光学部件以及隔离器的制作方法

文档序号:30390885发布日期:2022-06-11 16:46阅读:305来源:国知局

1.本发明涉及光学部件以及隔离器。


背景技术:

2.已知夹设于主机装置与设备装置之间的隔离器(例如,参见专利文献1)。这样的隔离器对主机装置与设备装置进行电绝缘。
3.现有技术文献
4.专利文献
5.专利文献1:日本特表第2014-523556号公报


技术实现要素:

6.发明要解决的课题
7.例如,在医疗装置领域,需要使可能与人体接触的装置完全绝缘。不仅限于医疗装置领域,在各种领域,期望确保隔离器的绝缘性能。此外,伴随着数据容量的增大,期望提高通信速度。
8.本发明是鉴于上述课题而完成的,目的在于提供能够确保绝缘性能,同时提高通信速度的光学部件、以及具备该光学部件的隔离器。
9.用于解决课题的手段
10.(1)本发明提供一种光学部件,成对地被用于电绝缘的隔离器,并以成对的光学部件双方的相互相向的相向面彼此抵接的状态被使用,其特征在于,所述光学部件具备:
11.多个第一透镜部,被配置在互不相同的光路上,使第一方向的光透过;
12.多个第二透镜部,被配置在互不相同的光路上,使与所述第一方向正交的第二方向的光透过;
13.反射部,使透过了所述第一透镜部的所述第一方向的光朝向所述第二方向反射并引导至所述第二透镜部,或者使透过了所述第二透镜部的所述第二方向的光朝向所述第一方向反射并引导至所述第一透镜部;
14.凸部,被设置于所述相向面;以及
15.凹部,被设置于所述相向面,
16.其中,成对的光学部件被配置为成对的光学部件的一方具备的所述第二透镜部与成对的光学部件的另一方具备的所述第二透镜部彼此隔开间隔地相向配置,
17.成对的光学部件通过树脂被一体地成形,
18.成对的光学部件的一方具备的所述凸部被插入至成对的光学部件的另一方具备的所述凹部,并且成对的光学部件的一方具备的所述凹部被插入了成对的光学部件的另一方具备的所述凸部,由此,成对的两个光学部件相互连结。
19.(2)本发明还提供一种隔离器,其特征在于,具备:
20.如上述(1)所述的成对的光学部件;
21.基板,具有第一区域以及与所述第一区域电绝缘的第二区域;
22.第一投光单元,被配置于所述第一区域,朝向成对的光学部件的一方具备的所述第一透镜部照射所述第一方向的光;
23.第一受光单元,被配置于所述第二区域,被射入透过了成对的光学部件的另一方具备且被配置在与所述第一投光单元相同的光路上的所述第一透镜部的所述第一方向的光;
24.第二投光单元,被配置于所述第二区域,朝向成对的光学部件的另一方具备且被配置在与所述第一投光单元不同的光路上的所述第一透镜部照射所述第一方向的光;以及
25.第二受光单元,被配置于所述第一区域,被被射入透过了成对的光学部件的一方具备且被配置在与所述第二投光单元相同的光路上的所述第一透镜部的所述第一方向的光。
26.(3)本发明还提供一种隔离器,其特征在于,具备:
27.如上述(1)所述的成对的光学部件;
28.基板,具有第一区域以及与所述第一区域电绝缘的第二区域;
29.投光单元,被配置于所述第一区域,朝向成对的光学部件的一方具备的所述第一透镜部照射所述第一方向的光;以及
30.受光单元,被配置于所述第二区域,被射入透过了成对的光学部件的另一方具备且被配置在与所述投光单元相同的光路上的所述第一透镜部的所述第一方向的光。
31.发明的效果
32.根据本发明的上述(1)所述的光学部件以及上述(2)和(3)所述的隔离器,能够确保绝缘性能,同时提高通信速度。
附图说明
33.图1是表示本发明的实施方式所涉及的隔离器的主要部件的外观立体图。
34.图2是表示图1的隔离器的主要部件的分解立体图。
35.图3是表示图1的隔离器的主要部件的前视图。
36.图4是表示图1的隔离器的主要部件的后视图。
37.图5是构成图1的隔离器的成对的光学部件的从斜上方观察的外观立体图。
38.图6是构成图1的隔离器的成对的光学部件的从斜下方观察的外观立体图
39.图7是图5所示的成对的光学部件的分解立体图。
40.符号说明
41.1隔离器
42.2基板
43.2a第一区域
44.2b第二区域
45.3激光器(第一投光单元,投光单元)
46.4激光器(第二投光单元)
47.5光电二极管(第一受光单元,受光单元)
48.6光电二极管(第二受光单元)
49.7光学部件
50.71第一透镜部
51.72第二透镜部
52.73反射部
53.74连结部
54.740相向面
55.741凸部
56.742凹部
57.8a,8b垫
58.d1第一方向
59.d2第二方向
具体实施方式
60.以下,参照附图,对本发明的实施方式所涉及的隔离器1进行详细说明。另外,在以下说明中,第一方向d1是指与基板2正交的方向,第二方向d2是指与基板平行的方向。
61.首先,使用图1至图7,对隔离器1的结构进行说明。图1是表示本发明的实施方式所涉及的隔离器1的主要部件的外观立体图。图2是表示图1的隔离器1的主要部件的分解立体图。图3是表示图1的隔离器1的主要部件的前视图。图4是表示图1的隔离器1的主要部件的后视图。图5是构成图1的隔离器1的成对的光学部件7,7的从斜上方观察的外观立体图。图6是构成图1的隔离器1的成对的光学部件7,7的从斜下方观察的外观立体图。图7是图5所示的成对的光学部件7,7的分解立体图。另外,在各图中,适当省略一部分结构并简化附图。
62.图1至图7所示的隔离器1对基板2中的第一区域2a与第二区域2b进行电绝缘,并且实现基板2中的第一区域2a与第二区域2b之间的光通信。具体而言,隔离器1具备基板2、激光器3,4、光电二极管5,6、成对的光学部件7,7以及垫8a,8b等。
63.基板2具有第一区域2a以及第二区域2b。第一区域2a以及第二区域2b彼此被电绝缘,并且通过成对的光学部件7,7,实现彼此间的光通信。
64.激光器3与光电二极管6一起被安装于垫8a,该垫8a被配置于基板2的第一区域2a。该激光器3作为第一投光单元发挥功能,该第一投光单元朝向成对的光学部件的一个光学部件7具备且被配置在与激光器4不同的光路上的第一透镜部71照射第一方向d1的光。
65.激光器4与光电二极管5一起被安装于垫8b,该垫8b被配置于基板2的第二区域2b。该激光器4作为第二投光单元发挥功能,该第二投光单元朝向成对的光学部件的另一个光学部件7具备且被配置在与激光器3不同的光路上的第一透镜部71照射第一方向d2的光。
66.光电二极管5与激光器4一起被安装于垫8b,该垫8b被配置于基板2的第二区域2b。该光电二极管5作为第一受光单元发挥功能,该第一受光单元被射入透过了成对的光学部件的另一个光学部件7具备且被配置在与激光器3相同的光路上的第一透镜部71的第一方向d1的光。
67.光电二极管6与激光器3一起被安装于垫8a,该垫8a被配置于基板2的第一区域2a。该光电二极管6作为第二受光单元发挥功能,该第二受光单元被射入透过了成对的光学部件的一个光学部件7具备且被配置在与激光器4相同的光路上的第一透镜部71的第一方向
d1的光。
68.光学部件7成对地被用于电绝缘的隔离器1。该光学部件7以使成对的光学部件双方的相互相向的相向面740彼此抵接并相互连结的状态被使用。成对的光学部件的一个光学部件7被配置于基板2的第一区域2a。成对的光学部件的另一个光学部件7被配置于基板2的第二区域2b。具体而言,光学部件7具备多个第一透镜部71、多个第二透镜部72、反射部73以及连结部74,通过树脂被一体地成形。
69.多个第一透镜部71被配置在互不相同的光路上,使第一方向d1的光透过。
70.成对的光学部件的一个光学部件7具备的多个第一透镜部71之中,一个第一透镜部71被配置为与激光器3相向,另一个第一透镜部71被配置为与光电二极管6相向。
71.成对的光学部件的另一个光学部件7具备的多个第一透镜部71之中,一个第一透镜部71被配置为与激光器4相向,另一个第一透镜部71被配置为与光电二极管5相向。
72.多个第二透镜部72被配置在互不相同的光路上,使与第一方向d1正交的第二方向d2的光透过。
73.成对的光学部件7被配置为:成对的光学部件的一个光学部件7具备的多个第二透镜部72的每一个与成对的光学部件的另一个光学部件7具备的多个第二透镜部72的每一个彼此隔开间隔地一对一地相向配置。成对的光学部件的一个光学部件7具备的多个第二透镜部72的每一个与成对的光学部件的另一个光学部件7具备的多个第二透镜部72的每一个之间成为空间。
74.反射部73被配置于多个第一透镜部71的上方且多个第二透镜部72的侧方。该反射部73使透过了第一透镜部71的第一方向d1的光朝向第二方向d2反射并引导至第二透镜部72,或者,使透过了第二透镜部72的第二方向d2的光朝向第一方向d1反射并引导至第一透镜部71。
75.连结部74使成对的两个光学部件7相互连结。具体而言,连结部74具备凸部741以及凹部742。
76.凸部741被设置在成对的两个光学部件7的相互相向的相向面740。凹部742被设置在成对的两个光学部件7的相互相向的相向面740。成对的光学部件的一个光学部件7具备的凸部741被插入至成对的光学部件的另一个光学部件7具备的凹部742,并且成对的光学部件的一个光学部件7具备的凹部742被插入了成对的光学部件的另一个光学部件7具备的凸部741,由此,成对的两个光学部件7相互连结。
77.垫8a被配置于基板2的第一区域2a,安装有激光器3以及光电二极管6。垫8b被配置于基板2的第二区域2b,安装有激光器4以及光电二极管5。这些垫8a,8b相互间隔必要的距离而被配置于基板2,以使彼此间不发生放电。
78.接下来,使用图3以及图4,对隔离器1中的光的流动进行说明。
79.首先,如图3所示,从被配置于基板2的第一区域2a的激光器3照射而来的第一方向d1的光透过被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7具备的第一透镜部71,射入至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7中。射入至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7中的第一方向d1的光通过反射部73朝向第二方向d2反射。通过反射部73朝向第二方向d2反射的光透过第二透镜部72,射出至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7外。
80.射出至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7外的光透过被配置于基板2的第
二区域2b的光学部件7具备的第二透镜部72,射入至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7中。射入至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7中的第二方向d2的光通过反射部73朝向第一方向d1反射。通过反射部73朝向第一方向d1反射的光透过第一透镜部71,射出至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7外。射出至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7外的光射入至被配置于基板2的第二区域2b的光电二极管5。
81.此外,如图4所示,从被配置于基板2的第二区域2b的激光器4照射而来的第一方向d1的光透过被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7具备的第一透镜部71,射入至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7中。射入至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7中的第一方向d1的光通过反射部73朝向第二方向d2反射。通过反射部73朝向第二方向d2反射的光透过第二透镜部72,射出至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7外。
82.射出至被配置于基板2的第二区域2b的光学部件7的外的光透过被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7具备的第二透镜部72,射入至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7中。射入至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7中的第二方向d2的光通过反射部73朝向第一方向d1反射。通过反射部73朝向第一方向d1反射的光透过第一透镜部71,射出至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7外。射出至被配置于基板2的第一区域2a的光学部件7外的光射入至被配置于基板2的第一区域2a的光电二极管6。
83.根据这样的隔离器1,能够确保绝缘性能,同时提高通信速度。
84.本发明不限于上述实施方式,能够在不脱离其精神以及技术思想的范围内进行各种变形。即,各结构的位置、尺寸、长度、数量、形状、材质等能够适当变更。
85.例如,在上述实施方式中,作为第一以及第二受光单元,以具备光电二极管5,6的情况为例进行了说明,但本发明不限于此,也可以设为具备将射入的光转换为电的其它光检测器。
86.或者,在上述实施方式中,以隔离器1进行基板2中的第一区域2a以及第二区域2b的双向的通信的情况为例进行了说明,但本发明不限于此,也可以设为仅进行基板2中的第一区域2a以及第二区域2b的单向的通信。
87.即,隔离器1具备:成对的光学部件7,7;基板2,具有第一区域2a以及与第一区域2a电绝缘的第二区域2b;激光器(投光单元)3,被配置于第一区域2a,朝向成对的光学部件的一个光学部件7具备的第一透镜部71照射第一方向d1的光;以及光电二极管(受光单元)5,被配置于第二区域2b,被射入透过了成对的光学部件的另一个光学部件7具备且被配置在与激光器(投光单元)3相同的光路上的第一透镜部71的第一方向d1的光,并且,该隔离器1也可以不具备激光器4以及光电二极管6。
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