(57)【要約】【課題】温度変化による光学的特性の変動が小さい発光モジュールを提供する。【解決手段】発光素子１１が実装されているベース部１２と、発光素子１１をオーバーモールドするモールド樹脂１３ａと発光素子１１から発光された光を集光するレンズ１３ｂとを有するレンズ部１３と、を備え、レンズ部１３は発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置を合わせた状態で射出成形によって形成されている。モールド樹脂１３ａの上にレンズ１３ｂを射出成形すると、あるいは発光素子１１をオーバーモールドするモールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとを射出成形によって一体形成すると、モールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとを接着剤によって接着する必要がないので、温度変化に伴う位置ずれが生じず、光学的特性への影響を低減できる。【選択図】図３
2009272342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子が実装されているベース部と、
前記発光素子をオーバーモールドするモールド樹脂と前記発光素子から発光された光を集光するレンズとを有するレンズ部と、
を備え、前記レンズ部は前記発光素子に対する前記レンズの位置を合わせた状態で射出成形によって形成されている発光モジュール。
【請求項２】
前記レンズ部は、前記レンズによって集光された光を誘導する光ファイバの一端部を位置決めする位置決め部が、前記位置決め部の中心と当該発光モジュールの光軸とが一致するように位置を合わせた状態で一体形成されている請求項１に記載の発光モジュール。
【請求項３】
請求項１に記載の発光モジュールと、
前記レンズ部の外径を基準として前記発光モジュールを保持するホルダと、
を備える光電センサ。
【請求項４】
請求項２に記載の発光モジュールと、
前記光ファイバを所定の位置に保持するとともに、前記位置決め部の外径を基準として前記発光モジュールを保持するホルダと、
を備える光ファイバセンサ。
【請求項５】
発光素子が実装されているベース部を保持する入れ子であって当該入れ子に対して前記発光素子が所定の位置に位置するように前記ベース部の位置を調整可能な入れ子に前記ベース部を保持させ、前記所定の位置を含む範囲を撮像装置で撮像する撮像工程と、
前記撮像工程で撮像された画像に基づいて、前記発光素子が前記所定の位置に位置するように前記ベース部の位置を調整する調整工程と、
前記調整工程の後、前記ベース部を保持している前記入れ子を金型にセットし、前記発光素子から発光された光を集光するレンズを前記ベース部に射出成形する成形工程と、
を含む発光モジュールの製造方法。
【請求項６】
前記成形工程において、前記レンズと前記レンズによって集光された光を誘導する光ファイバの一端部を位置決めする位置決め部とを一体形成する請求項５に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項７】
前記調整工程において、自動調整装置が、前記撮像装置で撮像された画像を解析し、前記画像上における前記所定の位置と前記発光素子の光学的中心とのずれ量に基づいて前記ベース部の位置を自動調整する請求項５又は請求項６に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項８】
前記撮像工程において、前記発光素子を発光させて撮像し、
前記調整工程において、前記画像の画素値に基づいて前記画像上における前記発光素子の輝度中心を判別し、判別した輝度中心を前記画像上における前記発光素子の光学的中心とする請求項７に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項９】
前記調整工程において、前記撮像工程で撮像された画像を表示装置に表示し、作業者が、前記表示装置に表示される画像を参照して前記ベース部の位置を調整する請求項５又は請求項６に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１０】
前記表示装置は、前記所定の位置を表示面の中心に表示する請求項９に記載の発光モジュールの製造方法。
【請求項１１】
前記調整工程において、前記撮像装置は前記発光素子を発光させて撮像する請求項９又は請求項１０に記載の発光モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発光モジュール、光電センサ及び光ファイバセンサ、並びに発光モジュールの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、集光レンズの光軸と発光素子の光軸とを一致させ、発光素子をモールドしているモールド樹脂に集光レンズを接着剤で接着する光電スイッチが知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、発光素子を保持する発光素子保持部、及びレンズを保持するレンズ保持部を備え、光ビームの強度が最大となるように発光素子保持部とレンズ保持部の相対位置を調整する光軸アライメント装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平４−１３９８９号公報
【特許文献２】特開平４−１６８７７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、集光レンズと接着剤とでは線膨張係数が異なる上、モールド樹脂と接着剤とでも線膨張係数が異なるため、モールド樹脂に集光レンズを接着剤で接着すると周囲の温度変化に伴い微小な位置ずれが生じる。小型レンズを用いる発光モジュールでは微小な位置ずれが光学的特性に影響し易く、結果としてその発光モジュールを用いる光電センサの検出性能に影響をきたし易い。
【０００４】
また、近年、レンズの小型化が進んでおり、それによりレンズの保持が困難になっている。そのため従来の光軸アライメント装置によると、発光素子に対するレンズの位置ずれを低減することが困難になっている。
【０００５】
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、温度変化による光学的特性の変動が小さい発光モジュール、及びそれを用いた光電センサ並びに光ファイバセンサを提供することを第１の目的とする。
また、本発明は、発光モジュールが小型化しても発光素子に対するレンズの位置ずれを容易に低減できる発光モジュールの製造方法を提供することを第２の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の発明は、発光モジュールであって、発光素子が実装されているベース部と、前記発光素子をオーバーモールドするモールド樹脂と前記発光素子から発光された光を集光するレンズとを有するレンズ部と、を備え、前記レンズ部は前記発光素子に対する前記レンズの位置を合わせた状態で射出成形によって形成されている。
この発明によると、発光素子をオーバーモールドするモールド樹脂とレンズとが射出成形によって形成されている。なお、この射出成形は、予め発光素子を射出成形によってオーバーモールドした上で、オーバーモールドしたモールド樹脂の上にレンズを射出成形によって形成してもよいし、発光素子のオーバーモールドとレンズとを一度の射出成形によって一体形成してもよい。いずれの場合においても、モールド樹脂にレンズを接着剤で接着する必要がないので、温度変化に伴う位置ずれが生じず、光学的特性への影響を低減できる。よってこの発明によると、温度変化による光学的特性の変動が小さい。
更に、この発明によると、レンズ部は発光素子に対するレンズの位置を合わせた状態で射出成形されるので、製造された発光モジュールの光軸のずれを低減できる。
【０００７】
第２の発明は、第１の発明の発光モジュールであって、前記レンズ部は、前記レンズによって集光された光を誘導する光ファイバの一端部を位置決めする位置決め部が、前記位置決め部の中心と当該発光モジュールの光軸とが一致するように位置を合わせた状態で一体形成されている。
この発明によると、位置決め部の中心と発光モジュールの光軸とが一致するように位置を合わせた状態で一体形成するので、光ファイバの光軸と発光モジュールの光軸とのずれを低減できる。
【０００８】
第３の発明は、光電センサであって、請求項１に記載の発光モジュールと、前記レンズ部の外径を基準として前記発光モジュールを保持するホルダと、を備える。
この発明によると、ホルダはレンズ部の外径を基準として発光モジュールを保持するので、ベース部を基準として保持する場合に比べ、ホルダに対する発光素子の位置ずれを低減できる。
【０００９】
第４の発明は、光ファイバセンサであって、請求項２に記載の発光モジュールと、前記光ファイバを所定の位置に保持するとともに、前記位置決め部の外径を基準として前記発光モジュールを保持するホルダと、を備える。
この発明によると、ホルダは位置決め部の外径を基準として発光モジュールを保持するので、ベース部を基準として保持する場合に比べて、ホルダに対する発光素子の位置ずれを低減できる。
【００１０】
第５の発明は、発光モジュールの製造方法であって、発光素子が実装されているベース部を保持する入れ子であって当該入れ子に対して前記発光素子が所定の位置に位置するように前記ベース部の位置を調整可能な入れ子に前記ベース部を保持させ、前記所定の位置を含む範囲を撮像装置で撮像する撮像工程と、前記撮像工程で撮像された画像に基づいて、前記発光素子が前記所定の位置に位置するように前記ベース部の位置を調整する調整工程と、前記調整工程の後、前記ベース部を保持している前記入れ子を金型にセットし、前記発光素子から発光された光を集光するレンズを前記ベース部に射出成形する成形工程と、を含む。
この発明によると、入れ子に対するベース部の位置を調整して発光素子の位置を調整し、射出成形によってベース部にレンズを形成することにより発光素子に対するレンズの位置ずれを低減する。したがって別途形成したレンズを保持して発光素子との位置合わせをするといった作業が不要であり、レンズ部の保持に起因する問題は生じない。
ただし、発光モジュールが小型化すると作業者が小さな発光素子の位置を肉眼で確認しながらベース部の位置を調整することは困難である。そこでこの発明では、所定の位置を含む範囲を撮像装置で撮像し、撮像した画像に基づいてベース部の位置を調整する。
よってこの発明によると、発光モジュールが小型化しても発光素子に対するレンズの位置ずれを容易に低減できる。
【００１１】
第６の発明は、第５の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記成形工程において、前記レンズと前記レンズによって集光された光を誘導する光ファイバの一端部を位置決めする位置決め部とを一体形成する。
この発明によると、発光素子に対する位置決め部の位置ずれを低減できる。
【００１２】
第７の発明は、第５又は第６の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記調整工程において、自動調整装置が、前記撮像装置で撮像された画像を解析し、前記画像上における前記所定の位置と前記発光素子の光学的中心とのずれ量に基づいて前記ベース部の位置を自動調整する。
この発明によると、調整作業を自動化できる。
【００１３】
第８の発明は、第７の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記撮像工程において、前記発光素子を発光させて撮像し、前記調整工程において、前記画像の画素値に基づいて前記画像上における前記発光素子の輝度中心を判別し、判別した輝度中心を前記画像上における前記発光素子の光学的中心とする。
発光素子の光学的中心を基準にしてベース部の位置を調整する場合、輝度中心を光学的中心としてもよい。
【００１４】
第９の発明は、第５又は第６の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記調整工程において、前記撮像工程で撮像された画像を表示装置に表示し、作業者が、前記表示装置に表示される画像を参照して前記ベース部の位置を調整する。
この発明によると、撮像工程で撮像された画像を適宜に拡大して表示装置に表示することにより、作業者は容易に調整することができる。
【００１５】
第１０の発明は、第９の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記表示装置は、前記所定の位置を表示面の中心に表示する。
この発明によると、作業者は発光素子の光学的中心が表示面の中心に位置するようにベース部の位置を調整することにより、発光素子が前記所定の位置に位置するようにベース部の位置を調整できる。
【００１６】
第１１の発明は、第９又は第１０の発明の発光モジュールの製造方法であって、前記調整工程において、前記撮像装置は前記発光素子を発光させて撮像する。
この発明によると、発光素子を発光させるので、作業者は発光素子の光学的中心を把握し易い。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、温度変化による光学的特性の変動が小さい。
また、本発明によれば、発光モジュールが小型化しても発光素子に対するレンズの位置ずれを容易に低減できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１を図１ないし図１２によって説明する。
図１は、レンズ部１３が形成された後の発光モジュール１の斜視図である。本実施形態の発光モジュール１は光電センサにおいて所謂投光器として用いられるものであり、その中でも本実施形態では光電センサの一つである光ファイバセンサの投光器として用いられる発光モジュールを例に説明する。
【００１９】
図２は、レンズ部１３が形成される前の発光モジュール１の側面図である。レンズ部１３が形成される前の発光モジュール１は、ＬＥＤやレーザダイオードなどの発光素子１１と、発光素子１１が実装されたベース部であって発光素子１１を制御する回路を樹脂モールドしたベース部１２とで構成されている。
【００２０】
図３は、レンズ部１３が形成された後の発光モジュール１であって光ファイバ１７の一端部を位置決めした状態の発光モジュール１の側面図である。なお、図中ではレンズ部１３のみ断面を示している。
レンズ部１３は、発光素子１１をオーバーモールドするモールド樹脂１３ａ、発光素子１１から発光された光を集光するレンズ１３ｂ、及び発光素子１１から発光されてレンズ１３ｂで集光された光を誘導する光ファイバの一端部をベース部１２に位置決めする円筒状の位置決め部１３ｃを、透明性を有する樹脂で一体形成したものである。位置決め部１３ｃの内径は光ファイバ１７の外径と同径に形成されており、光ファイバ１７は一端部が位置決め部１３ｃに嵌合されて位置決めされる。
【００２１】
破線１６は発光モジュール１の光軸を示している。発光素子１１に対するレンズ部１３の位置がずれていない場合、発光素子１１の光学的中心とレンズ１３ｂの中心とを連ねる直線、すなわち発光モジュール１の光軸は、破線１６で示すようにベース部１２の上面１２ａに対して垂直な直線となる。そして、発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７においてレンズ部１３に保持されている一端部近傍の光軸１８とが一致する。なお、図３では理解を容易にするため発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７の光軸１８とをずらして示している。
【００２２】
しかしながら、ベース部１２に対する発光素子１１の位置は製造公差などにより必ずしも一定しておらず、発光素子１１が本来実装されるべき位置からずれた位置に実装されている場合もある。したがって全てのベース部１２について同じ位置にレンズ部１３を形成すると、発光素子１１の位置がずれている場合に発光素子１１に対するレンズ部１３の位置がずれてしまうことになる。発光素子１１に対するレンズ部１３の位置がずれると、発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置及び発光素子１１に対する位置決め部１３ｃの位置がずれ、それにより発光モジュール１の光軸１６が傾き、発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７の光軸１８とが一致しなくなる。発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７の光軸１８とが一致しないと、光ファイバ１７から出力される光の強度が弱くなり、結果として光電センサの感度が低下することになる。
【００２３】
そこで本実施形態では、発光モジュール１の製造工程において、ベース部１２を入れ子に保持させて金型にセットする構成とし、入れ子に対するベース部１２の位置を調整することにより、発光素子１１に対するレンズ部１３の位置ずれを低減する。以下、具体的に説明する。
図４は入れ子２１、及び入れ子２１がセットされる金型２２の分解斜視図であり、図５は金型２２を型締めした状態を示す斜視図である。金型２２は、第１可動型２２ａ、第２可動型２２ｂ及び固定型２２ｃで構成されている。
【００２４】
図４に示すように固定型２２ｃには入れ子２１が嵌る溝２３が形成されている。
図６は、入れ子２１の分解斜視図である。入れ子２１は、発光素子１１が載置される基台２４と、入れ子２１に対して発光素子１１が所定の位置に位置するようにベース部１２の位置を調整するための調整機構２５とで構成されている。
【００２５】
基台２４には、ベース部１２を載置するための載置台２６、載置台２６から載置台２６の各辺に垂直な方向に延びる４つの溝部２８、２９、３０、３１が形成されている。
載置台２６は基台２４の概ね中央に周囲より僅かに低く形成されている。載置台２６の形状はベース部１２の底面の形状と概ね同形状であるが、ベース部１２の底面よりも広く形成されている。載置台２６に載置されたベース部１２は載置台２６と周囲との段差面２７によって移動範囲が規制される。
【００２６】
４つの溝部２８〜３１には調整機構２５の可動部３２、３３、３４、３５がそれぞれ載置台２６の台面に平行な方向から嵌め込まれ、可動部３２〜３５をスライド案内する。溝部２８〜３１の側壁には可動部３２〜３５に形成されているスライドレール３６が嵌まるガイド溝３７が形成されている。なお、図６ではスライドレール３６の符号及びガイド溝３７の符号はそれぞれ２つを除いて省略している。
【００２７】
溝部２８において載置台２６から離間した側の端には、軸受け部３８を固定するための凹部４２が形成されており、同様に溝部２９において載置台２６から離間した側の端には軸受け部３９を固定するための凹部４３が形成されている。
溝部３０において載置台２６から離間した側の端には、ばね受け部４０を固定するための凹部４４が形成されており、同様に溝部３１において載置台２６から離間した側の端にはばね受け部４１を固定するための凹部４５が形成されている。
【００２８】
調整機構２５は、４つの可動部３２〜３５、２つの回転軸４６、４７、回転軸４６、４７をそれぞれ回転可能に軸支する２つの軸受け部３８、３９、２つのコイルばね４８、４９、及び２つのばね受け部４０、４１で構成されている。
可動部３２〜３５は互いに同形状であり、前述したスライドレール３６が形成されている。可動部３２〜３５はスライドレール３６がガイド溝３７に嵌まることによって上下動が規制される。
【００２９】
可動部３２〜３５には、例えば可動部３２に示すように、可動部３２が溝部２８に嵌合された状態において載置台２６側を向く端面に凸部５０が形成されている。凸部５０は可動部３２が溝部２８に嵌合された状態において載置台２６よりも高い位置に形成されている。凸部５０の端面であって載置台２６の中心側を向く端面にはテーパ面５１が形成されている。凸部５０は図８に示すようにベース部１２の上面１２ａと端面とで形成される稜線をテーパ面５１で押圧する。テーパ面５１がベース部１２の稜線を押圧することにより、ベース部１２の上下動が規制される。
【００３０】
また、可動部３２〜３５には、例えば可動部３３に示すように、載置台２６側を向く端面とは逆側の端面に有底の穴５２が形成されている。可動部３２〜３５のうち２つの可動部３２、３３の穴５２には回転軸４６、４７の先端部がそれぞれ挿入され、他の２つの可動部３４、３５の穴５２にはコイルばね４８、４９の一端部がそれぞれ挿入される。
【００３１】
回転軸４６、４７は、作業者がベース部１２の位置を調整するためのものである。回転軸４６、４７は略円柱状に形成されており、外径が５段階で順に大きくなる形状に形成されている。図６では外径が２番目に小さい部分が軸受け部３８、３９にそれぞれ隠れて見えていないが、外径が２番目に小さい部分の外周はネジとして形成されており、このネジは軸受け部３８、３９に形成されているナットにそれぞれ螺合されている。
【００３２】
軸受け部３８、３９には一部が開口した穴３８ａ、３９ａが形成されている。一部が開口した穴３８ａ、３９ａの内周は前述したようにナットとして形成されており、回転軸４６、４７に形成されているネジがそれぞれ螺合される。
コイルばね４８、４９は、ばね受け部４０、４１と可動部３４、３５との間に圧縮された状態でそれぞれ配置されている。コイルばね４８、４９の一端部は前述したように可動部３４、３５の穴５２に挿入され、他端部はばね受け部４０、４１の穴５３に挿入される。
【００３３】
ばね受け部４０、４１は、軸受け部３８、３９と概ね同じ大きさに形成されており、コイルばね４８、４９の他端部が収容される有底の穴５３が形成されている。図６では見えていないが、穴５３の底にはコイルばね４８、４９の内周に挿入されてコイルばね４８、４９の座屈を防止する軸部が形成されている。
図７は、入れ子２１がセットされた金型２２の断面図であり、図８は図７において破線５４で示す領域を拡大して示す断面図である。入れ子２１を金型２２にセットすると図８に示すようにレンズ部１３を形成するための有底筒状のキャビティ５５がベース部１２と第２可動型２２ｂとによって形成される。第１可動型２２ａ及び第２可動型２２ｂにはゲート、ランナ及びスプルからなる流路５６が形成されており、溶融した透明性を有する樹脂材料が流路５６を通過してキャビティ５５に充填される。
【００３４】
ベース部１２に対する発光素子１１の位置がずれていない場合、発光素子１１の光学的中心はキャビティ５５の中心線５５ａ上に位置する。一方、レンズ１３ｂはその中心（「位置決め部の中心」に相当）が中心線５５ａ上に位置するように形成される。ベース部１２に対する発光素子１１の位置がずれていない場合、発光モジュール１の光軸１６と中心線５５ａとは一致する。
【００３５】
これに対し、ベース部１２に対する発光素子１１の位置がずれている場合、仮にベース部１２の位置を調整しないとすると、発光素子１１の光学的中心がキャビティ５５の中心線５５ａから外れ、それにより発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置及び発光素子１１に対する位置決め部１３ｃの位置がずれることになる。その結果、発光モジュール１の光軸１６が傾き、発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７の光軸１８とが一致しなくなる。
【００３６】
逆にいうと、発光素子１１の光学的中心がキャビティ５５の中心線５５ａ上に位置するように入れ子２１に対するベース部１２の位置を調整すれば、ベース部１２に対する発光素子１１の位置がずれていても、発光素子１１に対するレンズ部１３の位置がずれず、その結果、発光モジュール１の光軸１６と光ファイバ１７の光軸１８とを一致させることができる。
【００３７】
発光素子１１の光学的中心がキャビティ５５の中心線５５ａ上に位置するときの入れ子２１に対する発光素子１１の位置は、特許請求の範囲に記載の「所定の位置」に相当する。
【００３８】
次に、入れ子２１に対するベース部１２の位置の調整について説明する。
図９は、レンズ部１３を形成する前のベース部１２を入れ子２１に保持させた状態を示す斜視図である。ベース部１２の位置を図９に示すＸ方向に調整するときは、回転軸４７を右回りに回転させる。右回りに回転させると回転軸４７は回転しつつＸ方向に移動する。回転軸４７がＸ方向に移動すると可動部３３がベース部１２をＸ方向に押圧し、ベース部１２がコイルばね４９の押圧力に抗してＸ方向に移動する。逆に、ベース部１２の位置を図９に示すＹ方向に調整するときは、回転軸４７を左回りに回転させる。左回りに回転させると回転軸４７がＹ方向に移動する。回転軸４７がＹ方向に移動するとコイルばね４９に押圧されて可動部３５、ベース部１２及び可動部３３がＹ方向に移動する。ベース部１２の位置を図９に示すＶ方向及びＷ方向に調整する場合も同様である。
【００３９】
次に、入れ子２１に対するベース部１２の位置を調整するための調整装置について説明する。
発光モジュール１が小型化すると、作業者が小さな発光素子１１を肉眼で確認しながらベース部１２の位置を調整することは困難である。そこで、本実施形態では作業者は調整装置を用いて調整を行う。
【００４０】
図１０は、調整装置６０の模式図である。調整装置６０は、少なくとも「所定の位置」を含む範囲を動画撮像するデジタルカメラ６１、入れ子２１とデジタルカメラ６１とを固定する固定台６２、デジタルカメラ６１で撮像した動画像を表示する表示装置６３などで構成されている。
入れ子２１は固定台６２の所定の位置に位置ずれしないように固定される。
【００４１】
デジタルカメラ６１は入れ子２１が固定される位置の上方に設置されている。デジタルカメラ６１の光軸６４は「所定の位置」を通過するように設定されている。本実施形態では発光素子１１を発光させた状態で「所定の位置」を含む範囲をデジタルカメラ６１で動画撮像する。
【００４２】
表示装置６３は、ＬＣＤやＣＲＴなどのディスプレイ、ディスプレイを制御する制御回路などで構成されている。表示装置６３は、デジタルカメラ６１で撮像された動画像を、撮像時にデジタルカメラ６１の光軸６４が通過した点が表示面６５の中心に位置するように表示する。
表示面６５上に破線で示す円６６は発光素子１１が発光している様子を模式的に示している。発光素子１１の光学的中心は円６６の中心となり、発光素子１１を発光させて撮像すると作業者は動画像上において発光素子１１の光学的中心を認識し易くなる。
【００４３】
図１１は表示装置６３に表示される画像の他の一例を示す模式図であって、発光素子１１が「所定の位置」に位置するようにベース部１２の位置が調整されていない場合を示している。この場合、デジタルカメラ６１の光軸６４は発光素子１１の光学的中心を通過しないので、発光素子１１の光学的中心は表示面６５の中心に表示されない。
【００４４】
これに対し、図１０は発光素子１１が「所定の位置」に位置するようにベース部１２の位置が調整されている場合を示しており、この場合、デジタルカメラ６１の光軸６４は発光素子１１の光学的中心を通過するので、発光素子１１の光学的中心は表示面６５の中心に表示される。
すなわち、作業者は表示装置６３によって表示される動画像を見ながら発光素子１１の光学的中心が表示面６５の中心にくるようにベース部１２の位置を調整すれば、発光素子１１を「所定の位置」に位置させることができる。
【００４５】
このように調整装置６０を用いて調整を行うと、作業者は表示装置６３に表示される動画像を見ながらベース部１２の位置を調整することができるので、ベース部１２を適宜に拡大して表示することにより、小さな発光素子１１の位置を肉眼で確認しながら調整する場合に比べて容易に調整できる。
【００４６】
次に、発光モジュール１の製造工程について説明する。
図１２は、発光モジュール１の製造工程の流れを示すフローチャートである。
Ｓ１０５では、作業者は入れ子２１にベース部１２を保持させ、ベース部１２を保持させた入れ子２１を調整装置６０の固定台６２に固定する。
Ｓ１１０では、デジタルカメラ６１でベース部１２を撮像して表示装置６３に動画表示する。
【００４７】
Ｓ１１５では、作業者は表示装置６３に表示される動画像を参照しながら、発光素子１１の光学的中心が表示面６５の中心にくるようにベース部１２の位置を調整する。
Ｓ１２０では、作業者はベース部１２を保持している入れ子２１を金型２２にセットし、射出成形するための装置に金型２２をセットする。
【００４８】
Ｓ１３０では、射出成形を行うための装置により、キャビティ５５に溶融材料を充填する。
【００４９】
以上説明した本発明の実施形態１に係る発光モジュール１によると、発光素子１１をオーバーモールドするモールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとが一体形成されているので、モールド樹脂１３ａにレンズ１３ｂを接着剤で接着する必要がない。したがって、温度変化に伴う位置ずれが生じず、光学的特性への影響を低減できる。よって発光モジュール１によると、温度変化による光学的特性の変動が小さい。
【００５０】
更に、発光モジュール１によると、レンズ部１３は発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置を合わせた状態で射出成形されるので、光軸のずれを低減できる。
【００５１】
更に、発光モジュール１によると、モールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとの間に接着剤が存在しないので、モールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとの間に屈折率が異なる貼り合わせ界面が存在しない。このため貼り合わせ界面で生じるフレネル反射による光の損失がなく、光の伝達効率がよい。
【００５２】
更に、実施形態１に係る発光モジュールの製造方法によると、入れ子２１に対するベース部１２の位置を調整して発光素子１１の位置を調整し、射出成形によってベース部１２にレンズ１３ｂを形成することにより発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置ずれを低減する。したがって別途形成したレンズを保持して発光素子との位置合わせをするといった作業が不要であり、レンズの保持に起因する問題は生じない。
ただし、発光モジュール１が小型化すると作業者が小さな発光素子１１の位置を肉眼で確認しながらベース部１２の位置を調整することは困難である。そこで実施形態１に係る発光モジュールの製造方法では、少なくとも「所定の位置」を含む範囲を撮像装置で撮像し、撮像した画像に基づいてベース部１２の位置を調整する。
よって実施形態１に係る発光モジュールの製造方法によると、発光モジュール１が小型化しても発光素子１１に対するレンズ１３ｂの位置ずれを容易に低減できる。
【００５３】
＜実施形態２＞
次に、本発明の実施形態２を図１３によって説明する。
図１３は、ベース部１２の位置を自動調整する自動調整装置６７の模式図である。自動調整装置６７は、デジタルカメラ６１、固定台６２、入れ子２１の回転軸を回転駆動するモータ６８、及びモータ６８を制御する制御部６９を有している。以下、自動調整装置６７による自動調整について説明する。
【００５４】
先ず、制御部６９は発光素子１１を発光させ、デジタルカメラ６１を制御してベース部１２を静止画撮像する。デジタルカメラ６１は撮像時に光軸６４が通過した点が静止画像の中心に位置するように静止画像を生成する。
次に、制御部６９は撮像された静止画像を解析して静止画像上における発光素子１１の光学的中心を特定する。画像データを２５５階調で表現するとした場合、発光素子１１を発光させて撮像すると、撮像された静止画像を構成する画素の画素値は発光素子１１の輝度中心に近い画素ほど２５５（白）に近くなり、輝度中心から遠くなるほど０（黒）に近くなる。したがってこの画素値の変化を解析することにより輝度中心を特定することができる。制御部６９は、特定した輝度中心を静止画像上における発光素子１１の光学的中心とする。
【００５５】
次に、制御部６９は、光学的中心と静止画像の中心とのずれ量に基づいて、光学的中心が静止画像の中心にくるようにモータ６８を制御する。
以上により、発光素子１１が入れ子２１に対して所定の位置に位置するようにベース部１２の位置が自動調整される。
実施形態２はその他の点において実施形態１と実質的に同一である。
【００５６】
＜実施形態３＞
本発明の実施形態３を図１４ないし図１５によって説明する。なお、以下の説明では実施形態１と実質的に同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１４及び図１５は本発明の実施形態３に係る光電センサ７０を構成する投光器７１の模式図であって、図１４は発光モジュール７２を保持する前、図１５は発光モジュール７２を保持した状態の投光器７１を示している。図１４及び図１５では光電センサ７０を構成する受光器については省略している。
【００５７】
光電センサ７０は上記実施形態１及び実施形態２で説明した光ファイバセンサではなく、光ファイバセンサを介さず直接に光を放射するタイプのものである。
光電センサ７０は、上部ケース７３ａと下部ケース７３ｂとで構成される箱状の筐体７３と、ホルダ７４と、発光モジュール７２とを備えている。
発光モジュール７２は実施形態１又は実施形態２に記載の製造方法で製造されたものである。ただし、本実施形態の光電センサ７０は光ファイバセンサではないので、光ファイバの一端部を位置決めするための位置決め部は形成されていない。ここでモールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとは特許請求の範囲に記載の「レンズ部」に相当する。
【００５８】
上部ケース７３ａは上壁に開口７５が形成されており、開口７５は透明なカバー７６によって閉塞されている。
ホルダ７４は発光モジュール７２を保持するものであり、レンズ１３ｂの直径と略等しい直径の貫通孔７７と、モールド樹脂１３ａが嵌る空間を形成する固定部７８と、ベース部が収容される空間を形成する収容部７９とが形成されている。
【００５９】
貫通孔７７は発光素子１１から発光された光がカバー７６に至る光路を形成する。
固定部７８の内周形状はモールド樹脂１３ａの外周形状と略同形状である。固定部７８の内周形状はモールド樹脂１３ａの外周形状より僅かに小さく形成されており、モールド樹脂１３ａが圧入される。
【００６０】
収容部７９の内周形状はベース部１２の外周形状と略同形状である。収容部７９の内周形状はベース部１２の外周形状より大きく形成されており、ベース部１２が収容されて例えば接着によって固定される。
発光モジュール７２は、モールド樹脂１３ａを固定部７８に圧入することによってホルダ７４に対する位置が決まる。すなわち、ホルダ７４はモールド樹脂１３ａの外径を基準として発光モジュール７２を保持する。
【００６１】
実施形態３に係る光電センサ７０によると、ホルダ７４はモールド樹脂１３ａの外径を基準として発光モジュール７２を保持するので、ベース部１２を基準として保持する場合に比べて、ホルダ７４に対する発光素子１１の位置ずれを低減できる。したがって、ホルダ７４に対する発光素子１１の位置ずれによる光電センサ７０の感度の低下を低減できる。
【００６２】
＜実施形態４＞
本発明の実施形態４を図１６ないし図１８によって説明する。なお、以下の説明では実施形態１と実質的に同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
図１６は、実施形態４に係る光ファイバセンサ１００の断面図である。光ファイバセンサ１００は、合成樹脂製の素子ブロック１５０（「ホルダ」の一例）の後部側に発光モジュール１と受光モジュール１３０を上下に並べて収容すると共に、素子ブロック１５０の前部側に発光モジュール１に対応して投光側光ファイバＦ１を、受光モジュール１３０に対応して受光側光ファイバＦ２を取り付けている。尚、以下の説明において、図１６の左側を前側、図１６の右側を後側として説明を行う。
【００６３】
光ファイバセンサ１００の具体的構成について説明すると、素子ブロック１５０は縦長なブロック状をなすと共に、後部中央は後方に張り出している。この張り出した箇所には素子ブロック１５０の後面側に開口する第一収容部１５１が凹設され、そこには、発光モジュール１が投光面を前方に向けた状態で収容されている。
【００６４】
第一収容部１５１は、発光モジュール１の位置決め部１３ｃを保持する固定部１５２と、ベース部１２を収容する収容部１５５とから構成され、全体として段差状をなしている。固定部１５２は発光モジュール１の位置決め部１３ｃに対応しており、その大きさは位置決め部１３ｃの外形に比べ、やや小さめに作られている。その一方、収容部１５５は発光モジュール１のベース部１２に対応しており、その大きさはベース部１２の外形に比べ、大きめに作られている。収容部１５５の形状は正方形状をなすと共に、収容部１５５の４つの内壁面はいずれもフラットに平面加工されている。
【００６５】
図１６に示すように第一収容部１５１に対して発光モジュール１を後方から差し込むと、固定部１５２の内周面に対し、発光モジュール１の位置決め部１３ｃの外周面がその全周に亘って隙間なく嵌合する構成となっている。
【００６６】
第一収容部１５１にはファイバ挿通孔１５７が設けられている。ファイバ挿通孔１５７は前方に向けて水平に延びており、素子ブロック１５０の前面壁を貫通して前方に開口している。このファイバ挿通孔１５７には、前方側から投光側光ファイバＦ１が挿通されている。ファイバ挿通孔１５７の孔径と、投光側光ファイバＦ１のファイバ径はほぼ同じ寸法に設定してあり、挿通された投光側光ファイバＦ１の軸線Ｌが、ファイバ挿通孔１５７の孔中心位置にほぼ一致する設定となっている。尚、このファイバ挿通孔１５７の孔中心位置は、この実施形態では第一収容部１５１の中心に一致している。ファイバ挿通孔１５７に挿通された投光側光ファイバＦ１の先端部は発光モジュール１の位置決め部１３ｃに圧入されている。
【００６７】
また、素子ブロック１５０の後部であって第一収容部１５１の下側の位置には、第二収容部１６１が設けられている。この第二収容部１６１は第一収容部１５１と同じく段差状をなすと共に、後面が開口しており、内部に受光モジュール１３０が受光面を前方に向けた状態で収容されている。そして、この第二収容部１６１の前面壁の中心からも第一収容部１５１と同様、受光側光ファイバＦ２を挿通可能な挿通孔１６７が、前方に向けて水平に延びている。この挿通孔１６７は、素子ブロック１５０の前面壁を貫通して前方に開口して形成しており、前方側から受光側光ファイバＦ２が挿通されている。
【００６８】
素子ブロック１５０の前面壁は取付部１７０とされ、そこには上下２個の保持部材１８０と、同保持部材１８０を覆うようにしてロック部材１９０が装着されている。保持部材１８０は合成樹脂製であって、図１７に示すように一対の挟持片１８１の上端同士を連結部１８５によって連結したものであり、連結部１８５を中心として両挟持片１８１が開閉可能とされており、更に、両挟持片１８１の対向面間に光ファイバＦ１、Ｆ２を挿通可能な大きさのファイバ保持孔１８７が形成されている。
【００６９】
ロック部材１９０は合成樹脂製であって、取付部１７０よりも少し縦長で後方に開口した箱形とされ、図１７に示すように保持部材１８０に対面する内面側には、左右対称形状をなす係合壁１９５が形成されている。このロック部材１９０は素子ブロック１５０の前面壁に対して間に前記保持部材１８０を収容しつつ、上下方向に移動自在に装着され、素子ブロック１５０の上面のレバー１９９に対する操作により、図１８に示すロック位置と図１７に示す解除位置（前記押圧を解く位置）とに変位操作できる構成となっている。
【００７０】
レバー１９９を操作して解除位置にあるロック部材１９０をロック位置に変位させてやると、ロック部材１９０の係合壁１９５が保持部材１８０を内向きに押圧して、両挟持片１８１を弾性変位させる結果、保持部材１８０のファイバ保持孔１８７が縮径されて、両光ファイバＦ１、Ｆ２は両保持部材１８０によって抜け止め状態に保持される構成となっている。
【００７１】
上記の如く構成された光ファイバセンサ１００では、発光モジュール１を駆動させて検出光を出射させると、その光は投光側光ファイバＦ１内を通って検出対象物（不図示）へと導かれ、ファイバ先端から検出対象物（不図示）に向けて出射される。そして、検出対象物にて反射した反射光は受光側光ファイバＦ２を通って受光モジュール１３０へと導かれ、ファイバ先端を出た後、受光モジュール１３０に入光する。以上のことから、受光した光のレベルに基づいて検出対象物の有無を検出することが出来る。
【００７２】
実施形態４に係る光ファイバセンサ１００によると、素子ブロック１５０は位置決め部１３ｃの外径を基準として発光モジュール１を保持する。これにより、ベース部１２を基準として保持する場合に比べて素子ブロック１５０に対する発光素子１１の位置ずれを低減でき、その結果、投光側光ファイバＦ１に対する発光素子１１の位置ずれを低減できる。したがって、投光側光ファイバＦ１に対する発光素子１１の位置ずれによる光ファイバセンサ１００の感度の低下を低減できる。
【００７３】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
【００７４】
（１）上記実施形態ではレンズ部として、発光素子１１から発光された光を集光するレンズ１３ｂとレンズ１３ｂによって集光された光を誘導する光ファイバ１７の一端部をベース部１２に位置決めする位置決め部１３ｃとが一体化したレンズ部１３を例に説明したが、既に発光モジュールにレンズが形成されている場合はレンズの形成は不要であるので、その場合は位置決め部のみを形成してもよい。
【００７５】
（２）上記実施形態ではモールド樹脂１３ａとレンズ１３ｂとが一体である場合を例に説明したが、予め発光素子１１を射出成形によってオーバーモールドした上で、オーバーモールドしたモールド樹脂１３ａの上にレンズ１３ｂを射出成形によって形成してもよい。この場合、モールド樹脂１３ａにレンズ１３ｂを直に射出成形するので貼り合わせ界面は生じず、温度変化による光学的特性の変動は小さい。
【００７６】
（３）上記実施形態ではベース部１２の位置を載置台２６の台面に平行な方向に調整可能な入れ子２１を例に説明したが、載置台２６の台面に垂直な方向に調整可能であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの斜視図。
【図２】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの断面図。
【図３】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの断面図。
【図４】本発明の一実施形態に係る入れ子及び金型の分解斜視図。
【図５】本発明の一実施形態に係る金型の斜視図。
【図６】本発明の一実施形態に係る入れ子の分解斜視図。
【図７】本発明の一実施形態に係る金型の断面図。
【図８】図７において破線で示す領域の拡大図。
【図９】本発明の一実施形態に係る入れ子の斜視図。
【図１０】本発明の一実施形態に係る調整装置の模式図。
【図１１】本発明の一実施形態に係る画像の模式図。
【図１２】本発明の一実施形態に係るフローチャート。
【図１３】本発明の一実施形態に係る自動調整装置の模式図。
【図１４】本発明の一実施形態に係る光電センサの投光器の模式図。
【図１５】本発明の一実施形態に係る光電センサの投光器の模式図。
【図１６】本発明の一実施形態に係る光ファイバセンサの断面図。
【図１７】本発明の一実施形態に係る光ファイバセンサの断面図。
【図１８】本発明の一実施形態に係る光ファイバセンサの断面図。
【符号の説明】
【００７８】
１…発光モジュール
１１…発光素子
１２…ベース部
１３…レンズ部
１３ａ…モールド樹脂（レンズ部）
１３ｂ…レンズ（レンズ部）
１３ｃ…位置決め部（レンズ部）
１７…光ファイバ
２１…入れ子
２２…金型
６１…デジタルカメラ（撮像装置）
６３…表示装置
６７…自動調整装置
７０…光電センサ
７４…ホルダ
１００…光ファイバセンサ
１５０…素子ブロック（ホルダ）
【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】
2009272342.tif 000009
【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】
2009272342.tif 000014
【図１３】
2009272342.tif 000015
【図１４】
2009272342.tif 000016
【図１５】
2009272342.tif 000017
【図１６】
2009272342.tif 000018
【図１７】
2009272342.tif 000019
【図１８】
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