(57)【要約】【課題】  基板に発光素子や受光素子を取り付けると、仰角及び方位角の少なくとも一方を予め定めた角度に自動的に設定できる。【解決手段】  裏面４ｂから複数のリード８、１０が裏面４ｂにほぼ垂直に伸びている受光素子４のが基板２に取り付けられている。リード８がソケット１２の内部に挿通され、受光素子４の光軸６が基板２に対して所定の角度をなし、かつ裏面４ｂの角が基板２に接触している状態において、ソケット１２の先端部が基板２に接触している。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリードがリード突出面からこの突出面にほぼ垂直に伸びている発光または受光素子と、
この発光または受光素子が取り付けられている基板と、
前記リードのうち少なくとも１つが内部に挿通されている挿通体とを、
有し、前記発光または受光素子の光軸が前記基板に対して所定の角度をなし、かつ前記リード突出面の一部が前記基板に接触している状態において、前記挿通体の前記リード突出面と反対側の端部が前記基板に接触している発光または受光装置。
【請求項２】
基板と、
光軸を有し、前記基板に取り付けられた発光または受光素子と、
前記光軸の前記基板への投影線が向くべき方向に沿って前記基板に形成された基準線と、
前記発光または受光素子が備える、前記投影線と平行な基準部が前記基準線上に位置するように、前記発光または受光素子が前記基板に配置されている発光または受光装置。
【請求項３】
請求項２記載の発光または受光装置において、前記発光または受光素子は、リード突出面からこのリード突出面にほぼ垂直に突出した複数のリードを有し、これらリードのうち少なくとも１つに挿通体が挿通され、前記光軸が前記基板に対して所定の角度をなし、かつ前記面の一部が前記基板に接触している状態において、前記挿通体の前記面と反対側の端部が前記基板に接触している発光または受光装置。
【請求項４】
光軸がほぼ垂直に伸びている第１の面と、第１の面から前記光軸の方向に伸びている方向に立ち上がった第２の面とを有する発光または受光素子と、
相対向する縁部を有するスリットが形成され、前記発光または受光素子が取り付けられている基板とを、
具備し、前記光軸が前記基板に対して所定角度をなす状態において第１及び第２の面が、前記スリットの前記２つの縁部に接触している発光または受光装置。
【請求項５】
請求項４記載の発光または受光装置において、前記光軸の前記基板への投影線が向くべき方向に沿って前記基板に基準線が形成され、前記発光素子または受光素子が前記投影線と平行に備える基準部が前記基準線上に位置するように、前記発光または受光素子が前記基板に配置されている発光または受光装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば光通信に使用する発光または受光装置に関し、特に、それの指向性の調整に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光または受光装置の一例として、発光装置がある。発光装置は、発光素子、例えばＬＥＤを備え、発光素子が所定の信号によって変調された光を発光する。発光または受光装置の他の例として、受光装置がある。受光装置は、受光素子、例えばホトダイオードを備え、発光装置からの光を受光素子が受光し、電気信号に変換する。このような発光装置と受光装置とを１つのハウジング内に収容した受発光装置もある。この受発光装置の一例が特許文献１に示されている。
【０００３】
特許文献１の技術では、ハウジング内に配置した円形の第１回路基板の周縁部に沿って、複数の発光素子それぞれが、第１回路基板の半径方向外側を向くように、かつ第１回路基板に対して所定の角度をなすように取り付けられている。また、第１回路基板と間隔を隔てて配置した円形の第２回路基板の中央に、第２回路基板に対してほぼ４５°傾斜した支持面を、第２回路基板の円周方向に所定角度ずつ隔てて有する台座が設けられ、上記の各支持面にそれぞれ受光素子が設けられている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１９０６１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の技術では、発光素子は第１回路基板に直接に取り付けられ、受光素子は第２回路基板に台座を介して取り付けられている。ところで、良好に光通信を行うためには、発光素子も受光素子も、それぞれの光軸（発光素子の場合、最も発光強度の大きい方向、受光素子の場合、最も受光強度の大きい方向）が所定の方向を向くように回路基板に取り付けられる必要がある。例えば回路基板に対して所定の角度（以下仰角と称する。）をなすように、かつ回路基板上の或る半径方向に沿う基準方向に対して所定の角度（以下方位角と称する。）をなすように、回路基板に取り付けられる必要がある。また、この仰角及び方位角は、各発光素子、各受光素子それぞれによって異なっている。上記の技術では、発光素子は、直接に回路基板に取り付けられているので、一々、方位角及び仰角を調整する必要がある。受光素子の場合、台座が適切に形成されていると、この台座を回路基板上に適切に配置すれば、受光素子の仰角及び方位角を個別に調整する必要はないが、別途台座を準備しなければならない。
【０００６】
本発明は、基板に発光素子や受光素子を取り付けると、仰角及び方位角の少なくとも一方を、予め定めた角度に自動的に設定することができる発光または受光装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様による発光または受光装置は、発光または受光素子を有している。発光または受光素子としては、例えば赤外線を発光または受光する素子、例えばＬＥＤまたはホトダイオード等を使用することができる。発光または受光素子は、リード突出面を有し、このリード突出面から、このリード突出面にほぼ垂直に複数のリードが突出している。リードは、複数設けられている。この発光または受光素子が基板に取り付けられている。各リードのうち少なくとも１つが挿通体の内部に挿通されている。挿通体は、例えば円筒状または角筒状のものを使用することができ、その径または対角線の長さが常に一定である必要はなく、途中でその径または対角線の長さが急激にステップ状に変化してもよく、或いは円錐台状または角錐台状のように径または対角線が漸減するものでもよい。この挿通体の一端部が上記リード突出面に接触していることが望ましい。また、挿通体は、或る程度の剛性を有することが望ましい。前記光軸が前記基板に対して所定の角度をなし、かつ前記リード突出面の一部が前記基板に接触している状態において、前記挿通体における前記リード突出面と反対側の端部、即ち他端部が前記基板に接触している。
【０００８】
このように構成された発光または受光装置では、１つのリードに挿通体を挿通しておき、この挿通体の他端部が基板に接触し、かつ発光素子または受光素子の上記リード突出面の一部が基板に接触する状態に配置すれば、光軸が基板に対して所定の角度をなす状態となる。従って、上記のように発光または受光素子を取り付ければ、光軸が基板に対して所定の角度をなす状態に発光または受光素子を取り付けることができ、基板に発光素子または受光素子を取り付けた後、発光素子又は受光素子の姿勢を修整して角度調整を行う必要がない。しかも、挿通体の他端部と上記面の一部とが基板に接触している状態が維持されるので、上記所定の角度をなす状態を維持することができる。また、挿通体の長さを適切に選択することによって、所定の角度も任意に変更することができる。上記挿通体は、いわゆるＩＣソケットのような汎用部品を使用することができる。これにより、専用の部品を使用する必要がなくなり、安価に実現することができる。
【０００９】
本発明の発光または受光装置の他の態様では、上記のような光軸を有する発光または受光素子が、基板に取り付けられている。前記光軸の前記基板への投影線が向くべき方向、例えば基板上の面において発光素子または受光素子を向ける方向に沿って、基準線が基板に形成されている。基準線は、例えば基板上に任意に想定した基準方向に対して所定の角度をなすものとすることができる。基準線は１本だけ形成することもできるし、間隔をおいて複数本形成することもできる。前記発光または受光素子が基準部を備え、この基準部は前記投影線と平行であり、この基準部が前記基準線上に位置するように、前記発光または受光素子が前記基板に配置されている。基準部としては、投影線と平行に発光または受光素子にマークを形成することもできるし、或いは発光または受光素子において投影線と平行な一部の面を使用することもできる。
【００１０】
このように構成すると、基準部が基準線と平行となるように、基板上に発光または受光素子を取り付けると、基板上の面内における基準線の方向（基準方向に対して所定の角度をなす方向）に発光素子または受光素子の光軸を自動的に向けて、発光または受光素子を基板に取り付けることができる。なお、上記の構成に加えて、リード突出面に複数のリードを設け、このリードのうち少なくとも１つが内部に通るように挿通体を設け、上記リード突出面の一部が基板上に接触している状態で挿通体の上記リード突出面と反対側の端部が基板に接触するように構成したなら、光軸が基準線の方向を向くだけでなく、基板に対して所定の角度をなすようにも同時にすることができる。
【００１１】
本発明の別の態様の発光または受光装置も発光または受光素子を有している。この発光または受光素子は、光軸がほぼ垂直に伸びている第１の面と、第１の面から前記光軸の方向に伸びている方向に立ち上がった第２の面とを有している。この発光または受光素子が基板に取り付けられているが、この基板には、スリットが形成されている。このスリットは、相対向する縁部を有している。前記光軸が前記基板に対して所定角度をなす状態において第１及び第２の面が、前記スリットの対向する２つの縁部に接触している。
【００１２】
このように構成すると、発光または受光素子の第１及び第２の面がスリットの相対向する縁部に接触するように配置して、基板に発光または受光素子を取り付けると、発光または受光素子は、基板に対して所定角度をなす状態で基板に取り付けられる。従って、基板に取り付けると同時に基板に対して自動的に所定の角度をなす状態とすることができる。なお、スリットに、上記２つの縁部と直交する別の２つの縁部を設け、これら別の縁部を、発光または受光素子の光軸の基板への投影線が向くべき方向に平行に設け、これら別の縁部の間隔を発光または受光素子の前記投影線に平行な２つの部分が接触するように構成すれば、基板上の１つの面内において光軸を所定の方向に向けることも同時に行える。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、発光または受光素子を基板に取り付ける際に、自動的に発光または受光素子を基板に対してまたは基板上の基準方向に対して所定の角度とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の第１の実施形態の発光または受光装置は、受光装置であって、図１に示すように基板２を有している。基板２は、図２及び図３に示すように、例えば円形に形成されたプリント基板である。この基板２は、図示していないハウジング内に配置されている。
【００１５】
この基板２上に、受光素子、例えばホトダイオード４が配置されている。ホトダイオード４に代えて、ホトトランジスタを使用することもできる。ホトダイオード４は、平面型のもので、扁平な直方体状に形成されている。このホトダイオード４は、互いに平行な矩形状の表面４ａと裏面４ｂとを間隔を隔てて有している。その表面４ａの中央から光軸６が表面４ａに垂直に前方に向かって伸びている。これら表面４ａ、裏面４ｂの間に、これらを包囲するように短矩形状の上面４ｃ、下面４ｄ、右面４ｅ、左面４ｆが位置している。上面４ｃ、下面４ｄが平行で、右面４ｅ、左面４ｆが平行である。
【００１６】
裏面４ｂには、このホトダイオード４に接続するための複数のリードが、例えば、上面４ｃに近い位置、下面４ｄに近い位置に、上面４ｃ、下面４ｄの長さ方向に沿って合計２列に形成されている。各図では、簡略化のため、各列１本のリード８、１０のみを示してある。これらリード８、１０は、裏面４ｂにほぼ垂直に光軸６と反対方向に伸びている。裏面４ｂがリード突出面である。
【００１７】
リード８、１０のうち、上面４ｃ側にあるリード８を内部に挿通するように、挿通体、例えばソケット１２がリード８には取り付けられている。ソケット１２は、リード８と同一列にある他のリードにもそれぞれ取り付けられている。このソケット１２は、リード８が挿通されている金属製の胴部１２ａと、この胴部１２ａの先端からさらに伸びた胴部１２よりも小幅の金属製舌片部１２ｂとを有している。胴部１２ａの裏面４ｂ側から舌片部１２ｂ側に向かう中途まで絶縁樹脂製の補強体１２ｃが胴部１２ａの外周に形成されている。ソケット１２の全長はリード８の全長よりも長く選択されている。ソケット１２の舌片部１２ｂ及びリード１０の先端部は、それぞれ基板２上の予め定められた位置にハンダ付けされている。このハンダ付け状態において、裏面４ｂの下面４ｄとの角部が基板２に接触し、ソケット１２の胴部１２ａの先端部が基板２に接触している。
【００１８】
ここで、ソケット１２の胴部１２ａの長さは、光軸６が基板２の上面となす角度、即ち仰角θ１が、予め定めた角度となるように設定されている。即ち、裏面４ｂと下面４ｄとの角部からリード８までの裏面４ｂ上での距離は予め判明しており、リード８及びソケット１２は裏面４ｂに垂直であるので、ソケット１２の胴部１２ａの長さを適切に選択すれば、胴部１２ａの先端部と、裏面４ｂの下面４ｄとの角部とが、基板２に接触するように受光素子４を配置すると、仰角θ１を予め定めた角度とすることができる。なお、予め定めた角度は、この受光素子４に対して光を投光する発光装置の仰角等に基づいて決定される。
【００１９】
対応する発光装置に応じて仰角を変更する場合には、ソケット１２の胴部１２ａの長さを変更すればよい。また、ソケット１２に代えて、例えば図４に示すように、比較的剛性の大きい筒状体１４、具体的には円筒状体または角筒状体を使用することもできる。この場合、リード８の先端が基板２にハンダ付けされる。
【００２０】
また、受光素子４の右面４ｅ及び左面４ｆは、例えばシルク印刷によって基板２に形成された基準線１６ａ、１６ｂと一致するように配置されている。これら基準線１６ａ、１６ｂは、右面４ｅ及び左面４ｆの間隔に一致するように、かつ互いに平行に形成されている。これら基準線１６ａ、１６ｂは、図２に示すように、基板２上に仮想する基準方向１８に対してなす角度が、予め定めた角度となるように設定されている。基準方向１８は、例えば基板２の中心を通り外方に向かう様々な方向のうち１つを選択したものである。
【００２１】
図３に示すように光軸６の基板２への投影線６ａは、右面４ｅ、４ｆに平行である。従って、基準線１６ａ、１６ｂに右面４ｅ、左面４ｆが一致するように受光素子４を配置したなら、投影線６ａが基準方向１８となす角度、即ち方位角φも所定角度となる。この方位角φも、この受光素子４に対して光を投光する発光装置の方位角等に応じて設定される。
【００２２】
従って、この受光素子４を基板２に取り付ける際、裏面２ｂの下面２ｄとの角部を基板２に接触させ、ソケット１２の胴部１２ａの先端側を基板２に接触させ、かつ右面４ｅ、左面４ｆが基準線１６ａ、１６ｂに一致させれば、この受光素子４の仰角及び方位角を、それぞれ所定の角度に、なんら調整することなく設定することができる。しかも、ソケット１２は、補強部１２ｃを有し、そのため剛性が大きいので、受光素子４の設置位置が変化することは殆ど無く、基板２に受光素子４が取り付けられた後に、方位角や仰角が自然に変化することはない。
【００２３】
なお、この実施の形態では、受光素子４は、１つだけ示したが、実際には基板２の周縁部に沿って複数個が設けられ、受光素子ごとに設定された仰角及び方位角となるように、ソケット１２の胴部１２ａの長さ、基準線１６ａ、１６ｂの位置が設定されている。
【００２４】
第１の実施の形態は、受光素子４を使用した受光装置であったが、第２の実施形態は、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、発光素子２０を使用した発光装置である。発光素子２０は、例えば円形の底面２０ａを有し、この底面２０ａの周縁から底面２０ａに垂直に円筒状の胴部２０ｂが立ち上がり、先端部２０ｃが半球状のレンズ部に形成されている。この底面２０ａの中央からこれに垂直に先端部２０ｃの中心を通って光軸２２が伸びている。この底面２０ａに、複数列、例えば２列のリードが間隔をあけて設けられている。同図では、図の簡略化のため、各列１つずつのリード２４、２６のみを示してある。底面２０ａがリード突出面である。
【００２５】
基板２から遠い位置にあるリード２４に挿通体として筒状体２８が挿通されている。筒状体２８の一端部が底面２０ａに接触し、他端部が基板２に接触している。このとき、底面２０ａの周縁部の一点、例えばリード２６の近傍の周縁部が基板２に接触している。この状態で、発光素子２０の胴部２０ｂの両端が、基準部として基準線３０ａ、３０ｂ上に重なるように位置している。基準線３０ａ、３０ｂは、上述した基準線１６ａ、１６ｂと同様にして設定されている。この第２の実施形態の発光装置においても、筒状体２８の他端部が基板２に接触し、かつ底面２０ａの所定位置が基板２に接触し、胴部２０ｂの縁が基準線３０ａ、３０ｂ上に重なるように配置して、基板２に発光素子２０を取り付ければ、発光素子２０は、所定の方位角及び仰角に自動的に設定される。
【００２６】
なお、第１及び第２の実施の形態では、基準線としてそれぞれ２本の基準線１６ａ、１６ｂ、３０ａ、３０ｂを設けたが、図６、図７に示すように、１本だけ基準線１６、３０を基準線１６ａ、１６ｂ、３０ａ、３０ｂと同様に基準方向と所定の角度をなすように形成し、光軸６、２２を通り基板２に垂直な面内にある発光素子４、受光素子２０ａの適所、例えば発光素子４の表面４ａと下面４ｄとの境界部、受光素子２０の胴部２０ｂの基板２と反対側の面に、基準部としてマーク３２、３４を形成することもできる。これらの場合、マーク３２、３４が基準線１６、３０と重なるように受光素子４、発光素子２０を配置することによって方位角を所定の角度に設定することができる。仰角については、第１及び第２の実施の形態と同様にして設定される。
【００２７】
第３の実施の形態の受光装置を図８（ａ）、（ｂ）に示す。この実施の形態の受光装置において第１の実施の形態の受光装置と同等部分には同一符号を付して、その説明を省略する。この受光装置では、基板２にスリット３６が形成されている。このスリット３６は、同図（ｃ）に拡大して示すように間隔Ｌを隔てて長手縁３６ａ、３６ｂを有している。そして、この長手縁３６ａに受光素子４の裏面４ｂが、長手縁３６ｂに受光素子４の下面４ｄがそれぞれ接触した状態で配置されている。この状態で、受光素子４の光軸６が基板に対してなす角度、即ち仰角は予め定められた角度αとなるように、長手縁３６ａ、３６ｂの間隔Ｌが設定されている。
【００２８】
間隔Ｌは、次のようにして決定される。同図（ｃ）に示すように底面４ｄと裏面４ｂとの角部をＡ、底面４ｄと表面４ａとの角部をＢ、角部Ｂから基板２に平行な引いた直線の裏面４ｂとの交点をＣ、交点Ｃを通り光軸６に平行な直線６ａと基板２との交点をＤ、底面４ｂと長手縁３６ａとの交点をＥ、底面４ｄと長手縁３６ｂとの交点をＦとすると、直角三角形ＡＢＣ、同ＣＤＥ、同ＡＥＦが考えられ、同図（ｃ）から明らかなように各三角形は相似で、角ＡＢＣはαである。辺ＡＢの長さをｄとすると、辺ＢＣの長さはｄｃｏｓαとなる。長手縁３６ａ、３６ｂの間隔Ｌ（辺ＥＦ）はｄｃｏｓαよりも小さな値で、底面４ｄと裏面４ｂとを安定して支持できる長さに選択してある。
【００２９】
スリット３６は、長手縁３６ａ、３６ｂの両端を接続するように、これらとほぼ直交する短縁３６ｃ、３６ｄを同図（ｂ）に示すように有している。端縁３６ｃ、３６ｄの間隔、即ち長手３６ａ、３６ｂの長さは、受光素子４の右面４ｅ、左面４ｆの間隔にほぼ一致するように選択されている。また、これら端縁３６ｃ、３６ｄは、第２の実施の形態で示した基準方向に対して所定の角度、即ち所定の方位角をなすように形成されている。
【００３０】
従って、受光素子４を、それの裏面４ｂが長手縁３６ａに、下面３６ｄが長手縁３６ｂに接触し、右面４ｅが短縁３６ｃに、左面４ｆが短縁３６ｄに、それぞれ接触するように配置し、リード８、１０をハンダ付けすると、受光素子４を所定の仰角、方位角に自動的に設定した状態で、基板２に取り付けることができる。
【００３１】
上記の第３の実施の形態は受光装置であったが、図９（ａ）、（ｂ）に示すような発光装置においても同様に基板２への発光素子２０の取付と同時に仰角と方位角とを設定することができる。この発光素子２０は、胴部２０ｂが円柱状であるので、光軸２２を通り基板２に垂直な面内にある胴部２０ｂの一点がスリット３６の長手縁３６ａに、上記垂直な面内にある底面２０ａの一点がスリット３６の長手縁３６ｂに接触している。また、スリット３６の短縁３６ｃ、３６ｄは、基準方向に対して所定の角度をなすように構成され、これら短縁３６ｃ、３６ｄの間隔は、受光素子２０の基準部となる部分、例えば底面２０ａの外周縁部の適切な２箇所が接触するように設定されている。
【００３２】
上記の各実施の形態では、本発明を受光装置または発光装置に実施したが、１つのハウジング内に受光素子と発光素子とをそれぞれ備える発受光装置に本発明を実施することもできる。上記の各実施の形態では、受光素子として平面型のものを示したが、これに限ったものではなく、例えば発光素子２０と同様な円柱状の胴部と半球状の先端部とを有する形状の受光素子を使用することもできる。また、上記の各実施の形態では、リードは、光軸と平行に光軸と反対側に裏面４ｂ、底面２０ａから伸びたものを示したが、これに限ったものではなく、光軸と所定の角度をなすようにリードが伸びるものを使用することもできる。例えば図１０（ａ）に示すように受光素子４の下面４ｄに複数のリード４０が設けられたものを使用することができる。この場合、下面４ｄがリード突出面である。リード４０は１列に配置され、それらの全てまたは少なくとも１つに第１の実施の形態で示したようなソケット１２または第１の実施の形態の変形例で示した円筒体１４を挿通する。或いは、同図（ｂ）に示すように、第３の実施の形態と同様にスリット３６に底面４ｄと裏面４ｂとが配置される。この場合、スリット３６内にリードが入らないように、スリットの形成位置を選択する。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施形態の受光装置の部分省略側面図である。
【図２】図１の受光装置の部分省略平面図である。
【図３】図１の受光装置の部分省略斜視図である。
【図４】図１の受光装置の変形例の部分省略側面図である。
【図５】本発明の第２の実施形態の発光装置の部分省略側面図及び部分省略平面図である。
【図６】図１の受光装置の別の変形例の部分省略平面図である。
【図７】図５の発光装置の変形例の部分省略平面図である。
【図８】本発明の第３の実施形態の受光装置の部分省略側面図、この部分省略側面図のｂ−ｂ線に沿う断面図、部分省略拡大側面図である。
【図９】本発明の第３の実施形態の変形例である発光装置の部分省略側面図、この部分省略側面図のｂ−ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の更に別の変形例の部分省略側面図、第３の実施形態の別の変形例の部分省略側面図である。
【符号の説明】
【００３４】
２  基板
４  受光素子
４ｂ  裏面（リード突出面）
４ｅ  右面（基準部）
４ｆ  左面（基準部）
６  光軸
８  １０  ２４  ２６  リード
１２  ソケット（挿通体）
１４  ２８  筒状体（挿通体）
１６  １６ａ  １６ｂ  基準線
２０  発光素子
２０ａ  底面（リード突出面）
３２  ３４  マーク（基準部）
３６  スリット
【図１】
2005327894.tif 000003
【図２】
2005327894.tif 000004
【図３】
2005327894.tif 000005
【図４】
2005327894.tif 000006
【図５】
2005327894.tif 000007
【図６】
2005327894.tif 000008
【図７】
2005327894.tif 000009
【図８】
2005327894.tif 000010
【図９】
2005327894.tif 000011
【図１０】
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