JP2015162473A - 受発光素子モジュール - Google Patents
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Abstract
Description
多岐にわたるアプリケーションで用いられている。
図1に示す受発光素子モジュール100は、発光素子からの光を照射し、その反射光を受光素子により検出することで照射対象物の表面状態等をセンシングするセンサ装置として機能する。例えば、コピー機やプリンタなどの画像形成装置に組み込まれて、トナーやメディアなどの照射対象物の位置情報、距離情報または濃度情報などを検出するセンサ装置として機能する。
により、中間部41を所定の位置に保持することができる。
配線基板1は、受発光素子2の実装基板として機能するものであり、プリント基板やLTCC(Low Temerature Co−fired Ceramics)基板等を用いることができる。この例では、樹脂製のプリント基板を用いている。そして、後述する受発光素子2および外部装置とそれぞれ電気的に接続されて、受発光素子2に形成された発光素子23および受光素子24にバイアスを印加したり、受発光素子2と外部装置との間で電気信号の授受を行なったりする。
受発光素子2は、同一基板21に発光素子23と受光素子24が一体形成されている。
られ、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm3とされる。以下、n型を一導電型、p型を逆導電型とする。
シャル成長させることにより形成することができる。
間に発生する格子歪などの格子欠陥を少なくし、ひいては基板21の上面21aに形成される半導体層全体の格子欠陥または結晶欠陥を少なくする機能を有する。
ウム砒素(AlGaAs)にp型不純物である亜鉛(Zn)、マグネシウム(Mg)または炭素(C)などがドーピングされており、ドーピング濃度は1×1016〜1×1020atoms/cm3程度とされるとともに、その厚さが0.2〜0.5μm程度とされている。本例では、p型不純物としてマグネシウム(Mg)が1×1019〜5×1020atoms/cm3のドーピング濃度でドーピングされている。
ロム(Cr)、アルミニウム(Al)とクロム(Cr)または白金(Pt)とチタン(Ti)の合金などで、その厚さが0.5〜5μm程度となるように形成されている。
レンズ部材3が、第1レンズ31と第2レンズ32と支持部33とを有する。
と第2レンズ32とのレンズ中心が、上壁部33bの厚み中心と重なるように配置されている。
遮光体4は、発光素子23と第1レンズ31との光路と、受光素子24と第2レンズ32との光路との間に位置する中間部41と、レンズ部材3の支持部33と嵌合する第3嵌合部42とを有する。
エン/スチレン樹脂(ABS)などの汎用プラスチック、ポリアミド樹脂(PA)ポリカーボネイト樹脂(PC)などのエンジニアリングプラスチック、液晶ポリマーなどのスーパーエンジニアリングプラスチック、およびアルミニウム(Al)、チタン(Ti)などの金属材料で形成される。
上述の構成の受発光素子モジュール100によれば、以下の理由よりセンシング性能の高いものとすることができ。
に対応する第2嵌合部33aを備え、さらに、第1嵌合部11が、受発光素子2が実装される領域を挟んで一方側と他方側とにある。これにより、実装領域を跨ぐ2点により、より正確に、唯一の位置基準を決定することができるので、さらに正確に位置合わせをすることができるものとなる。さらに、第2嵌合部33aは、第1レンズ31,第2レンズ32を、受発光素子2から間隔をあけて保持する役割も備えているため、平面視で実装領域に重なる領域全体において高さ方向における位置精度を高めることができる。
次に、図3,図4を用いて、本発明の他の実施形態に係る受発光素子モジュール100Aについて説明する。図3において、(a)は(b)のIIIa線における受発光素子モジュール100Aの断面図であり、(b)は上面図である。また、図4は、受発光素子モジュール100Aを各構成ごとに分解した斜視図である。
次に、図5を用いて、本発明の他の実施形態に係る受発光素子モジュール100Bについて説明する。図5は、受発光素子モジュール100Bを各構成ごとに分解した斜視図である。
。すなわち、2つの補助支柱34と、2つの第2嵌合部33Baとが平面視における上壁部33Bbの四隅に配置されるものとなる。
図6を用いて、本発明の受発光素子モジュールの変形例を説明する。図6に示す受発光素子モジュール100Cは、厚み方向において、レンズ部材4Cの第2嵌合部33Ca,遮光体4Cの外壁部44Cが第1レンズ31Cおよび第2レンズ32Cよりも突出している。具体的には、レンズ部材3Cの上壁部33Cbは、第2嵌合部33Caの上端ではな
く途中に取り付けられている。これにより、第1レンズ31Cおよび第2レンズ32Cが受発光素子モジュール100Cの実装時等に外部の構造物と接触することを抑制することができる。
第1嵌合部11および第2嵌合部33aの形状は上述した限りではない。
図5に示す例では、2つの補助支柱34と、2つの第2嵌合部33Baとが平面視における上壁部33Bbの四隅に配置されるものとなるものを例に説明したが、上壁部33Bbの外縁と補助支柱34との距離は、上壁部33Bbの外縁と第2嵌合部33Baとの距離と異ならせてもよい。例えば、上壁部33Bbの外縁と補助支柱34との距離を大きく、すなわち補助支柱34を内側に配置するときには、上壁部33Abの傾きをより正確に是正することが可能となる。図7においても、同様の位置関係となっている。
また、遮光体4の中間部41は、上壁部43の下面よりも下方(受発光素子2側)へ延在する遮光壁を有していてもよい。遮光壁を備えることで、より発光素子23が出射する光と、受光素子24に入射される光を分離することができる。この遮光壁の下面は受光素子23側から発光素子22側に向かうにつれ上壁部43の下面に近付くような傾斜面としてもよい。傾斜面とすることにより、発光素子23が出射する光を効率よく第1レンズ31に導くことができるからである。
1a・・・一主面
11・・・第1嵌合部
2・・・受発光素子
21・・・基板
21a・・・上面
23・・・発光素子
24・・・受光素子
3・・・レンズ部材
31・・・第1レンズ
32・・・第2レンズ
33・・・支持部
33a・・・第2嵌合部
34・・・補助支柱
4・・・遮光体
41・・・中間部
42・・・第3嵌合部
100・・・受発光素子モジュール
Claims (8)
- 一主面に第1嵌合部を有する配線基板と、
基板と、該基板の上面に配置された発光素子および受光素子と、を含み、前記配線基板の前記一主面に配置された受発光素子と、
前記発光素子からの光を照射対象物に導く第1レンズと、照射対象物からの反射光を前記受光素子へ導く第2レンズと、前記第1嵌合部と嵌合する第2嵌合部を有し、前記第1レンズおよび前記第2レンズを支持する支持部と、を含み、前記第2嵌合部を前記第1嵌合部と嵌合させることで前記第1レンズおよび前記第2レンズを前記受発光素子の上方に間隔を空けて所定の位置に保持するレンズ部材と、
前記発光素子と前記第1レンズとを結ぶ光路および前記受光素子と前記第2レンズとを結ぶ光路の間に配置された遮光材料からなる中間部と、前記中間部から連続して形成された、前記レンズ部材の前記支持部と嵌合する第3嵌合部と、を有し、前記第3嵌合部を前記支持部と嵌合させて保持された遮光体と、を有する受発光素子モジュール。 - 前記レンズ部材は、前記第1レンズと前記第2レンズと前記支持部とが一体形成されてなる、請求項1に記載の受発光素子モジュール。
- 前記遮光体の前記第3嵌合部は、前記第2嵌合部と嵌合する、請求項1または2に記載の受発光素子モジュール。
- 前記第1嵌合部はボス穴であり、前記第2嵌合部はボスである、請求項1乃至3のいずれかに記載の受発光素子モジュール。
- 前記第1嵌合部は複数個あり、上面視で、前記受発光素子を挟んだ一方側と他方側に設けられており、
レンズ部材3は、この複数個の前記第1嵌合部それぞれに対応する複数の前記第2嵌合部を備える、請求項1乃至4のいずれかに記載の受発光素子モジュール。 - 前記レンズ部材の前記支持部は、前記第1レンズおよび前記第2レンズと前記受発光素子との間隔を保つ補助支柱を有し、前記配線基板に当接するように配置されている、請求項1乃至5のいずれかに記載の受発光素子モジュール。
- 前記補助支柱は、前記配線基板に当接する部分が丸みを有している、請求項6に記載の受発光素子モジュール。
- 前記遮光体は、前記受発光素子を取り囲むような枠状の遮光材料からなる外壁を有する、請求項1乃至7のいずれかに記載の受発光素子モジュール。
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