(57)【要約】【課題】  反射対象を検出している場合と上記反射対象を検出していない場合とをより的確に判断できる反射型フォトインタラプタを提供すること。【解決手段】基板１と、基板１上に配置されているとともに、赤外線の発する発光素子２と、基板１上に配置されているとともに、発光素子２から出射され反射対象により反射された赤外線を受光する受光素子３と、基板１上に形成された、発光素子２および受光素子３を覆うモールド樹脂５と、を備えている、反射型フォトインタラプタＡであって、受光素子３に入射する光の経路上において、モールド樹脂５より反射対象７側に配置されているとともに、受光素子３に向かう赤外線の透過率が、受光素子３に向かう可視光の透過率より大きい反射フィルム６をさらに備える。【選択図】  図２
2010114196.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
上記基板上に配置されているとともに、第１波長領域を含む波長領域の光を発する発光素子と、
上記基板上に配置されているとともに、上記発光素子から出射され反射対象により反射された上記第１波長領域の光を受光する受光素子と、
上記基板上に形成された、上記発光素子および上記受光素子を覆うモールド樹脂と、
を備えている、反射型フォトインタラプタであって、
上記受光素子に入射する光の経路上において、上記モールド樹脂より上記反射対象側に配置されているとともに、上記受光素子に向かう上記第１波長領域の光の透過率が、上記受光素子に向かう上記第１波長領域と重ならない第２波長領域の光の透過率より大きいフィルタをさらに備えることを特徴とする、反射型フォトインタラプタ。
【請求項２】
上記第１波長領域は赤外線の波長領域であり、上記第２波長領域は、可視光の波長領域である、請求項１に記載の反射型フォトインタラプタ。
【請求項３】
上記フィルタは、上記受光素子に向かう上記第２波長領域の光を反射する反射フィルムである、請求項１または２に記載の反射型フォトインタラプタ。
【請求項４】
上記フィルタは、上記モールド樹脂の表面上に形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の反射型フォトインタラプタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、反射型フォトインタラプタに関する。
【背景技術】
【０００２】
図５は、従来の反射型フォトインタラプタを示している。同図に示されたフォトインタラプタ９Ａは、電子機器に設けられている。フォトインタラプタ９Ａは、基板９１、発光素子９２、受光素子９３、モールド樹脂９５、および遮光樹脂９４を備えている。基板９１は、長矩形状平板であり、ガラスエポキシ樹脂から構成されている基板材料および金属から構成されている配線パターンから構成されている。発光素子９２は、基板９１の表面上に配置され、赤外線を発光可能に構成されている。受光素子９３は、基板９１の表面上に配置され、受光した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９３は、発光素子９２から出射され反射対象により反射された光を受けるために用いられる。モールド樹脂９５は、基板９１の表面上に形成され、発光素子９２や受光素子９３を覆っている。モールド樹脂９５は、赤外線をほとんど透過する。一方、モールド樹脂９５は、可視光をほとんど遮断する。遮光樹脂９４は、発光素子９２からの赤外線が、モールド樹脂９５を透過し、上記反射対象に反射することなく受光素子９３に直接入射してしまうことを防止している。
【０００３】
しかしながら、このようなフォトインタラプタ９Ａにおいて、モールド樹脂９５は、可視光の透過を完全には遮断しない。そのため、フォトインタラプタ９Ａを屋外などの太陽光の照射が強い場所で用いる場合、太陽光の可視光領域におけるエネルギーの大きな光が、モールド樹脂９５を透過し、受光素子９３に入射するおそれがある。このとき、受光素子９３に発光素子９２からの赤外線が入射していないにもかかわらず、受光素子９３に起電力が生じてしまう。これは、上記反射対象を検出していない場合に上記反射対象を検出したとフォトインタラプタ９Ａが判断してしまう不具合を招くため、好ましくない。
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３０５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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、反射対象を検出している場合と上記反射対象を検出していない場合とをより的確に判断できる反射型フォトインタラプタを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明によって提供される反射型フォトインタラプタは、基板と、上記基板上に配置されているとともに、第１波長領域を含む波長領域の光を発する発光素子と、上記基板上に配置されているとともに、上記発光素子から出射され反射対象により反射された上記第１波長領域の光を受光する受光素子と、上記基板上に形成された、上記発光素子および上記受光素子を覆うモールド樹脂と、を備えている、反射型フォトインタラプタであって、上記受光素子に入射する光の経路上において、上記モールド樹脂より上記反射対象側に配置されているとともに、上記受光素子に向かう上記第１波長領域の光の透過率が、上記受光素子に向かう上記第１波長領域と重ならない第２波長領域の光の透過率より大きいフィルタをさらに備えることを特徴としている。
【０００７】
このような構成によれば、上記反射対象を検出している検出状態であるときに、上記フィルタで上記発光素子からの上記第１波長領域の光の透過を遮断する割合は、上記発光素子からの光が上記反射対象に反射しておらず、上記反射対象を検出していない非検出状態であるときに、上記第２波長領域の光の透過を遮断する割合よりも小さい。そのため、上記検出状態である場合には、上記受光素子への上記第１波長領域の光の入射を確保することができる。一方、上記非検出状態である場合には、上記受光素子への上記第２波長領域の光の入射を抑制することができる。その結果、上記検出状態と上記非検出状態とをより的確に判断することが可能となる。
【０００８】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記第１波長領域は赤外線の波長領域であり、上記第２波長領域は、可視光の波長領域である。
【０００９】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記フィルタは、上記受光素子に向かう上記第２波長領域の光を反射する反射フィルムである。
【００１０】
本発明の好ましい実施の形態においては、上記フィルタは、上記モールド樹脂の表面上に形成されている。
【００１１】
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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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。
【００１３】
図１は、本発明の実施形態にかかる反射型フォトインタラプタの平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。これらの図に示されたフォトインタラプタＡは、基板１、発光素子２、受光素子３、突出部４、モールド樹脂５、および、反射フィルム６を備えている。なお、理解の便宜上、図１においては、反射フィルム６を省略している。フォトインタラプタＡは、たとえば折りたたみ式の携帯電話機に組み込まれ、携帯電話機の開閉状態を検出するために用いられる。フォトインタラプタＡは、たとえば、底面が１．４ｍｍ×１．３ｍｍ、厚さが０．１〜０．２ｍｍの薄板形状である。
【００１４】
基板１は、基板材料１１および配線パターン１２を備えている。基板１の表面１５側（図２における上面側）には、一対の凹部１ａ，１ｂが形成されている。基板材料１１は、たとえば、１．４ｍｍ×１．３ｍｍの矩形状平板である。基板材料１１の厚さは、たとえば、０．０５ｍｍである。基板材料１１は、たとえばガラスエポキシ樹脂からなる。ガラスエポキシ樹脂は赤外線を透過させることができる。すなわち、基板材料１１は、光透過性の材料（本実施形態では赤外線を透過可能な材料）から構成されている。
【００１５】
配線パターン１２は、パッド電極１２１ａ，１２１ｂ、実装電極１２２、およびボンディングパッド１２３ａ，１２３ｂを備えている。パッド電極１２１ａは、凹部１ａの表面の全体を構成している。同様に、パッド電極１２１ｂは、凹部１ｂの表面の全体を構成している。パッド電極１２１ａ，１２１ｂは、たとえば銅などの導電体から構成されている。
【００１６】
実装電極１２２は、基板１の裏面１６側（図２における下面側）に形成されている。実装電極１２２は、たとえば銅などの導電体から構成されている。実装電極１２２は、フォトインタラプタＡが面実装される位置における外部電極と導通させるために用いられる。実装電極１２２の一部は、基板１の面内方向ｘ１において、パッド電極１２１ａおよびパッド電極１２１ｂと重なっている。また、実装電極１２２は、パッド電極１２１ａ，１２１ｂと接している。ボンディングパッド１２３ａ，１２３ｂも、銅などの導電体から構成されている。
【００１７】
発光素子２は、赤外線を出射可能なＬＥＤ素子とされている。本実施形態における赤外線の波長領域は、本発明にかかる第１波長領域に相当する。一方、本実施形態における可視光の波長領域は、本発明にかかる第２波長領域に相当する。発光素子２は、パッド電極１２１ａに銀ペーストなどを用いてダイボンディングされている。これにより、発光素子２は、パッド電極１２１ａと導通している。一方、発光素子２は、ボンディングワイヤｗａにより、ボンディングパッド１２３ａとも導通している。
【００１８】
受光素子３は、赤外線を検出可能なフォトトランジスタなどの光電変換素子とされている。受光素子３は、発光素子２から出射され反射対象により反射された赤外線を受光するために用いられる。受光素子３は、パッド電極１２１ｂに銀ペーストなどを用いてダイボンディングされている。そのため、受光素子３は、凹部１ｂに配置されているといえる。これにより、受光素子３は、パッド電極１２１ｂと導通している。一方、受光素子３は、ボンディングワイヤｗｂにより、ボンディングパッド１２３ｂとも導通している。
【００１９】
図１，図２によく表れているように、突出部４は、発光素子２と受光素子３との間に形成されている。突出部４は、基板１の表面１５から、図２の上方に向かって起立している。本実施形態では、突出部４は、複数の銅メッキ層などが積層された構造とされている。突出部４は、発光素子２と受光素子３を結ぶ直線に垂直な方向に沿って延びるように形成されている。
【００２０】
図１，２によく表れているように、モールド樹脂５は、樹脂部５ａ，５ｂから構成されている。樹脂部５ａは、基板１および凹部１ａの表面上に形成されており、発光素子２を覆っている。樹脂部５ｂは、基板１および凹部１ｂの表面上に形成されており、受光素子３を覆っている。樹脂部５ａ，５ｂは、たとえば染料を含んだエポキシ樹脂材料により構成されている。このエポキシ樹脂材料は、赤外線をほとんど透過させる一方、可視光の透過をほとんど遮断する。
【００２１】
モールド樹脂５の表面からは、図１の上下方向にわたって、突出部４が露出している。そのためモールド樹脂５は、突出部４により、樹脂部５ａおよび樹脂部５ｂに分割させられた格好となっている。
【００２２】
図２に表れているように、反射フィルム６は、受光素子３に入射する光の経路上において、モールド樹脂５よりカバー面７側に配置されている。反射フィルム６は、モールド樹脂５の表面に形成されている。
【００２３】
図３に、図２の上方から下方に向かってくる光の波長に対する反射フィルム６の透過特性を示している。反射フィルム６は、図２の上方から下方に向かってくる可視光のほとんどを反射する。そのため、図３に示すように、反射フィルム６の受光素子３に向かう可視光の透過率は、きわめて低いものとなっている。一方、図３に示すように、反射フィルム６は、同２の上方から下方に向かってくる赤外線のほとんどを透過する。すなわち、反射フィルム６は、受光素子３に向かう赤外線の透過率が、受光素子３に向かう可視光の透過率よりも大きい。一方、反射フィルム６は、発光素子２から、同図の上方へ光を透過させる。すなわち本実施形態では、反射フィルム６は、可視光用のコールドミラーである。
【００２４】
カバー面７は、折りたたみ式携帯電話機の一部である。上記携帯電話機が折りたたまれている場合には、図２に示すようにカバー面７が反射フィルム６の表面を覆っている。一方、上記携帯電話機が開かれている場合には、図示していないが、カバー面７は反射フィルム６を覆わない格好となる。
【００２５】
次に、フォトインタラプタＡの製造方法について説明する。
【００２６】
まず、図４（ａ）に示すように、基板材料１１の表面（図４（ａ）の上面）および裏面（図４（ｂ）の下面）に、メッキにより銅などの導電膜を形成する。次に、同様の方法により、形成した銅の表面に突出部４を形成する。次に、図４（ｂ）に示すように、ＹＡＧレーザを照射することにより、凹部１ａ,１ｂとなるべき凹部１ａ’，１ｂ’を形成する。なお、ＣＯ2レーザを用いる場合には、基板材料１１の表面に形成された銅をエッチングした後、凹部１ａ’，１ｂ’を形成する。その後、図４（ｃ）に示すように、銅メッキを行う。これにより、凹部１ａ’，１ｂ’の表面や基板材料１１の表面に形成された導電膜上に、さらに導電膜が形成される。次に、図４（ｄ）に示すように、基板材料１１の表面や裏面に形成された導電膜をエッチングする。これにより、配線パターン１２が形成される。その後、図２に示した発光素子２や受光素子３を配置し、モールド樹脂５を形成し、反射フィルム６を配置する。これにより、フォトインタラプタＡが製造される。
【００２７】
次に、フォトインタラプタＡの作用について説明する。
【００２８】
本実施形態によれば、フォトインタラプタＡが屋外などの太陽光の照射が強い状況下において用いられる場合にも、上記携帯電話機の開閉状態を的確に把握することが可能となっている。すなわち、反射フィルム６は、図２の上方から入射してくる太陽光の可視光領域における光の大半を透過させず、反射する。さらに、反射フィルム６を透過した太陽光の可視光領域における光は、モールド樹脂５により吸収され、ほとんど受光素子３に入射しない。また、太陽光の赤外線領域における光の強度はかなり小さい。そのため、上記携帯電話機が開いている状態であっても、受光素子３は、太陽光の影響を受けず、小さい出力値しか示さない。そのため、上記携帯電話機が開いている場合に上記携帯電話機が折りたたまれている状態であると判断されるといった不具合を抑制できる。一方、上記携帯電話機が折りたたまれている状態である場合、受光素子３には、発光素子２から出射しカバー面７により反射された、強度の大きい赤外線が入射する。このとき、受光素子３は大きな出力値を示す。このようにして、上記携帯電話機の開閉状態を的確に把握することが可能となっている。
【００２９】
基板１には凹部１ａ，１ｂが形成されているため、基板１の裏面１６から、発光素子２の裏面１６から最も遠い部分までの大きさを、小さくすることが可能となる。同様に、基板１の裏面１６から、受光素子３の裏面１６から最も遠い部分までの大きさを、小さくすることが可能となる。これにより、フォトインタラプタＡの薄型化を図ることが可能となる。
【００３０】
また、ボンディングワイヤｗａ，ｗｂの基板１の表面１５からの高さを、より低くすることができる。これにより、フォトインタラプタＡの薄型化をさらに図ることが可能となる。
【００３１】
発光素子２や受光素子３において発生した熱は、パッド電極１２１ａ，１２１ｂから実装電極１２２に熱が直接伝わる。実装電極１２２はフォトインタラプタＡの外部の上記外部電極と接続しているから、実装電極１２２における熱は上記外部電極に容易に放出される。そのため、発光素子２や受光素子３の放熱を促進させることができる。
【００３２】
発光素子２から出射した光は、受光素子３に至るまでに、基板材料１１を透過することなく、パッド電極１２１ａに遮られる。そのため、発光素子２から出射した光が、基板材料１１を透過したのち受光素子３に入射することがない。また、モールド樹脂５内においては、突出部４により、発光素子２から受光素子３に至る光の経路が塞がれている。そのため、発光素子２からの光が、モールド樹脂５内を透過し、受光素子３に入射することもない。これにより、フォトインタラプタＡのＳ／Ｎ比の改善を図ることができる。
【００３３】
また、発光素子２および受光素子３は凹部１ａ，１ｂに配置されているから、形成するべきモールド樹脂５の基板１の表面１５からの厚みを小さくすることができる。これにより、モールド樹脂５を形成する前に、突出部４を配線パターン１２と同様に形成することができる。そのため、モールド樹脂５を形成した後に、モールド樹脂５の一部を切除し、その切除した部分に遮光性の樹脂を注入し突出部４に相当する部分を形成する、などといった煩わしい工程を経る必要がない。その結果、フォトインタラプタＡの製造工程を簡略化することができる。
【００３４】
本発明に係る反射型フォトインタラプタは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る反射型フォトインタラプタの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。
【００３５】
図２では、発光素子２の上方にも反射フィルム６が配置されている例を示した。だが、反射フィルム６は、受光素子３に入射する光の経路に配置されていれば十分であり、必ずしも発光素子２の上方に配置されている必要はない。
【００３６】
また、本発明にかかるフィルタは、反射フィルムに限られない。たとえば、上記第２波長領域の光を吸収するフィルタなども含まれる。本発明にかかるフィルタは、上記第１波長領域の光の透過率が上記第２波長領域の光の透過率より大きければよく、上記１波長領域の光を吸収・反射する性質を有していてもよい。
【００３７】
上記実施形態では、本発明にかかる第１波長領域が赤外線の波長領域であって、第２波長領域が可視光の波長領域である例を示した。だが本発明の範囲は、これに限られない。たとえば、本発明にかかる第１波長領域が黄色光や赤色光の波長領域であって、第２波長領域が青色光や緑色光の波長領域であってもよい。この場合、上記フィルタとして、上記第１波長領域および上記第２波長領域に対応したバンドパスフィルタなどを用いなければならないのはもちろんである。
【００３８】
また、上記実施形態では、反射フィルム６がモールド樹脂５の表面上に形成されている例を示した。だが、反射フィルム６とモールド樹脂５との間に透明な膜が配置されていてもよい。
【００３９】
また、本発明にかかるフォトインタラプタは、基板１に凹部１ａ，１ｂが形成されていないものも含む。
【００４０】
パッド電極１２１ａと実装電極１２２とが一体とされていてもよい。このような構成によれば、発光素子２の放熱を促進させることができる。同様に、パッド電極１２１ｂと実装電極１２２とが一体とされている場合には、受光素子３の放熱を促進させることができる。
【００４１】
凹部１ａ，１ｂの表面が湾曲していてもよいのは、もちろんである。このような構成によれば、発光素子２の放射強度や受光素子３の受信感度を良好にすることができる。
【００４２】
本発明にかかるフォトインタラプタは、携帯電話機に用いられるものに限られないのはもちろんである。また、本発明にかかる発光素子および受光素子が、赤外線を発光および受光するものに限られず、可視光を発光および受光するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態にかかる反射型フォトインタラプタの平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿った断面図である。
【図３】反射フィルムの波長に対する光透過率を示したグラフである。
【図４】図２に示すフォトインタラプタの製造工程を示した図である。
【図５】従来の反射型フォトインタラプタの要部断面図である。
【符号の説明】
【００４４】
Ａ                （反射型）フォトインタラプタ
１                  基板
１ａ，１ｂ，１ａ’，１ｂ’  凹部
１２１ａ，１２１ｂ  パッド電極
１２２              実装電極
１２３ａ，１２３ｂ  ボンディングパッド
１１                基板材料
１２                配線パターン
１５                表面
１６                裏面
２                  発光素子
３                  受光素子
４                  突出部
５                  モールド樹脂
５ａ，５ｂ          樹脂部
６                  反射フィルム
７                  カバー面
ｗａ，ｗｂ          ボンディングワイヤ
ｘ１                面内方向
【図１】
2010114196.tif 000003
【図２】
2010114196.tif 000004
【図３】
2010114196.tif 000005
【図４】
2010114196.tif 000006
【図５】
2010114196.tif 000007