JP2017034071A - 光結合装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＮ比を改善した光結合装置を提供する。
【解決手段】光結合装置１は、一次側リードフレーム２と、二次側リードフレーム３と、発光素子４と、一次側受光素子５と、二次側受光素子６とを備える。一次側リードフレーム２は、パッド２５，２６を有する。二次側リードフレーム３は、パッド３５を有し、パッド３５の取付面３５１とパッド２５，２６の取付面２５１，２６１とが対向するように配置される。発光素子４及び一次側受光素子５は、パッド２５，２６の取付面２５１，２６１に並べて取り付けられる。二次側受光素子６は、発光素子４から出射する光が直接入射するようにパッド３５の取付面３５１に取り付けられる。
【選択図】図１

Description

本発明は、光結合装置に関し、より詳細には、発光素子と受光素子とが光結合する光結合装置に関する。

従来、ＬＥＤがマウントされたリードフレームの発光側アイランド上にモニター用受光トランジスタを搭載し、距離的、電気的に分離して配置された受光側アイランド上に受光トランジスタを搭載した光結合装置が提供されている（例えば特許文献１参照）。特許文献１記載の光結合装置では、ＬＥＤからの発光出力をモニター用受光トランジスタでフィードバック制御しており、これにより入出力特性の直線性を改善することができる。

特開平２−１０５４７２号公報

上述の特許文献１記載の光結合装置は、ＬＥＤからの光を反射させて受光トランジスタに入射させる構造であり、そのためＬＥＤからの光を受光トランジスタに直接入射させる構造に比べて受光トランジスタへの光の入射量が少なかった。その結果、ＳＮ比（信号雑音比）が悪くなるという問題があった。

本発明は上記課題に鑑みてなされており、ＳＮ比を改善した光結合装置を提供することを目的とする。

第１の形態の光結合装置は、第１パッドを有する一次側リードフレームと、第２パッドを有し、前記第２パッドの第２面と前記第１パッドの第１面とが対向するように配置される二次側リードフレームと、前記第１面に並べて取り付けられる発光素子及び一次側受光素子と、前記発光素子から出射する光が直接入射するように前記第２面に取り付けられる二次側受光素子とを備えていることを特徴とする。

第２の形態の光結合装置は、第１の形態において、前記発光素子から出射した光の一部を前記一次側受光素子に向けて反射させる反射板をさらに備え、前記反射板は、前記発光素子から前記二次側受光素子へ向かう光を遮らない位置に配置されていることを特徴とする。

第３の形態の光結合装置では、第２の形態において、前記反射板は、前記二次側リードフレームの一部であり、前記二次側受光素子の一方の端子が電気的に接続されて前記二次側受光素子からの電気信号を出力する信号端子と一体に形成されていることを特徴とする。

第４の形態の光結合装置では、第１〜第３の形態のうち何れかの形態において、前記一次側受光素子の出力に応じて前記発光素子に流れる電流の大きさが制御されることを特徴とする。

本発明の光結合装置は、第１パッドの第１面に発光素子及び一次側受光素子を取り付け、かつ第１パッドの第１面と対向する第２パッドの第２面に二次側受光素子を取り付けている。これにより、発光素子から出射する光を二次側受光素子に直接入射させることができ、その結果ＳＮ比がよくなるという効果がある。

本発明の実施形態１に係る光結合装置の断面図である。 図２Ａは本発明の実施形態１に係る光結合装置において一次側リードフレームを示した平面図、図２Ｂは本発明の実施形態１に係る光結合装置において二次側リードフレームを示した平面図である。 本発明の実施形態１に係る光結合装置を用いた信号伝達回路の回路図である。 本発明の実施形態１に係る別の光結合装置の断面図である。 図５Ａは本発明の実施形態１に係る別の光結合装置において一次側リードフレームを示した平面図、図５Ｂは本発明の実施形態１に係る別の光結合装置において二次側リードフレームを示した平面図、図５Ｃは本発明の実施形態１に係る別の光結合装置において別の二次側リードフレームを示した平面図である。 本発明の実施形態２に係る光結合装置の断面図である。 図７Ａは本発明の実施形態２に係る光結合装置において一次側リードフレームを示した平面図、図７Ｂは本発明の実施形態２に係る光結合装置において二次側リードフレームを示した平面図である。 本発明の実施形態２に係る光結合装置を用いた信号伝達回路の回路図である。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１に係る光結合装置１について図１〜図５Ｃを参照しながら具体的に説明する。ただし、以下に説明する構成は、本発明の一例に過ぎず、本発明は下記の実施形態に限定されない。したがって、この実施形態以外であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計等に応じて種々の変更が可能である。

なお、本実施形態では特に断りがない限り、図１において上下左右の各方向を規定し、さらに図１の紙面に垂直な方向を前後方向（手前が前方）と規定するが、これらの各方向は光結合装置１の使用方向を限定する趣旨ではない。また、図１、図２Ａ、図２Ｂ、図４、図５Ａ〜図５Ｃ、図６、図７Ａ及び図７Ｂの矢印は単に方向を規定するためだけのものであり、実体を伴うものではない。

本実施形態の光結合装置１は、図１及び図２Ａ〜図２Ｂに示すように、一次側リードフレーム２と、二次側リードフレーム３と、発光素子４と、一次側受光素子５と、二次側受光素子６とを備える。また、本実施形態の光結合装置１は、複数のボンディングワイヤ７と、パッケージ８とをさらに備える。

一次側リードフレーム２は、導電性を有する金属材料（例えば銅合金など）からなり、第１リード２１と、第２リード２２と、第３リード２３と、第４リード２４と、パッド２５，２６とを有する（図２Ａ参照）。

第１リード２１、第２リード２２、第３リード２３及び第４リード２４は、それぞれ前後方向に長い帯板状であって、前端から後端にかけて徐々に高さが低くなるような階段状に形成されている（図１参照）。また、第２リード２２の先端（前端）には、発光素子４が取り付けられる取付面２６１を有するパッド２６が一体に形成されている。さらに、第４リード２４の先端（前端）には、一次側受光素子５が取り付けられる取付面２５１を有する矩形平板状のパッド２５が一体に形成されている。

ここに、一次側リードフレーム２は、右側（図２Ａの上側）から第１リード２１、第２リード２２、第３リード２３、第４リード２４の順番に配置され、かつパッド２５，２６がパッケージ８の中央寄りに配置されている。そして、第１リード２１、第２リード２２、第３リード２３及び第４リード２４の先端部（後端部）は、外部回路との接続端子としてパッケージ８から露出している。

なお、一次側リードフレーム２がパッケージ８に組み付けられた状態では、図２Ａに示すように、パッド２５に取り付けられた一次側受光素子５と、パッド２６に取り付けられた発光素子４とが、左右方向に並べて配置される。ここに、本実施形態では、パッド２５とパッド２６とにより第１パッドが構成され、取付面２５１と取付面２６１とにより第１面が構成される。

二次側リードフレーム３は、導電性を有する金属材料（例えば銅合金など）からなり、第１リード３１と、第２リード３２と、第３リード３３と、第４リード３４と、パッド３５と、反射部３６とを有する（図２Ｂ参照）。

第１リード３１、第２リード３２、第３リード３３及び第４リード３４は、それぞれ前後方向に長い帯板状であって、左側から見た形状が上側に凸となる突台形状に形成されている。また、第４リード３４の先端（後端）には、二次側受光素子６が取り付けられる取付面３５１を有する矩形平板状のパッド３５が一体に形成されている。

反射部３６は、矩形平板状の支持板３６１と、支持板３６１の先端（左端）から斜め下向きに傾斜する矩形平板状の反射板３６２とを有し、反射板３６２の上面が反射面として機能する（図１参照）。

ここに、二次側リードフレーム３は、右側（図２Ｂの上側）から第１リード３１、第２リード３２、第３リード３３、第４リード３４の順番に配置され、かつパッド３５及び反射部３６がパッケージ８の中央寄りに配置されている。そして、第１リード３１、第２リード３２、第３リード３３及び第４リード３４の先端部（前端部）は、外部回路との接続端子としてパッケージ８から露出している。

なお、二次側リードフレーム３がパッケージ８に組み付けられた状態では、図２Ｂに示すように、パッド３５に取り付けられた二次側受光素子６と、反射部３６の反射板３６２とが、左右方向に並べて配置される。ここに、本実施形態では、パッド３５により第２パッドが構成され、取付面３５１により第２面が構成される。

また、一次側リードフレーム２及び二次側リードフレーム３がパッケージ８に組み付けられた状態では、図１に示すように、パッド２５，２６（第１パッド）が上側、パッド３５（第２パッド）が下側となるように配置される。そして、この状態では、パッド２５，２６の下側の取付面２５１，２６１（第１面）とパッド３５の上側の取付面３５１（第２面）とが互いに対向している。

なお、反射部３６の反射板３６２は、図１に示すように、発光素子４から二次側受光素子６への直射光ｌ１を遮らない位置に配置されるのが好ましい。

発光素子４は、例えば発光ダイオード（Light Emitting Diode:LED）からなる。この発光素子４は、ｎ型半導体層とｐ型半導体層とを有する発光層が透光性基板上に形成され、発光層で発生した光が透光性基板を通して出射されるように構成されている。そして、この発光素子４は、例えば導電性ペーストなどの導電性材料によって、パッド２６の取付面２６１に固定される。なお、本実施形態では、全ての面が発光面である発光ダイオードを発光素子４とする。

一次側受光素子５は、例えばｐｎ型のフォトダイオードからなる。この一次側受光素子５は、図２Ａに示すように、矩形平板状に形成された基板５１を有し、基板５１の表面（下面）には光電変換部５２が設けられている。光電変換部５２は、受光面を形成するｐ層と、基板５１側のｎ層とで形成され、受光面で受けとった光を電気信号に変換して出力する。

また、基板５１の表面には、一次側受光素子５のカソードに電気的に接続された第１電極５３と、一次側受光素子５のアソードに電気的に接続された第２電極５４とが設けられている。そして、一次側受光素子５は、例えば導電性ペーストなどの導電性材料によって、パッド２５の取付面２５１に固定される。

二次側受光素子６は、一次側受光素子５と同様に、例えばｐｎ型のフォトダイオードからなる。この二次側受光素子６は、図２Ｂに示すように、矩形平板状に形成された基板６１を有し、基板６１の表面（上面）には光電変換部６２が設けられている。光電変換部６２は、受光面を形成するｐ層と、基板６１側のｎ層とで形成され、受光面で受けとった光を電気信号に変換して出力する。

また、基板６１の表面には、二次側受光素子６のカソードに電気的に接続された第１電極６３と、二次側受光素子６のアノードに電気的に接続された第２電極６４とが設けられている。そして、二次側受光素子６は、例えば導電性ペーストなどの導電性材料によって、パッド３５の取付面３５１に固定される。

パッケージ８は、外部からの衝撃や外部からの光などから発光素子４、一次側受光素子５及び二次側受光素子６を保護するための部材である。このパッケージ８は、電気絶縁性及び遮光性を有する樹脂材料により形成される。このような樹脂材料としては、例えば黒色の顔料を混合したエポキシ樹脂やシリコーン樹脂などがある。なお、パッケージ８の内部には、例えばシリコーン樹脂などの電気絶縁性及び透光性を有する樹脂材料が充填されている。

発光素子４は、図２Ａに示すように、パッド２６の取付面２６１に取り付けられ、かつカソードがパッド２６を介して第２リード２２に電気的に接続される。また、発光素子４は、アノードがボンディングワイヤ７を介して第１リード２１に電気的に接続される。

一次側受光素子５は、図２Ａに示すように、カソードが第１電極５３及びボンディングワイヤ７を介して第３リード２３に電気的に接続される。また、一次側受光素子５は、アノードが第２電極５４及びボンディングワイヤ７を介して第４リード２４に電気的に接続される。

二次側受光素子６は、図２Ｂに示すように、カソードが第１電極６３及びボンディングワイヤ７を介して第２リード３２に電気的に接続される。また、二次側受光素子６は、アノードが第２電極６４及びボンディングワイヤ７を介して第４リード３４に電気的に接続される。

ここで、本実施形態の光結合装置１では、図１に示すように、一次側受光素子５と二次側受光素子６とが互いの受光面を対向させた状態に配置されている。また、本実施形態の光結合装置１では、発光素子４と一次側受光素子５とが左右方向に並べて配置されている。

そして、本実施形態の光結合装置１では、発光素子４の全ての面が発光面であるから、発光素子４の直射光ｌ１が二次側受光素子６に入射し、発光素子４の直射光の一部、及び反射板３６２で反射した反射光ｌ２が一次側受光素子５に入射する。

このように、パッド２６の取付面２６１に発光素子４を取り付け、かつパッド３５の取付面３５１に二次側受光素子６を取り付けることで、発光素子４から出射する光の一部（直射光ｌ１）を二次側受光素子６に直接入射させることができる。

図３は、本実施形態の光結合装置１を用いた信号伝達回路の回路図である。この信号伝達回路は、発光素子４、一次側受光素子５、オペアンプ９及び抵抗器１１で構成される一次側回路と、二次側受光素子６、オペアンプ１０及び抵抗器１２で構成される二次側回路とを有し、一次側回路と二次側回路とが電気的に分離している。

オペアンプ９の非反転入力端子（＋）は、電圧信号Ｖｉｎが入力される入力端子Ｔ１に抵抗器１１を介して電気的に接続され、オペアンプ９の反転入力端子（−）は、一次側回路のグランドＧ１に電気的に接続される。また、オペアンプ９の反転入力端子−非反転入力端子間には、アノードが反転入力端子側、カソードが非反転入力端子側となる向きで一次側受光素子５が電気的に接続される。さらに、オペアンプ９の出力端子は、発光素子４のアノードに電気的に接続され、発光素子４のカソードは、グランドＧ１に電気的に接続される。

オペアンプ１０の反転入力端子−非反転入力端子間には、アノードが非反転入力端子側、カソードが反転入力端子側となる向きで二次側受光素子６が電気的に接続される。また、二次側受光素子６のアノードは、一次側回路のグランドＧ１と電気的に分離された二次側回路のグランドＧ２に電気的に接続され、二次側受光素子６のカソードは、オペアンプ１０の出力端子に抵抗器１２を介して電気的に接続される。さらに、オペアンプ１０の出力端子は、電圧信号Ｖｏｕｔを出力する出力端子Ｔ２に電気的に接続される。

つまり、本実施形態の光結合装置１では、一次側リードフレーム２の第１リード２１がオペアンプ９の出力端子に電気的に接続され、第２リード２２が一次側回路のグランドＧ１に電気的に接続される。また、本実施形態の光結合装置１では、第３リード２３がオペアンプ９の非反転入力端子に電気的に接続され、第４リード２４がオペアンプ９の反転入力端子に電気的に接続される。

さらに、本実施形態の光結合装置１では、二次側リードフレーム３の第２リード３２がオペアンプ１０の反転入力端子に電気的に接続され、第４リード３４がオペアンプ１０の非反転入力端子に電気的に接続される。なお、第１リード３１及び第３リード３３は、例えばプリント配線板に光結合装置１を実装するための実装用端子であり、信号伝達回路を構成する何れの要素にも電気的に接続されない（図２Ｂ参照）。

次に、信号伝達回路の動作について説明する。入力端子Ｔ１から電圧信号Ｖｉｎが入力されると、この電圧信号Ｖｉｎをオペアンプ９により増幅させた電圧が発光素子４に印加されて発光素子４が点灯する。二次側受光素子６は、発光素子４から出射する光が受光面に入射すると、入射した光信号を電気信号に変換し、オペアンプ１０の反転入力端子に出力する。オペアンプ１０は、二次側受光素子６より受け取った電気信号を増幅し、出力端子Ｔ２から電圧信号Ｖｏｕｔを出力する。

ここで、上述したように、一次側受光素子５の受光面には、発光素子４から出射する直射光が入射し、かつ反射板３６２で反射させた反射光ｌ２（図１参照）が入射する。そして、一次側受光素子５の出力に応じて発光素子４に流す電流の大きさが制御される。つまり、本実施形態の光結合装置１では、一次側受光素子５を用いたフィードバック制御を行っている。

例えば、発光素子４の光出力が小さくなって一次側受光素子５の受光面に入射する光の量が減少すると、この光によって一次側受光素子５に流れる電流が小さくなることでオペアンプ９の非反転入力端子に入力される電圧信号が大きくなる。その結果、発光素子４に印加される電圧も大きくなり、発光素子４の光出力が大きくなる。

また、発光素子４の光出力が大きくなって一次側受光素子５の受光面に入射する光の量が増加すると、この光によって一次側受光素子５に流れる電流が大きくなることでオペアンプ９の非反転入力端子に入力される電圧信号が小さくなる。その結果、発光素子４に印加される電圧も小さくなり、発光素子４の光出力が小さくなる。

なお、上述の信号伝達回路は、アナログ信号の伝達に適しているが、デジタル信号を伝達するように構成してもよく、信号伝達回路の回路構成は本実施形態に限定されない。

ところで、上述の実施形態では、一次側リードフレーム２及び二次側リードフレーム３をそれぞれ４本のリードで構成したが、変形例として、それぞれ３本のリードで構成してもよい。

変形例の光結合装置１は、図４及び図５Ａ〜図５Ｂに示すように、一次側リードフレーム２と、二次側リードフレーム３と、発光素子４と、一次側受光素子５と、二次側受光素子６とを備える。また、変形例の光結合装置１は、複数のボンディングワイヤ７と、パッケージ８とをさらに備える。なお、発光素子４、一次側受光素子５及び二次側受光素子６については上述の実施形態と同様であり、ここでは説明を省略する。

一次側リードフレーム２は、図５Ａに示すように、第１リード２１と、第３リード２３と、第４リード２４と、パッド２５とを有する。パッド２５は、左右方向に長い矩形平板状であって、第４リード２４の先端（前端）に一体に形成されている。そして、パッド２５の取付面２５１には、発光素子４及び一次側受光素子５が左右方向に並べて取り付けられる。

発光素子４は、アノードがボンディングワイヤ７を介して第１リード２１に電気的に接続され、カソードがボンディングワイヤ７を介して一次側受光素子５の第２電極５４に電気的に接続される。一次側受光素子５は、アノードが第２電極５４及びボンディングワイヤ７を介して第４リード２４に電気的に接続され、カソードが第１電極５３及びボンディングワイヤ７を介して第３リード２３に電気的に接続される。

すなわち、変形例の光結合装置１では、一次側回路のグランドＧ１に電気的に接続される発光素子４のカソード及び一次側受光素子５のアノードを第４リード２４に電気的に接続しており、これにより上述の第２リード２２を省略することができる。

二次側リードフレーム３は、図５Ｂに示すように、第１リード３１と、第３リード３３と、第４リード３４と、パッド３５と、反射部３６とを有する。

二次側受光素子６は、アノードが第２電極６４及びボンディングワイヤ７を介して第４リード３４に電気的に接続され、カソードが第１電極６３及びボンディングワイヤ７を介して第１リード３１に電気的に接続される。なお、第３リード３３は、例えばプリント配線板に光結合装置１を実装するための実装用端子であり、信号伝達回路を構成する何れの要素にも電気的に接続されない（図５Ｂ参照）。上記構成によれば、上述の第２リード３２を省略することができる。

変形例の光結合装置１によれば、上述の実施形態の光結合装置１に比べて、リードが並ぶ方向（左右方向）の光結合装置１の外形寸法を小さくすることができる。ここに、変形例では、パッド２５により第１パッドが構成され、パッド３５により第２パッドが構成される。また、変形例では、取付面２５１により第１面が構成され、取付面３５１により第２面が構成される。

ところで、図５Ｃに示すように、発光素子４から出射する光の一部を一次側受光素子５に向けて反射させる反射板３１１を第１リード３１と一体に形成してもよい。これにより、部品点数を削減することができ、さらにパッケージ８に対して第１リード３１を位置決めするだけで反射板３１１を位置決めすることができる。ここに、変形例では、第１リード３１により信号端子が構成される。

なお、発光素子４は上述の発光ダイオードに限らず、例えば有機ＥＬ素子などであってもよい。また、一次側受光素子５及び二次側受光素子６も上述のフォトダイオードに限らず、例えばフォトトランジスタなどであってもよい。

また、発光素子４、一次側受光素子５及び二次側受光素子６のアノード又はカソードと各リードとの接続は本実施形態に限らず、逆に接続してもよい。例えば発光素子４であれば、カソードを第１リード２１に接続し、アノードを第２リード２２に接続してもよい。

以上説明したように、本実施形態の光結合装置１は、一次側リードフレーム２と、二次側リードフレーム３と、発光素子４と、一次側受光素子５と、二次側受光素子６とを備える。一次側リードフレーム２は、パッド２５，２６（第１パッド）を有する。二次側リードフレーム３は、パッド３５（第２パッド）を有し、パッド３５の取付面３５１（第２面）とパッド２５，２６の取付面２５１，２６１（第１面）とが対向するように配置される。発光素子４及び一次側受光素子５は、パッド２５，２６の取付面２５１，２６１に並べて取り付けられる。二次側受光素子６は、発光素子４から出射する光が直接入射するようにパッド３５の取付面３５１に取り付けられる。

上記構成によれば、発光素子４から出射する光を二次側受光素子６に直接入射させているので、発光素子４から出射する光を反射させて二次側受光素子６に入射させる構造に比べて、二次側受光素子６への光の入射量を増加させることができる。その結果、ＳＮ比がよくなり、伝達信号が小信号である場合でも信号の伝達精度が低下しにくくなる。

また、本実施形態の光結合装置１のように、発光素子４から出射した光の一部を一次側受光素子５に向けて反射させる反射板３６２（又は反射板３１１）をさらに備えているのが好ましい。この場合、反射板３６２（又は反射板３１１）は、発光素子４から二次側受光素子６へ向かう光を遮らない位置に配置されるのが好ましい。

上記構成によれば、発光素子４から出射する光のうち二次側受光素子６へ向かう光を遮光することなく、発光素子４から出射する光の一部を反射板３６２（又は反射板３１１）により反射させて一次側受光素子５に入射させることができる。

また、本実施形態の光結合装置１のように、反射板３６２（又は反射板３１１）は、二次側リードフレーム３の一部であり、第１リード３１（信号端子）と一体に形成されているのが好ましい。この場合、第１リード３１は、二次側受光素子６の一方の端子が電気的に接続されて二次側受光素子６からの電気信号を出力する。

上記構成によれば、反射板３６２（又は反射板３１１）を第１リード３１と一体に形成することで、反射板３２を設けながらも部品点数の増加を抑えることができる。

また、本実施形態の光結合装置１のように、一次側受光素子５の出力に応じて発光素子４に流れる電流の大きさが制御されるのが好ましい。

上記構成によれば、発光素子４が経年劣化したり、周囲温度が変化したりする場合でも、発光素子４から出射する光の明るさを略一定に保つことができる。その結果、発光素子４から二次側受光素子６への光の入射量が低下することなく、これにより伝達信号が小信号である場合でも信号の伝達精度が低下しにくくなる。また、発光素子４から一次側受光素子５へも光が直接入射するので、光の検出精度も向上する。

（実施形態２）
以下、本発明の実施形態２に係る光結合装置１について図６〜図８を参照しながら具体的に説明する。実施形態１では、光結合装置１に対してオペアンプ９，１０を外付けしたが、本実施形態では、オペアンプ９，１０を光結合装置１に内蔵している。なお、それ以外の構成については実施形態１と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して説明を省略する。

本実施形態の光結合装置１は、図６及び図７Ａ〜図７Ｂに示すように、一次側リードフレーム２と、二次側リードフレーム３と、発光素子４と、一次側受光ＩＣ１３と、二次側受光ＩＣ１４とを備える。また、本実施形態の光結合装置１は、複数のボンディングワイヤ７と、パッケージ８とをさらに備える。

一次側リードフレーム２は、図７Ａに示すように、パッド２５と、第１リード２７と、第２リード２８と、第３リード２９と、第４リード３０とを有する。また、二次側リードフレーム３は、図７Ｂに示すように、パッド３５と、第１リード３７と、第２リード３８と、第３リード３９と、第４リード４０とを有し、第１リード３７の先端（後端）には反射板３７１が一体に形成されている。なお、本実施形態では、反射板３７１を第１リード３７と一体に形成しているが、別体であってもよい。

一次側受光ＩＣ１３は、図７Ａに示すように、受光部１３１と、回路部１３２とを有する。受光部１３１は、上述の一次側受光素子５に相当する部位である。また、回路部１３２は、上述のオペアンプ９及び抵抗器１１に相当する部位であり、オペアンプ９の動作電源（ＶＤＤ−ＧＮＤ）が入力される一対の電源端子１３２ａ，１３２ｂと、電圧信号Ｖｉｎが入力される信号端子１３２ｃとを有する。

さらに、一次側受光ＩＣ１３の表面（下面）には、発光素子４のアノードと電気的に接続される出力端子１３２ｄが設けられている。

一方の電源端子１３２ａは、ボンディングワイヤ７及び第２リード２８を介して第１リード２７に電気的に接続され、他方の電源端子１３２ｂは、ボンディングワイヤ７を介して第４リード３０に電気的に接続される。また、信号端子１３２ｃは、ボンディングワイヤ７を介して第３リード２９に電気的に接続され、出力端子１３２ｄは、ボンディングワイヤ７を介して発光素子４のアノードに電気的に接続される。

二次側受光ＩＣ１４は、図７Ｂに示すように、受光部１４１と、回路部１４２とを有する。受光部１４１は、上述の二次側受光素子６に相当する部位である。また、回路部１４２は、上述のオペアンプ１０及び抵抗器１２に相当する部位であり、オペアンプ１０の動作電源（ＶＤＤ−ＧＮＤ）が入力される一対の電源端子１４２ａ，１４２ｂと、電圧信号Ｖｏｕｔを出力する信号端子１４２ｃとを有する。

一方の電源端子１４２ａは、ボンディングワイヤ７を介して第１リード３７に電気的に接続され、他方の電源端子１４２ｂは、ボンディングワイヤ７を介して第４リード４０に電気的に接続される。また、信号端子１４２ｃは、ボンディングワイヤ７を介して第３リード３９に電気的に接続される。なお、第２リード３８は、例えばプリント配線板に光結合装置１を実装するための実装用端子であり、信号伝達回路を構成する何れの要素にも電気的に接続されない（図７Ｂ参照）。

本実施形態の光結合装置１では、パッド２５の取付面２５１（第１面）に発光素子４及び一次側受光ＩＣ１３を並べて取り付け、かつパッド３５の取付面３５１（第２面）に二次側受光ＩＣ１４を取り付けている。これにより、発光素子４から出射する光の一部（図６の直射光ｌ１）を二次側受光ＩＣ１４に直接入射させることができ、発光素子４から出射する光を反射させて二次側受光ＩＣ１４に入射させる構造に比べて、二次側受光ＩＣ１４への光の入射量が増加する。その結果、ＳＮ比がよくなり、伝達信号が小信号である場合でも信号の伝達精度が低下しにくくなる。

また、本実施形態の光結合装置１では、反射板３７１で反射させた光を一次側受光素子５に入射させており、これにより一次側受光素子５への光の入射量を増加させることができる。

なお、本実施形態の光結合装置１の動作については実施形態１の光結合装置１と同様であり、ここでは詳細な説明を省略する。

１ 光結合装置
２ 一次側リードフレーム
３ 二次側リードフレーム
４ 発光素子
５ 一次側受光素子
６ 二次側受光素子
１３ 一次側受光ＩＣ（一次側受光素子）
１４ 二次側受光ＩＣ（二次側受光素子）
２５，２６ パッド（第１パッド）
３１ 第１リード（信号端子）
３５ パッド（第２パッド）
２５１，２６１ 取付面（第１面）
３１１，３６２ 反射板
３５１ 取付面（第２面）

Claims (4)

1. 第１パッドを有する一次側リードフレームと、
   第２パッドを有し、前記第２パッドの第２面と前記第１パッドの第１面とが対向するように配置される二次側リードフレームと、
   前記第１面に並べて取り付けられる発光素子及び一次側受光素子と、
   前記発光素子から出射する光が直接入射するように前記第２面に取り付けられる二次側受光素子とを備えていることを特徴とする光結合装置。
2. 前記発光素子から出射した光の一部を前記一次側受光素子に向けて反射させる反射板をさらに備え、
   前記反射板は、前記発光素子から前記二次側受光素子へ向かう光を遮らない位置に配置されていることを特徴とする請求項１記載の光結合装置。
3. 前記反射板は、前記二次側リードフレームの一部であり、前記二次側受光素子の一方の端子が電気的に接続されて前記二次側受光素子からの電気信号を出力する信号端子と一体に形成されていることを特徴とする請求項２記載の光結合装置。
4. 前記一次側受光素子の出力に応じて前記発光素子に流れる電流の大きさが制御されることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の光結合装置。

Images