JPH07135337A - ホトインタラプタ用光半導体装置及びホトインタラプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】組立加工の工数を少なくし、テーピング包装及
び検出溝幅の任意設定を可能にし、取り替えロスが生じ
ないようにする。 【構成】回路基板１０には、所定間隔をあけて第１の穴
Ｈ１，第２の穴Ｈ２が設けられている。第１位置決めピ
ン３Ａを穴Ｈ１に嵌入することにより、発光装置７を回
路基板１０に取り付け、第２位置決めピン３Ｂを穴Ｈ２
に嵌入することにより、受光装置８を回路基板１０に取
り付ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はホトインタラプタ用光半
導体装置及びホトインタラプタに関するものであり、例
えば、ＦＡＸ(Facsimile)，ＰＰＣ(Plain Paper Copie
r)等においてプリント基板に取り付けて使用されるホト
インタラプタ用光半導体装置及びそれを用いて成るホト
インタラプタに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図５に、従来のホトインタラプタ１９の
断面構造を示す。同図に示すように、ケース１２内に
は、その底部からリード１４Ａ，１４Ｂが導出されるよ
うに、赤外発光ダイオード１７とホトトランジスタ１８
が差し込まれ、それぞれ接着剤１６Ａ，１６Ｂで固定さ
れている。なお、この固定をかしめ又はパッチンはめ込
み方式で行う場合もある。赤外発光ダイオード１７及び
ホトトランジスタ１８は、いずれもモールド部１１Ａ，
１１Ｂとリード１４Ａ，１４Ｂから成り、モールド部１
１Ａ，１１Ｂにはそれぞれレンズ１３Ａ，１３Ｂが一体
成形されている。ケース１２にはスリット１５Ａ，１５
Ｂが対向するように形成されており、このスリット１５
Ａ，１５Ｂを介してレンズ１３Ａ，１３Ｂも対向して、
光軸ＡＸが一致するようになっている。赤外発光ダイオ
ード１７からレンズ１３Ａを通って発せられた光は、ス
リット１５Ａ，１５Ｂを通過後、レンズ１３Ｂを通って
ホトトランジスタ１８に受光されることになる。

【０００３】図６は、図５のホトインタラプタ１９が基
板２０に取り付けられた状態を示している。図６に示す
ように、前記赤外発光ダイオード１７が取り付けられて
いるケース部分は発光部１７ａとなり、前記ホトトラン
ジスタ１８が取り付けられているケース部分は受光部１
８ａとなる。発光部１７ａと受光部１８ａとの間に被検
出物体が存在しなければ、発光部１７ａから発せられた
光は受光部１８ａに到達するが、発光部１７ａと受光部
１８ａとの間で被検出物体が光を遮ると、所定の受光量
が得られなくなるため、物体の存在が検出されることに
なる。この機能は、例えば、発光部１７ａと受光部１８
ａとの間を通過した物体数をカウントしたり、スリット
円板を発光部１７ａと受光部１８ａとの間で回転させ、
遮光数をカウントすることにより、スリット円板の回転
角・回転数を検出したりするのに利用される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例では、発光
部１７ａと受光部１８ａとが一体に構成されているた
め、次のような問題がある。

【０００５】第１に、上記従来例はケース１２に赤外発
光ダイオード１７及びホトトランジスタ１８を固定する
ケース挿入タイプであるため、組立加工の工数が多いと
いう問題がある。これがコストアップの原因の一つとな
っている。

【０００６】第２に、上記従来例ではテーピング包装が
難しいという問題がある。ホトインタラプタ１９がテー
ピング包装されていれば、自動挿入機のガイドでリード
１４Ａ，１４Ｂを基板２０の穴ｈに合わせて、効率良く
自動挿入することが可能である。しかし、ケース１２は
立体的であるためテーピング化は困難である。そこで、
従来より、ケース１２をつかんで基板２０の穴ｈにリー
ド１４Ａ，１４Ｂを手差しで挿入する方法が採られてい
る。ところが、ケース１２とリード１４Ａ，１４Ｂとの
間には公差があるため、基板２０に対するリード１４
Ａ，１４Ｂの位置精度を高くするのは困難である。従っ
て、リード１４Ａ，１４Ｂがわずかに曲がっていても、
基板２０の穴ｈにリード１４Ａ，１４Ｂを挿入すること
はできない。これがコストアップの原因の一つとなって
いる。なお、スティック包装によれば、ある程度の効率
で基板２０の穴ｈにリード１４Ａ，１４Ｂを挿入するこ
とは可能であるが、種々のサイズに応じたスティックが
必要となるため、やはりコストが高くなってしまう。

【０００７】第３に、発光部１７ａと受光部１８ａとが
一体となっているため、発光部１７ａと受光部１８ａと
の間隔(即ち、検出溝幅)ｄ(図６)を変えることができな
いという問題がある。検出溝幅ｄは、被検出物体の厚み
に応じた大きさでなければならないので、同一セットに
異なる検出溝幅(例えば、３ｍｍギャップ，５ｍｍギャ
ップ等)のホトインタラプタが必要とされる場合、多種
類のホトインタラプタを用意する必要がある。これがコ
ストアップの原因の一つとなっている。

【０００８】なお、上記第３の問題を解決するために、
発光素子を内蔵した発光側本体と受光素子を内蔵した受
光側本体とをレールに組み付けることによって、光軸方
向に互いに接近・離隔可能としたフォトカプラが提案さ
れている(実開昭６３−５５４５２号)。しかし、構成が
複雑であるため、コストが高くなってしまうという問題
がある。

【０００９】第４に、発光部１７ａと受光部１８ａとが
ケース一体となっているため、もし発光側(赤外発光ダ
イオード１７)，受光側(ホトトランジスタ１８)のいず
れか一方に不具合があった場合、他方の良品もあわせて
ケース１２ごと取り替えなければならないので、取り替
えロスが発生するという問題がある。

【００１０】本発明は上記のような点に鑑みてなされた
ものであって、組立加工の工数が少なく、テーピング包
装及び検出溝幅の任意設定が可能で、取り替えロスが生
じないホトインタラプタ用光半導体装置及びホトインタ
ラプタを提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明のホトインタラプタ用光半導体装置は、１つの光
半導体素子をその接続端子の一部を露出させてモールド
した第１樹脂体と，前記接続端子を露出させた状態で前
記第１樹脂体をモールドし、かつ、前記光半導体素子に
関する光軸に対し所定の位置関係を有するとともに、基
板との結合を行う位置決め部を具備する第２樹脂体と，
から成っている。

【００１２】また、本発明のホトインタラプタは、所定
間隔をあけて設けられた第１の穴及び第２の穴を有する
回路基板と，発光素子を内蔵し、該発光素子の光軸に対
し所定の位置関係を有し、かつ、前記回路基板との位置
決めを行うために前記第１の穴に嵌入する第１位置決め
部を具備した第１光半導体装置と，受光素子を内蔵し、
該受光素子の光軸に対し所定の位置関係を有し、かつ、
前記回路基板との位置決めを行うために前記第２の穴に
嵌入する第２位置決め部を具備した第２光半導体装置
と，から成っている。

【００１３】

【作用】上記ホトインタラプタ用光半導体装置の構成に
よると、第２樹脂体によりモールドされた第１樹脂体に
は光半導体素子がモールドされており、第２樹脂体の位
置決め部は光半導体素子に関する光軸に対し所定の位置
関係を有しているため、位置決め部を基板に結合させる
と、基板に取り付けられている他方の光半導体装置に対
し、光軸を一致させた状態で検出溝幅の設定が可能とな
る。

【００１４】また、上記ホトインタラプタの構成による
と、第１位置決め部は発光素子の光軸と所定の位置関係
にあり、第２位置決め部は受光素子の光軸と所定の位置
関係にあるので、第１の穴に第１位置決め部を嵌入させ
ることにより回路基板に第１光半導体装置を取り付け、
第２の穴に第２位置決め部を嵌入させることにより回路
基板に第２光半導体装置を取り付けると、基板に形成さ
れている穴の位置に応じた検出溝幅で、第１光半導体装
置と第２光半導体装置とが軸合わせされ、発光素子から
の光を受光素子に導くことが可能となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図３はホトインタラプタ用の発光装置７を
示しており、図４は発光装置７及び受光装置８から成る
ホトインタラプタを示している。図４に示すホトインタ
ラプタは、発光装置７(図１〜図３)及び受光装置８を回
路基板１０に取り付けた構成となっている。

【００１６】図３に示すように、発光装置７には赤外発
光ダイオード７ａが内蔵されている。赤外発光ダイオー
ド７ａは、１つの発光チップ６Ａと接続するリード４Ａ
の一部を露出させてモールドした構成となっている。リ
ードフレーム状態のリード４Ａに対し、エポキシ樹脂等
を用いたトランスファー成形で１次モールド部１Ａを形
成することによって、かかる構成とする。このモールド
により、１次モールド部１Ａにレンズ９Ａが一体的に形
成される。

【００１７】図１〜図３に示す発光装置７は、リード４
Ａを露出させた状態で、前記レンズ９Ａの全部又は一部
分だけを残してモールドした構成となっている。赤外発
光ダイオード７ａに対し、ポリフェニレンサルファイド
(ＰＰＳ)，ポリカーボネート，ノリル等の熱可塑性樹脂
を用いた射出成形で２次モールド部２Ａを形成すること
によって、かかる構成とする。図１〜図３に示すよう
に、２次モールド部２Ａには、レンズ９Ａが露出してい
る部分に光検出用のスリット５が一体的に形成されてい
る。また、２次モールド部２の底面には、発光チップ６
Ａに関する光軸ＡＸに対し所定の位置関係を有し、か
つ、回路基板１０との位置決めを行うために後述の第１
の穴Ｈ１に嵌入する第１位置決めピン３Ａが一体的に形
成されている。

【００１８】図４に示す受光装置８は、前記発光装置が
内蔵している赤外発光ダイオード７ａの代わりにホトト
ランジスタ８ａ(又は受光チップ)を内蔵しているほか
は、発光装置７と同様に構成されている。ホトトランジ
スタ８ａは受光チップ６Ｂを内蔵し、受光チップ６Ｂに
関する光軸ＡＸに対し所定の位置関係を有し、かつ、回
路基板１０との位置決めを行うために後述の第２の穴Ｈ
２に嵌入する第２位置決めピン３Ｂを底面に具備してい
る。なお、図４中、１Ｂは１次モールド部、２Ｂは２次
モールド部、４Ｂはリード、５Ｂはスリット、９Ｂはレ
ンズを示している。

【００１９】回路基板１０には、所定間隔をあけて第１
の穴Ｈ１及び第２の穴Ｈ２が設けられている。前記第１
位置決めピン３Ａは、赤外発光ダイオード７ａの光軸Ａ
Ｘ(発光チップ６Ａに関する光軸)に対し所定の位置関係
を有しており、前記第２位置決めピン３Ｂは、ホトトラ
ンジスタ８ａの光軸ＡＸ(受光チップ６Ｂに関する光軸)
に対し所定の位置関係を有しているので、図４に示すよ
うに前記回路基板１０の第１の穴Ｈ１に第１位置決めピ
ン３Ａを嵌入し、第２の穴Ｈ２に第２位置決めピン３Ｂ
を嵌入することによって発光装置７及び受光装置８と回
路基板１０との結合を行うと、それぞれ回路基板１０に
対して位置決めされるとともに、スリット５ａとスリッ
ト５Ｂとが対向し、互いに光軸ＡＸが一致する(即ち、
軸合わせが完了する)。

【００２０】２次モールド部２Ａ，２Ｂに形成するスリ
ット５Ａ，５Ｂの大きさによって分解能の調整が可能で
ある。例えば、スリット５Ａ，５Ｂで光を絞り込めば、
発光装置７と受光装置８との間を通過する物体が微小で
あっても検出することが可能となる。発光装置７からの
赤外線を選択的に受光しうるようにするためには、１次
モールド部１Ｂを赤外線以外の光をカットする樹脂で構
成するのが好ましい。また、スリット幅については、発
光装置７からの光を選択的に受光させるために、スリッ
ト５Ａよりもスリット５Ｂの方を狭くするのが好まし
い。

【００２１】図４に示すホトインタラプタにより、発光
装置７と受光装置８との間を通過した物体数をカウント
したり、スリット円板(例えば、スリット幅０．２〜
０．３ｍｍ)を発光装置７と受光装置８との間で回転さ
せ、遮光数をカウントすることにより、スリット円板の
回転角・回転数を検出したりすることができる。スリッ
ト幅を狭くすれば、スリット円板のスリット間隔を狭く
することができるので、微小の回転を制御するにはスリ
ット幅を狭くする方が好ましい。

【００２２】従来のホトインタラプタ１９(図５，図６)
では、発光部１７ａと受光部１８ａとの間の基板２０上
に、検出溝幅ｄを構成しているケース１２の一部分が位
置しているので、ここに他の部品を実装することはでき
ない。しかし、図４に示すように、本実施例では、発光
装置７と受光装置８との間の基板２０上に被検出物体が
通過しうるだけの空間をあけておけば、基板２０上に他
の部品ＤＶを実装することが可能である。このように発
光装置７と受光装置８との間の隙間(その間隔は検出溝
幅Ｄである)を他の部品ＤＶの取付けに利用すれば、ホ
トインタラプタの実質的なコンパクト化を図ることがで
きる。

【００２３】従来のホトインタラプタ１９(図５)では、
前述したようにケース１２が必要であり、また、接着剤
１６Ａ，１６Ｂの塗布，乾燥，リードカット等の組立加
工が必要であるが、本実施例ではそれらが不要であり、
しかもテーピング状態で２次モールドしたり、測定を行
ったりすることも可能であるため、大幅なコストダウン
を図ることができる。

【００２４】本実施例では、発光装置７及び受光装置８
は回路基板１０に対する取付け前にはそれぞれ別体とな
っており、また、検出溝幅Ｄ(図４)の設定が穴Ｈ１，Ｈ
２の位置により決まるため、基板１０に対し必要な検出
溝幅Ｄに応じた位置に穴Ｈ１，Ｈ２を形成すれば、自由
に検出溝幅Ｄを決定・変更することができる。従って、
同一セットに異なる検出溝幅Ｄのホトインタラプタが必
要とされる場合であっても、多種類のホトインタラプタ
を用意する必要はなく、それに伴うコストアップも生じ
ない。

【００２５】また、発光装置７及び受光装置８は回路基
板１０に対する取付け前にはそれぞれ別体となっている
ため、フラットな電子部品と同様にテーピング包装が可
能である。従って、回路基板１０への取付けもフラット
な電子部品と同様に効率良く自動挿入で行うことがで
き、結果的に、ホトインタラプタの低コスト化が図られ
る。テーピング包装された発光装置７及び受光装置８を
自動挿入機で回路基板１０に実装する際には、リード４
Ａ，４Ｂは自動挿入機のガイドで回路基板１０の穴ｈ
Ａ，ｈＢに挿入される。このとき、発光装置７及び受光
装置８の位置は、穴Ｈ１，Ｈ２にそれぞれ嵌入された第
１位置決めピン３Ａ，第２位置決めピン３Ｂによって正
確に決まり、発光装置７と受光装置８との光軸ＡＸも一
致する。

【００２６】発光装置７及び受光装置８は、回路基板１
０との取り付け状態において独立しているため、もし発
光側(赤外発光ダイオード７ａ)，受光側(ホトトランジ
スタ８ａ)のいずれか一方に不具合があった場合でも、
他方の良品はそのまま使用し、不具合になった方のみ交
換すればよい。従って、取り替えロスが生じないという
効果がある。

【００２７】

【発明の効果】以上説明した通り本発明のホトインタラ
プタ用光半導体装置によれば、第２樹脂体が第１樹脂体
をモールドした構成となっているので、基板取り付け前
の組立が不要となる結果、少ない工数で組立加工を行う
ことが可能である。これにより、低コストでホトインタ
ラプタ用光半導体装置を実現することができる。

【００２８】そして、前記第２樹脂体は基板との結合前
においてホトインタラプタの発光側又は受光側と一体化
されていないので、薄く構成することができる。そのた
め、テーピング包装が可能なホトインタラプタ用光半導
体装置を実現することができる。テーピング包装によ
り、ホトインタラプタの組立を容易、かつ、低コストで
行うことができる。

【００２９】また、第１樹脂体は１つの光半導体素子を
その接続端子の一部を露出させてモールドしており、第
２樹脂体は前記光半導体素子に関する光軸に対し所定の
位置関係を有するとともに、基板との結合を行う位置決
め部を具備しているので、基板に対する取り付け位置に
応じて、検出溝幅の任意設定が可能である。検出溝幅を
ユーザーが自由に変えることができるため、複数種類の
ホトインタラプタを用意する必要がなくなり、結果とし
て、低コストでホトインタラプタ用光半導体装置を実現
することができる。

【００３０】前記第２樹脂体は基板との結合状態でもホ
トインタラプタの発光側と受光側とが独立するので、も
し発光側，受光側のいずれか一方に不具合があった場合
でも、他方の良品はそのまま使用し、不具合になった方
のみ交換すればよい。従って、取り替えロスが生じない
という効果がある。

【００３１】また、前記第２樹脂体が基板と結合してい
る状態で、ホトインタラプタの発光側と受光側との間に
被検出物体が通過しうるだけの空間があくようにすれ
ば、基板に他の部品を実装することができる。発光側と
受光側との間の基板上に他の部品を実装すれば、ホトイ
ンタラプタの実質的なコンパクト化を図ることが可能で
ある。

【００３２】本発明のホトインタラプタによれば、第１
光半導体装置の第１位置決め部を回路基板の第１の穴に
嵌入し、第２光半導体装置の第２位置決め部を回路基板
の第２の穴に嵌入することによって、ホトインタラプタ
が構成され、それとともに回路基板に対する取り付けも
完了するので、組立加工を少ない工数で行うことができ
る。

【００３３】そして、第１光半導体装置と第２光半導体
装置とは、回路基板に取り付けられる前においては一体
化されていないので、それぞれ薄く構成することができ
る。そのため、第１光半導体装置と第２光半導体装置と
をそれぞれテーピング包装することが可能である。従っ
て、それぞれテーピング包装された状態で回路基板に対
する取り付けを行うことができるので、組立が容易とな
り、低コストでホトインタラプタを実現することができ
る。

【００３４】また、第１光半導体装置は、発光素子を内
蔵し、発光素子の光軸に対し所定の位置関係を有し、か
つ、回路基板との位置決めを行うために第１の穴に嵌入
する第１位置決め部を具備しており、第２光半導体装置
は、受光素子を内蔵し、受光素子の光軸に対し所定の位
置関係を有し、かつ、回路基板との位置決めを行うため
に第２の穴に嵌入する第２位置決め部を具備しているの
で、回路基板に所定間隔をあけて設けられた第１の穴及
び第２の穴の位置に応じて、検出溝幅の任意設定・変更
が可能である。検出溝幅をユーザーが自由に変えること
ができるため、複数種類のホトインタラプタを用意する
必要がなくなり、結果として、低コストでホトインタラ
プタを実現することができる。

【００３５】第１光半導体装置と第２光半導体装置と
は、回路基板に取り付けられた状態で独立しているた
め、もし第１光半導体装置，第２光半導体装置のいずれ
か一方に不具合があった場合でも、他方の良品はそのま
ま使用し、不具合になった方のみ交換すればよい。従っ
て、取り替えロスが生じないという効果がある。

【００３６】また、回路基板に取り付けられた第１光半
導体装置と第２光半導体装置と間に、被検出物体が通過
しうるだけの空間があくようにすれば、回路基板に他の
部品を実装することができる。第１光半導体装置と第２
光半導体装置と間の回路基板上に他の部品を実装すれ
ば、ホトインタラプタの実質的なコンパクト化を図るこ
とが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した発光装置の外観を示す斜視
図。

【図２】本発明を実施した発光装置の外観を示す正面
図。

【図３】本発明を実施した発光装置の内部構造を示す断
面図。

【図４】本発明を実施したホトインタラプタの取付け状
態を示す側面図。

【図５】従来例のホトインタラプタの内部構造を示す断
面図。

【図６】従来例のホトインタラプタの取付け状態を示す
側面図。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ …１次モールド部 ２Ａ，２Ｂ …２次モールド部 ３Ａ …第１位置決めピン ３Ｂ …第２位置決めピン ４Ａ，４Ｂ …リード ５Ａ，５Ｂ …スリット ６Ａ …発光チップ ６Ｂ …受光チップ ７ …発光装置 ７ａ …赤外発光ダイオード ８ …受光装置 ８ａ …ホトトランジスタ ９Ａ，９Ｂ …レンズ １０ …基板 Ｈ１，Ｈ２ …穴

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つの光半導体素子をその接続端子の一部
   を露出させてモールドした第１樹脂体と，前記接続端子
   を露出させた状態で前記第１樹脂体をモールドし、か
   つ、前記光半導体素子に関する光軸に対し所定の位置関
   係を有するとともに、基板との結合を行う位置決め部を
   具備する第２樹脂体と，から成るホトインタラプタ用光
   半導体装置。
2. 【請求項２】所定間隔をあけて設けられた第１の穴及び
   第２の穴を有する回路基板と，発光素子を内蔵し、該発
   光素子の光軸に対し所定の位置関係を有し、かつ、前記
   回路基板との位置決めを行うために前記第１の穴に嵌入
   する第１位置決め部を具備した第１光半導体装置と，受
   光素子を内蔵し、該受光素子の光軸に対し所定の位置関
   係を有し、かつ、前記回路基板との位置決めを行うため
   に前記第２の穴に嵌入する第２位置決め部を具備した第
   ２光半導体装置と，から成るホトインタラプタ。