JP2007266049A - 光通信モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】データ通信の確実化を図ることが可能な光通信モジュールを提供すること。
【解決手段】基板１と、基板１に搭載された発光手段３と、基板１に搭載された受光素子４と、発光手段３および受光素子４を駆動制御するための駆動ＩＣ５と、発光手段３、受光素子４、および集積回路素子５を覆う樹脂パッケージ６と、を備える赤外線データ通信モジュールＡ１であって、発光手段３は、赤外線と可視光とを発光し、受光素子４は、赤外線を受光可能とされている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電子機器における双方向通信などに用いられる光通信モジュールに関する。

ノートパソコン、携帯電話、電子手帳などの電子機器における双方向通信には、発光素子および受光素子を備えた光通信モジュールが用いられている。このような光通信モジュールには、たとえばＩｒＤＡ（Infrared Data Association）準拠の赤外線データ通信モジュールが含まれる。

この種の従来の赤外線データ通信モジュールの一例を図５に示す（たとえば、特許文献１参照）。同図に示された赤外線データ通信モジュールＸは、基板９１に搭載された発光素子９３、受光素子９４、集積回路素子９５、および樹脂パッケージ９６を備えている。基板９１には、金属膜からなる配線パターン９２が形成されている。配線パターン９２の一部であるボンディングパッド９２ａには、発光素子９３がダイボンディングされている。発光素子９３は、赤外線を発光可能に構成されている。受光素子９４は、受けた赤外線の光量に応じた起電力を生じることが可能に構成されている。樹脂パッケージ９６には、発光素子９３および受光素子９４の正面に位置する２つのレンズ９６ａ，９６ｂが形成されている。発光素子９３から発せられた赤外線は、レンズ９６ａにより指向性を高められて出射される。一方、図中上方から向かってきた赤外線は、レンズ９６ｂにより受光素子９４へと集光される。このようにして、赤外線データ通信モジュールＸによる赤外線を用いた双方向通信がなされる。

しかしながら、赤外線データ通信モジュールＸから発せられる赤外線は、不可視光線である。このため、赤外線データ通信モジュールＸを用いてデータ通信を行う際に、赤外線が照射されている領域を目視確認することができない。赤外線の照射領域が受信側機器の受信部から外れていると、適切なデータ通信を行えない。したがって、赤外線データ通信モジュールＸによるデータ通信が適切になされているかを判断することが困難であった。

特開２００２−３２４９１６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、データ通信の確実化を図ることが可能な光通信モジュールを提供することをその課題とする。

本発明によって提供される光通信モジュールは、基板と、上記基板に搭載された発光手段と、上記基板に搭載された受光素子と、上記発光手段および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、上記発光手段、上記受光素子、および上記集積回路素子を覆う樹脂パッケージと、を備える光通信モジュールであって、上記発光手段は、赤外線と可視光とを発光し、上記受光素子は、赤外線を受光可能と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、赤外線をデータ通信に利用する一方、可視光を利用して上記光通信モジュールから発せられる赤外線の照射領域を目視確認することができる。したがって、上記光通信モジュールの姿勢をデータ通信に適した姿勢へと容易に調整可能であり、データ通信の確実化を図ることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光手段から赤外線が発せられるときには、上記発光手段から可視光が発せられる構成とされている。このような構成によれば、赤外線を用いたデータ通信時には常に可視光が発せられる。したがって、赤外線の照射領域を確認するために、可視光を発するための別の操作をわざわざ行う必要がなく、便利である。

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には、上記発光手段から発せられる赤外線と可視光とを透過させるレンズが形成されている。このような構成によれば、赤外線と可視光とを同一の領域に照射することが可能である。したがって、赤外線照射領域の目視確認を行うのに有利である。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光手段は、赤外線を発光する発光素子と、可視光を発光する発光素子とを含んでいる。このような構成によれば、上記発光手段を省電力化および小型化に適した構成とすることができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記集積回路素子は、少なくとも可視光を遮断する樹脂によって覆われている。このような構成によれば、可視光が入射することによって上記集積回路素子にノイズが発生することを適切に防止することができる。

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および図２は、本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示している。本実施形態の赤外線データ通信モジュールＡ１は、基板１、発光手段３、受光素子４、駆動ＩＣ５、および樹脂パッケージ６を備えている。赤外線データ通信モジュールＡ１は、ＩｒＤＡ規格に準拠した赤外線を用いた双方向通信が可能に構成されている。なお、図２においては、便宜上樹脂パッケージ６を省略している。

基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂により、全体として平面視長矩形状に形成されている。基板１には、配線パターン２が形成されている。配線パターン２は、たとえばＣｕからなる薄膜に対してパターン形成を施したものである。配線パターン２には、ダイボンディングパッド２１が含まれている。ダイボンディングパッド２１は、発光手段３を搭載するための部分である。また、配線パターン２１は、発光手段３と駆動ＩＣ５とを導通させるためのパッド２２を含んでいる。図２に示すように、基板１の側面には、複数の端子２５が形成されている。複数の端子２５は、赤外線データ通信モジュールＡ１を回路基板などに面実装する際に利用されるものである。各端子２５は、基板１の側面に設けられた凹溝を覆う金属膜によって構成されている。

発光手段３は、発光素子３１，３２を具備して構成されている。発光素子３１は、赤外線を発することができる赤外線発光ダイオードからなる。発光素子３１から発せられる赤外線は、その波長が概ね７７０〜１０００ｎｍ程度であり、不可視光線である。この赤外線は、赤外線データ通信モジュールＡ１によるデータ通信の媒体として用いられる。発光素子３２は、可視光を発することができる可視光発光ダイオードからなる。発光素子３２から発せられる可視光は、その波長が概ね３８０〜７７０ｎｍ程度であり、肉眼によって視認することが可能である。この可視光は、赤外線データ通信モジュールＡ１から発せられる赤外線の照射領域を確認するために用いられる。

発光素子３１，３２は、ともにダイボンディングパッド２１に対して、たとえば導電性接着剤を用いてダイボンディングされている。また、発光素子３１，３２のうち基板１とは反対側の面とパッド２２とは、それぞれワイヤ８によって接続されている。これにより、発光素子３１からの赤外線および発光素子３２からの可視光が同時に発せられる構成とされている。

受光素子４は、たとえば、赤外線を感知することができるＰＩＮフォトダイオードなどからなり、ワイヤ８により配線パターン２と接続されている。受光素子４は、赤外線を受光すると、その光量に応じた起電力を生じることが可能に構成されている。

駆動ＩＣ５は、発光手段３および受光素子４による送受信動作を制御するためのものであり、本発明で言う集積回路素子の一例である。駆動ＩＣ５は、ワイヤ８により配線パターン２と接続され、かつ配線パターン２を通じて発光手段３および受光素子４に接続されている。駆動ＩＣ５は、遮光樹脂７によって覆われている。遮光樹脂７は、図３においてその透過特性が曲線Ａで表される樹脂材料によって形成されている。この樹脂材料は、波長が７７０〜１０００ｎｍ程度である赤外線をほとんど透過させる一方、波長が７７０ｎｍ以下である可視光をほとんど遮蔽する。

樹脂パッケージ６は、たとえば染料を含んだエポキシ樹脂材料により形成されている。このエポキシ樹脂材料は、図３において曲線Ｂで表される透過特性を有しており、赤外線および波長が６１０〜７７０ｎｍ程度の赤色光をほとんど透過させる一方、赤色光以外の可視光のほとんどを遮蔽する。この樹脂パッケージ６は、トランスファモールド法などの手法により形成されており、発光手段３、受光素子４、および駆動ＩＣ５を覆うように基板１上に設けられている。図１に示すように、樹脂パッケージ６には、２つのレンズ６ａ，６ｂが一体的に形成されている。レンズ６ａは、発光手段３の正面に位置しており、発光素子３１，３２の双方から放射された赤外線および可視光を指向性を高めて出射するように構成されている。レンズ６ｂは、受光素子４の正面に位置しており、赤外線データ通信モジュールＡ１に送信されてきた赤外線を集光して受光素子４に入射するように構成されている。

次に、赤外線データ通信モジュールＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、赤外線データ通信モジュールＡ１からは、赤外線のみならず可視光が発せられる。この可視光は、データ通信のための赤外線が発せられる領域を使用者が確認するのに用いることができる。特に、発光素子３１，３２からの赤外線および可視光は、同一のレンズ６ａを透して出射される。このため、赤外線データ通信モジュールＡ１から発せられる赤外線および可視光の照射領域がほとんど一致することとなる。したがって、使用者は、可視光が照射される領域に受信側機器の受信部分が含まれているか否かを目視によって確認することが可能であり、赤外線データ通信モジュールＡ１の姿勢をデータ通信に適した姿勢へと容易に調整することができる。さらに、発光素子３１から赤外線が発せられるときには、発光素子３２からの可視光が常に同時に発せられる。このため、使用者は、わざわざ照射領域を確認するために発光素子３２から可視光を発するための別の操作を行う必要がない。以上より、赤外線データ通信モジュールＡ１によれば、データ通信の確実化を図ることができる。

発光素子３２から発せられる可視光は、樹脂パッケージ６を透過することにより、赤色光として出射される。このため、赤外線データ通信モジュールＡ１をたとえば携帯型電話機に搭載した場合、この携帯型電話機によってデータ通信を行うときには、送受信部が赤色に発光することとなる。これによって、上記携帯型電話機を華やかに見せるという副次的な効果が期待できる。

図３においてその透過特性が曲線Ａで表される遮光樹脂７によって駆動ＩＣ５を覆うことにより、駆動ＩＣ５に可視光が入射することを回避することが可能である。特に、発光素子３２からの可視光が樹脂パッケージ６の内部において乱反射しても、このような可視光は遮光樹脂７によって遮蔽される。したがって、駆動ＩＣ５にノイズが発生することを適切に防止することができる。なお、本実施形態とは異なり、可視光および赤外線を含むほとんど全ての波長の光に対して不透明である樹脂によって遮光樹脂７を形成してもよい。また、樹脂パッケージ６を、ほとんどすべての可視光および赤外線の双方に対して透明である材質によって形成してもよい。

図４は、本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示している。なお、本図において、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。同図に示された赤外線データ通信モジュールＡ２は、樹脂パッケージ６の構成が上述した第１実施形態と異なっている。本実施形態においては、樹脂パッケージ６は、可視光透過部分６１と可視光遮蔽部分６２とによって構成されている。可視光透過部分６１は、発光手段３を覆っており、レンズ６ａが形成されている。可視光透過部分６１の材質は、その透過特性が図３に示す曲線Ｂによって表される樹脂とされている。あるいは、可視光透過部分６１をほとんどすべての可視光および赤外線の双方に対して透明である材質によって形成してもよい。可視光遮蔽部分６２は、受光素子４および駆動ＩＣ５を覆っており、レンズ６ｂが形成されている。可視光遮蔽部分６２の材質は、その透過特性が図３に示す曲線Ａによって表される樹脂とされている。

このような構成によっても、赤外線データ通信モジュールＡ２の赤外線照射領域を可視光を利用して目視確認することができる。また、可視光遮蔽部分６２によって受光素子４および駆動ＩＣ５を含む比較的広い領域において可視光を遮蔽することが可能である。これは、可視光の入射によって駆動ＩＣ５にノイズが生じることを防止するのに適している。

本発明に係る光通信モジュールは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光通信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。

本発明で言う発光手段は、赤外線を発光する発光素子と可視光を発光する発光素子とからなるものに限定されず、赤外線と可視光とを発光可能な構成とされていればよい。たとえば、赤外領域と可視領域とにわたる波長の光を出射可能とされた１つの発光素子によって、発光手段を構成してもよい。発光手段から発せられる可視光は、赤色光に限定されず、目視可能な可視光であればどのような色の光であってもよい。

本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示す断面図である。 本発明に係る光通信モジュールの第１実施形態を示す要部平面図である。 樹脂の透過特性を示すグラフである。 本発明に係る光通信モジュールの第２実施形態を示す断面図である。 従来の光通信モジュールの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ 赤外線データ通信モジュール（光通信モジュール）
１ 基板
２ 配線パターン
３ 発光手段
４ 受光素子
５ 駆動ＩＣ（集積回路素子）
６ 樹脂パッケージ
７ 遮光樹脂
２１ ボンディングパッド
２２ パッド
２５ 端子
３１，３２ 発光素子

Claims (5)

1. 基板と、
   上記基板に搭載された発光手段と、
   上記基板に搭載された受光素子と、
   上記発光手段および上記受光素子を駆動制御するための集積回路素子と、
   上記発光手段、上記受光素子、および上記集積回路素子を覆う樹脂パッケージと、を備える光通信モジュールであって、
   上記発光手段は、赤外線と可視光とを発光し、
   上記受光素子は、赤外線を受光可能とされていることを特徴とする、光通信モジュール。
2. 上記発光手段から赤外線が発せられるときには、上記発光手段から可視光が発せられる構成とされている、請求項１に記載の光通信モジュール。
3. 上記発光手段は、赤外線を発光する発光素子と、可視光を発光する発光素子とを含んでいる、請求項１または２に記載の光通信モジュール。
4. 上記樹脂パッケージには、上記発光手段から発せられる赤外線と可視光とを透過させるレンズが形成されている、請求項１ないし３のいずれかに記載の光通信モジュール。
5. 上記集積回路素子は、少なくとも可視光を遮断する樹脂によって覆われている、請求項１ないし４のいずれかに記載の光通信モジュール。

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