Brevet FR2519150A1 — publié le 19830701

1.- " Ensemble de connecteur pourfibre optique" La présente invention est relative à des en- seibles de connecteurs pour coupler un dispositif opto- électronique avec une extrémité d'une fibre optique et pour coupler deux extrémités de fibres optiques l'une avec l'autre. La plupart des ensembles connecteurs de fibres optiques sont, soit difficiles à fabriquer, soit diffici- les à ensembler et/ou onéreux à réaliser et à utiliser. Bien qu'il puisse être nécessaire d'avoir un degré élevé de pr 6 écision dans l'alignement de différents éléments opti- ques les uns avec les autres lorsqu'il s'agit d'applica- tions de télécommunications ou d'applications numériques, il n'est pas toujours nécessaire d'avoir le même degré de précision là oâ l'application ne le demande pas De telles applications se trouvent habituellement dans le marché des électroniques de grande consommation qui tendraient à uti- liser des fibres optiques pour des communications à dis- tancesrelativement courtes Un exemple d'une telle applica- tion peut se trouver dans l'industrie automobile. C'est en conséquence le but principal de la présente invention de créer un ensemble connecteur de fi- bre optique simple, facile à réaliser et à assembler et d'un coût réduit pour coupler une extrémité d'une fibre 2.- optique avec, soit un dispositif optoélectronique, soit l'extrémité d'une autre fibre optique. A cet effet, la présente invention concerne un ensemble de connecteur pour coupler la lentille optique d'un dispositif optoélectronique avec l'extrémité d'une fibre optique, ensemble de connecteur caractérisé en ce qu'il comporte: un bottier optoélectronique destiné à recevoir le dispo- sitif optoélectronique, ce bottier optoélectronique in- cluant un orifice optique qui entoure la lentille, une virole cylindrique comportant à une extrémité une collerette, et prévue pour être fixée autour de la fibre, cette collerette étant placée à une distance prédéter- minée de l'extrémité de la fibre, un bottier unitaire destiné à recevoir et à maintenir l'extrémité de la fibre et la lentille couplées ensemble, ce bottier comportant une partie destinée à recevoir le dispositif optoélectronique et des moyens délimitant un passage allongé destiné à recevoir la fibre et la virole, ce passage communiquant avec la partie recevant le dispo- sitif électronique en alignement avec l'orifice optique et une extrémité ouverte à travers laquelle sont reçues la fibre et la vir Qle, cette extrémité ouverte comportant des moyens d'engagement susceptibles de subir une expansion pour assurer une coopération amovible avec la collerette de la virole afin de positionner l'extrémité de la fibre contre l'orifice optique, des moyens coopérant entre l'orifice optique et l'extré- mité de la fibre pour guider cette extrémité de fibre en alignement avec la lentille optique. L'invention concerne également un ensemble de connecteur pour coupler l'extrémité d'une fibre optique à l'extrémité d'une autre fibre optique, ensemble de connec- teur caractérisé en ce qu'il comporte: pour chacune des fibres, une virole cylindrique ayant 3.- une collerette à une extrémité et prévue pour être fixée autour de la fibre, la collerette étant placée à une * distance prédéterminée de l'extrémité de la fibre# un bottier destiné à recevoir et à maintenir les extré- mités des fibres ainsi couplées, ce bottier comportant des moyens définissant deux passages allongés destinés chacun à recevoir une fibre et une virole respective, deux extrémit 6 souvertes opposées l'une à l'autre dans chacune desquelles sont reçues une fibre et une virole, un orifi- ce de couplage par l'intermédiaire duquel une communica- tion est établie entre ces deux passages, des moyens d'engagement susceptibles de subir une expansion formés sur chacune extrémité ouverte pour permettre une coopéra- tion amovible avec une collerette de virole respective afin de positionner les extrémités des fibres l'une con- tre l'autre à l'orifice de couplage, et des moyens adja- cents aux deux c 8 tés de l'orifice de couplage étant pré- vus pour guider chaque extrémité de fibre en alignement avec l'autre extrémité de fibre. L'invention va être exposée plus en détail en se référant à des exemples non limitatifs de réalisa- tion représentés sur les dessins ci-joints dans lesquels: la figure 1 est une vue en perspective ex- plosée d'une réalisation d'un ensemble de connecteur con- forme à la présente invention qui couple l'extrémité d'une fibre optique avec un dispositif optoélectronique, la figure 2 est une vue en perspective de l'ensemble de connecteur selon la figure 1 à l'état as- semblé, la figure 3 est une coupe le long de la li- gne 3-3 de la figure 2, la figure 4 est une vue en perspective explo- sée d'une autre réalisation d'un ensemble de connecteur conforme à la présente invention qui couple une extrémité de fibre optique avec un dispositif optoélectronique, 4.- la figure 5 est une vue en perspective de l'ensemble de connecteur de la figure 4, à l'état assemblé, la figure 6 est une coupe le long de la li- gne 6-6 de la figure 5, la figure 7 est une vue en perspective partiellement explosée d'une réalisation d'un ensemble de connecteur selon la présente invention qui couple les ex- trémités de deux fibres optiques, la figure 8 est une coupe le long de la ligne 8-8 de la figure 7, la figure 9 est une vue en perspective par- tiellement explosée d'une autre réalisation de l'ensemble de connecteur selon la présente invention qui couple les extrémités de deux fibres optiques, la figure 10 est une coupe selon la ligne -10 de la figure 9. En se référant maintenant aux dessins, les fi- gures 1 à 3 montrent une réalisation d'un ensemble de con- necteur désigné dans son ensemble par 10 et qui est prévu pour coupler la lentille optique 12 d'un dispositif opto- électronique désigné dans son ensemble par 14 avec l'ex- trémité 16 d'une fibre optique désignée dans son ensemble par 18 Le dispositif optoélectronique 14 est prévu pour être monté sur un panneau de circuit imprimé désigné dans son ensemble par 20 d'une façon qui sera examinée plus en détail ci-après. Si l'on se réfère à la figure 1, le disposi- tif optoélectronique 14 comporte un bottier 22 ayant des saillies 24 sur ses deux côtés Un orifice optique 26 en- toure la lentille 12 et assure la communication avec elle. Des moyens de guidage et d'alignement revêtant la forme de deux parties en forme d'entonnoir 28 et 30 engagent initia- lement l'extrémité 16 de la fibre si bien qu'eule sera po- sitionnée avec précision par rapport à la lentille optique 12 Le fond du dispositif optoélectronique 14 est muni 5.- d'une pluralité de broches 32 d'un panneau de circuit im- primé qui sont susceptibles d'être logées dans les trous 34 correspondants ménagés dans le panneau 20 de circuit im- primé Après insertion dans les trous 34 les broches 32 sont soudées au panneau. La fibre optique 18 comporte un coeur 36 cons- titué d'un matériau approprié pour transmettre la lumière tel qu'un verre ou un plastique transparent Le coeur 36 est enveloppé dans une gaine de câble 38 constituée d'un matériau qui est bien connu des spécialistes Une virole cylindrique 40 ouverte à une extrémité est prévue pour être ajustée autour de la fibre optique 18. La virole 40 comporte deux collerettes annulaires 42 et 44 formées à chacune de ses extrémités Lorsque la virole est ajustée sur la fibre 18, les collerettes 42 et 44 sont placées à une distance prédéterminée de l'extrémité 16 de la fibre optique 18. L'ensemble de connecteur 10 comporte un bottier de connecteur unitaire désigné dans son ensemble par 48 pour recevoir le dispositif optoélectronique 14 et la fibre optique 18 Ce bottier 48 est en matière plastique ou en un autre matériau approprié Le bottier de connecteur 48 comporte une partie ou cavité 50 destinée à loger le dis- positif optoélectronique 14 La partie 50 comporte des fen- tes 52 sur chacun de ses côtés pour recevoir les saillies 24 Celles-ci servent à positionner le dispositif opto- électronique 14 à l'intérieur du bottier de connecteur 48 de sorte que la lentille 12 prenne sa position correcte. Plusieurs pattes de montage 54 sont formées sur le bottier de connecteur 48 Ces pattes 54 sont prévues pour pénétrer dans des trous correspondants 56 ménagés dans le panneau de circuit imprimé 20 Ces pattes 54 sont prévues pour venir en prise avec les trous 56 de façon que le bot- tier de connecteur 48 soit fixé avec certitude sur le pan- neau 20. 6.- Un passage allongé est défini par trois doigts flexibles en porte à faux 58 s'étendant depuis la partie 50 du bottier de connecteur 48 qui reçoit le dispositif opto- électronique 14 Ce passage comporte une extrémité ouverte 60 à travers laquelle l'extrémité 16 de la fibre optique 18 est reçue et déplacée en direction de l'autre extrémité du passage. Des épaulements 62 sont formés sur les extré- mitée libres des doigts 58 adjacents à l'extrémité ouverte 60 du passage Ces épaulements 62 sont prévus pour venir en engagement avec la collerette annulaire 42 de la virole De cette manière, non seulement l'extrémité 16 de la fibre optique 18 est positionnée contre la lentille optique 12, mais un retrait accidentel de la fibre optique 18 hors du passage est évité. Dans le cas o l'interface entre l'extrémité 16 de la fibre optique 18 et la lentille 12 doit être étan- ché vis à vis de l'environnements un insert en élastomère 64, cylindrique et ouvert à son extrémité, est prévu pour être placé sur l'extrémité 16 de la fibre, si bien qu'il vient en butée contre la seconde collerette annulaide 44 de la virole 40 Ainsi qu'on le voit mieux sur la figure 3, l'extrémité libre de l'insert 64 est pressée contre le contour ou profil 28 adjacent à l'orifice optique 26 Cela constitue un étanchement annulaire autour de l'orifice op- tique 26. Les figures 4 à 6 représentent une autre réali- sation de l'ensemble de connecteur désigné par 68 et qui est conçu pour coupler la lentille optique 12 d'un disposi- tif optoélectronique désigné dans son ensemble par 14 avec l'extrémité 16 d'une fibre optique désignée dans son en- semble par 18 Le dispositif optoélectronique 14 et la fibre 18 sont identiques à ceux ayant déjà été précédem- ment décrits en se référant aux figures 1 à 3 et les m - mes numéros de référence sont utilisés sur les figures 4 à 6. 7.- Une virole cylindrique 70 ouverte à son extré- mité est prévue pour être ajustée autour de la fibre opti- que 18 La virole 70 a une collerette annulaire 72 formée à l'une de ses extrémités Lorsque la virole 70 est ajus- tée sur la fibre, la collerette 72 est placée à une distan- ce prédéterminée de l'extrémité 16 de la fibre optique 18. L'ensemble de connecteur 68 comporte un bottier de connecteur unitaire désigné dans son ensemble par 78 pour recevoir le dispositif optoélectronique 114 et la fibre optique 18 L'ensemble de connecteur 68 est constitué d'un matériau élastomère élastique le bottier de connecteur 78 comporte une partie ou cavité 80 pour recevoir le disposi- tif optoélectronique 14 La partie 80 comporte sur chacun de ses c 8 tés, des fentes 82 pour recevoir les saillies 24 Cel- les-ci servent à positionner le dispositif opto-électronique 14 à l'intérieur du bottier de connecteur 78 de façon que la lentille 12 prenne sa position correcte. Plusieurs pattes de montage 84 sont formées sur le bottier de connecteur 78 Ces pattes 84 sont prévues pour pénétrer dans les trous correspondants 86 ménagés dans le panneau de circuit imprimé 20 Les pattes 84 sont pré- vues pour venir en prise avec les trous 86 de sorte que le bottier de connecteur 78 est fixé de façon sûre sur le pan- neau 20. Un passage allongé est défini par l'intérieur de la partie 88, dans l'ensemble cylindrique, qui s'étend de- puis la partie 80 du bottier de connecteur 78 qui reçoit le dispositif optoélectronique 14 Ce passage a une extrémité ouverte et évasée 90 à travers laquelle l'extrémité 16 de la fibre optique 18 est reçue et déplacée vers l'autre ex- trémité du passage. Une fente annulaire 92 est formée contre l'ex- trémité ouverte 90 et est prévue pour recevoir le bord de la fente annulaire 72 de la virole 70 De cette manière, non seulement l'extrémité 16 de la fibre optique 18 est 8.- adjacente à la lentille optique 12 mais un retrait acci- dentel de la fibre optique 18 hors du passage est évité. Il est souhaitable que cet ensemble de connec- teur 68 soit étanché par rapport à l'environnement A son extrémité, il est prévu trois ouvertures resserrées 93, 94 et 96 formées dans l'intérieur du passage entre l'ori- fice optique 26 et la virole 70 ainsi qu'on le voit mieux sur la figure 6 Ces ouvertures resserrées 93, 94 et 96, non seulement emp 4 chent la poussière et/ou l'humidité d'in- terférer avec l'interface entre l'extrémité 16 de la fibre optique 18 et la lentille 12, mais facilitent en outre l'in- sertion de la fibre 18 dans le passage. En se référant maintenant aux figures 7 et 8, un ensemble de connecteur désigné par 100 est utilisé, dans le but de coupler ensemble les extrémités 102 a et 102 b de deux fibres optiques désignées dans leur ensemble par 104 a et 104 b Les fibres optiques 104 a et 104 b ont un coeur de fibre typique 106 constitué d'un matériau approprié trans- mettant la lumière, tel qu'un verre ou une matière plastique transparente Le coeur 106 est entouré par une gaine de c- ble 108. Une virole 110 est ajustée autour de chaque fi- bre optique 104 a et 104 b La virole 110 comporte une colle- lette annulaire 112 à l'une de ses extrémités Lorsque la virole 110 est ajustée autour d'une fibre optique, la colle- rette 112 est à une distance donnée de l'extrémité 102 a et 102 b de sa fibre respective 104 a et 104 b. Un corps de bottier désigné dans son ensemble par 114 avec deux extrémités ouvertes opposées 116 a et 116 b est constitué d'un matériau plastique Le corps 114 du bol- tier comporte trois doigts flexibles en porte à faux 118 s'étendant de chaque extrémité de ce bottier Les extrémités libres de ces doigts définissent les extrémités ouvertes 116 a et 116 b à travers lesquelles chacune des fibres opti- ques 104 a et 104 b sont reçues Des épaulements 120 sont 9,_ formés à l'extrémité libre de chaque doigt flexible 118 dans un but qui sera précisé ci-après. Un insert élastique 122, dans l'ensemble cylin- drique et ouvert à ses extrémités, est prévu pour être logé à l'intérieur du corps 114 et bloqué entre les épaulements des doigts 118 Cet insert 122 a un diamètre externe qui est essentiellement le même que le diamètre interne du corps de bottier 114. L'insert 122 est divisé dans son ensemble en deux cavités ou passages 124 a et 124 b qui sont reliées par un: orifice resserré de couplage 126 Le passage 124 a reçoit la fibre optique 104 a à travers l'extrémité ouverte 116 a, tandis que le passage 124 reçoit la fibre optique 104 b à travers l'extrémité ouverte 116 b Les extrémités 102 a et 102 b des fibres optiques 104 a et 104 b sont prévues pour se rencontrer et être couplées à l'orifice de couplage 126. Pour faciliter le guidage et l'alignement des extrémités 102 a et 102 b l'insert 122 a une partie de guidage profilée 128 qui aboutit à l'orifice de couplage 126 De plus, une seconde partie de guidage profilée 129 est pré- vue qui aboutit à une seconde ouverture resserrée 130 qui est placée entre l'orifice de couplage 126 et les extré- mités respectives ouvertes 116 a et 116 b Cette seconde ou- verture resserrée 130 est utilisée pour étancher l'interfa- ce entre les deux extrémités de fibres 102 a et 102 b à l'ori- fice de couplage 126. L'insert 122 comporte uné partie annulaire en dépression 152 formée à chaque extrémité adjacente aux ex- trémités ouvertes 116 a et 116 b du corps de bottier 114 L'es- pace ménagé entre la dépression 132 et l'épaulement 120 est prévu pour recevoir la collerette 112 de la virole 110 lors- que celle-ci est respectivement logée dans le passage 124 a ou 124 b De cette façon, les fibres 104 a et 104 b sont cor- rectement positionnées dans le corps de bottier 114 et l'insert 122, de sorte que les extrémités 102 a et 102 b 10.- vont être alignées et se rencontrer à l'orifice de couplage 126. En se référant maintenant aux figures 9 et 10, un ensemble de connecteur similaire, désigné par 133, est prévu dans le but de joindre les extrémités 102 a et 102 b de deux fibres optiques 104 a et 104 b Des fibres 104 a et 104 b ont le même coeur 106 et la même gaine que les fibres précédemment décrites De plus, chlacune des fibres 104 a et 104 b a une virole 110 avec une collerette annulaire 112 a Justée sur elle de la manière déjà décrite. L'ensemble de connecteur 133 comporte un corps de bottier unitaire 134 constitué d'un matériau élastomère élastique Le corps de bottier 134 est dans l'ensemble cy- lindrique et comporte deux extrémités ouvertes opposées 136 a et 136 b à travers lesquelles sont reçues les fibres 104 a et 104 b Chaque extrémité ouverte 136 a et 136 b présen- te v une surface de guidage 138 évasée pour faciliter l'in- sertion des fibres 104 a et 104 b et des viroles 120 ajustées sur elles Immédiatement à l'intérieur de la surface évasée 138 est ménagée une fente 140 dans l'ensemble annulaire pour recevoir la collerette 12 et l'y bloquer par exiclenche- ment. Le corps de boitler unitaire 134 est divisé en deux passages 142 a et 142 b qui se joignent à l'orifice de couplage 144 Les fibres optiques 104 a et 104 b sont reçues dans les passages correspondants 142 a et 142 b respective- ment. Il est prévu une surface de guidage profilée 146 aboutissant à l'orifice de couplage 144 pour aligner et guider les extrémités 102 a et 102 b des fibres 104 a et 104 b l'une contre l'autre D'autres surfaces profilées 148 et sont formées dans chaque passage 142 a et 142 b et aboutis- sent à d'autres ouvertures resserrées 152 et 154 respec- tivement Les ouvertures resserrées 152 et 154 ont dans l'ensemble le diamètre externe des fibres optiques 104 a et 104 b et sont prévues dans le but d'étancher l'interface entre les extrémités des fibres 102 a et 102 b ainsi que de faciliter l'insertion des fibres 104 a et 104 b dans leur pas- sage respectif 142 a et 142 b. 12.- R E V E N D I C A T I O N S 1. Ensemble de connecteur pour coupler la len- tille optique d'un dispositif optoélectronique avec l'extré- mité d'une fibre optique, ensemble de connecteur caractérisé en ce qu'il comporte: un bottier optoélectronique destiné à recevoir le'disposi- tif optoélectronique, ce bottier optoélectronique incluant un orifice optique qui entoure la lentille, une virole cylindrique comportant à une extrémité une col- lerette, et prévue pour être fixée autour de la fibre, cette collerette étant placée à une distance prédéterminée de l'extrémité de la fibre, un bottier unitaire destiné à recevoir et à maintenir l'ex- trémité de la fibre et la lentille couplées ensemble, ce bottier comportant une partie destinée à recevoir le dis- positif optoélectronique, et des moyens délimitant un pas- sage allongé destiné à recevoir la fibre et la virole, ce passage communiquant avec la partie recevant le dispositif électronique en alignement avec l'orifice optique et une extrémité ouverte à travers laquelle sont reçues la fibre et la virole, cette extrémité ouverte comportant des moyens d'engagement susceptibles de subir une expansion pour as- surer une coopération amovible avec la collerette de la vi- role afin de positionner l'extrémité de la fibre contre l'orifice optique, des moyens coopérant entre l'orifice optique et l'extré- mité de la fibre pour guider cette extrémité de fibre en alignement avec la lentille optique. 2. Ensemble de connecteur selon ia revendica- tion 1, caractérisé en ce que les moyens de guidage compor- tent une partie en forme d'entonnoir inversé venue d'une seule pièce sur le bottier optoélectronique autour de la périphérie de l'orifice optique, la virole comportant une seconde collerette formée à l'extrémité opposée de la pre- mière collerette et associée avec l'orifice optique. 13.- 3. Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce qu'il comporte un organe élasto- mère de forme cylindrique ouvert à son extrémité, monté en- tre la seconde collerette et la périphérie de l'orifice op- tique, cet organe ayant un diamètre externe supérieur au diamètre de l'orifice optique. 4. Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce qu'une pluralité de doigts élas- tiques allongés en porte à faux, définissent le passage, les extrémités libres de ces doigts comportant, formés sur eux, des épaulements prévus pour venir en engagement avec la collerette de la virole. 5. Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le bottier unitaire est cons- titué d'un matériau élasto ère, élastique dans l'ensemble, le passage étant défini par une partie cylindrique creuse dans l'ensemble et qui comporte àl'intérieur avec un épau- lement annulaire formé à l'extrémité ouverte pour définir les moyens d'engagement, la virole comportant une seconde collerette formée à l'extrémité opposée à la première col- lerette, tandis qu'il est prévu dans le bottier un second épaulement annulaire pour venir en engagement avec cette seconde collerette, la zone entre ce second épaulement an- nulaire et l'ouverture du passage ayant un diamètre interne qui est essentiellement le même que le diamètre de la fibre optique. 6. Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 2, caractérisé en ce que le dispositif optoélectronique est monté sur un panneau de circuit imprimé dans lequel sont ménagées des ouvertures, le bottier unitaire comportant des pattes susceptibles de passer à travers ces ouvertures et ayant des moyens de verrouillage formés à leurs extrémités pour venir en prise avec le panneau de circuit imprimé. 7. Ensemble de connecteur pour coupler l'extré- mité d'une fibre optique à l'extrémité d'une autre fibre 14._ optique, ensemble de connecteur caractérisé en ce qu'il comporte: pour chacune des fibres, une virole cylindrique ayant une collerette à une extrémité et prévue pour être fixée autour de la fibre, la collerette étant placée à une dis- tance prédéterminée de l'extrémité de la fibre, un bottier destiné à recevoir et à maintenir les extré- mités des fibres ainsi couplées, ce bottier comportant des moyens définissant deux passages allongés destinés chacun à recevoir une fibre et une virole respective, deux extrémités ouvertes opposées ltune à l'autre dans chacune desquelles sont reçues une fibre et une virole, un orifice de couplage par l'intermédiaire duquel une communication est établie entre ces deux passages, des moyens d'engagement susceptibles de subir une expansion formés sur chaque extrémité ouverte pour permettre une coopération amovible avec une collerette de virole res- pective afin de positionner les extrémités des fibres l'une contre l'autre à l'orifice de couplage, et des moyens adjacents aux deux c 8 tés de l'orifice de couplage étant prévus pour guider chaque extrémité de fibre en alignement avec l'autre extrémité de fibre. 8. Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que les moyens définissant deux passages allongés sont constitués d'un matériau élastique, chaque passage comportant au moins une ouverture resserrée adjacente à l'orifice de couplage pour faciliter la récep- tion de l'extrémité de la fibre optique et étancher cet orifice de couplage par rapport à l'environnement. 9 Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que le bottier comporte une co- quille de bottier externe dans l'ensemble cylindrique et ouverte à son extrémité, les moyens d'engagement suscepti- bles de subir une expansion étant constitués aux extrémités externes de cette coquille, et un insert cylindrique dans 15.- l'ensemble et ouvert à une extrémité constitué d'un matériau élastique étant susceptible d'être reçu à l'intérieur de cette coquille externe entre les moyens d'engagement aux extrémités opposées de cette coquille, le passage étant ménagé à l'intérieur de cet insert et comportant au moins une ouverture resserrée adjacente à l'orifice de couplage pour faciliter la réception de l'extrémité de la fibre op- tique et l'étanchement de cet orifice de couplage par rap- port à l'environnement. 10 Ensemble de connecteur selon la revendica- tion 7, caractérisé en ce que le bottier comporte un organe d'une seule pièce constituée d'un matériau élastique, lès passages étant ménagés dans l'intérieur de ce boîtier et comportant au moins une ouverture resserrée adjacente à l'orifice de couplage pour faciliter la réception de l'ex- trémité de la fibre optique et l'étanchement de cet orifice de couplage par rapport à l'environnement.