JP3546988B2 - 光結合素子 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号を入力して発光素子により光信号に変換し、この光信号を受光素子により電気信号に変換して出力し、これによって入力側と出力側を電気的に絶縁する機能を有する光結合素子。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光結合素子は、例えば図１５に示す様に構成されている。図１５（ａ）は、光結合素子１０１の平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の下側から見たときの光結合素子１０１の側面図、図１５（ｃ）は、図１５（ａ）の右側から見たときの光結合素子１０１の側面図である。
【０００３】
この光結合素子１０１においては、４つのリードフレーム１０２，１０３，１０４，１０５が設けられている。リードフレーム１０２のヘッダ部１０２ａには、発光素子１０６を搭載し、リードフレーム１０３と発光素子１０６をワイヤー１０７を介して接続している。また、リードフレーム１０４のヘッダ部１０４ａには、受光素子１０８を搭載し、リードフレーム１０５と受光素子１０８をワイヤー１０９を介して接続している。
【０００４】
発光素子１０６と受光素子１０８、及び各リードフレーム１０２〜１０５の一部を透光性樹脂１１０によってモールドし、更に、この透光性樹脂１１０を遮光性樹脂１１１によってモールドしている。
【０００５】
この様な構成において、リードフレーム１０３からワイヤー１０７を介して発光素子１０６に電気信号を加えると、この発光素子１０６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂１１０を通じて受光素子１０８に伝達され受光される。受光素子１０８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー１０９を介してリードフレーム１０５へと送出する。
【０００６】
一般に、発光素子１０６と受光素子１０８を離間させて、絶縁性を確保している。このため、受光素子１０８で受光される光の殆どは、発光素子１０６から直線的に最短距離で受光素子１０８に入射されるものである。つまり、発光素子１０６から出射され、透光性樹脂１１０の面で反射されてから受光素子１０８に至る光路においては、この光路の距離が長いために該光路上の光の殆どが透光性樹脂１１０によって吸収され、かつ遮光性樹脂１１１によって吸収されてしまい、受光素子１０８には到達しない。このため、発光素子１０６と受光素子１０８間の伝達効率が悪かった。
【０００７】
すなわち、発光素子１０６と受光素子１０８を離間して、両者間の絶縁性を確保しているものの、これに反して、両者間の伝達効率の悪化を招いていた。
【０００８】
図１６は、従来の他の光結合素子を示している。図１６（ａ）は、光結合素子１２１の平面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の下側から見たときの光結合素子１２１の側面図、図１６（ｃ）は、図１６（ａ）の右側から見たときの光結合素子１２１の側面図である。
【０００９】
この光結合素子１２１においては、４つのリードフレーム１２２〜１２５が設けられている。リードフレーム１２２のヘッダ部１２２ａに発光素子１２６を搭載し、リードフレーム１２３と発光素子１２６をワイヤー１２７を介して接続している。また、リードフレーム１２４のヘッダ部１２４ａに受光素子１２８を搭載し、リードフレーム１２５と受光素子１２８をワイヤー１２９を介して接続している。
【００１０】
ポッティング用テープ１３１上で、透光性樹脂１３２によって発光素子１２６と受光素子１２８、及び各リードフレーム１２２〜１２５の一部をポッティング（モールド）し、更に、この透光性樹脂１３２を反射性及び遮光性樹脂１３３によってモールドしている。
【００１１】
この様な構成において、発光素子１２６は、リードフレーム１２３からワイヤー１２７を介して電気信号を入力して、光信号を出射する。この光信号は、透光性樹脂１３２を通過し、反射性及び遮光性樹脂１３３によって反射され、受光素子１２８に入射する。受光素子１２８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー１２９を介してリードフレーム１２５へと送出する。
【００１２】
ここでは、光信号を反射性及び遮光性樹脂１３３によって反射することが前提となっているので、透光性樹脂１３２を小さくして、透光性樹脂１３２を通過する光信号の光路を短くし、透光性樹脂１３２による光信号の損失を小さくしている。
【００１３】
しかしながら、発光素子１２６側の各リードフレーム１２２，１２３と受光素子１２８側の各リードフレーム１２４，１２５間において、透光性樹脂１３２と反射性及び遮光性樹脂１３３の界面Ａ（点線で示す）の距離が短い。このため、発光素子１２６と受光素子１２８間の絶縁性が悪かった。
【００１４】
したがって、この光結合素子１２１おいては、透光性樹脂１３２を小さくして、発光素子１２６と受光素子１２８間の伝達効率を確保しても、これに反して、発光素子１２６と受光素子１２８の絶縁性を十分に確保することができなかった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この様に図１５に示す光結合素子１０１及び図１６に示す光結合素子１２１のいずれにおいても、発光素子と受光素子間の絶縁性を確保することと、発光素子と受光素子間の伝達効率を向上させることが相反する問題となっていた。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、発光素子と受光素子間の絶縁性を確保し、かつ発光素子と受光素子間の伝達効率を向上させることが可能な光結合素子を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光結合素子は、対向配置された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドした光結合素子において、前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部おける前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形されており、前記透光性樹脂が光反射性樹脂によってモールドされている。
【００１８】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子には、発光素子の直接光だけでなく、透光性樹脂の面からの反射光も入射し、受光素子の受光量が増える。
【００１９】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００２０】
一実施形態では、前記発光素子近傍における前記透光性樹脂と前記光反射性樹脂の界面を前記受光素子側に向け、前記発光素子から前記界面によって反射され前記受光素子に至る光路を形成している。
【００２１】
一実施形態では、前記界面は、円柱面状である。
【００２２】
一実施形態では、前記界面は、球面状である。
【００２３】
一実施形態では、前記界面は、円錐面状である。
【００２４】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００２５】
一実施形態では、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００２６】
また、本発明の光結合素子は、並設された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドし、前記発光素子から出射された光を前記透光性樹脂の面によって反射して前記受光素子に入射する光路を形成した光結合素子において、前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部における前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形されている。
【００２７】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子の受光量が増える。
【００２８】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００２９】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、回転楕円体面状である。
【００３０】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円体面状である。
【００３１】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、三角柱面状である。
【００３２】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、台形柱面状である。
【００３３】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、角錐面状である。
【００３４】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円錐面状である。
【００３５】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００３６】
一実施形態では、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドし、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００３７】
この場合、界面の反射率が高くなって、受光素子の受光量が増え、かつ絶縁性が向上する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３９】
図１は、本発明の光結合素子の第１実施形態を示している。図１（ａ）は、光結合素子１の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の下側から見たときの光結合素子１の側面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）の右側から見たときの光結合素子１の側面図である。また、図２（ａ）は、図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は、図１（ｂ）の部分拡大図、図２（ｃ）は、図１（ｃ）の部分拡大図である。
【００４０】
この光結合素子１においては、４つのリードフレーム２，３，４，５がある。リードフレーム２のヘッダ部２ａには、発光素子６を搭載し、リードフレーム３と発光素子６をワイヤー７を介して接続している。また、リードフレーム４のヘッダ部４ａには、受光素子８を搭載し、リードフレーム５と受光素子８をワイヤー９を介して接続している。
【００４１】
発光素子６と受光素子８、及び各リードフレーム２〜５の一部を透光性樹脂１０によってモールドし、更に、この透光性樹脂１０を反射及び遮光性樹脂１１によってモールドしている。
【００４２】
図１（ａ）において、透光性樹脂１０の幅は、発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くなっており、各リードフレーム２〜５の導出部位近傍で広くなっている。このため、発光素子６側の各リードフレーム２，３と受光素子８側の各リードフレーム４，５間において、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面Ａ（点線で示す）の距離が長くなっており、発光素子６と受光素子８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４３】
この様な構成において、リードフレーム３からワイヤー７を介して発光素子６に電気信号を加えると、この発光素子６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂１０を介して受光素子８に伝達され受光される。受光素子８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー９を介してリードフレーム５へと送出する。
【００４４】
ここで、図１（ｂ），（ｃ）及び図２（ａ），（ｂ），（ｃ）から明らかな様に、発光素子６側では、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が傾斜して、受光素子８の方向に向いている。この界面の傾斜角を適宜に設定して、発光素子６から側方へと出射された光の該界面に対する入射角と反射角を適宜に定める。この結果、発光素子６から側方へと出射された光は、該界面で反射されて、受光素子８へと導かれる。
【００４５】
また、先に述べた様に、透光性樹脂１０の幅が発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くなっているので、透光性樹脂１０と反射及び遮光性樹脂１１の界面が発光素子６及び受光素子８に十分に接近している。このため、発光素子６から該界面で反射され受光素子８に至る光路の距離が短く、この光路においては、透光性樹脂１０による光の吸収量が少なくて済む。
【００４６】
この様に発光素子６側で、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が受光素子８の方向に向いているために、発光素子６から側方へと出射された光が受光素子８へと確実に導かれ、かつ該界面が発光素子６及び受光素子８に十分に接近しているために、該光の光路が短くなって、透光性樹脂１０による該光の吸収量が少なくて済む。この結果、発光素子６から出射された光の多くが受光素子８へと導かれ、発光素子６と受光素子８間の伝達効率を高く確保することができる。
【００４７】
また、発光素子６と受光素子８間の伝達効率を高く確保することができるので、発光素子６から受光素子８に直接入射する光の量を多くすることを目的として、発光素子６と受光素子８の離間距離を格別に小さくする必要がなく、これによっても発光素子６と受光素子８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４８】
すなわち、第１実施形態の光結合素子１においては、透光性樹脂１０の幅を発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くし、かつ各リードフレーム２〜５の導出部位近傍で広くし、更に発光素子６側で、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面を受光素子８の方向に向けることによって、発光素子６と受光素子８間の絶縁性と伝達効率を共に良好に保っている。
【００４９】
図３は、発光素子と受光素子の離間距離に対する該受光素子の受光量を示すグラフであり、実線２１が第１本実施形態の光結合素子１の特性を示し、点線２２が図１５に示す従来の光結合素子１０１の特性を示している。
【００５０】
実線２１の特性と点線２２を比較すると明らかな様に、発光素子と受光素子の離間距離が同じであれば、第１実施形態の光結合素子１の方が従来の光結合素子１０１よりも受光量が多い。このことは、第１実施形態の光結合素子１の方が従来の光結合素子１０１よりも発光素子と受光素子間の絶縁性と伝達効率の点で共に優れていることを表している。
【００５１】
具体的には、図１５に示す従来の光結合素子１０１においては、各種の安全規格で要求される絶縁距離（例えばＩＥＣ６５，ＩＥＣ９５０では０．４ｍｍ以上の絶縁距離が要求され、またＩＥＣ３３５では２ｍｍ以上の絶縁距離が要求される。）を確保すると、受光素子１０８の受光量が大幅に低下して、発光素子１０６と受光素子１０８間の伝達効率が大幅に低下していた。
【００５２】
これに対して、第１実施形態の光結合素子１においては、同じ絶縁距離を確保した上で、受光素子８の受光量が２倍以上に改善されて、発光素子６と受光素子８間の伝達効率が大幅に向上する。
【００５３】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第１変形例を示している。ここでは、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が円柱面状に形成されている。
【００５４】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第２変形例を示しており、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が球面状に形成されている。
【００５５】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第３変形例を示しており、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が円錐面状に形成されている。
【００５６】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第４変形例を示している。ここでは、反射及び遮光性樹脂１１の代わりに、反射性樹脂１２によって透光性樹脂１０を覆い、更に遮光性樹脂１３によって反射性樹脂１２を覆っている。この様に反射性樹脂１２及び遮光性樹脂１３を別々に用いた場合は、反射性樹脂１２及び遮光性樹脂１３のそれぞれについて、材質を自在に選択して、反射性と遮光性を共に十分に向上させることができる。
【００５７】
図８は、本発明の光結合素子の第２実施形態を示している。図８（ａ）は、光結合素子３１の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の下側から見たときの光結合素子３１の側面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）の右側から見たときの光結合素子３１の側面図である。
【００５８】
この光結合素子３１においては、４つのリードフレーム３２，３３，３４，３５がある。リードフレーム３２のヘッダ部３２ａには、発光素子３６を搭載し、リードフレーム３３と発光素子３６をワイヤー３７を介して接続している。また、リードフレーム３４のヘッダ部３４ａには、受光素子３８を搭載し、リードフレーム３５と受光素子３８をワイヤー３９を介して接続している。
【００５９】
発光素子３６と受光素子３８、及び各リードフレーム３２〜３５の一部を透光性樹脂４０によってモールドし、更に、この透光性樹脂４０を反射及び遮光性樹脂４１によってモールドしている。
【００６０】
図８（ａ）において、透光性樹脂４０の幅は、発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くなっており、各リードフレーム３２〜３５の導出部位近傍で広くなっている。このため、発光素子３６側の各リードフレーム３２，３３と受光素子３８側の各リードフレーム３４，３５間において、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面Ａの距離が長くなっており、発光素子３６と受光素子３８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００６１】
この様な構成において、リードフレーム３３からワイヤー３７を介して発光素子３６に電気信号を加えると、この発光素子３６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂４０を通過し、反射及び遮光性樹脂４１によって反射され、受光素子３８に入射する。受光素子３８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー３９を介してリードフレーム３５へと送出する。
【００６２】
ここで、図８（ｂ），（ｃ）から明らかな様に、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面上部が楕円体面状である。このため、発光素子３６から出射された光は、該界面で反射されて、受光素子３８へと導かれる。
【００６３】
先に述べた様に、透光性樹脂４０の幅が発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くなっているので、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が発光素子３６及び受光素子３８に十分に接近している。このため、発光素子３６から該界面で反射され受光素子３８に至る光路の距離が短く、この光路においては、透光性樹脂４０による光の吸収量が少なくて済む。
【００６４】
この様に透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が楕円体面状であるために、発光素子３６から出射された光が該界面で反射され受光素子３８へと導かれ、かつ該界面が発光素子３６及び受光素子３８に十分に接近しているために、該光の光路が短くなって、透光性樹脂４０による該光の吸収量が少なくて済む。この結果、発光素子３６から出射された光の多くが受光素子３８へと導かれ、発光素子３６と受光素子３８間の伝達効率を高く確保することができる。
【００６５】
すなわち、第２実施形態の光結合素子３１においては、透光性樹脂４０の幅を発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くし、かつ各リードフレーム３２〜３５の導出部位近傍で広くし、更に透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面を楕円体面状にすることによって、発光素子３６と受光素子３８間の絶縁性と伝達効率を共に良好に保っている。
【００６６】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第１変形例を示している。ここでは、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が回転楕円体面状に形成されている。
【００６７】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第２変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が三角柱面状に形成されている。
【００６８】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第３変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が台形柱面状に形成されている。
【００６９】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第４変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が角錐面状に形成されている。
【００７０】
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第５変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が楕円錐面状に形成されている。
【００７１】
図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第６変形例を示している。ここでは、反射及び遮光性樹脂４１の代わりに、反射性樹脂４２によって透光性樹脂４０を覆い、更に遮光性樹脂４３によって反射性樹脂４２を覆っている。この様に反射性樹脂４２及び遮光性樹脂４３を別々に用いることによって、反射性樹脂４２及び遮光性樹脂４３の材質を自在に選択して、反射性と遮光性を共に十分に向上させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の光結合素子は、対向配置された発光素子と受光素子、及び前記発光素子と前記受光素子に対して信号を入出力するフレームの一部を透光性樹脂によってモールドした光結合素子であって、前記透光性樹脂の幅を前記発光素子及び前記受光素子の部位で狭くすると共に、前記透光性樹脂の幅を前記フレームの導出部で広くし、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドしている。
【００７３】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子には、発光素子の直接光だけでなく、透光性樹脂の面からの反射光も入射し、受光素子の受光量が増える。
【００７４】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００７５】
一実施形態では、前記発光素子近傍における前記透光性樹脂と前記光反射性樹脂の界面を前記受光素子側に向け、前記発光素子から前記界面を介して前記受光素子に至る光路を形成している。前記界面は、円柱面状、球面状、円錐面状のいずれでも良い。この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００７６】
一実施形態では、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００７７】
また、本発明の光結合素子は、並設された発光素子と受光素子、及び前記発光素子と前記受光素子に対して信号を入出力するフレームの一部を透光性樹脂によってモールドし、前記発光素子から出射された光を前記透光性樹脂の面によって反射して前記受光素子に入射する光路を形成した光結合素子であって、前記透光性樹脂の幅を前記発光素子及び前記受光素子の部位で狭くすると共に、前記透光性樹脂の幅を前記フレームの導出部で広くしている。
【００７８】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子の受光量が増える。
【００７９】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００８０】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、回転楕円体面状、楕円体面状、三角柱面状、台形柱面状、角錐面状、楕円錐面状のいずれかである。
【００８１】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００８２】
一実施形態では、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドし、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００８３】
この場合、界面の反射率が高くなって、受光素子の受光量が増え、かつ絶縁性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の光結合素子の第１実施形態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の部分拡大図、図２（ｃ）は図１（ｃ）の部分拡大図である。
【図３】光結合素子における発光素子と受光素子の離間距離に対する該受光素子の受光量を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第１変形例を部分的に拡大して示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図５】図５（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第２変形例を部分的に拡大して示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図６】図６（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第３変形例を部分的に拡大して示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図７】図７（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第４変形例を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図７（ｃ）は図７（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の光結合素子の第２実施形態を示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図９】図９（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第１変形例を部分的に拡大して示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１０】図１０（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第２変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１１】図１１（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第３変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第４変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１３】図１３（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第５変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第６変形例を示す平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１５】図１５（ａ）は従来の光結合素子を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１６】図１６（ａ）は従来の他の光結合素子を示す平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【符号の説明】
１，３１ 光結合素子
２，３，４，５，３２，３３，３４，３５ リードフレーム
６，３６ 受光素子
７，９，３７，３９ ワイヤー
８，３８ 受光素子
１０，４０ 透光性樹脂
１１，４１ 反射及び遮光性樹脂
１２，４２ 反射性樹脂
１３，４３ 遮光性樹脂
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気信号を入力して発光素子により光信号に変換し、この光信号を受光素子により電気信号に変換して出力し、これによって入力側と出力側を電気的に絶縁する機能を有する光結合素子。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の光結合素子は、例えば図１５に示す様に構成されている。図１５（ａ）は、光結合素子１０１の平面図、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の下側から見たときの光結合素子１０１の側面図、図１５（ｃ）は、図１５（ａ）の右側から見たときの光結合素子１０１の側面図である。
【０００３】
この光結合素子１０１においては、４つのリードフレーム１０２，１０３，１０４，１０５が設けられている。リードフレーム１０２のヘッダ部１０２ａには、発光素子１０６を搭載し、リードフレーム１０３と発光素子１０６をワイヤー１０７を介して接続している。また、リードフレーム１０４のヘッダ部１０４ａには、受光素子１０８を搭載し、リードフレーム１０５と受光素子１０８をワイヤー１０９を介して接続している。
【０００４】
発光素子１０６と受光素子１０８、及び各リードフレーム１０２〜１０５の一部を透光性樹脂１１０によってモールドし、更に、この透光性樹脂１１０を遮光性樹脂１１１によってモールドしている。
【０００５】
この様な構成において、リードフレーム１０３からワイヤー１０７を介して発光素子１０６に電気信号を加えると、この発光素子１０６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂１１０を通じて受光素子１０８に伝達され受光される。受光素子１０８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー１０９を介してリードフレーム１０５へと送出する。
【０００６】
一般に、発光素子１０６と受光素子１０８を離間させて、絶縁性を確保している。このため、受光素子１０８で受光される光の殆どは、発光素子１０６から直線的に最短距離で受光素子１０８に入射されるものである。つまり、発光素子１０６から出射され、透光性樹脂１１０の面で反射されてから受光素子１０８に至る光路においては、この光路の距離が長いために該光路上の光の殆どが透光性樹脂１１０によって吸収され、かつ遮光性樹脂１１１によって吸収されてしまい、受光素子１０８には到達しない。このため、発光素子１０６と受光素子１０８間の伝達効率が悪かった。
【０００７】
すなわち、発光素子１０６と受光素子１０８を離間して、両者間の絶縁性を確保しているものの、これに反して、両者間の伝達効率の悪化を招いていた。
【０００８】
図１６は、従来の他の光結合素子を示している。図１６（ａ）は、光結合素子１２１の平面図、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）の下側から見たときの光結合素子１２１の側面図、図１６（ｃ）は、図１６（ａ）の右側から見たときの光結合素子１２１の側面図である。
【０００９】
この光結合素子１２１においては、４つのリードフレーム１２２〜１２５が設けられている。リードフレーム１２２のヘッダ部１２２ａに発光素子１２６を搭載し、リードフレーム１２３と発光素子１２６をワイヤー１２７を介して接続している。また、リードフレーム１２４のヘッダ部１２４ａに受光素子１２８を搭載し、リードフレーム１２５と受光素子１２８をワイヤー１２９を介して接続している。
【００１０】
ポッティング用テープ１３１上で、透光性樹脂１３２によって発光素子１２６と受光素子１２８、及び各リードフレーム１２２〜１２５の一部をポッティング（モールド）し、更に、この透光性樹脂１３２を反射性及び遮光性樹脂１３３によってモールドしている。
【００１１】
この様な構成において、発光素子１２６は、リードフレーム１２３からワイヤー１２７を介して電気信号を入力して、光信号を出射する。この光信号は、透光性樹脂１３２を通過し、反射性及び遮光性樹脂１３３によって反射され、受光素子１２８に入射する。受光素子１２８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー１２９を介してリードフレーム１２５へと送出する。
【００１２】
ここでは、光信号を反射性及び遮光性樹脂１３３によって反射することが前提となっているので、透光性樹脂１３２を小さくして、透光性樹脂１３２を通過する光信号の光路を短くし、透光性樹脂１３２による光信号の損失を小さくしている。
【００１３】
しかしながら、発光素子１２６側の各リードフレーム１２２，１２３と受光素子１２８側の各リードフレーム１２４，１２５間において、透光性樹脂１３２と反射性及び遮光性樹脂１３３の界面Ａ（点線で示す）の距離が短い。このため、発光素子１２６と受光素子１２８間の絶縁性が悪かった。
【００１４】
したがって、この光結合素子１２１おいては、透光性樹脂１３２を小さくして、発光素子１２６と受光素子１２８間の伝達効率を確保しても、これに反して、発光素子１２６と受光素子１２８の絶縁性を十分に確保することができなかった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この様に図１５に示す光結合素子１０１及び図１６に示す光結合素子１２１のいずれにおいても、発光素子と受光素子間の絶縁性を確保することと、発光素子と受光素子間の伝達効率を向上させることが相反する問題となっていた。
【００１６】
そこで、本発明の課題は、発光素子と受光素子間の絶縁性を確保し、かつ発光素子と受光素子間の伝達効率を向上させることが可能な光結合素子を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の光結合素子は、対向配置された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドした光結合素子において、前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部おける前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形されており、前記透光性樹脂が光反射性樹脂によってモールドされている。
【００１８】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子には、発光素子の直接光だけでなく、透光性樹脂の面からの反射光も入射し、受光素子の受光量が増える。
【００１９】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００２０】
一実施形態では、前記発光素子近傍における前記透光性樹脂と前記光反射性樹脂の界面を前記受光素子側に向け、前記発光素子から前記界面によって反射され前記受光素子に至る光路を形成している。
【００２１】
一実施形態では、前記界面は、円柱面状である。
【００２２】
一実施形態では、前記界面は、球面状である。
【００２３】
一実施形態では、前記界面は、円錐面状である。
【００２４】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００２５】
一実施形態では、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００２６】
また、本発明の光結合素子は、並設された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドし、前記発光素子から出射された光を前記透光性樹脂の面によって反射して前記受光素子に入射する光路を形成した光結合素子において、前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部における前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形されている。
【００２７】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子の受光量が増える。
【００２８】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００２９】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、回転楕円体面状である。
【００３０】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円体面状である。
【００３１】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、三角柱面状である。
【００３２】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、台形柱面状である。
【００３３】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、角錐面状である。
【００３４】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円錐面状である。
【００３５】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００３６】
一実施形態では、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドし、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００３７】
この場合、界面の反射率が高くなって、受光素子の受光量が増え、かつ絶縁性が向上する。
【００３８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して説明する。
【００３９】
図１は、本発明の光結合素子の第１実施形態を示している。図１（ａ）は、光結合素子１の平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）の下側から見たときの光結合素子１の側面図、図１（ｃ）は、図１（ａ）の右側から見たときの光結合素子１の側面図である。また、図２（ａ）は、図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は、図１（ｂ）の部分拡大図、図２（ｃ）は、図１（ｃ）の部分拡大図である。
【００４０】
この光結合素子１においては、４つのリードフレーム２，３，４，５がある。リードフレーム２のヘッダ部２ａには、発光素子６を搭載し、リードフレーム３と発光素子６をワイヤー７を介して接続している。また、リードフレーム４のヘッダ部４ａには、受光素子８を搭載し、リードフレーム５と受光素子８をワイヤー９を介して接続している。
【００４１】
発光素子６と受光素子８、及び各リードフレーム２〜５の一部を透光性樹脂１０によってモールドし、更に、この透光性樹脂１０を反射及び遮光性樹脂１１によってモールドしている。
【００４２】
図１（ａ）において、透光性樹脂１０の幅は、発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くなっており、各リードフレーム２〜５の導出部位近傍で広くなっている。このため、発光素子６側の各リードフレーム２，３と受光素子８側の各リードフレーム４，５間において、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面Ａ（点線で示す）の距離が長くなっており、発光素子６と受光素子８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４３】
この様な構成において、リードフレーム３からワイヤー７を介して発光素子６に電気信号を加えると、この発光素子６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂１０を介して受光素子８に伝達され受光される。受光素子８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー９を介してリードフレーム５へと送出する。
【００４４】
ここで、図１（ｂ），（ｃ）及び図２（ａ），（ｂ），（ｃ）から明らかな様に、発光素子６側では、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が傾斜して、受光素子８の方向に向いている。この界面の傾斜角を適宜に設定して、発光素子６から側方へと出射された光の該界面に対する入射角と反射角を適宜に定める。この結果、発光素子６から側方へと出射された光は、該界面で反射されて、受光素子８へと導かれる。
【００４５】
また、先に述べた様に、透光性樹脂１０の幅が発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くなっているので、透光性樹脂１０と反射及び遮光性樹脂１１の界面が発光素子６及び受光素子８に十分に接近している。このため、発光素子６から該界面で反射され受光素子８に至る光路の距離が短く、この光路においては、透光性樹脂１０による光の吸収量が少なくて済む。
【００４６】
この様に発光素子６側で、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が受光素子８の方向に向いているために、発光素子６から側方へと出射された光が受光素子８へと確実に導かれ、かつ該界面が発光素子６及び受光素子８に十分に接近しているために、該光の光路が短くなって、透光性樹脂１０による該光の吸収量が少なくて済む。この結果、発光素子６から出射された光の多くが受光素子８へと導かれ、発光素子６と受光素子８間の伝達効率を高く確保することができる。
【００４７】
また、発光素子６と受光素子８間の伝達効率を高く確保することができるので、発光素子６から受光素子８に直接入射する光の量を多くすることを目的として、発光素子６と受光素子８の離間距離を格別に小さくする必要がなく、これによっても発光素子６と受光素子８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００４８】
すなわち、第１実施形態の光結合素子１においては、透光性樹脂１０の幅を発光素子６及び受光素子８の近傍で狭くし、かつ各リードフレーム２〜５の導出部位近傍で広くし、更に発光素子６側で、透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面を受光素子８の方向に向けることによって、発光素子６と受光素子８間の絶縁性と伝達効率を共に良好に保っている。
【００４９】
図３は、発光素子と受光素子の離間距離に対する該受光素子の受光量を示すグラフであり、実線２１が第１本実施形態の光結合素子１の特性を示し、点線２２が図１５に示す従来の光結合素子１０１の特性を示している。
【００５０】
実線２１の特性と点線２２を比較すると明らかな様に、発光素子と受光素子の離間距離が同じであれば、第１実施形態の光結合素子１の方が従来の光結合素子１０１よりも受光量が多い。このことは、第１実施形態の光結合素子１の方が従来の光結合素子１０１よりも発光素子と受光素子間の絶縁性と伝達効率の点で共に優れていることを表している。
【００５１】
具体的には、図１５に示す従来の光結合素子１０１においては、各種の安全規格で要求される絶縁距離（例えばＩＥＣ６５，ＩＥＣ９５０では０．４ｍｍ以上の絶縁距離が要求され、またＩＥＣ３３５では２ｍｍ以上の絶縁距離が要求される。）を確保すると、受光素子１０８の受光量が大幅に低下して、発光素子１０６と受光素子１０８間の伝達効率が大幅に低下していた。
【００５２】
これに対して、第１実施形態の光結合素子１においては、同じ絶縁距離を確保した上で、受光素子８の受光量が２倍以上に改善されて、発光素子６と受光素子８間の伝達効率が大幅に向上する。
【００５３】
図４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第１変形例を示している。ここでは、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が円柱面状に形成されている。
【００５４】
図５（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第２変形例を示しており、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が球面状に形成されている。
【００５５】
図６（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第３変形例を示しており、発光素子６側における透光性樹脂２と反射及び遮光性樹脂１１の界面が円錐面状に形成されている。
【００５６】
図７（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第１実施形態の光結合素子１の第４変形例を示している。ここでは、反射及び遮光性樹脂１１の代わりに、反射性樹脂１２によって透光性樹脂１０を覆い、更に遮光性樹脂１３によって反射性樹脂１２を覆っている。この様に反射性樹脂１２及び遮光性樹脂１３を別々に用いた場合は、反射性樹脂１２及び遮光性樹脂１３のそれぞれについて、材質を自在に選択して、反射性と遮光性を共に十分に向上させることができる。
【００５７】
図８は、本発明の光結合素子の第２実施形態を示している。図８（ａ）は、光結合素子３１の平面図、図８（ｂ）は、図８（ａ）の下側から見たときの光結合素子３１の側面図、図８（ｃ）は、図８（ａ）の右側から見たときの光結合素子３１の側面図である。
【００５８】
この光結合素子３１においては、４つのリードフレーム３２，３３，３４，３５がある。リードフレーム３２のヘッダ部３２ａには、発光素子３６を搭載し、リードフレーム３３と発光素子３６をワイヤー３７を介して接続している。また、リードフレーム３４のヘッダ部３４ａには、受光素子３８を搭載し、リードフレーム３５と受光素子３８をワイヤー３９を介して接続している。
【００５９】
発光素子３６と受光素子３８、及び各リードフレーム３２〜３５の一部を透光性樹脂４０によってモールドし、更に、この透光性樹脂４０を反射及び遮光性樹脂４１によってモールドしている。
【００６０】
図８（ａ）において、透光性樹脂４０の幅は、発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くなっており、各リードフレーム３２〜３５の導出部位近傍で広くなっている。このため、発光素子３６側の各リードフレーム３２，３３と受光素子３８側の各リードフレーム３４，３５間において、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面Ａの距離が長くなっており、発光素子３６と受光素子３８間の絶縁性を十分に確保することができる。
【００６１】
この様な構成において、リードフレーム３３からワイヤー３７を介して発光素子３６に電気信号を加えると、この発光素子３６によって電気信号が光信号に変換される。この光信号は、透光性樹脂４０を通過し、反射及び遮光性樹脂４１によって反射され、受光素子３８に入射する。受光素子３８は、光信号を電気信号に変換し、この電気信号をワイヤー３９を介してリードフレーム３５へと送出する。
【００６２】
ここで、図８（ｂ），（ｃ）から明らかな様に、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面上部が楕円体面状である。このため、発光素子３６から出射された光は、該界面で反射されて、受光素子３８へと導かれる。
【００６３】
先に述べた様に、透光性樹脂４０の幅が発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くなっているので、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が発光素子３６及び受光素子３８に十分に接近している。このため、発光素子３６から該界面で反射され受光素子３８に至る光路の距離が短く、この光路においては、透光性樹脂４０による光の吸収量が少なくて済む。
【００６４】
この様に透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が楕円体面状であるために、発光素子３６から出射された光が該界面で反射され受光素子３８へと導かれ、かつ該界面が発光素子３６及び受光素子３８に十分に接近しているために、該光の光路が短くなって、透光性樹脂４０による該光の吸収量が少なくて済む。この結果、発光素子３６から出射された光の多くが受光素子３８へと導かれ、発光素子３６と受光素子３８間の伝達効率を高く確保することができる。
【００６５】
すなわち、第２実施形態の光結合素子３１においては、透光性樹脂４０の幅を発光素子３６及び受光素子３８の近傍で狭くし、かつ各リードフレーム３２〜３５の導出部位近傍で広くし、更に透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面を楕円体面状にすることによって、発光素子３６と受光素子３８間の絶縁性と伝達効率を共に良好に保っている。
【００６６】
図９（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第１変形例を示している。ここでは、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が回転楕円体面状に形成されている。
【００６７】
図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第２変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が三角柱面状に形成されている。
【００６８】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第３変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が台形柱面状に形成されている。
【００６９】
図１２（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第４変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が角錐面状に形成されている。
【００７０】
図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第５変形例を示しており、透光性樹脂４０と反射及び遮光性樹脂４１の界面が楕円錐面状に形成されている。
【００７１】
図１４（ａ），（ｂ），（ｃ）は、第２実施形態の光結合素子３１の第６変形例を示している。ここでは、反射及び遮光性樹脂４１の代わりに、反射性樹脂４２によって透光性樹脂４０を覆い、更に遮光性樹脂４３によって反射性樹脂４２を覆っている。この様に反射性樹脂４２及び遮光性樹脂４３を別々に用いることによって、反射性樹脂４２及び遮光性樹脂４３の材質を自在に選択して、反射性と遮光性を共に十分に向上させることができる。
【００７２】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明の光結合素子は、対向配置された発光素子と受光素子、及び前記発光素子と前記受光素子に対して信号を入出力するフレームの一部を透光性樹脂によってモールドした光結合素子であって、前記透光性樹脂の幅を前記発光素子及び前記受光素子の部位で狭くすると共に、前記透光性樹脂の幅を前記フレームの導出部で広くし、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドしている。
【００７３】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子には、発光素子の直接光だけでなく、透光性樹脂の面からの反射光も入射し、受光素子の受光量が増える。
【００７４】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００７５】
一実施形態では、前記発光素子近傍における前記透光性樹脂と前記光反射性樹脂の界面を前記受光素子側に向け、前記発光素子から前記界面を介して前記受光素子に至る光路を形成している。前記界面は、円柱面状、球面状、円錐面状のいずれでも良い。この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００７６】
一実施形態では、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００７７】
また、本発明の光結合素子は、並設された発光素子と受光素子、及び前記発光素子と前記受光素子に対して信号を入出力するフレームの一部を透光性樹脂によってモールドし、前記発光素子から出射された光を前記透光性樹脂の面によって反射して前記受光素子に入射する光路を形成した光結合素子であって、前記透光性樹脂の幅を前記発光素子及び前記受光素子の部位で狭くすると共に、前記透光性樹脂の幅を前記フレームの導出部で広くしている。
【００７８】
この様に透光性樹脂の幅を発光素子及び受光素子の部位で狭くすれば、発光素子から透光性樹脂の面で反射され受光素子に至る光路の距離が短くなるので、受光素子の受光量が増える。
【００７９】
また、透光性樹脂の幅をフレームの導出部で広く確保しておけば、発光素子側のリードフレームから受光素子側のリードフレームに至る透光性樹脂の界面の距離を長く確保することが可能となり、発光素子と受光素子間の絶縁性を良好に保つことができる。
【００８０】
一実施形態では、前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、回転楕円体面状、楕円体面状、三角柱面状、台形柱面状、角錐面状、楕円錐面状のいずれかである。
【００８１】
この様な界面の形状は、該界面からの反射光を受光素子に効率的に集光させるためのものである。
【００８２】
一実施形態では、前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドし、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドしている。
【００８３】
この場合、界面の反射率が高くなって、受光素子の受光量が増え、かつ絶縁性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明の光結合素子の第１実施形態を示す平面図、図１（ｂ）は図１（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１（ｃ）は図１（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図２】図２（ａ）は図１（ａ）の部分拡大図、図２（ｂ）は図１（ｂ）の部分拡大図、図２（ｃ）は図１（ｃ）の部分拡大図である。
【図３】光結合素子における発光素子と受光素子の離間距離に対する該受光素子の受光量を示すグラフである。
【図４】図４（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第１変形例を部分的に拡大して示す平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図４（ｃ）は図４（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図５】図５（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第２変形例を部分的に拡大して示す平面図、図５（ｂ）は図５（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図５（ｃ）は図５（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図６】図６（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第３変形例を部分的に拡大して示す平面図、図６（ｂ）は図６（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図６（ｃ）は図６（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図７】図７（ａ）は第１実施形態の光結合素子の第４変形例を示す平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図７（ｃ）は図７（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図８】図８（ａ）は本発明の光結合素子の第２実施形態を示す平面図、図８（ｂ）は図８（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図８（ｃ）は図８（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図９】図９（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第１変形例を部分的に拡大して示す平面図、図９（ｂ）は図９（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図９（ｃ）は図９（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１０】図１０（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第２変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１０（ｂ）は図１０（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１０（ｃ）は図１０（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１１】図１１（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第３変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１１（ｂ）は図１１（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１１（ｃ）は図１１（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１２】図１２（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第４変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１２（ｂ）は図１２（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１２（ｃ）は図１２（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１３】図１３（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第５変形例を部分的に拡大して示す平面図、図１３（ｂ）は図１３（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１３（ｃ）は図１３（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１４】図１４（ａ）は第２実施形態の光結合素子の第６変形例を示す平面図、図１４（ｂ）は図１４（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１４（ｃ）は図１４（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１５】図１５（ａ）は従来の光結合素子を示す平面図、図１５（ｂ）は図１５（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１５（ｃ）は図１５（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【図１６】図１６（ａ）は従来の他の光結合素子を示す平面図、図１６（ｂ）は図１６（ａ）の下側から見たときの光結合素子の側面図、図１６（ｃ）は図１６（ａ）の右側から見たときの光結合素子の側面図である。
【符号の説明】
１，３１ 光結合素子
２，３，４，５，３２，３３，３４，３５ リードフレーム
６，３６ 受光素子
７，９，３７，３９ ワイヤー
８，３８ 受光素子
１０，４０ 透光性樹脂
１１，４１ 反射及び遮光性樹脂
１２，４２ 反射性樹脂
１３，４３ 遮光性樹脂
Claims (14)
- 対向配置された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドした光結合素子において、
前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、
前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部おける前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形されており、
前記透光性樹脂が光反射性樹脂によってモールドされている、光結合素子。 - 前記発光素子近傍における前記透光性樹脂と前記光反射性樹脂の界面を前記受光素子側に向け、前記発光素子から前記界面によって反射され前記受光素子に至る光路を形成した請求項１に記載の光結合素子。
- 前記界面は、円柱面状である請求項２に記載の光結合素子。
- 前記界面は、球面状である請求項２に記載の光結合素子。
- 前記界面は、円錐面状である請求項２に記載の光結合素子。
- 前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドした請求項１に記載の光結合素子。
- 並設された発光素子および受光素子と、該発光素子および該受光素子がそれぞれ搭載された発光側の第１リードフレームおよび受光側の第１リードフレームの一部と、前記発光素子と前記受光素子にそれぞれ接続された発光側の第２リードフレームおよび受光側の第２リードフレームの一部とを、透光性樹脂によってモールドし、前記発光素子から出射された光を前記透光性樹脂の面によって反射して前記受光素子に入射する光路を形成した光結合素子において、
前記発光側の第１および第２リードフレームと、前記受光側の第１および第２のリードフレームとが、前記透光性樹脂における発光側導出部および受光側導出部からそれぞれ反対方向に導出しており、
前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出方向に直交する第１方向に沿った該透光性樹脂の幅と、前記受光側導出部における前記第１方向に沿った該透光性樹脂の幅のそれぞれが、前記発光側導出部における前記発光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体、および、前記受光側導出部における前記受光側の第１および第２リードフレームの導出部位近傍の全体をそれぞれモールドするように設定され、かつ、前記発光素子および受光素子の前記各リードフレームの搭載部分をモールドする前記透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅が、前記発光側および受光側の各導出部の透光性樹脂の前記第１方向に沿った幅よりも狭くなるように、該透光性樹脂が成形された、光結合素子。 - 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、回転楕円体面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円体面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、三角柱面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、台形柱面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、角錐面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記光路に介在する前記透光性樹脂の面は、楕円錐面状である請求項７に記載の光結合素子。
- 前記透光性樹脂を光を反射する光反射性樹脂によってモールドし、前記光反射性樹脂を遮光性樹脂によってモールドした請求項７に記載の光結合素子。
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