CN104142538A - 光电转换装置及光纤耦合连接器 - Google Patents

光电转换装置及光纤耦合连接器 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种光电转换装置,其包括电路板、收光模块、发光模块、光耦合透镜及遮罩。收光模块及发光模块相互间隔地固设在电路板上。光耦合透镜包括相互垂直的第一光学面及第二光学面、与第一光学面及第二光学面均倾斜的反射面、一一对应并分别位于第一光学面及第二光学面上的第一会聚透镜及第二会聚透镜。光耦合透镜固设在电路板上且使第一会聚透镜与收发光模块间隔对准。反射面用于将经第一会聚透镜后的平行光线反射至对应的第二会聚透镜及将经第二会聚透镜后的平行光线反射至第一会聚透镜。遮罩固设在电路板上,遮罩遮蔽光耦合透镜且仅暴露第二光学面所在的一侧。本发明还涉及一种具有该光电转换装置的光纤耦合连接器。

Description

光电转换装置及光纤耦合连接器
技术领域
本发明涉及一种光电转换装置及一种具有该光电转换装置的光纤耦合连接器。
背景技术
光纤耦合连接器通常包括光电转换装置及多根光纤。其中,该光电转换装置包括电路板、发光模块、收光模块以及光耦合透镜。该发光模块、该收光模块及该光耦合透镜均固设在该电路板上,该多根光纤与该发光模块及该收光模块一一对应。该光耦合透镜是在该发光模块与该光纤之间进行光学耦合或者该光纤与该收光模块之间进行光学耦合时将光线反射并改变90度。
该光电转换装置制作完成后,若还要该电路板上设置其他的电子元件,例如电容、电阻等,则需要采用安装工具将它们安装在电路板上。在安装过程中,容易因为操作不当或者不小心碰伤该光耦合透镜。
发明内容
有鉴于此,有必要提供一种光电转换装置及一种光纤耦合连接器,其能在组装其他电子元件至电路板上时防止光耦合透镜被碰伤。
一种光电转换装置,其包括电路板、发光模块、收光模块、光耦合透镜以及遮罩。该发光模块及该收光模块相互间隔地固设在该电路板上。该光耦合透镜包括第一光学面、与该第一光学面垂直的第二光学面、与该第一光学面及该第二光学面均倾斜的反射面、多个第一会聚透镜以及多个第二会聚透镜。该多个第一会聚透镜设置在该第一光学面上。该多个第二会聚透镜设置在该第二光学面上且与该第一会聚透镜一一对应。该光耦合透镜固设在该电路板上且使该多个第一会聚透镜与该发光模块及该收光模块间隔对准。该反射面用于将经该第一会聚透镜后的平行光线反射至对应的第二会聚透镜及将经该多个第二会聚透镜后的平行光线反射至该第一会聚透镜。该遮罩固设在该电路板上,该遮罩遮蔽该光耦合透镜且仅暴露该第二光学面所在的一侧。
一种光纤耦合连接器,其包括多根光纤以及如上所述的光电转换装置。每根光纤均包括光纤芯及包覆该光纤芯的包覆层。该多根光纤芯与该多个第二会聚透镜一一对准。
相较于现有技术,本发明的光纤耦合连接器及光电转换装置利用该遮罩遮蔽该光耦合透镜且仅暴露该第二光学面所在的一侧,从而在组装其他电子元件至电路板上时,该遮罩对光耦合透镜起到保护作用,避免该光耦合透镜被碰伤。
附图说明
图1是本发明实施方式提供的光纤耦合连接器的立体示意图。
图2是图1中的光纤耦合连接器的分解示意图。
图3是图1中的光纤耦合连接器的部分分解示意图。
图4是图1中的光纤耦合连接器沿IV-IV线的剖面示意图。
图5是图4中的光纤耦合连接器V处放大后的光路示意图。
图6是图1中的光纤耦合连接器沿VI-VI线的部分剖面放大示意图。
主要元件符号说明
光纤耦合连接器 100
光电转换装置 10
电路板 12
第一表面 122
第二表面 124
发光模块 14
收光模块 16
光耦合透镜 18
顶面 181
第一面 1812
第二面 1814
反射面 1816
顶面凹槽 1810
底面 182
底面凹槽 1820
第一光学面 1822
前表面 183
缺口 1830
第二光学面 1832
后表面 184
第一侧面 185
第二侧面 186
第一会聚透镜 187
第二会聚透镜 188
支撑件 189
遮罩 19
收容空间 190
顶壁 191
底壁 192
第一开口 1920
前壁 193
第二开口 1930
后壁 194
第一侧壁 195
第二侧壁 196
光纤 20
光纤芯 22
包覆层 24
收容腔 10a
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
下面结合附图将对本发明实施方式作进一步的详细说明。
请参阅图1,为本发明实施方式提供的光纤耦合连接器100。该光纤耦合连接器100包括一个光电转换装置10以及四根光纤20。
请一并参阅图1及图2,该光电转换装置10包括一个电路板12、两个发光模块14、两个收光模块16、一个光耦合透镜18以及一个遮罩19。
该电路板12包括一个第一表面122及一个第二表面124。该第一表面122及该第二表面124位于该电路板12的相背两侧,且该第一表面122与该第二表面124平行。
该两个发光模块14及该两个收光模块16相互间隔地固设在该第二表面124上并与该电路板12电性连接。具体地,该两个发光模块14及该两个收光模块16依次排列成一条直线。本实施方式中,该两个发光模块14可为垂直共振面激光二极管,其用于将电信号转换为光信号并向外发出光线。该两个收光模块16用于接收来自外部的光线并将光信号转换为电信号。
请一并参阅图2至图5,该光耦合透镜18包括一个顶面181、一个底面182、一个前表面183、一个后表面184、一个第一侧面185、一个第二侧面186、四个第一会聚透镜187、四个第二会聚透镜188以及一个支撑件189。
该顶面181与该底面182位于该光耦合透镜18相背的两侧,且该顶面181与该底面182平行。该前表面183与该后表面184位于该光耦合透镜18相背的两侧,且该前表面183与该后表面184平行。该第一侧面185与该第二侧面186位于该光耦合透镜18相背的两侧。该前表面183、该后表面184、该第一侧面185及该第二侧面186均垂直连接该顶面181及该底面182。该第一侧面185倾斜地连接该前表面183及该后表面184,该第二侧面186倾斜地连接该前表面183及该后表面184。
该顶面181开设有条形的顶面凹槽1810。该顶面凹槽1810包括一个第一面1812、一个第二面1814以及一个反射面1816。该第一面1812位于该顶面凹槽1810的底部并与该顶面181平行。该第二面1814位于该顶面凹槽1810的一侧且与该第一面1812及该顶面181均垂直连接。该反射面1816位于该顶面凹槽1810的另外一侧且与该第一面1812及该顶面181均倾斜连接。
该底面182开设有长方体形的底面凹槽1820。该底面凹槽1820包括一个第一光学面1822。该第一光学面1822位于该底面凹槽1820的底部且与该顶面181及该底面182均平行。
该前表面183开设有缺口1830。该缺口1830包括一个第二光学面1832。该第二光学面1832相对该前表面183朝该后表面184的方向凹陷。该第二光学面1832与该前表面183及该后表面184均平行,即该第二光学面1832与该顶面181、该底面182及该第一光学面1822均垂直。
该四个第一会聚透镜187均设置在该第一光学面1822上。具体地,该四个第一会聚透镜187排列成一条直线且与该两个发光模块14及该两个收光模块16一一对准。本实施方式中,该四个第一会聚透镜187均为凸透镜。
该四个第二会聚透镜188均设置在该第二光学面1832上。具体地,该四个第二会聚透镜188排列成一条直线且与该四个第一会聚透镜187一一对应。本实施方式中,该四个第二会聚透镜188均为凸透镜。
该支撑件189为一个矩形框体。该支撑件189垂直该底面182朝远离该顶面181的方向延伸,且该支撑件189围绕该底面凹槽1820的四周。
该遮罩19包括一个顶壁191、一个底壁192、一个前壁193、一个后壁194、一个第一侧壁195以及一个第二侧壁196。该前壁193、该后壁194、该第一侧壁195及该第二侧壁196均垂直连接该顶壁191及该底壁192,且该前壁193、该后壁194、该第一侧壁195、该第二侧壁196、该顶壁191及该底壁192围成一个收容空间190。该第一侧壁195及该第二侧壁196均垂直连接该前壁193及该后壁194。该底壁192承载在该第二表面124上并开设有一个第一开口1920。该前壁193开设有一个第二开口1930。该第一开口1920及该第二开口1930均与该收容空间190连通。本实施方式中,该遮罩19由耐高温材料制成,例如由加纤聚丙烯(PP)或者陶瓷制成。
该四根光纤20与该四个第二会聚透镜188一一对应。每根光纤20均包括一个圆柱体形的光纤芯22及包覆该光纤芯22的包覆层24。该四个光纤芯22与该四个第二会聚透镜188一一对准。
组装该光电转换装置10时,首先,该两个发光模块14及该两个收光模块16固设在该电路板12的第二表面124上。接着,该支撑件189藉由胶合方式连接在该电路板12的第二表面124上以使该光耦合透镜18固设在该第二表面124上。具体地,该第一光学面1822与该电路板12之间形成一个收容腔10a,该两个发光模块14及该两个收光模块16收容在该收容腔10a内并与该四个第一会聚透镜187一一对准。此时,该四个第一会聚透镜187翻转90度后与该四个第二会聚透镜188一一对准。最后,该遮罩19藉由胶合方式连接在该电路板12的第二表面124上以使该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16均收容在该收容空间190内且使该光耦合透镜18与该遮罩19并不接触。此时,该后壁194对准并遮蔽住该后表面184,该第一侧壁195对准并遮蔽住该第一侧面185,该第二侧壁196对准并遮蔽住该第二侧面186,该前表面183从该第二开口1930露出。若组装其他电子元件至电路板12上时,该遮罩19对收容在其中的该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16均起到保护作用,避免该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16被碰伤。
工作时,请参阅图4及图5,该电路板12给该发光模块14通电,该发光模块14将电信号转换成光信号并向外发出光线L1。该发光模块14发出的光线L1经对应的第一会聚透镜187转换为平行光线L2进入该光耦合透镜18中,随后该平行光线L2被该反射面1816反射形成平行光线L3,最后平行光线L3被第二会聚透镜188会聚形成会聚光线L4进入对应的光纤芯22内。
相应地,请参阅图6,来自光纤20的光线经该第二会聚透镜188后以平行光线的形态进入该光耦合透镜18中,再被该反射面1816反射改变90度并被该第一会聚透镜187会聚至对应的收光模块16中。该收光模块16将光信号转换为电信号以传输至后端进行处理。
本实施方式中的光纤耦合连接器100及光电转换装置10利用该遮罩19的该后壁194对准并遮蔽住该后表面184,该第一侧壁195对准并遮蔽住该第一侧面185,该第二侧壁196对准并遮蔽住该第二侧面186,及该前表面183从该第二开口1930露出,从而在组装其他电子元件至电路板12上时,该遮罩19对收容在其中的该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16均起到保护作用,避免该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16被碰伤。另外,若是采用SMT制程将这些电子元件组装在电路板12上时,SMT制程通常所需温度较高,所需时间也较长,由于该遮罩19由加纤聚丙烯(PP)或者陶瓷等耐高温材料制成,则该遮罩19不仅能避免该光耦合透镜18、该发光模块14及该收光模块16被机械碰撞导致的损害,还可以避免高温导致的损坏。当然,在其它实施方式中,该遮罩19也可选择其它材料,只需满足能够承受SMT制程中的工作温度即可。
可以理解的是,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形,而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种光电转换装置,其包括电路板、发光模块、收光模块以及光耦合透镜,该发光模块及该收光模块相互间隔地固设在该电路板上,该光耦合透镜包括第一光学面、与该第一光学面垂直的第二光学面、与该第一光学面及该第二光学面均倾斜的反射面、多个第一会聚透镜以及多个第二会聚透镜,该多个第一会聚透镜设置在该第一光学面上,该多个第二会聚透镜设置在该第二光学面上且与该第一会聚透镜一一对应,该光耦合透镜固设在该电路板上且使该多个第一会聚透镜与该发光模块及该收光模块间隔对准,该反射面用于将经该第一会聚透镜后的平行光线反射至对应的第二会聚透镜及将经该第二会聚透镜后的平行光线反射至对应的第一会聚透镜,其特征在于,该光电转换装置还包括遮罩,该遮罩固设在该电路板上,该遮罩遮蔽该光耦合透镜且仅暴露该第二光学面所在的一侧。
2.如权利要求1所述的光电转换装置,其特征在于,该遮罩由加纤聚丙烯或者陶瓷制成。
3.如权利要求1所述的光电转换装置,其特征在于,该光耦合透镜包括顶面、与该顶面平行相背的底面、前表面、与该前表面平行相背的后表面、第一侧面及第二侧面,该前表面、该后表面、该第一侧面及该第二侧面均垂直连接该顶面及该底面,该第一侧面倾斜地连接该前表面及该后表面,该第二侧面倾斜地连接该前表面及该后表面并与该第一侧面相对,该前表面上开设有缺口,该缺口的底面为该第二光学面,该遮罩遮蔽该顶面、该后表面、该第一侧面及该第二侧面并暴露该前表面。
4.如权利要求3所述的光电转换装置,其特征在于,该遮罩包括顶壁、与该顶壁平行相背的底壁、前壁、与该前壁平行相背的后壁、第一侧壁、与该第一侧壁平行相背的第二侧壁以及收容空间,该前壁、该后壁、该第一侧壁及该第二侧壁均垂直连接该顶壁及该底壁,该第一侧壁及该第二侧壁均垂直连接该前壁及该后壁,该底壁承载在该电路板上并开设有第一开口,该前壁开设有第二开口,该第一开口及该第二开口均与该收容空间连通,该光耦合透镜、该发光模块及该收光模块均收容在该收容空间内,该后表面与该后壁相对,该第一侧面与该第一侧壁相对,该第二侧面与该第二侧壁相对,该前表面从该第二开口露出。
5.如权利要求4所述的光电转换装置,其特征在于,该顶面开设有条形的顶面凹槽,该顶面凹槽包括与该顶面平行的第一面、垂直连接该第一面及该顶面的第二面以及倾斜连接该第一面及该顶面的该反射面,该底面开设有长方体形的底面凹槽,该底面凹槽包括位于底部的该第一光学面,该第一光学面与该顶面及该底面均平行。
6.如权利要求5所述的光电转换装置,其特征在于,该底面上垂直延伸有支撑件,该支撑件围绕该底面凹槽,该支撑件胶合在该电路板上以在该第一光学面与该电路板之间形成收容腔,该发光模块及该收光模块收容在该收容腔内。
7.如权利要求6所述的光电转换装置,其特征在于,该反射面相对该第一光学面倾斜45度,该反射面相对该第二光学面倾斜45度。
8.如权利要求6所述的光电转换装置,其特征在于,该多个第一会聚透镜排列成一条直线,该多个第二会聚透镜排列成一条直线,该多个第一会聚透镜及该多个第二会聚透镜均为凸透镜。
9.一种光纤耦合连接器,其包括多根光纤以及如权利要求1至8任一项所述的光电转换装置,每根光纤均包括光纤芯及包覆该光纤芯的包覆层,该多根光纤芯与该多个第二会聚透镜一一对准。
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Granted publication date: 20170815

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