(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を受光する受光素子と、該受光素子に赤外線を集光するレンズとからなる赤外線モジュールの特性測定方法であって、赤外線を発する発光面に対向する上記受光素子を発光面に対して所定位置にセットして受光を行い、上記受光素子出力から赤外線モジュールの受光特性を求めるにあたり、上記発光面として投光手段からの投射で発光する椀状曲面型のスクリーンを用い、該発光面を複数の明暗パターンで発光させて、各明暗パターンに対する受光素子出力から演算によって受光特性測定を行うことを特徴とする赤外線モジュールの特性測定方法。
【請求項２】
受発光素子が実装された回路基板と検査用投受光レンズとの組み合わせの赤外線モジュールに対して、特性測定を行うことを特徴とする請求項１記載の赤外線モジュールの特性測定方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は赤外線の受発光を行う赤外線モジュールの特性測定方法、殊に受光特性の測定方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
赤外線発光素子と赤外線受光素子とを備えている赤外線伝送用の受発光モジュールがある。図１０はこの赤外線伝送用の受発光モジュール１の一例を示しており、回路基板１０の一面に発光素子（発光ダイオード）２と受光素子（フォトダイオード）３とを実装するとともに、上記回路基板１０上に信号処理用ＩＣ４も実装して、これらの素子２，３及びＩＣ４と回路基板１０上の配線パターンとの接続を行い、その後、樹脂にてこれらの素子を封止するとともに該樹脂にて回路基板１０上に投光レンズ５と受光レンズ６とを形成している。
【０００３】
このような受発光モジュール１の受発光特性などを測定するにあたっては、図１１に示すように、複数の受光センサー８を椀状曲面に沿って並べて、発光素子２を作動させた時の各受光センサー８の出力から受発光モジュールにおける発光部の特性を測定し、上記受光センサー８に代えて椀状曲面に沿って並べた発光手段（図示せず）を発光させた際の受光素子３の出力から受発光モジュール１の受光部の特性を測定している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記の特性測定では、多数の受光センサー８あるいは多数の発光手段が必要であり、測定機材にかかるコストが高く、しかも距離に応じた特性も得ようとすれば、各受光センサー８（あるいは発光手段）は受発光モジュール１に対して該受発光モジュール１を中心とする放射状に移動させて測定を行うことになり、このような移動を行わせるには、多くの器材と多くの機構を用いなくてはならず、どうしてもコストが高くなっている。
【０００５】
図１２に示すように、単一の受光センサー８あるいは単一の発光手段を移動させることによって、特性を測定する場合、受光センサー８あるいは発光手段の数こそ少なくてすむが、移動のための構成にコストがかかる上に、測定ポイントの数が多い場合、移動待ちの時間が多くなり、測定に要する時間が長くなる。
【０００６】
本発明はこのような点に鑑みなされたものであって、その目的とするところは特性測定を低コストで且つ迅速に行うことができる赤外線モジュールの特性測定方法を提供するにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
しかして本発明は、赤外線を受光する受光素子と、該受光素子に赤外線を集光するレンズとからなる赤外線モジュールの特性測定方法であって、赤外線を発する発光面に対向する上記受光素子を発光面に対して所定位置にセットして受光を行い、上記受光素子出力から赤外線モジュールの受光特性を求めるにあたり、上記発光面として投光手段からの投射で発光する椀状曲面型のスクリーンを用いるために、実際上、発光面を用意するだけで受光特性測定を行うことができるものである。
【０００８】
しかも、発光面を複数の明暗パターンで発光させて、各明暗パターンに対する受光素子出力から演算によって受光特性測定を行うために、配光特性の左右バランスや上下バランス、ビーム拡がり角といった特定パラメータを短時間で測定することができる。
【０００９】
受発光素子が実装された回路基板と検査用投受光レンズとの組み合わせの赤外線モジュールに対して、上記の特性測定を行うようにしてもよい。投受光レンズを回路基板に一体成形してしまうものにおいては、回路基板上の受発光素子の位置ずれ等を早期に検出することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下本発明を実施の形態の一例に基づいて詳述すると、図１は近赤外線の受発光を行う前述の受発光モジュール１における発光部の特性を測定するためのものを示しており、発光素子と投光用レンズとからなる発光部に平板状の拡散型スクリーン１１を正対させて、発光部から所定距離のところにあるスクリーン１１に発光部から出た赤外線を投射することができるようにしておく。
【００１１】
そして近赤外線領域に感度を有するとともに上記発光部の光軸近傍に配置した撮像手段１２によって上記スクリーン１１を撮像し、得られた画像についての画像処理によってスクリーン１１上の各部での輝度を算出し、さらにスクリーン１１上の位置と輝度とを基に、光軸からの角度と距離をベースとしている通常の配光に関する特性を演算にて求める。なお、この演算にあたっては、発光部からスクリーン１１までの距離、スクリーン１１から撮像手段１２までの距離、撮像手段１２のレンズ特性なども補正要素の一つとして演算を行って特性を求める。スクリーン１１と撮像手段１２との間隔を一定に保ったまま、スクリーン１１から発光部２までの距離を変更することで、さらに細かい配光特性を求めることができる。
【００１２】
スクリーン１１としては平板状のもののほか、図２に示すように半球状や放物面状、あるいは楕円断面等の椀状曲面型のものを用いることができる。発光部２からスクリーン１１までの距離及びスクリーン１１から撮像手段１２までの距離がスクリーン１１の各部においてほぼ同一となるようにセットすることができるために、上記補正要素が減ることになり、より的確な特性測定を行うことができる。
【００１３】
スクリーン１１は上記拡散型のほかに半透明のものを用いることができるとともに、この時には図３あるいは図４に示すように、撮像手段１２による撮像をスクリーン１１の背後から行うことができる。この場合、発光部の光軸上に撮像手段１２を配置することができるほか、スクリーン１１と発光部との間隔を変える時にも、発光部と撮像手段１２との位置関係が測定の邪魔になってしまうことがない。なお、椀状曲面型のスクリーン１１を背後から撮像手段１２で撮像する場合、スクリーン１１の湾曲を考慮した座標変換を行った後、画像処理を行う。
【００１４】
スクリーン１１としては、赤外線に反応して可視光を出力する蛍光スクリーンを用いてもよい。この場合、撮像手段１２として可視光に感度を有するものを用いることができるほか、スクリーン１１の目視による観察でおおよその状態を判断することもできるものとなる。
【００１５】
受発光モジュール１の受光素子と受光用レンズとからなる受光部の受光特性に関しては、次のようにして測定する。すなわち、図５に示すように、赤外線を発する発光面１３を用意して、この発光面１３から所定距離のところに受光部をセットし、発光面１３を発光させた時の受光部の出力から特性を求めるのである。発光面としては、ＣＲＴなどの自己発光型のもののほか、バックライト付き液晶パネルなども利用することができ、さらには図６に示すように、プロジェクターのような投光手段１４によって投射されるスクリーン１５を用いてもよい。また、スクリーン１５を用いる場合は、図７に示すように、椀状曲面型のものを用いることができる。さらに投光手段１４を受発光モジュール１側に配置するほか、透過型のスクリーン１５の使用により、スクリーン１５の背後側に投光手段１４を配置することもできる。
【００１６】
いずれにしても、受光部の受光特性測定にあたっては、発光面１３の全面を一様に発光させるのではなく、輝点が移動するように発光させるとともに、これに同期して受光部の出力を処理することで受光特性を求める。
【００１７】
この時、図８に示すような複数の明暗パターンで発光させ、各明暗パターンに対する受光部の出力から演算によって受光特性測定を行う。たとえば、図８(a)に示す明暗パターンにより左右バランスを、図８(b)に示す明暗パターンで上下バランスを、さらに図８(c)に示す明暗パターンでビーム拡がり角（受光エリア）を求めることができる。
【００１８】
なお、受光部から得られたデータに基づいて受光部の受光特性などを算出することができるのであれば、発光面１３をどのように発光させてもよい。全面が発光している発光面１３に対してマスクを動かすようにしてもよいものである。
【００１９】
そして、受光部の特性測定に際しても、発光面１３と受光部との間隔を可変としておくことで、さらに細かい特性を求めることができる。
【００２０】
このような受発光モジュール１に対する特性測定は、完成品に対してだけでなく、受発光モジュール１の製造過程における検査に適用することができるのはもちろんであり、更には受発光モジュール１の完成前、たとえば前記回路基板１への受発光素子２，３の実装直後で且つ投受光レンズ５，６の形成前の段階における検査にも適用することができる。すなわち、投受光レンズ５，６は受発光素子２，３を基準に成形するのではなく、回路基板１を基準に成形することから、回路基板１への受発光素子２，３の実装位置にずれがあると、本来の性能を得ることができないものとなる。このために、回路基板１への受発光素子２，３の実装直後に、該回路基板１に検査用レンズ９を組み合わせて、前述の特性測定を行うのである。この時、検査用レンズ９は回路基板１を基準にその位置をセットすることで、投受光レンズ５，６を成形した後の測定と同等の結果が得られるようにする。
【００２１】
回路基板１に対する受発光素子２，３の実装位置にずれがあった場合、このずれは特性の変化として現れることから、検査結果を実装工程に直ちにフィードバックすることで、実装位置ずれに起因する不良品の発生を抑えることができるとともに、特性ばらつきを抑えることができるものである。
【００２２】
この場合の特性検査にあたっては、図９に示すように、予め受発光素子２，３のｘ，ｙ，ｚ方向の位置ずれ量と光分布や面積との関係データを求めておき、検査で得られたデータを上記関係データと照合することにより、位置ずれ量を求めて実装工程にフィードバックすることで、実装位置ずれについての補正を早期に行うことができる。
【００２３】
【発明の効果】
以上のように本発明においては、赤外線を受光する受光素子と、該受光素子に赤外線を集光するレンズとからなる赤外線モジュールの特性を測定するにあたり、赤外線を発する発光面に対向する受光素子を発光面に対して所定位置にセットして受光を行い、受光素子出力から赤外線モジュールの受光特性を求めるために、実際上、発光面を用意するだけで特性測定を行うことができるものであり、しかも上記発光面として投光手段からの投射で発光するスクリーンを用いるために自己発光型のものを用いる場合に比してコストが低くてすむものであり、またスクリーンとして椀状曲面型のものを用いるために良好な測定精度を得ることができる。
【００２４】
しかも、発光面を複数の明暗パターンで発光させて、各明暗パターンに対する受光素子出力から演算によって受光特性測定を行うために、受光特性の左右バランスや上下バランス、ビーム拡がり角といった特定パラメータを効率的に求めることができる。
【００２５】
受発光素子が実装された回路基板と検査用投受光レンズとの組み合わせの赤外線モジュールに対して、上記の特性測定を行う時には、投受光レンズを回路基板に一体成形してしまうものにおいて、回路基板上の受発光素子の位置ずれ等を等受光レズの一体成形前に検出することができ、実装工程への補正指令を早期に出力することができて歩留まり向上に寄与させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す概略斜視図である。
【図２】同上の他例の概略斜視図である。
【図３】同上のさらに他例の概略斜視図である。
【図４】同上の別の例の概略斜視図である。
【図５】他の実施の形態の一例の概略斜視図である。
【図６】同上の他例の概略斜視図である。
【図７】同上のさらに他例の概略斜視図である。
【図８】(a)(b)(c)は同上の別の例における明暗パターンの例を示す説明図である。
【図９】他の実施の形態の一例を示すもので、(a)は概略断面図、(b)(c)(d)(e)は夫々特性とずれとの関係を示すグラフである。
【図１０】赤外線モジュールの一例を示すもので、(a)は斜視図、(b)は断面図である。
【図１１】従来例の概略説明図である。
【図１２】他の従来例の概略説明図である。
【符号の説明】
１ 赤外線モジュール
２ 発光素子
１１ スクリーン
１２ 撮像手段
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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