JP2007095724A - 受光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】より広い方向から来る光を検知可能な受光モジュールを提供する。
【解決手段】複数の受光素子２１〜２４と、受光素子２１〜２４からの電気信号を増幅するＩＣチップ３０と、これらの受光素子２１〜２４およびＩＣチップ３０を支持する支持機構１０と、を備えた受光モジュールＡであって、上記支持機構１０は、互いに異なる法線方向をもつ複数の設置面１１ａ〜ｅを備えており、受光素子２１〜２４は、それぞれが複数の設置面１１ａ〜ｄの各々に設置され、これらの受光素子２１〜２４の受光面２５〜２８どうしが互いに異なる方向を向くように配置されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、たとえば、赤外線を利用したリモコン装置や短距離用光通信装置の受光部として用いられるのに好適な受光モジュールに関する。

リモコン装置等に用いられる受光モジュールとしては、たとえば、特許文献１に記載のものが知られている。そのような受光モジュールの一例を図６に示している。図６によると、この受光モジュールＢは、受光素子１２０とこの受光素子１２０からの電気信号を増幅するＩＣチップ１３０とが、支持機構１１０上に設置されており、それらが樹脂パッケージ１５０により封止された構造を備えている。さらに、この樹脂パッケージ１５０の外部には上記受光素子１２０やＩＣチップ１３０と電気的に接続された端子群１４０が突出している。この端子群１４０は、電源電圧端子１４１と、グランド接続端子１４２と、出力端子１４３とから成る。

この受光モジュールＢは、受光素子１２０に外部からの光を集光するために、レンズ１６０を備えている。このレンズ１６０は樹脂パッケージ１５０の一部が、半球状に膨隆形成されたものである。このレンズ１６０によって、本来受光素子１２０へ向かって直進しない光を受光素子１２０へ到達させることができる。

しかしながら、このように、レンズ１６０を設けたとしても、受光モジュールＢが拾うことのできる光は、特定の方向から来る光に限られている。このため、この受光モジュールＢに信号を送る場合、特定の方向から信号を送らなければならなかった。

特開２００５−７９４４０号公報

本発明は上記の事情によって考え出されたものであって、より広い方向から来る光を検知可能な受光モジュールの提供を課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を採用した。

本発明において提供される受光モジュールは、受光面を有する１以上の受光素子と、上記受光素子からの電気信号を増幅するＩＣチップと、これらの受光素子およびＩＣチップを支持する支持機構と、を備えた受光モジュールであって、複数の上記受光素子を備えており、上記支持機構は、互いに異なる法線方向をもつ複数の設置面を備えており、複数の上記受光素子は、それぞれが複数の上記設置面の各々に設置され、これらの受光素子の受光面どうしが互いに異なる方向を向くように配置されていることを特徴とする。

このような構成によれば、この受光モジュールは複数の異なる方向を向く受光面を備えており、複数の異なる方向から来た光でも検知できる。

好ましい実施の形態においては、上記複数の設置面の法線方向は、放射状に配置されている。このような構成によれば、この受光モジュールは上記法線と平行な平面の全方位から来た光を受光することが可能である。

好ましい実施の形態においては、上記ＩＣチップは、複数の上記受光素子に囲われている。このような構成によれば、上記受光素子で囲まれた空間に上記ＩＣチップを収容するので、受光モジュールの小型化を図ることができる。

好ましい実施の形態においては、上記支持機構は、複数の屈曲部を有し、かつ上記各設置面が互いに隣り合う上記屈曲部の間に配置されているフレキシブル配線基板である。このような構成によれば、上記フレキシブル配線基板は折り曲げ加工が容易であるため、複数の上記設置面を容易に実現できる。

本発明のその他の特徴および利点は、図面を参照して以下に行う詳細な説明から、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態について具体的に説明する。

本発明の実施形態に関して、図１ないし図５に示す。図１は本発明に係る受光モジュールＡの斜視図を示している。図２は、図１を図中右下より見た正面図である。図３は、図１および図２におけるIII-III線に沿う断面図である。図１ないし図３に示すように、受光モジュールＡは、フレキシブル配線基板１０と、受光素子２１，２２，２３，２４と、ＩＣチップ３０と、端子群４０と、封止樹脂５０と、トロイダルレンズ６０と、を備えて構成されている。

フレキシブル配線基板１０は、たとえば、ポリィミド樹脂などから形成されたフィルム状のフレキシブル基板の表面に配線パターン（図示略）を形成したものである。この配線パターンは、受光素子２１，２２，２３，２４、ＩＣチップ３０、端子群４０等の電気的接続を図るためのものである。図１ないし図３において、フレキシブル配線基板１０は折り曲げ加工された状態であるが、説明のために、折り曲げ加工前のフレキシブル配線基板１０を図４および図５に示した。ただし、図４は側面図であり、図５は平面図である。

このフレキシブル配線基板１０は、設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅと、開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと、屈曲部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄと、を備えている。設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅには受光素子２１，２２，２３，２４およびＩＣチップ３０が搭載される。開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは、設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄのそれぞれに、図４中の上面から下面まで貫通するように形成されている。図５に示すように、開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄは矩形であり、破線で示す受光素子２１，２２，２３，２４の外縁に内包されるように配置されている。屈曲部１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄは、図４および図５に仮想線で示すように、各設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ，１１ｅの間に設けられている。受光モジュールＡに組み込まれる際には、フレキシブル配線基板１０は、屈曲部１３ａ，１３ｂ，１３ｃにおいては９０度、屈曲部１３ｄにおいては４５度、それぞれ図５の仮想線に沿って折り曲げられており、図１および図３に示すような形状となる。図１および図３で明らかなように、フレキシブル配線基板１０は、その内面が設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄとなり、これらの設置面１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄが設置面１１ｅを囲むような配置となる。

受光素子２１，２２，２３，２４は、たとえば、フォトダイオードであり、受光面２５，２６，２７，２８を備えている。これらの受光面２５，２６，２７，２８に光が当たると、受光素子２１，２２，２３，２４には光起電力が生じる。図４および図５で明確に示されるように、受光素子２１は、受光面２５を備え、受光面２５が開口１２ａを通して受光モジュールＡの外の方向に臨むように設置面１１ａに搭載されている。同様に、受光素子２２は、受光面２６を備え、受光面２６が開口１２ｂを通して外方向に臨むように設置面１１ｂに搭載されている。同様に、受光素子２３は、受光面２７を備え、受光面２７が開口１２ｃを通して外方向に臨むように設置面１１ｃに搭載されている。同様に、受光素子２４は、受光面２８を備え、受光面２８が開口１２ｄを通して外方向に臨むように設置面１１ｄに搭載されている。

ＩＣチップ３０は、上記配線パターンを介して、受光素子２１，２２，２３，２４と電気的に接続されており、受光素子２１，２２，２３，２４で生じた光起電力を増幅する。ＩＣチップ３０は設置面１１ｅに搭載されている。

端子群４０は、電源電圧端子４１と、グランド接続端子４２と、出力端子４３とで構成されており、それぞれの端子は上記配線パターンと接続されている。図２に示すように、端子群４０は、封止樹脂５０から図中下方向へ突出するように設けられている。電源電圧端子４１はＩＣチップ３０に電力を供給するための端子であり、電源に導通する。グランド接続端子４２は受光素子２１，２２，２３，２４およびＩＣチップ３０をグランド接続するための端子で、グランド接続される。出力端子４３はＩＣチップ３０で増幅された電気信号を外部へ出力するための端子である。

封止樹脂５０は、非透光性の絶縁性樹脂で形成されており、受光素子２１，２２，２３，２４およびＩＣチップ３０を保護するために設けられている。図１ないし図３で示されるように、封止樹脂５０は、フレキシブル配線基板１０によって囲われた空間に充填されており、トロイダルレンズ６０の内周内部に位置している。ただし、開口１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄを備える面は、この封止樹脂５０によっては覆われない。

トロイダルレンズ６０は、少なくとも受光素子２１，２２，２３，２４で検知したい波長の光を透過させる樹脂で形成されており、様々な方向から来る光を受光面２５，２６，２７，２８へ集束させる目的で設けられている。トロイダルレンズ６０は、図１に示したように、円状の外縁と、矩形の内縁を備えており、上記外縁と上記内縁をつなぐ側面の断面は半円状となっている。上記内周には、折り曲げ加工されたフレキシブル配線基板１０および封止樹脂５０が収納されている。

次に、受光モジュールＡの作用について説明する。

受光素子２１，２２，２３，２４は、受光面２５，２６，２７，２８の法線が、図３に示すように、互いに９０度の角度をなす配置とされている。また、フレキシブル配線基板１０の周囲３６０度全部を囲むトロイダルレンズ６０によって、受光面２５，２６，２７，２８には、正面方向だけではなく、より広い方向からの光が到達することが期待できる。このため、受光モジュールＡは、図３に示す断面を含む面内のどの方向から来た光でも検知可能である。すなわち、この受光モジュールＡに、外部から光信号を送る際に、特定の方向から送信しないと信号が検知されないという不都合は起こらない。

受光モジュールＡは、フレキシブル配線基板１０を矩形状に折り曲げ、その矩形内部に、受光素子２１，２２，２３，２４およびＩＣチップ３０が配置されるように構成されている。このため、受光素子２１，２２，２３，２４およびＩＣチップ３０を外光から保護するための封止樹脂５０を形成しなければならない領域は、フレキシブル配線基板１０が形成する矩形内に限定される。このため、受光モジュールＡの形状はコンパクトとなり、小型化を図りやすい。

本発明に係る受光モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る受光モジュールの各部の具体的な構成は、様々に設計変更自在である。たとえば、フレキシブル配線基板の外側に受光素子を配置してもよい。また、ＩＣチップは、フレキシブル配線基板に囲われた配置とすることが好ましいが、フレキシブル配線基板に囲われない構成としてもよい。通信媒体となる光の選択も自由である。

本発明に係る受光モジュールの一例を示す斜視図である。 図１の受光モジュールを図１中右下方向より見た正面図である。 図１および図２のIII-III線に沿う断面図である。 折り曲げ加工前の本発明に係るフレキシブル配線基板の側面図である。 折り曲げ加工前の本発明に係るフレキシブル配線基板の平面図である。 従来の受光モジュールの一例を示す平面図である。

符号の説明

Ａ 受光モジュール
１０ フレキシブル配線基板（支持機構）
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 設置面
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ 開口
１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ 屈曲部
２１，２２，２３，２４ 受光素子
２５，２６，２７，２８ 受光面
３０ ＩＣチップ
４０ 端子群
４１ 電源電圧端子
４２ グランド接続端子
４３ 出力端子
５０ 封止樹脂
６０ トロイダルレンズ

Claims (4)

1. 受光面を有する１以上の受光素子と、
   上記受光素子からの電気信号を増幅するＩＣチップと、
   これらの受光素子およびＩＣチップを支持する支持機構と、を備えた受光モジュールであって、
   複数の上記受光素子を備えており、
   上記支持機構は、互いに異なる法線方向をもつ複数の設置面を備えており、
   複数の上記受光素子は、それぞれが複数の上記設置面の各々に設置され、これらの受光素子の受光面どうしが互いに異なる方向を向くように配置されていることを特徴とする、受光モジュール。
2. 上記複数の設置面の法線方向は、放射状に配置されている、請求項１に記載の受光モジュール。
3. 上記ＩＣチップは、複数の上記受光素子に囲われている、請求項２に記載の受光モジュール。
4. 上記支持機構は、複数の屈曲部を有し、かつ上記各設置面が互いに隣り合う上記屈曲部の間に配置されているフレキシブル配線基板である、請求項１ないし３のいずれかに記載の受光モジュール。

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