TW201331657A - 光學次組裝模組及中間光學機構 - Google Patents

Abstract

一種光學次組裝模組包含一光纖，用以傳送光學訊號；一發射器；一接收器；以及一中間光學機構，光耦合於光纖、發射器及接收器。中間光學機構具有光纖端介面，用以自該光纖接收光學訊號，或輸出由該發射器發出的光學訊號至該光纖；一發射端介面，用以自該發射器接收光學訊號；一接收端介面，用以自光纖輸出光學訊號至該接收器；一濾光介面，設置於該中間光學機構內部，以由該發射器傳輸光學訊號至該光纖，或由該光纖傳輸光學訊號至該接收器；光纖端介面、發射端介面及接收端介面分別為一體成形結構的一部分，且濾光介面為該一體成形結構的一部分或為一獨立的濾光片。

Description

光學次組裝模組及中間光學機構

本發明有關於光學裝置，特別是關於一種光學次組裝模組及一種中間光學機構。

由於資料傳輸量的需求持續增加，光通訊技術無疑地成為現有通訊網路的主要骨幹。光通訊技術發展之初，主要是應用於長距離傳輸，用以在城市之間或跨國傳送龐大的資料。但是近來光通訊技術也逐漸被導入辦公場所或家庭中使用。目前有越來越多的消費性電子產品採用光通訊技術，以滿足近距離內的大檔案傳輸需求，例如傳送影音檔案，藉以確保高傳輸速率、較佳的訊號品質以及良好的抗電磁干擾特性。然而，由於光通訊產品需要用到各式透鏡以進行光纖或接收器之間的光耦合，且光耦合過程必須達成精準定位，以使光學訊號在正確路徑上傳輸，因而使得光通訊產品的成本仍居高不下。更進一步而言，光學通訊裝置中至少會包含一個透鏡及其他的光學元件，例如濾光片(或稱光束分歧器)，前述元件本身的成本已經居高不下，而後續高難度的組裝、定位、調整更進一步提高光通訊裝置的生產成本。因此，對於本技術領域的相關技術人員而言，低成本且結構簡單的光通訊裝置，成為一種強烈的需求。

為了解決上述問題，本發明提出一種光學次組裝模組及一種中間光學機構，具有生產成本相對低廉且結構簡單之特性。

本發明揭露一種光學次組裝模組，用以進行光學訊號傳輸。所述光學次組裝模組包含：一光纖，用以傳送光學訊號；一發射器，用以產生光學訊號；一接收器，用以接收及處理光學訊號；以及一中間光學機構，光耦合於前述光 纖、發射器及接收器。所述中間光學機構具有：一光纖端介面，為該中間光學機構之外部的第一部分，用以自該光纖接收光學訊號，或輸出由該發射器發出的光學訊號至該光纖；一發射端介面，為該中間光學機構之外部的第二部分，用以自該發射器接收光學訊號；一接收端介面，為該中間光學機構之外部的第三部分，用以自光纖輸出光學訊號至該接收器；以及一濾光介面，設置於該中間光學機構內部，用以作為一濾光裝置，以由該發射器傳輸光學訊號至該光纖，並由該光纖傳輸光學訊號至該接收器此外，其中前述光纖端介面、發射端介面及接收端介面之中至少有一個用以作為一透鏡，以折射光線，光纖端介面、發射端介面及接收端介面分別為一體成形結構的一部分，且濾光介面為一體成形結構的一部分或為一獨立的濾光片。

於本發明一實施例中，光學次組裝模組的中間光學機構內部包含一空間，用以設置濾光介面。該空間可為三角形或其他實質上不會降低濾光效果的形狀，且濾光介面可為該空間的一內壁，或一設置於該空間的獨立濾光片，用以透射光學訊號或改變光學訊號的路徑。

於本發明另一實施例中，濾光介面包含一相對於一水平面傾斜之斜面或一曲面，用以透射、折射或反射光學訊號。

於本發明一實施例中，中間光學機構由玻璃或塑膠製成，以形成前述的一體成形結構。

於本發明一實施例中，中間光學機構之部分或全部表面披覆一薄膜，用以增強光學訊號的傳輸效果。同樣地，濾光介面之部分或全部表面披覆一薄膜，用以增強光學傳輸特性。

於本發明一實施例中，光學次組裝模組更包含一或複數個附加接收器、一或複數個附加發射器以及一或複數個附加濾光介面，用以傳輸更多個光學訊號。

本發明更揭露一種中間光學機構，，光耦合於一光纖、一發射器及一接收器。所述中間光學機構包含：一光纖端介面，為該中間光學機構之外部的第一部分，用以自光纖接收光學訊號，或輸出由發射器發出的光學訊號至光纖；一發射端介面，為中間光學機構之外部的第二部分，用以自發射器接收光學訊號；一接收端介面，為該中間光學機構之外部的第三部分，用以自光纖輸出光學訊號至接收器；以及一濾光介面，設置於中間光學機構內部，用以作為一濾光裝置，以由發射器傳輸光學訊號至光纖，並由該光纖傳輸光學訊號至該接收器；其中，光纖端介面、發射端介面及接收端介面之中至少有一個用以作為一透鏡，光纖端介面、發射端介面及接收端介面分別為一體成形結構的一部分，且濾光介面為一體成形結構的一部分或為一獨立的濾光片。

有關本發明的特徵、實作與功效，茲配合圖式作較佳實施例詳細說明如下

1、203、802‧‧‧光纖

2‧‧‧塑膠基座

3、33‧‧‧光學機構

4、7‧‧‧凹槽

5‧‧‧導引槽

6‧‧‧定位部

8‧‧‧導引槽

11、12‧‧‧接合點

31‧‧‧定位部

32、112‧‧‧基板

33a、33b‧‧‧透鏡

33c‧‧‧插座

34、35‧‧‧殻體

100‧‧‧作動電路裝置

101‧‧‧光學裝置

102‧‧‧積體電路晶片

103~107‧‧‧導電層

108‧‧‧被動元件

109~111‧‧‧導線

200、300、400‧‧‧光耦合系統

210、310、410‧‧‧光學機構

201、501‧‧‧基板

202、504、505、634‧‧‧雷射光

204‧‧‧光發射器

211、412、511‧‧‧平坦介面

212、311、312、411、612‧‧‧透鏡

500、600‧‧‧雙向光學系統

502‧‧‧光學作動發射裝置

503‧‧‧光學作動接收裝置

510‧‧‧光學發射機構

512、523、622、632‧‧‧透鏡

520‧‧‧光學接收機構

521、621、631‧‧‧濾光片

610‧‧‧光學接收機構

611‧‧‧平坦鏡面

620‧‧‧光學發射機構

630‧‧‧光學接收機構

700‧‧‧三向光學系統

800‧‧‧光學次組裝模組

803‧‧‧發射器

804、810‧‧‧接收器

805‧‧‧中間光學機構

806‧‧‧雷射二極體

807、809、818‧‧‧介面

808、817‧‧‧光二極體

811‧‧‧光纖端介面

812、816‧‧‧接收端介面

813‧‧‧發射端介面

814、815‧‧‧濾光介面

820‧‧‧殻體

850、860‧‧‧內部空間

900‧‧‧三向光學次組裝模組

第1圖為本發明之一作動電路裝置。

第2圖為本發明之一光耦合系統。

第3圖為本發明之另一光耦合系統。

第4圖為本發明又一光耦合系統。

第5圖為本發明之雙向光學系統。

第5圖為本發明另一雙向光學系統。

第7圖為本發明之一三向光學系統。

第8a圖為本發明之一光學次組裝模組。

第8b圖為第8a圖之爆炸圖。

第9a圖為本發明之三向光學次組裝模組。

第9b圖為第9a圖之爆炸圖。

第10圖揭示第2-7圖中，光發射與接收之光學機構。

第11圖揭示光纖固定於一塑膠基板。

第12圖揭示塑膠基板與光學機構之結合。

第13圖揭示光學機構之組裝。

第14圖為本發明之一光纖通訊模組。

以下說明內容之技術用語係參照本技術領域之習慣用語，如本說明書對部分用語有加以說明或定義，該部分用語之解釋係以本說明書之說明或定義為準。另外，本說明書所提及之介係詞用語「上」、「下」、「於」等，在實施為可能的前提下，涵義可包含直接或間接地在某物或某參考對象之「上」、「下」，以及直接或間接地「於」某物或某參考對象，所謂「間接」係指其間尚有中間物或物理空間之存在；當提及「鄰近」、「之間」等用語時，在實施為可能的前提下，涵義可包含兩物或兩參考對象間存在其它中間物或空間，以及不存在其它中間物或空間。此外，圖示之所示元件之形狀、尺寸、比例等僅為示意，說明書中敘述之參數與製程能力有關，係供本技術領域具有通常知識者瞭解本發明之用，而非對本發明之實施範圍加以限制。

本發明所揭露的複數個光學裝置，具有一種光學次組裝模組以及一種應用於光學次組裝模組之中間光學機構。由於所述之複數個光學裝置中的若干元件，係為本技術領域中具有通常知識者所習知，因此若不涉及本發明之技術特徵，將不予贅述。

通常一個光纖發射及接收裝置包括了一光耦合機構以及一作動電路。第1圖為本發明之一作動電路裝置100，係為一發射器或一接收器。第2圖至第7圖為本發明之光纖收發系統，結合了光耦合機構以及作動電路100。本發明之設計降低了光學上進行次組裝之複雜度，並提升了光耦合的效率。第10圖至第13圖說明了本發明所揭露之部份元件之組裝程序。另外，第8a圖以及第9a圖所示之光學次組裝模組中，使用了包含透鏡 設計的中間光學機構。

作動電路100包括光學裝置101、積體電路晶片102、導電層103、104、105、106、107、被動元件108、導線109、110、111，以及一基板112。其中光學裝置101係為一雷射二極體或一光偵測二極體，並銲接於導電層103。積體電路晶片102係為一雷射驅動級或一放大器，並銲接於導電層104。光學裝置101藉由導線111與積體電路晶片102相連接。另外，積體電路晶片102之輸入端以及輸出端則藉由導線105與導電層104相連接。

第2圖至第4圖分別描述了光耦合系統200、300、400，係為一光發射器或一光接收器，且包括了作動電路100以及一光學機構。光學機構210、310、410的材質可以是塑膠或是玻璃等材料。

第2圖為本發明之一光耦合系統200。其中光學機構210包括平坦介面211以及透鏡212。透鏡212之表面披覆一薄膜，以使雷射光於其表面上產生全反射之現象；透鏡212亦可在設計上利用其表面兩側介質折射率之差異，使雷射光於其表面上反射。以發射器的應用為例，光學裝置204係為一光發射器，並具有雷射二極體，驅動級積體電路以及其他元件。光學機構210以及光學裝置204設置於基板201之上。雷射二極體射出雷射光202用以傳送資料、影片內容或其他訊號。雷射光202由雷射二極體射出後，通過平坦介面211，並進入光學機構210，經由透鏡212的反射後，最後聚焦於光纖203之上。另一方面，以接收器的應用為例，光學裝置204係為一光接收器，並具有光偵測二極體，放大器積體電路以及其他元件。來自光纖203之雷射光202射入光學機構210，經由透鏡212反射後，雷射光202聚焦於光偵測二極體之上，並藉由放大器積體電路轉換為電子訊號。

第3圖為本發明之另一光耦合系統300。其中光學機構310包括透鏡311以及透鏡312。透鏡312之表面披覆一薄膜，以使雷射光於其表面上產生全反射之現象；透鏡312亦可在設計上利用其表面兩側介質折射率之差異，使雷射光於其表面上反射。以發射器的應用為例，光學裝置204係為一光發射器，並具有雷射二極體，驅動級積體電路以及其他元件。光學機構310以及光學裝置204設置於基板201之上。雷射二極體射出雷射光202用以傳送資料、影片內容或其他訊號。雷射光202由雷射二極體射出 後，通過透鏡311，並進入光學機構310，經由透鏡312的反射後，最後聚焦於光纖203之上。另一方面，以接收器的應用為例，光學裝置204係為一光接收器，並具有光偵測二極體，放大器積體電路以及其他元件。來自光纖203之雷射光202射入光學機構310，經由透鏡312反射後，雷射光202聚焦於光偵測二極體之上，並藉由放大器積體電路轉換為電子訊號。

第4圖為本發明之又一光耦合系統400。其中光學機構410包括透鏡411以及平坦鏡面412。平坦鏡面412之表面披覆一薄膜，以使雷射光於其表面上產生全反射之現象；平坦鏡面412亦可在設計上利用其表面兩側介質折射率之差異，使雷射光於其表面上反射。以發射器的應用為例，光學裝置204係為一光發射器，並具有雷射二極體，驅動級積體電路以及其他元件。光學機構410以及光學裝置204設置於基板201之上。雷射二極體射出雷射光202用以傳送資料、影片內容或其他訊號。雷射光202由雷射二極體射出後，通過透鏡411，並進入光學機構410，經由平坦鏡面412的反射後，最後聚焦於光纖203之上。另一方面，以接收器的應用為例，光學裝置204係為一光接收器，並具有光偵測二極體，放大器積體電路以及其他元件。來自光纖203之雷射光202射入光學機構410，經由平坦鏡面412反射後，雷射光202聚焦於光偵測二極體之上，並藉由放大器積體電路轉換為電子訊號。

第5圖為本發明之一雙向光學系統500，包括一發射裝置以及一接收裝置。其中接收裝置距離光纖203較近，而發射裝置則距離光纖203較遠。發射裝置包括光學發射機構510，以及光學作動發射裝置502，係設置於一基板501之上。光學作動發射裝置502包括雷射二極體以及雷射驅動級電路。光學發射機構510包括平坦鏡面511以及透鏡512，其中平坦鏡面511能使具有第一波長之雷射光504於其表面形成反射。平坦鏡面511係為一塗覆於光學發射機構510表面之反射層，或為一貼覆於光學發射機構510表面之反射鏡面，其係利用表面兩側介質折射率之差異，使雷射光504於其表面上反射。

接收裝置包括光學接收機構520，以及光學作動接收裝置503。其中光學作動接收裝置503包括光偵測器以及放大器電路。電射二極體負責發射具有第一波長之雷射光504，而光偵測器則是負責從光纖203接 收具有第二波長之雷射光505。第一波長與第二波長並不相同。光學接收機構520包括透鏡523以及濾光片521。具有第二波長之雷射光505於濾光片521中形成全反射，而具有第一波長之雷射光504則能直接穿透濾光片521。具有第一波長之雷射光504經由透鏡512以及平坦鏡面511聚焦，並穿透濾光片521，最後射入光纖203之中。而具有第二波長之雷射光505則由光纖203出發，經由濾光片521之反射後，最後由光偵測器接收並轉換為電子訊號。

第6圖為本發明之另一雙向光學系統600，包括一發射裝置以及一接收裝置。其中接收裝置距離光纖203較遠，而發射裝置則距離光纖203較近。發射裝置包括光學發射機構620，以及光學作動發射裝置502。光學作動發射裝置502包括雷射二極體以及雷射驅動級電路。光學發射機構620包括濾光片621以及透鏡622，而具有第二波長之雷射光505能直接穿透濾光片621，而具有第一波長之雷射光504則於濾光片621中形成全反射。電射二極體負責發射具有第一波長之雷射光504，而光偵測器則是負責從光纖203接收具有第二波長之雷射光505。第一波長與第二波長並不相同。濾光片621係為一塗覆於光學發射機構620表面之反射層，或為一貼覆於光學發射機構620表面之反射鏡面。

接收裝置包括光學接收機構620，以及光學作動接收裝置503。其中光學作動接收裝置503包括光偵測器以及放大器電路。光學接收機構610包括透鏡612以及平坦鏡面611。其中平坦鏡面611能使具有第二波長之雷射光505於其表面形成反射。平坦鏡面611係為一塗覆於光學接收機構610表面之反射層，或為一貼覆於光學接收機構610表面之反射鏡面。具有第二波長之雷射光505由光纖203出發，經由平坦鏡面611之反射，並以透鏡612聚焦，最後由光偵測器接收並轉換為電子訊號。

第7圖為本發明之一三向光學系統700，包括一組傳輸裝置以及兩組接收裝置。三向光學系統700之設計係衍生於雙向光學系統500、600，並附加一組接收裝置而得。其中附加之接收裝置包括光學接收機構630以及光學作動接收裝置503。三向光學系統700能同時處理分別具有第一波長、第二波長以及第三波長的雷射光504、505、634之發射與接收。光學接收機構630包括透鏡632以及濾光片631，而具有第三波長之雷射光634於 濾光片631中形成反射，且具有第二波長之雷射光505則能直接穿透濾光片631。濾光片631係為一塗覆於光學接收機構630表面之反射層，或為一貼覆於光學接收機構630表面之反射鏡面。具有第三波長的雷射光634由光纖203出發，並經由濾光片631以及透鏡632，最後聚焦於光學作動接收裝置503並轉換為電子訊號。

請參考第8a圖以及第8b圖。第8a圖為本發明之一光學次組裝模組800。第8b圖則為第8a圖之爆炸圖。如圖所示，光學次組裝模組800包括光纖802、發射器803、接收器804，以及中間光學機構805。其中光纖802用以傳送遠端或近端之一光學訊號。發射器803係利用一光源，例如雷射二極體806，以產生光學訊號。接收器804係利用一光偵測器，例如光二極體808，以接收光學訊號。中間光學機構805則用以分別光耦合於光纖802、發射器803以及接收器804。光纖802能傳送來自於遠端之具有第一波長之光學訊號，並經由中間光學機構805到達接收器804。光纖802亦能傳送由發射器803產生，並經由中間光學機構805到達光纖802之具有第二波長之光學訊號至遠端。其中第一波長以及第二波長可以相同或不同。發射器803可以晶體管外形罐(Transistor-Outline CAN,TO-CAN)或其他方式加以封裝。發射器803包括雷射二極體806以及介面807，其所產生之光學訊號係通過介面807之後射出。接收器804亦可以晶體管外形罐或其他方式加以封裝。接收器804包括光二極體808以及介面809，其中光二極體808可與一放大器集成於一積體電路中，或與一獨立之放大器元件連接以作用；而來自於光纖802之光學訊號係通過介面809以進入接收器804之中。而中間光學機構805則用以取代一個或複數個透鏡和濾光片元件，使光學次組裝模組800更為小巧精簡，並進一步節省材料成本以及定位與調整光學元件所需的組裝成本。值得注意的是，本發明所揭露之光纖802、發射器803以及接收器804皆為本領域之已知技術，熟悉此項技術的人員可以根據實際需求或最新技術的發展而變更個別元件之設計，因此若不涉及本發明之技術特徵，元件之細部結構以及技術手段將不予贅述。

請參考第8a圖以及第8b圖。如圖所示，中間光學機構805包括光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812以及濾光介面814。光纖端介面811構成中間光學機構805外表面之第一部份，其功能為光纖端 之透鏡或出入介面，用以接收來自光纖802之光學訊號或是輸出來自發射器803之光學訊號予光纖802。發射端介面813構成中間光學機構805外表面之第二部分，其功能為發射端之透鏡或出入介面，用以接收來自發射器803之光學訊號。接收端介面812構成中間光學機構805外表面之第三部分，其功能為接收端之透鏡或出入介面，用以輸出來自光纖802之光學訊號予接收器804。濾光介面814係設置於中間光學機構805之內部，用以作為一濾光裝置，其功能為將光學訊號由發射器803傳導至光纖802，以及由光纖802傳導至接收器804。其中光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812之中至少一個係為透鏡，用以折射光學訊號。光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812皆為一體成形結構之一部份，而濾光介面814可為該一體成形結構之一部份，或為一獨立之濾波器部件設置於該一體成形結構之內部。本實施例中，光纖端介面811以及發射端介面813分別包括一凸面，而接收端介面812則包括一凹面。所述之凸面以及凹面可以是球面或是非球面，係用以集中光學訊號，或是將光學訊號導引至正確之方向。然而根據不同的應用狀況，在不偏離本發明概念的前提下，光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812皆可改變設計而為一平面玻璃之結構。更進一步說明，只要光學訊號在發射與接收上的精確度是可以被接受的，本領域中具通常知識者，在不偏離本發明概念的前提下，皆可利用習知技術適當地改變光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812的設計，使光學訊號能以正確的方式通過介面。

在本實施例中，前述包括了光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812的一體成形結構，其材質可以是玻璃材料或是塑膠材料，例如聚碳酸脂(polycarbonate，PC)或是壓克力(polymethyl methacrylate，PMMA)，並利用鑄造方式，例如射出成形製程，以形成結構。然而，其他可透光之材料或是合成物以及其他成形方式，亦可用來製造中間光學機構805。另外，中間光學機構805包括了一內部空間850用以實現濾光介面814，包括了設計由內部空間850之內壁實現濾波功能，或是於內部空間設置前述之獨立濾光片。例如內部空間850可以是三角形(如第8a圖和第8b圖所示)或是扇形結構，而濾光介面814即位於相對於一水平面傾斜之斜面或曲面，亦即位於三角形之斜邊或是扇形的曲形邊之表面；又例如內部空間 850可以是三角形、正方形、矩形、圓形、半圓形、扇形或梯形，而濾光介面814則由一設置於內部空間850之獨立濾光片實現。值得注意的是，上述舉例僅是作為說明本發明概念之用，並非用以限制本發明所涵蓋之範圍。只要在設計上，能實現由光纖802或是發射器803出發的光學訊號，進入內部空間850並經由正確路徑到達濾光介面814，再以預設路徑離開內部空間850之功能，本領域具有通常知識者，利用習知技術以及本發明所揭露之技術手段，根據應用上的實際需求而設計內部空間850之形狀構造，並利用內部空間850中之內壁或一個或一個以上的獨立濾波器來完成上述傳遞光學訊號的功能。

再者，如果濾光介面814係直接以內部空間850之內壁實現，中間光學機構805即為前述包括光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812以及濾光介面814之一體成形結構，意即本發明以單一之中間光學機構805取代複數個透鏡以及至少一組濾光片，而又同時實現了相同的功能，因此使光學次組裝模組800能更為小巧精簡，並進一步節省材料成本以及定位與調整光學元件所需的組裝成本。而即使濾光介面814係以設置於內部空間850之一獨立濾光片元件實現，其材料成本以及定位與調整光學元件所需的組裝成本仍然較習知技術更具競爭力。進一步說明，前述的獨立濾光片元件可以固定或是可調的方式設置於內部空間850之中，且中間光學機構805之部份或是全部表面，皆披覆一薄膜(圖中未示)，以加強其光學特性，例如增加中間光學機構805之表面及其週遭介質的折射率差異。同樣地，濾光介面814之部份或是全部表面，亦披覆一薄膜，以加強其光學特性，例如增加濾光介面814之表面及其週遭介質，如內部空間850所包含之空氣，其折射率差異。

本發明之另一個實施例中，在中間光學機構805進行成形製程之前，至少一組獨立濾光片元件被放置於其原始模件之中，用以在之後形成濾光介面814。接著以該原始模件進行中間光學機構805之成形製程，最後內部空間850即完全由該獨立濾光片元件所定義，並形成濾光介面814，而沒有可設置其他濾波器的空間。本發明之又另一個實施例中，中間光學機構805係由至少兩種材質所構成，而濾光介面814係利用其不同材質之接面處來實現。以上兩個實施例中，中間光學機構805之內部並無多 餘的空間形成，因此也說明了本發明之概念具有其設計上的彈性。

請參考第9a圖以及第9b圖。第9a圖為本發明之三向光學次組裝模組900，第9b圖為第9a圖之爆炸圖。與第8a圖與第8b圖中所示之雙向光學次組裝模組800比較，三向光學次組裝模組900包括一組附加的接收器810，且中間光學機構805亦據以修改設計。附加的接收器810可以晶體管外形罐或其他方式加以封裝。接收器810包括光二極體817以及介面818，其中光二極體817可與一放大器集成於一積體電路中，或與一獨立之放大器元件連接以作用；而來自於光纖802之光學訊號係通過介面818以進入接收器810之中。而據以修改之中間光學機構805包括前述之光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812以及濾光介面814以外，更進一步包括附加之接收端介面816以及濾光介面815。其中接收端介面816構成了中間光學機構805外表面之一部份，其功能為接收端之透鏡或出入介面，用以輸出來自光纖802之光學訊號予接收器810。濾光介面815係設置於中間光學機構805之內部，用以作為一濾光裝置，其功能為將光學訊號由發射器803傳導至光纖802，以及由光纖802傳導至接收器810。

在本實施例中，接收端816具有凹面，並且可以是球面或是非球面，係用以集中光學訊號，或是將光學訊號導引至正確之方向。然而根據不同的應用狀況，在不偏離本發明概念的前提下，只要光學訊號在接收上的精確度是可以被接受的，接收端816可以是一平面玻璃，或是一凸面。

在本實施例中，中間光學機構805亦包括一內部空間860，並可於其中實現前述之濾光介面814以及815，其中濾光介面815可以設計由內部空間860之另一內壁實現濾波功能，或是於內部空間860設置附加之獨立濾光片(如第9a圖所示)。濾光介面814係用以接收來自發射器803之光學訊號並輸出予光纖802，或是接收來自光纖802且穿過濾光介面815之光學訊號並重新導向予接收器804。另一方面，濾光介面815係用以接收來自發射器803且穿過濾光介面814之光學訊號並輸出予光纖802，或是接收來自光纖802之光學訊號並重新導向予接收器810。值得注意的是，上述舉例僅是作為說明本發明概念之用，並非用以限制本發明所涵蓋之範圍。只要在設計上，能實現由光纖802或是發射器803出發的光學訊號，進入內部 空間860並經由正確路徑到達濾光介面814以及815，再以預設路徑離開內部空間860之功能，本領域具有通常知識者，利用習知技術以及本發明所揭露之技術手段，根據應用上的實際需求而設計內部空間860之形狀構造，並利用內部空間860中之一面或一面以上的內壁或一個或一個以上的獨立濾波器來完成上述傳遞光學訊號的功能。

再者，如果濾光介面814以及815係直接以內部空間860之一面或一面以上的內壁實現，中間光學機構805即為包括光纖端介面811、發射端介面813、接收端介面812、816以及濾光介面814、815之一體成形結構，意即本發明以單一之中間光學機構805取代複數個透鏡以及複數個濾光片，而又同時實現了相同的功能，因此使光學次組裝模組900能更為小巧精簡，並進一步節省材料成本以及定位與調整光學元件所需的組裝成本。而即使濾光介面814、815之任一或兩者係以設置於內部空間860之獨立濾光片元件實現，其材料成本以及定位與調整光學元件所需的組裝成本仍然較習知技術更具競爭力。

本發明之另一個實施例中，光學次組裝模組800或900進一步包括了附加的一個或一個以上的接收器，用以接收來自光纖802，並通過中間光學機構805之光學訊號，其中中間光學機構805係根據應用而據以修改設計，而包括附加的一個或一個以上的接收端介面以及附加的一個或一個以上的濾光介面。本發明之又另一個實施例中，光學次組裝模組800或900進一步包括了附加的一個或一個以上的發射器，用以輸出光學訊號，並在通過另一設計之中間光學機構805後到達光纖802，其中中間光學機構805係根據應用而據以修改設計，而包括附加的一個或一個以上的發射端介面以及附加的一個或一個以上的濾光介面。以上兩個實施例之技術手段亦可被合併使用於同一設計中以實現一光學次組裝模組，具有複數個接收器、複數個發射器、以及據以擴充修改之中間光學機構。由於本段所舉實施例中之相關修改設計方法，皆可為本技術領域中具有通常知識者於前述所有實施例之說明中得知，因此在此將不予贅述。

再者，光學次組裝模組800、900更可進一步包括一殻體820，用以容置中間光學機構805並與光纖802、發射器803以及接收器804相連接，亦可進一步與接收器810連接。另外，殻體820亦可據以設計而容 置光纖802、發射器803、及/或接收器804之部份或全部結構，亦可進一步容置接收器810之部份或全部結構。亦或者，光纖802、發射器803、接收器804、810可以各自具有其獨立之外殻。本領域具有通常知識者應能根據以上之說明，選用適當之材料來製造殻體820以及上述之獨立外殻，並且能隨著光學次組裝模組800或900之變更設計，而據以修改殻體820以及上述之獨立外殻之設計。

值得注意的是，除了光學次組裝模組800以及900之外，中間光學機構805亦能被應用於其他光學裝置或系統，且由於其較精簡之結構，中間光學機構805不僅有助於節省組裝成本，亦能改善整體模組的可靠度。

第10圖揭示第2-7圖中之光學發射機構與光學接收機構。其包括光纖1、塑膠基座2、以及具有一透鏡之光學機構3。其中光纖1之末端經裁切而形成一平坦面。塑膠基座2包括凹槽4、導引槽5、以及定位部6。凹槽4係用以放置光纖1。光學機構3包括凹槽7以及導引槽8。凹槽7亦用以放置光纖1。導引槽5以及導引槽8係用以引導塑膠基座2以及光學機構3之組裝和定位。如第11圖所示，首先利用環氧樹脂(epoxy resin)將光纖1固定於塑膠基座2，且光纖1之末端應與定位部6相接觸以完成定位。

第12圖揭示塑膠基座2與光學機構3之結合。塑膠基座2延著圖中所示之x-軸方向進行結合，並在x-軸方向決定一固定位置以達到最佳化之聚焦位置，並能容忍大量生產時可能造成的定位誤差值。第13圖揭示光學機構組裝完成之示意，其係利用環氧樹脂以固定元件之間的接合面。圖中所示之接合點11以及12係為舉例說明，並不用以限制本發明之涵蓋範圍。

第14圖揭示本發明之一光纖通訊模組。與先前技術相比較，本發明之光纖通訊模組具有較小之體積。光纖通訊模組包括輸入輸出接腳31、具有光學部件以及作動電路裝置之基板32、光學機構33、以及殻體34、35。其中光學機構33具有兩組透鏡33a以及33b(在其他實施例中，透鏡33a亦可省略不用)，用以使雷射光聚焦於光學部件或是光纖之上。光學機構33更具有插座33c，可以是任一種類之光學連接器，例如LC、SC、 FC、ST等等。基板32以及光學機構33之組裝如第14圖所示。在另一實施例中，光學機構係利用第2圖至第7圖之說明中所揭露之技術手段來實現，且基板以和光學連接器平行之方向組裝。基板可以利用針腳或是金手指的方式與其他設備相接。

雖然本發明之實施例揭露如上所述，然並非用以限定本發明，任何熟習相關技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，舉凡依本發明申請範圍所述之形狀、構造、特徵及數量當可做些許之變更，因此本發明之專利保護範圍須視本說明書所附之申請專利範圍所界定者為準。

800‧‧‧光學次組裝模組

802‧‧‧光纖

803‧‧‧發射器

804、810‧‧‧接收器

805‧‧‧中間光學機構

806‧‧‧雷射二極體

807、809、818‧‧‧介面

808、817‧‧‧光二極體

811‧‧‧光纖端介面

812、816‧‧‧接收端介面

813‧‧‧發射端介面

814、815‧‧‧濾光介面

820‧‧‧殻體

850、860‧‧‧內部空間

Claims (20)

1. 一種光學次組裝模組，包含：一光纖，用以傳送光學訊號；一發射器，用以產生光學訊號；一接收器，用以接收光學訊號；以及一中間光學機構，光耦合於該光纖、該發射器及該接收器，該中間光學機構具有：一光纖端介面，為該中間光學機構之外部的第一部分，用以自該光纖接收光學訊號，或輸出由該發射器發出的光學訊號至該光纖；一發射端介面，為該中間光學機構之外部的第二部分，用以自該發射器接收光學訊號；一接收端介面，為該中間光學機構之外部的第三部分，用以自光纖輸出光學訊號至該接收器；以及一濾光介面，位於該中間光學機構內部，用以作為一濾光裝置，以由該發射器傳輸光學訊號至該光纖，並由該光纖傳輸光學訊號至該接收器；其中，該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中至少有一個用以作為一透鏡，以折射光線，該光纖端介面、該發射端介面及接收端介面分別為一體成形結構的一部分，且該濾光介面為該一體成形結構的一部分或為一獨立的濾光片。
2. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有一個用以作為平面玻璃。
3. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有一個包含一凸面，且該凸面為球面或非球面；且該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有另一個包含一凹面，且該凹面為球面或非球面。
4. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該中間光學機構內部具有一空間，用以設置該濾光介面。
5. 如請求項4所述之光學次組裝模組，其中該濾光介面包含該空間之一內壁。
6. 如請求項4所述之光學次組裝模組，其中該濾光介面為一獨立濾光片，位於該空間。
7. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該濾光介面包含一斜面，相對於一水平面傾斜，用以透射、折射或反射光學訊號。
8. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該濾光介面包含一曲面，用以透射、折射或反射光學訊號。
9. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該中間光學機構之部分或全部表面披覆一薄膜，用以增強光學特性。
10. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該濾光介面之部分或全部表面披覆一薄膜，用以增強光學特性。
11. 如請求項1所述之光學次組裝模組，其中該一體成形結構由玻璃或塑膠所製成。
12. 如請求項1所述之光學次組裝模組，更包含一或複數個附加接收器，用以透過該中間光學機構接收來自該光纖的光學訊號。
13. 如請求項12所述之光學次組裝模組，其中該中間光學機構更包含一或複數個附加濾光介面，設置於該中間光學機構內部，用以由該光纖傳輸光學訊號至該一或複數個附加接收器。
14. 如請求項1所述之光學次組裝模組，更包含一或複數個附加發射器，用以經由該中間光學機構輸出光學訊號至該光纖。
15. 如請求項14所述之光學次組裝模組，其中該中間光學機構更包含一或複數個附加濾光介面，設置於該中間光學機構內部，用以由該一或複數個附加發射器傳輸光學訊號至該光纖。
16. 如請求項1所述之光學次組裝模組，更包含：一或複數個附加接收器，用以透過該中間光學機構接收來自該光纖的光學訊號；一或複數個附加發射器，用以經由該中間光學機構輸出光學訊號至該光纖；以及一或複數個附加濾光介面，設置於該中間光學機構內部，用以由該光纖傳輸光學訊號至該一或複數個附加接收 器，並由該一或複數個附加發射器傳輸光學訊號至該光纖。
17. 如請求項1所述之光學次組裝模組，更包含一殼體，用以容置該中間光學機構，並連接該光纖、該發射器及該接收器。
18. 一種中間光學機構，光耦合於一光纖、一發射器及一接收器，包含：一光纖端介面，為該中間光學機構之外部的第一部分，用以自該光纖接收光學訊號，並輸出由該發射器發出的光學訊號至該光纖；一發射端介面，為該中間光學機構之外部的第二部分，用以自該發射器接收光學訊號；一接收端介面，為該中間光學機構之外部的第三部分，用以自光纖輸出光學訊號至該接收器；以及一濾光介面，位於該中間光學機構內部，用以作為一濾光裝置，以由該發射器傳輸光學訊號至該光纖，或由該光纖傳輸光學訊號至該接收器；其中，該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中至少有一個用以作為一透鏡，其中該光纖端介面、該發射端介面及接收端介面分別為一體成形結構的一部分，且該濾光介面為該一體成形結構的一部分或為一獨立的濾光片。
19. 如請求項18所述之中間光學機構，其中該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有一個用以作為平面玻璃。
20. 如請求項18所述之中間光學機構，其中該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有一個包含一凸面，且該光纖端介面、該發射端介面及該接收端介面之中有另一個包含一凹面。