用于压紧安装式成束光纤装置的连接器

摘要

本发明提供一种连接器，其中两个压紧安装式七光纤箍通过所述箍中中心光纤的对齐及至少一个外侧光纤的对齐来对齐。因所述光纤在所述箍中具有对称且可重复的取向，所以当所述中心光纤及其中一根外侧光纤对齐时，所有其余光纤均将自动对齐，从而大大简化本发明连接器内复数根光纤的对齐过程。在本发明的一较佳实施例中，所述七根光纤中的每一根均以颜色编码。传输光纤束与接收光纤束内的光纤按一镜像取向来布置，以使在一特定颜色的光纤上传输的光信号能在一相同颜色的光纤内接收到。

说明书

本申请案为于2002年12月6日提出申请且名称为压紧安装的成束光纤装置(Impact Mounted Bundled Optical Fiber Devices)的第10/313,977号美国专利申请案的部分接续申请案。

技术领域

本发明大体而言涉及光纤装置，且更具体而言涉及用于成束光纤装置的连接器。

背景技术

与单光纤相比，利用成束光纤的光学组件可有利于节省光纤装置内的宝贵空间。另外，可减少一光纤装置内的组件数量，其中例如通过单个组件(例如一连接器)将来自一光纤束中多根光纤的光信号引导至一第二光纤束中的多根光纤。

在使用成束光纤装置方面存在的一问题在于利用一连接装置将成束光纤可靠地连接在一起。为了实现信号传输，一传输光纤束内的每一根光纤均必须与一接收光纤束中的一接收光纤准确对齐。为了实现此种对齐，传输及接收光纤束中的光纤必须沿一固定定向对称地对齐。本发明连接器中所使用的压紧安装的光纤束即克服了此问题，并可实现此种成束光纤装置的可重复制造，其中光纤束内每一根光纤的位置均为对称、固定的并可在各装置间重复地制造。

发明内容

在本发明中，将由七根光纤构成的光纤束置于一固定器(例如一个箍)内，且一压紧安装式装置使所述箍的尖端向内变形以将所述七根成束光纤对称地固定在一起。可重复地、准确地制造所述压紧安装式成束光纤装置，并可可靠地形成利用这些压紧安装式成束光纤装置的装置。在本发明连接器中，通过使光纤束中的中心光纤对齐并使其中一根外部光纤对齐来使两个压紧安装式光纤束对齐。因所述光纤束中的光纤具有对称、可重复的定向，故在所述中心光纤及其中一根外部光纤对齐时，所有其余光纤均将自动对齐，因此极大地简化了本发明连接器内复数根光纤的对齐过程。

在本发明的一较佳实施例中，阐述一种七根光纤式连接器，其中所述七根光纤中的每一根均以颜色编码。传输与接收光纤束内的光纤以一镜像取向布置，以使在一特定颜色的光纤上传输的光信号在一相同颜色的光纤内接收到。

本发明连接器的一优点是成束光纤装置可以可靠地接合在一起。

本发明连接器的另一优点是将成束的一组光纤相对于所述光纤束中其它光纤固定于一已知、可重复且固定的取向上，且可通过使一根中心光纤及一外部光纤对齐来使两个此种光纤束对齐。

本发明连接器的再一优点是每一连接器内的每一束光纤均对称地对齐，从而简化了所述光纤束的连接。

在阅读下文参考若干图式所作的详细说明后，所属领域的技术人员将对本发明的这些及其它特征及优点一目了然。

附图说明

下列图式未按实际装置的比例绘制，因此仅供用于例示本文所说明的本发明。

图1为一压紧安装式七光纤箍的尖端部分的一透视图；

图2为图1中所描绘压紧安装式箍的尖端的一正视图；

图3为一描绘一包含例如图1及2中所描绘的两个压紧安装式七光纤装置的箍接口的图式；

图4为一描绘一设置于一箍固定套筒内的七光纤箍的透视图；

图5为一描绘设置于一圆筒形对齐套筒内的如图4所示装置的透视图；

图6为图5中所描绘装置的一端视立面图；

图7为一描绘处于一对齐取向上的图6所示装置的端视立面图；

图8为一描绘包括两个图7中所描绘装置的本发明连接器的图式；及

图9为本发明一FC连接器的一总体图。

具体实施方式

一压紧安装式成束七光纤箍10描绘于图1及2中，并作为下文对本发明所作说明的一参考点。如图中所描绘，七光纤箍10包括设置于一圆筒形箍套筒42内的一根中心光纤14及六根对称设置的外部光纤18、22、26、30、34及38。外部光纤18、22、26、30、34及38中每一根的内侧表面部分均与中心光纤14及两个毗连的外部光纤摩擦接触。这六根外部光纤中每一根的外侧表面均与箍材料的一变形尖端46摩擦接触。一对正销50自圆筒形箍套筒42的外表面沿径向凸出。一用于对箍42实施均匀变形的装置教示于第5,305,406号美国专利中，其中所述箍的端部由一圆锥形压紧装置压紧以使箍42的端部46均匀地向内变形以与光纤18-38的外表面摩擦啮合。

图1及2中所描绘的压紧安装式七光纤箍的重要特征在于：外部的六根光纤18-38相对于中心光纤14的中心轴线对称设置，以使这六根外部光纤中每一根的中心轴线均位于距中心光纤14的中心轴线相同的径向距离处，而且各根光纤均通过与其它光纤及与压紧安装式箍的变形的尖端材料摩擦接触而牢牢地固定就位。

图3为一描绘一包含两个七光纤箍的箍接口的图式。左边显示一第一箍，其具有压紧安装到一箍套筒42中的一根中心光纤14及六根周围光纤18-38。图中显示对正销50自箍表面沿径向凸出。右边描绘一第二七光纤箍，其中显示一对正销50自其在所述箍的外表面上的位置沿径向凸出。重要的是应注意，凸出的对正销的位置相对于这两个箍内光纤的位置有些不同。这是将成束光纤压紧安装于一箍套筒内所预期的通常结果。换句话说，在制造一成束的七光纤压紧安装箍时，在各压紧安装步骤前以一尽可能达到的可重复的取向将这七根光纤插入箍套筒中。接着，在这些压紧安装步骤后，光纤将相对于各压紧安装步骤中的套筒定向始终存在一定的随机移动。结果，对正销50的位置相对于图2中所示的一特定外围光纤在理论上的上死点位置将发生变化。

对于这两个七光纤箍的对齐而言，从图3中可见，每一个箍10的中心光纤14均描绘成通过沿每一中心光纤14的中心轴线凸出的中心对齐线66完全对齐。然而，如通过比较这两个箍的顶部光纤的圆周位置可见，这六根外侧光纤在图3中并不对齐。为了使这两个箍对齐，必须旋转(箭头68)这两个箍中的基本上一个(例如右侧的箍)直至这六根光纤中一根的中心轴线与左侧箍的其六根光纤中一根的中心轴线对齐为止。因所述七光纤箍中所有光纤的位置均固定及固定，故当中心光纤14与其中一根外部光纤(例如光纤18)二者均准确对齐时，所有其余外部光纤22-38也均将准确对齐。如下文所将进一步阐述，通过本发明能实现对七光纤箍中所有光纤的可重复的准确对齐。

图4为一描绘本发明一连接器的一初始组件的透视图。如图4中所描绘，一个七光纤箍10设置于一圆筒形箍固定套筒80中。一销插槽84形成于圆筒形套筒80的前缘88中，以使箍的对正销50位于插槽84中。箍10以可滑动方式啮合于套筒80内，以使销50可在插槽84内沿一轴向方向移动；然而，销50在插槽84内的布置可防止箍相对于套筒80出现旋转运动。套筒的外表面92较佳为平滑的并相对于箍10的中心光纤14的轴线位置同心。换句话说，箍的中心光纤的轴线准确地位于圆筒形箍固定套筒80的中心轴线上。

图5为一描绘本发明一插入式连接器部件100的尖端的透视图。如图中所描绘，一其中设置有箍10的箍固定套筒80(如图4中所描绘及上文所述)设置于一更大的圆筒形对齐套筒108的一中心膛孔104内。对齐套筒108的中心膛孔104准确地成形为使箍固定套筒80光滑、紧贴、可滑动地啮合在膛孔104内，以使箍固定套筒80在膛孔104内自由旋转(参见箭头112)。一对齐部件-其在该较佳实施例中为一对齐键116-设置于对齐套筒108的外表面120上，且其自对齐套筒108的表面120沿径向凸出。如接下来借助于图6所述，箍10内的光纤14-38要相对于对齐键116对齐。应了解，也可利用其它类型的对齐部件(例如一对齐标记或其它装置)来为光纤相对于对齐套筒的对齐提供一可重复的取向。

图6为图5中所描绘装置100的一端视立面图。如图6中所描绘，箍10及其七根光纤设置于箍固定套筒80内，箍固定套筒80则设置于对齐套筒108的膛孔内。对齐套筒的键116自对齐套筒沿径向凸出。重要的是应注意，为了帮助说明本发明，图6中描绘一理论上的光纤对齐线130，其显示成一经过外侧光纤18、中心光纤14及外侧光纤30沿直径方向凸出的虚线。而且，图6中还描绘一虚的对齐套筒对齐线134，其穿过对齐套筒108的中心轴线及对齐键116的中心。如在图6中可见，虚的光纤对齐线130相对于对齐套筒对齐线134旋转一定角度。接下来借助于图7来阐述箍10在对齐套筒108内的对齐。

图7为一描绘图6所示装置的端视立面图。如图7中所描绘，箍固定套筒80已相对于对齐套筒108旋转(参见箭头140)，从而使虚的光纤对齐线130此时与对齐套筒对齐线134对齐。换句话说，对齐键的中心相对于其中一根外侧光纤(所描绘的光纤18)的中心轴线处于一上死点取向。此为箍10在对齐套筒108内的所需对齐取向，且接下来将箍固定套筒80相对于对齐套筒108固定在此取向上。在该较佳实施例中，接下来，在对齐套筒及箍固定套筒的朝后部分(未显示)处采用实体卷边、或环氧树脂、或二者来使对齐套筒108固定地啮合箍固定套筒80，从而固定箍10中的光纤14-38相对于对齐键116的取向。

由于箍10中光纤束的尺寸(小于1毫米)相对于对齐套筒半径的尺寸(大约5毫米)较小，因此需要对光纤对齐线130与对齐键的对齐作一些说明；应注意，本文中的各图并未按一实际装置的比例绘制。在一种较佳的对齐方法中，利用一放大视频系统来确定箍的取向。在此方法中，将箍固定套筒80及其所啮合的箍10夹持于一固定装置中并对这三根沿直径方向的光纤18、14及30进行照明。当从所述放大视频系统中观察时，这三根被照明的光纤的光点会提供所述箍的光纤对齐线130的方向线。对齐套筒108啮合于一可旋转卡盘中且对齐销116的中心位于所述视频系统中。然后，使对齐套筒108相对于箍10旋转，直至对齐键116的中心线与光纤对齐线130线性对应为止。当实现对齐时，将对齐套筒108与箍固定套筒80固定地啮合在一起，例如通过如上所述的实体卷边、或环氧树脂、或二者。

在本发明的一较佳实施例中，进一步需要分别对七根光纤中的每一根进行标识，例如通过具有一不同颜色的外护套(例如对中心光纤14使用白色(W)及对每一根外侧光纤使用一不同颜色的护套)，其中每一光纤的位置及取向均可在各装置中重复。在此种构造中，重复选择同一颜色的光纤(例如黑色(B))来作为与对齐键对齐的光纤。其它光纤可为绿色(G)、红色(R)、黄色(Y)等。箍内光纤的此种可重复、以颜色编码的取向致使实现了所期望的各所制造装置之间一连接器中的成束光纤按颜色编码的可重复对齐，如接下来将借助于图8所述。

图8描绘一用于将图5-7所示的两个对齐的插入式连接器部件100接合在一起的本发明的一般化连接器。如图8中所描绘，一类似于图7中所描绘的第一(左侧)插入式连接器部件100包括一成束的七光纤箍10，其中中心(白色)光纤14沿对齐套筒108的中心轴线160设置，并如图7中所描绘，顶部(黑色)光纤18相对于对齐键116旋转至一上死点取向。同样地，一类似于图5-7中所描绘的第二(右侧)插入式连接器部件100包括一个七光纤箍10，七光纤箍10具有一沿轴向设置的中心光纤14(白色)及一相对于装置100的对齐键116位于一上死点取向的外围(黑色)光纤18(如图7中所描绘)。第二光纤装置(右侧)的其余外围光纤彼此相对布置成一以颜色编码的取向，该取向是第一光纤装置(左侧)中光纤的以颜色编码的取向的镜像；特别应注意这两个(左侧及右侧)光纤装置的绿色(G)及黄色(Y)光纤的镜像取向。提供一圆筒形连接器套筒180，其具有一可使对齐套筒108紧贴地滑动啮合于其中的连接器膛孔184。连接器套筒180形成有两个对齐的连接器键插槽188，以确保在每一连接器部件100的对齐键116均插入一插槽188中时各光纤相对于彼此具有所期望的取向。当这两个插入式连接器部件100由此在开槽的连接器套筒180内对齐时，上部光纤18的中心轴线192将对齐。另外，所有其它光纤的中心轴线均将因其在其各自的箍套筒内具有对称的固定取向而同样对齐。结果，当这两个七光纤连接器部件100利用本发明连接器套筒180接合在一起时，在第一(左侧)箍中任一特定颜色(例如绿色)的光纤上所输入的光信号均将可靠地在第二(右侧)箍的对应(绿色)颜色的光纤上传输。

图8中所描绘的本发明连接器为一一般化描绘形式，其打算应用于本行业中已知的各种类型的光纤连接器，例如称作FC、ST、SC、LC、MU及SMA的连接器以及将来可能存在或开发出的其它连接器。图9为一对所属领域的技术人员而言众所周知的FC连接器200的一般化描绘形式，其描绘本发明的一插入式连接器部件100。参照图8及9，连接器套筒180的外端部形成有螺纹204，且一带内螺纹的外侧连接器帽208与其以螺合方式啮合。一包含这七根光纤的光缆212自连接器200的后端部凸出。如所属领域的技术人员众所周知，当将帽208以螺合方式紧固于连接器套筒180的螺纹204的每一端上时，这两个插入式连接器部件100会压合在一起，从而使每一连接器100的箍的尖端中光纤18-38的端部准确、可靠地对齐并压合在一起以确保在其间传输信号。

此时可了解，本发明的一重要特征在于，可利用一个连接器将七对光纤可靠地在光学上接合在一起。此会大大减少为将复数个光纤接合在一起所需的连接器数量。压紧安装式箍中这七根光纤的可重复的几何结构便于在各个所制造装置中实现光纤的可重复取向、以及便于保证所有七根光纤的对齐一其中使中心光纤对齐及仅其中一根外围光纤对齐便可确保所有其余光纤也同样对齐。当光纤的护套以颜色编码时，可进一步确保在一带特定颜色(例如绿色(G))护套的光纤上输入至连接器的光信号在一同样带绿色(G)护套的光纤上输出。

虽然上文是参照某些较佳实施例显示并阐述本发明，但应了解，所属领域的技术人员无疑将能作出与之相关的其它及进一步的改动及修改。因此，旨在使随附权利要求书涵盖所有此类仍包含本发明的真实精神及范围的改动及修改。