JPH02141691A - 光ファイバ式透過型フォトセンサ - Google Patents
光ファイバ式透過型フォトセンサInfo
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- JPH02141691A JPH02141691A JP63296726A JP29672688A JPH02141691A JP H02141691 A JPH02141691 A JP H02141691A JP 63296726 A JP63296726 A JP 63296726A JP 29672688 A JP29672688 A JP 29672688A JP H02141691 A JPH02141691 A JP H02141691A
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Landscapes
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野〕
本発明は、物体の有無や位置等を光により検出する光フ
ァイバ式透過型フォトセンサに関するものである。
ァイバ式透過型フォトセンサに関するものである。
従来より、光ファイバ式透過型フォトセンサにおける光
の伝達効率の向上を図るため、種々の構造の光ファイバ
式透過型フォトセンサが案出されている、第6図は従来
の光ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第7図は
その発光部の発光素子が発する光の光路図である。第6
図及び第7図において50は発光部、60は受光部、7
0は被検出物である。
の伝達効率の向上を図るため、種々の構造の光ファイバ
式透過型フォトセンサが案出されている、第6図は従来
の光ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第7図は
その発光部の発光素子が発する光の光路図である。第6
図及び第7図において50は発光部、60は受光部、7
0は被検出物である。
発光部50は発光素子51と、発光用リード52a・5
2bと、ワイヤ53a・53bと、ステム54と、ステ
ム54上に形成された導電部54aと、球レンズ55と
、球レンズ55の支持部56・56と、レセプタ部57
と、プラグ部58と、光を導出する発光用光ファイバ5
9とからなる。
2bと、ワイヤ53a・53bと、ステム54と、ステ
ム54上に形成された導電部54aと、球レンズ55と
、球レンズ55の支持部56・56と、レセプタ部57
と、プラグ部58と、光を導出する発光用光ファイバ5
9とからなる。
発光素子51は導電部54a上にマウントされ、リード
52a−52bとはワイヤ53a・53bにより電気的
に接続されている。また、発光素子51の前方には球レ
ンズ55が配置され、支持部56・56を介してレセプ
ク部57内に一体的に収納されている。また、発光用光
ファイバ59の端部にはプラグ部58が取り付けられ、
発光用光ファイバ59はプラグ部58をレセプタ部57
に差し込むことにより結合されている。尚、59aは発
光用光ファイバ59の一方の端面であり、発光素子51
が発した光を受ける受光面、59bは発光用光ファイバ
59の他方の端面であり、発光素子51が発した光を導
出して外部に放射する放射面である。
52a−52bとはワイヤ53a・53bにより電気的
に接続されている。また、発光素子51の前方には球レ
ンズ55が配置され、支持部56・56を介してレセプ
ク部57内に一体的に収納されている。また、発光用光
ファイバ59の端部にはプラグ部58が取り付けられ、
発光用光ファイバ59はプラグ部58をレセプタ部57
に差し込むことにより結合されている。尚、59aは発
光用光ファイバ59の一方の端面であり、発光素子51
が発した光を受ける受光面、59bは発光用光ファイバ
59の他方の端面であり、発光素子51が発した光を導
出して外部に放射する放射面である。
受光部60は受光素子61と、受光用リード62a・6
2bと、ワイヤ63a・63bと、ステム64と、ステ
ム64上に形成された導電部64aと、球レンズ65と
、球レンズ65の支持部66・66と、レセプタ部67
と、プラグ部68と、光を導入する受光用光ファイバ6
9とからなる。
2bと、ワイヤ63a・63bと、ステム64と、ステ
ム64上に形成された導電部64aと、球レンズ65と
、球レンズ65の支持部66・66と、レセプタ部67
と、プラグ部68と、光を導入する受光用光ファイバ6
9とからなる。
受光素子61や球レンズ65等は、発光部50と同様に
配置されている。尚、69aは受光用光ファイバ69の
一方の端面であり、発光部50が放射した光を受光する
受光面、59bは受光用光ファイバ69の他方の端面で
あり、受光用光ファイバ69が導入した光を受光素子6
1に放射する放射面である。
配置されている。尚、69aは受光用光ファイバ69の
一方の端面であり、発光部50が放射した光を受光する
受光面、59bは受光用光ファイバ69の他方の端面で
あり、受光用光ファイバ69が導入した光を受光素子6
1に放射する放射面である。
発光用光ファイバ59の放射面59bと受光用光ファイ
バ69の受光面69aとは対向配置され、放射面59b
と受光面69aとの間に位置する被検出物70を検出す
る。尚、第7図において矢印は発光素子51が発する光
の光路を示す。
バ69の受光面69aとは対向配置され、放射面59b
と受光面69aとの間に位置する被検出物70を検出す
る。尚、第7図において矢印は発光素子51が発する光
の光路を示す。
上記のように構成された光ファイバ式透過型フォトセン
サでは、発光部50の発光用リード52a・52bに電
力を供給すると発光素子51が発光し、該発光素子51
が発する光は第7図の矢印で示すように球レンズ55に
よって集光され、発光用光ファイバ59の受光面59a
に入射する。
サでは、発光部50の発光用リード52a・52bに電
力を供給すると発光素子51が発光し、該発光素子51
が発する光は第7図の矢印で示すように球レンズ55に
よって集光され、発光用光ファイバ59の受光面59a
に入射する。
受光面59aに入射した光は発光用光ファイバ59によ
り導出される。今、放射面59bと受光面69aとの間
に被検出物70が位置していなければ、放射面59bか
ら放射された光は、対向する受光用光ファイバ69の受
光面69aに入射する。
り導出される。今、放射面59bと受光面69aとの間
に被検出物70が位置していなければ、放射面59bか
ら放射された光は、対向する受光用光ファイバ69の受
光面69aに入射する。
入射した光は受光用光ファイバ69により導入され、受
光用光ファイバ69の放射面69bから球レンズ65に
放射される9球レンズ65によりて集光された光は受光
素子61の受光面に照射され、受光素子61によって光
電変換された電気信号は受光用リード62a・62bを
介して外部に出力される。また、放射面59bと受光面
69aとの間に被検出物70が位置しているときは、受
光用光ファイバ69の受光面69aには光が入射せず、
したがって受光素子61は電気信号を出力しない。
光用光ファイバ69の放射面69bから球レンズ65に
放射される9球レンズ65によりて集光された光は受光
素子61の受光面に照射され、受光素子61によって光
電変換された電気信号は受光用リード62a・62bを
介して外部に出力される。また、放射面59bと受光面
69aとの間に被検出物70が位置しているときは、受
光用光ファイバ69の受光面69aには光が入射せず、
したがって受光素子61は電気信号を出力しない。
このように、発光用光ファイバ59の放射面59bと受
光用光ファイバ69の受光面69aとの間に位置する被
検出物70を、受光素子61の受光量の変化により検出
する。
光用光ファイバ69の受光面69aとの間に位置する被
検出物70を、受光素子61の受光量の変化により検出
する。
上記の光ファイバ式透過型フォトセンサによれば、発光
素子51が発する光のうち球レンズ55に放射した光は
、レンズ効果により集光され、発光用光ファイバ59の
受光面59aに入射される。
素子51が発する光のうち球レンズ55に放射した光は
、レンズ効果により集光され、発光用光ファイバ59の
受光面59aに入射される。
したがって、これらの光は光ファイバ式透過型フォトセ
ンサの光の伝達効率の向上に寄与する。
ンサの光の伝達効率の向上に寄与する。
しかしながら、従来の光ファイバ式透過型フォトセンサ
では、発光素子51が発した光のうち、球レンズ55面
に直接放射されない側面方向に発した光は、発光用光フ
ァイバ59の受光面59aへは到達しない損失光となる
。しかも、側面方向に放射される損失光の立体角ωが大
きいので、多量の損失光が生じていた。
では、発光素子51が発した光のうち、球レンズ55面
に直接放射されない側面方向に発した光は、発光用光フ
ァイバ59の受光面59aへは到達しない損失光となる
。しかも、側面方向に放射される損失光の立体角ωが大
きいので、多量の損失光が生じていた。
また、発光素子51の発光面は球レンズ55に対し比較
的発光面積が広いので、発光素子51は球レンズ55に
対して点光源とみなすことができない、このため、発光
素子51が発する光を球レンズ55によって十分に制御
することができなかった。
的発光面積が広いので、発光素子51は球レンズ55に
対して点光源とみなすことができない、このため、発光
素子51が発する光を球レンズ55によって十分に制御
することができなかった。
更に、発光素子51が発した光を球レンズ55のレンズ
効果を利用して効率よく集光するためには、発光素子5
1と発光用光ファイバ59の受光面59aとの間に空気
層を必要とするが、反面この空気層の界面反射によって
約1割の光損失が生じる。
効果を利用して効率よく集光するためには、発光素子5
1と発光用光ファイバ59の受光面59aとの間に空気
層を必要とするが、反面この空気層の界面反射によって
約1割の光損失が生じる。
このように、従来の光ファイバ式光透過型フォトセンサ
では、発光用光ファイバ59の受光面59aに到達しな
い無駄な光が多いため、光ファイバ式透過型フォトセン
サの光の伝達効率が悪いという欠点があった。
では、発光用光ファイバ59の受光面59aに到達しな
い無駄な光が多いため、光ファイバ式透過型フォトセン
サの光の伝達効率が悪いという欠点があった。
また、従来の光ファイバ式透過型フォトセンサでは、光
の結合効率を良くするために、球レンズ55を精密微細
加工によって形成しなければならず、しかも発光素子5
1と球レンズ55と発光用光ファイバ59の受光面59
aとの位置合わせを正確に行う必要があるので、製造が
容易でないという欠点があった。
の結合効率を良くするために、球レンズ55を精密微細
加工によって形成しなければならず、しかも発光素子5
1と球レンズ55と発光用光ファイバ59の受光面59
aとの位置合わせを正確に行う必要があるので、製造が
容易でないという欠点があった。
本発明は上記事情に基づいてなされたものであり、発光
素子が発する光を効率よく発光用光ファイバに伝達する
ことによって、発光素子が発する光の伝達効率の向上を
図ることができ、しかも構造が簡易で、且つ製造が容易
な光ファイバ式透過型フォトセンサを提供することを目
的とするものである。
素子が発する光を効率よく発光用光ファイバに伝達する
ことによって、発光素子が発する光の伝達効率の向上を
図ることができ、しかも構造が簡易で、且つ製造が容易
な光ファイバ式透過型フォトセンサを提供することを目
的とするものである。
(課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するための本発明に係る光ファイバ式
透過型フォトセンサは、発光素子と該発光素子に電力を
供給する発光用リード部と前記発光素子が発した光を受
けて導出する発光用光ファイバとを含む発光部と、該発
光用光ファイバが放射した光を受けて導入する受光用光
ファイバと該受光用光ファイバが導入した光を受けて光
電変換する受光素子と該受光素子から電気信号を取り出
す受光用リード部とを含む受光部とを有し、前記発光用
光ファイバと前記受光用ファイバとの間の光路上に位置
する被検出物を受光素子の受光量の変化によりネ★出す
る光ファイバ式透過型フォトセンサにおいて、前記発光
用光ファイバの受光面への入射角が前記発光用光ファイ
バの最大入射角範囲内の角度になるように前記発光素子
が発した光を反射し集光する凹面状反射面を、前記発光
部の前記発光素子の発光面側に前記発光素子と対向して
設けたものである。
透過型フォトセンサは、発光素子と該発光素子に電力を
供給する発光用リード部と前記発光素子が発した光を受
けて導出する発光用光ファイバとを含む発光部と、該発
光用光ファイバが放射した光を受けて導入する受光用光
ファイバと該受光用光ファイバが導入した光を受けて光
電変換する受光素子と該受光素子から電気信号を取り出
す受光用リード部とを含む受光部とを有し、前記発光用
光ファイバと前記受光用ファイバとの間の光路上に位置
する被検出物を受光素子の受光量の変化によりネ★出す
る光ファイバ式透過型フォトセンサにおいて、前記発光
用光ファイバの受光面への入射角が前記発光用光ファイ
バの最大入射角範囲内の角度になるように前記発光素子
が発した光を反射し集光する凹面状反射面を、前記発光
部の前記発光素子の発光面側に前記発光素子と対向して
設けたものである。
また、前記凹面状反射面は回転楕円面状に形成され、該
凹面状反射面の一方の略焦点位置に前記発光素子を配置
して該凹面状反射面の他方の略焦点位置に前記発光用光
ファイバの受光面を配置することが好ましい。
凹面状反射面の一方の略焦点位置に前記発光素子を配置
して該凹面状反射面の他方の略焦点位置に前記発光用光
ファイバの受光面を配置することが好ましい。
更に、前記発光部における前記発光用光ファイバの受光
面と前記凹面状反射面との空間に光透過性材料を充填し
てもよい。
面と前記凹面状反射面との空間に光透過性材料を充填し
てもよい。
本発明は前記の構成によって、発光部の発光用リード部
から発光素子に電力を供給すると、発光素子が発光する
。発光素子が発した光は凹面状反射面で反射して集光す
る。
から発光素子に電力を供給すると、発光素子が発光する
。発光素子が発した光は凹面状反射面で反射して集光す
る。
ところで、凹面状反射面は、発光用光ファイバの受光面
への入射角が発光用光ファイバの最大入射角範囲内の角
度になるように発光素子が発した光を反射し集光するの
で、発光素子が発した光は、効率よく発光用光ファイバ
に入射する。また、発光用光ファイバに入射した光は、
発光用光ファイバの側面から外部に漏出することなく発
光用光ファイバにより導出され放射面から放射される。
への入射角が発光用光ファイバの最大入射角範囲内の角
度になるように発光素子が発した光を反射し集光するの
で、発光素子が発した光は、効率よく発光用光ファイバ
に入射する。また、発光用光ファイバに入射した光は、
発光用光ファイバの側面から外部に漏出することなく発
光用光ファイバにより導出され放射面から放射される。
そして、発光用光ファイバと受光用光ファイバとの間に
被検出物が位置してなければ、放射された光は受光部に
入射し、受光素子により光電変換され、電気信号として
外部に出力される。
被検出物が位置してなければ、放射された光は受光部に
入射し、受光素子により光電変換され、電気信号として
外部に出力される。
また、凹面状反射面は回転楕円面状に形成され、しかも
その一方の焦点位置に発光ダイオードを配置して、他方
の焦点位置に発光用光ファイバの受光面を配置すること
により、発光素子が発した光を凹面状反射面によって、
更に効率よく発光用光ファイバの受光面に集光し、放射
することができる。尚、発光用光ファイバの受光面が大
きい場合には、凹面状反射面によって反射される光を全
て受光することができる位置であれば、発光用光ファイ
バの受光面の位置は凹面状反射面の焦点位置からずらし
て配置してもよい。
その一方の焦点位置に発光ダイオードを配置して、他方
の焦点位置に発光用光ファイバの受光面を配置すること
により、発光素子が発した光を凹面状反射面によって、
更に効率よく発光用光ファイバの受光面に集光し、放射
することができる。尚、発光用光ファイバの受光面が大
きい場合には、凹面状反射面によって反射される光を全
て受光することができる位置であれば、発光用光ファイ
バの受光面の位置は凹面状反射面の焦点位置からずらし
て配置してもよい。
更に、発光部における発光用光ファイバの受光面と凹面
状反射面との空間に光透過性材料を充填することにより
、発光素子や発光用リード部を衝撃や振動から保護する
と共に、外部量子効率の向上を図ることができる。
状反射面との空間に光透過性材料を充填することにより
、発光素子や発光用リード部を衝撃や振動から保護する
と共に、外部量子効率の向上を図ることができる。
以下に本発明の第1の実施例を第1図及び第2図を参照
して説明する。第1図は本発明の第1の実施例である光
ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第2図はその
発光部の発光素子が発する光の光路を示す図である。第
1図及び第2図においてlOは光を放射する発光部、2
0は受光した光を電気信号に変換して外部に取り出す受
光部、30は発光部の放射面と受光部の受光面との間を
移動する被検出物である。
して説明する。第1図は本発明の第1の実施例である光
ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第2図はその
発光部の発光素子が発する光の光路を示す図である。第
1図及び第2図においてlOは光を放射する発光部、2
0は受光した光を電気信号に変換して外部に取り出す受
光部、30は発光部の放射面と受光部の受光面との間を
移動する被検出物である。
発光部10は発光素子11と、発光用リード12a・1
2bと、ワイヤ13と、発光部本体14と、発光用光フ
ァイバ18とからなる0発光部本体14は、凹面状反射
面15が形成された反射部14aと、発光用光ファイバ
18と結合するためのレセプタ部14bとからなる。尚
、18aは発光用光ファイバ1Bの一方の端面であり、
発光素子11が発した光を受ける受光面、18bは発光
用光ファイバ18の他方の端面であり、発光素子11が
発した光を受光部20に放射する放射面である。
2bと、ワイヤ13と、発光部本体14と、発光用光フ
ァイバ18とからなる0発光部本体14は、凹面状反射
面15が形成された反射部14aと、発光用光ファイバ
18と結合するためのレセプタ部14bとからなる。尚
、18aは発光用光ファイバ1Bの一方の端面であり、
発光素子11が発した光を受ける受光面、18bは発光
用光ファイバ18の他方の端面であり、発光素子11が
発した光を受光部20に放射する放射面である。
発光素子11は一方の発光用リード12aにマウントさ
れ、ワイヤ13により他方の発光用り−ド12bと電気
的に接続されている。また、発光素子11の発光面側に
は回転楕円面状に形成された凹面状反射面15が対向し
て設けられている。
れ、ワイヤ13により他方の発光用り−ド12bと電気
的に接続されている。また、発光素子11の発光面側に
は回転楕円面状に形成された凹面状反射面15が対向し
て設けられている。
そして、凹面状反射面15の一方の焦点位置には発光素
子11が配置され、他方の焦点位置には発光用ファイバ
18の受光面18aが配置されている。かかる凹面状反
射面15は、たとえば反射部14aの表面に回転楕円面
状の凹面部を形成し、その凹面部を鍍金や金属蒸着等に
より鏡面加工したものである。凹面状反射面15を鍍金
や金属蒸着した場合は、2本の発光用リード12a・1
2b間の短絡を防止するために、発光用リード12a・
12bには絶縁を施す必要がある。尚、凹面状反射面1
5は、反射する光の発光用光ファイバ18の受光面18
aへの入射角が、発光用光ファイバ18の最大入射角範
囲内の角度になるように形成されている。また、発光素
子11の背面側に設けられた発光用光ファイバ18の端
部にはプラグ部19が取り付けられ、発光用光ファイバ
18はプラグ部19をレセプタ部14bに差し込むこと
により発光部本体14に結合する。
子11が配置され、他方の焦点位置には発光用ファイバ
18の受光面18aが配置されている。かかる凹面状反
射面15は、たとえば反射部14aの表面に回転楕円面
状の凹面部を形成し、その凹面部を鍍金や金属蒸着等に
より鏡面加工したものである。凹面状反射面15を鍍金
や金属蒸着した場合は、2本の発光用リード12a・1
2b間の短絡を防止するために、発光用リード12a・
12bには絶縁を施す必要がある。尚、凹面状反射面1
5は、反射する光の発光用光ファイバ18の受光面18
aへの入射角が、発光用光ファイバ18の最大入射角範
囲内の角度になるように形成されている。また、発光素
子11の背面側に設けられた発光用光ファイバ18の端
部にはプラグ部19が取り付けられ、発光用光ファイバ
18はプラグ部19をレセプタ部14bに差し込むこと
により発光部本体14に結合する。
受光部20は受光素子21と、受光用リード22a−2
2bと、ワイヤ23a−23bと、ステム24と、ステ
ム24上に形成された導電部24aと、球レンズ25と
、球レンズ25の支持部26・26と、レセプタ部27
と、光を導入する受光用光ファイバ28と、プラグ部2
9とからなる。
2bと、ワイヤ23a−23bと、ステム24と、ステ
ム24上に形成された導電部24aと、球レンズ25と
、球レンズ25の支持部26・26と、レセプタ部27
と、光を導入する受光用光ファイバ28と、プラグ部2
9とからなる。
尚、28aは受光用光ファイバ28の一方の端面であり
、発光用光ファイバ18が放射した光を受光する受光部
20の受光面、28bは受光用光ファイバ28の他方の
端面であり、受光用光ファイバ28が導入した光を受光
素子21に放射する放射面である。
、発光用光ファイバ18が放射した光を受光する受光部
20の受光面、28bは受光用光ファイバ28の他方の
端面であり、受光用光ファイバ28が導入した光を受光
素子21に放射する放射面である。
受光素子21は導電部24a上にマウントされ、受光用
リード22a・22bとはワイヤ23a・23bにより
電気的に接続されている。また、受光素子21の前方に
は球レンズ25が配置され、この球レンズ25は支持部
26・26を介してレセプタ部27の中に一体的に収納
されている。また、受光用光ファイバ28の端部にはプ
ラグ部29が取り付けられ、受光用光ファイバ28はプ
ラグ部29をレセプタ部27に差し込むことにより結合
され、位置合わせがされる。
リード22a・22bとはワイヤ23a・23bにより
電気的に接続されている。また、受光素子21の前方に
は球レンズ25が配置され、この球レンズ25は支持部
26・26を介してレセプタ部27の中に一体的に収納
されている。また、受光用光ファイバ28の端部にはプ
ラグ部29が取り付けられ、受光用光ファイバ28はプ
ラグ部29をレセプタ部27に差し込むことにより結合
され、位置合わせがされる。
発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用光ファイ
バ18の受光面28aとは対向配置され、放射面18b
と受光面28aとの間に位置する被検出物30を受光素
子21の受光量の変化により検出する。尚、第2図にお
いて矢印は発光素子11が発する光の光路を示す。
バ18の受光面28aとは対向配置され、放射面18b
と受光面28aとの間に位置する被検出物30を受光素
子21の受光量の変化により検出する。尚、第2図にお
いて矢印は発光素子11が発する光の光路を示す。
上記の構成によれば、発光用リード12a−12bとワ
イヤ13とにより発光素子11に電力を供給すると、発
光素子11が発光する。発光素子11が発した光は第2
図の矢印で示すように、凹面状反射面15により反射さ
れる。ここで、凹面状反射面15は回転楕円面状に形成
され、しかもその一方の焦点位置に発光素子11が配置
され、その他方の焦点位置に発光用光ファイバ18の受
光面18aが配置されているので、凹面状反射面15に
よって反射された光は、発光用光ファイバ1日の受光面
18aに集光して入射する。このように、発光素子11
が発する光を回転楕円面状の凹面状反射面15によって
反射・集光した後に、受光面18aに放射するので、発
光素子11が発した光をほぼ損失なく有効に発光用光フ
ァイバ18に伝達することができる。また、受光面18
aに入射した光は発光用光ファイバ18により導出され
る。今、発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用
光ファイバ28の受光面28aとの間ぶ被検出物30が
位置していないときには、放射面18bから放射された
光は、対向する受光用光ファイバ28の受光面28aに
入射する。受光面28aが入射した光は受光用光ファイ
バ28により導入され、受光用光ファイバ29の放射面
28bから球レンズ25に放射される。この光は球レン
ズ25により集光され、受光素子21の受光面に照射さ
れる。受光素子21によって光電変換された電気信号は
受光用リード22a・22bを介して外部に出力される
。また、発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用
光ファイバ28の受光面28aとの間に被検出物30が
位置しているときには、放射面18bから放射された光
は、被検出物30に衝突して反射され、受光面28aに
は入射しない、このため、被検出物30が放射面18a
と受光面28bとの間に位置しているときには、受光素
子21は電気信号を出力しない。このように、被検出物
30が放射面18bと受光面28aとの間にないときに
は受光素子21が電気信号を発するが、あるときには受
光素子21が電気信号を発しないので、被検出物30の
有無等を確実に検出することができる。
イヤ13とにより発光素子11に電力を供給すると、発
光素子11が発光する。発光素子11が発した光は第2
図の矢印で示すように、凹面状反射面15により反射さ
れる。ここで、凹面状反射面15は回転楕円面状に形成
され、しかもその一方の焦点位置に発光素子11が配置
され、その他方の焦点位置に発光用光ファイバ18の受
光面18aが配置されているので、凹面状反射面15に
よって反射された光は、発光用光ファイバ1日の受光面
18aに集光して入射する。このように、発光素子11
が発する光を回転楕円面状の凹面状反射面15によって
反射・集光した後に、受光面18aに放射するので、発
光素子11が発した光をほぼ損失なく有効に発光用光フ
ァイバ18に伝達することができる。また、受光面18
aに入射した光は発光用光ファイバ18により導出され
る。今、発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用
光ファイバ28の受光面28aとの間ぶ被検出物30が
位置していないときには、放射面18bから放射された
光は、対向する受光用光ファイバ28の受光面28aに
入射する。受光面28aが入射した光は受光用光ファイ
バ28により導入され、受光用光ファイバ29の放射面
28bから球レンズ25に放射される。この光は球レン
ズ25により集光され、受光素子21の受光面に照射さ
れる。受光素子21によって光電変換された電気信号は
受光用リード22a・22bを介して外部に出力される
。また、発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用
光ファイバ28の受光面28aとの間に被検出物30が
位置しているときには、放射面18bから放射された光
は、被検出物30に衝突して反射され、受光面28aに
は入射しない、このため、被検出物30が放射面18a
と受光面28bとの間に位置しているときには、受光素
子21は電気信号を出力しない。このように、被検出物
30が放射面18bと受光面28aとの間にないときに
は受光素子21が電気信号を発するが、あるときには受
光素子21が電気信号を発しないので、被検出物30の
有無等を確実に検出することができる。
また、凹面状反射面15は、凹面状反射面15が反射し
た光の発光用光ファイバ18の受光面18aへの入射角
が、発光用光ファイバ18の最大入射角範囲内の角度に
なるように形成されているので、発光用光ファイバ18
の受光面18aに入射した光が発光用光ファイバ18の
側面から外部に漏れることはない。
た光の発光用光ファイバ18の受光面18aへの入射角
が、発光用光ファイバ18の最大入射角範囲内の角度に
なるように形成されているので、発光用光ファイバ18
の受光面18aに入射した光が発光用光ファイバ18の
側面から外部に漏れることはない。
上記の実施例によれば、発光素子11が発する光を凹面
状反射面15により効率よ(発光用光ファイバ18の受
光面18aに集光でき、かつ受光面18aへの入射角を
小さ(して光ファイバのa!1面からの光の漏出を防ぐ
ことができるので、光の伝達効率の向上を図ることがで
きる。したがって同じ出力の発光素子を使用した場合に
は、従来の光ファイバ式透過型フォトセンサに比べて光
ファイバの寸法を長くすることができる。また、光ファ
イバの長さが従来の寸法と同じであれば、出力の小さい
安価な発光素子を使用することができる。
状反射面15により効率よ(発光用光ファイバ18の受
光面18aに集光でき、かつ受光面18aへの入射角を
小さ(して光ファイバのa!1面からの光の漏出を防ぐ
ことができるので、光の伝達効率の向上を図ることがで
きる。したがって同じ出力の発光素子を使用した場合に
は、従来の光ファイバ式透過型フォトセンサに比べて光
ファイバの寸法を長くすることができる。また、光ファ
イバの長さが従来の寸法と同じであれば、出力の小さい
安価な発光素子を使用することができる。
更に、発光用光ファイバ18の放射面18bと受光用光
ファイバ28の受光面28aとの間隔を大きくすること
ができる。
ファイバ28の受光面28aとの間隔を大きくすること
ができる。
また、上記の実施例によれば、発光部10には精密微細
加工によって形成される高価な球レンズを使用しないの
で、発光部の構造が簡易で、且つ製造が容易となり、し
かもコストの低減を図ることができる。
加工によって形成される高価な球レンズを使用しないの
で、発光部の構造が簡易で、且つ製造が容易となり、し
かもコストの低減を図ることができる。
尚、上記第1の実施例においては、発光部10の発光用
光ファイバ18の受光面18aは、回転楕円面状に形成
された凹面状反射面15の他方の焦点位置に配置された
場合について説明したが、たとえば発光用光ファイバ1
8の断面が太い場合には、凹面状反射面15によって反
射される光を全て受光することができる位置であれば、
発光用光ファイバ18の受光面18aは凹面状反射面1
5の他方の焦点位置からずらして配置してもよいし、凹
面状反射面15によって反射される光を全て受光するこ
とができ、且つ前記発光用光ファイバの最大入射角範囲
内の角度で入射できれば、回転楕円面以外の凹面状反射
面15でもよい。
光ファイバ18の受光面18aは、回転楕円面状に形成
された凹面状反射面15の他方の焦点位置に配置された
場合について説明したが、たとえば発光用光ファイバ1
8の断面が太い場合には、凹面状反射面15によって反
射される光を全て受光することができる位置であれば、
発光用光ファイバ18の受光面18aは凹面状反射面1
5の他方の焦点位置からずらして配置してもよいし、凹
面状反射面15によって反射される光を全て受光するこ
とができ、且つ前記発光用光ファイバの最大入射角範囲
内の角度で入射できれば、回転楕円面以外の凹面状反射
面15でもよい。
第3図は第1の実施例の発光部の変形例を示す図である
。第3図において16は光透過性材料である0本変形例
は、発光素子11や発光用リード12a・12b等を含
む凹面状反射面15と受光面18aとの空間を光透過性
材料16により充填したものである。
。第3図において16は光透過性材料である0本変形例
は、発光素子11や発光用リード12a・12b等を含
む凹面状反射面15と受光面18aとの空間を光透過性
材料16により充填したものである。
本変形例は上記の構成により発光素子11の発する光の
光路が光透過性材料16で埋められているので、発光素
子11の外部量子効率(取り出し効率)の向上を図るこ
とができる。たとえば屈折率1.5のエポキシ樹脂を充
填した場合には、発光素子11の外部量子効率は理論上
2倍以上に向上する。このことは、発明者等の実験によ
っても確認されている。また、光透過性材料16を充填
することにより、発光素子11やワイヤ13等を保護し
、衝撃や振動等による故障を防止することができる。ま
た、光透過性材料16と発光用光ファイバ18の受光面
18aとの結合部に結合剤を塗布して空気層が混入しな
いようにすれば、光の伝、速効率が更に向上する。
光路が光透過性材料16で埋められているので、発光素
子11の外部量子効率(取り出し効率)の向上を図るこ
とができる。たとえば屈折率1.5のエポキシ樹脂を充
填した場合には、発光素子11の外部量子効率は理論上
2倍以上に向上する。このことは、発明者等の実験によ
っても確認されている。また、光透過性材料16を充填
することにより、発光素子11やワイヤ13等を保護し
、衝撃や振動等による故障を防止することができる。ま
た、光透過性材料16と発光用光ファイバ18の受光面
18aとの結合部に結合剤を塗布して空気層が混入しな
いようにすれば、光の伝、速効率が更に向上する。
尚、かかる光透過性材料16は、凹面状反射面15と発
光用光ファイバ18の受光面18aとの間の中空部全部
に充填せず、発光素子11の周囲、発光素子11と凹面
状反射面15との空間、又は発光素子11と発光用光フ
ァイバ1Bの受光面18aとの空間だけを部分的にモー
ルドするものであってもよい。また、製造の容易さを重
視する場合には、発光用リード12a−12bと、その
上にマウントされた発光素子11の表面に、光透過性材
料16によるコーティング、たとえばスプレー・コーテ
ィング等を施して、衝撃や振動等による故障を防止する
ようにしてもよい。
光用光ファイバ18の受光面18aとの間の中空部全部
に充填せず、発光素子11の周囲、発光素子11と凹面
状反射面15との空間、又は発光素子11と発光用光フ
ァイバ1Bの受光面18aとの空間だけを部分的にモー
ルドするものであってもよい。また、製造の容易さを重
視する場合には、発光用リード12a−12bと、その
上にマウントされた発光素子11の表面に、光透過性材
料16によるコーティング、たとえばスプレー・コーテ
ィング等を施して、衝撃や振動等による故障を防止する
ようにしてもよい。
第4図は本発明の第2の実施例である光ファイバ式透過
型フォトセンサの概略図であり、第5図はその発光部の
発光素子が発する光の光路を示す図である。第4図及び
第5図において16は光透過性材料、15は発光素子1
1が発する光を反射する凹面状反射面、16aは発光用
光ファイバとの結合面である。尚、第4図及び第5図に
示す第2の実施例において上記第1図及び第2図に示す
第1の実施例と同一の機能を有するものは同一の符号を
付すことによりその詳細な説明を省略する。
型フォトセンサの概略図であり、第5図はその発光部の
発光素子が発する光の光路を示す図である。第4図及び
第5図において16は光透過性材料、15は発光素子1
1が発する光を反射する凹面状反射面、16aは発光用
光ファイバとの結合面である。尚、第4図及び第5図に
示す第2の実施例において上記第1図及び第2図に示す
第1の実施例と同一の機能を有するものは同一の符号を
付すことによりその詳細な説明を省略する。
本発明の第2の実施例が前記第1の実施例と異なるのは
、第1の実施例における発光部10の発光部本体14及
びプラグ部19を省略し、発光素子11、発光用リード
12a12bの一部、ワイヤ13及び発光素子11が発
する光の光路を光透過性材料16により一体的にモール
ドした点にある。光透過性材料16の発光素子11の発
光面に対向する端面ば回転楕円面状に形成し、この端面
を鍍金又は金属蒸着等によって処理することにより凹面
状反射面15とする。一方、光透過性材料16の発光素
子11の背面側に位置する端面ば、平面状に形成し、結
合面16aとする。尚、発光素子11は凹面状反射面1
5に近い方の焦点位置に配置、し、結合面16aは他方
の焦点位置に形成する。そして、結合面16aと発光用
光ファイバ18の受光面18aとは接着剤により結合す
る。
、第1の実施例における発光部10の発光部本体14及
びプラグ部19を省略し、発光素子11、発光用リード
12a12bの一部、ワイヤ13及び発光素子11が発
する光の光路を光透過性材料16により一体的にモール
ドした点にある。光透過性材料16の発光素子11の発
光面に対向する端面ば回転楕円面状に形成し、この端面
を鍍金又は金属蒸着等によって処理することにより凹面
状反射面15とする。一方、光透過性材料16の発光素
子11の背面側に位置する端面ば、平面状に形成し、結
合面16aとする。尚、発光素子11は凹面状反射面1
5に近い方の焦点位置に配置、し、結合面16aは他方
の焦点位置に形成する。そして、結合面16aと発光用
光ファイバ18の受光面18aとは接着剤により結合す
る。
その他の構成は前記第1の実施例と同様である。
上記第2の実施例によれば、発光部lOは発光素子11
やリード12a−12b等が一体的に光透過性材料16
でモールドされ、光透過性材料16の端面に凹面状反射
面15及び結合面16aが形成されているので、発光部
10の構造が簡略化される。したがって、光ファイバ式
透過型フォトセンサの製造が容易になり、しかも量産性
の向上を図ることができる。
やリード12a−12b等が一体的に光透過性材料16
でモールドされ、光透過性材料16の端面に凹面状反射
面15及び結合面16aが形成されているので、発光部
10の構造が簡略化される。したがって、光ファイバ式
透過型フォトセンサの製造が容易になり、しかも量産性
の向上を図ることができる。
また、上記第2の実施例によれば、発光部lOは結合面
16aが光透過性材料16によって形成され、且つ結合
面16aが光の集光する面であるので、発光部lOの結
合面16aと発光用光ファイバ18の受光面18aとを
接着剤で結合することにより、光学系の位置合わせを容
易且つ確実に行うことができる。その他の効果は第1の
実施例と同様である。
16aが光透過性材料16によって形成され、且つ結合
面16aが光の集光する面であるので、発光部lOの結
合面16aと発光用光ファイバ18の受光面18aとを
接着剤で結合することにより、光学系の位置合わせを容
易且つ確実に行うことができる。その他の効果は第1の
実施例と同様である。
尚、上記第2の実施例においては、光透過性材料16と
発光用光ファイバ18を別々に設けて結合した場合につ
いて説明したが、発光用光ファイバ18の一部又は全部
は発光素子11等を光透過性材料16でモールドする際
に、一体的に形成してもよい。
発光用光ファイバ18を別々に設けて結合した場合につ
いて説明したが、発光用光ファイバ18の一部又は全部
は発光素子11等を光透過性材料16でモールドする際
に、一体的に形成してもよい。
また、上記第2の実施例においては、結合面16aと発
光用光ファイバ18の受光面18aとを接着剤で結合し
た場合について説明したが、これは受光部20のように
差込式にしてもよい、この際、接合面に空気層が介在し
ないように結合剤を用いてもよい。
光用光ファイバ18の受光面18aとを接着剤で結合し
た場合について説明したが、これは受光部20のように
差込式にしてもよい、この際、接合面に空気層が介在し
ないように結合剤を用いてもよい。
ところで、上記第1又は第2の実施例においては、受光
部20は従来の光ファイバ式透過型フォトセンサと同様
に球レンズを使用して形成した場合について説明したが
、受光部20は球レンズを省略したものでもよく、また
受光素子21を光透過性材料でモールドし、受光素子2
1の受光面側にレンズを一体的に形成してもよい、更に
、受光部20は本実施例の発光部10と同様に回転楕円
面状に形成した凹面状反射面を設けたものであってもよ
い。加えて、受光部20にはアンプを組み込み、アンプ
を通して電気信号を出力するものでもよい。
部20は従来の光ファイバ式透過型フォトセンサと同様
に球レンズを使用して形成した場合について説明したが
、受光部20は球レンズを省略したものでもよく、また
受光素子21を光透過性材料でモールドし、受光素子2
1の受光面側にレンズを一体的に形成してもよい、更に
、受光部20は本実施例の発光部10と同様に回転楕円
面状に形成した凹面状反射面を設けたものであってもよ
い。加えて、受光部20にはアンプを組み込み、アンプ
を通して電気信号を出力するものでもよい。
また、上記第1又は第2の実施例においては、発光素子
及び受光素子を各々1個使用した場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば
発光波長の異なる複数組の発光素子及び受光素子を使用
したものであってもよい。
及び受光素子を各々1個使用した場合について説明した
が、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば
発光波長の異なる複数組の発光素子及び受光素子を使用
したものであってもよい。
更に、上記第1又は第2の実施例においては、発光用光
ファイバ18の放射面18b及び受光用光ファイバ28
の受光面28aを平面状に形成した場合について説明し
たが、放射面18b又は受光面28aはレンズ等の光学
系を備えたものであってもよい、これにより、放射面1
8bから放射された光を収束光や平行光とし、受光面2
8aに効率よく放射することができる。
ファイバ18の放射面18b及び受光用光ファイバ28
の受光面28aを平面状に形成した場合について説明し
たが、放射面18b又は受光面28aはレンズ等の光学
系を備えたものであってもよい、これにより、放射面1
8bから放射された光を収束光や平行光とし、受光面2
8aに効率よく放射することができる。
以上説明したように本発明によれば、回転楕円面状に形
成した凹面状反射面を発光部に設けることにより、発光
素子が発する光を効率よく発光用光ファイバに伝達する
ことができるので、発光素子が発する光の伝達効率の向
上を図ることができ、しかも発光部には球レンズを使用
していないので、構造が簡易で、且つ製造が容易な光フ
ァイバ式透過型フォトセンサを提供することができる。
成した凹面状反射面を発光部に設けることにより、発光
素子が発する光を効率よく発光用光ファイバに伝達する
ことができるので、発光素子が発する光の伝達効率の向
上を図ることができ、しかも発光部には球レンズを使用
していないので、構造が簡易で、且つ製造が容易な光フ
ァイバ式透過型フォトセンサを提供することができる。
第1図は本発明の第1の実施例である光ファイバ式透過
型フォトセンサの概略図、第2図はその発光部の発光素
子が発する光の光路を示す図、第3図は第1の実施例の
発光部の変形例を示す図、第4図は本発明の第2の実施
例である光ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第
5図はその発光部の発光素子が発する光の光路を示す図
、第6図は従来の光ファイバ式透過型フォトセンサの概
略図、第7図はその発光部の発光素子が発する光の光路
図である。 10・・・発光部、11・・・発光素子、12a・12
b・・・発光用リード、 13・・・ワイヤ、14・・・発光部本体、14a・・
・反射部、14b・・・ レセプタ部、15・・・凹面
状反射面、16・・・光透過性材料、16a・・・結合
面、18・・・発光用光ファイバ、18a・・・受光面
、18b・・・放射面、19・・・プラグ部、20・・
・受光部、21・・・受光素子、 22a・22b・・・受光用リード、 23a・23b・・・ワイヤ、24・・・ステム、24
a・・・導電部、25・・・球レンズ、26・・・支持
部、27・・・レセプタ部、2日・・・受光用光ファイ
バ、28a・・・受光面、28b・・・放射面、29・
・・プラグ部、30・・・被検出物。 出願人 岩 崎 電 気 株式会社 代理人 弁理士 半 1)昌 男 第2図 第5図
型フォトセンサの概略図、第2図はその発光部の発光素
子が発する光の光路を示す図、第3図は第1の実施例の
発光部の変形例を示す図、第4図は本発明の第2の実施
例である光ファイバ式透過型フォトセンサの概略図、第
5図はその発光部の発光素子が発する光の光路を示す図
、第6図は従来の光ファイバ式透過型フォトセンサの概
略図、第7図はその発光部の発光素子が発する光の光路
図である。 10・・・発光部、11・・・発光素子、12a・12
b・・・発光用リード、 13・・・ワイヤ、14・・・発光部本体、14a・・
・反射部、14b・・・ レセプタ部、15・・・凹面
状反射面、16・・・光透過性材料、16a・・・結合
面、18・・・発光用光ファイバ、18a・・・受光面
、18b・・・放射面、19・・・プラグ部、20・・
・受光部、21・・・受光素子、 22a・22b・・・受光用リード、 23a・23b・・・ワイヤ、24・・・ステム、24
a・・・導電部、25・・・球レンズ、26・・・支持
部、27・・・レセプタ部、2日・・・受光用光ファイ
バ、28a・・・受光面、28b・・・放射面、29・
・・プラグ部、30・・・被検出物。 出願人 岩 崎 電 気 株式会社 代理人 弁理士 半 1)昌 男 第2図 第5図
Claims (3)
- (1)発光素子と該発光素子に電力を供給する発光用リ
ード部と前記発光素子が発した光を受けて導出する発光
用光ファイバとを含む発光部と、該発光用光ファイバが
放射した光を受けて導入する受光用光ファイバと該受光
用光ファイバが導入した光を受けて光電変換する受光素
子と該受光素子から電気信号を取り出す受光用リード部
とを含む受光部とを有し、前記発光用光ファイバと前記
受光用ファイバとの間の光路上に位置する被検出物を受
光素子の受光量の変化により検出する光ファイバ式透過
型フォトセンサにおいて、前記発光部の前記発光素子の
発光面側に前記発光素子と対向して凹面状反射面を設け
、且つ該凹面状反射面は、前記発光用光ファイバの受光
面への入射角が前記発光用光ファイバの最大入射角範囲
内の角度になるように前記発光素子が発した光を反射し
集光するものであることを特徴とする光ファイバ式透過
型フォトセンサ。 - (2)前記凹面状反射面は回転楕円面状に形成され、該
凹面状反射面の一方の略焦点位置に前記発光素子を配置
して該凹面状反射面の他方の略焦点位置に前記発光用光
ファイバの受光面を配置した請求項1記載の光ファイバ
式透過型フォトセンサ。 - (3)前記発光部における前記発光用光ファイバの受光
面と前記凹面状反射面との空間に光透過性材料を充填し
た請求項1又は2記載の光ファイバ式透過型フォトセン
サ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63296726A JPH02141691A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 光ファイバ式透過型フォトセンサ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63296726A JPH02141691A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 光ファイバ式透過型フォトセンサ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02141691A true JPH02141691A (ja) | 1990-05-31 |
Family
ID=17837300
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63296726A Pending JPH02141691A (ja) | 1988-11-24 | 1988-11-24 | 光ファイバ式透過型フォトセンサ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02141691A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013545976A (ja) * | 2010-10-25 | 2013-12-26 | 株式会社ニコン | 装置、光学アセンブリ、物体を検査又は測定する方法、及び構造体を製造する方法 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5831311A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 透過形光結合装置 |
JPS62222211A (ja) * | 1986-03-24 | 1987-09-30 | Mitsubishi Electric Corp | 発光モジユ−ル |
-
1988
- 1988-11-24 JP JP63296726A patent/JPH02141691A/ja active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5831311A (ja) * | 1981-08-19 | 1983-02-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 透過形光結合装置 |
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US9625368B2 (en) | 2010-10-25 | 2017-04-18 | Nikon Corporation | Apparatus, optical assembly, method for inspection or measurement of an object and method for manufacturing a structure |
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