JPH09213990A - フォトインタラプタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 超小型の表面実装タイプで、高精度な位置検
出及び消費電力の削減が可能であり、更に信頼性及び量
産性を向上することを課題とする。 【解決手段】 このフォトインタラプタは、発光素子２
６及び受光素子２８をそれぞれ実装した第１及び第２の
基板２２、２４を、ケース２０の外側面に取り付けるこ
とにより形成されるものである。このフォトインタラプ
タにおいては、ケース２０の外側面に基板２２、２４を
取り付けるだけで発光素子２６と受光素子２８を位置決
めし且つ固定することができるので、大量にしかも精度
良くケース２０に基板２２、２４を取り付けて光軸の精
度を高めることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ファクシミリ、プ
リンター、複写機、フロッピディスクドライブ、パソコ
ンマウス、ＶＴＲ、カメラ等に広く使用されており、非
接触で物体の通過や接近等を検出してスイッチング信号
を得ることができるフォトインタラプタに関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】一般にフォトインタラプタは、図２９に
示すように、ケース２の対向する部分に発光素子４と受
光素子６を取り付け、発光素子４からの光をギャップＧ
を介して受光素子６が受光するように構成されている。
このフォトインタラプタにおいては、ギャップＧ内に被
検出物が入り、光が遮断されると、受光素子６側の出力
が変化し、この出力変化をスイッチング信号等として使
用するものであった。

【０００３】この種のフォトインタラプタは、従来、図
３０乃至図３２に示すような構造を有するものであっ
た。即ち、このフォトインタラプタは、正面形状が略コ
の字形をなすモールドケース８の互いに対向する収納部
８ａ、８ｂ内に、それぞれディスクリート回路化された
発光部１０と受光部１２を下方より内部に収納し、光軸
が一致する位置にてエポキシ樹脂１４、１６で収納部８
ａ、８ｂの下方開口部を封止して固着させたものであっ
た。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】近年、生産性の向上と
装置の小型化を図るため、この種の電子部品に関しては
表面実装型且つ超小型であることが望まれている。しか
しながら、上記従来のフォトインタラプタにおいては、
ディスクリート回路化された発光部１０と受光部１２
を、更にモールドケース８内に収納していたため、外形
寸法が大きくなってしまうという課題があった。また、
発光部１０と受光部１２には端子１０ａ、１２ａが設け
られており、この構造のままでは表面実装が困難である
という課題もあった。

【０００５】また、この種のフォトインタラプタにおい
ては、高精度な位置検出を行うと共に消費電力を低減す
ることも望まれている。このように高精度な位置検出及
び消費電力の削減を実現するには、モールドケース８に
設けられているスリット８ｃ、８ｄの幅を狭くすると共
に受発光効率を高めることが必要である。しかしなが
ら、従来のフォトインタラプタにおいては、モールドケ
ース８内にディスクリート回路としてパッケージされた
発光素子１０と受光素子１２を収納しているため、モー
ルドケース８、発光部１０及び受光部１２の各寸法精度
を高めると共に位置精度を高めて、光軸精度を高めなけ
ればスリット８ｃ、８ｄの幅を狭くすることはできず、
また、受発光効率の向上を図るための手段を設けること
もできないという課題があった。

【０００６】更に、機器の高寿命及び高信頼性も求めら
れているが、従来のフォトインタラプタにおいては、モ
ールドケース８と発光部１０及び受光部１２のパッケー
ジとの干渉や、エポキシ樹脂１４、１６の熱的又は機械
的応力により、光軸精度の低下や発光部１０又は受光部
１２の破損等が発生し、高い信頼性等を維持することが
困難であるという課題があった。

【０００７】更にまた、従来のフォトインタラプタにお
いては、組立時に個々の光軸の調整等が必要であるた
め、量産性を向上させることがむずかしく、コストダウ
ンを図ることが困難であるという課題もあった。

【０００８】本発明は、上記課題に鑑みなされたもの
で、その目的は、超小型の表面実装タイプで、高精度な
位置検出及び消費電力の削減が可能であり、更に信頼性
及び量産性に優れたフォトインタラプタを提供すること
にある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明のフォトインタラ
プタは、表面に導電パターンが形成された第１及び第２
の基板と、該第１及び第２の基板上にそれぞれ実装され
た発光素子及び受光素子と、該発光素子と受光素子が対
向するように前記第１及び第２の基板を位置決めするケ
ースと、からなるものである。

【００１０】

【発明の実施の態様】本発明のフォトインタラプタは、
発光素子及び受光素子をそれぞれ実装した第１及び第２
の基板を、ケースの第１及び第２の取付部に設けられた
第１及び第２の収納部に発光素子と受光素子が収納され
るように外側面に取り付けたものである。このフォトイ
ンタラプタにおいては、ケースの外側面に基板を取り付
けるだけで発光素子と受光素子を位置決めし且つ固定す
ることができるので、大量にしかも精度良くケースに基
板を取り付けて光軸の精度を高めることができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例に係るフォトインタ
ラプタを示す斜視図、図２はその断面図である。２０は
耐熱性エンプラ等からなるケースである。このケース２
０は、一定の間隔をもって互いに対向する第１及び第２
の取付部２０ａ、２０ｂと、この第１及び第２の取付部
２０ａ、２０ｂの一方の端部間を連設する連設部２０ｃ
とから構成される正面形状が略コの字形をなすものであ
る。この第１及び第２の取付部２０ａ、２０ｂの対向す
る面にはそれぞれ第１及び第２のスリット部２０ｄ、２
０ｅが対向するように設けられており、また、この第１
及び第２の取付部２０ａ、２０ｂの内部には外側面側が
開口し第１及び第２のスリット部２０ｄ、２０ｅにそれ
ぞれ連設された第１及び第２の収納部２０ｆ、２０ｇが
設けられている。

【００１２】２２、２４はガラスエポキシ基板からなる
第１及び第２の基板である。この第１及び第２の基板２
２、２４には、後述するようにその表面に導電パターン
が形成されており、また、その導電パターンに連設され
た表面実装用の電極部２２ｃ、２２ｄ、２４ｃ、２４ｄ
が端面の角部にそれぞれ形成されている。この第１及び
第２の基板２２、２４は、後述する発光素子と受光素子
がそれぞれ第１及び第２の収納部２０ｆ、２０ｇ内に納
まるようにケース２０の外側面に固着されている。

【００１３】２６は赤外発光ダイオードからなる発光素
子であり、２８はフォトトランジスタからなる受光素子
である。この発光素子２６及び受光素子２８は第１及び
第２の基板２２、２４の導電パターン上にそれぞれ実装
されており、共にエポキシ樹脂等からなる透光性コート
３０、３２で封止されている。

【００１４】３４、３６は第１及び第２の基板２２、２
４をそれぞれケース２０の外側面に固着する耐熱性を有
する両面接着シートである。

【００１５】上記構成からなるフォトインタラプタにお
いては、ケース２０の第１及び第２の収納部２０ｆ、２
０ｇ内に収められた発光素子２６と受光素子２８が第１
及び第２のスリット２０ｄ、２０ｅを介して対向し、発
光素子２６からの光を受光素子２８が受光するように構
成されている。このフォトインタラプタにおいて、ケー
ス２０の第１及び第２の取付部２０ａ、２０ｂ間のギャ
ップＧ内に被検出物が入ると、発光素子２６からの光が
遮断され、このときの受光素子２８の出力信号の変化で
被検出物を検出するものである。

【００１６】次に、上記構成からなるフォトインタラプ
タの製造工程を説明すると共に第１及び第２の基板２
２、２４上の導電パターンや電極部２２ｃ、２２ｄ等の
形状や配置を更に詳細に説明する。図３乃至図６は図１
に示すケースの集合体であるケース集合体４０を示す図
であり、図３はケース集合体の斜視図、図４はその一部
拡大斜視図、図５は図４のＡ−Ａ断面斜視図、図６は図
４のＡ−Ａ断面図である。このケース集合体４０は、平
板状をなし、その内部には一方向に形成されたギャップ
形成用の孔４０ａが複数形成されている。このケース集
合体４０の図中上下面が図１に示すケース２０の第１及
び第２の取付部２０ａ、２０ｂの外側面となるものであ
り、各ケース２０に対応する部分に第１及び第２の収納
部２０ｆ、２０ｇと第１及び第２のスリット部２０ｄ、
２０ｅが形成されている。また、このケース集合体４０
の上下面の角部には後述する基板集合体との位置決め用
のダボ４０ｂ、４０ｃが設けられている。このケース集
合体４０は、後述する組立が終了した段階で縦横のスラ
イシングライン４０ｄ、４０ｅにて個々のケース２０に
切断される。

【００１７】図７乃至図１５は図１及び図２に示す第１
の基板の集合体である第１の基板集合体と発光素子の実
装等を示す図であり、図７は第１の基板集合体の断面
図、図８乃至図１１は第１の基板集合体に発光素子を実
装する工程を示す断面図、図１２は発光素子を実装した
第１の基板集合体の斜視図、図１３及び図１４は実装し
た発光素子の封止工程を示す断面図、図１５は図１４に
示す第１の基板集合体の斜視図である。第１の基板集合
体４２には、各第１の基板２２の電極部２２ｃ、２２ｄ
となる部分にスルーホール４２ａが形成されている。こ
の第１の基板集合体４２の図中上面には、各第１の基板
２２に対応する部分にそれぞれ一対の導電パターン２２
ａ、２２ｂが形成されており、各導電パターン２２ａ、
２２ｂはスルーホール４２ａの内周から第１の基板集合
体４２の下面側に回り込むように形成された電極部２２
ｃ、２２ｄにそれぞれ接続されている。発光素子２６
は、各導電パターン２２ａの上にダイボンドされ且つ各
導電パターン２２ｂにワイヤーボンドされてこれらの導
電パターン２２ａ、２２ｂに接続・固定されている。図
７乃至図９及び図１２に示すように、第１の基板集合体
４２上に発光素子２６が実装された後、図１０及び図１
２に示すように、第１の基板集合体４２の上面上に図１
に示す両面接着シート３４の集合体である接着シート集
合体５４を接着する。この接着シート集合体５４の各両
面接着シート３４に対応する部分には、発光素子２６付
近を逃げるための孔３４ａが設けられている。更に、こ
の接着シート集合体５４の上に、各両面接着シート３４
と同様に各発光素子２６付近を逃げるための孔４６ａが
設けられた撥水性の高いセパレーター４６を付着させ
る。その後、図１３に示すように、エポキシ樹脂等で発
光素子２６を樹脂コートする。このときに、樹脂コート
は、セパレーター４６の撥水性及び表面張力により半球
状のレンズ形に盛り上がる。これを約１２０〜１５０℃
程度でキュアーすることにより、レンズ効果のある透光
性コート３０が形成される。尚、セパレーター４６を上
記透光性コート３０が形成された時点で取り除いても良
いが、後にケース集合体４０に第１の基板集合体４２を
接着する際に除去しても良い。上記のようにして発光素
子２６等が取り付けられた第１の基板集合体４２の角部
には、前述したケース集合体４０との位置合わせを行う
ためのダボ孔４２ｂ、４２ｃが設けられており、組立後
に縦横のスライシングライン４２ｄ、４２ｅにて切断さ
れる。

【００１８】図１６乃至図２４は図１及び図２に示す第
２の基板の集合体である第２の基板集合体と受光素子の
実装等を示す図である。この第２の基板集合体４４は、
前述した第１の基板集合体４２と同様の構造を有し且つ
同様の工程を経て形成されるものであり、図１６乃至図
２４はそれぞれ図７乃至図１５に対応している。即ち、
第２の基板集合体４４には、前述した第１の基板集合体
４２と同様に、スルーホール４４ａが設けられ且つ各第
２の基板２４に対応する部分にそれぞれ導電パターン２
４ａ、２４ｂと電極部２４ｃ、２４ｄが形成されてい
る。受光素子２８は、この導電パターン２４ａ、２４ｂ
にダイボンド及びワイヤーボンドされており、この受光
素子２８を逃げる孔３６ａ、４８ａをそれぞれ有する両
面接着シート３６の集合体である接着シート集合体５６
と高い撥水性を有するセパレーター４８が重ねて付着さ
れる。その後、エポキシ樹脂等の樹脂コートにより受光
素子２８がコートされ、これを約１２０〜１５０℃程度
でキュアーしてレンズ効果のある透光性コート３２を形
成する。このように受光素子２８等が取り付けられた第
２の基板集合体４４の角部にも、ケース集合体４０との
位置合わせを行うダボ孔４４ｂ、４４ｃが設けられてい
る。また、この第２の基板集合体４４も組立後に縦横の
スライシングライン４４ｄ、４４ｅにて切断される。

【００１９】図２５乃至図２８は最終の組立工程を示す
図であり、図２５は図３、図１５及び図２４に示すケー
ス集合体４０、第１の基板集合体４２及び第２の基板集
合体４４を接着する直前の状態を示す斜視図、図２６は
図２５の拡大断面図、図２７は図２５に示すケース集合
体４０、第１の基板集合体４２及び第２の基板集合体４
４を接着して組み立てた状態を示す斜視図、図２８は図
２７の拡大断面図である。このようにケース集合体４
０、第１の基板集合体４２及び第２の基板集合体４４を
接着して組み立てる際には、ケース集合体４０の角部の
上下面にあるダボ４０ｂ、４０ｃに第１及び第２の基板
集合体４２、４４のダボ孔４２ｂ、４２ｃ、４４ｂ、４
４ｃを嵌め合わせることにより位置決めする。このよう
に位置決めし、接着シート集合体５４、５６で接着する
ことにより、透光性コート３０、３２で封止された発光
素子２６と受光素子２８は、各ケース２０の第１及び第
２の収納部２０ｆ、２０ｇ内に収納され、更にこのとき
に互いに正確に向き合うように光軸が設定される。本実
施例においては、発光素子２６と受光素子２８の各実装
精度や各部品の組立公差を共に±数十μ以下にすること
が可能であるため、スリット２０ｄ、２０ｅの幅を例え
ば１００μに設定してもそのスリット幅内に光軸を置く
ことが可能である。その後、スライシングライン４０
ｄ、４０ｅ、４２ｄ、４２ｅ、４４ｄ、４４ｅに沿って
切断することにより各フォトインタラプタに分離する。
本実施例においては、外形１２０ｍｍ角程度の第１及び
第２の基板集合体４２、４４を用いた場合には、約５０
０〜１０００個のフォトインタラプタを形成することが
可能である。このように分離されたフォトインタラプタ
は、第１及び第２の基板集合体４２、４４のスルーホー
ル４２ａ、４４ａ部分が表面実装に使用する電極２２
ｃ、２２ｄ、２４ｃ、２４ｄとなり、また、各構成部品
も全てリフローに耐え得るものであるため、表面実装す
ることができるものとなる。

【００２０】

【発明の効果】本発明によれば、端子やディスクリート
化された部品を必要としていないので、外形を超小型化
することができ、しかも、容易に発光素子等を実装し且
つ表面実装用の電極部を形成することができるので、表
面実装可能な超小型のフォトインタラプタを提供するこ
とができる。

【００２１】また、高精度で光軸を位置決めすることが
できるので、極めて幅の狭いスリットの中にも光軸を置
くことができ、高精度な位置検出を可能とすることがで
きる。

【００２２】更に、光軸の高精度な位置決めと共に透光
性コートにレンズ効果を持たせることにより受発光効率
を高めることができ、消費電力の低減を図ることができ
る。

【００２３】また、構造がシンプルで、且つ発光素子や
受光素子とケースとが干渉したり、ケースと第１又は第
２の基板等との間に応力ストレスが発生することがない
ので、温度変化や振動等による不良の発生がほとんどな
くなり、高寿命、高信頼性を有するフォトインタラプタ
を提供することができる。

【００２４】更にまた、精度の良いフォトインタラプタ
を同時かつ大量に製造することができ、コストダウンを
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係るフォトインタラプタを
示す斜視図である。

【図２】図１に示すフォトインタラプタの断面図であ
る。

【図３】図１に示すケースの集合体であるケース集合体
の斜視図である。

【図４】図３に示すケース集合体の一部拡大斜視図であ
る。

【図５】図４に示すケース集合体のＡ−Ａ断面斜視図で
ある。

【図６】図４に示すケース集合体のＡ−Ａ断面図であ
る。

【図７】図１及び図２に示す第１の基板の集合体である
第１の基板集合体の断面図である。

【図８】図７に示す第１の基板集合体に発光素子をダイ
ボンドした工程を示す断面図である。

【図９】図８に示す第１の基板集合体の発光素子にワイ
ヤーボンドした工程を示す断面図である。

【図１０】図９に示す第１の基板集合体に接着シート集
合体を接着した工程を示す断面図である。

【図１１】図１０に示す第１の基板集合体にセパレータ
ーを付着した工程を示す断面図である。

【図１２】図９に示すように発光素子を実装した第１の
基板集合体とその実装面側に接着する接着シート集合体
及び接着シート集合体に付着するセパレーターを示す斜
視図である。

【図１３】図１１に示す発光素子の封止工程を示す断面
図である。

【図１４】図１３に示すセパレーターを除去した状態を
示す断面図である。

【図１５】図１４に示す第１の基板集合体の斜視図であ
る。

【図１６】図１及び図２に示す第２の基板の集合体であ
る第２の基板集合体の断面図である。

【図１７】図１６に示す第２の基板集合体に受光素子を
ダイボンドした工程を示す断面図である。

【図１８】図１７に示す第２の基板集合体の受光素子に
ワイヤーボンドした工程を示す断面図である。

【図１９】図１８に示す第２の基板集合体に接着シート
集合体を接着した工程を示す断面図である。

【図２０】図１９に示す第２の基板集合体にセパレータ
ーを付着した工程を示す断面図である。

【図２１】図１８に示すように受光素子を実装した第２
の基板集合体とその実装面側に接着する接着シート集合
体及び接着シート集合体に付着するセパレーターを示す
斜視図である。

【図２２】図２０に示す受光素子の封止工程を示す断面
図である。

【図２３】図２２に示すセパレーターを除去した状態を
示す断面図である。

【図２４】図２３に示す第２の基板集合体の斜視図であ
る。

【図２５】図３、図１５及び図２４に示すケース集合
体、第１の基板集合体及び第２の基板集合体を接着する
直前の状態を示す斜視図である。

【図２６】図２５の拡大断面図である。

【図２７】図２５に示すケース集合体、第１の基板集合
体及び第２の基板集合体を接着して組み立てた状態を示
す斜視図である。

【図２８】図２７の拡大断面図である。

【図２９】一般的なフォトインタラプタの回路構成を示
す回路構成図である。

【図３０】従来のフォトインタラプタの外観を示す斜視
図である。

【図３１】図３０に示すフォトインタラプタの分解斜視
図である。

【図３２】図３０に示すフォトインタラプタの断面図で
ある。

【符号の説明】

２０ ケース ２０ａ、２０ｂ 第１及び第２の取付部 ２０ｃ 連設部 ２０ｄ、２０ｅ 第１及び第２のスリット ２０ｆ、２０ｇ 第１及び第２の収納部 ２２ 第１の基板 ２２ａ、２２ｂ 導電パターン ２２ｃ、２２ｄ 電極部 ２４ 第２の基板 ２４ａ、２４ｂ 導電パターン ２４ｃ、２４ｄ 電極部 ２６ 発光素子 ２８ 受光素子 ３０、３２ 透光性コート ３４、３６ 両面接着シート

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 表面に導電パターンが形成された第１及
   び第２の基板と、 該第１及び第２の基板上にそれぞれ実装された発光素子
   及び受光素子と、 該発光素子と受光素子が対向するように前記第１及び第
   ２の基板を位置決めするケースと、 からなることを特徴とするフォトインタラプタ。
2. 【請求項２】 前記ケースは、互いに対向すると共に前
   記第１及び第２の基板がそれぞれ取り付けられる第１及
   び第２の取付部と、該第１及び第２の取付部の対向面に
   それぞれ設けられた第１及び第２のスリット部と、該第
   １及び第２のスリット部に連設され前記第１及び第２の
   取付部の外側面側にそれぞれ開口し前記発光素子と受光
   素子を収納する第１及び第２の収納部と、を有すること
   を特徴とする請求項１記載のフォトインタラプタ。
3. 【請求項３】 前記第１及び第２の基板は前記発光素子
   と受光素子が実装される前記導電パターンに連設された
   電極部を端部に有することを特徴とする請求項２記載の
   フォトインタラプタ。