TW201426078A - 光耦合透鏡及光通訊模組 - Google Patents

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Abstract

一種光耦合透鏡，用來使光訊號在光電單元與光纖之間耦合，所述光耦合透鏡包括支撐單元和透鏡單元，支撐單元用來支撐透鏡單元，所述支撐單元具有第一卡合部和第二卡合部，所述第二卡合部位於第一卡合部的一端且基本垂直第一卡合部，所述第二卡合部的中間具有開口，所述透鏡單元具有第一結合部和第二結合部，所述第二結合部上對應開口具有凸塊，所述第一結合部與第一卡合部、所述第二結合部與第二卡合部以及所述凸塊與所述開口之配合使所述透鏡單元固定於所述支撐單元上。本發明還提供一種具有所述光耦合透鏡之光通訊模組。

Description

光耦合透鏡及光通訊模組
本發明關於一種光耦合透鏡及光通訊模組。
傳統之光通訊模組（包括光發射端、光耦合透鏡和光接收端）於製程上皆採用被動式封裝，由於被動式封裝無法直接透過顯微鏡觀察光耦合透鏡與光發射端或光接收端對位之情況，使得點膠固化後之光發射端、光耦合透鏡和光接收端之間只相對位置存在偏差，此對位偏差會使光通訊模組的耦合效率降低。
有鑑於此，有必要提供一種光訊號耦合率高的光耦合透鏡及光通訊模組。
一種光耦合透鏡，用來使光訊號在光電單元與光纖之間耦合，所述光耦合透鏡包括支撐單元和透鏡單元，所述支撐單元用來支撐所述透鏡單元，所述支撐單元具有第一卡合部和第二卡合部，所述第二卡合部位於所述第一卡合部的一端且基本垂直所述第一卡合部，所述第二卡合部的中間具有開口，所述透鏡單元具有第一結合部和第二結合部，所述第二結合部上對應所述開口具有凸塊，所述第一結合部與所述第一卡合部、所述第二結合部與所述第二卡合部以及所述凸塊與所述開口之配合使所述透鏡單元固定於所述支撐單元上。
一種光通訊模組，包括上述光耦合透鏡。
相較於先前技術，本實施例的光耦合透鏡及光通訊模組藉助支撐單元來校正光電單元與透鏡單元之間的對位狀態，當設置有光電單元之承載板、支撐單元與透鏡單元三者連接為一體時，光訊號從光電單元/光纖經過透鏡單元抵達光纖/光電單元，此時，光電單元、支撐單元和透鏡單元無對位誤差，光訊號的傳輸可達理想之耦合效率。
下面將結合附圖對本發明實施例作進一步詳細說明。
請參閱圖1、圖2、圖3及圖4所示，本發明實施例提供的光通訊模組100包括承載板10、發光元件21、光電檢測器22、支撐單元30、透鏡單元40和光纖50。
其中，發光元件21和光電檢測器22合稱光電元件，支撐單元30和透鏡單元40之組合被稱為光耦合透鏡200，支撐單元30固定在承載板10，支撐單元30用來支撐並固定透鏡單元40以使透鏡單元40與光電單元、光纖50對位以實現光耦合。
承載板10用來承載發光元件21和光電檢測器22，當然，也可以一並提供電能使發光元件21和光電檢測器22工作。承載板10可以為電路板，例如，硬板或軟板。發光元件21可以為發光二極體或者鐳射二極體，優選地，發光元件21為面型發光元件。
光耦合透鏡200中之支撐單元30包括第一卡合部31和第二卡合部32，第二卡合部32位於第一卡合部31的一端且基本垂直第一卡合部31使得支撐單元30呈現字母L的形狀，第二卡合部32的中間具有向第一卡合部31凹陷且終止於第一卡合部31的開口33，第一卡合部31在開口33的兩側分別具有第一通孔34和第二通孔35，第一通孔34對應承載板10的位置設置有發光元件21，第二通孔35對應承載板10的位置設置有光電檢測器22。
透鏡單元40為透光材質製成，包括第一結合部41、第二結合部42和凸塊43，凸塊43位於第二結合部42的中間位置且對應支撐單元30上的開口33。第一結合部41與第一卡合部31相卡合、第二結合部42與第二卡合部32相卡合以及凸塊43伸入開口33中以使透鏡單元40固定於支撐單元30上。第一結合部41對應第一通孔34的位置具有第一透鏡410、對應第二通孔35的位置具有第二透鏡420，從而使得發光元件21發出的光線穿過第一通孔34入射到第一透鏡410、從第二透鏡420出射的光穿過第二通孔35入射到光電檢測器22上。第一透鏡410的光軸與第二透鏡420的光軸相互平行且基本垂直承載板10。
透鏡單元40還具有一個反射面44、第三透鏡430和第四透鏡440，第三透鏡430和第四透鏡440的光軸相互平行且基本平行承載板10，且第一透鏡410的光軸與第三透鏡430的光軸垂直相交於反射面44上以及第二透鏡420的光軸與第四透鏡440的光軸垂直相交於反射面44上。發光元件21發出的光線穿過第一通孔34經第一透鏡410出射後入射到反射面44上，被反射面44反射後進入第三透鏡430，從第三透鏡430出射後耦合進入光纖50；同理，從光纖50出射的光線經第四透鏡440進入透鏡單元40中並入射到反射面44上，被反射面44反射後依次經過第二透鏡420和第二通孔35被設置在承載板10上光電檢測器22所接收。反射面44與第一透鏡410、第二透鏡420、第三透鏡430以及第四透鏡440的光軸之間均具有45度的夾角。
優選地，爲了使透鏡單元40穩固地固定在支撐單元30上，可以在第一結合部41與第一卡合部31以及第二結合部42與第二卡合部32之間塗布膠水或膠帶等黏性物質。
於組裝光通訊模組100時，先將支撐單元30置於承載板10上並使發光元件21和光電檢測器22分別位於第一通孔34和第二通孔35內，藉助顯微鏡或放大鏡等工具檢測發光元件21和光電檢測器22是否分別位於第一通孔34和第二通孔35的中心線上，調整支撐單元30的位置直至發光元件21和光電檢測器22分別位於第一通孔34和第二通孔35的中心線上，此時於承載板10上作對位標記。然後，將透鏡單元40的第一結合部41朝向第一卡合部31並使凸塊43伸入開口33中，從第一通孔34和第二通孔35處藉助顯微鏡或放大鏡等工具判斷第一透鏡410與第一通孔34的關係以及第二透鏡420與第二通孔35的關係，直至第一透鏡410的中心軸位於第一通孔34的中心線上以及第二透鏡420的中心軸位於第二通孔35的中心線上，藉助點膠等方式將透鏡單元40與支撐單元30加以固定。最後，根據承載板10上的對位標記，將支撐單元30置於承載板10上，另外，可採用點膠等方式將支撐單元30固定於承載板10上。
由上述組裝過程可知，光耦合透鏡200藉助支撐單元30來校正光電單元與透鏡單元40之間的對位狀態，當設置有光電單元的承載板10、支撐單元30和透鏡單元40三者鏈接為一體時，光訊號從發光元件21發出經過透鏡單元40抵達光纖50，此時，發光元件21的中心光線、支撐單元30的第一通孔34的中心軸和透鏡單元40的第一透鏡410的光軸位於同一條直線上，或從光纖50出射的光訊號進過透鏡單元40被光電檢測器22接收，此時，第二透鏡420的光軸、第二通孔35的中心軸和光電檢測器22的中心光線位於同一條直線上，無對位誤差，光訊號的傳輸可達理想之耦合效率。
綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士爰依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。
100．．．光通訊模組
200．．．光耦合透鏡
10．．．承載板
21．．．發光元件
22．．．光電檢測器
30．．．支撐單元
31．．．第一卡合部
32．．．第二卡合部
33．．．開口
34．．．第一通孔
35．．．第二通孔
40．．．透鏡單元
41．．．第一結合部
42．．．第二結合部
43．．．凸塊
44．．．反射面
410．．．第一透鏡
420．．．第二透鏡
430．．．第三透鏡
440．．．第四透鏡
50．．．光纖
圖1是本發明實施例光通訊模組的示意圖。
圖2是本發明實施例光通訊模組中光耦合透鏡的分解示意圖。
圖3是本發明實施例光通訊模組中光耦合透鏡的另一角度的分解示意圖。
圖4是本發明實施例光通訊模組的光路示意圖。
200．．．光耦合透鏡
30．．．支撐單元
31．．．第一卡合部
32．．．第二卡合部
33．．．開口
34．．．第一通孔
35．．．第二通孔
40．．．透鏡單元
41．．．第一結合部
42．．．第二結合部
43．．．凸塊
44．．．反射面
410．．．第一透鏡
420．．．第二透鏡
430．．．第三透鏡
440．．．第四透鏡

Claims (10)

  1. 一種光耦合透鏡，用來使光訊號在光電單元與光纖之間耦合，所述光耦合透鏡包括支撐單元和透鏡單元，所述支撐單元用來支撐所述透鏡單元，所述支撐單元具有第一卡合部和第二卡合部，所述第二卡合部位於所述第一卡合部的一端且基本垂直所述第一卡合部，所述第二卡合部的中間具有開口，所述透鏡單元具有第一結合部和第二結合部，所述第二結合部上對應所述開口具有凸塊，所述第一結合部與所述第一卡合部、所述第二結合部與所述第二卡合部以及所述凸塊與所述開口之配合使所述透鏡單元固定於所述支撐單元上。
  2. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，所述第一卡合部上具有位於所述開口兩側的第一通孔和第二通孔，所述第一結合部對應所述第一通孔和第二通孔的位置分別具有第一透鏡和第二透鏡。
  3. 如請求項2所述的光耦合透鏡，其中，所述透鏡單元進一步具有反射面、第三透鏡和第四透鏡，所述反射面用來將從所述第一透鏡出射的光線反射至所述第三透鏡以及將從所述第二透鏡出射的光線反射至所述第四透鏡。
  4. 如請求項3所述的光耦合透鏡，其中，所述反射面與所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡的光軸之間均具有45度的夾角。
  5. 如請求項1-4任一所述的光耦合透鏡，其中，所述第一卡合部與第一結合部以及所述第二卡合部與所述第二結合部之間塗布有膠水。
  6. 一種光通訊模組，包括用於光電單元、承載板、光耦合透鏡和光纖，所述光電單元位於所述承載板上，所述光耦合透鏡用來使光訊號在所述光電單元與所述光纖之間進行耦合，所述光耦合透鏡包括支撐單元和透鏡單元，所述支撐單元用來支撐所述透鏡單元，所述支撐單元具有第一卡合部和第二卡合部，所述第二卡合部位於所述第一卡合部的一端且基本垂直所述第一卡合部，所述第二卡合部的中間具有開口，所述透鏡單元具有第一結合部和第二結合部，所述第二結合部上對應所述開口具有凸塊，所述第一結合部與所述第一卡合部、所述第二結合部與所述第二卡合部以及所述凸塊與所述開口之配合使所述透鏡單元固定於所述支撐單元上。
  7. 如請求項6所述的光通訊模組，其中，所述第一卡合部上具有位於所述開口兩側的第一通孔和第二通孔，所述第一結合部對應所述第一通孔和第二通孔的位置分別具有第一透鏡和第二透鏡。
  8. 如請求項7所述的光通訊模組，其中，所述透鏡單元進一步具有反射面、第三透鏡和第四透鏡，所述反射面用來將從所述第一透鏡出射的光線反射至所述第三透鏡以及將從所述第二透鏡出射的光線反射至所述第四透鏡。
  9. 如請求項8所述的光通訊模組，其中，所述反射面與所述第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡以及第四透鏡的光軸之間均具有45度的夾角。
  10. 如請求項6-9任一所述的光通訊模組，其中，所述第一卡合部與第一結合部以及所述第二卡合部與所述第二結合部之間塗布有膠水。
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