JP4640539B2

JP4640539B2 - 受発光装置

Info

Publication number: JP4640539B2
Application number: JP2000232813A
Authority: JP
Inventors: 貞次長谷川
Original assignee: 株式会社オプトテクノ
Priority date: 2000-08-01
Filing date: 2000-08-01
Publication date: 2011-03-02
Anticipated expiration: 2020-08-01
Also published as: JP2002050788A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、目的物に投光する発光器と目的物からの反射光を受光する受光器を備えた受発光装置に関するもので、受光器からの信号により目的物の有無を検出するのに用いられる。
また、二つの本受発光装置を対向させて配置し、光通信の発信器、受信器として用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
図４は、遠方にある対象物を検出するための従来技術による受発光装置を示し、３０は発光素子３１への電流の供給と、受光素子３２の光電流を取り出すための電極が布設してある配線基板である。
【０００３】
発光素子３１は、リ−ドフレ−ム３３の一端に装着され、また、樹脂レンズ３４に埋設されており、これら発光素子３１、リ−ドフレ−ム３３、樹脂レンズ３４によって発光器３７が構成されている。
【０００４】
受光素子３２も発光素子３１と同様に、リ−ドフレ−ム３５の一端に装着され、また、樹脂レンズ３６に埋設されており、受光器３８を構成するようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した受発光装置は、発光器３７、受光器３８がリ−ドフレ−ム３３、リ−ドフレ−ム３５によって配線基板３０に取り付けられている。
しかし、上記のような構成ではリ−ドフレ−ム３３、リ−ドフレ−ム３５は、外力によって曲がり易く意図しない方向への投光や、意図しない方向の受光が生じる恐れがあり、関連機器への取り付けには充分な注意が必要となる。
【０００６】
また、発光素子３１、受光素子３２は、各々樹脂レンズ３４、３６の光軸上であって、樹脂レンズ３４、３６の焦点に関連した所定位置でなければならない。
【０００７】
さらに、これら発光器の樹脂レンズ３４、受光器の樹脂レンズ３６は、キャスティングによる方法で形成される。
そのため、樹脂レンズ３４、３６の所定位置に発光素子３１、受光素子３２を精度よく設置することが困難である。
【０００８】
したがって、発光素子３１の位置が樹脂レンズ３４の所定位置から外れると、投光方向や光束が意図したものと異なったものとなる。
また、受光素子３２の位置が樹脂レンズ３６の所定位置から外れると、意図した受光感度が得られないこととなる。
【０００９】
本発明は、外力によって変形することのない安定した構造を持ち、さらに、発光器と受光器に用いるレンズの各々の所定位置に発光素子、受光素子を配設して発光器と受光器を構成し、これらの発光器と受光器を一対として構成した受発光装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、本発明では、電極が布設してある配線基板の基準位置から所定位置に発光素子と受光素子が装着され、これ等発光素子と受光素子とを各々別個に封じた台形状の透明な２つの台座と、長軸を光軸とし、光軸を切る面を有する２つの楕球面レンズを設け、さらに、各楕球面レンズには、光軸を切る面に凹部を形成し、発光素子を封じた台座と、受光素子を封じた台座とに楕球面レンズ各々の凹部を嵌着してなることを特徴とする受発光装置を提案する。
【００１１】
【作用】
上記した受発光装置は、発光素子と受光素子を配線基板の所定位置に装着し、これら発光素子と受光素子を台形状の透明材内に封じた台座に、長軸を光軸とする楕球面レンズを、上記の台座各々に装着した構成としてある。
【００１２】
上記した構成による受発光装置では、配線基板の基準位置より所定の寸法位置に発光素子と受光素子を装着する。
【００１３】
次に、上記基準位置をもとに上記発光素子と受光素子を埋設させた台形状の透明な台座を各々別個に形成する。
上記製作工程によって発光素子と受光素子は、各々の台座に所定位置に正しく埋設されることになる。
【００１４】
そして、長軸を光軸とした楕球面レンズの凹部を上記台座に嵌合させ透明接着材で装着する。
【００１５】
上記構成による受発光装置は、楕球面レンズの光軸上の所定位置に正しく発光素子と受光素子を各々装填することができ、正しい放射方向を持つ光度の高い発光器と、感度の高い受光器を得ることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面に沿って説明する。
図１は、本発明の受発光装置の構成を示す斜視図で、１は所定の電極が配設してある配線基板である。
この配線基板１には基準位置として２つの抜き孔２が設けてある。
３は発光素子、４は受光素子であり、これら発光素子３と受光素子４は抜き孔２を基準として定めた所定寸法位置に装着してある。
【００１７】
５及び６は透明樹脂による台座で、上記２つの抜き孔２を基準として定めた配線基板位置に装着してある。
また、台座５及び６の外形形状は、配線基板１に平行な面と、発光素子３、受光素子４を中心とする円形或いは四角形など外郭を持つ形状としてあり、台座５には発光素子３を、台座６には受光素子４を埋設してある。
【００１８】
７及び８は同じ形状、或いは、相似の形状であるコリメ−トレンズであり、長軸を光軸とした楕球面レンズである。
この楕球面レンズ７、８の形状は、長径と短径の比を１：０．７６０５とした楕球体の一部である。（但し、材質の屈折率１．５４）
【００１９】
図２は、この楕球面レンズ７の縦断面図で、発光素子３に向かう面９に、図１に示した台座５と同一形状の凹部１０が設けてある。
また、楕球面レンズ８も楕球面レンズ７と同様の凹部１１が設けてある。
【００２０】
図３は、台座５に楕球面レンズ７を装着した状態を示す発光器１４の縦断面図で、台座５と凹部１０を嵌合させ、その合わせ面は空気層が生じないように、また、台座５と凹部１０の合わせ面の微細な凹凸による光の散乱を防止するために透明な接着材によって接着してある。
【００２１】
また、受光器１５を構成する台座６と楕球面レンズ８の装着も上記台座５と楕球面レンズ７の装着と同様に台座６と楕球面レンズ８に設けた凹部１１を嵌合し接着する。
【００２２】
なお、発光素子３は、楕球面レンズ７の二つの焦点のうち頂点１２より遠い方の焦点の位置となるように構成してある。
受光素子４も上記と同様に楕球面レンズ８の頂点１３より遠い方の焦点の位置となるように構成してある。
【００２３】
上記発光素子３の設定位置は、上記した焦点位置に限ることなく、発光器１４が投光する対象物までの距離、対象物の反射率、大きさ等によって上記焦点位置の前または後の位置とすることもある。
また、受光器１５も上記と同様に受光素子４の設定位置を上記焦点位置の前または後の位置とすることもある。
【００２４】
【発明の効果】
上記した通り、本発明によれば、２つの楕球面レンズの各々の光軸上の所定位置に正しく発光素子、受光素子を設置することができる。
【００２５】
さらに、楕球面レンズは射出成形によって別体に製作が可能であり、精密な表面形状が得られるので、意図した投光方向を持つ光度の高い発光器と、意図した受光方向を持つ感度の高い受光器を得ることができる。
【００２６】
また、発光器と受光器は配線基板に固着してある構成であるので、投光方向、受光方向が狂うことがなく安定した動作が得られる。
【００２７】
さらに、２つの台座を形成する際に生じる台面の細かい凹凸は、楕球面レンズを装着する為の接着材で充填されるので、光が散乱することなく、対象物への投光、対象物からの反射光の受光が高率良く行なわれる。
【００２８】
また、光通信に用いられる場合は、送信方向、受信方向が安定して保たれるのでＳ・Ｎ比の良好な通信号を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の受発光装置の一実施形態を示す分解斜視図である。
【図２】上記受発光装置に用いる楕球面レンズの縦断面図である。
【図３】上記受発光装置に備えた発光器の縦断面図である。
【図４】従来の受発光装置の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
１配線基板
２配線基板に設けた抜き孔
３発光素子
４受光素子
５、６台座
７、８楕球面レンズ
１０、１１楕球面レンズに設けた凹部
１４発光器
１５受光器

Claims

電極が布設してある配線基板の基準位置から所定位置に発光素子と受光素子が装着され、これ等発光素子と受光素子とを各々別個に封じた台形状の透明な２つの台座と、長軸を光軸とし、光軸を切る面を有する２つの楕球面レンズを設け、さらに、各楕球面レンズには、光軸を切る面に凹部を形成し、発光素子を封じた台座と、受光素子を封じた台座とに楕球面レンズ各々の凹部を嵌着してなることを特徴とする受発光装置。