专利名称：光学模块及其生产方法
技术领域：
本发明是关于一种手持式光学模块，例如是用于光学时域反射仪(OTDR)和光谱分析仪的一种光学测量用的光学模块。
本发明也是关于一种用于光纤到家计划(FTTH)的现场测量用的光学模块，光纤到家计划(FTTH)目的系将从电话交换机中出来的用户线和用户家庭透过光纤网络联系起来，以建立起一个高速通讯环境。本发明也是关于一种由电池驱动的、手持式现场测量用的光学模块。
本发明特别是关于一种手持式光学光源的光学模块，这种光学光源是用于光纤传输损失测量的光源。
背景技术：
传统光学模块请参阅图1所示。图1以透视的方法显示了一个传统光学模块的底座。
底座B1是由金属或者塑料构成。底座B1固定在一个印刷回路板(图中未示)上，并安放在一个外壳(图中未示)内。
激光二极管B5和激光二极管B6是由彼此具有不同振荡波长的发光装置构成。激光二极管B5和激光二极管B6通过固定单元B9而安装在底座B1上。
激光二极管B5和激光二极管B6的端子B7利用孔穴电性连接到印刷回路板(图中未示)上。在印刷回路板(图中未示)上有一个激光二极管驱动回路和一个用户接口回路。
激光二极管B5的输出与光耦合器B4通过一个光纤B2相连。激光二极管B6的输出与光耦合器B4也通过另一个光纤B2相连。光耦合器B4的输出通过另一个光纤B2和连接器B8相连。
光耦合器B4与多条光纤B2之间具有一个融合部分，且光耦合器B4还有一个保护结构单元，用以保护此融合部分。
光纤B2可透过粘合剂B3(胶带，塑料绷紧夹头或者其它固定装置亦可)固定在底座B1上。此外，使用粘合剂B3能使光纤B2固定在底座B1上，并以预定间距分别固定在底座B1的多个位置上。
底座B1的侧边上具有一个上折部分。光纤B2沿着底座B1侧边的上折部分而固定。
以这种方式，光纤B2捆把成预定的曲率半径或者更大的曲率半径的圆形。光纤B2被紧紧得固定在底座B1上，以使光纤B2不会移动。
现在讲述上面所述的图1的传统模型的操作方法。
每个激光二极管B5和激光二极管B6都输出光。光耦合器B4与激光二极管B5的输出和激光二极管B6的输出耦合。连接器B8放射出光耦合器B4的输出。也就是说，连接器B8放射出激光二极管B5的输出和激光二极管B6的输出的耦合波。
因为光纤B2以预定的曲率半径或者更大的曲率半径固定着，因此光纤B2中的光损失是很小的，测得的特性很稳定。
传统的光学模块有一个底座和支撑单元(例如，参看参考专利一或者参考专利二)。
参考专利一日本专利No.3,126,653参考专利二JP-A-2000-92688但是，因为在图1所示的传统模型中的光纤B2是藉由粘合剂B3固定在几个位置上，这会使生产这个光学模块所需要的时间加长的问题。更具体来说，粘合剂B3在几个位置上的固化要花费很长时间。
其次，如果在图1所示的传统模型中使用胶带，而不用粘合剂B3，就会产生低粘合强度的问题。进一步来说，如果在图1所示的传统模型中使用塑料绷紧夹头，而不用粘合剂B3，就会在光纤B2上产生压力和光学模块的生产花费很长时间的问题。
再其次，在图1所示的传统模型中，因为粘合剂B3硬化之后，就会产生对光纤B2的变更配置、维护和修理都很困难的问题。
由此可见，上述现有的光学模块及其生产方法在结构、方法与使用上，显然仍存在有不便与缺陷，而亟待加以进一步改进。为了解决光学模块及其生产方法存在的问题，相关厂商莫不费尽心思来谋求解决之道，但长久以来一直未见适用的设计被发展完成，而一般产品又没有适切的结构能够解决上述问题，此显然是相关业者急欲解决的问题。
有鉴于上述现有的光学模块及其生产方法存在的缺陷，本发明人基于从事此类产品设计制造多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种新型结构的光学模块及其生产方法，能够改进一般现有的光学模块及其生产方法，使其更具有实用性。经过不断的研究、设计，并经反复试作样品及改进后，终于创设出确具实用价值的本发明。
发明内容
本发明的一个目的是解决前面所述的问题，提供一个能在短期内生产出来的光学模块。本发明的另外一个目的是提供一个能够提供稳定光学输出的光学模块。本发明的再一个目的是提供一个容易维护和修理的光学模块。
为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。
图1所示为一个传统光学模块的底座的透视图。
图2所示为本发明的实施例的一个剖面图。
图3所示为图2中实施例的底座的透视图。
图4A所示为根据图2所示的实施例的底座和印刷回路板的装配的透视图。
图4B所示为根据图2所示的实施例的底座和印刷回路板的装配的透视图。
图5所示为根据本发明的另一个实施例的底座和印刷回路板的装配的透视图。
B1、C1、D1、E9、F1底压B2、C6、E6光纤B3粘合剂B4、C9、E5光耦合器B5、B6、C3、C4激光二极管B8、C2连接器B9、C5固定单元C7、C8、C10凹槽C11、D4孔穴D3、E1、F3印刷回路板E2、E3外壳D2、E4、E8壁面结构D6螺栓、螺帽D5、D7端子E7缓冲件F2供电单元具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的光学模块及其生产方法其具体实施方式
、结构、生产方法、步骤、特征及其功效，详细说明如后。
在下文中，请参阅图2对本发明进行详细说明。图2是本发明的实施例的剖面图。图2所示的实施例的特点是有一个具有凹槽的底座E9、一个缓冲件E7和一个壁面结构(肋部)E8。
以下将描述图2所示实施例的结构。图2的实施例形成了手持式光学光源的一部分。亦即，图2的实施例是单手也能很容易操作的光学模块。同样的，图2的实施例是能发出预定光的光学模块。
在图2中，光纤E6，缓冲件E7和壁面结构E8被安装在底座E9的凹槽内。光耦合器E5、缓冲件E7和一部分壁面结构E8被安装在底座E9的另一个凹槽内。
壁面结构E8压着缓冲件E7。壁面结构E8与外壳E2一体成型。缓冲件E7例如是由泡棉材料(聚胺酯，urethane)所构成。泡棉材料具有很好的压缩性能，价格也便宜。
外壳E3和外壳E2是彼此相连的。在外壳E3上形成的壁面结构E4把底座E9固定在印刷回路板E1上。外壳E3、外壳E2、壁面结构E4、底座E9和印刷回路板E1例如藉由自动攻丝螺钉(图中未示)安装起来。
按照如上所描述构建的图2所示的实施例中，藉由缓冲件E7的反弹力，光纤E6和光耦合器E5被紧紧地安装在底座E9和外壳E3、E2中，这样光纤E6和光耦合器E5就不会移动了。
本发明的底座将具体参考图3进行描述。图3是一个透视图，显示了图2中实施例的底座。
图3的实施例的特征结构是凹槽C7、C8和C10。
下面描述图3实施例的结构。在图3的实施例中，底座C1、光纤C6和光耦合器C9分别对应于图2实施例中的底座E9、光纤E6和光耦合器E5。在图3实施例中的光纤C6、光耦合器C9、激光二极管C3、激光二极管C4、连接器C2和固定单元C5，分别对应与图1传统装置中的光纤B2光耦合器B4、激光二极管B5、激光二极管B6、连接器B8和固定单元B9。
例如，在图3的实施例中，底座C1是由塑料构成。同样，凹槽C7、C8和C10也是由塑料构成。底座C1和凹槽C7和C8是一体成型。底座C1安装在印刷回路板(图中未示)上，并安装在外壳(图中未示)内。
激光二极管C3和激光二极管C4是由具有彼此不同的振荡波长的发光装置构成。激光二极管C3和激光二极管C4是透过固定单元C5固定在底座C1上。固定单元C5可以是螺栓和螺帽或者自锁紧螺钉。
激光二极管C3和激光二极管C4的端子通过孔穴C11而电性连接至印刷回路板(图中未示)。激光二极管驱动回路和用户接口回路形成于印刷回路板(图中未示)上。
激光二极管C3的输出和光耦合器C9通过一个光纤C6相连。激光二极管C4的输出与光耦合器C9也通过另一个光纤C6相连。光耦合器C9的输出也通过另一个光纤C6与连接器C2相连。
光耦合器C9与多个光纤C6之间有一个融合部分，开有一个保护结构单元，用以保护此融合部分。
光纤C6和光耦合器C9固定在底座C1的凹槽C7、C8和C10中。亦即，凹槽C7、C8和C10规定了光纤C6的配置方式，并可容纳光纤C6。
底座C1的凹槽包括了一个直线部分，例如凹槽C10。底座C1的凹槽也包括了弯角部分，例如凹槽C7和C8。光耦合器C9配置于凹槽C10中，而凹槽C10是一个直线部分。
凹槽C7和C8(弯角部分)的内壁的半径是根据光纤C6的最小曲率半径所建立的曲率半径。也就是说，光纤C6被固定在预定的曲率半径上或者更大的曲率半径上。
凹槽C8(弯角部分)的宽度比直线部分的宽度大。凹槽C8(弯角部分)的外壁的半径值是根据光纤C6的最大长度值所建立的数值。也就是说，凹槽C8(弯角部分)的宽度值是建立在光纤C6的容许长度上。
以这种方式，凹槽C8(弯角部分)容纳了光纤C6的容许长度，以使具有多余长度的光纤C6捆成圆形并安放在底座C1上。
如图3所示的实施例中，在具有光耦合器C9的结构中，光纤C6的容许长度是很大的。即使在这种情况下，凹槽C8(弯角部分)的宽度也由容许长度来决定。更具体来说，凹槽C8(弯角部分)的外壁半径由容许长度来决定。
现在描述上面所述的图3实施例的操作方法。
每个激光二极管C3和激光二极管C4输出光。光耦合器C9与激光二极管C3的输出和激光二极管C4的输出耦合。连接器C2释放出光耦合器C9的输出。也就是说，连接器C2释放出激光二极管C3的输出和激光二极管C4的输出的耦合波。
现在请参阅图2、图4A和图4B所示，详细描述根据本发明的一种生产方法。图4A和图4B是透视图，每个透视图表示了图2的实施例中的底座和印刷回路板的装配图。图4A表示了底座D1和印刷回路板D3彼此没有相连的状态。图4B表示了底座E9和印刷回路板E1彼此相连的状态。
现在描述图4A和图4B的实施例的结构。其中，在图4A的实施例中的底座D1和在图4B的实施例中的底座E9分别对应于图3实施例中底座C1和图2实施例中底座E9。在图4A实施例中的印刷回路板D3和图4B实施例中的印刷回路板E1对应于图2实施例中的印刷回路板E1。图4B实施例中的缓冲件E7对应于图2实施例中的缓冲件E7。
在图4A实施例中，壁面结构D2是具有闩锁功能的壁面结构，其插入到印刷回路板D3的孔穴D4中。壁面结构D2将底座D1固定在印刷回路板D3上。同样的，螺栓和螺帽D6将底座D1固定在印刷回路板D3上。底座D1的端子D7与印刷回路板D3上的端子D5彼此电性连接。
在图4B实施例中，缓冲件E7形成一个矩形体。缓冲件E7的尺寸是根据底座E9的凹槽直线部分获得的。缓冲件E7在深度方向上的尺寸更大些。
同样的，图2实施例中的壁面结构E8在深度方向上的尺寸更大些，这对应于图4B实施例中的缓冲件E7。
首先，将光纤捆成圆形并把它们安放在底座的凹槽里。接着，如图4A和图4B所示，底座和印刷回路板装配成一个整体。
其次，如图4B实施例所示，在凹槽直线部分形成缓冲件E7。
再者，如图2实施例所示，藉由壁面结构E8挤压缓冲件E7。如此，光纤E6、光耦合器E5、底座E9、外壳E3和外壳E2被紧紧固定起来。
因此，在从图2到图4A和图4B的实施例中，因为已经提供了用于底座上预先固定激光二极管的固定单元和安放光纤和光耦合器的凹槽，所以很容易生产光学模块。
同样的，因为底座上凹槽的弯角部分的内壁半径是由光纤最小曲率半径所决定，所以保证光纤内的光损失可以被限制。在底座的凹槽里，弯角部分有助于容纳光纤的容许长度，直线部分有助于光纤固定在底座上。
因为缓冲件E7被固定在与外壳E2一体成型的壁面结构E8中，光纤E6和光耦合器C5同样可藉由外壳E2和外壳E3的组装而固定住。因此，生产过程变得更容易。同样的，光纤和光耦合器可以很稳定地固定住。
更进一步来说，光纤和光耦合器在其较宽的侧边上接触缓冲件E7和壁面结构E8，并从缓冲件E7那里受到均匀的反弹力。因此，光纤和光耦合器具有很稳定的特性。
当拆开外壳后，就解除了光纤和光耦合器的固定了。因此，光学模块的变更配置、保养和修理都很容易进行。
请参阅图5所示，现在将详细描述本发明的底座。图5是一个透视图，表示了根据本发明另一个实施例的底座和印刷回路板的装配。图5的实施例与图4B的实施例相对应。图5实施例中的印刷回路板F3与图4B中的印刷回路板E1相对应。图5实施例中的底座F1和图4B中的底座E9相对应。
图5实施例的特点是具有一个供电单元F2。供电单元F2例如是由电池或者类似物构成。也就是说，底座F1和供电单元F2是构成一个整体的。图5的实施例和图2的实施例构成方法类似。
在底座F1上，供电单元F2藉由印刷回路板F3提供电能给激光二极管和其它类似回路单元，更具体来说，在供电单元F2中，一金属板与供电单元F2中的电池电性连接，且金属板与印刷回路板焊接在一起。
如上构建的图5实施例具有和图2实施例相类似的效果和优点。在安装了包括图5所示的底座F1、印刷回路板F3和供电单元F2后，就可以进行操作试验。也就是说，合格产品和不合格产品都会在这些组件装进外壳(图中未示)之前被分辨出来。
因此，按照如下方法来生产光学模块是有可能实现的。
首先，将底座F1和在底座F1上提供电能给激光二极管及其它类似回路单元的供电单元F2装配起来。接下来，对这个装配操作进行测试。再者，将这个装配件安放进外壳(图中未示)中。
因此，在操作试验中发现不合格产品的重工步骤变得非常容易。而且，要返回的操作步骤次数也减少了。
以这种方式，本发明不限于如上所述的实施例，在不脱离本发明范畴的各种变化和修改均可适用。
如上所述，本发明具有如下效果。
根据本发明，提供这样一种光学模块是可能的它能在短时间内被生产出来，能够获得稳定的光学输出，并且其保养和修理能够很容易进行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但是凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
权利要求
1.一种光学模块，其内置有捆扎成环状的光纤束，其特征在于前述的光学模块包括底座，具有容纳光纤的一凹槽；缓冲件，位于前述凹槽的直线部分中；及壁面结构，用以挤压前述缓冲件。
2.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于其中所述的凹槽的弯角部分的宽度大于前述直线部分的宽度。
3.根据权利要求2所述的光学模块，其特征在于其中所述的弯角部分的内壁具有根据前述光纤的最小曲率半径所建立的半径值，而前述弯角部分的外壁具有根据前述光纤的容许长度所建立的半径值。
4.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于其中所述的凹槽的弯角部分的宽度大于前述直线部分的宽度，且前述缓冲件由相应于前述直线部分的矩形体所构成。
5.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于其中所述的凹槽的弯角部分的宽度大于前述直线部分的宽度，且前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型。
6.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于其中所述的凹槽的弯角部分的宽度大于前述直线部分的宽度，前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型，且前述缓冲件是由泡棉材料制成。
7.根据权利要求1所述的光学模块，其特征在于其中所述的凹槽的弯角部分的宽度大于前述直线部分的宽度，前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型，前述缓冲件是由泡棉材料制成，且前述直线部分具有与前述光纤相融合的光耦合器。
8.根据权利要求7所述的光学模块，其特征在于其包括装配体，前述装配体是将具有激光二极管的前述底座上和提供电能给前述激光二极管的供电单元一体形成，以形成手持式的光学光源。
9.一种光学模块的制造方法，前述的光学模块内置有捆扎成环状的光纤束，其特征在于前述光学模块的制造方法包括以下步骤在底座的凹槽中安放前述光纤；在前述凹槽的直线部分中形成缓冲件；及使用壁面结构挤压前述该缓冲件。
10.一种光学模块的制造方法，前述的光学模块内置有捆扎成环状的光纤束，其特征在于前述光学模块的制造方法包括以下步骤在底座的凹槽中安放前述光纤，并形成装配体，前述装配体包含前述底座和供电给前述底座中的回路等的供电单元；测试前述装配体的操作，且在前述凹槽的直线部分形成缓冲件；及在外壳中容纳前述装配体，且透过壁面结构挤压前述缓冲件。
11.一种光学模块，其内置有捆扎成环状的光纤束，其特征在于前述光学模块包括底座，具有容纳前述光纤的凹槽；缓冲件，形成于前述凹槽中；及壁面结构，用来挤压前述缓冲件。
12根据权利要求11所述的光学模块，其特征在于其中所述的缓冲件是形成为矩形体。
13.根据权利要求11所述的光学模块，其特征在于其中所述的缓冲件是形成为矩形体，且前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型。
14.根据权利要求11所述的光学模块，其特征在于其中所述的缓冲件由泡棉材料形成为矩形体，且前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型。
15.根据权利要求11所述的光学模块，其特征在于其中所述的缓冲件由泡棉材料形成为矩形体，前述壁面结构与容纳着前述底座的外壳为一体成型，并且具备装配体，前述装配体将具有激光二极管的前述底座以及提供电能给前述激光二极管的回路的供电单元加以一体成型，以形成手持式的光学光源。
全文摘要
本发明提供了一种能够在短时间内生产、并能够获得稳定光学输出和容易进行保养和维修的光学模块。光学模块中的光纤捆成环状并安放在模块中，而光学模块包括具有容纳光纤的凹槽的底座、在凹槽直线部分具有一缓冲件和用来挤压缓冲件的壁面结构。
文档编号G02B6/00GK1690744SQ200510000528
公开日2005年11月2日 申请日期2005年1月7日 优先权日2004年4月19日
发明者内藤嘉直, 中西五轮生, 高桥郁充 申请人:横河电机株式会社