WO2014075863A1 - Optische verbindungsvorrichtung - Google Patents

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WO2014075863A1
WO2014075863A1 PCT/EP2013/071577 EP2013071577W WO2014075863A1 WO 2014075863 A1 WO2014075863 A1 WO 2014075863A1 EP 2013071577 W EP2013071577 W EP 2013071577W WO 2014075863 A1 WO2014075863 A1 WO 2014075863A1
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WO
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optical
coupling
circuit board
connection device
guide
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Application number
PCT/EP2013/071577
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English (en)
French (fr)
Inventor
Ying HAO
Gino Leuenberger
Original Assignee
Reichle & De-Massari Ag
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.)
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Publication date
Application filed by Reichle & De-Massari Ag filed Critical Reichle & De-Massari Ag
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Publication of WO2014075863A1 publication Critical patent/WO2014075863A1/de

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/44—Mechanical structures for providing tensile strength and external protection for fibres, e.g. optical transmission cables

Definitions

  • the invention relates to a connecting device according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 102 39 575 B3 discloses a connecting device for connecting and transmitting optical signals from an optical printed circuit board designed as a plug-in card to an optical backplane and vice versa.
  • the object of the invention is in particular to provide a generic connection device with advantageous properties with respect to a coupling of two optical circuit boards.
  • the object is achieved by the characterizing features of claim 1, while advantageous embodiments and further developments of the invention can be taken from the subclaims.
  • the invention is based on an optical connection device with at least one first coupling unit, which defines a first beam direction and is provided for coupling to at least one first optical circuit board, with at least one second coupling unit, which defines a second beam direction and for coupling to at least one second optical Circuit board is provided, wherein the first beam direction with the second beam direction forms an angle of at least substantially 90 °, and with at least one light guide, which is arranged between the at least one first coupling unit and the at least one second coupling unit. It is proposed that the optical connection device has at least one guide unit which at least partially guides the at least one light guide, starting from the at least one first coupling unit to the at least one second coupling unit.
  • optical connection device is, in particular, a device which is provided to connect at least one optical waveguide of at least one first optical printed circuit board to at least one optical waveguide of at least one second optical printed circuit board, the optical connecting device being in particular separate, in particular from the
  • an "optical printed circuit board” is to be understood in this context in particular as a printed circuit board which comprises at least one optical waveguide.
  • the term "provided” should be understood to mean in particular and / or equipped here and hereinafter a “coupling unit” is to be understood in this context in particular a unit which is provided with at least one optical circuit board and in particular with an edge to be coupled at least one optical circuit board.
  • the coupling unit is intended to be mechanically coupled, in particular by at least one plug-in operation, to the at least one optical printed circuit board
  • At least one optical connecting path between the at least one optical waveguide of the at least one optical printed circuit board and the at least one optical waveguide is produced in a coupled state of the connecting device
  • an end face of the at least one optical waveguide of the connecting device is sufficiently precise relative to an end face of the at least one optical waveguide
  • the coupling unit preferably has alignment elements, such as, for example, pins and / or sockets, for a particularly passive alignment of the at least one en light guide relative to at least one optical fiber of the at least one optical circuit board.
  • a main extension plane of the at least one first optical printed circuit board preferably runs at least substantially perpendicular to a main extension plane of the at least one second optical printed circuit board.
  • a second beam direction "an angle of at least substantially 90 °" is to be understood in particular that two straight lines which run along the beam directions form a cutting angle which is less than 20 °, in particular less than 10 °, preferably deviates by less than 5 ° and particularly advantageously by less than 2 ° from a right angle.
  • a "guide unit” should be understood as meaning, in particular, a unit which comprises at least one guide element whose geometry and / or arrangement, in particular also relative to at least one further guide element of the guide unit, at least partially guide at least one light guide
  • a "guide element” should be understood to mean, in particular, an element which, in an assembled state, at least partially guides the at least one light guide by abutting on at least one of its surfaces.
  • the guide element has at least one groove and / or at least one bore and / or at least one web for the at least partial guidance of the at least one optical waveguide.
  • the at least one guide element is made, for example, from a material having a greater rigidity, in particular bending stiffness, than the at least one light guide, for example from a metal and / or a metal alloy and / or from plastic and / or from a combination of various suitable materials ,
  • the fact that the guide unit "guides the light guide at least partially" is to be understood in particular that the guide unit and in particular the at least one guide element in at least one sub-region at least one guideway along which the at least one light guide in an assembled state of the
  • the guideway is preferably designed to be closed on at least three sides, in particular the light guide between the at least one first coupling unit and the at least one second coupling unit is at least 25%, in particular over at least 50%, preferably over at least 75% and especially partly over at least 95% of a path length.
  • the at least one guideway at least partially describes a circular arc, in particular with a radius of at least 7 mm, preferably at least 9 mm and particularly advantageously at least 10 mm and in particular a midpoint angle of at least 30 °, preferably at least 60 ° and particularly advantageous at least 85 ° and in particular of at most 95 °.
  • the at least partial guidance of the at least one optical waveguide by the guide unit is preferably carried out both in an uncoupled state and in a coupled state of the optical connecting device.
  • optical connection device in this context should be understood in particular to mean a state in which the optical connection device is separated from the at least one first optical circuit board and / or from the at least one second optical circuit board State "should be understood in particular a state in which there is an optical coupling between the connecting device and the at least one first optical printed circuit board and / or the at least one second optical printed circuit board.
  • a "light guide” is to be understood in this context, in particular an optical transmission conductor, which is intended in particular to transport light signals, and which in particular a transparent core, preferably made of glass or plastic fiber, and a sheath surrounding the core of a material
  • the optical waveguide can be embodied in particular as a singlemode and / or multimode optical waveguide
  • a large number of optical waveguides are guided, in particular at least substantially parallel to one another
  • the direction relative to the reference direction has a deviation, in particular less than 2 °, Weiner advantageous than 1 0 and more preferably less than 0.5 °.
  • an optical connection device can be provided with advantageous properties with respect to a coupling of two optical circuit boards, which allows in particular a comfortable and modular connection of two optical circuit boards.
  • a coupling of the optical Connecting device can be achieved with a edge of an optical circuit board space-saving connection to a second optical circuit board.
  • the at least one light guide be bendable in a disassembled state.
  • the fact that the light guide is "bendable" should in this context be understood in particular to mean that the light guide, in particular at a temperature between at least 0 ° C and at most 40 ° C, is plastically and / or elastically deformable and, in particular, destructive and / or without damage, a bending radius of less than 10 mm, preferably a bending radius of less than 9 mm and particularly advantageously less than 7 mm, can be understood in this context to mean, in particular, a state prior to assembly of the light guide in the guide unit.
  • the at least one light guide is designed as an optical fiber.
  • an "optical fiber” is to be understood as meaning, in particular, an element which comprises a light-conducting thread which is covered with a material which has a lower refractive index than the light-conducting thread
  • the optical fiber is formed as a glass fiber
  • the at least one optical waveguide be designed as an optical waveguide
  • Optical waveguide is to be understood in particular a waveguide for the transmission of light signals, which in particular has a non-circular cross section, in particular with at least one at least substantially flat side.
  • the optical waveguide has an at least substantially rectangular cross section.
  • the optical waveguide can be made of silicon and / or glass and / or transparent ceramic and / or plastic, for example.
  • the optical waveguide is a polymer waveguide.
  • a "polymer waveguide" is to be understood as meaning, in particular, a plastic optical waveguide, the polymer waveguide preferably having a core, in particular in particular, a core of polymethylmethacrylate, and a sheath, in particular a sheath of fluorinated methacrylates, with a lower refractive index than that of the core, on.
  • a plurality of polymer waveguides can be introduced into a film substrate, such as a PET film, or applied to the film substrate.
  • a film substrate such as a PET film
  • an advantageously simplified manufacturing process for the optical connecting device can be achieved.
  • the guide unit at least partially surrounds the at least one light guide.
  • the fact that the guide unit "at least partially surrounds at least one light guide” is to be understood in particular to mean that the at least one guide element of the guide unit surrounds the light guide in the circumferential direction on at least two sides.
  • At least one of the coupling units is designed as a ferrule.
  • a "ferrule” is to be understood as meaning, in particular, a receptacle made of ceramic, plastic, glass and / or metal, in particular ends of a light guide or a plurality of light guides.
  • the at least one first coupling unit and the at least one second coupling unit are both formed as ferrules. ⁇ br/> ⁇ br/> [0009]
  • a "spring element” is to be understood as meaning in particular an element which has at least one extension which, in a normal operating state, is at least one spring element 10%, in particular by at least 20%, preferably by at least 30% and particularly advantageously by at least 50% elastically changeable, and which in particular produces a counterforce dependent on a change in extension and preferably proportional to the change, which counteracts the change.
  • An “extension” of an element should be understood as meaning, in particular, a maximum distance between two points of a vertical projection of the element onto a plane Tolerances that occur in particular during assembly of the connecting device can be advantageously compensated.
  • the optical connection device comprises at least one elastic sleeve, which is arranged between the at least one light guide and at least one of the coupling units.
  • An “elastic sleeve” is to be understood in particular as meaning a sleeve made of an elastic material, the inner geometry of which is designed such that it surrounds the at least one optical waveguide in a form-fitting manner elastic sleeve between the at least one first coupling unit and the at least one light guide and at least one second elastic sleeve between the at least one light guide and the at least one second coupling unit is an "elastic" material is to be understood in particular a material that is damage-free and / or non-destructively repeatedly deformable and in particular strives after a deformation independently back to a basic shape.
  • the elastic material preferably has a hardness of not more than 78 Shore A, preferably not more than 66 Shore A, particularly preferably not more than 50 Shore A and in particular of at least 40 Shore A.
  • a system comprising at least a first optical circuit board, at least one second optical circuit board and at least one optical connection device according to the invention.
  • the at least one first optical circuit board and the at least one second optical circuit board each comprise at least one light guide, which comprises at least one end that extends at least substantially to an edge of the respective optical circuit board.
  • an "edge" of an optical printed circuit board should be understood to mean, in particular, an outermost edge region of the optical printed circuit board, which is formed in particular by at least one component, such as one end of a light guide and / or a carrier plate in that one end of a light guide "substantially reaches as far as an edge of an optical circuit board” should be understood in particular that the edge of the optical circuit board is formed by the end of the light guide itself and / or that the end of the light guide at most by 20 ⁇ , In particular, at most by 15 ⁇ , preferably at most by 10 ⁇ and more preferably offset by at most 5 ⁇ toward a center of the optical circuit board from the edge of the optical circuit board.
  • At least one of the optical circuit boards has at least one adapter which comprises at least one alignment element and is provided for coupling to the at least one optical connection device.
  • an "adapter” should be understood as meaning in particular an arrangement of at least one alignment element and at least one light guide, in particular on an edge of an optical printed circuit board, which forms an interface between at least one optical printed circuit board and at least one optical connecting device the adapter is a mechanical and / or optical coupling of at least one optical connecting device with at least one optical printed circuit board.
  • a “mechanical coupling” is to be understood in particular as meaning that there is a detachable connection between at least one optical printed circuit board and an optical connecting device
  • optical coupling is to be understood in particular that the at least one optical fiber of an optical circuit board in particular with respect to position, orientation and / or geometry of the at least one optical fiber of a optical connection device is adapted that an advantageously low-loss transmission of an optical signal is achieved.
  • an "alignment element” is to be understood in particular to mean an element, such as a pin or a sleeve, which is in particular intended to be positively connected to at least one alignment element of the at least one optical connection device.
  • FIG. 1 shows a part of a system with an optical connection device, which has optical fibers for signal transmission, and an optical circuit board coupled to the optical connection device,
  • FIG. 2 shows an alternative optical connection device which comprises optical fibers combined into a signal transmission in a flat cable
  • FIG. 3 shows a further optical connection device, which comprises polymer waveguides for a signal transmission. Description of the embodiments
  • Figure 1 shows an optical connection device 10a with a first coupling unit 12a, which is coupled to an optical circuit board 16a.
  • a second coupling unit 18a of the optical connection device 10a is intended to be coupled in the same way to a second, not shown, optical circuit board.
  • the optical connection device 10a has a guide unit 24a, which is arranged in a mounting frame 36a of the optical connection device 10a.
  • the guide unit 24a is arranged between the coupling units 12a, 18a.
  • the mounting frame 36a of the optical connector 10a is made of a hard elastic material such as a suitable plastic, preferably polyethylene and / or polypropylene.
  • the coupling units 12a, 18a are arranged and aligned within the mounting frame 36a such that two beam directions 14a, 20a defined by the coupling units 12a, 18a enclose an angle of 90 °.
  • the coupling units 12a, 18a of the optical connection device 10a are formed as ferrules with a cuboid base body.
  • the main body is preferably made of plastic, glass, ceramic and / or metal.
  • the coupling units 12a, 18a each have two recesses. The depressions are rectangular. In these recesses grip elements 42 a of the mounting frame 36 a. Due to the material properties of the mounting frame 36a, the holding elements 42a exert a force on the coupling elements 12a, 18a, which is respectively directed in the direction of the guide unit 24a and ensures positioning of the coupling units 12a, 18a within the mounting frame 36a of the optical connection device 10a.
  • the coupling units 12a, 18a are positioned such that their front sides 38a terminate at least substantially flush with the mounting frame 36a of the optical connection device 10a. Preferably, however, the coupling units 12a, 18a are positioned such that their front sides 38a protrude beyond the mounting frame 36a of the optical connector 10a. This makes it possible to ensure that, when coupled to an optical circuit board 16a, the front sides 38a of the coupling units 12a, 18a contact the optical circuit board 16a in front of the mounting frame 36a of the optical connection device 10a.
  • the coupling units 12a, 18a form mutually parallel guide tubes 44a. For clarity, in Figure 1 only six guide tubes 44a shown. However, a different number is also conceivable.
  • the guide tubes 44a have a circular cross-section.
  • the guide tubes 44a extend continuously from in each case one rear side 40a of the coupling units 12a, 18a to the respective front sides 38a of the coupling units 12a, 18a. Between the guide tubes 44a is in each case a mutual distance of 250 ⁇ . Depending on the application, a different distance between the guide tubes 44a can also be selected. Via not shown connecting elements, the optical circuit board 16a is mechanically connected to the optical connection device 10a.
  • the guide unit 24a which is disposed within the mounting frame 36a of the optical connector 10a between the coupling units 12a, 18a, has two flat surfaces which are at right angles to each other. The flat surfaces abut on the mounting frame 36a of the optical connector 10a.
  • the guide unit 24a Opposite the right angles formed by the two flat surfaces, the guide unit 24a has a concave surface 52a, which is designed in particular in a radius of at least 7 mm.
  • the guide unit 24a has guide channels 50a open towards the concave surface.
  • the guide channels 50a are each formed the same depth along an entire length.
  • the guide channels 50a have a U-shaped or V-shaped cross section.
  • the guide channels 50a are parallel to each other. Ends of the guide channels 50a are aligned with the guide tubes 44a of the coupling units 12a, 18a.
  • the number of guide channels 50a corresponds to the number of guide tubes 44a of the coupling units 12a, 18a.
  • FIG. 1 shows that each coupling unit 12a, 18a is assigned in each case two spring elements 26a.
  • the spring elements 26a are embedded in spring element receptacles 54a of the guide unit 26a.
  • the spring element receptacles 54a are designed as blind holes, the openings of which are respectively directed in the direction of the coupling units 12a, 18a.
  • the spring elements 26a exert a force on the coupling elements 12a, 18a, which counteracts the force exerted by the holding elements 42a of the mounting frame 36a on the coupling elements 12a, 18a.
  • an equilibrium of forces arises at the coupling elements 12a, 18a, whereby in particular manufacturing tolerances can be compensated.
  • optical fibers 22a of the optical connector 10a are arranged in the guide channels 50a of the guide unit 26a.
  • the light guides 22a are formed as individual glass fibers. Alternatively, it would also be conceivable to form optical fibers as individual polymeric optical fibers.
  • the light guides 22a are bendable in a disassembled state. Thus, the light beams 22a assume a predetermined shape by the guide channels 50a.
  • light guides 22a are shown in only two of the guide channels 50a.
  • the guide channels 50a surround the light guides 22a from three sides. Within the guide channels 50a, the light guides 22a are guided over the entire path length between the coupling elements 12a, 18a.
  • an example wavy guidance of the light guide 22a within the guide channels 50a is conceivable.
  • linear movements of the coupling units 12a, 18a by stretching and / or compression of the waves, in which the light guides 22a are guided can be compensated.
  • a fixation of the light guides 22a in the guide channels 50a can be done via a particular punctiform bonding.
  • the ends of the light guides 22a are passed through the guide tubes 44a, which are inserted into the coupling elements 12a, 18a, and terminate in a known manner flush with the front sides 38a of the coupling units 12a, 18a.
  • the light guides 22a of the connecting device are fixed, for example by gluing.
  • the optical circuit board 16a to which the optical connector 10a is coupled has a number of optical fibers 30a corresponding to the number of optical fibers 24a of the optical connector 10a.
  • the optical fibers 30a of the optical circuit board 16a are applied to a substrate of the optical circuit board 16a. It is also conceivable to embed optical fibers of an optical printed circuit board, for example by lamination, in a substrate of the optical printed circuit board. In a coupling region, the optical fibers 30a of the optical circuit board 16a are parallel to each other and orthogonal to an edge 32a of the optical circuit board 16a.
  • the optical waveguides 30a of the optical printed circuit board 16a terminate in each case in particular with an end face flush with the edge 32a of the optical printed circuit board 16a.
  • the optical circuit board 16a has an adapter 34a for aligning the optical circuit board 16a relative to the optical connector 10a.
  • the adapter 34a has alignment elements, not shown, which engage in a coupling in non-illustrated counterparts of the coupling elements 12a, 18a, whereby the optical fibers 22a of the optical circuit board exactly to the optical fibers 30a are aligned with the optical connection device 10a, so that an at least largely loss-free transmission of optical signals is ensured.
  • FIGS. 2 and 3 show two further embodiments of the invention.
  • the following descriptions and the drawings are essentially limited to the differences between the exemplary embodiments, with reference in principle also to the drawings and / or the description of the other exemplary embodiments, in particular of FIG. 1, with respect to identically named components, in particular with regard to components having the same reference symbols , can be referenced.
  • To distinguish the embodiments of the letter a is the reference numerals of the embodiment in Figure 1 adjusted.
  • the letter a is replaced by the letters b and c.
  • FIG. 2 shows an optical connection device 10b with a first coupling unit 12b for coupling to a first optical circuit board and with a second coupling unit 18b for coupling to a second optical circuit board.
  • the coupling units 12b, 18b are each designed in two parts and each have an upper half 62b and a lower half 64b.
  • the two halves of the coupling units 12b, 18b are inextricably linked together in particular by gluing. Both halves of the coupling units 12b, 18b have an identical structure. In the connected state, this structure forms guide tubes 44b inside.
  • the coupling units 12b, 18b each have two rectangular recesses. In these recesses, holding elements 42b, which are formed by a mounting frame 36b of the optical connection device 10b, engage. Due to the material properties of the mounting frame 36b, the retaining elements 42b exert a force on the coupling elements 12b, 18b, which ensures positioning of the coupling units 12b, 18b within the mounting frame 36b of the optical connection device 10b.
  • the light guides 22b are in particular guided within a flat cable 56b and formed as individual glass fibers and / or individual polymeric optical fibers.
  • the flat Cable 56b with the light guides 22b is completely surrounded by a guide unit 24b in the circumferential direction over a total path length between the first coupling unit 12b and the second coupling unit 18b.
  • the guide unit 24b is designed as a bent tube with a flat, in particular rectangular, cross-section. The inner dimensions of the guide unit 24b are dimensioned such that the flat cable 56b is enclosed at least substantially free of play.
  • the guide unit 24b is made of metal and / or plastic and has a bend of 90 °, which is designed in particular in a radius of at least 7 mm. Between the guide unit 24b and the coupling units 12b, 18b, an elastic sleeve 28b is arranged in each case.
  • the elastic sleeve 28b may be made of an elastomer based on natural and / or synthetic rubber, for example.
  • the elastic sleeve 28b has a particular rectangular cross-section. Furthermore, the elastic sleeve 28b is traversed by a passage opening with a particularly rectangular cross section.
  • the elastic sleeves 28b are each guided with a first end over one end of the guide unit 24b.
  • a respective second end of the elastic sleeves 28b is positively inserted into a cavity of the respective coupling unit 12b, 18b.
  • the flat cable 56b extends with the light guides 22b free from the guide unit to the guide tubes 44b of the coupling units 12b, 18b.
  • the individual light guides 22b extend within the guide tubes 44b and terminate in a known manner flush with a front side 38b of the respective coupling unit 12b, 18b.
  • the light guides are fixed in particular by gluing and / or jamming.
  • the coupling units 12b, 18b associated with each two spring elements 26b.
  • FIG. 3 shows an optical connection device 10c with a first coupling unit 12c for coupling to a first optical circuit board and with a second coupling unit 18c for coupling to a second optical circuit board.
  • 18c each have a rectangular recesses 60c is introduced, which extends from a rear side 40c of the respective coupling unit 12c, 18c to a front side 38c of the respective coupling unit 12c, 18c.
  • an elastic sleeve 28c is fitted in each case.
  • a light guide 22c is arranged between the first coupling unit 12c and the second Koppentician 18c.
  • the light guide 22c is designed as a polymer waveguide, which has light-conducting paths 58c, which are embedded in particular in a flexible film substrate. For the sake of clarity, only two of the light-conducting paths 58c are shown.
  • the light guide 22c is guided inside the elastic sleeves 28c through the coupling elements 12c, 18c and ends flush with a respective front face 38c of the coupling units 12c, 18c.
  • the light guide 22c is completely surrounded by a guide unit 24c in the circumferential direction over a total path length between the first coupling unit 12c and the second coupling unit 18c.
  • the guide unit 24c is made of metal and / or plastic and has a bend of 90 °, which is designed in particular in a radius of at least 7 mm.
  • the coupling units 12c, 18c are each assigned two spring elements 26c.
  • at least one spring element can be arranged between the mounting frame 36c and the guide unit 24c.

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  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)

Abstract

Die Erfindung geht aus von einer optischen Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) mit zumindest einer ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c), welche eine erste Strahlrichtung (14a; 14b; 14c) definiert und zur Kopplung mit zumindest einer ersten optischen Leiterplatte (16a) vorgesehen ist, mit zumindest einer zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c), welche eine zweite Strahlrichtung (20a; 20b; 20c) definiert und zur Kopplung mit wenigstens einer zweiten optischen Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die erste Strahlrichtung (14a; 14b; 14c) mit der zweiten Strahlrichtung (20a; 20b; 20c) einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90° einschließt, und mit zumindest einem Lichtleiter (22a; 22b; 22c), der zwischen der zumindest einen ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c) und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c) angeordnet ist. Um eine gattungsgemäße optische Verbindungsvorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Kopplung zweier optischer Leiterplatten bereitzustellen, wird vorgeschlagen, dass die optische Verbindungsvorrichtung zumindest eine Führungseinheit (24a; 24b; 24c) aufweist, die den zumindest einen Lichtleiter (22a; 22b; 22c) ausgehend von der zumindest einen ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c) zu der zumindest einen zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c) zumindest teilweise führt.

Description

Optische Verbindungsvorrichtung
Stand der Technik Die Erfindung betrifft eine Verbindungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 .
Aus der DE 102 39 575 B3 ist eine Verbindungsvorrichtung zum Verbinden und Übertragen von optischen Signalen von einer als Einschubkarte ausgebildeten optischen Leiter- platte an eine optische Backplane und umgekehrt bekannt.
Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine gattungsgemäße Verbindungsvorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Kopplung zweier optischer Leiterplatten bereitzustellen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kenn- zeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnommen werden können.
Vorteile der Erfindung
Die Erfindung geht aus von einer optischen Verbindungsvorrichtung mit zumindest einer ersten Koppeleinheit, welche eine erste Strahlrichtung definiert und zur Kopplung mit zumindest einer ersten optischen Leiterplatte vorgesehen ist, mit zumindest einer zweiten Koppeleinheit, welche eine zweite Strahlrichtung definiert und zur Kopplung mit wenigstens einer zweiten optischen Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die erste Strahlrichtung mit der zweiten Strahlrichtung einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90° einschließt, und mit zumindest einem Lichtleiter, der zwischen der zumindest einen ersten Koppeleinheit und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit angeordnet ist. Es wird vorgeschlagen, dass die optische Verbindungsvorrichtung zumindest eine Führungseinheit aufweist, die den zumindest einen Lichtleiter ausgehend von der zumindest einen ersten Koppeleinheit zu der zumindest einen zweiten Koppeleinheit zumindest teilweise führt. Bei der„optischen Verbindungsvorrichtung" handelt es sich insbesondere um eine Vorrichtung, welche dazu vorgesehen ist, wenigstens einen Lichtleiter zumindest einer ersten optischen Leiterplatte mit wenigstens einem Lichtleiter zumindest einer zweiten optischen Leiterplatte zu verbinden, wobei die optische Verbindungsvorrichtung insbesondere als separate, insbesondere von den optischen Leiterplatten verschiedene Vorrichtung ausgebildet ist, welche insbesondere mit den optischen Leiterplatten koppelbar ist. Unter einer„optischen Leiterplatte" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Leiterplatte verstanden werden, welche wenigstens einen Lichtleiter umfasst. Unter„vorgesehen" soll hier und im Folgenden insbesondere speziell ausgelegt und/oder ausgestattet verstanden werden. Unter einer„Koppeleinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, die dazu vorgesehen ist, mit zumindest einer optischen Leiterplatte und insbesondere mit einer Kante der zumindest einen optischen Leiterplatte gekoppelt zu werden. Darunter, dass die Koppeleinheit„zur Kopplung mit zumindest einer optischen Leiterplatte vorgesehen ist", soll insbesondere verstanden werden, dass die Koppeleinheit mechanisch, insbesondere durch wenigstens einen Steckvorgang, mit der zumindest einen optischen Leiterplatte lösbar verbindbar ist. Insbesondere ist durch die Koppeleinheit in wenigstens einem gekoppelten Zustand der Verbindungsvorrichtung wenigstens ein optischer Verbindungspfad zwischen dem wenigstens einen Lichtleiter der zumindest einen optischen Leiterplatte und dem zumindest einen Lichtleiter hergestellt. Dies bedeutet insbesondere, dass eine Stirnfläche des zumindest einen Lichtleiters der Verbindungsvorrichtung ausreichend präzise relativ zu einer Stirnfläche des wenigstens einen Lichtleiters der zumindest einen optischen Leiterplatte ausgerichtet ist. Bevorzugt weist die Koppeleinheit Ausrichtungselemente, wie beispielweise Stifte und/oder Buchsen, für eine insbesondere passive Ausrichtung des zumindest einen Lichtleiters relativ zum wenigstens einen Lichtleiter der zumindest einen optischen Leiterplatte auf. Bevorzugt verläuft bei einer Kopplung der Verbindungsvorrichtung mit der zumindest einen ersten und der zumindest einen zweiten optischen Leiterplatte eine Haupterstreckungsebene der zumindest einen ersten optischen Leiterplatte zumindest im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene der zumindest einen zweiten optischen Leiterplatte. Unter einer „Haupterstreckungsebene" einer optischen Leiterplatte soll insbesondere eine Ebene verstanden werden, welche parallel zu einer größten Seitenfläche eines kleinsten geometrischen Quaders ist, welcher die optische Leiterplatte gerade noch vollständig umschließt, und insbesondere durch den Mittelpunkt des Quaders verläuft. Darunter, dass eine erste Strahlrichtung mit einer zweiten Strahlrichtung einen„Winkel von zumindest im Wesentlichen 90 ° einschließt" soll in diesem Zusammenhang hsbesondere verstanden werden, dass zwei Geraden, welche entlang der Strahlrichtungen verlaufen, einen Schnittwinkel bilden, der um weniger als 20° , insbesondere um weriger als 10° , vorzugsweise um weniger als 5° und besonders vorteilhaft um weniger äs 2° von einem rechten Winkel ab- weicht.
Unter einer„Führungseinheit" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Einheit verstanden werden, welche wenigstens ein Führungselement umfasst, durch dessen Geometrie und/oder Anordnung, insbesondere auch relativ zu wenigstens einem weiteren Führungselement der Führungseinheit, der zumindest eine Lichtleiter zumindest teilweise geführt ist. Unter einem„Führungselement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches in einem montierten Zustand den zumindest einen Lichtleiter durch Anlage an wenigstens einer seiner Oberflächen zumindest teilweise führt. Vorteilhaft weist das Führungselement wenigstens eine Nut und/oder zumindest eine Bohrung und/oder wenigstens einen Steg zur wenigstens teilweisen Führung des zumindest einen Lichtleiters auf. Das wenigstens eine Führungselement ist beispielsweise aus einem Material mit einer größeren Steifigkeit, insbesondere Biegesteifigkeit, als der zumindest eine Lichtleiter hergestellt, beispielsweise aus einem Metall und/oder einer Metalllegierung und/oder aus Kunststoff und/oder aus einer Kombination aus verschiede- nen geeigneten Materialien. Darunter, dass die Führungseinheit den Lichtleiter„zumindest teilweise führt" soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass die Führungseinheit und insbesondere das zumindest eine Führungselement in zumindest einem Teilbereich wenigstens eine Führungsbahn vorgibt, entlang welcher der zumindest eine Lichtleiter in einem montierten Zustand von der zumindest einen ersten Koppelein- heit zu der zumindest einen zweiten Koppeleinheit insbesondere zumindest abschnittsweise verläuft. Vorzugsweise ist die Führungsbahn auf zumindest drei Seiten geschlossen ausgebildet. Insbesondere ist der Lichtleiter zwischen der zumindest einen ersten Koppeleinheit und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit über mindestens 25 %, insbesondere über wenigstens 50 %, vorzugsweise über zumindest 75 % und besonders vor- teilhaft über mindestens 95 % einer Weglänge geführt. Bevorzugt beschreibt die wenigstens eine Führungsbahn zumindest teilweise einen Kreisbogen, insbesondere mit einem Radius von zumindest 7 mm, vorzugsweise von mindestens 9 mm und besonders vorteilhaft von wenigstens 10 mm und insbesondere einem Mittelpunktswinkel von wenigstens 30° , vorzugsweise von mindestens 60° und besondersvorteilhaft von zumindest 85° und insbesondere von höchstens 95° . Bevorzugt erfolgt ene zumindest teilweise Führung des zumindest einen Lichtleiters durch die Führungseinheit sowohl in einem ungekoppelten Zustand als auch in einem gekoppelten Zustand der optischen Verbindungsvorrichtung. Unter einem„ungekoppelten Zustand" der optischen Verbindungsvorrichtung soll in die- sem Zusammenhang insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem die optische Verbindungsvorrichtung von der zumindest einen ersten optischen Leiterplatte und/oder von der zumindest einen zweiten optischen Leiterplatte getrennt ist. Unter einem„gekoppelten Zustand" soll insbesondere ein Zustand verstanden werden, in dem eine optische Kopplung zwischen der Verbindungsvorrichtung und der zumindest einen ersten opti- sehen Leiterplatte und/oder der zumindest einen zweiten optischen Leiterplatte besteht.
Unter einem„Lichtleiter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein optischer Übertragungsleiter verstanden werden, welcher insbesondere dazu vorgesehen ist, Lichtsignale zu transportieren, und welcher insbesondere einen transparenten Kern, vorzugsweise aus Glas- oder Kunststofffaser, und einen den Kern umgebenden Mantel aus einem Material mit geringerem Brechungsindex als dem des Kernmaterials umfasst. Der Lichtleiter kann insbesondere als Singlemode- und/oder als Multimodelichtleiter ausgebildet sein. Vorteilhaft wird eine Vielzahl an Lichtleitern geführt, insbesondere zumindest im Wesentlichen parallel zueinander. Unter„zumindest im Wesentlichen parallel" soll insbesondere eine Ausrichtung einer Richtung relativ zu einer Bezugsrichtung, insbesondere in einer Ebene, verstanden werden, wobei die Richtung gegenüber der Bezugsrichtung eine Abweichung insbesondere kleiner als 2 ° , vorteilhaft Weiner als 1 0 und besonders vorteilhaft kleiner als 0,5° aufweist. Durch eine solche Ausgestaltung kann eine optische Verbindungsvorrichtung mit vorteilhaften Eigenschaften hinsichtlich einer Kopplung zweier optischer Leiterplatten bereitgestellt werden, die insbesondere eine komfortable und modulare Verbindung zweier optischer Leiterplatten ermöglicht. Insbesondere kann im Falle einer Kopplung der optischen Verbindungsvorrichtung mit einer Kante einer optischen Leiterplatte eine platzsparende Verbindung mit einer zweiten optischen Leiterplatte erreicht werden.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass der zumin- dest eine Lichtleiter in einem demontierten Zustand biegbar ist. Darunter, dass der Lichtleiter„biegbar" ist, soll in diesem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass der Lichtleiter, insbesondere bei einer Temperatur zwischen wenigstens 0°C und höchstens 40 °C, plastisch und/oder elastisch verformbarist und insbesondere zerstörungs- und/oder beschädigungsfrei einen Biegeradius kleiner 10 mm, vorzugsweise einen Biege- radius kleiner 9 mm und besonders vorteilhaft kleiner 7 mm annehmen kann. Unter einem „demontierten Zustand" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Zustand vor einer Montage des Lichtleiters in der Führungseinheit verstanden werden. Durch eine Verwendung von flexiblen Lichtleitern kann eine vorteilhafte Verringerung eine Baugröße der optischen Verbindungsvorrichtung erreicht werden.
Vorteilhaft ist der zumindest eine Lichtleiter als eine optische Faser ausgebildet ist. Unter einer„optischen Faser" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, welches einen lichtleitenden Faden umfasst, der mit einem Material ummantelt ist, welches einen geringeren Brechungsindex als der lichtleitende Faden auf- weist. Vorzugsweise ist die optische Faser als eine Glasfaser ausgebildet, welche insbesondere einen lichtleitenden Faden aus Quarzglas aufweist. Durch eine Verwendung von optischen Fasern als Lichtleiter kann eine Übertragung von optischen Signalen mit einer vorteilhaft geringen Signaldämpfung erreicht werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass der zumindest eine Lichtleiter als ein optischer Wellenleiter ausgebildet ist. Unter einem„optischen Wellenleiter" soll insbesondere ein Wellenleiter zur Übertragung von Lichtsignalen verstanden werden, welcher insbesondere einen unrunden Querschnitt aufweist, insbesondere mit zumindest einer zumindest im Wesentlichen flachen Seite. Vorteilhaft weist der optische Wellenleiter einen zumindest im We- sentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Der optische Wellenleiter kann beispielsweise aus Silizium und/oder Glas und/oder transparenter Keramik und/oder Kunststoff gefertigt sein. Vorzugsweise ist der optische Wellenleiter ein Polymerwellenleiter. Unter einem „Polymerwellenleiter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Lichtleiter aus Kunststoff verstanden werden. Bevorzugt weist der Polymerwellenleiter einen Kern, ins- besondere einen Kern aus Polymethylmethacrylat, sowie einen Mantel, insbesondere einen Mantel aus fluorierten Methacrylaten, mit einem geringeren Brechungsindex als der des Kerns, auf. Ferner kann auch insbesondere eine Vielzahl von Polymerwellenleitern in ein Foliensubstrat, wie beispielsweise eine PET-Folie, eingebracht oder auf das Folien- Substrat aufgebracht werden. Durch die Verwendung von als optische Wellenleiter ausgebildeten Lichtleitern kann ein vorteilhaft vereinfachter Herstellungsprozess für die optische Verbindungsvorrichtung erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass die Führungseinheit den zumindest einen Lichtlei- ter zumindest teilweise umgibt. Darunter, dass die Führungseinheit den zumindest einen Lichtleiter„zumindest teilweise umgibt", soll insbesondere verstanden werden, dass das wenigstens eine Führungselement der Führungseinheit den Lichtleiter in Umfangsrichtung an zumindest zwei Seiten umgibt. Ferner ist denkbar, dass der Lichtleiter in Umfangsrichtung vollständig von dem wenigstens einen Führungselement umgeben ist. Hierdurch kann vorteilhaft eine Beschädigung des wenigstens einen Lichtleiters vermieden werden. Ferner kann eine vorteilhaft exakte Führung des wenigstens einen Lichtleiters erreicht werden.
Des Weiteren wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der Koppeleinheiten als Ferrule ausgebildet ist. Unter einer„Ferrule" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Aufnahme aus Keramik, Kunststoff, Glas und/oder Metall für insbesondere Enden eines Lichtleiters oder mehrerer Lichtleiter verstanden werden. Vorteilhaft weist die Ferrule Füh- rungs- und/oder Fixierungselemente, wie beispielsweise U- oder V-förmige Vertiefungen oder Ausnehmungen auf. Vorzugsweise sind die zumindest eine erste Koppeleinheit und die zumindest eine zweite Koppeleinheit beide als Ferrulen ausgebildet. Durch die Ausgestaltung einer Koppeleinheit als Ferrule kann eine vorteilhaft genaue Führung der Lichtleiter, insbesondere in einem Koppelbereich, erreicht werden. Ferner können vorteilhaft bereits bekannte Ferrulen eingesetzt werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass zumindest eine der Koppeleinheiten zumindest ein Federelement zugeordnet ist. Unter einem„Federelement" soll insbesondere ein Element verstanden werden, das zumindest eine Erstreckung aufweist, die in einem normalen Betriebszustand um zumindest 10%, insbesondere um wenigstens 20%, vorzugsweise um mindestens 30% und besonders vorteilhaft um zumindest 50% elastisch veränderbar ist, und das insbesondere eine von einer Veränderung der Erstreckung abhängige und vorzugsweise zu der Veränderung proportionale Gegenkraft erzeugt, die der Veränderung entgegen wirkt. Unter einer„Erstreckung" eines Elements soll insbesondere ein maximaler Abstand zweier Punkte einer senkrechten Projektion des Elements auf eine Ebene verstanden werden. Bevorzugt ist der zumindest einen ersten Koppeleinheit und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit jeweils zumindest ein Federelement zugeordnet. Durch die Verwendung von Federelementen können Toleranzen, die insbesondere bei der Montage der Verbindungsvorrichtung auftreten, vorteilhaft kompensiert werden. Ferner kann eine vorteilhafte Kontaktkraft im Koppelbereich erzielt werden.
Weiter wird vorgeschlagen, dass die optische Verbindungsvorrichtung zumindest eine elastische Hülse umfasst, die zwischen dem zumindest einen Lichtleiter und zumindest einer der Koppeleinheiten angeordnet ist. Unter einer„elastischen Hülse" soll insbesondere eine Hülse aus einem elastischen Material verstanden werden, deren innerer Geomet- rie so ausgebildet ist, dass sie den zumindest einen Lichtleiter formschlüssig umgibt. Bevorzugt weist die elastische Hülse einen rechteckigen Querschnitt auf. Vorteilhaft ist zumindest eine erste elastische Hülse zwischen der zumindest einen ersten Koppeleinheit und dem zumindest einen Lichtleiter und zumindest eine zweite elastische Hülse zwischen dem zumindest einen Lichtleiter und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit angeordnet. Unter einem„elastischen" Material soll insbesondere ein Material verstanden werden, das beschädigungsfrei und/oder zerstörungsfrei wiederholt verformbar ist und das insbesondere nach einer Verformung selbstständig wieder einer Grundform zustrebt. Bevorzugt weist das elastische Material eine Härte von höchstens 78 Shore A, vorzugsweise von maximal 66 Shore A, besonders vorteilhaft von höchstens 50 Shore A und ins- besondere von mindestens 40 Shore A auf. Durch die Verwendung einer elastischen Hülse kann ein vorteilhafter Schutz der Lichtleiter vor Beschädigungen durch insbesondere einen direkten Kontakt mit zumindest einer der Koppeleinheiten erreicht werden.
Ferner wird ein System mit zumindest einer ersten optischen Leiterplatte, zumindest einer zweiten optischen Leiterplatte und wenigsten einer erfindungsgemäßen optischen Verbindungsvorrichtung vorgeschlagen. Durch ein derartiges System kann eine vorteilhaft schnelle Kommunikation zwischen zumindest zwei Leiterplatten mit integrierten Lichtleitern ermöglicht werden. Ferner kann durch ein derartiges System eine platzsparende und modulare Verbindung von zumindest zwei optischen Leiterplatten und eine exakte Ausrichtung der zumindest zwei optischen Leiterplatten zueinander erreichet werden.
Vorteilhaft umfassen die zumindest eine erste optische Leiterplatte und die zumindest eine zweite optische Leiterplatte jeweils zumindest einen Lichtleiter, welcher zumindest ein Ende umfasst, das zumindest im Wesentlichen bis an eine Kante der jeweiligen optischen Leiterplatte heranreicht. Unter einer„Kante" einer optischen Leiterplatte soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein äußerster Randbereich der optischen Leiterplatte verstanden werden, der insbesondere von wenigstens einem Bestandteil, wie beispiels- weise einem Ende eines Lichtleiters und/oder einer Trägerplatte, der optischen Leiterplatte gebildet ist. Darunter, dass ein Ende eines Lichtleiters„im Wesentlichen bis an eine Kante einer optischen Leiterplatte heranreicht", soll insbesondere verstanden werden, dass die Kante der optischen Leiterplatte von dem Ende des Lichtleiters selbst gebildet wird und/oder dass das Ende des Lichtleiters höchstens um 20 μηι, insbesondere maxi- mal um 15 μηι, vorzugsweise höchstens um 10 μηι und besonders vorteilhaft maximal um 5 μηι in Richtung eines Zentrums der optischen Leiterplatte von der Kante der optischen Leiterplatte versetzt ist. Hierdurch kann eine vorteilhafte direkte Kopplung mit den Lichtleitern einer optischen Leiterplatte erreicht werden. Ferner wird vorgeschlagen, dass wenigstens eine der optischen Leiterplatten zumindest einen Adapter aufweist, welcher zumindest ein Ausrichtungselement umfasst und zu einer Kopplung mit der wenigstens einen optischen Verbindungsvorrichtung vorgesehen ist. Unter einem„Adapter" soll in diesem Zusammenhang insbesondere eine Anordnung von zumindest einem Ausrichtungselement und zumindest einem Lichtleiter, insbesondere an einer Kante einer optischen Leiterplatte, verstanden werden, welche eine Schnittstelle zwischen zumindest einer optischen Leiterplatte und zumindest einer optischen Verbindungsvorrichtung bildet. Insbesondere erfolgt durch den Adapter eine mechanische und/oder optische Kopplung von zumindest einer optischen Verbindungsvorrichtung mit zumindest einer optischen Leiterplatte. Unter einer„mechanischen Kopplung" soll in die- sem Zusammenhang insbesondere verstanden werden, dass eine lösbare Verbindung zwischen zumindest einer optischen Leiterplatte und einer optischen Verbindungsvorrichtung besteht. Unter einer„optischen Kopplung" soll insbesondere verstanden werden, dass der zumindest eine Lichtleiter einer optische Leiterplatte insbesondere in Bezug auf Lage, Ausrichtung und/oder Geometrie derart an den zumindest einen Lichtleiter einer optischen Verbindungsvorrichtung angepasst wird, dass eine vorteilhaft dämpfungsarme Übertragung eines optischen Signals erreicht wird. Unter einem„Ausrichtungselement" soll in diesem Zusammenhang insbesondere ein Element verstanden werden, wie beispielsweise ein Stift oder eine Hülse, das insbesondere dazu vorgesehen ist, formschlüssig mit zumindest einem Ausrichtungselement der wenigstens einen optischen Verbindungsvorrichtung verbunden zu werden. Vorteilhaft weisen der Adapter und die Verbindungsvorrichtung jeweils zwei Ausrichtungselemente auf, wodurch eine exakte Ausrichtung erfolgt. Hierdurch kann eine vorteilhaft genaue Kopplung von zumindest einem Lichtleiter der optischen Leiterplatte mit zumindest einem Lichtleiter der Verbindungsvorrichtung erreicht werden.
Zeichnung
Weitere Vorteile ergeben sich aus der folgenden Zeichnungsbeschreibung. In der Zeichnung sind drei Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Die Beschreibung und die Ansprüche enthalten zahlreiche Merkmale in Kombination. Der Fachmann wird die Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
Es zeigen:
Fig. 1 einen Teil eines Systems mit einer optischen Verbindungsvorrichtung, welche zu einer Signalübertragung Glasfasern aufweist, und einer mit der optischen Verbindungsvorrichtung gekoppelten optischen Leiterplatte,
Fig. 2 eine alternative optische Verbindungsvorrichtung, welche zu einer Signalübertragung in einem Flachkabel zusammengefasste Glasfasern umfasst, und
Fig. 3 eine weitere optische Verbindungsvorrichtung, welche zu einer Signalübertragung Polymerwellenleiter umfasst. Beschreibung der Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt eine optische Verbindungsvorrichtung 10a mit einer ersten Koppeleinheit 12a, die mit einer optischen Leiterplatte 16a gekoppelt ist. Eine zweite Koppeleinheit 18a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a ist dazu vorgesehen, in gleicher Weise mit einer zweiten, nicht dargestellten, optischen Leiterplatte gekoppelt zu werden. Neben den Koppeleinheiten 12a, 18a weist die optische Verbindungsvorrichtung 10a eine Führungseinheit 24a auf, welche in einem Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a angeordnet ist. Die Führungseinheit 24a ist zwischen den Koppeleinheiten 12a, 18a angeordnet ist. Der Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a ist aus einem hartelastischen Material, wie beispielsweise einem geeigneten Kunststoff, vorzugsweise aus Polyethylen und/oder aus Polypropylen gefertigt. Die Koppeleinheiten 12a, 18a sind innerhalb des Montagerahmens 36a derart angeordnet und ausgerichtet, dass zwei von den Koppeleinheiten 12a, 18a definierte Strahlrichtungen 14a, 20a einen Winkel von 90° einschließen.
Die Koppeleinheiten 12a, 18a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a sind als Ferrulen mit einem quaderförmigen Grundkörper ausgebildet. Der Grundkörper besteht vorzugsweise aus Kunststoff, Glas, Keramik und/oder Metall. An ihren jeweiligen Vorderseiten 38a weisen die Koppeleinheiten 12a, 18a jeweils zwei Vertiefungen auf. Die Vertiefungen sind rechteckig ausgebildet. In diese Vertiefungen greifen Haltelemente 42a des Montagerahmens 36a ein. Aufgrund der Materialeigenschaften des Montagerahmens 36a üben die Haltelemente 42a eine Kraft auf die Koppelelemente 12a, 18a aus, welche jeweils in Richtung der Führungseinheit 24a gerichtet ist und eine Positionierung der Koppeleinheiten 12a, 18a innerhalb des Montagerahmens 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a gewährleistet. Die Koppeleinheiten 12a, 18a sind derart positioniert, dass ihre Vorderseiten 38a zumindest im Wesentlichen bündig mit dem Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a abschließen. Vorzugsweise sind die Koppeleinheiten 12a, 18a jedoch derart positioniert, dass ihre Vorderseiten 38a über den Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a herausstehen. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass bei einer Kopplung mit einer optischen Leiterplatte 16a die Vorderseiten 38a der Koppeleinheiten 12a, 18a die optische Leiterplatte 16a vor dem Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a kontaktieren. Die Koppeleinheiten 12a, 18a bilden parallel zueinander verlaufende Führungsröhren 44a. Der Übersicht halber sind in Figur 1 lediglich sechs Führungsröhren 44a dargestellt. Eine hiervon abweichende Anzahl ist jedoch auch denkbar. Die Führungsröhren 44a weisen einen kreisförmigen Querschnitt auf. Die Führungsröhren 44a verlaufen durchgängig von jeweils einer Rückseite 40a der Koppeleinheiten 12a, 18a zu den jeweiligen Vorderseiten 38a der Koppeleinheiten 12a, 18a. Zwischen den Führungsröhren 44a besteht jeweils ein gegenseitiger Abstand von 250 μηι. Anwendungsabhängig kann auch ein abweichender Abstand zwischen den Führungsröhren 44a gewählt werden. Über nicht dargestellte Verbindungselemente ist die optische Leiterplatte 16a mit der optischen Verbindungsvorrichtung 10a mechanisch verbunden.
Die Führungseinheit 24a, welche innerhalb des Montagerahmens 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a zwischen den Koppeleinheiten 12a, 18a angeordnet ist, weist zwei ebene Flächen auf, die in einem rechten Winkel zueinander stehen. Die ebenen Flächen liegen an dem Montagerahmen 36a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a an. Alternativ wäre auch eine einteilige Ausführung einer Führungseinheit mit einem Montagerahmen denkbar. Dem von den beiden ebenen Flächen gebildeten rechten Winkel gegenüberliegend weist die Führungseinheit 24a eine konkave Fläche 52a auf, welche insbesondere in einem Radius von zumindest 7 mm ausgeführt ist. Die Führungseinheit 24a weist zu der konkaven Fläche hin offene Führungskanäle 50a auf. Die Führungskanäle 50a sind jeweils entlang einer gesamten Länge gleich tief ausgebildet. Die Führungskanäle 50a weisen einen U- oder V-förmigen Querschnitt auf. Die Führungskanäle 50a verlaufen parallel zueinander. Enden der Führungskanäle 50a fluchten mit den Führungsröhren 44a der Koppeleinheiten 12a, 18a. Die Anzahl der Führungskanäle 50a entspricht der Anzahl an Führungsröhren 44a der Koppeleinheiten 12a, 18a.
Ferner zeigt die Figur 1 , dass jeder Koppeleinheit 12a, 18a jeweils zwei Federelemente 26a zugeordnet sind. Die Federelemente 26a sind in Federelementaufnahmen 54a der Führungseinheit 26a eingelassen. Die Federelementaufnahmen 54a sind als Sacklöcher ausgeführt, deren Öffnungen jeweils in Richtung der Koppeleinheiten 12a, 18a gerichtet sind. Die Federelemente 26a üben eine Kraft auf die Koppelelemente 12a, 18a aus, welche der Kraft, die durch die Haltelemente 42a des Montagerahmens 36a auf die Koppelelemente 12a, 18a ausgeübt wird, entgegen wirkt. Somit stellt sich an den Koppelelementen 12a, 18a ein Kräftegleichgewicht ein, wodurch insbesondere Fertigungstoleranzen kompensiert werden können. In den Führungskanälen 50a der Führungseinheit 26a sind Lichtleiter 22a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a angeordnet. Die Lichtleiter 22a sind als einzelne Glasfasern ausgebildet. Alternativ wäre auch eine Ausbildung von Lichtleitern als einzelne polymere optische Fasern denkbar. Die Lichtleiter 22a sind in einem demontierten Zustand biegbar. Somit nehmen die Lichtleichter 22a eine durch die Führungskanäle 50a vorgegebene Form an. Der Übersicht halber sind lediglich in zwei der Führungskanäle 50a Lichtleiter 22a dargestellt. Die Führungskanäle 50a umgeben die Lichtleiter 22a von drei Seiten. Innerhalb der Führungskanäle 50a sind die Lichtleiter 22a auf der gesamten Weglänge zwischen den Koppelelementen 12a, 18a geführt. Insbesondere ist auch eine beispielsweise wellenförmige Führung der Lichtleiter 22a innerhalb der Führungskanäle 50a denkbar. Hierdurch können insbesondere lineare Bewegungen der Koppeleinheiten 12a, 18a durch Dehnung und/oder Stauchung der Wellen, in denen die Lichtleiter 22a geführt sind, kompensiert werden. Eine Fixierung der Lichtleiter 22a in den Führungskanälen 50a kann über eine insbesondere punktuelle Verklebung erfolgen. Die Enden der Lichtleiter 22a sind durch die Führungsröhren 44a, welche in die Koppelelemente 12a, 18a eingebracht sind, hindurchgeführt und enden in bekannter Weise bündig mit den Vorderseiten 38a der Koppeleinheiten 12a, 18a. Innerhalb der Führungsröhren 44a sind die Lichtleiter 22a der Verbindungsvorrichtung, beispielsweise durch Verkleben, fixiert.
Die optische Leiterplatte 16a, mit welcher die optische Verbindungsvorrichtung 10a gekoppelt ist, weist eine Anzahl an Lichtleiter 30a auf, die der Anzahl an Lichtleitern 24a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a entspricht. Die Lichtleiter 30a der optischen Leiterplatte 16a sind auf ein Substrat der optischen Leiterplatte 16a aufgebracht. Denkbar ist auch, Lichtleiter einer optischen Leiterplatte beispielsweise durch Lamination in ein Substrat der optischen Leiterplatte einzubetten. In einem Kopplungsbereich verlaufen die Lichtleiter 30a der optischen Leiterplatte 16a parallel zueinander und orthogonal zu einer Kante 32a der optischen Leiterplatte 16a. Die Lichtleiter 30a der optischen Leiterplatte 16a schließen jeweils insbesondere mit einer Stirnseite bündig mit der Kante 32a der opti- sehen Leiterplatte 16a ab. Weiter weist die optische Leiterplatte 16a einen Adapter 34a zur Ausrichtung der optischen Leiterplatte 16a relativ zur optischen Verbindungsvorrichtung 10a auf. Der Adapter 34a weißt nicht dargestellte Ausrichtungselemente auf, die bei einer Kopplung in nicht dargestellte Gegenstücke der Koppelelemente 12a, 18a eingreifen, wodurch die Lichtleiter 22a der optischen Leiterplatte exakt zu den Lichtleitern 30a der optischen Verbindungsvorrichtung 10a ausgerichtet sind, so dass eine zumindest weitgehend verlustfreie Übertragung von optischen Signalen gewährleistet ist.
In den Figuren 2 und 3 werden zwei weitere Ausführungsbeispiele der Erfindung gezeigt. Die nachfolgenden Beschreibungen und die Zeichnungen beschränken sich im Wesentlichen auf die Unterschiede zwischen den Ausführungsbeispielen, wobei bezüglich gleich bezeichneter Bauteile, insbesondere in Bezug auf Bauteile mit gleichen Bezugszeichen, grundsätzlich auch auf die Zeichnungen und/oder die Beschreibung der anderen Ausführungsbeispiele, insbesondere der Figur 1 , verwiesen werden kann. Zur Unterscheidung der Ausführungsbeispiele ist der Buchstabe a den Bezugszeichen des Ausführungsbeispiels in Figur 1 nachgestellt. In den Ausführungsbeispielen der Figuren 2 und 3 ist der Buchstabe a durch die Buchstaben b und c ersetzt.
Figur 2 zeigt eine optische Verbindungsvorrichtung 10b, mit einer ersten Koppeleinheit 12b zur Kopplung an eine erste optische Leiterplatte und mit einer zweiten Koppeleinheit 18b zur Kopplung an eine zweite optische Leiterplatte.
Die Koppeleinheiten 12b, 18b sind jeweils zweiteilig ausgeführt und weisen jeweils eine obere Hälfte 62b und eine untere Hälfte 64b auf. Die beiden Hälften der Koppeleinheiten 12b, 18b werden insbesondere durch Verkleben unlösbar miteinander verbunden. Beide Hälften der Koppeleinheiten 12b, 18b weisen eine identische Struktur auf. Im verbundenen Zustand bildet diese Struktur im Inneren Führungsröhren 44b. An ihren jeweiligen Vorderseiten 38b weisen die Koppeleinheiten 12b, 18b jeweils zwei rechteckige Vertiefungen auf. In diese Vertiefungen greifen Halteelemente 42b, welche von einem Montage- rahmen 36b der optischen Verbindungsvorrichtung 10b gebildet sind, ein. Aufgrund der Materialeigenschaften des Montagerahmens 36b üben die Halteelemente 42b eine Kraft auf die Koppelelemente 12b, 18b aus, welche eine Positionierung der Koppeleinheiten 12b, 18b innerhalb des Montagerahmens 36b der optischen Verbindungsvorrichtung 10b gewährleistet.
Zwischen der ersten Koppeleinheit 12b und der zweiten Koppeleinheit 18b sind Lichtleiter 22b angeordnet. Der Übersicht halber sind in Figur 2 nur zwei Lichtleiter 22b dargestellt. Die Lichtleiter 22b sind insbesondere innerhalb eines Flachkabels 56b geführt und als einzelne Glasfasern und/oder einzelne polymere optische Fasern ausgebildet. Das Flach- kabel 56b mit den Lichtleitern 22b ist auf einer gesamten Weglänge zwischen der ersten Koppeleinheit 12b und der zweiten Koppeleinheit 18b von einer Führungseinheit 24b in Umfangsrichtung vollständig umgeben. Die Führungseinheit 24b ist als gebogenes Rohr mit einem flachen, insbesondere rechteckigen, Querschnitt ausgeführt. Die Innenabmes- sungen der Führungseinheit 24b sind derart dimensioniert, dass das Flachkabel 56b zumindest im Wesentlichen spielfrei umschlossen ist. Die Führungseinheit 24b ist aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt und weist eine Biegung um 90° auf, die insbesondere in einem Radius von mindestens 7 mm ausgeführt ist. Zwischen der Führungseinheit 24b und den Koppeleinheiten 12b, 18b ist jeweils eine elastische Hülse 28b angeordnet. Die elastische Hülse 28b kann beispielsweise aus einem Elastomer auf der Basis von Natur- und/oder Synthetikkautschuk gefertigt sein. Die elastische Hülse 28b weist einen insbesondere rechteckigen Querschnitt auf. Ferner ist die elastische Hülse 28b von einer Durchgangsöffnung mit einem insbesondere recht- eckigen Querschnitt durchzogen. Die elastischen Hülsen 28b sind mit jeweils einem ersten Ende über ein Ende der Führungseinheit 24b geführt. Ein jeweils zweites Ende der elastischen Hülsen 28b ist formschlüssig in einen Hohlraum der jeweiligen Koppeleinheit 12b, 18b eingelegt. Innerhalb der elastischen Hülsen 28b verläuft das Flachkabel 56b mit den Lichtleitern 22b frei von der Führungseinheit bis zu den Führungsröhren 44b der Koppeleinheiten 12b, 18b. Von dort verlaufen die einzelnen Lichtleiter 22b innerhalb der Führungsröhren 44b und enden in bekannter Weise bündig mit einer Vorderseite 38b der jeweiligen Koppeleinheit 12b, 18b. Innerhalb der Führungsröhren 44b sind die Lichtleiter insbesondere durch Verkleben und/oder Verklemmen fixiert. Analog zu dem in Figur 1 dargestellten Ausführungsbeispiel sind den Koppeleinheiten 12b, 18b jeweils zwei Federelemente 26b zugeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich zu den Federelementen 26b kann zumindest ein Federelement zwischen dem Montagerahmen 36b und der Führungseinheit 24b angeordnet sein. Figur 3 zeigt eine optische Verbindungsvorrichtung 10c, mit einer ersten Koppeleinheit 12c zur Kopplung an eine erste optische Leiterplatte und mit einer zweiten Koppeleinheit 18c zur Kopplung an eine zweite optische Leiterplatte. In die Koppeleinheit 12c, 18c ist jeweils eine rechteckige Aussparungen 60c eingebracht, welche von einer Rückseite 40c der jeweiligen Koppeleinheit 12c, 18c bis zu einer Vorderseite 38c der jeweiligen Koppeleinheit 12c ,18c reicht.
In die rechteckigen Ausnehmungen 60c ist jeweils eine elastische Hülse 28c eingepasst. Zwischen der ersten Koppeleinheit 12c und der zweiten Koppeneinheit 18c ist ein Lichtleiter 22c angeordnet. Der Lichtleiter 22c ist als Polymerwellenleiter ausgebildet, welcher lichtleitende Bahnen 58c aufweist, die insbesondere in ein flexibles Foliensubstrat eingebettet sind. Der Übersichtlichkeit halber sind lediglich zwei der lichtleitenden Bahnen 58c dargestellt.
Der Lichtleiter 22c ist innerhalb der elastischen Hülsen 28c jeweils durch die Koppelelemente 12c, 18c hindurch geführt und endet bündig mit einer jeweiligen Vorderseite 38c der Koppeleinheiten 12c, 18c. Der Lichtleiter 22c ist auf einer gesamten Weglänge zwischen der ersten Koppeleinheit 12c und der zweiten Koppeleinheit 18c von einer Führungseinheit 24c in Umfangsrichtung vollständig umgeben. Die Führungseinheit 24c ist aus Metall und/oder Kunststoff gefertigt und weist eine Biegung um 90° auf, die insbesondere in einem Radius von mindestens 7 mm ausgeführt ist.
Analog zu dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispielen sind den Koppeleinheiten 12c, 18c jeweils zwei Federelemente 26c zugeordnet. Alternativ und/oder zusätzlich zu den Federelementen 26c kann zumindest ein Federelement zwischen dem Montagerahmen 36c und der Führungseinheit 24c angeordnet sein.
Bezugszeichen
10 Optische Verbindungsvorrichtung
12 Erste Koppeleinheit
14 Erste Strahlrichtung
16 Optische Leiterplatte
18 Zweite Koppeleinheit
20 Zweite Strahlrichtung
22 Lichtleiter
24 Führungseinheit
26 Federelement
28 Elastische Hülse
30 Lichtleiter einer optischen Leiterplatte
32 Kante
34 Adapter
36 Montagerahmen
38 Vorderseite
40 Rückseite
42 Halteelemente
44 Führungsröhre
50 Führungskanal
52 konkave Fläche
54 Federelementaufnahme
56 Flach kabel
58 Lichtleitende Bahn
60 Aussparung
62 Obere Hälfte
64 Untere Hälfte

Claims

Ansprüche
1 . Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) mit zumindest einer ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c), welche eine erste Strahlrichtung (14a; 14b; 14c) definiert und zur Kopplung mit zumindest einer ersten optischen Leiterplatte (16a) vorgesehen ist, mit zumindest einer zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c), welche eine zweite Strahlrichtung (20a; 20b; 20c) definiert und zur Kopplung mit wenigstens einer zweiten optischen Leiterplatte vorgesehen ist, wobei die erste Strahlrichtung (14a; 14b; 14c) mit der zweiten Strahlrichtung (20a; 20b; 20c) einen Winkel von zumindest im Wesentlichen 90 ° einschließt, und mitzumindest einem Lichtleiter (22a; 22b; 22c), der zwischen der zumindest einen ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c) und der zumindest einen zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c) angeordnet ist, gekennzeichnet durch zumindest eine Führungseinheit (24a; 24b; 24c), die den zumindest einen Lichtleiter (22a; 22b; 22c) ausgehend von der zumindest einen ersten Koppeleinheit (12a; 12b; 12c) zu der zumindest einen zweiten Koppeleinheit (18a; 18b; 18c) zumindest teilweise führt.
2. Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lichtleiter (22a; 22b; 22c) in einem demontierten Zustand biegbar ist.
3. Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lichtleiter (22a; 22b) als eine optische Faser ausgebildet ist.
4. Optische Verbindungsvorrichtung (10c) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der zumindest eine Lichtleiter (22c) als ein optischer Wellenleiter ausgebildet ist.
5. Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Führungseinheit (24a; 24b; 24c) den zumindest einen Lichtleiter (22a; 22b; 22c) zumindest teilweise umgibt.
6. Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine der Koppeleinheiten (12a, 18a; 12b, 18b; 12c, 18c) als Ferrule ausgebildet ist.
7. Optische Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Koppeleinheiten (12a, 18a; 12b, 18b; 12c, 18c) zumindest ein Federelement (26a; 26b; 26c) zugeordnet ist.
8. Optische Verbindungsvorrichtung (10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch zumindest eine elastische Hülse (28b; 28c), die zwischen dem zumindest einen Lichtleiter (22a; 22b; 22c) und zumindest einer der Koppeleinheiten (12a, 18a; 12b, 18b; 12c, 18c) angeordnet ist.
9. System mit zumindest einer ersten optischen Leiterplatte (16a), zumindest einer zweiten optischen Leiterplatte und wenigsten einer optischen Verbindungsvorrichtung (10a; 10b; 10c) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
10. System nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest eine erste optische Leiterplatte (16a) und die zumindest eine zweite optische Leiterplatte jeweils zumindest einen Lichtleiter (30a) umfassen, welcher zumindest ein Ende um- fasst, das zumindest im Wesentlichen bis an eine Kante (32a) der jeweiligen optischen Leiterplatte (16a) heranreicht. System nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der optischen Leiterplatten (16a) zumindest einen Adapter (34a) aufweist, welcher zumindest ein Ausrichtungselement (48a) umfasst und zu einer Kopplung mit der wenigstens einen optischen Verbindungsvorrichtung (10a; 18b; 10c) vorgesehen ist.
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