JPH01220482A - Optoisolator - Google Patents

Optoisolator

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JPH01220482A
JPH01220482A JP63044541A JP4454188A JPH01220482A JP H01220482 A JPH01220482 A JP H01220482A JP 63044541 A JP63044541 A JP 63044541A JP 4454188 A JP4454188 A JP 4454188A JP H01220482 A JPH01220482 A JP H01220482A
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JP
Japan
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light
emitting element
receiving element
light emitting
reflective surface
Prior art date
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Application number
JP63044541A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshinobu Suehiro
好伸 末広
Shigeru Yamazaki
繁 山崎
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Iwasaki Denki KK
Original Assignee
Iwasaki Denki KK
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Abstract

PURPOSE:To improve a current transfer ratio from a light emitting element to a photodetector, by reflecting light emitted from the light emitting element with a concave reflecting surface that is provided so as to face the light emitting surface of the light emitting element, and projecting the light to the photodetector. CONSTITUTION:Electric power is supplied to a light emitting element 1 which is arranged at one focal point of a reflecting surface 7a formed in an elliptic shape from a circuit pattern formed on an insulated substrate 5. The light emitting element 1 emits light. The light emitted from the light emitting element 1 is reflected from the reflecting surface 7a and condensed into a photodetector 2 that is arranged at another focal point of the reflecting surface 7a. The light projected on the photodetector 2 is transduced into electric energy and taken out to the outside through a circuit pattern 4. In this constitution, the light emitted from the light emitting element 1 is transmitted to the photodetector with almost no loss. The current transfer ratio from the light emitting element 1 to the photodetector 2 is improved.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野: 本発明は、発光素子と受光素子との間を光学的に結合し
たオプトアイソレータの改良に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application: The present invention relates to an improvement in an opto-isolator that optically couples a light emitting element and a light receiving element.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来より、オプトアイソレータにおける電流伝達比の向
上を図るため、種々の構造のオプトアイソレータが案出
されている。第7図は従来の円筒形オプトアイソレータ
の概略断面及び発光素子が発する光の光路を示す図であ
る。第7図においてlは発光素子、2は受光素子、13
a、13b。
Conventionally, opto-isolators having various structures have been devised in order to improve the current transfer ratio in the opto-isolator. FIG. 7 is a diagram showing a schematic cross section of a conventional cylindrical opto-isolator and an optical path of light emitted by a light emitting element. In FIG. 7, l is a light emitting element, 2 is a light receiving element, 13
a, 13b.

14a及び14bはリード部材、15はワイヤ、16は
絶縁基板、17は光透過性樹脂、17aは光透過性樹脂
17の上端面、18は樹脂ケースである0発光素子lは
一方のリード部材13aにマウントされており、他方の
リード部材13bとはワイヤ15により電気的に接続さ
れている。また、発光素子lとリード部材13a−13
bとワイヤ15とは一体的に光透過性樹脂17によりモ
ールドされ、その光透過性樹脂17の上端面17aは凸
レンズ状に形成されている。受光素子2は光透過性樹脂
17の上端面17aに対向して配置され、リード部材1
4a・14bと電気的に接続されている。そして、発光
素子lと受光素子2等は樹脂ケース18の中に収納され
ている。
14a and 14b are lead members, 15 is a wire, 16 is an insulating substrate, 17 is a light-transmitting resin, 17a is the upper end surface of the light-transmitting resin 17, and 18 is a resin case. 0 Light emitting element l is one lead member 13a The lead member 13b is electrically connected to the other lead member 13b by a wire 15. In addition, the light emitting element l and the lead member 13a-13
b and the wire 15 are integrally molded with a light-transmitting resin 17, and the upper end surface 17a of the light-transmitting resin 17 is formed into a convex lens shape. The light receiving element 2 is arranged facing the upper end surface 17a of the light-transmitting resin 17, and the lead member 1
4a and 14b. The light emitting element 1, the light receiving element 2, etc. are housed in a resin case 18.

上記のように構成された円筒形オプトアイソレータにお
いては、発光素子1が発する光は第7図の矢印で示すよ
うな光路をたどる。即ち、発光素子1が発する光のうち
、直接光透過性樹脂17の上端面17aに放射した光は
、凸レンズ状に形成された上端面17aのレンズ効果に
より中心軸に対して平行な光路たどって、受光素子2に
放射される。従って、これらの光は発光素子1から受光
素子2への光の伝達効率の向上に寄与する。
In the cylindrical opto-isolator constructed as described above, the light emitted by the light emitting element 1 follows an optical path as shown by the arrow in FIG. That is, among the light emitted by the light emitting element 1, the light emitted directly to the upper end surface 17a of the light-transmitting resin 17 follows an optical path parallel to the central axis due to the lens effect of the upper end surface 17a formed in the shape of a convex lens. , is radiated to the light receiving element 2. Therefore, these lights contribute to improving the light transmission efficiency from the light emitting element 1 to the light receiving element 2.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、発光素子1が発する光のうち側面方向に
発した光は、直接上端面17aには放射されず、受光素
子2へは到達しないのでm矢先となる。また、直接上端
面17aに放射される光でも、凸レンズ状に形成された
上):11面17ムに対する入射角の大きい光は、フレ
ネル反射によりその大部分が上ご:n面17aで反射さ
れるので、受光素子2に放射されるものは少ない。この
ように、従来の円筒形オプトアイソレータでは受光素子
2に到達しない無駄な光が多いため、受光素子2への伝
達効率が悪いという欠点があった。
However, among the light emitted by the light emitting element 1, the light emitted in the side direction is not directly emitted to the upper end surface 17a and does not reach the light receiving element 2, so that it is at the tip of the arrow m. Furthermore, even if the light is directly emitted to the upper end surface 17a, most of the light having a large incident angle to the upper surface 17a formed in a convex lens shape is reflected by the upper surface 17a due to Fresnel reflection. Therefore, the amount of light emitted to the light receiving element 2 is small. As described above, in the conventional cylindrical opto-isolator, there is a large amount of wasted light that does not reach the light receiving element 2, so there is a drawback that the transmission efficiency to the light receiving element 2 is poor.

また、従来の円筒形オプトアイソレータには、発光素子
1が発する光のうち側面方向に発する光を効率よく上端
面17aに放射するため、発光素子lがマウントされる
リード部材13a−13bにパラボラ状の反射鏡を配置
しているものがある。
In addition, in the conventional cylindrical opto-isolator, in order to efficiently radiate the light emitted from the light emitting element 1 in the side direction to the upper end surface 17a, the lead members 13a-13b on which the light emitting element 1 is mounted have a parabolic shape. Some reflectors are installed.

しかし、この反射鏡に対して発光素子1は近似的にも点
光源とみなすことはできず、反射鏡によって反射光を十
分に制御することができない、このため、発光素子lが
発する光のうち側面方向に発した光は、反射鏡によって
反射されても、その−部しか受光素子2に到達すること
ができないので、上記と同様の欠点があった。
However, with respect to this reflecting mirror, the light emitting element 1 cannot be regarded as a point light source even approximately, and the reflected light cannot be sufficiently controlled by the reflecting mirror. Even if the light emitted in the side direction is reflected by the reflecting mirror, only the negative part of the light can reach the light receiving element 2, which has the same drawback as described above.

更に、反射鏡を利用したオプトアイソレータの中には、
DIP形といわれるオプトアイソレータがある。第8区
:よ従来のDIP形オプトアイソレータの(既略新面及
び発光素子が発する光の光路を示す図である。第8図に
おいて1は発光素子、2は受光素子、13及び14はリ
ード部材、17は光透過性樹脂、19は白色樹脂、19
aは白色+JI脂19の反射面である0発光素子lはリ
ード部材13にマウントされ、一方受光素子2はリード
部材14にマウントされ、各々図示しないワイヤにより
電気的に接続されている。そして、発光素子1と受光素
子2は白色樹脂19の中空部に対向して取り付けられ、
該中空部19には光透過性樹脂17が充填されている。
Furthermore, some opto-isolators using reflectors include
There is an opto-isolator called the DIP type. Section 8: This is a diagram showing the new surface of a conventional DIP type optoisolator and the optical path of the light emitted by the light emitting element. In Fig. 8, 1 is the light emitting element, 2 is the light receiving element, and 13 and 14 are the leads. Member, 17 is a light-transmitting resin, 19 is a white resin, 19
a is white+reflecting surface of JI resin 19 0 The light emitting element 1 is mounted on the lead member 13, while the light receiving element 2 is mounted on the lead member 14, and are electrically connected to each other by wires not shown. The light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 are mounted facing each other in the hollow part of the white resin 19,
The hollow portion 19 is filled with a light-transmitting resin 17.

尚、発光素子lと受光素子2は絶縁耐圧が許す範囲で近
接し、電流伝達比をできるだけ大きくとるように設計さ
れている。
The light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 are designed to be close to each other as far as the dielectric strength allows, and to make the current transfer ratio as large as possible.

上記のように構成されたDIP形オプトアイソレータに
おいては、第8図の矢印で示すように発光素子lが発す
る光のうち、前方へ放射される光は直接受光素子2に達
する。しかし、そのほとんどは直接受光素子2には到達
せず白色樹脂19の反射面19aに放射される。そして
、反射面19aで反射された光のうち受光素子2に到達
するものもあるが、これはほん〇一部に過ぎない。した
がって、発光素子lが発する光のうち反射面19aで反
射される光は存効に受光素子2へは放射されず、前記円
筒形のものと同様に伝達効率が悪いという欠点があった
In the DIP type opto-isolator configured as described above, among the light emitted by the light emitting element 1, the light emitted forward directly reaches the light receiving element 2, as shown by the arrow in FIG. However, most of the light does not directly reach the light receiving element 2 and is emitted onto the reflective surface 19a of the white resin 19. Some of the light reflected by the reflective surface 19a reaches the light receiving element 2, but this is only a portion. Therefore, out of the light emitted by the light emitting element 1, the light reflected by the reflecting surface 19a is not effectively radiated to the light receiving element 2, which has the disadvantage of poor transmission efficiency, similar to the cylindrical type.

本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、発光
素子から受光素子への電流伝達比の向上を図ることがで
きるオプトアイソレータを提供することを目的とするも
のである。
The present invention has been made based on the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an opto-isolator that can improve the current transfer ratio from a light emitting element to a light receiving element.

(L’!題を解決するための手段〕 上記の目的を達成するための本発明に係るオプトアイソ
レータは、発光素子と、該発光素子に電力を供給する発
光用リード部と、前記発光素子が発した光を受けて光電
変換する受光素子と、該受光素子から電力を取り出す受
光用リード部と、前記発光素子の発光面と前記受光素子
の受光面とに対向して設けられた凹面状反射面とを具備
し、前記発光素子が発する光を前記凹面状反射面で反射
した後に受光素子に放射するように114成したもので
ある。
(Means for Solving Problem L'!) An opto-isolator according to the present invention for achieving the above object includes a light-emitting element, a light-emitting lead portion for supplying power to the light-emitting element, and a light-emitting lead portion for supplying power to the light-emitting element. A light-receiving element that receives emitted light and converts it into electricity, a light-receiving lead portion that extracts power from the light-receiving element, and a concave reflector provided opposite to the light-emitting surface of the light-emitting element and the light-receiving surface of the light-receiving element. 114 so that the light emitted by the light emitting element is reflected by the concave reflecting surface and then radiated to the light receiving element.

また、上記の目的を達成するための本発明に係る他のオ
プトアイソレータは、発光素子と、該発光素子に電力を
供給する発光用リード部と、前記発光素子が発した光を
受けて光′iCL変換する受光素子と、該受光素子から
電力を取り出す受光用リード部と、前記発光素子の発光
面に対向して設けられた第1の凹面状反射面と、前記受
光素子の受光面に対向し且つ前記第1の凹面状反射面と
対向して設けられた第2の凹面状反射面とを尺硲し、前
記発光素子が発した光を前記m lの凹面状反射面によ
り反射し、更に前記第2の凹面状反射面により反射した
後に、前記受光素子に放射するように構成したものであ
る。
Further, another opto-isolator according to the present invention for achieving the above object includes a light emitting element, a light emitting lead part for supplying power to the light emitting element, and a light emitting element that receives light emitted from the light emitting element. A light receiving element for iCL conversion, a light receiving lead portion for extracting power from the light receiving element, a first concave reflecting surface provided opposite to the light emitting surface of the light emitting element, and a first concave reflecting surface facing the light receiving surface of the light receiving element. and a second concave reflective surface provided opposite to the first concave reflective surface, and the light emitted by the light emitting element is reflected by the m l concave reflective surface, Furthermore, after being reflected by the second concave reflecting surface, the light is radiated to the light receiving element.

〔作用〕[Effect]

本発明に係るオプトアイソレータは前記の構成により、
発光用リード部から発光素子に電力を供給し、発光素子
が発する光を凹面状反射面で反射してから受光素子に放
射することにより、発光素子が発する光を効率よく受光
素子に放射することができる。また、受光素子によって
光電変換された電気エネルギーは受光用リード部を介し
て外部に取り出す。
The opto-isolator according to the present invention has the above configuration,
To efficiently radiate the light emitted by the light-emitting element to the light-receiving element by supplying power to the light-emitting element from the light-emitting lead part, reflecting the light emitted by the light-emitting element on a concave reflecting surface, and then radiating it to the light-receiving element. Can be done. Further, the electrical energy photoelectrically converted by the light receiving element is taken out to the outside through the light receiving lead section.

また、本発明に係る他のオプトアイソレータは前記の構
成により、発光用リード部から発光素子に電力を供給し
、発光素子が発する光を第1の凹面状反射面で反射し、
更に第1の凹面状反射面と対向して配置された第2の凹
面状反射面で反射した後に、受光素子に放射することに
より、発光素子が発する光を効率よく受光素子に放射す
ることができる。また、受光素子によって光電変換され
た電気エネルギーは受光用リード部を介して外部に取り
出す。
Further, another opto-isolator according to the present invention has the above-described configuration, supplies power to the light emitting element from the light emitting lead part, reflects light emitted by the light emitting element on the first concave reflecting surface,
Furthermore, the light emitted by the light emitting element can be efficiently radiated to the light receiving element by reflecting the light on the second concave reflecting surface disposed opposite to the first concave reflecting surface and then emitting the light to the light receiving element. can. Further, the electrical energy photoelectrically converted by the light receiving element is taken out to the outside through the light receiving lead section.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明の第1の実施例を第1図を参照して説明す
る。第1図は本発明の第1の実施例であるオプトアイソ
レータの概略断面及び発光素子が発する光の光路を示す
図である。第1図において1は発光素子、2は受光素子
、3は発光素子1用の回路パターン、4は受光素子2用
の回路バクーン、5は絶縁基板、6は光透過性材t!1
.7は)L1脂ケース、7aは樹脂ケース7の反射面で
ある。
A first embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of an optoisolator according to a first embodiment of the present invention and an optical path of light emitted by a light emitting element. In FIG. 1, 1 is a light emitting element, 2 is a light receiving element, 3 is a circuit pattern for the light emitting element 1, 4 is a circuit pattern for the light receiving element 2, 5 is an insulating substrate, and 6 is a light transmitting material t! 1
.. 7 is the L1 resin case, and 7a is the reflective surface of the resin case 7.

発光素子1は、絶縁基板5の上面に形成された回路パタ
ーン3にマウントされ、−力受光素子2(たとえばフォ
トダイオード)は、回路パターン4にマウントされ、図
示しないワイ・1・によりそれぞれ他の回路パターン(
図示しない)と電気的に接続されている。樹脂ケース7
は発光素子l及び受光素子2を覆うように配置され、そ
の反射面7aは楕円面状に形成されている。たとえば、
樹脂ケース7は平板状の樹脂に楕円面状の凹面部を形成
し、その凹面部を鍍金や金属蒸着等により鏡面加工して
反射面7aとしたものである。この反射面7aの2つの
焦点のうち一方の焦点には反射面7aと対向して発光素
子lが、また他方の焦点には受光素子2が配置されてい
る。そして、樹脂ケース7内の中空部には光透過性材料
6が充填されている。
The light emitting element 1 is mounted on a circuit pattern 3 formed on the upper surface of an insulating substrate 5, and the light receiving element 2 (for example, a photodiode) is mounted on a circuit pattern 4. Circuit pattern (
(not shown). Resin case 7
is arranged so as to cover the light emitting element 1 and the light receiving element 2, and its reflecting surface 7a is formed in the shape of an ellipsoid. for example,
The resin case 7 is made by forming an ellipsoidal concave part on a flat resin, and mirror-finishing the concave part by plating, metal vapor deposition, etc. to form a reflective surface 7a. A light emitting element 1 is arranged at one of the two focal points of the reflecting surface 7a, facing the reflecting surface 7a, and a light receiving element 2 is arranged at the other focal point. A hollow portion within the resin case 7 is filled with a light-transmitting material 6.

尚、光透過性材料6は硝子、たとえば低融点硝子でもよ
い、また、発光素子l及び受光素子2と樹脂ケース7と
の空間を埋める光透過性材料6は各素子を保護するとと
もに、発光素子1からの光の取り出し効率の向上を図る
ものである。かがる光透過性材料6は樹脂ケース7内の
中空部全部に充填せず、発光素子1と受光素子2の周囲
にだけ部分的にモールドして形成してもよい、また、製
造の容易さを重視する場合には、絶縁基板5に形成され
た回路パターン3と、その上にマウントされた発光素子
1等の表面に光透過性材料6によるコーティング、たと
えばスプレー・コーティング等を施して、衝撃や振動等
による故障を防止するようにしてもよい。一方、衝撃や
振動等による発光素子1や受光素子2の断線や故障を考
心;する必要がない場合には、中空のままでもよいし、
必要に応じて中空部にガス等を封入してもよい。これら
のことは、以下に説明する他の実施例でも同様である。
Note that the light-transmitting material 6 may be glass, for example, low-melting-point glass, and the light-transmitting material 6 filling the space between the light-emitting element 1, the light-receiving element 2, and the resin case 7 protects each element and protects the light-emitting element. The purpose of this is to improve the efficiency of light extraction from 1. The bendable light-transmitting material 6 may be formed by partially molding only around the light-emitting element 1 and the light-receiving element 2, without filling the entire hollow part in the resin case 7. Also, it is easy to manufacture. When importance is placed on transparency, the surfaces of the circuit pattern 3 formed on the insulating substrate 5 and the light emitting element 1 mounted thereon are coated with a light-transmitting material 6, for example, by spray coating. Failures due to shocks, vibrations, etc. may be prevented. On the other hand, if there is no need to take into account disconnection or failure of the light-emitting element 1 and light-receiving element 2 due to shocks, vibrations, etc., it may remain hollow.
Gas or the like may be filled in the hollow portion as necessary. The same applies to other embodiments described below.

上記の構成によれば、絶縁基板5に形成された回路パタ
ーン3により楕円面状に形成された反射面7aの一方の
焦点にbe2された発光素子1に電力が供給され、発光
素子1が発光する。そして、発光素子lが発した光は第
1図の矢印に示すように、反射面7aにより反射された
後、反射面7aの他方の焦点に配置された受光素子2に
集光される。このように、本実施例の反射面7aは楕円
面状に形成され、しかも発光素子1と受光素子2とは反
射面7aの2つの焦点に各々配置されているので、発光
素子lが発する光を、はぼ損失なく有効に受光素子2に
伝達することができる。また、受光素子2に放射された
光は電気エネルギーに変換され、その電気エネルギーは
回路パターン4を介して外部に取り出す。
According to the above configuration, power is supplied to the light emitting element 1 which is focused on one focal point of the reflecting surface 7a formed in an elliptical shape by the circuit pattern 3 formed on the insulating substrate 5, and the light emitting element 1 emits light. do. The light emitted by the light emitting element 1 is reflected by the reflecting surface 7a, as shown by the arrow in FIG. 1, and then focused on the light receiving element 2 arranged at the other focal point of the reflecting surface 7a. In this way, the reflective surface 7a of this embodiment is formed in an elliptical shape, and the light emitting element 1 and the light receiving element 2 are respectively arranged at the two focal points of the reflective surface 7a, so that the light emitted by the light emitting element l is can be effectively transmitted to the light receiving element 2 without any loss. Further, the light emitted to the light receiving element 2 is converted into electrical energy, and the electrical energy is taken out to the outside via the circuit pattern 4.

上記の実施例によれば、発光素子1が発する光を反射面
7aにより効率よく受光素子2に集光することができる
ので、光の損失がなく、伝達効率の向上を図ることがで
きる。このことは、オプトアイソレータの電流伝達比の
向上に寄与する。尚、電流伝達比Xは、入力側(発光素
子)の順電流をI7、出力側(受光素子)の光電流をI
Cとすれば、X = (I c/ I r ) X 1
00  (%)とし−ζ表すことができる。
According to the embodiment described above, the light emitted by the light emitting element 1 can be efficiently focused on the light receiving element 2 by the reflective surface 7a, so that there is no loss of light and the transmission efficiency can be improved. This contributes to improving the current transfer ratio of the opto-isolator. Note that the current transfer ratio
If C, then X = (I c / I r ) X 1
00 (%) and can be expressed as −ζ.

また、上記の実施例によれば、構造が簡易であるので、
容易にオプトアイソレータを製造することができ、しか
も遺産性の向上を図ること力;できる。更に、発光素子
lと受光素子2は同一平面上に配置することができるの
で、従来のオプトアイソレータのように発光素子lと受
光素子2が対向するように設けられているものに比べて
、薄型のものを製造することができる。
Further, according to the above embodiment, the structure is simple, so
Opto-isolators can be manufactured easily and their heritage can be improved. Furthermore, since the light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 can be arranged on the same plane, it is thinner than a conventional opto-isolator in which the light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 are arranged facing each other. can be manufactured.

尚、本実施例では反射面7aが楕円面の一部を使用した
場合について説明したが、反射面7aは楕円面の全部又
は他の一部を使用したものであってもよい。
In this embodiment, a case has been described in which the reflecting surface 7a uses a part of the ellipsoidal surface, but the reflecting surface 7a may use the entire ellipsoidal surface or another part.

第2図は第1の実施例の変形例を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing a modification of the first embodiment.

第2図において6aは光透過性材料6の上端面である。In FIG. 2, 6a is the upper end surface of the light-transmitting material 6. In FIG.

尚、第2図に示す第1の実施例の変形例及び以下に説明
する第2乃至第4の実施例において上記第1図に示す第
1の実施例と同一のm能を有するものは同一の符号を付
すことによりその詳細な説明を省略する0本変形例は、
上記第1の実権例における樹脂り−ス7を省略して、簡
略化したものである。即ち、光透過性材tel 6の上
端面6aを楕円面状に形成し、この上端面6aの表面を
鍍金又は金属蒸着等によって処理することにより反射面
としたものである。これにより上記第1の実施例と同様
の作用、効果を生じさせることができる。このことは、
以下に説明する第2乃至第4の実施例でも同様である。
In addition, in the modified example of the first embodiment shown in FIG. 2 and in the second to fourth embodiments described below, those having the same m functions as the first embodiment shown in FIG. 1 above are the same. The 0-piece variant, whose detailed explanation is omitted by attaching the symbol, is
This is a simplified version by omitting the resin 7 in the first practical example. That is, the upper end surface 6a of the light-transmitting material tel 6 is formed into an ellipsoidal shape, and the surface of this upper end surface 6a is treated with plating or metal vapor deposition to form a reflective surface. As a result, the same functions and effects as in the first embodiment can be produced. This means that
The same applies to the second to fourth embodiments described below.

第3図は本発明の第2の実施例の概略断面及び発光素子
が発する光の光路を示す図である。第3図において33
は発光素子1用の回路パターン、10a及びIObは受
光素子2用のリード部材、5aは絶縁基板、7bは樹脂
ケース7の反射面、8は光透過性絶縁基板である。尚、
受光素子2は面状の素子(たとえば光導電セル)である
。発光素子1は、光透過性絶縁基板8の下面に形成され
た回路パターン3aにマウントされ、図示しないワイヤ
により他のrgJ路パターン(図示しない)と電気的に
接続されている。一方、受光素子2は、光透過性絶縁基
板8の−F部に配置された絶縁基板5aに取り付けられ
、リード部材10a−10bと接続されている。また、
発光素子l及び受光素子2等は樹脂ケース7に収納され
、その樹脂ケース7の内面の下部には発光素子1を焦点
とする放物面状の反射面7bが形成されている。そして
、樹脂ケース7内の中空部には光透過性材料6が充填さ
れている。
FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross section of a second embodiment of the present invention and an optical path of light emitted by a light emitting element. 33 in Figure 3
1 is a circuit pattern for the light emitting element 1, 10a and IOb are lead members for the light receiving element 2, 5a is an insulating substrate, 7b is a reflective surface of the resin case 7, and 8 is a light-transmitting insulating substrate. still,
The light receiving element 2 is a planar element (for example, a photoconductive cell). The light emitting element 1 is mounted on a circuit pattern 3a formed on the lower surface of a light-transmissive insulating substrate 8, and is electrically connected to another rgJ path pattern (not shown) by a wire (not shown). On the other hand, the light receiving element 2 is attached to the insulating substrate 5a disposed at the -F section of the light-transmissive insulating substrate 8, and connected to the lead members 10a-10b. Also,
The light emitting element 1, the light receiving element 2, etc. are housed in a resin case 7, and a parabolic reflecting surface 7b with the light emitting element 1 as a focal point is formed at the lower part of the inner surface of the resin case 7. A hollow portion within the resin case 7 is filled with a light-transmitting material 6.

上記の構成によれば、発光素子1が発した光は第3図の
矢印に示すように反射面7bにより、反射面7bの中心
軸に対して平行な方向に反射された後、受光素子2に放
射される。従って、発光素子1が発する光を、はぼ損失
なく有効に受光素子2に伝達することができる。その他
の作用、効果は前記第1の実施例と同様である。
According to the above configuration, the light emitted by the light emitting element 1 is reflected by the reflecting surface 7b in a direction parallel to the central axis of the reflecting surface 7b as shown by the arrow in FIG. is radiated to. Therefore, the light emitted by the light emitting element 1 can be effectively transmitted to the light receiving element 2 without significant loss. Other functions and effects are similar to those of the first embodiment.

尚、光透過性絶縁基板8に形成される回路パターン3a
の線幅は20IIm以下であり、反射面7bの径りを5
mmとした場合でも発光素子lと回路パターン3aとの
影による損失は1%以下であるので影の影響は特に問題
とはならない。
Note that the circuit pattern 3a formed on the light-transmissive insulating substrate 8
The line width is 20IIm or less, and the diameter of the reflective surface 7b is 5
Even in the case of mm, the loss due to the shadow between the light emitting element 1 and the circuit pattern 3a is less than 1%, so the influence of the shadow does not pose a particular problem.

第4図は本発明の第3の実施例の1.!【略断面及び発
光素子が発する光の光路を示す図である。また、第5図
はその発光素子と受光素子の配置を示す口である。第4
図及び第5図において3b・3cは発光素子1用の回路
パターン、lOa及び10bは受光素子2用のリード部
材、5aは絶縁基板、7bは樹脂ケース7の反射面、9
はワイヤである。
FIG. 4 shows 1 of the third embodiment of the present invention. ! [FIG. 3] A diagram showing a schematic cross section and an optical path of light emitted by a light emitting element. Further, FIG. 5 shows the arrangement of the light emitting element and the light receiving element. Fourth
In the figure and FIG. 5, 3b and 3c are circuit patterns for the light emitting element 1, lOa and 10b are lead members for the light receiving element 2, 5a is an insulating substrate, 7b is a reflective surface of the resin case 7, and 9
is a wire.

本実施例は、前記第2の実施例における光透過性絶縁基
板8を省略し、発光素子1と受光素子2と回路パターン
3b・3cとを一体的に絶縁基板5aの下面に配置した
ものである。すなわち、第5図に示すように受光素子2
の中央部に溝部2aを設け、その溝部2aに発光素子l
及び回路パターン3b・3cを配置する。そして、該発
光素子lは一方の回路パターン3bに取り付けられ、他
方の回路パターン3cとはワイヤ9により電気的に接続
されている。その他の構成は前記第2の実施例と同様で
ある。尚、第5図に示す回路パターン3b・3cにはそ
の裏面から電力が供給される。
In this embodiment, the light-transmitting insulating substrate 8 in the second embodiment is omitted, and the light-emitting element 1, the light-receiving element 2, and the circuit patterns 3b and 3c are integrally arranged on the lower surface of the insulating substrate 5a. be. That is, as shown in FIG.
A groove 2a is provided in the center of the light emitting element l.
And circuit patterns 3b and 3c are arranged. The light emitting element 1 is attached to one circuit pattern 3b and electrically connected to the other circuit pattern 3c by a wire 9. The other configurations are the same as those of the second embodiment. Note that power is supplied to the circuit patterns 3b and 3c shown in FIG. 5 from their back surfaces.

以上のような構成により、前記第2の実施例と同様の作
用、効果を生じさせることができる。
With the above configuration, it is possible to produce the same functions and effects as those of the second embodiment.

第6図は本発明の第4の実施例の概略断面及び発光素子
が発する光の光路を示す図である。第6図において3d
は発光素子1用の回路パターン、4dは受光素子2用の
回路パターン、7Cは樹脂ケース7の下部反射面、7d
は樹脂ケース7の上部反射面、8は光透過性絶縁基板で
ある0発光素子1は、光透過性絶縁基板8の下面に形成
された回路パターン3dにマウントされ、−力受光素子
2は、光透過性絶縁基板8の上面に形成された回路パタ
ーン4dにマウントされ、図示しないワイヤによりそれ
ぞれ他の回路パターン(図示しない)と電気的に接続さ
れている。また、発光素子l及び受光素子2は樹脂ケー
ス7に収納され、その樹脂ケース7の下部反射面7Cは
発光素子1を焦点とする放物面状に、上部反射面7dは
受光素子2を焦点とする放物面状に、それぞれ形成され
ている。そして、その樹脂ケース7内の中空部には光透
過性材料6が充填されている。尚、光透過性材料6は発
光素子1と下部反射面7Cとの中空部にのみ充填するよ
うにしてもよい。
FIG. 6 is a diagram showing a schematic cross section of a fourth embodiment of the present invention and an optical path of light emitted by a light emitting element. 3d in Figure 6
4d is the circuit pattern for the light-emitting element 1, 7C is the lower reflective surface of the resin case 7, 7d
is the upper reflective surface of the resin case 7, 8 is a light-transmitting insulating substrate, the light-emitting element 1 is mounted on a circuit pattern 3d formed on the lower surface of the light-transmitting insulating substrate 8, and the light-receiving element 2 is: They are mounted on circuit patterns 4d formed on the upper surface of the light-transmissive insulating substrate 8, and are electrically connected to other circuit patterns (not shown) by wires (not shown). The light-emitting element 1 and the light-receiving element 2 are housed in a resin case 7. The lower reflective surface 7C of the resin case 7 has a parabolic shape with the light-emitting element 1 as the focal point, and the upper reflective surface 7d has the light-receiving element 2 as the focal point. Each is formed into a parabolic shape. A hollow portion within the resin case 7 is filled with a light-transmitting material 6. Note that the light-transmitting material 6 may be filled only in the hollow portion between the light emitting element 1 and the lower reflective surface 7C.

上記の構成によれば、光遇過性絶縁基+M 8の下面に
形成された回路パターン3dにより発光素子lに電力が
供給され、発光素子lが発光する。そして、発光素子1
が発した光は第6図の矢印に示すように下部反射面7C
により反射面7Cの中心軸に対して平行な方向に反射さ
れる。更に、該平行光は受光素子2に対向して配置され
た上部反射面7dで反射され、収束光とされた後、上部
反射面7dの焦点に配置された受光素子2に集光される
。従って、発光素子1の発光面と受光素子2の受光面と
を互いに逆向きに配置しても、発光素子lが発する光を
、はぼ損失なく有効に受光素子2に伝達することができ
る。また、光透過性絶縁基板8に形成される回路パター
ン3d・4dの1?!幅は20μm以下であり、第6図
における反射面7C・7dの径りを5mmとした場合で
も、発光素子1、受光素子2及び回路パターン3d・4
dの影によるti失は数%以下であるので影の影容は特
に問題とはならない。その他の作用・効果は前記第1の
実施例と同様である。
According to the above configuration, power is supplied to the light emitting element 1 by the circuit pattern 3d formed on the lower surface of the light-transmissive insulating group +M8, and the light emitting element 1 emits light. And light emitting element 1
The light emitted from the lower reflective surface 7C as shown by the arrow in Figure 6
The light is reflected in a direction parallel to the central axis of the reflecting surface 7C. Further, the parallel light is reflected by the upper reflecting surface 7d disposed opposite to the light receiving element 2, becomes convergent light, and then condensed onto the light receiving element 2 disposed at the focal point of the upper reflecting surface 7d. Therefore, even if the light-emitting surface of the light-emitting element 1 and the light-receiving surface of the light-receiving element 2 are arranged in opposite directions, the light emitted by the light-emitting element 1 can be effectively transmitted to the light-receiving element 2 without any loss. Also, 1? of the circuit patterns 3d and 4d formed on the light-transmissive insulating substrate 8? ! The width is 20 μm or less, and even if the diameter of the reflective surfaces 7C and 7d in FIG.
Since the loss of ti due to the shadow of d is less than a few percent, the amount of the shadow is not a particular problem. Other functions and effects are the same as those of the first embodiment.

尚、上記第1乃至第4の実施υ:jにおいては、発光用
リード部は回路パターンが形成された絶縁基板又は光透
過性絶縁基板である場合について説明したが、発光用リ
ード部は細いリードフレームを用いたものであってもよ
い、受光用リード部も同様である。
In the first to fourth implementations υ:j above, the case where the light-emitting lead part is an insulating substrate on which a circuit pattern is formed or a light-transmitting insulating substrate is explained, but the light-emitting lead part is a thin lead. The same applies to the light-receiving lead portion, which may use a frame.

また、上記第1乃至第4の実施例においては、凹面状反
射面が放物面状又は楕円面状に形成されている場合につ
いて説明したが、凹面状反射面は複数の小平面を結合し
て、放物面状又は楕円面状に形成したものであってもよ
い。
Furthermore, in the first to fourth embodiments described above, the case where the concave reflecting surface is formed in a parabolic or ellipsoidal shape has been described, but the concave reflecting surface is formed by combining a plurality of small planes. Alternatively, it may be formed into a parabolic or ellipsoidal shape.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、発光素子が発する
光を発光素子の発光面に対向して設けた凹面状反射面に
より反射してから、受光素子に放射するので、発光素子
が発する光を効率よく受光素子に放射し発光素子から受
光素子への電流伝達比の向上を図ることができるオプト
アイソレータを提供することができる。
As explained above, according to the present invention, the light emitted by the light emitting element is reflected by the concave reflecting surface provided opposite the light emitting surface of the light emitting element and then radiated to the light receiving element. It is possible to provide an opto-isolator that can efficiently radiate light to a light-receiving element and improve the current transfer ratio from the light-emitting element to the light-receiving element.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例であるオプトアイソレー
タの概略断面及び発光素子が発する光の光路を示す図、
第2図は第1の実施例の変形例を示す図、第3図は本発
明の第2の実施例の概略断面及び発光素子が発する光の
光路を示す図、第4図は本発明の第3の実施例の概略断
面及び発光素子が発する光の光路を示す図、第5図はそ
の発光素子と受光素子の配置を示す図、第6図は本発明
の第4の実施例の概略断面及び発光素子が発する光の光
路を示す図、第7図及び第8図は従来のオプトアイソレ
ータの概略断面及び発光素子が発する光の光路を示す図
である。 1・・・発光素子、2・・・受光素子、3・4・・・回
路パターン、lO・・・リード部材、5・5a・・・絶
縁基板、6・・・光透過性材料、6a・・・上端面、7
・・・樹脂ケース、7a・7b・7C・7d・・・反射
面、8・、・光透過性絶縁基板、9・・・ワイヤ。 出願人 岩 崎 電 気 株式会社 第5図 第6図
FIG. 1 is a diagram showing a schematic cross section of an opto-isolator according to a first embodiment of the present invention and an optical path of light emitted by a light emitting element,
FIG. 2 is a diagram showing a modification of the first embodiment, FIG. 3 is a diagram showing a schematic cross section of the second embodiment of the invention and the optical path of light emitted by the light emitting element, and FIG. FIG. 5 is a diagram showing a schematic cross section of the third embodiment and the optical path of light emitted by the light emitting element, FIG. 5 is a diagram showing the arrangement of the light emitting element and the light receiving element, and FIG. 6 is a schematic diagram of the fourth embodiment of the present invention. FIGS. 7 and 8 are diagrams showing a cross section and an optical path of light emitted by a light emitting element. FIGS. 7 and 8 are diagrams showing a schematic cross section of a conventional opto-isolator and an optical path of light emitted by a light emitting element. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Light emitting element, 2... Light receiving element, 3, 4... Circuit pattern, lO... Lead member, 5, 5a... Insulating substrate, 6... Light transmitting material, 6a.・Top end surface, 7
... Resin case, 7a, 7b, 7C, 7d... Reflective surface, 8... Light-transmissive insulating substrate, 9... Wire. Applicant Iwasaki Electric Co., Ltd. Figure 5 Figure 6

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)発光素子と、該発光素子に電力を供給する発光用
リード部と、前記発光素子が発した光を受けて光電変換
する受光素子と、該受光素子から電力を取り出す受光用
リード部と、前記発光素子の発光面と前記受光素子の受
光面とに対向して設けられた凹面状反射面とを具備し、
前記発光素子が発する光を前記凹面状反射面で反射した
後に受光素子に放射するように構成したことを特徴とす
るオプトアイソレータ。
(1) A light-emitting element, a light-emitting lead part that supplies power to the light-emitting element, a light-receiving element that receives light emitted by the light-emitting element and converts it into electricity, and a light-receiving lead part that extracts power from the light-receiving element. , comprising a concave reflective surface provided opposite to the light emitting surface of the light emitting element and the light receiving surface of the light receiving element,
An opto-isolator characterized in that the light emitted by the light emitting element is reflected by the concave reflecting surface and then radiated to the light receiving element.
(2)前記凹面状反射面は楕円面状である請求項1記載
のオプトアイソレータ。
(2) The opto-isolator according to claim 1, wherein the concave reflective surface is ellipsoidal.
(3)前記発光素子と前記受光素子とは前記凹面状反射
面の異なる2つの焦点に各々配置されたものである請求
項2記載のオプトアイソレータ。
(3) The opto-isolator according to claim 2, wherein the light emitting element and the light receiving element are respectively arranged at two different focal points of the concave reflective surface.
(4)前記凹面状反射面は放物面状である請求項1記載
のオプトアイソレータ。
(4) The opto-isolator according to claim 1, wherein the concave reflective surface is parabolic.
(5)前記発光素子は前記凹面状反射面の焦点に配置さ
れ、且つ前記受光素子は面状の素子であり前記発光素子
の背後に配置されたものである請求項4記載のオプトア
イソレータ。
(5) The opto-isolator according to claim 4, wherein the light emitting element is arranged at the focal point of the concave reflective surface, and the light receiving element is a planar element and is arranged behind the light emitting element.
(6)前記発光素子は前記凹面状反射面の焦点に配置さ
れ、且つ前記受光素子は面状の素子であり前記発光素子
の周囲に配置されたものである請求項4記載のオプトア
イソレータ。
(6) The opto-isolator according to claim 4, wherein the light emitting element is arranged at the focal point of the concave reflecting surface, and the light receiving element is a planar element and arranged around the light emitting element.
(7)発光素子と、該発光素子に電力を供給する発光用
リード部と、前記発光素子が発した光を受けて光電変換
する受光素子と、該受光素子から電力を取り出す受光用
リード部と、前記発光素子の発光面に対向して設けられ
た第1の凹面状反射面と、前記受光素子の受光面に対向
し且つ前記第1の凹面状反射面と対向して設けられた第
2の凹面状反射面とを具備し、前記発光素子が発した光
を前記第1の凹面状反射面により反射し、更に前記第2
の凹面状反射面により反射した後に、前記受光素子に放
射するように構成したことを特徴とするオプトアイソレ
ータ。
(7) A light-emitting element, a light-emitting lead part that supplies power to the light-emitting element, a light-receiving element that receives light emitted by the light-emitting element and converts it into electricity, and a light-receiving lead part that extracts power from the light-receiving element. , a first concave reflective surface provided opposite to the light emitting surface of the light emitting element, and a second concave reflective surface provided opposite to the light receiving surface of the light receiving element and opposite to the first concave reflective surface. a concave reflective surface, the light emitted by the light emitting element is reflected by the first concave reflective surface;
An opto-isolator characterized in that the opto-isolator is configured to emit light to the light receiving element after being reflected by the concave reflecting surface of the light receiving element.
(8)前記凹面状反射面は放物面状の反射面であり、前
記発光素子は前記第1の凹面状反射面の焦点に配置され
、前記受光素子は前記第2の凹面状反射面の焦点に配置
されたものである請求項7記載のオプトアイソレータ。
(8) The concave reflective surface is a parabolic reflective surface, the light emitting element is disposed at the focal point of the first concave reflective surface, and the light receiving element is located at the focal point of the second concave reflective surface. 8. The optoisolator according to claim 7, wherein the optoisolator is located at a focal point.
(9)前記発光素子及び前記受光素子と、前記凹面状反
射面との空間は光透過性材料で埋められている請求項1
乃至6の何れかに記載のオプトアイソレータ。
(9) A space between the light-emitting element, the light-receiving element, and the concave reflective surface is filled with a light-transmitting material.
7. The opto-isolator according to any one of 6 to 6.
(10)前記発光素子と前記第1の凹面状反射面との空
間及び前記受光素子と前記第2の凹面状反射面との空間
は光透過性材料で埋められてている請求項7又は8に記
載のオプトアイソレータ。
(10) A space between the light emitting element and the first concave reflective surface and a space between the light receiving element and the second concave reflective surface are filled with a light-transmitting material. Optoisolators described in .
(11)前記凹面状反射面は、平板状の樹脂に設けた凹
面状部に金属を蒸着して形成したものである請求項1乃
至10の何れかに記載のオプトアイソレータ。
(11) The opto-isolator according to any one of claims 1 to 10, wherein the concave reflective surface is formed by vapor-depositing metal on a concave portion provided on a flat resin.
(12)前記凹面状反射面は、前記光透過性材料の前記
発光素子及び前記受光素子に対向する面を凸面状と成し
、該凸面状と成した面に金属を蒸着して形成したものて
ある請求項9記載のオプトアイソレータ。
(12) The concave reflective surface is formed by forming a convex surface of the light-transmitting material facing the light-emitting element and the light-receiving element, and depositing metal on the convex surface. 10. The opto-isolator of claim 9.
(13)前記第1の凹面状反射面は、前記光透過性材料
の前記発光素子に対向する面を凸面状と成し、該凸面状
と成した面に金属を蒸着して形成したものであり、前記
第2の凹面状反射面は、前記光透過性材料の前記受光素
子に対向する面を凸面状と成し、該凸面状と成した面に
金属を蒸着して形成したものである請求項10記載のオ
プトアイソレータ。
(13) The first concave reflective surface is formed by forming a convex surface of the light-transmitting material facing the light emitting element, and depositing metal on the convex surface. The second concave reflective surface is formed by forming a convex surface of the light-transmitting material facing the light-receiving element, and depositing metal on the convex surface. The optoisolator according to claim 10.
(14)前記リード部は回路パターンが形成された絶縁
基板を含み、前記発光素子と前記受光素子とは該絶縁基
板の回路パターン上に取り付けられ、ワイヤーボンディ
ングされている請求項1乃至13の何れかに記載のオプ
トアイソレータ。
(14) Any one of claims 1 to 13, wherein the lead portion includes an insulating substrate on which a circuit pattern is formed, and the light emitting element and the light receiving element are mounted on the circuit pattern of the insulating substrate and wire bonded. Optoisolator described in the above.
(15)前記リード部はリードフレームを含み、前記発
光素子と前記受光素子とは該リードフレームに取り付け
られ、ワイヤーボンディングされている請求項1乃至1
3の何れかに記載のオプトアイソレータ。
(15) Claims 1 to 1, wherein the lead portion includes a lead frame, and the light emitting element and the light receiving element are attached to the lead frame and wire bonded.
3. The opto-isolator according to any one of 3.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2021095378A1 (en) * 2019-11-13 2021-05-20 先端フォトニクス株式会社 Optical component and isolator

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