(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面が略長方形形状の回路基板面に発光素子、受光素子、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性樹脂で樹脂封止する赤外線データ通信モジュールにおいて、前記発光素子及び受光素子の少なくともいずれか一方の上面を覆う半球型レンズ部の外周に位置し、前記半球型レンズ部の周囲が反射部材の反射面で囲まれていることを特徴とする赤外線データ通信モジュール。
【請求項２】
前記反射部材の反射面の形状は、逆円錐形状であることを特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項３】
前記反射部材の反射面の形状は、湾曲形状であることを特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項４】
前記反射部材の反射面に反射薄膜が形成されていることを特徴とする請求項２又は３記載の赤外線データ通信モジュール。
【請求項５】
前記反射部材の反射面は、前記発光素子及び受光素子の上面に形成した半球型レンズ部に対応する位置に透孔部を有し、モジュール本体を覆うシールドケースの一部で、シールドケースの透孔部の内縁部近傍に形成したことを特徴とする請求項１記載の赤外線データ通信モジュール。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パーソナルコンピューター、プリンター、ＰＤＡ、ファクシミリ、ページャー、携帯電話等の民生機器に使用される赤外線データ通信モジュールに関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、光通信機能を搭載したノート型パソコン、ＰＤＡ、携帯電話等の携帯機器で赤外線データ通信モジュールの小型化がより強く要求されている。ＬＥＤからなる赤外線発光素子、フォトダイオードからなる受光素子、アンプ、ドライブ回路等が組み込まれたＩＣからなる回路部をリードフレームに直接ダイボンド及びワイヤーボンドし、可視光カットエボキシ樹脂によるレンズ一体の樹脂モールドで、送信部と受信部を一パッケージ化した赤外線データ通信モジュールが開発されている。従来の一般的な赤外線データ通信モジュールの構造について、図３〜図５でその概要を説明する。図３は赤外線データ通信モジュールの外観を示す正面図、図４は図３を上面から透視した平面図、図５は図３の内部構成を示す断面図である。
【０００３】
図３〜図５において、赤外線データ通信モジュール１は、リードフレーム２の上面側のみに、発光素子３、受光素子４及びＩＣチップ５をダイボンド及びワイヤーボンディングして接続されている。前記電子部品を保護すると共に、発光素子３及び受光素子４の上面を可視光線カット剤入りエポキシ系樹脂等の透光性樹脂６で、赤外線光を照射及び集光する機能を持つ、半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成するように樹脂封止する。前記リードフレーム２の端子２ａは、プリント基板等の図示しないマザーボードの配線パターンに実装するために赤外線データ通信モジュール１の本体より外部に飛び出している。
【０００４】
図４及び図５に示すように、リードフレーム２の発光素子３を実装する位置にプレス絞り等で成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂを形成し、傾斜面２ｂに囲まれた底面に発光素子３が実装されている。
【０００５】
しかし、前述した赤外線データ通信モジュールにおいて、発光素子３は、リードフレーム２と一体成形された逆円錐形状の傾斜面２ｂに囲まれているので、発光素子３から出る赤外線光を上面に反射させる効果はあるが、リードフレーム２を使用した実装構造では、赤外線データ通信モジュール１の構成部品である発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及び図示しないコンデンサ等をリードフレーム２の上面側だけに配設するために、実装スペースがそのまま構成部品の面積に効き、平面的にサイズを小さくするのに限界があった。また、リードフレーム２のリード端子２ａが本体の外側に飛び出しているので、プリント基板等のマザーボードへの実装スペースが広くなり、高密度実装を妨げる等の様々な問題があった。
【０００６】
そこで、本出願人は、特願平９−４９５８８号（出願日、平成９年２月１９日）「赤外線データ通信モジュール及びその製造方法」で、モジュール本体をシールドケースで覆った技術を開示している。その概要を図６で説明する。
【０００７】
図６は、赤外線データ通信モジュールの断面図である。７はガラスエポキシ樹脂等よりなる平面が略長方形形状の絶縁性を有する回路基板で、その上面及び下面に形成した導電パターン（図示せず）が、前記回路基板７に形成したスルーホール８のスルーホール電極８ａを介して電気的に接続される。尚、回路基板７は、ガラスエポキシ基板を使用したが、アルミナセラミック基板、ポリエステルやポリイミド等のプラスチックフィルム基板等を使用しても良い。
【０００８】
３は高速赤外ＬＥＤからなる発光素子であり、４はフォトダイオードからなる受光素子である。両者はそれぞれ回路基板７の上面側に実装されており、導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされ接続されている。５は高速アンプ、ドライブ回路等が組み込まれた回路部を有するＩＣチップであり、回路基板７の上面側の導電パターンにダイボンド及びワイヤーボンドされている。前記回路基板７の下面側には、コンデンサ９が半田１０により半田付けされ、前記スルーホール８のスルーホール電極８ａを介して接続されている。回路基板７の下面側にコンデンサ９等を実装しない場合は、前記スルーホール８は不要である。
【０００９】
６は、前述と同様に発光素子３及び受光素子４を樹脂封止する可視光カット剤入りエボキシ系の透光性樹脂である。透光性樹脂６により、発光素子３及び受光素子４の上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂを形成して、赤外線光の照射及び集光の機能を持たせると同時に両素子の保護を行う。回路基板７の下面に実装したコンデンサ９は封止樹脂で封止しても、しなくても良い。
【００１０】
図６に示す赤外線データ通信モジュール１において、発光素子３及び受光素子４の上面に形成した半球型レンズ部６ａ及び６ｂに対応する位置に透孔部１２ａを有するステンレス、アルミ、銅等の部材よりなるシールドケース１２で、前記モジュール本体を覆っている。図６に示すように、発光素子３側の赤外線光の照射幅はＡ１、受光素子４側の赤外線光の集光幅はＢ１に相当する。前記シールドケース１２が回路部等を囲っているので、電磁シールド対策を採ることができ、外部からのノイズ等による影響を防止するのに極めて有効である。従って、半球型レンズ部６ａ及び６ｂ及び図示しないマザーボードに実装される以外の面は、前記シールドケース１２でカバーされている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した赤外線データ通信モジュールには次のような問題点がある。即ち、赤外線データ通信モジュールとして、ＩｒＤＡに２つのタイプが有り、その１つのタイプにＩｒＤＡ１．０規格（中出力）、１．１規格（高出力）がある。１．１規格によるＬＥＤの高出力が要求される場合には、上記したように、特に、発光素子側からの赤外線光の一部は左右に広がってしまう無駄な光を集光、照射することができない。また、受光素子側も受光面積を広くしないとレンズ外周周辺の光を効率良く集光することができない。従って、半球型レンズ部だけでの照射、集光では、高出力化を実現するために、ＬＥＤに頼るか、レンズ径を相当大きくするしかなく、製品を小さくすることに限界があった。また、ＬＥＤに流す電流を大きく上げると、これはＬＥＤの出力の劣化を招くと同時に、セットの低消費電力化の妨げとなる等の致命的な問題となった。
【００１２】
本発明は上記従来の課題に鑑みなされたものであり、その目的は、発光素子及び受光素子の上面を覆う半球型レンズ部の外周に位置し、その周囲が反射部材の反射面で囲み、発光素子からの赤外線光及び受光素子への赤外線光を有効に照射、集光させることにより、低消費電力化及び発光素子の高出力化が計れる、超小型、薄型で安価な赤外線データ通信モジュールを提供するものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における赤外線データ通信モジュールは、平面が略長方形形状の回路基板面に発光素子、受光素子、ＩＣチップ及びコンデンサ等の電子部品を実装し、前記発光素子及び受光素子の上面を半球型レンズ部で覆うように透光性樹脂で樹脂封止する赤外線データ通信モジュールにおいて、前記発光素子及び受光素子の少なくともいずれか一方の上面を覆う半球型レンズ部の外周に位置し、前記半球型レンズ部の周囲が反射部材の反射面で囲まれていることを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記反射部材の反射面の形状は、逆円錐形状であることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記反射部材の反射面の形状は、湾曲形状であることを特徴とするものである。
【００１６】
また、前記反射部材の反射面に反射薄膜が形成されていることを特徴とするものである。
【００１７】
また、前記反射部材の反射面は、前記発光素子及び受光素子の上面に形成した半球型レンズ部に対応する位置に透孔部を有し、モジュール本体を覆うシールドケースの一部で、シールドケースの透孔部の内縁部近傍に形成したことを特徴とするものである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明における赤外線データ通信モジュールについて説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１９】
図１において、平面が略長方形形状の回路基板７面に発光素子３、受光素子４、ＩＣチップ５及びコンデンサ９等の電子部品を実装し、前記発光素子３及び受光素子４の上面を半球レンズ部６ａ、６ｂで覆うように透光性樹脂６で樹脂封止する赤外線データ通信モジュール１１を構成することは、前述の従来技術と同様であるので説明は省略する。
【００２０】
図に示すように、前記発光素子３及び受光素子４の上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂに対応する位置に透孔部１２ａを有するステンレス、アルミ、銅等の部材よりなるシールドケース１２は、透孔部１２ａの内縁部近傍が逆円錐形状をした反射面１２ｂが形成されている。参考までに、従来のシールドケース１２の透孔部１２ａの形状を二点鎖線で示す。
【００２１】
前記反射面１２ｂの表面には、発光素子３（高速赤外ＬＥＤ）からの赤外線光、及び受光素子４（Ｐ−Ｄｉ）への赤外線光の反射効率をアップするために、銀色の反射薄膜１２ｃ、例えば、Ｎｉメッキ層を形成する。
【００２２】
図１に示すように、発光素子３側からの赤外線光は、従来は、左右に広がってしまう無駄な光も、反射面１２ｂと、その表面に形成された反射薄膜１２ｃにより効率良く反射されて上方に集光、照射される。また、受光素子４側への赤外線光は、従来は、半球型レンズ部６ｂのレンズ径より外側で集光できなかった赤外線光を反射面１２ｂと、その表面に形成された反射薄膜１２ｃにより効率良く集光することができるので、受光面積が拡大され、発光素子側及び受光素子側共に感度アップとなる。
【００２３】
図１に示すように、発光素子３側の赤外線光の照射幅Ａ２、及び受光素子４側の赤外線光の集光幅Ｂ２は、前述（図６）したように、発光素子３側の赤外線光の照射幅Ａ１、及び受光素子４側の赤外線光の集光幅Ｂ１に比較して、共に広くなる。即ち、同一の大きさのレンズ径において、Ａ２＞Ａ１、Ｂ２＞Ｂ１となり、反射面１２ｂにより発光及び受光面積が拡大される。
【００２４】
図２は、本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【００２５】
図２において、１１は赤外線データ通信モジュールであり、前記発光素子３及び受光素子４の上面に半球型レンズ部６ａ及び６ｂに対応する位置の、シールドケース１２の透孔部１２ａの内縁部近傍に、湾曲形状をしている反射面１２ｄを形成し、その表面に上記と同様に銀色の反射薄膜１２ｃ、例えば、Ｎｉメッキ層を形成する。参考までに、従来のシールドケース１２の透孔部１２ａの形状を二点鎖線で示す。湾曲形状をしている反射面１２ｄの作用、効果は上述の第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００２６】
上述した第１及び第２の実施の形態では、シールドケースの一部を利用してそれぞれの半球型レンズ部の透孔部の内縁部近傍に反射面を形成したが、前記発光素子及び受光素子の上面を覆う半球型レンズ部の外周部に位置し、その周囲にシールドケース以外の、図示しない反射部材を配設して反射面を形成しても良いことは言うまでもない。
【００２７】
また、上述した第１及び第２の実施の形態では、発光素子側及び受光素子側の両方に反射面を設けたが、いずれか一方に設けても良い。例えば、発光素子側に設けることで、発光素子の照射の感度アップに、より有効である。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、従来は、半球型レンズ部だけでの集光では、高出力化を実現するために、ＬＥＤに頼るか、レンズ径を相当大きくするしかなく、小型化が困難であったが、本発明によれば、半球型レンズ部の周囲が反射部材の反射面で囲むことにより、発光素子側は、左右に広がってしまう無駄な光を集光、照射し、受光素子側は、受光面積が広がり感度アップとなる。
【００２９】
また、反射部材の反射面は、シールドケースの透孔部の内縁部近傍に形成したシールドケースの一部を利用するために、反射面を設けるのに特にコストアップにはならない。
【００３０】
また、反射面に反射薄膜を形成することにより反射効率をアップすることができる。
【００３１】
以上より、低消費電力でＬＥＤの高出力化、受光、発光の感度アップが計られた赤外線データ通信モジュールが提供でき、小型、薄型、低消費電力の高速・長距離通信の民生機器の実現が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【図３】従来の赤外線データ通信モジュールの外観正面図である。
【図４】図３の上面から透視した平面図である。
【図５】図３の断面図である。
【図６】従来のシールドケースを装着した赤外線データ通信モジュールの断面図である。
【符号の説明】
３  発光素子
４  受光素子
５  ＩＣチップ
６  透光性樹脂
６ａ、６ｂ  半球型レンズ部
７  回路基板
１１  赤外線データ通信モジュール
１２  シールドケース
１２ａ  透孔部
１２ｂ、１２ｄ  反射面
１２ｃ  反射薄膜
Ａ１、Ａ２  発光素子側の赤外線光の照射幅
Ｂ１、Ｂ２  受光素子側の赤外線光の集光幅
【図１】
0003900606.tif 000002
【図２】
0003900606.tif 000003
【図３】
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【図４】
0003900606.tif 000005
【図５】
0003900606.tif 000006
【図６】
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