JPH04342176A - 光結合素子 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、１つの入力信号に対し
複数の出力信号を出せる光結合素子に関するものである
。

【０００２】

【従来の技術】光結合素子は、発光素子と受光素子を組
み合わせて１つの素子を構成し、入出力間を電気的に絶
縁し、光により信号を伝えることができる特性を持った
素子である。

【０００３】図３に光結合素子の基本原理図を示す。一
般に光結合素子の発光素子１０２には発光効率の高いＧ
ａＡｓ赤外発光ダイオードが使用され、受光素子１０３
にはＳｉのフオトトランジスタ，フオトダイオード、ま
たはフオトサイリスタなどが使用される。また、最近で
はフオトダイオードと信号処理回路を１つのチップに集
積した光集積素子も使用されている。

【０００４】光結合素子は上述のごとく、入出力間が電
気的に絶縁されていること、直流から高周波まで幅広い
信号伝達が可能、信号伝達が一方向性であり出力側での
雑音が入力側に影響しない、論理素子との接続が容易、
小型軽量等といった特徴を有する。

【０００５】さらに、この光による情報伝達という特徴
を活かして、１つの発光素子に対し複数の受光素子を組
み合わせた光結合素子があり、前記特徴を兼ね備えた信
号分配素子も提案されている。図４にその概念図を示す
。図４は１つの発光素子１０２に対して３つの受光素子
１０３を組み合わせた光結合素子である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この複数個
の受光素子を組み込んだ光結合素子では、図４に示すよ
うに、光を分配するために発光素子１０２と受光素子１
０３とを空間的に離して設置する必要性があるため、発
光素子１０２と受光素子１０３の間の伝達効率が低下し
、受光素子１０３からの出力信号レベルが低下するとい
った問題が発生する。

【０００７】本発明は、このような問題点を解決し、１
入力，複数出力の光結合素子において、出力信号レベル
が低下しない素子を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、発光素子と複
数の受光素子を備えた光結合素子において、発光素子か
ら出射された光を複数の受光素子に分配するホログラム
を、発光素子と受光素子との間に介挿させてなることを
特徴とする。

【０００９】

【作用】発光素子と受光素子間に介挿させたホログラム
により、発光素子から出射された光は複数の受光素子そ
れぞれに分配されるとともに、同時に集光して各受光素
子に入射され、発光素子からの出力光を複数の受光素子
それぞれに効率よく伝達し、受光素子からの出力信号レ
ベルの低下を抑制することができる。

【００１０】

【実施例】図１に本発明の一実施例を示す。

【００１１】本実施例では、絶縁性Ｓｉ基板２０１上に
、発光素子としての半導体レーザ素子２０２、受光素子
として３つのＳｉフオトダイオード２０３、光分配用の
ホログラムユニット２０５を設置して構成されている。

【００１２】信号を半導体レーザ素子２０２に入力する
と、信号に応じて半導体レーザ素子２０２からレーザ光
が出力される。このレーザ光はガラスにホログラム２０
８，２０９が印刻されたホログラムユニット２０５に入
射する。本実施例では光を３本に分割するホログラムユ
ニット２０５が示され、分割された光２０６（１次光）
，２０７（２次光）はそれぞれ受光素子２０３に入射し
、電気信号として出力される。これらの構成により、発
光素子２０２から放出された光は効率よく各受光素子２
０３に伝達され、この結果受光素子２０３からの出力電
流が増大する。これらの発光素子２０２、受光素子２０
３及びホログラムユニット２０５は、絶縁性の基板１上
に設置されているため、電気的に入力と出力とが分離さ
れている。

【００１３】図２に具体的な製作例を示す。まず、図２
（ａ）に示すように絶縁性Ｓｉ基板２０１に、蒸着で半
導体レーザ素子２０２、Ｓｉフオトダイオード２０３を
設置するための分離電極を形成する。続いて図２（ｂ）
のように、この電極に半導体レーザ素子２０２、Ｓｉフ
オトダイオード２０３をボンディングする。

【００１４】光分割用のホログラムユニット２０５は、
図２（ｃ）のように、約５ｍｍ角のガラスの１画にコリ
メート用ホログラムレンズ２０８を、これと向かい合わ
せた面に光分割用ホログラム２０９をＲＩＥ等のエッチ
ング装置で印刻する。この後、図２（ｄ）のようにホロ
グラムユニット２０５を基板２０１に紫外線硬化性の接
着剤で固定し、続いて各素子から電極をＡｕワイヤで引
き出す。

【００１５】最後に、リードピン２１０を備える基台２
１１に基板２０１をセットし、ワイヤ等で配線した後、
金属蓋２１２等により封止する。

【００１６】以上の実施例において、発光素子としての
半導体レーザ素子２０２は、出射される光出力自体が大
きく各受光素子への光量をより増加させる利点があるも
のであるが、通常のＧａＡｓ赤外発光ダイオード等を使
用することも可能である。すなわち、本発明では発光素
子と受光素子との間にホログラムが介在することとなる
が、このホログラムは光分配の機能とともに光集光の機
能も有しているので、受光素子への入力光量を低減する
ことなく複数の各受光素子へ光を分配できる。図２のＳ
ｉホトダイオード２０３は、例えば図１に示されるよう
に、側面に受光部２０４を有するものであり、基板表面
の電極と接続するため、受光部の一部は底面に延長して
形成されている。また、基板２０１と平行にＰＮジャン
クションが形成され、ジャンクション形成の壁面より受
光する構造であってもよい。更に台形等の支持台を設け
、受光素子を斜めに配置して受光部をホログラム側に向
くようにしてもよい。又、受光素子として実施例以外に
ＡＰＤ、複数の受光部を有する１チップ受光素子、光集
積素子等を使用することができることは当然である。 又、ホログラムユニットの材質にはガラスを使用したが
、樹脂等の使用も可能である。

【００１７】

【発明の効果】以上本発明によれば、発光素子からの光
をホログラムを使い分割したことで複数個の受光素子か
らの出力電流を増大し、回路設計を容易にした光結合素
子を提供できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す構成図である。

【図２】具体的な製作例を示す斜視図である。

【図３】従来例を示す要部断面図である。

【図４】他の従来例を示す概念図である。

【符号の説明】

２０２　　発光素子 ２０３　　受光素子 ２０５　　ホログラムユニット

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　発光素子と複数の受光素子とを備え、
   前記発光素子から出射された光を前記複数の受光素子そ
   れぞれに分配するホログラムを、前記発光素子と受光素
   子の間に介挿させてなることを特徴とする光結合素子。