CN101930099A

CN101930099A - 双向信号传输装置及其系统

Info

Publication number: CN101930099A
Application number: CN2009101505996A
Authority: CN
Inventors: 王又法; 许云
Original assignee: GUANGBAO SINGAPORE CO Ltd
Current assignee: GUANGBAO SINGAPORE CO Ltd
Priority date: 2009-06-23
Filing date: 2009-06-23
Publication date: 2010-12-29

Abstract

本发明公开了一种双向信号传输装置及其系统。一种双向信号传输装置，包括引线架、信号发射元件、信号接收元件以及光学调整结构，该引线架上设有多个导接垫，而该信号发射元件与该信号接收元件设置于同一个导接垫上；该光学调整结构同时覆盖该信号发射元件与该信号接收元件，由于该信号发射元件与该信号接收元件的位置相邻近，因此，两元件可被该光学调整结构所涵盖，故该信号发射元件与该信号接收元件通过单一的光学调整结构进行信号的发送与接收。

Description

双向信号传输装置及其系统

技术领域

本发明涉及一种双向信号传输装置及其系统，尤指一种仅具有单一光学调整结构进行信号发送与接收的耦合的双向信号传输装置，以及仅需单一的连接线缆就可以达成双向信号传输的系统。

背景技术

光纤常被使用于传递电话、网际网路，或是有线电视的信号，有时候利用一条光纤就可以同时传递上述的所有信号。与传统的铜线相比，光纤的信号衰减与遭受干扰的情形都改善很多，特别是长距离以及大量传输的应用上，光纤的优势更为明显。

而为了达成信号的双向通讯功能，在信号的两端均会设有通讯装置，通讯装置的信号发射模块可发出信号，通过光纤的传递，将信号传至另一通讯装置的信号接收模块，反之，另一通讯装置的信号发射模块所发出的信号，则会通过另一光纤传回该通讯装置的信号接收模块，进而使信号在两通讯装置之间进行传送。然而，每一个通讯装置的信号发射模块包括有信号发射源以及与该信号发射源配合的光学调整结构，该光学调整结构主要在于耦合信号；同样的，每一个通讯装置的信号接收模块包括有信号接收端以及与该信号接收端配合的光学调整结构，换言之，每一个通讯装置必须有两个光学调整结构，以分别与信号发射源、信号接收端相配合。另外，整个通讯系统中，更需要两组光纤，以分别负责发出与接收信号。

因此，由于光学调整结构的数量，传统的通讯装置的体积并无法进一步的缩小，使得该通讯模块的应用受到限制；另一方面，由于光纤的价格昂贵，而通讯系统中又必须装配有两组光纤，因而造成通讯系统的成本无法降低。

缘是，本发明人有感上述缺失的可改善，提出一种设计合理且有效改善上述缺失的本发明。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种双向信号传输装置及其系统，该双向信号传输装置的信号发射元件与信号接收元件集中设置于同一个导接垫上，故仅需单一的光学调整结构就可同时涵盖信号发射元件的光发射面与该信号接收元件的光侦测面，使该信号发射元件与信号接收元件可通过单一的光学调整结构进行信号的接收与发送。

为了达成上述的目的，本发明提供一种双向信号传输装置，包括引线架、信号模块(包括信号发射元件与信号接收元件)以及光学调整结构，该信号发射元件与该信号接收元件设置于该引线架的同一个导接垫上；该光学调整结构覆盖该信号发射元件与该信号接收元件，且该光学调整结构用以导引外部信号光束射入该信号接收元件、以及引导该信号发射元件的信号光束射出。因此，两元件可被该光学调整结构所涵盖，故该信号发射元件与该信号接收元件通过单一的光学调整结构进行信号的发送与接收。

另一方面，该双向信号传输装置还包括有封装体，而该光学调整结构可与封装体一体成型；或者该光学调整结构可以组装的方式装设于该封装体上。

本发明亦提供一种双向信号传输系统，其包括：两个上述的双向信号传输装置，以及设于该两双向信号传输装置之间的连接线缆，通过该单一的连接线缆，使光信号可在该两双向信号传输装置之间进行双向的发送与接收。

本发明具有以下有益的效果：本发明提出的双向信号传输装置并不需要外加光学组件，就可以将发送与接收的光信号以相同的光学调整结构加以耦合、传递；另一方面，该两双向信号传输装置仅需要搭配一个连接线缆，就可达成双向信号传输的系统，故本发明所提出的装置与系统具有降低制造成本的优势。

为使能更进一步了解本发明的特征及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。

附图说明

图1为本发明第一实施例的双向信号传输装置的示意图。

图1A为本发明的双向信号传输装置的俯视图。

图2为本发明的双向信号传输装置的线路布局的示意图。

图3为本发明第二实施例的双向信号传输装置的示意图。

图4为本发明第三实施例的双向信号传输装置的示意图。

图5为本发明第四实施例的双向信号传输装置的示意图。

图5A为本发明第五实施例的双向信号传输装置的示意图。

图6为本发明的双向信号传输系统的示意图。

附图标记说明

1双向信号传输装置 11引线架

110导接垫 111模孔

12信号发射元件 121发光二极管驱动芯片

13信号接收元件 131光侦测面

14封装体 141光学调整结构

142组装件 1421穿孔

143固定件 2连接线缆

具体实施方式

请参阅图1与图1A，本发明提供一种双向信号传输装置及其系统，该双向信号传输装置1包括：引线架11、信号发射元件12、信号接收元件13以及封装体14，且该封装体14还具有单一的光学调整结构141，该光学调整结构141可同时涵盖信号发射元件12的光发射面与该信号接收元件13的光侦测面131(请参考图1A)，以使该信号发射元件12与该信号接收元件13均可通过光学调整结构141达成信号的接收与发送。本发明的双向信号传输装置1是将传统的信号传输装置的构件加以简化，利用单一的光学调整结构141，达成信号发射元件12与该信号接收元件13进行信号发送与接收的目的，进而节省该双向信号传输装置1的制作成本。

以下将详细说明该双向信号传输装置1的结构与其所达成的效果。请配合图2，该引线架11用于达成电路上的功能，例如根据不同的电性功能，该引线架11的结构可区分为Vcc、GND等脚位，此外，该引线架11主要在于承载上述的信号发射元件12、信号接收元件13以及封装体14，换言之，该引线架11设有多个导接垫110，信号发射元件12与信号接收元件13以固晶(mounting)、引线(wire-bonding)等方式安装于该引线架11的这些导接垫110上。而本发明的信号发射元件12与信号接收元件13设置于同一个导接垫110上，以使信号发射元件12与信号接收元件13尽可能的靠近，以提高单一的光学调整结构141对于发送信号与接收信号的品质。

另一方面，该封装体14包覆信号发射元件12与信号接收元件13，以达成保护电子元件的功效，而该封装体14上还成型有一对应信号发射元件12与信号接收元件13的光学调整结构141，由此，该信号发射元件12所发出的信号可通过该光学调整结构141传送出去，而由其它信号传输装置所发出的信号亦经由该光学调整结构141而被信号接收元件13所接收。换言之，该双向信号传输装置1的信号发射元件12与信号接收元件13可共享同一个光学调整结构141，并利用同一个光学调整结构141的光学特性导引外部信号光束射入该信号接收元件13、以及引导该信号发射元件12的信号光束射出，进而达成信号的发送与接收。

请再参考图1，并配合图2。图1为本发明的双向信号传输装置1的第一实施例，图2为线路布局的示意图。其中，如图1所示，该双向信号传输装置1包括有引线架11、信号发射元件12、信号接收元件13以及封装体14，而该信号发射元件12与该信号接收元件13分别为发光二极管(LED)及光侦测芯片(photo detector IC)，但不以上述为限，该发光二极管与该光侦测芯片设于该引线架11上的同一个导接垫110上，而在本具体实施例中，是利用芯片粘着(die-attach)技术将上述的发光二极管与该光侦测芯片固设于该引线架11上的同一个导接垫110上，且该发光二极管与该光侦测芯片之间的距离越短越佳，在本具体实施例中，该发光二极管与该光侦测芯片之间的距离约小于6密尔(mil)；而该封装体14则以射出成型的方式所制作，因此该光学调整结构141(例如单一透镜或是透镜组)是与该封装体14利用一体成型的方式达成，且该光学调整结构141位于该封装体14上方，在本具体实施例中，该封装体14包覆设有该发光二极管与该光侦测芯片的该导接垫110的正面，以及包覆相对于正面的该导接垫110的背面，换言之，封装体14同时包覆该引线架11、以及该引线架11上所安装的该信号发射元件12与该信号接收元件13，而该光学调整结构141的聚焦平面则可双向地应用于传送该发光二极管所发出的信号或是接收欲传送到该光侦测芯片的待接收信号。而该光学调整结构141与该封装体14为可透光的材料所工艺。

另一方面，请再参考图2，该双向信号传输装置1还包括有发光二极管驱动芯片121，该发光二极管驱动芯片121设置于该引线架11上的另一个导接垫110上，且该发光二极管驱动芯片121以引线电连接于该发光二极管与该引线架11的其它引脚(如Vcc、Vin等引脚位)。由此，该发光二极管驱动芯片121可经由上述的连接引脚位接收外部控制信号，并根据上述的控制信号驱动发光二极管发出信号，该信号即可透过该光学调整结构141传送出去；另外，其它信号传输装置所传递进来的信号，亦可通过该光学调整结构141，而被该光侦测芯片所接收。换言之，该光学调整结构141可同时对应该信号发射元件12的光发射面与该信号接收元件13的光侦测面，以耦合(coupling)光信号，进而达到光的发射与接收。

再者，上述的第一实施例亦可有其它的变化实施例，例如该信号发射元件12可为垂直面射型激光(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL)或是其它种类的光信号元件；又在另一变化实施例中，该发光二极管驱动芯片121可以通过工艺设计而整合于第一具体实施例中的光侦测芯片，且图2所示的线路布局也必须根据元件的整合而进行调整。

请参考图3，其为本发明的第二实施例，与第一实施例不同之处在于该光学调整结构141是以组接的方式连接于该封装体14。其中，如同第一实施例，该封装体14同样包覆设有该信号发射元件12与该信号接收元件13的该导接垫110的正面，以及包覆相对于正面的该导接垫110的背面，而该封装体14上还进一步设有一组装件142，该组装件142用以装设该光学调整结构141，换言之，该光学调整结构141与封装体14并非一体成型。另一方面，该组装件142上开设一对应该信号发射元件12与该信号接收元件13的穿孔1421，藉以使光信号得以经由该穿孔1421与该光学调整结构141达成发送与接收。

请参考图4，其为本发明的第三实施例，其与第一、第二实施例不同之处在于该封装体14仅形成于设有该信号发射元件12与该信号接收元件13的该导接垫110的正面，并不包覆该导接垫110的背面。在本实施例中，该引线架11上设有多个模孔111，而该封装体14则设有对应地插接于这些模孔111的固定件143，因此，通过固定件143与模孔111的配合，可将一体成型的封装体14与光学调整结构141对应于该信号发射元件12与该信号接收元件13而装设于该引线架11上。而本实施例可利用以下的工艺步骤达成：首先将信号发射元件12与该信号接收元件13固设于该引线架11上的同一导接垫110，且该引线架11上开设有上述的模孔111；将模具(图未示)置于该导接垫110的正面(即固设上述信号发射元件12与信号接收元件13的侧面)；接着将封装材料由该导接垫110的背面经由模孔111注入；而在封装材料固化成型后，即可形成上述的一体成型的封装体14与光学调整结构141，且部分封装材料填充于这些模孔111中而固化成型为上述的固定件143。换言之，本实施例是利用背面灌注封装材料的方式，一体成型上述的封装体14与光学调整结构141，且封装材料更可直接固化以成型有固定件143，利用固化后的固定件143与模孔111的组接，使封装体14与光学调整结构141固定于该导接垫110的正面，以使该信号发射元件12与该信号接收元件13可通过该光学调整结构141达成信号的发送与接收。

请参考图5，其为本发明的第四实施例，其中，与第一实施例不同之处在于，第四实施例是将该光学调整结构141同时覆盖(covering)于该信号发射元件12与该信号接收元件13，而不将该信号发射元件12与该信号接收元件13予以包覆(packaging)。同样地，该光学调整结构141用以导引外部信号光束射入该信号接收元件13、以及引导该信号发射元件12的信号光束射出，以达成双向传输信号的功能。

请参考图5A，其为其为本发明的第五实施例，其与第三实施例不同之处在于，该光学调整结构141同时覆盖(covering)于该信号发射元件12与该信号接收元件13，而不将该信号发射元件12与该信号接收元件13予以包覆(packaging)；而该光学调整结构141则设有对应地插接于该引线架11上的这些模孔111的固定件143，通过模孔111与固定件143的配合，以将光学调整结构141固定于引线架11，并使光学调整结构141覆盖于该信号发射元件12与该信号接收元件13。

请参考图6，其显示本发明的双向信号传输系统，其包括两个双向信号传输装置1以及一个设于该两双向信号传输装置1之间的连接线缆2。由于本发明所提出的双向信号传输装置1仅具有单一的光学调整结构141，因此，本发明所提出的双向信号传输系统仅需利用单一的连接线缆2连接于该两双向信号传输装置1，就可以达成双向的信号传输。例如本发明的双向信号传输系统可为一种在数字音效领域中的光纤系统(TOSLINK)，其利用连接线缆2，如塑胶光纤(plastic optical fiber，POF)或TOSLINK连接线，连接于该两双向信号传输装置1，且该光纤的两端分别对应该两双向信号传输装置1的光学调整结构141，由此，该两双向信号传输装置1的其中之一的信号发射元件12发出光信号，该光信号可通过光学调整结构141传送至光纤中，再进以传送到另一双向信号传输装置1，并通过光学调整结构141被其信号接收元件13所接收，反之亦然，故达成双向的信号传输功能。

另外，本发明的双向信号传输系统所采用的双向信号传输装置1均可具有前述的多种变化例，在此不予赘述。

综上所述，本发明具有下列诸项优点：

1.由于本发明的双向信号传输装置将信号发射元件与信号接收元件集中设置于同一个导接垫上，因此仅需要单一的光学调整结构就可同时涵盖信号发射元件的光发射面与该信号接收元件的光侦测面。另一方面，在双向信号传输系统也仅需要单一的连接线缆，就可以连接两个双向信号传输装置，因此本发明可节省该双向信号传输装置、系统的成本。

2.本发明改善信号发射元件与信号接收元件的位置配置，以达成单一的光学调整结构就可以耦合光信号的功效，而不用外加分光镜等光学组件；换言之，本发明的双向信号传输装置的结构简单，且不会产生因组装而造成的信号品质的降低。

以上所述仅为本发明的优选实施例，非意欲局限本发明的权利要求，故举凡运用本发明说明书及附图内容所为的等同变化，均同理皆包含于本发明的权利要求内，合予陈明。

Claims

1.一种双向信号传输装置，其特征在于包括：

引线架；

信号发射元件与信号接收元件，该信号发射元件与该信号接收元件安装于该引线架的同一个导接垫上；以及

光学调整结构，其同时覆盖住该信号发射元件与该信号接收元件，且该光学调整结构用以导引外部信号光束射入该信号接收元件以及引导该信号发射元件的信号光束射出。

2.如权利要求1所述的双向信号传输装置，其特征在于该双向信号传输装置进一步包含：

封装体，其同时包覆该引线架、以及该引线架上所安装的该信号发射元件与该信号接收元件；

其中，该光学调整结构位于该封装体上方且彼此为一体成型。

3.如权利要求1所述的双向信号传输装置，其特征在于该双向信号传输装置进一步包含：

其中，光学调整结构被组装于该封装体上。

4.如权利要求3所述的双向信号传输装置，其特征在于该封装体上还进一步设有一组装件，且利用该组装件使该光学调整结构被装设于该封装体上；该组装件上开设穿孔，以提供该信号发射元件与该信号接收元件发射与接受信号。

5.如权利要求2或3所述的双向信号传输装置，其特征在于该封装体包覆设有该信号发射元件与该信号接收元件的该导接垫的正面，以及包覆相对于正面的该导接垫的背面。

6.如权利要求1所述的双向信号传输装置，其特征在于该引线架进一步设有多个模孔，该封装体或该光学调整结构设有对应地插接于多个模孔的固定件，以将该封装体或该光学调整结构组设于该导接垫的正面。

7.如权利要求1所述的双向信号传输装置，其特征在于该信号发射元件为发光二极管，该信号接收元件为光侦测芯片，且该双向信号传输装置包括发光二极管驱动芯片，该发光二极管驱动芯片整合于该光侦测芯片，或者该发光二极管驱动芯片设置于另一个导接垫上，且该发光二极管驱动芯片以引线电连接于该发光二极管。

8.一种双向信号传输系统，其特征在于包括：

两双向信号传输装置，每一该双向信号传输装置包含：

引线架；

一个光学调整结构，其同时覆盖于该信号发射元件与该信号接收元件，且该光学调整结构用以导引外部信号光束射入该信号接收元件、以及引导该信号发射元件的信号光束射出；以及

连接线缆，其设于该两双向信号传输装置之间，该连接线缆的两端分别连接于该两双向信号传输装置的该光学调整结构。

9.如权利要求8所述的双向信号传输系统，其特征在于每一该双向信号传输装置进一步包含：

10.如权利要求8所述的双向信号传输系统，其特征在于每一双向信号传输装置进一步包含：

其中，光学调整结构被组装于该封装体上。

11.如权利要求10所述的双向信号传输系统，其特征在于每一该双向信号传输装置的该封装体上还进一步设有一组装件，且利用该组装件使该光学调整结构被装设于该封装体上，且该组装件上开设穿孔，以提供该信号发射元件与该信号接收元件发射与接受信号。

12.如权利要求9或10所述的双向信号传输系统，其特征在于该引线架进一步包含导接垫，该信号发射元件与该信号接收元件被安装在该导接垫上，该封装体包覆设有该信号发射元件与该信号接收元件的该导接垫的正面，以及包覆相对于正面的该导接垫的背面。

13.如权利要求8所述的双向信号传输系统，其特征在于每一该双向信号传输装置的该引线架进一步设有多个模孔，该封装体或该光学调整结构设有对应地插接于多个模孔的固定件，以将该封装体或该光学调整结构组设于该导接垫的正面。

14.如权利要求8所述的双向信号传输系统，其特征在于每一该双向信号传输装置的该信号发射元件为发光二极管，每一该双向信号传输装置的该信号接收元件为光侦测芯片，每一该双向信号传输装置还进一步包括发光二极管驱动芯片，该发光二极管驱动芯片整合于该光侦测芯片，或者该发光二极管驱动芯片设置于另一个导接垫上，且该发光二极管驱动芯片以引线电连接于该发光二极管。

15.如权利要求8所述的双向信号传输系统，其特征在于该连接线缆为塑胶光纤。