特許 6683732 フォトリフレクタ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6683732

(24)【登録日】2020年3月30日

(45)【発行日】2020年4月22日

(54)【発明の名称】フォトリフレクタ

(51)【国際特許分類】

   H01L 31/12 20060101AFI20200413BHJP

【ＦＩ】

   H01L31/12 E

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2017-554699(P2017-554699)

(86)(22)【出願日】2015年12月8日

(86)【国際出願番号】JP2015084436

(87)【国際公開番号】WO2017098584

(87)【国際公開日】20170615

【審査請求日】2018年10月5日

(73)【特許権者】

【識別番号】000191238

【氏名又は名称】新日本無線株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002000

【氏名又は名称】特許業務法人栄光特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】大野 文昭

(72)【発明者】

【氏名】小池 誠二

【審査官】 吉岡 一也

(56)【参考文献】

【文献】 韓国公開特許第１０−２００９−００８３８８８（ＫＲ，Ａ）

【文献】 実開平０４−０３２５４７（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 国際公開第２０１４／０５４０８３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 特開２００１−２９１４５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−０３７０１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０５７３１５８２（ＵＳ，Ａ）

【文献】 特開平０８−０２３１２１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１３−１８７３５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−１５２６０３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｌ ３１／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

板状の基板と、
前記基板に実装される発光素子及び受光素子と、
前記発光素子及び前記受光素子を封止する透光性樹脂層と、
前記発光素子と前記受光素子との間に設けた遮光部と、を備え、
前記遮光部は、前記発光素子と前記受光素子との間で前記透光性樹脂層を介して光の一部が直接授受可能な高さに形成され、
前記発光素子を封止する透光性樹脂層と、前記受光素子を封止する透光性樹脂層との間に、空気層を有し、前記発光素子と前記受光素子との間で前記透光性樹脂層及び前記空気層を介して光の一部が直接授受可能になっており、
前記発光素子からの光は、一部が直接的に前記受光素子に入射し、前記透光性樹脂層と検出対象物との間に存在する空気への入射角が所定臨界角以上になると、全反射により他の一部が前記透光性樹脂層内で反射をして前記受光素子に入射することで、前記受光素子の出力値を増やしている、フォトリフレクタ。

【請求項2】

請求項１に記載のフォトリフレクタであって、
前記基板は、複数の凹部を有し、前記発光素子と前記受光素子とが、前記複数の凹部のうちの一つにそれぞれ収納されて配置されており、前記発光素子と前記受光素子との間の前記凹部の側壁部により前記遮光部が形成されている、フォトリフレクタ。

【請求項3】

請求項２に記載のフォトリフレクタであって、
前記発光素子又は前記受光素子が配置されている前記凹部の少なくとも側壁部に、反射膜が設けられている、フォトリフレクタ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一項に記載のフォトリフレクタであって、
前記発光素子の上端及び前記受光素子の上端の一部が、前記遮光部の上端よりも上に位置した状態となっている、フォトリフレクタ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、発光素子及び受光素子を有し、反射光の検出により物体の位置等を検出するフォトリフレクタに関する。

【背景技術】

【0002】

フォトリフレクタの従来例として、基板上に発光素子及び受光素子を搭載した表面実装型のフォトリフレクタの構成例を示す。図８は、従来のフォトリフレクタの構成例を示す図であり、図８（Ａ）は素子の上方から見た平面図、図８（Ｂ）は側方から見た側断面図である。

【0003】

従来例のフォトリフレクタ１００は、基板１０１上に発光素子１０３と受光素子１０４とが実装され、これらの発光素子１０３及び受光素子１０４が透光性樹脂層１０２によって封止された構造となっている。また、発光素子１０３と受光素子１０４との間には、素子間で直射光が授受されることによるノイズを低減するため、光透過率の低い樹脂からなる遮光壁１０７を設けている。発光素子と受光素子との間に遮光壁を設けた例として、例えば特許文献１に開示された近接センサがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】日本国特開平１１−３５４８３２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

最近では、フォトリフレクタは、スマートフォンに代表される携帯端末等のモバイル機器に搭載され、カメラモジュールのオートフォーカスレンズの位置検出などのアプリケーションに用いられるようになってきている。この種のモバイル機器においては、市場からの高機能化の要求があるため、搭載する部品の配置スペースが問題となってくる。搭載する部品のために製品サイズを大きくすることはデザイン上の制約等から難しく、個々のモジュール又はデバイスのダウンサイジングが必要になる。

【0006】

ここで、フォトリフレクタの適用例として、カメラモジュールのオートフォーカスレンズの位置検出を行う場合を例にとり説明する。カメラモジュール内で変位するオートフォーカスレンズの位置検出を行うには、レンズの光軸方向の移動に連動する反射物を設け、反射物に対向してフォトリフレクタを配置し、フォトリフレクタにより反射物からの反射光を検出する。この際、フォトリフレクタの受光素子の出力信号の変化が反射物までの距離と相関する特性を利用して、反射物までの距離を検出することにより、オートフォーカスレンズの位置検出を行う。

【0007】

カメラモジュールの高機能化、小型化を図るために、フォトリフレクタの配置スペースの縮小を検討しようとすると、フォトリフレクタ自体の薄型化、検出対象までの距離短縮などの手法が考えられる。従来の構成において、単純にフォトリフレクタを薄型化すると、基板の剛性が不足し、実装における位置精度が十分に得られない、発光素子と受光素子との配置間隔を大きくとる必要があり、フォトリフレクタのパッケージの実装面積が大きくなる、などの課題が生じる。また、上記従来例では、遮光壁によって直射光によるノイズを低減しているが、検出対象物までの距離をある程度確保する必要があり、位置検出可能な検出対象物までの距離が遠くなるため、更なる検出可能距離の短縮、配置スペースの縮小が困難であった。

【0008】

本発明は、検出対象物までの距離を短縮してより近くの検出対象物の位置検出を可能にし、配置スペースの縮小化に寄与できるフォトリフレクタを実現することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明は、板状の基板と、前記基板に実装される発光素子及び受光素子と、前記発光素子及び前記受光素子を封止する透光性樹脂層と、前記発光素子と前記受光素子との間に設けた遮光部と、を備え、前記遮光部は、前記発光素子と前記受光素子との間で前記透光性樹脂層を介して光の一部が直接授受可能な高さに形成され、前記発光素子を封止する透光性樹脂層と、前記受光素子を封止する透光性樹脂層との間に、空気層を有し、前記発光素子と前記受光素子との間で前記透光性樹脂層及び前記空気層を介して光の一部が直接授受可能になっており、前記発光素子からの光は、一部が直接的に前記受光素子に入射し、前記透光性樹脂層と検出対象物との間に存在する空気への入射角が所定臨界角以上になると、全反射により他の一部が前記透光性樹脂層内で反射をして前記受光素子に入射することで、前記受光素子の出力値を増やしている、フォトリフレクタを提供する。

【0010】

また、上記のフォトリフレクタであって、前記発光素子を封止する透光性樹脂層と、前記受光素子を封止する透光性樹脂層との間に、空気層を有し、前記発光素子と前記受光素子との間で前記透光性樹脂層及び前記空気層を介して光の一部が直接授受可能になっているものでもよい。

【0011】

また、上記のフォトリフレクタであって、前記基板は、複数の凹部を有し、前記発光素子と前記受光素子とが、前記複数の凹部のうちの一つにそれぞれ収納されて配置されており、前記発光素子と前記受光素子との間の前記凹部の側壁部により前記遮光部が形成されているものでもよい。

【0012】

また、上記のフォトリフレクタであって、前記発光素子又は前記受光素子が配置されている前記凹部の少なくとも側壁部に、反射膜が設けられているものでもよい。

【0013】

また、上記のフォトリフレクタであって、前記発光素子の上端及び前記受光素子の上端の一部が、前記遮光部の上端よりも上に位置した状態となっているものでもよい。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、検出対象物までの距離を短縮してより近くの検出対象物の位置検出を可能にし、配置スペースの縮小化に寄与できるフォトリフレクタを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、（Ａ）は素子の上方から見た平面図、（Ｂ）は側方から見た側断面図

【図2】フォトリフレクタにおける光の経路を模式的に示した図であり、（Ａ）は本実施形態の構成、（Ｂ）は従来例の構成をそれぞれ示す説明図

【図3】本発明の第２の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、（Ａ）は素子の上方から見た平面図、（Ｂ）は側方から見た側断面図

【図4】第２の実施形態のフォトリフレクタにおける光の経路を模式的に示した説明図

【図5】本実施形態のフォトリフレクタの出力と検出対象物までの距離との関係を示す特性図

【図6】本発明の第３の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、（Ａ）は素子の上方から見た平面図、（Ｂ）は側方から見た側断面図

【図7】本発明の第４の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、素子の側方から見た側断面図

【図8】従来のフォトリフレクタの構成例を示す図であり、（Ａ）は素子の上方から見た平面図、（Ｂ）は側方から見た側断面図

【図9】従来例におけるフォトリフレクタと検出対象物との距離を示す説明図

【図10】従来例のフォトリフレクタの出力と検出対象物までの距離との関係を示す特性図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、本発明に係るフォトリフレクタを具体的に開示した実施形態（以下、「本実施形態」という）について、図面を参照して詳細に説明する。

【0017】

本実施形態では、例えばモバイル機器に搭載されるカメラモジュールのオートフォーカスレンズの位置検出などに用いられるフォトリフレクタの構成例を示す。

【0018】

（本発明の各実施形態の内容に至る経緯）
本実施形態の構成を説明するにあたり、まず、フォトリフレクタの配置スペースの縮小を図る上での課題についてより具体的に説明する。

【0019】

図９は、従来例におけるフォトリフレクタと検出対象物との距離を示す説明図、図１０は、従来例のフォトリフレクタの出力と検出対象物までの距離との関係を示す特性図である。

【0020】

以降の説明では、カメラモジュールのオートフォーカスレンズの位置検出を行う表面実装型のフォトリフレクタの例を述べる。この場合、カメラモジュールにおいて、オートフォーカスレンズの光軸方向の移動に連動して変位する反射物を設け、この反射物を検出対象物５０とし、図９に示すように、検出対象物５０に対向してフォトリフレクタ１００を配置する。フォトリフレクタ１００は、検出対象物５０に向かって発光素子１０３より検出光を放射し、検出対象物５０にて反射する反射光を受光素子１０４にて受光する。

【0021】

フォトリフレクタ１００の出力（出力電流）は、フォトリフレクタ１００の上端面から検出対象物５０（反射物）までの距離Ｌｏに応じて、図１０に示すような特性を有する。図１０において、縦軸はフォトリフレクタ１００のセンサ出力として、センサ相対出力Ｓｏの大きさを示しており、位置検出可能な検出対象物５０の最近位置における出力値を１として正規化したものである。横軸は検出対象物５０（反射物）までの距離Ｌｏを示す。センサ相対出力Ｓｏは、フォトリフレクタ１００の出力電流を多項式にて近似した曲線によって表している。フォトリフレクタ１００のセンサ出力は、所定の範囲において、反射物の位置に対してセンサ出力値が相関する特性を有する。

【0022】

検出対象物５０となる反射物までの距離を高精度に検出するには、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐより遠方の範囲に相当する、距離の増加に対してセンサ出力が単調に減少する領域を用いる。検出対象物５０の位置検出範囲Ｌｓとして、例えば０．９ｍｍの範囲を検出しようとすると、図１０の例では、位置検出可能な検出対象物５０までの距離Ｌｏの範囲は、０．６〜１．５ｍｍとなる。この場合、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐにおける反射物の距離は０．３ｍｍであり、位置検出範囲の最近位置における検出対象物５０までの距離Ｌｎが０．６ｍｍ、最遠位置までの距離Ｌｆが１．５ｍｍとなる。

【0023】

ここで、搭載機器であるカメラモジュールのダウンサイジングを目的として、フォトリフレクタの配置スペースの縮小を図るために、位置検出可能な検出対象物までの距離を短縮することを検討する。検出対象物までの距離を短縮するには、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐの位置をゼロに近づけて、図１０の特性図において左側に移動させる必要がある。

【0024】

そこで、上記事情を鑑み、本実施形態では、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐをゼロに近づけ、検出対象物までの距離を短縮し、より近くの検出対象物の位置検出を可能にし、配置スペースの縮小化に寄与できるフォトリフレクタの構成例を以下に示す。

【0025】

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、図１（Ａ）は素子の上方から見た平面図、図１（Ｂ）は側方から見た側断面図である。フォトリフレクタ１０は、基板１１上に発光素子１３と受光素子１４とが実装されて構成される。

【0026】

基板１１は、ガラスエポキシ等の硬性の絶縁材料による板状の基体１５に、導電材料の銅箔１６を被着した銅張積層板により形成されるプリント配線基板である。基板１１は、レーザー加工等により、一方の面（図中上面）に複数の凹部１７が形成され、他方の面（図中底面）に貫通する貫通孔が形成されており、貫通孔には導電材料の金属が埋められてバイアホール１８が形成されている。また、バイアホール１８の上部を塞ぐように、金属膜を構成する金属パターン１９が凹部１７の底部及び側壁部、更に基体１５の上面部に至る範囲に形成されている。 銅箔１６及び金属パターン１９は、エッチングにより所定形状にパターニングされており、それぞれ基板１１の外部及び内部の接続用電極となり、バイアホール１８を介して接続されている。

【0027】

発光素子１３は、発光ダイオード（ＬＥＤ）等の素子であり、検出対象物に光を放射可能なように実装されている。受光素子１４は、フォトトランジスタ等の素子であり、検出対象物にて反射した光を受光可能なように実装されている。この場合、発光素子１３及び受光素子１４は、ダイボンド及びワイヤボンドによって必要な接続が形成されている。

【0028】

基板１１における発光素子１３及び受光素子１４の実装面（図中上側の面）は、光透過率の高い透光性樹脂層１２が設けられ、発光素子１３及び受光素子１４が透光性樹脂層１２によって封止された構造となっている。

【0029】

発光素子１３と受光素子１４は、基板１１の複数の凹部１７のうちの一つにそれぞれ収納される状態で配置されている。ここで、発光素子１３と受光素子１４は、図１（Ｂ）に示す通り、発光素子１３の上端１３ａ又は受光素子１４の上端１４ａの一部が凹部１７に埋没せずに突出している。この突出した部分は、互いに直射光の授受を行うことになるが、殆どの光の授受は検出対象物における反射を介して行われる。また、基板１１における２つの凹部１７の間の側壁部によって、発光素子１３と受光素子１４との間で授受される光の一部を遮光する遮光部２１が形成されている。ここで、発光素子１３の上端１３ａ及び受光素子１４の上端１４ａの一部が、遮光部２１の上端よりも上に露出した状態となっている。

【0030】

図２は、フォトリフレクタにおける光の経路を模式的に示した図であり、図２（Ａ）は本実施形態の構成、図２（Ｂ）は従来例の構成をそれぞれ示す説明図である。図２において、矢印付きの破線は、理解のために光の経路を模式的に示したものである。

【0031】

図２（Ａ）に示すように、本実施形態のフォトリフレクタ１０では、発光素子１３と受光素子１４の一部が基板１１の凹部１７より露出した構造であり、発光素子１３と受光素子１４との間で直射光が少しだけ授受され、大部分は検出対象物５０にて反射した反射光が授受される構成となっている。また図示しないが、透光性樹脂層１２の上端にて反射した反射光が授受される構成となっている。このように、本実施形態では、発光素子１３と受光素子１４との間で、意図的にわずかな直射光の授受が行われるようにしている。これに対し、図２（Ｂ）に示す従来例では、発光素子１０３と受光素子１０４との間の直射光を遮光する遮光壁１０７を有する構造であり、検出対象物５０が近接した状態では発光素子１０３から放射された光が遮光壁１０７により遮られて受光素子１０４に入射しない。

【0032】

本実施形態では、発光素子１３と受光素子１４との間で意図的にわずかな直射光の授受が行われるようにすることで、検出対象物５０までの距離Ｌｏが短い場合でも発光素子１３から放射された光が受光素子１４にて受光され、検出対象物５０がフォトリフレクタ１０に非常に近接した状態であっても、位置検出を行うことができる。すなわち、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐをゼロに近づけることが可能であり、近距離での検出対象物５０の位置検出が可能となっている。透光性樹脂層１２と検出対象物５０との間には空気が存在するため、所定臨界角以上になると全反射により発光素子１３からの光が検出対象物５０に届かなくなり、その光の一部は直接的に又は透光性樹脂層１２内で反射をして受光素子１４に入射するが、この入射分は受光素子１４の出力値を増やす役目を担っている。

【0033】

また、本実施形態では、基板１１に凹部１７を形成してその中に発光素子１３及び受光素子１４を実装する構成としたので、基板１１の厚さを部分的に薄くするだけで遮光部２１の形成と発光素子１３及び受光素子１４の配置を可能としている。このため、フォトリフレクタの薄型化を図るために単純に基板を薄くする場合と比べて、十分な強度を保つことができ、基板１１の撓みを抑制して発光素子１３及び受光素子１４の実装に必要な平面度を得ることができる。また、本実施形態は樹脂等による遮光壁を設けない構成のため、遮光壁の形成のための機械加工等の追加工程を削減できる。

【0034】

したがって、本実施形態によれば、基板１１全体の剛性を高めるとともに、凹部１７の底面から基板裏面までの厚さをかなり薄くしても実装及び封止に困難を伴う程の撓みの問題が生ずることを抑止でき、フォトリフレクタのパッケージの低背化（薄型化）を図ることができる。図２に示した例では、図２（Ｂ）の従来例と比較して、図２（Ａ）の本実施形態は寸法Ｘの分だけ低背化を実現できている。

【0035】

（第２の実施形態）
図３は、本発明の第２の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、図３（Ａ）は素子の上方から見た平面図、図３（Ｂ）は側方から見た側断面図である。第２の実施形態のフォトリフレクタ１０Ａは、図１に示した第１の実施形態と比較して、透光性樹脂層１２の構成を変更した構成例である。第２の実施形態において、第１の実施形態と同一または同等の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

【0036】

第２の実施形態において、発光素子１３及び受光素子１４を封止する透光性樹脂層１２は、発光素子１３と受光素子１４との間を分割するスリット２２を有し、スリット２２によって発光素子１３と受光素子１４との間に空気層を形成する構成となっている。スリット２２は、ブレード等を用いた切削加工等によって形成でき、スリット２２の幅は例えばブレードの厚さの選択によって適宜の大きさに設定できる。ただし、スリット２２の細かい寸法設定が不要な場合は、透光性樹脂層１２の成形時に金型によってスリット２２を設けることもできる。なお、スリット２２は、図３の例では透光性樹脂層１２の厚さ全体に設けられ、基板１１の上端面まで達しているが、透光性樹脂層１２の厚さの一部にスリット２２を形成したものでもよい。また、透光性樹脂層１２において、凹部などのスリット以外の構成によって空気層を形成するものであってもよい。

【0037】

図４は、第２の実施形態のフォトリフレクタにおける光の経路を模式的に示した説明図である。図４において、矢印付きの破線は、理解のために光の経路を模式的に示したものである。

【0038】

第２の実施形態では、透光性樹脂層１２の発光素子１３と受光素子１４との間にスリット２２を設けることにより、通常は発光素子１３から受光素子１４に直接入射する光の一部を、透光性樹脂層１２と空気層との屈折率の違いによって、スリット２２の側壁（透光性樹脂層１２と空気層の界面）で反射させることができる。これにより、受光素子１４が受ける光量を低減させる構成となっている。スリット２２の幅を調整することにより、直射光の授受の量を調整可能である。したがって、センサとしての用途や必要分解能に応じてスリット２２の幅を調整し、検出対象物５０とフォトリフレクタとの相対距離の変化に対するセンサ出力の変化について、十分な大きさを確保できるようにすることが可能となる。

【0039】

図５は、本実施形態のフォトリフレクタの出力と検出対象物までの距離との関係を示す特性図である。図５において、縦軸はフォトリフレクタのセンサ出力として、センサ相対出力Ｓｏの大きさを示しており、センサ出力の出力ピーク点Ｓｐの出力値（電流値）を１として正規化したものである。横軸は検出対象物（反射物）までの距離Ｌｏを示す。センサ相対出力Ｓｏは、フォトリフレクタの出力電流を表している。フォトリフレクタは、この曲線を多項式にて近似して直線に変換し、検出対象物までの距離を算出する。

【0040】

図５に示したそれぞれのセンサ出力の特性曲線は以下の構成例に対応するものである。
Ａ：第１の実施形態の構成例（図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）の構成） スリット無し
Ｂ：第２の実施形態の構成例（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４の構成） スリット幅小（７５μｍ）
Ｃ：第２の実施形態の構成例（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４の構成） スリット幅中（２２０μｍ）
Ｄ：第２の実施形態の構成例（図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図４の構成） スリット幅大（３００μｍ）
Ｅ：比較例（従来例）（図８（Ａ）、図８（Ｂ）、図２（Ｂ）の構成）

【0041】

図５の特性に示されるように、本実施形態の構成により、比較例（従来例）と比べて、センサ出力の出力ピーク点をゼロに近づけることが可能になる。具体例としては、センサ出力の出力ピーク点は０．１５ｍｍ以下であり、検出対象物の位置検出範囲を近接した位置に移動させることができる。図示例では、センサ出力の出力ピーク点は、Ａが０．０３ｍｍ、Ｂが０．０７ｍｍ、Ｃが０．０８ｍｍ、Ｄが０．１１ｍｍとなっている（比較例Ｅは０．３０ｍｍ）。

【0042】

また、第２の実施形態のようにスリットを設けた構成の場合、スリットの幅を調整することにより、センサ出力特性の傾き、すなわち検出対象物までの距離の変化に対する出力変化量を調整できる。図示例では、スリット幅が小さいＢに比べて、スリット幅が大きいＤの方がセンサ出力特性の傾きが急になっている。なお、センサ出力の出力ピーク点の絶対値はスリット幅が大きい方が小さくなる。この場合、スリット幅を大きく設定することにより、検出対象物の位置変化に対する出力変化量が大きくなり、位置検出の分解能をより精密にできる。

【0043】

（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、図６（Ａ）は素子の上方から見た平面図、図６（Ｂ）は側方から見た側断面図である。第３の実施形態のフォトリフレクタ１０Ｂは、図３に示した第２の実施形態と比較して、発光素子１３及び受光素子１４の実装構成を変更した構成例である。第３の実施形態において、第１及び第２の実施形態と同一または同等の構成要素には同一符号を付して説明を省略する。

【0044】

第３の実施形態において、発光素子１３及び受光素子１４は、表面実装型チップにより形成され、ワイヤレスボンディングによって凹部１７の底面に実装される構成となっている。なお、表面実装型チップによる発光素子１３及び受光素子１４を設ける構成は、図１の第１の実施形態、図３の第２の実施形態のいずれにも適用可能である。第３の実施形態の構成においても、第１及び第２の実施形態と同様に、フォトリフレクタを薄型化しつつ、検出距離の限界を更に短縮することが可能である。

【0045】

なお、第１〜第３の実施形態の構成において、基板１１の凹部１７の側壁部に被着した金属膜を構成する金属パターン１９の材質を光の反射率が高い光沢のあるものとし、凹部１７に反射膜を有する構成としてもよい。これによって、凹部１７を反射鏡として機能させ、受光素子１４における受光量を増加させることが可能である。

【0046】

（第４の実施形態）
図７は、本発明の第４の実施形態に係るフォトリフレクタの構成を示す図であり、素子の側方から見た側断面図である。第４の実施形態のフォトリフレクタ１０Ｃは、発光素子１３と受光素子１４との間の遮光壁を低く形成した構成例である。

【0047】

第４の実施形態では、基板１１は、硬性の絶縁材料による板状の基体１５に導電材料の銅箔１６を被着した銅張積層板により形成されるプリント配線基板であり、凹部を有しない構成である。基板１１上には、発光素子１３と受光素子１４とがそれぞれフェースダウンボンディングにより実装され、これらの発光素子１３及び受光素子１４が透光性樹脂層１２によって封止された構造となっている。

【0048】

基板１１上の発光素子１３と受光素子１４との間には、光透過率の低い樹脂からなる遮光壁２３が設けられている。遮光壁２３によって、素子間で授受される直射光の一部を遮光する遮光部が形成されている。ここで、発光素子１３と受光素子１４は、図１に示した第１の実施形態と同様、発光素子１３の上端１３ａと受光素子１４の上端１４ａの一部が、遮光壁２３の上端２３ａよりも上に露出した状態に配置された構造となっている。この構造は、透光性樹脂層１２及び遮光壁２３の一部を切り欠いた構成によって実現でき、第２の実施形態のスリット２２と同様、ブレード等を用いた切削加工等によって形成することが可能である。遮光壁２３の高さを調整することによって、発光素子１３と受光素子１４の素子間で授受される直射光の光量を調整し、フォトリフレクタの受光素子の出力レベル、センサ出力の出力ピーク点の距離等を適宜設定できる。

【0049】

第４の実施形態のように、遮光壁２３によって直射光の一部を遮光する遮光部が形成されている構成においても、第１及び第２の実施形態と同様に、検出距離の限界を更に短縮することが可能である。

【0050】

上述したように、第１〜第３の実施形態のフォトリフレクタでは、遮光壁を設けず、基板の凹部の側壁部を遮光部として用いる構成となっている。このため、凹部以外の部分の肉厚により基板の剛性を高めることができ、且つフォトリフレクタの小型化が可能になる。

【0051】

また、本実施形態のフォトリフレクタでは、検出対象物が近接した場合であっても、発光素子の光が遮光壁に遮られずに検出対象物に照射され、検出対象物にて反射した光が遮光壁に遮られずに受光素子に入射するようになっている。このため、位置検出可能な距離を従来よりも大幅に短くすることができ、フォトリフレクタを用いたアプリケーションの小型化、薄型化に寄与できる。

【0052】

また、第１〜第３の実施形態のように、基板の凹部の側壁部が遮光部として機能する構成では、発光素子と受光素子の間に遮光壁を設ける必要が無いため、遮光壁の形成のための追加工程を削減でき、また、フォトリフレクタのサイズの小型化が可能である。

【0053】

更に、第２の実施形態のように、用途に応じた検出対象物との距離の変化に対し、発光素子と受光素子の間に所定の幅のスリット等を設けて空気層を有する構成にすることにより、センサ出力の変化量を調整できる。例えば、センサ出力の変化量を大きく取りたい場合には、スリット（空気層）の幅を大きくすることで、距離変化に対するセンサ出力の変化量を大きくできる。このように、フォトリフレクタの用途毎の距離検出の必要分解能に応じて、発光素子と受光素子の間に設ける空気層の幅によって適宜調整可能である。

【0054】

以上説明したように、本実施形態によれば、遮光部の高さ、透光性樹脂層の厚さ、発光素子と受光素子の素子間距離、更には発光素子と受光素子の間に設ける空気層の幅を適宜に選択することにより、剛性を保ちながら低背化が可能であり、従来よりも近接した位置の検出対象物を検出することができる。本実施形態の構成によって、検出距離の限界を更に短縮することを可能にし、配置スペースの縮小化に寄与できるフォトリフレクタを実現できる。

【0055】

以上、図面を参照しながら各種の実施形態について説明したが、本発明はかかる例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上記実施形態における各構成要素を任意に組み合わせてもよい。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明は、検出距離の限界を更に短縮することを可能にし、配置スペースの縮小化に寄与できる効果を有し、例えばモバイル機器等の電子機器に搭載されるフォトリフレクタ等に有用である。

【符号の説明】

【0057】

１０、１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ：フォトリフレクタ
１１：基板
１２：透光性樹脂層
１３：発光素子
１３ａ：上端
１４：受光素子
１４ａ：上端
１５：基体
１６：銅箔
１７：凹部
１８：バイアホール
１９：金属パターン
２１：遮光部
２２：スリット
２３：遮光壁
２３ａ：上端
５０：検出対象物

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】