CN115004071B - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

一种光模块(200)，包括：电路板(300)；光芯片(600)，置于电路板(300)上，用于产生光信号或接收光信号；透镜组件(400)，置于电路板(300)上，并覆盖光芯片(600)，用于改变光信号的传播方向；其一端设有插拔部(430)；光纤插芯组件(500)，与插拔部(430)配合，尾端引出有光纤(520)；卡扣件(900)，用于将光纤插芯组件(500)卡接固定于透镜组件(400)上；卡扣件(900)包括：卡扣本体(930)；第一卡接部(910)，设于卡扣本体(930)的一端，卡接于光纤插芯组件(500)上；第二卡接部(920)，设于卡扣本体(930)的另一端，卡接于透镜组件(400)上。该光模块(200)的结构设计使得光纤插芯组件(500)与透镜组件(400)无需通过点胶操作便可实现了二者之间的固定连接，并且固定结构简单、易操作、装配及维修成本比较低。

Description

一种光模块

本公开要求在2020年03月05日提交中国专利局、申请号为202010146818.X、发明名称为“一种光模块”、在2020年03月12日提交中国专利局、申请号为202010172733.9、发明名称为“一种光模块”、在2020年03月18日提交中国专利局、申请号为202010189843.6、发明名称为“一种光模块”的优先权，其全部内容通过引用结合在本公开中。

技术领域

本公开涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块。

背景技术

在光纤通信系统中，光收发一体模块，简称光模块，是光通讯领域设备中的一种标准模块。光模块是起到光电转换作用的一种连接模块。

已有的光模块包括上壳体、下壳体、电路板、透镜组件、光芯片和光纤适配器，上壳体与下壳体形成一个封闭结构，下壳体上设置有电路板和光纤适配器，电路板上设置有光芯片，光芯片设置于电路板上，透镜组件套设于光芯片上。透镜组件的前端设置有法兰结构，透镜组件与光纤适配器的光口直接通过法兰结构连接。

已有的光模块中下壳体上没有设置固定光纤适配器的结构。如果透镜组件直接与光纤适配器连接，光纤适配器容易在下壳体上晃动，容易造成光纤适配器与透镜组件之间通信效果差。

发明内容

一方面，本公开实施例提供一种光模块，包括：下壳体；电路板，设置于下壳体上；光芯片，设置于电路板上，用于产生光信号或者接收光信号；透镜组件，设置于电路板上，覆盖于电路板上的光芯片上，用于改变光信号的传播方向，其一端设置有插拔部，光信号通过插拔部；光纤插芯组件，一端插入插拔部，另一端连接外部光纤，用于接收通过插拔部的光信号；光纤插芯组件包括插入透镜组件的第一光纤插芯组件、连接第一光纤插芯组件的内部光纤和内部光纤连接的光纤适配器；光纤适配器包括套筒和形成于套筒外侧的卡合部；下壳体上，设置有第一卡接部和第二卡接部；第一卡接部，用于卡接卡合部；第二卡接部，用于卡接第一屏蔽板；第一屏蔽板包括用于被光纤适配器横穿的插孔，用于屏蔽信号。

另一方面，本公开实施例提供一种光模块，包括：下壳体；电路板，设置于所述下壳体上；光芯片，设置于所述电路板上，用于产生光信号或者接收光信号；透镜组件，设置于所述电路板上，覆盖于所述光芯片上，用于改变光信号的传播方向，其一端设置有插拔部，所述光信号通过所述插拔部；光纤插芯组件，一端插入所述插拔部，另一端连接外部光纤，用于接收通过所述插拔部的光信号；所述光纤插芯组件包括，第一光纤插芯组件，其一端插入所述插拔部，另一端连接内部光纤；光纤适配器，卡接于所述下壳体上，其一端与所述内部光纤连接。

另一方面，本公开实施例提供一种光模块，包括：电路板；光芯片，置于电路板上，用于产生光信号或接收光信号；透镜组件，置于电路板上，并覆盖光芯片，用于改变光信号的传播方向；其一端设有插拔部；光纤插芯组件，插入插拔部，尾端引出有光纤；卡扣件，用于将光纤插芯组件卡接固定于透镜组件上；卡扣件包括：卡扣本体；第一卡接部，设于卡扣本体的一端，卡接于光纤插芯组件上；第二卡接部，设于卡扣本体的另一端，卡接于透镜组件上。

附图说明

为了更清楚地说明本公开的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为光通信终端连接关系示意图；

图2为光网络终端结构示意图；

图3为本公开实施例提供的一种光模块结构示意图；

图4为本公开实施例提供光模块分解结构示意图；

图5为图4中的光模块去掉上壳体后的一个角度的结构示意图；

图6为图4中的光模块去掉上壳体后的另一角度的结构示意图；

图7为图4中的光模块去掉上壳体后的又一角度的结构示意图；

图8为本公开实施例提供的透镜组件与光芯片的结构示意图；

图9为本公开实施例提供的透镜组件与光纤插芯组件的剖面图；

图10为本公开实施例提供的光纤插芯组件的结构示意图；

图11为本公开实施例提供下壳体的结构示意图；

图12为本公开实施例提供下壳体与光纤插芯组件的结构示意图；

图13为本公开实施例提供的去掉透镜组件和光芯片的光模块的剖面图；

图14为本公开实施例提供的去掉透镜组件和光芯片的光模块的剖面图的分解图；

图15为本公开实施例提供光模块分解结构示意图；

图16为本公开实施例图15中的光模块去掉上下壳体后的结构示意图；

图17为本公开实施例图16中A部位的局部放大图；

图18为本公开实施例图16中的部件结构在另一视角下的结构示意图；

图19为本公开实施例图16中的部件结构的主视图；

图20为本公开实施例图16中的部件结构的分解示意图；

图21为本公开实施例图20中的卡扣件的结构示意图；

图22为本公开实施例图21中卡扣件的主视图；

图23为本公开实施例图20中芯片与透镜组件形成的光路示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光、电信号的相互转换。光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/光波导等信息传输设备中传输，利用光在光纤/光波导中的无源传输特性可以实现低成本、低损耗的信息传输；而计算机等信息处理设备使用的是电信号，为了在光纤/光波导等信息传输设备与计算机等信息处理设备之间建立信息连接，就需要实现电信号与光信号的相互转换。

光模块在光纤通信技术领域中实现上述光、电信号的相互转换功能，光信号与电信号的相互转换是光模块的核心功能。光模块通过其内部电路板上的金手指实现与外部上位机之间的电连接，主要的电连接包括供电、I2C信号、数据信号以及接地等；采用金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的主流连接方式，以此为基础，金手指上引脚的定义形成了多种行业协议/规范。

图1为光通信终端连接关系示意图。如图1所示，光通信终端的连接主要包括光网络终端100、光模块200、光纤101及网线103之间的相互连接；

光纤101的一端连接远端服务器，网线103的一端连接本地信息处理设备，本地信息处理设备与远端服务器的连接由光纤101与网线103的连接完成；而光纤101与网线103之间的连接由具有光模块200的光网络终端100完成。

光模块200的光口对外接入光纤101，与光纤101建立双向的光信号连接；光模块200的电口对外接入光网络终端100中，与光网络终端100建立双向的电信号连接；在光模块内部实现光信号与电信号的相互转换，从而实现在光纤与光网络终端之间建立信息连接；具体地，来自光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络终端100中，来自光网络终端100的电信号由光模块转换为光信号输入至光纤中。

光网络终端具有光模块接口102，用于接入光模块200，与光模块200建立双向的电信号连接；光网络终端具有网线接口104，用于接入网线103，与网线103建立双向的电信号连接；光模块200与网线103之间通过光网络终端100建立连接，具体地，光网络终端将来自光模块的信号传递给网线，将来自网线的信号传递给光模块，光网络终端作为光模块的上位机监控光模块的工作。

至此，远端服务器通过光纤、光模块、光网络终端及网线，与本地信息处理设备之间建立双向的信号传递通道。

常见的信息处理设备包括路由器、交换机、电子计算机等；光网络终端是光模块的上位机，向光模块提供数据信号，并接收来自光模块的数据信号，常见的光模块上位机还有光线路终端等。

图2为光网络终端结构示意图。如图2所示，在光网络终端100中具有电路板105，在电路板105的表面设置笼子106；在笼子106内部设置有电连接器，用于接入金手指等光模块电口；在笼子106上设置有散热器107，散热器107具有增大散热面积的翅片等凸起部。

光模块200插入光网络终端中，具体为光模块的电口插入笼子106内部的电连接器，光模块的光口与光纤101连接。

笼子106位于电路板上，将电路板上的电连接器包裹在笼子中，从而使笼子内部设置有电连接器；光模块插入笼子中，由笼子固定光模块，光模块产生的热量传导给笼子106，然后通过笼子上的散热器107进行扩散。

图3为本公开实施例提供的一种光模块结构示意图，图4为本公开实施例提供光模块分解结构示意图。如图3、图4所示，本公开实施例提供的光模块200包括上壳体201、与上壳体201盖合的下壳体202、用于提供信号的电路板300、用于改变光信号传播方向的透镜组件400和用于连接透镜组件400与外部光纤的光纤插芯组件500；

上壳体201盖合在下壳体202上，以形成具有两个开口的包裹腔体；包裹腔体的外轮廓一般呈现方形体，具体地，下壳体包括主板以及位于主板两侧、与主板垂直设置的两个侧板；上壳体包括盖板，盖板盖合在上壳体的两个侧板上，以形成包裹腔体；上壳体还可以包括位于盖板两侧、与盖板垂直设置的两个侧壁，由两个侧壁与两个侧板结合，以实现上壳体盖合在下壳体上。

两个开口具体可以是在同一方向的两端开口(203、204)，也可以是在不同方向上的两处开口；其中一个开口为电口203，电路板的金手指从电口203伸出，插入光网络终端等上位机中；另一个开口为光口204，用于外部光纤接入以连接光模块内部的透镜组件400；电路板300、透镜组件400和光纤插芯组件500等光电器件位于包裹腔体中。

采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300、透镜组件400和光纤插芯组件500等器件安装到壳体中，由上壳体、下壳体形成光模块最外层的封装保护壳体；上壳体及下壳体一般采用金属材料，利于实现电磁屏蔽以及散热；一般不会将光模块的壳体做成一体部件，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽部件无法安装，也不利于生产自动化。

电路板300上设置有电路走线、电子元件(如电容、电阻、三极管、MOS管)及芯片(如MCU、激光驱动芯片、限幅放大芯片、时钟数据恢复CDR、电源管理芯片、数据处理芯片DSP)等。

电路板300具有用于提供信号电连接的信号电路，信号电路可以提供信号。电路板300通过电路走线将光模块中的用电期间按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能。

电路板300一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

部分光模块中也会使用柔性电路板，作为硬性电路板的补充；柔性电路板一般与硬性电路板配合使用。

透镜组件400设置于电路板300上，它的作用是改变光信号的传播方向。当光纤插芯组件500传输的光信号进入透镜组件400时，光信号经过反射，改变光信号的传播方向，使其进入电路板300中。电路板300发出的光信号进入透镜组件400时，光信号经过反射，改变光信号的传播方向，使其传输至光插芯组件500中。

光纤插芯组件500，设置于下壳体202内，一端与透镜组件400连接，另一端与外部光纤连接，用于传输光信号。具体的，透镜组件400发射的光信号经过光插芯组件500传输至外部光纤，外部光纤发出的光信号经过光纤插芯组件500传输至透镜组件400内。

图5为图4中的光模块去掉上壳体后的一个角度的结构示意图，图6为图4中的光模块去掉上壳体后的另一角度的结构示意图，图7为图4中的光模块去掉上壳体后的再一个角度的结构示意图，图8为本公开实施例提供的透镜组件与光芯片的结构示意图。如图5、6、7和8所示，本公开实施例中光模块除了包括一端设置有插拔部的透镜组件400和用于传输光信号的光插芯组件500，还包括用于产生光信号或者接收光信号的光芯片600。

光芯片600，设置于电路板300上。具体的，透镜组件400与电路板300之间设有容纳腔体，光芯片600就设置该容纳腔体中。

由于高速率数据传输要求光芯片600及其驱动/匹配芯片之间近距离设置，以缩短芯片之间的连线、减小连线造成的信号损失，因此，一般将光芯片600及其驱动/匹配芯片同时固定于该容纳腔体内。具体的，由于光芯片600可以是光发射芯片610，也可以是光接收芯片620中。当光芯片600是光发射芯片610时，该容纳腔体内不仅容纳光发射芯片610，还可以容纳与光发射芯片610配合的驱动芯片，且与光发射芯片610配合的驱动芯片和光发射芯片610近距离设置。当光芯片600是光接收芯片620时，该容纳腔体不仅容纳光接收芯片620，还可以容纳与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片，且与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片和光接收芯片620近距离设置。以上均为光芯片600为一个的请况。当容纳腔内包括两个光芯片600,，其中一个光芯片600是光发射芯片610，另一个光芯片600是光接收芯片620时，容纳腔内不仅可以容纳光发射芯片610、与光发射芯片610配合的驱动芯片，且与光发射芯片610配合的驱动芯片和光发射芯片610近距离设置；还可以容纳光接收芯片620和与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片，且与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片和光接收芯片620近距离设置。具体情况可以根据实际具体设置，本公开不再限制。

光芯片600用于产生光信号或者接收光信号。具体的，由于光芯片600可以是光发射芯片610，也可以是光接收芯片620，且光发射芯片610用于产生光信号，光接收芯片620用于接收光信号，则光芯片600可以产生光信号或者接收光信号。当光芯片600是光发射芯片610时，光芯片600仅可以产生光信号。当光芯片600是光接收芯片620时，光芯片600仅可以接收光信号。具体情况可以根据实际具体设置，本公开不再限制。

透镜组件400，设置于电路板300上，覆盖于光芯片600上。具体的，透镜组件400设置在电路板300上，采用罩设式的方式设置在光芯片600的上方，透镜组件400与电路板300形成包裹光发射芯片610、光接收芯片620等光芯片600的腔体。光发射芯片610发出的光经透镜组件400反射后进入光纤插芯组件500中，来自光纤插芯组件500的光经透镜组件400反射后进入光接收芯片620中，透镜组件400不仅起到密封光芯片600的作用，同时也建立了光芯片600与光纤插芯组件500之间的光连接。

透镜组件400建立光芯片600与光纤插芯组件500之间的光连接，依附于透镜组件400改变光信号的传播方向的作用。具体的，当光纤插芯组件500传输的光信号进入透镜组件400时，光信号经过反射，改变光信号的传播方向，使其进入光芯片600的光接收芯片620。光芯片600的光发射芯片610发出的光信号进入透镜组件400时，光信号经过反射，改变光信号的传播方向，使其传输至光插芯组件500中。

图9为本公开实施例提供的透镜组件与光纤插芯组件的剖面图。如图5、6、7和9所示，本公开实施例提供的透镜组件400包括第一凹槽410和第二凹槽420。具体的，

当容纳腔体内仅容纳光发射芯片610和与光发射芯片610配合的驱动芯片时，透镜组件400设置有第一凹槽410。当容纳腔体内仅容纳光接收芯片620和与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片时，透镜组件400设置有第二凹槽420。当光芯片600既包括光发射芯片610，也包括光接收芯片620时，透镜组件400设置有第一凹槽410和第二凹槽420。

第一凹槽410，设置于透镜组件400的顶面上，并与第一凹槽410的倾斜侧壁形成反射镜面410a。光发射芯片610产生的光信号经由反射镜面410a反射进入光纤插芯组件500中。具体的，在光发射芯片610的驱动芯片的驱动作用下，发射芯片610发出光信号，经由反射镜面410a反射，改变光信号的传播方向，使得光信号的传播方向由垂直传播可以变为水平传播，改变传播方向后的光信号射向光纤插芯组件500，光纤插芯组件500接收到改变传播方向后的光信号。

第二凹槽420，设置于透镜组件400的顶面上，设置有滤光片421。由光纤插芯组件500传输进来的光信号经由滤光片421反射，射向光芯片600的光接收芯片620。具体的，光插芯组件500射入的光信号，经由滤光片421反射，改变光信号的传播方向，使得光信号的传播方向由水平传播改为垂直传播，改变传播方向后的光信号射向光接收芯片620，在跨阻放大芯片的协同作用下，光接收芯片620接收到改变传播方向后的光信号。

由于第二凹槽420上设置有滤光片421，当容纳腔内不仅容纳光发射芯片610、与光发射芯片610配合的驱动芯片，还容纳光接收芯片620和与光接收芯片620配合的跨阻放大芯片时，光发射芯片610产生的光信号经由反射镜面410a反射，再经滤光片421透过，进入光纤插芯组件500中。

在上述结构中，通过在透镜组件400的顶面开设第一凹槽410，使其倾斜侧壁形成对光信号的反射面410a，从而很方便的实现了反射面410a的设置。此外，在第二凹槽420中滤光片421的设计，一方面很巧妙的利用了滤光片421的透光功能，使得经由反射面410a反射的光信号透过该滤光片421，另一方面巧妙的利用了滤光片421的反射功能，使得经由光纤插芯组件500射入的光信号发生反射，由光接收芯片620予以接收。该种光路结构设计巧妙，并且结构紧凑，占用空间小，成本低。

透镜组件400的一端设置有插拔部430。插拔部430，一端与插光纤插芯组件500配合。具体的，光纤插芯组件500的一端插入透镜组件400的插拔部处，以连接光插芯组件500与透镜组件400。当光插芯组件500传输的光信号需要射入至透镜组件400时，光信号经由插拔部430进入透镜组件400内。当光发射芯片610发射的光信号需要传输至光纤插芯组件500时，光信号经由插拔部430进入光纤插入组件500中。

插拔部430包括内表面431和外表面432，内表面431用于插入光纤插芯组件500，外表面432与内表面的中心线一致。为了使方便光纤插芯组件500插入透镜组件400中，光纤插芯组件500一端的形状与内表面431的形状配合。由于光纤插芯组件500中用于插入插拔部430的一端的截面形状为圆形，那么内表面431的形状可以为圆形、椭圆形、长方形或者菱形。但内表面431的内径尺寸大于光纤插芯组件500中用于插入插拔部430的一端的内径尺寸。

图10为本公开实施例提供的光纤插芯组件的结构示意图。如图5、6、7和10所示，本公开实施例的光纤插芯组件500包括与插拔部430连接的第一光纤插芯组件510、插入第一光纤插芯组件510的内部光纤520和与内部光纤520连接的光纤适配器530。具体的，

第一光纤插芯组件510，一端与透镜组件400的插拔部430配合。具体的，第一光纤插芯组件510插入透镜组件400的插拔部430中，连接透镜组件400与光纤插芯组件500，以实现透镜组件400与光纤插芯组件500通信连接。

第一光纤插芯组件510内部具有容纳腔，内部光纤插入容纳腔中。内部光纤520，材料可以是玻璃或塑料，一端插入第一光纤插芯组件510中，另一端插入光纤适配器530中，用于传输光信号。具体的，透镜组件400发出的光信号经过第一光纤插芯组件510接收，并沿着除了插入第一光纤插芯组件510和光纤适配器530之外的内部光纤520传输，并传输至光纤适配器530中。或者，光纤适配器530发出的光信号沿着除了插入第一光纤插芯组件510和光纤适配器530之外的内部光纤520传输，并传输至第一光纤插芯组件510，第一光纤插芯组件510发出光信号至透镜组件400中。

第一光纤插芯组件510用于包裹内部光纤520，并可插入插拔部430中；该第一光纤插芯组件510为可以为陶瓷材料制成。具体的，该第一光纤插芯组件510为通过陶瓷材料制成一个陶瓷套筒，内部光纤520穿过该陶瓷套筒，并且该陶瓷套筒的内径略大于内部光纤520的外径。

第一光纤插芯组件510的外侧包裹有套筒基座511。该套筒基座511的材质可以不用陶瓷，采用如不锈钢或其他合金材料，本公开对此不作限制。套筒基座511具有较大的套孔，第一光纤插芯组件510通过该套孔穿过，该套孔的内径大于第一光纤插芯组件510的外径，以便进行点胶操作，在二者的间隙进行点胶操作，从而实现二者之间的胶结。

该套筒基座511的外周可以做出六角螺母的形状，当然，也可以做出其他形状，本公开对此不作限制。

套筒基座511的表面涂覆有胶水，以便粘接于电路板300。具体的，由于套筒基座511的表面涂覆有胶水，当第一光纤插芯组件510与透镜组件400对准后，方便套筒基座511通过胶水粘接于电路板300上。

光纤适配器530，一端与内部光纤520连接，另一端与外部光纤连接。具体的，光纤适配器530包括第二光纤插芯组件和包裹于第二光纤插芯组件的套筒531，第二光纤插芯组件内部具有容纳腔，内部光纤520插入第二光纤插芯组件的容纳腔中，第二光纤插芯组件插入套筒中，外部光纤形成的末端也插入套筒中，实现外部光纤与第二光纤插芯组件的对接。

套筒531用于包裹第二光纤插芯组件。由于套筒531需要包裹第二光纤插芯组件，则套筒531需要设置为空心结构。该空心结构的形状可以为空心圆柱体，也可以为空心长方体或者空心正方体等形状。具体情况可以根据实际具体设计，本公开不做限制。但需要满足一个条件：该空心结构内表面的点与中心线之间的最近距离大于第二光纤插芯组件外表面的点与中心线的最远距离。

光纤适配器530还包括形成于套筒531外侧的卡合部532，卡合部532用于卡接于下壳体202。卡合部532可以包裹套筒531外侧的一周，也可以仅包裹套筒531外侧的一部分。当卡合部532包裹套筒531外侧的一周时，卡合部532的形状可以设置为圆环。

本公开中，透镜组件400与光纤适配器530之间通过第一光纤插芯组件510和内部光纤520连接起来，不仅可以解决透镜组件400的尺寸与光口协议的尺寸不符时，透镜组件400与外部光纤无法实现通信连接的问题；还可以解决外部光纤插入光纤适配器530，导致透镜组件400的晃动无法实现通信连接的问题；还可以根据情况，具体设置透镜组件400的位置。

以下详细介绍下壳体202上设置的固定光纤插芯组件500的各个部件。

图11为本公开实施例提供下壳体的结构示意图，图12为本公开实施例提供下壳体与光纤插芯组件的结构示意图，图13为本公开实施例提供的去掉透镜组件和光芯片的光模块的剖面图，图14为本公开实施例提供的去掉透镜组件和光芯片的光模块的剖面图的分解图。如图5、6、7、11、12、13和14所示，本公开实施例的下壳体202上设置有固定光纤插芯组件500的第一固定组件212、第二固定组件222和与第一固定组件212对应的第一屏蔽板232。具体的，

第一固定组件212，设置于下壳体202上对应光纤适配器530的一端，用于固定光纤适配器530。具体的，第一固定组件212可以设置为第一凹形部件，光纤适配器530可固定于第一凹形部件中。

第一凹形部件的上表面可以是光滑表面，也可以是凹凸不平的表面。这两种表面的第一凹形部件均可以将光纤适配器530固定于下壳体202上。因此，第一凹形部件的上表面选择哪种表面，可以根据实际具体设计，本公开不做限制。

第一凹形部件截面(垂直于光纤适配器530放置的方向)的形状可以为弧形，也可以为长方形等。具体的，光纤适配器530的套筒531的形状不管是空心圆柱体还是空心长方体，第一凹形部件截面的形状均可以为弧形或者长方形等。即光纤适配器530的套筒531的形状与第一凹形部件截面的形状相配合。

光纤适配器530的套筒531的形状与第一凹形部件截面的形状相配合。具体的，当光纤适配器530的套筒531的形状为空心圆柱体时，第一凹形部件截面的形状设置为弧形；当光纤适配器530的套筒531的形状为空心长方体时，第一凹形部件截面的形状设置为长方形。或者，当光纤适配器530的套筒531的形状为空心圆柱体时，第一凹形部件截面的形状设置为长方形；当光纤适配器530的套筒531的形状为空心长方体时，第一凹形部件截面的形状设置为弧形。

光纤适配器530的套筒531形状与第一凹形部件截面的形状相配合，使用时相当于光纤适配器530的套筒531与第一凹形部件尽可能的无缝贴合，不仅便于将光纤适配器530牢固固定于第一固定组件212，还可以减少光纤适配器530磨损。

第一固定组件212的表面设置有第一卡接部2121，第一卡接部2121用于卡接卡合部532。具体的，第一卡接部2121可设置为第三凹槽。卡合部532可卡接于第三凹槽内，固定光纤适配器530。

第一卡接部2121截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状可以设置为弧形或者长方形。具体的，卡合部532的形状是圆环时，第一卡接部2121截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状均可以设置为弧形或者长方形。即卡合部532截面的形状与第一卡接部2121截面的形状相配合。

卡合部532的形状与第一卡接部2121截面的形状相配合。具体的，卡合部532的形状为圆弧时，第一卡接部2121截面的形状为弧形。或者，卡合部532的形状为圆弧时，第一卡接部2121截面的形状为长方形。

卡合部532的形状与第一卡接部2121截面的形状相配合，使用时相当于第一卡接部2121与卡合部532尽可能的无缝贴合，不仅便于将卡合部532牢固卡接于第一卡接部2121，还可以减少卡合部532的磨损。

第一固定组件212的表面还设置有第二卡接部2122，第二卡接部2122用于卡接第一屏蔽板232。具体的，第二卡接部2122也可设置为第四凹槽。第一屏蔽板232可卡接于第四凹槽内，固定光纤适配器530。

第二卡接部2122截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状可以设置为弧形或者长方形。具体的，第一屏蔽板232截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状弧形，第二卡接部2122截面的形状可以设置为弧形或者长方形。即第一屏蔽板232截面的形状与第二卡接部2122截面的形状相配合。

第一屏蔽板232截面的形状与第二卡接部2122截面的形状相配合。具体的，第一屏蔽板232截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状弧形时，第二卡接部2122截面的形状为弧形。或者，第一屏蔽板232截面(平行于光纤适配器530放置的方向)的形状弧形时，第二卡接部2122截面的形状为长方形。

第一屏蔽板232截面的形状与第二卡接部2122截面的形状相配合，使用时相当于第一屏蔽板232与第二卡接部2122尽可能的无缝贴合，不仅便于将第一屏蔽板232牢固卡接于第二卡接部2122，还可以减少第一屏蔽板232的磨损。

第二固定组件222，设置于下壳体202上，用于固定内部光纤520。具体的，第二固定组件222可设置为第三卡接部2221，第三卡接部2221可将内部光纤520固定于下壳体202上。

第三卡接部2221截面(垂直于内部光纤520放置的方向)的形状可以为弧形，也可以为长方形等。具体的，内部光纤520的形状不管是圆柱体还是长方体，第三卡接部2221截面(垂直于内部光纤520放置的方向)的形状均可以为弧形或者长方形等。即内部光纤520的形状与第三卡接部2221截面的形状相配合。

内部光纤520的形状与第三卡接部2221截面的形状相配合。具体的，当内部光纤520的形状为圆柱体时，第三卡接部2221截面的形状设置为弧形；当内部光纤520的形状为长方体时，第三卡接部2221截面的形状设置为长方形。当内部光纤520的形状为圆柱体时，第三卡接部2221截面的形状设置为长方形；内部光纤520的形状为长方体时，第三卡接部2221截面的形状设置为弧形。

内部光纤520的形状与第三卡接部2221截面的形状相配合，使用时相当于内部光纤520与第三卡接部2221尽可能的无缝贴合，不仅便于将内部光纤520牢固地固定于第二固定组件222，还可以减少内部光纤520的磨损。

第一屏蔽板232，金属材料，不仅可以屏蔽信号，还可以将光纤适配器530固定于第一固定组件212上。具体的，第一屏蔽板232包括用于被光纤适配器530横穿的插孔2321。使用时光纤适配器530横穿插孔2321，在将第一屏蔽板232卡接于第二卡接部2122中，以便将光纤适配器530固定于第一固定组件212上。

光模块还包括第二屏蔽板242。

第二屏蔽板242，金属材料，与第二固定组件222对应，用于屏蔽内部光纤520。具体的，第二屏蔽板242固定于下壳体202上的第二固定组件222。第二屏蔽板242与第二固定组件222共同作用，不仅将内部光纤520固定于第二固定组件222上，还可以屏蔽内部光纤520的光信号。

光纤插芯组件500的数量与光纤适配器530、内部光纤520和第一光纤插芯组件510等的数量一致。具体的，当光纤插芯组件500的数量为一个时，光纤适配器530、内部光纤520和第一光纤插芯组件510和插拔部430的数量均为一个，且固定上述部件的第一凹形部件、第一卡接部2121、第二卡接部2122和第三卡接部2221的数量均为一个。当光纤插芯组件500的数量为两个时，光纤适配器530、内部光纤520和第一光纤插芯组件510和插拔部的数量均为两个，且固定上述部件的第一凹形部件、第一卡接部2121、第二卡接部2122和第三卡接部2221的数量均为两个。

本公开中，插拔部430的数量为两个，光纤插芯组件500的数量为两个。需要说明的是，该两个光纤插芯组件500均可以为单芯双向插芯，也就是每一个插芯均可以实现向外传输光信号，也可以向内传输光信号。此外，该两个光纤插芯组件500也可以为单向插芯，一个向外传输光信号，一个向外传输光信号。

本公开中，光纤插芯组件包括内部光纤、内部光纤分别连接的第一插芯和光纤适配器，减少透镜组件与外部光纤的通信连接的不顺畅几率；光纤适配器上的卡合部、第一屏蔽板分别对应卡接于下壳体上的第一卡接部和第二卡接部，可将光纤适配器固定于下壳体上，减少由于光纤适配器容易在下壳体上晃动造成的光纤适配器与透镜组件之间通信效果差的几率，提高光纤适配器与透镜组件的通信效果。

图15为本公开实施例提供光模块分解结构示意图；图16为本公开实施例图15中的光模块去掉上下壳体后的结构示意图；图17为本公开实施例图16中A部位的局部放大图；图18为本公开实施例图16中的部件结构在另一视角下的结构示意图；图19为本公开实施例图16中的部件结构的主视图。

在一种实施例中，本公开所包括的光模块包括：

如图16所示，包括电路板300，具有用于提供信号电连接的信号电路；如上文，电路板300通过电路走线将光模块中的用电器件按照电路设计连接在一起，以实现供电、电信号传输及接地等电功能。

电路板一般为硬性电路板，硬性电路板由于其相对坚硬的材质，还可以实现承载作用，如硬性电路板可以平稳的承载芯片；当光收发器件位于电路板上时，硬性电路板也可以提供平稳的承载；硬性电路板还可以插入上位机笼子中的电连接器中，具体地，在硬性电路板的一侧末端表面形成金属引脚/金手指，用于与电连接器连接；这些都是柔性电路板不便于实现的。

如图20所示，光芯片，置于电路板300上，用于产生光信号或接收光信号；光芯片可以是光发射芯片和光接收芯片，也可以仅包括光发射芯片和光接收芯片中的一种。

如图20所示，透镜组件，置于电路板300上，并覆盖光芯片，用于改变光信号的传播方向；其一端设有插拔部430；透镜组件上可以设有反射镜面、发射透镜，还可以设有滤光片等，用于协同配合改变光信号的传播方向。

如图20所示，光纤插芯组件500，与插拔部430配合，具体为光纤插芯组件500插入插拔部430的孔中。尾端引出有光纤840。

如图19和图20所示，卡扣件900，用于将光纤插芯组件500卡接固定于透镜组件上；

如图20所示，卡扣件900包括：

卡扣本体930；

第一卡接部910，设于卡扣本体930的一端，卡接于光纤插芯组件500上；并设有便于光纤840穿过的通孔913；

第二卡接部920，设于卡扣本体930的另一端，卡接于透镜组件上。

在上述实施例中，透镜组件设置在电路板300上，并覆盖光芯片。这样光芯片发射光信号或接收外部传输的进来的光信号时，透镜组件起到改变光的传播方向作用。光芯片可以包括光发射芯片和光接收芯片，也可以仅包括光发射芯片和光接收芯片中的一种。光发射芯片用于在接收到电信号输入时，产生光信号，实现电信号向光信号的转换。光接收芯片用于接收光信号时，将其转成电信号，用于实现光信号向电信号的转换。透镜组件用于实现光信号传播方向的改变。具体的，当光发射芯片产生光信号时，透镜组件将其方向改变，然后该光信号传输给光纤840。当外部的光纤840输出进来光信号时，透镜组件将其方向改变，从而使得该光信号射向光接收芯片。

光纤插芯组件500的末端引出有光纤840，该光纤插芯组件500用于与透镜组件上的插拔部430配合连接。具体的，该插拔部430可以为插拔孔，光芯插芯插入插拔孔中，通过该光芯插芯与插拔部430的配合，从而使得光发射芯片产生的光信号，经透镜组件改变传播方向后，进入光纤840中；使得光信号通过外部光纤840进入透镜组件，进而改变传播方向后，射向光接收芯片。

在上述结构的基础上，光模块还包括卡扣件900，该卡扣件900用于将光纤插芯组件500卡接固定于透镜组件上。具体的，卡扣件900包括：卡扣本体930；第一卡接部910，设于卡扣本体930的一端，卡接于光纤插芯组件500上；并设有便于光纤840穿过的通孔913；第二卡接部920，设于卡扣本体930的另一端，卡接于透镜组件上。在该种固定结构中，在透镜组件已经非常稳固地固定于电路板300的前提下，光纤插芯组件500通过卡扣件900与透镜组件固定连接，具体来说，该卡扣件900包括两个卡接部：第一卡接部910和第二卡接部920，第一卡接部910卡接于光纤插芯组件500上，第二卡接部920卡接于透镜组件上，并且第一卡接部910设有通孔913，从而便于光纤插芯组件500上的光纤840穿过。通孔开设的主要目的是避让光纤，通孔与光纤之间可以无其他器件，可以包括其他器件，比如光纤由包裹层包裹，则由包裹层包裹着光纤穿过通孔；或者比如，包裹层由套筒基座包裹，则套筒基座包裹着包裹层、包裹层包裹着光纤，穿过通孔。

上述结构很好的实现了光纤插芯组件500与透镜组件之间的固定，并且避免采用光纤插芯组件500通过点胶固定于电路板300上的固定结构，因而也就避免了点胶操作的种种不便，简化了装配工艺，并且拆卸时也不用进行刮胶操作，因而也避免了损伤电路板300及透镜组件的可能。综上，该光模块的结构设计使得光纤插芯组件500与透镜组件无需通过点胶操作便可实现了二者之间的固定连接，并且固定结构简单、易操作、装配及维修成本比较低。

需要说明的是，上述实施例对于卡扣件900的具体结构不作限制，可以板件，也可以夹持状，或者其他形状，本公开对此不作限制。在一种具体实施例中，可以具体设计一种卡扣件900的结构。具体，请参考图21和图22，图21为图20中的卡扣件的结构示意图；图22为图21中卡扣件的主视图。

如图21所示，第一卡接部910包括：第一弯折段911，由卡扣本体930的一端向下弯曲形成；在该种结构中，第一弯折段911向下，同时向图中的右侧弯曲形成。该种结构可以使得第二弯折段912以较大的弹性力抵接于光纤插芯组件500上。同时由于弹性力较大，当拆卸时，也便于第一卡接部910与光纤插芯组件500之间的分离。第二弯折段912，由第一弯折段911的末端向外侧弯曲形成，并卡接于光纤插芯组件500上。

如图16、图17和图19所示，具体来说，是以其内侧面卡接于光纤插芯组件500上。具体来说，如图21所示，第二弯折段912的内侧面向图中右侧弯曲，同时其末端向外侧也就是左侧弯曲，形成一个较大的弧度。这种结构一方面使得第二弯折段912能够以较大的弹性力抵接于光纤插芯组件500上，另外当装配和拆卸时，也使得操作人员具有较大的抓持部位和空间，方便装配和拆卸。

在上述结构中，需要说明的是，第一卡接部910整体的形状弯曲为一个大体的S状，并且该S状是上弧段部分小，下半弧段部分大，亦即上弧段部分的内径小于下弧段部分。该弧段可以圆弧，也可以为椭圆弧，本公开对此不作限制。

具体的，如图21和图22所示，第一弯折段911由卡扣本体930的一端向下弯曲形成；同时，需要说明的是，在向下弯曲时同时向内侧弯曲，也就是既向下弯曲，也向内侧弯曲，从而形成该第一弯折段911。该第一弯折段911可以与卡扣本体930一体成形，也可以为分体结构，通过焊接或其他连接方式予以实现连接，本公开对此不作限制。

具体的，如图21和图22所示，第二弯折段912由第一弯折段911的末端向外侧弯曲形成。显然，为了形成一个S型结构，第二弯折段912在第一弯折段911的基础上，需要再向外侧弯曲，从而形成该第二弯折段912。并且由上文可知，第二弯折段912的内径可以大于第一弯折段911的内径，因而形成一种上小下大的结构。

由于该第一卡接部910需要折弯成S形，因而需要弹性好，易弯曲。因而该卡扣件900可以为薄板的不锈钢，具体可以选用SUS301型号的不锈钢。加工方式可以采用钣金冲压，从而能够非常方便的实现S形成型。

在上述结构中，当进行卡接时，通过人工用力使得S形的第一卡接部910向外侧变形，从而使得该第一卡接部910卡接于光芯插芯上。具体来说，通过第一卡接部910的第二弯折段912的内侧面卡接于光芯插芯上。然后在卡扣件900自身的弹性收缩力的作用下，将光纤插芯组件500予以紧紧的卡接于透镜组件上。

具体的，在上述结构中，还可以对第一卡接部910的做出具体设计。

比如，请参考图16、图19和图20所示，第一卡接部910设置的便于光纤840穿过的通孔，该通孔位于第一弯折段和/或第二弯折段，具体地，还可以是通孔913为一个开放性孔，由第二弯折段912贯通至第一弯折段911；由于该通孔913为开放性孔，因而将第一卡接部910与光纤插芯组件500进行卡接时，能够使得通过该开放型的通孔913顺利实现卡接。具体的，第一卡接部910以通孔913卡接于光纤插芯组件500的圆周外壁上。该通孔913的作用一方面便于光纤840的穿过导出，一方面便于实现与光纤插芯组件500的卡接。并且该通孔913的设计也能够减小卡接时的弹性阻力，便于实现卡接。

在上述任一种实施例中，对于光纤插芯组件500的具体结构，本公开不作限制。因而任一种光纤插芯组件500的结构，只要能够便于在卡扣件900的卡接作用下实现与透镜组件的卡接，均应该在本公开的保护范围之内。

上述实施例介绍了第一卡接部910的具体结构，及光芯插芯的卡接结构。此外，涉及到第二卡接部920，涉及到第二卡接部920与透镜组件之间的卡接，下文将再展开论述。

需要说明的是，本公开对于第二卡接部920的结构不作限制，只要能够使得该第二卡接部920卡接于透镜组件上，如采用凸凹配合结构，或者夹持配合结构或其他配合结构等，均应该在本公开的保护范围之内。

作为一种举例，我们可以具体设计一种实施例。比如，请参考图19、图21和图22，第二卡接部920包括：

第三弯折段921，由卡扣本体930的另一端向下折弯形成；

第四弯折段922，由第三弯折段921的末端向内侧折弯形成；

第四弯折段922卡接于卡接凸台450的下侧面上。

在上述结构中，在上述结构中，需要说明的是，第一卡接部910整体的形状弯曲为一个大体的倒C状，当然是一个不规则的倒C状结构。第三弯折段921由卡扣本体930的另一端向下弯曲形成；该第一弯折段911可以与卡扣本体930一体成形，也可以为分体结构，通过焊接或其他连接方式予以实现连接，本公开对此不作限制。在上述第三弯折段921的基础上，由该第三弯折段921的末端进一步向内侧弯曲从而形成第四弯折段922。第四弯折段922卡接于卡接凸台450的下侧面上。

在上述结构中，由于透镜组件的凸台设置，因而在上下方向上，对卡扣件900实现了限位。此外，由于透镜组件的后端面到光纤插芯组件500的第一螺母基座830的前端面的距离小于第一卡接部910的内侧面到第二卡接部920的第四弯折段922的端面之间的距离，因而使得卡扣件900能够紧紧的将光纤插芯组件500与透镜组件卡接在一起。

在本公开的某些实施例中，比如，请参考图16和图20，插拔部430的数量为两个，光纤插芯组件500的数量为两个；需要说明的是，该两个光纤插芯组件500均可以为单芯双向插芯，也就是每一个插芯均可以实现向外传输光信号，也可以向内传输光信号。此外，该两个光纤插芯组件500也可以为单向插芯，一个向外传输光信号，一个向外传输光信号。

卡扣件900的另一端开设有两个第一卡接部910；两个第一卡接部910之间进一步开设有隔离孔940。两个第一卡接部910分别卡接于一个光纤插芯组件500上，并且隔离孔940的设置，当两个光纤插芯组件500的尺寸不相同时，能够使得卡接具有缓冲，使得每一个第一卡接部910分别紧密卡接于一个光纤插芯组件500上，而不会相互影响。此外，隔离孔940的设计也便于增大弹性力，便于卡扣件900的装配和拆卸。

在本公开的某些实施例中，请参考图16和图17，图16为本公开实施例图15中的光模块去掉上下壳体后的结构示意图；图17为图16中A部位的局部放大图。

如图16所示，透镜组件与电路板300之间设有容纳腔体，光芯片就设置该容纳腔体中。该光芯片包括光发射芯片及与其配合的驱动芯片，光接收芯片及与其配合的跨阻放大芯片。此外，如图16所示，透镜组件与光纤支架连接，光纤阵列设置在光纤支架上。

在上述结构的基础上，光芯片包括光发射芯片；如图23所示，透镜组件包括：第一凹槽410，开设于透镜组件的顶面上，并第一凹槽410的倾斜侧壁形成反射镜面410a；光发射芯片产生的光信号经由反射镜面410a反射进入光纤中。

光芯片包括光接收芯片，如图23所示，第二凹槽，开设于透镜组件的顶面上，并第二凹槽设有滤光片421；由光纤传输进来的光信号经由滤光片421反射，射向光接收芯片。经由反射镜面410a反射的光信号透过滤光片421进入光纤中。

此外，如图23所示，透镜组件上还设有盖在第一凹槽410和第二凹槽上的防尘罩470。

在上述结构中，光路如何传播的呢。可以参见图23的光路方向所示。在驱动芯片630的驱动在作用下，发射芯片610发出光信号，经由反射镜面410a反射，改变光信号的传播方向，可以变为水平传播，然后经滤光片421透过，经光纤端面口，射入光纤阵列中。

上述为光信号由内向外的发射过程。下边我们阐述光信号的由外向内的接收过程。如经光纤阵列的光纤端面射入的光信号，经由滤光片421发生反射，改变光的传播方向，然后射向光电接收芯片620，在跨阻放大芯片640的协同作用下，光电接收芯片620接收光信号。

由此可知，光信号信号的发射过程和光信号的接收过程，在水平方向上有一段共用的光路过程。在上述结构中，通过在透镜基体上开设第一凹槽410，使其倾斜侧壁形成对光信号的反射面410a，从而很方便的实现了反射面410a的设置。此外，在第二凹槽420中滤光片421的设计，一方面很巧妙的利用了滤光片421的透光功能，使得经由反射面410a反射的光信号透过该滤光片421，另一方面巧妙的利用了滤光片421的反射功能，使得经由光纤阵列射入的光信号发生反射，由光电接收芯片620予以接收。该种光路结构设计巧妙，并且结构紧凑，占用空间小，成本低。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种光模块，其特征在于，包括：

下壳体；

电路板，设置于所述下壳体上；

光芯片，设置于所述电路板上，用于产生光信号或者接收光信号；

透镜组件，设置于所述电路板上，覆盖于电路板上的光芯片上，用于改变光信号的传播方向，其一端设置有插拔部，所述光信号通过所述插拔部；

光纤插芯组件，一端插入所述插拔部，另一端连接外部光纤，用于接收通过所述插拔部的光信号；

卡扣件，用于将所述光纤插芯组件卡接固定于所述透镜组件上；所述卡扣件的一端卡接于所述光纤插芯组件上，所述卡扣件的另一端卡接于所述透镜组件上；

光纤插芯组件包括插入透镜组件的第一光纤插芯组件、连接第一光纤插芯组件的内部光纤和内部光纤连接的光纤适配器；

光纤适配器包括套筒和形成于所述套筒外侧的卡合部；

下壳体上，设置有第一卡接部和第二卡接部；

所述第一卡接部，用于卡接所述卡合部；

所述第二卡接部，用于卡接第一屏蔽板；

所述第一屏蔽板包括用于被所述光纤适配器横穿的插孔，用于屏蔽信号；

所述下壳体上还设置有第二固定组件，所述第二固定组件包括第三卡接部；

所述第三卡接部，用于固定所述内部光纤。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一卡接部截面的形状与所述卡合部截面的形状相配合，所述第二卡接部截面的形状与所述第一屏蔽板截面的形状相配合。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括第二屏蔽板；

所述第二屏蔽板，与所述第二固定组件对应，用于屏蔽信号。

4.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤适配器还包括第二光纤插芯组件；

所述第二光纤插芯组件，套设于所述套筒内，一端连接外部光纤，另一端被内部光纤插入，用于连接内部光纤和外部光纤。

5.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光纤插芯组件的数量为两个，所述插拔部的数量为两个。

6.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光芯片可以是光发射芯片，也可以是光接收芯片。

7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述透镜组件包括：

第一凹槽，设置于所述透镜组件的顶面上，并与所述第一凹槽的倾斜侧壁形成反射镜面；第二凹槽，设置于所述透镜组件的顶面上，设有滤光片。