JP2021048186A - 光センサ及び電子機器 - Google Patents

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Abstract

【課題】クロストークを低減できる光センサ及び電子機器を提供する。【解決手段】光センサ10は、厚さ方向Zと交差する基板主面211及び基板裏面212を有する基板20と、基板主面211上に実装され、基板主面211に沿って光を出射する発光素子40と、基板主面211上に設けられ、発光素子40から発光素子40の光の出射方向に進んだ位置に配置される反射部70と、基板主面211上に実装される受光素子50と、を備える。反射部70は、発光素子40から出射される光を基板主面211から離れる方向に反射する反射面721を有する。【選択図】図3

Description

本発明は、光センサ及び電子機器に関する。
特許文献1には、光センサの一例として、電極パターンが形成される基板と、基板上に配置される発光ダイオードと、発光ダイオードと隣接するように基板上に配置されるフォトICと、発光ダイオードとフォトICとを一体に囲う外壁と、を備える反射型フォトセンサが開示されている。
特開2007−13050号公報
上記のような光センサは、電子機器に搭載される場合、発光ダイオードとフォトICとが配置される空間に異物が混入しないように、透光カバーで覆われる場合がある。この場合、上記のような光センサは、発光ダイオードから出射する光の一部が透光カバーの上面及び下面で反射されることに起因するクロストークが発生するおそれがある。
本開示の目的は、クロストークを低減できる光センサ及び電子機器を提供することである。
以下、上記課題を解決するための手段及びその作用効果について記載する。
上記課題を解決する光センサは、厚さ方向と交差する基板主面及び基板裏面を有する基板と、前記基板主面上に実装され、前記基板主面に沿って光を出射する発光素子と、前記基板主面上に設けられ、前記発光素子から前記発光素子の光の出射方向に進んだ位置に配置される反射部と、前記基板主面上に実装される受光素子と、を備え、前記反射部は、前記発光素子から出射される光を前記基板主面から離れる方向に反射する反射面を有する。
上記構成の光センサが透光カバーで覆われた状態で電子機器に搭載される場合を想定する。この場合、発光素子から出射される光は、反射面で反射された後に基板主面から離れる方向に進む。そして、基板主面から離れる方向に進む光は、透光カバーを透過して、検出対象となる物体に向かう。つまり、上記構成の光センサにおいて、発光素子から出射される光は、一度反射面で反射された後に透光カバーに入射する。ここで、発光素子から出射される光は、反射面で反射されることにより偏光される。その結果、光センサから透光カバーに向かう光が、透光カバーの下面及び上面で反射されにくくなる。こうして、光センサは、クロストークを低減できる。
上記光センサ及び電子機器によれば、クロストークを低減できる。
第1実施形態の光センサの平面図。 カバーの図示を省略した第1実施形態の光センサの平面図。 図1の3−3線矢視断面図。 図1の4−4線矢視断面図。 第1実施形態の発光素子とサブマウント基板との拡大断面図。 第1実施形態の反射部の拡大断面図。 第1実施形態の光センサを備える電子機器の概略構成を示す断面図。 カバーの図示を省略した第2実施形態の光センサの平面図。 第2実施形態の光センサの断面図。 カバーの図示を省略した第3実施形態の光センサの平面図。 第3実施形態の光センサの断面図。 カバーの図示を省略した第4実施形態の光センサの平面図。 第4実施形態の光センサの断面図。 カバーの図示を省略した第5実施形態の光センサの平面図。 第5実施形態の光センサの断面図。 第6実施形態の光センサの平面図。 第6実施形態の光センサの断面図。 第7実施形態の光センサの断面図。 第8実施形態の光センサの平面図。
以下、光センサ及び電子機器の一実施形態について図面を参照して説明する。以下に示す各実施形態は、技術的思想を具体化するための構成や方法を例示するものであり、各構成部品の材質、形状、構造、配置、寸法等を下記のものに限定するものではない。以下の各実施形態は、種々の変更を加えることができる。
(第1実施形態)
図1〜図4に示すように、光センサ10は、基板20と、サブマウント基板30と、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60と、反射部70と、カバー80と、接着層90と、を備えている。
光センサ10は、略直方体状をなしている。以降の説明では、光センサ10の形状にしたがって方向を定義する。詳しくは、光センサ10の厚さ方向を「厚さ方向Z」とし、厚さ方向Zと直交する方向を「第1方向X」とし、厚さ方向Z及び第1方向Xの両方向と直交する方向を「第2方向Y」とする。第1方向Xは、光センサ10において、発光素子40と受光素子50と反射部70とが並ぶ方向でもある。
光センサ10は、第1方向Xにおける長さが最も長く、厚さ方向Zにおける長さが最も短くなっている。一例として、光センサ10は、第1方向Xにおける長さを3.5mm〜6.0mm程度とし、第2方向Yにおける長さを1.4mm〜3.0mm程度とし、厚さ方向Zにおける長さを0.7mm〜2.0mm程度とすればよい。
次に、基板20について説明する。
図2〜図4に示すように、基板20は、基板本体21と、第1基板主面パッド22、第2基板主面パッド23、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25と、第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29と、を有している。
基板本体21は、矩形板状をなしている。基板本体21は、例えば、ガラスエポキシ樹脂又はセラミックス等の絶縁材料から構成されている。基板本体21は、厚さ方向Zと交差する基板主面211及び基板裏面212と、基板主面211及び基板裏面212を厚さ方向Zに接続する基板側面213と、を有している。基板主面211は、基板裏面212の反対側の面である。基板主面211上には、サブマウント基板30を介して発光素子40が実装されたり、受光素子50が実装されたりする。
図2に示すように、基板本体21には、第1基板主面パッド22及び第1基板裏面パッド26を導通させる第1貫通部215と、第2基板主面パッド23及び第2基板裏面パッド27を導通させる第2貫通部216と、が形成されている。また、基板本体21には、第3基板主面パッド24及び第3基板裏面パッド28を導通させる第3貫通部217と、第4基板主面パッド25及び第4基板裏面パッド29を導通させる第4貫通部218と、が形成されている。さらに、基板主面211には、第2方向Yに延びる凹溝219が厚さ方向Zに形成されている。
第1貫通部215、第2貫通部216、第3貫通部217及び第4貫通部218は、いわゆるビアホールである。凹溝219は、厚さ方向Zにおける平面視において、第1基板主面パッド22及び第2基板主面パッド23と、第3基板主面パッド24との間に形成されている。
第1基板主面パッド22及び第2基板主面パッド23は、発光素子40の導電経路の一部を構成し、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、受光素子50の導電経路の一部を構成している。第1基板主面パッド22、第2基板主面パッド23、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、導電性の良好な金属から形成されることが好ましく、例えば、Cu(銅)などで形成されている。
図2〜図4に示すように、第1基板主面パッド22、第2基板主面パッド23、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、互いに離間した状態で、基板主面211上に形成されている。第1基板主面パッド22、第2基板主面パッド23、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、互いに絶縁されている。
第1基板主面パッド22及び第2基板主面パッド23は、第1方向Xにおける基板20の中央付近に形成され、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、第1方向Xにおける基板20の中央からずれた位置に形成されている。第1基板主面パッド22及び第2基板主面パッド23が形成される領域と、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25が形成される領域とは、凹溝219により区画されている。
図2に示すように、第1基板主面パッド22は、第1部分221、第2部分222及び第3部分223を含んでいる。厚さ方向Zにおける平面視において、第1部分221及び第2部分222は、矩形状をなしている。厚さ方向Zにおける平面視において、第1部分221は、第2部分222及び第3部分223よりも大きく形成されている。第1部分221及び第2部分222は、第1方向Xに並んでおり、第3部分223は、第1部分221及び第2部分222を第1方向Xに接続している。
厚さ方向Zにおける平面視において、第2基板主面パッド23、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25は、矩形状をなしている。第2基板主面パッド23は、第1基板主面パッド22の第2部分222と同等の大きさを有している。第2基板主面パッド23は、第1基板主面パッド22の第1部分221と第1方向Xに並ぶとともに第1基板主面パッド22の第2部分222と第2方向Yに並んでいる。また、第3基板主面パッド24は、第4基板主面パッド25と第1方向Xに並んでいる。第3基板主面パッド24は、第4基板主面パッド25よりも第2基板主面パッド23の近くに形成されている。
第1基板裏面パッド26及び第2基板裏面パッド27は、発光素子40の導電経路の一部を構成し、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、受光素子50の導電経路の一部を構成している。
第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、導電性の良好な金属から形成されることが好ましく、例えば、Cuなどで形成されている。
図2〜図4に示すように、第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、互いに離間した状態で、基板裏面212に形成されている。第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、互いに絶縁されている。
図2に示すように、厚さ方向Zにおける平面視において、第1基板裏面パッド26は、第1基板主面パッド22と少なくとも一部が重なるように形成され、第1基板裏面パッド26及び第1基板主面パッド22が重なる部分に第1貫通部215が形成されている。第2基板裏面パッド27は、第2基板主面パッド23と少なくとも一部が重なるように形成され、第2基板裏面パッド27及び第2基板主面パッド23が重なる部分に第2貫通部216が形成されている。第3基板裏面パッド28は、第3基板主面パッド24と少なくとも一部が重なるように形成され、第3基板裏面パッド28及び第3基板主面パッド24が重なる部分に第3貫通部217が形成されている。第4基板裏面パッド29は、第4基板主面パッド25と少なくとも一部が重なるように形成され、第4基板裏面パッド29及び第4基板主面パッド25が重なる部分に第4貫通部218が形成されている。
図2に示すように、厚さ方向Zにおける平面視において、第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、矩形状をなしている。第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29は、光センサ10を電子機器の回路基板に実装する際に、回路基板の電極に接続される部位である。
次に、サブマウント基板30について説明する。
図2〜図4に示すように、サブマウント基板30は、サブマウント基板本体31と、第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34と、を有している。
サブマウント基板本体31は、矩形板状をなしている。サブマウント基板本体31は、例えば、酸化アルミニウム又は窒化アルミニウムのセラミックス等の絶縁材料からなる。サブマウント基板本体31は、厚さ方向Zと交差するサブマウント基板主面311及びサブマウント基板裏面312と、サブマウント基板主面311及びサブマウント基板裏面312を厚さ方向Zに接続するサブマウント基板側面313と、を有している。サブマウント基板裏面312は、第1基板主面パッド22の第1部分221に接続されている。こうして、サブマウント基板30は、基板主面211上に設けられている。なお、サブマウント基板裏面312には、導電性のパッドが形成されていないため、サブマウント基板30は、第1基板主面パッド22と導通していない。
第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、発光素子40の導電経路の一部を構成する部位である。第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、導電性の良好な金属から形成されることが好ましく、例えば、Cuなどで形成されている。図2に示すように、第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、互いに離間した状態で、サブマウント基板主面311上に形成されている。第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、互いに絶縁されている。
図2に示すように、第1サブパッド32は、第1部分321、一対の第2部分322,323及び一対の第3部分324,325を含んでいる。第1部分321は、厚さ方向Zにおける平面視において、第1方向Xを長手方向とし第2方向Yを短手方向とする矩形状をなしている。第1部分321の先端部は、第2方向Yにおいて、第2サブパッド33及び第3サブパッド34の間に位置している。一方、第1部分321の基端部からは、第2方向Yにおける両方向に一対の第2部分322,323がそれぞれ延びている。一対の第2部分322,323からは、第1部分321の長手方向に沿って一対の第3部分324,325がそれぞれ延びている。第1方向Xにおいて、一対の第3部分324,325は、第2サブパッド33及び第3サブパッド34と隣り合っている。また、第2方向Yにおいて、一対の第3部分324,325の間には、第1部分321の長手方向における中間部が位置している。
一方、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、厚さ方向Zにおける平面視において、第1方向Xを長手方向とし、第2方向Yを短手方向とする矩形状をなしている。
こうして、サブマウント基板30の厚さ方向Zにおける平面視において、第1サブパッド32、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は、サブマウント基板30の第2方向Yにおける中心を通るように第1方向Xに延びる直線に対し、線対称に配置されている。つまり、第1サブパッド32において、一方の第2部分322及び一方の第3部分324と他方の第2部分323及び他方の第3部分325とはそれぞれ同一の形状となっており、第2サブパッド33及び第3サブパッド34は同一の形状となっている。
次に、発光素子40について説明する。
発光素子40は、例えば、光の一例としてのレーザ光を出射する半導体レーザ素子である。図2及び図3に示すように、発光素子40は、略直方体状をなしている。発光素子40は、厚さ方向Zと交差する発光素子上面41及び発光素子裏面42と、発光素子上面41及び発光素子裏面42を接続する発光素子側面43と、を有している。また、発光素子40は、光を出射する部位である出射部44と、発光素子上面41に形成される第1発光素子電極45と、発光素子裏面42に形成される第2発光素子電極46と、を有している。
発光素子上面41及び発光素子裏面42は、長方形状をなしている。発光素子上面41には、全面にわたって第1発光素子電極45が形成され、発光素子裏面42には、全面にわたって第2発光素子電極46が形成されている。発光素子側面43は、発光素子上面41の短辺及び発光素子裏面42の短辺を接続する前端面431及び後端面432を含んでいる。前端面431及び後端面432は、矩形状をなし、反対方向を向いている。前端面431には、出射部44が形成されている。
出射部44は、発光素子上面41及び発光素子裏面42の長手方向に、光を出射する部位である。第2発光素子電極46は、第2発光素子電極46の長手方向とサブマウント基板30の第1サブパッド32の第1部分321の長手方向とが一致するように、第1サブパッド32の第1部分321に接続されている。このとき、前端面431は、第1方向Xと直交する。こうして、発光素子40は、基板主面211に沿う第1方向Xに光を出射できるようにサブマウント基板主面311上に実装されている。また、発光素子40の光の出射方向は前端面431から離れる方向となる。
図5に示すように、発光素子40は、第1方向Xにおいて、前端面431がサブマウント基板側面313と揃わないように、サブマウント基板30上に実装されている。詳しくは、発光素子40の前端面431は、サブマウント基板側面313よりも発光素子40の光の出射方向、すなわち一点鎖線矢印で示す方向に飛び出している。また、図5に示すように、発光素子40における出射部44の形成位置は、発光素子40の厚さ方向Zにおける中心からずれている。言い換えれば、前端面431における出射部44の位置は、厚さ方向Zにおいて発光素子上面41よりも発光素子裏面42に近い位置となっている。
なお、発光素子40は、一定の広がり角を有する光を出射してもよいし、基板主面211と平行な方向に対し僅かに傾いた方向に光を出射してもよい。つまり、発光素子40の光の出射方向は、第1方向Xと一致する方向に限らない。発光素子40から出射される光の波長は、例えば、650nm〜1300nmの範囲内である。
次に、受光素子50について説明する。
受光素子50は、発光素子40から検出対象に向かって出射された光の反射光を検出するための構成である。受光素子50は、受光量に応じたアナログ信号を出力する。受光素子50は、例えば、フォトダイオード、フォトトランジスタ又はフォトICなどである。
図2〜図4に示すように、受光素子50は、例えば、矩形板状をなしている。受光素子50は、厚さ方向Zと交差する受光素子上面51及び受光素子裏面52と、受光素子上面51及び受光素子裏面52を接続する受光素子側面53と、を有している。受光素子50は、受光素子上面51に形成される第1受光素子電極54と、受光素子裏面52に形成される第2受光素子電極55と、を有している。
受光素子上面51及び受光素子裏面52は、厚さ方向Zにおける平面視において、略正方形状をなしている。第1受光素子電極54は、受光素子上面51の4つの角部のうちの1つの角部に形成されている。受光素子上面51において、第1受光素子電極54を除く部分が受光面となっている。一方、第2受光素子電極55は、受光素子裏面52の全面にわたって形成されている。第2受光素子電極55は、基板20の第4基板主面パッド25に接続されている。こうして、受光素子50は、第1受光素子電極54が基板20とは逆方向を向くように基板主面211上に実装されている。
次に、ワイヤ60について説明する。
図2に示すように、ワイヤ60は、第1ワイヤ61、第2ワイヤ62、第3ワイヤ63及び第4ワイヤ64を有している。
第1ワイヤ61は、第1基板主面パッド22の第2部分222とサブマウント基板30の第1サブパッド32の第2部分323とを電気的に接続している。第1ワイヤ61は、発光素子40から第2方向Yにずれた位置で第1方向Xに延びている。このため、第1ワイヤ61は、発光素子40に干渉しにくくなっている。
第2ワイヤ62は、第2基板主面パッド23とサブマウント基板30の第2サブパッド33とを電気的に接続している。第2ワイヤ62は、発光素子40から第2方向Yにずれた位置で第1方向Xに延び、第1ワイヤ61とともに発光素子40を第2方向Yに挟んでいる。このため、第2ワイヤ62は、発光素子40とも第1ワイヤ61とも干渉しにくくなっている。
第3ワイヤ63は、サブマウント基板30の第2サブパッド33と発光素子40の第1発光素子電極45とを電気的に接続している。第3ワイヤ63は、第1方向X及び第2方向Yの両方向と交差する方向に延びている。
第4ワイヤ64は、第3基板主面パッド24と受光素子50の第1受光素子電極54とを電気的に接続している。第4ワイヤ64は、第1方向Xに延びている。
以上説明したように、本実施形態では、第3サブパッド34ではなく、第2サブパッド33が第2ワイヤ62及び第3ワイヤ63を介して、第1発光素子電極45と第2基板主面パッド23とを電気的に接続している。この点で、第1実施形態では、第2サブパッド33が「接続パッド」の一例に相当している。
次に、反射部70について説明する。
図3及び図6に示すように、反射部70は、基板主面211上に設けられている。詳しくは、反射部70は、発光素子40から発光素子40の光の出射方向に進んだ位置に配置されている。このため、反射部70は、発光素子40の前端面431と第1方向Xに対向している。図2に示すように、厚さ方向Zにおける平面視において、反射部70は、発光素子40に対して受光素子50とは反対側に位置している。言い換えれば、受光素子50は、発光素子40に対して反射部70とは反対側に位置している。
図2,図3及び図6に示すように、反射部70は、基部71と、反射層72と、を有している。
基部71は、例えば、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂又はポリマー材料等の絶縁材料からなる。基部71は、第2方向Yと直交する断面形状を略台形状とし、第2方向Yを高さ方向とする略柱体状をなしている。基部71は、厚さ方向Zと交差する基部上面711及び基部底面712と、基部上面711の1辺及び基部底面712の1辺を接続する傾斜面713と、を有している。基部上面711及び基部底面712は、第1方向Xを短手方向とし第2方向Yを長手方向とする略矩形状をなしている。図2及び図3に示すように、基部上面711は、基部底面712と比較して、第1方向Xにおける長さが短く、第2方向Yにおける長さが同等となっている。傾斜面713は、基部上面711及び基部底面712の双方と交差する方向に延びている。
図6に示すように、反射層72は、基部71の傾斜面713上に形成されている。反射層72は、例えば、傾斜面713に金属薄膜形成処理を行うことにより形成される金属層である。反射層72の材質は、特に限定されず、例えば、Al(アルミニウム)等の反射率が高い金属とすればよい。反射層72の形成手法は、特に限定されず、例えば、マスクを用いた蒸着法とすればよい。反射層72の厚さは、例えば、数十nm〜数百nm程度である。こうして、反射層72において、発光素子40の出射部44と対向する面が、発光素子40から出射される光を基板主面211から離れる方向に反射する反射面721となる。なお、図6を除く図では、反射層72が薄膜である点で、反射層72の図示を省略している。
図3に示すように、反射面721は、傾斜面713と同様に、第1方向X及び厚さ方向Zの両方向と交差する方向に延びている。つまり、反射面721は、発光素子40の光の出射方向に進むにつれて基板主面211から離れる方向に傾斜している。言い換えれば、反射面721は、基板主面211から離れるにつれて発光素子40から離れるように傾斜している。反射面721と発光素子40の光の出射方向との間をなす角度は、例えば、30°以上60°以下とすることが好ましく、45°とすることがより好ましい。
図2に示すように、反射面721の第2方向Yにおける長さは、発光素子40の第2方向Yにおける長さよりも長く、図3に示すように、反射面721の厚さ方向Zにおける長さは、発光素子40とサブマウント基板30との厚さ方向Zにおける長さの和よりも長い。
図2に示すように、反射面721は、厚さ方向Zにおける平面視において、発光素子40の光の出射方向に凹状に湾曲している。つまり、反射面721と第1方向Xとの間をなす角度は、第2方向Yにおける中央部から第2方向Yにずれるほど小さくなる。このため、反射面721の第2方向Yにおける両端寄りの部分は、反射面721の第2方向Yにおける中央部よりも、第1方向Xにおいて、発光素子40の前端面431の近くに位置している。また、厚さ方向Zにおける平面視において、反射面721の下縁及び上縁は、発光素子40の光の出射方向に膨らむように湾曲している。
一方、図3に示すように、反射面721は、第2方向Yにおける側面視においては、発光素子40の光の出射方向に湾曲していない。つまり、反射面721と第1方向Xとの間をなす角度は、厚さ方向Zにおける位置に関わらず一定である。
図2に示すように、反射面721は、第2方向Yにおける中央部が発光素子40の前端面431と対向し、図3に示すように、反射面721は、厚さ方向Zにおける中央部が発光素子40の前端面431と対向している。以降の説明では、図2に示すように、反射面721において、発光素子40の前端面431と対向する部分を対向領域722ともいう。
次に、カバー80について説明する。
図1、図3及び図4に示すように、カバー80は、光センサ10の外装の一部を構成する部品である。カバー80は、例えば、絶縁性を有する樹脂材料により形成されている。カバー80は、発光素子40が出射する光の波長に対し、遮光性を有している。カバー80は、矩形板状をなす上壁81と、上壁81から厚さ方向Zに延びる側壁82と、上壁81から厚さ方向Zに延びる遮光壁83と、を有している。
図1に示すように、上壁81は、厚さ方向Zにおける平面視において、基板20と同等の大きさを有している。上壁81には、厚さ方向Zにおいて、反射部70の反射面721の中央部に対応する位置に第1貫通孔811が形成され、受光素子50の中央部に対応する位置に第2貫通孔812が形成されている。第1貫通孔811及び第2貫通孔812の厚さ方向Zと直交する断面形状は、円形状をなしている。第1貫通孔811及び第2貫通孔812の厚さ方向Zと直交する断面形状は、楕円形状としてもよいし、多角形状としてもよい。
図1に示すように、厚さ方向Zにおける平面視において、第1貫通孔811は、発光素子40と、発光素子40の光の出射方向、すなわち、第1方向Xに並んでいる。また、厚さ方向Zにおける平面視において、第1貫通孔811は、反射面721の対向領域722の少なくとも一部を露出させている。このため、発光素子40から第1方向Xに出射された光が反射面721で反射されると、当該反射される光の多くが第1貫通孔811を通過する。一方、厚さ方向Zにおける平面視において、第2貫通孔812は、受光素子50の受光素子上面51の中央部を露出させている。
図1に示すように、側壁82は、矩形板状をなす一対の第1側壁821と、矩形板状をなす第2側壁822と、を有している。一対の第1側壁821は、第2方向Yにおける正面視において、第1方向Xを長手方向とし厚さ方向Zを短手方向とする矩形状をなしている。第2側壁822は、第1方向Xにおける側面視において、第2方向Yを長手方向とし厚さ方向Zを短手方向とする矩形状をなしている。一対の第1側壁821の第1方向Xにおける一端同士は、第2側壁822によって接続され、一対の第1側壁821の第1方向Xにおける他端同士は、接続されていない。
図1に示すように、遮光壁83は、矩形板状をなし、一対の第1側壁821を第2方向Yに接続している。詳しくは、遮光壁83は、一対の第1側壁821において、第1方向Xにおける中央部よりも第2側壁822寄りの部分同士を接続している。図3に示すように、遮光壁83の厚さ方向Zにおける長さは、上壁81及び側壁82の厚さ方向Zにおける長さよりも僅かに長くなっている。
図3に示すように、遮光壁83は、第1方向Xと交差する第1遮光壁側面831及び第2遮光壁側面832を有している。第1遮光壁側面831及び第2遮光壁側面832は、第1方向Xにおいて逆側を向く面である。第1遮光壁側面831は、厚さ方向Zに対して僅かに傾いている一方で、第2遮光壁側面832は、厚さ方向Zに沿っている。例えば、第1遮光壁側面831は、厚さ方向Zに対して、0.5°〜10°の傾きを有していることが好ましい。カバー80を樹脂成形する場合には、金型からの離型性を考慮して、第1遮光壁側面831は、上壁81から離れるにつれて次第に第2遮光壁側面832に近付くように傾いていることが好ましい。
次に、接着層90について説明する。
接着層90は、例えば、エポキシ系の接着剤からなる層である。図3及び図4に示すように、接着層90は、基板20と反射部70とを接合する第1接着層91と、基板20とカバー80とを接合する第2接着層92と、反射部70とカバー80とを接合する第3接着層93と、を有している。
第1接着層91は、第1方向Xにおいて、反射部70が発光素子40の出射部44と対向するように、反射部70の基部底面712を基板主面211に接合している。こうして、反射部70は、発光素子40の光の出射方向に位置するように、基板主面211上に設けられている。第2接着層92は、カバー80の側壁82を基板主面211の周縁に接合し、カバー80の遮光壁83を基板主面211の凹溝219の底面に接合している。こうして、遮光壁83は、基板20の凹溝219に嵌まっている。第3接着層93は、カバー80の上壁81を、反射部70の基部上面711に接合している。こうして、反射部70とカバー80とが基板20と一体とされている。
以上のように構成される光センサ10には、発光素子40を収容する第1収容空間SP1及び受光素子50を収容する第2収容空間SP2が形成される。第1収容空間SP1は、反射部70とカバー80の側壁82及び遮光壁83とによって区画され、第2収容空間SP2は、カバー80の側壁82及び遮光壁83によって区画されている。つまり、第1収容空間SP1及び第2収容空間SP2は、発光素子40と受光素子50との間において、基板主面211から厚さ方向Zに延びる遮光壁83によって分断されている。
第1収容空間SP1は、第1貫通孔811を介して光センサ10の外部空間と連通し、第2収容空間SP2は、第2貫通孔812を介して光センサ10の外部空間と連通している。このため、第1収容空間SP1及び第2収容空間SP2は、光センサ10の外部空間の気体で満たされる。
また、遮光壁83の第1遮光壁側面831は、第1収容空間SP1に面し、遮光壁83の第2遮光壁側面832は、第2収容空間SP2に面している。さらに、第1遮光壁側面831は、発光素子40の後端面と第1方向Xに対向している。
第1実施形態の作用について説明する。
図7は、光センサ10と、光センサ10が実装される回路基板110と、光センサ10を覆う透光カバー120と、を備える電子機器100の一例を示している。電子機器100は、例えば、スマートフォン、携帯電話、タブレットPC、ラップトップPC、デジタルカメラ、カーナビゲーション装置及びテレビ等である。
図7に示すように、発光素子40から出射される光L1は、反射面721で反射された後に基板主面211から離れる上方に進む。そして、上方に進む光L1は、透光カバー120を透過して、検出対象となる物体200で反射される。物体200で反射された光L4は、透光カバー120を透過して、受光素子50で受光される。
ここで、発光素子40から出射される光は、反射面721で反射されることにより偏光される。詳しくは、発光素子40から出射する光は、反射面721で反射されることにより、偏光状態が円偏光から直線偏光となる。その結果、光センサ10から透光カバー120に向かう光が、透光カバー120の下面121及び上面122で反射されにくくなる。
第1実施形態の効果について説明する。
(1)第1実施形態の光センサ10は、発光素子40から出射される光を、反射面721で反射させることによって偏光する。このため、光センサ10は、光センサ10から光L1が出射される場合、透光カバー120の下面121及び上面122でそれぞれ反射される光L2,L3を弱めることができる。このため、光センサ10は、透光カバー120の下面121及び上面122でそれぞれ反射される光L2,L3に基づくクロストークを低減できる。
(2)厚さ方向Zにおける平面視において、受光素子50は、発光素子40に対して反射部70とは反対側に位置している。つまり、本実施形態の光センサ10は、光センサ10において光が出射する部分である反射部70と、光センサ10において光を検知する部分である受光素子50と、が第1方向Xに離れて配置されている。このため、光センサ10は、光センサ10から出射される光のうち、物体200で反射されることなく受光素子50に向かう光を低減できる。
(3)光センサ10は、カバー80を備えるため、発光素子40と受光素子50とが実装される領域、すなわち、第1収容空間SP1及び第2収容空間SP2に埃などの異物が入りにくくなる。その一方で、光センサ10のカバー80には、第1貫通孔811及び第2貫通孔812が形成されている。このため、光センサ10は、発光素子40が出射する光L1が光センサ10から出ていくことを許容し、物体200で反射された光L4が光センサ10に入ってくることを許容できる。また、光センサ10は、カバー80により、不要な光が受光素子50に到達することを抑制できる。
(4)光センサ10の第1収容空間SP1は、例えば、透光性を有する樹脂などで充填されていない。このため、光センサ10は、発光素子40から出射される光が第1収容空間SP1内で散乱することを抑制できる。
(5)光センサ10のカバー80は、発光素子40が出射する光に対して遮光性を有している。このため、光センサ10は、発光素子40が出射する光が遮光壁83を透過して、受光素子50に到達することを抑制できる。
(6)遮光壁83は、基板20に形成される凹溝219に嵌っている。このため、遮光壁83と基板20との間に隙間が生じにくい。したがって、光センサ10は、発光素子40が出射する光が、遮光壁83と基板20との隙間を通過して、受光素子50に到達することを抑制できる。
(7)発光素子40の後端面432は、第1方向Xにおいて、遮光壁83の第1遮光壁側面831と対向している。このため、発光素子40の後端面432から光が漏れる場合には、当該光が第1遮光壁側面831で反射される。この点、第1実施形態では、遮光壁83の第1遮光壁側面831は、厚さ方向Zに対して僅かに傾いている。したがって、第1遮光壁側面831における光の反射方向が第1方向Xに対して傾いた方向となる。よって、光センサ10は、発光素子40の後端面432から漏れ出た光が発光素子40に再入射することを抑制できる。
(8)反射面721を有する反射部70は、基板20と別体とされ、カバー80と別体とされる。このため、反射部70に対する反射層72の形成が容易となる。
(9)図3及び図4に示すように、反射面721は湾曲している。このため、発光素子40が厚さ方向Zと直交する面域内において、第1方向Xから僅かに傾くように、基板主面211上に実装される場合であっても、当該発光素子40から出射される光を適切に厚さ方向Zに反射することが可能となる。
(10)図6に示すように、発光素子40の出射部44が形成される前端面431は、サブマウント基板側面313よりも突出している。このため、光センサ10は、出射部44から出射される光が拡散する場合であっても、当該拡散する光がサブマウント基板30に干渉することを抑制できる。
(11)サブマウント基板30は、対称に形成される一対の第2部分322,323を含む第1サブパッド32と、対称に形成される第2サブパッド33及び第3サブパッド34と、を有している。第1実施形態では、光センサ10は、第1発光素子電極45と第2基板主面パッド23とを接続するのに第2サブパッド33を用いるとともに、第2発光素子電極46と第1基板主面パッド22とを接続するのに第1サブパッド32の一方の第2部分323を用いている。これに対し、光センサ10は、第1発光素子電極45と第2基板主面パッド23とを接続するのに第3サブパッド34を用いるとともに、第2発光素子電極46と第1基板主面パッド22とを接続するのに第1サブパッド32の他方の第2部分322を用いることもできる。こうして、光センサ10は、ワイヤ60の配線自由度を高めることができる。
(第2実施形態)
図8及び図9に基づき、第2実施形態に係る光センサ10Aについて説明する。第2実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第2実施形態の光センサ10Aは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主にサブマウント基板の構成が異なる。
図8及び図9に示すように、光センサ10Aは、基板20と、サブマウント基板30Aと、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60Aと、反射部70と、カバー80と、接着層90と、を備えている。
サブマウント基板30Aは、サブマウント基板本体31Aと、サブマウント基板主面311上に形成される第1サブパッド32Aと、サブマウント基板裏面312上に形成される第2サブパッド33Aと、を有している。サブマウント基板30Aには、第1サブパッド32A及び第2サブパッド33Aを導通させるための貫通部35Aが形成されている。
第1サブパッド32Aには、第2発光素子電極46が接続されている。つまり、サブマウント基板主面311上には、発光素子40が実装されている。一方、第2サブパッド33Aは、第1基板主面パッド22に接続されている。つまり、第2発光素子電極46は、サブマウント基板30Aを介して、第1基板主面パッド22と電気的に接続している。こうした点で、発光素子40は、基板主面211上に実装されているといえる。また、ワイヤ60Aは、第2基板主面パッド23と第1発光素子電極45とを電気的に接続する第1ワイヤ61Aと、第4ワイヤ64と、を有している。
第2実施形態の光センサ10Aは、第1実施形態の効果(1)〜(10)に加え、以下の効果を得ることができる。
(12)光センサ10Aにおいて、第2基板主面パッド23と第1発光素子電極45とを一本の第1ワイヤ61Aで電気的に接続している。このため、光センサ10Aは、第1実施形態の光センサ10と比較して、ワイヤの本数を少なくできる。
(第3実施形態)
図10及び図11に基づき、第3実施形態に係る光センサ10Bについて説明する。第3実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第3実施形態の光センサ10Bは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主に発光素子40の実装方法が異なる。
図10及び図11に示すように、光センサ10Bは、基板20と、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60Bと、反射部70と、カバー80と、接着層90と、を備えている。
発光素子40において、第2発光素子電極46は、第1基板主面パッド22に接続されている。つまり、発光素子40は、サブマウント基板30を介さずに、基板主面211に直接実装されている。図10及び図11に示すように、ワイヤ60Bは、第2基板主面パッド23と第1発光素子電極45とを電気的に接続する第1ワイヤ61Bと、第4ワイヤ64と、を有している。
第3実施形態の光センサ10Bは、第1実施形態の効果(1)〜(9)に加え、以下の効果を得ることができる。
(13)光センサ10Bは、サブマウント基板30を介さずに、発光素子40を基板主面211上に実装している点で、センサの小型化を図ることができる。
(第4実施形態)
図12及び図13に基づき、第4実施形態に係る光センサ10Cについて説明する。第4実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第4実施形態の光センサ10Cは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主に発光素子の実装方法が異なる。
図12及び図13に示すように、光センサ10Cは、基板20Cと、発光素子40Cと、受光素子50と、第4ワイヤ64と、反射部70と、カバー80と、接着層90と、を備えている。
基板20Cは、基板本体21と、第1基板主面パッド22C、第2基板主面パッド23C、第3基板主面パッド24及び第4基板主面パッド25と、第1基板裏面パッド26、第2基板裏面パッド27、第3基板裏面パッド28及び第4基板裏面パッド29と、を有している。第1基板主面パッド22C及び第2基板主面パッド23Cは、厚さ方向Zにおける平面視において、略正方形状をなしている。第1基板主面パッド22C及び第2基板主面パッド23Cの第1方向Xにおける間隔は、発光素子40Cの発光素子裏面42の第1方向Xにおける長さよりも短くなっている。
発光素子40Cは、略直方体状をなしている。発光素子40Cは、前端面431に形成される出射部44と、発光素子裏面42に形成される第1発光素子電極45Cと、発光素子裏面42に形成される第2発光素子電極46Cと、を有している。前端面431における出射部44の位置は、厚さ方向Zにおいて発光素子裏面42よりも発光素子上面41に近い位置となっている。厚さ方向Zにおける平面視において、第1発光素子電極45C及び第2発光素子電極46Cは、発光素子裏面42よりも小さく形成されている。また、第1発光素子電極45C及び第2発光素子電極46Cは、発光素子裏面42の長手方向に間隔をおいて形成されている。
第1発光素子電極45Cは、第1基板主面パッド22Cに接続され、第2発光素子電極46Cは、第2基板主面パッド23Cに接続されている。つまり、発光素子40Cは、ワイヤ60を用いずに基板主面211上に実装されている。言い換えれば、発光素子40Cは、いわゆるフリップチップボンディングにより、基板主面211上に実装されている。
第4実施形態の光センサ10Cは、第1実施形態の効果(1)〜(9)に加え、以下の効果を得ることができる。
(14)光センサ10Cは、ワイヤ60を用いずに発光素子40Cを基板主面211上に実装している点で、センサの小型化を図ることができる。
(第5実施形態)
図14及び図15に基づき、第5実施形態に係る光センサ10Dについて説明する。第5実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第5実施形態の光センサ10Dは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主に基板の構成が異なる。
図14及び図15に示すように、光センサ10Dは、基板20Dと、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60Dと、反射部70と、カバー80と、接着層90と、を備えている。基板20Dは、基板本体21Dと、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dと、を有している。
図14及び図15に示すように、基板本体21Dは、略矩形板状をなしている。基板本体21Dは、例えば、ガラスエポキシ樹脂又はセラミックス等の絶縁材料から構成されている。基板本体21Dには、第1リード22Dが収まる第1開口部215Dと、第2リード23Dが収まる第2開口部216Dと、第3リード24Dが収まる第3開口部217Dと、第4リード25Dが収まる第4開口部218Dと、が形成されている。
第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dは、第1方向Xに並ぶように形成されている。厚さ方向Zにおける平面視において、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dは、矩形状をなしている。
図15に示すように、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dの第1方向Xにおける両端部には、第2方向Yにわたって段差部214Dが形成されている。このため、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dは、基板主面211における開口面積が基板裏面212における開口面積よりも大きくなっている。詳しくは、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dは、基板主面211における第1方向Xの開口長さが基板裏面212における第1方向Xの開口長さよりも長くなっている。
第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、Cu又はFe(鉄)などの導電性の金属材料からなる。第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、略矩形板状をなしている。厚さ方向Zにおいて、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dの厚みは、基板本体21Dの厚みと等しくなっている。
図15に示すように、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dの第1方向Xにおける両端部には、第2方向Yにわたって段差部26Dが形成されている。このため、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、基板主面211に占める面積が基板裏面212に占める面積よりもそれぞれ大きくなっている。詳しくは、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、基板主面211における第1方向Xの長さが基板裏面212における第1方向Xの長さよりも長くなっている。
第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dにそれぞれ収まっている。第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dの段差部214Dは、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dの段差部26Dと、それぞれ係合している。また、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、基板主面211の一部と基板裏面212の一部とを構成している。第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dの下面は、光センサ10Dを電子機器100の回路基板110に実装する際に、回路基板110の電極に接続される部位である。
第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dに対して、接着剤等でそれぞれ接合されてもよいし、基板本体21Dの樹脂部分の成形時にそれぞれ接合されてもよい。また、基板本体21Dは絶縁体からなるため、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dは、互いに導通していない。
発光素子40は、第1リード22D上に実装されている。つまり、第2発光素子電極46は、第1リード22Dに直接接続されている。一方、受光素子50は、第4リード25D上に実装されている。つまり、第2受光素子電極55は、第4リード25Dに直接接続されている。
ワイヤ60Dは、第1ワイヤ61Dと、第2ワイヤ62Dと、を有している。第1ワイヤ61Dは、第1発光素子電極45と第2リード23Dの上面とを電気的に接続し、第2ワイヤ62Dは、第1受光素子電極54と第3リード24Dの上面とを電気的に接続している。
第5実施形態の光センサ10Dは、第1実施形態の効果(1)〜(9)に加え、以下の効果を得ることができる。
(15)第1開口部215D、第2開口部216D、第3開口部217D及び第4開口部218Dの段差部214Dが、第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dの段差部26Dにそれぞれ係合している。このため、光センサ10Dは、段差部214D,26Dを設けない場合に比較して、基板本体21Dから第1リード22D、第2リード23D、第3リード24D及び第4リード25Dが取り外れにくくできる。
(16)第1リード22Dは、板状をなし、基板主面211にも基板裏面212にも面している。このため、光センサ10Dは、発光素子40が発熱する場合には、第1リード22Dを介して、発光素子40の熱を基板裏面212側に逃がすことができる。
(第6実施形態)
図16及び図17に基づき、第6実施形態に係る光センサ10Eについて説明する。第6実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第6実施形態の光センサ10Eは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主にカバーの構成が異なる。また、図16では、光センサ10Eの一部の構成部材を透過して図示している。
図17に示すように、光センサ10Eは、基板20と、サブマウント基板30と、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60と、反射部70と、カバー80Eと、接着層90と、を備えている。カバー80Eは、枠体84Eと、透光パネル85Eと、を有している。
枠体84Eは、第1実施形態のカバー80から上壁81を取り除いた構成と略等しい。枠体84Eは、発光素子40が出射する光の波長に対し、遮光性を有している。また、枠体84Eは、厚さ方向Zに延びる側壁82及び遮光壁83を有している。枠体84Eは、第2接着層92を介して、基板20に接合されている。
透光パネル85Eは、発光素子40が出射する光に対し、透光性を有している。透光パネル85Eは、例えば、ガラス又はアクリル樹脂などの透明材料からなる。透光パネル85Eは、矩形板状をなしている。透光パネル85Eは、凸状をなすレンズ851Eを有している。透光パネル85Eは、第3接着層93を介して、反射部70の基部上面711と枠体84Eの上面とに接合されている。このとき、厚さ方向Zにおける平面視において、透光パネル85Eのレンズ851Eは、反射面721と重なっている。言い換えれば、レンズ851Eは、厚さ方向Zにおいて、反射面721の対向領域722の少なくとも一部と重なっている。
第6実施形態の光センサ10Eは、第1実施形態の効果(1),(2),(4)〜(9)に加え、以下の効果を得ることができる。
(17)光センサ10Eは、透光パネル85Eにより、第1収容空間SP1及び第2収容空間SP2が閉じた空間となる。したがって、光センサ10Eは、第1収容空間SP1及び第2収容空間SP2に対する埃等の異物の混入を防止できる。
(18)光センサ10Eは、カバー80Eにレンズ851Eを有している。このため、光センサ10Eは、反射面721で反射された光をレンズ851Eで集光することができる。つまり、光センサ10Eは、光センサ10Eから出射される光の指向性を高めることができる。
(第7実施形態)
図18に基づき、第7実施形態に係る光センサ10Fについて説明する。第7実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第7実施形態の光センサ10Fは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主に反射部の構成が異なる。
図18に示すように、光センサ10Fは、基板20と、サブマウント基板30と、発光素子40と、反射部70Fと、カバー80と、接着層90と、を備えている。また、図示を省略するが、光センサ10Fは、受光素子50と、ワイヤ60と、を備えている。反射部70Fは、基部71Fと、反射面721Fを有する反射層72Fと、を有している。
基部71Fは、第2方向Yと直交する断面形状を略台形状とし、第2方向Yを高さ方向とする略柱体状をなしている。基部71Fは、厚さ方向Zと交差する基部上面711及び基部底面712と、基部上面711及び基部底面712を接続する傾斜面713Fと、を有している。傾斜面713Fは、基部上面711及び基部底面712の双方と交差する方向に延びている。
反射層72Fは、基部71Fの傾斜面713F上に形成されている。反射層72Fは、第1実施形態と同様に、例えば、傾斜面713Fに金属薄膜形成処理を行うことにより形成される金属層である。反射面721Fは、発光素子40の光の出射方向に進むにつれて基板主面211から離れる方向に傾斜している。言い換えれば、反射面721Fは、基板主面211から離れるにつれて発光素子40から離れるように傾斜している。
図示を省略するが、反射面721Fは、第1実施形態と同様に厚さ方向Zにおける平面視において、発光素子40の光の出射方向に凹状に湾曲している。さらに、図18に示すように、反射面721Fは、反射面721Fの上端及び下端を結んだ二点鎖線で示す線分から遠ざかる方向に湾曲している。つまり、反射面721Fは、第2方向Yにおける断面視において、発光素子40の光の出射方向に凹状に湾曲している。つまり、反射面721と第1方向Xとの間をなす角度は、厚さ方向Zにおける下端から上端に向かうほど大きくなっている。
第7実施形態の光センサ10Fは、第1実施形態の効果(1)〜(11)に加え、以下の効果を得ることができる。
(19)図18に示すように反射面721Fが湾曲しているため、反射面721Fがいわゆる凹面鏡として機能する。つまり、光センサ10Fは、一点鎖線矢印で示すように、発光素子40から出射する光が一定の拡がり角を有している場合において、反射面721Fが反射する光の向きを一定方向に揃えることができる。
(第8実施形態)
図19に基づき、第8実施形態に係る光センサ10Gについて説明する。第8実施形態において、第1実施形態と共通する構成については、同一の符号を付して説明を省略する。第8実施形態の光センサ10Gは、第1実施形態の光センサ10と比較して、主に反射部の構成が異なる。
図19に示すように、光センサ10Gは、基板20と、サブマウント基板30と、発光素子40と、受光素子50と、ワイヤ60と、反射部70Gと、を備えている。また、光センサ10Gは、図示を省略するが、カバー80と、接着層90と、を備えている。反射部70Gは、基部71Gと、反射面721Gを有する反射層72Gと、を有している。基部71Gは、第2方向Yと直交する断面形状を略台形状とし、第2方向Yを高さ方向とする略柱体状をなしている。基部71Gは、第2方向Yに対して、断面形状が一定となっている。基部71Gは、厚さ方向Zと交差する基部上面711及び基部底面712と、基部上面711及び基部底面712を接続する傾斜面713Gと、を有している。傾斜面713Gは、基部上面711及び基部底面712の双方と交差する方向に延びている。
反射層72Gは、基部71Gの傾斜面713G上に形成されている。反射層72Gは、第1実施形態と同様に、例えば、傾斜面713Gに金属薄膜形成処理を行うことにより形成される金属層である。反射面721Gは、発光素子40の光の出射方向に進むにつれて基板主面211から離れる方向に傾斜している。言い換えれば、反射面721Gは、基板主面211から離れるにつれて発光素子40から離れるように傾斜している。反射面721Gは、発光素子40の光の出射方向に対して湾曲することなく、平面状をなしている。反射面721Gと発光素子40の光の出射方向との間をなす角度は、例えば、30°以上60°以下とすることが好ましく、45°とすることがより好ましい。
第8実施形態の光センサ10Gは、第1実施形態の効果(1)〜(8),(10),(11)を得ることができる。
本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・第1遮光壁側面831は、厚さ方向Zではなく、第2方向Yに対して傾いていてもよい。また、第1遮光壁側面831は、第1方向Xと直交していてもよい。
・カバー80は、上壁81と側壁82及び遮光壁83とを別体に構成したカバーとしてもよい。この場合、側壁82及び遮光壁83と反射部70,70F,70Gとを一体に構成してもよい。
・厚さ方向Zにおける平面視において、発光素子40と受光素子50と反射部70,70F,70Gとの位置関係は適宜に変更することが可能である。例えば、反射部70,70F,70Gは、遮光壁83と隣接する位置に設けてもよい。この場合、発光素子40の光の出射方向は、上記実施形態における発光素子40の光の出射方向と逆方向となる。
・第6実施形態を除く実施形態において、光センサ10,10A〜10D,10F,10Gは、レンズを備えてもよい。この場合、レンズは、カバー80の第1貫通孔811及び第2貫通孔812に設けることが好ましい。
・発光素子40は、半導体レーザ素子に代えて、LEDとすることもできる。この場合、LEDは、指向性の高いLEDとすることが好ましい。
・第6実施形態において、透光パネル85Eは、レンズ851Eを有しなくてもよい。この場合でも、第6実施形態の効果(17)を得ることができる。
10,10A〜10G…第1実施形態の光センサ
20,20C,20D…基板
21,21D…基板本体
211…基板主面
212…基板裏面
213…基板側面
215…第1貫通部
216…第2貫通部
217…第3貫通部
218…第4貫通部
214D…段差部
215D…第1開口部
216D…第2開口部
217D…第3開口部
218D…第4開口部
219…凹溝
22,22C…第1基板主面パッド
221…第1部分
222…第2部分
223…第3部分
22D…第1リード
23,23C…第2基板主面パッド
23D…第2リード
24…第3基板主面パッド
24D…第3リード
25…第4基板主面パッド
25D…第4リード
26…第1基板裏面パッド
26D…段差部
27…第2基板裏面パッド
28…第3基板裏面パッド
29…第4基板裏面パッド
30,30A…サブマウント基板
31,31A…サブマウント基板本体
311…サブマウント基板主面
312…サブマウント基板裏面
313…サブマウント基板側面
32,32A…第1サブパッド
321…第1部分
322,323…第2部分
324,325…第3部分
33,33A…第2サブパッド
34…第3サブパッド
35A…貫通部
40,40C…発光素子
41…発光素子上面
42…発光素子裏面
43…発光素子側面
431…前端面
432…後端面
44…出射部
45,45C…第1発光素子電極
46,46C…第2発光素子電極
50…受光素子
51…受光素子上面
52…受光素子裏面
53…受光素子側面
54…第1受光素子電極
55…第2受光素子電極
60,60A,60B,60D…ワイヤ
61…第1ワイヤ
61A,61B,61D…第1ワイヤ
62,62D…第2ワイヤ
63…第3ワイヤ
64…第4ワイヤ
70,70F,70G…反射部
71,71F,71G…基部
711…基部上面
712…基部底面
713,713F,713G…傾斜面
72,72F,72G…反射層
721,721F,721G…反射面
722…対向領域
80,80E…カバー
81…上壁
811…第1貫通孔
812…第2貫通孔
82…側壁
821…第1側壁
822…第2側壁
83…遮光壁
831…第1遮光壁側面
832…第2遮光壁側面
84E…枠体
85E…透光パネル
851E…レンズ
90…接着層
91…第1接着層
92…第2接着層
93…第3接着層
100…電子機器
110…回路基板
120…透光カバー
121…下面
122…上面
200…物体
L1〜L4…光
SP1…第1収容空間
SP2…第2収容空間
X…第1方向
Y…第2方向
Z…厚さ方向

Claims (22)

  1. 厚さ方向と交差する基板主面及び基板裏面を有する基板と、
    前記基板主面上に実装され、前記基板主面に沿って光を出射する発光素子と、
    前記基板主面上に設けられ、前記発光素子から前記発光素子の光の出射方向に進んだ位置に配置される反射部と、
    前記基板主面上に実装される受光素子と、を備え、
    前記反射部は、前記発光素子から出射される光を前記基板主面から離れる方向に反射する反射面を有する光センサ。
  2. 前記発光素子は、光の出射部が形成され、前記反射面と対向する前端面を有する請求項1に記載の光センサ。
  3. 前記受光素子は、前記発光素子に対して前記反射部とは反対側に位置している請求項1又は請求項2に記載の光センサ。
  4. 前記発光素子と前記受光素子との間において、前記基板主面から前記厚さ方向に延びる遮光壁を備える請求項3に記載の光センサ。
  5. 前記発光素子と、前記受光素子と、前記反射部と、を一体に覆うカバーを備え、
    前記カバーには、前記厚さ方向において、前記反射面と対向する部分に第1貫通孔が形成され、前記受光素子と対向する部分に第2貫通孔が形成されている請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の光センサ。
  6. 前記発光素子は、光の出射部が形成され、前記反射面と対向する前端面を有し、
    前記反射面において前記前端面と対向する部分を対向領域としたとき、
    前記厚さ方向における平面視において、前記カバーの前記第1貫通孔は、前記対向領域の少なくとも一部を露出させる請求項5に記載の光センサ。
  7. 前記厚さ方向における平面視において、前記カバーの前記第2貫通孔は、前記受光素子の中央部を露出させる請求項5又は請求項6に記載の光センサ。
  8. 前記カバーは、前記発光素子が出射する光に対して遮光性を有している請求項5〜請求項7の何れか一項に記載の光センサ。
  9. 前記発光素子と、前記受光素子と、前記反射部と、を一体に覆うカバーを備え、
    前記カバーは、前記発光素子が出射する光に対して透光性を有している請求項1〜請求項4の何れか一項に記載の光センサ。
  10. 前記カバーは、前記反射部で反射された光を集光するレンズを有する請求項9に記載の光センサ。
  11. 前記発光素子は、半導体レーザ素子である請求項1〜請求項10の何れか一項に記載の光センサ。
  12. 前記反射面は、前記厚さ方向における平面視において、前記出射方向に対して凹状に湾曲している請求項1〜請求項11の何れか一項に記載の光センサ。
  13. 前記反射面は、前記基板主面から離れるにつれて前記発光素子から離れるように傾斜している請求項1〜請求項12の何れか一項に記載の光センサ。
  14. 前記反射面と前記出射方向の間をなす角度は45°である請求項13に記載の光センサ。
  15. 前記反射面は、金属により形成されている請求項1〜請求項14の何れか一項に記載の光センサ。
  16. 前記反射部は、前記反射面を含む反射層を有する請求項15に記載の光センサ。
  17. 前記基板主面上に設けられるサブマウント基板を備え、
    前記発光素子は、前記サブマウント基板を介して、前記基板主面上に実装されている請求項1〜請求項16の何れか一項に記載の光センサ。
  18. 前記基板は、前記基板主面に形成される第1基板主面パッド及び第2基板主面パッドと、前記基板裏面に形成され、前記第1基板主面パッド及び前記第2基板主面パッドにそれぞれ導通する第1基板裏面パッド及び第2基板裏面パッドと、を有し、
    前記サブマウント基板は、第1サブパッドと、第2サブパッドと、第3サブパッドと、を有し、
    前記発光素子は、前記厚さ方向と交差する発光素子上面及び発光素子裏面と、前記発光素子上面に形成される第1発光素子電極と、前記発光素子裏面に形成される第2発光素子電極と、を有し、前記第2発光素子電極を介して、前記第1サブパッド上に実装され、
    前記第2サブパッド及び前記第3サブパッドの一方を接続パッドとしたとき、
    前記第1サブパッドと前記第1基板主面パッドとを接続する第1ワイヤと、
    前記第1発光素子電極と前記接続パッドとを接続する第2ワイヤと、
    前記接続パッドと前記第2基板主面パッドとを接続する第3ワイヤと、を備える請求項17に記載の光センサ。
  19. 前記基板は、前記基板主面に形成される第1基板主面パッド及び第2基板主面パッドと、前記基板裏面に形成され、前記第1基板主面パッド及び前記第2基板主面パッドにそれぞれ導通する第1基板裏面パッド及び第2基板裏面パッドと、を有し、
    前記発光素子は、前記厚さ方向と交差する発光素子上面及び発光素子裏面と、前記発光素子上面に形成される第1発光素子電極と、前記発光素子裏面に形成される第2発光素子電極と、を有し、
    前記第1発光素子電極と前記第2基板主面パッドとを接続するワイヤを備え、
    前記第2発光素子電極は、前記サブマウント基板を介して前記第1基板主面パッドに接続される請求項17に記載の光センサ。
  20. 前記基板は、前記基板主面に形成される第1基板主面パッド及び第2基板主面パッドと、前記基板裏面に形成され、前記第1基板主面パッド及び前記第2基板主面パッドにそれぞれ導通する第1基板裏面パッド及び第2基板裏面パッドと、を有し、
    前記発光素子は、前記厚さ方向と交差する発光素子上面及び発光素子裏面と、前記発光素子上面に形成される第1発光素子電極と、前記発光素子裏面に形成される第2発光素子電極と、を有し、
    前記第1発光素子電極と前記第2基板主面パッドとを接続するワイヤを備え、
    前記第2発光素子電極は、前記第1基板主面パッドに直接接続される請求項1〜請求項16の何れか一項に記載の光センサ。
  21. 前記基板は、前記基板主面に形成される第1基板主面パッド及び第2基板主面パッドと、前記基板裏面に形成され、前記第1基板主面パッド及び前記第2基板主面パッドにそれぞれ導通する第1基板裏面パッド及び第2基板裏面パッドと、を有し、
    前記発光素子は、前記厚さ方向と交差する発光素子上面及び発光素子裏面と、前記発光素子裏面に形成される第1発光素子電極及び第2発光素子電極と、を有し、
    前記第1発光素子電極は、前記第1基板主面パッドに直接接続され、
    前記第2発光素子電極は、前記第2基板主面パッドに直接接続される請求項1〜請求項16の何れか一項に記載の光センサ。
  22. 請求項1〜請求項21の何れか一項に記載の光センサと、
    前記光センサを覆う透光カバーと、を備える電子機器。
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