CN104252012B - 光学耦合透镜、光学通讯装置及其组装方法 - Google Patents

Abstract

一种光学耦合透镜，包括一个第一透镜部以及一个第二透镜部。该第一透镜部包括一个第一主体以及至少一个第一透镜，该第一主体包括一个第一光界面以及一个光转折面，该第一透镜形成于该第一光界面上。该第二透镜部包括一个第二主体以及至少一个对应于该第一透镜的第二透镜，该第二主体包括一个第二光界面以及一个底面，该第二透镜形成于该第二光界面上。该光转折面用于将光信号在该第一透镜以及对应的该第二透镜之间转折。该第二透镜部开设有一个自该第二主体背离该底面的一侧贯穿至该底面的收容通孔，该第一透镜部可拆卸地设置于该收容通孔内且该第一光界面朝向该底面。本发明还涉及一种应用该光学耦合透镜的光学通讯装置及其组装方法。

Description

光学耦合透镜、光学通讯装置及其组装方法

技术领域

本发明涉及一种光学耦合透镜、应用该光学耦合透镜的光学通讯装置以及该光学通讯装置的组装方法。

背景技术

在光学通讯装置中，一般采用光学耦合透镜将光信号在信号发射/接收元件以及光纤之间耦合。所述耦合透镜将包括一个用于光信号进出的第一表面、一个用于光信号进出的第二表面，以及用于在所述第一表面以及所述第二表面之间偏转光信号的转折面。所述第一表面上形成至少一个第一透镜，所述第二表面形成至少一个对应于所述第一透镜的第二透镜。为实现光讯号的高传输效率，在组装时，要确保所述第一透镜、所述第二透镜与所述信号发射/接收元件位于同一预定的光路上。现有的光学耦合透镜一般讲所述第一透镜、所述第二透镜采用一体成型方式制作，在组装时，难以同时观察到所述信号发射/接收元件以及所述第一透镜、第二透镜，因此难以直观的确定所述第一透镜、第二透镜是否与所述信号发射/接收元件具有预期的相对位置关系。

现有技术中，一般是于所述光学耦合透镜组装完成后进行所述第一透镜、第二透镜与所述信号发射/接收元件间的相对组装位置的检测。然而，上述方式不仅繁琐，而且需要专门的、价格高昂的检测设备，无疑增加了光学通讯装置的成本。另外，由于是在组装完成后再行检测，如果所述第一透镜、第二透镜与所述信号发射/接收元件间的相对组装位置不符合要求，则需拆卸后重新对所述光学耦合透镜进行组装，无疑降低了光学耦合透镜的组装效率。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种便于检测组装位置且低成本的光学耦合透镜、一种应用该光学耦合透镜的光学通讯装置及一种该光学通讯装置的组装方法。

一种光学耦合透镜，包括一个第一透镜部以及一个第二透镜部。所述第一透镜部包括一个第一主体以及至少一个第一透镜，所述第一主体包括一个第一光界面以及一个与所述第一光界面呈预定夹角的光转折面，所述第一透镜形成于所述第一光界面上。所述第二透镜部包括一个第二主体以及至少一个对应于所述第一透镜的第二透镜，所述第二主体包括一个第二光界面以及一个与所述第二光界面大致垂直的底面，所述第二透镜形成于所述第二光界面上。所述光转折面用于将光信号在所述第一透镜以及对应的所述第二透镜之间转折。所述第二透镜部开设有一个自所述第二主体背离所述底面的一侧贯穿至所述底面的收容通孔，所述第一透镜部可拆卸地设置于所述收容通孔内且所述第一光界面朝向所述底面。

一种光学通讯装置，包括一个上述的光学耦合透镜、一个电路板以及至少一个设置于所述电路板上的光电元件，所述光电元件对应于所述光学耦合透镜的第一透镜及第二透镜。所述光学耦合透镜设置于所述电路板上并且所述第一透镜对准所述光电元件，使得光讯号在所述光电元件、所述第一透镜以及所述第二透镜之间的光路上传输。

一种上述光学通讯装置的组装方法，如下步骤：

将所述第二透镜部设置于所述电路板上；

以垂直所述第二主体底面的俯视角度透过所述收容通孔观察并调整所述第二透镜部相对于所述光电元件的组装位置；

将所述第一透镜部组入所述收容通孔内。

相对于现有技术，所述光学耦合透镜通过设置可拆卸相连的第一透镜部以及第二透镜部，并且在所述第二透镜部开设所述收容通孔，因此可以在组装的过程中随时直观的观察所述第二透镜部相对于光电元件的组装位置，待所述第二透镜部组装到位后，再行组装所述第一透镜，这样既保证了所述光学通讯装置的组装精度，又能够提高所述光学通讯装置的组装效率，同时降低组装成本。

附图说明

图1是本发明实施方式的光学耦合透镜的立体图。

图2是本发明图1光学耦合透镜的另一角度视图。

图3是本发明实施方式的光学通讯装置的立体图。

图4是图3的组装完成后的光学耦合透镜及电路板沿IV-IV的剖视图。

图5是图3的光学通讯装置的组装示意图。

主要元件符号说明

光学通讯装置	1
		光学耦合透镜	100
第一透镜部	10
		第一主体	11
第一光界面	111
		光转折面	112
承靠部	113
		第一透镜	12
卡块	13
		柄部	14
第二透镜部	20
		第二主体	21
底面	211
		顶面	212
斜面	213
		第二光界面	214
第一端面	215
		第二端面	216
收容槽	217
		第二透镜	22
收容通孔	23
		台阶部	231
卡槽	232
		电路板	200
光电元件	300

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1及图2，本发明实施方式的光学耦合透镜100包括一个第一透镜部10以及一个第二透镜部20。所述第一透镜部10以及所述第二透镜部20能够以可拆卸的方式相互连接。

所述第一透镜部10包括一个第一主体11。所述第一主体11包括一个第一光界面111以及一个与所述第一光界面111相背的光转折面112。所述光转折面112相对于所述第一光界面111呈一定倾斜角度，本实施方式中，所述光转折面112相对于所述第一光界面111的倾斜角度为45度。所述第一主体11的靠近所述光转折面112的部分的尺寸大于所述第一主体11靠近所述第一光界面111的部分的尺寸，因此所述第一主体11在所述光转折面112与所述第一光界面111之间形成一个承靠部113。

所述第一透镜部10包括括两个形成于所述第一光界面111上的第一透镜12。所述第一透镜12的光轴均垂直于所述第一光界面111。本实施方式中，所述第一透镜12为凸透镜，且外形均为圆形。另外，所述第一透镜12的数量不限于两个，可以依据具体的需求而变化。

所述第一透镜部10的与所述第一主体11相背的两端各延伸出一个卡块13。所述第一透镜部10还包括一个自所述第一主体11水平延伸出的柄部14。

本实施方式中，所述卡块13以及所述柄部14与所述第一主体11为一体成型，当然，所述卡块13与所述柄部14也可分别成型，并采用胶合、卡合等方式与所述第一主体11相连。

所述第二透镜部20包括一个第二主体21。所述第二主体21包括一个底面211、一个与所述底面211相背的顶面212、一个与所述顶面212相连且相对于所述顶面212倾斜预定角度的斜面213、一个第二光界面214、一个第一端面215以及一个与所述第一端面215相背的第二端面216。所述底面211与所述顶面212大致平行，所述第二光界面214与所述底面211大致垂直相连，所述第一端面215与所述第二端面216大致平行。本实施方式中，所述顶面212与所述斜面213之间的夹角为135度。

所述第二透镜部20包括两个形成于所述第二光界面214上的第二透镜22。所述第二透镜22的光轴均垂直于所述第二光界面214。所述第二透镜22的形状、数量以及排列方式均对应于所述第一透镜12。

所述第二透镜部20开设有一个用于收容所述第一透镜部10的收容通孔23。所述收容通孔23自所述底面211贯穿至所述顶面212以及所述斜面213。所述收容通孔23靠近所述顶面212的部分的尺寸大于所述收容通孔23靠近所述底面211部分的尺寸，并由此形成一个对应于所述承靠部113的台阶部231。所述第二透镜部20还于所述收容通孔23靠近所述第一端面215以及所述第二端面216的表面上各开设有一个对应于所述卡块13的卡槽232。另外，所述第二主体21上开设有一个与所述收容通孔23相连通且贯穿至所述第二主体21与所述第二光界面214相背离一侧表面的收容槽217。所述收容槽217的形状与尺寸分别对应于所述柄部14的形状与尺寸。

请参阅图3及图4，在光学通讯装置中1，所述光学耦合透镜100用于将光信号在光电元件300与光信号传输元件（图未示）之间作耦合。所述光通讯装置一般包括一个电路板200以及电连接地设置于所述电路板200上的光电元件300，所述光电元件300包括一个光信号发射元件301以及一个光信号接收元件302，所述光信号发射元件301以及所述光信号接收元件302的排列方式与所述第一透镜12以及所述第二透镜22的排列方式相对应。本实施方式中，所述光信号发射元件301为激光二极管（laser diode），所述光信号接收元件302为光电二极管（photodiode）。请一并参阅图3，组装时，所述第二透镜部20首先设置于所述电路板200上，由于所述第二透镜部20具有所述收容通孔23，因此可以透过所述收容通孔23直接观察到所述第二透镜部20相对于所述光电元件300的组装位置，以确定所述第二透镜部20是否位于所述电路板的预定位置。具体的，以垂直于所述顶面212的视角观察所述第二透镜22的光轴是否分别通过所述光信号发射元件301以及所述光信号接收元件302的中心，并且所述光信号发射元件301以及所述光信号接收元件302的中心连线是否穿过所述第二透镜部20的预定位置，本实施方式中，当所述光信号发射元件301以及所述光信号接收元件302的中心连线于所述两个卡槽232的中线重合时，所述光信号发射元件301以及所述光信号接收元件位于预定位置。待所述第二透镜部20相对于所述光电元件300的组装位置调整完成后，将所述第一透镜部10组装于所述收容通孔23内，其中，所述承靠部113承靠于所述台阶部231上，所述卡块13分别卡入对应的卡槽232内，所述柄部14收容于所述收容槽217内。所述卡块13于所述卡槽232之间的配合能够进一步提升所述第一透镜部10于所述第二透镜部20的配合精度，所述柄部14使得所述第一透镜部10的组装与拆卸变得容易。本实施方式中，当所述第一透镜部10于所述收容通孔23内组装完成后，所述光转折面112与所述斜面213相互重合，因此通过所述斜面213可以判断所述第一透镜部10是否组装到位。在所述第一透镜部10组装到位后，所述光转折面112可将光信号在所述第一透镜12以及对应的所述第二透镜22之间转折，实现光信号的耦合、传输。

所述光学耦合透镜100通过设置可拆卸相连的第一透镜部10以及第二透镜部20，并且在所述第二透镜部20开设所述收容通孔23，因此可以在组装的过程中随时直观的观察所述第二透镜部20相对于光电元件300的组装位置，待所述第二透镜部20组装到位后，再行组装所述第一透镜10，这样既保证了所述光学通讯装置1的组装精度，又能够提高所述光学通讯装置1的组装效率，同时降低组装成本。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光学耦合透镜，包括一个第一透镜部以及一个第二透镜部，所述第一透镜部包括一个第一主体以及至少一个第一透镜，所述第一主体包括一个第一光界面以及一个与所述第一光界面呈预定夹角的光转折面，所述第一透镜形成于所述第一光界面上，所述第二透镜部包括一个第二主体以及至少一个对应于所述第一透镜的第二透镜，所述第二主体包括一个第二光界面以及一个与所述第二光界面垂直的底面，所述第二透镜形成于所述第二光界面上，所述光转折面用于将光信号在所述第一透镜以及对应的所述第二透镜之间转折，其特征在于：所述第二透镜部开设有一个自所述第二主体背离所述底面的一侧贯穿至所述底面的收容通孔，所述第一透镜部可拆卸地设置于所述收容通孔内且所述第一光界面朝向所述底面。

2.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述光转折面相对于所述第一光界面的倾斜角度为45度。

3.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一主体的靠近所述光转折面的部分的尺寸大于所述第一主体靠近所述第一光界面的部分的尺寸，在所述光转折面与所述第一光界面之间形成一个承靠部，所述收容通孔远离所述底面的部分的尺寸大于所述收容通孔靠近所述底面部分的尺寸，形成一个对应于所述承靠部的台阶部，所述承靠部承靠于所述台阶部上。

4.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一透镜部的与所述第一主体相背的两端各延伸出一个卡块，所述第二透镜部于所述收容通孔的相对两侧各开设有一个对应于所述卡块的卡槽，所述卡块分别卡入所述卡槽内。

5.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一透镜部包括一个自所述第一主体水平延伸出的柄部，所述第二主体开设有一个与所述收容通孔相连通的收容槽，所述柄部收容于所述收容槽内。

6.如权利要求5所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述收容槽与所述收容通孔相连通且贯穿至所述第二主体与所述第二光界面相背离一侧表面。

7.一种光学通讯装置，其特征在于：包括如权利要求1-6任一项所述光学耦合透镜、一个电路板以及至少一个设置于所述电路板上的光电元件，所述光电元件对应于所述光学耦合透镜的第一透镜及第二透镜，所述光学耦合透镜设置于所述电路板上并且所述第一透镜对准所述光电元件，使得光讯号在所述光电元件、所述第一透镜以及所述第二透镜之间的光路上传输。

8.一种如权利要求7所述的光学通讯装置的组装方法，包括如下步骤：

将所述第二透镜部设置于所述电路板上；

以垂直所述第二主体底面的俯视角度透过所述收容通孔观察并调整所述第二透镜部相对于所述光电元件的组装位置；

将所述第一透镜部组入所述收容通孔内。

9.如权利要求8所述的光学通讯装置的组装方法，其特征在于：以所述第二透镜的光轴相对于所述光电元件的中心关系确定所述第二透镜部的组装位置。

10.如权利要求9所述的光学通讯装置的组装方法，其特征在于：所述第一透镜、所述第二透镜以及所述光电元件的数量均为两个，同时以所述光电元件的中心连线确定所述第二透镜部的组装位置。