CN116974019A - 一种光学元件固定结构 - Google Patents

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宋梦洋
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张德玲
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Abstract

本发明公开了一种光学元件固定结构，包括：模块壳体、固定主体、第一固定单元、第二固定单元、第三固定单元以及弹性固定单元。其中，第一固定单元用于将光纤接头的第一端和光学元件的第一端卡扣固定于固定主体第一端。第二固定单元用于将光纤接头的第二端和光学元件的第二端贴合固定于固定主体第二端。第三固定单元用于将光学元件的侧边固定于固定主体两侧。本发明的光学元件固定结构固定光纤接头和光学元件依靠的是光学元件固定结构与光纤接头和光学元件之间结构的巧妙配合，不需要其他零件的辅助，简化了光学元件固定结构的部件，同时，在安装和拆卸时更加便捷。

Description

一种光学元件固定结构
技术领域
本发明涉及光学元件固定领域，特别涉及一种光学元件固定结构。
背景技术
光模块负责光电信号转换，在光通信产业中占据着基础且关键的地位，与人们生活休戚相关。随着信息技术产业的快速发展，数据流量的快速增长，全球通信系统对光模块的需求日益增长，因此也就对光模块在可靠性、电磁兼容性、可维护性等方面提出更高的要求。
光学元件(如透镜等)位于光模块内，在光电信号转换过程中起重要作用。光学元件必须与光纤、电路板可靠连接，以保证光电信号稳定传输。现有技术中光学元件与光纤的固定方式主要有两种：第一种是将光纤接头与光学元件用胶水粘接在一起，这种方式的缺点是当光模块出现故障时无法返修，只能将光纤、光学元件、电路板一起报废；第二种是用塑料套圈将光纤接头与光学元件套在一起，与第一种方式相比，采用该种方式的光模块产品维护性有所改善，但因为光学元件下方的光电芯片电磁辐射较大，一般需要加装金属屏蔽罩以防止电磁泄漏，而塑料套圈占用了光模块内部狭窄的空间，已没有加装金属屏蔽罩的空间，从而使光模块的电磁兼容性能大大降低。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种光学元件固定结构，通过贴合或卡扣的方式将光学元件和光纤接口全方位的定位，解决了现有技术中光模块出现故障时无法返修的问题。
为达上述之一或部分或全部目的或是其他目的，本发明提出一种光学元件固定结构，用于固定光学元件和光纤接头，光学元件设置有前端插口，所述光纤接头通过所述前端插口设置于所述光学元件内，所述光学元件固定结构包括：
模块壳体，包括上壳体和下壳体；
固定主体，设置于所述模块壳体内；
第一固定单元，设置于所述固定主体第一端，用于将所述光纤接头的第一端和光学元件的第一端卡扣固定于所述固定主体第一端；
第二固定单元，设置于所述固定主体第二端，用于将所述光纤接头的第二端和光学元件的第二端贴合固定于所述固定主体第二端；
第三固定单元，设置于所述固定主体侧边，用于将所述光学元件的侧边卡扣固定于所述固定主体两侧。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述光学元件固定结构为金属件。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述第二固定单元包括用于与其他部件连接的第二连接部和用于与所述光纤接头贴合固定的第二夹扣部；
所述第二夹扣部和第二连接部弯折设置，且所述第二夹扣部位于靠近所述固定主体第二端的一侧。
在本申请所述的光学元件固定结构中，包括设置于所述固定主体和所述上壳体之间的弹性固定单元，所述弹性固定单元用于限定所述光学元件与光纤接口上下方向的自由度。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述弹性固定单元包括用于与所述第二连接部连接的弹性连接部；所述弹性连接部与所述第二连接部呈锐角设置。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述弹性固定单元为波浪形型金属件。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述弹性固定单元包括用于连接所述固定主体的主体连接部、用于与所述固定主体贴合固定的弹性贴合部和连接所述主体连接部和弹性紧贴部的弹性压缩部；
所述主体连接部对称设置于所述固定主体两侧；
所述弹性压缩部对称设置于所述固定主体上方。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述弹性固定单元包括用于连接所述固定主体的主体连接部、用于与所述固定主体贴合固定的弹性贴合部和与所述上壳体配合设置的弹性压缩部；
所述主体连接部对称设置于所述固定主体两侧；
所述弹性贴合部对称设置于所述固定主体上方，且连接所述主体连接部和所述弹性压缩部。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述第一固定单元设有用于容纳光纤的开口，所述开口两侧设有卡点，所述光纤接头第一端对应位置设有卡孔，所述光纤接头通过所述卡点和所述卡孔卡扣固定于所述第一固定单元。
在本申请所述的光学元件固定结构中，所述第三固定单元设置有第一卡扣，所述光学元件两侧对应所述第一卡扣设置有第一卡槽；所述光学元件通过所述第一卡扣和第一卡槽卡扣固定于所述第三固定单元。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：在本实施例中，光学元件固定结构的第一固定单元固定所述光学元件的第一端和所述光纤接头的第一端；第二固定单元固定所述光学元件的第二端和所述光纤接头的第二端；第三固定单元与模块壳体配合固定光学元件和光纤接头的上下两端面；弹性固定单元固定所述光学元件和所述光纤接头两侧。即，光学元件固定结构通过第一固定单元、第二固定单元、第三固定单元和弹性固定单元对光学元件和光纤接头进行的定位，增强了光学元件和光纤接头连接的稳定性，提高了光电信号传输的稳定性。
且当光学元件固定结构为金属件时，相当于采用金属材质的部件包裹光电芯片，达到了加装金属屏蔽罩的效果，减少了泄露，能有效阻挡位于光学元件下方的电磁辐射，从而提高了光模块的电磁兼容性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种光学元件固定结构的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的一种光学元件固定结构的结构示意图二；
图3为本发明实施例提供的一种光学元件固定结构的结构示意图三；
图4为本发明实施例提供的一种光学元件固定结构的结构示意图四；
图5为图1中光学元件固定器的第一角度结构示意图；
图6为图1中光学元件固定器的第二角度结构示意图；
图7为图1中光学元件固定器的侧视图；
图8为图1中光学元件固定结构的装配示意图；
图9为光学元件固定器的另一种结构示意图；
图10为图9中光学元件固定器的斜视图；
图11为图9中光学元件固定器的侧视图；
图12为图9中光学元件固定器应用到光学元件固定结构的装配示意图；
图13为光学元件固定器的又一种结构示意图；
图14为图13中光学元件固定器的结构示意图；
图15为图13中光学元件固定器的侧视图；
图16为图13中光学元件固定器应用到光学元件固定结构的装配示意图。
其中：
10、模块壳体；101、上壳体；102、下壳体；11、光学元件固定器；111、固定主体；1111、固定主体的第一端；1112、固定主体的第二端；112、第一固定单元；1121、开口；1122、卡点；113、第二固定单元；1131、第二连接部；1132、第二夹扣部；114、第三固定单元；1141、第一卡扣；115、弹性固定单元；1151、第一弹性压缩部；1152、弹性连接部；1153、主体连接部；1154、弹性压缩部；1155、弹性贴合部1155；12、光学元件；121、光学元件的第一端；122、光学元件的第二端；123、第一卡槽；13、光纤接头；131、光纤接头的第一端；132、光纤接头的第二端；133、卡孔；14、光纤；15、电路板。
具体实施方式
在本发明的描述中，术语“内”、“外”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明而不是要求本发明必须以特定的方位构造和操作，因此不应当理解为对本发明的限制。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参考图1-图4，本发明中提供的光学元件12固定结构用于与模块壳体10配合，固定光学元件12和光纤接头13，其中，光学元件12固定结构包括模块壳体10和光学元件固定器11，光学元件固定器11包括固定主体111、第一固定单元112、第二固定单元113、第三固定单元114以及弹性固定单元115。在本申请中，光纤接头13设置于光学元件12内，光学元件12位于光学元件12固定结构内。具体的，在本申请中，光学元件12设置有前端插口，光纤接头的第一端131设置有pin针，光学元件12与电路板15耦合粘接构成一体，然后将连接有光纤14的光纤接头13插入光学元件12的前端插口，通过pin针保证光纤接头13与光学元件12对接，使得光纤接头13位于光学元件12内，之后，将光学元件12和光纤接头13固定于光学元件固定器11内，并将光学元件固定器11设置于模块壳体10内，起到进一步固定的作用。
请参考图1-图4，在本发明的一个实施例中提供了一种光学元件12固定结构，用于固定光学元件12和光纤接头13，光学元件12设置有前端插口，光纤接头13通过前端插口设置于光学元件12内，且光学元件12固定结构，包括：模块壳体10、固定主体111、第一固定单元112、第二固定单元113、第三固定单元114以及弹性固定单元115。
固定主体111，设置于模块壳体10内。
第一固定单元112，设置于固定主体的第一端1111，用于将光纤接头的第一端131和光学元件的第一端121卡扣固定于固定主体的第一端1111。
第二固定单元113，设置于固定主体的第二端1112，用于将光纤接头的第二端132和光学元件的第二端122贴合固定于固定主体的第二端1112。
第三固定单元114，设置于固定主体111侧边，用于将光学元件12的侧边固定于固定主体111两侧。
在本实施例中，光学元件12固定结构通过设置第一固定单元112，用于将光纤接头的第一端131和光学元件的第一端121卡扣固定于固定主体的第一端1111、通过设置第二固定单元113用于将光纤接头的第二端132和光学元件的第二端122贴合固定于固定主体的第二端1112、通过设置第三固定单元114，用于将光学元件12的侧边卡扣固定于固定主体111两侧的方式对光纤接头13和光学元件12进行的定位，提高了光纤接头13和光学元件12固定的稳定性，增强了在冲击或振动等恶劣条件下光电信号传输的稳定性。且光学元件12固定结构通过卡扣或贴合的方式与光学元件12和光纤接头13固定，即，光学元件12固定结构固定光纤接头13和光学元件12只是依靠光学元件12固定结构与光纤接头13和光学元件12之间结构的巧妙配合，不需要其他零件的辅助，简化了光学元件12固定结构的结构，同时，在安装和拆卸时更加便捷。
由于光纤接头13和光学元件12可以便捷的装拆，当光模块出现故障时，可以及时的对光纤接头13和光学元件12拆卸，进行故障排查，查找出故障的元件后，可以针对性的进行更换或者维修，而无需将光纤14、光学元件12一起报废，节省了成本。且光纤接头13和光学元件12便于拆卸的设置，也提高了故障排查的效率和精准度，也便于研发、生产人员分析造成此类故障的原因，提高了规避此类故障的能力。
在本实施例中，光学元件12固定结构的第一固定单元112固定光学元件的第一端121和光纤接头的第一端131。第二固定单元113固定光学元件的第二端122和光纤接头的第二端132。第三固定单元114与模块壳体10配合固定光学元件12和光纤接头13的上下两端面。弹性固定单元115固定光学元件12和光纤接头13两侧。即，光学元件12固定结构通过第一固定单元112、第二固定单元113、第三固定单元114和弹性固定单元115对光学元件12和光纤接头13进行了全方位的定位，增强了光学元件12和光纤接头13连接的稳定性，提高了光电信号传输的稳定性。
请参考图1-图4，在一个实施例中，光学元件12固定结构为金属件即，光学元件12固定结构为金属材料制成。在本实施例中，光学元件12下方设置有带有光电芯片的电路板15，光学元件12与电路板15耦合粘接构成一体，然后将连接有光纤14的光纤接头13插入光学元件12的前端插口，通过光学元件12固定结构将其固定。当光学元件12固定结构为金属件时，相当于采用金属材质的部件包裹光电芯片，达到了加装金属屏蔽罩的效果，减少了泄露，能有效阻挡位于光学元件12下方的电磁辐射，从而提高了光模块的电磁兼容性能。
请参考图5-图8，在一个实施例中，第二固定单元113包括用于与其他部件连接的第二连接部1131和用于与光纤接头13贴合固定的第二夹扣部1132。
第二夹扣部1132和第二连接部1131弯折设置，且第二夹扣部1132位于靠近固定主体的第二端1112的一侧。
当光学元件固定器11内未设置第二夹扣部1132与光纤接头13时，第二夹扣部1132与第一固定单元112之间的距离L1小于等于固定主体的第一端1111与固定主体的第二端1112之间的距离L2，即L1≤L2。
当光学元件固定器11内设置第二夹扣部1132与光纤接头13时，第二夹扣部1132与第一固定单元112之间的距离L1大于等于固定主体的第一端1111与固定主体的第二端1112之间的距离L2，即L1≥L2。
在本实施例中，当将光学元件12和光纤接头13放置于光学元件固定器11内后，第二夹扣部1132与第一固定单元112之间的距离L1被光学元件12和光纤接头13支撑变大，使得第二夹扣部1132与光纤接头的第二端132和光学元件的第二端122产生相互作用力，第二夹扣部1132与光纤接头的第二端132和光学元件的第二端122贴合固定，使得光学元件固定器11内的光学元件12和光纤接头13连接更加稳定。需要指出的是，第二固定件为具有一定弹性特性，在受到一定的作用力后，具有恢复原有形状的能力，当受到冲击或振荡等恶劣环境时，由于具有一定弹性特性，可以保持光学元件12与光纤接头13连接的稳定。
请参考图5，在一个实施例中，光学元件12固定结构包括设置于固定主体111和上壳体101之间的弹性固定单元115，弹性固定单元115用于限定光学元件12上下方向的自由度。在本实施例中，光学元件12固定结构分别以第一固定单元112和第二固定单元113固定光纤接头13和光学元件12的两端，以第二固定单元113固定光学元件12的两侧，以弹性固定单元115限定光学元件12的上下方向的自由度，从而全方位的对光纤14接口和光学元件12进行限定，从而使得光学模块在受到冲击，振动等恶劣条件下的光电信号能稳定传输，提高了光电信号传输的稳定性和可靠度。
请参考图7和图8，在一个实施例中，弹性固定单元115包括用于与第二连接部1131连接的弹性连接部1152和与上壳体101贴合的第一弹性压缩部1151。弹性连接部1152与第二连接部1131呈锐角设置。当上壳体101和下壳体102合盖，位于固定主体111和上壳体101之间的弹性固定单元115被挤压变形，第一弹性压缩部1151呈压缩状态，第一弹性压缩部1151被压缩在光学元件12与上壳体101之间，并与光学元件12贴合。由于，弹性连接部1152与第二连接部1131呈锐角设置，当第一弹性压缩部1151被压缩时，第一弹性压缩部1151通过弹性连接部1152对第二固定单元113产生一个水平且指向固定主体的第一端1111的水平分力，从而增加第二夹扣部1132与光纤接头的第二端132和光学元件的第二端122的贴合力度，提升对光纤14接口和光学元件12固定的稳定性和可靠性，提高光学模块在受到冲击，振动等恶劣条件下的光电信号能传输的稳定性。
请参考图7，在一个实施例中，弹性固定单元单元115可为波浪形型金属件。在本实施例中，当上壳体101和下壳体102合盖后，弹性固定单元115被挤压变形，上壳体101向下压向弹性固定单元115，上壳体101从而对弹性固定单元一个朝向下壳体102的作用力，使得弹性固定单元115处于压缩状态，此时，弹性固定单元115会给固定主体111一个朝向下壳体102的作用力，以使得固定主体111和光学元件12贴紧，进而使得光学元件12与光纤接头13贴紧。当受到冲击或振荡等恶劣环境时，由于弹性固定单元115具有缓冲吸振的作用，也可以保持光学元件12与光纤接头13连接的稳定。
请参考图9-图12，可选的，弹性固定单元115包括用于连接固定主体111的主体连接部1153、用于与固定主体111贴合固定的弹性贴合部1155和连接主体连接部1153和弹性紧贴部的第二弹性压缩部1154。
主体连接部1153对称设置于固定主体111两侧。
第二弹性压缩部1154对称设置于固定主体111上方。
在本实施例中，当上壳体101和下壳体102合盖后，弹性固定单元被模块壳体101挤压变形，第二弹性压缩部1154与模块壳体10的内表面紧贴，弹性紧贴部与固定主体111紧贴，使得弹性固定单元在下壳体102的方向上向固定主体111施加一定的压力，从而使得弹性固定单元、光学元件12和光纤接头13在第一方向上贴合的更加紧密，从而提高光学元件12和光纤接头13固定的稳定性。
请参考图13-图16，可选的，弹性固定单元单元115包括用于连接固定主体111的主体连接部1153、用于与固定主体111贴合固定的弹性贴合部1155和与上壳体101配合设置的第二弹性压缩部1154。
主体连接部1153对称设置于固定主体111两侧。
弹性贴合部1155对称设置于固定主体111上方，且连接主体连接部1153和第二弹性压缩部1154。
在本实施例中，弹性固定单元被模块壳体10挤压变形，弹性贴合部1155与固定主体111贴合，第二弹性压缩部1154紧贴模块壳体10的内表面，使得弹性固定单元在下壳体102的方向上向固定主体111施加一定的压力，从而使得弹性固定单元、光学元件12和光纤接头13在第一方向上贴合的更加紧密，从而提高光学元件12和光纤接头13固定的稳定性。
请参考图8，在一个实施例中，第一固定单元112设有用于容纳光纤14的开口1121，开口1121两侧设有卡点1122，光纤接头的第一端131对应位置设有卡孔，光纤接头13通过卡点1122和卡孔133卡扣固定于第一固定单元112。在本实施例中，通过卡点1122和卡孔133的配合，将光纤接头13与第一固定单元112卡扣固定，使得两者装拆方便，提高了装拆效率及检修效率，且当其中某一部件损坏后便于更换，节省了材料，更加的环保。
请参考图2和图6，在一个实施例中，第三固定单元114设置有第一卡扣1141，光学元件12两侧对应第一卡扣1141设置有第一卡槽123。光学元件12通过第一卡扣1141和第一卡槽123卡扣固定于第三固定单元114。在本实施例中，通过第一卡扣1141和第一卡槽123配合，将光学元件12与第三固定单元114卡扣固定，使得两者装拆方便，提高了装拆效率及检修效率，且当其中某一部件损坏后便于更换，节省了材料，更加的环保。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种光学元件固定结构，用于固定光学元件和光纤接头，光学元件设置有前端插口，所述光纤接头通过所述前端插口设置于所述光学元件内，其特征在于，所述光学元件固定结构包括：
模块壳体，包括上壳体和下壳体；
固定主体，设置于所述模块壳体内；
第一固定单元，设置于所述固定主体第一端，用于将所述光纤接头的第一端和光学元件的第一端卡扣固定于所述固定主体第一端；
第二固定单元，设置于所述固定主体第二端，用于将所述光纤接头的第二端和光学元件的第二端贴合固定于所述固定主体第二端；
第三固定单元，设置于所述固定主体侧边，用于将所述光学元件的侧边卡扣固定于所述固定主体两侧。
2.如权利要求1所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述光学元件固定结构为金属件。
3.如权利要求2所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述第二固定单元包括用于与其他部件连接的第二连接部和用于与所述光纤接头贴合固定的第二夹扣部；
所述第二夹扣部和第二连接部弯折设置，且所述第二夹扣部位于靠近所述固定主体第二端的一侧。
4.如权利要求3所述的光学元件固定结构，其特征在于，包括设置于所述固定主体和所述上壳体之间的弹性固定单元，所述弹性固定单元用于限定所述光学元件与光纤接口上下方向的自由度。
5.如权利要求4所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述弹性固定单元包括用于与所述第二连接部连接的弹性连接部；所述弹性连接部与所述第二连接部呈锐角设置。
6.如权利要求4所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述弹性固定单元为波浪形型金属件。
7.如权利要求4所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述弹性固定单元包括用于连接所述固定主体的主体连接部、用于与所述固定主体贴合固定的弹性贴合部和连接所述主体连接部和弹性紧贴部的弹性压缩部；
所述主体连接部对称设置于所述固定主体两侧；
所述弹性压缩部对称设置于所述固定主体上方。
8.如权利要求4所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述弹性固定单元包括用于连接所述固定主体的主体连接部、用于与所述固定主体贴合固定的弹性贴合部和与所述上壳体配合设置的弹性压缩部；
所述主体连接部对称设置于所述固定主体两侧；
所述弹性贴合部对称设置于所述固定主体上方，且连接所述主体连接部和所述弹性压缩部。
9.如权利要求1-8任一项所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述第一固定单元设有用于容纳光纤的开口，所述开口两侧设有卡点，所述光纤接头的第一端对应位置设有卡孔，所述光纤接头通过所述卡点和所述卡孔卡扣固定于所述第一固定单元。
10.如权利要求1-8任一项所述的光学元件固定结构，其特征在于，所述第三固定单元设置有第一卡扣，所述光学元件两侧对应所述第一卡扣设置有第一卡槽；所述光学元件通过所述第一卡扣和第一卡槽卡扣固定于所述第三固定单元。
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