JPH05113525A - 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ - Google Patents
光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサInfo
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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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Landscapes
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＤと光ファイバの結合効率を改善する。
【構成】 内面に金又はアルミニウム等を蒸着し、ＬＥ
Ｄ１０の発散光を一方向に反射する反射領域１２及び、
反射光を収束する微小領域となっている光出射穴１５を
有する反射ユニット１２でＬＥＤ１０の光を集束し、光
出射穴１５からの出射光をレンズ１６で集光して光ファ
イバ１７に入射させる。
Ｄ１０の発散光を一方向に反射する反射領域１２及び、
反射光を収束する微小領域となっている光出射穴１５を
有する反射ユニット１２でＬＥＤ１０の光を集束し、光
出射穴１５からの出射光をレンズ１６で集光して光ファ
イバ１７に入射させる。
Description
【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。
効率に結合する光結合ユニットに関する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
電センサに用いることができる。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
源とする場合にも適用が可能である。
【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。
電センサに用いることができる。
【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。
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。
【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。
す縦断面図である。
【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。
示す縦断面図である。
【図３】図２のユニット下部の構成を示す斜視図であ
る。
る。
【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。
を示す縦断面図である。
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
Claims (2)
- 【請求項１】 光源及び光ファイバとの結合部におい
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。 - 【請求項２】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301044A JPH05113525A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301044A JPH05113525A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113525A true JPH05113525A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17892187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301044A Withdrawn JPH05113525A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113525A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005091035A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | High brightness illumination device with incoherent solid state light source |
| JP2007531302A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | ゴールデンアイ、インコーポレイテッド | 発光ダイオードおよび光再循環を利用して出力放射輝度を高める照明システム |
| WO2010047270A1 (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-29 | オムロン株式会社 | 投光装置およびセンサ |
| CN102841409A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-26 | 中国科学院光电研究院 | 细光束小发散角光纤耦合结构 |
| WO2015037337A1 (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-19 | ウシオ電機株式会社 | 光ファイバ装置 |
| US20150309272A1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Corning Incorporated | Optical connectors for coupling light sources to optical fibers |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3301044A patent/JPH05113525A/ja not_active Withdrawn
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7740375B2 (en) | 2004-03-16 | 2010-06-22 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | High brightness illumination device with incoherent solid state light source |
| WO2005091035A1 (en) * | 2004-03-16 | 2005-09-29 | Koninklijke Philips Electronics, N.V. | High brightness illumination device with incoherent solid state light source |
| JP2007531302A (ja) * | 2004-03-30 | 2007-11-01 | ゴールデンアイ、インコーポレイテッド | 発光ダイオードおよび光再循環を利用して出力放射輝度を高める照明システム |
| US9169979B2 (en) | 2008-10-20 | 2015-10-27 | Omron Corporation | Light projector and sensor |
| JP4582266B2 (ja) * | 2008-10-20 | 2010-11-17 | オムロン株式会社 | 投光装置およびセンサ |
| JP2010262311A (ja) * | 2008-10-20 | 2010-11-18 | Omron Corp | 投光装置およびセンサ |
| CN102187259A (zh) * | 2008-10-20 | 2011-09-14 | 欧姆龙株式会社 | 投光装置以及传感器 |
| JPWO2010047270A1 (ja) * | 2008-10-20 | 2012-03-22 | オムロン株式会社 | 投光装置およびセンサ |
| JP2013054383A (ja) * | 2008-10-20 | 2013-03-21 | Omron Corp | 投光装置およびセンサ |
| WO2010047270A1 (ja) * | 2008-10-20 | 2010-04-29 | オムロン株式会社 | 投光装置およびセンサ |
| CN104765109B (zh) * | 2008-10-20 | 2016-09-28 | 欧姆龙株式会社 | 投光装置以及传感器 |
| CN102841409A (zh) * | 2012-08-28 | 2012-12-26 | 中国科学院光电研究院 | 细光束小发散角光纤耦合结构 |
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| JP2015055714A (ja) * | 2013-09-11 | 2015-03-23 | ウシオ電機株式会社 | 光ファイバ装置 |
| US20150309272A1 (en) * | 2014-04-29 | 2015-10-29 | Corning Incorporated | Optical connectors for coupling light sources to optical fibers |
| US9733440B2 (en) * | 2014-04-29 | 2017-08-15 | Corning Incorporated | Optical connectors for coupling light sources to optical fibers |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |