JP2011060788A - 近接照度センサおよびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】人間の視感度特性に合わせた視感度特性と小型化とを両立できる近接照度センサを提供する。
【解決手段】基板４と、基板４に実装された発光素子１０と、基板４における発光素子１０と同一の面に実装された、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子６と、基板４における発光素子１０と同一の面に実装された距離検知用受光素子８と、照度センサ受光素子６をモールドする第１の可視光樹脂１４と、第１の可視光樹脂１４の周囲を覆うように基板４に設けられた可視光および赤外線カット樹脂１６と、第１の可視光樹脂１４における上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された赤外線カットフィルタ１８とを備えていることを特徴とする近接照度センサ１。
【選択図】図１

Description

本発明は、対象物の接近および照度を検知する近接照度センサおよびその製造方法に関するものである。

近年、センサ技術の発展は目覚ましく、種々の電子機器に各種センサが搭載されている。特に携帯電話への各種センサの搭載は顕著である。例えば、携帯電話における消費電力を低減するために、照度センサが検知した周囲の明るさに応じたバックライトの制御、および近接センサにより通話中と検知された場合にバックライトを消灯することが一般的になっている。また、カメラ機能に用いられるＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）／ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサは、携帯電話に必須の構成となっている。

このような各種センサのうち、照度センサ、イメージセンサまたはカラーセンサ等は、人間の視感度特性に近い分光感度特性を有する必要がある。さらに、上述した視感度特性と、小型化とを両立した各種センサの需要が高まっている。

通常、照度センサの受光部には、シリコンフォトダイオードが用いられる。しかしながら、シリコンが有する感度の波長域は約３００〜１０００ｎｍであり、人間の視感度とは大きく異なる。特に、シリコンは人間に視感できない赤外線（赤外域の光）に感度を有する。この赤外線をシリコンフォトダイオードに受光させないために、照度センサ、イメージセンサまたはカラーセンサ等に、光学フィルタの一種である赤外線カットフィルタを用いることが一般的になっている。この赤外線カットフィルタは、用途に応じて種々の形態が存在する。例えば、赤外線を反射する反射型または吸収する吸収型があり、また、ガラス基板に形成する薄膜状またはフィルム状のものがある。また、受光チップに直接赤外線カットフィルタまたは赤外線の一部のみを吸収するグリーンフィルターの膜を蒸着する方法もある。

イメージセンサにおいては、受光チップ上に集光用マイクロレンズを配置するため、赤外線カットフィルタを受光チップと離れたホルダーに固定することが一般的となっている。

また、照度センサの場合は、照度センサ全体を小型化するために、受光チップ上に人間の視感度に合わせた光学フィルタを蒸着して形成する方法が一般的となっている。

特許文献１には、軽薄短小化を具現するために、ＩＲカットフィルター層を、イメージセンサモジュール用ウェハレベルチップサイズパッケージのグラスウェハーにコーティングする技術が開示されている。

特許文献２には、固体撮像素子の透明基板に、赤外線カットフィルタ基板を接合する技術が開示されている。

特許文献３には、人間による視覚感度と受光素子によって得られる光感度とを整合させるために、一部が可視光波長域で透過特性を持つ第１フィルタであり、他の部分が可視光波長域で透過抑制特性を持つ、複数の色を持つカラーフィルタを具備する受光素子が開示されている。

特許文献４には、分光透過率を調整することによって、人間の眼の感度に近い照度センサ用ーカラーフィルタを形成する技術が開示されている。

特開２００７−７３９５８号公報（公開日：２００７年３月２２日） 特開２００７−１８８９０９号公報（公開日：２００７年７月２６日） 特開２００６−３１３９７４号公報（公開日：２００６年１１月１６日） 特開２００７−１３８１３５号公報（公開日：２００７年６月７日）

しかし、上述した従来技術には次のような問題がある。

照度センサにおいては、上述したように、照度センサ全体を小型化するために、受光チップ上に赤外線カットフィルタ等の光学フィルタを形成することが一般的になっている。しかしながら、受光チップ上の１つの光学フィルタのみにより赤外域から紫外域までの視感度特性を人間の視感度に合わせることは事実上困難である。すなわち、人間の視感度とずれが生じてしまう。

また、光学フィルタを個々の電子機器に搭載する場合、入射光の波長に対する感度分布を搭載するアプリケーションに最適化するため、光学フィルタの形成プロセスまたは光学フィルタにおける各種条件を変更する必要がある。しかしながら、形成プロセスまたは各種条件を変更することは技術的、時間的および費用的に大きな負担となり、事実上困難である。

また、特許文献１に記載の技術は、イメージセンサモジュールを軽薄短小化することはできる。しかしながら、上述したように、この１つの光学フィルタのみを用いる技術を照度センサに適用して、視感度特性を人間の視感度特性に合わせることは困難である。

また、特許文献２に記載の技術は、固体撮像素子を小型化することはできる。しかしながら、特許文献１の技術と同様に、この技術を照度センサに適用して視感度特性を人間の視感度特性に合わせることは困難である。

また、特許文献３に記載の技術は、カラーフィルタを具備することにより視感度特性を向上させることはできるが、照度センサの小型化との両立を実現する技術は開示されていない。

また、特許文献４に記載の技術は、照度センサにおける視感度特性を向上することはできるが、特許文献３に記載の技術と同様に、照度センサの小型化との両立を実現する技術は開示されていない。

本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、人間の視感度特性に合わせた視感度特性と小型化とを両立できる近接照度センサを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係る近接照度センサは、基板と、上記基板に実装された発光素子と、上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子と、上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された距離検知用受光素子と、上記照度センサ受光素子をモールドする第１の可視光樹脂と、上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に設けられた可視光および赤外線カット樹脂と、上記第１の可視光樹脂における、上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された赤外線カットフィルタとを備えていることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明の近接照度センサにおいて、上記基板に実装された照度センサ受光素子は、第１の可視光樹脂によってモールドされている。上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板には、上記可視光および赤外線カット樹脂が設けられている。また、上記第１の可視光樹脂における上記基板と接する面と対向する面全体は、光学フィルタである上記赤外線カットフィルタによって覆われている。この赤外線カットフィルタにより、対象物との距離を検知するために上記発光素子から放射された赤外線が、対象物に反射して上記照度センサ受光素子に入射することを防止できる。また、照度センサ受光素子表面には、光学フィルタが形成されている。以上の２つの光学フィルタにより、照度センサ受光素子の視感度特性を人間の視感度特性に近づけることができる。

また、上記赤外線カットフィルタにより、上記発光素子から放射された赤外線が上記照度センサ受光素子に入射することはないため、上記照度センサ受光素子を、上記発光素子および上記距離検知用受光素子と同一の基板上に実装することができる。したがって、上記発光素子、上記照度センサ受光素子および上記距離検知用受光素子とを一体型パッケージ内において実装することにより、近接照度センサ全体を小型化することができる。

以上により、近接照度センサは、人間の視感度特性に近づいた視感度特性と装置の小型化とを両立できるという効果を奏する。

上記課題を解決するために、本発明に係る近接照度センサの製造方法は、基板に発光素子を実装する工程と、上記基板における上記発光素子と同一の面に、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子を実装する工程と、上記基板における上記発光素子と同一の面に、距離検知用受光素子を実装する工程と、上記照度センサ受光素子を第１の可視光樹脂によりモールドする工程と、上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に可視光および赤外線カット樹脂を形成する工程と、上記第１の可視光樹脂に、赤外線カットフィルタを実装する工程とを含んでいることを特徴としている。

上記の構成によれば、本発明に係る近接照度センサと同様の作用効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサは、上記距離検知用受光素子をモールドする第２の可視光樹脂と、上記第２の可視光樹脂における上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された可視光カットフィルタとを備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記近接照度センサの上記距離検知用受光素子をモールドする第２の可視光樹脂における、上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように可視光カットフィルタが実装されている。これにより、上記距離検知用受光素子に可視光が入射することを防止できるため、より精度の高い距離検知を実現することができる。したがって、より距離検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタは、上記第１の可視光樹脂との境界面においては上記第１の可視光樹脂の屈折率に近い屈折率を有しており、上記第１の可視光樹脂と接する面と対向する面である空気との境界面においては空気の屈折率に近い屈折率を有していることが好ましい。

上記の構成によれば、上記赤外線カットフィルタと上記空気との境界面における屈折率の差は小さい。このため、当該境界面における入射光の反射を減少させることができる。同様に、上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂との境界面における屈折率の差は小さいため、当該境界面における入射光の反射を減少させることができる。以上により、上記照度センサ受光素子に入射する光の反射を減少させることができるため、照度 センサ受光素子による照度測定の精度が向上する。したがって、より照度検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタは、赤外線を除去する金属多膜層をさらに備えていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタは、金属多膜層を備えている。上記金属多膜層は、可視光は透過させるが赤外線は反射する。これにより、上記照度センサ受光素子への赤外線の入射をさらに確実に防止することができるため、上記照度センサ受光素子による照度測定の精度が向上する。したがって、より照度検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂とは、上記赤外線カットフィルタの屈折率と上記第１の可視光樹脂の屈折率との間の屈折率を有する接着剤によって接着されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記接着剤と上記赤外線カットフィルタとの境界面における屈折率の差は小さい。また、上記接着剤と上記第１の可視光樹脂との境界面における屈折率の差は小さい。以上により、上記接着剤層に入射する光の反射率を減少させることができるため、上記照度センサ受光素子に入射する光の反射を減少させることができる。光の反射が減少するため、照度センサ受光素子による照度測定の精度が向上する。したがって、より照度検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記接着剤は、可視光透過性であり、かつＵＶ硬化性または熱硬化性であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記接着剤はＵＶ硬化性または熱硬化性である。このため、ＵＶ照射または加熱することによって、製造工程が簡略化され、室温硬化性接着剤を用いるよりも短時間において強力な接着をすることができる。したがって、近接照度センサの生産性が向上するという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂とは、可視光透過性である両面テープによって接着されていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂とは、可視光透過性である両面テープによって接着されている。上記両面テープは、予め上記赤外線カットフィルタ全体に接着しておくことができ、その後上記赤外線カットフィルタを使用する大きさにカッティングすることができる。これにより、製造工程が簡略化され、作業時間全体を短縮することができる。したがって、近接照度センサの生産性が向上するという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記可視光および赤外線カット樹脂は、上記赤外線カットフィルタの周囲を覆うように設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記赤外線カットフィルタの周囲を覆うように可視光および赤外線カット樹脂が設けられている。このため、上記赤外線カットフィルタ側面からの赤外線の入射を防止することができる。赤外線の入射をより確実に防止することができるため、照度センサ受光素子による照度測定の精度が向上する。したがって、より照度検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタは、円板形状であることが好ましい。

上記の構成によれば、上記近接照度センサにおける上記赤外線カットフィルタは円板形状である。このため、上記赤外線カットフィルタを上記第１の可視光樹脂に実装するために、コレット等に吸着および搬送する工程において、上記赤外線カットフィルタが回転したとしてもコレット等と赤外線カットフィルタとの相対位置は変化しない。したがって、上記赤外線カットフィルタが回転したとしても上記赤外線カットフィルタの実装に何ら影響を与えることはないという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおける上記照度センサ受光素子には、上記基板に対して垂直方向に貫通電極が形成されており、上記照度センサ受光素子における上記基板と接する面と対向する面には上記赤外線カットフィルタが実装されており、上記第１の可視光樹脂は、上記照度センサ受光素子全体をモールドしており、上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に金属製ケースが設けられていることが好ましい。

上記の構成によれば、上記照度センサ受光素子には貫通電極が形成されている。上記照度センサ受光素子に貫通電極が形成されているため、上記基板と上記照度センサ受光素子とを電気的に接続するために、金線によりワイヤボンドする必要がない。金線が不要であるため、近接照度センサをさらに小型化できる。なお、上記照度センサ受光素子に形成する端子類は、上記照度センサ受光素子における上記基板と接する面と対向する面には形成しない。これにより、上記基板と接する面に対向する面に赤外線カットフィルタを実装することができる。

また、上記照度センサ受光素子全体をモールドしている可視光樹脂の周囲を覆うように金属製ケースが設けられている。これにより、赤外線が上記照度センサ受光素子に入射することを防止できるとともに、ノイズに対する近接照度センサの耐性が向上するという更なる効果を奏する。

本発明に係る近接照度センサにおいて、上記基板の垂直方向における上記距離検知用受光素子の中心は、上記発光素子と、上記基板の垂直方向における、上記可視光および赤外線カット樹脂が設けられていない開口部の中心との間にあることが好ましい。

上記の構成によれば、上記可視光および赤外線カット樹脂が設けられていない開口部の中心は、上記距離検知用受光素子の中心よりも、上記発光素子から離れた位置にある。これにより、上記発光素子から放射された赤外線が、上記近接照度センサを保護するための透明パネルに反射して上記距離検知用受光素子に入射することを防止できる。近接照度センサは、この赤外線の入射による誤作動を防止できるため、より精度の高い距離検知を実現することができる。したがって、より距離検知精度の高い近接照度センサを実現できるという更なる効果を奏する。

以上のように、本発明に係る近接照度センサは、基板と、上記基板に実装された発光素子と、上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子と、上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された距離検知用受光素子と、上記照度センサ受光素子をモールドする第１の可視光樹脂と、 上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に設けられた可視光および赤外線カット樹脂と、上記第１の可視光樹脂における、上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された赤外線カットフィルタとを備えている。したがって、人間の視感度特性に合わせた視感度特性と小型化とを両立できる近接照度センサを実現できる。

また、本発明に係る近接照度センサの製造方法は、以上のように、基板に発光素子を実装する工程と、上記基板における上記発光素子と同一の面に、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子を実装する工程と、上記基板における上記発光素子と同一の面に、距離検知用受光素子を実装する工程と、上記照度センサ受光素子を第１の可視光樹脂によりモールドする工程と、上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に可視光および赤外線カット樹脂を形成する工程と、上記第１の可視光樹脂に、赤外線カットフィルタを実装する工程とを含んでいる。したがって、人間の視感度特性に合わせた視感度特性と小型化とを両立できる近接照度センサを実現できる。

図１は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの構成を示す断面図である。 図２は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの他の構成を示す断面図である。 図３は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺の構成を示す断面図である。 図４は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す断面図である。 図５は本発明の実施形態を示すものであり、赤外線カットフィルタの構成を示す断面図である。 図６は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す断面図である。 図７は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す断面図である。 図８は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す断面図である。 図９は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す上面図である。 図１０は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの照度センサ受光素子周辺における他の構成を示す断面図である。 図１１は本発明の実施形態を示すものであり、近接照度センサの他の構成を示す断面図である。

〔実施形態１〕
本発明に係る近接照度センサ１の一実施形態について、図面を参照して以下に説明する。

（近接照度センサ１の構成）
まず、本実施形態に係る近接照度センサ１の構成について、図１を参照して説明する。図１は、近接照度センサ１の構成を示す断面図である。この図に示すように、近接照度センサ１は、ガラスエポキシ樹脂基板４、照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８、赤外線発光素子１０、金線１２、可視光樹脂１４、赤外線カット樹脂１６、および赤外線カットフィルタ１８を備えている。近接照度センサ１においては、赤外線発光素子１０から放射され、対象物に反射した赤外線が距離検知用受光素子８に入射することによって距離を検知する。なお、照度センサ部２は、ガラスエポキシ樹脂基板４、照度センサ受光素子６、金線１２、可視光樹脂１４、赤外線カット樹脂１６、および赤外線カットフィルタ１８を備えており、その詳細は参照する図面を換えて後述する。

近接照度センサ１は、ガラスエポキシ樹脂基板４の同一の面に、照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８、および赤外線発光素子１０が、互いに接触しないように実装されている。照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８、および赤外線発光素子１０は、金線１２によりガラスエポキシ樹脂基板４と電気的に接続されている。

照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８および赤外線発光素子１０各々は、可視光樹脂１４によってモールドされている。距離検知用受光素子８および赤外線発光素子１０は、基板４と接する面と対向する面が可視光樹脂１４によってレンズ形状にモールドされている。照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８および赤外線発光素子１０をモールドしている可視光樹脂１４の周囲を覆うようにガラスエポキシ樹脂基板４には、可視光および赤外線カット樹脂１６が設けられている。換言すれば、可視光樹脂１４におけるガラスエポキシ樹脂基板４と接する面、およびガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面以外の面には可視光および赤外線カット樹脂１６が設けられている。これにより、照度センサ受光素子６、距離検知用受光素子８および赤外線発光素子１０は互いに可視光および赤外線が遮断される。例えば、これにより、赤外線発光素子１０から放射された赤外線が、照度センサ受光素子６または距離検知用受光素子８に直接入射することはない。

照度センサ受光素子６におけるガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面の可視光樹脂１４は、光学フィルタである赤外線カットフィルタ１８によって覆われている。この赤外線カットフィルタ１８により、赤外線発光素子１０から放射された赤外線が、対象物に反射して照度センサ受光素子６に入射することを防止できる。また、照度センサ受光素子６表面には、図示しないが人間の視感度に合わせるための光学フィルタが実装されている。この２つの光学フィルタにより、照度センサ受光素子６の視感度特性を人間の視感度特性に近づけることができる。また、照度センサ受光素子６のダイナミックレンジを向上させることができる。

また、赤外線カットフィルタ１８により、赤外線発光素子１０から放射された赤外線が照度センサ受光素子６に入射することを防止できるため、照度センサ受光素子６を、赤外線発光素子１０および距離検知用受光素子８と同一の基板上に実装することができる。これにより、発光素子１０、照度センサ受光素子６および距離検知用受光素子８とを一体型パッケージ内において実装できる。したがって、近接照度センサ１全体を小型化できる。

また、近接照度センサ１の距離検知用受光素子８には、可視光カットフィルタ２０が実装されていることが好ましい。これについて図２を参照して説明する。図２に示す近接照度センサ１’は、距離検知用受光素子８におけるガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面全体を覆うように、可視光カットフィルタ２０が実装されている。可視光カットフィルタ２０を実装することにより、距離検知用受光素子８に可視光が入射することを防止できる。これにより、距離検知用受光素子８は、より高精度に対象物の接近を検知することができる。

次に、近接照度センサ１の照度センサ受光素子６周辺における製造方法について、図３を参照して説明する。図３は、近接照度センサ１および１’の照度センサ受光素子６周辺である照度センサ部２を示す断面図である。照度センサ部２の製造においては、まずガラスエポキシ樹脂基板４上に、フォトダイオードと受光電流増幅回路とを組み合わせた素子である照度センサ受光素子６をダイボンドする。なお、照度センサ受光素子６は、演算回路を組み合わせた素子であってもよいし、フォトダイオードそのものであってもよい。

次に、ガラスエポキシ樹脂基板４と照度センサ受光素子６とを、金線１２を用いてワイヤボンドする。これにより、ガラスエポキシ樹脂基板４と照度センサ受光素子６とが電気的に接続される。ガラスエポキシ樹脂基板４と照度センサ受光素子６とをワイヤボンドした後に、照度センサ受光素子６を可視光樹脂１４によってモールドする。

次に、可視光樹脂１４における、ガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面以外の面を覆うように、可視光樹脂１４を可視光および赤外線カット樹脂１６を形成する。可視光および赤外線カット樹脂１６を形成する際に、可視光樹脂１４および可視光および赤外線カット樹脂１６は、ガラスエポキシ樹脂基板４から垂直方向に等しい距離において平坦に設けられる。

照度センサ受光素子６は、上方部から光を取り入れる必要がある。このため、可視光および赤外線カット樹脂１６を形成する際に、可視光樹脂１４を金型で抑えて、照度センサ受光素子６上方部を可視光および赤外線カット樹脂１６によって覆わないようにする。なお、可視光樹脂１４および可視光および赤外線カット樹脂１６は、エポキシ系樹脂といった熱硬化性樹脂である。

可視光樹脂１４および可視光および赤外線カット樹脂１６を形成した後に、照度センサ受光素子６におけるガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面の可視光樹脂１４上に、赤外線カットフィルタ１８を実装する。

また、赤外線カットフィルタ１８は、ガラスの屈折率がガラスエポキシ樹脂基板４に対して垂直方向に変化するガラス材料である赤外線カットフィルタ１８ａを使用してもよい。これについて図４を参照して説明する。図４は、ガラスの屈折率が変化する赤外線カットフィルタ１８ａを用いた照度センサ部２ａの断面図である。ガラス材料である赤外線カットフィルタ１８ａの屈折率は、ガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面である空気との境界面においては空気の屈折率すなわち１に近い値であり、可視光樹脂１４表面に近づくにつれて少しずつ大きくなり、可視光樹脂１４表面においては可視光樹脂１４の屈折率に近い値となる。エポキシ樹脂である可視光樹脂１４は、屈折率が１．５〜１．６程度であるため、赤外線カットフィルタ１８ａの屈折率は１〜１．５まで連続的に変化する。

屈折率が異なる物質の境界面では屈折率差が大きい程光の反射率が大きくなる。赤外線カットフィルタ１８ａは、上述したように、可視光樹脂１４または空気との境界面での屈折率差を小さくしている。また、その内部においても連続的に屈折率を変化させている。以上により、上記照度センサ受光素子に入射する光の反射を減少させることができる。したがって、より人間の視感度特性に近づけた光を入射させることができる。

また、ガラス板上に金属多層薄膜２２が形成された赤外線カットフィルタ１８ｂを使用してもよい。これについて図５を参照して説明する。図５は、ガラス板２４に金属多層薄膜２２が形成された赤外線カットフィルタ１８ｂの断面図である。赤外線カットフィルタ１８ｂは、光の入射側から金属多層薄膜２２と、赤外線カットフィルタ１８ａと同様の材料であるガラス板２４とによって構成されている。まず、外部からの入射光のうち、可視光は金属多層薄膜２２を透過し、一方、赤外線は金属多層薄膜２２により反射する。金属多層薄膜２２を透過した可視光の反射率は、ガラス板２４により減少させる。このように、赤外線カットフィルタ１８ｂは、赤外線カットフィルタ１８ａと比較してより赤外線を透過させにくくし、かつ、可視光の反射率を減少させる。これにより、赤外線カットフィルタ１８ｂは、赤外線カットフィルタ１８ａよりも、透過する光を人間の視感度特性により近づけることができる。したがって、より高精度の近接照度センサ１および１’を実現することができる。

〔実施形態２〕
次に、近接照度センサ１および１’の照度センサ部２における他の製造方法について図６を参照して説明する。図６に示す照度センサ部２ｂは、赤外線カットフィルタ１８を接着剤２６によって接着する点において、実施形態１の照度センサ部２と異なる。なお、照度センサ部２ｂにおいて、照度センサ部２と同様の箇所は説明を省略する。

接着剤２６は、赤外線カットフィルタ１８と可視光樹脂１４との間の屈折率を有する。これにより境界面における屈折率の差が小さくなるため、接着剤２６層に入射する光の反射率を減少させることができる。

照度センサ部２ｂにおいて赤外線カットフィルタ１８を接着する接着剤２６は可視光透過性である。また、常温硬化性樹脂、ＵＶ硬化性樹脂、または熱硬化性樹脂を用いることができる。ＵＶ硬化性樹脂または熱硬化性樹脂を用いることにより、ＵＶ照射または加熱することによって短時間において強力に接着することができる。また、接着剤の換わりに、リフロー工程に対する耐熱性を有する可視光透過性の両面テープを用いてもよい。両面テープは、カッティング前の赤外線カットフィルタ１８に予め貼り付けることもできる。このため、接着剤２６を使用する場合と比較して製造工程を簡略化することができる。なお、接着剤または両面テープの材料次第では、費用を削減することができる。

〔実施形態３〕
次に、近接照度センサ１および１’の照度センサ部２における他の製造方法について図７を参照して説明する。図７に示す照度センサ部２ｃは、可視光および赤外線カット樹脂１６の形状が、実施形態２の照度センサ部２ｂと異なる。なお、照度センサ部２ｃにおいて、照度センサ部２ｂと同様の箇所は説明を省略する。

照度センサ部２ｃにおいては、可視光および赤外線カット樹脂１６を、図７に示すように段差を付けて形成する。すなわち、照度センサ受光素子６近辺の可視光および赤外線カット樹脂１６を可視光樹脂１４と同じ高さに形成して、照度センサ受光素子６からより離れた可視光および赤外線カット樹脂１６を可視光樹脂１４よりも高く形成する。

次に、可視光樹脂１４および可視光樹脂１４と同じ高さに形成した可視光および赤外線カット樹脂１６上に接着剤２６を塗布し、赤外線カットフィルタ１８を接着する。この構成により、赤外線カットフィルタ１８の周囲、すなわち赤外線カットフィルタ１８における第１の可視光樹脂１４と接する面と対向する面以外の面は、可視光および赤外線カット樹脂１６に覆われる。このため、赤外線カットフィルタ１８の側面から照度センサ受光素子６への赤外線の入射をより確実に防止することができる。したがって、より高精度の近接照度センサ１および１’を実現することができる。

また、照度センサ部２ｃにおいては、可視光および赤外線カット樹脂１６を形成してから赤外線カットフィルタ１８を接着した。しかしながら、赤外線カットフィルタ１８を接着してから可視光および赤外線カット樹脂１６を形成してもよい。これについて図８を参照して説明する。図８に示す照度センサ部２ｄは、赤外線カットフィルタ１８を可視光樹脂１４上に接着した後、赤外線カットフィルタ１８および可視光樹脂１４を覆うように可視光および赤外線カット樹脂１６を形成する。この構成により、照度センサ部２ｃと同様の効果が得られる。

また、赤外線カットフィルタ１８は、円板形状であることが好ましい。これについて図９を参照して説明する。図９は、円板形状である赤外線カットフィルタ１８を用いた照度センサ部２ｅの上面図である。通常、赤外線カットフィルタ１８は、コレット等に吸着して搬送され、可視光樹脂１４に実装される。赤外線カットフィルタ１８が円板形状であれば、コレット等に吸着および搬送される工程において、赤外線カットフィルタ１８が回転したとしても実装に何ら影響を与えることがない。

〔実施形態４〕
次に、近接照度センサ１および１’の照度センサ部２における他の製造方法について図１０を参照して説明する。図１０に示す照度センサ部２ｆは、照度センサ受光素子６に貫通電極２８が形成されている。これにより、金線１２を用いてワイヤボンドしなくとも、照度センサ受光素子６はガラスエポキシ樹脂基板４と電気的に接続できる。このため、近接照度センサ１をさらに小型化できる。

また、照度センサ部２ｆにおいては、接着剤２６を用いて、赤外線カットフィルタ１８をガラスエポキシ樹脂基板４に接着する。次に、照度センサ受光素子６および赤外線カットフィルタ１８全体を可視光樹脂１４によってモールドする。次に、図示はしないが、可視光樹脂１４の周囲を覆うようにガラスエポキシ樹脂基板４に金属製ケースが設ける。この金属性ケースにより、赤外線が照度センサ受光素子６に入射することを防止できるとともに、ノイズに対する耐性を向上させることができる。

以上のように、照度センサ部２ｆにおいては、金線１２を用いる必要が無いため全体を小型化することができる。また、ワイヤボンド工程が不要であるため製造が容易となる。

〔実施形態５〕
次に、近接照度センサ１の他の製造方法について図１１を参照して説明する。図１１に示す近接照度センサ１’’は、距離検知用受光素子８の開口部の位置が、実施形態１の近接照度センサ１と異なる。なお、近接照度センサ１’’において、近接照度センサ１と同様の箇所は説明を省略する。

近接照度センサ１’’は、可視光および赤外線カット樹脂１６が設けられていない開口部の中心３２が、距離検知用受光素子８の中心３０よりも、赤外線発光素子１０から離れた位置にある。これにより、赤外線発光素子１０から照射された赤外線が、近接照度センサ１’’を保護するためのパネル３４に反射して距離検知用受光素子８に入射することを防止できる。したがって、赤外線発光素子１０から照射された光が距離検知用受光素子８に入射することによる誤作動を防止できる。なお、近接照度センサ１’’において、近接照度センサ１’と同様に、距離検知用受光素子８におけるガラスエポキシ樹脂基板４と接する面と対向する面に、可視光カットフィルタ２０を実装してもよい。

（付記事項）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能である。すなわち、請求項に示した範囲で適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明は、例えば、以下のように表現することもできる。

１．発光素子及び照度を検知する受光素子、近接物との距離を検知する受光素子が基板上実装され、前記発光素子及び前記受光素子は各々可視光樹脂でモールドされ、かつ、前記可視光樹脂の周囲を可視光及び赤外線カット樹脂で分離するようにモールドされ、前記発光素子及び前記受光素子の光の通過する可視光樹脂表面が開口している近接照度センサにおいて、照度を検知する受光素子をモールドする可視光樹脂上には赤外カットフィルタが形成され、前記赤外カットフィルタは可視光が減衰すること無く受光部に入射すると同時に赤外線が受光部に入射しないことを特徴とする近接照度センサ。

２．発光素子及び照度を検知する受光素子、近接物との距離を検知する受光素子が基板上実装され、前記発光素子及び前記受光素子は各々可視光樹脂でモールドされ、かつ、前記可視光樹脂の周囲を可視光及び赤外線カット樹脂で分離するようにモールドされ、前記発光素子及び前記受光素子の光の通過する可視光樹脂表面が開口している近接照度センサにおいて、照度を検知する受光素子をモールドする可視光樹脂上には、赤外カットフィルタが形成され、前記赤外カットフィルタは可視光が減衰すること無く受光部に入射すると同時に赤外線が受光部に入射し、近接物との距離を検知する受光素子をモールドする可視光樹脂上には可視光カットフィルタが形成されていることを特徴とする近接照度センサ。

３．１または２の近接照度センサにおいて、前記赤外線カットフィルタは受光部に近い部分ほど大きい屈折率分布を持つ事を特徴とする近接照度センサ。

４．１から３の近接照度センサにおいて、前記赤外線カットフィルタはガラスと金属多層膜で構成されており、前記ガラスは受光部に近い部分ほど大きい屈折率分布を有し、かつ前記ガラス上に形成された前記金属多層膜は赤外線を除去する事を特徴とする近接照度センサ。

５．１から４の近接照度センサにおいて、赤外線カットフィルタと可視光透過性樹脂は接着剤で接着されており、前記接着剤の屈折率は赤外線カットフィルタの接着面側の屈折率と可視光透過性樹脂の屈折率の間であることを特徴とする近接照度センサ。

６．１から５の近接照度センサにおいて、前記接着剤はＵＶ硬化性または熱硬化性であり、かつ可視光透過性であることを特徴とする近接照度センサ。

７．１から４の近接照度センサにおいて、可視光透過性の両面テープで赤外線カットフィルタと可視光透過性樹脂を接着する事を特徴とする近接照度センサ。

８．１から６の近接照度センサにおいて、可視光および赤外線カット樹脂開口部を含み、赤外線カットフィルタよりも大きく、赤外線カットフィルタ厚以上の深さの凹部を持つことを特徴とする近接照度センサ。

９．８の近接照度センサにおいて、前記赤外線カットフィルタが円板状であることを特徴とする近接照度センサ。

１０．１から９の近接照度センサにおいて、赤外線カットフィルタが可視光樹脂と可視光及び赤外線カット樹脂の間にあり、赤外線カットフィルタの縁部分が可視光及び赤外線カット樹脂に覆われていることを特徴とする近接照度センサ。

１１．１から７の近接照度センサにおいて、照度を検知する受光素子は、受光チップに貫通電極が形成され、チップ裏面から電極を取り出すことによってワイヤボンドが不要で、受光面上に赤外線カットフィルタが接着されその外側をチップ保護用の可視光樹脂が覆っていることを特徴とする近接照度センサ。

１２．１から１１の近接照度センサにおいて、近接物との距離を検知する受光素子は、前記受光素子の受光面中心軸に対して、可視光及び赤外線カット樹脂の開口部中心軸が、前記発光素子の配置されている側と逆の方向に一定距離ずれていることを特徴とする近接照度センサ。

本発明の近接照度センサは、対象物の接近および照度を検知する必要のある電子機器一般において好適に利用できる。

１ 近接照度センサ
２ 照度センサ部
４ ガラスエポキシ樹脂基板（基板）
６ 照度センサ受光素子
８ 距離検知用受光素子
１０ 赤外線発光素子（発光素子）
１２ 金線
１４ 可視光樹脂（第１の可視光樹脂 第２の可視光樹脂）
１６ 可視光および赤外線カット樹脂
１８、１８ａ、１８ｂ 赤外線カットフィルタ
２０ 可視光カットフィルタ
２２ 金属多層薄膜（金属多層膜）
２４ ガラス板
２６ 接着剤
２８ 貫通電極
３０ 距離検知用受光素子の中心
３２ 赤外線カット樹脂の開口部の中心（開口部の中心）

Claims (12)

1. 基板と、
   上記基板に実装された発光素子と、
   上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子と、
   上記基板における上記発光素子と同一の面に実装された距離検知用受光素子と、
   上記照度センサ受光素子をモールドする第１の可視光樹脂と、
   上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に設けられた可視光および赤外線カット樹脂と、
   上記第１の可視光樹脂における、上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された赤外線カットフィルタとを備えていることを特徴とする近接照度センサ。
2. 上記距離検知用受光素子をモールドする第２の可視光樹脂と、
   上記第２の可視光樹脂における上記基板と接する面と対向する面全体を覆うように実装された可視光カットフィルタとを備えていることを特徴とする請求項１に記載の近接照度センサ。
3. 上記赤外線カットフィルタは、上記第１の可視光樹脂との境界面においては上記第１の可視光樹脂の屈折率に近い屈折率を有しており、上記第１の可視光樹脂と接する面と対向する面である空気との境界面においては空気の屈折率に近い屈折率を有していることを特徴とする請求項１または２に記載の近接照度センサ。
4. 上記赤外線カットフィルタは、赤外線を除去する金属多膜層をさらに備えていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
5. 上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂とは、上記赤外線カットフィルタの屈折率と上記第１の可視光樹脂の屈折率との間の屈折率を有する接着剤によって接着されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
6. 上記接着剤は、可視光透過性であり、かつＵＶ硬化性または熱硬化性であることを特徴とする請求項５に記載の近接照度センサ。
7. 上記赤外線カットフィルタと上記第１の可視光樹脂とは、可視光透過性である両面テープによって接着されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
8. 上記可視光および赤外線カット樹脂は、上記赤外線カットフィルタの周囲を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
9. 上記赤外線カットフィルタは、円板形状であることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
10. 上記照度センサ受光素子には、上記基板に対して垂直方向に貫通電極が形成されており、
    上記照度センサ受光素子における上記基板と接する面と対向する面には上記赤外線カットフィルタが実装されており、
    上記第１の可視光樹脂は、上記照度センサ受光素子全体をモールドしており、
    上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に金属製ケースが設けられていることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
11. 上記基板の垂直方向における上記距離検知用受光素子の中心は、上記発光素子と、上記基板の垂直方向における、上記可視光および赤外線カット樹脂が設けられていない開口部の中心との間にあることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の近接照度センサ。
12. 基板に発光素子を実装する工程と、
    上記基板における上記発光素子と同一の面に、表面に光学フィルタが実装された照度センサ受光素子を実装する工程と、
    上記基板における上記発光素子と同一の面に、距離検知用受光素子を実装する工程と、
    上記照度センサ受光素子を第１の可視光樹脂によりモールドする工程と、
    上記第１の可視光樹脂の周囲を覆うように上記基板に可視光および赤外線カット樹脂を形成する工程と、
    上記第１の可視光樹脂に、赤外線カットフィルタを実装する工程とを含んでいることを特徴とする近接照度センサの製造方法。

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