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TW201610499A - 光耦合透鏡及光纖耦合連接器 - Google Patents

光耦合透鏡及光纖耦合連接器 Download PDF

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TW201610499A TW103131060A TW103131060A TW201610499A TW 201610499 A TW201610499 A TW 201610499A TW 103131060 A TW103131060 A TW 103131060A TW 103131060 A TW103131060 A TW 103131060A TW 201610499 A TW201610499 A TW 201610499A
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Abstract

一種光耦合透鏡，包括三個本體部，每個本體部包括一個底面、一個反射面、一個對準面、平行相背的一個第一側面及一個第二側面、一個第三側面及一個第四側面，該底面與該反射面間隔相對，該對準面、該第一側面、該第二側面、該第三側面及該第四側面均連接該底面及該反射面，該對準面、該第一側面、該第三側面、該第四側面及該第二側面彼此首尾相接且均垂直該底面，該三個本體部首尾相接，每個本體部的第三側面與相接的本體部的第四側面完全貼合。

Description

光耦合透鏡及光纖耦合連接器
本發明涉及通用串列匯流排(Universal Serial Bus, USB)領域，尤其涉及一種光耦合透鏡及一種具有該光耦合透鏡的光纖耦合連接器。
在訊號處理領域，利用光取代電作為訊號傳輸媒介可以提升訊號傳輸的頻寬，惟，電訊號相較於光訊號更易控制及處理，故藉由印刷電路板（PCB板）和光耦合透鏡結合形成一光電轉換模組。一般的裝置都係一個電路板對應一個光耦合透鏡，僅具有一個訊號處理端和輸出端，由於輸出端過少，在實際產品中，無法滿足工作的需要。
有鑒於此，有必要提供一種利用率及集成度高的光耦合透鏡及一種具有該光耦合透鏡的光纖耦合連接器。
一種光耦合透鏡，包括三個本體部，每個本體部包括一個底面、一個反射面、一個對準面、平行相背的一個第一側面及一個第二側面、一個第三側面及一個第四側面，該底面與該反射面間隔相對，該對準面、該第一側面、該第二側面、該第三側面及該第四側面均連接該底面及該反射面，該對準面、該第一側面、該第三側面、該第四側面及該第二側面彼此首尾相接且均垂直該底面，該三個本體部首尾相接，每個本體部的第三側面與相接的本體部的第四側面完全貼合。
一種光纖耦合連接器，包括如上所述之光耦合透鏡、一個電路板、一個光接收裝置、兩個光發射裝置、一個控制單元以及至少三根光纖。該光接收裝置及該兩個光發射裝置固設於該電路板上。該光接收裝置用於接收光訊號並將其轉換為電訊號。該光發射裝置用於接受電訊號並將該電訊號轉換為光訊號發射出去。該光耦合透鏡與該電路板相對設置。該控制單元固設於該電路板上並用於處理經該光接收裝置轉換的電訊號並將處理後的該電訊號傳輸至發射裝置。該光接收裝置及該兩個光發射裝置與該底面分別對準，該三根光纖分別對準該三個對準面。
相較於先前技術，該光纖耦合連接器包括一個接收裝置及兩個發射裝置。其中，該光纖耦合連接器具備兩個訊號輸出端。在正常情況下，只讓一個訊號輸出端處於工作狀態。當處於工作狀態的訊號輸出端出現異常時，另外一個訊號輸出端能夠補償有故障的訊號輸出端同時進行訊號輸出，使訊號輸出達到穩定，並使光纖耦合連接器的達到正常工作狀態。
圖1係本發明實施方式提供的光纖耦合連接器的立體示意圖。
圖2係圖1中的光纖耦合連接器的分解示意圖。
圖3係圖2中的光纖耦合連接器的光耦合透鏡的立體示意圖。
圖4係圖3中的光纖耦合連接器之光耦合透鏡部分立體示意圖。
圖5係圖4中的光耦合透鏡另一視角的立體示意圖。
下面結合附圖將對本發明實施方式作進一步的詳細說明。
請一並參閱圖1及圖2，本發明實施方式提供的光纖耦合連接器100包括一個電路板10、一個光接收裝置20、兩個光發射裝置30、一個光耦合透鏡40、一個控制單元50、以及三根光纖60。
該電路板10包括一個上表面12及一個下表面14。該上表面12及該下表面14分別位於該電路板10的相背兩側，且該上表面12與該下表面14平行。
該光接收裝置20及該兩個光發射裝置30固設於該上表面12上，該光接收裝置20及該兩個光發射裝置30均與該電路板10電性連接。具體地，該光接收裝置20與該兩個光發射裝置30不成一條直線，本實施方式中，該光接收裝置20用於接收來自外部的光線並將光訊號轉換為電訊號。該兩個光發射裝置30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。
請一並參閱圖3、圖4及圖5，該光耦合透鏡40包括三個本體部42、三個第一會聚部44及三個第二會聚部46。
每個本體部42大致呈七面棱柱體，其包括一個底面421、一個反射面422、一個對準面423、一個第一側面424、一個第二側面425、一個第三側面426及一個第四側面427。該底面421與該反射面422為形狀相同大小不同的五邊形。該對準面423呈長方形結構。如圖5所示，該對準面423與該底面421垂直相交於一長度相同的邊為第一直線428。該反射面422與該底面421間隔相對。該反射面422的延長面與該底面421的延長面之間的夾角為45度，該反射面422與該對準面423之間的夾角為45度。該第一側面424與該第二側面425平行相背且位於該底面421與該反射面422兩側，且該第一側面424與該第二側面425均垂直連接該底面421與該反射面422。該第三側面426與該第四側面427為大小相同的直角梯形，該第三側面426與該第四側面427均垂直於該底面421與該反射面422。如圖4所示，該底面421、該反射面422、該第三側面426與該第四側面427相交於第二直線429，且該第三側面426與該第四側面427之間的夾角為120度。
請參閱圖3，該三個本體部42為一體成型結構。該三個本體部42首尾相接，每個本體部42的第三側面426與相接的本體部42的第四側面427完全貼合，形成一個三位一體的該光耦合透鏡40。此時，該光耦合透鏡40的該三個底面421齊平處於同一平面。
屬於同一該本體部42上的該第一會聚部44與該第二會聚部46一一對應。該三個第一會聚部44分别形成於該三個對準面423上，並與該三根光纖60一一對準。該三個第二會聚部46分别形成於該底面421上，該三個第二會聚部46與該接收裝置20及該兩個發射裝置30一一對準。
該控制單元50固設於該電路板10的上表面12上，該控制單元50用於處理經該接收裝置20轉換後的電訊號，並將該電訊號傳送至該發射裝置30。
該三根光纖60用於輸入與輸出光訊號。
請一並參閱圖1及圖2，組裝該光纖耦合連接器100時，首先，將該接收裝置20及該兩個發射裝置30安裝於該電路板10的上表面12。接著，放置該光耦合透鏡40於該上表面12且使該接收裝置20及該兩個發射裝置30與該三個第二會聚部46一一對準。然後，於該光耦合透鏡40與該上表面12相接觸的四周進行點膠以將該光耦合透鏡40藉由膠合方式固定於該電路板10上從而完成該光耦合透鏡40的組裝。最後，將該三根光纖60固定於一定方位使該三根光纖60與該三個第一會聚部44一一對準，從而完成該光纖耦合連接器100的組裝。
請一併參閱圖2及圖3，工作時，與該光接收裝置20對應的光纖60傳輸光訊號經對應的該第一會聚部44後轉換為平行光，該平行光經該對準面423進入該光耦合透鏡40內部，被該反射面422反射改變90度，經該底面421傳至對應的該第二會聚部46。該第二會聚部46會聚該光線至該光接收裝置20。該光接收裝置20將該光訊號轉換為電訊號並傳至該控制單元50。該電訊號經該控制單元50處理後傳送至處於工作狀態的光發射裝置30，另外一個光發射裝置30處於備用狀態。處於工作狀態的光發射裝置30將該電訊號轉換為光訊號，並將該光訊號藉由該對應的第二會聚部46轉換為平行光線經該底面421射入該反射面422。該光訊號藉由該反射面422改變90度至經該對準面423至該第一會聚部44。最後，由該第一會聚部44會聚該光訊號至對應的該光纖60內。
當然，發射裝置30的個數不限於兩個，第一會聚部44、第二會聚部46及光纖60的個數不限於三個與三根，可以根據光耦合透鏡40的需要進行改變，例如，四個發射裝置30、六個第一會聚部44、六個第二會聚部46及六根光纖60等，只需要滿足接收裝置20與發射裝置30的數量之和光纖60的數量相同並一一對應。
本實施方式中的光纖耦合連接器100包括一個接收裝置20及兩個發射裝置30。其中，該光纖耦合連接器100具備兩個訊號輸出端。在正常情況下，只讓一個訊號輸出端處於工作狀態，另一訊號輸出端處於備用狀態。當處於工作狀態的訊號輸出端出現異常時，另外一個訊號輸出端能夠補償有故障的訊號輸出端同時進行訊號輸出，使訊號輸出達到穩定，並使光纖耦合連接器100的達到正常工作狀態。
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‧‧‧光纖耦合連接器
10‧‧‧電路板
12‧‧‧上表面
14‧‧‧下表面
20‧‧‧接收裝置
30‧‧‧發射裝置
40‧‧‧光耦合透鏡
50‧‧‧控制單元
42‧‧‧本體部
421‧‧‧底面
422‧‧‧反射面
423‧‧‧對準面
424‧‧‧第一側面
425‧‧‧第二側面
426‧‧‧第三側面
427‧‧‧第四側面
428‧‧‧第一直線
429‧‧‧第二直線
44‧‧‧第一會聚部
46‧‧‧第二會聚部
60‧‧‧光纖
無
40‧‧‧光耦合透鏡
421‧‧‧底面
423‧‧‧對準面
424‧‧‧第一側面
425‧‧‧第二側面
44‧‧‧第一會聚部
46‧‧‧第二會聚部
60‧‧‧光纖

Claims (10)

  1. 一種光耦合透鏡，包括三個本體部，每個本體部包括一個底面、一個反射面、一個對準面、平行相背的一個第一側面及一個第二側面、一個第三側面及一個第四側面，該底面與該反射面間隔相對，該對準面、該第一側面、該第二側面、該第三側面及該第四側面均連接該底面及該反射面，該對準面、該第一側面、該第三側面、該第四側面及該第二側面彼此首尾相接且均垂直該底面，該三個本體部首尾相接，每個本體部的第三側面與相接的本體部的第四側面完全貼合。
  2. 如請求項1所述之光耦合透鏡，其中，該光耦合透鏡還包括至少三個第一會聚部及至少三個第二會聚部，該至少三個第一會聚部分別形成於三個該對準面上，該三個第二會聚部分別形成於三個該底面上，位於同一本體部上的該第一會聚部與該第二會聚部一一對應。
  3. 如請求項1所述之光耦合透鏡，其中，該反射面與該底面之間的夾角為45度，該反射面與該對準面之間的夾角為45度。
  4. 如請求項1所述之光耦合透鏡，其中，該第三側面與該第四側面之間的夾角為120度。
  5. 如請求項1所述之光耦合透鏡，其中，該三個底面齊平。
  6. 如請求項1所述之光耦合透鏡，其中，該三個本體部為一體成型結構。
  7. 一種光纖耦合連接器，包括如請求項1所述之光耦合透鏡、一個電路板、一個光接收裝置、兩個光發射裝置、一個控制單元以及至少三根光纖，該光接收裝置及該兩個光發射裝置固設於該電路板上，該光接收裝置用於接收光訊號並將該光訊號轉換為電訊號，該光發射裝置用於接受電訊號並將該電訊號轉換為光訊號發射出去，該光耦合透鏡與該電路板相對設置，該控制單元固設於該電路板上並用於處理經該光接收裝置轉換的電訊號並將處理後的該電訊號傳輸至發射裝置，該光接收裝置及該兩個光發射裝置與該底面分別對準，該三根光纖分別對準該三個對準面。
  8. 如請求項7所述之光纖耦合連接器，其中，該光耦合透鏡還包括三個第一會聚部及三個第二會聚部，該三個第一會聚部分別形成於三個該對準面上，該三個第二會聚部分別形成於三個該底面上，位於同一本體部上的該第一會聚部與該第二會聚部一一對應，該光接收裝置與該三個第二會聚部中的一個第二會聚部對準，該光發射裝置與該三個第二會聚部中的另外兩個第二會聚部對準。
  9. 如請求項7所述之光耦合透鏡，其中，該反射面與該底面之間的夾角為45度，該反射面與該對準面之間的夾角為45度，該第三側面與該第四側面之間的夾角為120度。
  10. 如請求項7所述之光纖耦合連接器，其中，該三個本體部為一體成型結構，該三個底面齊平。
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