WO2017104635A1

WO2017104635A1 - 光学装置

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Publication number: WO2017104635A1
Application number: PCT/JP2016/086992
Authority: WO
Inventors: 秀之内海; 裕輝田沼
Original assignee: Rohm Co Ltd
Current assignee: Rohm Co Ltd
Priority date: 2015-12-14
Filing date: 2016-12-13
Publication date: 2017-06-22
Anticipated expiration: 2018-06-14
Also published as: US20180358503A1; JPWO2017104635A1; US10593823B2

Abstract

光学装置は、発光ユニットおよび受光ユニットを備える。前記発光ユニットは、第１方向前方に光を出射する。前記発光ユニットは、前記第１方向後方に進行する光を通過させる発光側貫通孔を有する。前記受光ユニットは、前記発光ユニットに対して前記第１方向後方に配置されている。前記受光ユニットは、前記発光側貫通孔を通過した光を受光する受光部を有している。

Description

光学装置

　本発明は、光学装置に関し、特に、発光および受光機能を有する光学装置に関する。

　特許文献１には、従来の光学装置の一例としてフォトインタラプタが開示されている。当該フォトインタラプタは、基板に搭載された発光素子および受光素子を備える。発光素子が発した光は、検出対象物によって反射された後、受光素子によって受光される。これにより、当該フォトインタラプタに対向する位置に検出対象物が存在することを検出することができる。

　このようなフォトインタラプタは、たとえば所定の電子機器に内蔵されて使用される。この場合、発光素子からの光および受光素子が受光する光を通過させるための共通の開口を当該電子機器のケースに設ける必要がある。この開口は、たとえば、電子機器内に設けられた部品の保護の観点からは、小さいことが望ましい。しかしながら、従来のフォトインタラプタは、開口を小さくするという点において、改善の余地があった。

特開２０１０－１１４１１４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、電子機器等に設けられる光通過用の開口を小型化することが可能な光学装置を提供することをその課題とする。

　本発明の１つの側面により提供される光学装置は、第１方向前方に光を出射する発光ユニットと、前記発光ユニットに対して前記第１方向後方に配置された受光ユニットと、を備えており、前記発光ユニットは、前記第１方向後方に進行する光を通過させる発光側貫通孔を有しており、前記受光ユニットは、前記発光側貫通孔を通過した光を受光する受光部を有している。

　好ましくは、前記発光ユニットは、前記第１方向前方を向く発光側主面、前記第１方向後方を向く発光側裏面、および前記発光側主面から凹む発光側凹部を有する発光側基材と、前記発光側基材に形成された発光側配線と、前記発光側凹部に収容された発光素子と、を具備しており、前記発光側貫通孔は、前記発光側主面および発光側裏面に繋がる構成とされている。

　好ましくは、前記発光側主面および前記発光側裏面は、前記第１方向に対して直角である。

　好ましくは、前記発光側凹部は、前記第１方向前方を向く発光側凹部底面と、前記発光側主面および前記発光側凹部底面を繋ぐ発光側凹部側面と、を有する。

　好ましくは、前記発光側凹部側面は、前記第１方向に平行である。

　好ましくは、前記発光側凹部側面は、前記第１方向に対して傾斜している。

　好ましくは、前記発光側配線は、前記発光側凹部底面に形成された発光側底面部を有する。

　好ましくは、前記発光素子は、前記発光側底面部に接合されている。

　好ましくは、前記発光側配線は、前記発光側凹部側面に形成された発光側側面部を有する。

　好ましくは、前記発光側配線は、前記発光側凹部から前記発光側配線に延びる発光側貫通部を有する。

　好ましくは、前記発光側配線は、前記発光側裏面に形成され且つ前記発光側貫通部に導通する発光側裏面部を有する。

　好ましくは、前記発光側貫通孔の内面は、前記第１方向に平行である。

　好ましくは、前記発光側貫通孔の内面は、前記第１方向に対して傾斜している。

　好ましくは、前記発光ユニットは、前記発光側凹部に充填されるとともに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発光側透光樹脂を具備する。

　好ましくは、前記発光側透光樹脂は、発光側レンズ部を有する。

　好ましくは、前記発光側透光樹脂は、前記発光側主面に対して傾斜した発光側傾斜面を有する。

　好ましくは、前記受光ユニットは、前記第１方向前方を向く受光側主面、前記第１方向後方を向く受光側裏面および前記受光側主面から凹む受光側凹部を有する受光側基材と、前記受光側基材に形成された受光側配線と、前記受光側凹部に収容され且つ前記受光部を有する受光素子と、を具備する。

　好ましくは、前記受光側主面および前記受光側裏面は、前記第１方向に対して直角である。

　好ましくは、前記受光側凹部は、前記第１方向前方を向く受光側凹部底面と、前記受光側主面および前記受光側凹部底面を繋ぐ受光側凹部側面と、を有する。

　好ましくは、前記受光側凹部側面は、前記第１方向に平行である。

　好ましくは、前記受光側配線は、前記受光側凹部底面に形成された受光側底面部を有する。

　好ましくは、前記受光ユニットは、前記受光素子と前記受光側底面部とを接続する受光側ワイヤを具備する。

　好ましくは、前記受光側配線は、前記受光側凹部から前記受光側裏面に延びる受光側貫通部を有する。

　好ましくは、前記受光側配線は、前記受光側裏面に形成され且つ前記受光側貫通部に導通する受光側裏面部を有する。

　好ましくは、前記受光ユニットは、前記受光側凹部に充填されるとともに前記受光素子を覆い且つ前記受光部が受光する光を透過する受光側透光樹脂を具備する。

　好ましくは、前記受光側透光樹脂は、受光側レンズ部を有する。

　好ましくは、前記受光側透光樹脂は、前記受光側主面に対して傾斜した受光側傾斜面を有する。

　好ましくは、前記受光側透光樹脂は、前記発光側貫通孔を通過して前記発光側主面側に露出する貫通孔部を有する。

　好ましくは、前記受光側透光樹脂は、前記貫通孔部の前記第１方向前方側端に形成された受光側レンズ部を有する。

　好ましくは、前記受光側透光樹脂は、前記貫通孔部の前記第１方向前方側端に形成された受光側傾斜面を有する。

　好ましくは、前記発光側基材の発光側裏面と前記受光側基材の受光側裏面とを接合する接合材をさらに備える。

　好ましくは、前記接合材は、異方性導電接合材である。

　好ましくは、前記接合材は、はんだである。

　好ましくは、前記発光側基材に対して前記第１方向前方に配置され、前記発光側凹部および前記発光側貫通孔を覆うとともに、前記発光素子からの光を透過させる透光カバーをさらに備える。

　好ましくは、前記透光カバーは、前記発光素子からの光が通過する発光側レンズ部を有する。

　好ましくは、前記透光カバーは、前記発光側貫通孔へと向かう光が通過する受光側レンズ部を有する。

　好ましくは、前記受光ユニットは、前記受光部を有する受光素子によって構成されている。

　本発明の光学装置によれば、発光ユニットの発光部分から発せられた光が検出対象物によって反射されると、その反射光は、発光側貫通孔を通じて受光部へと到達する。前記発光部分と前記受光部とは、所定の方向（第１方向）において異なる位置に設けられている。このため、前記発光部分と前記受光部とが、互いに干渉することを回避可能であり、前記発光部分と前記受光部とのｘ方向（前記第１方向と直角である方向）における距離を縮小することが可能である。したがって、当該光学装置が搭載される電子機器等において、光を通過させるための開口を小型化することができる。

　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実施形態に基づく光学装置を示す平面図である。図１の光学装置の要部を示す平面図である。図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。図１の光学装置の製造方法の一例を示す断面図である。図１の光学装置の変形例を示す断面図である。図１の光学装置の他の変形例を示す断面図である。本発明の第２実施形態に基づく光学装置を示す断面図である。本発明の第３実施形態に基づく光学装置を示す断面図である。図８の光学装置の変形例を示す断面図である。本発明の第４実施形態に基づく光学装置を示す断面図である。図１０の光学装置の変形例を示す断面図である。図１０の光学装置の他の変形例を示す断面図である。図１０の光学装置の他の変形例を示す断面図である。本発明の第５実施形態に基づく光学装置を示す断面図である。図１４の光学装置の他の変形例を示す断面図である。本発明の第６実施形態に基づく光学装置を示す断面図である。

　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３は、本発明の第１実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ１は、発光ユニット１、受光ユニット２および接合材３を備えている。光学装置Ａ１は、フォトインタラプタであり、発光ユニット１から発した光が検出対象物に反射された後に、この反射光を受光ユニット２によって受光することにより、検出対象物の有無を検出する。図１に示すように、光学装置Ａ１は、ｚ方向視矩形状であるが、本発明がこれに限定されるわけではない。

　図１は、光学装置Ａ１を示す平面図である。図２は、発光ユニット１および受光ユニット２を省略した光学装置Ａ１の要部平面図である。図３は、図１のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿う断面図である。

　発光ユニット１は、光学装置Ａ１の発光機能を担う。本実施形態では、発光ユニット１は、発光側基材１１、発光側配線１２、発光素子１３および発光側透光樹脂１４を具備する。

　発光側基材１１は、発光ユニット１の土台となり、すくなくとも表層が絶縁性材料からなる。発光側基材１１の具体例としては、Ｓｉ等の半導体材料からなる半導体基板、アルミナ等からなるセラミック基板、ガラスエポキシ樹脂等からなる樹脂基板が挙げられるが、本発明がこれに限定されるわけではない。前記樹脂基板は、一例としてたとえばＭＩＤ基板を含む。

　発光側基材１１は、発光側主面１１１、発光側裏面１１２、発光側凹部１１３および発光側貫通孔１１６を有する。

　発光側主面１１１は、ｚ方向前方を向いており、ｚ方向に対して直角である。発光側裏面１１２は、ｚ方向後方を向いており、ｚ方向に対して直角である。

　発光側凹部１１３は、発光側主面１１１から凹んでいる。図示された発光側凹部１１３は、ｚ方向視矩形状であるが、本発明がこれに限定されるわけではない。本実施形態では、発光側凹部１１３は、発光側凹部底面１１４および発光側凹部側面１１５を有する。

　発光側凹部底面１１４は、ｚ方向前方を向いており、発光側主面１１１と平行である。発光側凹部側面１１５は、発光側凹部底面１１４と発光側主面１１１とを繋いでいる。発光側凹部側面１１５は、ｚ方向と平行である。

　発光側配線１２は、発光側基材１１に形成されており、発光素子１３に電力供給するための導通経路を構成している。発光側配線１２は、たとえばＣｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｕ等から適宜選択される単一種あるいは複数種類の金属からなり、たとえばめっきによって形成される。

　本実施形態では、発光側配線１２は、発光側底面部１２１、発光側側面部１２２、発光側貫通部１２３および発光側裏面部１２４を有する。

　発光側底面部１２１は、発光側凹部底面１１４を覆っている。図２および図３に示すように、発光側底面部１２１は、ｙ方向に延びるスリットによって区画された、ｘ方向に互いに離間する２つの領域を含む。

　発光側側面部１２２は、発光側凹部側面１１５を覆っている。発光側側面部１２２は、発光側底面部１２１と同様に、ｚ方向に延びるスリットによって区画された、ｘ方向に互いに離間する２つの領域を含む。

　発光側貫通部１２３は、発光側凹部底面１１４から発光側裏面１１２へと発光側基材１１を貫通している。図示された例においては、２つの発光側貫通部１２３が設けられている。２つの発光側貫通部１２３は、発光側底面部１２１の前記２つの領域に各別に繋がっている。

　発光側裏面部１２４は、発光側裏面１１２に設けられている。図示された例においては、２つの発光側裏面部１２４が設けられている。２つの発光側裏面部１２４は、２つの発光側貫通部１２３に各別に繋がっている。

　発光素子１３は、発光ユニット１の光源である。発光素子１３の具体例としては、たとえばＬＥＤ素子、ＬＤ素子、ＶＣＳＥＬ素子が挙げられる。図示された発光素子１３は、たとえば赤外光を発するＬＥＤ素子である。

　発光素子１３は、発光素子電極１３１を有する。発光素子１３は、図示しない裏面電極を有する。この裏面電極は、導電性接合材によって発光側底面部１２１の片方の領域に接合されている。発光素子電極１３１と発光側底面部１２１の他方の領域とは、発光側ワイヤ１３９によって接続されている。発光側ワイヤ１３９は、たとえばＡｕからなる。

　発光側透光樹脂１４は、発光側凹部１１３に充填されており、発光素子１３を覆っている。発光側透光樹脂１４は、発光素子１３からの光を透過する材料からなる。図示された例においては、発光側透光樹脂１４のｚ方向前方を向く面は、平坦な面か、もしくはｚ方向後方に緩やかに凹んだ面となっている。

　受光ユニット２は、光学装置Ａ１の受光機能を担う。本実施形態では、受光ユニット２は、受光側基材２１、受光側配線２２および受光素子２３を具備する。

　受光側基材２１は、受光ユニット２の土台となり、すくなくとも表層が絶縁性材料からなる。受光側基材２１の具体例としては、Ｓｉ等の半導体材料からなる半導体基板、アルミナ等からなるセラミック基板、ガラスエポキシ樹脂等からなる樹脂基板が挙げられるが、本発明がこれに限定されるわけではない。前記樹脂基板は、一例としてたとえばＭＩＤ基板を含む。

　受光側基材２１は、受光側主面２１１、受光側裏面２１２および受光側凹部２１３を有する。

　受光側主面２１１は、ｚ方向前方を向いており、ｚ方向に対して直角である。受光側裏面２１２は、ｚ方向後方を向いており、ｚ方向に対して直角である。

　受光側凹部２１３は、受光側主面２１１から凹んでいる。受光側凹部２１３は、ｚ方向視矩形状であるが、本発明がこれに限定されるわけではない。本実施形態では、受光側凹部２１３は、受光側凹部底面２１４および受光側凹部側面２１５を有する。

　受光側凹部底面２１４は、ｚ方向前方を向いており、受光側主面２１１と平行である。受光側凹部側面２１５は、受光側凹部底面２１４と受光側主面２１１とを繋いでいる。受光側凹部側面２１５は、ｚ方向と平行である。

　受光側配線２２は、受光側基材２１に形成されており、受光素子２３に導通する導通経路を構成している。受光側配線２２は、たとえばＣｕ，Ｎｉ，Ｔｉ，Ａｕ等から適宜選択される単一種あるいは複数種類の金属からなり、たとえばめっきによって形成される。

　本実施形態の受光側配線２２は、受光側底面部２２１、受光側貫通部２２２、受光側裏面部２２３および受光側主面部２２４を有する。

　受光側底面部２２１は、受光側凹部底面２１４に形成されている。図１および図２に示すように、図示された例においては、複数の受光側底面部２２１が設けられている。複数の受光側底面部２２１は、たとえば受光側凹部底面２１４のｘ方向一方側においてｙ方向に配列されている。

　受光側主面部２２４は、受光側基材２１に設けられている。図示された例においては、２つの受光側主面部２２４が設けられている。２つの受光側主面部２２４は、ｚ方向視において発光ユニット１の２つの発光側裏面部１２４と重なる位置に配置されている。

　受光側貫通部２２２は、受光側裏面２１２から上方（受光側主面２１１方向）へと受光側基材２１を貫通している。図示された例においては、複数の受光側貫通部２２２が設けられている。このうち相対的に長い２つの受光側貫通部２２２は、２つの受光側主面部２２４と各別に繋がっている。他の相対的に短い受光側貫通部２２２は、複数の受光側底面部２２１と各別に繋がっている。

　受光側裏面部２２３は、受光側裏面２１２に設けられている。図示された例においては、複数の受光側裏面部２２３が設けられている。このうち２つの受光側裏面部２２３は、２つの受光側貫通部２２２に各別に繋がっている。他の受光側裏面部２２３は、複数の受光側底面部２２１に繋がる複数の受光側貫通部２２２と各別に繋がっている。複数の受光側裏面部２２３は、たとえば光学装置Ａ１を電子機器等の回路基板に実装する際の実装端子として用いられる。

　受光素子２３は、受光ユニット２の受光機能を担う。受光素子２３の具体例としては、たとえばフォトトランジスタ、フォトダイオード、フォトＩＣ等が挙げられる。図示された受光素子２３は、たとえばフォトＩＣである。受光素子２３は、図示しない接合材によって受光側凹部底面２１４に接合されている。受光素子２３は、複数の受光素子電極２３１および受光部２３２を有する。

　受光部２３２は、光を受ける部位である。受光素子２３は、受光部２３２によって受光した光に応じた起電力を発生する光電変換機能を有している。

　複数の受光素子電極２３１と複数の受光側底面部２２１とは、複数の受光側ワイヤ２３９によって各別に接続されている。受光側ワイヤ２３９は、たとえばＡｕからなる。

　接合材３は、発光ユニット１と受光ユニット２とを接合している。本実施形態においては、発光ユニット１の発光側裏面１１２と受光ユニット２の受光側主面２１１とを接合している。図示された例においては、接合材３は、異方性導電接合材である。これにより、発光ユニット１の２つの発光側裏面部１２４と受光ユニット２の２つの受光側主面部２２４とが各別に導通する。

　図１および図３に示すように、発光ユニット１の発光側貫通孔１１６は、受光ユニット２の受光部２３２とｚ方向視において重なる。図示された例においては、ｚ方向視において、発光側貫通孔１１６は、その全体が受光部２３２に重なっている。

　図１および図３に示すように、発光側凹部１１３と受光側凹部２１３とは、ｚ方向視において互いの一部同士が重なっている。また、図示された例においては、発光素子１３の一部が受光側凹部２１３の一部と重なっている。また、受光素子２３の一部が発光側凹部１１３の一部と重なっている。

　使用の際には、発光ユニット１の発光素子１３から光Ｌ１が発せられる。ｚ方向前方に検出対象物が存在する場合、光Ｌ１は、検出対象物によって反射される。反射光Ｌ２は、発光側貫通孔１１６を通過して受光部２３２に受光される。受光素子２３は、光電変換機能によって、受光した光に応じた検出信号を出力する。

　図４は、光学装置Ａ１の製造方法の一例における一工程を示している。たとえば、発光ユニット１および受光ユニット２をそれぞれ形成した後に、発光側裏面１１２と受光側主面２１１とを接合材３によって接合する。なお、発光ユニット１が複数個形成された発光側基板材料と、受光ユニット２が複数個形成された受光側基板材料とを図示されたものよりも大きいサイズの接合材３によって接合した後に、これらの発光側基板および受光側基板を一括して切断することにより、複数の光学装置Ａ１を製造してもよい。

　次に、光学装置Ａ１の作用について説明する。

　本実施形態によれば、発光ユニット１から発せられた光Ｌ１が検出対象物によって反射されると、反射光Ｌ２は、発光側貫通孔１１６を通じて受光部２３２へと到達する。発光ユニット１の発光部分と受光ユニット２の受光部２３２とは、ｚ方向において異なる位置に設けられており、互いに離間している。このため、発光ユニット１の発光部分と受光部２３２とが、ｘ方向およびｙ方向において干渉することを回避可能であり、当該発光部分と受光部２３２とのｘ方向距離を縮小することが可能である。したがって、光学装置Ａ１が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。

　図４に示すように、光学装置Ａ１の製造においては、発光ユニット１および受光ユニット２を別々に形成した後に、これらを接合すればよい。このため、１つの部材に発光素子１３と受光素子２３とを近接して搭載する必要がない。したがって、小型の光学装置Ａ１を容易に製造することができる。

　発光側基材１１を具備する発光ユニット１と受光側基材２１を具備する受光ユニット２とを採用することにより、発光ユニット１および受光ユニット２の製造をより容易に行うことができる。

　発光側凹部１１３内に発光素子１３を収容することにより、発光素子１３が外部に突出することを回避することができる。また、受光側凹部２１３内に受光素子２３を収容することにより、受光素子２３と発光ユニット１とが干渉することを回避することができる。

　発光素子１３から出た光は、発光側底面部１２１および発光側側面部１２２によって反射可能である。これにより、発光ユニット１の高輝度化を図ることができる。

　発光側貫通部１２３を備えることにより、発光素子１３と導通する発光側裏面部１２４を発光側基材１１の発光側裏面１１２に配置することが可能である。これは、発光ユニット１と受光ユニット２とを接合しつつ、受光ユニット２と発光素子１３とを導通させるのに有利である。

　ｘ方向視において発光側凹部１１３と受光側凹部２１３との一部ずつが重なる構成とすることにより、光学装置Ａ１のｘ方向における寸法を縮小することができる。さらに、ｚ方向視において発光素子１３と受光側凹部２１３との一部ずつが重なる構成やｚ方向視において受光素子２３と発光側凹部１１３との一部ずつが重なる構成は、光学装置Ａ１の小型化に好ましい。

　図５～図１６は、本発明に基づく他の光学装置を示している。なお、これらの図において、上記第１実施形態と同一または類似の要素には、同一の符号を付している。

　図５は、上記第１実施形態に基づく光学装置の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ１においては、接合材３は、はんだからなる。このため、２つの発光側裏面部１２４と２つの受光側主面部２２４とは、互いに離間した接合材３によって接合されている。また、発光側基材１１の発光側裏面１１２には、発光素子１３に導通しない発光側配線１２の一部が形成され、受光側基材２１の受光側主面２１１には、発光素子１３および受光素子２３に導通しない受光側配線２２の一部が形成される。これらの部分どうしが、接合材３によって接合されている。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ１が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、以下に述べる構成においては、接合材３は、異方性導電接合材であってもはんだであっても適宜適用可能である。

　図６は、他の変形例に係る光学装置Ａ１を示している。本変形例においては、ｚ方向視において受光ユニット２の受光素子２３の受光部２３２の全体が、発光ユニット１の発光側貫通孔１１６に内包されている。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ１が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側貫通孔１１６と受光部２３２とは、互いに一部ずつがｚ方向視において重なる構成であってもよい。

　図７は、本発明の第２実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ２においては、発光ユニット１の発光側基材１１に発光側裏面凹部１１７が形成されている。

　発光側裏面凹部１１７は、発光側裏面１１２から凹んでおり、ｚ方向視において受光ユニット２の受光側ワイヤ２３９の少なくとも一部と重なっている。また、発光側裏面凹部１１７は、ｚ方向視においてそのすべてが受光側基材２１の受光側凹部２１３に内包されている。また、ｚ方向において、受光側ワイヤ２３９の一部（ｚ方向前方側部分）が、発光側裏面凹部１１７に収容されている。

　このような実施形態によっても、光学装置Ａ２が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側裏面凹部１１７によって受光側ワイヤ２３９を収容することにより、受光側ワイヤ２３９と発光側基材１１との干渉を回避することが可能である。また、ｚ方向において発光側裏面凹部１１７と受光側ワイヤ２３９とを重ならせることにより、光学装置Ａ２のｚ方向寸法を縮小することができる。

　図８は、本発明の第３実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ３においては、発光ユニット１の発光側基材１１の発光側凹部側面１１５が、ｚ方向に対して傾斜している。具体的には、発光側凹部側面１１５は、発光側凹部１１３のｘｙ平面に沿う断面形状が、ｚ方向において発光側凹部底面１１４から発光側主面１１１に向かうほど大となるように傾斜している。

　このような実施形態によっても、光学装置Ａ３が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側凹部側面１１５を傾斜させることにより、発光素子１３から側方（ｘ方向やｙ方向）に進行した光を発光側側面部１２２によって反射することにより、ｚ方向前方へと進行させることができる。これは、発光ユニット１の高輝度化に有利であり、光学装置Ａ３の検出精度の向上に好ましい。

　図９は、上記第３実施形態に基づく光学装置の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ３おいては、発光側貫通孔１１６の内面がｚ方向に対して傾斜している。具体的には、発光側貫通孔１１６の内面は、発光側貫通孔１１６のｘｙ平面に沿う断面形状が、ｚ方向において発光側裏面１１２から発光側主面１１１に向かうほど大となるように傾斜している。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ３が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側貫通孔１１６の内面を傾斜させることにより、より広い領域から向かってくる光を受光部２３２へと到達させることができる。

　図１０は、本発明の第４実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ４においては、受光ユニット２が受光側透光樹脂２４を具備している。

　受光側透光樹脂２４は、受光側凹部２１３に充填されており受光素子２３を覆っている。受光素子２３は、受光部２３２が受光する光を透過させる材料からなる。本例の光学装置Ａ４の製造については、たとえば受光ユニット２の形成において、受光側凹部２１３に透光性の樹脂材料を充填しこれを硬化させることにより、受光側透光樹脂２４を形成すればよい。

　このような実施形態によっても、光学装置Ａ４が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、受光側透光樹脂２４によって受光素子２３を保護することが可能である。

　図１１は、上記第４実施形態に基づく光学装置の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ４おいては、受光側透光樹脂２４に受光側レンズ部２４１が形成されている。受光側レンズ部２４１は、受光部２３２のｚ方向前方に位置しており、ｚ方向視において発光側貫通孔１１６と重なっている。受光側レンズ部２４１は、ｚ方向前方に膨出した形状である。

　また、本変形例においては、発光側透光樹脂１４に発光側レンズ部１４１が形成されている。発光側レンズ部１４１は、発光素子１３のｚ方向前方に位置している。発光側レンズ部１４１は、ｚ方向前方に膨出した形状である。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ４が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側レンズ部１４１および受光側レンズ部２４１の集光効果によって、光学装置Ａ４の検出効果をさらに高めることができる。

　図１２は、上記第４実施形態に基づく光学装置の他の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ４おいては、受光側透光樹脂２４が、貫通孔部２４３を有している。貫通孔部２４３は、発光側貫通孔１１６を通過して発光側主面１１１側に露出する部位である。また、図示された例においては、貫通孔部２４３のｚ方向前方側端に、受光側レンズ部２４１が形成されている。本変形例の光学装置Ａ４の製造については、たとえば発光ユニット１と受光側透光樹脂２４を形成していない状態の受光ユニット２とを接合した後に、受光側凹部２１３および発光側貫通孔１１６に透光性の樹脂材料を充填しこれを硬化させることにより、受光側透光樹脂２４を形成すればよい。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ４が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。

　図１３は、上記第４実施形態に基づく光学装置の他の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ４おいては、発光側透光樹脂１４に発光側傾斜面１４２が形成されており、受光側透光樹脂２４に受光側傾斜面２４２が形成されている。

　発光側傾斜面１４２は、発光素子１３のｚ方向前方に位置している。発光側傾斜面１４２は、発光側主面１１１に対して傾斜しており、図示された例においては、ｘ方向図中右方に向かうほどｚ方向前方に位置するように傾斜している。

　受光側傾斜面２４２は、貫通孔部２４３のｚ方向前方端に形成されている。受光側傾斜面２４２は、発光側主面１１１に対して傾斜しており、図示された例においては、ｘ方向図中左方に向かうほどｚ方向前方に位置するように傾斜している。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ４が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側傾斜面１４２によって、発光素子１３からの光が屈折される。これにより、発光素子１３からの光の進行方向を調節することができる。また、受光側傾斜面２４２によって受光部２３２に向かってくる光が屈折される。これにより、受光部２３２によって受光する光が向かってくる方向を調節することができる。発光側傾斜面１４２および受光側傾斜面２４２が傾斜する方向や角度は、調節したい光の向きや角度に応じて適宜変更すればよい。

　図１４は、本発明の第５実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ５は、透光カバー４を備えている。

　透光カバー４は、発光側基材１１に対して第１方向前方に配置され、発光側凹部１１３および発光側貫通孔１１６を覆っている。透光カバー４は、発光素子１３からの光を透過させる材料からなる。このような材料としては、透光性樹脂やガラスが挙げられる。透光カバー４は、発光側基材１１の発光側主面１１１に接合されている。

　このような実施形態によっても、光学装置Ａ５が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、透光カバー４によって、発光素子１３および受光素子２３を適切に保護することができる。

　図１５は、上記第５実施形態に基づく光学装置の変形例を示している。本変形例に係る光学装置Ａ５おいては、透光カバー４は、発光側レンズ部４１および受光側レンズ部４２を有する。

　発光側レンズ部４１は、発光素子１３に対してｚ方向前方に配置されている。発光側レンズ部４１は、ｚ方向前方に膨出している。受光側レンズ部４２は、発光側貫通孔１１６に対してｚ方向前方に配置されている。受光側レンズ部４２は、ｚ方向前方に膨出している。

　このような変形例によっても、光学装置Ａ５が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、発光側レンズ部４１および受光側レンズ部４２の集光効果によって、光学装置Ａ５の検出精度を高めることができる。

　図１６は、本発明の第６実施形態に基づく光学装置を示している。図示された光学装置Ａ６は、受光ユニット２が実質的に受光素子２３のみによって構成されている点が、上述した各実施形態と異なっている。

　本実施形態の受光素子２３は、ｚ方向視において発光ユニット１（発光側基材１１）とほぼ同程度のサイズとされている。受光素子２３は、受光部２３２を有している。受光部２３２は、ｚ方向視において発光側貫通孔１１６と重なる。

　受光素子２３には、複数の受光側裏面部２２３が形成されている。これらの受光側裏面部２２３は、実装端子として用いられる。また、受光素子２３には、複数の受光側主面部２２４が形成されている。複数の受光側主面部２２４は、接合材３を介して発光ユニット１の複数の発光側裏面部１２４と導通している。受光側裏面部２２３と受光側主面部２２４との導通は、受光素子２３内に形成された図示しない導通経路や、受光素子２３の側面に形成されためっき層（図示略）等によって実現される。

　このような実施形態によっても、光学装置Ａ６が搭載される電子機器等において、光Ｌ１および光Ｌ２を通過させるための開口を小型化することができる。また、本実施形態の受光ユニット２は、受光素子２３によって構成されており、上述した受光側基材２１を有しない。これにより、光学装置Ａ６の小型化を図ることができる。

　本発明に係る光学装置は、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る光学装置の各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

Claims

　第１方向前方に光を出射する発光ユニットと、
　前記発光ユニットに対して前記第１方向後方に配置された受光ユニットと、
を備えており、
　前記発光ユニットは、前記第１方向後方に進行する光を通過させる発光側貫通孔を有しており、前記受光ユニットは、前記発光側貫通孔を通過した光を受光する受光部を有している、光学装置。
　前記発光ユニットは、
　前記第１方向前方を向く発光側主面、前記第１方向後方を向く発光側裏面、および前記発光側主面から凹む発光側凹部を有する発光側基材と、
　前記発光側基材に形成された発光側配線と、
　前記発光側凹部に収容された発光素子と、を具備しており、
　前記発光側貫通孔は、前記発光側主面および発光側裏面に繋がる構成とされている、請求項１に記載の光学装置。
　前記発光側主面および前記発光側裏面は、前記第１方向に対して直角である、請求項２に記載の光学装置。
　前記発光側凹部は、前記第１方向前方を向く発光側凹部底面と、前記発光側主面および前記発光側凹部底面を繋ぐ発光側凹部側面と、を有する、請求項３に記載の光学装置。
　前記発光側凹部側面は、前記第１方向に平行である、請求項４に記載の光学装置。
　前記発光側凹部側面は、前記第１方向に対して傾斜している、請求項４に記載の光学装置。
　前記発光側配線は、前記発光側凹部底面に形成された発光側底面部を有する、請求項４ないし６のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光素子は、前記発光側底面部に接合されている、請求項７に記載の光学装置。
　前記発光側配線は、前記発光側凹部側面に形成された発光側側面部を有する、請求項４ないし８のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光側配線は、前記発光側凹部から前記発光側配線に延びる発光側貫通部を有する、請求項４ないし９のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光側配線は、前記発光側裏面に形成され且つ前記発光側貫通部に導通する発光側裏面部を有する、請求項１０に記載の光学装置。
　前記発光側貫通孔の内面は、前記第１方向に平行である、請求項４ないし１１のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光側貫通孔の内面は、前記第１方向に対して傾斜している、請求項４ないし１１のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光ユニットは、前記発光側凹部に充填されるとともに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発光側透光樹脂を具備する、請求項４ないし１３のいずれかに記載の光学装置。
　前記発光側透光樹脂は、発光側レンズ部を有する、請求項１４に記載の光学装置。
　前記発光側透光樹脂は、前記発光側主面に対して傾斜した発光側傾斜面を有する、請求項１４に記載の光学装置。
　前記受光ユニットは、
　前記第１方向前方を向く受光側主面、前記第１方向後方を向く受光側裏面および前記受光側主面から凹む受光側凹部を有する受光側基材と、
　前記受光側基材に形成された受光側配線と、
　前記受光側凹部に収容され且つ前記受光部を有する受光素子と、を具備する、請求項２ないし１６のいずれかに記載の光学装置。
　前記受光側主面および前記受光側裏面は、前記第１方向に対して直角である、請求項１７に記載の光学装置。
　前記受光側凹部は、前記第１方向前方を向く受光側凹部底面と、前記受光側主面および前記受光側凹部底面を繋ぐ受光側凹部側面と、を有する、請求項１８に記載の光学装置。
　前記受光側凹部側面は、前記第１方向に平行である、請求項１９に記載の光学装置。
　前記受光側配線は、前記受光側凹部底面に形成された受光側底面部を有する、請求項１９または２０に記載の光学装置。
　前記受光ユニットは、前記受光素子と前記受光側底面部とを接続する受光側ワイヤを具備する、請求項２１に記載の光学装置。
　前記受光側配線は、前記受光側凹部から前記受光側裏面に延びる受光側貫通部を有する、請求項２２に記載の光学装置。
　前記受光側配線は、前記受光側裏面に形成され且つ前記受光側貫通部に導通する受光側裏面部を有する、請求項２３に記載の光学装置。
　前記受光ユニットは、前記受光側凹部に充填されるとともに前記受光素子を覆い且つ前記受光部が受光する光を透過する受光側透光樹脂を具備する、請求項１９ないし２４のいずれかに記載の光学装置。
　前記受光側透光樹脂は、受光側レンズ部を有する、請求項２５に記載の光学装置。
　前記受光側透光樹脂は、前記受光側主面に対して傾斜した受光側傾斜面を有する、請求項２５に記載の光学装置。
　前記受光側透光樹脂は、前記発光側貫通孔を通過して前記発光側主面側に露出する貫通孔部を有する、請求項２５に記載の光学装置。
　前記受光側透光樹脂は、前記貫通孔部の前記第１方向前方側端に形成された受光側レンズ部を有する、請求項２８に記載の光学装置。
　前記受光側透光樹脂は、前記貫通孔部の前記第１方向前方側端に形成された受光側傾斜面を有する、請求項２８に記載の光学装置。
　前記発光側基材の発光側裏面と前記受光側基材の受光側裏面とを接合する接合材をさらに具備する、請求項１７ないし３０のいずれかに記載の光学装置。
　前記接合材は、異方性導電接合材である、請求項３１に記載の光学装置。
　前記接合材は、はんだである、請求項３１に記載の光学装置。
　前記発光側基材に対して前記第１方向前方に配置され、前記発光側凹部および前記発光側貫通孔を覆うとともに、前記発光素子からの光を透過させる透光カバーをさらに具備する、請求項２ないし３３のいずれかに記載の光学装置。
　前記透光カバーは、前記発光素子からの光が通過する発光側レンズ部を有する、請求項３４に記載の光学装置。
　前記透光カバーは、前記発光側貫通孔へと向かう光が通過する受光側レンズ部を有する、請求項３４に記載の光学装置。
　前記受光ユニットは、前記受光部を有する受光素子によって構成されている、請求項１ないし１６のいずれかに記載の光学装置。