発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法
【課題】精度良く容易に行うことができ、設備コストを低く抑える上、自動化を可能とした発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法を提供する。
【解決手段】発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備える。
【解決手段】発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的アラインメント方法に関し、特にプリンタ、複写機などの光学機器に使用される発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般、プリンタ、複写機などの光学機器では、感光ドラムに発光モジュールからの照射光によって画像データに応じた静電潜像が形成されてから、この静電潜像はトナーを有する現像手段によって現像されてトナー像となり、続いて用紙が供給され、前記感光ドラム上のトナー像が転写ローラにより用紙に転写されるという作動になっている。
【０００３】
前記発光モジュールの光源としては、小型、軽量、安価の利点を有するため、近年、発光素子として発光ダイオードが多く使用されるようになってきた。例を挙げると、図１２と図１３に示すように、その一側面に開口１２１が開けてあるケーシング１２と、複数個の発光ダイオードから排列してなる発光ダイオードアレイ１３１を有し、且つ前記発光ダイオードアレイ１３１がケーシング１２内に開口１２１と対面するように設置されている発光ユニット１３と、ケーシング１２の開口１２１内に設置されていて発光ユニット１３の発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置ＩＰ（例えば前記感光ドラム）へ投光するレンズ１４とを備えてなるものがある。
【０００４】
ところで、発光ユニット１３の発光が所定の結像位置ＩＰへ良好に投射すること、即ち鮮明な静電潜像が形成されることが光学機械の解像度に係わるため、従来から、発光ユニット１３とレンズ１４との間の相対位置の高精度な位置合わせを得るための光学的アラインメント方法が行われてきている。
【０００５】
前記光学的アラインメント方法の一例として、下記手順による、いわゆるアクティブ・アラインメントが挙げられる（特許文献１参照）。即ち、
１．ケーシング１２内の所定位置にある発光ユニット１３に駆動電圧を印加し発光させる。
２．所定の結像位置にある電荷結合素子（ＣＣＤ）を介して前記発光がレンズ１４により屈折させられて該電荷結合素子に投射したスポットサイズを観察しながら、スポットサイズが最適なものになるように、人工的にレンズ１４を図１におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向及びＸ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りの回転方向の３回転方向、全て６方向に微動させ位置を調整する。
３．スポットサイズが最適になった時、レンズ１４を当該位置に固定する。
【０００６】
しかしながら、前記従来の発光モジュールの光学的アラインメント方法においては、人力で試行錯誤を重ねてレンズに対する６方向に沿う位置調整を行う作業が長時間を要し、自動化し難いだけではなく、複雑な６軸位置調整装置と安定した高精度な載置ステージと前もって発光ユニットを駆動させるための別途の制御装置という設備も必要である欠点がある。
【特許文献１】特開２００３−３０７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記欠点に鑑みてなされたものであり、即ち、精度良く容易に行うことができ、設備コストを低く抑える上、自動化を可能とした発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法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】
【０００８】
前記目的を達成するために、発明者は研究に研究を重ねた結果、まず、発光モジュールを、そのケーシング内の所定位置にある発光ユニットの発光をレンズにより屈折させて所定の方向に投光するようにさせる光学的アラインメント方法であって、前記発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、前記レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備える、発光モジュールの光学的アラインメント方法を提供する。
【０００９】
そして、本発明は、この光学的アラインメント方法により、発光モジュールを設計・構成したり、発光モジュールの組立て方法及び光学機械への取付け方法を提供する。
【００１０】
即ち、発光モジュールを設計・構成するために、前記第１工程は、まず前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記所定の結像位置と所定距離を有する参考点を決定することができる。
【００１１】
発光モジュールを構成するために、前記参考点の決定に引き続いて電荷結合素子で前記光点と前記参考点とを取ってから、総光路を計算することができる。
【００１２】
発光モジュールを設計・構成するために、また、前記第３工程は、電荷結合素子で前記両端点を取ってから、レンズの厚さを計算することができる。
【００１３】
発光モジュールを設計・構成するために、前記中心垂直線が前記ケーシング内にあるように、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さを決定する上、前記中心垂直線における前記ケーシング内の両端近くにある二点を前記参考点とすることができる。
【００１４】
発光モジュールを設計・構成するために、前記第３工程は、前記両端点を二対とし、それぞれによりレンズの厚さを計算し、そして、第４工程は前記二対の両端点によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、前記中心線を求めることができる。
【００１５】
そして、前記設計により、本発明は、その一側面に開口が開けてあるケーシングと、少なくとも一の発光素子からなり、且つ前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置されている発光ユニットと、前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に設置されていて前記発光ユニットの発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置へ投光するレンズとを備えてなる発光モジュールにおいて、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さが前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間の、総光路となる距離の半分より長くて、該総光路の中心垂直線が前記ケーシングの開口内にあり、また、前記レンズの厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっている発光モジュールを提供する。
【００１６】
前記中心垂直線と前記中心線の位置は、前記光学的アラインメント方法の対応部分により求められることができる。
【００１７】
前記レンズは、その光学軸の周りの少なくとも一部からそれを支持している支持枠を介して前記ケーシング内に設置されているのが好ましい。
【００１８】
本発明は、また、結像手段を有する光学機械に使用される発光モジュールであって、前記支持枠の、前記ケーシングの内壁に臨んでいる端面近くに前記ケーシングと連結になっている固定手段があり、この固定手段の所定位置が前記結像手段の結像位置と所定距離に設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となる発光モジュールを提供する。
【００１９】
前記支持枠は、その光学軸の周りから前記レンズを挟んでいる一対の壁面を有し、この一対の壁面のいずれにも前記レンズに外嵌となっている長溝が設けられているものが挙げられる。
【００２０】
前記一対の壁面中の一つが支持枠に取外し可能に取り付けられているものが好ましい。
【００２１】
前記ケーシングの、前記取外し可能な壁面と対応する面も、それに取外し可能に取り付けられているのが好ましい。
【００２２】
前記発光素子として、発光ダイオードが使用されているのが好ましい。
【００２３】
最後に、本発明は、前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、前記レンズを、前記ケーシングの開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含む発光モジュールの組立て方法を提供し、特に前記結像手段を有する光学機械に使用される発光モジューを組み立てる場合、前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、前記支持枠と前記固定手段とで、前記レンズを、前記ケーシングの開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含む組立て方法を提供する。
【００２４】
また、前記結像手段を有する光学機械に使用される発光モジューを、該モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、前記固定手段の前記所定位置を前記結像手段の結像位置と前記所定距離を空けるようにすることが好ましい。
【００２５】
前記固定手段の前記所定位置を参考点として前記光学的アラインメント方法の対応部分を行うこと、並びに、前記中心垂直線と前記中心線の位置、及び、それらが互いに重なることをもチェックし調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発光モジュールを簡単に設計・構成し、発光モジュールの組立て及び光学機械への取付けを容易に行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図である。図２は、図１の発光モジュールの組立て済みの断面図である。図３は、発光ユニットの発光が所定の結像位置ＩＰへ投射する光路を示す模式図である。この発光モジュールは、一般のプリンタ、複写機などの光学機器に、結像手段の光源として使用されるものであって、主として、ケーシング２と、発光ユニット３と、レンズ４とを備えてなる。
【００２９】
ケーシング２は、その一長方形の側面が開口２０となっている長形箱体である。図中の座標におけるＺ軸は、開口２０を通してケーシング２の底面２３と垂直になるとともに、組立済みの発光ユニット３とレンズ４の光学軸方向にもなる方向を表し、Ｘ軸はＺ軸と垂直になるとともに、ケーシング２の長手方向にも沿う方向を表し、Ｙ軸はＺ軸とＸ軸と共に垂直になる上、ケーシング２の幅方向にも沿う方向を表す。
【００３０】
発光ユニット３は、ケーシング２の底面２３に、そのＸ軸方向に沿って複数個の発光ダイオードから排列してなる発光ダイオードアレイ３１が前記底面２３の中央位置になるように取り付けられている。
【００３１】
ケーシング（２）内の開口２０近くに支持枠２１が設けられている。該支持枠２１は、一対の壁面２１１、２１２からＹ軸方向に互いに合わさっていてその間に発光ダイオードアレイ３１を見せる隙間２１０が形成されている。壁面２１１の、ケーシング２の底面２３に臨んでいる両端面近くにケーシング２と連結になっている固定手段２１３、２１３があり、これらの固定手段２１３、２１３の所定位置が前記結像手段の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲに設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となる。
【００３２】
この実施形態では、壁面２１２は支持枠２１に取外し可能に取り付けられており、ケーシング２の、前記取外し可能な壁面２１２と対応する面２２もケーシング２に取外し可能に取り付けられている。また、一対の壁面２１１、２１２のいずれの内面にもＸ軸の方向に沿う長溝２１４、２１５が互いに対応するように設けられている。
【００３３】
レンズ４は、図３に示すように複数個の円柱形の屈折率分布型レンズ素子から排列してなるレンズアレイ４１を有し、且つ発光ユニット３の発光を屈折させ、その光学軸の方向（Ｚ軸方向）を基準として所定の結像位置ＩＰへ投光するように、その光学軸の周りから一対の壁面２１１、２１２に挟まれていて長溝２１４、２１５に外嵌されている。
【００３４】
レンズ４は、出射光の出射幅が入射光の入射幅と同じものである上、それが、発光ユニット３からレンズ４の入射面までの入射光の物体距離Ｌ０と、レンズ４の出射面から所定の結像位置ＩＰまでの出射光の像面距離Ｌ０′とが等しいように配置されている。
【００３５】
即ち、レンズ４の光学軸の方向にある厚さをＺ０とすると、発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間の、総光路ＴＣとなる距離は、Ｌ０＋Ｌ０′＋Ｚ０になり、つまりＴＣ＝２Ｌ０＋Ｚ０である。
【００３６】
また、前記の構成においては、ケーシング２の、発光ユニット３の投光方向（Ｚ軸方向）にある長さが発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間の、総光路ＴＣとなる距離の半分より長くて、該総光路ＴＣの中心垂直線がケーシング２の開口２０内にあり、また、レンズ４の厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっている。
【００３７】
光学機械の解像度、即ちその発光ユニットの発光が所定の結像位置へ良好に投射するかどうかの評価指標として、通常、変調伝達関数（Modulation Transfer Function；ＭＴＦ（％））が使用されている。ＭＴＦが高ければ高いほど、光学機械の解像度が良くなる。
【００３８】
図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂを参照すると、ＭＴＦの特性が一層分かる。即ち、図４Ａ、４Ｂに示すようにレンズ４と結像位置ＩＰとの間の相対位置が変わると、または図５Ａ、５Ｂに示すようにレンズ４と発光ユニット３との間の相対位置が変わると、ＭＴＦが急に低減してしまうため、従来のアクティブ・アラインメントの方法において、人力で試行錯誤を重ねてレンズに対する６方向に沿う位置調整を行う作業が僅かな不注意でＭＴＦに悪い影響を及ぼす可能性が大である。ただし、この実施形態のように、レンズ４の厚さの中心線が総光路ＴＣの中心垂直線と重なると、図６Ａ、６Ｂに示すように、総光路ＴＣの所定程度の変化にもかかわらず、そのＭＴＦが良い値に安定的に確保される。
【００３９】
次に、前記発光モジュールを設計・構成するための光学的アラインメント方法の一例について説明する。図７は、前記発光モジュールの光学的アラインメント方法の流れを示すフローチャートである。図８は、前記発光モジュールの組立て済みの縦断面図である。図９は、Ｚ軸方向から見た前記発光モジュールの部分分解斜視図である。
【００４０】
図７〜図９を参照しつつ、該光学的アラインメント方法の工程を説明する。
【００４１】
まず、発光ダイオードアレイと所定の結像位置との間の総光路を求める（ステップＳ１）。
【００４２】
詳細には、発光ユニット３の発光ダイオードアレイ３１に２光点を取ってから、所定の結像位置ＩＰに照らして前記光点と該所定の結像位置ＩＰとの間の距離を求めて総光路ＴＣとする。
【００４３】
もっと詳細には、発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間に所定の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲを有する固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを参考点と決定し、そして電荷結合素子（ＣＣＤ・不図示）で前記２光点と前記参考点とを取ってから、前記２光点からの２の総光路ＴＣを計算する。
【００４４】
次に、前記距離中の中心垂直線を求める（ステップＳ２）。
【００４５】
詳細には、前記２の総光路ＴＣの半分の所にある点をそれぞれ取って連結し、前記距離中の中心垂直線Ｌ１を求める。
【００４６】
本実施形態の発光モジュールは、設計時に、すでに、中心垂直線Ｌ１がケーシング２内にあるように、ケーシング２の、発光ユニット３の投光方向（Ｚ軸方向）にある長さを決定する上、中心垂直線Ｌ１におけるケーシング２内の両端近くにある固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを前記参考点とした。
【００４７】
そして、レンズの厚さを決定する（ステップＳ３）。
【００４８】
詳細には、レンズ４の光学軸方向における両端点４２、４３を求めて厚さＺ０を決定する。
【００４９】
もっと詳細には、電荷結合素子でそれぞれレンズ４の光学軸方向と垂直になる方向にある両端にそれぞれその両側の光学軸方向にある二対の両端点４２、４３を取ってから、レンズ４のそれぞれの両端点４２、４３の間にある２の厚さＺ０を計算する。
【００５０】
更に、レンズの中心線を求める（ステップＳ４）。
【００５１】
詳細には、二対の両端点４２、４３によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、中心線Ｌ２を求める。
【００５２】
もっと詳細には、レンズ４の前記２の厚さＺ０の半分の所にある点を取って連結し、前記光学軸方向と垂直になる中心線Ｌ２を求める。
【００５３】
それから、中心線と中心垂直線とを合わせてレンズを設置する（ステップＳ５）。
【００５４】
詳細には、中心線Ｌ２と中心垂直線Ｌ１とを合わせて発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間にレンズ４を設置する。
【００５５】
前記実施形態の発光モジュールでは、中心垂直線Ｌ１がケーシング２内にあるので、このステップ５では、レンズ４は、実際に、ケーシング２内に入れる。また、この時、中心線Ｌ２と中心垂直線Ｌ１とが同一になるので、レンズ４の光学軸方向も図中のＺ軸方向と同一になる。
【００５６】
以下、前記発光モジュールを組み立てる方法を説明する。
【００５７】
図１０及び図１１もＺ軸方向から見た前記発光モジュールの部分分解斜視図であり、図９に加えて発光モジュールを組み立てる過程を示す説明図である。
【００５８】
まず、発光ユニット３の発光ダイオードアレイ３１をケーシング２内に開口２０、特にその中心位置と対面するように底面２３に設置する。
【００５９】
次に、支持枠２１と固定手段２１３、２１３とで、レンズ４を、一般のピックアンドプレース装置により、ケーシング２の開口２０から、その厚さＺ０の中心線Ｌ２が総光路ＴＣの中心垂直線Ｌ１と重なるようにケーシング２の発光ユニット３と開口２０との間に入れて固定する。
【００６０】
そして、順に支持枠２１に壁面２１２を、更にケーシング２にその取外し可能な面２２を取付けて発光モジュールを組み立て終える。
【００６１】
その上、この発光モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを前記結像手段の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲを空けるようにする。
【００６２】
続いて中心垂直線Ｌ１と中心線Ｌ２の位置、及び、それらが互いに重なること、をもチェックし調整する。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
叙上のように、本発明の光学的アラインメント方法により、発光モジュールを簡単に設計・構成し、発光モジュールの組立て及び光学機械への取付けを容易に行わせることができるので、設備コストを低く抑える上、自動化を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。
【図２】図１の発光モジュールの組立て済みの断面図。
【図３】発光ユニットの発光が所定の結像位置ＩＰへ投射する光路を示す模式図。
【図４Ａ】レンズと結像位置との一関係を示す図。
【図４Ｂ】図４Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図５Ａ】レンズと結像位置との他の関係を示す図。
【図５Ｂ】図５Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図６Ａ】本実施形態におけるレンズと結像位置との関係を示す図。
【図６Ｂ】図６Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図７】発光モジュールの光学的アラインメント方法の流れを示すフローチャート。
【図８】発光モジュールの組立て後の縦断面図である。
【図９】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１０】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１１】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１２】従来の発光モジュールの分解斜視図。
【図１３】従来の発光モジュールの組立て後の断面図。
【符号の説明】
【００６６】
２ ケーシング
２０ 開口
２１ 支持枠
２１０ 隙間
２１１、２１２ 壁面
２１３ 固定手段
２１３Ａ （固定手段の）端点
２１４、２１５ 長溝
２２ ケーシングの取外し可能な面
２３ 底面
３ 発光ユニット
３１ 発光ダイオードアレイ
４ レンズ
４１ レンズアレイ
４２、４３ （レンズの）端点
ＩＰ 結像位
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学的アラインメント方法に関し、特にプリンタ、複写機などの光学機器に使用される発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般、プリンタ、複写機などの光学機器では、感光ドラムに発光モジュールからの照射光によって画像データに応じた静電潜像が形成されてから、この静電潜像はトナーを有する現像手段によって現像されてトナー像となり、続いて用紙が供給され、前記感光ドラム上のトナー像が転写ローラにより用紙に転写されるという作動になっている。
【０００３】
前記発光モジュールの光源としては、小型、軽量、安価の利点を有するため、近年、発光素子として発光ダイオードが多く使用されるようになってきた。例を挙げると、図１２と図１３に示すように、その一側面に開口１２１が開けてあるケーシング１２と、複数個の発光ダイオードから排列してなる発光ダイオードアレイ１３１を有し、且つ前記発光ダイオードアレイ１３１がケーシング１２内に開口１２１と対面するように設置されている発光ユニット１３と、ケーシング１２の開口１２１内に設置されていて発光ユニット１３の発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置ＩＰ（例えば前記感光ドラム）へ投光するレンズ１４とを備えてなるものがある。
【０００４】
ところで、発光ユニット１３の発光が所定の結像位置ＩＰへ良好に投射すること、即ち鮮明な静電潜像が形成されることが光学機械の解像度に係わるため、従来から、発光ユニット１３とレンズ１４との間の相対位置の高精度な位置合わせを得るための光学的アラインメント方法が行われてきている。
【０００５】
前記光学的アラインメント方法の一例として、下記手順による、いわゆるアクティブ・アラインメントが挙げられる（特許文献１参照）。即ち、
１．ケーシング１２内の所定位置にある発光ユニット１３に駆動電圧を印加し発光させる。
２．所定の結像位置にある電荷結合素子（ＣＣＤ）を介して前記発光がレンズ１４により屈折させられて該電荷結合素子に投射したスポットサイズを観察しながら、スポットサイズが最適なものになるように、人工的にレンズ１４を図１におけるＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の３軸方向及びＸ軸回り、Ｙ軸回り、Ｚ軸回りの回転方向の３回転方向、全て６方向に微動させ位置を調整する。
３．スポットサイズが最適になった時、レンズ１４を当該位置に固定する。
【０００６】
しかしながら、前記従来の発光モジュールの光学的アラインメント方法においては、人力で試行錯誤を重ねてレンズに対する６方向に沿う位置調整を行う作業が長時間を要し、自動化し難いだけではなく、複雑な６軸位置調整装置と安定した高精度な載置ステージと前もって発光ユニットを駆動させるための別途の制御装置という設備も必要である欠点がある。
【特許文献１】特開２００３−３０７６５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、前記欠点に鑑みてなされたものであり、即ち、精度良く容易に行うことができ、設備コストを低く抑える上、自動化を可能とした発光モジュールの光学的アラインメント方法、それによる発光モジュールの構成、組立て方法及び光学機械への取付け方法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】
【０００８】
前記目的を達成するために、発明者は研究に研究を重ねた結果、まず、発光モジュールを、そのケーシング内の所定位置にある発光ユニットの発光をレンズにより屈折させて所定の方向に投光するようにさせる光学的アラインメント方法であって、前記発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、前記レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備える、発光モジュールの光学的アラインメント方法を提供する。
【０００９】
そして、本発明は、この光学的アラインメント方法により、発光モジュールを設計・構成したり、発光モジュールの組立て方法及び光学機械への取付け方法を提供する。
【００１０】
即ち、発光モジュールを設計・構成するために、前記第１工程は、まず前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記所定の結像位置と所定距離を有する参考点を決定することができる。
【００１１】
発光モジュールを構成するために、前記参考点の決定に引き続いて電荷結合素子で前記光点と前記参考点とを取ってから、総光路を計算することができる。
【００１２】
発光モジュールを設計・構成するために、また、前記第３工程は、電荷結合素子で前記両端点を取ってから、レンズの厚さを計算することができる。
【００１３】
発光モジュールを設計・構成するために、前記中心垂直線が前記ケーシング内にあるように、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さを決定する上、前記中心垂直線における前記ケーシング内の両端近くにある二点を前記参考点とすることができる。
【００１４】
発光モジュールを設計・構成するために、前記第３工程は、前記両端点を二対とし、それぞれによりレンズの厚さを計算し、そして、第４工程は前記二対の両端点によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、前記中心線を求めることができる。
【００１５】
そして、前記設計により、本発明は、その一側面に開口が開けてあるケーシングと、少なくとも一の発光素子からなり、且つ前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置されている発光ユニットと、前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に設置されていて前記発光ユニットの発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置へ投光するレンズとを備えてなる発光モジュールにおいて、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さが前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間の、総光路となる距離の半分より長くて、該総光路の中心垂直線が前記ケーシングの開口内にあり、また、前記レンズの厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっている発光モジュールを提供する。
【００１６】
前記中心垂直線と前記中心線の位置は、前記光学的アラインメント方法の対応部分により求められることができる。
【００１７】
前記レンズは、その光学軸の周りの少なくとも一部からそれを支持している支持枠を介して前記ケーシング内に設置されているのが好ましい。
【００１８】
本発明は、また、結像手段を有する光学機械に使用される発光モジュールであって、前記支持枠の、前記ケーシングの内壁に臨んでいる端面近くに前記ケーシングと連結になっている固定手段があり、この固定手段の所定位置が前記結像手段の結像位置と所定距離に設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となる発光モジュールを提供する。
【００１９】
前記支持枠は、その光学軸の周りから前記レンズを挟んでいる一対の壁面を有し、この一対の壁面のいずれにも前記レンズに外嵌となっている長溝が設けられているものが挙げられる。
【００２０】
前記一対の壁面中の一つが支持枠に取外し可能に取り付けられているものが好ましい。
【００２１】
前記ケーシングの、前記取外し可能な壁面と対応する面も、それに取外し可能に取り付けられているのが好ましい。
【００２２】
前記発光素子として、発光ダイオードが使用されているのが好ましい。
【００２３】
最後に、本発明は、前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、前記レンズを、前記ケーシングの開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含む発光モジュールの組立て方法を提供し、特に前記結像手段を有する光学機械に使用される発光モジューを組み立てる場合、前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、前記支持枠と前記固定手段とで、前記レンズを、前記ケーシングの開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含む組立て方法を提供する。
【００２４】
また、前記結像手段を有する光学機械に使用される発光モジューを、該モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、前記固定手段の前記所定位置を前記結像手段の結像位置と前記所定距離を空けるようにすることが好ましい。
【００２５】
前記固定手段の前記所定位置を参考点として前記光学的アラインメント方法の対応部分を行うこと、並びに、前記中心垂直線と前記中心線の位置、及び、それらが互いに重なることをもチェックし調整することが好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、発光モジュールを簡単に設計・構成し、発光モジュールの組立て及び光学機械への取付けを容易に行わせることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明の一実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図である。図２は、図１の発光モジュールの組立て済みの断面図である。図３は、発光ユニットの発光が所定の結像位置ＩＰへ投射する光路を示す模式図である。この発光モジュールは、一般のプリンタ、複写機などの光学機器に、結像手段の光源として使用されるものであって、主として、ケーシング２と、発光ユニット３と、レンズ４とを備えてなる。
【００２９】
ケーシング２は、その一長方形の側面が開口２０となっている長形箱体である。図中の座標におけるＺ軸は、開口２０を通してケーシング２の底面２３と垂直になるとともに、組立済みの発光ユニット３とレンズ４の光学軸方向にもなる方向を表し、Ｘ軸はＺ軸と垂直になるとともに、ケーシング２の長手方向にも沿う方向を表し、Ｙ軸はＺ軸とＸ軸と共に垂直になる上、ケーシング２の幅方向にも沿う方向を表す。
【００３０】
発光ユニット３は、ケーシング２の底面２３に、そのＸ軸方向に沿って複数個の発光ダイオードから排列してなる発光ダイオードアレイ３１が前記底面２３の中央位置になるように取り付けられている。
【００３１】
ケーシング（２）内の開口２０近くに支持枠２１が設けられている。該支持枠２１は、一対の壁面２１１、２１２からＹ軸方向に互いに合わさっていてその間に発光ダイオードアレイ３１を見せる隙間２１０が形成されている。壁面２１１の、ケーシング２の底面２３に臨んでいる両端面近くにケーシング２と連結になっている固定手段２１３、２１３があり、これらの固定手段２１３、２１３の所定位置が前記結像手段の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲに設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となる。
【００３２】
この実施形態では、壁面２１２は支持枠２１に取外し可能に取り付けられており、ケーシング２の、前記取外し可能な壁面２１２と対応する面２２もケーシング２に取外し可能に取り付けられている。また、一対の壁面２１１、２１２のいずれの内面にもＸ軸の方向に沿う長溝２１４、２１５が互いに対応するように設けられている。
【００３３】
レンズ４は、図３に示すように複数個の円柱形の屈折率分布型レンズ素子から排列してなるレンズアレイ４１を有し、且つ発光ユニット３の発光を屈折させ、その光学軸の方向（Ｚ軸方向）を基準として所定の結像位置ＩＰへ投光するように、その光学軸の周りから一対の壁面２１１、２１２に挟まれていて長溝２１４、２１５に外嵌されている。
【００３４】
レンズ４は、出射光の出射幅が入射光の入射幅と同じものである上、それが、発光ユニット３からレンズ４の入射面までの入射光の物体距離Ｌ０と、レンズ４の出射面から所定の結像位置ＩＰまでの出射光の像面距離Ｌ０′とが等しいように配置されている。
【００３５】
即ち、レンズ４の光学軸の方向にある厚さをＺ０とすると、発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間の、総光路ＴＣとなる距離は、Ｌ０＋Ｌ０′＋Ｚ０になり、つまりＴＣ＝２Ｌ０＋Ｚ０である。
【００３６】
また、前記の構成においては、ケーシング２の、発光ユニット３の投光方向（Ｚ軸方向）にある長さが発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間の、総光路ＴＣとなる距離の半分より長くて、該総光路ＴＣの中心垂直線がケーシング２の開口２０内にあり、また、レンズ４の厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっている。
【００３７】
光学機械の解像度、即ちその発光ユニットの発光が所定の結像位置へ良好に投射するかどうかの評価指標として、通常、変調伝達関数（Modulation Transfer Function；ＭＴＦ（％））が使用されている。ＭＴＦが高ければ高いほど、光学機械の解像度が良くなる。
【００３８】
図４Ａ、４Ｂ、５Ａ、５Ｂ、６Ａ、６Ｂを参照すると、ＭＴＦの特性が一層分かる。即ち、図４Ａ、４Ｂに示すようにレンズ４と結像位置ＩＰとの間の相対位置が変わると、または図５Ａ、５Ｂに示すようにレンズ４と発光ユニット３との間の相対位置が変わると、ＭＴＦが急に低減してしまうため、従来のアクティブ・アラインメントの方法において、人力で試行錯誤を重ねてレンズに対する６方向に沿う位置調整を行う作業が僅かな不注意でＭＴＦに悪い影響を及ぼす可能性が大である。ただし、この実施形態のように、レンズ４の厚さの中心線が総光路ＴＣの中心垂直線と重なると、図６Ａ、６Ｂに示すように、総光路ＴＣの所定程度の変化にもかかわらず、そのＭＴＦが良い値に安定的に確保される。
【００３９】
次に、前記発光モジュールを設計・構成するための光学的アラインメント方法の一例について説明する。図７は、前記発光モジュールの光学的アラインメント方法の流れを示すフローチャートである。図８は、前記発光モジュールの組立て済みの縦断面図である。図９は、Ｚ軸方向から見た前記発光モジュールの部分分解斜視図である。
【００４０】
図７〜図９を参照しつつ、該光学的アラインメント方法の工程を説明する。
【００４１】
まず、発光ダイオードアレイと所定の結像位置との間の総光路を求める（ステップＳ１）。
【００４２】
詳細には、発光ユニット３の発光ダイオードアレイ３１に２光点を取ってから、所定の結像位置ＩＰに照らして前記光点と該所定の結像位置ＩＰとの間の距離を求めて総光路ＴＣとする。
【００４３】
もっと詳細には、発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間に所定の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲを有する固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを参考点と決定し、そして電荷結合素子（ＣＣＤ・不図示）で前記２光点と前記参考点とを取ってから、前記２光点からの２の総光路ＴＣを計算する。
【００４４】
次に、前記距離中の中心垂直線を求める（ステップＳ２）。
【００４５】
詳細には、前記２の総光路ＴＣの半分の所にある点をそれぞれ取って連結し、前記距離中の中心垂直線Ｌ１を求める。
【００４６】
本実施形態の発光モジュールは、設計時に、すでに、中心垂直線Ｌ１がケーシング２内にあるように、ケーシング２の、発光ユニット３の投光方向（Ｚ軸方向）にある長さを決定する上、中心垂直線Ｌ１におけるケーシング２内の両端近くにある固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを前記参考点とした。
【００４７】
そして、レンズの厚さを決定する（ステップＳ３）。
【００４８】
詳細には、レンズ４の光学軸方向における両端点４２、４３を求めて厚さＺ０を決定する。
【００４９】
もっと詳細には、電荷結合素子でそれぞれレンズ４の光学軸方向と垂直になる方向にある両端にそれぞれその両側の光学軸方向にある二対の両端点４２、４３を取ってから、レンズ４のそれぞれの両端点４２、４３の間にある２の厚さＺ０を計算する。
【００５０】
更に、レンズの中心線を求める（ステップＳ４）。
【００５１】
詳細には、二対の両端点４２、４３によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、中心線Ｌ２を求める。
【００５２】
もっと詳細には、レンズ４の前記２の厚さＺ０の半分の所にある点を取って連結し、前記光学軸方向と垂直になる中心線Ｌ２を求める。
【００５３】
それから、中心線と中心垂直線とを合わせてレンズを設置する（ステップＳ５）。
【００５４】
詳細には、中心線Ｌ２と中心垂直線Ｌ１とを合わせて発光ユニット３と所定の結像位置ＩＰとの間にレンズ４を設置する。
【００５５】
前記実施形態の発光モジュールでは、中心垂直線Ｌ１がケーシング２内にあるので、このステップ５では、レンズ４は、実際に、ケーシング２内に入れる。また、この時、中心線Ｌ２と中心垂直線Ｌ１とが同一になるので、レンズ４の光学軸方向も図中のＺ軸方向と同一になる。
【００５６】
以下、前記発光モジュールを組み立てる方法を説明する。
【００５７】
図１０及び図１１もＺ軸方向から見た前記発光モジュールの部分分解斜視図であり、図９に加えて発光モジュールを組み立てる過程を示す説明図である。
【００５８】
まず、発光ユニット３の発光ダイオードアレイ３１をケーシング２内に開口２０、特にその中心位置と対面するように底面２３に設置する。
【００５９】
次に、支持枠２１と固定手段２１３、２１３とで、レンズ４を、一般のピックアンドプレース装置により、ケーシング２の開口２０から、その厚さＺ０の中心線Ｌ２が総光路ＴＣの中心垂直線Ｌ１と重なるようにケーシング２の発光ユニット３と開口２０との間に入れて固定する。
【００６０】
そして、順に支持枠２１に壁面２１２を、更にケーシング２にその取外し可能な面２２を取付けて発光モジュールを組み立て終える。
【００６１】
その上、この発光モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、固定手段２１３、２１３の端点２１３Ａ、２１３Ａを前記結像手段の結像位置ＩＰと所定距離ＺＰＲを空けるようにする。
【００６２】
続いて中心垂直線Ｌ１と中心線Ｌ２の位置、及び、それらが互いに重なること、をもチェックし調整する。
【００６３】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定して狭義に解釈されるものではなく、本発明の思想の範囲内において種々の変形や変更が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
叙上のように、本発明の光学的アラインメント方法により、発光モジュールを簡単に設計・構成し、発光モジュールの組立て及び光学機械への取付けを容易に行わせることができるので、設備コストを低く抑える上、自動化を可能とした。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の一実施形態に係る発光モジュールの分解斜視図。
【図２】図１の発光モジュールの組立て済みの断面図。
【図３】発光ユニットの発光が所定の結像位置ＩＰへ投射する光路を示す模式図。
【図４Ａ】レンズと結像位置との一関係を示す図。
【図４Ｂ】図４Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図５Ａ】レンズと結像位置との他の関係を示す図。
【図５Ｂ】図５Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図６Ａ】本実施形態におけるレンズと結像位置との関係を示す図。
【図６Ｂ】図６Ａの場合のＭＴＦの特性を示すグラフ。
【図７】発光モジュールの光学的アラインメント方法の流れを示すフローチャート。
【図８】発光モジュールの組立て後の縦断面図である。
【図９】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１０】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１１】Ｚ軸方向から見た発光モジュールの部分分解斜視図。
【図１２】従来の発光モジュールの分解斜視図。
【図１３】従来の発光モジュールの組立て後の断面図。
【符号の説明】
【００６６】
２ ケーシング
２０ 開口
２１ 支持枠
２１０ 隙間
２１１、２１２ 壁面
２１３ 固定手段
２１３Ａ （固定手段の）端点
２１４、２１５ 長溝
２２ ケーシングの取外し可能な面
２３ 底面
３ 発光ユニット
３１ 発光ダイオードアレイ
４ レンズ
４１ レンズアレイ
４２、４３ （レンズの）端点
ＩＰ 結像位
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光モジュールを、そのケーシング内の所定位置にある発光ユニットの発光をレンズにより屈折させて所定の方向に投光するようにさせる光学的アラインメント方法であって、
前記発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、
前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、
前記レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、
前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、
前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備えることを特徴とする、発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項２】
前記第１工程は、まず前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記所定の結像位置と所定距離を有する参考点を決定し、そして電荷結合素子で前記光点と前記参考点とを取ってから、総光路を計算することを特徴とする請求項１に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項３】
前記第３工程は、電荷結合素子で前記両端点を取ってから、レンズの厚さを計算することを特徴とする請求項１に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項４】
前記中心垂直線が前記ケーシング内にあるように、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さを決定する際に、前記中心垂直線における前記ケーシング内の両端近くにある二点を前記参考点とすることを特徴とする請求項２に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項５】
前記第３工程は、前記両端点を二対とし、それぞれによりレンズの厚さを計算し、そして、前記第４工程は、前記二対の両端点によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、前記中心線を求めることを特徴とする請求項３に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項６】
その一側面に開口が開けてあるケーシングと、
少なくとも一の発光素子からなり、且つ前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置されている発光ユニットと、
前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に設置されていて前記発光ユニットの発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置へ投光するレンズとを備えてなる発光モジュールにおいて、
前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さが前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間の、総光路となる距離の半分より長くて、該総光路の中心垂直線が前記ケーシングの前記開口内にあり、
また、前記レンズの厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
前記中心垂直線と前記中心線の位置が請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学的アラインメント方法により求められたことを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記レンズは、その光学軸の周りの少なくとも一部からそれを支持している支持枠を介して前記ケーシング内に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項９】
結像手段を有する光学機械に使用される発光モジュールであって、前記支持枠の、前記ケーシングの内壁に臨んでいる端面近くに前記ケーシングと連結になっている固定手段があり、この固定手段の所定位置が前記結像手段の結像位置と所定距離に設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となることを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記支持枠は、その光学軸の周りから前記レンズを挟んでいる一対の壁面を有し、この一対の壁面のいずれにも前記レンズに外嵌となっている長溝が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
【請求項１１】
前記一対の壁面中の一つが前記支持枠に取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の発光モジュール。
【請求項１２】
前記ケーシングの、前記取外し可能な壁面と対応する面も、それに取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
前記発光素子として、発光ダイオードが使用されていることを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項１４】
請求項６、７、８、１０、１１、１２、１３のいずれか一項に記載の発光モジュールを組み立てる方法であって、
前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、
前記レンズを、前記ケーシングの前記開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含むことを特徴とする発光モジュールを組立て方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の発光モジュールを組み立てる方法であって、
前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、
前記支持枠と前記固定手段とで、前記レンズを、前記ケーシングの前記開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含むことを特徴とする発光モジュールを組立て方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の発光モジュールを、該発光モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、前記固定手段の前記所定位置を前記結像手段の結像位置と前記所定距離を空けるようにすることを特徴とする、発光モジュールの光学機械への取り付け方法。
【請求項１７】
前記固定手段の前記所定位置を参考点として請求項２に記載の光学的アラインメント方法を行うことを特徴とする、請求項１６に記載の、発光モジュールの光学機械への取り付け方法。
【請求項１８】
前記中心垂直線と前記中心線の位置、及び、それらが互いに重なること、をもチェックし調整することを特徴とする、請求項１７に記載の発光モジュールの取り付け方法。
【請求項１】
発光モジュールを、そのケーシング内の所定位置にある発光ユニットの発光をレンズにより屈折させて所定の方向に投光するようにさせる光学的アラインメント方法であって、
前記発光ユニットの発光素子に光点を取ってから、所定の結像位置に照らして前記光点と前記所定の結像位置との間の距離を求めて総光路とする第１工程と、
前記総光路の半分を取って前記距離中の中心垂直線を求める第２工程と、
前記レンズの光学軸方向における両端点を求めて厚さを決定する第３工程と、
前記レンズに前記厚さの半分を取って前記光学軸方向と垂直になる中心線を求める第４工程と、
前記中心線と前記中心垂直線とを合わせて前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記レンズを設置する第５工程とを備えることを特徴とする、発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項２】
前記第１工程は、まず前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間に前記所定の結像位置と所定距離を有する参考点を決定し、そして電荷結合素子で前記光点と前記参考点とを取ってから、総光路を計算することを特徴とする請求項１に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項３】
前記第３工程は、電荷結合素子で前記両端点を取ってから、レンズの厚さを計算することを特徴とする請求項１に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項４】
前記中心垂直線が前記ケーシング内にあるように、前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さを決定する際に、前記中心垂直線における前記ケーシング内の両端近くにある二点を前記参考点とすることを特徴とする請求項２に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項５】
前記第３工程は、前記両端点を二対とし、それぞれによりレンズの厚さを計算し、そして、前記第４工程は、前記二対の両端点によって計算した厚さの中心点をそれぞれ取ってから連結し、前記中心線を求めることを特徴とする請求項３に記載の発光モジュールの光学的アラインメント方法。
【請求項６】
その一側面に開口が開けてあるケーシングと、
少なくとも一の発光素子からなり、且つ前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置されている発光ユニットと、
前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に設置されていて前記発光ユニットの発光を屈折させ、その光学軸の方向を基準として所定の結像位置へ投光するレンズとを備えてなる発光モジュールにおいて、
前記ケーシングの、前記発光ユニットの投光方向にある長さが前記発光ユニットと前記所定の結像位置との間の、総光路となる距離の半分より長くて、該総光路の中心垂直線が前記ケーシングの前記開口内にあり、
また、前記レンズの厚さの中心線が前記中心垂直線と重なっていることを特徴とする発光モジュール。
【請求項７】
前記中心垂直線と前記中心線の位置が請求項１乃至５のいずれか一項に記載の光学的アラインメント方法により求められたことを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項８】
前記レンズは、その光学軸の周りの少なくとも一部からそれを支持している支持枠を介して前記ケーシング内に設置されていることを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項９】
結像手段を有する光学機械に使用される発光モジュールであって、前記支持枠の、前記ケーシングの内壁に臨んでいる端面近くに前記ケーシングと連結になっている固定手段があり、この固定手段の所定位置が前記結像手段の結像位置と所定距離に設定されていてこの発光モジュールを前記光学機械に装入する際の参考点となることを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
【請求項１０】
前記支持枠は、その光学軸の周りから前記レンズを挟んでいる一対の壁面を有し、この一対の壁面のいずれにも前記レンズに外嵌となっている長溝が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の発光モジュール。
【請求項１１】
前記一対の壁面中の一つが前記支持枠に取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１０に記載の発光モジュール。
【請求項１２】
前記ケーシングの、前記取外し可能な壁面と対応する面も、それに取外し可能に取り付けられていることを特徴とする請求項１１に記載の発光モジュール。
【請求項１３】
前記発光素子として、発光ダイオードが使用されていることを特徴とする請求項６に記載の発光モジュール。
【請求項１４】
請求項６、７、８、１０、１１、１２、１３のいずれか一項に記載の発光モジュールを組み立てる方法であって、
前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、
前記レンズを、前記ケーシングの前記開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含むことを特徴とする発光モジュールを組立て方法。
【請求項１５】
請求項９に記載の発光モジュールを組み立てる方法であって、
前記発光ユニットを前記ケーシング内に前記開口と対面するように設置する発光ユニット設置工程と、
前記支持枠と前記固定手段とで、前記レンズを、前記ケーシングの前記開口から、その厚さの中心線が前記総光路の中心垂直線と重なるように前記ケーシングの前記発光ユニットと前記開口との間に入れて固定するレンズ設置工程とを含むことを特徴とする発光モジュールを組立て方法。
【請求項１６】
請求項９に記載の発光モジュールを、該発光モジュールをその結像手段の光源として使用する光学機械に取り付ける際、前記固定手段の前記所定位置を前記結像手段の結像位置と前記所定距離を空けるようにすることを特徴とする、発光モジュールの光学機械への取り付け方法。
【請求項１７】
前記固定手段の前記所定位置を参考点として請求項２に記載の光学的アラインメント方法を行うことを特徴とする、請求項１６に記載の、発光モジュールの光学機械への取り付け方法。
【請求項１８】
前記中心垂直線と前記中心線の位置、及び、それらが互いに重なること、をもチェックし調整することを特徴とする、請求項１７に記載の発光モジュールの取り付け方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４Ａ】
【図４Ｂ】
【図５Ａ】
【図５Ｂ】
【図６Ａ】
【図６Ｂ】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１２−１４５９５３（Ｐ２０１２−１４５９５３Ａ）
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−４１１９４（Ｐ２０１２−４１１９４）
【出願日】平成２４年２月２８日（２０１２．２．２８）
【分割の表示】特願２００７−２２０１０３（Ｐ２００７−２２０１０３）の分割
【原出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（５１１０１９４６５）環旭電子股▲分▼有限公司 (1)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ（ＳＨＡＮＧＨＡＩ）ＣＯ．，ＬＴＤ
【出願人】（５１１０１９４８７）環鴻科技股▲分▼有限公司 (4)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ ＧＬＯＢＡＬ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＣＯ．，ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月２日（２０１２．８．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年２月２８日（２０１２．２．２８）
【分割の表示】特願２００７−２２０１０３（Ｐ２００７−２２０１０３）の分割
【原出願日】平成１９年８月２７日（２００７．８．２７）
【出願人】（５１１０１９４６５）環旭電子股▲分▼有限公司 (1)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ（ＳＨＡＮＧＨＡＩ）ＣＯ．，ＬＴＤ
【出願人】（５１１０１９４８７）環鴻科技股▲分▼有限公司 (4)
【氏名又は名称原語表記】ＵＮＩＶＥＲＳＡＬ ＧＬＯＢＡＬ ＳＣＩＥＮＴＩＦＩＣ ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＣＯ．，ＬＴＤ
【Ｆターム（参考）】
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