TWI491942B - 光纖耦合連接器組件及光纖耦合連接器 - Google Patents

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Description

光纖耦合連接器組件及光纖耦合連接器
本發明涉及通用串列匯流排(Universal Serial Bus,USB)領域，尤其涉及一種光纖耦合連接器及具有該光纖耦合連接器的光纖耦合連接器組件。
目前，利用光訊號傳輸資料逐漸應用至個人電腦的USB領域，而具體的形式體現為光纖耦合連接器組件配合光電轉換模組使用。一般光纖耦合連接器組件通常包括相互配合的第一光纖耦合連接器及第二光纖耦合連接器，光電轉換模組包括第一光電轉換模組及第二光電轉換模組。每個光纖耦合連接器均包括光纖及光學透鏡，每個光電轉換模組均包括發光模組、耦合透鏡以及收光模組。第一光電轉換模組與第一光纖耦合連接器配合且均裝設於第一終端中，第二光電轉換模組與第二光纖耦合連接器配合且均裝設於第二終端中。
使用時，將第一光纖耦合連接器插入第二光纖耦合連接器，若第一光纖耦合連接器作為光訊號發射端時，第一發光模組發出之光線依次經過第一耦合透鏡、第一光纖、第一光學透鏡、第二光學透鏡、第二光纖、第二耦合透鏡後由第二收光模組接收，從而實現光訊號的傳輸。若第二光纖耦合連接器作為光訊號發射端時， 第二發光模組發出之光線依次經過第二耦合透鏡、第二光纖、第二光學透鏡、第一光學透鏡、第一光纖、第一耦合透鏡後由第一收光模組接收，從而實現光訊號的傳輸。然而，無論光纖耦合連接器係作為光訊號的發射端，還係作為光訊號的接收端，在光線傳輸過程中，光線都會經過六個折射界面，而多界面折射必然會增大光線在傳輸途中的損耗，從而降低光訊號的傳輸效率。
有鑒於此，有必要提供一種光纖耦合連接器及具有該光纖耦合連接器的光纖耦合連接器組件，其能降低光線在傳輸途中的損耗以保證光訊號的傳輸效率。
一種光纖耦合連接器組件，其包括相互配接的第一光纖耦合連接器及第二光纖耦合連接器。該第一光纖耦合連接器包括第一本體以及收容於該第一本體內的第一光電轉換模組。該第一光電轉換模組包括第一基板、第一發光模組、第一收光模組以及第一耦合透鏡。該第一發光模組及該第一收光模組固於該第一基板上。該第一耦合透鏡位於該第一發光模組及該第一收光模組的上方並與該第一發光模組及該第一收光模組對準。該第一基板包括上表面、開設於該上表面上的第一凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該第一發光模組及該第一收光模組均收容於該第一凹槽內，該第一耦合透鏡承載於該上表面上並密封住該第一凹槽。該第二光纖耦合連接器包括第二本體以及收容於該第二本體內的第二光電轉換模組。該第二光電轉換模組包括第二基板、第二發光模組、第二收光模組以及第二耦合透鏡。該第二發光模組及該第二收光模組固於該第二基板上。該第二耦合透鏡位於該第二發光模組 及該第二收光模組的上方並與該第二發光模組及該第二收光模組對準。該第二基板包括頂面、開設於該頂面上的第二凹槽、及與該頂面平行相對的底面，該第二發光模組及該第二收光模組均收容於該第二凹槽內，該第二耦合透鏡承載於該頂面上並密封住該第二凹槽。該第一耦合透鏡與該第二耦合透鏡對準。該第一發光模組發出的光線依次經過該第一耦合透鏡及該第二耦合透鏡後由該第二收光模組接收。該第二發光模組發出的光線依次經過該第二耦合透鏡及該第一耦合透鏡後由該第一收光模組接收。
一種光纖耦合連接器組件，其包括相互配接的第一光纖耦合連接器及第二光纖耦合連接器。該第一光纖耦合連接器包括第一本體以及第一光電轉換模組。該第一本體開設有第一收容孔，該第一光電轉換模組收容於該第一收容孔內。該第一光電轉換模組包括第一基板、第一發光模組、第一收光模組以及第一耦合透鏡。該第一發光模組及該第一收光模組固於該第一基板上。該第一耦合透鏡位於該第一發光模組及該第一收光模組的上方並與該第一發光模組及該第一收光模組對準。該第一基板包括上表面、開設於該上表面上的第一凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該第一發光模組及該第一收光模組均收容於該第一凹槽內，該第一耦合透鏡位於該第一收容孔的頂壁上並與該第一凹槽相對。該第二光纖耦合連接器包括第二本體以及第二光電轉換模組。該第二本體開設有與該第一收容孔相對的第二收容孔。該第二光電轉換模組收容於該第二收容孔內。該第二光電轉換模組包括第二基板、第二發光模組、第二收光模組以及第二耦合透鏡。該第二發光模組及該第二收光模組固於該第二基板上。該第二耦合透鏡位於該第二發光模組及該第二收光模組的上方並與該第二發光模組及該 第二收光模組對準。該第二基板包括頂面、開設於該頂面上的第二凹槽、及與該頂面平行相對的底面，該第二發光模組及該第二收光模組均收容於該第二凹槽內，該第二耦合透鏡位於該第二收容孔的頂壁上並與該第二凹槽相對。該第一耦合透鏡與該第二耦合透鏡對準。該第一發光模組發出的光線依次經過該第一耦合透鏡及該第二耦合透鏡後由該第二收光模組接收。該第二發光模組發出的光線依次經過該第二耦合透鏡及該第一耦合透鏡後由該第一收光模組接收。
一種光纖耦合連接器，其包括本體以及收容於該本體內的光電轉換模組。該光電轉換模組包括基板、發光模組、收光模組以及耦合透鏡。該發光模組及該收光模組固於該基板上。該耦合透鏡位於該發光模組及該收光模組的上方並與該發光模組及該收光模組對準。該基板包括上表面、開設於該上表面上的凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該發光模組及該收光模組均收容於該凹槽內，該耦合透鏡承載於該上表面上並密封住該凹槽。該發光模組發出的光線經過該耦合透鏡後射出，該收光模組接收透過該耦合透鏡的光線。
一種光纖耦合連接器，其包括本體以及光電轉換模組。該本體開設有收容孔，該光電轉換模組收容於該收容孔內。該光電轉換模組包括基板、發光模組、收光模組以及耦合透鏡。該發光模組及該收光模組固於該基板上。該耦合透鏡位於該發光模組及該收光模組的上方並與該發光模組及該收光模組對準。該基板包括上表面、開設於該上表面上的凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該發光模組及該收光模組均收容於該凹槽內，該耦合透鏡位於 該收容孔的頂壁上並與該凹槽相對。該發光模組發出的光線經過該耦合透鏡後射出，該收光模組接收透過該耦合透鏡的光線。
相較於先前技術，該光纖耦合連接器組件及該光纖耦合連接器利用第一發光模組發出的光線依次經過第一耦合透鏡及第二耦合透鏡後由該第二收光模組接收，或者利用第二發光模組發出的光線依次經過第二耦合透鏡及第一耦合透鏡後由第一收光模組接收，減少了光線的折射界面，從而提升光訊號的傳輸效率。
100‧‧‧光纖耦合連接器組件
10‧‧‧第一光纖耦合連接器
12‧‧‧第一本體
120‧‧‧第一收容孔
122‧‧‧第一頂壁
124‧‧‧第一底壁
126‧‧‧第一側壁
30‧‧‧第一光電轉換模組
32‧‧‧第一基板
320‧‧‧第一凹槽
322‧‧‧上表面
324‧‧‧下表面
34‧‧‧第一發光模組
36‧‧‧第一收光模組
38‧‧‧第一耦合透鏡
382‧‧‧第一水平面
384‧‧‧第二水平面
386‧‧‧第一傾斜面
388‧‧‧第一凸面
20‧‧‧第二光纖耦合連接器
22‧‧‧第二本體
220‧‧‧第二收容孔
222‧‧‧第二頂壁
224‧‧‧第二底壁
226‧‧‧第二側壁
40‧‧‧第二光電轉換模組
42‧‧‧第二基板
420‧‧‧第二凹槽
422‧‧‧頂面
424‧‧‧底面
44‧‧‧第二發光模組
46‧‧‧第二收光模組
48‧‧‧第二耦合透鏡
482‧‧‧第三水平面
484‧‧‧第四水平面
486‧‧‧第二傾斜面
487‧‧‧第二豎直面
488‧‧‧第二凸面
圖1係本發明實施方式提供的光纖耦合連接器組件的立體示意圖。
圖2係圖1中的光纖耦合連接器組件的分解示意圖。
圖3係圖1中的光纖耦合連接器組件的另一分解示意圖。
圖4係圖1沿IV-IV線的剖面示意圖。
圖5係圖4中V部分的放大示意圖。
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，為本發明第一實施方式的光纖耦合連接器組件100。該光纖耦合連接器組件100包括一個第一光纖耦合連接器10及與該第一光纖耦合連接器10配接的第二光纖耦合連接器20。該第一光纖耦合連接器10與該第二光纖耦合連接器20配接後可進行光訊號傳輸。
請一並參閱圖2及圖3，該第一光纖耦合連接器10包括一個第一本 體12及一個第一光電轉換模組30。
請一並參閱圖3至圖5，該第一本體12開設有一個第一收容孔120，本實施方式中該第一收容孔120大致呈方形盲孔。該第一收容孔120包括一個第一頂壁122、一個第一底壁124以及一個第一側壁126。該第一頂壁122與該第一底壁124平行相對，該第一側壁126垂直連接該第一頂壁122及該第一底壁124。
該第一光電轉換模組30收容於該第一收容孔120內。該第一光電轉換模組30包括一個第一基板32、一個第一發光模組34、一個第一收光模組36以及一個第一耦合透鏡38。
該第一基板32包括一個上表面322、一個第一凹槽320以及一個下表面324。該第一凹槽320開設於該上表面322上。該下表面324與該上表面322平行相對，該下表面324承載並固設於該第一底壁124上。
該第一發光模組34及該第一收光模組36相互間隔地收容於該第一凹槽320內。本實施方式中，該第一發光模組34可為垂直共振面雷射二極體，其用於向外發出光線。
該第一耦合透鏡38包括一個第一水平面382、一個第二水平面384、一個第一傾斜面386、一個第一豎直面387以及兩個第一凸面388。該第一水平面382與該第二水平面384平行相對。該第一水平面382承載於該上表面322上且使該第一耦合透鏡38密封住該第一凹槽320。該第一傾斜面386與該第一豎直面387分別位於該第一耦合透鏡38的兩側且均連接該第一水平面382及第二水平面384。該第一傾斜面386靠近該第一側壁126。該兩個第一凸面388從 該第一水平面382突出並分別與該第一發光模組34及該第一收光模組36對準。該兩個第一凸面388與該第一傾斜面386對應。
該第二光纖耦合連接器20包括一個第二本體22及一個第二光電轉換模組40。
該第二本體22開設有一個與該第一收容孔120相對的第二收容孔220，本實施方式中該第二收容孔220大致呈方形盲孔。該第二收容孔220包括一個第二頂壁222、一個第二底壁224以及一個第二側壁226。該第二頂壁222與該第二底壁224平行相對，該第二側壁226垂直連接該第二頂壁222及該第二底壁224。
該第二光電轉換模組40收容於該第二收容孔220內。該第二光電轉換模組40包括一個第二基板42、一個第二發光模組44、一個第二收光模組46以及一個第二耦合透鏡48。
該第二基板42包括一個頂面422、一個第二凹槽420以及一個底面424。該第二凹槽420開設於該頂面422上。該底面424與該頂面422平行相對，該底面424承載並固設於該第二底壁224上。
該第二發光模組44及該第二收光模組46相互間隔地收容於該第二凹槽420內。本實施方式中，該第二發光模組44可為垂直共振面雷射二極體，其用於向外發出光線。
該第二耦合透鏡48與該第一耦合透鏡38對準。該第二耦合透鏡48包括一個第三水平面482、一個第四水平面484、一個第二傾斜面486、一個第二豎直面487以及兩個第二凸面488。該第三水平面482與該第四水平面484平行相對。該第三水平面482承載於該頂面422上且使該第二耦合透鏡48密封住該第二凹槽420。該第二傾 斜面486與該第二豎直面487分別位於該第二耦合透鏡48的兩側且均連接該第三水平面482及第四水平面484。該第二傾斜面486靠近該第二側壁226。該第二豎直面487與該第一豎直面387相對。該兩個第二凸面488從該第三水平面482突出並分別與該第二發光模組44及該第二收光模組46對準。該兩個第二凸面488與該第二傾斜面486對應。
組裝時，將第一光纖耦合連接器10插入第二光纖耦合連接器20中，即第一頂壁122與第二頂壁222相牴觸，第一底壁124與第二底壁224相牴觸，第一收容孔120與第二收容孔220相對，及第一耦合透鏡38與第二耦合透鏡48對準。
使用時，若第一光纖耦合連接器10作為光訊號發射端，第二光纖耦合連接器20作為光訊號接收端，則第一發光模組34發出之光線經與其對準之第一凸面388匯聚後被第一傾斜面386反射至第二傾斜面486，接著被第二傾斜面486反射至第二凸面488，最後由第二凸面488匯聚至第二收光模組46上，最終實現光訊號之傳輸。若第一光纖耦合連接器10作為光訊號接收端，第二光纖耦合連接器20作為光訊號發射端，則第二發光模組44發出之光線經與其對準之第二凸面488匯聚後被第二傾斜面486反射至第一傾斜面386，接著被第一傾斜面386反射至第一凸面388，最後由第一凸面388匯聚至第一收光模組36上，最終實現光訊號之傳輸。無論係第一光纖耦合連接器10作為光訊號發射端，還係第二光纖耦合連接器20作為光訊號發射端，在光線傳輸過程中，光線只會依次經過第一凸面388/第二凸面488、第一傾斜面386/第二傾斜面486、第二傾斜面486/第一傾斜面386及第二凸面488/第一凸面388四個 折射界面，因此，光線的折射界面減少，從而提升光訊號的傳輸效率。
可以理解，該第一耦合透鏡38的安裝方式並不侷限於本實施方式，該第一耦合透鏡38還可以係藉由第一水平面382固設於該第一頂壁122上而收容於第一收容孔120內。該第二耦合透鏡48的安裝方式亦不侷限於本實施方式，該第二耦合透鏡48還可以係藉由第三水平面482固設於該第二頂壁222上而收容於第二收容孔220內，只要滿足第一耦合透鏡38與第二耦合透鏡48對準，兩個第一凸面388分別與第一發光模組34及第一收光模組36對準，兩個第二凸面488分別與第二發光模組44及第二收光模組46對準即可。
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，以上該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。
100‧‧‧光纖耦合連接器組件
12‧‧‧第一本體
30‧‧‧第一光電轉換模組
32‧‧‧第一基板
320‧‧‧第一凹槽
322‧‧‧上表面
324‧‧‧下表面
34‧‧‧第一發光模組
36‧‧‧第一收光模組
38‧‧‧第一耦合透鏡
22‧‧‧第二本體
220‧‧‧第二收容孔
40‧‧‧第二光電轉換模組
42‧‧‧第二基板
420‧‧‧第二凹槽
422‧‧‧頂面
424‧‧‧底面
44‧‧‧第二發光模組
46‧‧‧第二收光模組
48‧‧‧第二耦合透鏡

Claims (8)

  1. 一種光纖耦合連接器組件，其包括相互配接的第一光纖耦合連接器及第二光纖耦合連接器，其中，該第一光纖耦合連接器包括第一本體以及收容於該第一本體內的第一光電轉換模組，該第一光電轉換模組包括第一基板、第一發光模組、第一收光模組以及第一耦合透鏡，該第一發光模組及該第一收光模組固於該第一基板上，該第一耦合透鏡位於該第一發光模組及該第一收光模組的上方並與該第一發光模組及該第一收光模組對準，該第一基板包括上表面、開設於該上表面上的第一凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該第一發光模組及該第一收光模組均收容於該第一凹槽內，該第一耦合透鏡承載於該上表面上並密封住該第一凹槽，該第二光纖耦合連接器包括第二本體以及收容於該第二本體內的第二光電轉換模組，該第二光電轉換模組包括第二基板、第二發光模組、第二收光模組以及第二耦合透鏡，該第二發光模組及該第二收光模組固於該第二基板上，該第二耦合透鏡位於該第二發光模組及該第二收光模組的上方並與該第二發光模組及該第二收光模組對準，該第二基板包括頂面、開設於該頂面上的第二凹槽、及與該頂面平行相對的底面，該第二發光模組及該第二收光模組均收容於該第二凹槽內，該第二耦合透鏡承載於該頂面上並密封住該第二凹槽，該第一耦合透鏡與該第二耦合透鏡對準，該第一發光模組發出的光線依次經過該第一耦合透鏡及該第二耦合透鏡後由該第二收光模組接收，該第二發光模組發出的光線依次經過該第二耦合透鏡及該第一耦合透鏡後由該第一收光模組接收。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光纖耦合連接器組件，其中，該第一本體開設有第一收容孔，該第一光電轉換模組收容於該第一收容孔內，該第二 本體開設有與該第一收容孔相對的第二收容孔，該第二光電轉換模組收容於該第二收容孔內。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之光纖耦合連接器組件，其中，該第一耦合透鏡包括第一水平面、與該第一水平面平行相對的第二水平面、第一傾斜面、第一豎直面以及兩個第一凸面，該第一水平面承載於該上表面上，該第一傾斜面與該第一豎直面分別位於該第一耦合透鏡的兩側且均連接該第一水平面及該第二水平面，該兩個第一凸面從該第一水平面突出並分別與該第一發光模組及該第一收光模組對準，該第二耦合透鏡包括第三水平面、與該第三水平面平行相對的第四水平面、第二傾斜面、第二豎直面以及兩個第二凸面，該第三水平面承載於該頂面上，該第二傾斜面與該第二豎直面分別位於該第二耦合透鏡的兩側且均連接該第三水平面及該第四水平面，該兩個第二凸面從該第三水平面突出並分別與該第二發光模組及該第二收光模組對準，該第一豎直面與該第二豎直面相對，該兩個第一凸面及該兩個第二凸面分別與該第一傾斜面及該第二傾斜面對應。
  4. 一種光纖耦合連接器組件，其包括相互配接的第一光纖耦合連接器及第二光纖耦合連接器，其中，該第一光纖耦合連接器包括第一本體以及第一光電轉換模組，該第一本體開設有第一收容孔，該第一光電轉換模組收容於該第一收容孔內，該第一光電轉換模組包括第一基板、第一發光模組、第一收光模組以及第一耦合透鏡，該第一發光模組及該第一收光模組固於該第一基板上，該第一耦合透鏡位於該第一發光模組及該第一收光模組的上方並與該第一發光模組及該第一收光模組對準，該第一基板包括上表面、開設於該上表面上的第一凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該第一發光模組及該第一收光模組均收容於該第一凹槽內，該第一耦合透鏡位於該第一收容孔的頂壁上並與該第一凹槽相對，該第 二光纖耦合連接器包括第二本體以及第二光電轉換模組，該第二本體開設有與該第一收容孔相對的第二收容孔，該第二光電轉換模組收容於該第二收容孔內，該第二光電轉換模組包括第二基板、第二發光模組、第二收光模組以及第二耦合透鏡，該第二發光模組及該第二收光模組固於該第二基板上，該第二耦合透鏡位於該第二發光模組及該第二收光模組的上方並與該第二發光模組及該第二收光模組對準，該第二基板包括頂面、開設於該頂面上的第二凹槽、及與該頂面平行相對的底面，該第二發光模組及該第二收光模組均收容於該第二凹槽內，該第二耦合透鏡位於該第二收容孔的頂壁上並與該第二凹槽相對，該第一耦合透鏡與該第二耦合透鏡對準，該第一發光模組發出的光線依次經過該第一耦合透鏡及該第二耦合透鏡後由該第二收光模組接收，該第二發光模組發出的光線依次經過該第二耦合透鏡及該第一耦合透鏡後由該第一收光模組接收。
  5. 一種光纖耦合連接器，其包括本體以及收容於該本體內的光電轉換模組，該光電轉換模組包括基板、發光模組、收光模組以及耦合透鏡，該發光模組及該收光模組固於該基板上，該耦合透鏡位於該發光模組及該收光模組的上方並與該發光模組及該收光模組對準，該基板包括上表面、開設於該上表面上的凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該發光模組及該收光模組均收容於該凹槽內，該耦合透鏡承載於該上表面上並密封住該凹槽，該發光模組發出的光線經過該耦合透鏡後射出，該收光模組接收透過該耦合透鏡的光線。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之光纖耦合連接器，其中，該本體開設有收容孔，該光電轉換模組收容於該收容孔內。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之光纖耦合連接器，其中，該耦合透鏡包括第一水平面、與該第一水平面平行相對的第二水平面、傾斜面、豎直面以 及兩個凸面，該第一水平面承載於該上表面上，該傾斜面與該豎直面分別位於該耦合透鏡的兩側且均連接該第一水平面及該第二水平面，該兩個凸面從該第一水平面突出並分別與該發光模組及該收光模組對準，該兩個凸面分別與該傾斜面對應。
  8. 一種光纖耦合連接器，其包括本體以及光電轉換模組，該本體開設有收容孔，該光電轉換模組收容於該收容孔內，該光電轉換模組包括基板、發光模組、收光模組以及耦合透鏡，該發光模組及該收光模組固於該基板上，該耦合透鏡位於該發光模組及該收光模組的上方並與該發光模組及該收光模組對準，該基板包括上表面、開設於該上表面上的凹槽、及與該上表面平行相對的下表面，該發光模組及該收光模組均收容於該凹槽內，該耦合透鏡位於該收容孔的頂壁上並與該凹槽相對，該發光模組發出的光線經過該耦合透鏡後射出，該收光模組接收透過該耦合透鏡的光線。
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