TWI565998B - 光電轉換裝置 - Google Patents

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Description

光電轉換裝置
本發明涉及一種光電轉換裝置。
光電轉換裝置通常包括電路板、發光模組、收光模組以及光耦合透鏡。該發光模組與該收光模組設置於該電路板上。該光耦合透鏡包括兩個會聚透鏡，該兩個會聚透鏡分別與該發光模組及該收光模組對準，以對該發光模組發射的光線及從外界傳向該收光模組的光線進行會聚。其中，該兩個會聚透鏡與該發光模組及該收光模組的對準精度決定著光電轉換裝置的光訊號傳輸效率。因此，設計一種使會聚透鏡與發光模組之間及會聚透鏡與收光模組之間具有高對準精度的光電轉換裝置成為技術人員亟需解決的問題。
有鑒於此，有必要提供一種光電轉換裝置，其能使會聚透鏡與發光模組之間及會聚透鏡與收光模組之間具有高對準精度，從而保證光訊號的傳輸效率。
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。該電路板上包括兩個間隔設置的定位柱。該發光模組及該收光模組相互間隔地固設於該電路板上。該光耦合透鏡包括與該發光模組及該收光模組相對的光入射面、與該光入射面傾斜 相連的反射面、相互間隔地形成於該光入射面上的第一會聚透鏡及第二會聚透鏡以及兩個對位柱。該第一會聚透鏡及該第二會聚透鏡與該反射面對應。該反射面上開設有凹槽，該兩個對位柱相互間隔地固設於該凹槽的底部。該兩個對位柱的中心與該兩個定位柱的中心分別對準以使該發光模組與該第一會聚透鏡對準，及使該收光模組與該第二會聚透鏡對準。
相較於先前技術，該光電轉換裝置於該電路板上設置兩個定位柱，於該光耦合透鏡上上設置兩個對位柱，並於組裝時利用該兩個對位柱的中心與該兩個定位柱的中心分別對準以使該發光模組與該第一會聚透鏡之間具有高對準精度，及使該收光模組與該第二會聚透鏡之間具有高對準精度，從而保證光訊號的傳輸效率。
100‧‧‧光電轉換裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧底面
14‧‧‧頂面
16‧‧‧定位柱
20‧‧‧發光模組
30‧‧‧收光模組
40‧‧‧光耦合透鏡
42‧‧‧本體部
420‧‧‧凹槽
421‧‧‧底部
422‧‧‧光入射面
424‧‧‧反射面
426‧‧‧光出射面
43‧‧‧第一會聚透鏡
44‧‧‧第二會聚透鏡
45‧‧‧第三會聚透鏡
46‧‧‧第四會聚透鏡
48‧‧‧對位柱
49‧‧‧支撐部
圖1係本發明實施方式提供的光電轉換裝置的立體示意圖。
圖2係圖1中的光電轉換裝置的另一視角的立體示意圖。
圖3係圖1中的光電轉換裝置沿III-III線的剖面示意圖。
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電轉換裝置100。該光電轉換裝置100包括一個電路板10、一個發光模組20、一個收光模組30以及一個光耦合透鏡40。
該電路板10包括一個底面12及一個頂面14。該底面12及該頂面14位於該電路板10的相背兩側，且該底面12與該頂面14平行。兩個定位柱16垂直該頂面14延伸。本實施方式中，該兩個定位柱16為 圓柱體結構，即各定位柱16沿平形於該頂面14的方向所截得的截面形狀均為圓形。
該發光模組20及該收光模組30相互間隔地固設於該頂面14上並與該電路板10電性連接。該發光模組20、該收光模組30及該兩個定位柱16排列成一條直線，且該兩個定位柱16分布於該發光模組20及該收光模組30之間。本實施方式中，該發光模組20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。該收光模組30用於將光訊號轉換為電訊號並接收來自外部的光線。該發光模組20、該收光模組30及該兩個定位柱16排列成一條直線係指該發光模組20、該收光模組30及該兩個定位柱16的中心位於同一直線上。
請結合圖2，該光耦合透鏡40包括一個透明的本體部42、一個第一會聚透鏡43、一個第二會聚透鏡44、一個第三會聚透鏡45、一個第四會聚透鏡46、兩個對位柱48以及兩個支撐部49。
該本體部42為直三棱柱結構且包括一個光入射面422、一個反射面424以及一個光出射面426。該光入射面422與該頂面14平行。該光出射面426與該光入射面422垂直。該反射面424傾斜地連接該光入射面422及該光出射面426。本實施方式中，該反射面424與該光入射面422及該光出射面426之間的夾角均為45度。該反射面424上開設有一個凹槽420，該凹槽420包括一個底部421，該底部421與該光入射面422及該頂面14均平行。
該第一會聚透鏡43及該第二會聚透鏡44相互間隔地形成於該光入射面422上。該第三會聚透鏡45及該第四會聚透鏡46相互間隔地形成於該光出射面426上。該兩個對位柱48相互間隔地固設於該 底部421。本實施方式中，該兩個對位柱48為圓柱體結構，即各對位柱48沿平形於該頂面14的方向所截得的截面形狀均為圓形，且各對位柱48的該截面的尺寸與各定位柱16的該截面的尺寸相同，且該尺寸相對該第一會聚透鏡43及該第二會聚透鏡44的尺寸要大得多。該兩個支撐部49相互間隔地從該光入射面422上垂直延伸。由於該本體部42係透明的，則在該光電轉換裝置100的正上方可以觀測到該第一會聚透鏡43、該第二會聚透鏡44及該兩個對位柱48。此時，觀測到的該第一會聚透鏡43、該第二會聚透鏡44及該兩個對位柱48排列成一條直線，且該兩個對位柱48分布於該第一會聚透鏡43及該第二會聚透鏡44之間。該第一會聚透鏡43及該兩個對位柱48之間的位置關係與該發光模組20及該兩個定位柱16之間的位置關係相同。該第二會聚透鏡44及該兩個對位柱48之間的位置關係與該收光模組30及該兩個定位柱16之間的位置關係相同。具體地，該第一會聚透鏡43的中心分別到該兩個對位柱48的中心之間的距離與該發光模組20的中心分別到該兩個定位柱16的中心之間的距離均相同，該第二會聚透鏡44的中心分別到該兩個對位柱48的中心之間的距離與該收光模組30的中心分別到該兩個定位柱16的中心之間的距離均相同。
可以理解，該兩個對位柱48並不局限於本實施方式中的為圓柱體結構，該兩個定位柱16亦不局限於本實施方式中的圓柱體結構。該兩個對位柱48的沿平形於該頂面14的方向所截得的截面的形狀可為三角形、長方形或橢圓形，相應地，該兩個定位柱16的沿平形於該頂面14的方向所截得的截面的形狀與該兩個對位柱48的形狀相同，亦為三角形、長方形或橢圓形。
組裝該光電轉換裝置100時，該光耦合透鏡40藉由黏膠膠合於該頂面14上。具體地，首先將該光耦合透鏡40承載於該頂面14上，此時，該兩個支撐部49與該頂面14抵觸；接著，工作人員一邊移動該光耦合透鏡40一邊在該光耦合透鏡40的正上方觀測該兩個對位柱48與該兩個定位柱16的相對位置直至觀測到該兩個對位柱48的中心與該兩個定位柱16的中心分別對準才停止移動該光耦合透鏡40，此時，該兩個定位柱16與該兩個對位柱48完全重合，該發光模組20與該第一會聚透鏡43對準，該收光模組30與該第二會聚透鏡44對準。最後，於兩個支撐部49的四周進行點膠以將該光耦合透鏡40膠合於該頂面14上。
可以理解，該兩個對位柱48的沿平形於該底部421的方向所截得的截面尺寸與該兩個定位柱16的沿平形於該頂面14的方向所截得的截面的尺寸還可為不相同，只需要滿足該兩個對位柱48的中心與該兩個定位柱16的中心分別對準，且該尺寸相對該第一會聚透鏡43及該第二會聚透鏡44的尺寸要大得多以便於工作人員觀測即可。
請參閱圖3，工作時，該電路板10給該發光模組20通電，該發光模組20將電訊號轉換成光訊號並向外發出光線。該發光模組20發出的光線先經該第一會聚透鏡43進入該本體部42並以平行光的形態被該反射面424反射至該第三會聚透鏡45，再被該第三會聚透鏡45會聚至外部光纖(圖未示)。相應地，外部光線經該第四會聚透鏡46進入該本體部42並被該反射面424反射至該第二會聚透鏡44，再被該第二會聚透鏡44會聚至該收光模組30。該收光模組30將光訊號轉換為電訊號以傳輸至後端進行處理。
本實施方式的光電轉換裝置100於電路板10上設置兩個定位柱16，於光耦合透鏡40上設置兩個對位柱48，並在組裝時利用該兩個對位柱48的中心與該兩個定位柱16的中心分別對準以使該發光模組20與該第一會聚透鏡43之間具有高對準精度，及使該收光模組30與該第二會聚透鏡44之間具有高對準精度，從而保證光訊號的傳輸效率。
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‧‧‧光電轉換裝置
10‧‧‧電路板
12‧‧‧底面
14‧‧‧頂面
16‧‧‧定位柱
20‧‧‧發光模組
30‧‧‧收光模組
40‧‧‧光耦合透鏡
420‧‧‧凹槽
421‧‧‧底部
422‧‧‧光入射面
424‧‧‧反射面
426‧‧‧光出射面
48‧‧‧對位柱
49‧‧‧支撐部

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，該電路板包括平行相背的底面及頂面，該發光模組及該收光模組相互間隔地固設於該電路板的頂面，該光耦合透鏡包括與該發光模組及該收光模組相對的光入射面、與該光入射面傾斜相連的反射面、相互間隔地形成於該光入射面上的第一會聚透鏡及第二會聚透鏡，該第一會聚透鏡及該第二會聚透鏡與該反射面對應，其中，該電路板上包括兩個間隔設置的定位柱，該反射面上開設有凹槽，該光耦合透鏡還包括兩個對位柱，該兩個對位柱相互間隔地固設於該凹槽的底部，該凹槽的該底部平行該光入射面及該頂面，該兩個對位柱的中心與該兩個定位柱的中心分別對準以使該發光模組與該第一會聚透鏡對準，及使該收光模組與該第二會聚透鏡對準。
  2. 如請求項1所述之光電轉換裝置，其中，該光耦合透鏡包括一個透明的本體部及兩個支撐部，該本體部包括該光入射面、該反射面及一個光出射面，該光入射面與該光出射面垂直，該反射面傾斜地連接該光入射面及該光出射面，該兩個支撐部相互間隔地從該光入射面上垂直延伸。
  3. 如請求項1或2所述之光電轉換裝置，其中，該光電轉換裝置還包括一個第三會聚透鏡及一個第四會聚透鏡，該第三會聚透鏡及該第四會聚透鏡相互間隔地設置於該光出射面上，該發光模組發出的光線由該第一會聚透鏡後進入該本體部並被該反射面反射至該第三會聚透鏡，外部光線經該第四會聚透鏡進入該本體部並被該反射面反射至該第二會聚透鏡後出射至該收光模組。
  4. 如請求項3所述之光電轉換裝置，其中，該光耦合透鏡藉由膠合方式固設 於該頂面上。
  5. 如請求項3所述之光電轉換裝置，其中，該發光模組、該收光模組及該兩個定位柱排列成一條直線，該兩個定位柱位於該發光模組與該收光模組之間。
  6. 如請求項3所述之光電轉換裝置，其中，各定位柱沿平行於該電路板的方向所截得的截面的形狀與各對位柱沿平行該頂面的方向所截得的截面的形狀相同。
  7. 如請求項6所述之光電轉換裝置，其中，各定位柱的該截面的尺寸與各對位柱的該截面的尺寸相同。
  8. 如請求項6所述之光電轉換裝置，其中，該定位柱為圓柱體，該對位柱為圓柱體。
  9. 如請求項1所述之光電轉換裝置，其中，該發光模組及該收光模組與該電路板電性連接。
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