TW202024702A - 具有對接軸線的插芯組件及光纖組件 - Google Patents

Abstract

一種光纖組件具有一第一插芯組件和一第二插芯組件。各插芯組件具有一插芯主體、多個光纖收容孔以及一光學元件陣列。一方的光學元件陣列具有多個數據透鏡元件以及一交叉聚焦指示透鏡元件。另一方的光學元件陣列具有多個數據透鏡元件和一鏡系統，所述鏡系統構造爲反射來自所述指示透鏡元件的光。當所述第一插芯組件和所述第二插芯組件對接時，來自所述指示透鏡元件的光主要被所述鏡系統反射返回至一輸出的透鏡元件。當所述第一插芯組件和所述第二插芯組件僅部分對接時，來自所述指示透鏡元件的光未主要被所述鏡系統反射返回至所述輸出的透鏡元件。

Description

具有對接軸線的插芯組件及光纖組件

本申請主張於2018年11月14日申請的美國臨時專利申請US62/760990的優先權。本發明概括而言涉及透鏡光纖插芯組件，而更特別而言涉及一種對接組件，其中一構件具有一插芯和透鏡而一第二構件具有一對準的鏡系統。

用於將多條光纖相互連接的系統典型地利用對接的插芯組件，以便於多條光纖的操縱和精確的定位。多條光纖固定於一插芯主體內，其中各條光纖的一端表面定位成大體齊平於或稍突出於插芯主體的一端面。光纖的端表面或端面隨後拋光至一所需的光潔度。當互補的插芯組件對接時，一插芯組件的各條光纖與另一插芯組件的一對接的光纖被同軸地定位。

在一些應用中，對接的光纖的端面彼此物理地接觸，以在對接的光纖對之間實現訊號傳輸。在這樣的應用中，各種因素可能降低光纖對之間的光傳輸效率，諸如光纖的端面上的不整齊、毛刺或刮痕、光纖未對準以及在對接界面處的光纖之間的灰塵或碎屑。

由於光路徑相對諸如灰塵或碎屑的任何異物的大小來說較小，任何這種異物將可能干涉光的傳輸。多個擴展光束連接器將光束的寬度擴展並經由這些連接器之間的一空氣間隙傳輸光束。通過使光束擴展，灰塵或碎屑與光束之間的相對尺寸的差異增加，這由此降低了任何灰塵或碎屑以及任何未對準對光傳輸的效率的影響。

擴展光束連接器包括相鄰各條光纖的一端面安裝的一透鏡。通常採用兩類透鏡-準直透鏡和交叉聚焦（cross-focusing）透鏡。一準直透鏡接收來自光纖的光並將光束擴展至一相對大的直徑。當採用一準直透鏡時，一第二透鏡和插芯組件類似地構造有相鄰於第二光纖的端面定位的用於接收擴展的光束並將光束再聚焦在第二光纖的端面處的透鏡。

由於使用準直透鏡時的光束的準直性質，即使當插芯組件稍爲未對接（slightly unmated）時，訊號也能夠在準直透鏡之間無明顯功率損耗地穿過。相應地，在一些應用中，這種設計在用於一對插芯組件未完全對接的一開關或指示器將會是較爲理想的。

前述背景說明僅僅旨在幫助讀者理解。其不意欲對本文所說明的發明創造進行限制，也不是限制或擴大所說明的現有技術。因此，前述說明不應視爲表明現有系統中的任何特定的元件不適合本文所說明的發明創造，也不意欲表明實施本文所說明的發明創造的任何元件都是必須的。本文所說明的發明創造的實施和應用由隨附的申請專利範圍限定。

在一個方面，一種插芯組件具有對接軸線且包括：一插芯主體，具有一前表面和多個光纖收容孔。一元件陣列，其相鄰於所述插芯主體的前表面且具有多個數據透鏡元件和一鏡系統。每一數據透鏡元件與其中一個光纖收容孔對準，且所述鏡系統構造爲反射來自一對接插芯組件的光。以及多條光纖，各設置於其中一個光纖收容孔內，其中各條光纖具有與其中一個數據透鏡元件相鄰的一端面。

在另一方面，一種插芯組件具有對接軸線且包括：一插芯主體，具有一前表面和多個光纖收容孔。一元件陣列，其相鄰於所述插芯主體的前表面且具有多個透鏡元件。每一透鏡元件與其中一個光纖收容孔對準，所述元件陣列包括多個數據透鏡元件和一指示透鏡元件，所述數據透鏡元件是準直透鏡，且所述指示透鏡元件是一交叉聚焦透鏡。以及多條光纖，各設置於其中一個光纖收容孔內，其中各條光纖具有相鄰於其中一個數據透鏡元件的一端面。

一種光纖組件具有一第一插芯組件和一第二插芯組件。各插芯組件具有：一插芯主體，多個光纖收容孔，各孔內有一光纖；以及一元件陣列。一第一元件陣列具有多個透鏡元件，其中每一透鏡元件與一第一光纖收容孔對準。所述第一元件陣列包括：多個數據透鏡元件，每一數據透鏡元件與其中一個第一光纖收容孔對準；以及一指示透鏡元件，其中所述指示透鏡元件是一交叉聚焦透鏡。一第二元件陣列具有多個數據透鏡元件和一鏡系統。每一數據透鏡元件與其中一個第二光纖收容孔對準，且所述鏡系統構造爲反射來自所述第一插芯組件的指示透鏡元件的光。

參照圖1，示出了一示例性的多光纖透鏡插芯組件10。插芯組件10包括一插芯主體11、一光擴展元件（例如透鏡板20）以及具有沿一插芯組件軸線110對齊的多條光纖101的一多光纖線纜100。如所示出的，插芯組件10包括一排六條光纖101，但是，如果需要，插芯組件10可以構造成收容更多條或更少條的光纖101。

插芯主體11大致爲矩形且具有一大致平坦的前表面12和一後表面13。如所示出的，插芯主體11包括從後表面13貫穿插芯主體11延伸至前表面12的一排六個光纖收容洞或收容孔14（參見圖2）。此外，插芯主體11還包括定位於光纖收容孔14的陣列的相反側的一對對準孔或對準插口15。如所示出的，對準孔15大致爲圓柱形且從前表面12向後表面13延伸。各對準孔15構造成當一對連接器對接時收容一柱體在其內以便於對準。

插芯主體11可以由能夠注塑成型的一樹脂（例如聚苯硫醚（polyphenylene sulfide）或聚醚醯亞胺（polyetherimide））來形成且可以包括一添加劑（例如二氧化矽（SiO₂ ））以提升樹脂的幾何特性、强度和穩定性。多光纖線纜100的多條光纖101中的一條位於各自的光纖收容孔14內，且插芯主體11的前表面12和與前表面12相鄰的光纖101的端面被拋光至一所需的光潔度。

透鏡板20大致爲矩形且具有一前表面21和一大致平坦的後表面22（參見圖2）。一凹部23居中地位於前表面21且包括多個透鏡元件24。透鏡板20也包括構造成與插芯主體11的對準孔15對準的一對圓柱形的引導孔或引導插口25。透鏡板20可以由具有與光纖101的折射率精密匹配的折射率的能夠注塑成型的一光學級樹脂來形成。

在一擴展光束連接器中，兩類常用的透鏡元件爲準直透鏡元件或交叉聚焦透鏡元件。如下更爲詳細說明的，本發明的插芯組件10中的一個包括準直透鏡元件和交叉聚焦透鏡元件，而另一個僅包括準直透鏡元件。各透鏡元件24包括從凹部23的內表面向透鏡板20的前表面21突出的一凸形形狀。當組裝插芯組件10時，一個透鏡元件24與位於插芯主體11內的各自的光纖101的端面對準。

透鏡板20可以包括任意數量和任意組合的透鏡元件。此外，透鏡板20可以包括其它結構，例如下述的鏡元件（mirror elements）45、46、145、146。雖然示出透鏡板20是與插芯主體11分離並固定於插芯主體11的一元件，但是，在一些實施例中，透鏡元件24可以作爲插芯主體11的一部分一體成型。換言之，透鏡元件陣列和/或透鏡元件與鏡元件陣列可以作爲一單獨的固定於插芯主體11的透鏡板20的一部分形成，或者可以作爲一單件成形的元件的一部分與插芯主體11一體成型。在這種情況下，組合式插芯主體和透鏡板可以不包括添加劑，例如上面提到的那些，因爲其可能會妨礙成形的材料的光學特性。

圖2至圖7各是一對對接的插芯組件的光學部分的一示意圖，其中各插芯組件在很多方面與在圖1中所示的插芯組件10相似。參照圖2，一第一透鏡插芯組件30面對一第二透鏡插芯組件40設置，其中兩者之間有一空氣間隙70。在這樣一種構造中，透鏡板32、42的前表面（未示出）接觸，但是透鏡元件從前表面凹入的性質提供空氣間隙70。除了關於它們各自的透鏡陣列33、43之外，第一、第二透鏡插芯組件30、40分別可以以與上面說明的透鏡插芯組件10相似的方式構造。

第一透鏡插芯組件30具有一第一插芯主體31，其中一第一透鏡板32固定於一第一插芯主體31。第一透鏡板32具有一第一混合透鏡或元件陣列33，第一混合透鏡或元件陣列33包括沿第一透鏡板32的前表面設置在凹部（圖2中未示出）內的多個透鏡元件。多個第一透鏡元件分別構造爲一準直透鏡元件34，且一對第二透鏡元件分別構造爲一交叉聚焦透鏡元件35、36。每一準直透鏡元件34接收來自它的由第一插芯主體31固定的對準的光纖102的光並將離開透鏡元件34的光束擴展至一相對大的直徑以作爲一準直光束。

第一交叉聚焦透鏡元件35接收來自它的對準的光纖103的光、將光擴展至一相對大的直徑，然後將擴展後的光束在離開第一交叉聚焦透鏡元件35之後聚焦至一特定的焦點。第二交叉聚焦透鏡元件36與一光纖104對準，且可以構造爲與第一交叉聚焦透鏡元件35相同或相似。如下文更詳細說明地，交叉聚焦透鏡元件35、36中的每一個的焦距選擇爲與該交叉聚焦透鏡元件35、36和一軸向對準的鏡元件45、46之間的距離相對應。

第二透鏡插芯組件40具有一第二插芯主體41，其中一第二透鏡板42固定於第二插芯主體41。第二透鏡板42具有一第二混合元件陣列43，第二混合元件陣列43包括沿第二透鏡板42的前表面設置在凹部（未示出）內的多個第二準直透鏡元件44以及第一和第二鏡元件45、46。各第二準直透鏡元件44對準由第二插芯主體42固定的一光纖105。各鏡元件45、46構造爲當正確聚焦時側向地或以一90度角地改變方向光。結果，與第一和第二透鏡插芯組件30、40的對接軸線平行地行進的光被反射成側向行進，且側向行進的光被反射成與對接軸線110平行地行進。通過定位一對彼此相鄰的鏡元件45、46，該對鏡元件一起發揮將光在與光原來的路徑相反且與光原來的路徑側向偏離的一方向上改變方向的一鏡系統（mirror system）的作用。

參照圖3，當將第一透鏡插芯組件30與第二透鏡插芯組件40對接時，從與其中一個第一準直透鏡元件34對準的各光纖102中穿過的光在行進穿過該透鏡元件時將會擴展且以如75所標示的一相對大的準直光束離開該透鏡元件。各準直光束75將會穿過空氣間隙70且到達一第二準直元件44，各準直光束75在該第二準直元件44聚焦在一軸向對準的光纖105上。

交叉聚焦透鏡元件35、36和鏡元件45、46的組合可以用作一訊號或指示器，以確認第一和第二透鏡插芯組件30、40是否完全對接在一起。例如，從與第一交叉聚焦透鏡元件35對準的光纖103中穿過的光以76所標示地離開該交叉聚焦透鏡元件35且傳輸並聚焦在第一鏡元件45上。交叉聚焦透鏡元件35的焦距選擇爲使離開與第一鏡元件45對準的該交叉聚焦透鏡元件35的光聚焦在第一鏡元件45上。

光被第一鏡元件45朝向第二鏡元件46以一90度角（即相對於插芯組件軸線110側向）按如77所標示地反射。然後，光被第二鏡元件46朝向與第二鏡元件46對準的第二交叉聚焦透鏡元件36以一90度角按78所標示地反射。然後，光進入第二交叉聚焦透鏡元件36且重新聚焦在與第二交叉聚焦透鏡元件36對準的光纖104上。該構造的結果是，穿出第一交叉聚焦透鏡元件35且通過第一和第二鏡元件45、46穿回第二交叉聚焦透鏡元件36的光能用作一對接確認訊號，該對接確認訊號被檢測以確認第一和第二透鏡插芯組件30、40完全對接。

參照圖4，示出了一個示例，如通過空氣間隙71的增加的長度可看到的，第一和第二透鏡插芯組件30、40未完全對接但保持軸向對準。由於在透鏡元件34、44之間通過的光的準直性質，該部分未對接的狀態可能不會顯著降低通過第一和第二透鏡插芯組件30、40的準直透鏡元件34、44傳輸的訊號。結果是，僅檢測通過準直透鏡元件34、44傳輸的訊號可能指示插芯組件30、40完全對接。

相應地，第一和第二交叉聚焦透鏡元件35、36以及第一和第二鏡元件45、46構造成提供插芯組件30、40未完全對接的一指示。在這樣做時，插芯組件30、40之間的距離的增加將會改變第一和第二交叉聚焦透鏡元件35、36與第一和第二鏡元件45、46之間的傳輸特性。更具體地，從與第一交叉聚焦透鏡元件35對準的光纖103中穿過的光以80所表示地離開該交叉聚焦透鏡元件35且傳輸至第一鏡元件45。但是，由於第一和第二透鏡插芯組件30、40之間的距離變大，離開第一交叉聚焦透鏡元件35的光未聚焦在相對第一鏡元件45的正確的位置上。換言之，第一和第二交叉聚焦透鏡元件35、36的焦距比各交叉聚焦透鏡元件35、36和它的對準的鏡元件45、46之間的距離短。結果，離開第一交叉聚焦透鏡元件35的光穿過以81標示的焦點並擴展或發散直至到達第一鏡元件45。

光被第一鏡元件45以一約90度角按82所標示地反射且繼續擴展或發散直至光到達第二鏡元件46。然後，光被第二鏡元件46在如83所標示處朝向第一透鏡板32以一90度角反射，以朝向第二交叉聚焦透鏡元件36。由於光束在穿過它的焦點81之後已經被擴展，所以當它到達第二混合元件陣列43時，光就會以84所標示地顯著擴展超出第二交叉聚焦透鏡元件36。然而，擴展光束的到達第二交叉聚焦透鏡元件36的部分將會聚焦在與第二交叉聚焦透鏡元件36對準的光纖104上，光纖104內所獲得的訊號的强度將會顯著減小並且該功率（power）上的減小可被檢測以確認或指示第一和第二透鏡插芯組件30、40未完全對接。

在圖5至圖7中所示的一可替代的實施例中，第一和第二插芯組件130、140在第一和第二插芯主體131、141上分別設置有修改的第一和第二元件陣列133、143。第一和第二準直透鏡元件134、144的構造與圖2至圖4的實施例中的第一和第二準直透鏡元件34、44的構造相同。

然而，第一和第二交叉聚焦透鏡元件135、136被修改爲兩交叉聚焦透鏡元件中的至少一個的軸線111（圖6）相對插芯組件軸線110發生偏向。此外，第一和第二鏡元件145、146被修改爲考慮交叉聚焦透鏡元件135、136的角向（angular orientation）上的變化。例如，在圖6中如85所標示地，離開第一交叉聚焦透鏡元件135的光與插芯組件軸線110成一角度（at an angle）離開且在軸向偏離第一交叉聚焦透鏡元件135的一位置處聚焦在第一鏡元件145上。光相對於插芯組件軸線110如86所標示地側向地或幾乎側向地（即不一定是以一90度角）被第一鏡元件145反射。然後，光被第二鏡元件146朝向第二交叉聚焦透鏡元件136以87所標示地反射。進入第二交叉聚焦透鏡元件136的光重新聚焦在與第二交叉聚焦透鏡元件136對準的光纖104上。假如第一和第二插芯組件130、140是完全對接的，來自於第一交叉聚焦透鏡元件135的光將會被反射並穿回第二交叉聚焦透鏡元件136以指示第一和第二插芯組件是完全對接的。

但是，參照圖7，示出了一個示例，如從空氣間隙71的長度的增加可看到的，第一和第二透鏡插芯組件130、140未完全對接但保持軸向對準。在這種情況下，由於光在這個兩個組件130、140之間穿過的準直性質，第一和第二透鏡插芯組件130、140的準直透鏡元件134、144可仍然發揮作用以在這兩個組件130、140之間發送光訊號。

然而，插芯組件130、140之間的距離的增加將會改變第一和第二交叉聚焦透鏡元件135、136與第一和第二鏡元件145、146之間的傳輸特性。更具體地，從與第一交叉聚焦透鏡元件135對準的光纖103中穿過的光以90所標示地離開該交叉聚焦透鏡元件135且朝向第一鏡元件145傳輸。但是，由於第一和第二透鏡插芯組件130、140之間的距離變大，離開第一交叉聚焦透鏡元件135的光未聚焦在相對第一鏡元件145的正確的位置上。換言之，第一交叉聚焦透鏡元件135的焦距比該交叉聚焦透鏡元件135和它的對準的鏡元件145之間的距離短。結果，離開第一交叉聚焦透鏡元件135的光穿過以91所標示的焦點且擴展或發散直至到達第一鏡元件145。光可能被第一鏡元件145按92所標示地一定程度側向地以一角度反射，但是不是朝向第二鏡元件146被反射。光不是按通常地朝向第一透鏡陣列133返回地被反射，而是光被直接反射至第二交叉聚焦透鏡元件136。通過這樣一種結構，一些反射光可能會導向（directed）到第二交叉聚焦透鏡元件136，但是大部分光不會到達第二透鏡元件136。結果，到達第二交叉聚焦透鏡元件136的光的量將會顯著減少，從而導致隨後聚焦在對準光纖104上的光的量顯著減少。所得到的功率的減少可以被檢測，以確認或指示第一和第二透鏡插芯組件130、140是未完全對接的

第一和第二交叉聚焦透鏡元件135、136以及第一和第二鏡元件145、146可具有任何所需的構造，只要當第一和第二透鏡插芯組件130、140部分未對接時（例如少至1mm以下），第二交叉聚焦透鏡元件136所接收的光的量就會顯著減少即可。例如，當第一鏡元件145構造爲使來自第一交叉聚焦透鏡元件135的光未朝向第二鏡元件146反射時，反射光不是必須避開第二鏡元件146。在這種情況下，第一和第二鏡元件145、146可以構造爲當第一和第二透鏡插芯組件130、140未對接時，從第一鏡元件145朝向第二鏡元件146反射的光就將被第二鏡元件146反射遠離第二交叉聚焦透鏡元件136。

在一些實施例中，交叉聚焦透鏡元件35、36、135、136和鏡元件45、46、145、46的精確角度相比所産生的光傳輸可能不那麽重要。換言之，只要實現所需獲得的光傳輸，則可以選擇鏡元件45、46、145、146的各種角度。

爲了提高穿過各透鏡元件34-36、44、134-136、144的光傳輸的效率（即減少功率損耗），可能可取的是增加一防反射塗層至透鏡板32、42、132、142或僅僅至元件陣列33、43、133、143。但是，一防反射塗層設置於鏡元件45、46、145、146可能會適得其反。相應地，在一實施例中，一防反射塗層可僅僅設置於包括準直透鏡元件34、134和交叉聚焦透鏡元件35、36、135、136的第一透鏡板32、142或第一元件陣列33、133。

在一些實施例中，爲了降低由穿過一未對接的插芯組件的光傳輸造成的眼部損傷的風險，可能可取的是，沿具有準直透鏡元件34、44、134、144的通道例如以850nm的一工作波長傳輸光，而沿具有交叉聚焦透鏡元件35、36、135、136的通道例如以一不同的1310nm的指示波長（indictor wavelength）傳輸光。在這種情況下，將會可取的是，使用在850nm和1310nm處都能很好地使光穿過的一防反射塗層。防反射塗層可以是選擇成提供所需的特殊反射率的一定制的或標準的塗層。這樣一種防反射塗層的一示例是NIR（750-1550）。其它波長和其它防反射塗層也可以使用。

在另一實施例中，一第一防反射塗層可以設置於第一透鏡板32、132或僅僅設置於第一元件陣列33、133，而一第二防反射塗層可以設置於第二透鏡板42、142或僅僅設置於第二元件陣列43、143。第一防反射塗層可與上述的第一防反射塗層相同。第二防反射塗層可構造爲具有與第一防反射塗層不同的一帶通（bandpass）。第二防反射塗層可用於消除與穿過準直透鏡元件34、44、134、144的工作光有關的反射。相應地，穿過第一元件陣列33、133且穿過第二元件陣列43、143的工作光將會從第一和第二防反射塗層中獲益。但是，穿過第一交叉聚焦透鏡元件35、135、然後被第一和第二鏡元件45、46、145、146反射且之後穿過第二交叉聚焦元件36、136的指示光，當指示光穿過交叉聚焦透鏡元件35、36、135、136時將會從第一防反射塗層中獲益，但當指示光被第二元件陣列43、143的第一和第二鏡元件45、46、145、146反射時將不會遭受反射率降低。這些防反射塗層可以是被選擇成提供所需的特殊反射率的一定制或標準塗層。第二防反射塗層的一示例是NIR（600-1050）。

儘管各第一和第二插芯組件30、40、130、140示出爲具有成對的交叉聚焦透鏡元件35、36、135、136以及鏡元件45、46、145、146，但是這些插芯組件可以僅包括一單個交叉聚焦透鏡元件和/或一單個鏡元件。例如，參照圖8，示出了一完全對接檢測系統220的一替代實施例。完全對接檢測系統220以一第一插芯組件230和一第二插芯組件240構造，第一插芯組件230具有一單個交叉聚焦透鏡元件235，第二插芯組件240具有以一單個鏡元件245構造的一鏡系統。交叉聚焦透鏡元件235可以作爲與第一插芯主體231操作上關聯的一第一透鏡板232的一部分來形成。鏡元件245可以作爲與第二插芯主體241操作上關聯的第二透鏡板242的一部分來形成。如所示出的，第一插芯主體231與第一透鏡板232作爲單件式整體構件一體成型，第二插芯主體241和第二透鏡板242也是如此。

交叉聚焦透鏡元件235按與交叉聚焦透鏡元件135相同的方式構造，其中透鏡元件235的軸線112與光纖103的軸線113成一角度115設置。作爲交叉聚焦透鏡元件235的軸線112的角度115的結果，光束93以一角度朝向鏡元件245離開透鏡元件235。

鏡元件245構造爲沿與從交叉聚焦透鏡元件行進出的光的路徑相同的路徑將光束93返回朝向交叉聚焦透鏡元件235反射。結果，反射光束94與光束93重疊且重新進入交叉聚焦透鏡元件235。相應地，具有第一和第二接脚（leg）251、252的一分光器（splitter）250設置爲使穿回光纖105的光的一定比例經第二接脚252返回傳輸至一檢測器（未示出）。換言之，一輸入光束95沿分光器250的第一接脚251設置且沿光纖103朝向交叉聚焦透鏡元件235行進。沿軸線113的光朝向鏡元件245以光束93離開交叉聚焦透鏡元件235。光被鏡元件245朝向交叉聚焦透鏡元件235沿相同的路徑以光束94反射。光由交叉聚焦透鏡元件235重新聚焦返回至光纖103，在光纖103中光朝向分光器250返回且一定的比例沿第二接脚252定向返回（directed back）至一檢測器（未示出）。

參照圖9，如從交叉聚焦透鏡元件235和鏡元件245之間的增加的距離271可看到的，第一插芯組件230和第二插芯組件240未完全對接。作爲增加的距離271的結果，離開交叉聚焦透鏡元件235的光束93未聚焦在鏡元件245上。更具體地，作爲增加的距離271的結果，光束93穿到鏡元件245的側方且未被反射返回至交叉聚焦透鏡元件235。由於光未被反射返回至交叉聚焦透鏡元件235，光就未沿光纖103返回至分光器250且未返回至檢測器（未示出）。

其它實施例也可考慮。例如，一單個交叉聚焦元件透鏡元件（諸如透鏡元件235）可通過適當地配置透鏡元件和鏡元件的軸線113而與一對鏡元件145、146一起被使用。

此外，具有至少一個交叉聚焦透鏡元件和包括至少一個鏡元件的一鏡系統的一完全對接檢測系統可以與非光學結構一起被用於確定何時以及是否它們是稍未對接的。參照圖10至圖11，一液壓軟管組件270示出爲具有一第一軟管接頭元件271和一第二對接軟管接頭元件272。第一和第二軟管接頭元件271、272可包括一密封系統273（諸如所示出的O形圈274）和圖8的完全對接檢測系統220。更具體地，第一軟管接頭元件271包括交叉聚焦透鏡元件235，而第二軟管接頭組件272包括在其上設置的鏡元件245。當第一和第二軟管接頭元件271、272完全對接時，光訊號將會如上所述地通過完全對接檢測系統220反射回來。如果第一和第二軟管接頭元件271、272未完全對接，則一光訊號將不會通過完全對接檢測系統220反射返回。

將認識到的是，前述說明書提供了所公開的系統和技術的示例。例如，儘管以一MT型插芯組件的一部分示出，但是前述內容適用於任何類型的插芯系統，包括那些具有任何類型的對準系統的插芯系統。對本發明內容或其示例的所有參照旨在參照在那個說明點處正在討論的特定的示例但不意欲暗指對本發明的範圍做更一般性的任何限定。針對某些特徵的所有的明顯不同的或貶低性的語言意欲說明對於那些特徵不是優選的，但不意欲從本發明的範圍中整個排除那些特徵，除非另有說明。

本文中引用的數值範圍僅旨在作爲一種簡略方式使各個分離數值落入到該範圍內，除非本文另有說明，且各個分離數值合並到本說明書中，就像它單獨在本文中被引用一樣。本文說明的所有方法可以以任何合適的順序執行，除非本文另有說明或上下文明確否認。

相應地，在適用法律允許的情況下，本發明包括隨附請求項引用的主題的所有修改及等同物。此外，上述特徵以它們所有可能的變型的任何組合將包括在本發明內，除非另有說明或上下文明確否認。

10:插芯組件 11:插芯主體 12:前表面 13:後表面 14:光纖收容孔 15:對準孔 20:透鏡板 21:前表面 22:後表面 23:凹部 24:透鏡元件 25:引導孔 30:第一插芯組件 31:第一插芯主體 32:第一透鏡板 33:第一混合元件陣列 34:第一準直透鏡元件 35:第一交叉聚焦透鏡元件 36:第二交叉聚焦透鏡元件 40:第二插芯組件 41:第二插芯主體 42:第二透鏡板 43:第二混合元件陣列 44:第二準直透鏡元件 45:第一鏡元件 46:第二鏡元件 70:空氣間隙 71:空氣間隙 75:準直光束 76:光束 77:光束 78:光束 80:光束 81:光束 82:光束 83:光束 84:光束 85:光束 86:光束 87:光束 90:光束 91:光束 92:光束 93:光束 94:光束 95:光束 100:線纜 101:光纖 102:光纖 103:光纖 104:光纖 105:光纖 110:插芯組件軸線 111:軸線 112:軸線 113:軸線 115:角度 130:第一插芯組件 131:第一插芯主體 132:第一透鏡板 133:第一元件陣列 134:第一準直透鏡元件 135:第一交叉聚焦透鏡元件 136:第二交叉聚焦透鏡元件 140:第二插芯組件 141:第二插芯主體 142:第二透鏡板 143:第二元件陣列 144:第二準直透鏡元件 145:第一鏡元件 146:第二鏡元件 220:完全對接檢測系統 230:第一插芯組件 231:第一插芯主體 232:第一透鏡板 235:交叉聚焦透鏡元件 240:第二插芯組件 241:第二插芯主體 242:第二透鏡板 245:鏡元件 250:分光器 251:第一接脚 252:第二接脚 270:液壓軟管組件 271:第一軟管接頭元件 272:第二對接軟管接頭元件 273:密封系統 274:O形圈 D:距離

本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1是結合本發明原理的一插芯組件的一立體圖； 圖2是結合本發明的元件陣列的一對對接的插芯組件的一部分的一示意圖； 圖3是與圖2相似的一示意圖，但是進一步示出對接的插芯組件之間的光傳輸； 圖4示出與圖3相似的一示意組件，但是其中插芯組件處於一稍未對接的形態（configuration）； 圖5是結合一元件陣列的一第二實施例的一對對接的插芯組件的一部分的一示意圖； 圖6是與圖5相似的一示意圖，但是進一步示出對接的插芯組件之間的光傳輸； 圖7示出與圖6相似的一示意組件，但是其中插芯組件處於一稍未對接的形態； 圖8是一完全對接檢測系統的另一實施例的一示意圖； 圖9示出與圖8相似的一示意組件，但是其中完全對接檢測系統處於一稍未對接的形態； 圖10是結合圖8的完全對接檢測系統的一對軟管接頭（coupling）的一示意圖；以及 圖11示出與圖10相似的一示意組件，但是其中軟管接頭和完全對接檢測系統處於一稍未對接的形態。

10:插芯組件

11:插芯主體

12:前表面

13:後表面

15:對準孔

20:透鏡板

21:前表面

23:凹部

24:透鏡元件

25:引導孔

100:線纜

101:光纖

110:插芯組件軸線

Claims (22)

1. 一種具有對接軸線的插芯組件，包括： 一插芯主體，其具有一前表面和多個光纖收容孔； 一元件陣列，其相鄰於所述插芯主體的前表面，所述元件陣列具有多個數據透鏡元件和一鏡系統，每一數據透鏡元件與其中一個光纖收容孔對準，且所述鏡系統構造爲反射來自一對接插芯組件的光；以及 多條光纖，每一條光纖設置於其中一個光纖收容孔內，每一條光纖具有相鄰於其中一個數據透鏡元件的一端面。
2. 如請求項1所述的插芯組件，其中，所述鏡系統構造爲將光從沿一第一方向的一輸入路徑改變方向至與所述第一方向相反的一第二方向上的一輸出路徑。
3. 如請求項2所述的插芯組件，其中，所述輸出路徑側向偏離於所述輸入路徑。
4. 如請求項1所述的插芯組件，其中，所述鏡系統包括一對相鄰的鏡元件。
5. 如請求項4所述的插芯組件，其中，所述鏡系統構造爲在一第一鏡元件處接收來自沿一第一方向的一輸入路徑的光、將所述光反射至一第二鏡元件並將所述光反射至與所述第一方向相反的一第二方向上的一輸出路徑。
6. 如請求項5所述的插芯組件，其中，所述輸出路徑側向偏離於所述輸入路徑。
7. 如請求項2所述的插芯組件，其中，所述鏡系統包括至少一個鏡元件。
8. 如請求項2所述的插芯組件，其中，所述數據透鏡元件是準直透鏡。
9. 一種光纖組件，包括： 一第一插芯組件，具有一第一對接軸線，所述第一插芯組件包括： 一第一插芯主體，其具有一第一前表面和多個第一光纖收容孔； 一第一元件陣列，其相鄰於所述第一插芯主體的第一前表面，所述第一元件陣列具有多個透鏡元件，每一透鏡元件與其中一個第一光纖收容孔對準，所述第一元件陣列包括多個數據透鏡元件和一指示透鏡元件，所述指示透鏡元件是一交叉聚焦透鏡；以及 多條第一光纖，每一條第一光纖設置於其中一個第一光纖收容孔內，每一條第一光纖具有與其中一個透鏡元件相鄰的一端面；以及 一第二插芯組件，其具有一第二對接軸線，所述第二插芯組件包括： 一第二插芯主體，其具有一第二前表面和多個第二光纖收容孔； 一第二元件陣列，相鄰於所述第二插芯主體的第二前表面，所述第二元件陣列具有多個數據透鏡元件和一鏡系統，每一數據透鏡元件與其中一個第二光纖收容孔對準，且所述鏡系統構造爲反射來自所述第一插芯組件的指示透鏡元件的光；以及 多條第二光纖，每一條第二光纖設置於其中一個第二光纖收容孔內，每一條第二光纖具有與其中一個數據透鏡元件相鄰的一端面。
10. 一種組件，包括： 一第一組件，其具有一第一對接軸線，所述第一組件包括： 一第一主體，其具有一第一前表面和一光纖收容孔，一光纖軸線延伸穿過所述光纖收容孔； 一交叉聚焦透鏡元件，其相鄰於所述第一主體的第一前表面，所述透鏡元件的一透鏡軸線與所述光纖軸線成一角度；以及 一光纖，其設置於所述光纖收容孔內，所述光纖具有與所述透鏡元件相鄰的一端面；以及 一第二組件，其具有一第二對接軸線，所述第二組件包括： 一第二主體，其具有一第二前表面；以及 一鏡系統，其相鄰所述第二主體的第二前表面，當所述第一組件和所述第二組件處於一完全對接形態時，所述鏡系統與所述透鏡軸線對準。
11. 如請求項10所述的組件，其中，當將所述第一組件和所述第二組件定位至所述完全對接形態時，所述第一和第二對接軸線對準，從所述交叉聚焦透鏡元件傳輸的光被所述鏡系統反射，並且當將所述第一組件和所述第二組件定位至一部分對接形態時，所述第一和第二對接軸線對準，從所述交叉聚焦透鏡元件傳輸的光未被所述鏡系統反射至所述交叉聚焦透鏡元件。
12. 如請求項10所述的組件，其中，當將所述第一組件和所述第二組件定位至一完全對接形態時，從所述交叉聚焦透鏡元件傳輸的光被所述鏡系統反射返回交叉聚焦透鏡元件。
13. 一種光纖組件，包括： 一第一插芯組件，其具有一第一對接軸線，所述第一插芯組件包括： 一第一插芯主體，其具有一第一前表面和多個第一光纖收容孔； 一第一元件陣列，其相鄰於所述第一插芯主體的第一前表面，所述第一元件陣列具有多個透鏡元件，每一透鏡元件與其中一個第一光纖收容孔對準，所述第一元件陣列包括多個第一數據透鏡元件和一指示透鏡元件，所述指示透鏡元件是具有一第一焦距的一交叉聚焦透鏡；以及 多條第一光纖，每一條第一光纖設置於其中一個第一光纖收容孔內，每一條第一光纖具有與其中一個透鏡元件相鄰的一端面；以及 一第二插芯組件，其具有一第二對接軸線，所述第二插芯組件包括： 一第二插芯主體，其具有一第二前表面和多個第二光纖收容孔； 一第二元件陣列，其相鄰於所述第二插芯主體的第二前表面，所述第二元件陣列具有多個第二數據透鏡元件和一鏡系統，每一第二數據透鏡元件與其中一個第二光纖收容孔對準，且所述鏡系統構造爲反射來自所述第一插芯組件的指示透鏡元件的光；以及 多條第二光纖，每一條第二光纖設置於其中一個第二光纖收容孔內，每一條第二光纖具有與其中一個第二數據透鏡元件相鄰的一端面；以及 當將所述第一插芯組件和所述第二插芯組件定位至一完全對接形態時，所述第一和第二對接軸線對準，每一第一數據透鏡元件與其中一個第二數據透鏡元件軸向對準，所述指示透鏡元件與所述鏡系統對準，且所述指示透鏡元件距離所述鏡系統一第一距離，所述第一距離等於所述第一焦距， 當將所述第一插芯組件和所述第二插芯組件定位至一部分對接形態時，所述第一和第二對接軸線對準，每一第一數據透鏡元件與其中一個第二數據透鏡元件軸向對準，所述指示透鏡元件與所述鏡系統對準，且所述指示透鏡元件距離所述鏡系統一第二距離，所述第二距離大於所述第一焦距。
14. 如請求項13所述的光纖組件，其中，所述第一元件陣列包括一對指示透鏡元件，所述一對指示透鏡元件中的第一個指示透鏡元件用作一輸入路徑，且所述一對指示透鏡元件中的第二個指示透鏡元件用作一輸出路徑，且當在所述完全對接形態中，當沿著一第一方向通過所述輸入路徑傳輸光時，所述光被所述鏡系統反射且主要導向至與所述第一方向相反的一第二方向的所述輸出路徑，而當在所述部分對接形態時，當沿著一第一方向通過所述輸入路徑傳輸光時，所述光未主要被所述鏡系統反射至與所述第一方向相反的第二方向的所述輸出路徑。
15. 如請求項13所述的光纖組件，其中，每一第一數據透鏡元件是一準直透鏡元件，且每一第二數據透鏡元件是一準直透鏡元件。
16. 如請求項15所述的光纖組件，還包括一對指示透鏡元件。
17. 如請求項15所述的光纖組件，其中，至少一個指示透鏡元件的一軸線平行於所述第一對接軸線。
18. 如請求項15所述的光纖組件，其中，至少一個指示透鏡元件的一軸線與所述第一對接軸線成一角度。
19. 一種具有對接軸線的插芯組件，包括： 一插芯主體，其具有一前表面和多個光纖收容孔； 一元件陣列，其相鄰於所述插芯主體的前表面，所述元件陣列具有多個透鏡元件，每一透鏡元件與其中一個光纖收容孔對準，所述元件陣列包括多個數據透鏡元件和一指示透鏡元件，所述數據透鏡元件是準直透鏡，且所述指示透鏡元件是一交叉聚焦透鏡；以及 多條光纖，每一條光纖設置於其中一個光纖收容孔內，每一條光纖具有與其中一個透鏡元件相鄰的一端面。
20. 如請求項19所述的插芯組件，其中，所述元件陣列包括一對指示透鏡元件。
21. 如請求項19所述的插芯組件，其中，所述指示透鏡元件的一軸線平行於所述對接軸線。
22. 如請求項19所述的插芯組件，其中，所述指示透鏡元件的一軸線與所述對接軸線成一角度。

Images