(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板面に電極パターンを形成し、前記電極パターンに発光素子、受光素子、ＩＣチップ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レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で樹脂封止したモジュール本体よりなる赤外線通信デバイスにおいて、前記発光素子及び受光素子の上面を覆うレンズ部は一体的に成形されるとともに、前記発光素子の上面を覆うレンズ部形状は、前記発光素子と受光素子を結ぶ線上方向に軸心を有する略半円柱状であることを特徴とする赤外線通信デバイス。
【請求項２】
平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板面に電極パターンを形成し、前記電極パターンに発光素子、受光素子、ＩＣチップ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レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で樹脂封止したモジュール本体よりなる赤外線通信デバイスにおいて、前記発光素子及び受光素子の上面を覆うレンズ部は一体的に成形されるとともに、前記発光素子の上面を覆うレンズ部形状は、前記発光素子と受光素子を結ぶ線上方向に軸心を有する略半楕円状であることを特徴とする赤外線通信デバイス。
【請求項３】
前記モジュール本体をシールド部材でシールドしたことを特徴とする請求項１又は２記載の赤外線通信デバイス。
【請求項４】
前記発光素子は複数個で成り、前記略半円柱状又は半楕円状のレンズ部の軸心に沿って直線状に配列されていることを特徴とする請求項１乃至３記載の赤外線通信デバイス。
【請求項５】
平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板面に電極パターンを形成し、前記電極パターンに発光素子、受光素子、ＩＣチップ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レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で樹脂封止したモジュール本体よりなる赤外線通信デバイスにおいて、前記発光素子及び受光素子の上面を覆うレンズ部は一体的に成形されるとともに、前記発光素子の上面を覆うレンズ部形状は、前記発光素子と受光素子を結ぶ線上方向に軸心を有する略半円柱状のレンズ部の両端部が略楕円の一部で形成されていることを特徴とする赤外線通信デバイス。
【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電子機器相互間におけるデータの光双方向通信を可能とした赤外線通信デバイスに関する。
【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からなる回路部を回路基板に直接ダイボンド及びワイヤーボンドし、可視光線カット剤入り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体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通信デバイスの構造について、図７〜図９でその概要を説明する。図７は、赤外線通信デバイスの外観を示す斜視図である。図８は、図７における赤外ＬＥＤ素子のＸ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。図９は、一般的な半球型レンズのＸ及びＹ方向の指向性を説明する放射パターン図である。
【０００３】
図７において、１は、赤外線通信デバイスである。２はガラスエボキシ、ＢＴレジン等の耐熱性及び絶縁性を有する回路基板であり、表面には図示しない電極パターンが形成されている。
【０００４】
図示しない発光素子として赤外ＬＥＤ素子及び受光素子としてフォトダイオードが回路基板２上面側に形成された電極パターンにダイボンド及びワイヤーボンド実装されている。赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオードは電極パターン上に、導電性接着剤として銀ペースト等のダイボンドペーストで電気的に接続されている。前記回路基板２上には、前記赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオード以外に、ＩＣチップ等の電子部品が搭載されている。
【０００５】
７は、赤外ＬＥＤ素子及びフォトダイオード等を樹脂封止する可視光線カット剤入りエポキシ系樹脂等の透光性の封止樹脂で、赤外ＬＥＤ素子及びフォトトダイオードの上面に半球型レンズ部７ａ（図ではモジュールサイズを小さくするために２列、４個の配列）及び７ｂを形成し、赤外線光を照射及び集光する機能を持たせると同時に両素子の保護を行う。
【０００６】
８は、略箱型形状をした薄板、例えば、略０．１５ｍｍの厚さのステンレス、アルミ、銅、鉄等の金属製のシールドケースである。シールドケース８は、前記赤外ＬＥＤ素子、フォトダイオード及び回路部を囲っているので、電磁シールド対策を採ることができ、外部からのノイズなどによる影響を防止するのに極めて有効である。シールドケース８の外部端９は、図示しないマザーボードのＧＮＤ電極に半田にて半田付けされる。
【０００７】
図７において、回路基板２の面に実装された赤外ＬＥＤ素子の配列は、長距離／広指向性を満足するために狭指向性で且つ高出力の赤外ＬＥＤ素子４個の角度を略３０度ずつ変化させて配置する。図８において、Ｘ方向の放射パターンを示し、実装角度の異なる４個の赤外ＬＥＤ素子から照射された光は略１２０度の範囲に照射され、二点鎖線で示す放射パターンＢのようにＸ方向に広い指向性を有している。Ｙ方向の放射パターンは、図９に示すように半球型レンズの場合はＸ、Ｙ方向とも同一の狭い二点鎖線で示す放射性パターンＣとなる。従って、Ｘ方向に広く、Ｙ方向に狭い指向性が実現し、広い範囲で強い光出力を得ることができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した赤外線通信デバイスには次のような問題点がある。即ち、赤外ＬＥＤ素子の角度を変化させて実装するため、レンズ角度に合わせて赤外ＬＥＤ素子の角度をつけ実装する必要が有り難易度が高い。
【０００９】
また、レンズ成形に際し個々の半球型レンズ部の方向が異なるので金型の脱型性及び個々のレンズの中心出しが困難である。
【００１１】
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、赤外ＬＥＤ素子側のレンズ形状は従来の半球型レンズの代わりに半円柱状又は半楕円状のレンズ形状にして、Ｘ方向に広く、Ｙ方向に狭い指向性が実現し、広い範囲で強い光出力を得る安価で、超小型、薄型の信頼性に優れた赤外線通信デバイスを提供するものである。
【００１２】
【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通信デバイスは、平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板面に電極パターンを形成し、前記電極パターンに発光素子、受光素子、ＩＣチップ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レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で樹脂封止したモジュール本体よりなる赤外線通信デバイスにおいて、前記発光素子及び受光素子の上面を覆うレンズ部は一体的に成形されるとともに、前記発光素子の上面を覆うレンズ部形状は、前記発光素子と受光素子を結ぶ線上方向に軸心を有する略半円柱状であることを特徴とするものであり、また、平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂等よりなる回路基板面に電極パターンを形成し、前記電極パターンに発光素子、受光素子、ＩＣチップ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レンズ部で覆うように透光性のエポキシ樹脂で樹脂封止したモジュール本体よりなる赤外線通信デバイスにおいて、前記発光素子及び受光素子の上面を覆うレンズ部は一体的に成形されるとともに、前記発光素子の上面を覆うレンズ部形状は、前記発光素子と受光素子を結ぶ線上方向に軸心を有する略半楕円状であることを特徴とする。
【００１３】
前記モジュール本体をシールド部材でシールドしたことを特徴とするものである。
【００１４】
また、前記発光素子は複数個で成り、略半円柱状又は半楕円状のレンズ部の軸心に沿って直線状に配列されていることを特徴とするものである。
【００１５】
また、前記発光素子の上面を覆う略半円柱状のレンズ部の両端部が略楕円の一部で形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
【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通信デバイスについて説明する。図１〜図４は、本発明の第１の実施の形態に係わり、図１は、赤外線通信デバイスの外観を示す斜視図である。図２は、図１のＸ方向の断面図である。図３は、図１における赤外ＬＥＤ素子のＹ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。図４は、図１における赤外ＬＥＤ素子のＸ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。図において、従来技術と同一部材は同一符号で示す。
【００１７】
図１において、１０は、赤外線通信デバイスである。２は、従来と同様に、平面が略長方形形状のガラスエポキシ樹脂よりなる回路基板で、表面には図示しない電極パターンが形成さている。４個の赤外ＬＥＤ素子３、フォトダイオード４及びＩＣチップ５等の電子部品が回路基板２表面側に形成さた電極パターンに銀ペースト等の導電性接着剤によりダイボンドされ、金線６等のボンディングワイヤーによりワイヤーボンド実装されている。１１は反射カップで赤外ＬＥＤ素子３を取り囲むように配設されている。前記４個の赤外ＬＥＤ素子３は略半円柱状型レンズ部７ｃの軸心に沿って直線状に配列されている
【００１８】
また、赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオード４等の上面をエポキシ樹脂等の透光性の封止樹脂７で、赤外ＬＥＤ素子３及びフォトダイオード４の上面に半円柱状型レンズ部７ｃ及び半球型レンズ部７ｂを一体的に成形し、赤外線光を照射及び集光する機能を持たせると同時に両素子の保護を行っている。
【００１９】
前記赤外ＬＥＤ素子３の上面を覆う半円柱状型レンズ部７ｃの形状は、上記したように赤外ＬＥＤ素子３とフォトダイオード４を結ぶ線上方向、即ち、図１のＸ方向に軸心を有し、且つ、略半円柱状（かまぼこ型）に形成されている。電磁シールド対策を採るシールドケース８は従来と同様である。
【００２０】
前記赤外ＬＥＤ素子３の上面に配設した半円柱状型レンズ部７ｃのＸ方向とＹ方向の放射パターンが異なる。図３は、Ｙ方向の放射パターンを示し、赤外ＬＥＤ素子３から照射された光は二点鎖線で示す放射パターンＡのようにＹ方向に狭い指向性を有している。
【００２１】
図４は、Ｘ方向の放射パターンを示し、赤外ＬＥＤ素子３から照射さた光は略１２０度の範囲に照射され、二点鎖線で示す放射パターンＢのようにＸ方向に広い指向性を有している。
【００２２】
赤外ＬＥＤ素子３の１個当たりの指向性は広いが、４個使用することにより更に広指向性、高出力を得ることが可能である。
【００２３】
図５及び図６は本発明の第２の実施の形態に係わり、図５は、赤外線通信デバイスの外観を示す斜視図である。図６は、図５における赤外ＬＥＤ素子のＸ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。前述した第１の実施の形態と異なるところは、前記赤外ＬＥＤ素子３を覆うレンズ部の形状を略半円柱状型レンズ部から略半楕円状型レンズ部７ｄに置換したものであり、その他の構成は同様である。略半楕円状型レンズ部７ｄにすることによりＸ方向の放射パターンＢを広くすることができる。第１の実施の形態と同様な作用・効果を生じることは言うまでもない。
【００２４】
また、図示しないが、前述した第１及び第２の実施形態を組み合わせ、前記赤外ＬＥＤ素子３の上面を覆う略半円柱状型のレンズ部の両端部が略楕円の一部で形成することにより、更にＸ方向に広く、Ｙ方向に狭い指向性が実現し、広い範囲で強い光出力を得ることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の赤外線通信デバイスは、従来のように個々のレンズに角度をつける必要もなく、赤外ＬＥＤ素子の実装が容易で小型化が可能になる。また、レンズと赤外ＬＥＤ素子の位置調整が容易になる。更に、金型の脱型性が良好である等生産性が向上する。製品のコストダウン、信頼性の向上、小型・薄型になる等の様々な実用効果を発揮する赤外線通信デバイスを提供することができる。
【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通信デバイスの外観を示す斜視図である。
【図２】図１のＸ方向の断面図である。
【図３】図１における赤外ＬＥＤ素子のＹ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。
【図４】図１における赤外ＬＥＤ素子のＸ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。
【図５】本発明の第２の実施の形態に係わる赤外線通信デバイスの外観を示す斜視図である。
【図６】図５における赤外ＬＥＤ素子のＸ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。
【図７】従来の赤外線通信デバイスの外観を示す斜視図である。
【図８】図７における赤外ＬＥＤ素子  Ｘ方向の指向性を説明するための放射パターン図である。
【図９】一般的な半球型レンズのＸ及びＹ方向の指向性を説明する放射パターン図である。
【符号の説明】
２  回路基板
３  赤外ＬＥＤ素子
４  フォトダイオード
５  ＩＣチップ
７  封止樹脂
７ｂ  半球型レンズ部
７ｃ  半円柱状レンズ部
７ｄ  半楕円状型レンズ部
８  シールドケース
１０、１０Ａ  赤外線通信デバイス
Ａ  Ｙ方向の放射パターン
Ｂ  Ｘ方向の放射パターン
【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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