JP2009260079A - 透過型光結合装置およびそれを用いた電子機器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】複数個の発光チップが搭載された発光側リードフレーム7を複数個のレンズ5が形成されるように透光性樹脂で1次モールドした発光側1次モールド体8を含む発光素子1と、受光チップが搭載された受光側リードフレームを透光性樹脂で1次モールドした受光側1次モールド体を含む受光素子とを、光通過路を挟んで互いに対向させて樹脂で2次モールドして2次モールド体を構成している。こうして、複数個の発光チップから複数個のレンズ5によって複数個の光束を得ることによって、レンズ5の径を小さくして焦点距離を短くして、発光素子1の小型化を図る。さらに、複数の発光チップと同数のレンズ5とを用いることによって、広域に光を照射することを可能にする。すなわち、特性や性能の低下を抑制しつつ、容易に小型化を図ることができる。
【選択図】図1
Description
発光チップの周囲が透光性樹脂によって封止されて成る発光側1次モールド体と、
受光チップの周囲が透光性樹脂によって封止されて成る受光側1次モールド体と、
上記発光側モールド体と上記受光側モールド体とを、上記発光チップと上記受光チップとが互いに対向するように配置すると共に、上記発光素子と上記受光チップとの間に被検出物が移動する空間を設けるように、遮光性樹脂で封止して成る2次モールド体と
を備え、
上記発光側1次モールド体には、上記発光チップが複数設けられており、
上記発光側1次モールド体を構成する上記透光性樹脂における上記各発光チップの光軸上には、上記各発光チップから出射された光を上記受光側1次モールド体の上記受光チップに向かって集光するレンズが形成されている
ことを特徴としている。
上記複数のレンズは、上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を上記被検出物が移動する方向に沿って直線状に配列されている。
上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を、円形を成すと共に周囲には円形状に光透過部が配列された上記被検出物としての回転ディスクが通過するようになっており、
上記複数のレンズは、上記回転ディスクにおける上記光透過部の配列の曲率半径と同じ曲率半径の円弧に沿って配列されている。
各発光チップにおける光出射位置は、各発光チップに対応するレンズの焦点位置に配置されている。
各発光チップにおける光出射位置は、各発光チップに対応するレンズの焦点位置よりも所定距離だけ離れた位置に配置されている。
上記発光側1次モールド体を構成する上記透光性樹脂における上記複数のレンズの周囲には、上記各レンズの周囲を囲むように、上記透光性樹脂によって平坦部が形成されている。
上記発光チップは、光出射領域が、光出射面の中心部に限定されている光出射領域限定発光チップである。
上記複数の発光チップは、互いに発光波長が異なる発光チップである。
上記複数のレンズの夫々は、焦点の位置が対応する上記発光チップの光出射位置になるような形状にを有している。
この発明の透過型光結合装置と、
移動する物体に取り付けられると共に、上記透過型光結合装置の上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を移動する被検出物と
を備え、
上記透過型光結合装置によって上記被検出物を検出することによって、上記移動する物体の移動情報を検知することを特徴としている。
図1および図2は、本実施の形態の透過型光結合装置の概略構成を示す。本実施の形態における透過型光結合装置は、発光素子1とこの発光素子1からの光を受ける受光素子2との間に設けられた光通過路3内を発光素子1の光軸と交差するように通過する回転ディスク4の回転速度,回転方向および回転位置等を検出する透過型光結合装置である。
上記第1実施の形態においては、上記3個の発光チップ11の光出射位置が対応するレンズ5,5'の焦点の位置に配置されるように、レンズ5,5'と発光側リードフレーム7との距離を設定して、平行光を回転ディスク4に向って投光している。
上記第1実施の形態においては、上記3個の発光チップ11の発光波長は、総て同じ波長に設定されている。これに対して、本実施の形態においては、図6に示すように、発光チップ21の発光波長がλaであり、発光チップ22の発光波長がλbであり、発光チップ23の発光波長がλcであり、3個の発光チップ21,22,23の発光波長は互いに異なるように設定されている。こうすることによって、上記回転ディスクが、透明プラスチックの円盤に発光チップ21,22,23から出射された光を遮る箇所に印刷を施した回転ディスクである場合に、この回転ディスクの表面にインクや油分等の異物が付着し、例えば発光チップ21からの波長λaの出射光が上記異物によって吸収されたとしても、発光チップ22,23からの波長λb,λcの出射光は上記異物によって吸収されること無く上記回転ディスクを透過して受光チップに受光されるため、発光素子1の出力の安定化を図ることができるのである。
上記第1実施の形態においては、上記発光チップが複数個搭載された発光側リードフレーム7を、複数個のレンズ5を有するように透光性樹脂によって1次モールドしてなる発光側1次モールド体8で構成された発光素子1を、受光素子2と共に樹脂によって2次モールドを行っている。そして、上記2次モールドを遮光性樹脂で行う場合には、図9に示すように、発光素子1におけるレンズ5が上記遮光性樹脂によって覆われないように、発光素子1のレンズ5を覆う突出部32を有する形状に2次モールド金型31a,31bを形成する必要がある。尚、図9における2次モールド金型31a,31bは、発光素子1の部分のみを示している。
ところで、図13に示すように、発光チップ41を透光性樹脂で1次モールドしてレンズ42を有する発光側1次モールド体43を形成した場合、図中実線で示すように発光チップ41の中心から出射されてレンズ42で集光された光に対して、破線で示すように発光チップ41の端部から出射されてレンズ42で集光された光は全く異なる方向に進むため、外乱光となる。
ところで、樹脂を光が透過する際に、光の波長の違いによって上記樹脂による屈折率が異なるため、長波長では屈折し難く、短波長では屈折し易い。したがって、図14に示すように、発光チップ53を透光性樹脂で1次モールドしてレンズ54を有する発光側1次モールド体55を形成した場合、図中実線で示すように、発光チップ53の発光波長が長波長の場合には焦点距離が長くなり、破線で示すように、発光チップ53の発光波長が短波長の場合には焦点距離が短くなり、所謂色収差が生ずる。
2…受光素子、
3…光通過路、
4…回転ディスク、
5,5',16,20,24,27,42,54…レンズ、
6…2次モールド体、
7,7',18,25…発光側リードフレーム、
8,8',26,43,55…発光側1次モールド体、
9…受光側リードフレーム、
10…受光側1次モールド体、
11,15,15',19,21〜23,41,44,49,53…発光チップ、
17…レンズ焦点ライン、
15a,19a…ダイボンドの理想位置、
28…平坦部、
29…2次モールド樹脂、
30a,30b,31a,31b…2次モールド金型、
32…突出部、
45,50…P型半導体、
46,51…N型半導体、
47,52…上部電極、
48…ジャンクションブロック層、
52a…上部電極の穴。
Claims (10)
- 発光チップの周囲が透光性樹脂によって封止されて成る発光側1次モールド体と、
受光チップの周囲が透光性樹脂によって封止されて成る受光側1次モールド体と、
上記発光側モールド体と上記受光側モールド体とを、上記発光チップと上記受光チップとが互いに対向するように配置すると共に、上記発光素子と上記受光チップとの間に被検出物が移動する空間を設けるように、遮光性樹脂で封止して成る2次モールド体と
を備え、
上記発光側1次モールド体には、上記発光チップが複数設けられており、
上記発光側1次モールド体を構成する上記透光性樹脂における上記各発光チップの光軸上には、上記各発光チップから出射された光を上記受光側1次モールド体の上記受光チップに向かって集光するレンズが形成されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1に記載の透過型光結合装置において、
上記複数のレンズは、上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を上記被検出物が移動する方向に沿って直線状に配列されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1に記載の透過型光結合装置において、
上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を、円形を成すと共に周囲には円形状に光透過部が配列された上記被検出物としての回転ディスクが通過するようになっており、
上記複数のレンズは、上記回転ディスクにおける上記光透過部の配列の曲率半径と同じ曲率半径の円弧に沿って配列されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか一つに記載の透過型光結合装置において、
各発光チップにおける光出射位置は、各発光チップに対応するレンズの焦点位置に配置されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項3までの何れか一つに記載の透過型光結合装置において、
各発光チップにおける光出射位置は、各発光チップに対応するレンズの焦点位置よりも所定距離だけ離れた位置に配置されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項5までの何れか一つに記載の透過型光結合装置において、
上記発光側1次モールド体を構成する上記透光性樹脂における上記複数のレンズの周囲には、上記各レンズの周囲を囲むように上記透光性樹脂によって平坦部が形成されている
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項6までの何れか一つに記載の透過型光結合装置において、
上記発光チップは、光出射領域が、光出射面の中心部に限定されている光出射領域限定発光チップである
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項7までの何れか一つに記載の透過型光結合装置において、
上記複数の発光チップは、互いに発光波長が異なる発光チップである
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項8に記載の透過型光結合装置において、
上記複数のレンズの夫々は、焦点の位置が対応する上記発光チップの光出射位置になるような形状にを有している
ことを特徴とする透過型光結合装置。 - 請求項1から請求項9までの何れか一つに記載の透過型光結合装置と、
移動する物体に取り付けられると共に、上記透過型光結合装置の上記2次モールド体における互いに対向している上記発光チップと上記受光チップとの間の空間を移動する被検出物と
を備え、
上記透過型光結合装置によって上記被検出物を検出することによって、上記移動する物体の移動情報を検知することを特徴とする電子機器。
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