JP2020101735A - 光電変換モジュール - Google Patents
光電変換モジュール Download PDFInfo
- Publication number
- JP2020101735A JP2020101735A JP2018240677A JP2018240677A JP2020101735A JP 2020101735 A JP2020101735 A JP 2020101735A JP 2018240677 A JP2018240677 A JP 2018240677A JP 2018240677 A JP2018240677 A JP 2018240677A JP 2020101735 A JP2020101735 A JP 2020101735A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photoelectric conversion
- circuit board
- conversion module
- optical lens
- main surface
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 100
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 65
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 claims abstract description 28
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 11
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 14
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 8
- 230000005236 sound signal Effects 0.000 description 7
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 239000010408 film Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N Styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1 PPBRXRYQALVLMV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 239000011162 core material Substances 0.000 description 2
- NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N Acrylonitrile Chemical compound C=CC#N NLHHRLWOUZZQLW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N Phenol Chemical compound OC1=CC=CC=C1 ISWSIDIOOBJBQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 description 1
- 230000008054 signal transmission Effects 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/0001—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems
- G02B6/0011—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings specially adapted for lighting devices or systems the light guides being planar or of plate-like form
- G02B6/0081—Mechanical or electrical aspects of the light guide and light source in the lighting device peculiar to the adaptation to planar light guides, e.g. concerning packaging
- G02B6/0083—Details of electrical connections of light sources to drivers, circuit boards, or the like
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
- G02B6/4214—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms the intermediate optical element having redirecting reflective means, e.g. mirrors, prisms for deflecting the radiation from horizontal to down- or upward direction toward a device
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4219—Mechanical fixtures for holding or positioning the elements relative to each other in the couplings; Alignment methods for the elements, e.g. measuring or observing methods especially used therefor
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
- G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
- G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/02—Details
- H01L31/0232—Optical elements or arrangements associated with the device
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/18—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities
- H01S5/183—Surface-emitting [SE] lasers, e.g. having both horizontal and vertical cavities having only vertical cavities, e.g. vertical cavity surface-emitting lasers [VCSEL]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
- H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
- H10K59/60—OLEDs integrated with inorganic light-sensitive elements, e.g. with inorganic solar cells or inorganic photodiodes
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B2003/0093—Simple or compound lenses characterised by the shape
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
- G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
- G02B7/027—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses the lens being in the form of a sphere or ball
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Mathematical Physics (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Liquid Crystal (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
【課題】薄型の光電変換モジュールを提供する。【解決手段】光電変換モジュールは、回路基板４３と、回路基板の一の主面に実装された光電変換素子４２４と、光ファイバ３の端面と光電変換素子との間の光路に設けられた光学レンズ４１とを備え、光学レンズの一部は回路基板の主面に形成された凹部４３５に嵌入される。【選択図】図４
Description
本発明は光電変換モジュールに関するものである。
従来より、基板間あるいは回路ブロック間において信号伝送を高速で行う光電変換モジュールが用いられている。特許文献１に記載された光電変換モジュールは、基板表面に設けられるソケットと、ソケットに挿入可能な光電変換プラグとを備えている。光電変換プラグは、電気信号を光信号に変換する光電変換素子と、光電変換素子から発せられえた光信号を光ファイバの端部に集光させる光学レンズ部とを備えている。
しかしながら、特許文献１に記載の光電変換モジュールにおいて、光学レンズ部を含む光電変換プラグは基板上のソケット内に配置されるため、光学レンズ部は基板表面に対してソケットの底壁だけ高い位置に配置されている。このため、基板表面に対して光電変換モジュールも高くなり、さらには光電変換モジュールを用いた装置が大型になってしまうという課題が生じていた。
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、薄型の光電変換モジュールを提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、回路基板と、前記回路基板の一の主面に実装された光電変換素子と、光ファイバの端面と前記光電変換素子との間の光路に設けられた光学レンズとを備え、前記光学レンズの一部は前記回路基板の前記主面に形成された凹部に嵌入されることを特徴とする光電変換モジュールが提供される。
本発明によれば、光学レンズの一部を回路基板の表面よりも低い位置に設置することで、薄型の光電変換モジュールを提供することが可能となる。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。各図面を通じて共通する機能を有する要素には、同一の符号を付し、重複する説明を省略、または簡略化することがある。
［第１実施形態］
図１は、本実施形態における光電変換モジュールを用いた電子機器の一例を表す図である。電子機器は例えば表示装置であって、フラットパネルディスプレイ１と制御ユニット２とを含み得る。フラットパネルディスプレイ１および制御ユニット２は、それぞれ本実施形態における光電変換モジュールを備え、光ファイバ３によって互いに接続される。光ファイバ３は、屈折率の高い石英ガラスまたは樹脂などのコア材と、コア材の周囲を覆うとともに屈折率の低いクラッドとを備える。なお、図１において、フラットパネルディスプレイ１と制御ユニット２とはそれぞれ別の筐体内に設けられているが、同一の筐体内に設けられていてもよい。
図１は、本実施形態における光電変換モジュールを用いた電子機器の一例を表す図である。電子機器は例えば表示装置であって、フラットパネルディスプレイ１と制御ユニット２とを含み得る。フラットパネルディスプレイ１および制御ユニット２は、それぞれ本実施形態における光電変換モジュールを備え、光ファイバ３によって互いに接続される。光ファイバ３は、屈折率の高い石英ガラスまたは樹脂などのコア材と、コア材の周囲を覆うとともに屈折率の低いクラッドとを備える。なお、図１において、フラットパネルディスプレイ１と制御ユニット２とはそれぞれ別の筐体内に設けられているが、同一の筐体内に設けられていてもよい。
フラットパネルディスプレイ１は、液晶ディスプレイ、有機ＥＬ（ｅｌｅｃｔｒｏｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）ディスプレイなどの平面型表示装置である。フラットパネルディスプレイ１が液晶ディスプレイから構成される場合、表示パネルは、基板、画素ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、液晶層、偏光板、カラーフィルタ、バックライトなどを備える。画素ＴＦＴはアレイ状に配列され、ゲートライン、データラインに接続される。画素ＴＦＴにはストレージキャパシタ、液晶キャパシタが接続されている。液晶キャパシタはデータラインから供給された信号電圧Ｖと共通電圧との差電圧を保持するとともに、液晶を駆動して光透過率を制御する。ストレージキャパシタは液晶キャパシタに保持された電圧を安定に保持させる。液晶層は、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モード、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどにより駆動され得る。
また、フラットパネルディスプレイ１が有機ＥＬから構成される場合、フラットパネルディスプレイ１は、基板と、基板上に形成されたバリア層である無機膜と、無機膜上に形成されたＯＬＥＤ層とを備える。基板は典型的にはガラス基板であるが、高分子材料、例えばポリアミドなどの柔軟性を有するフィルム基板であってもよい。無機膜は、無機材料、例えば窒化ケイ素から形成される。ＯＬＥＤ層は陽極、陰極、発光層などの層を有しており、アレイ状に配列された複数のＯＬＥＤ素子を有する。フラットパネルディスプレイ１は、ＯＬＥＤ層で発生した光を基板側に向けて放出するボトムエミッションタイプ、あるいは基板とは逆方向に放出するトップエミッションタイプであってもよい。
フラットパネルディスプレイ１は上述の構成に限定されず、様々な構成をとり得る。例えば、フラットパネルディスプレイ１は折り曲げ可能なフレキシブルディスプレイであってもよい。この場合、フラットパネルディスプレイ１を構成する基板にプラスティックフィルムなど柔軟性を有する材料を用いることが好ましい。また、フラットパネルディスプレイ１の表示面にタッチパネルを設けてもよい。
また、フラットパネルディスプレイ１の側面には接続端子が設けられている。接続端子には光ファイバ３が接続される。光ファイバ３の接続端子は、フラットパネルディスプレイ１の筐体の側面、底面など、フラットパネルディスプレイ１の薄さを阻害しない箇所に設けられうる。
制御ユニット２は、例えばＳＴＢ（Ｓｅｔ Ｔｏｐ Ｂｏｘ）のようにフラットパネルディスプレイ１とは独立した据え置き型の装置である。制御ユニット２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）、映像処理回路、受信回路などを備える。ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどから構成されるコンピュータシステムは、タイミングコントローラを含むフラットパネルディスプレイ１の全体の動作を制御する。映像処理回路はＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）フレームメモリなどから構成され、ガンマ補正、ノイズリダクション処理などを実行する。
ＣＰＵは、あらかじめ定められたアプリケーションプログラムに従い、制御ユニット２全体の動作を制御する。ＲＯＭは、不揮発メモリなどのように、電源遮断後においても、記憶内容を保持し続ける。ＲＡＭはＣＰＵの動作のためのワークエリアとして用いられる。
受信回路は、電波またはケーブルを介してディジタル放送、ケーブルテレビの放送信号を復調、誤り訂正、復号処理を行うことによって、映像・音声信号に変換する。例えば、復調処理においてＯＦＤＭ（Ｏｒｔｈｏｇｏｎａｌ Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ−Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）復調が用いられる。誤り訂正においてＶｉｔｅｒｂｉ復号が用いられる。復号処理においてＲＳ（Ｒｅｅｄ Ｓｏｌｏｍｏｎ）復号化が用いられる。
また、光ファイバ３の接続端子は、制御ユニット２の筐体の側面などに設けられうる。光ファイバ３は、この接続端子に接続される。
制御ユニット２は、電波、またはケーブルを介して放送信号を受信すると、復調、誤り訂正、復号処理を行って、放送信号を映像・音声信号に変換する。変換された映像・音声信号は、制御ユニット２に内蔵されている光電変換モジュールによって光信号に変換され、光ファイバ３を介して、フラットパネルディスプレイ１に送信される。
フラットパネルディスプレイ１は、内蔵されている光電変換モジュールによって、制御ユニット２から送信された光信号を映像・音声信号に変換する。そして変換した映像・音声信号のうち、映像信号を表示用画面に表示する。音声信号は、例えば、フラットパネルディスプレイ１に内蔵された音声再生装置、または増幅器を内蔵した据え置き型のスピーカなどを使用して、再生されてもよい。
図２は、フラットパネルディスプレイおよび制御ユニットの一部断面図である。上述したように、フラットパネルディスプレイ１と制御ユニット２とは光ファイバ３を介して接続され得る。
フラットパネルディスプレイ１は筐体１１、回路基板４３を備える。筐体１１には開口部が形成され、開口部にはコネクタハウジング１２が設けられている。筐体１１の内部には回路基板４３が設けられ、回路基板４３には駆動回路、制御回路などの回路部品が実装されている。また、回路基板４３の端部には光電変換モジュール４Ｒが設けられ、光電変換モジュール４Ｒは光学レンズ４１、光電変換部４２を備え、光ファイバ３からの光信号を光電変換し、駆動回路および制御回路に出力する。筐体１１において光電変換モジュール４Ｒに対向する位置には開口部が形成され、開口部にはコネクタハウジング１２が設けられている。コネクタハウジング１２は筒状をなし、コネクタハウジング１２内には光ファイバ３の一方のコネクタ３１が挿入される。ここで、コネクタ３１は、光ファイバ３の端部を保持するとともに、光信号を収束させるコリメータを備えうる。コリメータは、例えばボールレンズから構成される。筐体１１およびコネクタハウジング１２は、例えばプラスチック、またはＡＢＳ（Ａｃｒｙｌｏｎｉｔｒｉｌｅ， Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ， Ｓｔｙｒｅｎｅ）樹脂などで構成されうる。
制御ユニット２も同様に筐体２１、回路基板４３を備える。回路基板４３にはフラットパネルディスプレイ１を制御するための回路部品が実装されている。回路基板４３の端部には光電変換モジュール４Ｔが設けられている。光電変換モジュール４Ｔは光学レンズ４１、光電変換部４２を備える。筐体２１において光電変換モジュール４Ｔに対向する位置には開口部が形成され、開口部にはコネクタハウジング２２が設けられ、コネクタハウジング２２には光ファイバ３の他方のコネクタ３１が挿入される。
図３は、本実施形態における光電変換モジュールの上面図であり、図４は、本実施形態における光電変換モジュールの断面図である。図３、図４において、回路基板４３の主面に平行な直交する２方向をＸ方向、Ｙ方向とし、回路基板４３の主面に対して鉛直な方向をＺ方向とする。以下の説明において、フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。光電変換モジュール４は回路基板４３に設けられ、光学レンズ４１、基材４２１、反射鏡４２２、光電変換素子４２４を備える。
回路基板４３は絶縁層４３１と金属層４３２とを含む多層基板であり得る。絶縁層４３１は、例えば、ＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）であって紙フェノールまたはガラスエポキシなどから構成される。金属層４３２は銅、アルミニウムなどから構成される。なお、回路基板４３はＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔｓ）であってもよい。
回路基板４３は円形の開口部である凹部４３５を有し、凹部４３５は回路基板４３の一の主面から他の主面への貫通孔を形成している。凹部４３５には光学レンズ４１が嵌入されている。光学レンズ４１は球状をなし、例えばボールレンズであり得る。光学レンズ４１はガラスまたは樹脂などから構成され得る。光学レンズ４１の直径は凹部４３５の開口径よりも大きい。光学レンズ４１は回路基板４３の一の主面から挿入され、光学レンズ４１の一部は回路基板４３の他の主面から突出している。このため、回路基板４３の一の主面から光学レンズ４１の中心４１１までの高さを低くすることができる。
回路基板４３の一の主面から中心４１１までの高さは、回路基板４３の一の主面から光ファイバ３の端面３２１の中心までの高さと略等しいことが望ましい。この場合、光ファイバ３の端面３２１と光学レンズ４１との間の光路は回路基板４３の一の主面に対して略平行になる。また、光学レンズ４１は、光ファイバ３の端面３２１に接触しない程度に近接していることが望ましい。
基材４２１は樹脂または金属から構成され、台形の断面を有する箱型をなしている。基材４２１の底面は回路基板４３に接合され、基材４２１は回路基板４３に対して所定の角度をなす傾斜面を備え、傾斜面に反射鏡４２２が形成されている。反射鏡４２２と回路基板４３とのなす角度θは例えば４５度である。
反射鏡４２２は、光ファイバ３の端面３２１と対向して設置される。反射鏡４２２は、メッキ加工されたアルミニウム合金などでありうる。反射鏡４２２は、光電変換モジュール４Ｔにおいて光電変換素子４２４Ｔからの光信号５を光学レンズ４１へと反射し、光電変換モジュール４Ｒにおいて光学レンズ４１からの光信号５を光電変換素子４２４Ｒへと反射する。基材４２１および反射鏡４２２は、アルミニウム合金の他、銅、銀、その他の金属であってもよい。また、基材４２１はプリズムから構成されてもよく、反射鏡４２２はプリズムの一の面であってもよい。
基材４２１の上面には金属配線のランド４４が設けられ、光電変換素子４２４は、ハンダによってランド４４に接続されている。光電変換素子４２４は、ランド４４に接続されたパターン配線を介して回路基板４３と電気的に接続される。
光電変換素子４２４は受光面４２５を有し、受光面４２５は回路基板４３に対向するとともに、回路基板４３の主面に対して平行に配置される。光電変換モジュール４がフラットパネルディスプレイ１に設けられる場合、光電変換素子４２４は例えばＰＤ（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ）であり得る。
上述の構成において、光ファイバ３の端面３２１から発せられた光信号５は光学レンズ４１において集光され、反射鏡４２２において上方に反射される。さらに、反射鏡４２２において反射した光は光電変換素子４２４の受光面４２５に入射する。光電変換素子４２４は入射した光の強度に応じた電気信号を出力する。出力された電気信号は図示されていない増幅回路によって増幅される。
また、光電変換モジュール４が制御ユニット２に設けられる場合、光電変換素子４２４は発光素子であって、例えば、ＶＣＳＥＬ（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｃａｖｉｔｙ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｌａｓｅｒ）であり得る。この場合、光電変換素子４２４は、回路基板４３における映像・音声信号を光信号５に変換し、発光面から光信号５を反射鏡４２２に向けて照射する。光信号５は反射鏡４２２において反射され、光学レンズ４１において集光され、光ファイバ３の端面３２１に入射される。
以上述べたように、本実施形態によれば、光学レンズの一部が回路基板に形成された凹部に嵌入されることから、回路基板に対する光学レンズの高さを低くすることができる。この結果、薄型の光電変換モジュールを実現することが可能になる。また、光学レンズは回路基板に形成された凹部に嵌入されることから、回路基板上において光学レンズの位置決めを行う必要がなくなる。回路基板の製造工程において、予め定められた位置および大きさで凹部を形成することにより、光学レンズを回路基板上において正確に配置することが可能となる。
［第２実施形態］
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
図５は、本実施形態における光電変換モジュールの断面図である。回路基板４３の金属層４３２には円形の凹部４３５が形成される。すなわち、金属層４３２の端部と回路基板４３の表面との間には段差が形成され、回路基板４３表面が露出した領域において凹部４３５が形成される。ここで凹部４３５は、金属層４３２をエッチングすることで形成されうる。凹部４３５には光学レンズ４１が嵌入される。凹部４３５は、回路基板４３の一の主面に設けられるが、回路基板４３の他の主面まで貫通しないため、光学レンズ４１は、回路基板４３の他の主面に突出しない。しかしながら、光学レンズ４１を金属層４３２上に配置する場合に比べて、回路基板４３に対する光学レンズ４１の位置を低くすることができる。
以上に述べたように、本実施形態によれば、光学レンズの一部が回路基板に形成された凹部に嵌入されることから、回路基板に対する光学レンズの高さを低くすることができる。また、第１実施形態と比較して、回路基板を加工する必要がないため、光電変換モジュールの製造工程を簡略化することができる。
［第３実施形態］
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。本実施形態においては、光電変換素子４２４は回路基板４３上に実装されている。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。本実施形態においては、光電変換素子４２４は回路基板４３上に実装されている。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
図６は、本実施形態における光電変換モジュールの断面図である。光電変換素子４２４は、受光面４２５を上方に向けて、回路基板４３に対して例えば平行に設置される。基材４２１は略箱型をなし、台形をなす断面を有している。基材４２１は、受光面４２５に対して所定の角度をなす傾斜面を備え、傾斜面に反射鏡４２２が形成されている。反射鏡４２２と受光面４２５のなす角度θは、例えば４５度である。また、基材４２１の底面は、回路基板４３に固定される。
上述の構成において、光ファイバ３の端面３２１から発せられた光信号５は、光学レンズ４１において集光され、反射鏡４２２において下方に反射される。さらに、反射鏡４２２において反射した光は、光電変換素子４２４の受光面４２５に入射する。
以上に述べたように、本実施形態によれば、光電変換素子は回路基板に直接配線されうる。これによって、光電変換素子と回路基板との配線レイアウトが容易になりうる。
［第４実施形態］
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
図７は、本実施形態における光電変換モジュールの上面図である。回路基板４３には切り欠きである凹部４３５が形成されている。すなわち、回路基板４３の端部は平面視においてＵ字型をなすように加工されている。凹部４３５において、開口部の半円形の部分には、光学レンズ４１が嵌入されている。このとき、光学レンズ４１の直径は、凹部４３５の開口径よりも大きい。
以上に述べたように、本実施形態によれば、凹部は回路基板の端部に切り欠き部によって形成されている。円形の開口部を設ける場合に比べて、凹部の形成が容易になる。
［第５実施形態］
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。本実施形態における光電変換モジュールは反射鏡を用いずに構成されている。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
続いて、本実施形態における光電変換モジュールについて説明する。本実施形態における光電変換モジュールは反射鏡を用いずに構成されている。以下の説明において、第１実施形態と異なる構成を中心に説明する。第１実施形態と同様の構成については、その説明を省略する。フラットパネルディスプレイ１の光電変換モジュール４を例に説明する。
図８は、本実施形態における光電変換モジュールの断面図である。基材４４１は略箱型をなす。基材４４１の底面は回路基板４３に接合される。基材４４１の一の側面は、光ファイバ３の端面３２１と対向して設置される。
光電変換素子４２４は、基材４４１の一の側面に設置される。基材４４１の一の側面は光ファイバ３の端面３２１と対向する面である。受光面４２５は光ファイバ３の端面３２１と対向するとともに、回路基板４３に対して例えば鉛直に配置される。
上述の構成において、光ファイバ３の端面３２１から発せられた光信号５は、光学レンズ４１において集光され、光電変換素子４２４の受光面４２５に入射する。
本実施形態においては、反射鏡を用いることなく光電変換モジュールが構成されるため、製造コストと製造工程の削減が可能になる。
１ フラットパネルディスプレイ
２ 制御ユニット
３ 光ファイバ
４ 光電変換モジュール
４Ｒ 受信側の光電変換モジュール
４Ｔ 送信側の光電変換モジュール
４１ 光学レンズ
４２ 光電変換部
４３ 回路基板
４２１ 基材
４２２ 反射鏡
４２４ 光電変換素子
４２５ 受光面
４３１ 絶縁層
４３２ 金属層
４３５ 凹部
２ 制御ユニット
３ 光ファイバ
４ 光電変換モジュール
４Ｒ 受信側の光電変換モジュール
４Ｔ 送信側の光電変換モジュール
４１ 光学レンズ
４２ 光電変換部
４３ 回路基板
４２１ 基材
４２２ 反射鏡
４２４ 光電変換素子
４２５ 受光面
４３１ 絶縁層
４３２ 金属層
４３５ 凹部
Claims (9)
- 回路基板と、
前記回路基板の一の主面に実装された光電変換素子と、
光ファイバの端面と前記光電変換素子との間の光路に設けられた光学レンズとを備え、
前記光学レンズの一部は前記回路基板の前記主面に形成された凹部に嵌入されることを特徴とする光電変換モジュール。 - 前記光学レンズと前記光電変換素子との間の光路上に設けられた反射鏡をさらに備える請求項１に記載の光電変換モジュール。
- 前記反射鏡は前記回路基板の前記主面に対して平行な光信号を前記回路基板の前記主面に対して鉛直な方向に反射させ、
前記光電変換素子の受光面または発光面は前記回路基板の前記主面に平行に配置されることを特徴とする請求項２に記載の光電変換モジュール。 - 前記光電変換素子の受光面または発光面は前記回路基板の前記主面に対して鉛直に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の光電変換モジュール。
- 前記凹部は前記回路基板の前記主面から他の主面へ貫通する貫通孔である請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換モジュール。
- 前記光学レンズの一部は、前記回路基板の前記他の主面から突出していることを特徴とする請求項５に記載の光電変換モジュール。
- 前記凹部は前記回路基板の端部に形成された切り欠き部であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の光電変換モジュール。
- 前記凹部は前記回路基板の金属層に形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光電変換モジュール。
- 前記光学レンズはボールレンズであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の光電変換モジュール。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018240677A JP2020101735A (ja) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 光電変換モジュール |
| KR1020190134885A KR20200079412A (ko) | 2018-12-25 | 2019-10-28 | 광전 변환 모듈 |
| US16/724,272 US10948667B2 (en) | 2018-12-25 | 2019-12-21 | Photoelectric conversion module |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2018240677A JP2020101735A (ja) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 光電変換モジュール |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2020101735A true JP2020101735A (ja) | 2020-07-02 |
Family
ID=71099486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2018240677A Pending JP2020101735A (ja) | 2018-12-25 | 2018-12-25 | 光電変換モジュール |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US10948667B2 (ja) |
| JP (1) | JP2020101735A (ja) |
| KR (1) | KR20200079412A (ja) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600741A (en) * | 1994-05-11 | 1997-02-04 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh | Arrangement for coupling optoelectronic components and optical waveguides to one another |
| JPH1090577A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-04-10 | Hewlett Packard Co <Hp> | 光学素子取り付け方法 |
| JPH1090580A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-04-10 | Hewlett Packard Co <Hp> | フォトニクス装置の製造方法 |
| JPH11121771A (ja) * | 1997-07-21 | 1999-04-30 | Hewlett Packard Co <Hp> | 隔壁を有するマイクロフォトニクスモジュール |
| US20040081385A1 (en) * | 2002-10-24 | 2004-04-29 | Mark Karnacewicz | Silicon-based high speed optical wiring board |
| JP2005019648A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Kyocera Corp | 光部品実装用基板およびその製造方法ならびに光モジュール |
| CN1627111A (zh) * | 2003-12-12 | 2005-06-15 | Lg电子有限公司 | 光通信微准直透镜系统 |
| US7149376B2 (en) * | 2002-08-27 | 2006-12-12 | Ibiden Co., Ltd. | Embedded optical coupling in circuit boards |
| US20100284647A1 (en) * | 2009-05-09 | 2010-11-11 | Sixis, Inc. | Optical ribbon cable attachment mechanism for the backside of a circuit board |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0774343A (ja) * | 1993-08-31 | 1995-03-17 | Fujitsu Ltd | 集積化光装置及びその製造方法 |
| EP0782224B1 (en) * | 1995-12-22 | 2000-12-20 | Lucent Technologies Inc. | Low profile optical subassembly |
| US6869231B2 (en) * | 2002-05-01 | 2005-03-22 | Jds Uniphase Corporation | Transmitters, receivers, and transceivers including an optical bench |
| JP2005235815A (ja) | 2004-02-17 | 2005-09-02 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光電変換プラグおよび光電変換モジュール |
| CN103119484B (zh) * | 2010-10-01 | 2015-05-20 | 住友电木株式会社 | 光波导模块、光波导模块的制造方法以及电子设备 |
| US9389374B2 (en) * | 2013-03-28 | 2016-07-12 | Corning Cable Systems Llc | Fiber optic sub-assembly with low profile |
| US11002924B2 (en) * | 2018-12-11 | 2021-05-11 | Sicoya Gmbh | Optical connector |
-
2018
- 2018-12-25 JP JP2018240677A patent/JP2020101735A/ja active Pending
-
2019
- 2019-10-28 KR KR1020190134885A patent/KR20200079412A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-12-21 US US16/724,272 patent/US10948667B2/en active Active
Patent Citations (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5600741A (en) * | 1994-05-11 | 1997-02-04 | Ant Nachrichtentechnik Gmbh | Arrangement for coupling optoelectronic components and optical waveguides to one another |
| JPH1090577A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-04-10 | Hewlett Packard Co <Hp> | 光学素子取り付け方法 |
| JPH1090580A (ja) * | 1996-08-28 | 1998-04-10 | Hewlett Packard Co <Hp> | フォトニクス装置の製造方法 |
| JPH11121771A (ja) * | 1997-07-21 | 1999-04-30 | Hewlett Packard Co <Hp> | 隔壁を有するマイクロフォトニクスモジュール |
| US7149376B2 (en) * | 2002-08-27 | 2006-12-12 | Ibiden Co., Ltd. | Embedded optical coupling in circuit boards |
| US20040081385A1 (en) * | 2002-10-24 | 2004-04-29 | Mark Karnacewicz | Silicon-based high speed optical wiring board |
| JP2005019648A (ja) * | 2003-06-25 | 2005-01-20 | Kyocera Corp | 光部品実装用基板およびその製造方法ならびに光モジュール |
| CN1627111A (zh) * | 2003-12-12 | 2005-06-15 | Lg电子有限公司 | 光通信微准直透镜系统 |
| JP2005173623A (ja) * | 2003-12-12 | 2005-06-30 | Lg Electron Inc | 光通信用超小型視準レンズシステム |
| US20100284647A1 (en) * | 2009-05-09 | 2010-11-11 | Sixis, Inc. | Optical ribbon cable attachment mechanism for the backside of a circuit board |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SHIMURA, D. ET AL.: ""Silicon Microlens on V-groove Platform for Low-cost and High-performance Optical Modules"", 53RD. ELECTRONIC COMPONENTS & TECHNOLOGY CONFERENCE, 2003. PROCEEDINGS., JPN7022004411, 27 May 2003 (2003-05-27), pages 1318 - 1322, XP010648012, ISSN: 0004956789, DOI: 10.1109/ECTC.2003.1216465 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US10948667B2 (en) | 2021-03-16 |
| KR20200079412A (ko) | 2020-07-03 |
| US20200200984A1 (en) | 2020-06-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9997578B2 (en) | Displays with reduced driver circuit ledges | |
| US11037995B2 (en) | Organic light-emitting display panel and display apparatus | |
| US20200271977A1 (en) | Liquid crystal display substrate and display device | |
| CN110071150B (zh) | Oled显示装置 | |
| JP2006053234A (ja) | Ｉｃタグ実装液晶表示器、およびその製造方法 | |
| US10748880B2 (en) | Micro LED display panel and manufacturing method thereof | |
| KR20150145827A (ko) | 디스플레이 모듈 및 이를 포함하는 멀티 디스플레이 장치 | |
| JP2008077040A (ja) | 液晶表示装置及び携帯用表示機器 | |
| KR20190041252A (ko) | 벤딩 영역을 포함하는 디스플레이 및 이를 포함하는 전자 장치 | |
| JP2008098632A (ja) | プリント回路基板及びそれを有する表示装置 | |
| JP4329824B2 (ja) | 表示装置 | |
| JP2007329891A (ja) | 画像感知装置及び関連レンズモジュール | |
| WO2012141117A1 (ja) | 液晶モジュールおよび表示装置 | |
| JP2014096347A (ja) | バックライトユニット及びこれを含む表示装置 | |
| JPWO2014132753A1 (ja) | 液晶表示装置 | |
| US10948667B2 (en) | Photoelectric conversion module | |
| KR20190064996A (ko) | 전자 기기 | |
| US8419262B2 (en) | Light guide apparatus for backlight module | |
| US20240037980A1 (en) | Display panel and electronic device | |
| JP2006210809A (ja) | 配線基板および実装構造体、電気光学装置および電子機器 | |
| KR20090058418A (ko) | 디지털 촬영장치 | |
| JP2006024875A (ja) | フレキシブル回路板接続構造 | |
| JP2007292826A (ja) | 液晶モジュール | |
| US8520161B2 (en) | Display device with bended signal transmission structure and method for manufacture thereof | |
| WO2023225840A1 (zh) | 显示基板及其制作方法、显示装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210930 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220831 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220913 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20221213 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20230105 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20230403 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20230711 |