JPH06201996A - 広角集光レンズ - Google Patents
広角集光レンズInfo
- Publication number
- JPH06201996A JPH06201996A JP34848292A JP34848292A JPH06201996A JP H06201996 A JPH06201996 A JP H06201996A JP 34848292 A JP34848292 A JP 34848292A JP 34848292 A JP34848292 A JP 34848292A JP H06201996 A JPH06201996 A JP H06201996A
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- Japan
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- lens
- total reflection
- reflection surface
- wide
- light
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
- Lenses (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンズ側方からの外来光も効率的に集光する
ことができる広角集光レンズを提供することである。 【構成】 レンズの前部に広角レンズ部12と凹部14
を形成する。凹部14のレンズ側界面に第1全反射面1
6を形成し、この全反射面16で広角レンズ部12の主
として横方向からの第1外来光L2を広角レンズ部12
の光軸C方向に全反射する。レンズの後部のレンズ側界
面に第2全反射面20を形成する。広角レンズ部12の
斜め方向から侵入し第1全反射面16の端部から第2全
反射面20にかけての領域を通る第2外来光L5を、第
2全反射面20で第1全反射面16に向けて全反射し、
かつ第1全反射面16で光軸C方向に再度全反射させ
る。
ことができる広角集光レンズを提供することである。 【構成】 レンズの前部に広角レンズ部12と凹部14
を形成する。凹部14のレンズ側界面に第1全反射面1
6を形成し、この全反射面16で広角レンズ部12の主
として横方向からの第1外来光L2を広角レンズ部12
の光軸C方向に全反射する。レンズの後部のレンズ側界
面に第2全反射面20を形成する。広角レンズ部12の
斜め方向から侵入し第1全反射面16の端部から第2全
反射面20にかけての領域を通る第2外来光L5を、第
2全反射面20で第1全反射面16に向けて全反射し、
かつ第1全反射面16で光軸C方向に再度全反射させ
る。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は広角集光レンズに関し、
特に防犯用等の熱光センサーや温度センサー、あるいは
太陽電池への集光用レンズとして、光熱エネルギーを効
率よく集光するに好適な広角集光レンズである。
特に防犯用等の熱光センサーや温度センサー、あるいは
太陽電池への集光用レンズとして、光熱エネルギーを効
率よく集光するに好適な広角集光レンズである。
【0002】
【従来の技術】防犯用の熱光センサーなど、広角指向特
性が要求される光学センサーのレンズには、例えば、図
4のような広角レンズ5が使用される。この広角レンズ
5の裏面中央部近傍に受光素子6が配置されて、防犯用
等の熱光センサーが構成される。
性が要求される光学センサーのレンズには、例えば、図
4のような広角レンズ5が使用される。この広角レンズ
5の裏面中央部近傍に受光素子6が配置されて、防犯用
等の熱光センサーが構成される。
【0003】広角レンズ5は、その前方や側方からの外
来光(太陽光、赤外線の熱光)を裏面中央部に集光させ
て、受光素子6に入射させる。広角レンズ5の光軸に受
光素子6の受光面が直交し、広角レンズ5から受光素子
6に効率よく光が入射するようにしてある。
来光(太陽光、赤外線の熱光)を裏面中央部に集光させ
て、受光素子6に入射させる。広角レンズ5の光軸に受
光素子6の受光面が直交し、広角レンズ5から受光素子
6に効率よく光が入射するようにしてある。
【0004】受光素子6は、入射する外来光の光量に応
じた起電力を発生する焦電素子などである。受光素子6
で発生した起電力信号を演算処理することで、広角レン
ズ5に入射する外来光の有無、光量などが検知される。
じた起電力を発生する焦電素子などである。受光素子6
で発生した起電力信号を演算処理することで、広角レン
ズ5に入射する外来光の有無、光量などが検知される。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】入射光に対する受光素
子6の指向特性は、例えば図5の実線グラフaに示すよ
うな特性である。図5は、受光素子6の真正面から来る
入射角0°の外来光に対する受光素子6の相対感度を1
00%とすると、外来光の入射角θが例えば約40°に
増大すると、受光素子6の相対感度は約60%に下がる
ことを示している。
子6の指向特性は、例えば図5の実線グラフaに示すよ
うな特性である。図5は、受光素子6の真正面から来る
入射角0°の外来光に対する受光素子6の相対感度を1
00%とすると、外来光の入射角θが例えば約40°に
増大すると、受光素子6の相対感度は約60%に下がる
ことを示している。
【0006】従来の広角レンズ5は、入射角度θがごく
小さい範囲内では受光素子6にほぼ垂直に外来光が入る
から十分な相対感度が得られる。しかし、入射角度θが
図4のようにほぼ90°に近くなると、レンズの屈折作
用により多少は入射角度が減少するものの相対感度は0
%に近く、実用的に十分な相対感度を得るには遠く及ば
ず、受光素子6はほとんど起電力を発生しない。
小さい範囲内では受光素子6にほぼ垂直に外来光が入る
から十分な相対感度が得られる。しかし、入射角度θが
図4のようにほぼ90°に近くなると、レンズの屈折作
用により多少は入射角度が減少するものの相対感度は0
%に近く、実用的に十分な相対感度を得るには遠く及ば
ず、受光素子6はほとんど起電力を発生しない。
【0007】すなわち、広角レンズ5の側方からの外来
光は、広角レンズ5から受光素子6の受光面にほぼ水平
に近い角度で入射するので、その光のほとんどが受光素
子の受光面で全反射して、受光素子6に入射する光量か
激減し、受光素子6が応答しない。また、広角レンズ5
の側方からの外来光は、一般の広角レンズの
光は、広角レンズ5から受光素子6の受光面にほぼ水平
に近い角度で入射するので、その光のほとんどが受光素
子の受光面で全反射して、受光素子6に入射する光量か
激減し、受光素子6が応答しない。また、広角レンズ5
の側方からの外来光は、一般の広角レンズの
【0008】cos4θの法則によっても受光素子6に
入射する光量が減少して、受光素子6 の相対感度がほ
ぼ0%になる。
入射する光量が減少して、受光素子6 の相対感度がほ
ぼ0%になる。
【0009】したがって、広角レンズ5を使った熱光セ
ンサーにおいては、広角レンズ5の前方からの外来光に
対しては高感度で応答するが、広角レンズ5の側方から
の外来光に対してはほとんど応答せず、熱光センサーと
しての用をなさない。換言すると、熱光センサーが外来
光をキャッチして、これをセンサーとして満足できる感
度で検知できるエリアの指向角αが狭く、その拡大が難
しいのが現状である。
ンサーにおいては、広角レンズ5の前方からの外来光に
対しては高感度で応答するが、広角レンズ5の側方から
の外来光に対してはほとんど応答せず、熱光センサーと
しての用をなさない。換言すると、熱光センサーが外来
光をキャッチして、これをセンサーとして満足できる感
度で検知できるエリアの指向角αが狭く、その拡大が難
しいのが現状である。
【0010】例えば、上記広角レンズ5を防犯用熱光セ
ンサーに使用した場合、この熱光センサーが防犯センサ
ーとして満足できる感度で外来光を検知できるエリアの
指向角αは、大きくできたとしてせいぜい30°程度で
ある。そのため、レンズ前方180°のエリアを防犯セ
ンサーとして満足できる感度で検知するためには、レン
ズ前方180°エリアを複数に等分して、等分された各
エリアに1つずつ熱光センサーを配置する必要があり、
防犯設備のコスト高を招いている。
ンサーに使用した場合、この熱光センサーが防犯センサ
ーとして満足できる感度で外来光を検知できるエリアの
指向角αは、大きくできたとしてせいぜい30°程度で
ある。そのため、レンズ前方180°のエリアを防犯セ
ンサーとして満足できる感度で検知するためには、レン
ズ前方180°エリアを複数に等分して、等分された各
エリアに1つずつ熱光センサーを配置する必要があり、
防犯設備のコスト高を招いている。
【0011】本発明の目的は、レンズ側方からの外来光
も効率的に集光することができる広角集光レンズを提供
することにある。
も効率的に集光することができる広角集光レンズを提供
することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、広角レ
ンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側界面に形成
された第1全反射面であって、広角レンズ部の主として
横方向からの第1外来光を広角レンズ部の光軸方向に全
反射する第1全反射面と、
ンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側界面に形成
された第1全反射面であって、広角レンズ部の主として
横方向からの第1外来光を広角レンズ部の光軸方向に全
反射する第1全反射面と、
【0013】レンズの後部のレンズ側界面に形成された
第2全反射面であって、広角レンズ部の斜め方向から侵
入し第1全反射面の端部から第2全反射面にかけての領
域を通る第2外来光を、第2全反射面で第1全反射面に
向けて全反射し、かつ第1全反射面で広角レンズ部の光
軸方向に再度全反射する第2全反射面を具備したことで
ある。
第2全反射面であって、広角レンズ部の斜め方向から侵
入し第1全反射面の端部から第2全反射面にかけての領
域を通る第2外来光を、第2全反射面で第1全反射面に
向けて全反射し、かつ第1全反射面で広角レンズ部の光
軸方向に再度全反射する第2全反射面を具備したことで
ある。
【0014】
【作用】広角レンズ部の主として横方向からの第1外来
光は、第1全反射面により光軸方向に全反射され、また
広角レンズ部の斜め方向から侵入する光であって第1全
反射面に入射せずにレンズ後部に向かう光は、第2全反
射面により第1全反射面に向けて全反射され、該第1全
反射面により光軸方向に再度全反射される。
光は、第1全反射面により光軸方向に全反射され、また
広角レンズ部の斜め方向から侵入する光であって第1全
反射面に入射せずにレンズ後部に向かう光は、第2全反
射面により第1全反射面に向けて全反射され、該第1全
反射面により光軸方向に再度全反射される。
【0015】
【実施例】以下に本発明の実施例につき図1〜3に基づ
き説明する。図1は第1実施例に係る広角集光レンズ1
0の断面を示し、Cはレンズ10の光軸である。レンズ
10の前部には凸状の広角レンズ部12が形成され、こ
の広角レンズ部12の中央部に擂鉢(すりばち)状の凹
部14が形成されている。そして凹部14のレンズ側界
面に第1全反射面16が形成されている。
き説明する。図1は第1実施例に係る広角集光レンズ1
0の断面を示し、Cはレンズ10の光軸である。レンズ
10の前部には凸状の広角レンズ部12が形成され、こ
の広角レンズ部12の中央部に擂鉢(すりばち)状の凹
部14が形成されている。そして凹部14のレンズ側界
面に第1全反射面16が形成されている。
【0016】レンズ10の後部は緩い凸状面18とさ
れ、この凸状面18のレンズ側界面に第2全反射面20
が形成されている。なお凸状面18の中央部には前記擂
鉢状凹部14に近接した小凹部22が形成されている。
れ、この凸状面18のレンズ側界面に第2全反射面20
が形成されている。なお凸状面18の中央部には前記擂
鉢状凹部14に近接した小凹部22が形成されている。
【0017】次に前記実施例の作用について説明する。
レンズ10の真正面からの外来光L1(破線で示す。)
は、一部は広角レンズ部12を通過し、また残りは凹部
14を通過し、それぞれ凸状面18から出てレンズ10
の光軸Cを中心に集光される。一方、レンズ10の真横
からの第1外来光L2(一点鎖線で示す。)は、広角レ
ンズ部12を通過し、第1全反射面16で全反射され、
凸状面18から出てレンズ10の光軸Cを中心に集光さ
れる。
レンズ10の真正面からの外来光L1(破線で示す。)
は、一部は広角レンズ部12を通過し、また残りは凹部
14を通過し、それぞれ凸状面18から出てレンズ10
の光軸Cを中心に集光される。一方、レンズ10の真横
からの第1外来光L2(一点鎖線で示す。)は、広角レ
ンズ部12を通過し、第1全反射面16で全反射され、
凸状面18から出てレンズ10の光軸Cを中心に集光さ
れる。
【0018】次に、レンズ10の斜め前方からの外来光
L3,L4及び第2外来光L5について説明する。3つ
の外来光L3,L4,L5は、この順番で光軸Cとの角
度が次第に大きくなっている。外来光L3は広角レンズ
部12を通過した後、第1全反射面16に当たらずに、
また第2全反射面20でも全反射されずに、レンズ10
後方に出ていく。ただし集光位置は光軸Cに接近してい
るので集光性能上問題はない。
L3,L4及び第2外来光L5について説明する。3つ
の外来光L3,L4,L5は、この順番で光軸Cとの角
度が次第に大きくなっている。外来光L3は広角レンズ
部12を通過した後、第1全反射面16に当たらずに、
また第2全反射面20でも全反射されずに、レンズ10
後方に出ていく。ただし集光位置は光軸Cに接近してい
るので集光性能上問題はない。
【0019】外来光L4は、その一部が第1全反射面1
6に当たり、レンズ10から光軸C方向に出ていく。し
かし、残りの外来光L4は、第1全反射面16に当たら
ず、また第2全反射面20でも反射されずに、レンズ1
0から出ていく。このため集光位置Pは光軸Cから大分
離れてしまう。このような光がレンズ10に対する入射
角度で広いに範囲にわたり存在すると、レンズ10の集
光性能が悪くなる。本発明は、できるだけこの種の外来
光を少なくした点が特徴の一つである。
6に当たり、レンズ10から光軸C方向に出ていく。し
かし、残りの外来光L4は、第1全反射面16に当たら
ず、また第2全反射面20でも反射されずに、レンズ1
0から出ていく。このため集光位置Pは光軸Cから大分
離れてしまう。このような光がレンズ10に対する入射
角度で広いに範囲にわたり存在すると、レンズ10の集
光性能が悪くなる。本発明は、できるだけこの種の外来
光を少なくした点が特徴の一つである。
【0020】すなわち、第2外来光L5では、最初に第
1全反射面16に当たるものと、最初に第2全反射面2
0に当たるものに二分されるが、どちらの外来光も光軸
Cに接近して集光される。詳しくは、最初に第1全反射
面16に当たった光は第2全反射面20を通過してレン
ズ10後方にほぼ光軸方向に出ていく。また最初に第2
全反射面20に当たった光は全反射点Rで第1全反射面
16の方向に全反射され、第1全反射面16で再度全反
射された後、小凹部22を通過してレンズ10後方に光
軸C方向で出ていく。
1全反射面16に当たるものと、最初に第2全反射面2
0に当たるものに二分されるが、どちらの外来光も光軸
Cに接近して集光される。詳しくは、最初に第1全反射
面16に当たった光は第2全反射面20を通過してレン
ズ10後方にほぼ光軸方向に出ていく。また最初に第2
全反射面20に当たった光は全反射点Rで第1全反射面
16の方向に全反射され、第1全反射面16で再度全反
射された後、小凹部22を通過してレンズ10後方に光
軸C方向で出ていく。
【0021】従って、レンズ10の指向特性及び相対感
度は図4の従来の広角レンズ5に比べると、図5の破線
グラフbに示すように大幅に改善される。
度は図4の従来の広角レンズ5に比べると、図5の破線
グラフbに示すように大幅に改善される。
【0022】本発明は前記の如くレンズ10前部の凹部
14のレンズ側界面に形成された第1全反射面16と、
レンズ10後部のレンズ側界面に形成された第2全反射
面20を特徴とするものであるのであって、図1に示す
実施例の他、図2及び図3に示すレンズ30,40でも
同様の目的を達成可能である。
14のレンズ側界面に形成された第1全反射面16と、
レンズ10後部のレンズ側界面に形成された第2全反射
面20を特徴とするものであるのであって、図1に示す
実施例の他、図2及び図3に示すレンズ30,40でも
同様の目的を達成可能である。
【0023】
【発明の効果】本発明は前記の如く、広角レンズ部の主
として横方向からの第1外来光は、第1全反射面により
光軸方向に全反射し、また広角レンズ部の斜め方向から
侵入する光であって第1全反射面に入射せずにレンズ後
部に向かう光は、第2全反射面により第1全反射面に向
けて全反射し、該第1全反射面により光軸方向に再度全
反射するようにしたので、前方約180°の広いエリア
にわたって良好な集光特性が得られる。
として横方向からの第1外来光は、第1全反射面により
光軸方向に全反射し、また広角レンズ部の斜め方向から
侵入する光であって第1全反射面に入射せずにレンズ後
部に向かう光は、第2全反射面により第1全反射面に向
けて全反射し、該第1全反射面により光軸方向に再度全
反射するようにしたので、前方約180°の広いエリア
にわたって良好な集光特性が得られる。
【図1】 本発明の第1実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図2】 本発明の第2実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図3】 本発明の第3実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図4】 従来の熱光センサーの概略を示す側面図。
【図5】 熱光センサーの指向性と相対感度の特性図。
10,30,40 広角集光レンズ 12 広角レンズ部 14 凹部 16 第1全反射面 20 第2全反射面 L2 第1外来光 L5 第2外来光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G02B 13/14 9120−2K
Claims (1)
- 【請求項1】 レンズの前部に形成された広角レンズ部
と、 前記広角レンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側
界面に形成された第1全反射面であって、前記広角レン
ズ部の主として横方向からの第1外来光を前記広角レン
ズ部の光軸方向に全反射する前記第1全反射面と、 レンズの後部のレンズ側界面に形成された第2全反射面
であって、前記広角レンズ部の斜め方向から侵入し前記
第1全反射面の端部から前記第2全反射面にかけての領
域を通る第2外来光を、前記第2全反射面で第1全反射
面に向けて全反射し、かつ前記第1全反射面で前記広角
レンズ部の光軸方向に再度全反射する前記第2全反射面
とを有する広角集光レンズ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34848292A JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP34848292A JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06201996A true JPH06201996A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18397311
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP34848292A Pending JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH06201996A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100393772B1 (ko) * | 2001-03-10 | 2003-08-02 | 엘지전자 주식회사 | 광 기록 및 재생 시스템용 광학계 |
JP2005285948A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Sharp Corp | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
WO2006080729A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-08-03 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
WO2015151388A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34848292A patent/JPH06201996A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100393772B1 (ko) * | 2001-03-10 | 2003-08-02 | 엘지전자 주식회사 | 광 기록 및 재생 시스템용 광학계 |
JP2005285948A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Sharp Corp | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
WO2006080729A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-08-03 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
US7748873B2 (en) | 2004-10-07 | 2010-07-06 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
US7901113B2 (en) | 2004-10-07 | 2011-03-08 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
WO2015151388A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
JP2015194400A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | パナソニックIpマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
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