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TWI578023B - 光耦合透鏡 - Google Patents

光耦合透鏡 Download PDF

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TWI578023B
TWI578023B TW101137120A TW101137120A TWI578023B TW I578023 B TWI578023 B TW I578023B TW 101137120 A TW101137120 A TW 101137120A TW 101137120 A TW101137120 A TW 101137120A TW I578023 B TWI578023 B TW I578023B
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洪毅
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鴻海精密工業股份有限公司
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    • G—PHYSICS
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    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
    • G02B6/26—Optical coupling means
    • G02B6/32—Optical coupling means having lens focusing means positioned between opposed fibre ends
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    • G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24—Coupling light guides
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Description

光耦合透鏡
本發明涉及一種光耦合透鏡。
先前的光耦合透鏡一般包括第一表面、第二表面及反射面。第一表面與第二表面相互垂直。第一表面上設置複數第一聚光部，第二表面上設置複數與該複數第一聚光部一一對應的第二聚光部。反射面用於將被第一聚光部會聚後出射的光線反射至對應的第二聚光部，還用於將被第二聚光部會聚後出射的光線反射至對應的第一聚光部。先前的每個第一聚光部及每個第二聚光部都是獨立的圓形非球面聚焦透鏡。在該第一聚光部的半徑與該第二聚光部的半徑相等的情況下，只有當每個第一聚光部翻轉90度後在第二表面上的投影的圓心與對應的第二聚光部的圓心相重合時，該第一聚光部射出的光線才能全部射入對應的第二聚光部，此時光耦合效率最高。但是由於制程上的偏差，使得每個第一聚光部翻轉90度後在第二表面上的投影的圓心與對應的第二聚光部的圓心在第二表面的X軸的方向及Y軸的方向均存在偏心，從而使得該第一聚光部射出的光線並不能全部射入對應的第二聚光部，導致光耦合效率降低。由於在兩個方向均存在偏心，在制程過程中同時進行兩個方向的偏心校正比較困難，也就說，即使將X軸方向的偏心調整好，但是在繼續調整Y方向的偏心的過程中，X軸方向可能 再次發生偏心，因此導致該光耦合透鏡的產品良率較低。
有鑒於此，有必要提供一種有效提高產品良率的光耦合透鏡。
一種光耦合透鏡，其包括一個第一表面、一個第二表面及一個反射面。該第二表面與該第一表面相互垂直。該反射面連接該第一表面及該第二表面，且與該第一表面及該第二表面均呈45度夾角。該第一表面上設置一個圓形非球面的第一聚光部。該第二表面上設置一個半圓柱體狀的第二聚光部，該第二聚光部的中心軸與該第二表面位於同一平面上。該第一聚光部翻轉90度之後在該第二表面上形成第一投影，該第一投影位於該第二聚光部所界定的範圍內且該第一投影的圓心位於該中心軸上。第一聚光部用於將外界入射的第一光訊號進行會聚。該反射面用於將該第一聚光部會聚後的該第一光訊號均反射至該第二聚光部。該第二聚光部用於接收並會聚被該反射面反射後的該第一光訊號。
相較於先前技術，該第一聚光部與該第二聚光部只可能在一個方向上(即與該第二聚光部的中心軸垂直的方向上)存在偏心。因此，在製造過程中，只需調整該方向上的偏心即可，使得本發明的該光耦合透鏡的偏心比較容易調整，該光耦合透鏡的產品良率被有效提高。
100‧‧‧光耦合透鏡
10‧‧‧第一表面
11‧‧‧第一聚光部
13‧‧‧第三聚光部
20‧‧‧第二表面
21‧‧‧第二聚光部
101‧‧‧交線
30‧‧‧反射面
11a‧‧‧第一投影
13a‧‧‧第二投影
O11‧‧‧第一聚光部的圓心
O31‧‧‧第三聚光部的圓心
O1‧‧‧第一投影的圓心
O3‧‧‧第二投影的圓心
D1‧‧‧第一聚光部的直徑
D2‧‧‧第二聚光部的直徑
D3‧‧‧第三聚光部的直徑
圖1係本發明較佳實施方式的光耦合透鏡的結構示意圖。
圖2係圖1的光耦合透鏡的光路圖。
圖3係圖1的光耦合透鏡的第一聚光部及第三聚光部翻轉90度後在 第二表面上的投影的示意圖。
下面將結合附圖，對本發明作進一步的詳細說明。
請參閱圖1及圖3，為本發明第一實施方式提供的一種光耦合透鏡100，其大致呈三稜柱狀，並包括一個矩形的第一表面10、一個矩形的第二表面20及一個矩形的反射面30。該第二表面20與該第一表面10相互垂直。該反射面30連接該第一表面10及該第二表面20，且與該第一表面10及該第二表面20均呈45度夾角。
該第一表面10上設置一個圓形非球面的第一聚光部11。
該第二表面20上設置一個半圓柱體狀的第二聚光部21。該第二聚光部21的中心軸Y與該第二表面20位於同一平面上。該第二聚光部21的中心軸Y與該第一表面10及該第二表面20的交線101相平行。沿該第二聚光部21的中心軸Y的方向上，該第二聚光部21的長度等於該第二表面20的長度。
該第一表面10上還設置一個圓形非球面的第三聚光部13。該第一聚光部11的直徑D1及該第三聚光部13的直徑D3均大於或等於該第二聚光部21的直徑D2。該第一聚光部11翻轉90度後在該第二表面20上形成第一投影11a，該第三聚光部13翻轉90度後在該第二表面20上形成第二投影13a。該第一投影11a及該第二投影13a均位於該第二聚光部21所界定的範圍內，且該第一投影11a的圓心O1及該第二投影13a的圓心O3位於該中心軸Y上。
該第三聚光部13的圓心O31與該第一聚光部11的圓心O11位於與該第二聚光部21的中心軸Y平行的同一直線上。在該第二表面20上 ，該第一投影11a的直徑D1、該第二投影13a的直徑D3與該第二聚光部21的投影21a的中心軸Y重合。該第一聚光部11及該第三聚光部13的數量並不局限於本實施方式。
第一聚光部11用於將外界入射的第一光訊號進行會聚。該反射面30用於將該第一聚光部11會聚後的該第一光訊號均反射至該第二聚光部21。該第二聚光部21用於接收並會聚被該反射面30反射後的該第一光訊號。
如圖2所示，該第二聚光部21還用於將外界入射的第二光訊號進行會聚。該反射面30還用於將該第二聚光部21會聚後的該第二光訊號反射至該第三聚光部13。該第三聚光部13用於接收並會聚被該反射面30反射後的該第二光訊號。
如圖3所示，相較於先前技術，由於該第二聚光部21為半圓柱體狀，因此只需要該第一投影的直徑D1及該第二投影的直徑D3均與該中心軸Y重合即可保證從該第一聚光部11出射的第一光訊號全部射入該第二聚光部21內，且該第二聚光部21出射的該第二光訊號全部射入該第三聚光部13內，因此該第一聚光部11及該第三聚光部13無論怎麼設置，與該第二聚光部21只可能在一個方向上，即只可能在與該第二聚光部21的中心軸Y垂直的方向上存在偏心。在製造過程中，只需調整該方向的偏心即可，使得本發明的該光耦合透鏡100的偏心比較容易調整，該光耦合透鏡100的產品良率被有效提高。
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援依本發明之 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‧‧‧光耦合透鏡
10‧‧‧第一表面
11‧‧‧第一聚光部
13‧‧‧第三聚光部
20‧‧‧第二表面
21‧‧‧第二聚光部
101‧‧‧交線
30‧‧‧反射面
O11‧‧‧第一聚光部的圓心
O31‧‧‧第三聚光部的圓心

Claims (8)

  1. 一種光耦合透鏡，其包括一個第一表面、一個第二表面及一個反射面；該第二表面與該第一表面相互垂直；該反射面連接該第一表面及該第二表面，且與該第一表面及該第二表面均呈45度夾角；該第一表面上設置一個圓形非球面的第一聚光部；該第二表面上設置一個半圓柱體狀的第二聚光部，該第二聚光部的中心軸與該第二表面位於同一平面上；該第一聚光部翻轉90度之後在該第二表面上形成第一投影，該第一投影位於該第二聚光部所界定的範圍內且該第一投影的圓心位於該中心軸上；該第一聚光部用於將外界入射的第一光訊號進行會聚；該反射面用於將該第一聚光部會聚後的該第一光訊號均反射至該第二聚光部；該第二聚光部用於接收並會聚被該反射面反射後的該第一光訊號。
  2. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，該第一投影的直徑與該中心軸重合。
  3. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，該第一聚光部的半徑大於或等於該第二聚光部的半徑。
  4. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，該中心軸與該第一表面及該第二表面的交線相平行；沿該中心軸的方向上，該第二聚光部的長度等於該第二表面的長度。
  5. 如請求項1所述的光耦合透鏡，其中，該第一表面上還設置一個圓形非球面的第三聚光部；該第三聚光部翻轉90度之後在該第二表面上形成第二投影，該第二投影位於該第二聚光部所界定的範圍內且該第二投影的圓心位於該中心軸上；該第二聚光部還用於將外界入射的第二光訊號進行會聚；該反射面還用於將該第二聚光部會聚後的該第二光訊號反射至該 第三聚光部；該第三聚光部用於接收並會聚被該反射面反射後的該第二光訊號。
  6. 如請求項5所述的光耦合透鏡，其中，該第三聚光部的圓心與該第一聚光部的圓心位於與該中心軸平行的同一直線上。
  7. 如請求項5所述的光耦合透鏡，其中，該第二投影的直徑與該中心軸重合。
  8. 如請求項5所述的光耦合透鏡，其中，該第三聚光部的半徑大於或等於該第二聚光部的半徑。
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