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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Sachgebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lichtleitverbinder vom sogenannten
Typ eines Passsteckers, bei dem eine Lichtleitverbindung über Führungsstifte
durchgeführt
wird.
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2. Beschreibung des in
Bezug stehenden Stands der Technik
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Zuvor
sind Lichtleit-MF-Verbinder und Lichtleit-MT-Verbinder als herkömmliche
Lichtleitverbinder bekannt gewesen, die Führungslöcher haben. Solche Lichtleitverbinder
nehmen eine Lichtleitverbindung in einer Art und Weise vor, dass
Führungsstifte
in Führungslöcher jeweiliger
Lichtleitverbinder eingesetzt werden, und Lichtleitfasern werden
so angeordnet, um aneinander an deren jeweiligen Endflächen anzustoßen, während die
Lichtleitverbinder positioniert werden.
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In
einem solchen herkömmlichen
Lichtleitverbinder wird allerdings der Innendurchmesser eines Führungslochs
allgemein so gebildet, um leicht größer (ungefähr 1 bis 3 μm) als der Durchmesser eines
Führungsstifts
zu sein, um einen Befestigungs/Löse-Vorgang
zu erleichtern. Als eine Folge kann sich eine Lichtleitverbindung
um einen Freiraum zwischen dem Innendurchmesser des Führungslochs
und dem Außendurchmesser
des Führungsstifts
bewegen, wenn der Lichtleitverbinder mit einem anderen Lichtleitverbinder
so verbunden wird, dass dabei ein Problem dahingehend vorhanden
ist, dass der Kopplungsverlust zum Zeitpunkt eines Befestigens/Lösens der
Lichtleitverbinder variiert.
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Zum
Beispiel verringert sich, wenn eine Verschiebung um 1 μm in einer
Richtung senkrecht zu der axialen Linie der Lichtleitfasern vorhanden
ist, wenn Lichtleitverbinder, die einen Kopplungsverlust von 0,2
dB haben, miteinander verbunden werden, der Kopplungsverlust auf
ungefähr
0,8 dB.
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Weiterhin
können,
wenn die Hülse
durch Gießen
mit einem Kunststoffmaterial gebildet ist, die Führungslöcher nicht immer gerade sein,
sondern sie können
auch gekrümmt
sein, aufgrund der Ungleichmäßigkeit
einer Schrumpfung, der Verwerfung, oder dergleichen, des Gießmaterials.
In einem solchen Fall variiert die Position, in der das Führungsloch
mit dem Führungsstift
in Kontakt steht, entsprechend zu der einzelnen Hülse, so
dass ein Problem dahingehend vorhanden ist, dass der Passungszustand
des Führungsstifts
nicht bestimmt ist, sondern variiert.
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Weiterhin
ist die Position, in der der Führungsstift
in dem Führungsloch
in der Längsrichtung angeordnet
ist, nicht festgelegt, so dass ein Problem dahingehend vorhanden
ist, dass der Verbindungszustand der Verbinder entsprechend zu der
Stelle des Führungsstifts
variiert.
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Die
JP 2205809 beschreibt einen
Verbinder für
eine Lichtleitfaser mit einem Führungsstift,
um einen Verbindungsverlust aufgrund des Einschlusses von sehr kleinen
Fremdkörpern
zu beseitigen. Dieses Dokument zeigt einen Führungsstift, bei dem ringförmige oder
spiralförmige
Nuten in der äußeren Umfangsfläche eines
Führungsstifts
gebildet sind.
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Die
EP 0271721 beschreibt einen
Lichtleitverbinder, der eine Verbinderhülse für eine Lichtleitfaser aufweist,
die eine Substratplatte umfasst, die mindestens eine Nut für eine Lichtleitfaser
und Stift-Nuten besitzt, die jeweils an einer Oberfläche davon
in der Abdeckplatte, verbunden mit der Substratplatte, vorhanden
sind, um mindestens ein Nutloch für die Lichtleitfaser zu bilden,
in das eine Lichtleitfaser eingesetzt wird.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Lichtleitverbinder
zu schaffen, der die Positionierungsgenauigkeit des Führungsstifts
verbessert und das Einsetzen und Herausziehen des Führungsstifts
einfacher gestaltet.
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Die
Aufgabe wird durch einen Lichtleitverbinder bzw. optischen Verbinder,
wie er in Anspruch 1 definiert ist, gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind
in den abhängigen
Ansprüchen
angegeben.
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In
den Lichtleitverbindern gemäß der vorliegenden
Erfindung tritt das Problem der Erhöhung eines optischen Verlusts,
verursacht durch die Verschiebung der Achsen der Lichtleitfaser
zum Zeitpunkt einer Verbindung der Lichtleitverbinder, nur schwer
auf, da die Führungsstifte
immer akkurat in vorbestimmten Positionen der Führungslöcher gehalten sind, und ein
Herausziehen/Einsetzen der Führungsstifte
kann problemlos durchgeführt
werden, da jeder der Führungsstifte
nur an einem Abschnitt davon gehalten ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den beigefügten
Zeichnungen:
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1 zeigt
eine perspektivische Ansicht, die den Umriss von Lichtleitverbindern
darstellt, bei denen die vorliegende Erfindung angewandt wird;
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2 zeigt
eine Schnittansicht, die eine erste Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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3 zeigt
eine Schnittansicht, die eine zweite Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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4 zeigt
eine Schnittansicht, die eine dritte Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung darstellt;
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5 zeigt
eine Schnittansicht, die ein erstes, erläuterndes Beispiel darstellt;
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6 zeigt
eine Schnittansicht, die ein zweites, erläuterndes Beispiel darstellt;
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7 zeigt
eine Schnittansicht, die ein drittes, erläuterndes Beispiel darstellt;
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8 zeigt
eine Schnittansicht, die ein viertes, erläuterndes Beispiel darstellt;
und
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9 zeigt
eine Schnittansicht, die ein fünftes,
erläuterndes
Beispiel darstellt.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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Bevorzugte
Ausführungsformen
eines Lichtleitverbinders gemäß der vorliegenden
Erfindung werden nachfolgend im Detail unter Bezugnahme auf die
beigefügten
Zeichnungen beschrieben.
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1 stellt
den Umriss eines herkömmlichen,
optischen Verbinders bzw. Lichtleitverbinders als ein Beispiel von
Lichtleitverbindern dar, bei denen die vorliegende Erfindung angewandt
wird.
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In
jedem der Lichtleitverbinder 1 ist eine Gruppe Lichtleitfasern 3 in
einer Hülse 2 davon
eingebettet, um so seitlich parallel zueinander unter Intervallen
eines gleichen Abstands angeordnet zu sein. Dabei kann die Anzahl
der Lichtleitfasern nur eine sein. An gegenüberliegenden Seiten in der
Richtung einer Anordnung der Gruppe 3 der Lichtleitfasern
sind zwei Führungslöcher 4 im
Wesentlichen parallel zu der Mittenachsenlinie der Gruppe 3 der
Lichtleitfasern und in Positionen, getrennt unter einem gleichen
Abstand von der Mittenachsenlinie der Gruppe 3 der Lichtleitfasern,
vorgesehen, um so den Lichtleitverbinder 1 zu durchdringen.
Das Bezugszeichen 5 bezeichnet Führungsstifte, die in Führungslöcher 4 der
Lichtleitverbinder 1 hinein, verbunden miteinander, eingepasst
befestigt sind.
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Dabei
bedeutet die Mittenachsenlinie der Gruppe 3 der Lichtleitfasern,
die hier verwendet sind, eine Linie, die in der Mitte von zwei mittleren
der Lichtleitfasern der Gruppe aus Lichtleitfasern angeordnet ist,
wenn die Gruppe 3 der Lichtleitfasern durch eine gleiche
Anzahl von Lichtleitfasern gebildet ist, und die mit der Mittenachsenlinie
der mittleren einen der Lichtleitfasern übereinstimmt, wenn die Gruppe 3 der
Lichtleitfasern durch eine ungerade Anzahl Lichtleitfasern gebildet
ist.
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Weiterhin
wird, da ein Paar Hülsen 2 miteinander
verbunden ist, die jeweils dieselbe Form haben und symmetrisch in
Bezug auf die Verbinderendfläche
sind, nur eine Seite nachfolgend beschrieben, um das Verständnis einfacher
zu gestalten.
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Dabei
ist eine Darstellung der Lichtleitfasern 3 in den Ausführungsformen,
dargestellt in 2 und folgende zum Zwecke der
Vereinfachung der Zeichnung weggelassen, und die Formen des Führungslochs
und des Führungsstifts
sind übertrieben
dargestellt, um das Verständnis
einfacher zu gestalten.
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In
einer ersten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, wie sie in 2 dargestellt
ist, ist der Innendurchmesser jedes der Führungslöcher 4 so gestaltet,
um sich in der Längsrichtung
davon zu ändern,
und ein minimaler Abschnitt 41 ist im Wesentlichen in dem
mittleren Abschnitt gebildet. Jeder der Führungsstifte 5 ist
ein gerader Stift, wobei der Durchmesser davon nicht geändert ist.
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Weiterhin
ist, in einer zweiten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, dargestellt in 3, der Abschnitt 42 mit
minimalem Innendurchmesser des Führungslochs 4 an
der Seite der Verbinderendfläche
gebildet.
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Die
Hülse 2 ist
allgemein über
ein Spritzgießen
mit einem Kunststoffmaterial, wie beispielsweise einem Epoxidharz,
oder dergleichen, gebildet und der Führungsstift 5 ist
aus rostfreiem Stahl, oder dergleichen, gebildet.
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Die
Grundform des Führungsstifts 4 in
einer dritten Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung, dargestellt in 4, ist dieselbe
wie diejenige in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung mit der Ausnahme, dass das Führungsloch 4, das
den Bereich 42 mit dem minimalen Innendurchmesser an der
Seite der Verbinderendfläche
besitzt, in einem rohrförmigen
Element 6, hergestellt aus Keramiken, wie beispielsweise
Zirkondioxid, oder dergleichen, gebildet ist, und dass das rohrförmige Element 6 so
gebildet ist, dass es in der Hülse 2 in
dem vorstehend angegebenen Gießvorgang
eingebettet ist.
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In
der ersten bis dritten Ausführungsform liegt
das Verhältnis
der Länge
des Abschnitts mit kleinem Durchmesser oder des Abschnitts mit dem
minimalen Innendurchmesser der Führungslöcher in
dem Bereich von 20% bis 70%, bevorzugter in dem Bereich von 35%
bis 65%, basierend auf der gesamten Länge der Hülse. Falls das Verhältnis geringer
als 20% ist, ist der Kontaktbereich so klein, dass ein Effekt zum
Halten des Führungsstifts
verlorengeht. Dementsprechend kann die optische Achse der Lichtleitfaser
zu dem Zeitpunkt einer optischen Kopplung verschoben werden. Andererseits
ist, falls das Verhältnis
mehr als 70% beträgt,
der Kontaktbereich so groß,
dass der Führungsstift
durch die Krümmung des
Führungslochs,
der Variation des Durchmessers des Führungslochs, oder dergleichen,
beeinflusst wird. Demzufolge ist es schwierig, die Variation des Kopplungsverlusts
zum Zeitpunkt einer Befestigung/eines Lösens der Lichtleitverbinder
zu verringern.
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Nachfolgend
wird ein erstes erläuterndes Beispiel,
das in 5 dargestellt ist, beschrieben. In diesem Beispiel
ist das Führungsloch 4 ein
gerades Loch ohne irgendeine Änderung
in seinem Durchmesser, wogegen der Außendurchmesser des Führungsstifts 5 in
der Längsrichtung
davon geändert
ist und die maximalen Abschnitte 51 nahe gegenüberliegenden
Endabschnitten davon jeweils gebildet sind.
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Weiterhin
besitzt, in einem zweiten, erläuternden
Beispiel, dargestellt in 6, das Führungsloch 4 keine Änderung
in seinem Durchmesser, und ein maximaler Abschnitt 52 des
Führungsstifts 5 ist
in dem Längsmittenabschnitt
davon gebildet, das bedeutet nahe zu der Endfläche des Verbinders.
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In
den vorstehenden Beispielen liegt das Verhältnis der Länge des maximalen Abschnitts
des Führungsstifts
in dem Bereich von 20% bis 70%, noch bevorzugter in dem Bereich
von 35% bis 65%, basierend auf der gesamten Länge der Hülse.
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Nachfolgend
werden ein drittes, ein viertes und ein fünftes, erläuterndes Beispiel unter Bezugnahme
auf die 7 bis 9, jeweils,
beschrieben. Die vorstehend angegebenen Beispiele zeigen den Fall,
bei dem entweder das Führungsloch 4 oder
der Führungsstift 5 einen
Durchmesser hat, der nicht geändert
wird, wogegen dieses dritte, dieses vierte und dieses fünfte Beispiel
den Fall zeigen, bei dem eine Änderung
im Durchmesser bei sowohl dem Führungsloch 4 als
auch dem Führungsstift 5 gegeben ist,
so dass die Positionierung des Führungsstifts
in der Längsrichtung
davon unter Verwendung eines Niveau-Differenzabschnitts zwischen
dem Führungsloch 4 und
dem Führungsstift 5 erreicht
wird.
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In
dem dritten, erläuternden
Beispiel, dargestellt in 7, ist ein Abschnitt 52 mit
einem maximalen Außendurchmesser
in dem Mittenabschnitt des Führungsstifts 5 so
gebildet, dass der Niveau-Differenzabschnitt 53 zwischen
dem Abschnitt 52 des maximalen Außendurchmessers und einem Abschnitt 54 mit
kleinem Durchmesser des Führungsstifts 5 an einem
Niveau-Differenzabschnitt 53 zwischen einem Abschnitt 41 mit
kleinem Durchmesser des Führungslochs 4 und
einem Abschnitt 44 mit großem Durchmesser desselben anstößt. Weiterhin
stehen der Abschnitt 52 mit dem maximalen Außendurchmesser
des Führungsstifts 5 und
der Abschnitt 54 mit dem kleinen Durchmesser desselben
in Kontakt mit dem Abschnitt 44 des großen Durchmessers des Führungslochs 4 und
dem Abschnitt 41 mit kleinem Durchmesser desselben, jeweils.
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Weiterhin
ist das vierte, erläuternde
Beispiel der vorliegenden Erfindung, dargestellt in 8,
dasselbe wie in dem dritten, erläuternden
Beispiel, mit der Ausnahme, dass der Abschnitt 54 mit kleinem Durchmesser
des Führungsstifts 5 weiter
verringert wird, um so nicht in Kontakt mit dem Abschnitt 41 mit kleinem
Durchmesser des Führungslochs
zu stehen, im Gegensatz zu dem dritten, erläuternden Beispiel.
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Weiterhin
sind die Grundformen des Führungslochs 4 und
des Führungsstifts 5 in
dem fünften, erläuternden
Beispiel, dargestellt in 9, dieselben wie solche in dem
vierten, erläuternden
Beispiel, dargestellt in 8, mit der Ausnahme, dass das
Führungsloch 4 in
dem fünften,
erläuternden
Beispiel in einem rohrförmigen
Keramikelement 6 in derselben Art und Weise wie in der
dritten Ausführungsform
gebildet ist.
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In
dem dritten und fünften,
erläuternden
Beispiel liegt das Verhältnis
der Länge
des maximalen Abschnitts des Führungsstifts
in dem Bereich von 20% bis 70%, bevorzugter in dem Bereich von 35% bis
65%, und zwar basierend auf der gesamten Länge der Hülse.
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Testbeispiele
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Testbeispiel 1
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Lichtverbinder-Hülsen 2 in
den 2 und 3 wurden durch ein Spritzgießen mit
einem thermisch härtenden
Epoxidharz gebildet. In dem Führungsloch 4 wurde
der Abschnitt 41, 42 mit minimalem Innendurchmesser
auf einen Wert so eingestellt, dass die Einsetzkraft ungefähr 100 g
wurde, wenn ein Führungsstift 5 mit
698,5 μm,
der einen Außendurchmesser,
in Längsrichtung
unverändert,
besaß,
in das Führungsloch 4 eingesetzt
wurde, und, andererseits, der Abschnitt mit dem großen Durchmesser
des Führungslochs 4 so
hergestellt wurde, dass er ungefähr 710 μm war. Die
Länge des
Abschnitts mit dem minimalen Innendurchmesser war 2 mm in Bezug
auf die Gesamtlänge
von 8 mm der Hülse.
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Singlemode-Quarz-Lichtleitfasern 3 wurden an
10 Teilen jeder der vorstehend erwähnten Lichtverbinderhülsen befestigt
und angebondet, die Endflächen
wurden poliert, und dann wurde der Kopplungsverlust dazwischen evaluiert.
Als ein Ergebnis war der durchschnittliche Kopplungsverlust in der
Anordnung, dargestellt in 2, 0,23
dB, und der durchschnittliche Kopplungsverlust in der Anordnung,
in der der minimale Abschnitt 42 an der Seite der Endverbinderfläche lag,
wie dies in 3 dargestellt ist, betrug 0,18
dB.
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Wenn
Kopplungsverluste in derselben Art und Weise wie diejenige, die
vorstehend beschrieben ist, unter Verwendung von Lichtleitverbindern
der herkömmlichen
Anordnung, die jeweils ein Führungsloch
besaßen,
nicht in seinem Durchmesser geändert
war, und einen Führungsstift,
der nicht in seinem Durchmesser geändert war, als ein Vergleichsbeispiel,
evaluiert wurden, betrug der durchschnittliche Kopplungsverlust
0,32 dB.
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Testbeispiel 2
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In
derselben Lichtverbinder-Hülse 2 wie
in dem Testbeispiel 1 wurden rohrförmige Elemente 6 aus
Zirkondioxid, die Führungslöcher 4 besaßen, die darin
gebildet waren, zum Zeitpunkt eines Spritzgießens eingebettet, um dadurch
einen Lichtleitverbinder einer solchen Anordnung herzustellen, wie
sie in 4 dargestellt ist. Dabei wurde die Größe identisch
zu derjenigen in dem Testbeispiel 1 gemacht und die Kopplungsverluste
zwischen den Lichtleitverbindern wurden evaluiert. Als ein Ergebnis
betrug der durchschnittliche Kopplungsverlust 0,16 dB.
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Erste und zweite, erläuternde
Beispiele
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Ein
Lichtleitverbinder, in dem der Durchmesser jedes der Führungslöcher nicht
in Längsrichtung geändert wurde,
wurde hergestellt. Der Innendurchmesser des Führungslochs wurde auf einen
Wert so eingestellt, dass die Einsetzkraft ungefähr 100 g wurde, wenn ein Führungsstift
mit 698,5 μm
eingesetzt wurde.
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Unter
Verwendung eines Führungsstifts 5, der
einen Abschnitt (51, 52) eines größeren Durchmessers
von 698,5 μm
und einen Abschnitt mit kleinerem Durchmesser von 688,5 μm besaß, wie dies
in den 5 und 6 in diesem Lichtleitverbinder dargestellt
ist, wurden die Kopplungsverluste zwischen dem Führungsstift und dem Führungsloch evaluiert.
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Als
ein Ergebnis war der durchschnittliche Kopplungverlust in dem Fall
der Verwendung des Führungsstifts,
dargestellt in 5, 0,23 dB, und der durchschnitliche
Kopplungsverlust in dem Fall der Verwendung des Führungsstifts,
dargestellt in 6, war 0,19 dB.
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Dritte und vierte, erläuternde
Beispiele
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In
einem Lichtleitverbinder, der den Aufbau besaß, in dem der Durchmesser jedes
der Führungslöcher längs geändert wurde,
wie dies in den 7 und 8 dargestellt
ist, wurde das Führungsloch
so gebildet, dass der Abschnitt mit kleinem Durchmesser davon auf
einen Wert so eingestellt wurde, dass die Einsetzkraft ungefähr 100 g
wurde, wenn ein Führungsstift
mit 698,5 μm
in das Führungsloch
eingesetzt wurde, während
der Abschnitt mit großem Durchmesser
auf einen Wert so eingestellt wurde, dass die Einsetzkraft ungefähr 100 g
wurde, wenn ein Führungsstift
mit 710,0 μm
in das Führungsloch
eingesetzt wurde.
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Andererseits
wurden, in dem Fall des Aufbaus, dargestellt in 7,
der Abschnitt (54) mit kleinem Durchmesser und der Abschnitt
(52) mit großem Durchmesser
des Führungsstifts
so ausgewählt, dass
sie 698,5 μm∅ und
710 μm∅,
jeweils, betrugen, und in dem Fall des Aufbaus, dargestellt in 8, wurden
der Abschnitt (54) mit kleinem Durchmesser und der Abschnitt
mit großem
Durchmesser des Führungsstifts
so ausgewählt,
dass sie 688,5 μm∅ und 710 μm∅,
jeweils, betrugen. Wenn die Kopplungsverluste zwischen den Lichtleitverbindern
evaluiert wurden, betrug der durchschnittliche Kopplungsverlust
in der Anordnung der 7 0,22 dB und der durchschnittliche
Kopplungsverlust in der Anordnung der 8 betrug
0,17 dB.
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Fünftes, erläuterndes Beispiel
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Lichtleitverbinder,
die den Aufbau der 9 besaßen, in dem rohrförmige Elemente 6 aus
Zirkondioxid, die jeweils Führungslöcher derselben
Grundform und derselben Größe wie in 8 besaßen, eingebettet
wurden, wurden durch Versuch hergestellt, und die Kopplungsverluste
zwischen den Lichtleitverbindern wurden in derselben Art und Weise, wie
dies vorstehend beschrieben ist, evaluiert. Als ein Ergebnis war
der durchschnittliche Kopplungsverlust 0,15 dB.
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Wie
vorstehend beschrieben ist, kann, gemäß der vorliegenden Erfindung,
die Variation des Kopplungsverlusts zwischen Lichtleitverbindern
zum Zeitpunkt eines Befestigens/Lösens effektiv verglichen mit
dem Stand der Technik verringert werden.