EP2023448A1 - Verbinder mit integriertem Lichtwellenleiter - Google Patents

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EP2023448A1
EP2023448A1 EP08013553A EP08013553A EP2023448A1 EP 2023448 A1 EP2023448 A1 EP 2023448A1 EP 08013553 A EP08013553 A EP 08013553A EP 08013553 A EP08013553 A EP 08013553A EP 2023448 A1 EP2023448 A1 EP 2023448A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
connector
optical waveguide
housing
light
circuit board
Prior art date
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Application number
EP08013553A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP2023448B1 (de
Inventor
Michael Quiter
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Original Assignee
Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Yamaichi Electronics Deutschland GmbH filed Critical Yamaichi Electronics Deutschland GmbH
Publication of EP2023448A1 publication Critical patent/EP2023448A1/de
Application granted granted Critical
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01R—ELECTRICALLY-CONDUCTIVE CONNECTIONS; STRUCTURAL ASSOCIATIONS OF A PLURALITY OF MUTUALLY-INSULATED ELECTRICAL CONNECTING ELEMENTS; COUPLING DEVICES; CURRENT COLLECTORS
    • H01R13/00—Details of coupling devices of the kinds covered by groups H01R12/70 or H01R24/00 - H01R33/00
    • H01R13/66—Structural association with built-in electrical component
    • H01R13/717—Structural association with built-in electrical component with built-in light source
    • H01R13/7172—Conduits for light transmission

Definitions

  • the present invention relates to a connector with integrated optical waveguide.
  • modules housings such as servers, personal computers or HIFI, TV sets and the like nowadays have arranged on a front, side or rear wall one or more connectors for connection to connection cables and light emitting diodes for displaying optical signals.
  • the corresponding wall of the module housing must have appropriate mounting options such as openings and screw to attach the connectors such as sockets and plugs and the LEDs on the housing wall.
  • these components must be electrically connected to a circuit board located in the housing.
  • a connector or contact plug or contact socket with the following components: a housing for receiving at least one contact element or contact pin or contact tongue for in Contacting a complementary contact element of a complementary connector, wherein at least one optical fiber is disposed in or on the housing and exposed at a front of the housing to display an optical signal.
  • optical waveguide By arranging the optical waveguide in or on the housing of the connector, an assembly consisting of the optical waveguide and the connector is provided, so that this subassembly can be mounted as an integral part and electrically connected.
  • This offers the advantage that it is not necessary to attach and electrically connect an optical signal device as conventionally required, and furthermore the connector has to be fastened and electrically connected.
  • the space required for two separate components for the connector and the electrical signaling device is reduced in this integrated design.
  • the optical waveguide can moreover be provided with a very small cross section in order to further reduce the space requirement, in particular in comparison with the arrangement of a light source, such as a light emitting diode, which has a certain minimum cross section due to its construction.
  • the light-emitting diode can be arranged anywhere on a printed circuit board and is optically coupled to the optical waveguide in order to transmit the light emitted by the light-emitting diode through the optical waveguide to a front side of the connector.
  • the optical fiber is exposed on a back side of the connector housing to supply the light signal at that location.
  • a light-emitting diode can be arranged on a rear side of the housing of the connector on the printed circuit board and the light signal can be fed into the optical waveguide without directly connecting the optical waveguide and the light-emitting diode.
  • the light transmission also works with relatively large tolerances in the arrangement of the connector and the light emitting diode on a printed circuit board.
  • the optical fiber is in through the housing of the Connector disposed therethrough so that the optical fiber extends from the back of the connector housing to the front.
  • the optical waveguide is made of inexpensive material, such a connector can be provided with the optical waveguide regardless of whether an optical signal is to be displayed or not, so that the number of different connectors is reduced.
  • the optical waveguide connector according to the invention can also be used in applications that do not require the optical waveguide. As a result, a number of identical connectors is increased to reduce manufacturing costs.
  • the connector can also be manufactured and sold without the optical waveguide arranged in the opening.
  • the optical waveguide is preferably made of a polycarbonate, polymethyl methacrylate (PMMA), transparent polyamide or radiation-crosslinked polyamide or has at least one of these materials.
  • the connector has on a bottom side at least one soldering and / or soldering pin for electrically connecting the connector to a printed circuit board and / or a projection for the mechanical fixation of the connector in a complementary opening or recess of the printed circuit board or a bottom plate of a Module housing or the like.
  • the optical waveguide at a rear end, ie at the rear of the connector housing, on which preferably the light-emitting diode is arranged on the printed circuit board bevelled at an angle of 35 to 50 ° relative to a longitudinal axis of the optical waveguide, most preferably at an angle of 35 to 40 °, because at an angle of substantially 38 °, a total reflection due to the refractive index is caused.
  • the total reflection offers the advantage of an optimized light output for the transmission of the light signal.
  • the optical waveguide at the back of the connector housing a Angle of substantially 90 ° relative to the longitudinal axis of the optical waveguide forms.
  • the direction (or in other words the spatial orientation) of the longitudinal axis of the optical waveguide is advantageously defined by being parallel to the longitudinal surfaces or the optical waveguide.
  • the longitudinal axis is straight-lined.
  • the longitudinal surfaces are arranged so that the cross section of the optical waveguide perpendicular to the longitudinal axis substantially has a square, rectangular and / or circular shape.
  • the longitudinal axis is parallel to the surface of the circuit board.
  • the optical waveguide comprises an entrance surface.
  • the entrance surface of the optical waveguide is preferably designed so that light from one (or more) light sources (such as a light emitting diode) is fed through this entrance surface into the optical waveguide.
  • the entrance surface is flat. Particularly preferably, it is arranged parallel to one of the longitudinal surfaces of the optical waveguide.
  • the inlet surface can be arranged parallel to the longitudinal axis of the optical waveguide in particular.
  • the entrance surface may form a common planar surface with one of the longitudinal surfaces.
  • the optical fiber and the connector housing are configured such that the entrance surface of the optical fiber is at least partially exposed at or near the rear of the connector.
  • the entry surface may be at least partially exposed at the rear of the underside of the connector housing.
  • the entrance surface of the optical fiber is at least partially exposed to substantially form part of the outer surface of the connector housing.
  • the connector housing and the optical waveguide are formed such that the exposed part of the entrance surface or the entire entrance surface of the optical waveguide does not form a recess or recess of the outer surface of the connector housing.
  • the entrance surface of the optical waveguide protected from environmental influences and / or the coupling of unwanted light reflections. Furthermore, this arrangement has the advantage that the exposed surface of the optical waveguide at least partially very close to a arranged on the circuit board light source (such as a light emitting diode) may be arranged. This can bring about the advantage that a large proportion of the light power emitted by the light source is fed into the optical waveguide. Furthermore, this advantageously the light source can be shielded so that no unwanted interfering light signals or scattered light reflections are emitted by the light source.
  • the optical waveguide advantageously comprises an exit surface.
  • the connector housing and the optical waveguide are preferably formed such that the exit surface of the optical waveguide is at least partially exposed.
  • the optical fiber is at least partially exposed at the front of the connector housing.
  • the light signal may exit through the exit surface to be perceived by a user. But it is also conceivable that the light signal is forwarded or received at the exit surface of another medium for signal line or signal processing.
  • the optical waveguide is integrally formed.
  • the optical waveguide consists of several parts.
  • the various parts of the optical waveguide can be mounted in the connector housing in geometric relation to each other.
  • the individual parts of the optical waveguide are connected to each other before or during assembly of the connector.
  • the optical waveguide comprises at least one bevelled surface.
  • the beveled surface is preferably designed so that it deflects a high proportion of the light source from the light rays as possible lossless and as possible in the direction of the exit surface.
  • the bevelled surface is advantageously flat.
  • the beveled surface of the optical waveguide has a bevel angle to the longitudinal axis of the optical waveguide.
  • the taper angle is defined as 90 ° minus the angle between the longitudinal axis of the optical waveguide and the surface normal of the slanted surface, the surface normal of the slanted surface being directed towards the interior of the optical waveguide.
  • the taper angle is in a range of 35 ° to 50 °, more preferably in a range of 35 to 40 °.
  • the bevelled surface may also have a chamfer angle of 20 to 80 ° to the longitudinal axis of the optical waveguide. But it is also conceivable that the bevelled surface forms an angle of 90 ° relative to the longitudinal axis of the optical waveguide.
  • the taper angle may preferably be equal to or greater than the critical angle of total reflection.
  • the bevel angle is equal to the critical angle of total reflection.
  • the optical fiber is attached to or near the bottom of the connector housing.
  • the optical waveguide is positioned in the connector housing, that after the assembly of the connector on the circuit board, the longitudinal axis of the optical waveguide is oriented substantially parallel to the circuit board.
  • the bevelled surface of the optical waveguide is substantially partially adjacent directly to the entrance surface of the optical waveguide.
  • the optical waveguide a Transition surface which is located between the Entrittsober Design and the tapered surface, so that the entrance surface is not immediately adjacent to the tapered surface.
  • the smallest distance between the entrance surface and the tapered surface is smaller than the height of the optical fiber.
  • the height of the optical waveguide should be understood to mean the vertical dimension of the optical waveguide, the vertical direction being defined orthogonal to the surface of the printed circuit board. More preferably, the smallest distance between the entrance surface and the tapered surface is less than 20% of the height of the optical waveguide. More preferably, the smallest distance between the entrance surface and the tapered surface is less than 10% of the height of the optical waveguide.
  • the chamfered surface can thereby be arranged very close to the light source, whereby a larger proportion of the light beams of the light source can impinge on the chamfered surface. As a result, an increased proportion of light rays can be reflected in the direction of the exit surface. Furthermore, this arrangement can cause the optical waveguide occupies only a small space in the connector housing. This makes it possible that the arrangement of the optical waveguide does not limit the structural design of the remaining connector housing too much.
  • the connector housing preferably has at least one retaining portion, wherein the retaining portion is configured, in cooperation with the beveled surface of the optical waveguide, to fix the optical waveguide in the connector housing.
  • the connector housing comprises a housing shield comprising the retaining portion.
  • the holding portion may be integrally connected to the housing shield and be brought by a bend, or a depression of the housing shield in the position in which it in cooperation with the beveled surface of the Fiber optic fixed the optical fiber in the connector housing.
  • an opening in the housing shield is produced by the bending or by the depression, wherein this opening is designed to expose the entrance surface of the optical waveguide.
  • the housing screen does not have such an opening without the process of bending or indentation, since this opening is created only by the bending, or in other words, by the positioning of the retaining section.
  • a housing shield can be provided which optimally shields a connector housing which does not contain an optical waveguide.
  • this can effectively provide a housing shield which optimally shields a connector without optical fiber and which can be adapted for fiber optic connectors by bending, so that an opening for exposing the entrance surface of the connector as well as a retaining portion to the Fixation of the optical waveguide is provided.
  • the surface of the holding portion at or near the beveled surface of the optical waveguide causes a more effective reflection of the light signal and thus the light output, or use of the light signal of the light source is increased.
  • the holding portion is made of metal or has a metallized surface, whereby the metallic or metallized surface of the holding portion reflects parts of the light signal in addition to the beveled surface of the optical waveguide.
  • this allows a more efficient transmission of the signal of the light source, or a higher light output can be achieved.
  • the fiber optic connector is attached to a front-rear or side wall of a module housing by soldering the connector to a circuit board and positioning the circuit board in the housing such that the connector passes through an opening of the module housing wall extends to be accessible from the outside.
  • a light-emitting diode is preferably arranged on the printed circuit board, that the light emitted by the light emitting diode is fed into the optical waveguide of the connector to transmit the light signal from the back of the connector to the front of the connector, ie to the outside of the module housing.
  • a method of arranging a connector and an optical signal display preferably for a module housing, is provided by arranging at least one optical fiber in or on the housing of the connector and exposing the optical fiber to a front of the housing to display an optical signal.
  • the optical waveguide By disposing the optical waveguide in the housing, only one component, namely the connector, has to be fixed and electrically connected to the corresponding position of the module housing so as to provide an assembly of at least one connector and at least one optical signal indicator.
  • the assembly time can be reduced and corresponding manufacturing costs for a module housing can be reduced.
  • the method further comprises the step of exposing the optical waveguide to a rear side of the housing in order to feed in a light signal at this position.
  • the method further comprises the step of mounting the connector to a printed circuit board via at least one soldering point and / or soldering pin and / or projection.
  • the method further comprises the step of chamfering a rear end of the optical waveguide, preferably at an angle of 35 ° to 50 ° relative to a longitudinal axis of the optical waveguide.
  • the connector is soldered to the housing 10 by solder pads 7 and / or solder pins 8, 9 on a circuit board 20 to electrically connect the connector to the circuit board 20.
  • the electrical connection includes the connection of the circuit board 20 with contact elements 11 of the connector. These contact elements 11 are brought into contact with contact elements of a complementary connector (not shown) to make electrical connection with, for example, external devices.
  • a light-emitting diode (LED) 2 on the printed circuit board 20 is preferably soldered to a rear side, 10b or near the rear part of the underside of the connector housing.
  • This light-emitting diode 2 is arranged on the printed circuit board 20 in accordance with optical waveguides 1, 1 arranged in an opening of the connector housing 10.
  • the connector may also have one or more optical signals depending on the number of arranged in the connector housing 10 Transmit optical fiber 1.1 to a front side of the connector housing.
  • the connector housing 10 further has a housing shield 3, 4 of a correspondingly bent metal sheet to shield transmitted signals.
  • the metal sheet is recessed accordingly at a front side of the connector to expose the optical waveguide 1,1.
  • the optical fibers 1 may have a very small cross section, preferably a circular cross section with a diameter of about 0.5 to 5 mm, most preferably 1 to 3 mm. In this way, a very space-saving optical signal display is provided on a front side of the connector.
  • the connector may be any type of connector, such as an RJ45 plug (Western plug), or socket, a socket or plug for a serial or parallel port, a coaxial plug, a USB plug, a D-Sub socket or like.
  • the connector is preferably disposed on a front, rear or side wall of a module housing to locate the circuit board 20 within the module housing such that the connector is positioned in correspondence with an opening of the housing wall. In this way can be dispensed with an attachment of the connector to the housing wall, so that the assembly is facilitated.
  • the connector is soldered to the optical waveguide 1 on the circuit board 20 and the circuit board 20 is inserted into the module housing. By the corresponding positioning of the circuit board 20 within the housing, the connector is now automatically located at the correct position. Another assembly step is not required.
  • the entrance surface 21 in its general design need not be a flat surface, but may be adapted in shape such that a high proportion of the light output of the light emitting diode 2 enters the optical waveguide 1, that the optical waveguide 1 is particularly easy to manufacture, and / or to assemble.
  • the cross section of the optical waveguide 1, so the section perpendicular to the longitudinal axis of the optical waveguide 1, is not limited to rectangular or square shapes. There are many forms conceivable, in particular an ellipse or a circular shape. In addition, it is also conceivable that the cross-sectional shape of the optical waveguide 1 along the longitudinal axis of the optical waveguide 1 is not equal.
  • the beveled surface 22 of the optical waveguide is shaped so that light rays, which together represent the largest possible proportion of the total radiation flux of the light-emitting diode, at the bevelled Surface 22 of the optical waveguide 1 are reflected at an angle to the normal of the tapered surface 22, which is substantially greater than the critical angle of total reflection. This ensures that light rays, which together represent the largest possible proportion of the total radiation flux of the light-emitting diode 2, are substantially completely reflected at this beveled surface 22.
  • the longitudinal axis of the optical waveguide forms with the - to the interior of the optical waveguide directed towards surface normal of the beveled surface at an angle of 90 ° minus ⁇ to each other.
  • the longitudinal axis 25 of the optical waveguide 1 is advantageously defined by the fact that it is parallel to the longitudinal surfaces 24a, 24b, 24c and 24d of the optical waveguide.
  • the normal of the chamfered surface has a right angle ⁇ to the chamfered surface.
  • the incident light rays are deflected by reflection on the slanted surface 22 and form the deflected light beam 27th
  • the entrance surface 21 and the tapered surface 22 also form an angle ⁇ to each other.
  • Incident light rays 26, which enter the optical waveguide 1 with normal incidence on the entrance surface 21, form an angle with the normal 31 of the slanted surface 22 which has the size of the angle ⁇ .
  • the angle ⁇ greater than the critical angle of total reflection so there is a total reflection for these incident light beams 26, so that substantially the entire radiation flux of these light rays is reflected at the tapered surface 22.
  • a higher proportion of those light beams which have not entered the optical waveguide exactly perpendicular to the entrance surface 21 may be totally reflected. This can lead to a small loss of the power of the light signal during the transmission through the optical waveguide 1.
  • the optimum angle ⁇ may be dependent inter alia on the position of the light-emitting diode 2 relative to the optical waveguide 1, the spatial distribution of the radiation flux emitted by the light-emitting diode 2, the cross-sectional shape of the optical waveguide 1, and the shape of the entrance surface 21 and the exit surface 23.
  • the angle ⁇ may optionally form an increased angle to the longitudinal axis of the optical waveguide 1 after reflection at the beveled surface 22.
  • reflections on the longitudinal surfaces 24a, 24b, 24c, 24d of the optical waveguide 1 may possibly take place below the critical angle of total reflection, which may result in a higher proportion of the power of the optical signal leaving the optical waveguide 1 .
  • the beveled surface 22 to the longitudinal axis of the optical waveguide 1 forms an angle ⁇ between 35 and 50 °, particularly advantageously between 35 and 40 °.
  • the optical waveguide 1 can also be bevelled in an angular range of 20 ° to 80 ° or form an angle of substantially 90 ° with respect to the longitudinal axis of the optical waveguide 1.
  • tapered surface 22 in its general design need not be a flat surface, but may be formed curved to reduce the loss of the transmitted power of the light signal of the light emitting diode, for ease of manufacture and / or assembly.
  • the entrance surface need not necessarily be formed parallel to the longitudinal axis of the optical waveguide 1, as shown in FIG Fig. 4 for an embodiment is shown.
  • the inlet surface 21 may, for example, also be arranged substantially parallel to the outlet surface 23.
  • the optical waveguide 1 may be formed in this case, for example, cuboid or cylindrical.
  • the exit surface 23 may be arbitrarily adapted in shape, so that, for example, a better yield of the power of the light signal of the light emitting diode 2 takes place or the optical waveguide 1 is easier to manufacture or to assemble.
  • the entrance surface 21 is substantially partially immediately adjacent to the tapered surface 22. Between the entrance surface 21 and the tapered surface 22, the transition surface 30 may be located so that the entrance surface and the tapered surface are not immediately adjacent at any point.
  • the smallest distance between the entrance surface and the beveled surface is smaller than the height of the optical waveguide 1.
  • the height of the optical waveguide is to be understood as the vertical dimension of the optical waveguide, the vertical direction being defined orthogonal to the surface of the printed circuit board. More preferably, the smallest distance between the entrance surface 21 and the tapered surface 22 is less than 20% of the height of the optical waveguide. More preferably, the smallest distance between the entrance surface 21 and the tapered surface 22 is less than 10% of the height of the optical waveguide.
  • the optical waveguide 1 may further have holding surfaces 28a and 28b, which serve to hold the fixing of the optical waveguide 1 in the connector housing 10.
  • the entrance surface 21 is exposed at the rear part of the underside of the connector. Thereby, the entrance surface 21 forms an outer surface of the connector. This will be the Entry surface 21 after mounting the connector on the circuit board 20 advantageously positioned very close to the light emitting diode 2.
  • the optical fiber 1 is mounted in the housing 10 of the connector so as to extend near the bottom of the connector housing 10 along the printed circuit board 20.
  • the housing shield 3, 4 of the connector housing 10 is shown to have the housing shielding 3.
  • the housing shielding 3, 4 preferably provides a retaining portion 29 which is designed to cooperate with the beveled surface 22 of the optical waveguide 1, the optical waveguide 1 in the housing 10 of the connector to fix.
  • the holding portion 29 by a bend, or impressed in the in the Figures 10 and 11 shown position brought.
  • the holding portion 29 is planar without the operation of bending or in-plane with the adjacent housing shield 3, so that without the act of bending or indenting, the holding portion has no opening in the housing shield 3, 4 forms and thus effective shielding causes.
  • the housing shield 3, 4 can be mounted without the optical waveguide 1 on the connector without the holding portion 29 forms an opening that could affect the shield of the connector.
  • two or more LEDs may be arranged so that they can couple light signals on the same or on separately exposed surfaces of the optical waveguide. It is thus possible that light signals from a plurality of possibly differently colored light-emitting diodes can be output at the exit surface 23 of the optical waveguide.
  • optical waveguide 1 need not only be formed in one piece, but may be composed of several components, wherein the individual components, for example, have different refractive indices.
  • the light signal in the optical waveguide. 1 is coupled, not by a light emitting diode 2, but by another suitable light source, or can also be generated by a further optical waveguide.
  • surfaces of the optical waveguide are coated, so that the reflections of the light beams on these surfaces of the optical waveguide 1 and / or the entry of the light beams are influenced in the optical waveguide, for example, for a better yield of the power of the light signal.

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Verbinder mit einem Gehäuse (10) für die Aufnahme von zumindest einem Kontaktelement (11) zum in Kontakt treten mit einem komplementären Kontaktelement eines komplementären Verbinders, wobei zumindest ein Lichtwellenleiter (1) in oder an dem Gehäuse (10) angeordnet ist und an einer Vorderseite (10a) des Gehäuses (10) freigelegt ist, um ein optisches Signal anzuzeigen.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verbinder mit integriertem Lichtwellenleiter.
  • Viele elektrische oder elektronische Modulgehäuse wie beispielsweise Server, Personal Computer oder HIFI-, TV-Geräte und dergleichen haben heutzutage an einer Vorder-, Seiten oder Rückwand einen oder mehrere Verbinder zum Verbinden mit Anschlußkabeln sowie Leuchtdioden zum Anzeigen optischer Signale angeordnet. Hierzu muß die entsprechende Wand des Modulgehäuses entsprechende Befestigungsmöglichkeiten wie beispielsweise Öffnungen und Schraubverbindungen aufweisen, um die Verbinder wie beispielsweise Buchsen und Stecker sowie die Leuchtdioden an der Gehäusewand zu befestigen. Des weiteren müssen diese Bauteile mit einer in dem Gehäuse befindlichen Platine elektrisch verbunden werden.
  • Dementsprechend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine einfache und kostengünstige Befestigungsmöglichkeit sowie elektrische Anschlußfähigkeit eines Verbinders und einer optischen Signaleinrichtung an einer Vorder, Seiten oder Rückwand eines Modulgehäuses zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Verbinder mit den Merkmalen nach Anspruch 1 und ein Verfahren mit den Merkmalen nach Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen definiert.
  • Die obige Aufgabe wird durch einen Verbinder bzw. Kontaktstecker bzw. Kontaktbuchse mit folgenden Bauteilen gelöst: einem Gehäuse für die Aufnahme von zumindest einem Kontaktelement bzw. Kontaktstift bzw. Kontaktzunge zum in Kontakt treten mit einem komplementären Kontaktelement eines komplementären Verbinders, wobei zumindest ein Lichtwellenleiter in oder an dem Gehäuse angeordnet ist und an einer Vorderseite des Gehäuses freigelegt ist, um ein optisches Signal anzuzeigen.
  • Indem der Lichtwellenleiter in oder an dem Gehäuse des Verbinders angeordnet ist, wird eine Baugruppe bestehend aus dem Lichtwellenleiter und dem Verbinder geschaffen, so daß diese Baugruppe als einstückiges Teil montiert und elektrisch angeschlossen werden kann. Dies bietet den Vorteil, daß nicht wie herkömmlich eine optische Signaleinrichtung befestigt und elektrisch angeschlossen werden muß und des weiteren der Verbinder befestigt und elektrisch angeschlossen werden muß. Darüber hinaus ist der Platzbedarf gegenüber zwei separaten Bauteilen für den Verbinder und die elektrische Signaleinrichtung bei dieser integrierten Bauweise verringert. Der Lichtwellenleiter kann darüber hinaus mit einem sehr kleinen Querschnitt versehen sein, um den Platzbedarf weiter zu verringern, insbesondere im Vergleich mit dem Anordnen einer Lichtquelle, wie beispielsweise eine Leuchtdiode, die aufgrund ihrer Bauweise einen gewissen Mindestquerschnitt hat. Die Leuchtdiode kann dabei an beliebiger Stelle an einer Leiterplatte angeordnet werden und wird mit dem Lichtwellenleiter optisch gekoppelt, um das von der Leuchtdiode abgestrahlte Licht durch den Lichtwellenleiter hindurch zu einer Vorderseite des Verbinders zu übertragen.
  • Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter an einer Rückseite des Verbindergehäuses freigelegt, um das Lichtsignal an dieser Stelle einzuspeisen. Dadurch kann eine Leuchtdiode an einer Rückseite des Gehäuses des Verbinders an der Leiterplatte angeordnet werden und das Lichtsignal kann in den Lichtwellenleiter eingespeist werden, ohne Lichtwellenleiter und Leuchtdiode unmittelbar miteinander zu verbinden. Darüber hinaus funktioniert die Lichtübertragung auch bei verhältnismäßig großen Toleranzen bei der Anordnung des Verbinders und der Leuchtdiode an einer Leiterplatte.
  • Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter in einer sich durch das Gehäuse des Verbinders hindurch erstreckenden Öffnung angeordnet bzw. eingelegt, so daß sich der Lichtwellenleiter von der Rückseite des Verbindergehäuses zu der Vorderseite erstreckt. Da der Lichtwellenleiter aus einem kostengünstigen Material herstellbar ist, kann ein derartiger Verbinder unabhängig davon, ob ein optisches Signal angezeigt werden soll oder nicht, mit dem Lichtwellenleiter ausgestattet sein, so daß die Anzahl unterschiedlicher Verbinder verringert wird. In anderen Worten kann der erfindungsgemäße Verbinder mit dem Lichtwellenleiter auch bei Anwendungen eingesetzt werden, die den Lichtwellenleiter nicht benötigen. Hierdurch wird eine Stückzahl von baugleichen Verbindern vergrößert, um die Fertigungskosten zu senken. Des weiteren kann der Verbinder auch ohne den in der Öffnung angeordneten Lichtwellenleiter hergestellt und verkauft werden.
  • Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter aus einem Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA), transparentem Polyamid oder strahlenvernetztem Polyamid hergestellt oder weist zumindest eines dieser Materialien auf.
  • Weiter bevorzugt hat der Verbinder an einer Unter- bzw. Bodenseite zumindest einen Lötpunkt und/oder Lötstift zum elektrischen Verbinden des Verbinders mit einer Leiterplatte und/oder einen Vorsprung für die mechanische Fixierung des Verbinders in einer komplementären Öffnung oder Aussparung der Leiterplatte oder einer Bodenplatte eines Modulgehäuses oder dergleichen.
  • Weiter bevorzugt ist der Lichtwellenleiter an einem hinteren Ende, d.h. an der Rückseite des Verbindergehäuses, an der vorzugsweise die Leuchtdiode auf der Leiterplatte angeordnet wird, in einem Winkel von 35 bis 50° gegenüber einer Längsachse des Lichtwellenleiters abgeschrägt, am besten in einem Winkel von 35 bis 40°, weil bei einem Winkel von im Wesentlichen 38° eine Totalreflexion aufgrund des Brechungsindex veranlaßt wird. Die Totalreflexion bietet den Vorteil einer optimierten Lichtausbeute für die Übertragung des Lichtsignals. Es ist jedoch auch möglich, den Lichtwellenleiter in einem Bereich von 20° bis 80° abzuschrägen, wenn es auf eine optimale Lichtnutzung bzw. Ausbeute nicht ankommt. Es ist aber auch denkbar, daß der Lichtwellenleiter an der Rückseite des Verbindergehäuses einen Winkel von im Wesentlichen 90° gegenüber der Längsachse des Lichtwellenleiters bildet.
  • Die Richtung (oder in anderen Worten die räumliche Orientierung) der Längsachse des Lichtwellenleiters ist vorteilhafterweise dadurch definiert, daß sie parallel zu den längsseitigen Flächen oder des Lichtwellenleiters verläuft. Bevorzugterweise ist die Längsachse geradlining. Es ist jedoch auch denkbar, daß sie krumlinig verläuft. Vorzugsweise sind die längsseitigen Flächen so angeordnet, daß der Querschnitt des Lichtwellenleiters senkrecht zur Längsachse im Wesentlichen eine quadratische, rechteckige und/oder kreisförmige Form aufweist. Vorteilhafterweise verläuft die Längsachse parallel zur Oberfläche der Leiterplatte.
  • Ferner vorzugsweise umfaßt der Lichtwellenleiter eine Eintrittsoberfläche. Die Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters ist vorzugsweise so ausgelegt, daß Licht aus einer (oder mehreren) Lichtquellen (wie beispielsweise einer Leuchtdiode) durch diese Eintrittsoberfläche in den Lichtwellenleiter eingespeist wird. Vorteilhafterweise ist die Eintrittsoberfläche eben ausgebildet. Besonders vorzugsweise ist sie parallel zu einer der längsseitigen Flächen des Lichtwellenleiters angeordnet. Dadurch kann die Eintrittsoberfläche insbesondere zur Längsachse des Lichtwellenleiters parallel angeordnet sein. Ferner kann die Eintrittsoberfläche mit einer der längsseitigen Flächen eine gemeinsame ebene Fläche bilden.
  • Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter und das Verbindergehäuse derart ausgelegt, daß die Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters zumindest teilweise an oder nahe der Rückseite des Verbinders freigelegt ist. Beispielsweise kann die Eintrittsoberfläche am hinteren Teil der Unterseite des Verbindergehäuses zumindest teilweise freigelegt sein. Unter der Unterseite des Verbindergehäuses soll die der Leiterplatte zugewandten Seite Verbindergehäuses verstanden werden. Bevorzugterweise ist Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters zumindest teilweise so freigelegt, daß sie im Wesentlichen einen Teil der äußeren Oberfläche des Verbindergehäuses bildet. In anderen Worten ist das Verbindergehäuse und der Lichtwellenleiter derart ausgebildet, daß der freigelegte Teil der Eintrittsoberfläche oder die gesamte Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters keine eine Aussparung oder Ausnehmung der äußeren Oberfläche des Verbindergehäuses bildet.
  • Vorteilhafterweise ist durch die Anordnung des freigelegten Teils der Eintrittsoberfläche am hinteren Teil der Unterseite des Verbindergehäuses die Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters geschützt vor Umgebungseinflüssen und/oder der Einkopplung ungewollter Lichtreflexe. Des Weiteren hat diese Anordnung den Vorteil, daß die freigelegte Oberfläche des Lichtwellenleiters zumindest teilweise sehr nahe an einer auf der Leiterplatte angeordneten Lichtquelle (wie beispielsweise einer Leuchtdiode) angeordnet sein kann. Dies kann den Vorteil mit sich bringen, daß ein großer Anteil der von der Lichtquelle emittierten Lichtleistung in den Lichtwellenleiter eingespeist wird. Ferner kann dadurch vorteilhafterweise die Lichtquelle abgeschirmt sein, sodaß von der Lichtquelle keine ungewollten störenden Lichtsignale oder Streulichtreflexe emittiert werden.
  • Desweiteren umfaßt der Lichtwellenleiter vorteilhafterweise eine Austrittsoberfläche. Das Verbindergehäuse und der Lichtwellenleiter sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß die Austrittsoberfläche des Lichtwellenleiters zumindest teilweise freigelegt ist. Bevorzugterweise ist der Lichtwellenleiter zumindest teilweise an der Vorderseite des Verbindergehäuses freigelegt. Durch die Austrittsoberfläche kann das Lichtsignal beispielsweise austreten, um von einem Benutzer wahrgenommen zu werden. Es ist aber auch denkbar, daß das Lichtsignal an der Austrittsoberfläche von einem anderen Medium zur Signalleitung oder Signalverarbeitung weitergeleitet oder empfangen wird.
  • Vorzugsweise ist der Lichtwellenleiter einstückig ausgebildet. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Lichtwellenleiter aus mehreren Teilen besteht. Die verschiedenen Teile des Lichtwellenleiters können im Verbindergehäuse in geometrischer Relation zueinander gelagert sein. Es ist aber auch denkbar, daß die einzelnen Teile des Lichtwellenleiters vor oder beim Zusammenbauen des Verbinders miteinander verbunden werden.
  • Vorzugsweise umfaßt der Lichtwellenleiter zumindest eine abgeschrägte Oberfläche. Die abgeschrägte Oberfläche ist bevorzugterweise so ausgebildet, daß sie einen hohen Anteil der von der Lichtquelle kommt den Lichtstrahlen möglichst verlustfrei und möglichst in Richtung der Austrittsfläche ablenkt. Ferner ist die abgeschrägte Oberfläche vorteilhafterweise eben ausgebildet.
  • Vorzugsweise weist die abgeschrägte Oberfläche des Lichtwellenleiters einen Abschrägungswinkel zur Längsachse des Lichtwellenleiter auf. Der Abschrägungswinkel ist dabei definiert als 90° minus dem Winkel zwischen der Längsachse des Lichtwellenleiters und der Oberflächennormalen der abgeschrägten Oberfläche, wobei die Oberflächennormale der abgeschrägten Oberfläche zum Inneren des Lichtwellenleiters gerichtet ist. Vorzugsweise liegt der Abschrägungswinkel in einem Bereich von 35° bis 50°, besonders vorteilhafterweise in einem Bereich von 35 bis 40°. Wenn die optimale Ausbeute bzw. Lichtnutzung der Lichtquelle nicht kritisch ist, kann die abgeschrägte Oberfläche auch einen Abschrägungwinkel von 20 bis 80° zur Längsachse des Lichtwellenleiters aufweisen. Es ist aber auch denkbar, daß die abgeschrägte Oberfläche einen Winkel von 90° gegenüber der Längsachse des Lichtwellenleiters bildet.
  • Des Weiteren kann der Abschrägungswinkel vorzugsweise gleich oder größer sein als der Grenzwinkel der Totalreflexion. Besonders vorzugsweise ist der Abschrägungswinkel gleich dem Grenzwinkel der Totalreflexion.
  • Vorteilhafterweise ist der Lichtwellenleiter an oder nahe der Unterseite des Verbindergehäuses angebracht. Weiterhin vorteilhafterweise ist der Lichtwellenleiter derart im Verbindergehäuse positioniert, daß nach der Montage des Verbinders auf die Leiterplatte die Längsachse des Lichtwellenleiters im Wesentlichen parallel zur Leiterplatte orientiert ist.
  • Des Weiteren grenzt bevorzugterweise die abgeschrägte Oberfläche des Lichtwellenleiters im Wesentlichen teilweise unmittelbar an die Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters an. Es ist jedoch auch denkbar, daß der Lichtwellenleiter eine Übergangsfläche aufweist, die sich zwischen der Entrittsoberfläche und der abgeschrägten Oberfläche befindet, so daß die Eintrittsoberfläche nicht unmittelbar an die abgeschrägte Oberfläche angrenzt. Vorzugsweise ist bei Vorhandensein einer solchen Übergangsfläche die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche und der abgeschrägten Oberfläche kleiner als die Höhe des Lichtwellenleiters. Unter der Höhe des Lichtwellenleiters soll die vertikale Abmessung des Lichtwellenleiters verstanden werden, wobei die vertikale Richtung orthogonal zur Oberfläche der Leiterplatte definiert sein soll. Besonders bevorzugt beträgt die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche und der abgeschrägten Oberfläche weniger als 20% der Höhe des Lichtwellenleiters. Besonders bevorzugt beträgt die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche und der abgeschrägten Oberfläche weniger als 10% der Höhe des Lichtwellenleiters.
  • Dies kann den Vorteil mit sich bringen, daß das Lichtsignal im Lichtwellenleiter nur einen kurzen Weg zurücklegt, wodurch die Anzahl der Lichtreflexionen im Lichtwellenleiter gering gehalten werden können. Ferner kann dadurch die abgeschrägte Oberfläche sehr nahe an der Lichtquelle angeordnet sein, wodurch ein größerer Anteil der Lichtstrahlen der Lichtquelle auf der abgeschrägten Oberfläche auftreffen kann. Dadurch kann ein erhöhter Anteil an Lichtstrahlen in Richtung Austrittsoberfläche reflektiert werden. Ferner kann diese Anordnung dazu führen, daß der Lichtwellenleiter nur einen geringen Raum im Verbindergehäuse einnimmt. Dadurch ist es möglich, daß die Anordnung des Lichtwellenleiters die konstruktive Ausgestaltung des restlichen Verbindergehäuses nicht zu sehr beschränkt.
  • Desweiteren weist das Verbindergehäuse vorzugsweise zumindest einen haltenden Abschnitt auf, wobei der haltende Abschnitt ausgelegt ist, im Zusammenwirken mit der abgeschrägten Oberfläche des Lichtwellenleiters, den Lichtwellenleiter im Verbindergehäuse zu fixieren. Vorteilhafterweise umfaßt das Verbindergehäuse eine Gehäuseabschirmung, die den haltenden Abschnitt umfaßt. Desweiteren kann der haltende Abschnitt mit der Gehäuseschirmung einstückig verbunden sein und durch eine Biegung, bzw. ein Eindrücken der Gehäuseschirmung in die Stellung gebracht werden, in der er im Zusammenwirken mit der abgeschrägten Oberfläche des Lichtwellenleiters den Lichtwellenleiter im Verbindergehäuse fixiert. Vorzugsweise wird ferner durch die Biegung bzw. durch das Eindrücken eine Öffnung in der Gehäuseabschirmung erzeugt, wobei diese Öffnung dazu ausgelegt ist, die Eintrittsoberfläche des Lichtwellenleiters freizulegen.
  • Dementsprechend ist es beispielsweise möglich, daß die Gehäuseschirmung ohne den Vorgang des Biegens, bzw. Eindrückens keine solche Öffnung aufweist, da diese Öffnung erst durch das Biegen, bzw. Eindrücken, in anderen Worten durch das Positionieren des haltenden Abschnitts entsteht. Dadurch kann eine Gehäuseschirmung bereitgestellt werden, die ein Verbindergehäuse das keinen Lichtwellenleiter enthält optimal abschirmt. Vorteilhafterweise kann dadurch in effizienter Weise eine Gehäuseschirmung bereitgestellt werden, die einen Verbinder ohne Lichtwellenleiter optimal abschirmt und die für Verbinder mit Lichtwellenleiter durch das Biegen, bzw. Eindrücken angepaßt werden kann, so daß eine Öffnung zur Freilegung der Eintrittsoberfläche des Verbinders sowie ein haltender Abschnitt zur Fixierung des Lichtwellenleiters zur Verfügung gestellt wird.
  • Es ist ferner denkbar, daß vorteilhafterweise die Oberfläche des haltenden Abschnitts an oder nahe der abgeschrägten Oberfläche des Lichtwellenleiters eine effektivere Reflexion des Lichtsignals bewirkt und somit die Lichtausbeute, bzw. Nutzung des Lichtsignals der Lichtquelle erhöht wird. Insbesondere ist es denkbar, daß der haltende Abschnitt aus Metall besteht oder eine metallisierte Oberfläche aufweist, wodurch die metallische, bzw. metallisierte Oberfläche des haltenden Abschnitts Teile des Lichtsignals zusätzlich zur abgeschrägten Oberfläche des Lichtwellenleiters reflektiert. Vorteilhafterweise kann dadurch eine effizientere Übertragung des Signals der Lichtquelle, bzw. eine höhere Lichtausbeute erreicht werden.
  • Vorzugsweise wird der Verbinder mit dem Lichtwellenleiter derart an einer Vorder-Rück- oder Seitenwand eines Modulgehäuses befestigt indem der Verbinder an einer Leiterplatte angelötet wird und die Leiterplatte so in dem Gehäuse positioniert wird, daß der Verbinder sich durch eine Öffnung der Modulgehäusewand hindurch erstreckt, um von außen zugänglich zu sein. Dabei wird eine Leuchtdiode vorzugsweise derart an der Leiterplatte angeordnet, daß das von der Leuchtdiode abgestrahlte Licht in den Lichtwellenleiter des Verbinders eingespeist wird, um das Lichtsignal von der Rückseite des Verbinders zu der Vorderseite des Verbinders, d.h. nach außerhalb von dem Modulgehäuse zu übertragen.
  • Des weiteren wird ein Verfahren zum Anordnen eines Verbinders und einer optischen Signalanzeige vorzugsweise für ein Modulgehäuse mit folgenden Schritten geschaffen: Anordnen zumindest eines Lichtwellenleiters in oder an dem Gehäuse des Verbinders und Freilegen des Lichtwellenleiters an einer Vorderseite des Gehäuses, um ein optisches Signal anzuzeigen. Indem der Lichtwellenleiter in dem Gehäuse angeordnet wird, muß nur ein Bauteil, nämlich der Verbinder an der entsprechenden Stelle des Modulgehäuses befestigt und elektrisch verbunden werden, um auf diese Weise eine Montage zumindest eines Verbinders und zumindest einer optischen Signalanzeige zu schaffen. Hierdurch kann die Montagezeit verringert und entsprechende Herstellkosten für ein Modulgehäuse verringert werden.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren des weiteren den Schritt des Freilegens des Lichtwellenleiters an einer Rückseite des Gehäuses auf, um an dieser Position ein Lichtsignal einzuspeisen.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren des weiteren folgende Schritte auf:
    • Vorsehen einer Öffnung in dem Gehäuse, die sich von der Vorderseite zu der Rückseite des Gehäuses erstreckt, und
    • Anordnen des Lichtwellenleiters in der Öffnung.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren des weiteren den Schritt des Montierens des Verbinders an einer Leiterplatte über zumindest einen Lötpunkt und/oder Lötstift und/oder Vorsprung auf.
  • Vorzugsweise weist das Verfahren des weiteren den Schritt des Abschrägens eines hinteren Endes des Lichtwellenleiters auf, vorzugsweise in einem Winkel von 35° bis 50° gegenüber einer Längsachse des Lichtwellenleiters.
  • Die mit Bezug auf das den erfindungsgemäßen Verbinder beschriebenen Merkmale und Vorteile sind entsprechend auch für das erfindungsgemäße Verfahren zum Anordnen eines Verbinders und einer optischen Signalanzeige zutreffend.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beispielhaft näher erläutert. Es wird angemerkt, daß, selbst wenn Ausführungsformen separat beschrieben sind, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausführungsformen kombiniert werden können.
    • Figur 1 zeigt eine Vorderansicht eines Verbinders mit einem Paar Lichtwellenleiter 1, 1, wobei der Verbinder an einer Leiterplatte 20 angeordnet ist.
    • Figur 2 zeigt eine Seitenansicht desselben Verbinders an der Leiterplatte 20 wie Figur 1.
    • Figur 3 zeigt eine Ansicht von unterhalb der Leiterplatte 20, wobei nur ein vorderes Ende des Verbinders sichtbar ist.
    • Figur 4 zeigt eine schematische Seitenansicht des Verbinders 10, die die relativen Positionen von Lichtwellenleiter 1, Verbinder 10 und Leuchtdiode 2 zueinander wiedergibt.
    • Figur 5 zeigt eine schematische Seitenansicht des Lichtwellenleiters 1.
    • Figur 6 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verbinders mit einem Paar Lichtwellenleiter 1, wobei der Verbinder an einer Leiterplatte 20 angeordnet ist.
    • Figur 7 zeigt den Lichtwellenleiter 1 aus verschiedenen Perspektiven.
    • Figur 8 zeigt den Lichtwellenleiter in verschiedenen Ansichten.
    • Figur 9 zeigt eine perspektivische Ansicht des Verbinders in der die der Leiterplatte 20 zugewandte Seite zu sehen ist.
    • Figur 10 zeigt eine Schnittzeichnung, die die Lage des Lichtwellenleiters 1 im Verbinder darstellt.
    • Figur 11 zeigt eine perspektivische Schnittzeichnung der Gehäuseschirmung 3, 4, die den haltenden Abschnitt 29 zeigt.
    In den Figuren 1 und 6 zeigt den Verbinder mit dem Gehäuse 10, wobei an der Vorderseite des Gehäuses die Autstittsoberfläche 23 des Lichtwellenleiters 1 zumindest teilweise freigelegt ist.
  • Wie insbesondere in Figur 2 und 3 gezeigt ist, wird der Verbinder mit dem Gehäuse 10 mittels Lötpunkten 7 und/oder Lötstiften 8, 9 an einer Leiterplatte 20 angelötet, um eine elektrische Verbindung des Verbinders mit der Leiterplatte 20 herzustellen. Die elektrische Verbindung beinhaltet dabei die Verbindung der Leiterplatte 20 mit Kontaktelementen 11 des Verbinders. Diese Kontaktelemente 11 werden mit Kontaktelementen eines (nicht gezeigten) komplementären Verbinders in Kontakt gebracht, um eine elektrische Verbindung mit beispielsweise externen Geräten herzustellen.
  • Wie in den Figuren 1 und 6 zu sehen ist, wird des Weiteren vorzugsweise an einer Rückseite, 10b bzw. nahe dem hinteren Teil der Unterseite des Verbindergehäuses eine Leuchtdiode (LED) 2 an der Leiterplatte 20 angelötet. Diese Leuchtdiode 2 wird in Übereinstimmung mit in einer Öffnung des Verbindergehäuses 10 angeordneten Lichtwellenleitern 1, 1 an der Leiterplatte 20 angeordnet. Wenn die Leuchtdiode 2 ein Licht abstrahlt, wird dieses somit über den oder die in dem Verbindergehäuse 10 angeordneten Lichtwellenleiter 1 zu einer Vorderseite 10a des Verbinders hin übertragen. Auf diese Weise kann der Verbinder auch ein oder mehrere optische Signale je nach Anzahl der in dem Verbindergehäuse 10 angeordneten Lichtwellenleiter 1,1 zu einer Vorderseite des Verbindergehäuses übertragen.
  • Auf diese Weise kann beispielsweise eine korrekte Verbindung eines Peripheriegeräts über den Verbinder und dessen Kontaktelemente 11 über die optische Signalanzeige der LED 2 und der Lichtwellenleiter 1 angezeigt werden.
  • Vorzugsweise hat das Verbindergehäuse 10 des weiteren einen Gehäuseschirmung 3, 4 aus einem entsprechend gebogenen Metallblech, um übertragene Signale abzuschirmen. Das Metallblech ist dabei an einer Vorderseite des Verbinders entsprechend ausgespart, um die Lichtwellenleiter 1,1 freizulegen. Die Lichtwellenleiter 1 können einen sehr kleinen Querschnitt, vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt mit einem Durchmesser von etwa 0,5 bis 5 mm, am besten 1 bis 3 mm haben. Auf diese Weise wird eine sehr platzsparende optische Signalanzeige an einer Vorderseite des Verbinders geschaffen.
  • Der Verbinder kann jede Art von Verbinder sein, wie beispielsweise ein RJ 45-Stecker (Westernstecker), oder -buchse, eine Buchse oder Stecker für eine serielle oder parallele Schnittstelle, ein Koaxialstecker, ein USB-Stecker, eine D-Sub-Buchse oder dergleichen.
  • Der Verbinder wird vorzugsweise derart an einer Vorder- Rück- oder Seitenwand eines Modulgehäuses angeordnet, um die Leiterplatte 20 derart innerhalb des Modulgehäuses anzuordnen, daß der Verbinder in Übereinstimmung mit einer Öffnung der Gehäusewand positioniert wird. Auf diese Weise kann auf eine Befestigung des Verbinders an der Gehäusewand verzichtet werden, so daß die Montage erleichtert wird. In anderen Worten wird der Verbinder mit dem Lichtwellenleiter 1 an der Leiterplatte 20 angelötet und die Leiterplatte 20 in das Modulgehäuse eingesetzt. Durch die entsprechende Positionierung der Leiterplatte 20 innerhalb des Gehäuses ist der Verbinder nun automatisch an der richtigen Position angeordnet. Ein weiterer Montageschritt ist nicht erforderlich.
  • Die Einspeisung des optischen Signals über die LED 2 in den Lichtwellenleiter 1 erfolgt vorzugsweise auf folgende Weise:
    • Vorzugsweise ist die Leuchtdiode 2 relativ zum Lichtwellenleiter 1 derart positioniert, daß zumindest ein Teil des von der Leuchtdiode 2 emittierten Lichtes auf eine freigelegte Oberfläche des Lichtwellenleiters 1 im hinteren Bereich des Verbindergehäuses 10 auftrifft. Diese Oberfläche wird daher auch als Eintrittsoberfläche 21 bezeichnet. Beispielsweise kann diese Eintrittsoberfläche 21 derart geformt sein, daß Lichststrahlen der Leuchtdiode 2, die zusammen einen möglichst großen Anteil am gesamten Strahlungsfluß der Leuchtdiode 2 repräsentieren, unter einem möglichst geringen Winkel zur Normalen der Eintrittsoberfläche 21 auftreffen. Dadurch kann unter Umständen der Anteil des Strahlungsflusses der Leuchtdiode 2, der an der Eintrittsoberfläche 21 zurückreflektiert wird, gering gehalten werden. Mit anderen Worten kann dadurch gegebenenfalls erreicht werden, daß ein hoher Anteil der Lichtleistung der Leuchtdiode 2 in den Lichtwellenleiter 1 eintritt.
  • Es versteht sich, daß die Eintrittsoberfläche 21 in ihrer allgemeinen Ausführung keine ebene Fläche sein muß, sondern in ihrer Form derart angepaßt sein kann, daß ein hoher Anteil der Lichtleistung der Leuchtdiode 2 in den Lichtwellenleiter 1 eintritt, daß der Lichtwellenleiter 1 besonders einfach herzustellen, und/oder zu montieren ist.
  • Es versteht sich, daß der Querschnitt des Lichtwellenleiters 1, also der Schnitt senkrecht zur Längsachse des Lichtwellenleiters 1, nicht auf rechteckige oder quadratische Formen beschränkt ist. Es sind viele Formen denkbar, insbesondere auch eine Ellipsen- oder auch eine Kreisform. Zudem ist es auch denkbar, daß die Querschnittsform des Lichtwellenleiters 1 entlang der Längsachse des Lichtwellenleiters 1 nicht gleich ist.
  • Vorteilhafterweise ist die abgeschrägte Oberfläche 22 des Lichtwellenleiters so geformt, daß Lichtstrahlen, die zusammen einen möglichst großen Anteil am gesamten Strahlungsfluß der Leuchtdiode repräsentieren, an der abgeschrägten Oberfläche 22 des Lichtwellenleiters 1 unter einem Winkel zur Normalen der abgeschrägten Oberfläche 22 reflektiert werden, der im Wesentlichen größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion ist. Dadurch wird erreicht, daß Lichtstrahlen, die zusammen einen möglichst großen Anteil am gesamten Strahlungsfluß der Leuchtdiode 2 repräsentieren, an dieser abgeschrägten Oberfläche 22 im Wesentlichen vollständig reflektiert werden.
  • Wie in den Figuren 4 , 5 , 7 und 8 dargestellt, bildet die Längsachse des Lichtwellenleiters mit der - zum Inneren des Lichtwellenleiters hin gerichteten - Oberflächennormalen der abgeschrägten Oberfläche einen Winkel von 90° minus α zueinander. Die Längsachse 25 des Lichtwellenleiters 1 wird dabei vorteilhafterweise dadurch definiert, daß sie parallel zu den längsseitigen Flächen 24a, 24b, 24c und 24d des Lichtwellenleiters verläuft. Die Normale der abgeschrägten Oberfläche hat zur abgeschrägten Oberfläche einen rechten Winkel θ. Die einfallenden Lichtstrahlen werden durch Reflexion an der abgeschrägten Oberfläche 22 abgelenkt und bilden den abgelenkten Lichtstrahl 27.
  • Des Weiteren bilden bevorzugterweise die Eintrittsoberfläche 21 und die abgeschrägte Oberfläche 22 ebenfalls einen Winkel α zueinander. Einfallende Lichtstrahlen 26, die unter senkrechtem Einfall auf die Eintrittsoberfläche 21 in den Lichtwellenleiter 1 eintreten, bilden mit der Normalen 31 der abgeschrägten Oberfläche 22 einen Winkel, der die Größe des Winkels α hat. Ist nun der Winkel α größer als der Grenzwinkel der Totalreflexion, so findet für diese einfallenden Lichtstrahlen 26 eine Totalreflexion statt, so daß im Wesentlichen der gesamte Strahlungsfluß dieser Lichtstrahlen an der abgeschrägten Oberfläche 22 reflektiert wird. Zudem kann mit größerem Winkel α gegebenenfalls ein höherer Anteil derjenigen Lichtstrahlen totalreflektiert werden, die nicht exakt senkrecht auf die Eintrittsoberfläche 21 in den Lichtwellenleiter eingetreten sind. Dies kann zu einem geringen Verlust der Leistung des Lichtsignals bei der Übertragung durch den Lichtwellenleiter 1 führen.
  • Es versteht sich, daß der optimale Winkel α unter anderem abhängig sein kann von der Position der Leuchtdiode 2 relativ zum Lichtwellenleiter 1, von der räumlichen Verteilung des von der Leuchtdiode 2 emittierten Strahlungsflusses, von der Querschnittsform des Lichtwellenleiters 1 und von der Form der Eintrittsoberfläche 21 und der Austrittsoberfläche 23.
  • Andere Faktoren können zusätzlich den optimalen Bereich des Winkels α mitbestimmen. Durch einen zu großen oder zu kleinen Winkel α können gegebenenfalls Lichtstrahlen nach der Reflexion an der abgeschrägten Oberfläche 22 vermehrt einen größeren Winkel zur Längsachse des Lichtwellenleiters 1 bilden. Abhängig von der Form des Lichtwellenleiters 1 können dadurch unter Umständen Reflexionen an den längsseitigen Flächen 24a, 24b, 24c, 24d des Lichtwellenleiters 1 unterhalb des Grenzwinkels der Totalreflexion stattfinden, was dazu führen kann, daß ein höherer Anteil der Leistung des Lichtsignals den Lichtwellenleiter 1 verläßt. Überdies können gegebenenfalls bedingt durch einen zu großen oder zu kleinen Winkel α die Lichtstrahlen auf der Austrittsfläche 23 des Lichtwellenleiters 1 in einem größeren Winkel zur Normalen der Austrittsfläche 23 auftreffen, wodurch ein höherer Anteil der Leistung des Lichtsignals an der Austrittsoberfläche 23 in den Lichtwellenleiter 1 zurückreflektiert werden kann und unter Umständen ein geringerer Anteil der Leistung des Lichtsignals den Lichtwellenleiter 1 als detektierbares Signal verläßt.
  • Vorteilhafterweise bildet die abgeschrägte Oberfläche 22 zur Längsachse des Lichtwellenleiters 1 einen Winkel α zwischen 35 und 50°, besonders vorteilhafterweise zwischen 35 und 40°. Wenn die optimale Ausbeute, bzw. Lichtnutzung der Leuchtdiode 2 nicht kritisch ist, kann der Lichtwellenleiter 1 auch in einem Winkelbereich von 20° bis 80° abgeschrägt sein oder aber einen Winkel von im Wesentlichen 90° gegenüber der Längsachse des Lichtwellenleiters 1 bilden.
  • Es versteht sich, daß die abgeschrägte Oberfläche 22 in ihrer allgemeinen Ausführung keine ebene Fläche sein muß, sondern zur Verringerung des Verlustes an der übertragenen Leistung des Lichtsignals der Leuchtdiode, zur Vereinfachung der Herstellung und/oder der Montage auch gekrümmt ausgebildet sein kann.
  • Speziell ist es denkbar, daß die Eintrittsoberfläche nicht notwendigerweise parallel zur Längsachse des Lichtwellenleiters 1 ausgebildet sein muß, wie dies in Fig. 4 für eine Ausführungsform dargestellt ist. Die Eintrittsoberfläche 21 kann beispielsweise auch im Wesentlichen parallel zur Austrittsoberfläche 23 angeordnet sein. Der Lichtwellenleiter 1 kann in diesem Fall beispielsweise quaderförmig oder zylinderförmig ausgebildet sein. Ferner kann auch die Austrittsoberfläche 23 in ihrer Form beliebig angepaßt sein, so daß beispielsweise eine bessere Ausbeute der Leistung des Lichtsignals der Leuchtdiode 2 erfolgt oder der Lichtwellenleiter 1 einfacher herzustellen oder zu montieren ist.
  • Die Eintrittsoberfläche 21 schließt sich im Wesentlichen teilweise unmittelbar an die abgeschrägte Oberfläche 22 an. Zwischen der Eintrittsoberfläche 21 und der abgeschrägten Oberfläche 22 kann sich die Übergangsfläche 30 befinden, sodaß die Eintrittsoberfläche und die abgeschrägte Oberfläche in keinem Punkt unmittelbar angrenzen. Vorzugsweise ist die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche und der abgeschrägten Oberfläche kleiner als die Höhe des Lichtwellenleiters 1. Unter der Höhe des Lichtwellenleiters soll die vertikale Abmessung des Lichtwellenleiters verstanden werden, wobei die vertikale Richtung orthogonal zur Oberfläche der Leiterplatte definiert sein soll. Besonders bevorzugt beträgt die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche 21 und der abgeschrägten Oberfläche 22 weniger als 20% der Höhe des Lichtwellenleiters. Besonders bevorzugt beträgt die kleinste Distanz zwischen der Eintrittsoberfläche 21 und der abgeschrägten Oberfläche 22 weniger als 10% der Höhe des Lichtwellenleiters.
  • Wie insbesondere in den Figuren 7 und 10 gezeigt ist, kann der Lichtwellenleiter 1 ferner Halteflächen 28a und 28b haben, die zur haltenden Fixierung des Lichtwellenleiters 1 im Verbindergehäuse 10 dienen.
  • Wie des Weiteren in den Figuren 9 bis 11 gezeigt ist, ist die Eintrittsoberfläche 21 an dem hinteren Teil der Unterseite des Verbinders freigelegt. Dadurch bildet die Eintrittsoberfläche 21 eine äußere Oberfläche des Verbinders. Dadurch wird die Eintrittsoberfläche 21 nach der Montage des Verbinders auf der Leiterplatte 20 vorteilhafterweise sehr nahe an der Leuchtdiode 2 positioniert. Vorteilhafterweise ist der Lichtwellenleiter 1 ist im Gehäuse 10 des Verbinders so angebracht, daß er nahe der Unterseite des Verbindergehäuses 10 entlang der Leiterplatte 20 verläuft.
  • Die Figuren 10 und 11 zeigen beispielhaft die Ausgestaltung der Gehäuseschirmung 3, 4 des Verbindergehäuses 10. Die Gehäuseschirmung 3, 4 stellt vorzugsweise einen haltenden Abschnitt 29 bereit, der ausgelegt ist, um im Zusammenwirken mit der abgeschrägten Oberfläche 22 des Lichtwellenleiters 1, den Lichtwellenleiter 1 im Gehäuse 10 des Verbinders zu fixieren. Vorzugsweise kann der haltende Abschnitt 29 durch eine Biegung, bzw. ein Eindrücken in die in den Figuren 10 und 11 dargestellte Stellung gebracht werden. Bevorzugterweise ist der haltende Abschnitt 29 ohne den Vorgang des Biegens bzw. Eindrückens planar, bzw. in gleicher Ebene mit der angrenzenden Gehäuseabschirmung 3 angeordnet, so daß ohne den Vorgang des Biegens, bzw. Eindrückens der haltende Abschnitt keine Öffnung in der Gehäuseschirmung 3, 4 bildet und somit eine effektive Abschirmung bewirkt. Somit kann die Gehäuseschirmung 3, 4 auch ohne den Lichtwellenleiter 1 am Verbinder angebracht werden, ohne das der haltende Abschnitt 29 eine Öffnung bildet, die die Abschirmung des Verbinders beeinträchtigen könnte.
  • Ferner ist es denkbar, daß zwei oder mehrere Leuchtdioden so angeordnet sein können, daß sie an der gleichen oder an separat freigelegten Oberflächen des Lichtwellenleiters Lichtsignale eingekoppeln können. Derart ist es möglich, daß an der Austrittsoberfläche 23 des Lichtwellenleiters Lichtsignale von mehreren, eventuell verschiedenfarbigen Leuchtdioden ausgegeben werden können.
  • Es versteht sich des Weiteren, daß der Lichtwellenleiter 1 nicht nur einstückig ausgebildet sein muß, sondern aus mehreren Komponenten zusammengesetzt sein kann, wobei die einzelnen Komponenten beispielsweise unterschiedliche Brechungsindizes aufweisen.
  • Ferner ist es denkbar, daß das Lichtsignal, das in den Lichtwellenleiter 1 eingekoppelt wird, nicht von einer Leuchtdiode 2, sondern von einer anderen passenden Lichtquelle, oder auch von einem weiteren Lichtwellenleiter erzeugt werden kann.
  • Weiterhin ist denkbar, daß Oberflächen des Lichtwellenleiters beschichtet sind, so daß die Reflexionen der Lichtstrahlen an diesen Oberflächen des Lichtwellenleiters 1 und/oder der Eintritt der Lichtstrahlen in den Lichtwellenleiter beispielsweise für eine bessere Ausbeute der Leistung des Lichtsignals beeinflußt werden.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Lichtwellenleiter
    2
    Leuchtdiode (LED)
    3, 4
    Gehäuseschirmung
    5, 6
    Vorsprung
    7
    Lötpunkt
    8, 9
    Lötstift
    10
    Gehäuse
    10a
    Vorderseite
    10b
    Rückseite
    11
    Kontaktelement
    20
    Platine
    21
    Eintrittsoberfläche
    22
    abgeschrägte Oberfläche
    23
    Austrittsoberfläche
    24 a .. d
    längsseitige Flächen
    25
    Längsachse
    26
    einfallender Lichtstrahl
    27
    abgelenkter Lichtstrahl
    28 a, b
    Halteflächen
    29
    haltender Abschnitt
    30
    Übergangsfläche
    31
    Normale zur abgeschrägten Oberfläche 22

Claims (14)

  1. Verbinder mit einem Gehäuse (10) für die Aufnahme von zumindest einem Kontaktelement (11) zum in Kontakt treten mit einem komplementären Kontaktelement eines komplementären Verbinders, wobei zumindest ein Lichtwellenleiter (1) in oder an dem Gehäuse (10) angeordnet ist und an einer Vorderseite (10a) des Gehäuses (10) freigelegt ist, um ein optisches Signal anzuzeigen.
  2. Verbinder nach Anspruch 1, wobei der Lichtwellenleiter (1) an einer Rückseite (10b) des Gehäuses (10) freigelegt ist, um an dieser Position ein Lichtsignal einzuspeisen.
  3. Verbinder nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei der Lichtwellenleiter (1) in einer Öffnung des Gehäuses (10) angeordnet ist, die sich von der Vorderseite (10a) zu der Rückseite (10b) des Gehäuses (10) erstreckt.
  4. Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Lichtwellenleiter (1) zumindest eines aus Polycarbonat, Polymethylmethacrylat (PMMA), transparentes Polyamid oder strahlenvernetztes Polyamid aufweist.
  5. Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei an einer Bodenseite des Verbinders zumindest ein Lötpunkt (7) und/oder Lötstift (8, 9) zum elektrischen Verbinden des Verbinders mit einer Leiterplatte (20) vorgesehen ist.
  6. Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zumindest ein Vorsprung (5, 6) vorzugsweise an der Bodenseite des Verbinders angeordnet ist für eine mechanische Fixierung des Verbinders in einer komplementären Öffnung oder Aussparung einer Leiterplatte, Bodenplatte eines Modulgehäuses oder dergleichen.
  7. Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei ein hinteres Ende des Lichtwellenleiters (1) abgeschrägt ist, vorzugsweise in einem Winkel von 35° bis 50° gegenüber einer Längsachse des Lichtwellenleiters (1).
  8. Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der Lichtwellenleiter (1) eine Eintrittsoberfläche (21) und eine abgeschrägte Oberfläche (22) aufweist, wobei die Eintrittsoberfläche (21) parallel zu einer Längsachse (25) des Lichtwellenleiters (1) ausgebildet ist, und wobei die abgeschrägte Oberfläche (22) einen Abschrägungswinkel zwischen 35° bis 50° zur Längsachse (25) des Lichtwellenleiters (1) bildet, bevorzugterweise einen Abschrägungswinkel zwischen 35 und 40°, besonders bevorzugt entspricht der Abschrägungswinkel dem Grenzwinkel der Totalreflexion.
  9. Leiterplattenbaugruppe mit einem Verbinder nach einem der vorherigen Ansprüche und einer Leuchtdiode (2), die so an der Leiterplatte (20) angeordnet ist, dass das von der Leuchtdiode (2) abgestrahlte Licht in den Lichtwellenleiter (1) des Verbinders eingespeist wird.
  10. Verfahren zum Anordnen eines Verbinders und einer optischen Signalanzeige mit den Schritten:
    Anordnen zumindest eines Lichtwellenleiters (1) in oder an einem Gehäuse (10) des Verbinders, und
    Freilegen des Lichtwellenleiters (1) an einer Vorderseite (10a) des Gehäuses (10), um ein optisches Signal anzuzeigen.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, des weiteren mit dem Schritt des Freilegens des Lichtwellenleiters (1) an einer Rückseite (10b) des Gehäuses (10), um an dieser Position ein Lichtsignal einzuspeisen.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, des weiteren mit den Schritten:
    Vorsehen einer Öffnung in dem Gehäuse (10), die sich von der Vorderseite (10a) zu der Rückseite (10b) des Gehäuses (10) erstreckt, und
    Anordnen des Lichtwellenleiters (1) in der Öffnung.
  13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12, des weiteren mit dem Schritt:
    Montieren des Verbinders an einer Leiterplatte (20) über zumindest einen Lötpunkt (7) und/oder Lötstift (8, 9) und/oder Vorsprung (5, 6).
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13, des weiteren mit dem Schritt:
    Abschrägen eines hinteren Endes des Lichtwellenleiters (1), vorzugsweise in einem Winkel von 35° bis 50° gegenüber einer Längsachse des Lichtwellenleiters (1).
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