KR20070046076A - 반사형 광학식 검출기 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 목적은, 발광부 및 수광부의 외형 치수가 크게 되지 않고, 소형으로 고정밀도로 조립되고, 또한 간단히 조립되는 구조의 검출 유닛을 구비한 반사형 광학식 검출기를 제공하는 것으로, 본 발명의 반사형 광학식 검출기는, 상대적으로 이동하는 메인 슬릿(l)과, 이에 대향하는 검출 유닛(2)으로 구성되고, 검출 유닛은 적어도 발광부(5)와 발광부 슬릿(7) 및 수광부(6)로 이루어지고, 검출 유닛은, 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판(41)을 구비하고, 이 수지 성형 기판의 일부에 발광부의 발광 소자(51)를 직접 설치하고, 발광 소자의 주변에 원추대 형상의 반사부(57)를 설치하며, 반사부는 발광 소자를 전기 접속하는 금속 배선 패턴으로 형성한 것이다.
Description
본 발명은, 반사형 광학식 검출기에 관한 것으로서, 특히, 발광부 및 수광부의 조립 구조에 관한 것이다.
종래, 직선 방향의 위치를 검출하는 검출기로서, 광학식 리니어 인코더가 있다.
또한, 광학식 인코더 중에서도, 소위 3격자를 이용한 반사형 광학식 검출기가 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌1 참조).
이 3격자를 이용한 반사형 광학식 리니어 인코더에 대해, 도면을 이용하여 설명한다. 도 11은 종래의 인코더를 도시한 측단면도이다. 도면에 있어서, 1은 메인 스케일, 2는 검출 유닛, 3은 기판, 4는 서브 기판, 5는 발광부, 6은 수광부, 7은 발광부 슬릿, 9는 본딩 와이어, 10은 전자 부품이다. 도 12는, 도 11의 검출 유닛(2)의 외관을 도시한 사시도이다.
메인 스케일(1)은 한쪽의 유리면에 슬릿이 증착 기술을 이용해 형성되어 있다. 검출 유닛(2)은 기판(3) 상에 서브 기판(4)과 전자 부품(10)이 배치되고, 서브 기판(4)에는 발광부(5), 수광부(6) 및 발광부 슬릿(7)이 설치된다.
발광부(5)는, LED(51)와 LED 케이스(52)와 유리(53), 여기에 LED를 소정의 치수로 고정하는 스페이서(54)로 구성되어 있고, LED(51)는 본딩 와이어(9)로 LED 단자(55)에 접속되고, 리드(56)로 기판(3)에 접속되어 있다. 또한, LED(51)에서 발광한 광은 거의 점광원으로, LED 광원용의 발광부 슬릿(7)을 통과하여 메인 스케일(1)에 투광된다. 또한, 금속제의 LED 케이스(52)의 내벽에는 원추대 형상의 반사부(57)가 있고, LED(51)에서 발광된 광이 효율적으로 외부로 방사되는 구조로 되어 있고, 유리(53)로 보호된다.
수광부(6)는, 광전 변환 소자인 포토다이오드를 슬릿 형상으로 복수개 배치한 구조의 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)를 2개 배치하고, 메인 스케일(1)로 반사한 광을 각 포토다이오드가 수광하여, 전기 신호로 변환하여 본딩 와이어(9), 서브 기판(4)을 경유하여 기판(3)의 전기 부품(9)에서 증폭, 파형 정형되고 나서 검출 유닛(2)의 외부로 전기 신호로서 송출되는 구성이다.
또한, LED(51)에서 발광된 광은, 도 11의 점선 화살표로 표시한 경로를 통과해 2그룹의 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)로 수광하는 방식이다.
2그룹의 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)는, 정현파 형상의 아날로그 신호로 광전 변환되는데, 각 포토다이오드는 전기적으로 180도 위상차의 신호를 검출하는 2그룹의 슬릿 형상 포토다이오드(61a, 61b, 62a, 62b)로 구성되어 있다.
2그룹의 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)로 광전 변환하고, 전기 부품(7)의 차동 회로로 정현파 형상의 전기 신호를 얻는, 소위 차동 검출 방식으로 되어 있다.
이렇게 하여 얻어진 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 정현파 신호는, 서로 90도의 위상차를 가지는 전기 신호로 되어, 외부로 송출되는 구성이다(파형 신호는, 도시하지 않음).
또한, 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판을 제조하는 기술의 일례로서, 비도전성 물질 상에 도금 도전로를 갖는 물품이 알려져 있다(예를 들면, 특허문헌 2 참조). 이는 수지 성형품의 표면에 미세한 도전성 금속 도금 피막부를 실시하는 제조 방법이다.
[특허문헌 1 :일본 실용공개공보 평1-l806l5호]
[특허문헌 2 : 일본국 특허공개공보 평7-326414호]
(발명이 해결하려는 과제)
그런데, 종래의 3격자를 이용한 반사형 광학식 검출기는, 다음의 문제가 있다.
(l) 검출 유닛(2)은, LED(51), 서브 기판(4), 스페이서(54), 리드(56), LED 광원용의 발광부 슬릿(7), 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62), 본딩 와이어(9) 등의 부품을 이용해 발광부 및 수광부를 조합하기 때문에, 부품 점수가 많고, 구성이 복잡하여 소형화가 불가능하다.
(2) 구성이 복잡하므로, 각 부품의 조립 오차가 발생하여, 고 정밀도의 조립이 불가능하다.
(3) 특히, 포토다이오드의 위치 결정은, 각 포토다이오드로부터의 출력 신호의 위상 조정이 필요하고, 포토다이오드를 소정의 위치 관계로 고정하는데 많은 조정 시간이 걸려, 조립 시의 비용 상승의 요인이 된다.
이와 같이, 종래의 반사형 광학식 검출기는, 검출 유닛의 조립에 시간이 걸리는 것이나 정밀도를 내기 위한 조정에 시간이 걸리는 등의 문제가 있다.
본 발명은, 이러한 문제점에 비추어 이루어진 것으로서, 검출기 유닛 중에서도 발광부 및 수광부의 구조를 간소화하여, 외형 치수가 커지지 않고, 또한, 포토다이오드와 각 슬릿이 고 정밀도로, 또한 간단하게 조립이 가능한 반사형 광학식 검출기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은, 다음과 같이 구성한 것이다.
청구항 1 기재의 발명은, 상대적으로 이동하는 메인 슬릿과, 이에 대향하는 검출 유닛으로 구성되고, 상기 검출 유닛은 발광부와 발광부 슬릿 및 수광부로 이루어진 반사형 광학식 검출기에 있어서, 상기 검출 유닛은 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판을 구비하고, 이 수지 성형 기판의 일부에 상기 발광부의 발광 소자를 직접 설치하여, 상기 발광 소자의 주변에 원추대 형상의 반사부를 설치하고, 상기 반사부는 발광 소자를 전기 접속하는 금속 배선 패턴으로 형성한 것이다.
청구항 2 기재의 발명은, 상기 금속 배선 패턴을 상기 발광 소자의 열이 열전달에 의해 외부로 방열하는 방열용 패턴으로 한 것이다.
청구항 3 기재의 발명은, 상기 발광부 슬릿에 투명 성형 수지를 이용해 상기 수광부에 배치하는 슬릿을 추가하여 일체화시킨 1개의 복합 슬릿으로 한 것이다.
청구항 4 기재의 발명은, 상기 수지 성형 기판에 상기 발광부 슬릿, 상기 수광부의 수광 소자 및 상기 복합 슬릿 중, 적어도 하나를 위치 결정 고정하는 기준부를 구비한 것이다.
청구항 5 기재의 발명은, 상기 발광부 슬릿의 면과 상기 수광 소자의 면, 또는, 상기 복합 슬릿의 면이 동일 평면이 되도록, 상기 수지 성형 기판의 높이를 소정의 높이로 조정한 것이다.
청구항 6 기재의 발명은, 상기 수지 성형 기판에 상기 복합 슬릿, 또는 상기 수광 소자를 소정의 압력으로 위치 결정하여 고정하는 압압 수단을 설치한 것이다.
청구항 7에 기재의 발명은, 상기 수지 성형 기판의 일부에 상기 기판과의 위치 결정 고정을 행하는 위치 결정 기준부를 설치한 것이다.
(발명의 효과)
본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과가 있다.
(1) 청구항 1 기재의 발명에 의하면, 발광부 및 수광부를 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판으로 구성하고, 발광부의 LED를 수지 성형 기판의 일부에 직접 설치하며, 상기 LED의 주변에 원추대 형상의 반사부를 설치하고, 반사부는, LED를 전기 접속하기 위한 금속 배선 패턴으로 형성하였으므로, LED의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
(2) 청구항 2 기재의 발명에 의하면, LED에서 발생한 열을, 배선 패턴을 통해서 외부에 열전달시켜 방열함으로써, LED의 온도를 저하시킬 수 있으므로, LED의 장수명화를 행할 수 있고, 반사형 광학식 검출기의 신뢰성이 향상된다.
(3) 청구항 3 기재의 발명에 의하면, 투명 성형 수지를 이용하여 발광부 슬릿과 수광부 슬릿을 일체화시킨 복합 슬릿으로 하였으므로, 검출기 유닛이 간소화되어, 외형 치수가 커지지 않고, 또한, 발광부 슬릿과 수광부 슬릿이 고 정밀도로, 또한 간단하게 조립이 가능하다.
(4) 청구항 4 기재의 발명에 의하면, 수지 성형 기판에 위치 결정 고정하는 기준부를 설치하였으므로, 발광부 슬릿, 수광부의 수광 소자 및 복합 슬릿을 고정밀도로 위치 결정할 수 있어, 위상 조정의 필요가 없어진다.
(5) 청구항 5 기재의 발명에 의하면, 발광부 슬릿의 면과 상기 수광 소자의 면, 또는, 복합 슬릿의 면이 동일 평면이 되도록, 수지 성형 기판의 높이를 소정의 높이로 조정하였으므로, 조립 정밀도를 향상시킬 수 있다.
(6) 청구항 6 기재의 발명에 의하면, 수지 성형 기판은, 복합 슬릿, 또는 수광 소자를 소정의 압력으로 위치 결정하여 고정하는 압압 수단을 설치하였으므로, 위치 결정 기준부에 압압하면서 고정하면, 발광부 및 수광부의 양 슬릿을 고 정밀도로 위치 결정할 수 있고, 또한, 수광 소자가 고정밀도로 위치 결정할 수 있다.
(7) 청구항 7 기재의 발명에 의하면, 수지 성형 기판의 일부에 기판과의 위치 결정 고정을 행하는 위치 결정 기준부를 설치하였으므로, 기판과의 조립을 간단하게, 또한 정밀도 좋게 부착할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 반사형 광학식형 검출기의 측단면도이다.
도 2는 도 1의 검출 유닛의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예를 나타낸 수지 성형 기판의 사시도이다.
도 4는 도 3의 a-a’선에서 본 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 수지 성형 기판의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 반사형 광학식 검출기의 측단면도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 수지 성형 기판의 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예를 나타낸 복합 슬릿의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예를 나타낸 복합 슬릿의 단면도이다
도 10은 본 발명의 제5 실시예를 나타낸 복합 슬릿의 확대 단면도이다.
도 11은 종래의 반사형 광학식 검출기의 전체 구성을 도시한 측단면도이다.
도 12는 종래의 반사형 광학식 검출기의 검출 유닛을 도시한 사시도이다.
<부호의 설명>
l : 메인 스케일 2 : 검출 유닛
3 : 기판 4 : 서브 기판
5 : 발광부 6 : 수광부
7 : 발광부 슬릿 8 : 복합 슬릿
8a : 복합 슬릿(발광부측) 8b : 복합 슬릿(수광부측)
9 : 본딩 와이어 10 : 전자 부품
41 : 수지 성형 기판 42 : 금속 배선 패턴
43 : 전극 44 : 패드
45 : 위치 결정 기둥 46 : 위치 결정 구멍
51 : LED 52 : LED 케이스
53 : 유리 54 : 스페이서
55 : LED 단자 56 : 리드
57 : 반사부
61, 61a, 61b, 62, 62a, 62b : 슬릿 형상 포토다이오드
63, 63a, 63b, 64, 64a, 64b : 포토다이오드
65 : 포토다이오드 전극
A, B, D : 위치 결정 기준부 C, F : 스프링 기능부
E : 간극
이하, 본 발명의 반사형 광학식 검출기의 실시예를 도면을 이용해 상세히 설명한다.
[실시예 1]
본 발명의 제1 실시예에 있어서의 반사형 광학식 검출기의 단면을 도 1에, 도 1의 검출 유닛의 사시도를 도 2에 도시한다. 도면에 있어서, 41은 수지를 몰드하여 형성한 수지 성형 기판, 45는 위치 결정 기둥이다. 그 밖의 부호는 종래예와 동일하므로 설명을 생략한다. 또한, 본 발명에서는, 입체 배선이 가능한 「수지 성형 기판」으로 용어를 통일하여 설명한다.
본 실시예가 종래와 다른 점은, 검출 유닛(2)에 사용했던 서브 기판(4)을 폐지하고, 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판(41)을 사용하는 것이다. 이에 따라, 발광부 및 수광부의 구성 부품을 감소시키고, 또한 수지 성형에 의해 각 부의 치수 정밀도를 향상시킬 수 있다.
수지 성형 기판(41)은, 금형으로 성형하기 때문에, 금형의 치수 정밀도로 수지 성형 기판(41)을 제조하는 것이 가능하고, 각 부의 치수 오차는 5∼10미크론 정도로, 정밀도의 수지 성형 기판(41)을 얻을 수 있다.
따라서, LED(51)의 발광부 슬릿(7)이나 수광부(6)의 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)를 고정할 시에 수지 성형 기판(41)의 일부를 위치 결정 기준으로 하여 조립하면, 고정밀도의 조립을 행하는 것이 가능하다.
또한, LED(51)도 수지 성형 기판(41)의 일부에 직접 부착되어 있으므로, 발광부 슬릿(7)이나 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 위치 관계를 고정밀도로 조립하는 것이 가능하다.
발광부 슬릿(7)의 제조 방법은, 기판이 되는 유리 상에 반도체 제조 방법과 동일하게 사진 노광 기술, 에칭 기술 등을 구사하여 제조한다. 또한, 슬릿이 형성된 유리의 외형은, 반도체의 실리콘 웨이퍼를 절단하는 다이싱 톱(saw)을 이용해 외형 치수를 절단하여 치수를 확보하기 때문에, 형성된 슬릿의 위치와 외형 치수의 위치 관계도 5미크론 정도의 치수 오차로 고 정밀도로 제조할 수 있다.
마찬가지로, 포토다이오드도 동일한 반도체 기술을 구사하여 제조하기 때문에, 슬릿 형상의 포토다이오드의 위치와 외형 치수의 위치 관계를 5미크론 정도의 오차 치수로 고 정밀도로 제조할 수 있다.
이상에서, 각 부품의 조립 정밀도는, 미크론 단위의 오차 치수로, 고정밀도 로 조립하는 것이 가능하게 된다.
발광부(5) 및 수광부(6)는, 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판(41)으로 구성하고, 발광부(5)의 LED(51)를 수지 성형 기판(41)의 일부에 직접 설치하고, LED(51)의 주변에 원추대 형상의 반사부(57)를 설치한다. 반사부(57)는, LED(51)를 전기 접속하기 위한 금속 배선 패턴(42)(도 3 참조)으로 형성한다. LED(51)와 금속 배선 패턴(42)은, LED(51)의 저면은 도전 접착제로 고정되고, LED(51)의 상부는, 본딩 와이어(9)에 의해 다른 금속 배선 패턴(42)에 접속되어 있다(도 4 참조).
도 3은 수지 성형 기판(41)의 상세를 도시한 사시도, 도 4는, 도 3의 (a)-(a')의 단면도이다. 도면에 있어서, 42는 금속 배선 패턴, 43은 전극, 44는 패드이다.
금속 배선 패턴(42)은, 통상 구리를 사용하는데, 구리 표면의 산화를 막기 위해 금 도금을 실시해 구리의 산화 방지를 도모한다. 금 도금에 의해 구리의 산화 방지가 도모되는 동시에, 반사부의 반사율 저하도 없고, LED(51)의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
반사부(57)는, LED(51)의 전극(애노드, 캐소드)을 접속하는 금속 배선 패턴(42)이 2개 인접하므로, 점선 타원으로 표시한 D부와 같이, 최소의 절연 간격을 두고 패턴을 실시하여, 절연부의 간극에 의한 반사 효율의 저하를 막는다.
발광부(5)의 LED(51)는, 금속 배선 패턴(42)으로 배선되는데, LED(51)에서 발생한 열을 내보내기 위해, 금속 배선 패턴(42)의 폭을 두껍게 하여, 외부에 열전달시켜 방열한다. LED(51)는, 고온이 되면 수명이 짧아지므로, 방열하여 LED(51) 의 온도를 저하시킴으로써 장수명이 되고, 결과적으로는 반사형 광학식 검출기의 신뢰성의 향상으로 이어진다.
다음에, 발광부 슬릿(7)과 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 고정 방법에 대해서, 도 3을 이용해 설명한다.
전술과 같이, 수지 성형 기판(41)의 점선 타원으로 표시한 3군데의 B, C부를 기준으로 하여 발광부 슬릿(7) 및 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 외형의 직각을 포함하는 2변을 B, C부에 각각 압압하면서 고정하면, 발광부 슬릿(7) 및 포토다이오드는 고 정밀도로 위치 결정 고정할 수 있다.
또한, 포토다이오드 이면의 공통 전극(캐소드 또는 애노드)과 금속 배선 패턴(42)은, 도전 접착제를 이용해 고정하고, 금속 전극 패턴으로부터 수지 성형 기판(41)의 전극(44)을 통해, 기판(3)에 접속된다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이, 발광부 슬릿(7)을 접착 고정함으로써, 발광부 슬릿(7)이 LED(51)를 보호하므로, 도 11의 종래예에서 도시한 유리(53)는 불필요하게 된다.
도 1로부터 알 수 있듯이, 발광부 슬릿(7)과 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 높이 치수(두께)가 틀리기 때문에, 메인 스케일(1)에 대향하는 면을 동일 평면으로 할 필요가 있다. 이 때문에, 발광부 슬릿(7)과 슬릿 형상 포토 다이오드(61, 62)를 고정하는 장소의 수지 성형 기판(41)의 높이를 소정의 높이로 하여, 동일 높이 치수를 확보할 수 있다. 이것도 수지 성형 기판(41)이 수지 성형으로 제조할 수 있는 것이 특징으로 된다.
발광부 슬릿(7)과 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)를 고정한 후, 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)의 전극(도시하지 않음)과 수지 성형 기판(41)의 전극(43)을 본딩 와이어(9)로 접속하면, 발광부 및 수광부의 조립이 완성된다.
위치 결정 기둥(45)은, 수지 성형 기판(41)과 기판(3)의 위치 결정 고정을 정밀도좋게 조립하는 경우에 기준이 된다. 2군데의 위치 결정 기둥(45)은 수지 성형으로 제조되므로 원주의 치수와 2군데 기둥의 간격 오차가 5미크론 정도의 정밀도로 제조된다. 기판(3)에는, 2군데의 구멍을 준비하고, 위치 결정 기둥(45)을 삽입하여, 위치 결정하여 고정한다.
패드(44)는, 기판(3)에 배치한 배선 패턴(도시하지 않음)과 납땜으로 접속된다.
이상과 같이 조립함으로써, LED(51)에서 발광된 광은, 도 1의 점선 화살표로 표시한 경로를 통과해 슬릿 형상 포토다이오드(61, 62)로 수광할 수 있다.
[실시예 2]
도 5는, 본 발명의 제2 실시예를 나타낸 수지 성형 기판(41)의 사시도이다. 도면에 있어서, 46은 위치 결정 구멍이다. 본 실시예에서는 위치 결정 기둥(45)을 위치 결정 구멍(46)으로 변경한 것이다.
위치 결정 구멍(46)은, 2군데 형성되어 있고 기판(3)은 2개의 핀, 또는 나사로 고정하는 구성이다.
이 경우, 위치 결정 기둥(45)과 같이 돌출부가 없으므로, 조립 시에 위치 결정 기둥(45)이 꺾이는 등의 문제가 없어진다.
[실시예 3]
본 발명의 제3 실시예에 있어서의 반사형 광학식 검출기의 구성을 도 6에 도시한다. 도면에 있어서, 63, 64는 포토다이오드, 8은 복합 슬릿, 8a는 복합 슬릿(발광부측), 8b는 복합 슬릿(수광부측)이다.
본 실시예의 복합 슬릿(8)은, 투명 수지를 이용해, 도 1의 발광부 슬릿(7)을 수광부까지 연장하여 발광부와 수광부를 일체화한 것이다. 이에 따라, 부품수가 감소하여, 각 부의 치수가 고정밀도로 성형된 것이 특징이다.
복합 슬릿(8)의 슬릿 제조 방법은, 투명 수지를 기재에 V홈 형상으로 슬릿을 구성한 것이다. 이 V홈 형상의 슬릿의 형성 방법에 대해서는, 일본국 특개평 9-89593에 개시되어 있고 공지의 기술이다. 수지 성형 기판(41)과 같은 고 정밀도를 확보할 수 있는 금형으로 수지 성형하므로, 수지 형성된 복합 슬릿(8)의 위치와, 외형 치수의 위치 관계도 5미크론 정도의 치수 오차로 제조할 수 있는 것이 가능하다.
마찬가지로 수광 소자인 포토 다이오드(63, 64)도, 반도체 기술을 구사하여 제조하기 때문에, 포토다이오드(63, 64)의 위치와 외형 치수의 위치 관계를 5미크론 정도의 오차 치수로 고 정밀도로 제조할 수 있다.
이상에서, 각 부품의 조립 정밀도는, 미크론 단위의 오차 치수로, 고정밀도로 조립하는 것이 가능해진다.
또한, 발광부(5)의 LED(51)를 수지 성형 기판(41)의 일부에 직접 설치하고, 상기 LED(51)의 주변에 원추대 형상의 반사부(57)를 설치한다. 반사부(57)는, LED(51)를 전기 접속하기 위한 금속 배선 패턴(42)(도 7 참조)으로 형성한다. LED(51)와 금속 배선 패턴(42)은, LED(51)의 저면은 도전 접착제로 고정되고, LED(51)의 상부는, 본딩 와이어(9)에 의해 다른 금속 배선 패턴(42)에 접속되어 있다.
복합 슬릿(8)과 반사부(57)의 선단 부분의 간극(E)은 좁아져 있다. 이는 LED로부터의 광이 직접 포토다이오드에 입광하지 않도록 차광하기 위함이다.
위치 결정 기둥(45)은, 수지 성형 기판(41)과 기판(3)의 위치 결정 고정을 정밀도 좋게 조립하는 경우에 기준이 된다. 2군데의 위치 결정 기둥(45)은, 수지 성형으로 제조되므로 원주의 치수와 간격 오차가 5미크론 정도의 정밀도로 제조된다. 기판(3)에는, 2군데의 구멍을 준비하고, 위치 결정 기둥(45)을 삽입하여, 위치 결정하여 고정한다.
도 7은, LED(51)의 조립과, 수지 성형 기판(41)에 포토다이오드(63, 64)를 탑재하여 소정의 위치에 고정하고, 본딩 와이어(9)를 접속한 상태의 상세를 도시한 사시도이다.
금속 배선 패턴(42)은, 금 도금을 실시한 구리를 사용한다. 금속 배선 페턴(42)은 통상 구리를 사용하는데, 구리 표면의 산화를 막기 위해, 금 도금을 실시하여 구리의 산화 방지를 도모한다. 금 도금으로 구리의 산화 방지가 도모되는 동시에, 반사부의 반사율 저하도 없고, LED(51)의 발광 효율을 향상시키는 것이 가능하다는 특징이 있다.
반사부(57)는, LED(51)의 전극(애노드, 캐소드)를 접속하는 금속 배선 패턴 (42)이 2개 인접하므로, 최소의 절연 간격을 두고 패턴을 실시하여, 절연부의 간극에 의한 반사 효율의 저하를 막는다. 발광부의 LED(51)는, 금속 배선 패턴(42)으로 배선되는데, LED(51)에서 발생한 열을 내보내기 위해, 금속 배선 패턴(42)의 폭을 두껍게 하고, 외부로 열 전달시켜 방열한다. LED(51)는 고온이 되면 수명이 짧아지므로, 방열하여 LED(51)의 온도를 저하시킴으로써 장수명이 되어, 결과적으로는 반사형 광학식 검출기의 신뢰성의 향상으로 이어진다.
다음에, 포토다이오드(63, 64)의 고정 방법에 대해 설명한다.
수지 성형 기판(41)의 점선 타원으로 표시한 각 포토다이오드(63, 64)에 대응하는 2군데의 A, B부를 위치 결정 기준부로 하여 포토다이오드(63, 64)의 외형의 직각을 포함하는 2변을 A, B부에 각각 압압하면서 고정하면, 포토다이오드(63, 64)는 수지 성형 기판(41)에 고정밀도로 위치 결정 고정할 수 있다.
또한, 포토다이오드 이면의 공통 전극(캐소드 또는 애노드)과 금속 배선 패턴(42)은, 도전 접착제를 이용해 고정한다.
포토다이오드(63, 64)를 고정한 후, 포토다이오드 전극(65)과 수지 성형 기판(41)의 전극(43)을 본딩 와이어(9)로 접속하면, 포토다이오드(63, 64)의 조립이 완성된다.
복합 슬릿(8)의 조립 방법에 대해 도 8을 이용해 설명한다. 도 8은 검출 유닛의 사시도이다.
포토다이오드 조립 후, 복합 슬릿(8)을 수지 성형 기판(41)에 설치한 위치 결정 기준부(A)(2군데, 포토다이오드의 위치 결정 기준부를 겸용), D(1군데)에 압 압하면서 접착제로 고정하면, 복합 슬릿(8)을 고정밀도로 수지 성형 기판(41)에 고정할 수 있다.
[실시예 4]
도 9는, 본 발명의 제4 실시예에 있어서의 복합 슬릿(8)의 고정 방법을 설명한 단면도이다. 수지 성형 기판(41)의 일부에 발수광 슬릿(41)을 소정의 압압으로 고정하기 위한 스프링 기능부(C)(도 7, C부 3군데를 참조)를 가진다. 따라서, 복합 슬릿(8)을 고정하기 위해 수지 성형 기판(41)에 삽입하면, 이 스프링 기능부(C)가 작용해, 복합 슬릿(8)을 소정의 압압으로 수지 성형 기판(41)의 위치 결정 기준부(A, D)에 압압하여 고정밀도로 위치 결정할 수 있게 된다.
또한, 포토다이오드(63, 64)의 출력 신호는, 본딩 와이어(9), 포토다이오드 전극(65), 금속 배선 패턴(42)을 경유하여, 패드(44)에서 기판(3)에 배치한 배선 패턴(도시하지 않음)과 납땜으로 접속된다.
[실시예 5]
도 10은 본 발명의 제5 실시예에 있어서의 복합 슬릿(8)의 고정 방법을 설명한 확대 단면도이다. 상기 수지 성형 기판(41)에 설치한 스프링 기능부(C)를 복합 슬릿(8)에 설치한 실시예이다.
투명 일체 성형 수지로 성형된 복합 슬릿(8)에 소정의 압압으로 고정하기 위한 스프링 기능부(F)가 설치되어 있다. 이러한 구조를 채용함으로써, 복합 슬릿(8)을 고정하기 위해 수지 성형 기판(41)에 삽입하면, 이 스프링 기능이 작용하여 복합 슬릿(8)을 소정의 압압으로 수지 성형 기판(41)의 위치 기준부(D)에 압압하여 고정밀도로 위치 결정 할 수 있게 된다. 또한, 위치 결정 기준부(A)에 압압하는 스프링 기능부(F)는, C와 동일하므로 도시하지 않는다.
본 발명을 상세히 또한 특정한 실시 양태를 참조하여 설명했는데, 본 발명의 정신과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은 당업자에 있어서 분명하다.
본 출원은, 2004년 7월 22일 출원의 일본 특허 출원 특원 2004-213939에 의거하는 것으로, 그 내용은 여기에 참조로서 도입된다.
본 발명은, 직선형의 반사형 광학식 검출기뿐만 아니라, 각도를 검출하는 회전형의 반사형 광학식 검출기에도 적용할 수 있다.
또한, 실시예에서 설명한 3격자의 반사형 광학식 검출기뿐만 아니라, 발광부 및 수광부에 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판으로 구성한 검출기 유닛이면, 메인 스케일과 격자상의 포토다이오드를 이용한 종래의 반사형 광학식 검출기에도 적용할 수 있다.
또한, 발광부 슬릿 및 수광부 슬릿이 일체로 된 슬릿에 투명 수지를 이용한 검출기 유닛이면, 실시예에만 한정되지 않고 적용할 수 있다.
Claims (7)
- 상대적으로 이동하는 메인 슬릿과, 이에 대향하는 검출 유닛으로 구성되고, 상기 검출 유닛은 적어도 발광부와 발광부 슬릿 및 수광부로 이루어진 반사형 광학식 검출기에 있어서,상기 검출 유닛은 입체 배선이 가능한 수지 성형 기판을 구비하고, 이 수지 성형 기판의 일부에 상기 발광부의 발광 소자를 직접 설치하고, 상기 발광 소자의 주변에 원추대 형상의 반사부를 설치하고, 상기 반사부는 발광 소자를 전기 접속하는 금속 배선 패턴으로 형성한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1에 있어서,상기 금속 배선 패턴은 상기 발광 소자의 열을 열전달에 의해 외부로 방열시키는 방열용 패턴으로 한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,상기 발광부 슬릿은, 투명 성형 수지를 이용해 상기 수광부에 배치하는 슬릿을 추가해 일체화시킨 한개의 복합 슬릿으로 한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1 내지 청구항 3중 어느 한항에 있어서,상기 수지 성형 기판은, 상기 발광부 슬릿, 상기 수광부의 수광 소자 및 상기 복합 슬릿 중, 적어도 하나를 위치 결정 고정하는 기준부를 구비한 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1 내지 청구항 4중 어느 한항에 있어서,상기 발광부 슬릿의 면과 상기 수광 소자의 면, 또는, 상기 복합 슬릿의 면이 동일 평면이 되도록, 상기 수지 성형 기판의 높이를 소정의 높이로 조정한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1 내지 청구항 5중 어느 한항에 있어서,상기 수지 성형 기판은, 상기 복합 슬릿, 또는 상기 수광 소자를 소정의 압력으로 위치 결정하여 고정하는 압압 수단을 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
- 청구항 1 내지 청구항 6중 어느 한항에 있어서,상기 수지 성형 기판의 일부에 상기 기판과의 위치 결정 고정을 행하는 위치 결정 기준부를 설치한 것을 특징으로 하는 반사형 광학식 검출기.
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