JP5313605B2 - フォトインタラプタ - Google Patents

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Description

本発明は、発光モジュールおよび受光モジュールを備え、これらの間における物体の有無を検出するフォトインタラプタに関する。
フォトインタラプタは、内蔵された発光モジュールから受光モジュールまでの光路を遮る物体の有無を検出するセンサとして、多くの電子機器などに用いられている。図４は、従来のフォトインタラプタの一例を断面図で示している（たとえば特許文献１参照）。同図４に示されたフォトインタラプタＸは、発光モジュール９１、受光モジュール９２、および外側モールド体９３を備えている。発光モジュール９１は、検出光を出射する発光素子９１１と、発光素子９１１を搭載するリード９１２と、リード９１２に対して離間するリード９１３と、金属製のワイヤ９１４と、これらを覆う内側モールド体９１５とを備えている。受光モジュール９２は、受光素子９２１を搭載するリード９２２と、リード９２２に対して離間するリード９２３と、金属製のワイヤ９２４と、これらを覆う透明な内側モールド体９２５とを備えている。外側モールド体９３は、検出用空間９３１を挟んで対向するように発光モジュール９１および受光モジュール９２を保持している。さらに、外側モールド体９３は、検出用空間９３１を避けるように形成された連結部９３２を備えている。このようなフォトインタラプタＸは、検出用空間９３１に物体Ｓを挿し込むと、発光モジュール９１から受光モジュール９２に向かう光が物体Ｓによって遮断されるため、物体Ｓの存在を検出することが可能である。さらに、フォトインタラプタＸでは、検出精度を高めるために、受光モジュール９２の一部を覆う遮光部９３３が形成されている。
近年、電子機器の小型化の要請に伴って、フォトインタラプタＸに対しても小型化の要請がある。しかしながら、フォトインタラプタＸでは、上記検出光の進行方向において遮光部９３３が受光モジュール９２と重なるように形成されており、上記検出光の進行方向における薄型化を図ることが困難であった。
特開２００１−１１１０９９号公報
本発明は、上記した事情のもとで考え出されたものであって、より薄型化を図ることが可能であり、かつ高い検出精度を有するフォトインタラプタを提供することをその課題としている。
本発明によって提供されるフォトインタラプタは、第１の方向において検出用空間を挟んで互いに離間する発光モジュールおよび受光モジュールと、上記発光モジュールから出射される検出光が上記受光モジュールに到達するように上記発光モジュールおよび上記受光モジュールを覆い保持し、上記第１の方向に対して直角である第２の方向において上記検出用空間を迂回する連結部を有し、不透明樹脂からなる外側モールド体と、を備えており、上記受光モジュールが、上記第２の方向において互いに離間する第１と第２のリードと、上記第１のリードに搭載されており、表面に電極パッドを有する受光素子と、上記電極パッドと上記第２のリードとを導通させるワイヤと、上記受光素子と上記ワイヤとを覆い、上記外側モールド体から露出する入射面を有する透明な内側モールド体と、を具備しているフォトインタラプタであって、上記外側モールド体は、上記内側モールド体の上記入射面に繋がる部分を覆うように形成された遮光部を有しており、上記遮光部は、上記第１の方向視において上記ワイヤと重なるように形成されており、かつ、上記内側モールド体と接する面が、上記第２の方向において上記連結部に近い部分ほど、上記第１の方向における上記第２のリードとの間隔が小さくなる部分を有することを特徴とする。
このような構成によれば、上記遮光部により上記受光モジュールに入射する光を制限することが可能であり、検出精度を高めることが可能である。さらに、上記内側モールド体の上記第１の方向における厚みは、上記入射面が形成されている部分において最も厚く、上記入射面に繋がる部分においては上記連結部に近づくほど薄くなっている。このため、上記遮光部の一部は上記内側モールド体に食い込むように形成されており、上記遮光部を設けることによって上記外側モールド体の上記第１の方向における厚みが大きくなる問題を解消することが可能である。従って、上記フォトインタラプタは、上記第１の方向においてより薄型化を図ることが可能である。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記遮光部の上記発光モジュールと対向する面が、上記第２の方向において上記連結部に近い部分ほど、上記第１の方向における上記第２のリードとの間隔が、大きくなるように形成されている。このような構成によれば、上記遮光部の強度が増し、上記遮光部が破損するのを防ぐことができる。
本発明の好ましい実施の形態においては、上記ワイヤは、キャピラリに挿通された上記ワイヤの一端を接合するファーストボンディングを上記第２のリードに対して行い、上記電極パッドに対してセカンドボンディングを行うことにより形成されている。このような構成によれば、上記ワイヤと上記電極パッドとの接合部が上記第１の方向において薄く形成される。従って、上記フォトインタラプタは、上記第１の方向における薄型化をより図りやすくなっている。
本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。
以下、本発明の好ましい実施の形態につき、図面を参照して具体的に説明する。
図１は、本発明に係るフォトインタラプタの第１の実施形態を断面図で示している。図１に示すフォトインタラプタＡ１は、発光モジュール１、受光モジュール２、および、外側モールド体３を備えている。さらに、図２には、受光モジュール２の内部を平面図で示している。また、図１では、発光モジュール１から受光モジュール２へ進行する検出光の進行方向である第１の方向（ｘ方向）と、上記第１の方向に対して直角である第２の方向（ｙ方向）とを示している。
外側モールド体３は、ｙ方向において物体Ｓを挿通可能な検出用空間３１を挟んで発光モジュール１と受光モジュール２とが対向するように、発光モジュール１および受光モジュール２を保持している。さらに、外側モールド体３は、ｙ方向において検出用空間３１を迂回する連結部３２と、後述する遮光部３３とを備えている。検出用空間３１に物体Ｓを挿し込むと、発光モジュール１から受光モジュール２に進行する光が遮断される。このことにより、フォトインタラプタＡ１は、物体Ｓの存在を感知することができる。
発光モジュール１は、図１に示すように、検出光を出射する発光素子１１と、発光素子１１を搭載するリード１２と、ｙ方向においてリード１２に対して離間するリード１３と、金属製のワイヤ１４と、これらを覆う内側モールド体１５とを備えている。リード１２，１３は、たとえばＣｕ合金からなり、一部が内側モールド体１５の外に露出するように形成されている。発光素子１１とリード１３とはワイヤ１４を介して導通接続されている。内側モールド体１５は、発光素子１１から出射される光を透過可能なエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂によって形成されている。
受光モジュール２は、図１および図２に示すように、検出光を受光する受光素子２１と受光素子２１を搭載する第１のリード２２と、ｙ方向において第１のリード２２と離間する第２のリード２３と、金属性のワイヤ２４と、これらを覆う内側モールド体２５とを備えている。受光素子２１は、たとえばピンフォトダイオードであり、ｙ方向における第２のリード２３に近い側の端部の表面に電極パッド２１ａを備えている。第１および第２のリード２２，２３は、たとえばＣｕ合金からなり、一部が内側モールド体２５の外に露出するように形成されている。
ワイヤ２４は、たとえばキャピラリを用いたボンディング工程によって形成される。このボンディング工程では、まず、キャピラリに挿通されたワイヤ２４の一方の端部を第２のリード２３に接合するファーストボンディング工程を行う。次に、キャピラリに挿通されたワイヤ２４の他方の端部を電極パッド２１ａに接合するセカンドボンディング工程を行うことにより、第２のリード２３と電極パッド２１ａとを導通させるワイヤ２４が形成される。
内側モールド体２５は、発光素子１１から出射される光を透過可能なエポキシ樹脂またはシリコーン樹脂によって形成されている。この内側モールド体２５は、ｘ方向に対して直角な入射面２５ａ、および、入射面２５ａのｙ方向における連結部３２に近い側の端部と繋がる階段部２５ｂを有している。階段部２５ｂは、その上面が、ｙ方向において連結部に近づくにつれて段階的にｘ方向において第１および第２のリード２２，２３に近づくように形成されている。また、この階段部２５ｂは、ｘ方向視においてワイヤ２４と重なる位置に設けられており、ワイヤ２４を好ましく保護している。
遮光部３３は、連結部３２からｙ方向において検出用空間３１側に突出し、入射面２５のｙ方向における連結部３２に近い側の端部に接するように形成されている。この遮光部３３は、階段部２５ｂを覆っており、階段部２５ｂから受光素子２１に光が入るのを防いでいる。また、遮光部３３の発光モジュール１と対向する面はテーパ面３３ａとなっている。テーパ面３３ａは、ｙ方向において連結部３２に近い部分ほど、ｘ方向における第１および第２のリード２２，２３との間隔が、大きくなるように形成されている。
次に、フォトインタラプタＡ１の作用について説明する。
本実施形態によれば、遮光部３３により受光モジュール２に入射する光を制限することが可能であり、検出精度を高めることが可能である。さらに、遮光部３３は、階段部２５ｂと重なるように形成されているため、外側モールド体３の受光モジュール２を覆う部分のｘ方向における厚みｔに遮光部３３の厚みは影響しない。このため、フォトインタラプタＡ１では、厚みｔを小さくすることが可能となっており、全体としてもｘ方向における薄型化を図ることが可能となっている。
さらに、本実施形態によれば、遮光部３３は、テーパ面３３ａにより全体として厚く形成されており、損傷しにくくなっている。このためフォトインタラプタＡ１は故障が生じにくくなっている。
さらに、本実施形態によれば、ワイヤ２４の電極パッド２１ａとの接合部が、ｘ方向において薄くなるように形成されており、厚みｔをより小さくすることが可能となっている。このため、フォトインタラプタＡ１をより薄型化することが可能となっている。
図３は、本発明に係るフォトインタラプタの第２の実施形態を断面図で示している。このフォトインタラプタＡ２では、階段部２５ｂの代わりに傾斜面２５ｃが形成されており、その他の構成はフォトインタラプタＡ１と同様の構成になっている。
このようなフォトインタラプタＡ２においても、厚みｔに遮光部３３が影響を与えないため、薄型化を図ることが可能となっている。
本発明にかかるフォトインタラプタは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明にかかるフォトインタラプタの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。たとえば、ワイヤ１４をワイヤ２４と同様にリード１３側にファーストボンディング工程を行って形成しても構わない。この場合、外側モールド体３の発光モジュール１を覆う部分のｘ方向における厚さが薄くなることが期待できる。
本発明にかかるフォトインタラプタの第１の実施形態を示す断面図である。 図１に示すフォトインタラプタの一部平面図である。 本発明にかかるフォトインタラプタの第２の実施形態を示す断面図である。 従来のフォトインタラプタの一例を示す断面図である。
符号の説明
Ａ１，Ａ２ フォトインタラプタ
Ｓ 物体
ｘ （第１の）方向
ｙ （第２の）方向
１ 発光モジュール
２ 受光モジュール
３ 外側モールド体
１１ 発光素子
１２，１３ リード
１４ ワイヤ
１５ 内側モールド体
２１ 受光素子
２２ 第１のリード
２３ 第２のリード
２４ ワイヤ
２５ 内側モールド体
２５ａ 入射面
２５ｂ 階段部
２５ｃ 傾斜面
３１ 検出用空間
３２ 連結部
３３ 遮光部
３３ａ テーパ面

Claims (2)

  1. 第１の方向において検出用空間を挟んで互いに離間する発光モジュールおよび受光モジュールと、
    上記発光モジュールから出射される検出光が上記受光モジュールに到達するように上記発光モジュールおよび上記受光モジュールを覆い保持し、上記第１の方向に対して直角である第２の方向において上記検出用空間を迂回する連結部を有し、不透明樹脂からなる外側モールド体と、
    を備えており、
    上記受光モジュールが、上記第２の方向において互いに離間する第１と第２のリードと、上記第１のリードに搭載されており、表面に電極パッドを有する受光素子と、上記電極パッドと上記第２のリードとを導通させるワイヤと、上記受光素子と上記ワイヤとを覆い、上記外側モールド体から露出する入射面を有する透明な内側モールド体と、を具備しているフォトインタラプタであって、
    上記外側モールド体は、上記内側モールド体の上記入射面に繋がる部分を覆うように形成された遮光部を有しており、
    上記遮光部は、上記第１の方向視において上記ワイヤと重なるように形成されており、かつ、上記内側モールド体と接する面が、上記第２の方向において上記連結部に近い部分ほど、上記第１の方向における上記第２のリードとの間隔が小さくなる部分を有するとともに、
    上記遮光部の上記発光モジュールと対向する面が、上記第２の方向において上記連結部に近い部分ほど、上記第１の方向における上記第２のリードとの間隔が、大きくなるように形成されており、
    上記外側モールド体および上記発光モジュールの双方の上記受光モジュールと対向する面が、上記第１の方向に対して直角である面一な面を形成していることを特徴とする、フォトインタラプタ。
  2. 上記ワイヤは、キャピラリに挿通された上記ワイヤの一端を接合するファーストボンディングを上記第２のリードに対して行い、上記電極パッドに対してセカンドボンディングを行うことにより形成されている、請求項１に記載のフォトインタラプタ。
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