一种光模组

摘要

本发明提供一种光模组。该光模组包括电路板、第一驱动芯片、第一光电芯片、第二光电芯片、第二驱动芯和透镜组件。透镜组件的上表面设有第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的底面形成反射面；第二凹槽的侧面设有上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列。第二凹槽侧壁上设置的上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列能够增加光的传输通道，减小光模组的体积，降低光模组的制备成本。由于第一光电芯片发出或接收的光通过反射面和第一透镜阵列，第二光电芯片发出或接收的光通过反射面和第二透镜阵列，因而反射面能够同时反射两组光，形成两条上下排列的光路，进而在增加光传输通道的基础上实现光的多通道同时传输。

权利要求

1.一种光模块，其特征在于，包括电路板，在所述电路板上沿同一方向依次设置的第一驱动芯片、第一光电芯片、第二光电芯片和第二驱动芯片，以及罩设所述第一光电芯片和所述第二光电芯片的透镜组件；

所述透镜组件的上表面设有第一凹槽和第二凹槽；所述第一凹槽的底面形成反射面；

所述第二凹槽靠近所述第一凹槽的侧面设有上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列；

所述透镜组件的下表面设有第三凹槽，所述第三凹槽的底面设有第三透镜阵列和第四透镜阵列；

所述第一光电芯片发出或接收的光通过所述第三透镜阵列、所述反射面和所述第一透镜阵列；

所述第二光电芯片发出或接收的光通过所述第四透镜阵列、所述反射面和所述第二透镜阵列；

所述透镜组件的下表面还设有第四凹槽，所述第四凹槽的深度值不同于所述第三凹槽的深度值；

在所述电路板上沿所述电路板长度方向还依次设有第三驱动芯片、第三光电芯片、第四光电芯片和第四驱动芯片；所述透镜组件还罩设在所述第三光电芯片和所述第四光电芯片上；

所述第三凹槽内设置所述第三光电芯片和所述第四光电芯片；

所述第四凹槽内设置所述第一光电芯片和所述第二光电芯片。

2.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括位于所述第二凹槽内的光纤支架，所述光纤支架内部设有上下排列的光纤阵列；所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列分别对应一排所述光纤阵列。

3.根据权利要求1所述的光模块，其特征在于，所述反射面的倾斜角度为45±5°。

4.根据权利要求2所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜阵列或所述第二透镜阵列的两侧均设有定位柱，所述定位柱用于插入所述光纤支架上的定位孔中。

5.根据权利要求1-4中任意一项所述的光模块，其特征在于，所述第一透镜阵列和所述第二透镜阵列分别包括至少8个凸透镜。

6.根据权利要求5所述的光模块，其特征在于，所述光模块还包括上外壳和下外壳，所述电路板、所述第一驱动芯片、所述第一光电芯片、所述第二光电芯片、所述第二驱动芯片和所述透镜组件均封装在所述上外壳和所述下外壳围成的空腔内。

说明书

一种光模组

技术领域

[0001] 本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种光模组。

背景技术

[0002] 有源光缆(Active Optical Cables，AOC)为通信过程中借助外部能源实现光电转换的通信线缆。通常，AOC包括光纤以及分别位于光纤两端的光模块，通过光纤和光模块的连接能够实现光电转换。

[0003] 光模块为AOC中实现光电转换的部件，即发送端将电信号转换为光信号，并通过光纤传送；接收端将接收到的光信号转换为电信号。通常，光模块包括上外壳01、下外壳02以及位于上外壳01和下外壳02所形成的空腔内的电路板03、芯片04、透镜组件05和光纤支架06等，如附图1所示。电路板03的表面放置芯片04，且芯片04的上方放置透镜组件05，芯片04通过透镜组件05实现光的发射/接收。透镜组件05的一侧设置有光纤支架06，光纤通过光纤支架06接入透镜组件05中，实现透镜组件05和光纤之间的光连接。

[0004] 上述结构的光模块较适用于连接单排光纤。随着光纤传送速率的提高，光纤的数量不断增加。为容纳较多数量的光纤及实现光电转换，透镜组件05和光纤支架06的体积不断加大，光模块的整体体积不断增大。然而，多光纤、大体积的光模块不能满足封装集成小型化的要求，且会增加光模块的制备成本。

发明内容

[0005] 本发明提供一种光模组，以解决现有多光纤、大体积的光模块制备成本较高的问题。

[0006] 本发明提供一种光模组，包括电路板，在所述电路板上沿同一方向依次设置的第一驱动芯片、第一光电芯片、第二光电芯片和第二驱动芯片，以及罩设所述第一光电芯片和所述第二光电芯片的透镜组件；

[0007] 所述透镜组件的上表面设有第一凹槽和第二凹槽；所述第一凹槽的底面形成反射面；所述第二凹槽靠近所述第一凹槽的侧面设有上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列；

[0008] 所述第一光电芯片发出或接收的光通过所述反射面和所述第一透镜阵列；

[0009] 所述第二光电芯片发出或接收的光通过所述反射面和所述第二透镜阵列。

[0010] 本发明的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

[0011] 本发明提供一种光模组。该光模组包括电路板，在电路板上沿同一方向依次设置的第一驱动芯片、第一光电芯片、第二光电芯片和第二驱动芯片，以及罩设第一光电芯片和第二光电芯片的透镜组件。透镜组件的上表面设有第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的底面形成反射面；第二凹槽靠近第一凹槽的侧面设有上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列。由于第二凹槽侧壁上同时设置上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列，因而能够增加光的传输通道，减小光模组的体积，降低光模组的制备成本。又由于第一光电芯片和第二光电芯片相邻设置，且第一光电芯片发出或接收的光通过反射面和第一透镜阵列，第二光电芯片发出或接收的光通过反射面和第二透镜阵列，因而反射面能够同时反射两组光，形成两条上下排列的光路，进而在增加光传输通道的基础上实现光的多通道同时传输。

[0012] 应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

[0013] 为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

[0014] 图1为现有光模块的结构示意图；

[0015] 图2为本发明实施例提供的光模块的整体结构示意图；

[0016] 图3为本发明实施例提供的光模块的截面立体结构示意图；

[0017] 图4为本发明实施例提供的驱动芯片和光电芯片的第一种位置关系图；

[0018] 图5为本发明实施例提供的驱动芯片和光电芯片的第二种位置关系图[0019] 图6为本发明实施例提供的驱动芯片和光电芯片的第三种位置关系图；

[0020] 图7为本发明实施例提供的驱动芯片和光电芯片的第四种位置关系图；

[0021] 图8为本发明实施例提供的图3中透镜组件的仰视图；

[0022] 图9为本发明实施例提供的第三透镜阵列和第四透镜阵列的结构示意图；

[0023] 图10为本发明实施例提供的光模块的光路图。

具体实施方式

[0024] 随着光纤传送速率的提高，光纤的数量不断增加。为容纳较多数量的光纤及实现光电转换，透镜组件和光纤支架的体积不断加大，光模块的整体体积不断增大。然而，多光纤、大体积的光模块不能满足封装集成小型化的要求，且会增加光模块的制备成本。

[0025] 针对上述问题，本申请提供一种光模块，以在实现多通道同时传输的同时，减小光模组的体积，降低光模组的制备成本。本申请提供的光模块的核心思想为：在电路板上沿电路板长度方向依次设置的第一驱动芯片、第一光电芯片、第二光电芯片和第二驱动芯片，以及罩设第一光电芯片和第二光电芯片的透镜组件。透镜组件的上表面设有第一凹槽和第二凹槽。第一凹槽的底面形成反射面；第二凹槽靠近第一凹槽的侧面设有上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列。两组光电芯片发出的光线经过反射面不同位置的反射后分别射入第一透镜阵列和第二透镜阵列中。由于第二凹槽侧壁上同时设置上下排列的第一透镜阵列和第二透镜阵列，因而能够增加光的传输通道，减小光模组的体积，降低光模组的制备成本。又由于第一光电芯片和第二光电芯片相邻设置，且第一光电芯片发出或接收的光通过反射面和第一透镜阵列，第二光电芯片发出或接收的光通过反射面和第二透镜阵列，因而反射面能够同时反射两组光，形成两条上下排列的光路，进而在增加光传输通道的基础上实现光的多通道同时传输。

[0026] 下述以具体实施例的方式对本申请提供的光模块进行详细说明。

[0027] 请参考附图2、3，附图2示出了本申请实施例提供的光模块整体结构示意图，附图3示出了本申请实施例提供的光模块的截面立体结构示意图。

[0028] 由附图2、3可知，本申请实施例提供的光模块包括上外壳01和下外壳02。上外壳01和下外壳02扣合后形成内部中空的壳体结构。上外壳01和下外壳02所形成的壳体结构内部封装有电路板1、第一驱动芯片2、第一光电芯片3、第二光电芯片4、第二驱动芯片5、透镜组件6和光纤支架7，由此形成完整的光模块。

[0029] 具体地，电路板1位于下外壳02内部的底部。沿电路板1的同一方向，如长度方向或宽度方向，电路板1上依次设有第一驱动芯片2、第一光电芯片3、第二光电芯片4和第二驱动芯片5。由于电路板1上依次设置第一驱动芯片2、第一光电芯片3、第二光电芯片4和第二驱动芯片5，为便于驱动芯片驱动光电芯片工作，在本申请实施例中，第一驱动芯片2用于驱动第一光电芯片3，第二驱动芯片5用于驱动第二光电芯片4。

[0030] 第一光电芯片3和第二光电芯片4的上方罩设有透镜组件6，透镜组件6用于反射第一光电芯片3和第二光电芯片4射出或射入的光。具体地，透镜组件6的上表面设有第一凹槽8和第二凹槽9。为减小透镜组件6的体积，第一凹槽8和第二凹槽9相邻设置。第一凹槽8的底面形成反射面10。第二凹槽9靠近第一凹槽8的侧面设有上下排列的第一透镜阵列11和第二透镜阵列12，其中，上下排列是指沿透镜组件6的高度方向。

[0031] 反射面10用于反射第一光电芯片3和第二光电芯片4发出或接收的光，因此，为便于第一透镜阵列11和第二透镜阵列12的位置设置以及考虑透镜组件6的体积，反射面10的倾斜角度为45±5°。通过调整反射面10的倾斜角度、第一光电芯片3和第二光电芯片4的位置以及第一透镜阵列11和第二透镜阵列12的位置，能够实现反射面10反射第一光电芯片3和第二光电芯片4发出或接收的光。

[0032] 第一透镜阵列11和第二透镜阵列12均为由凸透镜组成的阵列，因而第一透镜阵列11和第二透镜阵列12均有会聚光线和转化为平行光束的作用。较为优选地，第一透镜阵列
11和第二透镜阵列12分别包括至少8个凸透镜，以实现多条光线的同时传输。进一步，为便于在第二凹槽9侧壁上同时设置第一透镜阵列11和第二透镜阵列12，以及便于反射面10反射后的光线分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12中，第一透镜阵列11和第二透镜阵列12平行设置，且均平行于第二凹槽9的底面。

[0033] 第一驱动芯片2驱动第一光电芯片3工作时，第一光电芯片3发出的光经反射面10反射后射入第一透镜阵列11中；或，穿过第一透镜阵列11的光经反射面10反射后射入第一光电芯片3中，以实现发射方向和接收方向的光电转换。

[0034] 同样的，第二驱动芯片5驱动第二光电芯片4工作时，第二光电芯片4发出的光经反射面10反射后射入第二透镜阵列12中；或，穿过第二透镜阵列12的光经反射面10反射后射入第二光电芯片4中，以实现发射方向和接收方向的光电转换。

[0035] 在本申请实施例中，通过在第二凹槽9侧壁上同时设置上下排列的第一透镜阵列11和第二透镜阵列12，能够增加光的传输通道，减小光模组的体积，降低光模组的制备成本。另外，由于第一光电芯片3和第二光电芯片4相邻设置，且第一光电芯片3发出或接收的光通过反射面10和第一透镜阵列11，第二光电芯片4发出或接收的光通过反射面10和第二透镜阵列12，因而反射面10能够同时反射两组光，形成两条上下排列的光路，进而在增加光传输通道的基础上实现光的多通道同时传输。

[0036] 进一步，第一驱动芯片2和第二驱动芯片5均为发射驱动芯片13或接收驱动芯片14。第一光电芯片3和第二光电芯片4均为光电发射芯片15或光电接收芯片16。其中，发射驱动芯片13用于驱动光电发射芯片15，接收驱动芯14驱动光电接收芯片16。

[0037] 具体地，请参考附图4，附图4示出了驱动芯片和光电芯片的第一种位置关系图。由附图4可知，第一驱动芯片2和第二驱动芯片5均为发射驱动芯片13，第一光电芯片3和第二光电芯片4均为光电发射芯片15。光模块工作时，两个发射驱动芯片13分别控制两个光电发射芯片15发出光线，发出的光线经过反射面10反射后分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12中。此时的光模块仅能够实现光的发射。

[0038] 请参考附图5，附图5示出了驱动芯片和光电芯片的第二种位置关系图。由附图5可知，第一驱动芯片2和第二驱动芯片5均为接收驱动芯片14，第一光电芯片3和第二光电芯片4均为光电接收芯片16。光模块工作时，穿过第一透镜阵列11和第二透镜阵列12的光经反射面10反射后分别射入两个光电接收芯片16中，两个接收驱动芯片14分别控制两个光电接收芯片16接收该光线。此时的光模块仅能够实现光的接收。

[0039] 请参考附图6，附图6示出了驱动芯片和光电芯片的第三种位置关系图。由附图6可知，第一驱动芯片2为发射驱动芯片13，第一光电芯片3为光电发射芯片15，第二光电芯片4为光电接收芯片16，第二驱动芯片5为接收驱动芯片14。光模块工作时，发射驱动芯片13控制光电发射芯片15发出光线，发出的光线经过反射面10反射后射入第一透镜阵列11中；同时，穿过第二透镜阵列12的光经反射面10反射后射入光电接收芯片16中，接收驱动芯片14控制光电接收芯片16接收该光线。此时的光模块能够同时实现光的发射和接收。

[0040] 请参考附图7，附图7示出了驱动芯片和光电芯片的第四种位置关系图。由附图7可知，第一驱动芯片2为接收驱动芯片14，第一光电芯片3为光电接收芯片16，第二光电芯片4为光电发射芯片15，第二驱动芯片5为发射驱动芯片13。光模块工作时，穿过第二透镜阵列12的光经反射面10反射后射入光电接收芯片16中，接收驱动芯片14控制光电接收芯片16接收该光线；同时，发射驱动芯片13控制光电发射芯片15发出光线，发出的光线经过反射面10反射后射入第一透镜阵列11中。此时的光模块能够同时实现光的发射和接收。

[0041] 在本申请实施例中，沿电路板1的长度方向，电路板1上还依次设有第三驱动芯片17、第三光电芯片18、第四光电芯片19和第四驱动芯片20，且透镜组件6还罩设在第三光电芯片18和第四光电芯片19上，请参考附图8。在本申请实施例中，第三驱动芯片17用于驱动第三光电芯片18，第四驱动芯片20用于驱动第四光电芯片19。

[0042] 同第一驱动芯片2、第一光电芯片3、第二光电芯片4和第二驱动芯片5的工作过程相同的，第三驱动芯片17驱动第三光电芯片18工作时，第三光电芯片18发出的光经反射面10反射后射入第一透镜阵列11中；或，穿过第一透镜阵列11的光经反射面10反射后射入第三光电芯片18中。第四驱动芯片20驱动第四光电芯片19工作时，第四光电芯片19发出的光经反射面10反射后射入第二透镜阵列12中；或，穿过第二透镜阵列12的光经反射面10反射后射入第四光电芯片19中。

[0043] 第三驱动芯片17、第三光电芯片18、第四光电芯片19和第四驱动芯片20的设置能够进一步增加光的传输通道，进而实现光的多通道同时传输。

[0044] 进一步，第三驱动芯片17和第四驱动芯片20也均为发射驱动芯片13或接收驱动芯片14。第三光电芯片18和第四光电芯片19也均为光电发射芯片15或光电接收芯片16。当第一驱动芯片2和第二驱动芯片5均为发射驱动芯片13或接收驱动芯片14，第一光电芯片3和第二光电芯片4均为光电发射芯片15或光电接收芯片16时，光模块中的驱动芯片和光电芯片有四种位置关系，并实现光发射和接收的不同组合。当光模块进一步包括第三驱动芯片17、第三光电芯片18、第四光电芯片19和第四驱动芯片20时，光模块中的驱动芯片和光电芯片的位置关系则有更多的组合，进而能够实现不同的光发射和接收的组合。如第一驱动芯片2、第二驱动芯片5和第三驱动芯片17均为发射驱动芯片13，第一光电芯片3、第二光电芯片4和第三光电芯片18均为光电发射芯片15，第四驱动芯片20为接收驱动芯片14，第四光电芯片19为光电接收芯片16时，光模块能够实现三路光的发射和一路光的接收。关于第一驱动芯片2、第一光电芯片3、第二光电芯片4、第二驱动芯片5、第三驱动芯片17、第三光电芯片
18、第四光电芯片19和第四驱动芯片20的其他组合，本申请实施例不再赘述。

[0045] 在本申请实施例中，透镜组件6的下表面设有第三凹槽21，且第三凹槽21的底面设有第三透镜阵列22和第四透镜阵列23，如附图9所示。由于透镜组件6的下表面设有第三凹槽21，且透镜组件6罩设在第一光电芯片3和第二光电芯片4的上方，因此，第三透镜阵列22和第四透镜阵列23位于第一光电芯片3和第二光电芯片4的上方。在本申请实施例中，第三透镜阵列22优选位于第一光电芯片3的上方，第四透镜阵列23位于第二光电芯片4的上方。

[0046] 第一光电芯片3发出的光穿过第三透镜阵列22后形成平行光，且平行光经反射面10反射后射入第一透镜阵列11中；或，穿过第一透镜阵列11的光经反射面10反射后射入第三透镜阵列22中，进而射入第一光电芯片3中，以实现发射方向和接收方向的光电转换。

[0047] 第二光电芯片4发出的光穿过第四透镜阵列23后形成平行光，且平行光经反射面10反射后射入第二透镜阵列12中；或，穿过第二透镜阵列12的光经反射面10反射后射入第四透镜阵列23中，进而射入第二光电芯片4中，以实现发射方向和接收方向的光电转换。

[0048] 进一步，透镜组件6的下表面还设有第四凹槽24，且第四凹槽24的深度值不同于第三凹槽21的深度值，此时，第三凹槽21和第四凹槽24形成阶梯状。第三凹槽21和第四凹槽24阶梯状的设置能够减少透镜组件6的制备材料，进而降低透镜组件6的制备成本。为便于凹槽内设置光电芯片，在本发明实施例中，第三凹槽21内优选设置第三光电芯片18和第四光电芯片19，第四凹槽24内优选设置第一光电芯片3和第二光电芯片4。更为优选的，第三凹槽21的第三光电芯片18和第四光电芯片19均为光电发射芯片15，第四凹槽24内的第一光电芯片3和第二光电芯片4均为光电接收芯片16。

[0049] 由于第一透镜阵列11和第二透镜阵列12均分别包括至少8个凸透镜，因此，为使穿过第三透镜阵列22和第四透镜阵列23的光线分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12不同的凸透镜中，第三透镜阵列22和第四透镜阵列23也分别包括至少8个凸透镜。同时，穿过第三透镜阵列22和第四透镜阵列23中凸透镜的光线经反射面10反射后分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12不同的凸透镜中。

[0050] 在本申请实施例提供的光模块中，第二凹槽9中还设有用于架设光纤的光纤支架7。光纤支架7内部设有两排光纤阵列25，两排光纤阵列25均分别包括多条光纤，且每排光纤的数量至少为第一透镜阵列11或第二透镜阵列12中凸透镜的数量。第一透镜阵列11和第二透镜阵列12分别对应一排光纤阵列25，如附图10所示，第一透镜阵列11对应上排的光纤阵列25，第二透镜阵列12对应下排的光纤阵列25。为便于射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12的光线分别进入对应的光纤阵列25中，第一透镜阵列11和一排光纤阵列25位于同一水平面上，第二透镜阵列12和另一排光纤阵列25位于同一水平面上。

[0051] 为使光纤支架7稳定设于第二凹槽9内，第一透镜阵列11或第二透镜阵列12的两侧均设有定位柱26，光纤支架7靠近第一透镜阵列11或第二透镜阵列12的侧面设有定位孔(图中未示出)。通过定位柱26插入光纤支架7上定位孔的方式固定光纤支架7。

[0052] 请参考附图9，附图9示出了本申请实施例提供的光模块的光路图。如附图9所示，第一驱动芯片2和第二驱动芯片5分别驱动第一光电芯片3和第二光电芯片4射出光线。第一光电芯片3射出的光线穿过第三透镜阵列22后形成平行光，第二光电芯片4射出的光线穿过第四透镜阵列23后形成平行光。两束平行光分别射在反射面10的不同位置，并经过反射面10的反射形成不同于前述平行光方向的平行光。转变方向的两束平行光分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12中，并经过第一透镜阵列11和第二透镜阵列12的汇聚后分别射入两排光纤阵列25的光纤中。光线经光纤阵列25、第一透镜阵列11、第二透镜阵列12、反射面
10、第三透镜阵列22和第四透镜阵列23进入第一光电芯片3和第二光电芯片4的过程为上述过程的反过程，此处不再赘述。

[0053] 由于第一光电芯片3和第二光电芯片4射出的光线分别穿过第三透镜阵列22和第四透镜阵列23，经反射面10反射后分别射入第一透镜阵列11和第二透镜阵列12，且第三透镜阵列22、第四透镜阵列23、第一透镜阵列11和第二透镜阵列12分别包括至少8个凸透镜，因此，在光线的一次传播过程中，能够实现光线的多通道同时传输。又由于第二凹槽9侧壁上同时设置第一透镜阵列11和第二透镜阵列12，且第三透镜阵列22和第四透镜阵列23同时设置在第三凹槽21的底部，因而本申请实施例提供的光模块能够在实现多通道同时传输的同时，减小光模组的体积，进而降低光模组的制备成本。

[0054] 本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。

[0055] 以上所述的本发明实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

[0056] 本领域技术人员在考虑说明书及实践这里发明的公开后，将容易想到本发明的其它实施方案。本申请旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本发明的一般性原理并包括本发明未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本发明的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

[0057] 应当理解的是，本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本发明的范围仅由所附的权利要求来限制。