unterbrochen. Dies wird von eine Detektiereinheit 71 erkannt, die ausgangsseitig ein Unterbrechungssignal 73 ausgibt, das in die Ansteuerung 18 eingespeist wird und das Aussenden energiereicher Strahlung verhindert. Die Kontrollschleife ist dagegen in der in den Fig. 1 und 2 gezeigten Variante Bestandteil der Leitung 15.

Claims (3)

1. Elektrooptisches Modul, insbesondere Transceiver, mit mindestens einem Sender (10), der bei elektrischer Ansteuerung energiereiche Strahlung emittiert, und mit einem Aufnahmeraum (22) mit einer Öffnung (25), durch die ein Verbindungsteil (DS) mit mindestens einem Kopplungs­ element (S2) zum Ankoppeln an den Sender (10) entlang eines Einführweges (28) zum Sender (10) hin einführbar ist, gekennzeichnet durch

• - einen elektrischen Schalter (40), der die Ansteuerung des Senders (10) in einer Ruhestellung unterbindet und in einer Arbeitsstellung freigibt, und
• - durch ein Schalterbetätigungselement, das derart in den Einführweg (28) ragt, daß es beim Einführen des Verbindungs­ teils (DS) durch das Verbindungsteil (DS) und/oder das Kopplungselement (S2) auslenkbar ist und dadurch den Schalter (40) aus seiner Ruhestellung in die Arbeitsstellung bringt, solange das Verbindungsteil (DS) eingeführt bleibt.

2. Modul nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schalter (40) ein Tastschalter ist und daß das Schalterbetätigungselement (40a) ein verschiebbarer Taststößel ist.

3. Modul nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiterer Schalter (41) mit einem entsprechend angeordneten und wirkenden weiteren Schalter­ betätigungselement (41a) vorgesehen ist und daß die beiden Schalter (40, 41) in logischer UND-Verküpfung wirksam sind.