JPH11204827A - Photo coupler - Google Patents
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- JPH11204827A JPH11204827A JP441098A JP441098A JPH11204827A JP H11204827 A JPH11204827 A JP H11204827A JP 441098 A JP441098 A JP 441098A JP 441098 A JP441098 A JP 441098A JP H11204827 A JPH11204827 A JP H11204827A
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- optical coupling
- coupling device
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- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、通過路上の被検出
物体の有無を無接点で検出する光結合装置(フォトイン
タラプタ)に関し、特に光結合装置の出射光用光学系及
び受光用光学系に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling device (photo interrupter) for detecting the presence or absence of an object to be detected on a passageway without contact, and more particularly to an optical system for emitting light and an optical system for receiving light of the optical coupling device. .
【0002】[0002]
【従来の技術】従来例の光結合装置50の構成図を図4
に、上面図を図5に示す。図4において、発光チップ5
1は、リードフレーム52にダイボンド、及びワイヤボ
ンドされ、透光性の樹脂(エポキシ樹脂等)によって1
次モールドされ、発光側単体デバイス53を形成してい
る。2. Description of the Related Art FIG.
The top view is shown in FIG. In FIG. 4, the light emitting chip 5
1 is die-bonded and wire-bonded to the lead frame 52, and 1 is made of a translucent resin (epoxy resin or the like).
Next, the light emitting side device 53 is formed.
【0003】受光チップ54は、リードフレーム55に
ダイボンド、及びワイヤボンドされ、透光性の樹脂(エ
ボキシ樹脂等)によって1次モールドされ、受光側単体
デバイス56を形成している。The light-receiving chip 54 is die-bonded and wire-bonded to a lead frame 55, and is first-molded with a light-transmitting resin (e.g., epoxy resin) to form a light-receiving-side single device 56.
【0004】発光側単体デバイス53と受光側単体デバ
イス56とは、並列に配置され、遮光性樹脂57にて一
体形成されることにより、反射型光結合装置が作製され
る。出射光用窓58と受光用窓59とが光の通路として
設けられる。The light emitting side device 53 and the light receiving side device 56 are arranged in parallel, and are integrally formed with a light shielding resin 57, thereby producing a reflection type optical coupling device. An outgoing light window 58 and a light receiving window 59 are provided as light paths.
【0005】発光チップ51の出射光は、発光側単体デ
バイス53に形成されたレンズ体53aにより集光さ
れ、出射光用窓58、被検知物通過路Xを介した後、プ
リズム体60で反射され、再び被検知物通過路Xを介し
て、受光用窓59、受光側単体デバイス56に形成され
たレンズ体56aを通過し、受光チップ54に入射する
検出系を構成している。また、出射光61は中心軸を通
る出射光であり、出射光62及び63は中心軸を外れた
出射光である。The light emitted from the light emitting chip 51 is condensed by a lens body 53a formed on the light emitting side single device 53, passes through an emission light window 58, an object passage X, and is reflected by a prism body 60. Then, the detection system passes through the detection object passageway X again, passes through the light receiving window 59, the lens body 56a formed in the light receiving side unit device 56, and enters the light receiving chip 54. The outgoing light 61 is an outgoing light passing through the central axis, and the outgoing lights 62 and 63 are outgoing light off the central axis.
【0006】図5において、50は光結合装置、52は
リードフレーム、53aは発光側単体デバイス53に形
成されたレンズ体、55はリードフレーム、56aは受
光側単体デバイス56に形成されたレンズ体、58は出
射光用窓、59は受光用窓、60はプリズム体、であ
る。出射光用窓の面積をSoとし、受光用窓の面積をS
iとする時、ほぼSo=Siなる関係にある。In FIG. 5, reference numeral 50 denotes an optical coupling device, reference numeral 52 denotes a lead frame, reference numeral 53a denotes a lens body formed on the light emitting side single device 53, reference numeral 55 denotes a lead frame, and reference numeral 56a denotes a lens body formed on the light receiving side single device 56. Reference numeral 58 denotes an emission light window, reference numeral 59 denotes a light reception window, and reference numeral 60 denotes a prism body. The area of the outgoing light window is represented by So, and the area of the light receiving window is represented by S.
When i is set, there is a relation of approximately So = Si.
【0007】図6は、液体残量の検出に適用された従来
例の光結合装置の構成図である。図6において、50は
光結合装置、51は発光チップ、52はリードフレー
ム、53aは発光側単体デバイス53に形成されたレン
ズ、54は受光チップ、55はリードフレーム、56a
は受光側単体デバイス56に形成されたレンズ体、58
は出射光用窓、59は受光用窓、64は液体Yを容れる
容器、65及び66は容器64の底面に形成されたプリ
ズム状の反射面、である。FIG. 6 is a configuration diagram of a conventional optical coupling device applied to detection of the remaining amount of liquid. 6, 50 is an optical coupling device, 51 is a light emitting chip, 52 is a lead frame, 53a is a lens formed on the light emitting side single device 53, 54 is a light receiving chip, 55 is a lead frame, and 56a
Denotes a lens body formed on the light-receiving-side single device 56;
Denotes an emission light window, 59 denotes a light reception window, 64 denotes a container for containing the liquid Y, and 65 and 66 denote prism-shaped reflecting surfaces formed on the bottom surface of the container 64.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
の光結合装置においては以下に示すような問題点があっ
た。図6において、発光チップ51の中心軸を通る出射
光61aはレンズ体53aを出射した後、反射面65に
当たり、反射光61bとなって、次の反射面66に当た
る。反射光61cは中心軸を通り、受光用窓59に入射
する。一方、中心軸を外れた出射光62aは反射面65
に当たり、反射光62bとなり、容器の次の反射面66
を外れてしまう。また、同様に、中心軸を外れた出射光
63aは反射面65に当たり、反射光63bとなり、容
器の次の反射面66に当たるが、その反射光は受光用窓
59を外れて、入射出来ない状態となる。そのため、容
器64の液体残量を正確に検出することが困難であり、
且つ、出射光が分散するため、反射光量が減少し、検出
感度の低下をもたらす結果となる。However, the conventional optical coupling device has the following problems. In FIG. 6, the outgoing light 61a passing through the central axis of the light emitting chip 51 exits the lens body 53a and then strikes the reflecting surface 65, becomes reflected light 61b, and hits the next reflecting surface 66. The reflected light 61c passes through the central axis and enters the light receiving window 59. On the other hand, the outgoing light 62a off the center axis is reflected by the reflecting surface 65.
And the reflected light 62b becomes the next reflected surface 66 of the container.
Will fall off. Similarly, the outgoing light 63a off the central axis strikes the reflecting surface 65 and becomes reflected light 63b, which impinges on the next reflecting surface 66 of the container, but the reflected light leaves the light receiving window 59 and cannot enter. Becomes Therefore, it is difficult to accurately detect the remaining amount of liquid in the container 64,
In addition, since the emitted light is dispersed, the amount of reflected light is reduced, resulting in a decrease in detection sensitivity.
【0009】また、プリズム体60、またはプリズム体
の機能を為す反射面65、66との位置関係を光結合装
置50に対して、正確に配置する必要があった。プリズ
ム体60や反射面65、66が可動体となる場合、特に
精度の高い位置関係、及び再現性の高い機構の設定が求
めらる。この結果、検出系の機構にかかるコストが高く
なっていた。In addition, the positional relationship between the prism body 60 or the reflecting surfaces 65 and 66 which function as the prism body must be accurately arranged with respect to the optical coupling device 50. In the case where the prism body 60 and the reflecting surfaces 65 and 66 are movable, it is necessary to set a highly accurate positional relationship and a mechanism with high reproducibility. As a result, the cost of the mechanism of the detection system has been increased.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の請求項1記載の
光結合装置は、基板またはリードフレームに実装された
発光チップを透光性樹脂にて1次モールドした出射光用
光学系を有する発光側単体デバイスと、基板またはリー
ドフレームに実装された受光チップを透光性樹脂にて1
次モールドした受光用光学系を有する受光側単体デバイ
スとを有し、該発光側単体デバイスと該受光側単体デバ
イスとを同一面側に並列に配設し、遮光性樹脂の2次モ
ールドにて一体形成されてなる遮光性樹脂体を有し、該
出射光用光学系は発光側単体デバイスからの出射光をほ
ぼ平行光束として出射する機能を有し、該受光用光学系
は該出射光の反射光を集光する機能を有することを特徴
とするものである。An optical coupling device according to a first aspect of the present invention has an optical system for emitting light in which a light emitting chip mounted on a substrate or a lead frame is primarily molded with a transparent resin. The light emitting side single device and the light receiving chip mounted on the substrate or lead frame are
A light receiving side single device having a light receiving optical system molded next, the light emitting side single device and the light receiving side single device are arranged in parallel on the same surface side, and a secondary mold of a light shielding resin is used. The light-emitting optical system has a function of emitting light emitted from the light-emitting-side single device as a substantially parallel light beam, and the light-receiving optical system has a function of emitting the light. It has a function of condensing reflected light.
【0011】また、本発明の請求項2記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスの出射光用光学系及び前記
受光側単体デバイスの受光用光学系は、モールド成形に
より構成されることを特徴とするものである。According to a second aspect of the present invention, in the optical coupling device, the outgoing light optical system of the light emitting side single device and the light receiving optical system of the light receiving side single device are formed by molding. It is a feature.
【0012】また、本発明の請求項3記載の光結合装置
は、前記遮光性樹脂体は出射光用窓と受光用窓とを有
し、出射光用窓の面積をS1とし、受光用窓の面積をS
2とする時、S1>S2なる関係にあることを特徴とす
るものである。According to a third aspect of the present invention, in the optical coupling device, the light-shielding resin body has an emission light window and a light reception window, the area of the emission light window is S1, and the light reception window is provided. The area of S
When 2, the relationship S1> S2 is satisfied.
【0013】また、本発明の請求項4記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスの出射光用光学系は、凸レ
ンズにより構成されることを特徴とするものである。Further, in the optical coupling device according to a fourth aspect of the present invention, the outgoing light optical system of the light emitting side single device is constituted by a convex lens.
【0014】また、本発明の請求項5記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスと前記受光側単体デバイス
の外形形状がほぼ同一の形状であることを特徴とするも
のである。The optical coupling device according to claim 5 of the present invention is characterized in that the light emitting side single device and the light receiving side single device have substantially the same outer shape.
【0015】また、本発明の請求項6記載の光結合装置
は、前記遮光性樹脂体は熱可塑性樹脂にて構成されるこ
とを特徴とするものである。In the optical coupling device according to a sixth aspect of the present invention, the light-shielding resin body is made of a thermoplastic resin.
【0016】さらに、本発明の請求項7記載の光結合装
置は、前記発光側単体デバイスからの出射光を反射して
前記受光側単体デバイスに導く光学手段として、プリズ
ム体を用いて反射型の検出系を構成することを特徴とす
るものである。Further, in the optical coupling device according to a seventh aspect of the present invention, as the optical means for reflecting the light emitted from the single device on the light emitting side and guiding it to the single device on the light receiving side, a reflection type using a prism body is used. It is characterized by constituting a detection system.
【0017】[0017]
【発明の実施の形態】図1乃至図3は本発明の一実施の
形態に関する光結合装置の図であり、図1(a)は略断
面図、図1(b)は上面図、図2は反射型の検出系を構
成する光結合装置の説明図、図3は液体残量の検出に適
用された本発明の光結合装置の構成図、である。1 to 3 are views showing an optical coupling device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 (a) is a schematic sectional view, FIG. 1 (b) is a top view, FIG. FIG. 3 is an explanatory diagram of an optical coupling device constituting a reflection type detection system, and FIG. 3 is a configuration diagram of an optical coupling device of the present invention applied to detection of the remaining amount of liquid.
【0018】本発明の図1において、発光チップ11
は、リードフレーム12にダイボンド、及びワイヤボン
ドされ、透光性の樹脂(エポキシ樹脂等の熱硬化性樹
脂)によって1次モールドされ、発光側単体デバイス1
3を形成している。In FIG. 1 of the present invention, the light emitting chip 11
Are die-bonded and wire-bonded to the lead frame 12, are primarily molded with a translucent resin (a thermosetting resin such as an epoxy resin), and the light-emitting-side single device 1
3 is formed.
【0019】受光チップ14は、リードフレーム15に
ダイボンド、及びワイヤボンドされ、透光性の樹脂(エ
ボキシ樹脂等の熱硬化性樹脂)によって1次モールドさ
れ、受光側単体デバイス16を形成している。The light-receiving chip 14 is die-bonded and wire-bonded to the lead frame 15 and is primarily molded with a light-transmitting resin (a thermosetting resin such as an epoxy resin) to form a light-receiving-side single device 16. .
【0020】発光側単体デバイス13と受光側単体デバ
イス16とは、並列に配置され、遮光性樹脂の2次モー
ルドにて一体形成されてなる遮光性樹脂体17に外装さ
れ、反射型光結合装置10が作製される。出射光用窓1
8と受光用窓19とが光の通路として遮光性樹脂体17
に設けられる。The light emitting side single device 13 and the light receiving side single device 16 are arranged in parallel, are packaged in a light shielding resin body 17 integrally formed by a secondary mold of the light shielding resin, and are provided with a reflection type optical coupling device. 10 are produced. Outgoing light window 1
8 and the light receiving window 19 serve as a light passage
Is provided.
【0021】本発明の上面図である図1(b)におい
て、10は光結合装置、12はリードフレーム、13a
は発光側単体デバイス13に形成されたレンズ体(凸レ
ンズ)、15はリードフレーム、16aは受光側単体デ
バイス16に形成されたレンズ体(凸レンズ)、18は
出射光用窓、19は受光用窓、20はプリズム体、であ
る。図1(b)に示されるように、出射光用窓の面積を
S1、受光用窓の面積をS2とする時、S1>S2なる
関係にある。In FIG. 1B, which is a top view of the present invention, 10 is an optical coupling device, 12 is a lead frame, and 13a
Is a lens body (convex lens) formed on the light emitting side single device 13, 15 is a lead frame, 16a is a lens body (convex lens) formed on the light receiving side single device 16, 18 is an emission light window, 19 is a light reception window , 20 are prism bodies. As shown in FIG. 1B, when the area of the exit light window is S1 and the area of the light reception window is S2, the relationship is S1> S2.
【0022】図1及び図2において、発光側単体デバイ
ス13及び受光側単体デバイス16の製造方法は、金型
を用いたインジェクションモールド法や、トランスファ
ーモールド法や、流し込み法等が用いられる。発光側単
体デバイス13及び受光側単体デバイス16の光学系を
ほぼ同じ光学系となし、発光チップまたは受光チップを
光学的に等価な位置関係にすれば、同じ金型を用いて、
発光側単体デバイス13及び受光側単体デバイス16を
製作することができ、発光側単体デバイスと受光側単体
デバイスの外形形状はほぼ同一の外形形状とすることが
出来る。また、モールド樹脂を同一の樹脂を用いること
が出来る。その結果、製造方法及び製造コストの低減、
製品の標準化、大量生産化への対応、を図ることが出来
る。この時、発光側単体デバイスと受光側単体デバイス
とを識別するため、薄い透光性の着色を施すことも可能
であり、または、外形の一部に識別用のマークを施すこ
とも可能である。1 and 2, the light emitting side single device 13 and the light receiving side single device 16 are manufactured by an injection molding method using a mold, a transfer molding method, a casting method, or the like. If the optical system of the light emitting side single device 13 and the light receiving side single device 16 is made substantially the same optical system, and the light emitting chip or the light receiving chip has an optically equivalent positional relationship, the same mold is used.
The light emitting side single device 13 and the light receiving side single device 16 can be manufactured, and the light emitting side single device and the light receiving side single device can have substantially the same outer shape. Further, the same resin can be used as the mold resin. As a result, manufacturing methods and manufacturing costs are reduced,
It can standardize products and respond to mass production. At this time, in order to distinguish the light emitting side single device and the light receiving side single device, it is possible to apply a thin translucent coloring, or it is also possible to provide an identification mark on a part of the outer shape. .
【0023】図1及び図2において、本発明の光結合装
置の外形サイズの一例は、縦×横×高さ=(3〜6m
m)×(7〜10mm)×(3〜6mm)程度であり、
出射光用窓18の直径は、1.1〜1.8mmφ程度、
受光用窓19の直径は0.7〜1.0mmφ程度であ
る。In FIG. 1 and FIG. 2, an example of the external size of the optical coupling device of the present invention is as follows: length × width × height = (3 to 6 m
m) × (7 to 10 mm) × (3 to 6 mm),
The diameter of the emission light window 18 is about 1.1 to 1.8 mmφ,
The diameter of the light receiving window 19 is about 0.7 to 1.0 mmφ.
【0024】また、図1及び図2において、発光チップ
11及び受光チップ14は、リードフレーム12、15
にダイボンド、及びワイヤボンドされているが、リード
フレーム12、15の代わりに、セラミックスや樹脂か
らなる基板を用いることも出来る。In FIG. 1 and FIG. 2, the light emitting chip 11 and the light receiving chip 14 are
However, instead of the lead frames 12 and 15, a substrate made of ceramics or resin can be used.
【0025】さらに、図1及び図2において、前記遮光
性樹脂体17の樹脂として、熱可塑性の樹脂が用いられ
る。例えば、ポリフエニレンサルフアイド(PPS)、
ポリカーボネイト(PC)、ポリブチレンテレフタレー
ト(PBT)、結晶性ポリマー、非晶性ポリマー、ある
いは液晶ポリマー等の熱可塑性樹脂のうち一種類または
これらの混合物が用いられ、インジエクシヨンモールド
法やトランスファーモールド法などが用いられる。ここ
で熱可塑性樹脂を用いるのは、樹脂成形温度が低い特性
を有し、且つ、その外形形状を精確に保つことができる
ためであり、後述の出射光用窓の形状や面積、受光用窓
の形状や面積、を設計通りの値に製造することが出来る
ためである。Further, in FIGS. 1 and 2, a thermoplastic resin is used as the resin of the light-shielding resin body 17. For example, polyphenylene sulfide (PPS),
One of thermoplastic resins such as polycarbonate (PC), polybutylene terephthalate (PBT), crystalline polymer, amorphous polymer, and liquid crystal polymer or a mixture thereof is used, and an indie molding method or a transfer molding method is used. Are used. The reason why the thermoplastic resin is used is that the resin molding temperature is low and the external shape can be accurately maintained. This is because the shape and area can be manufactured to the designed values.
【0026】図2は、反射型の検出系を構成する光結合
装置の説明図である。図2において、発光チップ11の
出射光は、発光側単体デバイス13に形成されたレンズ
体(出射光用光学系)13aにより平行光化され、出射
光用窓18より出射され、平行光束として、プリズム体
20に入射する。プリズム体20内で反射された光束
は、受光用窓19を介して、受光側単体デバイス16に
形成されたレンズ体(受光用光学系)16aにより集光
され、受光チップ14に入射する。FIG. 2 is an explanatory view of an optical coupling device constituting a reflection type detection system. In FIG. 2, the light emitted from the light emitting chip 11 is collimated by a lens body (optical system for emitted light) 13a formed on the light emitting side single device 13, and is emitted from the window 18 for emitted light. The light enters the prism body 20. The light beam reflected in the prism body 20 is condensed by a lens body (light receiving optical system) 16 a formed on the light receiving side unit device 16 via the light receiving window 19 and enters the light receiving chip 14.
【0027】この時、プリズム体20内で反射された出
射光21の光束径は、受光用窓19の径より広くなるた
め、発光側単体デバイス13とプリズム体20との相対
位置関係に多少のズレが生じても、高い入射光量を得る
ことが容易となる。本発明においては、出射光用窓の面
積をS1、受光用窓の面積をS2とする時、S1>S2
なる関係にある。At this time, since the light beam diameter of the outgoing light 21 reflected in the prism body 20 is larger than the diameter of the light receiving window 19, the relative positional relationship between the light emitting side device 13 and the prism body 20 is slightly Even if the displacement occurs, it is easy to obtain a high incident light amount. In the present invention, when the area of the emission light window is S1 and the area of the light reception window is S2, S1> S2
In a relationship.
【0028】図3は液体残量の検出に適用された本発明
の光結合装置の構成図である。図3において、10は光
結合装置、12はリードフレーム、13aは発光側単体
デバイス13に形成されたレンズ体、15はリードフレ
ーム、16aは受光側単体デバイス16に形成されたレ
ンズ体、18は出射光用窓、19は受光用窓、24は液
体Yを容れる容器、25及び26は容器24の底面に形
成されたプリズム状の反射面、である。FIG. 3 is a block diagram of the optical coupling device of the present invention applied to the detection of the remaining amount of liquid. 3, reference numeral 10 denotes an optical coupling device, reference numeral 12 denotes a lead frame, reference numeral 13a denotes a lens body formed on the light emitting side single device 13, reference numeral 15 denotes a lead frame, reference numeral 16a denotes a lens body formed on the light receiving side single device 16, and reference numeral 18 denotes a lens body. An emission light window, 19 is a light reception window, 24 is a container for holding the liquid Y, and 25 and 26 are prism-shaped reflection surfaces formed on the bottom surface of the container 24.
【0029】中心軸を通る出射光30aはレンズ体(出
射光用光学系)13aを出射した後、出射光用窓18を
通り、反射面25に入射し、反射光30bとなって、次
の反射面26に入射する。反射光30cは中心軸を通
り、受光用窓19に入射し、レンズ体(受光用光学系)
16aにより集光され、受光チップ14に入射する。一
方、中心軸を外れた出射光31aはレンズ体13aを出
射した後、出射光用窓18を通り、反射面25に入射
し、反射光31bとなり、容器の次の反射面26に入射
する。反射光31cは受光用窓19に入射し、レンズ体
(受光用光学系)16aにより集光され、受光チップ1
4に入射する。また、中心軸を外れた出射光32も、同
様に、反射面25、26に入射し、受光チップ14に入
射する。The outgoing light 30a passing through the central axis exits the lens body (optical system for outgoing light) 13a, passes through the outgoing light window 18, enters the reflection surface 25, becomes reflected light 30b, and becomes the next reflected light 30b. The light enters the reflection surface 26. The reflected light 30c passes through the central axis, enters the light receiving window 19, and is formed into a lens body (light receiving optical system).
The light is condensed by 16 a and is incident on the light receiving chip 14. On the other hand, the outgoing light 31a off the central axis exits the lens body 13a, passes through the outgoing light window 18, enters the reflecting surface 25, becomes reflected light 31b, and enters the next reflecting surface 26 of the container. The reflected light 31c enters the light receiving window 19, is collected by the lens body (light receiving optical system) 16a, and is
4 is incident. Similarly, the outgoing light 32 off the central axis also enters the reflection surfaces 25 and 26 and enters the light receiving chip 14.
【0030】出射光用光学系の平行光束の一例について
述べると、光結合装置10と液体Yを容れる容器24の
底面に形成されたプリズム状の25及び26との距離は
約15〜50mm程度であり、従って、その2倍である
長さ30〜100mm程度の距離において、出射光はほ
とんど広がらない程度(1.0〜1.5倍程度の広が
り)の平行光束となるように出射光用光学系は設計され
ている。A description will be given of an example of a parallel light beam of the optical system for emitted light. The distance between the optical coupling device 10 and the prisms 25 and 26 formed on the bottom surface of the container 24 containing the liquid Y is about 15 to 50 mm. Therefore, at a distance of about 30 to 100 mm, which is twice as long as that, the emitted light optics are such that the emitted light becomes a parallel light flux that hardly spreads (spreads about 1.0 to 1.5 times). The system is designed.
【0031】このように、出射光用光学系を発光側単体
デバイスからの出射光をほぼ平行光束として出射する機
能に設計することにより、被検出体である液体Yを容れ
る容器24またはプリズム体20と光結合装置10との
との相対位置関係に多少のズレが生じても、精度の高い
検出を得ることが容易となる。特に、プリズム体20や
反射面25、26が可動体となる場合も、出射光がほぼ
平行光束であるため、精度の高い検出を得ることが出来
る。As described above, the optical system for emitting light is designed to emit the light emitted from the single device on the light emitting side as a substantially parallel light beam, so that the container 24 or the prism body 20 containing the liquid Y as the object to be detected. Even if the relative positional relationship between the optical coupling device 10 and the optical coupling device 10 is slightly shifted, it is easy to obtain highly accurate detection. In particular, even when the prism body 20 and the reflecting surfaces 25 and 26 are movable bodies, highly accurate detection can be obtained because the emitted light is substantially a parallel light beam.
【0032】[0032]
【発明の効果】以上のように、本発明の請求項1記載の
光結合装置によれば、基板またはリードフレームに実装
された発光チップを透光性樹脂にて1次モールドした出
射光用光学系を有する発光側単体デバイスと、基板また
はリードフレームに実装された受光チップを透光性樹脂
にて1次モールドした受光用光学系を有する受光側単体
デバイスとを有し、該発光側単体デバイスと該受光側単
体デバイスとを同一面側に並列に配設し、遮光性樹脂の
2次モールドにて一体形成されてなる遮光性樹脂体を有
し、該出射光用光学系は発光側単体デバイスからの出射
光をほぼ平行光束として出射する機能を有し、該受光用
光学系は該出射光の反射光を集光する機能を有すること
を特徴とするものである。従って、請求項1記載の発明
によれば、遮光性樹脂体成形金型による共通の筺体内で
の位置決めがなされるため、発光側単体デバイスと受光
側単体デバイスとの相対位置精度が高いものが得られ、
且つ、平行光束化により、反射型光結合装置として、焦
点距離の変動に対しても、従来構造品よりも高い出力を
得ることが出来る。As described above, according to the optical coupling device of the first aspect of the present invention, a light emitting chip mounted on a substrate or a lead frame is first-molded with a light-transmitting resin to obtain an optical output light. A light-emitting-side single device having a light-receiving side device having a light-receiving optical system in which a light-receiving chip mounted on a substrate or a lead frame is primarily molded with a light-transmitting resin. And the light-receiving side single device are arranged in parallel on the same surface side, and have a light-shielding resin body integrally formed by a secondary mold of the light-shielding resin. It has a function of emitting light emitted from the device as a substantially parallel light beam, and the light receiving optical system has a function of condensing reflected light of the emitted light. Therefore, according to the first aspect of the present invention, since the positioning in the common housing is performed by the light-shielding resin body molding die, a device having a high relative positional accuracy between the light-emitting unit and the light-receiving unit can be used. Obtained
In addition, by forming a parallel light beam, a higher output can be obtained as a reflection type optical coupling device than a conventional structure even with respect to a change in focal length.
【0033】また、本発明の請求項2記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスの出射光用光学系及び前記
受光側単体デバイスの受光用光学系は、モールド成形に
より構成されることを特徴とするものである。従って、
請求項2記載の発明によれば、発光チップ、受光チップ
のパッケージである発光側単体デバイス及び受光側単体
デバイスそれ自体がレンズ特性(光学系)を有するた
め、構成部材点数の低減や、コストダウンに有効であ
り、また同時に、部材点数の低減により、機械的な累積
誤差を少なくすることが出来る。In the optical coupling device according to a second aspect of the present invention, the outgoing light optical system of the light emitting side single device and the light receiving optical system of the light receiving side single device are formed by molding. It is a feature. Therefore,
According to the second aspect of the present invention, the light emitting chip and the light receiving chip, which are packages of the light emitting chip and the light receiving chip, themselves have lens characteristics (optical system), thereby reducing the number of constituent members and cost. At the same time, and at the same time, by reducing the number of members, the accumulated mechanical error can be reduced.
【0034】また、本発明の請求項3記載の光結合装置
は、前記遮光性樹脂体は出射光用窓と受光用窓とを有
し、出射光用窓の面積をS1とし、受光用窓の面積をS
2とする時、S1>S2なる関係にあることを特徴とす
るものである。従って、請求項3記載の発明によれば、
面積差異分だけ、光結合装置と反射系(プリズム)との
位置関係に余裕度が得られ、検出系の組み合わせに高度
な精度を必要としなくなる。Further, in the optical coupling device according to a third aspect of the present invention, the light-shielding resin body has an emission light window and a light reception window, the area of the emission light window is S1, and the light reception window is provided. The area of S
When 2, the relationship S1> S2 is satisfied. Therefore, according to the third aspect of the present invention,
A margin is obtained in the positional relationship between the optical coupling device and the reflection system (prism) by the area difference, so that the combination of the detection systems does not require a high degree of accuracy.
【0035】また、本発明の請求項4記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスの出射光用光学系は、凸レ
ンズにより構成されることを特徴とするものである。従
って、請求項4記載の発明によれば、光学系の設計が容
易となり、パッケージモールドによるレンズ系の形成が
可能となる。The optical coupling device according to a fourth aspect of the present invention is characterized in that the optical system for emitting light of the single device on the light emitting side is constituted by a convex lens. Therefore, according to the fourth aspect of the invention, the design of the optical system is facilitated, and the lens system can be formed by package molding.
【0036】また、本発明の請求項5記載の光結合装置
は、前記発光側単体デバイスと前記受光側単体デバイス
の外形形状がほぼ同一の形状であることを特徴とするも
のである。従って、請求項5記載の発明によれば、製造
方法及び製造コストの低減、製品の標準化、大量生産化
への対応が可能となる。The optical coupling device according to a fifth aspect of the present invention is characterized in that the light emitting side single device and the light receiving side single device have substantially the same outer shape. Therefore, according to the fifth aspect of the present invention, it is possible to reduce the manufacturing method and manufacturing cost, standardize products, and cope with mass production.
【0037】また、本発明の請求項6記載の光結合装置
は、前記遮光性樹脂体は熱可塑性樹脂にて構成されるこ
とを特徴とするものである。従って、請求項6記載の発
明によれば、樹脂成形温度を低くし、単体デバイスに対
する熱的ストレスの低減や、又、外形形状を精確に保つ
ことが出来る。In the optical coupling device according to a sixth aspect of the present invention, the light-shielding resin body is made of a thermoplastic resin. Therefore, according to the invention of claim 6, it is possible to lower the resin molding temperature, reduce the thermal stress on the single device, and accurately maintain the external shape.
【0038】さらに、本発明の請求項7記載の光結合装
置は、前記発光側単体デバイスからの出射光を反射して
前記受光側単体デバイスに導く光学手段として、プリズ
ム体を用いて反射型の検出系を構成することを特徴とす
るものである。従って、請求項7記載の発明によれば、
検出系としては、プリズムと光結合装置間で光路が形成
されるため、正反射光として、出力が大きく得られる。
又、前記のプリズムと光結合装置間は空間となるため、
反射型の検出系を構成する光結合装置の適用において、
プリズムと光結合装置間での相対配置に自由度が高い。Further, in the optical coupling device according to a seventh aspect of the present invention, as the optical means for reflecting the light emitted from the light emitting side single device and guiding the light to the light receiving side single device, a reflection type using a prism body is used. It is characterized by constituting a detection system. Therefore, according to the invention described in claim 7,
As the detection system, an optical path is formed between the prism and the optical coupling device, so that a large output can be obtained as specularly reflected light.
Also, since there is a space between the prism and the optical coupling device,
In the application of the optical coupling device constituting the reflection type detection system,
High degree of freedom in relative arrangement between the prism and the optical coupling device.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図1】本発明の一実施の形態よりなる光結合装置の図
であり、(a)は略断面図、(b)は上面図、である。FIG. 1 is a diagram of an optical coupling device according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a schematic cross-sectional view and (b) is a top view.
【図2】本発明の一実施の形態よりなる光結合装置とプ
リズム体と組み合わせて、反射型の検出系を構成する光
結合装置の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of an optical coupling device that constitutes a reflection type detection system by combining the optical coupling device according to an embodiment of the present invention with a prism body.
【図3】本発明の一実施の形態よりなる光結合装置を液
体残量の検出に適用した場合の構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram when an optical coupling device according to an embodiment of the present invention is applied to detection of a remaining amount of liquid.
【図4】従来例の光結合装置の構成図である。FIG. 4 is a configuration diagram of a conventional optical coupling device.
【図5】従来例の光結合装置の上面図である。FIG. 5 is a top view of a conventional optical coupling device.
【図6】従来例の光結合装置を液体残量の検出に適用し
た場合の構成図である。FIG. 6 is a configuration diagram when a conventional optical coupling device is applied to detection of a remaining amount of liquid.
10 光結合装置 11 発光チップ 12 リードフレーム 13 発光側単体デバイス 13a 発光側単体デバイス13に形成されたレンズ体
(出射光用光学系) 14 受光チップ 15 リードフレーム 16 受光側単体デバイス 16a 受光側単体デバイス16に形成されたレンズ体
(受光用光学系) 17 遮光性樹脂体 18 出射光用窓 19 受光用窓 20 プリズム体 21 出射光 24 被検出体である液体Yを容れる容器 25 容器24の底面に形成されたプリズム状の反射
面 26 容器24の底面に形成されたプリズム状の反射
面 30 中心軸を通る出射光 31 中心軸を外れた出射光 32 中心軸を外れた出射光 S1 出射光用窓の面積 S2 受光用窓の面積DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Optical coupling device 11 Light emitting chip 12 Lead frame 13 Light emitting side single device 13a Lens body (optical system for emitting light) formed on light emitting side single device 13 14 Light receiving chip 15 Lead frame 16 Light receiving side single device 16a Light receiving side single device 16 Lens body (light receiving optical system) 17 Light shielding resin body 18 Outgoing light window 19 Light receiving window 20 Prism body 21 Outgoing light 24 Container for containing liquid Y to be detected 25 On bottom of container 24 The formed prism-shaped reflecting surface 26 The prism-shaped reflecting surface formed on the bottom surface of the container 24 30 Emitted light passing through the central axis 31 Emitted light off the central axis 32 Emitted light off the central axis S1 Emitted light window Area of S2 Area of light receiving window
Claims (7)
発光チップを透光性樹脂にて1次モールドした出射光用
光学系を有する発光側単体デバイスと、基板またはリー
ドフレームに実装された受光チップを透光性樹脂にて1
次モールドした受光用光学系を有する受光側単体デバイ
スとを有し、該発光側単体デバイスと該受光側単体デバ
イスとを同一面側に並列に配設し、遮光性樹脂の2次モ
ールドにて一体形成されてなる遮光性樹脂体を有し、該
出射光用光学系は発光側単体デバイスからの出射光をほ
ぼ平行光束として出射する機能を有し、該受光用光学系
は該出射光の反射光を集光する機能を有するものである
ことを特徴とする光結合装置。A light emitting chip mounted on a substrate or a lead frame; and a light emitting side single device having an optical system for emitting light, in which a light emitting chip mounted on a substrate or a lead frame is primarily molded with a transparent resin. 1 with translucent resin
A light receiving side single device having a light receiving optical system molded next, the light emitting side single device and the light receiving side single device are arranged in parallel on the same surface side, and a secondary mold of a light shielding resin is used. The light-emitting optical system has a function of emitting light emitted from the light-emitting-side single device as a substantially parallel light beam, and the light-receiving optical system has a function of emitting the light. An optical coupling device having a function of condensing reflected light.
記発光側単体デバイスの出射光用光学系及び前記受光側
単体デバイスの受光用光学系は、モールド成形により構
成されることを特徴とする光結合装置。2. The optical coupling device according to claim 1, wherein the optical system for emitting light of the single device on the light emitting side and the optical system for light receiving of the single device on the light receiving side are formed by molding. Optical coupling device.
記遮光性樹脂体は出射光用窓と受光用窓とを有し、出射
光用窓の面積をS1とし、受光用窓の面積をS2とする
時、S1>S2なる関係にあることを特徴とする光結合
装置。3. The optical coupling device according to claim 1, wherein the light-shielding resin body has an emission light window and a light reception window, the area of the emission light window is S1, and the area of the light reception window is S1. An optical coupling device, wherein when S2, S1> S2.
記発光側単体デバイスの出射光用光学系は、凸レンズに
より構成されることを特徴とする光結合装置。4. The optical coupling device according to claim 1, wherein the optical system for emitting light of the single device on the light emitting side comprises a convex lens.
記発光側単体デバイスと前記受光側単体デバイスの外形
形状がほぼ同一の形状であることを特徴とする光結合装
置。5. The optical coupling device according to claim 1, wherein the light emitting side device and the light receiving side device have substantially the same outer shape.
記遮光性樹脂体は熱可塑性樹脂にて構成されることを特
徴とする光結合装置。6. The optical coupling device according to claim 1, wherein the light shielding resin body is made of a thermoplastic resin.
記発光側単体デバイスからの出射光を反射して前記受光
側単体デバイスに導く光学手段として、プリズム体を用
いて反射型の検出系を構成することを特徴とする光結合
装置。7. The optical coupling device according to claim 1, wherein a reflection type detection system using a prism body is used as an optical unit that reflects light emitted from the light emitting side single device and guides the light to the light receiving side single device. An optical coupling device, comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP441098A JPH11204827A (en) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | Photo coupler |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP441098A JPH11204827A (en) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | Photo coupler |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH11204827A true JPH11204827A (en) | 1999-07-30 |
Family
ID=11583553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP441098A Pending JPH11204827A (en) | 1998-01-13 | 1998-01-13 | Photo coupler |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH11204827A (en) |
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-
1998
- 1998-01-13 JP JP441098A patent/JPH11204827A/en active Pending
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