TWI490580B - 光纖連接器 - Google Patents

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TWI490580B
TWI490580B TW099140493A TW99140493A TWI490580B TW I490580 B TWI490580 B TW I490580B TW 099140493 A TW099140493 A TW 099140493A TW 99140493 A TW99140493 A TW 99140493A TW I490580 B TWI490580 B TW I490580B
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Tai Cherng Yu
I Thun Lin
Shih Min Wang
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    • G02B6/4284—Electrical aspects of optical modules with disconnectable electrical connectors

Description

光纖連接器
本發明關於一種光纖連接器。
由於消費者對資訊量之傳輸需求日益增加，所以易於使用之傳輸介面USB規格與速率也由USB1.0提升到目前發展之USB3.0，甚至是即將提倡之USB4.0之規格。
傳送速率也由原先之1.5Mb/s提升到現在之4.8Gb/s(USB3.0)，甚至是10Gb/s(USB4.0)。USB3.0在如此高傳輸之速度下，電磁波干擾以及傳輸線之電容電磁效應，造成資訊傳輸之速率與距離成反比，如何在此取得平衡點並滿足消費者之需求，將會是所有供應商之重要課題。
目前USB3.0使用之方式，和傳統USB1.0之方式相同均是採用電子訊號來傳輸，差異點為加入了一組四線式全雙工差動訊號傳輸，使得傳輸之速率達到4.8Gb/s，但也因為電子傳輸速度過快，導線所造成之訊號損失以及衰減使得傳輸線長度無法高於3米，低於USB需求之最長需達到5米規格。
而目前USB4.0之想法，也純粹是由光傳輸來運作，所以雖然傳輸之距離可以拉長許多，但所需要光學元件之數量將會增加許多，且由於傳輸之接頭部分需要光學對準，所以當插拔之時候，塑膠 之光學元件容易受到損害，久而久之會後造成光學對位之不良。
有鑑於此，有必要提供一種達到長距離之資訊傳輸，並保持接頭剛性需求之光纖連接器。
一種光纖連接器，其包括殼體和金屬接頭，所述殼體用於包覆光纖，所述金屬接頭位於殼體相背兩端，所述金屬接頭位於所述殼體之一端用於與電子設備相連，所述金屬接頭內具有光電二極體、發光二極體及處理單元，所述光電二極體用於將所述光纖傳輸之光訊號轉換為電訊號輸出給所述處理單元進行處理以適於所述金屬接頭傳輸，所述發光二極體在所述金屬接頭傳輸給所述處理單元之電訊號控制下發出代表電訊號之光訊號並耦合至所述光纖進行傳輸。
相較於先前技術，本發明實施例之光纖連接器採用光纖傳輸光訊號和金屬接頭，光纖傳輸訊號具有長距離特點、而金屬接頭又保持了光纖連接器接頭之剛性需求，適合多次插拔。
10，20‧‧‧光纖連接器
11，21‧‧‧殼體
12‧‧‧光纖
13a、23a‧‧‧光電二極體
13b、23b‧‧‧發光二極體
14，24‧‧‧承載體
15，25‧‧‧金屬接頭
16、26‧‧‧處理單元
240‧‧‧反射面
22a‧‧‧第一光纖
22b‧‧‧第二光纖
圖1是本發明第一實施例提供的光纖連接器之示意圖。
圖2是本發明第二實施例提供的光纖連接器中光電二極管與金屬接頭之示意圖。
圖3是本發明第二實施例提供的光纖連接器中發光二極體與金屬接頭之示意圖。
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，本發明第一實施例提供之光纖連接器10具有殼體11和金屬接頭15，殼體11內設置有一根光纖12，金屬接頭15內具有光電二極體(PD，photo diode)13a、發光二極體(LD，light diode)13b、承載體14以及處理單元16。
殼體11之兩端均具有一個金屬接頭15，即光纖連接器10具有兩個金屬接頭15，金屬接頭15通過光纖12相連，本實施例以一個金屬接頭15為例來介紹光纖連接器10之結構。
殼體11一般由塑膠材料製成用於包覆光纖12，例如，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚對苯二甲酸乙酯等。
金屬接頭15位於殼體11之一端用於與電子設備(例如電腦主機、印表機、照相機、手機等)結合以將數據輸入或輸出至該電子設備。
金屬接頭15內設置有承載體14，光電二極體13a、發光二極體13b和處理單元16，處理單元16可以為ASIC(Application Specific Integrated Circuit)集成晶片。光電二極體13a和發光二極體13b設置在承載體14靠近光纖12之位置，以使光電二極管13a之受光面和發光二極體13b之發光面朝向光纖12。
承載體14可以由矽或陶瓷製成。
如果承載體14由矽做成，那麼，光電二極體13a、發光二極體13b和處理單元16可以直接生長在承載體14上，此時，金屬接頭15內可以不用單獨設置電路板，而是將電路板與承載體14合二為一；如果承載體14由陶瓷做成，可以另設與光電二極體13a、發光二極體13b和處理單元16電性相連之電路板。
光電二極體13a可以為PN光電二極體、PIN光電二極體或雪崩光電二極體。
光纖12傳輸之光訊號S直接被光電二極體13a所接收，不同能量之光訊號S使得光電二極體13a可以輸出不同之電流，故，光電檢測器13a可將光訊號S轉換為金屬接頭15傳輸之電訊號S1，電訊號S1在處理單元16中根據需要轉換為電壓以及數位訊號後經金屬接頭15輸入或輸出至電子設備。
同理，電子設備將需要輸出之電訊號L被處理單元16根據需要轉換電壓或電流以及模擬訊號控制發光二極體13b發出不同之光線，該光線對應電訊號，發光二極體13b發出之光訊號L1直接入射耦合到光纖12中進行傳輸。
光纖連接器10採用光纖12傳輸光訊號和金屬接頭15相結合之訊號傳輸方式，光纖12傳輸訊號具有長距離傳輸特點、而金屬接頭15又保持了光纖連接器接頭之剛性需求，適合多次插拔。
當然，光纖連接器10之光纖12並不限於一個，可以為兩個、三個等，光電二極體13a和發光二極體13b可以與光纖12一一對應，也可多個光纖12共用一個光電二極體13a和發光二極體13b。
請參閱圖2及圖3，本發明第二實施例提供之光纖連接器20包括殼體21及金屬接頭25，殼體21內具有第一光纖22a和第二光纖22b，金屬接頭25內之設置有光電二極體23a、發光二極體23b、承載體24和處理單元26，承載體24具有反射面240。
第一光纖22a傳輸之光訊號入射到反射面240，經反射面240反射後被光電二極體23a所接收，然後轉換為電訊號經金屬接頭25輸 出；金屬接頭25輸入之電訊號進處理單元26處理後用來控制發光二極體23b發出代表電訊號光訊號，光訊號被反射面240反射至第二光纖22b中進行傳輸。
光電二極管23a和發光二極體23b沿反射面240排列，換言之，沿著垂直紙面的方向排列。
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援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。
10‧‧‧光纖連接器
11‧‧‧殼體
12‧‧‧光纖
13a‧‧‧光電二極體
13b‧‧‧發光二極體
14‧‧‧承載體
15‧‧‧金屬接頭
16‧‧‧處理單元

Claims (7)

  1. 一種光纖連接器，所述光纖連接器包括殼體，所述殼體用於包覆光纖，其改良在於，所述光纖連接器還包括位於殼體相背兩端的兩個金屬接頭，所述金屬接頭位於所述殼體之一端用於與電子設備相連，所述金屬接頭內具有光電二極體、發光二極體及處理單元，所述光電二極體用於將所述光纖傳輸之光訊號轉換為電訊號輸出給所述處理單元進行處理以適於所述金屬接頭傳輸，所述發光二極體在所述金屬接頭傳輸給所述處理單元之電訊號控制下發出代表電訊號之光訊號並耦合至所述光纖進行傳輸。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光纖連接器，其中，所述光纖連接器進一步包括一個設置在所述金屬接頭內之承載體，所述光電二極體、發光二極體和處理單元與所述承載體電性相連。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光纖連接器，其中，所述承載體具有反射面，所述光纖傳輸之光被所述反射面反射後被所述光電二極體所接收，所述發光二極體發出之光經所述反射面之反射後入射至所述光纖。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之光纖連接器，其中，所述發光二極體和光電二極體設置在所述承載體靠近所述光纖之位置，並且所述光電二極體之受光面和發光二極體之發光面均朝向所述光纖，以使所述光纖傳輸之光直接被所述光電二極體所接收或所述發光二極體發出之光直接入射至所述光纖。
  5. 如申請專利範圍第1-4任一項所述之光纖連接器，其中，所述殼體之材料為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯或聚對苯二甲酸乙酯。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光纖連接器，其中，所述光電二極體為PN光 電二極體、PIN光電二極體或雪崩光電二極體。
  7. 如申請專利範圍第1-4任一項所述之光纖連接器，其中，所述光纖之個數等於所述發光二極體和光電二極體之和，每一個光電二極體對應一個光纖，每一個發光二極體對應一個光纖。
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