JP2008270264A - フォトインタラプタ - Google Patents

Abstract

【課題】 誤認識を防止するとともに、容易に組み込み可能なフォトインタラプタを提供すること。
【解決手段】 発光モジュール１Ａと、受光モジュール１Ｂと、を備えており、発光モジュール１Ａからの光が受光モジュール１Ｂによって受光可能に構成されている、フォトインタラプタＡ１であって、出射部４ａを露出させるように透光樹脂を覆う発光側封止樹脂５Ａと、入射部４Ｂａを露出させるように透光樹脂を覆う受光側封止樹脂５Ｂと、発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂの端子２Ａａ，２Ｂａが差し込まれた状態で発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂを支持しており、かつ端子２Ａａ，２Ｂａに導通するコネクタ６ａを備えるベース６と、をさらに備えている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、発光モジュールおよび受光モジュールを内蔵したフォトインタラプタに関する。

フォトインタラプタは、内蔵された発光モジュールから受光モジュールまでの光路を遮る物体の有無を検出するセンサとして、多くの電子機器などに用いられている。図４は、従来のフォトインタラプタの一例を示している（たとえば、特許文献１参照）。同図に示されたフォトインタラプタＸは、発光モジュール９１Ａ、受光モジュール９１Ｂが互いに正対する姿勢でケース９５に内蔵された構成とされている。発光モジュール９１Ａは、リード９２Ａに搭載された発光素子９３Ａを有している。発光素子９３Ａからの光は、透光樹脂９４Ａの出射部９４Ａａから受光モジュール９１Ｂへと向かう。受光モジュール９１Ｂは、リード９２Ｂに搭載された受光素子９３Ｂを備えている。発光モジュール９１Ａからの光は、透光樹脂９４Ｂの入射部９４Ｂａから入射し、受光素子９３Ｂに到達する。発光モジュール９１Ａから光を出射させた状態において、受光モジュール９１Ｂの受光状態を監視することにより、発光モジュール９１Ａから受光モジュール９１Ｂまでの光路に物体Ｓが存在するか否かを判断することができる。フォトインタラプタＸは、ケース９５に形成された爪部９５ａによって、電子機器の回路基板や筐体などに取り付けられる。発光モジュール９１Ａ、受光モジュール９１Ｂから延びる端子９２Ａａ，９２Ｂａは、ハンダ付けなどの手法により、回路基板に接続される。

しかしながら、全体が箱状とされたケース９５と発光モジュール９１Ａおよび受光モジュール９１Ｂとの間には、多くの隙間が存在する。たとえば、ケース９５の下方から進入した光が受光モジュール９１Ｂに到達すると、物体Ｓがある状態であっても物体Ｓがないと誤認識してしまうという問題があった。また、端子９２Ａａ，９２Ｂａをハンダ付けによって接続することが強いられるため、フォトインタラプタＸの組み込み作業は必ずしも容易なものではなかった。

特開２００１−１４４３２０号公報

本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、誤認識を防止するとともに、容易に組み込み可能なフォトインタラプタを提供することをその課題とする。

本発明によって提供されるフォトインタラプタは、リードに搭載された発光素子、およびこの発光素子を覆う透光樹脂を有する発光モジュールと、リードに搭載された受光素子、およびこの受光素子を覆う透光樹脂を有する受光モジュールと、を備えており、上記発光モジュールからの光が上記受光モジュールによって受光可能に構成されている、フォトインタラプタであって、上記発光モジュールの上記透光樹脂のうち上記発光素子からの光を透過させる部分を露出させるように上記発光モジュールの上記透光樹脂を覆う発光側封止樹脂と、上記受光モジュールの上記透光樹脂のうち上記発光モジュールからの光を透過させる部分を露出させるように上記受光モジュールの上記透光樹脂を覆う受光側封止樹脂と、上記発光モジュールおよび上記受光モジュールの上記リードが差し込まれた状態で上記発光モジュールおよび上記受光モジュールを支持しており、かつ上記リードに導通するコネクタを備えるベースと、をさらに備えていることを特徴としている。

このような構成によれば、上記発光モジュールおよび上記受光モジュールの上記透光樹脂は、その大部分が上記発光側封止樹脂および上記受光側封止樹脂によって覆われた状態となる。このため、上記受光素子に上記発光モジュール以外からの光が不当に入射してしまうことを阻止することが可能である。したがって、上記フォトインタラプタの誤認識を防止することができる。また、上記フォトインタラプタをたとえば電子機器の筐体または回路基板に組み込むときには、上記コネクタに電子機器側に設けられたコネクタを差し込むことで足りる。したがって、ハンダ付けなどの煩雑な作業を行うことなく、上記フォトインタラプタを容易に電子機器に組み込むことができる。

本発明の好ましい実施の形態においては、上記発光側封止樹脂および上記受光側封止樹脂をその一部として含む封止樹脂をさらに備える。このような構成によれば、上記発光モジュールと上記受光モジュールとを互いに正対した位置に正確に配置することが可能である。これは、上記フォトインタラプタの検出精度を高めるのに有利である。

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。

以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。

図１および図２は、本発明に係るフォトインタラプタの第１実施形態を示している。本実施形態のフォトインタラプタＡ１は、発光モジュール１Ａ、受光モジュール１Ｂ、封止樹脂５、およびベース６を備えている。フォトインタラプタＡ１は、発光モジュール１Ａから受光モジュール１Ｂまでの光路において物体Ｓの有無を検出するためのセンサとして用いられる。なお、図２は、図１において上方から発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂの中心を通過し、折曲がり箇所を経由して、端子２Ａａ，２Ｂａを通る断面を表している。

発光モジュール１Ａは、リード２Ａ、発光素子３Ａ、および透光樹脂４Ａからなり、フォトインタラプタＡ１のセンシングに用いられる光を発するためのモジュールである。リード２Ａは、たとえばＣｕ合金からなる。リード２Ａのうち透光樹脂４Ａから露出した部分は、端子２Ａａとされている。発光素子３Ａは、リード２Ａに搭載されており、発光モジュール１Ａの光源である。発光素子３Ａは、たとえばｎ型半導体層とｐ型半導体層とに挟まれた活性層を有するＬＥＤチップであり、上記活性層において正孔と電子とが再結合することにより所定の波長の光を出射可能とされている。透光樹脂４Ａは、発光素子３Ａからの光を透過可能なエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなり、発光素子３Ａとリード２Ａの一部とを覆っている。透光樹脂４Ａには、出射部４Ａａが形成されている。出射部４Ａａは、発光素子３Ａの正面に位置しており、発光素子３Ａからの光を出射させる部分である。

受光モジュール１Ｂは、リード２Ｂ、受光素子３Ｂ、および透光樹脂４Ｂからなり、発光モジュール１Ａからの光を受光することにより電気信号を出力するモジュールである。リード２Ｂは、たとえばＣｕ合金からなる。リード２Ｂのうち透光樹脂４Ｂから露出した部分は、端子２Ｂａとされている。受光素子３Ｂは、リード２Ｂに搭載されており、たとえばＰＩＮフォトダイオードである。透光樹脂４Ｂは、発光モジュール１Ａからの光を透過可能なエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂からなり、受光素子３Ｂとリード２Ｂの一部とを覆っている。透光樹脂４Ｂには、入射部４Ｂａが形成されている。入射部４Ｂａは、受光素子３Ｂの正面に位置しており、発光モジュール１Ａからの光を入射させる部分である。

封止樹脂５は、不透明なたとえばエポキシ樹脂からなり、発光側封止樹脂５Ａと受光側封止樹脂５Ｂとを含んでいる。発光側封止樹脂５Ａは、出射部４Ａａと端子２Ａａとを除く発光モジュール１Ａの大部分を覆っている。受光側封止樹脂５Ｂは、入射部４Ｂａと端子２Ｂａとを除く受光モジュール１Ｂの大部分を覆っている。発光側封止樹脂５Ａと受光側封止樹脂５Ｂとは、比較的薄肉とされた部分によって連結されている。封止樹脂５により、発光モジュール１Ａと受光モジュール１Ｂとは互いに正対する姿勢で固定されている。封止樹脂５の下面には、細長状の凸部５ａが形成されている。

封止樹脂５を形成する手段としては、モールド成形が用いられる。この際、封止樹脂５を成形するための金型に、あらかじめ作成しておいた発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂを配置する。そして、この金型内に封止樹脂５となる液状の樹脂材料を充填する。この樹脂材料を硬化させることにより、図示した姿勢の発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂを覆う封止樹脂５が得られる。

ベース６は、ケース６１およびリード６２を備えており、フォトインタラプタＡ１の取り付けを容易化するためのものである。ケース６１は、たとえば樹脂製であり、全体が略細長箱状とされている。ケース６１には、貫通孔６１ａ、溝６１ｂ、および爪部６１ｃが形成されている。貫通孔６１ａは、端子２Ａａ，２Ｂａを挿通させるために設けられている。貫通孔６１ａ内において、端子２Ａａ，２Ｂａとリード６２とが導通する。溝６１ｂは、封止樹脂５の凸部５ａと嵌合可能に形成されている。凸部５ａを溝６１ｂに嵌合させることにより、封止樹脂５、さらにこれに封止された発光モジュール１Ａおよび受光モジュール１Ｂをベース６に対して正確に位置決めすることができる。爪部６１ｃは、フォトインタラプタＡ１を、電子機器の筐体や回路基板などに固定するために用いられる。

リード６２は、たとえばＣｕ合金からなり、ケース６１を金型成形する際にあらかじめ金型内に配置される、いわゆるインサート成形によってケース６１と一体化されている。リード６２は、発光モジュール１Ａに対して電源供給し、また受光モジュール１Ｂからの信号を出力するためのものである。リード６２の一端は、ケース６１から露出している。このリード６２の露出した部分とケース６１の端部とによって、コネクタ６ａが構成されている。コネクタ６ａは、たとえば電子機器側に設けられたコネクタ（図示略）と結合可能とされている。

次に、フォトインタラプタＡ１の作用について説明する。

本実施形態によれば、透光樹脂４Ａ，４Ｂは、出射部４Ａａおよび入射部４Ｂａを除く部分が、不透明である封止樹脂５によって完全に覆われた状態となる。このため、受光素子３Ｂに発光モジュール１Ａ以外からの光が不当に入射してしまうことを阻止することが可能である。したがって、フォトインタラプタＡ１の誤認識を防止することができる。

フォトインタラプタＡ１を電子機器の筐体または回路基板に対して取り付けるときには、爪部６１ｃを差し込む作業を行うだけで済む。そして、フォトインタラプタＡ１を電子機器と導通させるには、コネクタ６ａにこれと対応するコネクタを差し込むことで足りる。したがって、ハンダ付けなどの煩雑な作業を行うことなく、フォトインタラプタＡ１を容易に電子機器に組み込むことができる。

発光側封止樹脂５Ａと受光側封止樹脂５Ｂとを封止樹脂５として一体的に形成することにより、発光モジュール１Ａと受光モジュール１Ｂとを互いに正対した位置に正確に配置することが可能である。これは、フォトインタラプタＡ１の検出精度を高めるのに有利である。

図３は、本発明に係るフォトインタラプタの第２実施形態を示している。なお、同図において、上記実施形態と同一または類似の要素には、上記実施形態と同一の符号を付している。

本実施形態のフォトインタラプタＡ２においては、発光側封止樹脂５Ａと受光側封止樹脂５Ｂとが別体として形成されている。また、ケース６１には、凸部６１ｄが形成されている。発光側封止樹脂５Ａと受光側封止樹脂５Ｂとを凸部６１ｄに当接させることにより、発光モジュール１Ａと受光モジュール１Ｂとの位置関係を適切に設定することができる。このような実施形態によっても、フォトインタラプタＡ２の組み込みを容易に行うとともに、フォトインタラプタＡ２の誤認識を防止することができる。また、ケース６１に対して、発光モジュール１Ａと受光モジュール１Ｂとを反対に装着すれば、同一の部品を用いて光の進行方向が異なるフォトインタラプタＡ２を実現することができる。

本発明に係るフォトインタラプタは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係るフォトインタラプタの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。

本発明に係るフォトインタラプタの第１実施形態を示す分解斜視図である。 図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。 本発明に係るフォトインタラプタの第２実施形態を示す分解斜視図である。 従来のフォトインタラプタの一例を示す断面図である。

符号の説明

Ａ１，Ａ２ フォトインタラプタ
１Ａ 発光モジュール
２Ａ リード
２Ａａ 端子
３Ａ 発光素子
４Ａ 透光樹脂
４Ａａ 出射部
１Ｂ 受光モジュール
２Ｂ リード
２Ｂａ 端子
３Ｂ 受光素子
４Ｂ 透光樹脂
４Ｂａ 入射部
５ 封止樹脂
５Ａ 発光側封止樹脂
５Ｂ 受光側封止樹脂
５ａ 凸部
６ ベース
６ａ コネクタ
６１ ケース
６１ａ 貫通孔
６１ｂ 溝
６１ｃ 爪部
６１ｄ 凸部
６２ リード

Claims (2)

1. リードに搭載された発光素子、およびこの発光素子を覆う透光樹脂を有する発光モジュールと、
   リードに搭載された受光素子、およびこの受光素子を覆う透光樹脂を有する受光モジュールと、を備えており、
   上記発光モジュールからの光が上記受光モジュールによって受光可能に構成されている、フォトインタラプタであって、
   上記発光モジュールの上記透光樹脂のうち上記発光素子からの光を透過させる部分を露出させるように上記発光モジュールの上記透光樹脂を覆う発光側封止樹脂と、
   上記受光モジュールの上記透光樹脂のうち上記発光モジュールからの光を透過させる部分を露出させるように上記受光モジュールの上記透光樹脂を覆う受光側封止樹脂と、
   上記発光モジュールおよび上記受光モジュールの上記リードが差し込まれた状態で上記発光モジュールおよび上記受光モジュールを支持しており、かつ上記リードに導通するコネクタを備えるベースと、をさらに備えていることを特徴とする、フォトインタラプタ。
2. 上記発光側封止樹脂および上記受光側封止樹脂をその一部として含む封止樹脂をさらに備える、請求項１に記載のフォトインタラプタ。

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