CN210090745U - 一种光模块 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种光模块，所述光模块包括电路板、第一光芯片、第二光芯片、第一透镜组件、第二透镜组件及光纤接口，其中，第一透镜组件与第二透镜组件分别位于电路板的同侧表面；第一透镜组件罩扣在第一光芯片上方，第二透镜组件罩扣在第二光芯片上方；第一透镜组件通过第一光纤带与光纤接口连接，第二透镜组件通过第二光纤带与光纤接口连接；第一透镜组件的上表面具有斜面及凹槽，第二光纤带通过斜面以穿过第一透镜组件的上表面，凹槽底面形成光反射面。本申请提供的光模块在第一透镜组件的上表面设置斜面，斜面结构给第二光纤带预留了一定的空间，减缓了第二光纤带上升幅度，减小了第二光纤带的弯折，避免了光纤带弯折过很而折断。

Description

一种光模块

技术领域

本申请涉及光通信技术领域，尤其涉及一种光模块及光模块。

背景技术

光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换，光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/ 光波导中传输，利用光在光纤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采用的是电信号，这就需要在信号传输过程中实现电信号与光信号的相互转换。因此，在光纤/光波导与信息处理设备之间设计一个光电转换器件，完成光与电之间准确的信号转换，这个光电转换器件称之为光模块。

现有光模块包括上壳体、下壳体、电路板及解锁手柄，电路板上设有透镜组件，上壳体与下壳体形成具有两个开口的包裹腔体，其中一个开口为电口，用于插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口，用于外部光纤接入以连接光纤带。电路板、透镜组件等光电器件位于包裹腔体中，打开光模块上壳体，模块内部有光电转换的一系列元件，其中最为重要的是激光器、驱动芯片、各种电容、透镜、电路板等，其中激光器和驱动芯片在透镜下面覆盖着，透镜与光口之间连接有光纤带，用于将从透镜出来的光传输至外部光纤。

但是，随着速率越来越高，通道数也越来越多，用到的激光器、电容、透镜等元件也越来越多，然而光模块的外观尺寸是有国际标准的，其外观尺寸没有扩大，导致元件在光模块内部越来越挤，空间不足，从而引起多个透镜之间距离较近，导致透镜与驱动芯片之间的光纤带弯折过很而折断，同时由于光纤带拱起厉害，上下壳体组装时易压断光纤带。

实用新型内容

本申请提供了一种光模块及光模块，以解决目前因光模块内部空间不足引起连接透镜的光纤带弯折过很而折断、压断等不良问题。

为了解决上述技术问题，本申请实施例公开了如下技术方案：

第一方面，本申请实施例公开了一种光模块，包括电路板、第一光芯片、第二光芯片、第一透镜组件、第二透镜组件及光纤接口，其中，

所述第一透镜组件与所述第二透镜组件分别位于所述电路板的同侧表面；

所述第一透镜组件罩扣在所述第一光芯片上方，所述第二透镜组件罩扣在所述第二光芯片上方；

所述第一透镜组件通过第一光纤带与所述光纤接口连接，所述第二透镜组件通过第二光纤带与所述光纤接口连接；

所述第一透镜组件的上表面具有斜面及凹槽，所述第二光纤带通过所述斜面以穿过所述第一透镜组件的上表面，所述凹槽底面形成光反射面。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的光模块包括电路板、第一光芯片、第二光芯片、第一透镜组件、第二透镜组件及光纤接口，其中，第一透镜组件与第二透镜组件分别位于电路板的同侧表面；第一透镜组件罩扣在第一光芯片上方，第二透镜组件罩扣在第二光芯片上方；第一透镜组件通过第一光纤带与光纤接口连接，第二透镜组件通过第二光纤带与光纤接口连接；第一透镜组件的上表面具有斜面及凹槽，第二光纤带通过斜面以穿过第一透镜组件的上表面，凹槽底面形成光反射面。本申请提供的光模块中，连接第二透镜组件的第二光纤带通过第一透镜组件上表面的斜面穿过第一透镜组件的上表面，斜面结构可给第二光纤带预留一定的空间，减缓第二光纤带上升幅度，减小第二光纤带的弯折，从而能避免空间不足引起光纤带弯折过很而折断，采用该透镜组件可减小两个透镜组件之间的间距，从而可节省光模块内部空间，同时，第二光纤带落在斜面内，将光纤带保护起来，以避免上壳体安装时压到光纤带。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种光模块的分解结构示意图；

图2为本申请实施例提供的光模块的局部结构示意图；

图3为图2的B处放大示意图；

图4为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件与第二透镜组件的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的分解结构示意图；

图6为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与电路板的装配剖视图；

图7为图6的C处放大示意图；

图8为本申请实施例提供的光模块中第一透镜组件的后视图；

图9为本申请实施例提供的光模块中透镜组件与电路板的装配示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部实施例。基于本申请中的实施例，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，都应当属于本申请保护的范围。

光纤通信的核心环节之一是光电信号的转换，光纤通信使用携带信息的光信号在光纤/ 光波导中传输，利用光在光纤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采用的是电信号，这就需要在信号传输过程中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、传输数据信号以及接地等，金手指实现的电连接方式已经成为光模块行业的标准方式。

光模块的光口与外部光纤连接，与外部光纤建立双向的光信号连接；光模块的电口接入光网络单元中，与光网络单元建立双向的电信号连接；光模块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单元之间建立连接。具体地，来自外部光纤的光信号由光模块转换为电信号后输入至光网络单元中，来自光网络单元的电信号由光模块转换为光信号输入至外部光纤中。光模块是实现光电信号相互转换的工具，不具有处理数据的功能，在上述光电转换过程中，信息并未发生变化。

为了解决随着速率越来越高，光模块内部元件也越来越多，导致光模块内部空间不足，引起连接透镜的光纤带弯折过很而折断、上下壳体组装时易压到光纤带的问题，本申请实施例提供了一种光模块，该结构给光纤带预留了一定的空间，可减缓光纤带的上升幅度，减小光纤带的弯折程度。

参见图1、图2，图1为本申请实施例提供的一种光模块的分解结构示意图；图2为本申请实施例提供的一种光模块的局部结构示意图。

如图1、图2所示，本申请实施例提供的光模块包括电路板300、第一光芯片A、第二光芯片B、第一透镜组件500、第二透镜组件600及光纤接口，其中，

第一透镜组件500与第二透镜组件600分别位于电路板300的同侧表面，光芯片及透镜组件形成相互配合的一组光收发单元，第二透镜组件600、第二光芯片B形成一组光收发单元，第一透镜组件500及第一光芯片A形成与第二透镜组件600、第一光芯片A相同的结构。第一透镜组件500罩扣在第一光芯片A上方，第二透镜组件600罩扣在第二光芯片B上方，第一光芯片A与第二光芯片B直接贴装在光模块的电路板300上，此种形态业内称为COB(chip on board)封装。

第一透镜组件500与第二透镜组件600设置在电路板300上，采用罩设式的方式设置在光芯片(第一光芯片A、第二光芯片B)的上方，第一透镜组件500与电路板300形成包裹第一光芯片A的腔体，第二透镜组件600与电路板300形成包裹第二光芯片B等光芯片的腔体。如图3所示，以第二透镜组件600为例，第二光芯片B包括光发射芯片302及光接收芯片304，光发射芯片302发出的光经第二透镜组件600反射后进入外部光纤中，来自外部光纤的光经第二透镜组件600反射后进入光接收芯片304，透镜组件不仅起到密封光芯片的作用，同时也建立了光芯片与外部光纤之间的光连接。

如图2所示，第一透镜组件500通过第一光纤带700与光纤接口连接，第二透镜组件600 通过第二光纤带800与光纤接口连接。高速率数据传输要求光芯片(第一光芯片A、第二光芯片B)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。如图3所示，光发射芯片302与光发射芯片的驱动芯片301之间近距离放置，采用打线的方式连接；光接收芯片304与光接收芯片的驱动芯片303近距离放置，采用打线方式连接。虽然图3是结构示意图，但是本领域技术人员在设计实际产品时，这种近距离设置会尽可能的接近，以降低打线带来的信号损失。

透镜组件罩设在上述芯片的上方，在透镜组件的上表面设置光学结构/结构件，用于实现光芯片与外部光纤之间的光连接。光发射芯片的出光方向与光纤的传输方向相对垂直，即光发射芯片的出光方向垂直于电路板300表面，透镜组件在光发射芯片的上方，将光发射芯片的出光方向改变后，射入光纤中；光接收芯片的入光方向与光纤的传输方向相对垂直，即光接收芯片入光方向垂直于电路板300表面，透镜组件在光接收芯片的上方，将来自光纤的光方向改变后，射入光接收芯片。透镜组件为了实现上述改变光传播方向的功能，在透镜组件的上表面设置凹槽，在凹槽底部形成光发射面。

光芯片及其驱动芯片近距离设置，所以透镜组件一般在罩扣住光芯片的同时，将光芯片的驱动芯片同时罩扣住，所以透镜组件在电路板上占用的面积较大，而电路板的面积有限，所以两个透镜组件在电路板上近距离放置。

光模块还包括上壳体100、下壳体200与解锁手柄400，上壳体100与下壳体200形成具有两个开口的包裹腔体，具体可以是在同一方向的两端开口，也可以是不同方向上的两处开口，其中一个开口为电口，用于插入光网络单元等上位机中，另一个开口为光口，用于外部光纤接入以连接内部光纤，电路板300、第一透镜组件500、第二透镜组件600等光电器件位于包裹腔体中。

上壳体100与下壳体200一般采用金属材料，利用实现电磁屏蔽以及散热，采用上壳体、下壳体结合的装配方式，便于将电路板300等器件安装到壳体中，一般不会将光模块的壳体做成一体结构，这样在装配电路板等器件时，定位部件、散热以及电磁屏蔽结构无法安装，也不利于生产自动化。

解锁手柄400位于包裹腔体/下壳体200的外壁，拉动解锁手柄400的末端可以使解锁手柄400在外壁表面相对移动。光模块插入上位机时由解锁手柄400将光模块固定在上位机的笼子里，通过拉动解锁手柄400以解除光模块与上位机的卡合关系，从而可以将光模块从上位机的笼子里抽出。

由于光模块内部空间有限，当光模块内部元件较多时，元件之间的距离就会较小，如图 4所示，第一透镜组件500与第二透镜组件600之间的距离较小，连接第二透镜组件600的第二光纤带800需要穿过第一透镜组件500的上表面以连接光纤接口，如此易导致第二光纤带800过度弯折，已造成折损。为了解决这一问题，本示例中，第一透镜组件500的上表面具有斜面501，连接第二透镜组件600的第二光纤带800通过斜面501以穿过第一透镜组件500的上表面，如此给第二光纤带800预留了一定的空间，可减缓第二光纤带800的上升幅度，减小第二光纤带800的弯折。

本示例中，斜面501可整体为斜面，该斜面连接第一透镜组件500的尾部侧面与上表面，连接第二透镜组件600的第二光纤带800通过该斜面501缓慢上升穿过第一透镜组件500的上表面，避免了第二光纤带800过度弯折以穿过第一透镜组件500的上表面。

本示例中，斜面501也可包括水平底面与斜底面，斜底面分别连接水平底面与第一透镜组件500的上表面，即第一透镜组件500的斜面501靠近第二透镜组件600的一端为水平底面，其深度以与第二光纤带800伸出水平方向为基准附件，保证第二光纤带800平缓过渡至第一透镜组件500的斜面501上。之后，第二光纤带800经过水平底面后，经由斜底面到达第一透镜组件500的上表面，斜底面可吻合第二光纤带800稳步上升的趋势。可选的，为吻合第二光纤带高度上升的趋势，斜底面的角度范围为20°-70°。

为保证第二光纤带800完全落在斜面501上，斜面501的宽度要宽于第二光纤带800本身的宽度，一般要求其宽度大于3.5mm即可。

同时为避免光纤带公差问题引起光纤带上供厉害，或者往两边散开脱离斜面，可在斜面上设置软套管，软套管背向斜面501的一侧设有开槽，开槽的尺寸大于光纤带的直径，以使光纤带能通过该开槽套在软套管内，即固定光纤带不乱动。也可用一个软细套管将光纤带套起来，然后用胶将软管粘在斜面501上，即固定光纤带不乱动，又不会对光纤带产生外力破坏。

该斜面501可以呈凹槽状，第二光纤带800位于该斜面501上，相当于第二光纤带800 落在一凹槽内，将第二光纤带800保护起来，以避免上壳体100与下壳体200组装时压到第二光纤带800，解决了光纤带易被压断的问题。

如图5、图6所示，以第一透镜组件500为例，第一透镜组件500包括用于光模块外部光纤插入的第一光纤接口504与第二光纤接口505，第一透镜组件500的下表面形成开放结构的腔体，该开放结构的腔体与电路板300结合形成密封光芯片的腔体。

第一透镜组件500靠近凹槽506处设有第一光纤接口504与第二光纤接口505，第一光纤接口504与第二光纤接口505用于连接第一光纤带700，固定第一光纤带700的连接件507 嵌在第一透镜组件500上，使得第一光纤带700插入第一光纤接口504与第二光纤接口505 内。光发射芯片302发射的光在凹槽506的底面反射后，其出光方向与凹槽506平行，之后通过第一光纤接口504进入第一光纤带700内，再由第一光纤带700传输至外部光纤中；来自外部光纤的光经由第一光纤带700、第二光纤接口505进入第一透镜组件500，经由凹槽506的底面反射后，其入光方向与电路板300垂直，进入光接收芯片304。

本示例中，第一透镜组件500为注塑件，其尾部设置的斜面501上具有注塑口502，通过该注塑口将胶水注入模具中，形成第一透镜组件500。一般注塑口502的中心轴线与第一透镜组件500的中心轴线相重合，以符合对称，保证精密尺寸。

为了有一定的流动肉厚以保证液体流动过去，注塑口502对应的部分要下陷保证肉厚，这样透镜组件的内壁距离电路板300的间距就会偏小，而第一透镜组件500的下表面与电路板300的上表面使用胶水粘接，电路板300上的光芯片位于第一透镜组件500下表面的开口腔体内，当第一透镜组件500四周点胶固定在电路板300上时，胶水会溢到第一透镜组件500 下表面的腔体508内，溢出的胶水会顺着电路板300和第一透镜组件500的腔体壁形成的毛细现象流到光芯片上，影响光芯片的功能。

为了解决这一问题，如图7、图8所示，将腔体508的侧壁与腔体508的底面之间的衔接处设置为锐角结构，且腔体508的侧壁与电路板300上表面的高度大于腔体508的底面与电路板300上表面的高度，即在腔体508的侧壁与腔体508的底面之间的衔接处设置一沟槽503，该沟槽503可将胶水的毛细现象打断，避免溢出的胶水流到腔体508内的光芯片上。

本示例中，除了在腔体508的侧壁与腔体508的底面之间的衔接处设置沟槽503外，还将注塑口502的位置尽量上提，只要放置光纤带的斜面501能够满足光纤爬坡所需要的空间即可，这样就可以尽量将第一透镜组件500的下凹面拉高，保证第一透镜组件500的斜面501 与腔体508之间的壁厚，避免了下陷斜面导致第一透镜组件500的壁太薄，厚薄比差距过大，注塑加工时模流分布不均匀。

本申请实施例提供的光模块包括电路板、第一透镜组件、第二透镜组件及光纤接口，其中，第一透镜组件与第二透镜组件分别位于电路板的同侧表面，第一透镜组件通过第一光纤带与光纤接口连接，第二透镜组件通过第二光纤带与光纤接口连接，光纤接口与外部光纤连接，为避免连接透镜组件的光纤带弯折过很，第一透镜组件的上表面上具有斜面，第二光纤带通过该斜面穿过第一透镜组件的上表面，给第二光纤带预留了一定的空间，以吻合光纤带稳步上升的趋势，减缓了光纤带上升幅度，减小了光纤带的弯折，如图9所示，如此设计，即使两个透镜组件之间的间距过小，光纤带也不会出现弯折过很而折断的问题同时，光纤带可落在斜面所在的凹槽内，将光纤带保护起来，避免上下壳体组装时压到光纤带。如此设计，可大大节省光模块内部空间，可在光模块内布置更多的元件，提高光模块的速率。

需要说明的是，在本说明书中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的电路结构、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种电路结构、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，有语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的电路结构、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里实用新型的公开后，将容易想到本申请的其他实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由权利要求的内容指出。

以上所述的本申请实施方式并不构成对本申请保护范围的限定。

Claims (10)

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板、第一光芯片、第二光芯片、第一透镜组件、第二透镜组件及光纤接口，其中，

所述第一透镜组件与所述第二透镜组件分别位于所述电路板的同侧表面；

所述第一透镜组件罩扣在所述第一光芯片上方，所述第二透镜组件罩扣在所述第二光芯片上方；

所述第一透镜组件通过第一光纤带与所述光纤接口连接，所述第二透镜组件通过第二光纤带与所述光纤接口连接；

所述第一透镜组件的上表面具有斜面及凹槽，所述第二光纤带通过所述斜面以穿过所述第一透镜组件的上表面，所述凹槽底面形成光反射面。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件的下表面具有半开放的腔体，所述腔体侧壁与所述腔体底面之间的衔接处形成锐角结构。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件的下表面具有半开放的腔体，所述腔体包括相互衔接的侧壁及底面，所述侧壁与所述电路板上表面的高度，大于所述底面与所述电路板上表面的高度。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件的下表面与所述电路板的上表面使用胶水粘接。

5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜组件为注塑件，所述第一透镜组件的斜面具有注塑口。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述注塑口中心轴线与所述第一透镜组件的中心轴线相重合。

7.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述斜面包括水平底面与斜底面，所述斜底面分别连接所述水平底面与所述第一透镜组件的上表面。

8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述斜面的宽度大于3.5mm。

9.根据权利要求8所述的光模块，其特征在于，所述斜面的角度范围为20°-70°。

10.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述斜面上设有软套管，所述软套管背向所述斜面的一侧设有开槽，所述开槽的尺寸大于光纤带的直径。

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