CN110071766B - 模块以及电子设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种通信质量难以由于模块的拆装(拔出插入)、振动、冲击、老化而下降，即使增加模块的层叠数构造也难以复杂化，通信质量难以下降的模块以及电子设备。多个模块(2)邻接配置来构成电子设备(1)，该模块包括：发光元件(5)，其朝向配置于邻接方向(D)的一方向的模块(2)发送通信光；以及受光元件(6)，其接收来自配置于邻接方向(D)的另一方向的模块(2)的通信光，在模块(2)邻接配置的情况下，能够相对于配置于邻接方向(D)的一方向的模块(2)的受光元件(6)发送通信光，并且接收来自配置于邻接方向(D)的另一方向的模块(2)的发光元件(5)的通信光。

Description

模块以及电子设备
技术领域
本发明涉及模块以及电子设备。
背景技术
现有的模块
利用图13说明现有的模块以及电子设备。作为控制设备等电子设备，如图13所示，提出有由邻接配置的多个模块102构成的电子设备。各模块102以电路板等电子基板103收纳于箱形的壳体104来构成。邻接的模块102、102之间的通信借助电触点105进行。
其他的现有技术
此外，作为模块以及电子设备，公知以下内容。在专利文献1中，记载有如下内容：在各模块，将发送通信光的发光元件和接收通信光的受光元件配置于带有两窗的光通信用单元内。光通信用单元跨多个模块而形成。在光通信用单元内，通过发送目的地的受光元件接收自任意的发光元件发送的通信光来进行模块间的通信。
在专利文献2中，记载有如下模块：来自发光元件的通信光被反射镜的一侧的反射面反射而向一侧的光纤入射，自另一侧的光纤射出的通信光被反射镜的另一侧的反射面反射而被受光元件接收。
专利文献1：日本特开平9-284228号公报
专利文献2：日本特开2007-240833号公报
发明内容
发明要解决的问题
如前所述，在借助电触点进行多个模块间的通信的电子设备中，有由于模块的拆装(拔出插入)、振动、冲击而触点磨损，通信质量下降的问题。此外，在此电子设备中，也有由于触点表面的氧化等老化而通信质量下降的问题。
此外，在专利文献1的电子设备中，在增加模块的层叠数时，由于不得不延长光通信用单元，因此有构造变得复杂的问题。此外，在增加模块的层叠数而延长光通信用单元的情况下，在分开得较远的模块，有由于光路变长而通信质量下降的危险。
此外，专利文献2的模块有其本身的构造复杂的问题。此外，在此模块中，在与模块的层叠方向正交的方向上发送通信光，由于发送来自与模块的层叠方向正交的方向的通信光，如果不弯曲通信光的光路就不能够与邻接的模块通信。因此，有用于弯曲光路的构造变得复杂的问题。
本发明的目的在于提供通信质量难以由于模块的拆装(拔出插入)、振动、冲击、老化而下降，且即使增加模块的层叠数构造也难以复杂化，通信质量难以下降的模块以及电子设备。
用于解决问题的方案
(1)本发明涉及一种模块，其是多个模块(例如，后述的模块2)邻接配置来构成电子设备(例如，后述的电子设备1)的模块，该模块包括：发光元件(例如，后述的发光元件5)，其朝向配置于邻接方向(例如，后述的邻接方向D)的一方向的模块发送通信光(例如，后述的通信光L、L1)；以及受光元件(例如，后述的受光元件6)，其接收来自配置于邻接方向的另一方向的模块的通信光(例如，后述的通信光L、L2)，在模块邻接配置的情况下，能够相对于配置于邻接方向的一方向的模块的所述受光元件发送通信光，并且接收来自配置于邻接方向的另一方向的模块的所述发光元件的通信光。
(2)对于(1)的模块，也可以是，该模块还包括：壳体(例如，后述的壳体4)，其具有透光部(例如，后述的透光部7)；以及电子基板(例如，后述的电子基板3)，其收纳于所述壳体，所述发光元件以及所述受光元件安装于所述电子基板，自所述发光元件发送的通信光以及所述受光元件接收的通信光穿过所述透光部。
(3)在(2)的模块中，也可以是，所述透光部是透过孔。
(4)对于(1)～(3)中任一项的模块，也可以是，该模块还包括供自所述发光元件发送的通信光传输的导光构件(例如，后述的导光构件8、81)。
(5)对于(4)的模块，也可以是，该模块还包括具有透过孔的壳体，供自所述发光元件发送的通信光传输的所述导光构件的射出端自所述透过孔向外侧突出，所述受光元件位于所述透过孔的内侧。
(6)对于(1)～(5)中任一项的模块，也可以是，该模块还包括供由所述受光元件接收的通信光传输的导光构件(例如，后述的导光构件8、82)。
(7)对于(6)的模块，也可以是，该模块还包括具有透过孔的壳体，所述发光元件位于所述透过孔的内侧，供由所述受光元件接收的通信光传输的所述导光构件的入射端自所述透过孔向外侧突出。
(8)对于(4)～(7)中任一项的模块，也可以是，该模块还包括具有透过孔的壳体，所述壳体和自所述透过孔向外侧突出的所述导光构件利用二色成形而被一体化。
(9)在(4)～(8)中任一项的模块中，也可以是，所述导光构件的靠近中心轴线部分(例如，后述的部分85)的折射率比所述导光构件的远离中心轴线的部分(例如，后述的部分86、87)的折射率高。
(10)在(4)～(9)中任一项的模块中，也可以是，所述导光构件的端面是将所述发光元件或者所述受光元件的位置作为焦点的凸面(例如，后述的凸面88)。
(11)在(1)～(10)中任一项的模块中，也可以是，所述发光元件和所述受光元件一体地构成。
(12)本发明涉及一种电子设备，其是多个(1)～(11)中任一项的模块邻接配置而构成的电子设备，在邻接的所述模块之间，通过所述受光元件接收自所述发光元件发送的通信光来进行通信。
(13)在(12)的电子设备中，也可以是，所述模块包括具有透过孔的壳体，自所述壳体的所述透过孔向外侧突出的导光构件经由邻接的所述模块的所述壳体的所述透过孔而配置于所述壳体的内侧，且位于所述受光元件或者所述发光元件的附近。
发明的效果
根据本发明，能够提供通信质量难以由于模块的拆装(拔出插入)、振动、冲击、老化而下降，即使增加模块的层叠数构造也难以复杂化，通信质量难以下降的模块以及电子设备。
附图说明
图1是表示第1实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图2是表示第1实施方式所涉及的模块的局部放大图。
图3是表示第2-1实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图4是表示第2-2实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图5是表示第2-3实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图6是表示第3实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图7是表示第4实施方式所涉及的模块以及电子设备的图。
图8是表示第5-1实施方式所涉及的模块的导光构件的图。
图9是表示第5-2实施方式所涉及的模块的导光构件的图。
图10是表示第5-3实施方式所涉及的模块的导光构件的图。
图11是表示第5-4实施方式所涉及的模块的导光构件的图。
图12是表示第5-5实施方式所涉及的模块的导光构件的图。
图13是表示现有的模块以及电子设备的图。
附图标记说明
1、电子设备；2、模块；3、电子基板；4、壳体；5、发光元件；6受光元件；7、71、72、透光部；8、81、82、导光构件；85、靠近中心轴线的部分；86、87、远离中心轴线的部分；88、凸面。
具体实施方式
以下，参照附图说明本发明的实施方式。另外，在第2实施方式以后的说明中，对于与第1实施方式共通的结构附上同样的附图标记，并省略其说明。
第1实施方式
利用图1以及图2说明本发明的第1实施方式。如图1所示，本实施方式的模块2是通过多个模块2邻接配置的方式来构成电子设备1的模块。将多个模块2邻接的方向称为“邻接方向D”。对于邻接方向D，为了方便，有区别“第1邻接方向D1”和其相反方向的“第2邻接方向D2”的情况。
此模块2包括：1张或多张的电子基板3(电路基板等)；以及收纳此电子基板3的大致箱形的壳体4。另外，不限定于此，也可以不包含壳体4仅以电子基板3作为模块。
在电子基板3形成有规定的电路图案，在此电路图案安装有多个电子元件。电路图案以及电子元件构成信号处理电路、控制电路、通信接口等各种电子电路。
在电子基板3的一侧的面安装有朝向邻接方向D的一方向发送通信光L1(L)的发光元件5。此外，在电子基板3的另一侧的面安装有接收来自邻接方向D的另一方向的通信光L2(L)的受光元件6。通信光L是根据规定的通信信号调制强度的光。另外，虽然在第1实施方式中，邻接方向D的一方向是第1邻接方向D1，邻接方向D的另一方向是第2邻接方向D2，但是不限定于此。也可以是邻接方向D的一方向是第2邻接方向D2，邻接方向D的另一方向是第1邻接方向D1。此外，也有如后述的第3实施方式以及第4实施方式那样，通信光L向第1邻接方向D1以及第2邻接方向D2这两方向发送，并且，自第1邻接方向D1以及第2邻接方向D2这两方向接收通信光L的情况。
电子基板3的厚度方向与邻接方向D一致。发光元件5以及受光元件6与构成于电子基板3的通信接口连接。通信接口对于发光元件5发送的光根据发送信号调制强度。此外，通信接口将受光元件6接收的光解调为接收信号。
此模块2利用发光元件5相对于配置于第1邻接方向D1的其他的电子设备1的受光元件6发送通信光L1(L)。此外，此模块2利用受光元件6接收来自配置于第2邻接方向D2的其他的电子设备1的发光元件5的通信光L2(L)。
自发光元件5发送的通信光L1(L)穿过设置于壳体4的透光部71(7)。受光元件6接收的通信光L2(L)穿过设置于壳体4的透光部72(7)。透光部71(7)、72(7)设置于壳体4的邻接方向D上的两侧。这些透光部71(7)、72(7)能够由透过孔(通孔)构成。此外，透光部71(7)、72(7)也可以由被透明板封闭的透过孔构成。
此实施方式中的电子设备1以多个上述的模块2在邻接方向D上排列来构成。在此电子设备1中，于在邻接方向D上邻接的模块2、2之间，通过受光元件6接收自发光元件5发送的通信光L来进行通信。
另外，自图1中的左端的模块2发送的通信光L1(L)可以向未图示的其他的电子设备发送，也可以利用未图示的光纤向图1中的右端的模块2的受光元件6发送。图1中的右端的模块2接收的通信光L2(L)也可以是来自未图示的其他的电子设备的通信光。图1中的左端的模块2发送的通信光也可以借助未图示的光纤向图1中的右端的模块2发送。
而且，此模块2也可以具有供自发光元件5发送的通信光L1(L)传输的导光构件81(8)。此外，如图2所示，此模块2也可以具有供由受光元件6接收的通信光L2(L)传输的导光构件82(8)。这些导光构件81(8)、82(8)可以仅相对于发光元件5以及受光元件6中的任一者设置，或者，也可以相对于这两者设置。
导光构件81(8)、82(8)由透明材料形成。此外，导光构件81(8)、82(8)优选形成为圆柱形状。导光构件81(8)、82(8)引导自一端面入射的通信光并自另一端面射出该通信光。构成导光构件81(8)、82(8)的透明材料优选聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA：Polymethylmethacrylate)、聚碳酸酯(PC：Polycarbonate)等无色的、透明度高的合成树脂材料。
本实施方式的效果
根据本实施方式，产生例如以下的效果。
本实施方式的模块2是多个模块2邻接配置来构成电子设备1的模块，其包括：朝向配置于邻接方向D的一方向的模块2发送通信光L(L1)的发光元件5；以及接收来自配置于邻接方向D的另一方向的模块2的通信光L(L2)的受光元件6，在模块2邻接配置的情况下，能够相对于配置于邻接方向D的一方向的模块2的受光元件6发送通信光L(L1)，并且接收来自配置于邻接方向D的另一方向的模块2的发光元件5的通信光L(L2)。
因此，在本实施方式的模块2中，模块2、2之间的通信通过利用通信光L的非接触的通信来进行。因此，通信质量难以由于模块2的拆装(拔出插入)、振动、冲击、老化而下降，即使增加模块2的层叠数构造也难以复杂化，通信质量难以下降。
第2实施方式
分别利用图3、图4以及图5说明本发明的第2-1实施方式、第2-2实施方式以及第2-3实施方式。在第2-1实施方式的模块2中，如图3所示，供自发光元件5发送的通信光L1(L)传输的导光构件81(8)的射出端自设置于壳体4的透光部(透过孔)71(7)向外侧突出。受光元件6位于设置于壳体4的透光部(透过孔)72(7)的内侧。
在多个此模块2邻接配置而构成的电子设备1中，自透过孔71(7)向外侧突出的导光构件81(8)经由设置于邻接的模块2的壳体4的透过孔72(7)而配置于壳体4的内侧，并到达受光元件6的附近，能够确保高通信质量。“附近”是指能够确保高通信质量的程度的近。
此外，在第2-2实施方式的模块2中，如图4所示，也可以使供由受光元件6接收的通信光L2(L)传输的导光构件82(8)的入射端自设置于壳体4的透过孔72(7)向外侧突出。在此情况下，发光元件5位于被设置于壳体4的透过孔71(7)的内侧。
在此情况下，在多个此模块2邻接配置而构成的电子设备1中，自透过孔72(7)向外侧突出的导光构件82(8)经由设置于邻接的模块2的壳体4的透过孔71(7)而配置于壳体4的内侧，并到达发光元件5的附近，能够确保高通信质量。
壳体4和自设置于壳体4的透过孔71(7)、72(7)向外侧突出的导光构件81(8)、82(8)能够利用二色成形(双模)一体化。二色成形是指将两种不同的树脂材料中的一者先成形，接着用同一模具将另一者成形的成形方法。另外，也能够通过壳体4的全部或者一部分由与导光构件81(8)、82(8)相同的透明材料构成来与导光构件81(8)、82(8)一体成形。这样一来通过将壳体4和导光构件81(8)、82(8)一体成形，能够省略导光构件81(8)、82(8)向壳体4的安装作业。
此外，在第2-3实施方式的模块2中，如图5所示，发光元件5以及受光元件6分别在电子基板3安装有多个，并构成多列(并列)的通信路径。图5表示在电子基板3的正面和背面分别安装三个发光元件5和三个受光元件6，并将通信路径设为3列。在这样将通信路径设为多列时，能够使通信容量增大。
第3实施方式
利用图6说明本发明的第3实施方式。在本实施方式的模块2中，如图6所示，在电子基板3的一侧的面安装有朝向第1邻接方向D1发送通信光L1(L)的发光元件5和接收来自第1邻接方向D1的通信光L2(L)的受光元件6。在电子基板3的另一侧的面安装有朝向第2邻接方向D2发送通信光L1(L)的发光元件5和接收来自第2邻接方向D2的通信光L2(L)的受光元件6。
此模块2能够相对于配置于第1邻接方向D1的模块2的受光元件6发送通信光L1(L)，并且接收来自该模块2的发光元件5的通信光L2(L)。此外，此模块2能够相对于配置于第2邻接方向D2的模块2的受光元件6发送通信光L1(L)，并且接收来自该模块2的发光元件5的通信光L2(L)。换言之，此模块2在与第1邻接方向D1以及第2邻接方向D2中的任一侧的模块2之间，均能够进行发送以及接收，并能够进行全双工通信。
第4实施方式
利用图7说明本发明的第4实施方式。在本实施方式的模块2中，安装于电子基板3的一侧的面且朝向第1邻接方向D1发送通信光L1(L)的发光元件5和接收来自第1邻接方向D1的通信光L2(L)的受光元件6一体地构成。此外，安装于电子基板3的另一侧的面且朝向第2邻接方向D2发送通信光L1(L)的发光元件5和接收来自第2邻接方向D2的通信光L2(L)的受光元件6一体地构成。这样一来，通过将发光元件5和受光元件6一体地构成的元件安装于电子基板3的正面和背面，此模块2在与第1邻接方向D1以及第2邻接方向D2中的任一侧的模块2之间，均能够进行发送以及接收，能够进行半双工通信。
在使用发光元件5和受光元件6一体地构成的元件的情况下，一个透光部7能够兼作发送用和接收用。此外，在此情况下，1根导光构件8能够兼作发送用和接收用。换言之，在导光构件8，传输自发光元件5发送的通信光L1(L)，并且传输与此发光元件5一体化的受光元件6接收的通信光L2(L)。因此，不增加导光构件8的数量，就能够进行双工通信。
第5实施方式
分别利用图8～图12说明本发明的第5-1实施方式、第5-2实施方式、第5-3实施方式、第5-4实施方式以及第5-5实施方式。在第5-1实施方式中，如图8所示，对于导光构件81(8)的折射率，靠近中心轴线的部分85比远离中心轴线的部分86高。如阶跃折射率型光纤那样，与外侧的包层(86)相比，将中心轴线侧的芯体(85)设为高折射率，从而防止导光构件向侧面漏光，通信质量提高。虽然在图8中示出了发送用的导光构件81(8)，但是接收用的导光构件82(8)也能够设为同样的结构。
此外，在第5-2实施方式中，如图9所示，如由3层以上形成的多阶折射率型光纤那样，导光构件81(8)、82(8)的折射率以靠近中心轴线的部分85、离中心轴线较远的部分86、离中心轴线更远的部分87的顺序降低。在此情况下，也防止导光构件向侧面漏光，通信质量提高。
此外，在第5-3实施方式中，如图10所示，如渐变折射率型(折射率分布型)光纤那样，导光构件81(8)、82(8)的折射率自靠近中心轴线的部分85朝向远离中心轴线的部分86而无级地降低。在此情况下，也防止导光构件向侧面漏光，通信质量提高。
此外，在第5-4实施方式中，如图11所示，导光构件81(8)、82(8)的端面为凸面(凸曲面)88。此凸面88优选是将发光元件5或者受光元件6的位置作为焦点的面。利用此凸面88，受发光的效率提高，通信质量提高。
此外，在第5-5实施方式中，如图12所示，导光构件81(8)、82(8)构成为能够在中途的弯曲部89弯曲而使入射的通信光弯曲来导光。在此情况下，能够将发光元件5和受光元件6在与邻接方向D正交的平面方向上设置于电子基板3的正面和背面中的不同位置，电子基板3中的电子元件的安装布局的自由度提高。
变形例
本发明不限定于上述各实施方式，各种的变更以及变形是可能的。能够使各实施方式的结构组合。

Claims (9)

1.一种电子设备的模块，其是多个模块邻接配置来构成电子设备的模块，其中，
该模块包括：
发光元件，其朝向配置于邻接方向的一方向的模块发送通信光；
受光元件，其接收来自配置于邻接方向的另一方向的模块的通信光；
导光构件，其供自所述发光元件发送的通信光传输；以及
壳体，其具有与所述发光元件和所述受光元件分别对应设置的透过孔，
所述发光元件和所述受光元件收纳在所述壳体的内部，
在模块邻接配置的情况下，能够相对于配置于邻接方向的一方向的模块的所述受光元件发送通信光，并且接收来自配置于邻接方向的另一方向的模块的所述发光元件的通信光，
所述导光构件的射出端自所述透过孔向外侧突出，并经由设于邻接的所述模块的所述壳体的透过孔而配置于该壳体的内侧，且位于该邻接的所述模块的所述受光元件的附近。
2.根据权利要求1所述的电子设备的模块，其中，
该模块还包括：
电子基板，其收纳于所述壳体，
所述发光元件以及所述受光元件安装于所述电子基板。
3.根据权利要求1或2所述的电子设备的模块，其中，
所述受光元件位于所述透过孔的内侧。
4.根据权利要求1或2所述的电子设备的模块，其中，
所述壳体和自所述透过孔向外侧突出的所述导光构件利用二色成形而被一体化。
5.根据权利要求1或2所述的电子设备的模块，其中，
所述导光构件的靠近中心轴线的部分的折射率比所述导光构件的远离中心轴线的部分的折射率高。
6.根据权利要求1或2所述的电子设备的模块，其中，
所述导光构件的端面是将所述发光元件或者所述受光元件的位置作为焦点的凸面。
7.根据权利要求1或2所述的电子设备的模块，其中，
所述发光元件和所述受光元件一体地构成。
8.一种电子设备，其是多个权利要求1～7中任一项所述的模块邻接配置而构成的，其中，
在邻接的所述模块之间，通过使自一模块的所述发光元件发送的通信光由另一模块的所述受光元件接收来进行通信。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中
自所述壳体的所述透过孔向外侧突出的导光构件经由邻接的所述模块的所述壳体的所述透过孔而配置于所述壳体的内侧，且位于该邻接的所述模块的所述受光元件或者所述发光元件的附近。
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