JP2007194381A - 受光モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】搭載される電化製品の形状によらず赤外線を適切に受光可能な受光モジュールを提供すること。
【解決手段】受光素子２と、受光素子２を覆い、かつ赤外線を透過可能な樹脂パッケージ４と、を備えた受光モジュールＡ１であって、樹脂パッケージ４には、受光素子２から離間する方向に突出し、かつ受光素子２から離間した側の先端が光入射部４２ａとされた導光部４２が形成されている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電化製品に組み込まれるリモコン用などの受光モジュールに関する。

図８は、電化製品の赤外線リモコン用の受光モジュールの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された受光モジュールＸは、フレーム９１上に搭載された受光素子９２および集積回路素子９３を備えている。受光素子９２および集積回路素子９３は、樹脂パッケージ９４により封止されている。樹脂パッケージ９４には、受光素子９２の正面に位置するレンズ９４ａが形成されている。樹脂パッケージ９４のうちレンズ９４ａ以外の部分は、導電性樹脂９５により覆われている。導電性樹脂９５は、集積回路素子９３が電磁ノイズや可視光などを受けることにより誤動作することを防止する、いわゆるシールド効果を発揮するものである。受光モジュールＸにおいては、送信された赤外線をレンズ９４ａによって受光素子９２に集光することにより、その受信感度が高められている。

しかしながら、送信された赤外線を適切に受光するには、上記電化製品の筐体に形成された開口などにレンズ９４ａを配置する必要がある。受光モジュールＸは、フレーム９１のうち樹脂パッケージ９４から露出した部分を利用して上記電化製品の基板などに実装される。この基板と上記筐体との間には、上記基板に実装された受光モジュールＸ以外の電子部品を収容するための空間が必要である。一方、受光モジュールＸは、年々小型化および薄型化が進められており、たとえばフレーム９１からレンズ４１ａの頂部までの距離が、数ｍｍ程度とされる。このため、レンズ９４ａを上記筐体の上記開口付近に配置することが困難であり、適切に赤外線を受信することが妨げられる場合があった。

特開２００５−５１０３１号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、搭載される電化製品の形状によらず赤外線を適切に受光可能な受光モジュールを提供することをその課題とする。

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。

本発明によって提供される受光モジュールは、受光素子と、上記受光素子を覆い、かつ上記受光素子が受光する光を透過可能な樹脂パッケージと、を備えた受光モジュールであって、上記樹脂パッケージには、上記受光素子から離間する方向に突出し、かつ上記受光素子から離間した側の先端が光入射部とされた導光部が形成されていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記受光モジュールを電化製品に搭載する場合に、上記光入射部を上記受光素子から離間した開口などの付近に適切に配置することが可能である。したがって、上記電化製品のデザインによらず、上記受光モジュールの受光感度を高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記導光部のうち上記光入射部よりも上記受光素子寄りの部分が、柱状とされている。このような構成によれば、上記光入射部を上記受光素子から離間配置させるのに都合が良い。また、上記柱状の部分は、上記光入射部から入射した光を上記受光素子に向けて進行させるのに適している。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記光入射部は、レンズとして構成されている。このような構成によれば、上記受光モジュールに向かってきた光をより多く受光することが可能であり、上記受光モジュールの受光感度をさらに高めることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記樹脂パッケージは、上記受光素子を覆う部分と上記導光部とが、互いに屈折率が異なる材質によって形成されており、上記受光素子を覆う部分と上記導光部との境界面は、ドーム状とされている。このような構成によれば、上記導光部内を進行してきた光を上記受光素子に向けて適切に集光することが可能である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、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き、図面を参照して具体的に説明する。

図１〜図３は、本発明に係る受光モジュールの第１実施形態を示している。図１に示すように、本実施形態の受光モジュールＡ１は、フレーム１、受光素子２、集積回路素子３、および樹脂パッケージ４を備えている。なお、図３においては、樹脂パッケージ４のうちフレーム１よりも紙面手前側にある部分を省略している。

図１および図３に示すように、フレーム１は、ダイボンディングパッド１１，１２、３つの内部リード１３、および３つの外部リード１４を有している。フレーム１は、たとえばＣｕからなり、これらの材質からなる金属板を打ち抜き加工することなどにより形成されている。ダイボンディングパッド１１，１２は、それぞれ受光素子２および集積回路素子３を搭載するための部分である。ダイボンディングパッド１１，１２は、それぞれが矩形状とされている。

フレーム１は、３つの内部リード１３とこれらに連結された３つの外部リード１４を有している。３つの内部リード１３は、いずれも樹脂パッケージ４に覆われている。３つの内部リード１３のうち中央に配置されたものは、ダイボンディングパッド１２に繋がっている。３つの外部リード１４は、樹脂パッケージ４の側面からいずれも突出している。３つの外部リード１４のうち、中央に配置されたものは、グランド接続に用いられる。また、両側の２本の外部リード１４は、いずれか一方が出力用として、他方が電源電圧の供給用としてそれぞれ用いられる。

受光素子２は、たとえばＰＩＮフォトダイオードであり、外部のリモコン送信機から発せられた赤外線を受光すると、それに応じた光起電力を生じて電流を流すように構成されている。この受光素子２は、特に図示しないがＰ型半導体層およびＮ型半導体層をそれぞれ上層および下層としたＰＮ接合構造を有しており、それらの電極は、図２においていずれもこの受光素子２の上面に設けられている。受光素子２は、その下層のＮ型半導体層とダイボンディングパッド１１との間に絶縁性を確保するための絶縁材（図示省略）を介してボンディングされている。

集積回路素子３は、受光素子２に流れる電流を出力信号に変換して外部の制御機器に出力するものであり、電流／電圧変換回路、増幅回路、リミット回路、検波回路などを備えている。図２および図３に示すように、集積回路素子３は、たとえば銀ペーストなどの導体層（図示省略）を介してダイボンディングパッド１２にボンディングされている。

図３に示すように、受光素子２および集積回路素子３は、ワイヤ５を用いたワイヤボンディングにより電気的な接続がなされている。すなわち、受光素子２のうち上記Ｎ型半導体層の電極が集積回路素子３の電極と、上記Ｐ型半導体層の電極がダイボンディングパッド１１から延出する部分と、それぞれワイヤ５を介して接続されている。また集積回路素子３の他の電極は、内部リード１３に対してワイヤ５を介して接続されている。

樹脂パッケージ４は、本体部４１と導光部４２とを具備して構成されている。本体部４１は、受光素子２、集積回路素子３、ダイボンディングパッド１１，１２、および内部リード１３を封止し、これらを保護するためのものである。本体部４１は、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂からなり、赤外線を透過させる一方、たとえば可視光に対する透光性が小さいものとされている。本体部４１のうち受光素子２の正面に位置する部分には、ドーム状のレンズ４１ａが形成されている。このレンズ４１ａは、導光部４２内を進行してきた赤外線を屈折させて受光素子２へと集光するためのものである。本体部４１の側面からは、３つの外部リード１４が突出している。図２に示すように、３つの外部リード１４および、外部リード１４が突出している本体部４１の側面を利用して、受光モジュールＡ１は、たとえば電化製品の回路基板Ｓに実装される。

導光部４２は、レンズ４１ａを覆うように形成されており、図１および図２における図中上方に突出している。導光部４２の材質は、本体部４１と同様に、たとえば顔料を含んだエポキシ樹脂であるが、その屈折率が本体部４１を形成するエポキシ樹脂とは異なっている。導光部４２は、光入射部４２ａと円柱部４２ｂとを有している。光入射部４２ａは、導光部４２のうち受光素子２から離間した側の端面によって構成されており、受光モジュールＡ１外から送信された赤外線を導光部４２内に入射させるための部分である。図２に示すように、光入射部４２ａは、たとえば上記電化製品の筐体Ｃに形成された開口Ｃｏ付近に配置される。

円柱部４２ｂは、図１および図２における図中上下方向に延びた円柱形状とされており、光入射部４２ａから入射した赤外線をレンズ４１ａへと導くための部分である。本実施形態においては、円柱部４２ｂは、その長手方向において直径が一定とされている。また、円柱部４２ｂのサイズは、その直径が５ｍｍ程度、その長さが２〜３０ｍｍ程度とされている。円柱部４２ｂの直径は、レンズ４１ａの直径の７０〜１３０％程度が好ましい。

受光モジュールＡ１は、たとえば以下の手順により製造できる。まず、フレーム１に受光素子２および集積回路素子３をボンディングする。次に、フレーム１のうち受光素子２および集積回路素子３が搭載された部分をこれらとともに金型内に配置する。そして、真空成形または減圧成形を用いて上述した樹脂材料により本体部４１を形成する。さらに、別の金型を用意し、この金型のキャビティによってレンズ４１ａを覆う。この状態で、いわゆるセカンドモールドの手法により、本体部４１を形成した樹脂材料とは別の樹脂材料を用いて導光部４２を形成する。以上の手順により、受光モジュールＡ１が得られる。

次に、受光モジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、光入射部４２ａが受光素子２に対してレンズ４１ａよりもさらに離間した位置とされている。このため、受光モジュールＡ１の実装位置から離れた位置にある開口Ｃｏ付近に光入射部４２ａを配置することが可能である。したがって、上記電化製品のデザインによらず、送信された赤外線を適切に受光することができる。また、円柱部４２ｂは、その側面が導光部４２の長手方向に沿って延びている。このため、光入射部４２ａから入射した赤外線は、円柱部４２の上記側面から出射しにくく、上記側面によって全反射されやすい。したがって、光入射部４２ａから入射した赤外線をレンズ４１ａへと進行させるのに適している。

光入射部４２ａから入射した赤外線は、円柱部４２ｂ内をその長手方向に沿って進行してくる。この赤外線がそのまま進行すると、受光素子２によって受光されない赤外線が多くなる。本実施形態においては、本体部４１と導光部４２とが互いに屈折率が異なる材質からなるため、レンズ４１ａによる集光効果が発揮される。したがって、受光素子２による受光感度を高めるのに適している。

図４〜図７は、本発明に係る受光モジュールの他の実施形態示している。図４以降の図面においては、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

図４は、本発明に係る受光モジュールの第２実施形態を示している。同図に示された受光モジュールＡ２は、光入射部４２ａの形状が上述した第１実施形態と異なっている。本実施形態においては、光入射部４２ａは、ドーム状のレンズとして構成されている。このような構成によれば、筐体Ｃの開口Ｃｏに向かってくる赤外線のうち、より広い方向から進行してきた赤外線を導光部４２内へと入射させることが可能である。したがって、受光モジュールＡ２の受光感度を高めるのに有利である。

図５は、本発明に係る受光モジュールの第３実施形態を示している。本実施形態の受光モジュールＡ３においては、光入射部４２ａが、中央に位置するドーム上の部分と、これを囲うように配置された複数の同心円状のリング部とを有しており、いわゆるフレネルレンズとして構成されている。このよう構成によれば、図４に示されたドーム状のレンズとされた光入射部４２ａを備える構成と比べて、光入射部４２ａの突出量を小さくすることが可能である。したがって、筐体Ｃから光入射部４２ａが過大に突出することを回避しつつ、受光モジュールＡ３の受光感度を高めることができる。

図６は、本発明に係る受光モジュールの第４実施形態を示している。本実施形態の受光モジュールＡ４においては、光入射部４２ａが、球体面として構成されている。このような構成によれば、たとえば図４に示された構成とくらべてより多くの赤外線を導光部４２内へと入射させることができる。

図７は、本発明に係る受光モジュールの第５実施形態を示している。本実施形態の受光モジュールＡ５においては、上述した実施形態の円柱部４２ｂに代えて角柱部４２ｃが備えられている。このような構成によっても、光入射部４２ａから入射した赤外線を受光素子２へと適切に導くことができる。

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、種々に設計変更自在である。

光入射部の形状は、上述した実施形態に限定されず、赤外線などの光を入射させるのに適した形状であれば良い。導光部は、円柱部または角柱部を有する形状に限定されず、光入射部から入射した光を受光素子へと適切に導く形状であれば良く、たとえば円柱部および角柱部などの他にテーパ状の部分を有する形状としても良い。導光部と本体部とは互いに異なる屈折率を有する材質によって形成されることが、それらの境界面にレンズ効果を発揮させるのに有利であるが、本発明に係る樹脂パッケージはこれに限定されず、全体が単一の材質からなる構成であっても良い。受光素子としては、赤外線を受光可能なものに限定されず、赤外線以外のあらゆる波長の光を受光可能なものを用いてもよい。

本発明に係る受光モジュールの第１実施形態を示す全体斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係る受光モジュールの第２実施形態を示す断面図である。 本発明に係る受光モジュールの第３実施形態を示す断面図である。 本発明に係る受光モジュールの第４実施形態を示す断面図である。 本発明に係る受光モジュールの第５実施形態を示す斜視図である。 従来の受光モジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ 受光モジュール
１ フレーム
２ 受光素子
３ 集積回路素子
４ 樹脂パッケージ
５ ワイヤ
４１ 本体部
４１ａ レンズ
４２ 導光部
４２ａ 光入射部
４２ｂ 円柱部
４２ｃ 角柱部

Claims (4)

1. 受光素子と、
   上記受光素子を覆い、かつ上記受光素子が受光する光を透過可能な樹脂パッケージと、
   を備えた受光モジュールであって、
   上記樹脂パッケージには、上記受光素子から離間する方向に突出し、かつ上記受光素子から離間した側の先端が光入射部とされた導光部が形成されていることを特徴とする、受光モジュール。
2. 上記導光部のうち上記光入射部よりも上記受光素子寄りの部分が、柱状とされている、請求項１に記載の受光モジュール。
3. 上記光入射部は、レンズとして構成されている、請求項１または２に記載の受光モジュール。
4. 上記樹脂パッケージは、上記受光素子を覆う部分と上記導光部とが、互いに屈折率が異なる材質によって形成されており、
   上記受光素子を覆う部分と上記導光部との境界面は、ドーム状とされている、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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