(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リードフレームの一方面側に第１及び第２開口を有するように樹脂成形されてなるパッケージ本体と、前記第１及び第２開口内の前記リードフレーム上にそれぞれ取付けられた受光素子及び複数の赤外線発光素子と、前記第２開口を塞ぐように前記パッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズと、
前記第１開口内に充填され赤外線に対して透明な第１樹脂材料と、
前記第２開口内に設けられ赤外線に対して透明な第２樹脂材料と、
を備え、
前記第２開口内部において、前記第２樹脂材料と前記発光素子用レンズとの間に空気が介在していることを特徴とする投受光装置。
【請求項２】
前記発光素子用レンズの前記受光素子とは反対側の端部には、前記発光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した係合部が一体成形されており、この係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した突出部が、前記貫通孔内に嵌まり込んでいることを特徴とする請求項１に記載の投受光装置。
【請求項３】
前記パッケージ本体が、その表面に取付けられるフレキシブル基板を備え、前記フレキシブル基板は前記受光素子からの出力を取出すための第１配線パターンと、前記発光素子に駆動電力を供給するための第２配線パターンとを有していることを特徴とする請求項１又は２に記載の投受光装置。
【請求項４】
前記フレキシブル基板は電気的に隔離された第３配線パターンを有しており、前記リードフレームは、前記発光素子がそれぞれ取付けられる複数のダイパッド部を備え、前記ダイパッド部の少なくとも１つから延びたリードのアウターリード部は前記第３配線パターンに接続されていることを特徴とする請求項３に記載の投受光装置。
【請求項５】
前記パッケージ本体に対向するように前記フレキシブル基板の裏面に取付けられた放熱板を有することを特徴とする請求項４に記載の投受光装置。
【請求項６】
車両に搭載された場合には、前記放熱板の表面が水平に対して斜め上方を向くように前記放熱板を支える支持部を更に備えることを特徴とする請求項５に記載の投受光装置。
【請求項７】
前記発光素子用レンズには、受光素子用レンズが一体的に成形して設けられており、前記受光素子用レンズは、前記第１開口を塞いでおり、
前記発光素子用レンズ及び前記受光素子用レンズの外側表面は、それぞれ、その曲率中心が、複数の前記発光素子の配列方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、
前記受光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径は、前記発光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径よりも大きく、
前記第１開口と前記第２開口との間には、前記発光素子からの光を遮蔽する隔壁が設けられており、この隔壁の上端部は、一体的に成形された前記発光素子用レンズと前記受光素子用レンズとの間の境界部に設けられた凹溝に嵌まっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の投受光装置。
【請求項８】
前記発光素子用レンズには、受光素子用レンズが一体的に成形して設けられており、前記受光素子用レンズは、前記第１開口を塞いでおり、
前記発光素子用レンズ及び前記受光素子用レンズの外側表面は、それぞれ、その曲率中心が、複数の前記発光素子の配列方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、
前記受光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径は、前記発光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径よりも大きく、
前記第１開口と前記第２開口との間には、前記発光素子からの光を遮蔽する隔壁が設けられており、この隔壁の上端部は、一体的に成形された前記発光素子用レンズと前記受光素子用レンズとの間の境界部に設けられた凹溝に嵌まっており、
前記発光素子用レンズの前記受光素子とは反対側の第１の端部には、前記発光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した第１の係合部が一体成形されており、この第１の係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる第１の貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した第１の突出部が、前記第１の貫通孔内に嵌まり込んでおり、
前記受光素子用レンズの前記第１の端部とは反対側の第２の端部には、前記受光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した第２の係合部が一体成形されており、この第２の係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる第２の貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した第２の突出部が、前記第２の貫通孔内に嵌まり込んでいることを特徴とする請求項１及び３乃至６のいずれか１項に記載の投受光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、投受光装置に関し、特に、ＶＩＣＳ（道路交通情報通信システム）に用いられる車載用光ビーコン情報投受光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の車載用光ビーコン情報投受光装置は、特開平１０―３８９９１号公報に記載されている。この投受光装置は複数のＬＥＤ（発光ダイオード）とＰＤ（フォトダイオード）とを同一回路基板上に設けて成る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記投受光装置においては回路基板上にＬＥＤとＰＤを設けるため、組み立てが煩雑である上、所定角度の調整が必要であり、しかも調整自体、非常に煩雑な作業であった。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、組み立てが容易な投受光装置を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明に係る投受光装置は、リードフレームの一方面側に第１及び第２開口を有するように樹脂成形されてなるパッケージ本体と、第１及び第２開口内のリードフレーム上にそれぞれ取付けられた受光素子及び複数の赤外線発光素子と、第２開口を塞ぐようにパッケージ本体に取付けられた発光素子用レンズと、第１開口内に充填され赤外線に対して透明な第１樹脂材料と、第２開口内に設けられ赤外線に対して透明な第２樹脂材料とを備え、第２開口内部において、第２樹脂材料と前記発光素子用レンズとの間に空気が介在していることを特徴とする。パッケージ本体は第１及び第２開口を有するように樹脂成形されてなる。パッケージ本体のリードフレーム上に受光素子及び複数の赤外線発光素子を取り付けるが、受光素子は第１開口内に、発光素子は第２開口内に設けられる。発光素子用レンズは、第２開口を塞ぐようにパッケージ本体に取付けられる。以上のように、本発明の投受光装置は容易に組み立てることができる。
また、前記発光素子用レンズの前記受光素子とは反対側の端部には、前記発光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した係合部が一体成形されており、この係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した突出部が、前記貫通孔内に嵌まり込んでいることが好ましい。
また、前記発光素子用レンズには、受光素子用レンズが一体的に成形して設けられており、前記受光素子用レンズは、前記第１開口を塞いでおり、前記発光素子用レンズ及び前記受光素子用レンズの外側表面は、それぞれ、その曲率中心が、複数の前記発光素子の配列方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、前記受光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径は、前記発光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径よりも大きく、前記第１開口と前記第２開口との間には、前記発光素子からの光を遮蔽する隔壁が設けられており、この隔壁の上端部は、一体的に成形された前記発光素子用レンズと前記受光素子用レンズとの間の境界部に設けられた凹溝に嵌まっていることとすることができる。
また、前記発光素子用レンズには、受光素子用レンズが一体的に成形して設けられており、前記受光素子用レンズは、前記第１開口を塞いでおり、前記発光素子用レンズ及び前記受光素子用レンズの外側表面は、それぞれ、その曲率中心が、複数の前記発光素子の配列方向に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成し、前記受光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径は、前記発光素子用レンズのシリンドリカルレンズの曲率半径よりも大きく、前記第１開口と前記第２開口との間には、前記発光素子からの光を遮蔽する隔壁が設けられており、この隔壁の上端部は、一体的に成形された前記発光素子用レンズと前記受光素子用レンズとの間の境界部に設けられた凹溝に嵌まっており、前記発光素子用レンズの前記受光素子とは反対側の第１の端部には、前記発光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した第１の係合部が一体成形されており、この第１の係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる第１の貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した第１の突出部が、前記第１の貫通孔内に嵌まり込んでおり、前記受光素子用レンズの前記第１の端部とは反対側の第２の端部には、前記受光素子用レンズの厚み方向に沿って突出した第２の係合部が一体成形されており、この第２の係合部には、前記パッケージ本体の長手方向に沿って延びる第２の貫通孔が設けられており、前記パッケージ本体の側面からその長手方向に突出した第２の突出部が、前記第２の貫通孔内に嵌まり込んでいることとすることができる。
【０００５】
本発明に係る投受光装置は、第１開口内に充填され赤外線に対して透明な第１樹脂材料と、第２開口内に設けられ赤外線に対して透明な第２樹脂材料とを更に備えることが好ましい。第１開口内には、開口内への異物の混入を防止する為に、第１樹脂材料ＲＳＮ１が充填される。発光素子からの出射光はレンズを介して所定の指向性を有するように集光され略平行光となるが、レンズと第２開口内との屈折率差は、比較的大きな方が好ましいため、第２開口内部においては、第２樹脂材料とレンズとの間に屈折率の小さい空気が介在するように、第２樹脂材料を設けることが望まれるため、充填に至る必要はない。
【０００６】
パッケージ本体が、その表面に取付けられるフレキシブル基板を備え、フレキシブル基板は受光素子からの出力を取出すための第１配線パターンと、発光素子に駆動電力を供給するための第２配線パターンとを有していることが好ましい。投受光装置がＶＩＣＳに用いられる場合には、水平面に対して傾けて取付けられる。パッケージ本体内に設けられる受光素子及び発光素子への電気的接続は、このような傾斜に対して容易に順応できるように、可撓性の配線基板であるフレキシブル基板を用いることが好ましい。
【０００７】
このような電気的接続においては、フレキシブル基板は電気的に隔離された第３配線パターンを有しており、リードフレームは、発光素子がそれぞれ取付けられる複数のダイパッド部を備え、ダイパッド部の少なくとも１つから延びたリードのアウターリード部は第３配線パターンに接続されていることが好ましい。
【０００８】
発光素子は発熱するため、本発明に係る投受光装置は、パッケージ本体に対向するようにフレキシブル基板の裏面に取付けられた放熱板を有することが好ましい。パッケージ本体からの熱は、フレキシブル基板を介して放熱板に伝達されるため、パッケージ本体の蓄熱を抑制することができる。
【０００９】
本装置が車両に搭載された場合には、放熱板の表面が水平に対して斜め上方を向くように放熱板を支える支持部を更に備えることが好ましい。放熱板を支持部に取付けるという工程を行うことにより、これを容易にＶＩＣＳ用の投受光装置として機能させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態に係る投受光装置について製造方法と共に説明する。同一要素又は同一機能を有する要素には同一符号を用いることとし、重複する説明は省略する。
【００１１】
図１は投受光装置主要部の分解斜視図、図２は投受光装置主要部の平面図、図３は投受光装置主要部の正面図、図４は投受光装置主要部の右側面図である。
【００１２】
投受光装置の主要部を構成する投受光ユニット１は、剛性を有する板状導電体１Ｄ，２Ｄ，３Ｄ，４Ｄ，５Ｄ，６Ｄ，７Ｄ，８Ｄ，１０Ｄ，１１Ｄ，１Ｆ，２Ｆ，３Ｆ，４Ｆ，５Ｆ，６Ｆ，７Ｆ，８Ｆ，１０Ｆ，１１Ｆ，１２Ｆ，１Ｂ，２Ｂ，３Ｂ，４Ｂ，５Ｂ，６Ｂ，７Ｂ，８Ｂ，１０Ｂ，１１Ｂ，１２Ｂ，９，１３からなるリードフレームの一方面側（上面側）に第１及び第２開口１ｏｐ，２ｏｐを有するように樹脂成形されてなるパッケージ本体Ｈと、第１及び第２開口１ｏｐ，２ｏｐ内の当該リードフレーム上にそれぞれ取付けられた受光素子ＰＤ（Ｓｉフォトダイオード）及び複数の赤外線発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６（発光ダイオード）と、第２開口２ｏｐを塞ぐようにパッケージ本体Ｈに取付けられた発光素子用レンズＬとを備えている。
【００１３】
パッケージ本体Ｈは第１及び第２開口１ｏｐ，２ｏｐを有するように樹脂成形されてなる。パッケージ本体Ｈを構成する樹脂材料としては、耐熱性樹脂であるＰＰＳ、液晶ポリマー、エポキシ樹脂などを用いる。第１開口１ｏｐと第２開口２ｏｐとの間には隔壁ＩＷが設けられている。
【００１４】
パッケージ本体Ｈのリードフレーム上に受光素子ＰＤ及び複数の赤外線発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６を取り付けるが、受光素子ＰＤは第１開口１ｏｐ内に、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６は第２開口２ｏｐ内に設けられる。発光素子用レンズＬは、第２開口２ｏｐを塞ぐようにパッケージ本体Ｈに取付けられる。
【００１５】
ここで、リードフレームについて説明する。
【００１６】
リードフレームは、板状導電体である前後のアウターリード部対１Ｆ，１Ｂ、２Ｆ，２Ｂ、３Ｆ，３Ｂ、４Ｆ，４Ｂ、５Ｆ，５Ｂ、６Ｆ，６Ｂ、７Ｆ，７Ｂ、８Ｆ，８Ｂ、１０Ｆ，１０Ｂ、１１Ｆ，１１Ｂ、１２Ｆ，１２Ｂを備えている。
【００１７】
アウターリード部１Ｆ、１B、２Ｆ、２B、３Ｆ、３B、４Ｆ、４B、５Ｆ、５B、６Ｆ、６B間には素子がダイボンディングによって接続されるダイパッド部１Ｄ、２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ，５Ｄ，６Ｄが接続され、アウターリード部７Ｆ、７B、８Ｆ、８B、１０Ｆ、１０B間にはボンディングワイヤが接続されるボンディングリード部７Ｄ、８Ｄ、１０Ｄが接続され、アウターリード部１１Ｆ、１１B、１２Ｆ、１２Bにはダイパッド部１１Ｄが接続されている。なお、本形態ではボンディングリード部８Ｄ及びダイパッド部１１Ｄには、左右方向に延びるアウターリード部９、１３が接続されている例を示したが、アウターリード部９、１３は、必ずしもボンディングリード部及びダイパッド部に接続されていなくても構わない。これらのアウターリード部とダイパッド部との間のリードフレームの領域はインナーリード部である。
【００１８】
また、製造初期においてはアウターリード部の端部を接続する板状導電体からなる枠体を含めてリードフレームを構成しているが、これは各素子取り付け後に除去される。
【００１９】
ダイボンディングについて詳説すれば、発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６における、アノード及びカソードのいずれか一方は、それぞれダイパッド部１Ｄ，２Ｄ，３Ｄ，４Ｄ，５Ｄ，６Ｄに取付けられ、受光素子ＰＤのアノード及びカソードの一方はダイパッド部１１Ｄに取付けられる。なお、ダイパッド部３Ｄ，４Ｄは連続しており、共通電極として機能している。発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６のアノード及びカソードの他方は、隣接するダイパッド部８Ｄ、１Ｄ，２Ｄ，５Ｄ，６Ｄ，７Ｄにボンディングワイヤを介して接続されている。受光素子ＰＤのアノード及びカソードの他方はダイパッド部１０Ｄにボンディングワイヤを介して接続されている。
【００２０】
インサート成形等の樹脂成形後、各素子を上述のようにリードフレームに取り付け、しかる後、第１開口１ｏｐ内に赤外線に対して透明な第１樹脂材料ＲＳＮ１を充填し、赤外線に対して透明な第２樹脂材料ＲＳＮ２を第２開口２ｏｐ内の底面上に被覆する。すなわち、本投受光装置は、第１開口１ｏｐ内に充填され赤外線に対して透明な第１樹脂材料ＲＳＮ１と、第２開口２ｏｐ内に設けられ赤外線に対して透明な第２樹脂材料ＲＳＮ２（図５参照）とを備えている。第１及び第２樹脂材料ＲＳＮ１，ＲＳＮ２は同一の材料であってもよく、例えば、これらはシリコーン樹脂等の耐熱性、可撓性樹脂からなる。
【００２１】
詳説すれば、第１開口１ｏｐ内には、開口内への異物の混入を防止する為に、第１樹脂材料ＲＳＮ１が充填される。発光素子ＬＥＤからの出射光はレンズＬを介して所定の指向性を有するように集光され略平行光となるが、レンズＬと第２開口２ｏｐ内との屈折率差は、比較的大きな方が好ましいため、第２開口内部２ｏｐにおいては、第２樹脂材料ＲＳＮ２とレンズＬとの間に屈折率の小さい空気が介在するように、第２樹脂材料ＲＳＮ２を設ける。これは被覆であれば良く、充填に至る必要はない。
【００２２】
発光素子の設けられるダイパッド部について詳説する。各発光素子ＬＥＤ１，ＬＥＤ２、ＬＥＤ３，ＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６のダイパッド部の機能的構造は同一であるので、ここでは発光素子ＬＥＤ１についてのみ説明する。
【００２３】
図５は、発光ダイオードＬＥＤ１近傍部の縦断面図である。発光ダイオードＬＥＤ１はダイパッド部１Ｄに設けられた凹部内中央に取付けられている。この凹部は、凹部周辺領域を構成する平坦部ＦＬＴに平行な面を有する円形底面ＲＦ１と、底面ＲＦ１の外周と平坦部ＦＬＴとの間を接続する円錐面から構成される内側面ＲＦ２を有し、すり鉢形状を構成している。内側面ＲＦ２は、底面ＲＦ１に垂直な断面においても外側に湾曲していてもよく、この場合、凹部はカップ形状を構成する。例えば、当該カップ形状は、外形１．３ｍｍ、内径０．６１ｍｍ、深さ０．３ｍｍに設定し、各凹部間の距離は２．９ｍｍに設定する。
これらの底面ＲＦ１及び内側面ＲＦ２は反射鏡を構成し、側面側に漏れる発光素子からの光を表面方向に反射する。すなわち、リードフレームは銅を含む材料から構成されるが、この表面には反射率の高い材料であるＡｕ、Ｐｄ、ＡｌやＡｇ等の金属メッキが施されている。
【００２４】
次に、レンズＬについて説明する。
【００２５】
図６はレンズＬの正面図である。レンズＬは、パッケージ本体Ｈの外側に位置する外表面Ｌｏ及び内側に位置する内側表面Ｌｉを有している。外側表面Ｌｏは、曲率中心がパッケージ本体Ｈの長手方向（幅方向）に一致する直線を構成する半円筒形のレンズ（シリンドリカルレンズ）を構成している。パッケージ本体Ｈの長手方向は、発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６の配列方向に一致する。内側表面Ｌｉは、前記長手方向及び開口２ｏｐの深さ方向の双方に垂直な方向（前後方向）に一致し、この長手方向に配列した複数の線分を、それぞれの曲率中心とする複数のシリンドリカルレンズを構成している。
【００２６】
発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６からのそれぞれの出射光は、シリンドリカルレンズＬｉ及びＬｏによって、それぞれ幅方向及び前後方向に集光される。投受光ユニット１から出射される光の幅方向の指向性は±２０°、前後方向の指向性は±１０°に設定される。なお、本ユニット１が車両に搭載される場合には、光出射方向が水平面から角度α（４５°）だけ傾くようにされるため、前後方向の指向性は水平面からの角度αを基準光線とする仰角として設定される。
【００２７】
なお、外面側シリンドリカルレンズＬｏの表面とリードフレームの平坦部ＦＬＴとの間の最大離隔距離は、例えば４．５ｍｍ、シリンドリカルレンズＬｏの曲率半径は３．１ｍｍに設定する。内面側シリンドリカルレンズＬｉの表面とリードフレームの平坦部ＦＬＴとの間の最短距離は、例えば１．３ｍｍ、シリンドリカルレンズＬｉの曲率半径は３ｍｍに設定する。
【００２８】
なお、上記シリンドリカルレンズは、非球面又は球面レンズであってもよい。
【００２９】
レンズＬの受光素子ＰＤ側の端部には、長手方向に沿って突出した係合部ＬＦＲが一体成形されており、これがパッケージ本体Ｈの隔壁ＩＷ上に設けられた縦断面コの字型の係合部ＨＦＲ内に嵌まり込み、レンズＬのパッケージ本体Ｈに対する長手方向位置決め及び長手方向相対移動（受光素子ＰＤ側移動）の規制を行う。
【００３０】
レンズＬの受光素子ＰＤとは反対側の端部には、厚み方向に沿って突出した係合部ＬＦＬが一体成形されており、これがパッケージ本体Ｈにおける受光素子ＰＤとは反対側の側面に当接し、レンズＬのパッケージ本体Ｈに対する長手方向位置決め及び長手方向相対移動の規制を行う。この係合部ＬＦＬには長手方向に沿って延びる貫通孔ＬＴＨが設けられており、パッケージ本体Ｈの前記側面から長手方向に突出した突出部ＨＦＬ（図３参照）が、当該貫通孔ＬＴＨ内に嵌まり込み、レンズＬのパッケージ本体Ｈに対する前後方向位置決め及び前後方向相対移動の規制を行う。係合部ＬＦＬは、貫通孔ＬＴＨに代えて、深さ方向に沿って延びるスリット、又は内側から外側に向けて延びる凹部を有することとしてもよい。
【００３１】
次に、発光素子ＬＥＤの電気的な接続関係について説明する。
【００３２】
図７は、投受光ユニット１における発光素子ＬＥＤの回路図である。なお、発光素子ＬＥＤのアノード及びカソードの関係は、図示のものとは反対であってもよい。共通電極４Ｄと左端電極８Ｄとの間には、３つのダイオードＬＥＤ３，ＬＥＤ２，ＬＥＤ１が順次直列接続されており、共通電極４Ｄと右端電極７Ｄとの間には、３つのダイオードＬＥＤ４，ＬＥＤ５，ＬＥＤ６が順次直列接続されており、これらには順方向バイアスが与えられる。これらの直列ダイオード群は並列の関係にある。ダイオードの立ち上がり電圧は約１．２Ｖであるので、１つの直列ダイオード群は約３．６Ｖで動作可能であり、本装置を車両に搭載した場合においても、発光素子に十分な駆動電流を供給することができる。アウターリード部８Ｂ、４Ｂ、７Ｂはバイアス電源に接続されるが、他のアウターリード部は電気的には隔離されている。これらのアウターリード部は、ヒートシンク又はヒートシンクに熱伝導させるための熱伝導体として機能し、発光素子ＬＥＤにおいて発生した熱を放熱する。
【００３３】
次に、受光素子ＰＤの電気的な接続関係について説明する。
【００３４】
図８は、投受光ユニット１における受光素子ＰＤの回路図である。なお、受光素子ＰＤのアノード及びカソードの関係は、図示のものとは反対であってもよい。受光素子ＰＤにはアウターリード部１０Ｂ及び１１Ｂを介して逆方向バイアスが与えられる。
【００３５】
次に、投受光装置における配線について周辺部を含めた投受光装置と共に説明する。
【００３６】
図９は周辺部を含めた投受光装置の平面図、図１０は当該投受光装置の正面図である。本投受光装置は、パッケージ本体Ｈが、その表面に取付けられるフレキシブル基板ＦＣＢを備えており、フレキシブル基板ＦＣＢは受光素子ＰＤからの出力を取出すための第１配線パターン１０ＢＬ，１１ＢＬと、発光素子ＬＥＤ１〜ＬＥＤ６に駆動電力を供給するための第２配線パターン８ＢＬ，４ＢＬ，７ＢＬとを有している。投受光装置がＶＩＣＳに用いられる場合には、水平面に対して傾けて取付けられる。本装置は、可撓性の配線基板であるフレキシブル基板ＦＣＢを用いているので、パッケージ本体Ｈ内に設けられる受光素子ＰＤ及び発光素子ＬＥＤへの電気的接続は、このような傾斜に対して容易に順応できる。
【００３７】
このような電気的接続においては、フレキシブル基板ＦＣＢは電気的に隔離された第３配線パターン１ＢＬ，２ＢＬ，３ＢＬ，５ＢＬ，６ＢＬ，１２ＢＬ，１ＦＬ，２ＦＬ，３ＦＬ，４ＦＬ，５ＦＬ，６ＦＬ，７ＦＬ，８ＦＬ，１０ＦＬ，１１ＦＬ，１２ＦＬを有している。リードフレームは、発光素子ＬＥＤがそれぞれ取付けられる複数のダイパッド部を備えているが、ダイパッド部の少なくとも１つ（例えば１Ｄ）から延びたリードのアウターリード部（放熱用アウターリード部）は、前記第３配線パターン（例えば１ＢＬ）に接続されている。これらの放熱用アウターリード部を介してパッケージ本体Ｈ内部において発生した熱は、ヒートシンク又はヒートシンクへの熱伝導体として機能する前記第３配線パターンに伝達される。
【００３８】
発光素子ＬＥＤは発熱するため、本投受光装置は、パッケージ本体に対向するようにフレキシブル基板ＦＣＢの裏面に取付けられた放熱板ＨＳを有する。パッケージ本体Ｈからの熱は、フレキシブル基板ＦＣＢを介して放熱板ＨＢに伝達されるため、パッケージ本体Ｈの蓄熱を抑制することができる。なお、上記第３配線パターンは、放熱板ＨＳに熱的に直接接続されるようにしてもよい。すなわち、上記第３配線パターンは、フレキシブル基板ＦＣＢ裏面側において露出するようにフレキシブル基板ＦＣＢを厚み方向に部分的に貫通していてもよく、また、配線を迂回させることによって、結果的にフレキシブル基板ＦＣＢ裏面側に到達させることとしてもよい。
【００３９】
次に、本投受光装置を車両に搭載する場合について説明する。
【００４０】
図１１は、支持部を含めた投受光装置の側面図である。本装置が車両に搭載される場合には、本装置は放熱板ＨＳの表面が水平に対して斜め上方を向くように（仰角α）、放熱板ＨＳを支える支持部ＳＰＴを更に備える。支持部ＳＰＴは鉛直線に対して角度αをなして延びるスリットＳＬＴを有しており、スリットＳＬＴ内に平板状の放熱板ＨＳが差し込まれることにより、光出射方向が水平面に対して角度αを有することとなる。なお、支持部ＳＰＴは、車両内投受光装置搭載位置に装置を固定するための固定部ＦＩＸ及び固定部ＦＩＸから立設した立設部ＳＴＤを有しており、前述のスリットＳＬＴは立設部ＳＴＤに形成される。本装置においては、放熱板ＨＳを支持部ＳＰＴに取付けるという工程を行うことにより、これを容易にＶＩＣＳ用の投受光装置として機能させることができる。
【００４１】
なお、図１に示した投受光装置の変形例として、受光素子ＰＤ上にもレンズを配置することとしてもよい。
【００４２】
図１２は、このような投受光装置主要部の斜視図、図１３は投光装置主要部の平面図、図１４は投光装置主要部の正面図、図１５は投光装置主要部の右側面図である。
【００４３】
発光素子用レンズＬには、受光素子用レンズＬ’が一体的に成形して設けられており、受光素子用レンズＬ’は開口１ｏｐを塞いでいる。レンズＬ’の右端側には、図３に示したレンズＬの左端側係合部ＬＦＬ，ＨＦＬ及び貫通孔ＬＴＨと同一構造の係合部ＬＦＲ’，ＨＦＲ’及び貫通孔ＬＴＨ’が設けられており、レンズの固定及び位置決めを行っている。
【００４４】
レンズＬ’の外側表面Ｌｏ’は、曲率中心が前記長手方向（発光素子配列方向）に平行な線分となるシリンドリカルレンズを構成する。レンズＬ’の内側表面は、受光素子ＰＤの受光面に平行であって平坦である。
【００４５】
受光素子側シリンドリカルレンズＬｏ’の曲率半径は、発光素子側シリンドリカルレンズＬｏの曲率半径よりも大きい。受光素子ＰＤの受光面の面積は、受光素子用開口１ｏｐの深さ方向に垂直な断面積よりも小さい。受光素子ＰＤへの入射光は、レンズＬ’によって長手方向及び深さ方向の双方に垂直な方向（前後方向）に集光されるので、受光素子ＰＤ内へ入射する光の光量を増加させることができる。なお、レンズＬ’の設置に伴って、開口１ｏｐ内に充填されていた透明樹脂材料の厚みは薄くされる。
【００４６】
発光素子用レンズＬと受光素子用レンズＬ’とは一体的に成形されているが、これらの境界部は隔壁ＩＷ上に位置し、境界部におけるレンズの内面は厚み方向に立設する隔壁ＩＷの上端部に嵌まるように凹溝を形成している。
【００４７】
発光素子ＬＥＤから出射された光は、図５に示した凹面反射鏡ＲＦ２による反射及び隔壁ＩＷによる遮蔽によって、その横方向進行が抑制されている。すなわち、発光素子ＬＥＤからの出射光は、横方向延長線上に配置された受光素子ＰＤには入射しにくい。本例では、一体成形されたレンズＬ，Ｌ’間に上記境界部を備えるので、レンズを介在した横方向への光伝達効率が低下し、発光素子ＬＥＤ及び受光素子ＰＤ間の光リンクを更に抑制することができる。
【００４８】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明の投受光装置は容易に組み立てることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】投受光装置主要部の分解斜視図。
【図２】投受光装置主要部の平面図。
【図３】投受光装置主要部の正面図。
【図４】投受光装置主要部の右側面図。
【図５】発光ダイオードＬＥＤ１近傍部の縦断面図。
【図６】レンズＬの正面図。
【図７】投受光ユニット１における発光素子ＬＥＤの回路図。
【図８】投受光ユニット１における受光素子ＰＤの回路図。
【図９】周辺部を含めた投受光装置の平面図。
【図１０】周辺部を含めた投受光装置の正面図。
【図１１】支持部を含めた投受光装置の側面図。
【図１２】投受光装置主要部の斜視図。
【図１３】投光装置主要部の平面図。
【図１４】投光装置主要部の正面図。
【図１５】投光装置主要部の右側面図。
【符号の説明】
ＬＥＤ…発光素子、ＰＤ…受光素子、Ｌ…レンズ、ＦＣＢ…フレキシブル基板、ＨＳ…放熱板、ＳＰＴ…支持部、Ｈ…パッケージ本体。
【図１】
0004611472.tif 000002
【図２】
0004611472.tif 000003
【図３】
0004611472.tif 000004
【図４】
0004611472.tif 000005
【図５】
0004611472.tif 000006
【図６】
0004611472.tif 000007
【図７】
0004611472.tif 000008
【図８】
0004611472.tif 000009
【図９】
0004611472.tif 000010
【図１０】
0004611472.tif 000011
【図１１】
0004611472.tif 000012
【図１２】
0004611472.tif 000013
【図１３】
0004611472.tif 000014
【図１４】
0004611472.tif 000015
【図１５】
0004611472.tif 000016