JPH09116193A

JPH09116193A - 発光ダイオード装置

Info

Publication number: JPH09116193A
Application number: JP7268742A
Authority: JP
Inventors: Masatoshi Uchio; 政俊内尾; Kazuyoshi Yamagata; 一芳山縣; Junichi Saito; 潤一斉藤; Yuichi Umeda; 裕一梅田
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1995-10-17
Filing date: 1995-10-17
Publication date: 1997-05-02
Anticipated expiration: 2015-10-17
Also published as: JP3228859B2

Abstract

(57)【要約】【目的】発光ダイオード１をキャップ部材３に取り付
ける際の光軸角度の調整を簡単に行うことができ、光信
号伝送範囲の狭まり及び光信号伝送範囲の角度方向の不
所望なずれをなくした発光ダイオード装置を提供する。【構成】発光ダイオード１とカバー２とキャップ部材
３とからなり、発光ダイオード１は、発光面１Ａ、つば
部１Ｂ、リード１Ｃを備え、カバー２は、つば部１Ｂが
当接する当接部２Ａ、リード１Ｃが挿通される窓部２Ｂ
を備え、キャップ部材３は、発光面１Ａを内部に収納す
る開口部３Ａ、開口部３Ａに連なり、球面状に突出して
発光面１Ａの先端部を内部に収納するレンズキャップ３
Ｂ、開口部３Ａに連なり、カバー２を嵌入保持する保持
部３Ｃを備える。発光ダイオード１のつば部１Ｂをカバ
ー２の当接部２Ａに当接した際、つば部１Ｂ外周と当接
部２Ａ内面との間の摩擦によりカバー２に対し発光ダイ
オード１を位置固定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光ダイオード装置に
係わり、特に、発光ダイオードをキャップ部材に取り付
ける場合に、発光ダイオードの光軸角度を比較的簡単に
微調整することが可能な発光ダイオード装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、比較的近距離に光情報、例えば、
赤外線情報を伝送する場合や、各種の制御機器の制御を
行うために光信号、例えば、赤外線信号を伝送する場合
等において、１個または複数個の発光ダイオードを有す
る発光ダイオード装置が用いられる。

【０００３】かかる発光ダイオード装置においては、使
用可能な状態の強さで光信号を伝送できる角度範囲（以
下、これを光信号伝送範囲という）があり、この光信号
伝送範囲は、発光ダイオード装置に使用されている１個
または複数個の発光ダイオードが発光する光強度と光放
射指向特性とに基づいて設定される。そして、発光ダイ
オード装置の光信号伝送範囲を比較的広くするために
は、複数個の発光ダイオードを用い、これらの発光ダイ
オードを配置する際に、それぞれの発光ダイオードの光
軸角度を僅かづつ異ならせて配置している。

【０００４】一方、市販の発光ダイオードは、製造上の
点からどうしても種々の特性にバラツキを有し、その特
性の中には、放射光強度が最大の位置に対して発光ダイ
オードの光軸位置にずれを生じる、いわゆる、光軸ずれ
のバラツキ等がある。

【０００５】図３は、１つの発光ダイオードを用いた既
知の発光ダイオード装置の光強度と指向角度との関係を
示す特性図であり、また、図４は、複数個、ここでは３
個の発光ダイオードを用いた既知の発光ダイオード装置
の光強度と指向角度との関係を示す特性図である。

【０００６】図３に示されるように、１個の発光ダイオ
ードを用いた発光ダイオード装置の場合は、専ら、１個
の発光ダイオードにおける光強度と指向角度との関係が
そのまま発光ダイオード装置における光強度と指向角度
との関係を示すもので、実線の特性は、光軸ずれを生じ
ていない発光ダイオードを用いたときの前記関係を表す
特性であり、点線は光軸ずれを生じている発光ダイオー
ドを用いたときの前記関係を表す特性である。

【０００７】また、図４に示されるように、３個の発光
ダイオードを用いた発光ダイオード装置の場合は、それ
ぞれの発光ダイオードにおける光強度と指向角度との関
係を表す特性の総和が発光ダイオード装置における光強
度と指向角度との関係を表す特性を示すもので、細実線
の特性は光軸ずれを生じていない発光ダイオードを、そ
れぞれの発光ダイオードの光軸角度が僅かづつ異なるよ
うにして配置したときの個別の発光ダイオードの前記関
係を表す特性であり、太実線の特性は個別の発光ダイオ
ードの前記関係を表す特性の総和を示す特性である。

【０００８】図３及び図４に示される特性から明らかな
ように、１個の発光ダイオードを用いた発光ダイオード
装置は光信号伝送範囲が比較的狭いものであるのに対
し、３個の発光ダイオードを用いた発光ダイオード装置
は光信号伝送範囲が広くなり、さらに、図示していない
が、４個またはそれ以上の個数の発光ダイオードを用い
た発光ダイオード装置の場合は、３個の発光ダイオード
を用いた発光ダイオード装置よりも光信号伝送範囲が広
くなる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】かかる既知の発光ダイ
オード装置においては、複数個の発光ダイオードを、光
軸角度が僅かづつ異なるような状態でキャップ部材に取
り付け配置する場合、キャップ部材におけるそれぞれの
発光ダイオードが取り付けられる部分の構成を適宜変更
しておき、それぞれの発光ダイオードをキャップ部材に
取り付けた際に、それぞれの発光ダイオードの光軸角度
が予め決められた方向を向くようにしていた。

【００１０】しかしながら、図４に図示されているよう
に、複数個の発光ダイオード、例えば、３個の発光ダイ
オードを用い、これらの発光ダイオードの光軸角度が予
め決められた方向を向くようにキャップ部材に取り付け
て発光ダイオード装置を構成する場合に、発光ダイオー
ドとして市販のものを用いたときは、前述のように、ど
うしても光軸ずれを生じた発光ダイオードが含まれてい
ることから、３個の発光ダイオードにおける光強度と指
向角度との関係を表す特性の総和は図４に図示されてい
る太実線のようにならず、図４に図示されている点線イ
または点線ロのように、光強度の最大値が波を打った特
性、いわゆる、波型の特性になってしまい、その波型の
特性の底部近傍の光強度が小さくなったときには、光信
号伝送範囲内の底部近傍で不感帯を生じるようになる。
このように、発光ダイオード装置において、光強度の最
大値が波型になったときには、発光ダイオード装置にお
ける光信号伝送範囲が実質的に狭くなったり、発光ダイ
オード装置から送出された光信号が受信側で検出される
際に、光検出時のリニアリテイや検出感度に悪影響を及
ぼしたりする等の弊害が生じる。

【００１１】かかる弊害の発生を除くためには、複数個
または１個の発光ダイオードをキャップ部材に取り付け
る際または取り付けた後等において、いずれか１個また
はそれ以上の個数の発光ダイオードの光軸角度の微調整
を行えばよいが、既知の発光ダイオード装置において
は、一旦、発光ダイオードをキャップ部材に取り付けて
しまうと、簡単に微調整を行うことができない構造にな
っていることから、発光ダイオードの光軸角度が微調整
されない状態で発光ダイオード装置が構成されるように
なり、光信号伝送範囲内に不感帯が生じて実質的に光信
号伝送範囲が狭くなったり、所定の角度方向に光信号伝
送範囲の設定を行うことができなかったりする等の問題
がある。

【００１２】本発明は、かかる問題点を解決するもの
で、その目的は、発光ダイオードをキャップ部材に取り
付ける際の光軸角度の調整を簡単に行うことができ、光
信号伝送範囲の狭まり及び光信号伝送範囲の角度方向の
不所望なずれをなくした発光ダイオード装置を提供する
ことにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明は、発光面とつば部とリードとを備える発光
ダイオードと、前記つば部が当接する当接部と前記リー
ドが挿通される窓部とを備えるカバーと、前記発光面を
収納する開口部と前記開口部に連なって球面状に突出し
たレンズキャップと前記開口部に連なって前記カバーを
嵌入保持する保持部とを備えるキャップ部材とからなる
手段を備える。

【００１４】

【作用】前記手段によれば、発光ダイオードをキャップ
部材に取り付ける際に、まず、発光ダイオードのつば部
をカバーに設けた当接部に当接させ、当接部に当接させ
た状態でカバーに対する発光ダイオードの光軸角度を適
宜微調整する。このとき、当接部は、好ましくは、漏斗
状の内面を有するように構成されるとともに、その内面
と発光ダイオードのつば部の外周との間で適当な摩擦を
生じるように構成されているので、発光ダイオードは、
つば部を当接部に当接した状態で光軸角度が手動により
微調整された後、その微調整された状態で取り付け位置
が保持されるようになり、その後、光軸角度が微調整さ
れた状態の発光ダイオードを保持したカバーをキャップ
部材に取り付ければ、発光ダイオードの光軸角度を微調
整した発光ダイオード装置、即ち、使用される発光ダイ
オードの光軸角度を簡単に微調整することが可能な発光
ダイオード装置が得られる。

【００１５】かかる発光ダイオード装置を使用すれば、
使用される複数個または１個の発光ダイオードに光軸ず
れを生じていたとしても、それら発光ダイオードの光軸
位置をそれぞれ所定の角度方向になるので、発光ダイオ
ード装置における光信号伝送範囲内に不感帯を生じて実
質的に光信号伝送範囲が狭くなったり、光信号伝送範囲
の角度方向が所定の角度方向からずれたりすることがな
くなる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００１７】図１は、本発明に係わる発光ダイオード装
置の第１の実施例を示す断面図であって、１個の発光ダ
イオードを用いた発光ダイオード装置を示すものであ
る。

【００１８】図１に示されるように、赤外領域の光（赤
外光）を発生する発光ダイオード（ＬＥＤ）１は、略砲
弾形状をなし、赤外光を出力する発光部１Ａと、発光部
１Ａの底部近傍に設けられ、径方向に若干拡がっている
小判型のつば部１Ｂと、発光部１Ａの底部に設けられ、
発光給電電力が供給されるリード１Ｃとを備えている。
カバー２は、略長方形の平板状のもので、発光ダイオー
ド１のつば部１Ｂの外周部分が当接するように、小判型
の開口部と漏斗状に形成されている開口内面とからなる
当接部２Ａと、発光ダイオード１のリード１Ｃが挿通さ
れる長方形状の窓部２Ｂとを備えている。また、ブロッ
ク状のキヤップ部材３は、発光ダイオード１の発光面１
Ａの周辺部を収納する略円錐形状の開口部３Ａと、開口
部３Ａに連なり、発光ダイオード１の発光面１Ａの先端
部近傍を収納する球面状に突出したレンズキャップ３Ｂ
と、開口部３Ａに連なり、カバー２を嵌入保持する略長
方形状の保持部３Ｃとを備えている。

【００１９】前記構成による第１の実施例の発光ダイオ
ード装置は、次のようにして発光ダイオード装置が組立
構成される。

【００２０】始めに、発光ダイオード１とカバー２を用
意し、発光ダイオード１のリード１Ｃをカバー２の当接
部２Ａ側から窓部２Ｂに挿通させ、発光ダイオード１の
つば部１Ｂをカバー２の当接部２Ａの開口部に係合させ
た後、つば部１Ｂを当接部２Ａの漏斗状の内面方向に移
行させる。このとき、つば部１Ｂの外周と当接部２Ａの
漏斗状の内面との間に摩擦が生じ、つば部１Ｂの外周を
漏斗状の内面の所定位置まで移行させれば、カバー２に
対する発光ダイオード１の配置位置が半固定状態にな
り、カバー２に対する発光ダイオード１の光軸角度が微
調整されるようになる。

【００２１】次に、キャップ部材３を用意し、カバー２
に取り付けた微調整済みの発光ダイオード１の発光面１
Ａをキャップ部材３の開口部３Ａ内に挿入し、さらに、
発光面１Ａの先端部をレンズキャップ１Ｂ内に挿入収納
させ、カバー２をキャップ部材３の保持部３Ｃに嵌入保
持させる。この場合、保持部３Ｃは、発光ダイオード１
の光軸角度が所定の方向を向くように、カバー２とキャ
ップ部材３との嵌合面が加工されているので、カバー２
を保持部３Ｃに嵌入保持させることにより、発光ダイオ
ード１の光軸角度が自動的に設定される。

【００２２】かかる過程を経て、発光ダイオード装置が
組立構成されるが、発光ダイオード１の光軸角度の粗調
整は、カバー２を保持部３Ｃに嵌入保持させることによ
って自動的に行われ、また、発光ダイオード１の光軸角
度の微調整は、発光ダイオード１をカバー２に取り付け
る際に、発光ダイオード１のつば部１Ｂの外周とカバー
２の当接部２Ａの漏斗状の内面との間に生じる摩擦によ
って手動的に行われるものである。

【００２３】このように、第１の実施例の発光ダイオー
ド装置によれば、発光ダイオード１の光軸角度の微調整
を、発光ダイオード１を取り付ける際に簡単に行うこと
ができるもので、使用される発光ダイオード１の光軸角
度の微調整を簡単に行うことができる発光ダイオード装
置を得ることができ、しかも、この発光ダイオード装置
によれば、使用される発光ダイオード１の光軸角度の微
調整を行うことによって、光信号伝送範囲の角度方向を
所定の方向に設定することが可能になる。

【００２４】なお、第１の実施例の発光ダイオード装置
によれば、発光ダイオード１の光軸角度の微調整を、発
光ダイオード１を取り付けた後でも、ブロック部材３の
保持部３Ｃに嵌合保持されたカバー２を、その嵌合保持
から外せば、再度、前述の過程と同じ過程によって微調
整することが可能になる。

【００２５】次いで、図２は、本発明に係わる発光ダイ
オード装置の第２の実施例を示す構成図であって、図２
（ａ）は前面側の一部展開斜視図、図２（ｂ）は後面側
の一部展開斜視図であり、５個の発光ダイオードを用い
た発光ダイオード装置を示すものである。

【００２６】図２（ａ）及び図２（ｂ）に示されるよう
に、赤外光を発生する発光ダイオード（ＬＥＤ）５、
６、７、８、９は、ともに、発光面（図番なし）と、つ
ば部（同じく図番なし）と、リード（同じく図番なし）
とを備えている。５個の長方形状の平板からなるカバー
１０、１１、１２、１３、１４は、発光ダイオード５、
６、７、８、９のつば部を当接する漏斗状の内面を持つ
当接部（図番なし）と、当接部に連なり、発光ダイオー
ド５、６、７、８、９のリードを挿通する窓部１０Ａ、
１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａを有している。ブロッ
ク状のキャップ部材１５は、それぞれ発光ダイオード
５、６、７、８、９の発光面が挿入される略円錐形状の
開口部（図番なし）と、これらの開口部に連なり、先端
が球面状に突出した５個のレンズキャップ１６、１７、
１８、１９、２０及び５個のカバー１０、１１、１２、
１３、１４をそれぞれ嵌合保持する５個の保持部（図番
なし）とを有している。なお、５個のレンズキャップ１
６、１７、１８、１９、２０の各突出外周面にはそれぞ
れなしじ模様の光拡散フィルタが形成されている。

【００２７】前記構成による第２の実施例の発光ダイオ
ード装置を組立構成する場合は、既に述べた第１の実施
例の発光ダイオード装置を組立構成する場合に準じるも
ので、発光ダイオード５、６、７、８、９とカバー１
０、１１、１２、１３、１４とを用意する。この場合、
例えば、発光ダイオード５については、そのリードを対
応するカバー１０の当接部側から窓部１０Ａに挿通さ
せ、発光ダイオード５のつば部を対応するカバー１０の
当接部の開口部に係合させた後、つば部を当接部の漏斗
状の内面方向に移行させる。このとき、発光ダイオード
５のつば部の外周とカバー１０の当接部の漏斗状の内面
との間に摩擦が生じ、発光ダイオード５のつば部の外周
をカバー１０の当接部の漏斗状の内面の所定位置まで移
行させるようにすれば、カバー１０に対する発光ダイオ
ード５の配置位置が半固定状態になり、カバー１０に対
する発光ダイオード５の光軸角度が微調整されるように
なる。他の発光ダイオード６、７、８、９とそれらに対
応するカバー１１、１２、１３、１４の間についても全
く同様で、カバー１１、１２、１３、１４に対する発光
ダイオード６、７、８、９の光軸角度がそれぞれ微調整
されるようになる。

【００２８】次に、キャップ部材１５を用意し、例え
ば、カバー１０に取り付けた微調整済みの発光ダイオー
ド５の発光面をキャップ部材１５の発光ダイオード５に
対応する開口部内に挿入し、さらに、発光ダイオード５
の発光面の先端部をレンズキャップ１６内に挿入収納さ
せ、カバー１０をキャップ部材１５の発光ダイオード５
に対応する保持部に嵌入保持させる。この場合、発光ダ
イオード５に対応する保持部は、発光ダイオード５の光
軸角度が所定の方向を向くように、カバー１０とキャッ
プ部材１５との嵌合面が加工されているので、カバー１
０を発光ダイオード５に対応する保持部に嵌入保持させ
ることによって、発光ダイオード５の光軸角度が自動的
に設定される。また、他のカバー１１に取り付けた微調
整済みの発光ダイオード６、カバー１２に取り付けた微
調整済みの発光ダイオード７、カバー１３に取り付けた
微調整済みの発光ダイオード８、カバー１３に取り付け
た微調整済みの発光ダイオード９についても全く同様
で、カバー１１を発光ダイオード６に対応する保持部
に、カバー１２を発光ダイオード７に対応する保持部
に、カバー１３を発光ダイオード８に対応する保持部
に、カバー１４を発光ダイオード９に対応する保持部に
それぞれ嵌入保持させることによって、発光ダイオード
６、７、８、９の光軸角度がそれぞれ自動的に設定され
る。

【００２９】これらの過程を経て、発光ダイオード装置
が組立構成されるようになるが、発光ダイオード５、
６、７、８、９の光軸角度の粗調整は、それぞれ、カバ
ー１０、１１、１２、１３、１４を発光ダイオード５、
６、７、８、９に対応する保持部に嵌入保持させること
によって自動的に行われ、また、発光ダイオード５、
６、７、８、９の光軸角度の微調整は、発光ダイオード
５、６、７、８、９をそれぞれカバー１０、１１、１
２、１３、１４に取り付ける際に、発光ダイオード５、
６、７、８、９のつば部の外周と対応するカバー１０、
１１、１２、１３、１４の当接部の漏斗状の内面との間
に生じる摩擦によって手動的に行われるものである。

【００３０】このように、第２の実施例の発光ダイオー
ド装置によれば、それぞれの発光ダイオード５、６、
７、８、９の光軸角度の微調整を、発光ダイオード５、
６、７、８、９を取り付ける際に簡単に行うことができ
るもので、使用される発光ダイオード５、６、７、８、
９の光軸角度の微調整を簡単に行える発光ダイオード装
置を得ることができ、また、この発光ダイオード装置を
用いれば、図４の点線イまたは点線ロに示されるよう
に、発光ダイオード装置の光信号伝送範囲内に不感帯が
生じて実質的に光信号伝送範囲が狭くなることがなく、
しかも、光信号伝送範囲の角度方向を所定の方向に略一
致させることができるようになる。

【００３１】また、第２の実施例の発光ダイオード装置
においても、発光ダイオード５、６、７、８、９の光軸
角度の微調整を、発光ダイオード５、６、７、８、９を
取り付けた後でも、ブロック部材１５の発光ダイオード
５、６、７、８、９に対応する保持部に嵌合保持された
カバー１０、１１、１２、１３、１４を、その嵌合保持
から外せば、再度、前述の過程と同じ過程により微調整
することが可能になる。

【００３２】なお、前述の第１及び第２実施例において
は、発光ダイオード１、５乃至９が赤外光を発生するも
のである例を挙げて説明したが、本発明による発光ダイ
オード１、５乃至９は、赤外光を発生するものに限られ
ず、可視光を発生するものであってもよい。

【００３３】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明によ
れば、発光ダイオード１、５乃至９をキャップ部材３、
１５に取り付ける際に、まず、発光ダイオード１、５乃
至９のつば部１Ｂをカバー２、１０乃至１４に設けた当
接部に当接させ、つば部１Ｂを当接部に当接させた状態
でカバー２、１０乃至１４に対して発光ダイオード１、
５乃至９の光軸角度の微調整を行うが、このとき、当接
部は、好ましくは、漏斗状の内面を有するように構成さ
れるとともに、その内面と発光ダイオード１、５乃至９
のつば部１Ｂの外周との間で適当な摩擦を生じるように
構成されているので、発光ダイオード１、５乃至９は、
つば部１Ｂを当接部に当接した状態で光軸角度が手動に
より微調整された後、その微調整された状態で取り付け
位置が保持されるようになり、その後、光軸角度が微調
整された状態の発光ダイオード１、５乃至９を保持した
カバー２、１０乃至１４をキャップ部材３、１５に取り
付ければ、発光ダイオード１、５乃至９の光軸角度を微
調整した発光ダイオード装置、即ち、使用される発光ダ
イオード１、５乃至９の光軸角度を簡単に微調整するこ
とが可能な発光ダイオード装置が得られるという効果が
ある。

【００３４】また、この発光ダイオード装置によれば、
使用される複数個または１個の発光ダイオード１、５乃
至９に光軸ずれを生じていたとしても、それら発光ダイ
オード１、５乃至９の光軸位置をそれぞれ所定の角度方
向になるので、発光ダイオード装置における光信号伝送
範囲内に不感帯を生じて実質的に光信号伝送範囲が狭く
なったり、光信号伝送範囲の角度方向が所定の角度方向
からずれたりすることがなくなるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる発光ダイオード装置の第１の実
施例を示す断面図である。

【図２】本発明に係わる発光ダイオード装置の第２の実
施例を示す一部展開斜視図である。

【図３】１個の発光ダイオードを用いた既知の発光ダイ
オード装置における光強度と指向角度との関係を示す特
性図である。

【図４】３個の発光ダイオードを用いた既知の発光ダイ
オード装置における光強度と指向角度との関係を示す特
性図である。

【符号の説明】

１、５、６、７、８、９発光ダイオード（ＬＥＤ）１Ａ発光面１Ｂつば部１Ｃリード２、１０、１１、１２、１３、１４カバー２Ａ当接部２Ｂ、１０Ａ、１１Ａ、１２Ａ、１３Ａ、１４Ａ窓部３、１５キヤップ部材３Ａ開口部３Ｂ、１６、１７、１８、１９、２０レンズキャップ３Ｃ保持部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者梅田裕一東京都大田区雪谷大塚町１番７号アルプス電気株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光面とつば部とリードとを備える発光
ダイオードと、前記つば部が当接する当接部と前記リー
ドが挿通される窓部とを備えるカバーと、前記発光面を
収納する開口部と前記開口部に連なって球面状に突出し
たレンズキャップと前記開口部に連なって前記カバーを
嵌入保持する保持部とを備えるキャップ部材とからなっ
ていることを特徴とする発光ダイオード装置。
【請求項２】前記カバーの当接部は漏斗状の内面を有
し、前記発光ダイオードを前記カバーに取り付ける際
に、前記発光ダイオードのつば部を前記当接部の漏斗状
の内面に当接させながら前記発光ダイオードの光軸位置
を適宜調整固定するものであることを特徴とする請求項
１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項３】前記発光ダイオードの光軸位置の調整固
定は、前記当接部の漏斗状の内面と前記発光ダイオード
のつば部外周との間に生じる摩擦によって行われること
を特徴とする請求項１に記載の発光ダイオード装置。
【請求項４】前記発光ダイオードは、それぞれ光軸位
置を異にするように前記カバーに調整固定された複数個
の発光ダイオードであり、前記キャップ部材は、前記複
数個の発光ダイオードに対応した、それぞれ複数個の前
記開口部、前記レンズキャップ、前記保持部を備えてい
るものであることを特徴とする請求項１乃至３に記載の
発光ダイオード装置。