(57)【要約】【課題】作りやすく性能のよい反射型光センサを提供することである。【解決手段】反射型光センサ１０は、発光素子２０と導光体３０とが配置される下基板１２と、下基板１２の上に積層され一対の受光素子５０ａ，５０ｂが配置される上基板１４とを含んで構成される。導光体３０は、内部に発光素子２０を収納する空間を有する基部と、基部の頂部から延びる円柱部分を有し、その外表面は円柱部分の先端を除いて金属皮膜で覆われ、発光素子２０の発光面から放射される光を集めて外部に導く機能を有する光学部品である。一対の受光素子５０ａ，５０ｂは、組み合わせたときに中央に円形の穴が形成されるように、側面に半円形のくぼみを有する光検出素子である。半円形のくぼみを組み合わせて形成される穴に導光体３０の円柱部分が通される。【選択図】図１
2005123311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、発光素子の放射する光を外部に導く導光体と、導光体の周囲に配置される受光素子とを含み、導光体から導かれた光が対象物に当たって反射してくる光を受光素子で受け取る反射型光センサの製造方法であって、
細長い導光部分を有する導光体を製作する導光体製作工程と、
複数の受光素子が組み合わされて導光体の周囲を取り囲むように、各受光素子の側面に導光体の周囲形状の一部に対応するくぼみをそれぞれ形成するくぼみ付き受光素子製作工程と、
基板に設けられた発光素子に導光部分の一方側を向かい合わせて導光体を配置する光放射部配置工程と、
複数の受光素子の各くぼみを導光体の周囲形状に合わせて、導光体の周囲を囲むように複数の受光素子を配置する受光素子配置工程と、
を備えることを特徴とする反射型光センサの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の反射型光センサの製造方法において、
くぼみ付き受光素子製作工程は、
矩形状に切断分離した複数の受光素子チップの側面を加工側に向けて加工具に整列配置する加工具配置工程と、
整列配置された複数の受光素子チップを加工具に仮固定する仮固定工程と、
導光体の周囲形状の一部に対応する先端形状を有し、側面に０−３０度の傾斜角を持たせた加工砥石を用い、加工具と加工砥石との相対運動により、複数の受光素子チップの側面に所定のくぼみを形成するくぼみ加工工程と、
を含むことを特徴とする反射型光センサの製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の反射型光センサの製造方法において、
複数の受光素子が組み合わされて取り囲む導光体の周囲形状は円形であって、
くぼみ加工工程は、導光体の周囲形状に対応する半円形のくぼみを形成し、
受光素子配置工程は、２個の受光素子を組み合わせて導光体の周囲を囲むように配置することを特徴とする反射型光センサの製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の反射型光センサの製造方法において、
導光体は、細長い導光部分の一方側に発光素子を収納するドーム状収納室を有し、
導光体製作工程は、
ドーム状の発光素子収納室部分と、ドーム状の頂部に接続する細長い円柱部分とを含む透明な円柱付きドームを樹脂成形により製作する樹脂成形工程と、
円柱付きドームの外表面を金属皮膜で覆う被膜工程と、
円柱付きドームの細長い円柱の先端の金属皮膜を除去して光の出口を形成する除去工程と、
を有し、発光素子収納室部分に配置された発光素子の放射する光を細長い円柱部分で外部に導く導光体を製作することを特徴とする反射型光センサの製造方法。
【請求項５】
請求項４に記載の反射型光センサの製造方法において、
被膜工程は、
複数のドーム受突起が配置された柔軟性プラスチックシートに、ドーム受突起にドーム状の部分の内壁が密着するようにはめ合わせて複数の円柱付きドームを取り付ける取り付け工程と、
メッキ槽に柔軟性プラスチックシートごと複数の円柱付きドームを配置して金属皮膜メッキを行うメッキ工程と、
を含み、
除去工程は、メッキ工程の後に、柔軟性プラスチックシートに配置された複数の円柱付きドームの細長い円柱の先端を削りとることを特徴とする反射型光センサの製造方法。
【請求項６】
発光素子と、発光素子の放射する光を外部に導く導光体と、導光体の周囲に配置される受光素子とを含み、導光体から導かれた光が対象物に当たって反射してくる光を受光素子で受け取る反射型光センサであって、
基板に設けられる発光素子と、
発光素子に細長い導光部分の一方側を向かい合わせて配置される導光体と、
組み合わされて導光体の周囲を囲むように配置され、それぞれが各側面に導光体の周囲形状の一部に対応するくぼみを有する複数の受光素子と、
を備えることを特徴とする反射型光センサ。
【請求項７】
請求項６に記載の反射型光センサにおいて、
導光体は円形の周囲形状を有し、
各受光素子は、導光体の周囲形状に対応する半円形のくぼみを有し、２個の受光素子を組み合わせて導光体の周囲を囲むように配置されることを特徴とする反射型光センサ。
【請求項８】
請求項６に記載の反射型光センサにおいて、
導光体は、受光素子を外部から保護する封止材より突き出した導光部分を有することを特徴とする反射型光センサ。
【請求項９】
請求項６に記載の反射型光センサにおいて、
導光体は、光が外に漏れないように内部側の屈折率と表面側の屈折率とを異ならせることを特徴とする反射型光センサ。
【請求項１０】
請求項７に記載の反射型光センサにおいて、
２個の受光素子は、互いに波長感度特性が異なることを特徴とする反射型光センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は反射型光センサに係り、特に、発光素子と受光素子とを含み、発光素子の放射する光が対象物に当たって反射してくる光を受光素子で受け取る反射型光センサの製造方法及び反射型光センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
発光素子と受光素子とを組み合わせた反射型光センサにおいては、発光素子から放射される光を効率よく測定対象物に当て、測定対象物からの反射光を効率よく受光素子に集めることが望まれる。例えば特許文献１には、基板に大型の受光素子を実装し、小型の発光素子を受光素子の上面中央部に積み重ねて実装し、透光性の樹脂で封止する技術が開示されている。この場合、中央部の発光素子から光が放射され、周辺の受光素子により反射光が効率よく検出される。また、透光性の樹脂は、発光素子の部分を封止する樹脂Ａと、発光素子の周囲の受光素子部分を封止する樹脂Ｂとからなり、樹脂Ａの底面と側面には発光素子からの光が受光素子の方にもれないように遮光膜が設けられ、ノイズを防いでいる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３２６３８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記従来技術によれば、反射型光センサの性能の向上が期待できるが、透光性の樹脂を２種類要し、また、その底面や側面に遮光膜を設ける等、加工が複雑である。
【０００５】
本願発明者は、基板中央に発光素子を設け、受光素子の受光面中央に発光素子に対応する貫通穴を設け、この穴に導光体を挿通し、発光素子からの光を測定対象物に当て、その反射光を受光素子面で受けるようにした反射型光センサを提案した（特願２００２−２５８２９５）。この提案によれば、導光体を用いるため、従来技術のような複雑な樹脂の加工を必要としない。その一方で受光素子の中央に貫通穴を設けることが必要となる。半導体素子である受光素子に貫通穴を設けるには、例えばウエットエッチング又はドライエッチングあるいはレーザ加工を用いることができるが、ウエットエッチングはエッチング液やエッチングレートの管理が難しく、ドライエッチングはエッチングレートが低く貫通穴を得るのに時間がかかる。またレーザ加工は時間がかかる上に、１穴ずつの加工となり、生産性がよくない。
【０００６】
このように、反射型光センサにおいて、発光素子から放射される光を効率よく測定対象物に当て、測定対象物からの反射光を効率よく受光素子に集めて性能を向上させる構造を得るには、製造方法に課題が残されている。
【０００７】
本発明の目的は、かかる課題を解決し、作りやすい反射型光センサを提供することである。本発明の他の目的は、より性能のよい反射型光センサを提供することである。以下に述べる各請求項に係る発明は、上記目的の少なくとも１つを達成するために貢献するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的達成するため本発明に係る反射型光センサの製造方法は、発光素子と、発光素子の放射する光を外部に導く導光体と、導光体の周囲に配置される受光素子とを含み、導光体から導かれた光が対象物に当たって反射してくる光を受光素子で受け取る反射型光センサの製造方法であって、細長い導光部分を有する導光体を製作する導光体製作工程と、複数の受光素子が組み合わされて導光体の周囲を取り囲むように、各受光素子の側面に導光体の周囲形状の一部に対応するくぼみをそれぞれ形成するくぼみ付き受光素子製作工程と、基板に設けられた発光素子に導光部分の一方側を向かい合わせて導光体を配置する光放射部配置工程と、複数の受光素子の各くぼみを導光体の周囲形状に合わせて、導光体の周囲を囲むように複数の受光素子を配置する受光素子配置工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、くぼみ付き受光素子製作工程は、矩形状に切断分離した複数の受光素子チップの側面を加工側に向けて加工具に整列配置する加工具配置工程と、整列配置された複数の受光素子チップを加工具に仮固定する仮固定工程と、導光体の周囲形状の一部に対応する先端形状を有し、側面に０−３０度の傾斜角を持たせた加工砥石を用い、加工具と加工砥石との相対運動により、複数の受光素子チップの側面に所定のくぼみを形成するくぼみ加工工程と、を含むことが好ましい。
【００１０】
また、本発明に係る反射型光センサの製造方法において、複数の受光素子が組み合わされて取り囲む導光体の周囲形状は円形であって、くぼみ加工工程は、導光体の周囲形状に対応する半円形のくぼみを形成し、受光素子配置工程は、２個の受光素子を組み合わせて導光体の周囲を囲むように配置することが好ましい。
【００１１】
また、本発明に係る反射型光センサの製造方法において、導光体は、細長い導光部分の一方側に発光素子を収納するドーム状収納室を有し、導光体製作工程は、ドーム状の発光素子収納室部分と、ドーム状の頂部に接続する細長い円柱部分とを含む透明な円柱付きドームを樹脂成形により製作する樹脂成形工程と、円柱付きドームの外表面を金属皮膜で覆う被膜工程と、円柱付きドームの細長い円柱の先端の金属皮膜を除去して光の出口を形成する除去工程と、を有し、発光素子収納室部分に配置された発光素子の放射する光を細長い円柱部分で外部に導く導光体を製作することを特徴とする。
【００１２】
また、被膜工程は、複数のドーム受突起が配置された柔軟性プラスチックシートに、ドーム受突起にドーム状の部分の内壁が密着するようにはめ合わせて複数の円柱付きドームを取り付ける取り付け工程と、メッキ槽に柔軟性プラスチックシートごと複数の円柱付きドームを配置して金属皮膜メッキを行うメッキ工程と、を含み、除去工程は、メッキ工程の後に、柔軟性プラスチックシートに配置された複数の円柱付きドームの細長い円柱の先端を削りとることが好ましい。
【００１３】
また、本発明に係る反射型光センサは、発光素子と、発光素子の放射する光を外部に導く導光体と、導光体の周囲に配置される受光素子とを含み、導光体から導かれた光が対象物に当たって反射してくる光を受光素子で受け取る反射型光センサであって、基板に設けられる発光素子と、発光素子に細長い導光部分の一方側を向かい合わせて配置される導光体と、組み合わされて導光体の周囲を囲むように配置され、それぞれが各側面に導光体の周囲形状の一部に対応するくぼみを有する複数の受光素子と、を備えることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る反射型光センサにおいて、導光体は円形の周囲形状を有し、各受光素子は、導光体の周囲形状に対応する半円形のくぼみを有し、２個の受光素子を組み合わせて導光体の周囲を囲むように配置されることが好ましい。
【００１５】
また、導光体は、受光素子を外部から保護する封止材より突き出した導光部分を有することが好ましい。
【００１６】
また、導光体は、光が外に漏れないように内部側の屈折率と表面側の屈折率とを異ならせることが好ましい。
【００１７】
また、２個の受光素子は、互いに波長感度特性が異なることが好ましい。
【発明の効果】
【００１８】
上記構成により、複数の受光素子を組み合わせて導光体の周囲を取り囲むようにする。そのために、各受光素子にはその側面にくぼみを設け、そのくぼみをつないでゆくとちょうど導光体の周囲形状に沿うものになるようにする。したがって、１つの受光素子の中央に貫通穴を設けるのに比べ、より作りやすい方法で反射型光センサを得ることができる。
【００１９】
また、受光素子の側面にくぼみを形成するには、受光素子のくぼみをつけるべき側面を揃えて多数の受光素子を整列配置し、これを砥石で加工するので、生産性がよい。
【００２０】
また、導光体の周囲形状が円形のときは、２つの受光素子でこれを取り囲むとして、各受光素子の側面に導光体の半径と同じ大きさの半円形のくぼみを形成すればよい。したがって、同じ形状の受光素子を用意すればよく、反射型光センサがより作りやすくなる。なお、４つの受光素子で導光体の周囲を取り囲むものとして、各受光素子についてその４隅の１つに９０度扇型くぼみを形成してもよい。
【００２１】
また、導光体は、透明な円柱付きドームを樹脂成形で作り、その外表面を金属皮膜で覆い、円柱の先端の金属皮膜を除去して形成される。ここでドーム状とは、下部の方が広く上に行くほど狭くなる内部空間を有し、外部と仕切る外壁を備える構造をいい、内部空間の形状あるいは外形は、半球状、楕円球状、円錐状、あるいはこれらの形状を組み合わせたものであってもよい。ここで発光素子の発光面を覆うようにドームをかぶせれば、発光面から放射された光は、ドームの外表面を覆う金属皮膜で反射され、頂部に向かって集光され、頂部から円柱に光が導かれる。円柱の外表面も金属皮膜で覆われているので、光が外に漏れず、効率よく円柱の先端から外部に放射される。したがって、ドームの球面形状と、細長い円柱とにより、光の集光性が向上し、反射型光センサの性能が向上する。
【００２２】
また、透明な円柱付きドームの外表面を金属皮膜で覆うのは、柔軟性プラスチックシートのドーム受突起に多数の円柱付きドームをはめあわせ、これを一括メッキし、その後円柱の先端を削り落とす。このように、樹脂成形を含め、一括加工により多数の導光体を得ることができ、導光体を安価に製造できる。
【００２３】
また、反射型光センサにおいて、光を放射する導光体の先端は、樹脂封止より突き出ている。したがって、測定対象により近づけて光を照射でき、反射型光センサの性能を向上させることができる。また、受光素子への外部光の干渉を防止することができる。
【００２４】
また、導光体において内部側の屈折率と表面側の屈折率を異ならせて光が外に漏れないようにする。したがって、測定対象物に効率よく光を照射でき、反射型光センサの性能を向上させることができる。
【００２５】
また、導光体の周囲を２つの受光素子でこれを取り囲むときは、波長感度特性の互いに異なる受光素子とする。したがって、１つの反射型光センサでありながら、２波長の光の検出を同時に行うことができる。
【００２６】
以上のように、本発明に係る反射型光センサの製造方法及び反射型光センサによれば、より作りやすい方法で性能のよい反射型光センサを得ることができる。また、より性能のよい反射型光センサを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を用いて本発明に係る実施の形態に付き詳細に説明する。図１は反射型光センサ１０の断面図、図２はその平面図である。反射型光センサ１０は、発光素子２０と導光体３０とが配置される下基板１２と、下基板１２の上に積層され一対の受光素子５０ａ，５０ｂが配置される上基板１４と、封止枠１６と、封止枠１６の内部の透光性樹脂１８を含んで構成される。
【００２８】
下基板１２は、反射型光センサ１０全体の基体となるもので、その上面に発光素子２０を実装し、図示されていないが発光素子２０と受光素子５０ａ，５０ｂの外部端子を備える回路基板である。すなわち、その上面には発光素子２０をダイボンディングし、発光素子２０の下部電極に接続されるパッドと、発光素子２０の上部電極に対応するパッドとが設けられ、その間はワイヤ２２により接続される。これらのパッド、上基板１４との接続部、外部端子等の間は配線パターンで接続される。具体的には、数ｍｍ角の平面寸法を有する厚さ約０．５−１ｍｍのガラスエポキシ基板や、セラミック基板を用いることができる。
【００２９】
上基板１４は、中央に導光体３０の基部の外形に対応する穴を有し、上面の受光素子取り付け面と下基板１２とを接続するためのスルーホールを有する回路基板である。上面には、一対の受光素子５０ａ，５０ｂをダイボンディングし、受光素子５０ａ，５０ｂの下部電極に接続されるパッド（受光素子５０ａ，５０ｂに隠れて図示されていない）と、受光素子５０ａ，５０ｂの上部電極５１，５２に対応するパッド５４が設けられ、上部電極５１，５２とパッド５４との間はワイヤ５５，５６により接続される。上基板１４の材料は下基板１２と同じものを用いることができる。
【００３０】
封止枠１６は、一対の受光素子５０ａ，５０ｂ及びそのワイヤ５５，５６等を保護する透光性樹脂１８の外形を定める枠で、薄肉のプラスチック枠又は薄肉の金属枠等を用いることができる。金属枠を用いるときは、これを接地に接続することでシールド枠の作用を持たせることができ、例えば人体の脈波検出等における微小信号の検出がより容易となる。なお、封止枠１６は、図１、図２の例では上基板１４の周囲に配置されるものとしたが、上基板１４の上面に配置してもよい。
【００３１】
透光性樹脂１８は、例えばエポキシ樹脂等を用いることができる。封止枠１６の高さ、すなわち透光性樹脂１８の厚みは、導光体３０の頂部の光放射口がわずかに突き出るように設定される。その突き出し量は、測定対象物との距離や受光素子への外部光の干渉を考慮し、例えば０．１ｍｍ程度とすることができる。仮に、導光体３０の頂部が透光性樹脂１８の内部に埋もれていると、導光体３０の頂部の光放射口から放射される光が透光性樹脂１８と空気との境界で全反射することが起こる。したがって、あらかじめ封止枠１６の高さと導光体３０の高さとの関係を設定することで、研摩作業等を行うことなく、導光体３０の先端を透光性樹脂１８から突き出させることができ、量産性を向上させることができる。
【００３２】
導光体３０は、発光素子２０の発光面から放射される光を集めて外部に導く機能を有する光学部品である。具体的には、ドーム状をなす基部と、ドーム状の頂部に接続する細長い円柱部からなる透明樹脂部材を、基部のドームの内壁と円柱部の先端を除き、その外表面が金属皮膜で覆ったものを用いることができる。
【００３３】
基部のドームの内側空間は、発光素子２０とその接続に用いられるワイヤ２２を収納できる大きさに設定される。ここでドームの形状は、半球状の形状のみならず、楕円球形状、円錐状形状あるいはこれらを組み合わせた形状でもよく、要は、下のほうが広く上に行くに従い狭くなる形状であればよい。例えば基部の外径を約１．３−１．５ｍｍ、ドーム内部の空間を半径０．５ｍｍの半球とし、円柱部の直径を約０．３ｍｍ、基部及び円柱部を含めた全体の高さを約１．５ｍｍ程度とすることができる。かかる導光体３０の製造方法については後に詳述する。
【００３４】
また、導光体の外表面を金属皮膜で覆うのに代えて、その材料の屈折率を導光体３０の内部側と表面側とで異ならせて内部の光が外に漏れないようにしてもよい。例えば、導光体のコア部分を屈折率が約１．４９のアクリル樹脂成形品を用い、その表面に屈折率約１．３５のフッ素樹脂をクラッド加工により積層したものを用いてもよい。
【００３５】
発光素子２０は、例えばＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｏｄｅ）を用いることができる。小型のＬＥＤの場合、その寸法は、約０．２−０．５ｍｍ角程度である。
【００３６】
一対の受光素子５０ａ，５０ｂは、組み合わせたときに中央に円形の穴が形成されるように、側面に半円形のくぼみを有する光検出素子である。半円形のくぼみを組み合わせて形成される穴径は、導光体３０の円柱部の直径よりやや大きく設定される。例えば上記の例で約０．３ｍｍ程度の直径とすることができる。くぼみを有する受光素子の製造方法については後に詳述する。
【００３７】
各受光素子５０ａ，５０ｂには、例えばフォトダイオードあるいはフォトトランジスタを用いることができる。フォトダイオードの場合はＰＮ接合の２端子の一方が下部電極となり他方が上部電極５２となる。フォトトランジスタの場合は、ベースを受光部としてコレクタが下部電極、エミッタを上部電極５２とすることができる。図２の例では、１つの素子につき４箇所に上部電極５２が設けられ、ワイヤによる接続の自由度を増すものとなっている。つまり、上基板１４に１つのパッド５４を設け、各受光素子５０ａ，５０ｂのそれぞれの最も近い上部電極５１，５２との間をワイヤ５５，５６で接続できる。
【００３８】
図３は、他の接続法を示す例である。この場合には、パッド５４には一方の受光素子５０ｂの上部電極５２からワイヤ５６のみが接続され、受光素子５０ａと受光素子５０ｂとの間は別の上部電極の間がワイヤ５７で短絡される。
【００３９】
図４は、２つの受光素子についてそれぞれの上部電極を別々のパッドと接続する例を示す図である。この場合には、２つの受光素子の出力信号を別々に外部に取り出すことができる。図４の例では、一方の受光素子５０ａは図２、図３と同じものを用い、他方の受光素子６０を別の特性を有する素子としたものである。すなわちパッド６４にはワイヤ６６を介して受光素子５０ａの上部電極５１が接続され、パッド６５にはワイヤ６８を介して受光素子６０の上部電極６２が接続されるので、パッド６４とパッド６５を用いて、測定対象物からの反射光につき同時に２つの光特性評価を行うことができる。例えば、感度波長特性の異なる２つの受光素子を組み合わせることにより、幅広い波長範囲における測定が可能となる。受光素子自体は同じものとして、それぞれの受光素子の上面に波長特性の異なる光学フィルタ素子を搭載し、波長感度特性を異ならせた（受光素子＋光学フィルタ）を配置するものとしてもよい。この場合の各光学フィルタ素子は、バンドパス特性が互いに異なるものとしてもよい。
【００４０】
また、図４においては、２種の受光素子５０ａ，５０ｂの波長特性に対応して広範囲の波長特性を有する発光素子を用いることが好ましい。例えば、白色ＬＥＤを発光素子に用いることができる。また、発光素子も２種の受光素子５０ａ，５０ｂに対応し、各受光素子５０ａ，５０ｂの波長特性に対応した波長領域の複数の発光素子としてもよい。例えば、出力する光の波長領域の異なる２個の発光素子を用い、交互にあるいは同時に発光させてもよい。
【００４１】
かかる構成の反射型光センサの作用を説明する。下基板１２の図示されていない外部端子から発光素子２０に発光信号が与えられると、発光素子２０はその発光面から光を放射する。放射された光は導光体３０の外表面に被覆された金属皮膜に反射される。ドーム状の基部においては下のほうが広く上に行くにつれ狭い形状をなしているので、反射された光は頂部に向かって集められ、ドーム状の頂部に接続されている円柱部分に導かれる。円柱部分の外表面も金属皮膜で覆われているので、光は円柱部分に沿って絞られ、その先端から外部に放射される。すなわち円柱部分は光を導きつつ、その円柱部分の直径の太さを有する光束に絞る導光部分の機能を有する。
【００４２】
導光体３０の円柱部分は、側面にくぼみを有する一対の受光素子５０ａ，５０ｂにより形成された穴の中を通っているので、細い光束となった放射光は、ちょうど一対の受光素子５０ａ，５０ｂの中央から放射されて測定対象物に光が当てられる。その反射光は再び反射型光センサ１０の方に戻ってくる。導光体３０の円柱部分の先端は透光性樹脂１８よりわずかに突き出しており、測定対象物に近づけて光を放射すれば、反射光は円柱部分を中心として分布する。受光素子５０ａ，５０ｂは導光体３０の円柱部分の周囲に配置されているので、反射光を効率よく受け止めることができる。このようにして検出された反射光は電気信号となって、下基板の図示されていない外部端子から出力される。
【００４３】
次に、かかる構成の反射型光センサ１０の製造方法について製造の手順を示すフローチャートを用いて説明する。図５は、反射型光センサ１０の全体の製造手順を示すフローチャートである。すなわちくぼみつき受光素子製作を行い（Ｓ１０）、上基板１４に一対の受光素子５０ａ，５０ｂを組み合わせて中央部に穴を形成するように配置する受光素子配置工程（Ｓ１２）を行う。また、導光体製作を行い（Ｓ１４）、下基板１２に発光素子２０と導光体３０を取り付ける光放射部配置工程を行う（Ｓ１６）。Ｓ１０−Ｓ１２と、Ｓ１４−Ｓ１６とは並列に行ってもよい。次に、一対の受光素子５０ａ，５０ｂを配置した上基板１４を、下基板１２の導光体３０の円柱部分に、一対の受光素子５０ａ，５０ｂによって形成された穴を合わせて組み立てる（Ｓ１８）。その後透光性樹脂１８を封止枠１６の中に充填して封止し（Ｓ２０）、反射型光センサ１０が出来上がる。
【００４４】
図６はくぼみつき受光素子製作工程（Ｓ１０）の詳細な内部工程を示すフローチャートである。最初に複数の受光素子を整列配置して作りこんだ半導体ウエファを準備する。図７は半導体ウエファ１００の例を示す図で、図８は、図７のＡ部分の拡大図である。図８に示すように、対称なパターン配置の受光素子１０２ａ，１０２ｂが対になって整列配置され作りこまれている。もちろんこの状態で受光素子１０２ａ，１０２ｂの間に穴はあけられていず、穴に対応する半円形のパターン１０４ａ，１０４ｂがそれぞれ配置されているのみである。
【００４５】
半導体ウエファ１００が準備されるとダイシングが行われる（Ｓ３０）。具体的には、半導体ウエファ１００をダイシング装置により個々の受光素子チップに切断分離する。図９は、切断分離された後における１個の受光素子チップ１０６の様子を示す図である。受光素子チップ１０６の大きさは、例えば、長さＬ＝３ｍｍ、幅Ｗ＝１．５ｍｍ、厚さｔ＝０．３ｍｍ程度のものを用いることができる。
【００４６】
次に、切断分離された受光素子チップ１０６を集めて、くぼみを加工すべき側面を揃え、加工具に配置する（Ｓ３２）。加工具は、くぼみを加工する研削装置に複数の受光素子チップ１０６を整列して配置させるためのジグである。くぼみを加工すべき側面は、図９において側面１０８として示した。加工すべき側面１０８を揃えるとは、図９の例でいえば、個々の受光素子チップ１０６を、加工すべき側面１０８を上向きにして、厚さｔ方向に並べることである。加工具には、受光素子チップ１０６の長さＬに対応する幅のチップ配置溝が備えられているので、この配置溝に複数の受光素子チップ１０６を並べる。次に、加工具に配列された複数の受光素子チップ１０６を仮固定する（Ｓ３４）。仮固定には、水溶性のワックス等を用いることができる。
【００４７】
このようにして加工具に整列して仮固定された複数の受光素子チップ１０６の加工すべき面１０８を研削装置の加工側に向けてセットする。そして加工すべきくぼみの形状に対応する先端形状を有する研削砥石を用い、研削装置により研削砥石を回転、移動させてくぼみ加工を行う（Ｓ３６）。図１０は、くぼみ加工の様子を示す図である。加工具１１０の配置溝１１２には複数の受光素子チップ１０６が整列配置され仮固定されている。図示されていない研削装置は、研削砥石１２０を加工すべきくぼみの位置に位置決めし、図１０に示す矢印の方向に回転させつつ、加工すべきくぼみの深さ方向に加工送りを行い、くぼみ加工を行う。また、配置溝の方向にも研削砥石１２０を送ることで、複数の受光素子チップ１０６に対し連続的にくぼみ加工を行うことができる。
【００４８】
研削砥石１２０の先端１２２の形状は、くぼみの形状、すなわち導光体３０の円柱部分の形状に対応している。上記の例では、半径０．１５ｍｍの半円状の先端形状を有する。より具体的には、先端１２２が半径０．１５ｍｍの円形で、側面に０−３０度の傾斜角を持たせた厚み１ｍｍの研削ブレードを研削砥石として用いることができる。傾斜角を持たせることで、加工砥石の強度を確保することができる。
【００４９】
くぼみ加工が終了すると、仮固定されている個々のくぼみ付き受光素子を取り外す（Ｓ３８）。具体的には水を用いて水溶性ワックスを溶かして個々のくぼみ付き受光素子を加工具から取り外す。図１１は、このようにして得られるくぼみ１３０付きの受光素子５０を示す図である。
【００５０】
図１２は、導光体製作工程（Ｓ１４）の詳細な内部工程を示すフローチャートである。樹脂成形工程（Ｓ４０）は、導光体の外形を透明な樹脂で成形する工程である。透明な樹脂としては例えばアクリル樹脂を用いることができる。図１３は、樹脂成形後の製品の様子を示す図である。図１３に示す形状から、この製品を以後円柱付きドーム１４０と呼ぶことにする。円柱付きドーム１４０は、ドーム状の基部１４２と、ドーム状部分の頂部に接続する円柱部分１４４とからなり、ドーム状の基部１４２の内部には、下側に開口を有する半球状の空間１４６が形成される。この半球状の空間１４６は、反射型光センサにこの導光体が用いられたときに、発光素子を収納する発光素子収納室としての機能を有する。樹脂成形工程は、かかる形状に対応する成形金型を用い、例えば射出成形技術により、透明樹脂製の円柱付きドーム１４０を成形する工程である。
【００５１】
次に円柱付きドーム１４０をゴムシートに取り付ける（Ｓ４２）。ゴムシートは、次工程であるメッキ工程（Ｓ４４）において、複数の円柱付きドーム１４０を一括してメッキするためのジグである。図１４にゴムシート１５０の様子を示す。ゴムシート１５０には複数のドーム受突起１５２が設けられる。ドーム受突起１５２は、円柱付きドーム１４０をゴムシート１５０に配列するためのものであるが、同時に円柱付きドーム１４０の半球状空間１４６にメッキが付着しないようにする機能を有する。その様子を図１５に示す。図１５において、ドーム受突起１５２が半球状部分１５４を有することが示され、この半球状部分１５４に円柱付きドーム１４０の半球状空間１４６の内壁がはまりあう。ゴムシート１５０は弾力性の材質からできているので、ドーム受突起１５２にしっかりと密着して円柱付きドーム１４０の半球状空間１４６の内壁をはめあわせることができる。図１６に、ゴムシート１５０の各ドーム受突起１５２に円柱付きドーム１４０をしっかりとはめあわせて配置された様子を示す。ゴムシート１５０はこのような機能を有するものであるから、柔軟性があり、メッキの付着しにくいゴム以外のプラスチックを用いることができる。
【００５２】
つぎにメッキ工程を行う（Ｓ４４）。具体的には、円柱付きドーム１４０が取り付けられたゴムシート１５０をメッキ槽内に配置して、メッキを行う。例えば、ニッケルの無電解メッキを行う。こうしてドーム受突起１５２と密着している部分を除き、円柱付きドーム１４０の外表面全体に金属皮膜が形成される。
【００５３】
メッキのあと適当な洗浄と乾燥を行って、その状態で研削カバー取付を行う（Ｓ４６）。研削カバーは、円柱付きドーム１４０の円柱部分１４４の先端における金属皮膜のみを削り取るためのジグである。図１７に研削カバー１６０の様子を示す。研削カバー１６０には、円柱付きドーム１４０の円柱部分１４４の先端を突き出させるための穴１６２が配置される。図１８に、各ドーム受突起１５２にメッキ後の円柱付きドーム１７０が取り付けられたままのゴムシート１５０と、研削カバー１６０の関係を示す。図１８には研削カバー１６０は一部断面図で示してあるが、この図からわかるように、研削カバー１６０に設けられた穴１６２はドーム受突起１５２の配置に対応した位置に配置され、その断面形状はメッキ後の円柱付きドーム１７０の外形に対応している。
【００５４】
図１８において研削カバー１６０を矢印方向に降下させると、穴１６２がメッキ後の円柱付きドーム１７０をカバーする。その状態を図１９に示す。研削カバー１６０をゴムシート１５０に合う位置まで降下させると、メッキ後の円柱付きドーム１７０の先端部分１７２が穴から突き出す形となる。この状態で、例えば研削装置を用いて、研削カバー１６０から突き出た先端部分１７２を削り取る。このことで、メッキ後の円柱付きドーム１７０の先端部分における金属皮膜が除去される（Ｓ４８）。
【００５５】
除去工程（Ｓ４８）が終了すれば研削カバー１６０を外し、ゴムシート１５０から先端の金属皮膜が除去された円柱付きドームを取り外す（Ｓ５０）。こうして導光体３０が出来上がる。完成した導光体３０の様子を図２０に示す。金属皮膜１８０は、円柱部分の先端と、基部の内部における半球状空間１４６の内壁とを除いて、導光体３０の外表面を覆っている。
【００５６】
図２１は、受光素子配置工程（Ｓ１２）の詳細な内部工程を示すフローチャートである。上基板１４を準備し（Ｓ６０）、くぼみ付き受光素子製作工程（Ｓ１０）により得られた一対のくぼみ付き受光素子５０ａ，５０ｂを用意する。そして、上基板１４の中央部の穴を覆うように一対の受光素子５０ａ，５０ｂをダイボンディングする（Ｓ６２）。このとき、一対の受光素子５０ａ，５０ｂを組み合わせて、一対の半円形のくぼみがちょうど円となるように位置決めしてダイボンディングする。次に各受光素子５０ａ，５０ｂの上部電極と上基板１４のパッドとの間をワイヤボンディングする（Ｓ６４）。そして封止枠１６を取り付ける（Ｓ６６）。
【００５７】
図２２は、光放射部配置工程（Ｓ１６）の詳細な内部工程を示すフローチャートである。下基板１２を準備し（Ｓ７０）、その中央に発光素子２０をダイボンディングする（Ｓ７２）。次に発光素子２０と下基板１２との間をワイヤボンディングする（Ｓ７４）。そして導光体製作工程（Ｓ１４）により得られた導光体３０を配置する（Ｓ７６）。このとき、導光体３０の基部におけるドーム状の内部空間に発光素子２０及びそのワイヤを収納するように位置決めする。
【００５８】
このようにして受光素子が配置された上基板と、発光素子及び導光体が配置された下基板が得られると、上述の組立工程（Ｓ１８）、封止工程（Ｓ２０）を経て、反射型光センサが得られる。
【００５９】
上記において、導光体は透明な樹脂を用いて製作されるものとして説明したが、光学ガラスを成形したものを用いることができる。また、ドーム状ロートの形状を備える金属製の導光体を用いてもよい。ドーム状ロートの形状は、プレスまたは電鋳法により得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明に係る実施の形態における反射型光センサの断面図である。
【図２】本発明に係る実施の形態における反射型光センサの平面図である。
【図３】受光素子の接続法について他の例を示す図である。
【図４】２種の受光素子について接続法を示す図である。
【図５】本発明に係る実施の形態において反射型光センサの全体の製造手順を示すフローチャートである。
【図６】本発明に係る実施の形態において、くぼみつき受光素子製作工程の詳細な内部工程を示すフローチャートである。
【図７】半導体ウエファを示す図である。
【図８】図７の部分拡大図である。
【図９】切断分離された後における１個の受光素子チップを示す図である。
【図１０】本発明に係る実施の形態におけるくぼみ加工の様子を示す図である。
【図１１】本発明に係る実施の形態におけるくぼみ付き受光素子を示す図である。
【図１２】本発明に係る実施の形態において、導光体製作工程の詳細な内部工程を示すフローチャートである。
【図１３】本発明に係る実施の形態において、樹脂成形後の円柱付きドームを示す図である。
【図１４】本発明に係る実施の形態におけるゴムシートの様子を示す図である。
【図１５】本発明に係る実施の形態において、ゴムシートのドーム受突起と円柱付きドームの関係を示す図である。
【図１６】本発明に係る実施の形態において、ゴムシートに円柱付きドームが配置される様子を示す図である。
【図１７】本発明に係る実施の形態における研削カバーの様子を示す図である。
【図１８】本発明に係る実施の形態において、ゴムシートと研削カバーの関係を示す図である。
【図１９】本発明に係る実施の形態において、研削カバーがメッキ後の円柱付きドームをカバーする様子を示す図である。
【図２０】本発明に係る実施の形態における導光体の様子を示す図である。
【図２１】本発明に係る実施の形態において、受光素子配置工程の詳細な内部工程を示すフローチャートである。
【図２２】本発明に係る実施の形態において、光放射部配置工程の詳細な内部工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００６１】
１０  反射型光センサ、１２  下基板、１４  上基板、１６  封止枠、１８  透光性樹脂、２０  発光素子、３０  導光体、５０ａ，５０ｂ，６０  くぼみ付き受光素子、１０２ａ，１０２ｂ  受光素子、１０６  受光素子チップ、１０８  くぼみを加工すべき側面、１１０  加工具、１１２  配置溝、１２０  研削砥石、１４０  円柱付きドーム、１４２  基部、１４４  円柱部分、１４６  半球状空間、１５０  ゴムシート、１５２  ドーム受突起、１５４  半球状部分、１６０  研削カバー、１７０  メッキ後の円柱付きドーム、１７２  円柱付きドームの先端部分、１８０  金属皮膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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