CN113238330B - 一种超薄型板对板光电转换装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种超薄型板对板光电转换装置，其包括：设置在光纤一端的插头；设置为从上方安装所述插头的插座；设置为将所述插头保持在所述插座的保持元件；及设置为安装所述插座的第一电路基板；所述插头包括：第二电路基板；及设置在所述第二电路基板的光电芯片、透镜和金手指，所述透镜设置为在所述光纤和所述光电芯片之间传送及处理光束；所述插座包括：插座主体；及设置在所述插座主体的镂空部、弹片电极和外壳，所述镂空部用于容纳所述透镜和所述光电芯片，所述弹片电极从所述插座主体的顶部延伸到底部，所述外壳从所述插座主体的外周延伸至所述插座主体的顶部、用于使所述金手指与所述弹片电极对准。本装置的厚度可不高于1.5毫米。

Description

一种超薄型板对板光电转换装置
技术领域
本发明涉及计算机数据传输技术领域，尤其涉及一种超薄型板对板光电转换装置。
背景技术
在计算机数据传输技术领域，例如笔记本电脑，主板、内存与硬盘、显卡、显示器、数据采集设备及各种外设等单元之间都设计有数据传输，以实现视频显示、数据采集、文件传输等功能。
尤其对于轻薄笔记本，显示器、摄像头和主机部分通过转轴进行连接，显示器可以进行旋转，旋转角度可达360°。进一步，市场对轻薄笔记本在体积、厚度、重量及性能上有着越来越高的要求。很明显，显示器或摄像头等设备与主机之间的数据传输设计，影响着轻薄笔记本的外观和重量。
鉴于此，本发明提出了一种超薄型板对板光电转换装置。
发明内容
本发明的目的是提供一种超薄型板对板光电转换装置。
为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种超薄型板对板光电转换装置，其包括：
设置在光纤一端的插头；
设置为从上方安装所述插头的插座；
设置为将所述插头保持在所述插座的保持元件；以及
设置为安装所述插座的第一电路基板；
所述插头包括：
第二电路基板；以及
设置在所述第二电路基板的光电芯片、透镜和金手指，所述透镜设置为在所述光纤和所述光电芯片之间传送及处理光束；
所述插座包括：
插座主体；以及
设置在所述插座主体的镂空部、弹片电极和外壳，所述镂空部用于容纳所述透镜和所述光电芯片，所述弹片电极从所述插座主体的顶部延伸到底部，所述外壳从所述插座主体的外周延伸至所述插座主体的顶部、用于使所述金手指与所述弹片电极对准。
优选地，所述保持元件还设置为向所述插头施加压力，使得所述金手指与所述弹片电极保持有效接触、且所述弹片电极保持在压接所述金手指的状态。
优选地，所述保持元件还设置为与所述插头及所述插座热传导连接、用于扩大所述插头的散热面积，所述保持元件是金属板。
优选地，所述金属板包括：
与所述插座的顶部相匹配的金属板本体；
设置在所述金属板本体的相对的两个边沿的、用于与所述插座上的扣位卡配的凸扣；以及
设置在所述金属板本体的相对的另两个边沿的、用于与所述第一电路基板联结的凸耳。
优选地，所述插座的外壳在所述插座主体的顶部形成有与所述第二电路基板相匹配的安装腔、以及与所述光纤相匹配的安装槽，所述第二电路基板嵌于所述安装腔时，所述金手指与所述弹片电极对应电连接，所述光电芯片和所述透镜被收纳在所述镂空部，所述光纤被收纳在所述安装槽。
优选地，所述镂空部呈矩形，所述弹片电极设置于所述镂空部的边沿，所述弹片电极受压后可向所述镂空部变形。
优选地，所述插座设置为通过所述弹片电极与所述第一电路基板的焊接、以及所述插座的外壳与所述第一电路基板的焊接，将所述插座安装于所述第一电路基板并电连接。
优选地，所述光电芯片包括至少一个光电转换芯片，所述插头还包括至少一个驱动芯片，所述至少一个光电转换芯片在所述第二电路基板排成一排，所述至少一个驱动芯片与所述至少一个光电转换芯片平行地排列在所述第二电路基板。
优选地，所述光电芯片包括至少一个激光器。
优选地，所述插头、所述插座和保持元件结合后的结合体的厚度不大于1.5毫米。
优选地，所述光电芯片和所述驱动芯片分别粘结固定于所述第二电路基板，所述光电芯片与所述驱动芯片电连接，所述驱动芯片与所述金手指电连接。
优选地，所述透镜粘结在所述第二电路基板，并且与所述光电芯片位置对准，所述透镜包括板状的透镜主体，以及开设于透镜主体的用于容置光纤支架的容置槽，所述容置槽的两个侧壁设有定位凸部，所述支架的侧部设有定位槽，所述支架嵌于所述容置槽中，所述支架侧部的定位槽与所述容置槽侧壁的定位凸部配合，使所述支架对准并固定在所述透镜主体，从而将光纤对准并固定在透镜主体。
与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：
本超薄型板对板光电转换装置采用光纤传输信号，具有传输距离远，重量轻，线径小的特点，可以突破轻薄笔记本转轴部分的空间限制，实现主机和显示屏部分的数据传输。而且，其厚度非常薄，可小于1.5毫米或更薄，能够很好地满足轻薄笔记本对厚度的要求。
附图说明
图1为超薄型板对板光电转换装置的结构示意图；
图2为其***图；
图3为插头的仰视状态示意图；
图4为第二电路基板的结构示意图；
图5为透镜的结构示意图；
图6为光纤支架的结构示意图；
图7为插座的俯视状态示意图；
图8为插座主体的俯视状态示意图；
图9为插座的外壳的示意图；
图10为保持元件的结构示意图；
图11为超薄型板对板光电转换装置的剖视图；
附图标记：
10、第一电路基板；
20、插座；
21、插座主体；22、弹片电极；23、外壳；24、镂空部；25、安装腔；26、安装槽；27、扣位；
30、插头；
31、光纤；32、支架；321、定位槽；33、透镜；331、容置槽；332、定位凸部；34、金手指；35、第二电路基板；36、光电芯片；37、驱动芯片；
40、保持元件；
41、金属板本体；42、凸扣；43、凸耳。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
请参照图1和图2，本超薄型板对板光电转换装置包括：设置在光纤31一端的插头30；设置为从上方安装所述插头30的插座20；设置为将所述插头30保持在所述插座20的保持元件40；以及设置为安装所述插座20的第一电路基板10。
参照图3和图4，插头30包括第二电路基板35，以及设置在所述第二电路基板35的光电芯片36、透镜33和金手指34，所述透镜33设置为在所述光纤31和所述光电芯片36之间传送及处理光束。
光电芯片36包括若干光电转换芯片，该光电转换芯片胶粘固定在所述第二电路基板35，且排成一排，第二电路基板35还胶粘固定有若干驱动芯片37，该驱动芯片37与所述至少一个光电转换芯片平行地排列在所述第二电路基板35。金手指34分布在第二电路基板35的四个边沿处。光电芯片36与驱动芯片37电连接，驱动芯片37与金手指34电连接。
透镜33粘结在第二电路基板35，并且与所述光电芯片36位置对准，透镜33包括板状的透镜主体，以及开设于透镜主体的用于容置光纤31的支架32的容置槽331，该容置槽331的两个侧壁设有定位凸部332。光纤31固定在光纤支架32，该支架32的侧部设有定位槽321，该光纤支架32嵌于该容置槽331中，支架32侧部的定位槽321与容置槽331侧壁的定位凸部332配合，使支架32对准并固定在透镜主体，从而将光纤31对准并固定在透镜主体。
参照图7、图8和图9，插座20包括插座主体21，以及设置在所述插座主体21的镂空部24、弹片电极22和外壳23，所述镂空部24用于容纳所述透镜33和所述光电芯片36，所述弹片电极22从所述插座主体21的顶部延伸到底部，所述外壳23从所述插座主体21的外周延伸至所述插座主体21的顶部、用于使所述金手指34与所述弹片电极22对准。
弹片电极22的延伸部与第一电路基板10焊接，所述外壳23与第一电路基板10焊接，以此将插座20固定在第一电路基板10，并与第一电路基板10电连接。
镂空部24呈矩形，弹片电极22设置于所述镂空部24的边沿，弹片电极22受压后可向所述镂空部24变形。
插座20的外壳23在所述插座20主体的顶部形成有与所述第二电路基板35相匹配的安装腔25、以及与所述光纤31相匹配的安装槽26，所述第二电路基板35嵌于所述安装腔25时，所述金手指34与所述弹片电极22对应电连接，所述光电芯片36和所述透镜33被收纳在所述镂空部24，所述光纤31被收纳在所述安装槽26。
保持元件40除了用于将所述插头30保持在所述插座20，还用于扩大所述插头30的散热面积，为此，保持元件40采用金属板，并设置为与所述插头30及所述插座20热传导连接。此外，保持元件40还用于向所述插头30施加压力，使得所述金手指34与所述弹片电极22保持有效接触且所述弹片电极22保持在压接所述金手指34的状态。
参照图10，构成保持元件40的金属板包括：与所述插座20的顶部相匹配的金属板本体41；设置在所述金属板本体41的相对的两个边沿的、用于与所述插座20上的扣位27(见图7)卡配的凸扣42；以及设置在所述金属板本体41的相对的另两个边沿的、用于与所述第一电路基板10联结的凸耳43。
参照图1-图11，本超薄型板对板光电转换装置的安装方法如下：将插头30从插座20的上方装入插座20，插头30的透镜33、光电芯片36嵌入在插座20的镂空部24，插头30的第二电路基板35嵌入插座20顶部的安装腔25中，此时，插头30的金手指34已与插座20的弹片电极22对准，然后将保持元件40置于插头30上，施以向下的压力，将保持元件40的凸扣42与插座20上的扣位27扣合，从而将插头30保持在所述插座20。进一步可以将保持元件40上的凸耳43与第一电路基板10联结，以加固插头30和插座20的结合，以及加固插头30、插座20与第一电路基板10的结合。
参照图11，本超薄型板对板光电转换装置在插接状态下，插头30的透镜33和光电芯片36嵌入在插座20的镂空部24，不占用额外的高度空间，从而大大减小了厚度。除第一电路基板10外，本超薄型板对板光电转换装置的厚度，即所述插头30、所述插座20和保持元件结合后的结合体的厚度，仅仅1.5毫米，实现了超薄封装，能够很好地满足轻薄笔记本对厚度的要求。
上述保持元件40的设计，可以快速更换光电转换模组(插头30)，有利于***的维护和升级。
此外，相比电缆传输，本超薄型板对板光电转换装置采用光纤31传输信号，具有传输距离远，重量轻，线径小的特点，可以突破轻薄笔记本转轴部分的空间限制，实现主机和显示屏部分的数据传输。
本超薄型板对板光电转换装置的工作原理如下：第二电路基板35上的透镜33接收光纤31的光束，经光电转换芯片将光束转换为电信号，经驱动芯片37处理后，经第二电路基板35上的金手指34、进而经插座20上的弹片电极22传输给第一电路基板10上的信号接收电路。
作为另一种实施例，插头30的第二电路基板35上的光电芯片36采用激光器。这种超薄型板对板光电转换装置的工作原理为：第一电路基板10上的信号发射电路将电信号经插座20上的弹片传给插头30上的金手指34，经驱动芯片37处理后，进而传送给激光器，驱动激光器产生光束，光束经透镜33导入光纤31传输。
作为第三种实施例，插头30的第二电路基板35上的光电芯片36包括激光器和光电转换芯片，可以从光纤31接收光束、经光电转换芯片转换成电信号后发送给第一电路基板10，还可以从第一电路基板10接收电信号、经激光器转换成光信号发送给光纤31。
上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，包括：
设置在光纤(31)一端的插头(30)；
设置为从上方安装所述插头(30)的插座(20)；
设置为将所述插头(30)保持在所述插座(20)的保持元件(40)；以及
设置为安装所述插座(20)的第一电路基板(10)；
所述插头(30)包括：
第二电路基板(35)；以及
设置在所述第二电路基板(35)的光电芯片(36)、透镜(33)和金手指(34)，所述透镜(33)设置为在所述光纤(31)和所述光电芯片(36)之间传送及处理光束；
所述插座(20)包括：
插座主体(21)；以及
设置在所述插座主体(21)的镂空部(24)、弹片电极(22)和外壳(23)，所述镂空部(24)用于容纳所述透镜(33)和所述光电芯片(36)，所述弹片电极(22)从所述插座主体(21)的所述镂空部(24)的口部所在的侧部延伸到所述插座主体(21)的与所述第一电路基板连接的侧部，所述外壳(23)从所述插座主体(21)的外周延伸至所述插座主体(21)的所述镂空部(24)的口部所在的侧部，所述外壳(23)在所述插座主体(21)的所述镂空部(24)的口部所在的侧部形成有与所述第二电路基板(35)相匹配的安装腔(25)、以及与所述光纤(31)相匹配的安装槽(26)，所述第二电路基板(35)嵌于所述安装腔(25)时，第二电路基板(35)的所述金手指所在的表面与插座主体(21)的所述镂空部(24)的口部所在的侧部相对，所述金手指(34)与所述弹片电极(22)对应电连接，所述光电芯片(36)和所述透镜(33)被收纳在所述镂空部(24)，所述光纤(31)被收纳在所述安装槽(26)；
所述保持元件(40)为一板体，所述保持元件(40)设置在所述插头(30)的与所述插座的所述镂空部(24)的口部所在的侧部相背离的表面，所述保持元件(40)还设置为向所述插头(30)施加压力，使得所述金手指(34)与所述弹片电极(22)保持有效接触、且所述弹片电极(22)保持在压接所述金手指(34)的状态。
2.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述保持元件(40)还设置为与所述插头(30)及所述插座(20)热传导连接、用于扩大所述插头(30)的散热面积，所述保持元件(40)是金属板。
3.根据权利要求2所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述金属板包括：
与所述插座(20)的顶部相匹配的金属板本体(41)；
设置在所述金属板本体(41)的相对的两个边沿的、用于与所述插座(20)上的扣位(27)卡配的凸扣(42)；以及
设置在所述金属板本体(41)的相对的另两个边沿的、用于与所述第一电路基板(10)联结的凸耳(43)。
4.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述镂空部(24)呈矩形，所述弹片电极(22)设置于所述镂空部(24)的边沿，所述弹片电极(22)受压后可向所述镂空部(24)变形。
5.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述插座(20)设置为通过所述弹片电极(22)与所述第一电路基板(10)的焊接、以及所述插座(20)的外壳(23)与所述第一电路基板(10)的焊接，将所述插座(20)安装于所述第一电路基板(10)并电连接。
6.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述光电芯片(36)包括至少一个光电转换芯片，所述插头(30)还包括至少一个驱动芯片(37)，所述至少一个光电转换芯片在所述第二电路基板(35)排成一排，所述至少一个驱动芯片(37)与所述至少一个光电转换芯片平行地排列在所述第二电路基板(35)。
7.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述光电芯片(36)包括至少一个激光器。
8.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述插头(30)、所述插座(20)和保持元件(40)结合后的结合体的厚度不大于1.5毫米。
9.根据权利要求6所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述光电芯片(36)和所述驱动芯片(37)分别粘结固定于所述第二电路基板(35)，所述光电芯片(36)与所述驱动芯片(37)电连接，所述驱动芯片(37)与所述金手指(34)电连接。
10.根据权利要求1所述的超薄型板对板光电转换装置，其特征在于，所述透镜(33)粘结在所述第二电路基板(35)，并且与所述光电芯片(36)位置对准，所述透镜(33)包括板状的透镜主体，以及开设于透镜主体的用于容置光纤支架(32)的容置槽(331)，所述容置槽(331)的两个侧壁设有定位凸部(332)，所述支架(32)的侧部设有定位槽(321)，所述支架(32)嵌于所述容置槽(331)中，所述支架(32)侧部的定位槽(321)与所述容置槽(331)侧壁的定位凸部(332)配合，使所述支架(32)对准并固定在所述透镜主体，从而将光纤对准并固定在透镜主体。
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