JPH05113525A - Optical coupling unit and fiber photoelectric sensor using the same - Google Patents
Optical coupling unit and fiber photoelectric sensor using the sameInfo
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- JPH05113525A JPH05113525A JP3301044A JP30104491A JPH05113525A JP H05113525 A JPH05113525 A JP H05113525A JP 3301044 A JP3301044 A JP 3301044A JP 30104491 A JP30104491 A JP 30104491A JP H05113525 A JPH05113525 A JP H05113525A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、光源と光ファイバを高
効率に結合する光結合ユニットに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical coupling unit for highly efficiently coupling a light source and an optical fiber.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来のＬＥＤと光ファイバの結合方式と
しては、図４に示すように光ファイバ１の端面をＬＥＤ
２に直接結合する直接結合方式、又はＬＥＤと光ファイ
バの間に凸レンズを用いたレンズ結合方式（図示せず）
がある。2. Description of the Related Art As a conventional method of coupling an LED and an optical fiber, as shown in FIG.
Direct coupling method for directly coupling to 2 or lens coupling method using a convex lens between the LED and the optical fiber (not shown)
There is.
【０００３】しかしながら、「光通信素子工学」（工学
図書、第１４１頁乃至第１５５頁）にも示されるよう
に、直接結合方式は、光ファイバ１の端面にＬＥＤ２を
近づけると光ファイバ１への入射光が増加するので結合
効率が上がるが、さらに近づけるとファイバの受光角を
越える成分もコア内に入るようになり、これらはクラッ
ド層へ抜け出るため、結合効率は上がらなくなる。ま
た、レンズ結合方式も、レンズの位置によりコアからク
ラッド層に抜け出る光が増加するか、又はコアに入射す
る光が減少するため、結合効率には限界があるという問
題点があった。However, as shown in "Optical Communication Device Engineering" (Engineering Book, pages 141 to 155), the direct coupling method is such that when the LED 2 is brought close to the end face of the optical fiber 1, the optical fiber 1 is connected to the optical fiber 1. Since the incident light increases, the coupling efficiency increases. However, if the distance is further approached, components exceeding the acceptance angle of the fiber will also enter the core and these will escape to the cladding layer, so that the coupling efficiency will not increase. The lens coupling method also has a problem in that the coupling efficiency is limited because the amount of light that escapes from the core to the cladding layer increases or the amount of light that enters the core decreases depending on the position of the lens.
【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点を解決し、光源と光ファイバの結合効率を改善す
るために、光源からの発散光を一点に収束するための反
射ユニット及び、該反射ユニットからの出射光を集光
し、光ファイバに効率良く入射するレンズから成る光結
合ユニットを提供することを目的とする。The present invention solves the above problems of the prior art and improves the coupling efficiency between the light source and the optical fiber, and in order to improve the coupling efficiency between the light source and the optical fiber, a reflection unit for converging the divergent light from the light source to one point, and It is an object of the present invention to provide an optical coupling unit including a lens that collects light emitted from the reflection unit and efficiently enters the optical fiber.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光結合ユニットにおいては、内面に金又は、
アルミニウム等を蒸着した反射ユニットを有し、該反射
ユニットの一端に設けられたＬＥＤ取り付け穴に光源と
してのＬＥＤを取り付ける。該反射ユニットのＬＥＤ発
光領域近傍はＬＥＤの発散光を一方向に反射する反射領
域を構成し、該反射ユニットの他の一端は断面が反射領
域に比べて微小面積である微小領域を構成し、該微小領
域の端面に微小面積の光出射穴を有する。前記反射ユニ
ットの微小領域の先端を、外箱の一端に取り付け、該外
箱の内部にコリメートレンズを配置し、該外箱の他の一
端に光ファイバーを取り付ける。In order to achieve the above object, in the optical coupling unit of the present invention, gold or an inner surface is used.
It has a reflection unit in which aluminum or the like is vapor deposited, and an LED as a light source is attached to an LED attachment hole provided at one end of the reflection unit. In the vicinity of the LED light emitting area of the reflection unit, a reflection area that reflects the divergent light of the LED in one direction is formed, and at the other end of the reflection unit, a minute area whose cross section is a minute area compared to the reflection area is formed. The end face of the minute region has a light emitting hole having a minute area. The tip of the minute area of the reflection unit is attached to one end of the outer box, a collimator lens is arranged inside the outer box, and an optical fiber is attached to the other end of the outer box.
【０００６】上記反射ユニットは、樹脂成型により一体
成型されたユニット上部及びユニット下部の反射面に金
又は、アルミニウム等を蒸着し、ユニット上部及びユニ
ット下部を組み合わせたものでも良い。The reflection unit may be a combination of the unit upper part and the unit lower part, which are obtained by vapor-depositing gold or aluminum on the reflecting surfaces of the unit upper part and the unit lower part which are integrally molded by resin molding.
【０００７】さらに、ユニット上部及びユニット下部
に、それぞれコリメートレンズ取付け溝、ＬＥＤ取付け
穴及び、光ファイバー取付け穴を設けるとより効果的で
ある。Furthermore, it is more effective to provide a collimating lens mounting groove, an LED mounting hole, and an optical fiber mounting hole in the upper part and the lower part of the unit, respectively.
【０００８】上記構成の光結合ユニットは、ファイバ光
電センサに用いることができる。The optical coupling unit having the above structure can be used in a fiber photoelectric sensor.
【０００９】[0009]
【作用】上記のように構成されたＬＥＤと光ファイバの
光結合ユニットは、ＬＥＤからの発散光を反射ユニット
の反射領域により一方向に反射し、反射ユニット端部の
微小領域において反射光をさらに収束する。したがっ
て、前記微小領域先端の光出射穴においては等価的点光
源が得られ、さらに該等価的点光源からの光は、コリメ
ートレンズによりコリメートされ、光ファイバに効率良
く入射される。In the optical coupling unit of the LED and the optical fiber configured as described above, the divergent light from the LED is reflected in one direction by the reflection area of the reflection unit, and the reflected light is further reflected in the minute area at the end of the reflection unit. Converge. Therefore, an equivalent point light source is obtained in the light emitting hole at the tip of the minute area, and the light from the equivalent point light source is collimated by the collimator lens and efficiently enters the optical fiber.
【００１０】また、上記のように樹脂成型により一体成
型され、コリメートレンズ取付け溝、ＬＥＤ取付け穴、
及びファイバー取付け穴を有するユニット上部及びユニ
ット下部を組み合わせれば、結合ユニットを簡単に製造
し、組み立てることができる。Further, as described above, it is integrally molded by resin molding and has a collimating lens mounting groove, an LED mounting hole,
By combining the upper part of the unit and the lower part of the unit having the fiber mounting holes, the coupling unit can be easily manufactured and assembled.
【００１１】この光結合ユニットをファイバ光電センサ
に用いると、効率的に光を光ファイバに入射させること
ができる。When this optical coupling unit is used in a fiber photoelectric sensor, light can be efficiently incident on the optical fiber.
【００１２】[0012]
【実施例】実施例について図面を参照して説明すると、
図１において、ＬＥＤ１０からランバート分布で出射さ
れる出射光１１は、反射表面に金またはアルミニウム等
を蒸着した反射ユニット１３の反射領域１２により反射
され、該反射ユニット１３の微小（小径）領域１４で収
束し、断面が微小な面積の光出射穴１５から出射され
る。等価的点光源となる光出射穴１５から出射された光
は、外箱３０に取り付けられたコリメートレンズ１６に
よりコリメートされ、拡がりのないコリメート光となっ
て効率良く光ファイバ１７に入射させることができる。EXAMPLES Examples will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the emitted light 11 emitted from the LED 10 in a Lambertian distribution is reflected by the reflection area 12 of the reflection unit 13 in which gold, aluminum or the like is vapor-deposited on the reflection surface, and in the minute (small diameter) area 14 of the reflection unit 13. The light is converged and emitted from the light emitting hole 15 whose cross section has a minute area. The light emitted from the light emitting hole 15 that serves as an equivalent point light source is collimated by the collimating lens 16 attached to the outer box 30, and becomes collimated light that does not spread and can efficiently enter the optical fiber 17. .
【００１３】図２および図３に示される実施例では、樹
脂成型で製作されたユニット上部２０及びユニット下部
２１並びにコリメートレンズ２６より成る高効率結合ユ
ニット２２においては、図１に示す実施例の反射ユニッ
トに相当する内面に金またはアルミニウム等を蒸着した
反射領域２３を有し、該反射領域２３の端部のＬＥＤ取
り付け穴２８にＬＥＤ２４を取り付ける。ユニット上部
２０及びユニット下部２１の中央部のコリメートレンズ
取り付け溝２５にコリメートレンズ２６を嵌め込み、光
ファイバ取り付け穴２７に光ファイバ２８を取り付け
る。この実施例においても、図１の実施例と同様に、Ｌ
ＥＤ２４より出射された光を効率的に光ファイバ２８に
入射させることができる。In the embodiment shown in FIGS. 2 and 3, in the high efficiency coupling unit 22 including the unit upper part 20 and the unit lower part 21 and the collimating lens 26 which are manufactured by resin molding, the reflection of the embodiment shown in FIG. There is a reflection area 23 formed by vapor-depositing gold or aluminum on the inner surface corresponding to the unit, and the LED 24 is attached to the LED attachment hole 28 at the end of the reflection area 23. The collimator lens 26 is fitted into the collimator lens mounting groove 25 at the center of the unit upper part 20 and the unit lower part 21, and the optical fiber 28 is mounted in the optical fiber mounting hole 27. Also in this embodiment, as in the embodiment of FIG.
The light emitted from the ED 24 can be efficiently incident on the optical fiber 28.
【００１４】尚、本発明は、ＬＥＤ以外の発光素子を光
源とする場合にも適用が可能である。The present invention can also be applied to the case where a light emitting element other than the LED is used as the light source.
【００１５】上記構成の光結合ユニットは、ファイバ光
電センサに用いることができる。The optical coupling unit having the above structure can be used in a fiber photoelectric sensor.
【００１６】[0016]
【発明の効果】本発明は、以上説明したように、微小面
積の光出射穴を有する反射ユニットを介して光源からの
光を光ファイバに入射させるようにしたので、この結合
ユニットをファイバ光電センサに用いた場合、ファイバ
光電センサの光源から発散された出射光を効率良く光フ
ァイバに入射させることができ、これによりファイバ出
射端からの出射光量が増加する。したがって、ファイバ
光電センサの物体検出距離が伸び、また、物体検出距離
を従来技術と同一にする場合は、検出光量を増幅するア
ンプ部においてゲインの余裕が生じ、耐ノイズ性、温度
特性などの向上が図れるという効果を奏する。As described above, according to the present invention, the light from the light source is made incident on the optical fiber through the reflection unit having the light emitting hole having a minute area. When used for, the emitted light diverged from the light source of the fiber photoelectric sensor can be efficiently incident on the optical fiber, which increases the amount of emitted light from the fiber emission end. Therefore, when the object detection distance of the fiber photoelectric sensor is extended, and when the object detection distance is the same as that of the conventional technology, there is a gain margin in the amplifier unit that amplifies the detected light amount, and noise resistance and temperature characteristics are improved. The effect is achieved.
【図１】本発明の光結合ユニットの一実施例の構成を示
す縦断面図である。FIG. 1 is a vertical sectional view showing the configuration of an embodiment of an optical coupling unit of the present invention.
【図２】本発明の光結合ユニットの他の実施例の構成を
示す縦断面図である。FIG. 2 is a vertical sectional view showing the configuration of another embodiment of the optical coupling unit of the present invention.
【図３】図２のユニット下部の構成を示す斜視図であ
る。FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a lower portion of the unit shown in FIG.
【図４】従来技術によるＬＥＤと光ファイバの結合方法
を示す縦断面図である。FIG. 4 is a vertical cross-sectional view showing a method of coupling an LED and an optical fiber according to a conventional technique.
１，１７，２８ 光ファイバ ２，１０，２４ ＬＥＤ １１ 出射光 １２，２３ 反射領域 １３ 反射ユニット １４ 微小領域 １５ 光出射穴 １６，２６ コリメートレンズ ２０ ユニット上部 ２１ ユニット下部 ２２ 高効率結合ユニット ２５ コリメートレンズ取り付け溝 ２７ 光ファイバ取り付け穴 ２９ ＬＥＤ取り付け穴 ３０ 外箱 1,17,28 Optical fiber 2,10,24 LED 11 Emitted light 12,23 Reflection area 13 Reflection unit 14 Micro area 15 Light emission hole 16,26 Collimating lens 20 Upper unit 21 Lower unit 22 High efficiency coupling unit 25 Collimating lens Mounting groove 27 Optical fiber mounting hole 29 LED mounting hole 30 Outer box
Claims (2)
て、一端にＬＥＤ取り付け穴を有し、他の一端に微小領
域を有し、前記微小領域の端面に微小面積の光出射穴を
有する反射ユニット、及び前記光出射穴からの出射光を
集光するレンズを有することを特徴とする光結合ユニッ
ト。1. A reflection unit having an LED mounting hole at one end and a minute region at the other end at a coupling portion of a light source and an optical fiber, and a light emitting hole having a minute area at an end face of the minute region. And an optical coupling unit having a lens for condensing light emitted from the light emitting hole.
端に微小領域を有し、前記微小領域の端面に微小面積の
光出射穴を有する反射ユニット、及び前記光出射穴から
の出射光を集光するレンズを有する光結合ユニットを備
えることを特徴とするファイバ光電センサ。2. A reflection unit having an LED mounting hole at one end, a minute region at the other end, and a light emitting hole having a minute area on an end face of the minute region, and light emitted from the light emitting hole. A fiber photoelectric sensor comprising an optical coupling unit having a lens for condensing light.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301044A JPH05113525A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Optical coupling unit and fiber photoelectric sensor using the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301044A JPH05113525A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Optical coupling unit and fiber photoelectric sensor using the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113525A true JPH05113525A (en) | 1993-05-07 |
Family
ID=17892187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301044A Withdrawn JPH05113525A (en) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | Optical coupling unit and fiber photoelectric sensor using the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113525A (en) |
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1991
- 1991-10-21 JP JP3301044A patent/JPH05113525A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |