JP6770830B2 - 受発光モジュール、電子機器および受発光モジュールの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、受発光モジュール、電子機器および受発光モジュールの製造方法に関する。

発光素子および受光素子を備える受発光モジュールは、様々な対象物体の状態を検出するセンサモジュールとして広く用いられている。特許文献１には、受発光モジュールを用いた電子機器の一例として、脈波測定装置が開示されている。

脈波測定装置をはじめとする電子機器においては、受発光モジュールの発光素子が発した光が、対象物体によって反射されるなどの意図した経路とは異なる経路で、受光素子に到達することがある。このようなノイズ光は、受発光モジュールの検出精度を低下させる要因となる。

特開２０１３−６３２０６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、ノイズ光による影響を抑制することが可能な受発光モジュール、電子機器および受発光モジュールの製造方法を提供することをその課題とする。

本発明の第１の側面によって提供される受発光モジュールは、厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板と、前記基板の前記主面に搭載された発光素子と、前記厚さ方向と直角である第１方向において前記発光素子から離間して前記基板の前記主面に搭載された受光素子と、を備えた受発光モジュールであって、前記受光素子が受光する波長の光を遮る弾性変形可能な材質からなるとともに前記第１方向における前記発光素子と前記受光素子との間において前記厚さ方向および前記第１方向のいずれとも直角である第２方向に延びる弾性変形第１部を含み且つ前記厚さ方向において前記主面が向く側に前記発光素子および前記受光素子よりも突出する弾性変形部、を有する遮光部材を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光部材は、前記基板の前記主面と前記弾性変形部との間に介在し且つ前記弾性変形部よりも硬質な材質からなる土台部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部は、前記第１方向において前記発光素子と前記受光素子との間に位置するとともに前記基板の前記主面と前記弾性変形第１部との間に介在する土台第１部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形第１部は、前記発光素子側に膨出した形状である発光側面および前記受光素子側に膨出した受光側面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部は、前記発光素子に対して前記第２方向に位置する発光側土台第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記発光側土台第２部上に形成された発光側弾性変形第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側弾性変形第２部は、前記発光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部は、前記発光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する発光側土台第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記発光側土台第３部上に形成された発光側弾性変形第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側弾性変形第３部は、前記発光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部は、前記受光素子に対して前記第２方向に位置する受光側土台第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記受光側土台第２部上に形成された受光側弾性変形第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側弾性変形第２部は、前記受光素子側に膨出した形状である内面および前記受光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部は、前記受光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する受光側土台第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記受光側土台第３部上に形成された受光側弾性変形第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側弾性変形第３部は、前記受光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部に囲まれた領域において前記発光素子を覆い且つ前記発光素子からの光を透過する材料からなるとともに前記発光素子からの光を出射する出射面を有する発光側透光部材を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記出射面は、凹面である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部に囲まれた領域において前記受光素子を覆い且つ前記受光素子が受ける光を透過する材料からなるとともに前記受光素子が受ける光が入射する入射面を有する受光側透光部材を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記入射面は、凹面である。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記基板の前記主面に接している。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形第１部は、前記発光素子側に膨出した形状である発光側面および前記受光素子側に膨出した受光側面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記発光素子に対して前記第２方向に位置する発光側弾性変形第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側弾性変形第２部は、前記発光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記発光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する発光側弾性変形第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光側弾性変形第３部は、前記発光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記受光素子に対して前記第２方向に位置する受光側弾性変形第２部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側弾性変形第２部は、前記受光素子側に膨出した形状である内面および前記受光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記受光素子に対して前記第１方向において前記弾性変形第１部とは反対側に位置する受光側弾性変形第３部を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記受光側弾性変形第３部は、前記受光素子側に膨出した形状である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光部材に囲まれた領域において前記発光素子を覆い且つ前記発光素子からの光を透過する材料からなるとともに前記発光素子からの光を出射する出射面を有する発光側透光部材を備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記遮光部材に囲まれた領域において前記受光素子を覆い且つ前記受光素子が受ける光を透過する材料からなるとともに前記受光素子が受ける光が入射する入射面を有する受光側透光部材を備える。

本発明の第２の側面によって提供される電子機器は、本発明の第１の側面によって提供される前記受発光モジュールと、前記受発光モジュールからの発せられた光および検出対象物から向かってきた光を透過する透光板と、を備え、前記弾性変形部が前記透光板に当接していることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部は、前記透光板への当接によって生じた弾性変形により前記厚さ方向と直角である方向の寸法が拡幅された拡幅部を有する。

本発明の第３の側面によって提供される受発光モジュールの製造方法は、基板の主面に発光素子および受光素子を第１方向に離間して搭載する工程と、前記受光素子が受光する波長の光を遮る弾性変形可能な材質材料を用いて、前記第１方向において前記発光素子および前記受光素子の間に位置する弾性変形第１部を有し且つ前記基板の厚さ方向において前記発光素子および前記受光素子よりも突出する弾性変形部を形成する工程と、前記基板を切断する工程と、を備えることを特徴としている。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記発光素子および前記受光素子を搭載する工程の後、前記弾性変形部を形成する工程の前に、前記発光素子および前記受光素子を囲む土台部を形成する工程をさらに備え、前記弾性変形部を形成する工程においては、前記土台上に前記弾性変形部を形成する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板を切断する工程においては、前記土台部および前記弾性変形部を切断する。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記土台部を形成する工程の後に、前記土台部よって囲まれた領域に透光性樹脂材料を充填し且つ当該透光性樹脂材料を硬化させることにより、前記発光素子を覆う発光側透光部材および前記受光素子を覆う受光側透光部材を形成する工程をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記弾性変形部を形成する工程においては、前記基板の主面に前記弾性変形部を直接形成し、前記発光素子および前記受光素子を搭載する工程の後、前記弾性変形部を形成する工程の前に、前記発光素子を覆う発光側透光部材および前記受光素子を覆う受光側透光部材を形成する工程をさらに備える。

本発明の好ましい実施の形態においては、前記基板を切断する工程においては、前記弾性変形部を切断する。

本発明によれば、ノイズ光による影響を抑制することができる。

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。

本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールを示す平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。 図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく電子機器を示す要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく電子機器を示すシステム構成図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部平面図である。 図７のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部平面図である。 図１１のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部平面図である。 図１３のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部平面図である。 図１５のＸＶＩ−ＸＶＩ線に沿う要部断面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの他の変形例を示す平面図である。 本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールの他の変形例を示す平面図である。 本発明の第２実施形態に基づく受発光モジュールを示す断面図である。 図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿う断面図である。 図２０のＸＸＩＩ−ＸＸＩＩ線に沿う断面図である。 本発明の第２実施形態に基づく電子機器を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部断面図である。 本発明の第２実施形態に基づく受発光モジュールの製造方法を示す要部断面図である。

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４は、本発明の第１実施形態に基づく受発光モジュールを示している。本実施形態の受発光モジュールＡ１は、基板１、発光素子２１、受光素子２２、遮光部材３、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２を備えている。

図１は、受発光モジュールＡ１を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。図３は、図１のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図である。図４は、図１のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。これらの図において、ｚ方向は、基板１の厚さ方向である。ｘ方向は、第１方向に相当し、ｙ方向は、第２方向に相当する。

基板１は、受発光モジュールＡ１の土台となる部材であり、主面１１および裏面１２を有する。主面１１および裏面１２は、ｚ方向において互いに反対側を向いている。基板１は、たとえばガラスエポキシ樹脂等の絶縁材料からなる。

本実施形態の基板１には、発光側内部電極１３、発光側貫通導電部１４、発光側外部電極１５、受光側内部電極１６、受光側貫通導電部１７および受光側外部電極１８が形成されている。発光側内部電極１３、発光側貫通導電部１４、発光側外部電極１５、受光側内部電極１６、受光側貫通導電部１７および受光側外部電極１８は、たとえばめっき等により形成された導電性を有する部位であり、たとえばＣｕ等からなる。発光側内部電極１３および受光側内部電極１６は、主面１１に形成されている。発光側外部電極１５および受光側外部電極１８は、裏面１２に形成されている。発光側貫通導電部１４および受光側貫通導電部１７は、基板１をｚ方向に貫通している。発光側貫通導電部１４は、発光側内部電極１３と発光側外部電極１５とを導通させている。受光側貫通導電部１７は、受光側内部電極１６と受光側外部電極１８とを導通させている。

発光素子２１は、所定の光を発する受発光モジュールＡ１の光源であり、たとえば赤外光を発するＬＥＤチップである。発光素子２１は、基板１の主面１１に搭載されている。本実施形態においては、発光素子２１と発光側内部電極１３とにワイヤ２１１が接続されている。

受光素子２２は、発光素子２１から発せられた光を受けることにより光電変換機能を果たす素子であり、たとえばフォトダイオードである。受光素子２２は、基板１の主面１１に搭載されており、発光素子２１に対してｘ方向に離間配置されている。本実施形態においては、受光素子２２と受光側内部電極１６とにワイヤ２２１が接続されている。

遮光部材３は、発光素子２１から発せられる光および受光素子２２が受光する光を遮蔽する材質からなる。遮光部材３は、基板１の主面１１に形成されている。本実施形態においては、遮光部材３は、土台部４および弾性変形部５を有する。

土台部４は、基板１の主面１１上に形成されており、基板１の主面１１と弾性変形部５との間に介在している。土台部４は、たとえば液晶ポリマー樹脂等の不透明な樹脂材料からなる。本実施形態の土台部４は、土台第１部４１、一対の発光側土台第２部４２、発光側土台第３部４３、一対の受光側土台第２部４４および受光側土台第３部４５を有する。図示された土台部４は、ｚ方向寸法が、発光素子２１および受光素子２２よりも大である。

土台第１部４１は、ｘ方向において発光素子２１および受光素子２２の間に位置しており、ｙ方向に延びている。土台第１部４１は、発光側面４１１および受光側面４１２を有する。発光側面４１１は、発光素子２１側を向いている。受光側面４１２は、受光素子２２側を向いている。発光側面４１１および受光側面４１２は、ｚ方向に沿っている。

一対の発光側土台第２部４２は、ｙ方向において発光素子２１を挟んで配置されている。発光側土台第２部４２は、ｘ方向に延びている。発光側土台第２部４２は、外面４２１および内面４２２を有する。外面４２１は、発光素子２１とは反対側（外側）を向いている。内面４２２は、発光素子２１側（内側）を向いている。外面４２１および内面４２２は、ｚ方向に沿っている。

発光側土台第３部４３は、発光素子２１に対してｘ方向において土台第１部４１とは反対側に位置する。発光側土台第３部４３は、ｙ方向に延びている。発光側土台第３部４３は、外面４３１および内面４３２を有する。外面４３１は、発光素子２１とは反対側（外側）を向いている。内面４３２は、発光素子２１側（内側）を向いている。外面４３１および内面４３２は、ｚ方向に沿っている。

一対の受光側土台第２部４４は、ｙ方向において受光素子２２を挟んで配置されている。受光側土台第２部４４は、ｘ方向に延びている。受光側土台第２部４４は、外面４４１および内面４４２を有する。外面４４１は、受光素子２２とは反対側（外側）を向いている。内面４４２は、受光素子２２側（内側）を向いている。外面４４１および内面４４２は、ｚ方向に沿っている。

受光側土台第３部４５は、受光素子２２に対してｘ方向において土台第１部４１とは反対側に位置する。受光側土台第３部４５は、ｙ方向に延びている。受光側土台第３部４５は、外面４５１および内面４５２を有する。外面４５１は、受光素子２２とは反対側（外側）を向いている。内面４５２は、受光素子２２側（内側）を向いている。土台第１部４１および内面４５２は、ｚ方向に沿っている。

弾性変形部５は、発光素子２１が発する光または受光素子２２が受光する波長の光を遮る弾性変形可能な材質からなる部位である。弾性変形部５の材質としては、たとえば白色不透明のシリコーン樹脂が挙げられる。すなわち、土台部４の材質は、弾性変形部５の材質よりも硬質である。弾性変形部５は、全体としてｚ方向において発光素子２１および受光素子２２よりも主面１１が向く側に突出している。弾性変形部５は、弾性変形第１部５１、一対の発光側弾性変形第２部５２、発光側弾性変形第３部５３、一対の受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５を有する。

弾性変形第１部５１は、土台第１部４１上に形成された部位である。すなわち、弾性変形第１部５１は、ｘ方向において発光素子２１および受光素子２２の間に位置しており、ｙ方向に延びている。弾性変形第１部５１は、発光側面５１１および受光側面５１２を有する。発光側面５１１は、発光素子２１側に膨出している。受光側面５１２は、受光素子２２側に膨出している。

一対の発光側弾性変形第２部５２は、一対の発光側土台第２部４２上に形成されている。すなわち、一対の発光側弾性変形第２部５２は、ｙ方向において発光素子２１を挟んで配置されている。発光側弾性変形第２部５２は、ｘ方向に延びている。発光側弾性変形第２部５２は、外面５２１および内面５２２を有する。外面５２１は、発光素子２１とは反対側（外側）を向いており、ｚ方向に沿っている。内面４２２は、発光素子２１側（内側）を向いており、発光素子２１側に膨出している。

発光側弾性変形第３部５３は、発光側土台第３部４３上に形成されている。すなわち、発光側弾性変形第３部５３は、発光素子２１に対してｘ方向において弾性変形第１部５１とは反対側に位置する。発光側弾性変形第３部５３は、ｙ方向に延びている。発光側弾性変形第３部５３は、外面５３１および内面５３２を有する。外面５３１は、発光素子２１とは反対側（外側）を向いており、ｚ方向に沿っている。内面４３２は、発光素子２１側（内側）を向いており、発光素子２１側に膨出している。

一対の受光側弾性変形第２部５４は、一対の受光側土台第２部４４上に形成されている。すなわち、一対の受光側弾性変形第２部５４は、ｙ方向において受光素子２２を挟んで配置されている。受光側弾性変形第２部５４は、ｘ方向に延びている。受光側弾性変形第２部５４は、外面５４１および内面５４２を有する。外面５４１は、受光素子２２とは反対側（外側）を向いており、ｚ方向に沿っている。内面４４２は、受光素子２２側（内側）を向いており、発光素子２１側に膨出している。外面４４１および内面４４２は、ｚ方向に沿っている。

受光側弾性変形第３部５５は、受光側土台第３部４５上に形成されている。すなわち、受光側弾性変形第３部５５は、受光素子２２に対してｘ方向において弾性変形第１部５１とは反対側に位置する。受光側弾性変形第３部５５は、ｙ方向に延びている。受光側弾性変形第３部５５は、外面５５１および内面５５２を有する。外面５５１は、受光素子２２とは反対側（外側）を向いており、ｚ方向に沿っている。内面４５２は、受光素子２２側（内側）を向いており、受光素子２２側に膨出している。

発光側透光部材６１は、土台部４の土台第１部４１、一対の発光側土台第２部４２および発光側土台第３部４３に囲まれた領域において発光素子２１を覆っている。発光側透光部材６１は、発光素子２１からの光を透過する材質からなり、たとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる。発光側透光部材６１の材質は、弾性変形部５の材質よりも硬質であるものが好ましい。発光側透光部材６１は、出射面６１１を有する出射面６１１は、発光素子２１からの光を出射する面である。本実施形態においては、出射面６１１は、ｚ方向に緩やかに凹む凹面である。

受光側透光部材６２は、土台部４の土台第１部４１、一対の受光側土台第２部４４および受光側土台第３部４５に囲まれた領域において受光素子２２を覆っている。受光側透光部材６２は、受光素子２２が受光する光を透過する材質からなり、たとえばエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなる。受光側透光部材６２の材質は、弾性変形部５の材質よりも硬質であるものが好ましい。受光側透光部材６２は、入射面６２１を有する入射面６２１は、受光素子２２が受光する光が入射する面である。本実施形態においては、入射面６２１は、ｚ方向に緩やかに凹む凹面である。

図５および図６は、受発光モジュールＡ１が用いられた電子機器Ｂ１を示している。電子機器Ｂ１は、受発光モジュールＡ１と、機器基板８１、透光板８２、制御部８３、電源部８４、フィルタ部８５、通信部８６および表示部８７を備えている。電子機器Ｂ１は、受発光モジュールＡ１が用いられた電子機器の一例であり、たとえば脈波測定装置として構成されている。

受発光モジュールＡ１は、機器基板８１に搭載されている。機器基板８１は、受発光モジュールＡ１の他にたとえば制御部８３等の構成部品が搭載される基板である。

透光板８２は、受発光モジュールＡ１から発せられた光および検出対象物９１から向かってきた光を透過させるものである。図５に示すように、受発光モジュールＡ１の弾性変形部５は、透光板８２に当接している。より具体的には、弾性変形部５は、受発光モジュールＡ１と透光板８２に押し付ける押圧力によって変形させられている。これにより、弾性変形部５は、ｚ方向に収縮しており、ｚ方向と直角であるｘ方向またはｙ方向に拡幅されている。

このような変形により、本実施形態においては、弾性変形第１部５１が拡幅部５１３を有する。拡幅部５１３は、ｘ方向寸法である幅Ｗ５１が、弾性変形第１部５１の根元部分（土台第１部４１の上面に接する部分であって、出射面６１１および側面６１２に挟まれた部分）のｘ方向寸法である幅ｗ５１よりも大である。

また、発光側弾性変形第３部５３が拡幅部５３３を有する。拡幅部５３３は、ｘ方向寸法である幅Ｗ５３が、発光側弾性変形第３部５３の根元部分（発光側土台第３部４３の上面に接する部分であって、出射面６１１に隣接する部分）のｘ方向寸法である幅ｗ５３よりも大である。

また、受光側弾性変形第３部５５が拡幅部５５３を有する。拡幅部５５３は、ｘ方向寸法である幅Ｗ５５が、受光側弾性変形第３部５５の根元部分（受光側土台第３部４５の上面に接する部分であって、側面６１２に隣接する部分）のｘ方向寸法である幅ｗ５５よりも大である。

制御部８３は、電子機器Ｂ１の各構成要素の動作を制御するものである。電源部８４は、電子機器Ｂ１の各構成要素を動作させる電力を供給するものである。

フィルタ部８５は、受発光モジュールＡ１からの信号から意図しないノイズ信号を除去するためのものである。通信部８６は、電子機器Ｂ１と他の電子機器との通信を行うものであり、無線通信または有線通信を行う。表示部８７は、電子機器Ｂ１における検出状態や検出結果を表示するものであり、たとえば液晶ディスプレイである。

脈波測定装置として構成された電子機器Ｂ１は、被験者の指先などの検出対象物９１に発光素子２１からの光を照射し、生体内を透過した光を受光素子２２によって受光することによって得られる受光強度に基いて、脈波の測定を行う。

次に、受発光モジュールＡ１の製造方法について、図７〜図１６を参照しつつ以下に説明する。

まず、図７および図８に示すように、基板１０を用意する。基板１０は、複数の基板１を形成可能なものである。次に、基板１０に複数の発光素子２１および受光素子２２を搭載する。

次いで、図９および図１０に示すように、土台部４０を形成する。土台部４０は、たとえば不透明な液晶ポリマー樹脂からなり、本実施形態においては、ｚ方向視において格子状である。本実施形態においては、たとえば、あらかじめ格子板状に形成された土台部４０を、基板１０の主面１１に貼り付ける手法を採用できる。格子状の土台部４０は、複数の土台第１部４１、第４部４６および第５部４７を有する。第４部４６は、ｘ方向に延びており、第５部４７は、ｙ方向に延びている。

次いで、図１１および図１２に示すように、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２を形成する。発光側透光部材６１および受光側透光部材６２の形成は、たとえば液状の樹脂材料を土台部４０によって囲まれた領域に充填し、これを硬化させることによって行う。これにより、発光素子２１を覆う発光側透光部材６１と受光素子２２を覆う受光側透光部材６２とが得られる。なお、樹脂材料の充填においては、樹脂材料が土台部４０から溢れることを回避する必要がある。このため、充填後の樹脂材料の液面は、表面張力の作用によってｚ方向に緩やかに凹む。この樹脂材料が硬化するため、発光側透光部材６１の出射面６１１および受光側透光部材６２の側面６２２は、ｚ方向に緩やかに凹む凹面となる。

次いで、図１３および図１４に示すように、弾性変形部５０を形成する。弾性変形部５０の形成は、たとえば格子状とされた土台部４０の上面に、ペースト状のシリコーン樹脂材料を塗布し、これを硬化させることによって行う。なお、この塗布は、シリコーン樹脂材料を単層に塗布するものであってもよいし、複数層に塗布するものであってもよい。これにより、複数の弾性変形第１部５１、第４部５６および第５部５７を有する弾性変形部５０が得られる。弾性変形部５０は、ｚ方向に突出しており、断面形状がたとえば半楕円形状となっている。これにより、弾性変形部５０は、いずれもが膨出した曲面である発光側面５１１、受光側面５１２、内面５２２、内面５３２、内面５４２および内面５５２を有する。なお、弾性変形部５０の形成は、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２の形成の前に行ってもよい。

次いで、図１５および図１６に示すように、基板１０を切断する。この切断においては、切断領域Ｃｘおよび切断領域Ｃｙに沿って、基板１０、土台部４０および弾性変形部５０を一括して切断する。切断領域Ｃｘは、第４部５６（第４部４６）の中心線に重なる領域である。切断領域Ｃｙは、第５部５７（第５部４７）の中心線に重なる領域である。この切断により、第４部４６が、発光側土台第２部４２および受光側土台第２部４４となり、第５部４７が、発光側土台第３部４３および受光側土台第３部４５となる。また、第４部５６が、発光側弾性変形第２部５２および受光側弾性変形第２部５４となり、第５部５７が、発光側弾性変形第３部５３および受光側弾性変形第３部５５となる。また、基板１が複数の基板１に分割される。以上の工程を経ることにより、受発光モジュールＡ１が得られる。

次に、受発光モジュールＡ１およびＢ１の作用について説明する。

受発光モジュールＡ１によれば、弾性変形部５が弾性変形可能とされており、図５に示すように、電子機器Ｂ１の透光板８２に弾性変形部５を確実に当接させることができる。弾性変形部５の弾性変形第１部５１は、ｘ方向において発光素子２１と受光素子２２との間に位置する。このため、発光素子２１から発せられた光が、透光板８２の内面に反射されることにより、受光素子２２に到達するといった経路を遮蔽することが可能である。したがって、受発光モジュールＡ１について、ノイズ光の影響を抑制することができる。

遮光部材３が土台部４を有することにより、遮光部材３の剛性を高めることが可能である。これは、受発光モジュールＡ１が不当に変形することを抑制するのに適している。

弾性変形部５が、弾性変形第１部５１に加えて発光側弾性変形第２部５２および発光側弾性変形第３部５３を有することにより、発光素子２１から検出に必要となる方向以外の様々な方向に進行する光を適切に遮蔽することができる。

弾性変形部５が、弾性変形第１部５１に加えて受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５を有することにより、検出対象物９１から進行してきた光以外の様々な方向から進行してくる光を適切に遮蔽することができる。

弾性変形第１部５１の発光側面５１１および受光側面５１２は、いずれも膨出した面とされている。一方、発光側弾性変形第２部５２の外面５２１、発光側弾性変形第３部５３の外面５３１、受光側弾性変形第２部５４の外面５４１および受光側弾性変形第３部５５の外面５５１は、平面とされている。このため、弾性変形第１部５１は、発光側弾性変形第２部５２、発光側弾性変形第３部５３、受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５と比べて断面積が大きく、剛性が高い部位となりやすい。これは、弾性変形第１部５１以外の発光側弾性変形第２部５２、発光側弾性変形第３部５３、受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５が、透光板８２に強く当接することにより、弾性変形第１部５１の透光板８２への当接が不足してしまうことを防止するのに適している。弾性変形第１部５１が透光板８２に確実に当接可能であるほど、ノイズ光の影響を抑制するのに好ましい。

発光側透光部材６１および受光側透光部材６２を備えることにより、発光素子２１および受光素子２２を適切に保護することができる。なお、受発光モジュールＡ１において、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２のいずれかもしくは双方を備えない構成としてもよい。

図７〜図１６に示した製造方法によれば、内面５２２、内面５３２、内面５４２および内面５５２が膨出した面であり、外面５２１、外面５３１、外面５４１および外面５５１がｚ方向に沿った平面である弾性変形部５を有する受発光モジュールＡ１を確実に且つ効率よく製造することができる。

図１７〜図２６は、本発明の変形例および他の実施形態を示している。なお、これらの図において、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。

図１７は、受発光モジュールＡ１の変形例を示している。本変形例においては、弾性変形部５が、弾性変形第１部５１、一対の発光側弾性変形第２部５２および発光側弾性変形第３部５３のみを有している。すなわち、土台部４の一対の受光側土台第２部４４および受光側土台第３部４５が、ｚ方向視において弾性変形部５から露出している。

図１８は、受発光モジュールＡ１の他の変形例を示している。本変形例においては、弾性変形部５が、弾性変形第１部５１、一対の受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５のみを有している。すなわち、土台部４の一対の発光側土台第２部４２および発光側土台第３部４３が、ｚ方向視において弾性変形部５から露出している。

図１９は、受発光モジュールＡ１の他の変形例を示している。本変形例においては、弾性変形部５が、弾性変形第１部５１のみを有している。すなわち、土台部４の一対の発光側土台第２部４２、発光側土台第３部４３、一対の受光側土台第２部４４および受光側土台第３部４５が、ｚ方向視において弾性変形部５から露出している。

これらの変形例によっても、ノイズ光による影響を抑制することができる。また、これらの変形例を適宜採用可能であることは、以下に述べる実施形態においても同様である。

図２０〜図２２は、本発明の第２実施形態に基づく受発光モジュールを示している。本実施形態の受発光モジュールＡ２は、遮光部材３、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２の構成が、上述した実施形態と異なっている。

本実施形態においては、遮光部材３は、弾性変形部５のみからなる。すなわち、弾性変形部５は、基板１の主面１１に直接接している。発光側透光部材６１および受光側透光部材６２がｚ方向において占める範囲において、弾性変形部５が発光側透光部材６１および受光側透光部材６２のｚ方向視の周辺領域を埋めている。発光側透光部材６１および受光側透光部材６２よりもｚ方向において主面１１が向く側における弾性変形部５の構成は、上述した受発光モジュールＡ１における弾性変形第１部５１、一対の発光側弾性変形第２部５２、発光側弾性変形第３部５３、一対の受光側弾性変形第２部５４および受光側弾性変形第３部５５と同様である。

発光側透光部材６１は、側面６１２を有する。側面６１２は、出射面６１１と主面１１との間に位置する面である。側面６１２は、ｚ方向において主面１１から離間するほどｘ方向またはｙ方向において発光素子２１に近づくように傾いている。また、本実施形態の出射面６１１は、平面状である。

受光側透光部材６２は、側面６２２を有する。側面６２２は、入射面６２１と主面１１との間に位置する面である。側面６２２は、ｚ方向において主面１１から離間するほどｘ方向またはｙ方向において受光素子２２に近づくように傾いている。また、本実施形態の入射面６２１は、平面状である。発光側透光部材６１および受光側透光部材６２の材質は、弾性変形部５の材質よりも硬質である。

図２３は、受発光モジュールＡ２が用いられた電子機器Ｂ２を示している。電子機器Ｂ２の構成は、電子機器Ｂ１と同様である。本実施形態においても、弾性変形部５が透光板８２に当接している。また、この押圧力による変形によって、弾性変形第１部５１が拡幅部５１３を有し、発光側弾性変形第３部５３が拡幅部５３３を有し、受光側弾性変形第３部５５が拡幅部５５３を有する。

次に、受発光モジュールＡ２の製造方法について、図２４〜図２６を参照しつつ、以下に説明する。

まず、図７および図８を参照して説明したように、基板１０に複数の発光素子２１および受光素子２２を搭載する。次いで、図２４に示すように、発光側透光部材６１および受光側透光部材６２を形成する。発光側透光部材６１および受光側透光部材６２の形成は、たとえば発光素子２１および受光素子２２を収容するキャビティを有する金型を用いて樹脂材料を硬化させることによって行う。

次いで、図２５に示すように、弾性変形部５を形成する。弾性変形部５の形成は、たとえばペースト状のシリコーン樹脂材料を発光側透光部材６１と受光側透光部材６２との間の領域に塗布し、これを硬化させることによって行う。なお、この塗布は、シリコーン樹脂材料を単層に塗布するものであってもよいし、複数層に塗布するものであってもよい。

次いで、図２６に示すように、基板１０および弾性変形部５０を一括して切断する。この切断は、図１５および図１６に示した例と同様に、切断領域Ｃｘおよび切断領域Ｃｙに沿って行う。以上の工程を経ることにより、受発光モジュールＡ２が得られる。

本実施形態によっても、ノイズ光の影響を抑制することができる。また、受発光モジュールＡ２は、土台部４を有さないことにより、製造コストの削減や受発光モジュールＡ２の薄型化を図るのに適している。

本発明に係る受発光モジュール、電子機器および受発光モジュールの製造方法は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る受発光モジュール、電子機器および受発光モジュールの製造方法の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Ａ１，Ａ２ ：受発光モジュール
Ｂ１，Ｂ２ ：電子機器
１ ：基板
３ ：遮光部材
４ ：土台部
５ ：弾性変形部
１０ ：基板
１１ ：主面
１２ ：裏面
１３ ：発光側内部電極
１４ ：発光側貫通導電部
１５ ：発光側外部電極
１６ ：受光側内部電極
１７ ：受光側貫通導電部
１８ ：受光側外部電極
２１ ：発光素子
２２ ：受光素子
４０ ：土台部
４１ ：土台第１部
４２ ：発光側土台第２部
４３ ：発光側土台第３部
４４ ：受光側土台第２部
４５ ：受光側土台第３部
４６ ：第４部
４７ ：第５部
５０ ：弾性変形部
５１ ：弾性変形第１部
５２ ：発光側弾性変形第２部
５３ ：発光側弾性変形第３部
５４ ：受光側弾性変形第２部
５５ ：受光側弾性変形第３部
５６ ：第４部
５７ ：第５部
６１ ：発光側透光部材
６２ ：受光側透光部材
８１ ：機器基板
８２ ：透光板
８３ ：制御部
８４ ：電源部
８５ ：フィルタ部
８６ ：通信部
８７ ：表示部
９１ ：検出対象物
２１１ ：ワイヤ
２２１ ：ワイヤ
４１１ ：発光側面
４１２ ：受光側面
４２１ ：外面
４２２ ：内面
４３１ ：外面
４３２ ：内面
４４１ ：外面
４４２ ：内面
４５１ ：外面
４５２ ：内面
５１１ ：発光側面
５１２ ：受光側面
５１３ ：拡幅部
５２１ ：外面
５２２ ：内面
５３１ ：外面
５３２ ：内面
５３３ ：拡幅部
５４１ ：外面
５４２ ：内面
５５１ ：外面
５５２ ：内面
５５３ ：拡幅部
６１１ ：出射面
６１２ ：側面
６２１ ：入射面
６２２ ：側面
Ｃｘ，Ｃｙ ：切断領域

Claims (9)

1. 厚さ方向において互いに反対側を向く主面および裏面を有する基板と、
   前記基板の前記主面に搭載された発光素子と、
   前記厚さ方向と直角である第１方向において前記発光素子から離間して前記基板の前記主面に搭載された受光素子と、を備えた受発光モジュールであって、
   前記受光素子が受光する波長の光を遮る弾性変形可能な材質からなるとともに前記第１方向における前記発光素子と前記受光素子との間において前記厚さ方向および前記第１方向のいずれとも直角である第２方向に延びる弾性変形第１部を含み且つ前記厚さ方向において前記主面が向く側に前記発光素子および前記受光素子よりも突出する弾性変形部、を有する遮光部材を備え、
   前記遮光部材は、前記基板の前記主面と前記弾性変形部との間に介在し且つ前記弾性変形部よりも硬質な材質からなる土台部を有し、
   前記土台部は、前記第１方向において前記発光素子と前記受光素子との間に位置するとともに前記基板の前記主面と前記弾性変形第１部との間に介在する土台第１部、前記発光素子に対して前記第２方向両側に位置する一対の発光側土台第２部、前記発光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する発光側土台第３部、前記受光素子に対して前記第２方向両側に位置する一対の受光側土台第２部、および前記受光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する受光側土台第３部を有することにより、前記厚さ方向視において前記発光素子および前記受光素子をそれぞれ囲んでおり、
   前記弾性変形部は、前記一対の発光側土台第２部上に形成された一対の発光側弾性変形第２部、前記発光側土台第３部上に形成された発光側弾性変形第３部、前記一対の受光側土台第２部上に形成された一対の受光側弾性変形第２部、および前記受光側土台第３部上に形成された受光側弾性変形第３部を有することにより、前記厚さ方向視において前記発光素子および前記受光素子をそれぞれ囲んでおり、
   前記弾性変形第１部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である発光側面および前記受光素子側に膨出した受光側面を有し、
   前記発光側弾性変形第２部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有し、
   前記発光側弾性変形第３部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有し、
   前記受光側弾性変形第２部は、前記受光素子側に膨出した凸状の曲面である内面および前記受光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有し、
   前記受光側弾性変形第３部は、前記受光素子側に膨出した凸状の曲面である内面および前記発光素子とは反対側を向き且つ前記厚さ方向に沿う外面を有し、
   前記一対の発光側土台第２部は、前記一対の発光側弾性変形第２部の前記外面と面一である外面を有し、
   前記発光側土台第３部は、前記発光側弾性変形第３部の前記外面と面一である外面を有し、
   前記一対の受光側土台第２部は、前記一対の受光側弾性変形第２部の前記外面と面一である外面を有し、
   前記受光側土台第３部は、前記受光側弾性変形第３部の前記外面と面一である外面を有し、
   前記基板は、前記一対の発光側弾性変形第２部の前記外面および前記一対の発光側土台第２部の前記外面と各々が面一である一対の側面と、前記発光側弾性変形第３部の前記外面および前記発光側土台第３部の前記外面と面一である発光側端面と、前記受光側弾性変形第３部の前記外面および前記受光側土台第３部の前記外面と面一である受光側端面と、を有することを特徴とする、受発光モジュール。
2. 前記土台部に囲まれた領域において前記発光素子を覆い且つ前記発光素子からの光を透過する材料からなるとともに前記発光素子からの光を出射する出射面を有する発光側透光部材を備える、請求項１に記載の受発光モジュール。
3. 前記出射面は、凹面である、請求項２に記載の受発光モジュール。
4. 前記土台部に囲まれた領域において前記受光素子を覆い且つ前記受光素子が受ける光を透過する材料からなるとともに前記受光素子が受ける光が入射する入射面を有する受光側透光部材を備える、請求項１ないし３のいずれかに記載の受発光モジュール。
5. 前記入射面は、凹面である、請求項４に記載の受発光モジュール。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の前記受発光モジュールと、
   前記受発光モジュールからの発せられた光および検出対象物から向かってきた光を透過する透光板と、を備え、
   前記弾性変形部が前記透光板に当接していることを特徴とする、電子機器。
7. 前記弾性変形部は、前記透光板への当接によって生じた弾性変形により前記厚さ方向と直角である方向の寸法が拡幅された拡幅部を有する、請求項６に記載の電子機器。
8. 基板の主面に発光素子および受光素子を第１方向に離間して搭載する工程と、
   前記受光素子が受光する波長の光を遮る弾性変形可能な材質材料を用いて、前記第１方向において前記発光素子および前記受光素子の間に位置する弾性変形第１部を有し且つ前記基板の厚さ方向において前記発光素子および前記受光素子よりも突出する弾性変形部を形成する工程と、
   前記基板を切断する工程と、
   を備え、
   前記発光素子および前記受光素子を搭載する工程の後、前記弾性変形部を形成する工程の前に、前記発光素子および前記受光素子を囲む土台部を形成する工程をさらに備え、
   前記土台部を形成する工程においては、前記第１方向における前記発光素子と前記受光素子との間において前記厚さ方向および前記第１方向のいずれとも直角である第２方向に延びる土台第１部、前記発光素子に対して前記第２方向両側に位置する一対の発光側土台第２部、前記発光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する発光側土台第３部、前記受光素子に対して前記第２方向両側に位置する一対の受光側土台第２部、および前記受光素子に対して前記第１方向において前記土台第１部とは反対側に位置する受光側土台第３部を設けることにより、前記厚さ方向視において前記発光素子および前記受光素子をそれぞれ囲む前記土台部を形成し、
   前記弾性変形部を形成する工程においては、前記土台第１部上に形成された前記弾性変形第１部、前記一対の発光側土台第２部上に形成された一対の発光側弾性変形第２部、前記発光側土台第３部上に形成された発光側弾性変形第３部、前記一対の受光側土台第２部上に形成された一対の受光側弾性変形第２部、および前記受光側土台第３部上に形成された受光側弾性変形第３部を設けることにより、前記厚さ方向視において前記発光素子および前記受光素子をそれぞれ囲む前記弾性変形部を形成し、
   前記弾性変形第１部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である発光側面および前記受光素子側に膨出した受光側面を有し、
   前記発光側弾性変形第２部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である内面を有し、
   前記発光側弾性変形第３部は、前記発光素子側に膨出した凸状の曲面である内面を有し、
   前記受光側弾性変形第２部は、前記受光素子側に膨出した凸状の曲面である内面を有し、
   前記受光側弾性変形第３部は、前記受光素子側に膨出した凸状の曲面である内面を有し、
   前記基板を切断する工程においては、前記土台部、前記弾性変形部および前記基板を、前記基板の厚さ方向に一括して切断することを特徴とする、受発光モジュールの製造方法。
9. 前記土台部を形成する工程の後に、前記土台部よって囲まれた領域に透光性樹脂材料を充填し且つ当該透光性樹脂材料を硬化させることにより、前記発光素子を覆う発光側透光部材および前記受光素子を覆う受光側透光部材を形成する工程をさらに備える、請求項８に記載の受発光モジュールの製造方法。

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