JPS635578A - フオトカプラ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、電流を発光素子により光に変換し、これを光
学的に変調して光信号に変え受光素子により光電変換し
て電気信号として出力するフォトカプラに関する。

従来技術 光信号を電気信号として発信し種々の制御を行なう手段
として、発光ダイオード等の発光素子とフォトダイオー
ド、フォトトランジスタ、フォトサイリスタ等の受光素
子とを光結合可能に対置し、光結合用光路を通過する光
線を光学的に変調して光信号に変え、受光素子で光電変
換して電気信号として出力するフォトカプラが広く使用
されている。フォトカプラを構成する発光素子と受光素
子とは伝達効率の低下、電気絶縁性の低下、粉塵等の付
着を防止する目的で、外乱光を遮蔽する電気的絶縁材料
で、発光素子と受光素子との光結合用部分を除いて封止
されている。そのため、外部からは信号が伝達されてい
るかどうかを目視確認することができず、確認を必要と
する場合はその都度、テスタ等で電気的に確認するより
は嘉なかった。このため、装置間が長い場合のインター
フェースは、どちらの装置の送受信の系に不具合がある
のか確認する迄に時間がか＼ることか多かった。

又、フォトカプラの駆動に直流電流を使用する場合、時
としてノイズあるいは電源のオン・オフタイミングで本
来の使用と逆の電圧が発光ダイオード等の発光素子に掛
ることがある０このとき、発光素子は逆電圧の耐力は少
ないので、破損となることが多い。

目　　　的 本発明は、従来使用され、開発されているフォトカプラ
の上記の欠点にかんがみ、光結合状態を外部から視認す
ることができ、又、逆電圧が掛った場合に−も発光素子
の破壊を防止することができ、しかも、実装性、作業性
、信頼性、保守性の優れたフォトカプラを提供すること
を目的とする。

構　　成 本発明は、上記の目的を達成させるため、・フォトカプ
ラを構成する発光素子と受光素子の光結合状態を外部か
ら視認可能な手段を設けたことを特徴とする。

又、逆電圧が掛った場合の破壊防止を目的として、光結
合用の発光素子と並列にこれと逆極性にダイオードを接
続したことを特徴とする。

これらの第２発光素子及び逆電圧が掛った場合の破壊防
止用ダイオードはフォトダイオード内に内蔵することに
より、作業性、保守性、実装性、信頼性を向上させるこ
とができる。

以下、本発明の実施列を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図は本発明の第１実施例の回路図である。

光結合用発光ダイオード３と７オトトランジスタ４とは
光結合用光路５を介して光結合可能に対置され、これら
は光結合部分を除いて、外乱光を遮蔽する電気的絶縁材
料９に゛より封止されている点は従来のフォトカプラと
異る点はない。

しかし、この実施例では発光ダイオード３と直列に第２
発光ダイオード２がフォトカプラ１内【設けられている
。フォトカプラ１の外面には第２図に示す如く視認用窓
６が設けられ、発光ダイオード２の発光面と上記視認用
窓６との間はエボキ止されている。

したがって、発光ダイオード３に通電されて電流が流れ
ている場合は第２発光ダイオード２にも電流が流れて発
光し、その光線は透光性樹脂８を介して視認用窓６から
出射し、外部から容易に通電状態を知ることができる口
勿論、透光性樹脂８による光路は、光結合用光路５とは
完全に光絶縁されている。

第３図に示す第２実施列では、視認用発光ダイオード２
は、フォトトランジスタ４と直列にフォートカプラ１内
に設けられている。したがって、フォトトランジスタ４
が受光してｉＩ流が流れると発光ダイオード２にも電流
が流°れ、透光性樹脂８を介し′て、視認用窓６から視
認することができる。

第１図の例の如く、視認用発光ダイオード２を発光ダイ
オード３と直列に接続しだことにより、発光ダイオード
３の劣化による抵抗変化等の異常が視認用発光ダイオー
ド２の発光量として表示されるので、単に通電されてい
ることを表示する並列接続よりも効果が高い。第３図の
実施例の場合も、フォトトランジスタ４が受光している
ことと、劣化時の異常を同時に知ることができる。もち
ろん、光結合用光路５の異常のチエツク等の意味で発光
側と受光側の両方に視認用発光ダイオードを設けた場合
はさらに効果は大きくなる。

なお、フォトカプラの用途、通電する電流容量の範囲等
により視認される光の色を変えるため、視認用発光ダイ
オード２の発光色を変え、あるいは透明性樹脂８の色を
変えれば用途別を表示することができる。

発光ダイオード３に逆電圧が掛った場合、発光ダイオー
ド３に負担を掛けないようにするには、第４図に示す如
く、発光ダイオード３と並列に、逆極性の発光ダイオー
ド７を接続すればよい。

第５図は、この考え方を第１図に示す実施列に適用した
実施列を示す図である。

第５図に示す回路を有するフォトカプラは交流用のフォ
トカプララとして使用することができる。

その場合、第６図に示す如く、正負の各極用発光ダイー
オード３．７に夫々、視認用発光ダイオード２．２′を
内蔵することにより、列えば双方向性イン−ターフエー
スで出力モードか入力モードかを視認することが容易に
なる。さらに、両者の発光色を変えることにより、人出
力の判別はより確実となる。

第７図に示す他の実施例は、第４図に示すフォトカプラ
の逆電圧防止用発光ダイオード７を視認用発光ダイオー
ドτとして、逆電圧発生時、視認できるようにしたもの
である。このようにすると、光結合するときを双方向性
インターフェースの人力モードとするならば、出力モー
ドは他の糸から出力された信号が本フォトカプラの発光
側を経由していると、出力モードを視認することが可能
となり、人力モード、出力モード、あるいはハイインピ
ーダンス状態を容易に判別できるのが特徴となる。

上記の各実施例ではフォトカプラ内部に視認用の発光素
子を内蔵させ、それを発光させて外部よりその光を視認
することにより通電状態を判断するものとしたが、光結
合用発光素子自身を視認用として兼用することも可能で
ある。この場合は光結合光は可視光とし、その−部をフ
ォトカプラの外に漏れるようにすればよい。た寸し、外
孔光で受光素子が誤動作することのないように、視認用
光の光路に一方向性樹脂を使用し、あるいは内部反射し
ない構造にすることが必要である。この場合は、発光部
の動作状態を直接視認することができ、さらに内部部品
が少なくなり、より安定した低コストのフォトカプラが
得られる。光結合レベルに高精度を要求てれない用途に
使用される場合は、この構成で充分実用に耐えることが
できる。

上記各実施例では発光素子として発光ダイオードを、受
光素子としてフォトトランジスタを使用した列を示した
が、発光素子としては、この他生導体発光素子が使用可
能であり、受光素子としては、フォトサイリスタ、フォ
トダイオード、ＣｄＳ等の各種光電変換素子を使用する
こともできる。

上記各実施列では、第２発光素子や逆極性の発光素子等
の付加される素子はすべてフォトカプラ内に内蔵して設
けられているので、実装に当ってスペースを余分に必要
とせず、作業性、保守性、信頼性が向上する。

効　　果 以上の如く、本発明によれば、フォトカプラの光結合状
態を外部から視認することができ、情報伝達の確実性を
容易に確認することができ、さらに作業性、保守性、実
装性、信頼性が格段に向上する。又、逆電圧防止素子を
内蔵することにより、破損を防止し、信頼性を高めるこ
とができる。又、視認用の発光色を用途に合せて変える
ことにより、情報の識別効果をさらに向上させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図はその外
観を示す斜視図、第３図は他の実施例を示す回路図、第
４図は逆電圧防止手段を有するフオドカプラの一列を示
す回路図、第５図乃至第７図は夫々その考え方を適用し
た実施列を示す回路図である。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子と受光素子とを光結合可能に対置し、光
   結合用部分を除いて封止して成るフォトカプラにおいて
   、発光素子と受光素子との光結合状態を外部から視認可
   能な手段を設けたことを特徴とするフォトカプラ。
2. （２）上記の光結合状態視認手段が上記２つの素子の少
   くとも一方と直列に第２発光素子を接続し、その発する
   光を外部から視認可能としたものであることを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項に記載のフォトカプラ。
3. （３）上記の第２発光素子がフォトカプラ内に封止され
   ていることを特徴とする特許請求の範囲第２項に記載の
   フォトカプラ。
4. （４）上記の光結合状態視認手段が、上記発光素子から
   発する光の一部を外部に導くとともに外部からの光を遮
   光する手段より成ることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項に記載のフォトカプラ。
5. （５）上記の第２発光素子の発光色を用途によつて変え
   たことを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項に
   記載のフオトカプラ。
6. （６）発光素子と受光素子とを光結合可能に対置し、光
   結合部分を除いて封止して成るフォトカプラにおいて、
   発光素子と受光素子との光結合状態を外部から視認可能
   な手段を有するとともに、上記の上記発光素子と並列に
   これと逆極性の発光素子を接続したことを特徴とするフ
   ォトカプラ。
7. （７）上記の光結合状態視認手段が光結合させる２つの
   素子の少くとも一方と直列に第２発光素子を接続し、そ
   の発する光を外部から視認可能としたものであることを
   特徴とする特許請求の範囲第６項に記載のフォトカプラ
   。
8. （８）上記の第２発光素子及び逆極性の発光素子がとも
   にフォトカプラ内に封止されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第７項に記載のフオトカプラ。