CN103326784A - 光通讯系统 - Google Patents

Abstract

一种光通讯系统，包括一承载体、一光信号处理模块、一光信号传输模块、及一光路转换单元。该光路转换单元设置于该光信号处理模块与该光信号传输模块之间，该光路转换单元包括一主体部及一埋设于该主体部内的光路平移部。该主体部与该光路平移部的折射率不同。该光路平移部具有相对且平行的第一表面和第二表面，输入光信号和输出光信号均穿过该第一表面和第二表面，且邻近该第一表面的该输入光信号和输出光信号的传输方向平行，该第一表面和第二表面均倾斜于该输入光信号和输出光信号的传输方向。

Description

光通讯系统

技术领域

本发明涉及一种光通讯系统。

背景技术

在光通讯传输技术中，信号是以光的形式输出并进行传输，然后在应用端再将光信号转化为电信号以进行应用。

目前所使用的具有光信号输入及输出双重功能的光通讯系统中一般都设置有光信号发射单元以及光信号接收单元，该光信号发射单元以及光信号接收单元通常会设置在一块承载体上，且以垂直于该承载体的方向进行光信号的发射以及接收。

然而，为了节省光通讯传输系统的空间，一般传输光信号的光纤都会沿着平行于该承载体的方向跑线，这样光纤若要与光信号发射单元以及光信号接收单元以直接对准的方式进行耦合对接的话，势必就要将光纤进行弯折，而这种方式会大大降低光信号传输效率。

发明内容

有鉴于此，提供一种结构简单且传输效率高的光通讯系统实为必要。

一种光通讯系统，包括一承载体、一光信号处理模块、一光信号传输模块、及一光路转换单元。该光信号处理模块包括一光信号接收单元及一光信号发射单元，该光信号接收单元及该光信号发射单元设置于该承载体上。该光信号传输模块包括一光纤及一光纤接头，该光纤的一端固定于该光纤接头上。该光路转换单元设置于该光信号处理模块与该光信号传输模块之间，该光路转换单元包括一主体部及一埋设于该主体部内的光路平移部。该主体部与该光路平移部的折射率不同。该主体部包括第一光学面、第二光学面以及该第一光学面与该第二光学面之间的第三光学面，其中，该第一光学面与该光信号传输模块相对，该第三光学面与该光信号处理模块相对。由该光信号传输模块输入的输入光信号由该第一光学面进入该主体部，然后经过该光路平移部折射后发生光路平移，进一步在该第二光学面处发生全反射后，自该第三光学面射入至该光信号接收单元；由该光信号发射单元发射的输出光信号由该第三光学面进入该主体部并在该主体部的第二光学面发生反射后，然后经过该光路平移部折射后发生光路平移后，自该第一光学面射出至该光信号传输模块。该光路平移部具有相对且平行的第一表面和第二表面，该第一表面邻近该第二光学面，该第二表面邻近该第一光学面，该输入光信号和输出光信号均穿过该第一表面和第二表面，且邻近该第一表面的该输入光信号和输出光信号的传输方向平行，该第一表面和第二表面均倾斜于该输入光信号和输出光信号的传输方向。

与现有技术相比，所述的光通讯系统采用光路转换单元作为光信号处理模块与光信号传输模块之间的光路弯转元件，从而使该光通讯系统不用弯折光纤就能够实现光纤沿着平行于该承载体的表面的方向跑线的目的，节省了光电传输架构的空间。另，该光路转换单元的主体部内设置光路平移部，通过光路平移部可对不同波长光产生不同大小的平移的作用，可使来自外部的输入光及自该光信号发射单元发出的波长不同于输入光信号和输出光信号仅由一根光纤传输，节省成本，同时可使结构简化。

附图说明

图1是本发明实施例所提供的光通讯系统的结构示意图。

图2是本发明实施例所提供的光通讯系统的结构分解示意图。

图3是图1所示光通讯系统的光路转换单元内的光路图。

图4是图3所示光路转换单元的俯视图。

主要元件符号说明

光通讯系统	100
		承载体	10
光信号传输模块	20
		光信号处理模块	30
光路转换单元	40
		表面	102
光纤接头	21
		光纤	22
定位孔	11
		接头本体	211
第一透镜单元	212
		收容孔	214
第一表面	215
		第二表面	216
光信号接收单元	31
		光信号发射单元	32
主体部	41
		第二透镜单元	42
第三透镜单元	43a
		第四透镜单元	43b
光路平移部	44
		第一光学面	401
第二光学面	402
		第三光学面	403
第三表面	441
		第四表面	442
第五表面	443
		第六表面	444
输出光	320
		输入光	220

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

下面将结合附图对本发明所提供的实施例作进一步详细说明。

请一并参阅图1至图2，本发明实施方式提供一种光通讯系统100，其包括承载体10、光信号传输模块20、光信号处理模块30以及光路转换单元40。其中，该承载体10为长方形板状，其具有一表面102，该光信号传输模块20、光信号处理模块30以及光路转换单元40均设置在该承载体10的表面102上。

该光信号传输模块20包括一光纤接头21及一光纤22，其中，该光纤接头21用于收容固定该光纤22，该光纤22用于传输光信号，在本发明中，该光信号传输模块20的光信号传输方向与该承载体10的表面102平行。

该光纤接头21包括一接头本体211、一第一透镜单元212及两个定位柱（图未示），该接头本体211大致呈长方体，在该接头本体211上开设有收容孔214，该光纤22的一端部收容固定于该收容孔214。该第一透镜单元212设置于该接头本体211的与该光纤22的端部相对的第一表面215，且该第一透镜单元212与该光纤22的端部正对。该定位柱凸出形成于该接头本体211相邻于该第一表面215的第二表面216，在该承载体10上开设有用于配合该定位柱213的定位孔11，该光纤接头21通过该相互配合的定位柱213与定位孔11结构固定在该承载体10上。

该光信号处理模块30包括一个光信号接收单元31以及一个光信号发射单元32，其中，该光信号接收单元31用于接收由该光信号传输模块20传输过来的外部光信号，该光信号发射单元32用于发射光信号并通过该光信号传输模块20向外部传输。

在本实施例中，该光信号处理模块30接收和发射光信号之方向大致垂直于该承载体10的表面102。

该光路转换单元40设置于该光信号处理模块30与该光信号传输模块20之间，其用于改变该光信号处理模块30与该光信号传输模块20之间的光信号的传输方向。

请进一步参阅图3，该光路转换单元40包括一主体部41、一第二透镜单元42、一第三透镜单元43a、一第四透镜单元43b及一埋设于主体部41内的光路平移部44。该主体部41包括有第一光学面401、第二光学面402以及与该第一光学面401及第二光学面402均相连接的第三光学面403，其中，该第一光学面401与该光信号传输模块20相对，该第三光学面403与该光信号处理模块30相对。由该光信号传输模块20输入的外部光信号由该第一光学面401进入该光路转换单元40，并经过该光路平移部44的折射后发生光路平移，然后在该第二光学面402处发生全反射后，最后自该第三光学面403射出至该光信号处理模块30；相反的，由该光信号处理模块30发射的光信号由该第三光学面403进入该光路转换单元40并在该第二光学面402处发生全反射，然后经过该光路平移部44的折射后发生光路平移，最后自该第一光学面401射出至该光信号传输模块20。本实施例中，该第二光学面402与该第一光学面401和第三光学面403的夹角均为45度，且该光信号发射单元32与光信号接收单元31的连线与第一光学面401、第二光学面402以及第三光学面403均平行。

优选的，该第一光学面401垂直于该光信号传输模块20的光信号传输方向，该第三光学面403垂直于该光信号处理模块30的光信号发射方向。

可以理解，射入该光路转换单元40内的光信号至少经过一次全反射后再由该光路转换单元40射出。

该第二透镜单元42设置于该第一光学面401且与该第一透镜单元212相正对，用于将发射自光信号发射单元32的光线会聚，以及将来自该第一透镜单元212的光线转化为平行光线射入至该主体部41。该第三透镜单元43a和第四透镜单元43b设置于该第三光学面403，且分别与该光信号接收单元31和光信号发射单元32相对，该第三透镜单元43a用于将接收到的光线会聚并传输至该光信号接收单元31，该第四透镜单元43b用于将光信号发射单元32发出的光线转化为平行光后传输至该主体部41。

该光路平移部44设置于该主体部41内，本实施例中，该光路平移部44为长方体状，且该光路平移部44的具有相对的第三表面441和第四表面442以及相对的第五表面443和第六表面444，且第五表面443和第六表面444连接该第三表面441和第四表面442。该第三表面441和第四表面442平行于该第三光学面403，第五表面443和第六表面444相互平行且倾斜于该第一光学面401，其倾斜方向如图3至4所示。其中，该第五表面443与该第二光学面402相邻，该第六表面444与该第一光学面401相邻。

该光路平移部44为透光材料，且折射率与该主体部41的折射率不同，本实施例中，该光路平移部44的折射率小于该主体部41的折射率。该光路平移部44可采用在该主体部41内开设长方体状孔洞，然后将液态塑料材料注入该孔洞，然后再将液态塑料材料固化后形成。当然，该光路平移部44也可以通过其它方式形成，如直接将长方形固体材料插入形成于主体部41内的长方体状孔洞形成，并不限于本实施例。

请参阅图3和图4，为该光通讯系统100中光路转换单元40的光路图。该光信号发射单元32发出一输出光320，且该输出光320经过该第四透镜单元43b后以垂直于该第三光学面403的方向传输至该主体部41内并入射至该第二光学面402，本实施例中，该输出光320为红色光；该输出光320被该第二光学面402反射后，以垂直于该第一光学面401的方向入射至该光路平移部44的第五表面443，由于第五表面443倾斜于该第一光学面401，故第五表面443也倾斜于该输出光320的入射方向，由光的折射原理可知，该输出光320自该第六表面444出射后的传输方向仍垂直于该第一光学面401，但在平行于该第一光学面401和第三光学面403的方向上有一第一偏移量D1；该输出光320自该第六表面444出射后依次经过第二透镜单元42和第一透镜单元212后进入光纤22，并由光纤输出至外界。

该光纤22将一来自外部的输入光220通过该第一透镜单元212和第二透镜单元42后以垂直于该第一光学面401的方向传输至该主体部41内，本实施例中，该输入光220为蓝色光；该输入光220倾斜于该光路平移部44的第六表面444的方向进入该光路平移部44，并由该第五表面443出射，由光的折射原理，该输入光220自该第五表面443出射后传输方向仍垂直于第一光学面401，但在平行于该第一光学面401和第二光学面402的方向上有一第二偏移量D2；自该第六表面444出射的输入光220经第二光学面402反射后进入第三透镜单元43a，该输入光220经过第三透镜单元43a的会聚后进入该光信号接收单元31。

根据光学知识可知，由于红色光的波长大于蓝色光的波长，光路平移部44的折射率小于该主体部41的折射率，在光线通过第五表面443或第六表面444时，相同入射角的情况下，蓝色光在光路平移部44内的折射角大于红色光在光路平移部44内的折射角，光线自光路平移部44出射后，红色光的偏移量小于蓝色光的偏移量。所以，在本实施例中，第一偏移量D1小于所述第二偏移量D2，则该输入光220和输出光320在传输至该第六表面444与该第一光学面401之间区域时的距离小于该输入光220和输出光320在传输至该第五表面443与该第二光学面402之间区域时的距离。而且，当保持该输入光220和输出光320在传输至该第五表面443与该第二光学面402之间区域时的距离不变时，该光路平移部44在光线传输方向上的厚度即第五表面443与该第六表面444的距离越大，则该输入光220和输出光320在传输至该第六表面444与该第一光学面401之间区域时的距离就越小，本实施例中，该输入光220和输出光320在传输至该第六表面444与该第一光学面401之间区域时的距离可以使得输入光220和输出光320同时穿过该第一透镜单元212和第二透镜单元42。

可以理解，该输入光220和输出光320还可以为其它波长的光，但需输入光220与输出光320的波长不同，以使其经过该光路平移部44后可产生不同的偏移量，从而使输入光220和输出光320可同时穿过该第一透镜单元212和第二透镜单元42。同样可以理解，该光路平移部44的倾斜方向和角度可根据实际情况调整，该光路平移部44的折射率也可以大于该主体部41的折射率，只要可以实现使具有不同波长的输入光220和输出光320经过光路平移部44后产生不同的偏移量，且该输入光220和输出光320可同时经过该第一透镜单元212和第二透镜单元42即可。

本实施例中，该第五表面443和第六表面444倾斜于与位于该第二光学面402与该第五表面443之间的该输入光220和输出光320的传输方向垂直且相交的直线，如此则可使具有不同波长的输入光220和输出光320经过光路平移部44后产生不同的偏移量，进而使该输入光220和输出光320可同时穿过该第一透镜单元212和第二透镜单元42。优选地，该第五表面443和第六表面444垂直于位于该第二光学面402与该第五表面443之间的该输入光220和输出光320的传输方向所确定的平面。

另外，该光信号接收单元31与该光信号发射单元32的连线也可以垂直于该第一光学面401，此时，在该第二光学面402与该第五表面443之间的该输出光320和该输入光220的传输方向，与该光信号接收单元31与该光信号发射单元32的连线共面，对应的，该光路平移部44的第五表面443和第六表面444倾斜于与位于该第二光学面402与该第五表面443之间的该输入光220和输出光320的传输方向垂直且相交的直线，且该输出光320和该输入光220可倾斜穿过该第五表面443，使具有不同波长的输出光320和输入光220可同时穿过该第一透镜单元212和第二透镜单元42。

需要说明的是，该输出光320通过光纤22传输至外部后，可通过分光元件将该输出光320从该光纤22内分离出来。

与现有技术相比，本实施例的光通讯系统100采用光路转换单元40作为光信号处理模块30与光信号传输模块20之间的光路弯转元件，从而使该光通讯系统100不用弯折光纤22就能够实现光纤22沿着平行于该承载体10的表面102的方向跑线的目的，节省了光电传输架构的空间。另，本实施例在光路转换单元40的主体部41内设置光路平移部44，通过光路平移部44可对不同波长光产生不同大小的平移的作用，可使来自外部的输入光220及自该光信号发射单元32发出的波长不同于输入光220和输出光320仅由一根光纤22传输，节省成本，同时可使结构简化。

另外，本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种光通讯系统，其包括：

一承载体；

一光信号处理模块，该光信号处理模块包括一光信号接收单元及一光信号发射单元，该光信号接收单元及该光信号发射单元设置于该承载体上；

一光信号传输模块包括一光纤及一光纤接头，该光纤的一端固定于该光纤接头上；及

一光路转换单元，设置于该光信号处理模块与该光信号传输模块之间，该光路转换单元包括一主体部及一埋设于该主体部内的光路平移部，该主体部与该光路平移部的折射率不同，该主体部包括第一光学面、第二光学面以及该第一光学面与该第二光学面之间的第三光学面，其中，该第一光学面与该光信号传输模块相对，该第三光学面与该光信号处理模块相对，由该光信号传输模块输入的输入光信号由该第一光学面进入该主体部，然后经过该光路平移部折射后发生光路平移，进一步在该第二光学面处发生全反射后，自该第三光学面射入至该光信号接收单元，由该光信号发射单元发射的输出光信号由该第三光学面进入该主体部并在该主体部的第二光学面发生反射后，然后经过该光路平移部折射后发生光路平移后，自该第一光学面射出至该光信号传输模块，该光路平移部具有相对且平行的第一表面和第二表面，该第一表面邻近该第二光学面，该第二表面邻近该第一光学面，该输入光信号和输出光信号均穿过该第一表面和第二表面，且邻近该第一表面的该输入光信号和输出光信号的传输方向平行，该第一表面和第二表面均倾斜于该输入光信号和输出光信号的传输方向。

2.如权利要求1所述的光通讯系统，其特征在于，该承载体具有一垂直于第一表面的第三表面，该光信号处理模块、该光信号传输模块及该光路转换单元均设置于该第三表面上。

3.如权利要求2所述的光通讯系统，其特征在于，该第三光学面平行该第三表面，该第一光学面垂直于该第三表面，该第二光学面与该第一光学面和第三光学面分别呈45角倾斜。

4.如权利要求3所述的光通讯系统，其特征在于，该第三光学面与该第一光学面和第二光学面分别相连接。

5.如权利要求3所述的光通讯系统，其特征在于，该光信号传输模块进一步包括第一透镜单元，该第一透镜单元设置于该光纤接头上，该第一透镜单元与该第一光学面相邻且与该光纤的端部相正对，用于将该输入光信号会聚后传输至该主体部及将该输出光信号转化为平行光传输至该光纤，该光路转换单元进一步包括一第二透镜单元，该第二透镜单元设置于该第一光学面且与该第一透镜单元正对，该第二透镜单元用于将来自该第一透镜单元的输入光信号转化为平行光，并将该输出光信号会聚后传输至该第一透镜单元。

6.如权利要求5所述的光通讯系统，其特征在于，该光路转换单元进一步包括一第三透镜单元和一第四透镜单元，该第三透镜单元和第四透镜单元均设置于该第三光学面且分别与该光信号接收单元和光信号发射单元相对，该第三透镜单元用于会聚该输入光信号，该第四透镜单元用于将该输出光信号转化为平行光射入该主体部。

7.如权利要求3所述的光通讯系统，其特征在于，该光信号接收单元与该光信号发射单元的连线平行于该第一光学面，该光路平移部进一步包括相对且平行的第四表面和第五表面，该第四表面和第五表面垂直并连接该第一表面和第二表面，该第四表面和第五表面平行于该第三光学面，该第一表面和第二表面倾斜于该第一光学面。

8.如权利要求7所述的光通讯系统，其特征在于，该第一表面和第二表面均垂直于该第三表面。

9.如权利要求1所述的光通讯系统，其特征在于，该光路平移部的折射率小于该主体部的折射率。

10.如权利要求9所述的光通讯系统，其特征在于，该光路平移部采用以下步骤制成：

在该主体部内开设长方体状孔洞；

将液态塑料材料注入该孔洞；及

固化注入的液态塑料材料，固化后的塑料材料具有光路选择功能。

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