JP2016086098A - Optical coupling device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、一般に、光結合装置に関し、より詳細には、発光部と受光部とが光結合する光結合装置に関する。 The present invention generally relates to an optical coupling device, and more particularly to an optical coupling device in which a light emitting unit and a light receiving unit are optically coupled.
従来、発光素子と受光素子とが光結合するフォトカプラが知られている(例えば、特許文献1)。特許文献1に記載されたフォトカプラでは、発光素子が、接着剤により受光素子の上に接着されている。
Conventionally, a photocoupler in which a light emitting element and a light receiving element are optically coupled is known (for example, Patent Document 1). In the photocoupler described in
特許文献1に記載されたフォトカプラでは、発光素子が接着剤により受光素子の上に接着されているため、発光素子と受光素子との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが難しい。
In the photocoupler described in
本発明の目的は、発光部と受光部との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが可能な光結合装置を提供することである。 The objective of this invention is providing the optical coupling device which can ensure the electrical insulation distance of a light emission part and a light-receiving part accurately.
本発明の光結合装置は、発光部と、前記発光部からの光を受光する受光部と、前記受光部が取り付けられた取付部材と、電気絶縁性を有するスペーサと、前記発光部、前記受光部、前記取付部材および前記スペーサを封止する封止部材とを備えている。前記発光部と前記受光部とは、前記スペーサを挟んで互いに対向するように配置されている。前記スペーサは、前記発光部および前記受光部と接する。 The optical coupling device of the present invention includes a light emitting unit, a light receiving unit that receives light from the light emitting unit, a mounting member to which the light receiving unit is attached, an electrically insulating spacer, the light emitting unit, and the light receiving unit. And a sealing member for sealing the attachment member and the spacer. The light emitting unit and the light receiving unit are arranged to face each other with the spacer interposed therebetween. The spacer is in contact with the light emitting unit and the light receiving unit.
この光結合装置において、前記スペーサは、前記発光部からの光に対して透光性を有する材料により板状に形成されていることが好ましい。 In this optical coupling device, it is preferable that the spacer is formed in a plate shape using a material that transmits light from the light emitting portion.
この光結合装置において、前記スペーサは、前記発光部からの光に対して透光性を有する材料により粒子状に形成されていることが好ましい。 In this optical coupling device, it is preferable that the spacer is formed in a particle shape from a material that transmits light from the light emitting portion.
この光結合装置において、前記受光部は、複数の受光素子を備え、前記複数の受光素子は、互いに受光面が一平面内に並ぶように配置され、かつ、電気的に直列接続されていることが好ましい。 In this optical coupling device, the light receiving section includes a plurality of light receiving elements, and the plurality of light receiving elements are arranged such that the light receiving surfaces are arranged in one plane and are electrically connected in series. Is preferred.
この光結合装置において、前記複数の受光素子のうち3つ以上の前記受光素子が一直線上に並ぶ方向である配列方向の両端部に位置する第1受光素子の受光面の面積は、前記複数の受光素子のうち前記配列方向の中央部に位置する第2受光素子の受光面の面積よりも大きく設定されていることが好ましい。 In this optical coupling device, the area of the light receiving surfaces of the first light receiving elements located at both ends in the arrangement direction, which is a direction in which three or more of the plurality of light receiving elements are aligned in a straight line, is the plurality of light receiving elements. It is preferable that the area of the light receiving surface of the second light receiving element located at the center in the arrangement direction among the light receiving elements is set larger.
この光結合装置において、前記配列方向には、5つ以上の前記受光素子が並んでおり、前記複数の受光素子それぞれの受光面の面積は、前記配列方向の中央部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されていることが好ましい。 In this optical coupling device, the five or more light receiving elements are arranged in the arrangement direction, and the area of the light receiving surface of each of the plurality of light receiving elements is from the central part to the both end parts in the arrangement direction. It is preferably set so as to gradually increase.
この光結合装置において、前記封止部材は、前記発光部からの光を反射する材料により構成され、前記封止部材は、前記複数の受光素子のうち、少なくとも、前記一平面内の最外周部に配置された第3受光素子の受光面の一部を覆っていることが好ましい。 In this optical coupling device, the sealing member is made of a material that reflects light from the light emitting portion, and the sealing member is at least an outermost peripheral portion in the one plane among the plurality of light receiving elements. It is preferable to cover a part of the light-receiving surface of the third light-receiving element disposed in the.
この光結合装置において、前記発光部からの光を反射する反射部材を、更に備え、前記反射部材は、前記発光部および前記スペーサを覆うように構成され、前記反射部材は、前記複数の受光素子のうち、少なくとも、前記一平面内の最外周部に配置された第3受光素子の受光面の一部を覆っていることが好ましい。 The optical coupling device further includes a reflection member that reflects light from the light emitting unit, the reflection member configured to cover the light emitting unit and the spacer, and the reflection member includes the plurality of light receiving elements. It is preferable that at least a part of the light receiving surface of the third light receiving element disposed at the outermost peripheral portion in the one plane is covered.
この光結合装置において、前記発光部と前記受光部とが対向する方向に直交する平面内における前記スペーサの面積は、前記発光部の発光面の面積よりも大きく、かつ、前記複数の受光素子における受光面の面積以下に設定されていることが好ましい。 In the optical coupling device, an area of the spacer in a plane orthogonal to a direction in which the light emitting unit and the light receiving unit face each other is larger than an area of a light emitting surface of the light emitting unit, and in the plurality of light receiving elements. It is preferable that the area is set to be equal to or smaller than the area of the light receiving surface.
本発明の光結合装置において、前記発光部と前記受光部とは、前記スペーサを挟んで互いに対向するように配置されている。前記スペーサは、前記発光部および前記受光部と接する。これにより、本発明の光結合装置においては、前記発光部と前記受光部との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが可能となる。 In the optical coupling device of the present invention, the light emitting unit and the light receiving unit are arranged to face each other with the spacer interposed therebetween. The spacer is in contact with the light emitting unit and the light receiving unit. Thereby, in the optical coupling device of this invention, it becomes possible to ensure the electrical insulation distance of the said light emission part and the said light-receiving part with a sufficient precision.
(実施形態1)
以下では、実施形態1の光結合装置10Aについて、図1〜図3を参照しながら説明する。
(Embodiment 1)
Hereinafter, the
光結合装置10Aは、発光部1と、受光部2と、取付部材3と、スペーサ5と、封止部材4と、一対の入力端子と、一対の出力端子とを備えている。なお、図1では、一対の入力端子のうち一方の入力端子6が見えている。また、図1では、一対の出力端子のうち一方の出力端子7が見えている。以下では、説明の便宜上、一方の入力端子6を「第1入力端子6」と称し、他方の入力端子を「第2入力端子」と称する。また、以下では、説明の便宜上、一方の出力端子7を「第1出力端子7」と称し、他方の出力端子を「第2出力端子」と称する。
10 A of optical coupling devices are provided with the
発光部1は、例えば、LED(より詳細には、LEDチップ)である。発光部1は、例えば、図2に示すように、基板11と、発光層12と、反射層13と、一対の電極14a,14bとを備えている。
The
基板11は、透光性および電気絶縁性を有するように構成されている。基板11は、例えば、サファイア基板である。なお、基板11は、サファイア基板に限らず、例えば、窒化ガリウム基板などであってもよい。
The
発光層12は、基板11の一面(図2では、上面)に形成されている。発光層12は、p型半導体層と、n型半導体層とを備えている。p型半導体層は、例えば、p型窒化物半導体層である。n型半導体層は、例えば、n型窒化物半導体層である。
The
反射層13は、発光層12から放射された光を反射するように構成されている。反射層13は、発光層12における基板11側とは反対側の一面(図2では、上面)に形成されている。
The
一対の電極14a,14bは、反射層13における発光層12側とは反対側の一面(図2では、上面)から露出されている。電極14aは、発光層12のp型半導体層と電気的に接続されている。電極14bは、発光層12のn型半導体層と電気的に接続されている。つまり、電極14aは、発光部1のアノードであり、電極14bは、発光部1のカソードである。
The pair of
発光部1は、発光層12から放射された光が基板11を通して出射されるように構成されている。また、発光部1は、発光層12から放射された光が反射層13で反射し、かつ、反射層13で反射した光が基板11を通して出射されるように構成されている。
The
発光部1は、反射層13を備えているが、反射層13を備えていなくてもよい。ただし、光結合装置10Aでは、発光部1が反射層13を備えていることによって、発光部1が反射層13を備えていない場合よりも、受光部2への光量を多くすることが可能となる。
The
受光部2は、発光部1からの光を受光するように構成されている。受光部2は、複数の受光素子8と、一対の電極9a,9bと、基板15とを備えている。
The
複数の受光素子8の各々は、例えば、フォトダイオードである。複数の受光素子8は、互いに受光面が一平面内に並ぶように配置されている。言い換えれば、複数の受光素子8は、アレイ状に配置されている。また、複数の受光素子8は、電気的に直列接続されている。要するに、複数の受光素子8は、フォトダイオードアレイである。なお、複数の受光素子8は、全てが電気的に直列接続されている必要はなく、例えば、複数の受光素子8の一部が電気的に直列接続されていてもよい。
Each of the plurality of
光結合装置10Aでは、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が、同じ大きさに設定されている(図3参照)。また、光結合装置10Aでは、複数の受光素子8が、例えば、4行4列の2次元アレイ状に配置されている(図3参照)。すなわち、複数の受光素子8の外周形状は、正方形状である。さらに、光結合装置10Aでは、発光部1が、複数の受光素子8における中央部と対向するように配置されている(図3参照)。なお、複数の受光素子8における中央部とは、フォトダイオードアレイの中央部を意味する。
In the
複数の受光素子8は、4行4列の2次元アレイ状に配置されているが、この配置に限らず、例えば、2行4列の2次元アレイ状に配置されていてもよい。また、複数の受光素子8は、2次元アレイ状に配置されているが、例えば、1行4列の1次元アレイ状に配置されていてもよい。以下では、説明の便宜上、複数の受光素子8を、「フォトダイオードアレイ8A」と称することもある。
The plurality of
電極9aは、フォトダイオードアレイ8Aのアノード側の接続端と電気的に接続されている。電極9bは、フォトダイオードアレイ8Aのカソード側の接続端と電気的に接続されている。
The
基板15は、例えば、プリント基板である。基板15には、フォトダイオードアレイ8Aおよび一対の電極9a,9bが設けられている。なお、基板15は、プリント基板に限らず、例えば、シリコーン基板などであってもよい。
The board |
光結合装置10Aでは、受光素子8として、フォトダイオードを用いているが、これに限らず、例えば、フォトトランジスタ、太陽電池などを用いてもよい。
In the
取付部材3は、受光部2が取り付けられるように構成されている。また、取付部材3は、例えば、第1出力端子7と一体に構成されている。
The
光結合装置10Aでは、取付部材3と、第1入力端子6と、第2入力端子と、第1出力端子7と、第2出力端子とで、リードフレームを構成している。つまり、光結合装置10Aでは、取付部材3がリードフレームのダイパッドであり、第1入力端子6、第2入力端子、第1出力端子7および第2出力端子の各々が、リードフレームのリードである。なお、取付部材3は、リードフレームのダイパッドに限らず、例えば、電気絶縁性を有する絶縁基板であってもよい。絶縁基板としては、例えば、ガラスエポキシ基板、セラミック基板などが挙げられる。
In the
受光部2は、例えば、接合部材(以下、「第1接合部材」)により取付部材3の取付面に取り付けられている。光結合装置10Aでは、第1接合部材として、例えば、銀ペーストを用いている。銀ペーストは、例えば、銀粉末を含有するエポキシ樹脂である。なお、光結合装置10Aでは、第1接合部材として、銀ペーストを用いているが、これに限らず、例えば、半田などを用いてもよい。
The
発光部1と受光部2とは、スペーサ5を挟んで互いに対向するように配置されている。光結合装置10Aでは、発光部1とフォトダイオードアレイ8Aとの間に、スペーサ5が設けられている。
The
スペーサ5は、電気絶縁性を有する材料により構成されている。また、スペーサ5は、発光部1からの光に対して透光性を有する材料により構成されている。電気絶縁性および透光性を有する材料は、例えば、ガラスである。また、スペーサ5は、板状(図1では、矩形板状)に形成されている。なお、電気絶縁性および透光性を有する材料は、ガラスに限らず、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などであってもよい。
The
スペーサ5は、発光部1および受光部2と接するように、発光部1と受光部2との間に配置されている。
The
光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2とが、電気絶縁性および透光性を有する接合部材(以下、「第2接合部材」)20により接合されている。第2接合部材20は、例えば、シリコーン樹脂などである。
In the
第2接合部材20は、例えば、スペーサ5を包み込んで発光部1と受光部2とを接合するように構成されている。また、第2接合部材20は、発光部1の発光面(図2では、基板11の下面)と、フォトダイオードアレイ8Aの受光面とを覆うように構成されている。なお、第2接合部材20は、スペーサ5を完全に包み込む必要はなく、例えば、スペーサ5の一部が露出されていてもよい。また、第2接合部材20は、発光部1の発光面を完全に覆う必要はない。また、第2接合部材20は、フォトダイオードアレイ8Aの受光面を完全に覆う必要もない。
For example, the second joining
スペーサ5は、発光部1からの光に対して第2接合部材20の屈折率と同等の屈折率を有するように構成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Aでは、スペーサ5と第2接合部材20との屈折率差を小さくすることが可能となり、発光部1からの光がスペーサ5および第2接合部材20の界面で反射するのを抑制することが可能となる。よって、光結合装置10Aでは、スペーサ5が、発光部1からの光に対して第2接合部材20の屈折率と異なる屈折率を有するように構成された場合に比べて、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
The
また、スペーサ5は、第2接合部材20を構成する材料と同じ材料により構成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Aでは、スペーサ5と第2接合部材20との屈折率差を、より小さくすることが可能となり、発光部1からの光がスペーサ5および第2接合部材20の界面で反射するのを、より抑制することが可能となる。よって、光結合装置10Aでは、スペーサ5が、発光部1からの光に対して第2接合部材20の屈折率と同等の屈折率を有するように構成された場合に比べて、発光部1と受光部2との光結合効率を、より向上させることが可能となる。また、光結合装置10Aでは、スペーサ5が第2接合部材20を構成する材料と同じ材料により構成されることによって、スペーサ5と第2結合部材20との接着性を向上させることも可能である。
In addition, the
発光部1の電極14aは、第1ワイヤ16を介して、第2入力端子と電気的に接続されている。発光部1の電極14bは、第2ワイヤ17を介して、第1入力端子6と電気的に接続されている。受光部2の電極9aは、第3ワイヤ18を介して、第1出力端子7と電気的に接続されている。受光部2の電極9bは、第4ワイヤ19を介して、第2出力端子と電気的に接続されている。第1ワイヤ16、第2ワイヤ17、第3ワイヤ18および第4ワイヤ19の各々は、例えば、ボンディングワイヤである。
The
封止部材4は、例えば、発光部1、受光部2、取付部材3、スペーサ5、第2接合部材20、第1入力端子6の一端部、第2入力端子の一端部、第1出力端子7の一端部、第2出力端子の一端部および各ワイヤ16〜19を封止するように構成されている。第1入力端子6の一端部とは、第2ワイヤ17が電気的に接続される端部を意味する。第2入力端子の一端部とは、第1ワイヤ16が電気的に接続される端部を意味する。第1出力端子7の一端部とは、第3ワイヤ18が電気的に接続される端部を意味する。第2出力端子の一端部とは、第4ワイヤ19が電気的に接続される端部を意味する。
The sealing
封止部材4は、電気絶縁性および遮光性を有する材料により構成されている。電気絶縁性および遮光性を有する材料は、例えば、黒色の顔料が混合されたエポキシ樹脂である。なお、電気絶縁性および遮光性を有する材料は、黒色の顔料が混合されたエポキシ樹脂に限らず、例えば、黒色の顔料が混合されたシリコーン樹脂などであってもよい。また、封止部材4は、発光部1、受光部2および取付部材3を少なくとも封止するように構成されていればよい。
The sealing
ところで、本願発明者は、図4に示すように、発光部1と受光部2のフォトダイオードアレイ8Aとが接合されていない光結合装置90Aを考えた。以下では、説明の便宜上、光結合装置90Aを、「比較例1の光結合装置90A」と称する。また、比較例1の光結合装置90Aでは、光結合装置10Aと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
By the way, as shown in FIG. 4, the inventor of the present application considered an
比較例1の光結合装置90Aでは、発光部1と受光部2とが近接しているので、光結合装置10Aよりも、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。しかしながら、比較例1の光結合装置90Aでは、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、確保することが難しい。また、比較例1の光結合装置90Aでは、発光部1とフォトダイオードアレイ8Aとが接合されていないので、発光部1と受光部2との相対的な位置精度を向上させることも難しい。
In the
また、本願発明者は、図5に示すように、発光部1と受光部2のフォトダイオードアレイ8Aとが接合部材91により接合された光結合装置90Bを考えた。接合部材91は、例えば、シリコーン樹脂などである。以下では、説明の便宜上、光結合装置90Bを、「比較例2の光結合装置90B」と称する。また、比較例2の光結合装置90Bでは、比較例1の光結合装置90Aと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
Further, as shown in FIG. 5, the inventor of the present application considered an optical coupling device 90 </ b> B in which the
比較例2の光結合装置90Bでは、発光部1とフォトダイオードアレイ8Aとが接合部材91により接合されているので、発光部1と受光部2との相対的な位置精度を向上させることが可能となる。しかしながら、比較例2の光結合装置90Bでは、比較例1の光結合装置90Aと同様に、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、確保することが難しい。
In the
さらに、本願発明者は、図6および図7に示すように、受光部2が所定の間隔を空けて発光部1と対向するように配置された光結合装置90Cおよび光結合装置90Dを考えた。以下では、説明の便宜上、光結合装置90Cを「比較例3の光結合装置90C」と称し、光結合装置90Dを「比較例4の光結合装置90D」と称する。また、比較例3の光結合装置90Cおよび比較例4の光結合装置90Dでは、比較例2の光結合装置90Bと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
Further, as shown in FIGS. 6 and 7, the inventor of the present application considered an optical coupling device 90 </ b> C and an optical coupling device 90 </ b> D in which the
比較例3の光結合装置90Cおよび比較例4の光結合装置90Dでは、受光部2が所定の間隔を空けて発光部1と対向するように配置されているので、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、確保することが可能となる。しかしながら、比較例3の光結合装置90Cおよび比較例4の光結合装置90Dでは、発光部1と受光部2とが接合部材91により接合されているため、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが難しい。
In the optical coupling device 90C of the comparative example 3 and the
一方、実施形態1の光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2とが、スペーサ5を挟んで互いに対向するように配置されている。スペーサ5は、発光部1および受光部2と接するように、発光部1と受光部2との間に配置されている。これにより、光結合装置10Aでは、比較例1〜4の光結合装置90A〜90Dおよび特許文献1に記載されたフォトカプラに比べて、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが可能となる。
On the other hand, in the
光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2とが、第2接合部材20により接合されているが、第2接合部材20により接合されていなくてもよい。ただし、光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2とが第2接合部材20により接合されていることで、発光部1と受光部2とが第2接合部材20により接合されていない場合よりも、発光部1と受光部2との相対的な位置精度を向上させることが可能となる。その結果、光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
In the
また、光結合装置10Aでは、発光部1としてLEDを用いているが、これに限らず、例えば、LD(Laser Diode)などを用いてもよい。
Further, in the
また、光結合装置10Aでは、発光部1が、例えば、第1入力端子6と一体に構成された取付部材に取り付けられていてもよい。
In the
以上説明した実施形態1の光結合装置10Aは、発光部1と、発光部1からの光を受光する受光部2と、受光部2が取り付けられた取付部材3とを備えている。また、光結合装置10Aは、電気絶縁性を有するスペーサ5と、発光部1、受光部2、取付部材3およびスペーサ5を封止する封止部材4とを備えている。発光部1と受光部2とは、スペーサ5を挟んで互いに対向するように配置されている。スペーサ5は、発光部1および受光部2と接する。これにより、光結合装置10Aでは、特許文献1に記載されたフォトカプラに比べて、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、精度良く確保することが可能となる。
The
また、スペーサ5は、上述のように、発光部1からの光に対して透光性を有する材料により板状に形成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Aでは、スペーサ5の光透過性を向上させることが可能となる。また、光結合装置10Aでは、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、スペーサ5の厚みによって調節することが可能となる。
Moreover, it is preferable that the
さらに、発光部1と受光部2とが対向する方向(図1では、上下方向)に直交する平面内におけるスペーサ5の面積は、発光部1の発光面の面積よりも大きく、かつ、フォトダイオードアレイ8Aの受光面の面積以下に設定されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Aでは、発光部1で発生する熱を、スペーサ5を介して受光部2へ効率良く伝導させることが可能となり、発光部1の劣化を抑制することが可能となる。また、光結合装置10Aでは、スペーサ5が発光部1からの光に対して透光性を有する材料により板状に形成された場合、スペーサ5を導光部材として利用することが可能となり、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
Furthermore, the area of the
(実施形態2)
実施形態2の光結合装置10Bの基本構成は、実施形態1の光結合装置10Aと同じであり、図8に示すように、光結合装置10Aにおけるスペーサ5と形状が異なるスペーサ21を備えている点などが、光結合装置10Aと相違する。なお、光結合装置10Bでは、光結合装置10Aと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 2)
The basic configuration of the
発光部1と受光部2とは、複数のスペーサ21を挟んで互いに対向するように配置されている。光結合装置10Bでは、発光部1とフォトダイオードアレイ8Aとの間に、複数のスペーサ21が設けられている。また、光結合装置10Bでは、複数のスペーサ21が、フォトダイオードアレイ8Aの受光面の上に配置されている。
The
複数のスペーサ21の各々は、電気絶縁性を有する材料により構成されている。また、複数のスペーサ21の各々は、発光部1からの光に対して透光性を有する材料により構成されている。電気絶縁性および透光性を有する材料は、例えば、ガラスである。また、複数のスペーサ21の各々は、粒子状に形成されている。なお、電気絶縁性および透光性を有する材料は、ガラスに限らず、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂などであってもよい。
Each of the plurality of
複数のスペーサ21の各々は、発光部1および受光部2と接するように、発光部1と受光部2との間に配置されている。
Each of the plurality of
第2接合部材20は、例えば、複数のスペーサ21を包み込んで発光部1と受光部2とを接合するように構成されている。なお、第2接合部材20は、複数のスペーサ21を完全に包み込む必要はなく、例えば、複数のスペーサ21の一部が露出されていてもよい。
For example, the second joining
以上説明した実施形態2の光結合装置10Bは、実施形態1の光結合装置10Aにおけるスペーサ5の代わりに、複数のスペーサ21を備えている。
The
また、スペーサ21は、上述のように、発光部1からの光に対して透光性を有する材料により粒子状に形成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Bでは、スペーサ21の光透過性を向上させることが可能となる。また、光結合装置10Bでは、発光部1と受光部2との電気的な絶縁距離を、スペーサ21の大きさによって調節することが可能となる。
In addition, as described above, the
(実施形態3)
実施形態3の光結合装置の基本構成は、実施形態1の光結合装置10Aと同じであり、封止部材4の構成などが、光結合装置10Aと相違する。なお、実施形態3の光結合装置では、光結合装置10Aと同様の構成要素の説明を、適宜省略する。
(Embodiment 3)
The basic configuration of the optical coupling device of the third embodiment is the same as that of the
封止部材4は、発光部1からの光を反射する材料により構成されている。発光部1からの光を反射する材料は、例えば、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたシリコーン樹脂である。なお、発光部1からの光を反射する材料は、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたシリコーン樹脂に限らず、例えば、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたエポキシ樹脂などであってもよい。
The sealing
封止部材4は、発光部1、受光部2、取付部材3、スペーサ5、第2接合部材20、第1入力端子6の一端部、第2入力端子の一端部、第1出力端子7の一端部、第2出力端子の一端部および各ワイヤ16〜19を封止するように構成されている。
The sealing
実施形態3の光結合装置における封止部材4は、実施形態2の光結合装置10Bに適用されてもよい。
The sealing
以上説明した実施形態3の光結合装置では、封止部材4が、発光部1からの光を反射する材料により構成されている。これにより、実施形態3の光結合装置では、発光部1からの光を封止部材4で反射することが可能となり、光結合装置10Aよりも、受光部2で受光する光を増加させることが可能となる。よって、実施形態3の光結合装置では、光結合装置10Aよりも、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
In the optical coupling device of
(実施形態4)
実施形態4の光結合装置10Dの基本構成は、実施形態3の光結合装置と同じであり、図9に示すように、封止部材4の形状が、実施形態3の光結合装置と相違する。なお、光結合装置10Dでは、実施形態3の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 4)
The basic configuration of the optical coupling device 10D of the fourth embodiment is the same as that of the optical coupling device of the third embodiment, and the shape of the sealing
封止部材4は、複数の受光素子8のうち、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されている。
The sealing
封止部材4は、受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されているが、受光素子81の受光面の全てを覆うように構成されていてもよい。また、封止部材4は、受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されているが、この構成に限らず、例えば、受光素子81の受光面の全てを覆い、かつ、受光素子81の隣に配置された受光素子8の受光面の一部を覆うように構成されていてもよい。つまり、封止部材4は、複数の受光素子8のうち、少なくとも、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆っていればよい。
The sealing
実施形態4の光結合装置10Dにおける封止部材4の構成は、実施形態2の光結合装置10Bに適用されてもよい。
The configuration of the sealing
以上説明した実施形態4の光結合装置10Dでは、封止部材4が、実施形態3の光結合装置と同様に、発光部1からの光を反射する材料により構成されている。封止部材4は、複数の受光素子8のうち、少なくとも、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆っている。これにより、光結合装置10Dでは、発光部1からの光が封止部材4で反射せずに封止部材4を透過したとき、透過した光を受光素子81で受光することが可能となる。よって、光結合装置10Dでは、実施形態3の光結合装置に比べて、発光部1と受光部2との光結合効率を、より一層向上させることが可能となる。なお、光結合装置10Dでは、受光素子81が、第3受光素子に相当する。
In the optical coupling device 10D of the fourth embodiment described above, the sealing
(実施形態5)
実施形態5の光結合装置10Eの基本構成は、実施形態1の光結合装置10Aと同じであり、図10に示すように、反射部材23を更に備えている点などが、光結合装置10Aと相違する。なお、光結合装置10Eでは、光結合装置10Aと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 5)
The basic configuration of the
反射部材23は、発光部1からの光を反射するように構成されている。また、反射部材23は、例えば、発光部1、スペーサ5および第2接合部材20を覆うように構成されている。反射部材23は、発光部1からの光を反射する材料により形成されている。発光部1からの光を反射する材料は、例えば、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたシリコーン樹脂である。なお、発光部1からの光を反射する材料は、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたシリコーン樹脂に限らず、例えば、酸化ケイ素あるいは酸化チタンの粒子が混合されたエポキシ樹脂であってもよい。また、反射部材23は、発光部1およびスペーサ5を少なくとも覆うように構成されていればよい。
The
封止部材4は、例えば、発光部1、受光部2、取付部材3、スペーサ5、第2接合部材20、反射部材23、第1入力端子6の一端部、第2入力端子の一端部、第1出力端子7の一端部、第2出力端子の一端部、各ワイヤ16〜19を封止するように構成されている。
The sealing
反射部材23は、第2接合部材20と同じ樹脂材料により構成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Eでは、反射部材23と第2接合部材20とが異なる樹脂材料により構成された場合よりも、反射部材23と第2接合部材20との接着性を向上させることが可能となる。
The reflecting
実施形態5の光結合装置10Eにおける反射部材23は、実施形態2の光結合装置10Bに適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態5の光結合装置10Eは、発光部1からの光を反射する反射部材23を、更に備えている。反射部材23は、発光部1およびスペーサ5を覆うように構成されている。これにより、光結合装置10Eでは、発光部1からの光を反射部材23で反射することが可能となり、実施形態1の光結合装置10Aよりも、受光部2で受光する光を増加させることが可能となる。よって、光結合装置10Eでは、光結合装置10Aよりも、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
The
また、光結合装置10Eでは、発光部1と受光部2とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ5の面積は、発光部1の発光面の面積よりも大きく、かつ、フォトダイオードアレイ8Aの受光面の面積以下に設定されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Eでは、反射部材23とスペーサ5との間に存在する第2接合部材20を少なくすることが可能となり、受光部2で受光する光を、より増加させることが可能となる。よって、光結合装置10Eでは、光結合装置10Aよりも、発光部1と受光部2との光結合効率を、より向上させることが可能となる。
In the
(実施形態6)
実施形態6の光結合装置10Fの基本構成は、実施形態5の光結合装置10Eと同じであり、図11に示すように、反射部材23の形状が、光結合装置10Eと相違する。なお、実施形態6の光結合装置10Fでは、光結合装置10Eと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 6)
The basic configuration of the
反射部材23は、複数の受光素子8のうち、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されている。
The reflecting
反射部材23は、受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されているが、受光素子81の受光面の全てを覆うように構成されていてもよい。また、反射部材23は、受光素子81の受光面の一部を覆うように構成されているが、この構成に限らず、例えば、受光素子81の受光面の全てを覆い、かつ、受光素子81の隣に配置された受光素子8の受光面の一部を覆うように構成されていてもよい。つまり、反射部材23は、複数の受光素子8のうち、少なくとも、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆っていればよい。
The
実施形態6の光結合装置10Fにおける反射部材23の構成は、実施形態2の光結合装置10Bに適用されてもよい。
The configuration of the reflecting
以上説明した実施形態6の光結合装置10Fは、実施形態5の光結合装置10Eと同様に、発光部1からの光を反射する反射部材23を、更に備えている。反射部材23は、光結合装置10Eと同様に、発光部1およびスペーサ5を覆うように構成されている。反射部材23は、複数の受光素子8のうち、少なくとも、上記一平面内の最外周部に配置された受光素子81の受光面の一部を覆っている。これにより、光結合装置10Fでは、発光部1からの光が反射部材23で反射せずに反射部材23を透過したとき、透過した光を受光素子81で受光することが可能となる。よって、光結合装置10Fでは、実施形態5の光結合装置10Eに比べて、発光部1と受光部2との光結合効率を、より一層向上させることが可能となる。なお、光結合装置10Fでは、受光素子81が、第3受光素子に相当する。
The
(実施形態7)
実施形態7の光結合装置10Gの基本構成は、実施形態5の光結合装置10Eと同じであり、図12に示すように、透光部材24を更に備えている点などが、光結合装置10Eと相違する。なお、光結合装置10Gでは、光結合装置10Eと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 7)
The basic configuration of the
透光部材24は、例えば、発光部1、スペーサ5および第2接合部材20を覆うように構成されている。また、透光部材24は、電気絶縁性および透光性を有する材料により形成されている。電気絶縁性および透光性を有する材料は、例えば、シリコーン樹脂である。なお、電気絶縁性および透光性を有する材料は、シリコーン樹脂に限らず、例えば、アクリル樹脂などであってもよい。また、透光部材24は、発光部1およびスペーサ5を少なくとも覆うように構成されていればよい。
The
反射部材23は、例えば、発光部1、スペーサ5、第2接合部材20および透光部材24を覆うように構成されている。なお、反射部材23は、発光部1、スペーサ5および透光部材24を少なくとも覆うように構成されていればよい。
The
封止部材4は、発光部1、受光部2、取付部材3、スペーサ5、第2接合部材20、反射部材23、透光部材24を封止するように構成されている。また、封止部材4は、第1入力端子6の一端部、第2入力端子の一端部、第1出力端子7の一端部、第2出力端子の一端部、各ワイヤ16〜19を封止するように構成されている。
The sealing
透光部材24は、第2接合部材20と同じ樹脂材料により構成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Gでは、透光部材24と第2接合部材20とが異なる樹脂材料により構成された場合よりも、透光部材24と第2接合部材20との接着性を向上させることが可能となる。
The
また、透光部材24は、反射部材23と同じ樹脂材料により構成されていることが好ましい。これにより、光結合装置10Gでは、透光部材24と反射部材23とが異なる樹脂材料により構成された場合よりも、透光部材24と反射部材23との接着性を向上させることが可能となる。
The
実施形態7の光結合装置10Gにおける透光部材24は、実施形態5の光結合装置10Eにおける反射部材23と一緒に、実施形態2の光結合装置10Bに適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態7の光結合装置10Gは、電気絶縁性および透光性を有する材料により構成された透光部材24を、更に備えている。透光部材24は、発光部1およびスペーサ5を覆うように構成されている。反射部材23は、発光部1、スペーサ5および透光部材24を覆うように構成されている。これにより、光結合装置10Gでは、実施形態5の光結合装置10Eと同様に、発光部1からの光を反射部材23で反射することが可能となり、実施形態1の光結合装置10Aよりも、受光部2で受光する光を増加させることが可能となる。よって、光結合装置10Gでは、光結合装置10Aよりも、発光部1と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
The
(実施形態8)
実施形態8の光結合装置の基本構成は、実施形態1の光結合装置10Aと同じであり、図13A,13Bに示すように、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が同じ大きさに設定されていない点が、光結合装置10Aと相違する。なお、実施形態8の光結合装置では、光結合装置10Aと同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 8)
The basic configuration of the optical coupling device of the eighth embodiment is the same as that of the
複数の受光素子8のうち3つ以上の受光素子8が一直線上に並ぶ方向である配列方向の両端部に位置する受光素子83の受光面の面積は、複数の受光素子8のうち上記配列方向の中央部に位置する受光素子84の受光面の面積よりも大きく設定されている。なお、上記配列方向は、図13Bの左右方向もしくは上下方向に相当する。また、以下では、説明の便宜上、実施形態8の光結合装置における複数の受光素子8を、「フォトダイオードアレイ8B」と称することもある。
The area of the light receiving surface of the
フォトダイオードアレイ8Bの外周形状は、フォトダイオードアレイ8Aと同様に、正方形状である。また、受光素子83および受光素子84それぞれの受光面の外周形状は、正方形状である。
The outer peripheral shape of the
受光素子84の受光面における一辺の長さは、受光素子83の受光面における一辺の長さの2/3に設定されている。これにより、実施形態8の光結合装置では、上記配列方向に、2つの受光素子83と3つの受光素子84とを並行させることが可能となる。また、実施形態8の光結合装置では、2つの受光素子83における上記配列方向の幅寸法と、3つの受光素子84における上記配列方向の幅寸法とが同じ大きさになるので、2つの受光素子83の幅寸法内に、3つの受光素子84を収めることが可能となる。
The length of one side of the light receiving surface of the
実施形態8の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Bは、実施形態1〜7の光結合装置10A〜10Gの各々に適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態8の光結合装置では、複数の受光素子8のうち3つ以上の受光素子8が一直線上に並ぶ方向である配列方向の両端部に位置する受光素子83の受光面の面積が、複数の受光素子8のうち上記配列方向の中央部に位置する受光素子84の受光面の面積よりも大きい。これにより、実施形態8の光結合装置では、フォトダイオードアレイ8Bの受光面の面積が、光結合装置10Aにおけるフォトダイオードアレイ8Aの受光面の面積と同じ大きさのとき、光結合装置10Aよりも、受光素子8の数を増加させることが可能となる。よって、実施形態8の光結合装置では、光結合装置10Aよりも、一対の出力端子間の電圧(以下、「出力電圧」)を増加させることが可能となる。なお、実施形態8の光結合装置では、受光素子83が第1受光素子に相当し、受光素子84が第2受光素子に相当する。
In the optical coupling device according to the eighth embodiment described above, the area of the light receiving surface of the
(実施形態9)
実施形態9の光結合装置の基本構成は、実施形態8の光結合装置と同じであり、図14に示すように、複数の受光素子8からなるフォトダイオードアレイ8Cの外周形状などが、実施形態8の光結合装置と相違する。なお、実施形態9の光結合装置では、実施形態8の光結合装置と同様の構成要素の説明を、適宜省略する。
(Embodiment 9)
The basic configuration of the optical coupling device of the ninth embodiment is the same as that of the optical coupling device of the eighth embodiment. As shown in FIG. 14, the outer peripheral shape of the photodiode array 8C including a plurality of
フォトダイオードアレイ8Cの外周形状は、長方形状である。複数の受光素子8は、2行5列の2次元アレイ状に配置されている。
The outer peripheral shape of the photodiode array 8C is rectangular. The plurality of
複数の受光素子8のうち上記配列方向(図14では、左右方向)の両端部に位置する受光素子83の受光面の面積は、複数の受光素子8のうち上記配列方向の中央部に位置する受光素子84の受光面の面積よりも大きく設定されている。
Among the plurality of
実施形態9の光結合装置は、実施形態8の光結合装置における発光部1と発光面の面積だけが異なる発光部25を備えている。発光部25の発光面の面積は、発光部1の発光面の面積よりも小さく設定されている。
The optical coupling device of the ninth embodiment includes a
発光部25は、フォトダイオードアレイ8Cの中央部と対向するように配置されている。
The
また、実施形態9の光結合装置は、実施形態8の光結合装置におけるスペーサ5とは異なるスペーサ30を備えている。
The optical coupling device according to the ninth embodiment includes a
発光部25と受光部2とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ30の面積は、スペーサ5の面積よりも小さく設定されている。また、スペーサ30の面積は、発光部25の発光面の面積よりも大きく、かつ、フォトダイオードアレイ8Cの受光面の面積以下に設定されていることが好ましい。これにより、実施形態9の光結合装置では、発光部25で発生する熱を、スペーサ30を介して受光部2へ効率良く伝導させることが可能となり、発光部25の劣化を抑制することが可能となる。また、実施形態9の光結合装置では、スペーサ30が発光部25からの光に対して透光性を有する材料により板状に形成された場合、スペーサ30を導光部材として利用することが可能となり、発光部25と受光部2との光結合効率を向上させることが可能となる。
The area of the
実施形態9の光結合装置では、発光部25とフォトダイオードアレイ8Cとが、スペーサ30を挟んで互いに対向するように配置されている。スペーサ30は、発光部25およびフォトダイオードアレイ8Cと接するように、発光部25とフォトダイオードアレイ8Cとの間に配置されている。
In the optical coupling device according to the ninth embodiment, the
本願発明者は、図15に示すように、複数の受光素子8からなるフォトダイオードアレイ8Dの外周形状がフォトダイオードアレイ8Cと同じ形状に設定され、かつ、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が同じ大きさに設定された光結合装置を考えた。なお、以下では、説明の便宜上、この光結合装置を、「比較例5の光結合装置」と称する。また、比較例5の光結合装置では、実施形態9の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
As shown in FIG. 15, the inventor of the present application sets the outer peripheral shape of the photodiode array 8D composed of the plurality of
フォトダイオードアレイ8Dを構成する複数の受光素子8は、2行4列の2次元アレイ状に配置されている。
The plurality of
実施形態9の光結合装置では、複数の受光素子8のうち上記配列方向の両端部に位置する受光素子83の受光面の面積が、複数の受光素子8のうち上記配列方向の中央部に位置する受光素子84の受光面の面積よりも大きい。これにより、実施形態9の光結合装置では、比較例5の光結合装置よりも、受光素子8の数を増加させることが可能となる。よって、実施形態9の光結合装置では、比較例5の光結合装置よりも、一対の出力端子間の出力電圧を増加させることが可能となる。
In the optical coupling device according to the ninth embodiment, the areas of the light receiving surfaces of the
実施形態9の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Cは、実施形態1〜7の光結合装置10A〜10Gの各々に適用されてもよい。
The photodiode array 8C in the optical coupling device according to the ninth embodiment may be applied to each of the
以上説明した実施形態9の光結合装置では、フォトダイオードアレイ8Cの外周形状が、実施形態8の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Bと異なる形状に設定されている。複数の受光素子8のうち3つ以上の受光素子8が一直線上に並ぶ方向である配列方向の両端部に位置する受光素子83の受光面の面積は、複数の受光素子8のうち上記配列方向の中央部に位置する受光素子84の受光面の面積よりも大きく設定されている。これにより、実施形態9の光結合装置では、比較例5の光結合装置よりも、受光素子8の数を増加させることが可能となる。よって、実施形態9の光結合装置では、比較例5の光結合装置よりも、一対の出力端子間の出力電圧を増加させることが可能となる。なお、実施形態9の光結合装置では、受光素子83が第1受光素子に相当し、受光素子84が第2受光素子に相当する。
In the optical coupling device of the ninth embodiment described above, the outer peripheral shape of the photodiode array 8C is set to a shape different from that of the
(実施形態10)
実施形態10の光結合装置の基本構成は、実施形態9の光結合装置と同じであり、図16に示すように、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が、実施形態9の光結合装置と相違する。なお、実施形態10の光結合装置では、実施形態9の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。また、以下では、説明の便宜上、実施形態10の光結合装置における複数の受光素子8を、「フォトダイオードアレイ8E」と称することもある。
(Embodiment 10)
The basic configuration of the optical coupling device of the tenth embodiment is the same as that of the optical coupling device of the ninth embodiment. As shown in FIG. 16, the area of the light receiving surface of each of the plurality of
フォトダイオードアレイ8Eの外周形状は、実施形態9の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Cと同じ形状に設定されている。フォトダイオードアレイ8Eの受光面の面積は、フォトダイオードアレイ8Cの受光面の面積と同じ大きさに設定されている。
The outer peripheral shape of the
フォトダイオードアレイ8Eは、上記配列方向(図16では、左右方向)に、5つ以上の受光素子8が並んでいる。
In the
複数の受光素子8それぞれの受光面の面積は、上記配列方向の中心部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている。
The area of the light receiving surface of each of the plurality of
実施形態10の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Eは、実施形態1〜7の光結合装置10A〜10Gの各々に適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態10の光結合装置では、上記配列方向に、5つ以上の受光素子8が並んでいる。複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が、上記配列方向の中心部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている。これにより、実施形態10の光結合装置では、実施形態9の光結合装置に比べて、上記両端部に位置する受光素子85の受光面の面積を大きくすることが可能となる。よって、実施形態10の光結合装置では、実施形態9の光結合装置に比べて、受光素子85で受光する光を増加させることが可能となり、第2出力端子からの出力電流を増加させることが可能となる。
In the optical coupling device according to the tenth embodiment described above, five or more
(実施形態11)
実施形態11の光結合装置の基本構成は、実施形態10の光結合装置と同じであり、図17に示すように、複数の受光素子8からなるフォトダイオードアレイ8Fの受光面が、実施形態10の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Eの受光面と相違する。なお、実施形態11の光結合装置では、実施形態10の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 11)
The basic configuration of the optical coupling device according to the eleventh embodiment is the same as that of the optical coupling device according to the tenth embodiment. As shown in FIG. 17, the light receiving surface of a
複数の受光素子8のうち上記配列方向(図17では、左右方向)の両端部に位置する受光素子86の受光面の面積は、実施形態10の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Eの受光素子85の受光面の面積よりも小さく設定されている。また、受光素子86の受光面の面積は、実施形態9の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Cの受光素子83の受光面の面積と同じ大きさに設定されている。
Of the plurality of
実施形態11の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Fは、実施形態1〜7の光結合装置10A〜10Gの各々に適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態11の光結合装置では、フォトダイオードアレイ8Fにおける受光素子86の受光面の面積が、実施形態10の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Eの受光素子85の受光面の面積よりも小さく設定されている。これにより、実施形態11の光結合装置では、フォトダイオードアレイ8Fの受光面の面積を、実施形態10の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Eの受光面の面積よりも小さくすることが可能となる。よって、実施形態11の光結合装置では、実施形態10の光結合装置に比べて、小型化を図ることが可能となる。
In the optical coupling device of the eleventh embodiment described above, the area of the light receiving surface of the
(実施形態12)
実施形態12の光結合装置の基本構成は、実施形態1の光結合装置10Aと同じであり、図18に示すように、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が同じ大きさに設定されていない点などが、光結合装置10Aと相違する。なお、実施形態12の光結合装置では、光結合装置10Aと同様の構成要素の説明を、適宜省略する。
The basic configuration of the optical coupling device of the twelfth embodiment is the same as the
実施形態12の光結合装置は、光結合装置10Aにおける発光部1と発光面の面積だけが異なる発光部26を備えている。
The optical coupling device of the twelfth embodiment includes a
発光部26の発光面の面積は、発光部1の発光面の面積よりも小さく設定されている。また、発光部26の発光面の面積は、実施形態9の光結合装置における発光部25の発光面の面積よりも小さく設定されている。
The area of the light emitting surface of the
発光部26は、複数の受光素子8における中央部と対向するように配置されている。以下では、説明の便宜上、実施形態12の光結合装置における複数の受光素子8を、「フォトダイオードアレイ8G」と称することもある。
The
フォトダイオードアレイ8Gの外周形状は、実施形態1の光結合装置10Aにおけるフォトダイオードアレイ8Aと同じ形状に設定されている。フォトダイオードアレイ8Gの受光面の面積は、フォトダイオードアレイ8Aの受光面の面積と同じ大きさに設定されている。
The outer peripheral shape of the
フォトダイオードアレイ8Gは、上記配列方向(図18では、例えば、左右方向もしくは上下方向など)に、5つ以上の受光素子8が並んでいる。
In the
複数の受光素子8それぞれの受光面の面積は、上記配列方向の中心部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている。
The area of the light receiving surface of each of the plurality of
本願発明者は、図19に示すように、複数の受光素子8からなるフォトダイオードアレイ8Hの外周形状がフォトダイオードアレイ8Gと同じ形状に設定され、かつ、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が同じ大きさに設定された光結合装置を考えた。なお、以下では、説明の便宜上、この光結合装置を、「比較例6の光結合装置」と称する。また、比較例6の光結合装置では、実施形態12の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
As shown in FIG. 19, the inventor of the present application sets the outer peripheral shape of the
比較例6の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Hの受光面の面積は、実施形態12の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Gの受光面の面積と同じ大きさに設定されている。
The area of the light receiving surface of the
実施形態12の光結合装置では、複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が、上記配列方向の中心部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている。これにより、実施形態12の光結合装置では、比較例6の光結合装置よりも、受光素子8の数を増加させることが可能となる。よって、実施形態12の光結合装置では、比較例6の光結合装置よりも、一対の出力端子間の出力電圧を増加させることが可能となる。
In the optical coupling device according to the twelfth embodiment, the area of the light receiving surface of each of the plurality of
実施形態12の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Gは、実施形態1〜7の光結合装置10A〜10Gの各々に適用されてもよい。
The
以上説明した実施形態12の光結合装置では、上記配列方向に、5つ以上の受光素子8が並んでいる。複数の受光素子8それぞれの受光面の面積が、上記配列方向の中心部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている。これにより、実施形態12の光結合装置では、比較例6の光結合装置よりも、受光素子8の数を増加させることが可能となる。よって、実施形態12の光結合装置では、比較例6の光結合装置よりも、一対の出力端子間の出力電圧を増加させることが可能となる。
In the optical coupling device of the twelfth embodiment described above, five or more
(実施形態13)
実施形態13の光結合装置の基本構成は、実施形態9の光結合装置と同じであり、図20A,20Bに示すように、実施形態9の光結合装置におけるスペーサ30とは異なるスペーサ27を備えている点などが、実施形態9の光結合装置と相違する。なお、実施形態13の光結合装置では、実施形態9の光結合装置と同様の構成要素の説明を、適宜省略する。
(Embodiment 13)
The basic configuration of the optical coupling device according to the thirteenth embodiment is the same as that of the optical coupling device according to the ninth embodiment. As illustrated in FIGS. 20A and 20B, the optical coupling device includes a
実施形態13の光結合装置は、実施形態9の光結合装置における発光部25と発光面の面積だけが異なる発光部28を備えている。発光部28の発光面の面積は、発光部25の発光面の面積よりも大きく設定されている。
The optical coupling device of the thirteenth embodiment includes a
発光部28と複数の受光素子8とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ27の面積は、スペーサ30の面積よりも小さく設定されている。また、スペーサ27の面積は、発光部28の発光面の面積よりも小さく設定されている。
The area of the
発光部28は、複数の受光素子8における中央部と対向するように配置されている。以下では、説明の便宜上、実施形態13の光結合装置における複数の受光素子8を、「フォトダイオードアレイ8J」と称することもある。
The
フォトダイオードアレイ8Jの外周形状は、長方形状である。フォトダイオードアレイ8Jの受光面の面積は、実施形態9の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Cの受光面の面積と同じ大きさに設定されている。複数の受光素子8は、2行6列の2次元アレイ状に配置されている。
The outer peripheral shape of the photodiode array 8J is rectangular. The area of the light receiving surface of the photodiode array 8J is set to the same size as the area of the light receiving surface of the photodiode array 8C in the optical coupling device of the ninth embodiment. The plurality of
なお、実施形態13の光結合装置は、発光部28とフォトダイオードアレイ8Jとが、実施形態9の光結合装置における第2接合部材20により接合されていない構成であるが、第2接合部材20により接合された構成であってもよい。
Note that the optical coupling device of the thirteenth embodiment has a configuration in which the
実施形態13の光結合装置では、スペーサ27の面積が、フォトダイオードアレイ8Jにおける発光部28の垂直投影領域の面積からスペーサ27の面積を除いた面積を有する領域(以下、「第1領域」)D1の面積よりも小さく設定されている。
In the optical coupling device of the thirteenth embodiment, the area of the
複数の受光素子8のうち第1領域D1の垂直投影領域に位置する受光素子87の受光面の面積は、複数の受光素子8のうちスペーサ27の垂直投影領域に位置する受光素子88の受光面の面積よりも大きく設定されている。また、複数の受光素子8のうち発光部28の垂直投影領域外に位置する受光素子89の受光面の面積は、受光素子87の受光面の面積よりも大きく設定されている。
Among the plurality of
実施形態13の光結合装置における構成(発光部28、スペーサ27およびフォトダイオードアレイ8J)は、実施形態3の光結合装置あるいは実施形態4〜7の光結合装置10D〜10Gの各々に適用されてもよい。
The configuration (
以上説明した実施形態13の光結合装置では、発光部28と受光部2とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ27の面積が、発光部28の発光面の面積よりも小さく設定されている。また、スペーサ27の面積は、複数の受光素子8における発光部28の垂直投影領域の面積からスペーサ27の面積を除いた面積を有する領域(第1領域)D1の面積よりも小さく設定されている。複数の受光素子8のうち第1領域D1の垂直投影領域に位置する受光素子87の受光面の面積は、複数の受光素子8のうちスペーサ27の垂直投影領域に位置する受光素子88の受光面の面積よりも大きく設定されている。また、複数の受光素子8のうち発光部28の垂直投影領域外に位置する受光素子89の受光面の面積は、受光素子87の受光面の面積よりも大きく設定されている。これにより、実施形態13の光結合装置では、発光部28からの光が複数の受光素子8それぞれの受光面まで到達する経路によって、各受光素子8の受光面の面積を調節することが可能となる。よって、実施形態13の光結合装置では、一対の出力端子間の出力電圧を調節することが可能となる。
In the optical coupling device according to the thirteenth embodiment described above, the area of the
(実施形態14)
実施形態14の光結合装置の基本構成は、実施形態13の光結合装置と同じであり、図21A,21Bに示すように、実施形態13の光結合装置におけるスペーサ27とは異なるスペーサ29を備えている点などが、実施形態13の光結合装置と相違する。なお、実施形態14の光結合装置では、実施形態13の光結合装置と同様の構成要素に同一の符号を付して説明を、適宜省略する。
(Embodiment 14)
The basic configuration of the optical coupling device according to the fourteenth embodiment is the same as that of the optical coupling device according to the thirteenth embodiment. As shown in FIGS. 21A and 21B, a
発光部28と複数の受光素子8とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ29の面積は、実施形態13の光結合装置におけるスペーサ27の面積よりも大きく設定されている。また、スペーサ29の面積は、発光部28の発光面の面積よりも小さく設定されている。
The area of the
発光部28は、複数の受光素子8からなるフォトダイオードアレイ8Kの中央部と対向するように配置されている。
The
フォトダイオードアレイ8Kの外周形状は、実施形態13の光結合装置におけるフォトダイオードアレイ8Jと同じ形状に設定されている。フォトダイオードアレイ8Kの受光面の面積は、フォトダイオードアレイ8Jの受光面の面積と同じ大きさに設定されている。複数の受光素子8は、2行6列の2次元アレイ状に配置されている。
The outer peripheral shape of the
なお、実施形態14の光結合装置は、発光部28とフォトダイオードアレイ8Kとが、実施形態9の光結合装置における第2接合部材20により接合されていない構成であるが、第2接合部材20により接合された構成であってもよい。
Note that the optical coupling device of the fourteenth embodiment has a configuration in which the
実施形態14の光結合装置では、スペーサ29の面積が、フォトダイオードアレイ8Kにおける発光部28の垂直投影領域の面積からスペーサ29の面積を除いた面積を有する領域(以下、「第2領域」)D2の面積よりも大きく設定されている。
In the optical coupling device according to the fourteenth embodiment, the area of the
複数の受光素子8のうちスペーサ29の垂直投影領域に位置する受光素子71の受光面の面積は、複数の受光素子8のうち第2領域D2の垂直投影領域に位置する受光素子72の受光面の面積よりも大きく設定されている。また、複数の受光素子8のうち発光部28の垂直投影領域外に位置する受光素子73の受光面の面積は、受光素子71の受光面の面積よりも大きく設定されている。
The area of the light receiving surface of the
実施形態14の光結合装置における構成(発光部28、スペーサ29およびフォトダイオードアレイ8K)は、実施形態3の光結合装置あるいは実施形態4〜7の光結合装置10D〜10Gの各々に適用されてもよい。
The configuration (
以上説明した実施形態14の光結合装置では、発光部28と受光部2とが対向する方向に直交する平面内におけるスペーサ29の面積が、発光部28の発光面の面積よりも小さく設定されている。また、スペーサ29の面積は、複数の受光素子8における発光部28の垂直投影領域の面積からスペーサ29の面積を除いた面積を有する領域(第2領域)D2の面積よりも大きく設定されている。複数の受光素子8のうちスペーサ29の垂直投影領域に位置する受光素子71の受光面の面積は、複数の受光素子8のうち第2領域D2の垂直投影領域に位置する受光素子72の受光面の面積よりも大きく設定されている。また、複数の受光素子8のうち発光部28の垂直投影領域外に位置する受光素子73の受光面の面積は、受光素子71の受光面の面積よりも大きく設定されている。これにより、実施形態14の光結合装置では、実施形態13の光結合装置と同様に、発光部28からの光が複数の受光素子8それぞれの受光面まで到達する経路によって、各受光素子8の受光面の面積を調節することが可能となる。よって、実施形態14の光結合装置では、一対の出力端子間の出力電圧を調節することが可能となる。
In the optical coupling device according to the fourteenth embodiment described above, the area of the
1 発光部
2 受光部
3 取付部材
4 封止部材
5 スペーサ
8 受光素子
10A〜10F 光結合装置
21 スペーサ
22 封止部材
23 反射部材
81 受光素子(第3受光素子)
83 受光素子(第1受光素子)
84 受光素子(第2受光素子)
DESCRIPTION OF
83 Light receiving element (first light receiving element)
84 Light receiving element (second light receiving element)
Claims (9)
前記発光部と前記受光部とは、前記スペーサを挟んで互いに対向するように配置され、
前記スペーサは、前記発光部および前記受光部と接する
ことを特徴とする光結合装置。 A light emitting unit, a light receiving unit that receives light from the light emitting unit, a mounting member to which the light receiving unit is mounted, a spacer having electrical insulation, the light emitting unit, the light receiving unit, the mounting member, and the spacer And a sealing member for sealing
The light emitting unit and the light receiving unit are arranged to face each other with the spacer interposed therebetween,
The spacer is in contact with the light emitting unit and the light receiving unit.
ことを特徴とする請求項1記載の光結合装置。 The optical coupling device according to claim 1, wherein the spacer is formed in a plate shape from a material that transmits light from the light emitting unit.
ことを特徴とする請求項1記載の光結合装置。 2. The optical coupling device according to claim 1, wherein the spacer is formed in a particle shape from a material that transmits light from the light emitting unit.
前記複数の受光素子は、互いに受光面が一平面内に並ぶように配置され、かつ、電気的に直列接続されている
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか1項に記載の光結合装置。 The light receiving unit includes a plurality of light receiving elements,
The plurality of light receiving elements are arranged such that their light receiving surfaces are arranged in one plane and are electrically connected in series. 4. Optical coupling device.
ことを特徴とする請求項4記載の光結合装置。 The area of the light receiving surfaces of the first light receiving elements located at both ends in the arrangement direction, in which three or more of the light receiving elements are aligned in a straight line, is the array of the plurality of light receiving elements. 5. The optical coupling device according to claim 4, wherein the optical coupling device is set to be larger than an area of a light receiving surface of the second light receiving element located at a central portion in the direction.
前記複数の受光素子それぞれの受光面の面積は、前記配列方向の中央部から両端部に向かって、次第に大きくなるように設定されている
ことを特徴とする請求項5記載の光結合装置。 Five or more of the light receiving elements are arranged in the arrangement direction,
6. The optical coupling device according to claim 5, wherein an area of a light receiving surface of each of the plurality of light receiving elements is set to gradually increase from a central portion in the arrangement direction toward both end portions.
前記封止部材は、前記複数の受光素子のうち、少なくとも、前記一平面内の最外周部に配置された第3受光素子の受光面の一部を覆っている
ことを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の光結合装置。 The sealing member is made of a material that reflects light from the light emitting unit,
5. The sealing member covers at least a part of a light receiving surface of a third light receiving element arranged at an outermost peripheral portion in the one plane among the plurality of light receiving elements. The optical coupling device according to claim 6.
前記反射部材は、前記発光部および前記スペーサを覆うように構成され、
前記反射部材は、前記複数の受光素子のうち、少なくとも、前記一平面内の最外周部に配置された第3受光素子の受光面の一部を覆っている
ことを特徴とする請求項4ないし請求項6のいずれか1項に記載の光結合装置。 A reflection member that reflects the light from the light emitting unit,
The reflective member is configured to cover the light emitting unit and the spacer,
5. The reflection member covers at least a part of a light receiving surface of a third light receiving element arranged at an outermost peripheral portion in the one plane among the plurality of light receiving elements. The optical coupling device according to claim 6.
ことを特徴とする請求項4ないし請求項8のいずれか1項に記載の光結合装置。 The area of the spacer in a plane orthogonal to the direction in which the light emitting unit and the light receiving unit face each other is larger than the area of the light emitting surface of the light emitting unit and less than the area of the light receiving surface of the plurality of light receiving elements. The optical coupling device according to claim 4, wherein the optical coupling device is set.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111916436A (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 喆光照明光电股份有限公司 | Laminated optical coupler formed by secondary sealing glue and packaging method thereof |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4886546A (en) * | 1972-02-14 | 1973-11-15 | ||
JPS5437080U (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | ||
JPS587886A (en) * | 1981-07-07 | 1983-01-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS59177978A (en) * | 1983-03-26 | 1984-10-08 | Nec Corp | Multichannel type semiconductor optical coupler |
JPS61276273A (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-06 | Sharp Corp | Switching element |
JPS6390869A (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-21 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Optoelectronic coupler and manufacture of the same |
JPH01181577A (en) * | 1988-01-12 | 1989-07-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Optical semiconductor device |
JPH06140662A (en) * | 1992-10-29 | 1994-05-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Photocoupling type semiconductor device |
JPH06268246A (en) * | 1993-01-18 | 1994-09-22 | Sharp Corp | Optically coupled apparatus |
US5654559A (en) * | 1993-09-23 | 1997-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical coupling device and method for manufacturing the same |
JP2001094142A (en) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Yokogawa Electric Corp | Photocoupler |
JP2003234500A (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Sharp Corp | Optical coupling element |
US6864509B2 (en) * | 2002-02-06 | 2005-03-08 | Eugene Robert Worley | Packaging optically coupled integrated circuits using flip-chip methods |
JP2010258165A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Omron Corp | Optical coupler |
-
2014
- 2014-10-27 JP JP2014218588A patent/JP2016086098A/en active Pending
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS4886546A (en) * | 1972-02-14 | 1973-11-15 | ||
JPS5437080U (en) * | 1977-08-19 | 1979-03-10 | ||
JPS587886A (en) * | 1981-07-07 | 1983-01-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Manufacture of semiconductor device |
JPS59177978A (en) * | 1983-03-26 | 1984-10-08 | Nec Corp | Multichannel type semiconductor optical coupler |
JPS61276273A (en) * | 1985-05-30 | 1986-12-06 | Sharp Corp | Switching element |
JPS6390869A (en) * | 1986-09-30 | 1988-04-21 | シーメンス、アクチエンゲゼルシヤフト | Optoelectronic coupler and manufacture of the same |
JPH01181577A (en) * | 1988-01-12 | 1989-07-19 | Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd | Optical semiconductor device |
JPH06140662A (en) * | 1992-10-29 | 1994-05-20 | Oki Electric Ind Co Ltd | Photocoupling type semiconductor device |
JPH06268246A (en) * | 1993-01-18 | 1994-09-22 | Sharp Corp | Optically coupled apparatus |
US5654559A (en) * | 1993-09-23 | 1997-08-05 | Siemens Aktiengesellschaft | Optical coupling device and method for manufacturing the same |
JP2001094142A (en) * | 1999-09-24 | 2001-04-06 | Yokogawa Electric Corp | Photocoupler |
US6864509B2 (en) * | 2002-02-06 | 2005-03-08 | Eugene Robert Worley | Packaging optically coupled integrated circuits using flip-chip methods |
JP2003234500A (en) * | 2002-02-12 | 2003-08-22 | Sharp Corp | Optical coupling element |
JP2010258165A (en) * | 2009-04-23 | 2010-11-11 | Omron Corp | Optical coupler |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN111916436A (en) * | 2019-05-07 | 2020-11-10 | 喆光照明光电股份有限公司 | Laminated optical coupler formed by secondary sealing glue and packaging method thereof |
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