CN103885130B - 光学耦合透镜以及光学通讯装置 - Google Patents

Abstract

一种光学耦合透镜，包括一个第一介面、一个第二介面以及一个第一光转折面。该第一介面上形成有第一传输透镜部，该第二介面上形成有对应该第一传输透镜部的第二传输透镜部。该第一光转折面用于将光信号在该第一传输透镜部及该第二传输透镜部之间转折。该光学耦合透镜包括一个第一检测透镜部、一个第二检测透镜部、一个第二光转折面以及一个第三光转折面。该第一检测透镜部用于汇聚入射的检测光。该第一检测透镜部以及该第二检测透镜部用于将入射的检测光偏折预定角度，使得该检测光经该第二检测透镜部射出该光学耦合透镜。本发明还涉及一种具有所述光学耦合透镜的光学通讯装置。

Description

光学耦合透镜以及光学通讯装置

技术领域

本发明涉及一种光学耦合透镜以及光学通讯装置，尤其涉及一种具有主动对位功能的光学耦合透镜以及具有该光学耦合透镜的光学通讯装置。

背景技术

在光学通讯领域，光学通讯装置包括光信号发射装置、光信号接收装置、对应所述光信号发射装置的输出光纤、对应所述光信号接收装置的输入光纤以及光学耦合透镜。所述光学耦合透镜用于将所述光信号发射装置与所述输出光纤之间进行光耦合，以及将所述光信号接收装置与所述输入光纤之间进行光耦合。

所述光学耦合透镜包括多个与所述光信号发射装置以及所述光信号接收装置一一对应的透镜部。组装时，所述透镜部需与所述光信号发射装置以及所述光信号接收装置分别对准，以保证光耦合效率。然，现有的光学通讯装置一般系于组装完成后，再对其进行光耦合效率的测试，如果耦合效率不在预期范围内，则需重新调整所述耦合透镜的组装位置，直至符合要求。所述光学通讯装置组装对位比较复杂、繁琐，其组装效率较低。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种可简便对位、提升组装效率的光学耦合透镜以及光学通讯装置。

一种光学耦合透镜，用于将光收/发设备与光纤进行光耦合。所述光学耦合透镜包括一个与所述光收/发设备相对的第一介面、一个与所述光纤相对的第二介面以及一个第一光转折面。所述第一介面上形成有对应所述光收/发设备的第一传输透镜部，所述第二介面上形成有对应所述第一传输透镜部的第二传输透镜部。所述第一光转折面用于将光信号在所述第一传输透镜部及所述第二传输透镜部之间转折。所述光学耦合透镜包括一个第一检测透镜部、一个第二检测透镜部、一个第二光转折面以及一个第三光转折面。所述第一检测透镜部及所述第二检测透镜部用于汇聚入射的检测光。所述第二光转折面以及所述第三光转折面用于将入射的检测光偏折预定角度，使得所述检测光经所述第二检测透镜部射出所述光学耦合透镜。

一种光学通讯装置，包括一个基板、设置于所述基板上的光收/发设备、一个光学耦合透镜以及对应于所述光收/发设备的光纤。所述光学耦合透镜用于将所述光收/发设备与所述光纤进行光耦合。所述光学耦合透镜包括一个与所述光收/发设备相对的第一介面、一个与所述光纤相对的第二介面以及一个第一光转折面。所述光学耦合透镜以所述第一介面朝向所述基板设置于所述基板上。所述第一介面上形成有对应所述光收/发设备的第一传输透镜部，所述第二介面上形成有对应所述第一传输透镜部的第二传输透镜部。所述第一光转折面用于将光信号在所述第一传输透镜部及所述第二传输透镜部之间转折。所述光学耦合透镜包括一个第一检测透镜部、一个第二检测透镜部、一个第二光转折面以及一个第三光转折面。所述第一检测透镜部用于汇聚入射的检测光。所述第二光转折面以及所述第三光转折面用于将入射的检测光偏折预定角度，使得所述检测光经所述第二检测透镜部射出所述光学耦合透镜。

相对于现有技术，所述光学耦合透镜以及光学通讯装置具有所述第一及第二检测透镜部，并通过所述第二光转折面形成检测光经过所述检测透镜部的光路，因此，可以通过对所述射出所述光学耦合透镜的检测光的位置变化检测所述光学耦合透镜的组装位置，因此可以在组装时对所述光学耦合透镜的组装精度进行实时检测，简化了组装流程，既能提升组装效率，有能确保组装精度。

附图说明

图1是本发明实施方式的光学通讯装置的分解图。

图2是图1的光学通讯装置的光学耦合透镜的另一角度视图。

图3是图1的光学通讯装置的光学耦合透镜的又一角度视图。

图4是图1的光学通讯装置组装完成后的立体图。

图5是图4的光学通讯装置沿V-V的剖视图。

图6是图4的光学通讯装置沿VI-VI的剖视图。

主要元件符号说明

光学通讯装置 100

基板 10

光信号发射装置 20

光信号接收装置 30

对位检测单元 40

检测光源 41

光检测设备 42

光学耦合透镜 50

第一介面 51

第一传输透镜部 511

第一检测透镜部 512a

第二检测透镜部 512b

支撑部 513

第二介面 52

第二传输透镜部 521

第一光转折面 53

第二光转折面 54

第三光转折面 55

输出光纤 60

输入光纤 70

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作一具体介绍。

请参阅图1至图3，为本发明实施方式的光学通讯装置100的结构分解图，所述光学通讯装置100包括一个基板10、两个光信号发射装置20、两个光信号接收装置30、一个对位检测单元40、一个光学耦合透镜50、两个对应于所述光信号发射装置20的输出光纤60以及两个对应于所述光信号接收装置30的输入光纤70。所述光信号发射装置20、所述光信号接收装置30以及所述对位检测单元40设置于所述基板10表面预定位置。

所述基板10用于承载所述光信号发射装置20、所述光信号接收装置30、所述对位检测单元40以及所述光学耦合透镜50。所述基板10表面或者内部设置有用于电连结所述光信号发射装置20、所述光信号接收装置30以及所述对位检测单元40的电路(图未示)。

所述光信号发射装置20用于生成并发射光信号，本实施方式中，所述光信号发射装置20为激光二极管(laser diode)。所述光信号接收装置30用于接收光信号，本实施方式中，所述光信号接收装置30为光电二极管(photodiode)。所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30沿一直线方向排列，所述光信号发射装置20与所述光信号接收装置30可以相邻排列也可以相互间隔排列。

所述对位检测单元40用于检测光学耦合透镜50相对于所述光信号发射装置20以及两个光信号接收装置30的组装位置。所述对位检测单元40包括一个检测光源41以及一个光检测设备42。所述检测光源41用于发射检测光线，所述光检测设备42用于接收所述检测光线，并依据所接收到的检测光线判断所述光学耦合透镜50相对于所述光信号发射装置20以及两个光信号接收装置30的组装位置。本实施方式中，所述检测光源41为激光二极管，所述光检测设备42为CCD(Charge-coupled Device：电荷耦合元件)或者CMOS(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)。所述对位检测单元40与所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30之间具有预设位置关系，所述预设位置关系涵义为通过所述对位检测单元40的位置可以推知所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30的位置。本实施方式中，所述检测光源41以及所述光检测设备42沿所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30排列方向分别位于所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30整体的两端。当然，所述检测光源41以及所述光检测设备42也可以沿所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30排列方向分别位于所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30整体的两侧，或者，所述检测光源41以及所述光检测设备42也可以位于所述光信号发射装置20及所述光信号接收装置30之间。

所述光学耦合透镜50包括一个第一介面51、一个第二介面52以及一个第一光转折面53。所述第一介面51与所述第二介面52大致垂直，所述第一光转折面53与所述第一介面51以及所述第二介面52之间的夹角均大致为45度。

本实施方式中，所述光学耦合透镜50大致呈直角三棱柱形状，所述第一介面51以及所述第二介面52构成所述光学耦合透镜50的两个直角面，所述第一光转折面53构成所述光学耦合透镜50的斜面。当然，所述光学耦合透镜50不限于所述的形状，例如，所述光学耦合透镜50也可以大致呈横截面为直角梯形的四棱柱。

所述第一介面51上形成有多个对应于所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30的第一传输透镜部511。本实施方式中，所述第一传输透镜部511为凸透镜。所述第一介面51上还形成有一个对应于所述检测光源41的第一检测透镜部512a以及一个对应于所述光检测设备42的第二检测透镜部512b。本实施方式中，所述第一检测透镜部512a以及所述第二检测透镜部512b沿所述第一传输透镜部511排列方向分别位于所述第一传输透镜部511整体的两端。所述第一介面51围绕所述第一传输透镜部511以及所述检测透镜部512形成有凸出的支撑部513。所述支撑部513凸出所述第一介面51的高度大于所述第一传输透镜部511、第一检测透镜部512a以及所述第二检测透镜部512b凸出所述第一介面51的高度。本实施方式中，所述支撑部513为连续的环状整体，当然，所述支撑部513也可以由多个相互间隔的多个凸块构成。所述第二介面52上形成有多个分别对应于所述第一传输透镜部511的第二传输透镜部521。

所述光学耦合透镜50还包括一个第二光转折面54以及一个第三光转折面55。所述第二光转折面54对应于所述第一检测透镜部512a，所述第三光转折面55对应于所述第二检测透镜部512b。所述第二光转折面54以及所述第三光转折面55用于将检测光线偏转预定角度。本实施方式中，所述第二光转折面54与所述第三光转折面55之间夹角约为90度，所述第二光转折面54与所述第一检测透镜部512a的光轴之间的夹角以及所述第三光转折面55与所述第二检测透镜部512b的光轴之间的夹角均约为45度。所述第二光转折面54以及所述第三光转折面55沿远离所述第一检测透镜部512a以及所述第二检测透镜部512b的方向逐渐靠近。所述第二光转折面54以及所述第三光转折面55通过在所述光学耦合透镜50内开槽形成，本实施方式中，所述第二光转折面54以及所述第三光转折面55分别通过开设于所述第一光转折面53的凹槽531、532形成。当然，当然所述凹槽531、532也可以开设于第二介面52或者所述光学耦合透镜50的两端面，只要能在预定位置形成预定角度的光转折面即可。所述第一检测透镜部512a、所述第二检测透镜部512b、所述第二光转折面54以及所述第三光转折面55共同约束检测光，形成所述检测光在所述光学耦合透镜50内的光路。

所述输出光纤60以及所述输入光纤70分别用于输出、出入光信号。所述输出光纤60以及所述输入光纤70可以通过光纤接头(图未示)与所述光学耦合透镜50相连并分别与所述第二传输透镜部521对准。

请参阅图4至图6，组装完成后，所述光学耦合透镜50以所述第一介面51朝向所述基板10设置于所述基板10上，所述支撑部513与所述基板10接触并避免所述第一传输透镜部511以及所述检测透镜部512与所述基板10接触。所述第一检测透镜部512a以及所述第二检测透镜部512b分别对准所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30。所述输出光纤60以及所述输入光纤70分别对准所述第二传输透镜部521。

所述光学通讯装置100在组装时，可以实时侦测所述第一传输透镜部511与所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30的相对位置是否符合安装精度要求。具体地，所述对位检测单元40在所述光学通讯装置100组装时处于开启状态，所述检测光源41向所述光学耦合透镜50发射检测光，当对应所述检测光源41的第一检测透镜部512a位于所述检测光的传播路径上时，所述检测透镜部512将所述检测光汇聚为大致平行光，经所述检测透镜部512汇聚后的检测光射向所述第二光转折面54并经所述第二光转折面54偏折后射向所述第三光转折面55，所述第三光转折面55将经所述第二光转折面54偏折后的检测光再次偏折射向对应所述光检测设备42的第二检测透镜部512b，被所述第三光转折面55偏折后的检测光经所述第二检测透镜部512b汇聚后射出所述光学耦合透镜50，当所述光检测设备42位于所述射出所述光学耦合透镜50的检测光的光路上时，所述光检测设备42可以检测到所述检测光。所述光检测设备42可以依据投射到其上的检测光的位置确定所述检测透镜部512相对于所述对位检测单元40的位置，由于所述对位检测单元40相对于所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30具有预设位置关系，换言之，所述光检测设备42能够通过对所述检测光的检测确定所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30相对于所述光学耦合透镜50的位置。因此，在所述光学通讯装置100组装时，可以实时依据所述对位检测单元40的检测检测结果调整所述光学耦合透镜50的组装位置，直至所述第一传输透镜部511分别与所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30对准。因此，所述光学耦合透镜50以及所述光学通讯装置100具有组装简便、组装效率高的特点，并能保证组装的精度。

本实施方式中，所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30的数量均为两个，因此，所述第一传输透镜部511以及所述第二传输透镜部521的数量均为四个，所述输出光纤60以及所述输入光纤70的数量均为两个。当然，所述光信号发射装置20、所述光信号接收装置30以及对应的第一传输透镜部511、第二传输透镜部521、输出光纤60、输入光纤70的数量可以依据具体需求而作具体数量上的增减，并不限于本实施方式。

另外，应当指出，所述对位检测单元40在所述光学通讯装置的使用过程中无需工作，因此，所述对位检测单元40最好可拆卸地设置于所述基板10上，以在不同的光学通讯装置组装时重复使用，或者，所述对位检测单元40设置于独立于所述基板10的电路板上，只要在组装时，所述对位检测单元40对应于所述光信号发射装置20以及所述光信号接收装置30即可。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，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)

1.一种光学耦合透镜，用于将光收/发设备与光纤进行光耦合，所述光学耦合透镜包括一个与所述光收/发设备相对的第一介面、一个与所述光纤相对的第二介面以及一个第一光转折面，所述第一介面上形成有对应所述光收/发设备的第一传输透镜部，所述第二介面上形成有对应所述第一传输透镜部的第二传输透镜部，所述第一光转折面用于将光信号在所述第一传输透镜部及所述第二传输透镜部之间转折，其特征在于：所述光学耦合透镜包括一个第一检测透镜部、一个第二检测透镜部、一个第二光转折面以及一个第三光转折面，所述第一检测透镜部及所述第二检测透镜部用于汇聚入射的检测光，所述第二光转折面以及所述第三光转折面用于将入射的检测光偏折预定角度，使得所述检测光经所述第二检测透镜部射出所述光学耦合透镜。

2.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述光学耦合透镜呈直角三棱柱形状，所述第一介面以及所述第二介面构成所述光学耦合透镜的两个直角面，所述第一光转折面构成所述光学耦合透镜的斜面。

3.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一检测透镜部以及所述第二检测透镜部形成于所述第一介面上，并且相对于所述第一传输透镜部具有预设的位置关系。

4.如权利要求3所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一检测透镜部以及所述第二检测透镜部沿所述第一传输透镜部排列方向分别位于所述第一传输透镜部整体的两端。

5.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第一介面围绕所述第一传输透镜部形成有凸出的支撑部，所述支撑部凸出所述第一介面的高度大于所述第一传输透镜部凸出所述第一介面的高度。

6.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第二转折面与所述第三转折面之间夹角为90度，所述第二光转折面以及所述第三光转折面与对应的所述检测透镜部光轴之间的夹角均为45度，所述第二光转折面以及所述第三光转折面沿远离所述第一检测透镜部以及所述第二检测透镜部的方向逐渐靠近。

7.如权利要求1所述的光学耦合透镜，其特征在于：所述第二光转折面以及所述第三光转折面通过在所述光学耦合透镜内开设凹槽形成。

8.如权利要求7所述的光学耦合透镜，其特征在于：形成所述第二光转折面以及所述光转折面的凹槽开设于所述第一光转折面内。

9.一种光学通讯装置，包括一个基板、设置于所述基板上的光收/发设备、一个光学耦合透镜以及对应于所述光收/发设备的光纤，所述光学耦合透镜用于将光收/发设备与光纤进行光耦合，所述光学耦合透镜包括一个与所述光收/发设备相对的第一介面、一个与所述光纤相对的第二介面以及一个第一光转折面，所述光学耦合透镜以所述第一介面朝向所述基板设置于所述基板上，所述第一介面上形成有对应所述光收/发设备的第一传输透镜部，所述第二介面上形成有对应所述第一传输透镜部的第二传输透镜部，所述第一光转折面用于将光信号在所述第一传输透镜部及所述第二传输透镜部之间转折，其改进在于：所述光学耦合透镜包括一个第一检测透镜部、一个第二检测透镜部、一个第二光转折面以及一个第三光转折面，所述第一检测透镜部及所述第二检测透镜部用于汇聚入射的检测光，所述第二光转折面以及所述第三光转折面用于将入射的检测光偏折预定角度，使得所述检测光经所述第二检测透镜部射出所述光学耦合透镜。

10.如权利要求9所述的光学通讯装置，其特征在于：所述光学通讯装置包括一个对位检测单元，所述对位检测单元包括一个检测光源以及一个光检测设备，所述检测光源对应于所述第一检测透镜部，用于发射检测光，所述光检测设备对应于所述第二检测透镜单元，用于接收经所述光耦合透镜偏折后的检测光并依据所接收到的检测光线判断所述光学耦合透镜相对于所述光收/发设备的组装位置。