JP5194428B2 - Reflective encoder - Google Patents
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Description
本発明は、反射式のエンコーダに関する。
The present invention relates to a reflective encoder.
発光ダイオードの封止構造として、セラミック製や合成樹脂製の容器のキャビティ内に発光ダイオード素子を収容し、このキャビティ内に透光性のエポキシ樹脂あるいはシリコーン樹脂などの合成樹脂を流し込んで発光ダイオード素子を封止するようにしたものが知られている。 As a sealing structure of a light emitting diode, a light emitting diode element is accommodated in a cavity of a ceramic or synthetic resin container, and a synthetic resin such as a translucent epoxy resin or silicone resin is poured into the cavity to emit the light emitting diode element. There is known one that seals.
しかし、上記封止構造を採用した発光ダイオードを配線基板上に実装する場合、小型化が難しい問題を抱えている。 However, when a light emitting diode employing the above sealing structure is mounted on a wiring board, there is a problem that it is difficult to reduce the size.
そこで、発光ダイオード素子を直接配線基板上に実装することが提案されている(例えば特許文献1参照)。 Therefore, it has been proposed to mount the light emitting diode element directly on the wiring board (see, for example, Patent Document 1).
しかし、発光ダイオード素子の発光部から発光して発光ダイオード素子から出た光が、他の部材などで反射して発光ダイオード素子側に戻り、発光ダイオード素子の表面で反射を繰り返すなど、発光部以外の箇所から光が出てしまう課題がある。 However, the light emitted from the light emitting part of the light emitting diode element and reflected from the light emitting diode element is reflected by other members, returned to the light emitting diode element side, and repeatedly reflected on the surface of the light emitting diode element. There is a problem that light is emitted from the location.
本発明は、発光部以外の箇所から光が出ることのない、反射式のエンコーダを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide a reflective encoder in which light is not emitted from a portion other than a light emitting unit.
本発明の第一の態様に従えば、メサ部と光を発光する発光部とを含む発光ダイオード素子と、前記光を反射する反射部を有する反射板と、前記反射部で反射された前記光を受光する受光素子と、前記発光ダイオード素子と前記受光素子とのうち前記発光ダイオード素子に被覆され、前記反射板で反射される前記光を吸収する吸収特性を有する封止層と、を備え、前記封止層は、前記光を吸収する吸収剤を含む樹脂を有することを特徴とする反射式のエンコーダが提供される。 According to the first aspect of the present invention, a light emitting diode element including a mesa portion and a light emitting portion that emits light, a reflecting plate having a reflecting portion that reflects the light, and the light reflected by the reflecting portion. A light-receiving element that receives light, and a sealing layer that is covered with the light-emitting diode element of the light-emitting diode element and the light-receiving element and has an absorption characteristic that absorbs the light reflected by the reflector , A reflective encoder is provided in which the sealing layer includes a resin containing an absorbent that absorbs the light .
前記吸収特性は、例えば、封止層を構成する合成樹脂の分子構造自体が備えている場合がある。また、例えば、発光する波長域の光の吸収帯を有する有機、無機化合物などを、封止層を構成する合成樹脂に添加して吸収特性を持たせる場合もある。 For example, the absorption characteristics may be provided by the molecular structure itself of the synthetic resin constituting the sealing layer. In some cases, for example, an organic or inorganic compound having an absorption band of light in the wavelength range of light emission may be added to the synthetic resin constituting the sealing layer to provide absorption characteristics.
上記反射式のエンコーダにおいて、前記封止層は、前記発光ダイオード素子のうち前記メサ部及び前記発光部に被覆される。In the reflective encoder, the sealing layer is covered with the mesa portion and the light emitting portion of the light emitting diode element.
上記反射式のエンコーダにおいて、前記封止層は、前記光を吸収する吸収剤を含む樹脂を有する。In the reflective encoder, the sealing layer includes a resin containing an absorbent that absorbs the light.
吸収剤としては、例えば、発光する波長域の光を吸収する吸収帯をもつ有機、無機化合物などが含まれる。 Examples of the absorbent include organic and inorganic compounds having an absorption band that absorbs light in the wavelength range of light emission.
上記反射式のエンコーダにおいて、前記樹脂は、前記発光ダイオード素子に滴下されて前記封止層を構成する。In the reflective encoder, the resin is dropped on the light emitting diode element to form the sealing layer.
上記反射式のエンコーダにおいて、前記発光ダイオード素子は、前記光が透過する発光窓を有し、前記発光窓は、透明な保護膜を有する。In the reflective encoder, the light emitting diode element has a light emitting window through which the light is transmitted, and the light emitting window has a transparent protective film.
上記反射式のエンコーダは、一対の前記受光素子を備え、前記発光ダイオード素子及び前記一対の受光素子は、前記一対の受光素子が前記発光ダイオード素子の両側に位置するように並列状態で基板に搭載されている。The reflective encoder includes a pair of the light receiving elements, and the light emitting diode element and the pair of light receiving elements are mounted on the substrate in parallel so that the pair of light receiving elements are located on both sides of the light emitting diode element. Has been.
本発明の第二の態様に従えば、発光ダイオード素子から発光する波長域の光が入射する反射式エンコーダの反射板において反射される反射光を吸収する吸収特性を有した封止層を形成する封止剤を該発光ダイオード素子上に滴下する第1工程と、前記発光ダイオード素子の表面全体に略均一の膜厚の前記封止層を形成するように、前記第1工程で滴下された前記封止剤を前記発光ダイオード素子の表面全体に覆う第2工程と、を有することを特徴とする反射式エンコーダ用発光ダイオードの被覆方法が提供される。According to the second aspect of the present invention, the sealing layer having an absorption characteristic for absorbing the reflected light reflected by the reflection plate of the reflective encoder on which the light in the wavelength region emitted from the light emitting diode element is incident is formed. A first step of dropping a sealing agent on the light emitting diode element; and the step of dropping the sealing agent in the first step so as to form the sealing layer having a substantially uniform film thickness on the entire surface of the light emitting diode element. And a second step of covering the entire surface of the light emitting diode element with a sealing agent. A method for coating a light emitting diode for a reflective encoder is provided.
封止剤は、例えば、未硬化の合成樹脂であって気体を吹き付けることによりその表面張力がやぶれて発光ダイオード素子の表面上を流れ得る程度の粘度などを有しているものである。 The sealant is, for example, an uncured synthetic resin, and has a viscosity that can flow on the surface of the light-emitting diode element due to the surface tension of the resin being blown by blowing the gas.
上記反射式エンコーダ用発光ダイオードの被覆方法は、前記封止剤を硬化させる第3工程を備える。The method for coating a light emitting diode for a reflective encoder includes a third step of curing the sealant.
上記反射式エンコーダ用発光ダイオードの被覆方法において、前記第2工程は、前記第1工程で滴下された前記封止剤に気体を吹き付けることを有する。In the above-described method for coating a light emitting diode for a reflective encoder, the second step includes spraying a gas onto the sealing agent dropped in the first step.
上記反射式エンコーダ用発光ダイオードの被覆方法において、前記第1工程は、未硬化の前記封止剤を前記発光ダイオード素子上に滴下する。In the method for coating a light emitting diode for a reflective encoder, in the first step, the uncured sealing agent is dropped onto the light emitting diode element.
本発明によれば、発光部から発光する波長域の光を吸収する吸収特性を有する封止層で被覆しているので、発光部以外の箇所から光が出ることがない。 According to the present invention, since it is covered with the sealing layer having an absorption characteristic that absorbs light in the wavelength region emitted from the light emitting portion, no light is emitted from a portion other than the light emitting portion.
以下本発明の発光ダイオード、この発光ダイオードを装備したエンコーダ及び発光ダイオードの被覆方法の一実施形態について図1乃至図5を参照して説明する。 Hereinafter, an embodiment of a light-emitting diode, an encoder equipped with the light-emitting diode, and a method of covering the light-emitting diode according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1(a)は本発明の発光ダイオードの一実施形態を示す平面図、同図(b)は同斜視図、図2は図1の発光ダイオードを配線基板に搭載した状態の斜視図、図3は本発明の発光ダイオードの被覆方法の一実施形態を示すフローチャート、図4は図1の発光ダイオードを装備した本発明のエンコーダの一実施形態を示す略解斜視図、図5は図4に示すエンコーダの部分拡大側面図である。 FIG. 1A is a plan view showing an embodiment of a light emitting diode of the present invention, FIG. 1B is a perspective view thereof, and FIG. 2 is a perspective view of a state in which the light emitting diode of FIG. 3 is a flow chart showing an embodiment of the light emitting diode coating method of the present invention, FIG. 4 is a schematic perspective view showing an embodiment of the encoder of the present invention equipped with the light emitting diode of FIG. 1, and FIG. 5 is shown in FIG. It is a partial expanded side view of an encoder.
本実施形態の発光ダイオード10は、図1(a)、(b)に示すように、カソード電極11上に、導電性接着剤(銀ペースト)12を介して発光ダイオード素子としてのLEDチップ14を接着して構成される。
As shown in FIGS. 1A and 1B, the light-
LEDチップ14の、カソード電極11に固定される側と反対側の面部には電極13が設けてあり、この電極13がリード線15を介してアノード電極16に接続される。
An
LEDチップ14の発光部17は、カソード電極11とアノード電極16との間に電圧を印加することにより所定の波長の光を発光する。発光部17は、電極13が設けられた側の面部に形成した発光窓18を介して光を発光する。なお、発光窓18には透明な保護膜(不図示)が設けてあり、発光部17はこの保護膜により保護される。
The
LEDチップ14の発光部17とメサ部19を含む、LEDチップ14の表面全体は合成樹脂からなる封止層20によりコーティングされる。したがって、外部環境により腐食されるリスクの大きい発光部17やメサ部19は外部環境から遮断されて保護されることになり、点灯不良などの発生がなく、LEDチップ14を容器のキャビティ内に収容して樹脂封止する場合と同様に信頼性を確保することができる。また、封止層20は、厚すぎることなく、LEDチップ14の表面全体を略均一の厚さで覆うようにしていることから、容器のキャビティ内に収容して樹脂封止するものに比して小型薄型化が可能となる。換言すると、LEDチップ14自体とそれ程大きさが変わらずに外部環境による腐食を防止して信頼性を確保することが可能になる。
The entire surface of the
封止層20は、発光部17から発する波長域の光を吸収(吸光)する吸収(吸光)特性を有し、例えば発光部17の光の波長の吸収帯を有する吸収剤(吸光剤)を添加したエポキシ樹脂が使用される。このエポキシ樹脂には、吸収剤が添加されるが、発光部17からの光を散乱、分散させる原因となる充填剤(フィラー)は添加されない。
The sealing
吸収剤(吸光剤)としては、例えば発光部17の光の波長の吸収帯を有する着色剤などの有機、無期化合物が使用される。また、エポキシ樹脂に添加される各種添加剤のうち、発光部17の光の波長の吸収帯を有する(吸収特性を有する)添加剤がある場合には、吸収剤は添加されない。さらに、封止層20を構成する合成樹脂自体に発光部17の光の波長域の吸収帯を有している場合にも吸収剤は添加されない。
As the absorber (light absorber), for example, an organic or indefinite compound such as a colorant having an absorption band of the light wavelength of the
封止層20の吸収率は例えば5%程度に設定される。吸収率が5%程度ならば、発光部17から発光される光が封止層20から出る前に吸収されて損失する割合は僅かであり、発光部17から発光される光のうち略95%の光は封止層20を透過して出ていくので、発光強度が大きく低下するおそれがない。
The absorption rate of the
また、図2に示すように、発光部17からの光Lが回転反射円板27(後述する図4、図5参照)などの他の部材を反射してLEDチップ14に戻ってくる光h(発光部17から発光する光Hに比して光強度が小さい)は封止層20に吸収されてしまい、戻ってきた光hがLEDチップ14の面部(金メッキからなる電極13が形成されていて反射し易い面となっている)で反射を繰り返すおそれがない。すなわち、封止層20により発光部17以外の箇所から光が出るのを阻止することが出来る。
In addition, as shown in FIG. 2, the light L from the
次に、図3のフローチャートを参照して本発明の被覆方法の一実施形態について説明する。 Next, an embodiment of the coating method of the present invention will be described with reference to the flowchart of FIG.
ステップS100で図1(a)、(b)に示すカソード電極11、このカソード電極11上のLEDチップ14及びアノード電極16からなる発光ダイオード10を配線基板22(図2参照)上に搭載する。
In step S100, the
ステップS101で封止層20(図1(a)、(b)参照)を形成する封止剤としての未硬化のエポキシ樹脂をLEDチップ14の電極13が形成された側の面部上に滴下する。滴下したエポキシ樹脂は、その表面張力によりLEDチップ14の面部上で盛り上がった状態となる。なお、エポキシ樹脂には、LEDチップ14の発光部17から発光する波長域の光を吸収する吸収帯を有する吸収剤が添加されている。
In step S101, an uncured epoxy resin as a sealant for forming the sealing layer 20 (see FIGS. 1A and 1B) is dropped on the surface of the
ステップS102で表面張力によりLEDチップ14上で盛り上がったエポキシ樹脂にエアーを吹き付けると、表面張力が破れてエポキシ樹脂がLEDチップ14の表面に沿って流れ、発光部17、メサ部19を含んだ、LEDチップ14の表面全体を略均一の厚さで覆うようになる。
When air is blown onto the epoxy resin raised on the
ステップS103で配線基板22と共にLEDチップ14をオーブンに入れてエポキシ樹脂を加熱硬化させる。
In step S103, the
これにより、エポキシ樹脂が硬化し、エポキシ樹脂からなる封止層20によりLEDチップ14の表面全体が略均一の厚さで被覆される。また、ステップS102の工程でエアーが直接吹き付けられるLEDチップ14の発光部17が配置された側の面部は、封止層20が厚すぎることなく、適度な厚さで封止層20により覆われることになる。
Thereby, an epoxy resin hardens | cures and the whole surface of
このようにして、吸収剤を添加したエポキシ樹脂からなる封止剤でLEDチップ14を被覆することにより、上述した作用効果を有する発光ダイオード10を安価に提供することが可能になる。
Thus, by covering the
次に、図4及び図5を参照して上述した発光ダイオード10を使用したロータリーエンコーダ25について説明する。
Next, the
ロータリーエンコーダ25は、反射型で、発光素子としての発光ダイオード10(カソード電極11、LEDチップ14及びアノード電極16)と、受光素子としての一対のフォトダイオード26と、この一対のフォトダイオード26とそれぞれ対向した反射部27a、27aを円周方向に沿って適宜間隔をあけて配置した回転反射円板27とを備える。
The
発光ダイオード10と一対のフォトダイオード26は同じ配線基板22上に発光ダイオード10の両側にフォトダイオード26が位置するように並列状態で搭載される。
The
回転反射円板27は、その一方の面の外周部箇所に反射部27a、27aが形成されていて、発光ダイオード10からの光を反射部27aによりフォトダイオード26側に反射させるように、配線基板22上に搭載した発光ダイオード10及びフォトダイオード26と対向するように配置される。
The
上記ロータリーエンコーダ25によれば、回転反射円板27で反射した光がLEDチップ14の面部(金メッキからなる電極13が形成されていて反射し易い面)で反射を繰り返す前にその面部を覆う封止層20により吸収されて、フォトダイオード26にはLEDチップ14の発光部17で発光し、反射部27aで反射した光のみが入射することから、フォトダイオード26の出力にはノイズが少なく、高精度の計測が行える。
According to the
また、発光ダイオード10は、LEDチップ14を容器のキャビティ内に収容して合成樹脂により封止せず、配線基板22上に直接搭載するようにしてあるので、ロータリーエンコーダ25の小型薄型化を図ることが出来る。
Further, since the
本発明は上記実施形態に限定されるものではない。 The present invention is not limited to the above embodiment.
例えば封止層20としてエポキシ樹脂から構成した場合を示したが、透明なシリコーン樹脂に発光部17の光の波長の吸収帯(吸光帯)を有する吸収剤(吸光剤)を添加して構成してもよい。
For example, the case where the
また、本発明の発光ダイオード10はロータリーエンコーダ25以外にも使用することができ、特に配線基板22上に直接搭載する場合などにおいて、小型薄型化が要求されるときに有効である。
Further, the
また、本発明の発光ダイオードの被覆方法において、加熱硬化工程を省略し、合成樹脂を滴下し、エアーを吹き付けた後、室温で放置して合成樹脂を硬化させるようにしてもよい。 Further, in the method for coating a light emitting diode of the present invention, the heat curing step may be omitted, the synthetic resin may be dropped, air may be blown, and then left at room temperature to cure the synthetic resin.
10 発光ダイオード
14 LEDチップ(発光ダイオード素子)
17 発光部
19 メサ部
20 封止層
25 ロータリーエンコーダ
26 フォトダイオード(受光素子)
27 回転反射円板(反射板)
27a 反射部
10
17
27 Rotating Reflection Disc (Reflector)
27a Reflector
Claims (5)
前記光を反射する反射部を有する反射板と、
前記反射部で反射された前記光を受光する受光素子と、
前記発光ダイオード素子と前記受光素子とのうち前記発光ダイオード素子に被覆され、前記反射板で反射される前記光を吸収する吸収特性を有する封止層と、
を備え、
前記封止層は、前記光を吸収する吸収剤を含む樹脂を有する
ことを特徴とする反射式のエンコーダ。 A light-emitting diode element including a mesa portion and a light-emitting portion that emits light;
A reflector having a reflecting portion for reflecting the light;
A light receiving element that receives the light reflected by the reflecting portion;
A sealing layer that is covered with the light emitting diode element out of the light emitting diode element and the light receiving element and has an absorption characteristic that absorbs the light reflected by the reflector;
Equipped with a,
The reflective encoder , wherein the sealing layer includes a resin containing an absorbent that absorbs the light .
前記封止層は、前記発光ダイオード素子のうち前記メサ部及び前記発光部に被覆されることを特徴とする反射式のエンコーダ。 The reflective encoder according to claim 1, wherein
The reflective encoder, wherein the sealing layer is covered with the mesa portion and the light emitting portion of the light emitting diode element.
前記樹脂は、前記発光ダイオード素子に滴下されて前記封止層を構成することを特徴とする反射式のエンコーダ。 The reflective encoder according to claim 1 or 2 ,
A reflective encoder, wherein the resin is dropped onto the light emitting diode element to constitute the sealing layer.
前記発光ダイオード素子は、前記光が透過する発光窓を有し、
前記発光窓は、透明な保護膜を有する、
ことを特徴とする反射式のエンコーダ。 In the reflective encoder according to any one of claims 1 to 3 ,
The light emitting diode element has a light emitting window through which the light is transmitted,
The light emitting window has a transparent protective film,
A reflective encoder characterized by that.
一対の前記受光素子を備え、
前記発光ダイオード素子及び前記一対の受光素子は、前記一対の受光素子が前記発光ダイオード素子の両側に位置するように並列状態で基板に搭載されていることを特徴とする反射式のエンコーダ。 In the reflective encoder according to any one of claims 1 to 4 ,
A pair of the light receiving elements,
The reflective encoder, wherein the light emitting diode element and the pair of light receiving elements are mounted on a substrate in parallel so that the pair of light receiving elements are positioned on both sides of the light emitting diode element.
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