TW201443506A - 光電轉換裝置及光纖耦合連接器 - Google Patents

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Abstract

一種光電轉換裝置，其包括電路板、收發光模組、光耦合透鏡及遮罩。收發光模組相互間隔地固設於電路板上。光耦合透鏡包括相互垂直的第一及第二光學面、與第一及第二光學面均傾斜的反射面、一一對應並分別位於第一及第二光學面上的第一及第二會聚透鏡。光耦合透鏡固設於電路板上且使第一會聚透鏡與收發光模組間隔對準。反射面用於將經第一會聚透鏡後的平行光線反射至對應的第二會聚透鏡及將經第二會聚透鏡後的平行光線反射至第一會聚透鏡。遮罩固設於電路板上，遮罩遮蔽光耦合透鏡且僅暴露第二光學面所在的一側。

Description

光電轉換裝置及光纖耦合連接器
本發明涉及一種光電轉換裝置及一種具有該光電轉換裝置的光纖耦合連接器。
光纖耦合連接器通常包括光電轉換裝置及複數光纖。其中，該光電轉換裝置包括電路板、發光模組、收光模組以及光耦合透鏡。該發光模組、該收光模組及該光耦合透鏡均固設於該電路板上，該複數光纖與該發光模組及該收光模組一一對應。該光耦合透鏡係在該發光模組與該光纖之間進行光學耦合或者該光纖與該收光模組之間進行光學耦合時將光線反射並改變90度。
該光電轉換裝置製作完成後，若還要該電路板上設置其他的電子元件，例如電容、電阻等，則需要採用安裝工具將它們安裝於電路板上。在安裝過程中，容易因為操作不當或者不小心碰傷該光耦合透鏡。
有鑒於此，有必要提供一種光電轉換裝置及一種光纖耦合連接器，其能在組裝其他電子元件至電路板上時防止光耦合透鏡被碰傷。
一種光電轉換裝置，其包括電路板、發光模組、收光模組、光耦合透鏡以及遮罩。該發光模組及該收光模組相互間隔地固設於該電路板上。該光耦合透鏡包括第一光學面、與該第一光學面垂直的第二光學面、與該第一光學面及該第二光學面均傾斜的反射面、複數第一會聚透鏡以及複數第二會聚透鏡。該複數第一會聚透鏡設置於該第一光學面上。該複數第二會聚透鏡設置於該第二光學面上且與該第一會聚透鏡一一對應。該光耦合透鏡固設於該電路板上且使該複數第一會聚透鏡與該發光模組及該收光模組間隔對準。該反射面用於將經該第一會聚透鏡後的平行光線反射至對應的第二會聚透鏡及將經該複數第二會聚透鏡後的平行光線反射至該第一會聚透鏡。該遮罩固設於該電路板上，該遮罩遮蔽該光耦合透鏡且僅暴露該第二光學面所在的一側。
一種光纖耦合連接器，其包括複數光纖以及如上所述之光電轉換裝置。每根光纖均包括光纖芯及包覆該光纖芯的包覆層。該複數光纖芯與該複數第二會聚透鏡一一對準。
相較於先前技術，本發明的光纖耦合連接器及光電轉換裝置利用該遮罩遮蔽該光耦合透鏡且僅暴露該第二光學面所在的一側，從而在組裝其他電子元件至電路板上時，該遮罩對光耦合透鏡起到保護作用，避免該光耦合透鏡被碰傷。
100．．．光纖耦合連接器
10．．．光電轉換裝置
12．．．電路板
122．．．第一表面
124．．．第二表面
14．．．發光模組
16．．．收光模組
18．．．光耦合透鏡
181．．．頂面
1812．．．第一面
1814．．．第二面
1816．．．反射面
1810．．．頂面凹槽
182．．．底面
1820．．．底面凹槽
1822．．．第一光學面
183．．．前表面
1830．．．缺口
1832．．．第二光學面
184．．．後表面
185．．．第一側面
186．．．第二側面
187．．．第一會聚透鏡
188．．．第二會聚透鏡
189．．．支撐件
19．．．遮罩
190．．．收容空間
191．．．頂壁
192．．．底壁
1920．．．第一開口
193．．．前壁
1930．．．第二開口
194．．．後壁
195．．．第一側壁
196．．．第二側壁
20．．．光纖
22．．．光纖芯
24．．．包覆層
10a．．．收容腔
圖1係本發明實施方式提供的光纖耦合連接器的立體示意圖。
圖2係圖1中的光纖耦合連接器的分解示意圖。
圖3係圖1中的光纖耦合連接器的部分分解示意圖。
圖4係圖1中的光纖耦合連接器沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5係圖4中的光纖耦合連接器V處放大後的光路示意圖。
圖6係圖1中的光纖耦合連接器沿VI-VI線的部分剖面放大示意圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
請參閱圖1，為本發明實施方式提供的光纖耦合連接器100。該光纖耦合連接器100包括一個光電轉換裝置10以及四根光纖20。
請一並參閱圖1及圖2，該光電轉換裝置10包括一個電路板12、兩個發光模組14、兩個收光模組16、一個光耦合透鏡18以及一個遮罩19。
該電路板12包括一個第一表面122及一個第二表面124。該第一表面122及該第二表面124位於該電路板12的相背兩側，且該第一表面122與該第二表面124平行。
該兩個發光模組14及該兩個收光模組16相互間隔地固設於該第二表面124上並與該電路板12電性連接。具體地，該兩個發光模組14及該兩個收光模組16依次排列成一條直線。本實施方式中，該兩個發光模組14可為垂直共振面雷射二極體，其用於將電訊號轉換為光訊號並向外發出光線。該兩個收光模組16用於接收來自外部的光線並將光訊號轉換為電訊號。
請一並參閱圖2至圖5，該光耦合透鏡18包括一個頂面181、一個底面182、一個前表面183、一個後表面184、一個第一側面185、一個第二側面186、四個第一會聚透鏡187、四個第二會聚透鏡188以及一個支撐件189。
該頂面181與該底面182位於該光耦合透鏡18相背的兩側，且該頂面181與該底面182平行。該前表面183與該後表面184位於該光耦合透鏡18相背的兩側，且該前表面183與該後表面184平行。該第一側面185與該第二側面186位於該光耦合透鏡18相背的兩側。該前表面183、該後表面184、該第一側面185及該第二側面186均垂直連接該頂面181及該底面182。該第一側面185傾斜地連接該前表面183及該後表面184，該第二側面186傾斜地連接該前表面183及該後表面184。
該頂面181開設有條形的頂面凹槽1810。該頂面凹槽1810包括一個第一面1812、一個第二面1814以及一個反射面1816。該第一面1812位於該頂面凹槽1810的底部並與該頂面181平行。該第二面1814位於該頂面凹槽1810的一側且與該第一面1812及該頂面181均垂直連接。該反射面1816位於該頂面凹槽1810的另外一側且與該第一面1812及該頂面181均傾斜連接。
該底面182開設有長方體形的底面凹槽1820。該底面凹槽1820包括一個第一光學面1822。該第一光學面1822位於該底面凹槽1820的底部且與該頂面181及該底面182均平行。
該前表面183開設有缺口1830。該缺口1830包括一個第二光學面1832。該第二光學面1832相對該前表面183朝該後表面184的方向凹陷。該第二光學面1832與該前表面183及該後表面184均平行，即該第二光學面1832與該頂面181、該底面182及該第一光學面1822均垂直。
該四個第一會聚透鏡187均設置於該第一光學面1822上。具體地，該四個第一會聚透鏡187排列成一條直線且與該兩個發光模組14及該兩個收光模組16一一對準。本實施方式中，該四個第一會聚透鏡187均為凸透鏡。
該四個第二會聚透鏡188均設置於該第二光學面1832上。具體地，該四個第二會聚透鏡188排列成一條直線且與該四個第一會聚透鏡187一一對應。本實施方式中，該四個第二會聚透鏡188均為凸透鏡。
該支撐件189為一個矩形框體。該支撐件189垂直該底面182朝遠離該頂面181的方向延伸，且該支撐件189圍繞該底面凹槽1820的四周。
該遮罩19包括一個頂壁191、一個底壁192、一個前壁193、一個後壁194、一個第一側壁195以及一個第二側壁196。該前壁193、該後壁194、該第一側壁195及該第二側壁196均垂直連接該頂壁191及該底壁192，且該前壁193、該後壁194、該第一側壁195、該第二側壁196、該頂壁191及該底壁192圍成一個收容空間190。該第一側壁195及該第二側壁196均垂直連接該前壁193及該後壁194。該底壁192承載於該第二表面124上並開設有一個第一開口1920。該前壁193開設有一個第二開口1930。該第一開口1920及該第二開口1930均與該收容空間190連通。本實施方式中，該遮罩19由耐高溫材料製成，例如由加纖聚丙烯(PP)或者陶瓷製成。
該四根光纖20與該四個第二會聚透鏡188一一對應。每根光纖20均包括一個圓柱體形的光纖芯22及包覆該光纖芯22的包覆層24。該四個光纖芯22與該四個第二會聚透鏡188一一對準。
組裝該光電轉換裝置10時，首先，該兩個發光模組14及該兩個收光模組16固設於該電路板12的第二表面124上。接著，該支撐件189藉由膠合方式連接於該電路板12的第二表面124上以使該光耦合透鏡18固設於該第二表面124上。具體地，該第一光學面1822與該電路板12之間形成一個收容腔10a，該兩個發光模組14及該兩個收光模組16收容於該收容腔10a內並與該四個第一會聚透鏡187一一對準。此時，該四個第一會聚透鏡187翻轉90度後與該四個第二會聚透鏡188一一對準。最後，該遮罩19藉由膠合方式連接於該電路板12的第二表面124上以使該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16均收容於該收容空間190內且使該光耦合透鏡18與該遮罩19並不接觸。此時，該後壁194對準並遮蔽住該後表面184，該第一側壁195對準並遮蔽住該第一側面185，該第二側壁196對準並遮蔽住該第二側面186，該前表面183從該第二開口1930露出。若組裝其他電子元件至電路板12上時，該遮罩19對收容於其中的該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16均起到保護作用，避免該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16被碰傷。
工作時，請參閱圖4及圖5，該電路板12給該發光模組14通電，該發光模組14將電訊號轉換成光訊號並向外發出光線L1。該發光模組14發出的光線L1經對應的第一會聚透鏡187轉換為平行光線L2進入該光耦合透鏡18中，隨後該平行光線L2被該反射面1816反射形成平行光線L3，最後平行光線L3被第二會聚透鏡188會聚形成會聚光線L4進入對應的光纖芯22內。
相應地，請參閱圖6，來自光纖20的光線經該第二會聚透鏡188後以平行光線的形態進入該光耦合透鏡18中，再被該反射面1816反射改變90度並被該第一會聚透鏡187會聚至對應的收光模組16中。該收光模組16將光訊號轉換為電訊號以傳輸至後端進行處理。
本實施方式中的光纖耦合連接器100及光電轉換裝置10利用該遮罩19的該後壁194對準並遮蔽住該後表面184，該第一側壁195對準並遮蔽住該第一側面185，該第二側壁196對準並遮蔽住該第二側面186，及該前表面183從該第二開口1930露出，從而在組裝其他電子元件至電路板12上時，該遮罩19對收容於其中的該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16均起到保護作用，避免該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16被碰傷。另外，若係採用SMT製程將這些電子元件組裝於電路板12上時，SMT製程通常所需溫度較高，所需時間亦較長，由於該遮罩19由加纖聚丙烯(PP)或者陶瓷等耐高溫材料製成，則該遮罩19不僅能避免該光耦合透鏡18、該發光模組14及該收光模組16被機械碰撞導致的損害，還可以避免高溫導致的損壞。當然，在其它實施方式中，該遮罩19也可選擇其它材料，只需滿足能夠承受SMT製程中的工作溫度即可。
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．．．光纖耦合連接器
12．．．電路板
122．．．第一表面
124．．．第二表面
14．．．發光模組
16．．．收光模組
18．．．光耦合透鏡
181．．．頂面
1810．．．頂面凹槽
182．．．底面
183．．．前表面
1830．．．缺口
1832．．．第二光學面
184．．．後表面
185．．．第一側面
186．．．第二側面
188．．．第二會聚透鏡
19．．．遮罩
191．．．頂壁
192．．．底壁
193．．．前壁
194．．．後壁
195．．．第一側壁
196．．．第二側壁
20．．．光纖

Claims (9)

  1. 一種光電轉換裝置，其包括電路板、發光模組、收光模組以及光耦合透鏡，該發光模組及該收光模組相互間隔地固設於該電路板上，該光耦合透鏡包括第一光學面、與該第一光學面垂直的第二光學面、與該第一光學面及該第二光學面均傾斜的反射面、複數第一會聚透鏡以及複數第二會聚透鏡，該複數第一會聚透鏡設置於該第一光學面上，該複數第二會聚透鏡設置於該第二光學面上且與該第一會聚透鏡一一對應，該光耦合透鏡固設於該電路板上且使該複數第一會聚透鏡與該發光模組及該收光模組間隔對準，該反射面用於將經該第一會聚透鏡後的平行光線反射至對應的第二會聚透鏡及將經該第二會聚透鏡後的平行光線反射至對應的第一會聚透鏡，其改進在於，該光電轉換裝置還包括遮罩，該遮罩固設於該電路板上，該遮罩遮蔽該光耦合透鏡且僅暴露該第二光學面所在的一側。
  2. 如請求項1所述之光電轉換裝置，其中，該遮罩由加纖聚丙烯或者陶瓷製成。
  3. 如請求項1所述之光電轉換裝置，其中，該光耦合透鏡包括頂面、與該頂面平行相背的底面、前表面、與該前表面平行相背的後表面、第一側面及第二側面，該前表面、該後表面、該第一側面及該第二側面均垂直連接該頂面及該底面，該第一側面傾斜地連接該前表面及該後表面，該第二側面傾斜地連接該前表面及該後表面並與該第一側面相對，該前表面上開設有缺口，該缺口的底面為該第二光學面，該遮罩遮蔽該頂面、該後表面、該第一側面及該第二側面並暴露該前表面。
  4. 如請求項3所述之光電轉換裝置，其中，該遮罩包括頂壁、與該頂壁平行相背的底壁、前壁、與該前壁平行相背的後壁、第一側壁、與該第一側壁平行相背的第二側壁以及收容空間，該前壁、該後壁、該第一側壁及該第二側壁均垂直連接該頂壁及該底壁，該第一側壁及該第二側壁均垂直連接該前壁及該後壁，該底壁承載於該電路板上並開設有第一開口，該前壁開設有第二開口，該第一開口及該第二開口均與該收容空間連通，該光耦合透鏡、該發光模組及該收光模組均收容於該收容空間內，該後表面與該後壁相對，該第一側面與該第一側壁相對，該第二側面與該第二側壁相對，該前表面從該第二開口露出。
  5. 如請求項4所述之光電轉換裝置，其中，該頂面開設有條形的頂面凹槽，該頂面凹槽包括與該頂面平行的第一面、垂直連接該第一面及該頂面的第二面以及傾斜連接該第一面及該頂面的該反射面，該底面開設有長方體形的底面凹槽，該底面凹槽包括位於底部的該第一光學面，該第一光學面與該頂面及該底面均平行。
  6. 如請求項5所述之光電轉換裝置，其中，該底面上垂直延伸有支撐件，該支撐件圍繞該底面凹槽，該支撐件膠合於該電路板上以於該第一光學面與該電路板之間形成收容腔，該發光模組及該收光模組收容於該收容腔內。
  7. 如請求項6所述之光電轉換裝置，其中，該反射面相對該第一光學面傾斜45度，該反射面相對該第二光學面傾斜45度。
  8. 如請求項6所述之光電轉換裝置，其中，該複數第一會聚透鏡排列成一條直線，該複數第二會聚透鏡排列成一條直線，該複數第一會聚透鏡及該複數第二會聚透鏡均為凸透鏡。
  9. 一種光纖耦合連接器，其包括複數光纖以及如請求項1至8所述之光電轉換裝置，每根光纖均包括光纖芯及包覆該光纖芯的包覆層，該複數光纖芯與該複數第二會聚透鏡一一對準。
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