CN108051893B - 光模块 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种光模块，包括：壳体以及设置在所述壳体内的光芯片、滤光器件和电路板，所述光芯片设置在所述电路板上且与所述电路板电连接，所述电路板的一端设有与所述电路板电连接的金手指，所述滤光器件包括第一光接口和第二光接口，所述第二光接口与所述光芯片通过内部光纤相连，用于与外部光纤相连的所述第一光接口与所述金手指设置在所述壳体的同一端。本发明提供的光模块能够提高更换光模块过程的便捷性。

Description

光模块
技术领域
本发明涉及光通信技术，尤其涉及一种光模块。
背景技术
光纤通信方式是以光波作为信息载体，以光纤作为传输媒介的一种通信方式。光纤通信方式以其传输频带较宽、抗干扰能力较强、信号衰减较小等优点，逐渐取代电缆、微波等通信方式，成为通信领域中应用最为广泛的一种通信方式。
光模块是光纤通信中非常重要的光信号接口器件，光模块的一端作为光接口与光纤相连，另一端作为电接口与外部通信设备相连。光模块能够对光信号和电信号进行转换。图1为相关技术中光模块的结构示意图，图2为相关技术中光模块的***视图。如图1和图2所示，光模块主要包括电路板3和滤光器件4，滤光器件4的一端通过光纤连接器11与外部光纤相连，其另一端通过内部光纤与耦合连接在电路板3上的光芯片12相连接，以实现光模块中光信号的输送。电路板3的一端设置有金手指31，用于与外部通信设备电连接，以实现光模块***号的输送。
将上述电路板3、滤光器件4和光纤连接器11封装在金属壳体13内。光模块可***并锁定在外部通信设备中，金属壳体13上还设置有解锁器14，用于解除光模块与外部通信设备之间的锁定状态，促使光模块能够从外部通信设备内拔出。
通常，滤光器件4和电路板3上的金手指31分别位于光模块内沿长度方向(即图1中A方向)的两端，图1中，与滤光器件4相连的光纤连接器11位于光模块的左端，金手指31位于光模块的右端。
上述光模块在应用过程中，当需要更换不同速率的光模块时，需要将外部光纤接头从光模块中拔出，再将光模块从外部通信设备内拔出。然后将新的光模块***外部通信设备，将外部光纤接头***光模块，插拔过程各为两次，操作较为繁琐。并且，当多路通道均需要更换光模块时，还需要将各个新的光模块与光纤接头一一配对正确，各个新的光模块均准确***通信设备对应的接口中，才能实现正常通信。上述拆装过程不但操作繁琐，还非常容易造成因插接错误而导致通信失败的情况发生。
发明内容
本发明提供一种光模块，用于提高更换光模块过程的便捷性。
本发明提供一种光模块，包括：壳体以及设置在所述壳体内的光芯片、滤光器件和电路板，所述光芯片设置在所述电路板上且与所述电路板电连接，所述电路板的一端设有与所述电路板电连接的金手指，所述滤光器件包括第一光接口和第二光接口，所述第二光接口与所述光芯片通过内部光纤相连，用于与外部光纤相连的所述第一光接口与所述金手指设置在所述壳体的同一端。
如上所述的光模块，还包括托架；所述滤光器件通过所述托架固定在所述电路板上。
如上所述的光模块，所述托架具有沿垂直于所述电路板表面方向布设的固定部和安装部；所述托架由所述固定部固定设置在所述电路板上，所述滤光器件设置于所述安装部内。
如上所述的光模块，所述安装部包括第一限位部；所述第一限位部的底端固定在所述固定部的顶面，所述第一限位部的顶端设有承托所述滤光器件的第一凹陷部。
如上所述的光模块，所述安装部还包括第二限位部，所述第二限位部的底端固定在所述固定部上，且所述第二限位部与所述第一限位部沿所述电路板的长度方向排布；所述第二限位部的顶端设置有第二凹陷部；
所述第一光接口容纳于所述第一凹陷部内，所述第二光接口容纳于所述第二凹陷部内。
如上所述的光模块，所述第一限位部与所述第二限位部之间沿所述电路板的长度方向设有第一间隙；
所述滤光器件还包括：连接在所述第一光接口和所述第二光接口之间的连接部；
所述安装部还包括：弹片，所述弹片插设在所述第一间隙内，且所述弹片的中部具有朝向所述第一限位部所凸出的拱起部；所述连接部设置于由所述拱起部和所述第二限位部所形成的空间内。
如上所述的光模块，所述拱起部的底端设有支撑部，所述支撑部位于所述第一光接口和所述连接部的下方，用于支撑所述第一光接口和所述连接部。
如上所述的光模块，所述弹片的两侧分别设有朝向所述第一限位部延伸的定位部；所述定位部贴合于所述第一限位部的外侧。
如上所述的光模块，所述固定部的底部设有螺钉孔，由穿设于所述螺钉孔内的螺钉将所述固定部固定于所述电路板上。
如上所述的光模块，所述固定部的底部设有定位柱，所述定位柱与设置在所述电路板上的定位孔配合相连，以定位所述托架。
在本发明所提供的技术方案中，光模块的壳体内设置光芯片、滤光器件和电路板，其中，用于处理光电信号的光芯片设置于电路板上且与电路板电连接，电路板的一端设置有用于传输电信号的金手指，用于传输光信号的滤光器件包括第一光接口和第二光接口，第二光接口通过内部光纤与光芯片相连，以实现光信号在光模块内的传输，第一光接口与外部光纤相连，以实现光信号在光模块与外部设备之间的传输，滤光器件的第一光接口与金手指设置在壳体内的同一端，使得在更换光模块的过程中，仅需将旧的光模块从外部连接器内拔出，将新的光模块***外部连接器，仅插拔一次即可同时完成对光模块中光口和电口的更换，简化了操作步骤，降低光模块在更换过程中与光纤接头和通信设备配对出错的几率。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
图1为相关技术中光模块的结构示意图；
图2为相关技术中光模块的***视图；
图3为本发明实施例一提供的光模块的***视图；
图4为本发明实施例二提供的光模块中托架的结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件的结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的光模块中弹片的结构示意图；
图7为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件与托架的安装视图；
图8为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件固定在托架上的结构示意图；
图9为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件固定在托架上的俯视图；
图10为本发明实施例三提供的光模块中托架的结构示意图；
图11为本发明实施例三提供的光模块中托架与电路板的安装视图；
图12为本发明实施例三提供的光模块中托架与电路板装配完毕的结构示意图；
图13为本发明实施例三提供的光模块的局部示意图；
图14为本发明实施例三提供的外部连接器的结构示意图；
图15为本发明实施例三提供的外部连接器与光模块插接的结构示意图。
附图标记：
11-光纤连接器； 12-光芯片；
13-金属壳体； 14-解锁器；
2-壳体； 21-上壳体；
211-光口防护部； 22-下壳体；
221-电口防护部； 3-电路板；
31-金手指； 32-通孔；
33-定位孔； 4-滤光器件；
41-内部光纤； 42-第一光接口
43-连接部； 44-第二光接口；
5-托架； 51-固定部；
511-螺钉孔； 512-定位柱；
52-安装部； 521-第一限位部；
522-第一凹陷部； 523-第二限位部；
524-第二凹陷部； 525-第一间隙；
526-第一定位部； 53-弹片；
531-拱起部； 532-支撑部；
533-第二定位部； 6-螺钉；
7-外部连接器； 71-电插口；
72-光插头。
通过上述附图，已示出本发明明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本发明构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本发明的概念。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
图3为本发明实施例一提供的光模块的***视图。如图3所示，本实施例提供一种光模块，包括：壳体2以及设置在壳体2内的电路板3、光芯片(图3中未标示)和滤光器件4。光芯片设置在电路板3上且与电路板3电连接。
其中，光芯片可以为一个芯片，既能够接收光信号，并根据光信号产生相应的电信号提供给电路板3；又能够将电路板3提供的电信号转换为光信号，并将光信号输出。或者，光芯片分为：激光器及激光器驱动芯片、探测器及探测器驱动芯片，激光器用于根据激光器驱动芯片提供的电信号发出光信号，探测器用于接收光信号，并产生电信号提供给探测器驱动芯片。无论采用何种结构的光芯片，均设置在电路板3上并与电路板3相应电连接，以实现的光电信号的转换处理。
滤光器件4用于接收外部发来的光信号，并对光信号进行预处理，例如：滤除光信号中的干扰信号，或者针对光芯片所能处理的特定光信号，将其余的非特定光信号滤除等，以确保输入给光芯片的光信号为包含有效信息的光信号。
滤光器件4具有第一光接口和第二光接口，其中，第二光接口与光芯片通过内部光纤41相连，第一光接口用于与外部光纤(图3中未示出)相连。
在光电转换阶段，滤光器件4与接收外部光纤发来的光信号，进行预处理后通过内部光纤41发送给光芯片。光芯片将光信号转换为电信号，并提供给电路板3。在电光转换阶段，光芯片将电路板3提供的电信号转换为光信号，通过内部光纤41发送给滤光器件4，滤光器件4再将光信号输出给外部光纤。
沿电路板3长度方向(即图3中的A方向)的一端设有金手指31，金手指31与滤光器件4的第一光接口同侧设置于壳体2内。
将滤光器件4的第一光接口与金手指31设置在壳体3的同一端，相当于设置在整个光模块的同一端，则光模块的一端与外部连接器连接，可以同时与外部光纤和外部通信设备相连。
本实施例提供的技术方案，光模块的壳体内设置光芯片、滤光器件和电路板，其中，用于处理光电信号的光芯片设置于电路板上且与电路板电连接，电路板的一端设置有用于传输电信号的金手指，用于传输光信号的滤光器件包括第一光接口和第二光接口，第二光接口通过内部光纤与光芯片相连，以实现光信号在光模块内的传输，第一光接口与外部光纤相连，以实现光信号在光模块与外部设备之间的传输，滤光器件的第一光接口与金手指设置在壳体内的同一端，使得在更换光模块的过程中，仅需将旧的光模块从外部连接器内拔出，将新的光模块***外部连接器，仅插拔一次即可同时完成对光模块中光口和电口的更换，简化了操作步骤，降低光模块在更换过程中与光纤接头和通信设备配对出错的几率。
实施例二
本实施例是在上述实施例的基础上，对光模块的实现方式进行优化，尤其是对滤光器件4的设置方式进行进一步的优化。
上述滤光器件4可以固定在壳体2上，也可以固定在电路板3上。对于固定在电路板3上的方式，滤光器件4可以与电路板3沿横向方向排布，横向方向指的是与电路板3的表面平行的方向，即图3中的B方向。滤光器件4也可以与电路板3沿纵向方向布设，纵向方向指的是与电路板3的表面垂直的方向，即图3中的C方向。
本实施例将滤光器件4与电路板3沿纵向方向布设，能够使光模块的横向宽度保持不变，进而不会影响在至少两个光模块沿横向方向排布情况下的布局尺寸，也不会影响在固定空间内能够设置的光模块的数量。
滤光器件4固定在电路板3上，可以采用额外的卡紧件进行固定，也可以采用粘接的方式进行固定，或者，还可以对滤光器件4或电路板3的结构进行改进，例如：在滤光器件4上设置卡紧部，通过卡紧部直接将滤光器件4卡紧在电路板3上。
如图3所示，本实施例中采用托架5，滤光器件4通过托架5固定在电路板3上。托架5的一端固定在电路板3上，另一端用于固定滤光器件4。
具体的，图4为本发明实施例二提供的光模块中托架的结构示意图。如图4所示，托架5具有固定部51和安装部52，固定部51和安装部52沿纵向方向布设，即：沿垂直于电路板3表面的方向(图3中的C方向)布设。固定部51固定在电路板3上，滤光器件4设置于安装部52内。
根据滤光器件4的结构，安装部52上可设置凹槽、卡紧件等结构，用于装配固定滤光器件4。
本实施例中，安装部52包括：第一限位部521，第一限位部521的底端固定在固定部51的顶面，第一限位部521的顶端设有第一凹陷部522，第一凹陷部522用于承托滤光器件4。第一凹陷部522的尺寸可根据滤光器件4的尺寸来设定，以使滤光器件4能够嵌入第一凹陷部522内，避免滤光器件4产生横向移动。并且在壳体2的压紧配合下，限制了滤光器件4产生纵向移动。
本实施例还提供一种滤光器件4的具体实现方式：图5为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件的结构示意图。如图5所示，滤光器件4包括：第一光接口42、连接部43和第二光接口44。内部光纤41的一端与第二光接口44相连，另一端与光芯片相连。连接部43的一端与第一光接口42相连，另一端与第二光接口44相连。具体的，连接部43的一端可套设在第一光接口42的外部，且与第一光接口42的外表面固定连接。针对上述滤光器件4，托架5上的安装部52还包括：第二限位部523，第二限位部523的底端固定在固定部51上，第二限位部523的顶端设有第二凹陷部524。第二限位部523与第一限位部521沿电路板的长度方向排布。上述第一光接口42容纳于第一凹陷部522内，第二光接口44容纳于第二凹陷部524内。第一凹陷部522的形状及尺寸可根据第一光接口42的形状及尺寸来设定，第二凹陷部524的形状及尺寸可根据第二光接口44的形状及尺寸来设定。
如图3至图5的视图角度，金手指31位于电路板3的右侧。滤光器件4中，第一光接口42位于右侧，内部光纤41位于左侧，第二光接口44位于左侧。托架5中，第一限位部521位于右侧，第二限位部523位于左侧。则第一限位部521上的第一凹陷部522用于装配第一光接口42，第二限位部522上的第二凹陷部524用于装配第二光接口44，实现了第一光接口42与金手指31均位于光模块的右侧，用于与外部光纤和外部设备相连。
图6为本发明实施例二提供的光模块中弹片的结构示意图，图7为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件与托架的安装视图，图8为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件固定在托架上的结构示意图，图9为本发明实施例二提供的光模块中滤光器件固定在托架上的俯视图。
在上述技术方案的基础上，如图6至图9所示，第一限位部521与第二限位部523之间沿电路板3的长度方向设有第一间隙525。上述安装部52还包括：弹片53，弹片53设置在第一间隙525内，且弹片53的中部具有朝向第一限位部521的方向凸出的拱起部531。上述连接部43可设置于由拱起部531和第二限位部523所形成的空间内。
具体的，在第一限位部521远离第二限位部523的端部设有第一定位部526。拱起部531在自然状态下与第一定位部526之间的距离d小于连接部43的厚度h，则将滤光器件4装配在安装部52上时，连接部43位于第一凹陷部522内，连接部43对弹片53上的拱起部531施加朝向第二限位部523方向的推力，促使弹片53产生形变并蓄积弹性势能，弹片53的弹力作用能够将连接部43压紧在拱起部531与第一定位部526之间。
进一步的，在上述拱起部531的底端还设有支撑部532，支撑部532朝向第一限位部521的方向延伸。支撑部532位于连接部43和第一光接口42的底部，用于对连接部43和第一光接口42进行支撑。
优选的，支撑部532为台阶状，用于配合连接部43和第一光接口42构成台阶状的结构，以对连接部43和第一光接口42进行支撑。
再进一步的，弹片53的两侧分别设有定位部，将弹片53上的定位部称为：第二定位部533，第二定位部533朝向第一限位部521的方向延伸。将弹片53装配至第一间隙525内，两端的第二定位部533贴合于第一限位部521的外侧，用于限制弹片53产生横向移动(即限制弹片52沿图3中B方向移动)，避免因拱起部531产生错位不能够压紧连接部43进而导致滤光器件4发生松动。
实施例三
本实施例是在上述实施例的基础上，对光模块的实现方式进行优化，尤其是对托架5与电路板3固定的方式进行进一步的优化。
托架5固定在电路板3上，可以采用粘接的方式进行固定，也可以采用螺接或铆接的方式进行固定。本实施例提供一种具体的固定方式：
图10为本发明实施例三提供的光模块中托架的结构示意图，图11为本发明实施例三提供的光模块中托架与电路板的安装视图，图12为本发明实施例三提供的光模块中托架与电路板装配完毕的结构示意图。
如图10至图11所示，在托架5中固定部51的底部设有螺钉孔511，且对应在电路板3上也设置有通孔32。采用螺钉6从电路板3的底部向上依次穿过通孔32和螺钉孔511，并拧紧，实现将托架5与电路板3固定连接。
螺钉孔511的数量可以为至少两个，例如：固定部51的底部设置有两个螺钉孔511，对称布设在固定部51底面的两端。在电路板3的对应位置处，也设置有两个通孔32。
进一步的，还可以在固定部51的底部设置定位柱512，在电路板3的对应位置处设置定位孔33。在装配螺钉之前，通过定位柱512***定位孔33内，对固定部51进行预定位，避免在装配螺钉的过程中托架5相对于电路板3产生移动，提高装配效率。定位柱512的数量可以为至少两个，对称布设在固定部51底面的两端，在电路板3的对应位置处，也设置有两个定位孔。
或者，还可以在固定部51的底部设置定位孔，对应在电路板3上设置定位柱，也能够实现上述对托架5进行预定位的功能。
图10和图11中，在固定部51的底面设置两个定位柱512和一个螺钉孔511，在电路板3的对应位置处设置两个定位孔33和一个通孔32，两个定位柱512分别***对应的定位孔33内，用于对托架5进行预定位。采用螺钉从电路板3的下方依次穿过通孔32和螺钉孔511，实现托架5与电路板3固定连接。
上述技术方案，采用托架5将滤光器件4固定在电路板3上，滤光器件4右端的第一光接口42作为光模块的光口，电路板3中的金手指31作为光模块的电口，光口和电口位于光模块的同一侧，参照图12。光模块的光口和电口用于与外部连接器相连。
如图3所示，壳体2具体可以包括上壳体21和下壳体22，上壳体21与下壳体22之间可采用螺钉固定连接，或采用卡接的方式固定连接。上壳体21与下壳体22的同侧端部分别设有光口防护部211和电口防护部221，光口防护部211罩设在滤光器件4的外部，电口防护部221位于金手指31的底部，分别用于保护滤光器件4和金手指31，避免受外力发生变形。装配完毕的光模块可参照图13，图13为本发明实施例三提供的光模块的局部示意图。
上述光模块可通过外部连接器与外部通信设备相连，现有技术中的外部连接器仅设置有用于与金手指31相连的插口。
针对上述各实施例所提供的技术方案，对外部连接器进行相应的调整即可。图14为本发明实施例三提供的外部连接器的结构示意图，图15为本发明实施例三提供的外部连接器与光模块插接的结构示意图。
如图14和图15所示，外部连接器7上既设置有用于与金手指31相连的电插口71，又设置有用于与滤光器件4相连的光插头72，且光插头72和电插口71的位置关系与滤光器件4和金手指31的位置关系对应设置。上述实施例中，滤光器件4和金手指31是沿垂直于电路板3的方向布设，光插头72和电插口71对应也是沿垂直于电路板3的方向布设。
光插头72的一端***滤光器件4中，具体是***第一光接口42中，另一端用于与外部光纤插接。光插头72的数量为两个，分别用作光信号输入和输出。
电插口71的一端用于与金手指31插接，另一端用于与外部通信设备插接，并实现电连接。
在外部连接器7上同时设置有光插头72和电插头71，能够在插接光模块时候实现同时连接电口和光口，提高了插拔效率。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种光模块，包括：壳体以及设置在所述壳体内的光芯片、滤光器件和电路板，所述光芯片设置在所述电路板上且与所述电路板电连接，所述电路板的一端设有与所述电路板电连接的金手指，其特征在于，所述滤光器件包括第一光接口和第二光接口，所述第二光接口与所述光芯片通过内部光纤相连，用于与外部光纤相连的所述第一光接口与所述金手指设置在所述壳体的同一端。
2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，还包括托架；所述滤光器件通过所述托架固定在所述电路板上。
3.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述托架具有沿垂直于所述电路板表面方向布设的固定部和安装部；所述托架由所述固定部固定设置在所述电路板上，所述滤光器件设置于所述安装部内。
4.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述安装部包括第一限位部；所述第一限位部的底端固定在所述固定部的顶面，所述第一限位部的顶端设有承托所述滤光器件的第一凹陷部。
5.根据权利要求4所述的光模块，其特征在于，所述安装部还包括第二限位部，所述第二限位部的底端固定在所述固定部上，且所述第二限位部与所述第一限位部沿所述电路板的长度方向排布；所述第二限位部的顶端设置有第二凹陷部；
所述第一光接口容纳于所述第一凹陷部内，所述第二光接口容纳于所述第二凹陷部内。
6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述第一限位部与所述第二限位部之间沿所述电路板的长度方向设有第一间隙；
所述滤光器件还包括：连接在所述第一光接口和所述第二光接口之间的连接部；
所述安装部还包括：弹片，所述弹片插设在所述第一间隙内，且所述弹片的中部具有朝向所述第一限位部所凸出的拱起部；所述连接部设置于由所述拱起部和所述第二限位部所形成的空间内。
7.根据权利要求6所述的光模块，其特征在于，所述拱起部的底端设有支撑部，所述支撑部位于所述第一光接口和所述连接部的下方，用于支撑所述第一光接口和所述连接部。
8.根据权利要求7所述的光模块，其特征在于，所述弹片的两侧分别设有朝向所述第一限位部延伸的定位部；所述定位部贴合于所述第一限位部的外侧。
9.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述固定部的底部设有螺钉孔，由穿设于所述螺钉孔内的螺钉将所述固定部固定于所述电路板上。
10.根据权利要求3所述的光模块，其特征在于，所述固定部的底部设有定位柱，所述定位柱与设置在所述电路板上的定位孔配合相连，以定位所述托架。
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