JP2008258298A - 光通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】 小型化を図ることが可能な光通信モジュールを提供すること。
【解決手段】 基板１と、発光素子２と、受光面３ａを有する受光素子と、発光素子２および受光素子３を駆動制御するための駆動ＩＣ４と、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４を覆う樹脂パッケージ５と、を備える光通信モジュールＡ１であって、基板１には、その底面から遠ざかるほど断面寸法が大となる凹部１ａが形成されており、駆動ＩＣ４は、凹部１ａの一部を覆い、かつその他の部分を露出させるように配置されており、発光素子２と受光素子３とは、駆動ＩＣ４を挟んで、発光素子２が凹部１ａに収容されるように配置されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器における双方向通信などに用いられる光通信モジュールに関する。

ノートパソコン、携帯電話、電子手帳などの電子機器における双方向通信には、発光素子および受光素子を備えた光通信モジュールが用いられている。このような光通信モジュールには、たとえばＩｒＤＡ準拠の赤外線データ通信モジュールが含まれる。

この種の従来の光通信モジュールの一例を図６に示す（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された光通信モジュールＸは、ガラスエポキシ樹脂からなる基板９１に搭載された発光素子９２、受光素子９３、駆動ＩＣ９４、および樹脂パッケージ９５を備えている。発光素子９２は、赤外線を発光可能に構成されている。受光素子９３は、受光面に受けた赤外線の光量に応じた起電力を生じることが可能に構成されている。樹脂パッケージ９５は、透明なエポキシ樹脂によって形成されている。樹脂パッケージ９５には、発光素子９２および受光素子９３の正面に位置する２つのレンズ９５ａ，９５ｂが形成されている。発光素子９２から発せられた赤外線は、レンズ９５ａにより指向性を高められて出射される。一方、図中上方から向かってきた赤外線は、レンズ９５ｂにより受光素子９３へと集光される。このようにして、光通信モジュールＸによる赤外線を用いた双方向通信がなされる。

しかしながら、ノートパソコン、携帯電話機などの電子機器には、小型化の要請が強い。このため、光通信モジュールＸに対しても、さらなる小型化が求められる。これに対し、光通信モジュールＸは、発光素子９２、受光素子９３、および駆動ＩＣ９４が基板９１に沿って直列に配置された構造であるため、長手方向寸法が比較的大となってしまう。

特開２００２−３２４９１６号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、小型化を図ることが可能な光通信モジュールを提供することをその課題とする。

本発明によって提供される光通信モジュールは、基板と、発光素子と、受光面を有する受光素子と、上記発光素子および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子を覆う樹脂パッケージと、を備える光通信モジュールであって、上記基板には、その底面から遠ざかるほど断面寸法が大となる凹部が形成されており、上記集積回路素子は、上記凹部の一部を覆い、かつその他の部分を露出させるように配置されており、上記発光素子と上記受光素子とは、上記集積回路素子を挟んで、いずれか一方が上記凹部に収容されるように配置されていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子は、上記基板の厚さ方向に重ねて配置されている。これにより、上記基板をたとえば上記集積回路素子よりも若干大きい程度のサイズとすることができる。したがって、上記光通信モジュールの小型化を図ることができる。また、上記凹部の側面を用いて、上記発光素子からの光を出射し、あるいは上記光通信モジュールに向かってきた光を上記受光素子に入射させることが可能である。これにより、上記光通信モジュールによる通信を確実に行うことができる。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示している。本実施形態の光通信モジュールＡ１は、基板１、発光素子２、受光素子３、駆動ＩＣ４、および樹脂パッケージ５を備えている。光通信モジュールＡ１は、たとえばＩｒＤＡ（Infrared Data Association）規格に準拠した赤外線を用いた双方向通信が可能に構成されている。

基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂により、全体として平面視矩形状に形成されている。基板１には、凹部１ａが形成されている。凹部１ａは、図３に示すように断面円形状とされており、図１および図２に示すようにその底面から遠ざかるほど断面寸法が大となるコーン状とされている。また、基板１には、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４に導通する配線パターン（図示略）が形成されている。この配線パターンにより、凹部１ａの側面および底面は、比較的反射率が高い反射面とされている。

発光素子２は、たとえば、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とに挟まれた活性層から赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードなどからなる。発光素子２は、凹部１ａの底面に搭載されている。本実施形態においては、発光素子２からの光の輝度分布が、基板１の厚さ方向と直角な方向において比較的大となっている。図２に示すように、発光素子２からの光は、凹部１ａの側面によって反射されることにより、基板１の厚さ方向に進行する。

駆動ＩＣ４は、発光素子２および受光素子３による送受信動作を制御するためのものであり、平面視長方形状とされている。図１に示すように、駆動ＩＣ４は、その長手方向において、凹部１ａを跨ぐように配置されている。また、図２に示すように、駆動ＩＣ４の短手方向寸法は、凹部１ａの最大直径よりも小である。このため、図３に示すように、凹部１ａの一部が駆動ＩＣ４から露出している。

受光素子３は、たとえば、Ｓｉを用いて形成されたＰＩＮフォトダイオードなどからなり、受光面３ａに赤外線を受光すると、その光量に応じた起電力を生じることが可能に構成されている。受光素子３は、駆動ＩＣ４の上面に搭載されている。

樹脂パッケージ５は、たとえばエポキシ樹脂により形成されており、染料を含んだエポキシ樹脂によって形成することにより、赤外線を透過させる一方、ほとんどの可視光を遮蔽する。この樹脂パッケージ５は、トランスファモールド法などの手法により形成されており、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４を覆うように設けられている。樹脂パッケージ５には、レンズ５ａが一体的に形成されている。レンズ５ａは、受光素子３の受光面３ａに対して正対しており、光通信モジュールＡ１に向けて送信されてきた赤外線を集光して受光素子３の受光面３ａに入射するように構成されている。また、図２に示すように、発光素子２からの光は、凹部１ａの側面によって反射された後に、レンズ５ａを透して出射される。このように、レンズ５ａは、受光素子３による受光感度を高める役割と、発光素子２からの光の指向性を高める役割とを果たす。本実施形態とは異なり、樹脂パッケージ５は、ほとんどの波長の光に対して透光性を有する構成としてもよい。

次に、光通信モジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、発光素子２、受光素子３、および駆動ＩＣ４は、基板１の厚さ方向に重ねて配置されている。これにより、基板１を駆動ＩＣ４よりも若干大きい程度のサイズとすることができる。また、樹脂パッケージ５としては、１つのレンズ５ａを備えるものとすることができる。このような光通信モジュールＡ１によれば、たとえば図６に示された従来技術による構成のように、２つのレンズ９５ａ，９５ｂを備える構成と比べて、格段に小型化を図ることができる。

発光素子２を凹部１ａの底面に搭載するとともに、駆動ＩＣ４から凹部１ａの一部を露出させることにより、レンズ５ａを透して発光素子２からの光を適切に出射することが可能である。また、発光素子２からの光が受光素子３に不当に入射するおそれも少ない。

図４および図５は、本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示している。なお、これらの図においては、上記実施形態と類似の要素については、同一の符号を付しており、適宜説明を省略する。本実施形態の光通信モジュールＡ２は、発光素子２と受光素子３との配置が、上述した実施形態と異なっている。

発光素子２は、駆動ＩＣ４の上面に搭載されている。これにより、発光素子２からの光は直接レンズ５ａに到達し、その後に光通信モジュールＡ２外へと出射される。本実施形態においては、発光素子２として、輝度分布が基板１の厚さ方向正面において最大となるものが選定されている。

受光素子３は、受光面３ａが凹部１ａの底面を向く姿勢で駆動ＩＣ４の下面に搭載されている。すなわち、本実施形態においては、受光素子３が凹部１ａに収容された格好となっている。

このような実施形態によっても、光通信モジュールＡ２の小型化を図ることができる。また、光通信モジュールＡ２へと向かってきた赤外線は、レンズ５ａを透して、その一部が凹部１ａの側面によって反射される。この反射された赤外線が直接、あるいは凹部１ａの底面によって反射されることにより、受光素子３の受光面３ａに入射可能とされている。したがって、受光素子３による受光感度が低下するおそれが少ない。

本発明に係る光通信モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光通信モジュールの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明で言う凹部としては、断面円形状のものに限定されず、たとえば断面矩形状のものであってもよい。発光素子および受光素子としては、赤外線を発光もしくは受光可能なものに限定されず、可視光をはじめとする様々な波長の光を発光もしくは受光可能なものを用いても良い。つまり、光通信モジュールとしては、赤外線データ通信モジュールに限定されず、たとえば可視光を用いた通信方式のものであっても良い。

本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１に示す光通信モジュールを示す平面図である。 本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示す断面図である。 図４のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 従来の光通信モジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 光通信モジュール
１ 基板
１ａ 凹部
２ 発光素子
３ 受光素子
３ａ 受光面
４ 駆動ＩＣ（集積回路素子）
５ 樹脂パッケージ
５ａ レンズ

Claims (1)

1. 基板と、
   発光素子と、
   受光面を有する受光素子と、
   上記発光素子および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、
   上記発光素子、上記受光素子、および上記集積回路素子を覆う樹脂パッケージと、
   を備える光通信モジュールであって、
   上記基板には、その底面から遠ざかるほど断面寸法が大となる凹部が形成されており、
   上記集積回路素子は、上記凹部の一部を覆い、かつその他の部分を露出させるように配置されており、
   上記発光素子と上記受光素子とは、上記集積回路素子を挟んで、いずれか一方が上記凹部に収容されるように配置されていることを特徴とする、光通信モジュール。

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