TWI557457B - 光耦合透鏡及光通訊模組 - Google Patents

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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，用來使光訊號於光發射元件與光接收元件之間耦合，所述光耦合透鏡包括固定裝置和透鏡單元，所述固定裝置具有本體，所述本體具有通孔，所述透鏡單元包括入射面、出射面和反射面，所述反射面與所述入射面之間具有45度之夾角，所述出射面垂直所述入射面，所述光發射元件發出之光訊號通過所述通孔經所述入射面進入所述透鏡單元，光訊號被所述反射面反射後經所述出射面出射，所述光接收元件用來接收從所述出射面出射之光訊號。
一種光通訊模組，包括用於承載光發射元件之承載板和光接收元件，所述光耦合透鏡用來使光信號在所述光發射元件與所述光接收元件之間耦合，所述光耦合透鏡包括固定裝置和透鏡單元，所述固定裝置用來固定所述透鏡單元，所述固定裝置具有本體，所述本體具有通孔，所述光發射元件正對所述通孔，所述透鏡單元包括入射面、出射面和反射面，所述反射面與所述入射面之間具有45度之夾角，所述出射面垂直所述入射面，所述光發射元件發出之光訊號通過所述通孔經所述入射面進入所述透鏡單元，光訊號被所述反射面反射後經所述出射面出射，所述光接收元件用來接收從所述出射面出射之光訊號。
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固定裝置來校正光發射元件與透鏡單元之間之對位狀態，當設置有光發射元件之承載板、固定裝置與透鏡單元三者連接為一體時，光訊號從光發射元件經過透鏡單元抵達光接收元件，此時，光發射元件之中心光線、固定裝置的通孔的中心軸和透鏡單元的光軸位於同一條軸線上，無對位誤差，光訊號的傳輸可達理想之耦合效率。
100‧‧‧光通訊模組
200‧‧‧光耦合透鏡
10‧‧‧承載板
20‧‧‧光發射元件
30‧‧‧固定裝置
310‧‧‧本體
311‧‧‧凹槽
312‧‧‧通孔
40‧‧‧透鏡單元
410‧‧‧主體
411‧‧‧入射面
4110‧‧‧第一透鏡
412‧‧‧出射面
4120‧‧‧第二透鏡
413‧‧‧反射面
414‧‧‧第一卡合部
415‧‧‧第二卡合部
50‧‧‧光接收元件
圖1是本發明實施例光通訊模組之示意圖。
圖2是本發明實施例光通訊模組之分解示意圖。
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、圖2所示，本發明實施例提供的光通訊模組100包括承載板10、光發射元件20、固定裝置30、透鏡單元40和光接收元 件50，其中，固定裝置30和透鏡單元40之組合被稱為光耦合透鏡200。
承載板10用來承載光發射元件20，當然，也可以一並提供電能使光發射元件20工作。承載板10可以為電路板，例如，硬板或軟板。光發射元件20可以為發光二極體，優選地，為面型發光二極體。
光耦合透鏡200中之固定裝置30用來固定透鏡單元40，固定裝置30包括本體310以及設置於本體310上的凹槽311和通孔312，通孔312為方形孔。本體310大體呈方形結構，凹槽311和通孔312相連通，凹槽311相較通孔312遠離承載板10，並且凹槽311的寬度大於通孔312的寬度。光發射元件20發出之光線穿過通孔312、凹槽311從固定裝置30出射。
當然，於其他實施方式中，固定裝置30上也可以只設置貫穿本體310的通孔312。
透鏡單元40為透光材質，其包括一個主體410，主體410具有入射面411、出射面412和反射面413，入射面411分別與出射面412和反射面413相交，出射面412垂直入射面411，反射面413與入射面411之間具有45度的夾角。入射面411上具有第一透鏡4110，出射面412上具有第二透鏡4120，第一透鏡4110的光軸與第二透鏡4120的光軸垂直且相交於反射面413上。
出射面412與入射面411結合處具有第一卡合部414，反射面413與入射面411結合處具有第二卡合部415，第一卡合部414和第二卡合部415用來與固定裝置30相卡合以固定透鏡單元40。當透鏡單 元40位於固定裝置30上時，入射面411位於凹槽311內且第一透鏡4110朝向光發射元件20。
優選地，為了使透鏡單元40穩固地固定於固定裝置30上，可以於第一卡合部414和第二卡合部415與固定裝置30之間塗布膠水。
光發射元件20發出之光穿過固定裝置30之通孔312、凹槽311入射至透鏡單元40之入射面411上，然後經入射面411上的第一透鏡4110進入透鏡單元40中，光訊號被反射面413反射後經出射面412上的第二透鏡4120出射，後被光接收元件50所接收。
光接收元件50可以為光電二極體或者光纖。
於組裝光通訊模組100時，先將固定裝置30置於承載板10上並使光發射元件20位於通孔312內，藉助顯微鏡等工具檢查光發射元件20是否位於通孔312的中心線上，調整固定裝置30的位置直至光發射元件20位於通孔312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的入射面411朝向固定裝置30組裝入凹槽311中，從通孔312處藉助顯微鏡等工具判斷第一透鏡4110與通孔312之間的關係，直至第一透鏡4110的中心軸位於通孔312的中心線上，藉助點膠方式將固定裝置30與透鏡單元40加以固定。最後，根據承載板10上的對位標記，將固定裝置30置於承載板10，將固定裝置30藉由點膠方式固定於承載板10上。
由上述組裝過程可知，光耦合透鏡200藉助固定裝置30來校正光發射元件20與透鏡單元40之間之對位狀態，當設置有光發射元件20之承載板10、固定裝置30與透鏡單元40三者連接為一體時，光訊號從光發射元件20發出經過透鏡單元40抵達光接收元件50，此 時，光發射元件20之中心光線、固定裝置30的通孔312的中心軸和透鏡單元40的第一透鏡4110的光軸位於同一條軸線上，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‧‧‧承載板
20‧‧‧光發射元件
30‧‧‧固定裝置
310‧‧‧本體
311‧‧‧凹槽
312‧‧‧通孔
40‧‧‧透鏡單元
410‧‧‧主體
411‧‧‧入射面
4110‧‧‧第一透鏡
412‧‧‧出射面
4120‧‧‧第二透鏡
413‧‧‧反射面
414‧‧‧第一卡合部
415‧‧‧第二卡合部
50‧‧‧光接收元件

Claims (8)

  1. 一種光耦合透鏡，用來使光訊號於光發射元件與光接收元件之間耦合，所述光耦合透鏡包括固定裝置和透鏡單元，所述固定裝置具有本體，所述本體具有通孔，所述透鏡單元包括入射面、出射面和反射面，所述反射面與所述入射面之間具有45度之夾角，所述出射面垂直所述入射面，所述光發射元件發出之光訊號通過所述通孔經所述入射面進入所述透鏡單元，光訊號被所述反射面反射後經所述出射面出射，所述光接收元件用來接收從所述出射面出射之光訊號，所述入射面和出射面結合處具有第一卡合部，所述反射面與所述入射面結合處具有第二卡合部，所述第一卡合部和第二卡合部用來與所述固定裝置相卡合以固定所述透鏡單元。
  2. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，所述入射面上設有第一透鏡，所述出射面上設有第二透鏡。
  3. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，所述第一卡合部和第二卡合部與所述固定裝置之間塗布有膠水。
  4. 一種光通訊模組，包括用於承載光發射元件之承載板和位於承載板上方的光接收元件，所述光耦合透鏡用來使光信號在所述光發射元件與所述光接收元件之間耦合，所述光耦合透鏡包括固定裝置和透鏡單元，所述固定裝置用來固定所述透鏡單元，所述固定裝置具有本體，所述本體具有通孔，所述光發射元件正對所述通孔，所述透鏡單元包括入射面、出射面和反射面，所述反射面與所述入射面之間具有45度之夾角，所述出射面垂直所述入射面，所述光發射元件發出之光訊號通過所述通孔入射到所述入射面上，經所述入射面進入所述透鏡單元，光訊號被所述反射 面反射後經所述出射面出射，所述光接收元件用來接收從所述出射面出射之光訊號，所述入射面和反射面結合處具有第一卡合部，所述出射面與所述入射面結合處具有第二卡合部，所述第一卡合部和第二卡合部用來與所述固定裝置相卡合以固定所述透鏡單元。
  5. 如請求項4所述的光通訊模組，其中，所述入射面上設有第一透鏡，所述出射面上設有第二透鏡。
  6. 如請求項4所述的光通訊模組，其中，所述第一卡合部和第二卡合部與所述固定裝置之間塗布有膠水。
  7. 如請求項4所述的光通訊模組，其中，所述承載板為電路板。
  8. 如請求項4所述的光通訊模組，其中，所述光接收元件為光電二極體或光纖。
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