JP3141124B2 - 透過型光結合装置 - Google Patents

透過型光結合装置

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JP3141124B2
JP3141124B2 JP24751692A JP24751692A JP3141124B2 JP 3141124 B2 JP3141124 B2 JP 3141124B2 JP 24751692 A JP24751692 A JP 24751692A JP 24751692 A JP24751692 A JP 24751692A JP 3141124 B2 JP3141124 B2 JP 3141124B2
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光章 中野
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  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、被検出物体の通過路を
挟んで対向する外装ケースの立ち上げ筒部のそれぞれに
発光側透光性樹脂体および受光側透光性樹脂体を挿入
し、各立ち上げ筒部に設けた素子固定用フックにより発
光側および受光側の各透光性樹脂体を支持させ、通過路
上で被検出物体の有無を無接触で検出する透過型の光結
合装置(フォトインタラプタ)に関する。
【0002】
【従来の技術】図4は従来のこの種の透過型光結合装置
を示す平面図、図5はその内部構造を示す垂直断面図で
ある。
【0003】図において、1はプリント基板、2は発光
側リードフレーム、3は発光素子、4は金線、5は発光
側透光性樹脂体、5aは集光レンズ部、6は受光側リー
ドフレーム、7は受光素子、8は金線、9は受光側透光
性樹脂体、9aは集光レンズ部、10は遮光性樹脂で成
形された外装ケース、10aは水平板部、10bは左右
の側板部、10cは水平板部10aから一対平行に立ち
上げられた立ち上げ筒部、10dは各立ち上げ筒部10
cの対向側の板部に形成された光通過用スリット、10
eはその反対側の板部にそれぞれ一体的に形成された素
子固定用フック、10b1 は各側板部10bに一対のV
カット10gを設けることにより板面に垂直な方向で弾
性変位自在に形成された台形側板部分、10fは台形側
板部分10b1 の上縁から内方に向けて突出させた基板
固定用フック、10hは水平板部10aの下面中央に設
けられプリント基板1の貫通孔1aに係合するストッパ
突起、11,12は半田、13は外部との接続を容易に
するためのコネクタ、14は被検出物体の通過路、15
は発光側から受光側への光路の光軸である。水平に突出
する基板固定用フック10fの上面はテーパー面となっ
ている。
【0004】発光素子3は発光側リードフレーム2にダ
イボンドされ、金線4によって電気的に接続されてい
る。発光素子3と金線4との全体を覆う状態で発光側透
光性樹脂体5が発光側リードフレーム2にモールドされ
ている。同様に、受光素子7が受光側リードフレーム6
にダイボンドされ、金線8によって電気的に接続されて
いる。受光素子7と金線8との全体を覆う状態で受光側
透光性樹脂体9が受光側リードフレーム6にモールドさ
れている。
【0005】発光側リードフレーム2を突出させた発光
側透光性樹脂体5と受光側リードフレーム6を突出させ
た受光側透光性樹脂体9とが外装ケース10の各立ち上
げ筒部10cにその下部開口から挿入されて内嵌合さ
れ、ケース上板10jに当接するとともに、素子固定用
フック10eによって下側から支持されている。このよ
うに発光側透光性樹脂体5と受光側透光性樹脂体9とを
素子固定用フック10eで位置決めするのは、発光素子
3から受光素子7に至る光軸15の位置精度を確保する
ためである。
【0006】両透光性樹脂体5,9の挿入の後、両側板
部10bの間を通して下側からプリント基板1を持ち上
げ、一旦、基板固定用フック10fを乗り越えさせ、プ
リント基板1の下面を基板固定用フック10fにより弾
性的に支持させる。このとき、プリント基板1に対して
両リードフレーム2,6の下端を差し込むとともに、プ
リント基板1の貫通孔1aをストッパ突起10hに係合
する。この係合により、プリント基板1が矢印X方向で
示す横外方に移動してリードフレーム2,6が曲がるの
を防止する。プリント基板1に差し込んだリードフレー
ム2,6を半田11によってプリント基板1に対して電
気的に接続しかつ機械的に固定する。最後に、外部との
接続を容易にするためのコネクタ13のリード13aを
プリント基板1に差し込み、半田12によって電気的か
つ機械的に接合する。
【0007】動作を説明すると、発光素子3から出射さ
れた光は集光レンズ部5aで集光され、発光側の光通過
用スリット10dから通過路14へ出る。通過路14に
被検出物体が存在しないときは、通過路14に出た光は
受光側の光通過用スリット10dから集光レンズ部9a
を通って受光素子7に入射する。通過路14に被検出物
体が存在しているときは、受光素子7への光の入射が断
たれ受光素子7で発生する電流が急減するため、そのこ
とにより被検出物体の存在を検出する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】コネクタ13をプリン
ト基板1に取り付けるときには矢印Yで示すように下向
きの力がプリント基板1にかかる。その下向きの力がリ
ードフレーム2,6を介して透光性樹脂体5,9にかか
る。透光性樹脂体5,9は素子固定用フック10eに受
け止められているから、透光性樹脂体5,9は素子固定
用フック10eから上向きの反力を受ける。
【0009】また、リードフレーム2,6の材質と外装
ケース10の材質の相違に起因した熱膨張係数の差によ
り、両者間に伸長または収縮の差が生じる。それに伴っ
て、透光性樹脂体5,9が素子固定用フック10eから
上向きの力を受けたり、ケース上板10jから下向きの
力を受けたりする。
【0010】さらに、リードフレーム2,6をプリント
基板1に対して半田付けする際に、プリント基板1から
上側のリードフレーム2,6の長さLが規定寸法よりも
長くなった場合、透光性樹脂体5,9が素子固定用フッ
ク10eとケース上板10jとの間で圧迫力を受ける。
【0011】以上のように、透光性樹脂体5,9に応力
がかかると、それらの位置や姿勢が変動し、光軸15が
規定状態からずれてしまうという問題がある。また、透
光性樹脂体5,9でモールドされている発光素子3や受
光素子7にも応力が伝わり、それらの素子を破損するお
それがある。
【0012】本発明は、このような事情に鑑みて創案さ
れたものであって、透光性樹脂体にかかる応力を極力軽
減できるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明に係る透過型光結
合装置は、被検出物体の通過路を挟んで対向する外装ケ
ースの水平板部から立ち上げた一対の筒部のそれぞれに
発光素子にモールドした発光側透光性樹脂体および受光
素子にモールドした受光側透光性樹脂体を挿入し、前記
各立ち上げ筒部に設けた素子固定用フックにより発光側
および受光側の各透光性樹脂体の下面を支持させるとと
もに、前記外装ケースの水平板部の下面に当接させたプ
リント基板に前記各透光性樹脂体から導出されたリード
フレームを半田付けし、かつ、前記水平板部から下方へ
延出した側板部に設けられた基板固定用フックにより前
記プリント基板の下面を支持させてなる透過型光結合装
置であって、前記外装ケースの水平板部において前記各
立ち上げ筒部の基部との連絡箇所の周囲に上下に貫通す
る複数の貫通孔を形成し各立ち上げ筒部の基部と水平板
部本体とを上下に弾性変位可能な複数の弾性繋ぎ板部を
介して連結してあることを特徴とするものである。
【0014】
【作用】各種の要因により発光側透光性樹脂体および受
光側透光性樹脂体に応力がかかろうとしたとき、立ち上
げ筒部の基部と水平板部本体とを繋ぐ弾性繋ぎ板部が弾
性的に変位して前記の応力を吸収するため、各透光性樹
脂体にかかる応力は緩和されることになる。
【0015】
【実施例】以下、本発明に係る透過型光結合装置(フォ
トインタラプタ)の一実施例を図面に基づいて詳細に説
明する。
【0016】図1は実施例に係る透過型光結合装置を示
す平面図、図2はその内部構造を示す垂直断面図、図3
はその側面図である。
【0017】従来例と同様に、発光側リードフレーム2
に発光素子(赤外線発光ダイオード)3が銀ペーストな
どによりダイボンドされ、金線4によって電気的に接続
されている。発光素子3と金線4との全体を覆う状態で
発光側透光性樹脂体5が発光側リードフレーム2にモー
ルドされている。また、受光側リードフレーム6に受光
素子(フォトトランジスタ)7が同様にダイボンドさ
れ、金線8によって電気的に接続されている。受光素子
7と金線8との全体を覆う状態で受光側透光性樹脂体9
が受光側リードフレーム6にモールドされている。透光
性樹脂体5,9において発光素子3,受光素子7に対応
する部分が膨出され、集光レンズ部5a,9aとなって
いる。
【0018】遮光性樹脂で成形された外装ケース10
は、水平板部10aと、水平板部10aの左右両端から
下方に延出された一対の側板部10bと、水平板部10
aから一対平行に立ち上げられた立ち上げ筒部10cな
どから構成されている。一対の立ち上げ筒部10cの間
は被検出物体の通過路14となっている。各立ち上げ筒
部10cの対向側の板部にはほぼその上端から水平板部
10aの下面まで抜ける光通過用スリット10dが形成
されている。各立ち上げ筒部10cにおいて光通過用ス
リット10dとは反対側の板部に素子固定用フック10
eが一体的に形成されている。各側板部10bには一対
のVカット10gが設けられ、その間の台形側板部分1
0b1 が板面に垂直な方向で弾性変位自在となってお
り、台形側板部分10b1 の上縁から内方に向けて基板
固定用フック10fが突出されている。この基板固定用
フック10fの上面はテーパー面となっている。水平板
部10aの下面中央にはプリント基板1の貫通孔1aに
係合するストッパ突起10hが形成されている。10j
は立ち上げ筒部10cのケース上板である。
【0019】そして、水平板部10aにおいて、両立ち
上げ筒部10cの基部との連絡箇所の周囲には上下に貫
通する複数の貫通孔10kが形成されている。水平板部
10aのうち貫通孔10kの周囲の部分が水平板部本体
10a1 であるが、この水平板部本体10a1 と各立ち
上げ筒部10cの基部とが上下に弾性的に変位可能な4
つの平行な弾性繋ぎ板部10mで連結されている。中央
水平板部10a2 は各立ち上げ筒部10cの基部である
薄肉な角筒の板部とその2つの角筒の板部を繋ぎ下面に
ストッパ突起10hを突出させた矩形の板部とからな
る。このように貫通孔10kを設けることで形成した弾
性繋ぎ板部10mの存在により、各立ち上げ筒部10c
が中央水平板部10a2 とともに上下方向に弾性的に変
位自在となっている。
【0020】発光側リードフレーム2を突出させた発光
側透光性樹脂体5と受光側リードフレーム6を突出させ
た受光側透光性樹脂体9とが外装ケース10の各立ち上
げ筒部10cにその下部開口から挿入されて内嵌合さ
れ、ケース上板10jに当接するとともに、素子固定用
フック10eによって下側から支持されている。このよ
うに発光側透光性樹脂体5と受光側透光性樹脂体9とを
素子固定用フック10eで位置決めすることにより、発
光素子3から受光素子7に至る光軸15の位置精度を確
保している。
【0021】両透光性樹脂体5,9の挿入の後、両側板
部10bの間を通して下側からプリント基板1を持ち上
げ、一旦、左右の基板固定用フック10fを乗り越えさ
せ、プリント基板1の下面を基板固定用フック10fに
より弾性的に支持させる。この支持により、基板固定用
フック10fを有する台形側板部分10b1 は側板部1
0bよりも外側にはみ出すことになる。上記のようにプ
リント基板1をセットする際に、プリント基板1に対し
て両リードフレーム2,6の下端を差し込むとともに、
プリント基板1の貫通孔1aをストッパ突起10hに係
合する。この係合により、プリント基板1が矢印Xで示
すように横外方に移動してリードフレーム2,6が曲が
るのを防止する。プリント基板1に差し込んだリードフ
レーム2,6を半田11によってプリント基板1に対し
て電気的に接続しかつ機械的に固定する。最後に、外部
との接続を容易にするためのコネクタ13のリード13
aをプリント基板1に差し込み、半田12によって電気
的に接続しかつ機械的に固定する。
【0022】通過路14に被検出物体が存在するか否か
の検出の動作については従来例と同様であるので説明を
省略する。
【0023】コネクタ13をプリント基板1に取り付け
るときには矢印Yで示すように下向きの力がプリント基
板1にかかり、その下向きの力がリードフレーム2,6
を介して透光性樹脂体5,9にかかる。透光性樹脂体
5,9は素子固定用フック10eに受け止められている
から、透光性樹脂体5,9は素子固定用フック10eを
下方へ押圧する。その結果、立ち上げ筒部10cが下方
へ押圧されるが、立ち上げ筒部10cは水平板部本体1
0a1 に対して弾性繋ぎ板部10mを介して連結されて
いるために上下方向に弾性変位自在である。したがっ
て、透光性樹脂体5,9から下方への押圧力を受ける
と、弾性繋ぎ板部10mが撓んで立ち上げ筒部10cが
下方へ逃げ、その押圧力を吸収緩和する。そのため、素
子固定用フック10eが透光性樹脂体5,9に反力とし
て与える応力も吸収緩和される。
【0024】また、リードフレーム2,6と外装ケース
10とは、材質の相違に起因して熱膨張係数に差があ
り、温度の上昇または降下により両者間に伸長または収
縮の差が生じる。それに伴って、透光性樹脂体5,9が
素子固定用フック10eから上向きの力を受けたり、ケ
ース上板10jから下向きの力を受けたりするが、これ
らの応力も上記と同様に立ち上げ筒部10cの弾性変位
により吸収緩和されることになる。
【0025】また、もし、リードフレーム2,6をプリ
ント基板1に半田付けする際に、プリント基板1から上
側のリードフレーム2,6の長さLが規定寸法よりも長
くなったり短くなった場合、透光性樹脂体5,9が素子
固定用フック10eやケース上板10jから応力を受け
ることになるが、その応力も立ち上げ筒部10cの弾性
変位により吸収緩和される。したがって、透光性樹脂体
5,9を素子固定用フック10eで支持しているにもか
かわらず、リードフレーム2,6およびプリント基板1
を外装ケース10に対して無理なく組み立てることがで
きる。
【0026】以上のように、何らかの要因により透光性
樹脂体5,9にかかろうとする応力を立ち上げ筒部10
cの弾性変位により吸収緩和するので、発光素子3から
受光素子7へ向かう光軸15は単に平行移動するだけで
あって、発光素子3からの中心光は受光素子7の中心部
分に入射することになる。また、前記の応力緩和によ
り、透光性樹脂体5,9でモールドされている発光素子
3や受光素子7に伝わろうとする応力を緩和してそれら
の破損を防止することができる。
【0027】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の技術的範囲内で上記実施例に各
種の変更を加えたものも実施例として含むものである。
【0028】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、発光素
子または受光素子をモールドしている両透光性樹脂体に
かかろうとする応力を立ち上げ筒部の基部と水平板部本
体との間の弾性繋ぎ板部の弾性変位によって吸収緩和す
るため、発光素子から受光素子に向かう光軸のずれを防
止できるとともに、発光素子や受光素子の破損をも防止
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る透過型光結合装置(フ
ォトインタラプタ)を示す平面図である。
【図2】実施例の透過型光結合装置の内部構造を示す垂
直断面図である。
【図3】実施例の透過型光結合装置を示す側面図であ
る。
【図4】従来例に係る透過型光結合装置を示す平面図で
ある。
【図5】従来例の透過型光結合装置の内部構造を示す垂
直断面図である。
【符号の説明】
1 プリント基板 2 発光側リードフレーム 3 発光素子 5 発光側透光性樹脂体 6 受光側リードフレーム 7 受光素子 9 受光側透光性樹脂体 10 外装ケース 10a 水平板部 10a1 水平板部本体 10a2 中央水平板部 10b 側板部 10c 立ち上げ筒部 10d 光通過用スリット 10e 素子固定用フック 10f 基板固定用フック 10k 貫通孔 10m 弾性繋ぎ板部 11 半田 12 半田 13 コネクタ 14 通過路 15 光軸

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被検出物体の通過路を挟んで対向する外
    装ケースの水平板部から立ち上げた一対の筒部のそれぞ
    れに発光素子にモールドした発光側透光性樹脂体および
    受光素子にモールドした受光側透光性樹脂体を挿入し、
    前記各立ち上げ筒部に設けた素子固定用フックにより発
    光側および受光側の各透光性樹脂体の下面を支持させる
    とともに、前記外装ケースの水平板部の下面に当接させ
    たプリント基板に前記各透光性樹脂体から導出されたリ
    ードフレームを半田付けし、かつ、前記水平板部から下
    方へ延出した側板部に設けられた基板固定用フックによ
    り前記プリント基板の下面を支持させてなる透過型光結
    合装置であって、前記外装ケースの水平板部において前
    記各立ち上げ筒部の基部との連絡箇所の周囲に上下に貫
    通する複数の貫通孔を形成し各立ち上げ筒部の基部と水
    平板部本体とを上下に弾性変位可能な複数の弾性繋ぎ板
    部を介して連結してあることを特徴とする透過型光結合
    装置。
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JP3854070B2 (ja) 1998-10-02 2006-12-06 ローム株式会社 フォトインタラプタおよびその筐体
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