CN103392274A - 通信模块以及便携式电子设备 - Google Patents

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CN103392274A CN201280010383XA CN201280010383A CN103392274A CN 103392274 A CN103392274 A CN 103392274A CN 201280010383X A CN201280010383X A CN 201280010383XA CN 201280010383 A CN201280010383 A CN 201280010383A CN 103392274 A CN103392274 A CN 103392274A
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小比贺晃
北川雅之
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Rohm Co Ltd
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Abstract

本发明的通信模块包括:基板;设置于所述基板的表面,相互分离的激光元件以及受光元件;统一密封所述激光元件以及所述受光元件的透明的树脂封装;和按照隔着规定距离与所述激光元件的射出面相对的方式设置,用来使所述激光元件射出的激光散射的散射单元,所述激光元件与所述受光元件的距离T满足下述公式(1)。T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)(公式(1)中,t1表示所述激光元件的所述射出面与所述散射单元的距离,θ表示所述激光元件的最大射出角,t2表示所述基板的所述表面距射出面的高度与距所述受光元件的受光面的高度差,θ′表示所述散射单元的最大散射角。)

Description

通信模块以及便携式电子设备
技术领域
本发明涉及通信模块以及配备该通信模块的便携式电子设备。
背景技术
例如,在专利文献1中公开的红外线通信用的光通信系统包括:具有用光散射部件密封的LD芯片的光发送设备以及受光元件。光发送设备以及受光元件并列地设置于玻璃环氧树脂基板上,被环氧树脂塑模透镜统一密封。
对于专利文献1的光通信系统,用光散射部件中的光散射粒子将从LD芯片射出的激光多次散射,由此来降低光的相干性。由此,实现激光的人眼安全。
专利文献1:日本特开2006-352105号公报
发明内容
发明所要解决的课题
本发明的目的在于,提供一种通信模块以及配备该通信模块的便携式电子设备,在将激光元件以及受光元件搭载在同一基板上的通信模块中,能够使激光对人眼安全,并且能够防止噪声光侵入受光元件。
用于解决课题的方法
为了达到上述目的,本发明的通信模块包括:基板;激光元件和受光元件,所述激光元件和受光元件相互分离,并设置于上述基板的表面;透明的树脂封装,其将上述激光元件和上述受光元件统一密封;和散射单元,其以与上述激光元件的射出面隔着规定的距离相对的方式设置,用来使上述激光元件射出的激光散射,上述激光元件与上述受光元件的距离T满足下述公式(1):
T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)
其中,公式(1)中,t1表示上述激光元件的上述射出面与上述散射单元的距离,θ表示上述激光元件的最大射出角,t2表示从上述基板的上述表面至上述射出面的高度与从上述基板的上述表面至上述受光元件的受光面的高度之差,θ′表示上述散射单元的最大散射角。
本发明的通信模块能够将从激光元件射出的激光在散射单元散射。通过该散射,能够降低激光的相干性,所以,能够使激光对人眼安全。
另外,在激光元件与受光元件之间设置满足上述公式(1)的距离T。因此,即使按照最大射出角从激光元件射出的激光在散射单元中按照最大散射角向着基板反射,该反射激光也不到达受光元件的受光面。其结果是,能够防止噪声光侵入受光元件。
此外,在上述公式(1)中,散射单元的最大散射角θ′是指,从激光元件射出的激光中的、按照最大射出角θ射出的激光的最大散射角。
上述散射单元也可以包括散射板,上述散射单元具有散射面和与该散射面相反侧的非散射面,在此情况下,该散射板优选以将上述散射面朝向上方的状态设置于上述树脂封装上。
对于在散射板的散射面反射后的光的轨道,根据激光元件的射出面与散射板的距离、激光的射出角以及散射板的散射分布等能够容易地确定。由此,能够容易地设定反射激光预计到达的基板上的区域。其结果是,使受光元件离开发射激光的预计到达区域,由此,能够容易地防止噪声光侵入受光元件中。
另外,在制作这种通信模块时,用树脂封装统一密封激光元件和受光元件后,将另外准备的散射板设置在树脂封装上即可。因此,与进行用光散射部件密封LD芯片的工艺、以及用环氧树脂塑模透镜进一步密封该LD芯片以及受光元件的工艺的两次密封工艺的现有的方法不同,只要一次密封工艺即可。其结果是,也能简化制造工艺。
另外,上述树脂封装优选包括:封装主体,其密封上述激光元件和上述受光元件,具有与上述基板的上述表面平行的表面;和散射板安装座,其具有与上述封装主体的上述表面相连的底壁和侧壁,由该底壁和该侧壁分隔而形成凹部,在该凹部将上述散射面以朝向上方的状态,由上述底壁支承上述散射板。
在这种结构中,通过调节散射板安装座的高度(封装主体的表面与凹部的底面的距离),不改变封装主体的高度,能够改变激光元件的射出面与散射板的距离。即,通过延长激光元件的射出面与散射板的距离,受光元件的受光面与封装主体的表面的距离不延长,通过缩短激光元件的射出面与散射板的距离,受光元件的受光面与封装主体的表面的距离不缩短。因此,起因于散射板安装座的高度的改变,射入封装主体的光的轨道长度不改变。因此,在基板的大小有限制,激光元件与受光元件的距离T的上限受到制约的情况下,通过调节散射板安装座的高度,不影响受光元件的聚光特性,能够改变反射激光的预计到达区域。
另外,上述散射板安装座的上述侧壁也可以具有相对于上述底壁倾斜,且面向上述凹部的倾斜面。
另外,上述散射板安装座优选形成为:上述侧壁包围上述底壁的、俯视时为环状的容器状。
由于散射板安装座的底壁被侧壁包围,所以,在底壁设置侧壁时,能够消除与基板平行的方向上的偏离,另外还能缩小该方向上的偏离量。因此,能够精密地控制与基板平行的方向上的散射板的位置。
另外,优选从上述底壁至上述侧壁的顶部的高度比从上述底壁至上述散射板的上述散射面的高度高。
由于侧壁的顶部的高度比散射面的高度高,所以,例如,在将散射板设置在凹部中后操作基板时,能够防止手指接触散射面。其结果是,能够防止因指纹附着在散射面上引起的人眼安全性的下降。
另外,上述通信模块优选还包括保护片,其按照覆盖上述凹部的方式形成于上述侧壁的上述顶部。
由此,能够切实地保护散射板的散射面。
另外,上述树脂封装也可以包括封装主体,该封装主体密封上述激光元件和上述受光元件,具有与上述基板的上述表面平行的表面,在上述封装主体的上述表面形成有用来收纳上述散射板的散射板封装凹部。
另外,上述通信模块还可以包括粘接剂,其由具有与上述树脂封装的折射率相同的折射率的材料形成,用来将上述散射板的上述非散射面固定于上述树脂封装。
另外,上述散射单元还可以包括:通过转印对上述树脂封装进行喷砂加工或放电加工的模具而形成的细微的凹凸部。另外,上述散射单元也可以包括通过对上述树脂封装的表面选择性地实施梨皮面加工而形成的凹凸部。在此情况下,上述凹凸部的最大高度Ry(按照JISB0601-1994)优选4.0μm~13.0μm。如果是这种结构,通过对树脂封装实施简单的加工,就能使激光对人眼安全。
另外,也可以在上述树脂封装形成凹部,该凹部具有与上述激光元件的上述射出面相对的底面,上述散射单元包括填充材料,该填充材料由含有光散射剂的树脂形成,并填满上述树脂封装的上述凹部。
上述树脂封装优选包括凸透镜,该凸透镜以与上述受光元件的上述受光面隔开规定的距离相对的方式设置,用来将光聚集在上述受光面。由此,能够很好地在受光元件中聚光。
另外,上述通信模块还可以包括设置于上述基板的上述表面的晶体管元件。在此情况下,该晶体管优选包括:构成用来控制上述激光元件的激光的射出的驱动用驱动器的晶体管元件,以及/或者构成用来使射入上述受光元件的光的电信号增幅的接收用放大器的晶体管元件。
由此,能够将激光元件及其驱动用驱动器、以及受光元件及其接收用放大器汇聚在一个基板上,所以,能够实现模块的小型化。
本发明的便携式电子设备包括:本发明的通信模块;和搭载了上述通信模块的设备主体。
本发明的便携式电子设备配备本发明的通信模块,所以,能够使激光对人眼安全,并且,例如在双向通信时,能够防止噪声光侵入受光元件。其结果是,能够提供一种可靠性好,品质优良的电子设备。
附图说明
图1是本发明的第1实施方式的通信模块的模式平面图。
图2是图1所示的通信模块的断面图,表示图1的切断线A-A的切断面。
图3是用来说明图1以及图2所示的激光二极管、光电二极管以及散射板的位置关系的图。
图4是本发明的第2实施方式的通信模块的断面图,表示与图2的切断面相同位置的切断面。
图5是本发明的第3实施方式的通信模块的断面图,表示与图2的切断面相同位置的切断面。
图6是本发明的第4实施方式的通信模块的断面图,表示与图2的切断面相同位置的切断面。
图7是本发明的第5实施方式的通信模块的断面图,表示与图2的切断面相同位置的切断面。
图8是本发明的一个实施方式的便携式电子设备的概略结构图。
图9是用来说明散射板的使激光对人眼安全效果的坐标图。
图10是用来说明防止噪声光侵入光电二极管的效果的图。
图11(a)(b)是用来说明实施例2的评价结果的图,图11(a)是表示激光的发光角度与发光强度的关系的坐标图,图11(b)表示实施了梨皮面加工面的照片。
图12(a)(b)是用来说明实施例3的评价结果的图,图12(a)是表示激光的发光角度与发光强度的关系的坐标图,图12(b)表示实施了梨皮面加工面的图片。
图13(a)(b)是用来说明实施例4的评价结果的图,图13(a)是表示激光的发光角度与发光强度的关系的坐标图,图13(b)表示实施了梨皮面加工面的图片。
图14是表示比较例2的激光的发光角度与发光强度的关系的坐标图。
具体实施方式
下面,参照附图,详细地说明本发明的实施方式。
图1是本发明的第1实施方式的通信模块的模式平面图。图2是图1所示的通信模块的断面图,表示图1的切断线A-A的切断面。图3是用来说明图1以及图2所示的激光二极管、光电二极管以及散射板的位置关系的图。
在本实施方式中,通信模块1是用来利用近红外线(例如波长带为830nm~900nm的红外线)进行双向通信的模块。该通信模块1包括:具有表面3及背面4的基板2;设置于基板2的表面3的激光二极管5(LD);作为受光元件的光电二极管6(PD)及集成电路7;和密封基板2的表面3侧的树脂封装8。
基板2例如由长L为8.5mm(俯视时长边的长度)×宽度W为2mm(俯视时短边的长度)×高度H为3.5mm的长方形板状的玻璃环氧树脂形成。但是,基板2的尺寸及材料并不限于上述。
激光二极管5、光电二极管6及集成电路7形成芯片状。芯片状的激光二极管5、光电二极管6及集成电路7沿着基板2的纵长方向(沿着俯视时长边的方向)相互隔开间隔地设置。集成电路7设置于基板2的纵长方向中央部,在其一侧设置激光二极管5,相对于集成电路7在激光二极管5的相反一侧设置光电二极管6。集成电路7被夹在激光二极管5与光电二极管6之间。
激光二极管5例如是具有光源直径(激光所射出的开口的直径)大约为10μm的射出面9的面发光激光器。该激光二极管5按照射出面9相对于基板2的表面3朝向垂直上方的方式设置。激光二极管5按照近红外线的波长带(例如大约850nm)的振荡波长,激光从射出面9朝着基板2的上方振荡。
光电二极管6例如具有受光直径(光聚集的开口的直径)为100μm~400μm的受光面10。该光电二极管6按照受光面10相对于基板2的表面3朝向垂直上方的方式设置。光电二极管6将从基板2的上方向表面3入射,在受光面10被聚集的光转换成电流(光电流)。
集成电路7包括:用来控制激光二极管5的激光射出的驱动用驱动器电路11;和用来使在光电二极管6中产生的光电流的信号增幅的接收用放大器电路12等。这些电路11、12由晶体管元件13构成。
树脂封装8由对于激光二极管5的振荡波长(近红外线的波长带)透明的树脂形成,具体而言,由环氧树脂等形成。另外,树脂封装8的折射率n1例如是1.52。
树脂封装8包括:封装主体14;和散射板安装座15;和凸透镜16。
封装主体14是长方体形状,具有:与长方形板状的基板2的四个侧面齐平的侧面17;与基板2的表面3相连的背面18以及与基板2的表面3平行的表面19。封装主体14按照覆盖激光二极管5、光电二极管6以及集成电路7整体的方式,固定于基板2的表面3。
散射板安装座15以及凸透镜16在封装主体14的表面19,沿着封装主体14的纵长方向相互隔开间隔地设置,并且被一体地支承在封装主体14。散射板安装座15按照与激光二极管5的射出面9相对的方式设置,凸透镜16按照与受光元件的受光面10相对的方式设置。
散射板安装座15具有俯视正方形的轮廓。散射板安装座15具有:底壁20;和包围该底壁20的俯视四角环状的侧壁21,在被底壁20及侧壁21包围的部分形成形成有凹部22的容器状。容器状的散射板安装座15按照俯视时侧壁21包围激光二极管5的方式设置,被底壁20及侧壁21分隔的凹部22俯视时覆盖激光二极管5的整个射出面9。
在该凹部22设置有作为用来散射激光二极管5射出的激光的散射单元的散射板23。
散射板23形成具有散射面24(表面)以及与该散射面24相反侧的非散射面25(背面)的正方形板状,且以将散射面24朝向上方的状态固定于散射板安装座15的底壁20。即,散射板23的非散射面25固定于散射板安装座15的底壁20上。
散射板23的散射面24如图3所示,形成为例如三角棱镜形状的凹凸成条纹状。从激光二极管5射出且以规定的角度射入散射板23的激光被该三角形棱镜形状的散射面24以规定的射出角散射。此外,只要是能够按照预期的角度散射激光,散射面24的形状例如也可以是半圆柱棱镜形状、半椭圆柱棱镜形状等。
散射板23与散射板安装座15的固定例如使用由具有与树脂封装8的折射率n1相同的折射率n2的材料(例如环氧树脂粘接剂等)形成的粘接剂26。
在用粘接剂26固定的散射板23的散射面24与散射板安装座15的侧壁21的顶面27之间,设置有高低差B。将从散射板安装座15的底壁20(凹部的底面28)至侧壁21的顶面27的高度设定成比从凹部22的底面28至散射面24的高度高,由此产生该高低差B。
在散射板安装座15的侧壁21的顶面27安装有保护片30,塞住被俯视四角环状的侧壁21分隔,且形成与侧壁21的顶面27同一平面的凹部22的开放面29(图1中未表示)。保护片30由对激光二极管5的振荡波长(近红外线的波长带)透明的树脂形成。
另外,朝着散射板安装座15的侧壁21的凹部22的面,由俯视时分别与形成侧壁21的四边的四个顶面27共用一边的四个平面形成。这四个平面形成为相对的两个平面间的距离越朝着底壁20越变窄的倾斜面31(圆锥面)。在相邻的倾斜面31之间形成向侧壁21的四个角延伸的棱线32。
各倾斜面31相对于散射板安装座15的底面28,例如以大约85°倾斜。
凸透镜16形成从封装主体14的表面19突出的半球状。凸透镜16相对于封装主体14的表面19的高度(凸透镜16的直径),例如比从封装主体14的表面19至散射板安装座15的侧壁21的顶面27的高度高。
如上所述,激光二极管5以及光电二极管6沿着基板2的纵长方向相互离开地设置,散射板23被支承在散射板安装座15,由此被设置在激光二极管5的正上方。
在本实施方式中,如图3所示,激光二极管5与光电二极管6的距离T满足下述公式(1)。
T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)
在公式(1)中,变数t1表示激光二极管5的射出面9与散射板23的散射面24的垂直距离(从散射面24的任意一点向射出面9下引的垂线P的长度)。
变数θ表示激光二极管5的最大射出角(垂线P与散射前的激光的轨道的夹角中的最大角),例如是10°~30°。
变数t2表示从基板2的表面3至射出面9的高度与从基板2的表面3至光电二极管6的受光面10的高度之差,例如是0mm(即,激光二极管5的高度与光电二极管6的高度相同)。
变数θ′表示散射板23的最大散射角(垂线P与以最大射出角θ射出的散射后的激光的轨道的夹角中的最大角),例如是10°~35°。
如以上所述,在该通信模块1中,如图3所示,从激光二极管5的射出面9射出的激光,通过散射板23的非散射面25射入散射板23内,被棱镜形状的散射面24散射。由此,能够扩大通过散射面24即刻后的激光的表观上的光源直径。其结果是,例如能够降低人的肉眼所识别的激光的相干性,所以,能够使激光对人眼安全。
此外,射出的激光在散射板23中也折射,但是由于散射板23薄,因此,可以忽略其折射造成的影响。
此时,射入散射板23内的激光的一部分未向远离基板2的方向散射,而是被散射面24朝着基板2的表面3反射。因此,尽管反射的激光与被光电二极管6聚集的光无关,但有可能变成射入光电二极管6的受光面10的噪声光。
因此,在本实施方式中,该反射的激光的反射角是与按照和该反射的激光相同的轨道射入散射板23,射入后从散射面24散射的激光的散射角相同的角度,基于此,在激光二极管5与光电二极管6之间设置满足上述公式(1)的距离T。
因此,如图3所示,按照最大射出角θ从激光二极管5射出的激光在散射板23的散射面24中,以与最大散射角θ′相同的反射角θ′向基板2反射,该反射激光不到达光电二极管6的受光面10。其结果是,能够防止噪声光侵入光电二极管6。
另外,如上述公式(1)所示,根据激光二极管5的射出面9与散射板23的散射面24的垂直距离t1、激光二极管5的最大射出角θ、从基板2的表面3至射出面9的高度与从基板2的表面3至光电二极管6的受光面10的高度的高度之差t2、以及散射板23的最大散射角θ′,能够很容易明确激光二极管5的周围的反射激光的预计到达区域(以激光二极管5为中心半径t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′以内的区域)。由此,能够容易设定反射激光的预计到达区域。其结果是,使光电二极管6离开反射光的预计到达区域,由此,能够容易地防止噪声光侵入光电二极管6。
另外,在制作这种通信模块1时,用树脂封装8统一密封激光二极管5、光电二极管6以及集成电路7后,将另外准备的散射板23设置在树脂封装8(散射板安装座15)上即可。因此,与进行用光散射部件密封LD芯片的工艺、以及用环氧树脂塑模透镜进一步密封该LD芯片以及受光元件的工艺的两次密封工艺的现有的方法不同,只要一次密封工艺即可。其结果是,也能简化制造工艺。
而且,由于能够将激光二极管5、光电二极管6以及集成电路7汇聚在一个基板2上,所以,能够实现通信模块1的小型化。
另外,在该通信模块1中,散射板23设置于散射板安装座15上,所以,通过调节散射板安装座15的底壁20的厚度(封装主体14的表面19与凹部22的底面28的距离),不改变封装主体14的高度,能够改变激光二极管5的射出面9与散射板23的散射面24的距离。即,通过使激光二极管5的射出面9与散射板23的散射面24的距离变长,不会发生光电二极管6的受光面10与封装主体14的表面19的距离变长,或是由于激光二极管5的射出面9与散射板23的散射面24的距离变短而导致光电二极管6的受光面10与封装主体14的表面19的距离变短。因此,不会由于改变散射板安装座15的底壁20的厚度而导致射入封装主体14的光的轨道长度的改变。因此,在基板2的大小有限制,激光二极管5与光电二极管6的距离T的上限受到制约的情况下,通过调节散射板安装座15的底壁20的厚度,不影响光电二极管6的聚光特性,也能改变反射激光的预计到达区域。而且,在本实施方式中,在封装主体14上一体地形成凸透镜16,所以,能够在光电二极管6很好地聚光。
另外,由于散射板安装座15的底壁20被侧壁21包围,所以,在底壁20设置散射板23时,能够消除与基板2的表面3在平行方向上的偏离,或者能缩小该方向上的偏离量。因此,能够精密地控制与基板2的表面3平行的方向上的散射板23的位置。
另外,从散射板安装座15的底壁20(凹部的底面28)至侧壁21的顶面27的高度,比从凹部22的底面28至散射面24的高度更高,所以,例如在将散射板23设置在凹部22中后操作基板2时,能够防止手指接触散射面24。其结果是,能够防止因指纹附着在散射面24上引起的人眼安全性的下降。而且,按照塞住凹部22的开放面29的方式设置有保护片30,因此,用该保护片30能够切实地保护散射板23的散射面24。
以上,对本发明的第1实施方式进行了说明,但本发明还能按照其他的方式实施。
例如,如图4所示的第2实施方式的通信模块41那样,散射板23也可以直接设置于封装主体14的表面19中的与激光二极管5相对的部分。在此情况下,也可以使用上述的粘接剂26。
另外,如图5所示的第3实施方式的通信模块51那样,也可以在封装主体14的表面19,形成由与散射板23的侧面相同形状的侧面53以及与非散射面25相同形状的底面54分隔而成的散射板封装凹部52,由此,散射板23被嵌入该散射板封装凹部52内。另外,如图5虚线所示,散射板23也可以埋入封装主体14的高度方向的中途部。
另外,如图6所示的第4实施方式的通信模块61那样,也可以在封装主体14的表面19中的与激光二极管5相对的部分选择性地转印进行了喷砂等喷砂加工或者放电加工的模具,由此形成细微的凹凸部62,由此,也可以用该细微凹凸部62来替代散射板23的散射面24。
另外,该细微凹凸部62也可以是,在封装主体14的表面19中的与激光二极管5相对的部分选择性地转印实施了梨皮面加工的模具(更具体地来讲,在选择性地实施了梨皮面加工(形成梨皮面)的模具中一体地成形封装主体14和凸透镜16),被实施了梨皮面加工的凹凸部。在此情况下,该凹凸部的最大高度Ry(按照JIS B0601-1994)优选4.0μm~13.0μm。
另外,如图7所示的第5实施方式的通信模块71那样,也可以在封装主体14的表面19,形成由与激光二极管5的射出面9相对的底面73以及朝着该底面73倾斜的倾斜面74分隔而成的凹部72,在该凹部72内填充含有光散射剂75的树脂,由此也能用该填充材料76来替代散射板23。
上述通信模块1如图8所示,能够搭载于移动电话和便携式游戏机等便携式电子设备81的设备主体82中。
因在这种便携式电子设备81中搭载有上述通信模块1,所以,能够使激光对人眼安全,例如,在双向通信时(同时进行激光二极管5的激光射出以及光电二极管6的受光的通信),能够防止噪声光侵入光电二极管6中。其结果是,能够提供可靠性好、品质好的电子设备。此外,在便携式电子设备81中,也可以取代通信模块1搭载通信模块41、51、61、71。
另外,本发明的通信模块不仅适用近红外线的波长带的模块,也能适用于其他波长带的模块。
本发明的实施方式仅是为了明确本发明的技术内容而使用的具体例子,但本发明不应限于这些具体例子进行解释,本发明的精神以及范围仅由所附的权利要求书限定。
另外,在本发明的各实施方式中所表示的构成要素能够在本发明的范围内组合使用。
本申请与2011年2月25日向日本专利厅提交的特愿2011-040615号对应,在此处引用该申请的全部公开。
实施例
下面,根据实施例说明本发明,但本发明并不限于下述的实施例。
<实施例1以及比较例1>
作为实施例1制作具有图1~图3所示的构造的通信模块。下述公式(1)中的各变数按照以下的方式设定。
T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)
t1=2.93mm,θ=±10°,t2=0mm,θ′=±10°,
t1·tanθ=0.45mm,(t1+t2)·tanθ′=0.45mm
T=0.9mm
<评价>
(1)激光的人眼安全性效果
按照850nm的振荡波长来对上述通信模块的激光二极管进行激光振荡,测定此时相对于激光的射出角度的发光强度。另外,作为比较例1,对于除未设置散射板外具有与实施例1的通信模块相同的构造的模块,根据同样的方法来测定发光强度。图9表示它们的结果。
根据图9可知,在未设置散射板的比较例1的通信模块中,存在两个激光的发光强度的峰值(多峰值)。因此,即使将其中一个峰值控制在作为人眼安全性的指标的未满99mW/sr的发光强度,另一个峰值也有可能变成99mW/sr以上,难以将两个峰值都控制在未满99mW/sr。
与此相反,可知在设置有散射板的实施例1的通信模块中,激光的发光强度的峰值是一个(单峰值),因此,能够简单地控制降低发光强度使其未满99mW/sr。其结果是,可知在本发明的通信模块中,能够稳定地实现人眼的安全性。
(2)防止噪声光侵入的效果
准备上述的通信模块,按照850nm的振荡波长对模块的激光二极管进行激光振荡。此时,评价流经模块的光电二极管的电流(PD电流)的大小是否受该模块的激光二极管的输出(模块输出)的影响。图10表示结果。
根据图10可知,PD电流与模块输出成比例地增加,但对于模块输出,从激光二极管射出的激光作为噪声光侵入的量很少。
<实施例2~4以及比较例2>
作为实施例2~4制作了具有图6所示构造的通信模块。此外,封装主体14的表面19中的与激光二极管5相对的部分实施梨皮面加工。通过梨皮面加工而形成的凹凸部的最大高度Ry分别是4.18μm(实施例2)、4.42μm(实施例3)以及12.52μm。另外,下述公式(1)中的各个变数按照以下的方式设定。
T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)
t1=2.93mm,θ=±10°,t2=0mm,θ′=±10°,
t1·tanθ=0.45mm,(t1+t2)·tanθ′=0.45mm
T=0.9mm
另外,同样,除不对实施例2~4的形成有梨皮面面的部位实施梨皮面加工(作为平滑面)以外,作为比较例2制作了具有与实施例2~4的通信模块相同构造的模块。
<评价>
(1)激光的人眼安全性效果
按照850nm的振荡波长对实施例2~4以及比较例2的通信模块的激光二极管进行激光振荡(功率为5mW、10mW、15mW、20mW),测定此时的相对于激光的射出角度的发光强度。图11~图14分别表示这些结果。
根据图14可知,在封装表面未被实施梨皮面加工的比较例2的通信模块中,存在两个激光的发光强度的峰值(多峰值)。因此,即使将其中一个峰值控制在作为人眼安全的指标的未满99mW/sr的发光强度,另一个峰值也有可能变成99mW/sr以上,难以将两个峰值都控制在未满99mW/sr。特别是在15mW以及20mW的功率中,任一个峰值均为99mW/sr以上。
与此相反,可知在封装表面实施了梨皮面加工的实施例2~4的通信模块中,激光的发光强度的峰值是一个(单峰值),因此,能够简单地控制降低发光强度使其未满99mW/sr。其结果是,可知在本发明的通信模块中,能够稳定地实现人眼安全性。
符号说明
1  通信模块
2  基板
3  (基板的)表面
5  激光二极管
6  光电二极管
7  集成电路
8  树脂封装
9  射出面
10 受光面
11 驱动用驱动器电路
12 接收用放大器电路
13 晶体管元件
14 封装主体
15 散射板安装座
16 凸透镜
19 (封装主体的)表面
20 (散射板安装座的)底壁
21 (散射板安装座的)侧壁
22 (散射板安装座的)凹部
23 散射板
24 散射面
25 非散射面
26 粘接剂
27 (散射板安装座的侧壁的)顶面
28 (散射板安装座的凹部的)底面
30 保护片
31 (散射板安装座的凹部的)倾斜面
41 通信模块
51 通信模块
52 散射板封装凹部
61 通信模块
62 细微凹凸部
71 通信模块
72 凹部
75 光散射剂
76 填充材料
81 便携式电子设备
82 设备主体

Claims (17)

1.一种通信模块,其特征在于,包括:
基板;
激光元件和受光元件,所述激光元件和受光元件相互分离,并设置于所述基板的表面;
透明的树脂封装,其将所述激光元件和所述受光元件统一密封;和
散射单元,其以与所述激光元件的射出面隔着规定的距离相对的方式设置,用来使所述激光元件射出的激光散射,
所述激光元件与所述受光元件的距离T满足下述公式(1):
T≥t1·tanθ+(t1+t2)·tanθ′……(1)
其中,公式(1)中,t1表示所述激光元件的所述射出面与所述散射单元的距离,θ表示所述激光元件的最大射出角,t2表示从所述基板的所述表面至所述射出面的高度与从所述基板的所述表面至所述受光元件的受光面的高度之差,θ′表示所述散射单元的最大散射角。
2.如权利要求1所述的通信模块,其特征在于:
所述散射单元包括散射板,所述散射板具有散射面和与该散射面相反侧的非散射面,所述散射板以将所述散射面朝向上方的状态设置于所述树脂封装上。
3.如权利要求2所述的通信模块,其特征在于:
所述树脂封装包括:
封装主体,其密封所述激光元件和所述受光元件,具有与所述基板的所述表面平行的表面;和
散射板安装座,其具有与所述封装主体的所述表面相连的底壁和侧壁,由该底壁和该侧壁分隔而形成凹部,在该凹部将所述散射面以朝向上方的状态,由所述底壁支承所述散射板。
4.如权利要求3所述的通信模块,其特征在于:
所述散射板安装座的所述侧壁具有相对于所述底壁倾斜,且面向所述凹部的倾斜面。
5.如权利要求3或4所述的通信模块,其特征在于:
所述散射板安装座形成为:所述侧壁包围所述底壁的、俯视时为环状的容器状。
6.如权利要求3~5中的任一项所述的通信模块,其特征在于:
从所述底壁至所述侧壁的顶部的高度比从所述底壁至所述散射板的所述散射面的高度高。
7.如权利要求3~6中的任一项所述的通信模块,其特征在于:
还包括保护片,其按照覆盖所述凹部的方式形成于所述侧壁的所述顶部。
8.如权利要求2所述的通信模块,其特征在于:
所述树脂封装包括封装主体,该封装主体密封所述激光元件和所述受光元件,具有与所述基板的所述表面平行的表面,
在所述封装主体的所述表面形成有用来收纳所述散射板的散射板封装凹部。
9.如权利要求2~8中的任一项所述的通信模块,其特征在于:
还包括粘接剂,其由具有与所述树脂封装的折射率相同的折射率的材料形成,用来将所述散射板的所述非散射面固定于所述树脂封装。
10.如权利要求1所述的通信模块,其特征在于:
所述散射单元包括对所述树脂封装的表面实施喷砂加工所形成的细微的凹凸部。
11.如权利要求1所述的通信模块,其特征在于:
所述散射单元包括通过对所述树脂封装的表面选择性地实施梨皮面加工所形成的凹凸部。
12.如权利要求1所述的通信模块,其特征在于:
在所述树脂封装形成有凹部,该凹部具有与所述激光元件的所述射出面相对的底面,
所述散射单元包括填充材料,该填充材料由含有光散射剂的树脂形成并填满所述树脂封装的所述凹部。
13.如权利要求1~12中的任一项所述的通信模块,其特征在于:
所述树脂封装包括凸透镜,该凸透镜以与所述受光元件的所述受光面隔开规定的距离相对的方式设置,用来将光聚集在所述受光面。
14.如权利要求1~13中的任一项所述的通信模块,其特征在于:
还包括晶体管元件,其设置于所述基板的所述表面。
15.如权利要求14所述的通信模块,其特征在于:
所述晶体管元件包括构成用来控制所述激光元件的激光的射出的驱动用驱动器的晶体管元件。
16.如权利要求14或15所述的通信模块,其特征在于:
所述晶体管元件包括构成用来使射入所述受光元件的光的电信号增大的接收用放大器的晶体管元件。
17.一种便携式电子设备,其特征在于,包括:
权利要求1~16中的任一项所述的通信模块;和
搭载有所述通信模块的设备主体。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105391499A (zh) * 2015-10-19 2016-03-09 腾讯科技(深圳)有限公司 激光接收结构、对战设备外壳及对战设备
CN108352676A (zh) * 2015-11-20 2018-07-31 夏普株式会社 人眼安全光源
US10569183B2 (en) 2015-10-19 2020-02-25 Tencent Technology (Shenzhen) Company Limited Information processing system, method, and system

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102018129575A1 (de) * 2018-11-23 2020-05-28 Osram Opto Semiconductors Gmbh Lichtemittereinheit mit wenigstens einem VCSEL-Chip
US20220069542A1 (en) * 2018-12-17 2022-03-03 Ams International Ag Light emitting module including enhanced eye-safety feature

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1746692B1 (en) 1999-04-05 2009-01-21 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device including a resin section
JP4471427B2 (ja) 1999-11-29 2010-06-02 シャープ株式会社 半導体レーザ発光素子、及びそれを搭載した電子機器
JP4097949B2 (ja) * 2001-04-20 2008-06-11 シャープ株式会社 空間光伝送システム
JP4197234B2 (ja) * 2001-12-28 2008-12-17 三菱電機株式会社 光通信器
US7173951B2 (en) * 2003-03-25 2007-02-06 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor laser device with light receiving element
JP4404658B2 (ja) 2004-03-04 2010-01-27 スタンレー電気株式会社 半導体発光装置
JP2006108358A (ja) 2004-10-05 2006-04-20 Sharp Corp 光源装置およびそれを用いた光通信システム
US7182258B2 (en) * 2004-11-10 2007-02-27 Avago Technologies Ecbu Ip (Singapore) Pte. Ltd Enhanced reflective optical encoder
JP2006352105A (ja) 2005-05-19 2006-12-28 Sharp Corp 光送信デバイスおよびそれを用いた光源装置
JP2007066947A (ja) 2005-08-29 2007-03-15 Sharp Corp 空間光伝送用半導体レーザ装置および空間光伝送システム
JP5046538B2 (ja) 2006-03-15 2012-10-10 シャープ株式会社 アイセーフレーザ光源、およびこれを用いた電子機器
JP2009151041A (ja) 2007-12-20 2009-07-09 Fujitsu Ltd 光モジュールおよび光送受信モジュール

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105391499A (zh) * 2015-10-19 2016-03-09 腾讯科技(深圳)有限公司 激光接收结构、对战设备外壳及对战设备
WO2017067354A1 (zh) * 2015-10-19 2017-04-27 腾讯科技(深圳)有限公司 激光接收结构、对战设备外壳及对战设备
CN105391499B (zh) * 2015-10-19 2017-05-10 腾讯科技(深圳)有限公司 激光接收结构、对战设备外壳及对战设备
US10569183B2 (en) 2015-10-19 2020-02-25 Tencent Technology (Shenzhen) Company Limited Information processing system, method, and system
CN108352676A (zh) * 2015-11-20 2018-07-31 夏普株式会社 人眼安全光源

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