JPH05281402A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の薄形化を図りつつ，効率を低下させる
ことなくレンズ体を小口径化すると共に低コスト化を図
る。 【構成】 レンズ体１５を、光軸Ｋの中心部に設けた屈
折レンズ部１６と、反射体部１７，１８から構成する。
これらの焦点位置ＯはＬＥＤ１４が配置される位置に一
致させる。ＬＥＤ１４から屈折レンズ部１６に入射する
光は、屈折レンズ１６により屈折されて平行光線に変換
される。反射体部１７，１８に入射する光は、放物面状
をなす反射面１７ａ，１８ａで全反射されて平行光線に
変換される。ＬＥＤ１４の光を効率良く平行光線に変換
できるので、小口径化が図れ、検出距離を長くできる。
金属蒸着工程が不要であるから低コスト化が図れる。２
つの反射体部１７，１８に分割するので薄形化が図れ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基準点からの光を集束
して放出する光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、エリアセンサ等の多光軸光電ス
イッチにおいては、各光軸に対応して投光素子および受
光素子が設けられており、その投光素子から発散される
光は前方に配設されたレンズにより平行光線に変換され
て検出エリアに向けて投光され、検出エリアを通った平
行光線は受光素子の前方に配設された同様のレンズによ
り集束された光として受光面に入射するように構成され
ている。

【０００３】この場合、このようなレンズとしては例え
ば凸状の屈折レンズが一般的であるが、ＬＥＤ（発光ダ
イオード）等の点光源の光を平行光線に変換するために
は点光源を屈折レンズの焦点に配置する必要がある。し
かしながら、このように配置するために、点光源と屈折
レンズとの間を焦点距離だけ離間させなければならない
ので、厚さ寸法が大きくなるので全体として装置が大形
化してしまう不具合があった。

【０００４】そこで、従来では、このような不具合を解
消するために、例えば、実公平１−１２７４１号公報に
示すようなものが考えられている。このものは、図１１
にも示しているように、凸レンズ１の一端面側の中央部
に凸面状で金属蒸着膜が被着された第１の反射面２を形
成し、反対側の面の中央部に凹部３を形成してＬＥＤを
焦点位置Ｏに配設すると共に、その外周部に凹面状で金
属蒸着膜が被着された第２の反射面４を形成している。

【０００５】そして、ＬＥＤからの光を凸レンズ１内部
を通って第１の反射面２で発散するように反射させ、そ
の反射光を第２の反射面４で再び反射させて前方に向け
て平行光線として出力するものである。つまり、ＬＥＤ
からの光を第１および第２の反射面２，４で２段に反射
させて平行光線にすることにより、ＬＥＤと凸レンズ１
との間の距離を短くして薄形化を図ったものである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
多光軸光電スイッチにおいては、光軸のピッチを短くし
て検出精度を向上させることが要望されている。例えば
光軸ピッチを従来の４０ｍｍ間隔から半分の２０ｍｍ間
隔にして光軸の数を２倍にすることにより、検出精度を
向上させるものである。

【０００７】この場合、前述したように１光軸当たりに
２個の凸レンズ１を用いているので、例えば２４光軸の
従来品では４８個の凸レンズ１を用いるのに対して、光
軸の数を２倍の４８光軸にすると、合計９６個のレンズ
を用いる構成となる。

【０００８】しかしながら、従来構成における凸レンズ
１は、製作コストのうち、２つの反射面２，４を形成す
るために行なう金属蒸着工程で略半分のコストがかかっ
てしまうため、全体として非常に高価なものになってし
まう問題がある。

【０００９】また、このように光軸ピッチを短くする構
成とするために、凸レンズの口径を小さくする必要があ
るが、従来のものでは、口径を小さくすると検出エリア
への光の放出量がその分だけ低下するため、検出距離が
短くなってしまう不具合がある。

【００１０】この場合、図１２に示すように、通常の凸
レンズＬにおいては、焦点Ｆの位置にＬＥＤ等の点光源
を配置するので、ＬＥＤから放射される光のうちレンズ
に入射する光は光軸Ｋを基準として角度θａの範囲の光
である。従って、放射角度がθａ以上の角度θの光は無
駄となってしまう。この角度θａの値は、図１３のよう
な断面形状を示すレンズＬａを用いた場合でも最大４２
°までしかとることができないため、平行光線として放
出する効率が悪くなる不具合がある。

【００１１】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は、金属蒸着工程を不要として低コスト化
が図れる構成でありながら、光源が配置される基準点と
の間隔を小さくして薄形化を図り得、しかも小口径でも
高効率で光の伝達を行うことができるようにした光学装
置を提供するにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、基
準点からの光に対して光軸を基準とした所定角度範囲内
の光成分を屈折により集束する屈折レンズ部と、前記基
準点からの光のうち前記所定角度範囲外の光成分を内部
に導いて放物面状をなす反射面で全反射させることによ
り集束する反射体部とを設けて構成したところに特徴を
有する。

【００１３】また、反射体部を、基準点からの光に対し
て光軸を基準とした所定角度範囲外の光成分を複数の角
度範囲に分割してそのそれぞれを集束するように複数の
反射面が一体に形成された構成とすることができる。

【００１４】

【作用】請求項１記載の光学装置によれば、基準点に点
光源を配置する場合には、その点光源からの光のうち、
光軸を基準とした所定角度範囲内の光成分は屈折レンズ
部を介して集束されて放出され、所定角度範囲外の光成
分は反射体部の放物面状の反射面での全反射により集束
されて放出されるので、光源からの光を平行光線或は拡
散する光に変換することができる。

【００１５】この場合、基準点の点光源からの光が広い
範囲の角度に放出される場合でも、屈折レンズ部の外側
の光に対して反射体部により集束しているので、変換効
率を向上させることができ、これにより小口径化が図れ
ると共に検出距離を長くすることができる。また、反射
体部においては入射する光に対して反射面により全反射
させる構成であるから、金属蒸着等の加工が不要とな
る。

【００１６】請求項２記載の光学装置によれば、反射体
部に入射する光を複数の角度範囲に分割してそれぞれに
対応した反射面で集束して放出する。これにより、反射
面の厚さ方向の寸法をひとつの反射面で構成する場合に
比べて小さくすることができるので、全体としてさらに
薄形化が図れる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明をエリアセンサに適用した場合
の第１の実施例について図１ないし図８を参照して説明
する。

【００１８】図３はエリアセンサ１１の概略構成を示す
もので、投光器１２および受光器１３からなるもので、
例えば検出エリアＥ内に４８光軸（図中１，２・・で示
す）を設けるようにしている。投光器１２には各光軸に
対応して投光素子としてのＬＥＤ（発光ダイオード）１
４が設けられており（図１参照）、受光器１３には同様
にして図示しない受光素子が設けられている。

【００１９】そして、各ＬＥＤ１４および受光素子の前
面部には図１および図２に示すようなレンズ体１５が設
けられている。このレンズ体１５は、例えばアクリル樹
脂等を成形することにより一体に形成したもので、次の
ような構成となっている。

【００２０】即ち、図１に断面で示すように、光軸Ｋを
中心とする所定半径内に双曲面１６ａを有する屈折レン
ズ部１６が形成されている。そして屈折レンズ部１６の
外周部には、放物面状の反射面１７ａを有する第１の反
射体部１７と、その外周側に放物面状の反射面１８ｂを
有する第２の反射体部１８が形成されている。

【００２１】また。屈折レンズ部１６の焦点と、第１の
反射体部１７および第２の反射体部１８の各反射面１７
ａ，１８ａの焦点は一致するように設定されており、そ
の焦点位置Ｏは、基準点とされるもので、ＬＥＤ１４あ
るいは受光素子の受光面が配置されるようになってい
る。

【００２２】尚、各反射体部１７，１８の内側の面部１
７ｂ，１８ｂは焦点位置Ｏを中心とした球面の一部とな
るように形成されており、焦点位置Ｏからの光に対して
屈折しないで直進するようになっている。

【００２３】そして、第２の反射体部１８は、図２にも
示すように、両側部が平行にカットされた形状に形成さ
れている。これは、投光器１２あるいは受光器１３のケ
ースの形状に応じてコンパクトな組み込みを可能とする
ためのものである。

【００２４】次に、上記構成の作用について説明する
に、まず、図４を参照して原理的な説明をする。即ち、
図４は屈折レンズ部１６とひとつの反射体部１９を設け
た構成のレンズ体２０の断面を示したものである。

【００２５】尚、本実施例におけるレンズ体１５の形状
の設計およびその具体的な効果については、実施例の説
明の最後にまとめて説明している。

【００２６】図４において、焦点位置Ｏに配置されたＬ
ＥＤ１４からの光のうち、例えば光軸Ｋに沿った光路ａ
を通る光は屈折レンズ部１６を直進してそのまま検出エ
リアＥ側に放出される。また、光路ｂを通る光は屈折レ
ンズ部１６に入射すると屈折されることにより光軸Ｋに
平行な光線として検出エリアＥ側に放出される。

【００２７】次に、光路ｃを通る光は、屈折しないで面
部１９ｂから反射体部１９内に直進するように入射し、
反射面１９ａで全反射されることにより光軸Ｋと平行な
光線として検出エリアＥ側に放出される。そして、光路
ｄを通る光も同様にして反射体部１９に入射して反射面
１９ａで全反射して光軸Ｋに平行な光線として検出エリ
アＥ側に放出される。

【００２８】これにより、焦点位置ＯからのＬＥＤ１４
の光は、光軸Ｋに対して９０°近い範囲の角度の光まで
平行光線として検出エリアＥ側に放出されることにな
り、ＬＥＤ１４が発散する光を効率良く利用することが
できる。また、焦点位置Ｏに受光素子を配置する場合に
は、検出エリアＥ側からの平行光線を効率良く集光して
その受光面に入射させることができる。

【００２９】さて、上述したように、光路ｃ，ｄのよう
な屈折レンズ部１６の外側に入射する光に対して、ひと
つの反射体部１９でカバーする構成の場合には、反射面
１９ａの受光領域を大きくする関係で、レンズ体２０の
厚さ寸法Ｄ１が比較的大きくなる。

【００３０】そこで、本実施例におけるレンズ体１５
は、上述の構成を改善したもので、反射体部１９に代え
て、２つの反射体部１７，１８を設ける構成としている
ものである。

【００３１】即ち、図５において、焦点位置Ｏに配置さ
れたＬＥＤ１４からの光のうち、例えば、光軸Ｋに沿っ
た光路ａを通る光や光路ｂを通る光は、上述同様に屈折
レンズ部１６を介して光軸Ｋに平行な光線として検出エ
リアＥ側に放出される。

【００３２】次に、光路ｃを通る光は、屈折しないで面
部１７ｂから反射体部１７内に直進するように入射し、
反射面１７ａで全反射されることにより光軸Ｋと平行な
光線として検出エリアＥ側に放出される。そして、光路
ｄを通る光は、面部１８ｂに屈折しないで反射体部１８
内に直進するように入射し、反射面１８ａで全反射して
光軸Ｋに平行な光線として検出エリアＥ側に放出され
る。

【００３３】これにより、焦点位置ＯからのＬＥＤ１４
の光は、光軸Ｋに対して９０°近い範囲の角度の光まで
平行光線として検出エリアＥ側に放出されることにな
り、ＬＥＤ１４が発散する光を効率良く利用することが
でき、また焦点位置Ｏに受光素子を配置した場合にはそ
の受光面に効率良く集光することができる。

【００３４】そして、この場合には、焦点位置Ｏからの
ＬＥＤ１４の光で、光軸Ｋに対する放射角度が屈折レン
ズ部１６への入射角度を超える光成分のうち放射角度が
小さい範囲の光成分を内側に配置している反射体部１７
により平行光線に変換するので、レンズ体１５の厚さ寸
法Ｄ２を小さくすることができるのである。

【００３５】このような本実施例によれば、次のような
効果が得られる。即ち、第１に、レンズ体１５を屈折レ
ンズ部１６および反射体部１７，１８により構成して、
焦点位置からの光に対して、屈折レンズ部１６に入射す
る光成分を屈折により平行光線として放出し、光軸Ｋに
対する放射角度が大きい光成分を反射体部１７，１８に
より平行光線に変換するようにしたので、光軸Ｋに対す
る角度が略９０°に渡る広い範囲の光を利用することが
できるようになり、小口径のレンズ体１５を構成する場
合でも集光効率を向上させると共に検出距離をより長く
することができる。

【００３６】第２に、反射体部１７，１８に入射する光
成分を、それぞれの反射面１７ａ，１８ａにおいて全反
射させるようにしたので、レンズ体１５の製作において
金属蒸着工程を不要とすることができ、従って、レンズ
体１５を簡単且つ安価に製作できる。

【００３７】第３に、２つの反射体部１７，１８を設け
る構成としたので、レンズ体１５の厚さ寸法Ｄ２をさら
に小さくすることができ、投光器１２或は受光機１３の
小形化を図り得る。

【００３８】図９は本発明の第２の実施例を示すもの
で、以下、第１の実施例と異なる部分について説明す
る。即ち、レンズ体２１は、屈折レンズ部２２および反
射体部１７，１８から構成されるものである。この場
合、屈折レンズ部２２は、焦点位置Ｏ側の面２２ａが曲
率の小さいレンズ面として形成され、反対側の面２２ｂ
が曲率の大きいレンズ面として形成されているものであ
る。

【００３９】そして、このような本実施例によっても、
焦点位置Ｏからの光に対して各光路ａないしｄを通る光
成分は、図示のように平行光線として検出エリアＥ側に
放出され、また平行光線が検出エリアＥ側から入射され
ると上述の逆の光路を辿ることにより焦点位置Ｏに集光
されるので、第１の実施例と同様の効果が得られるよう
になる。

【００４０】図１０は本発明の第３の実施例を示すもの
で、以下、これについて説明する。即ち、レンズ体２３
は、ＬＥＤ１４側に屈折レンズ部１４ａが既に形成され
たものに対応するもので、レンズ体２３には、光軸Ｋを
中心とした屈折レンズ部が配置されるべき部分に筒状の
空洞部２３ａが形成されており、外壁面には、原理説明
で用いた図４に示す如くの反射面１９ａを有する反射体
部１９が形成されている。

【００４１】このような構成によれば、焦点位置Ｏに配
置されたＬＥＤ１４からの光のうち、光路ａ或は光路ｂ
を通る光は、屈折レンズ部１４ａにより屈折されて平行
光線として放出され、光路ｃあるいは光路ｄを通ってレ
ンズ体２３の反射体部１９に入射する光は、反射面１９
ａで全反射されて平行光線として検出エリアＥ側に放出
されるようになる。

【００４２】従って、第３の実施例においても、ＬＥＤ
１４からの光を効率良く平行光線に変換できると共に、
既製のＬＥＤ１４を用いた場合でも、簡単且つ安価に製
作し得るレンズ体２３をキャップのようにして取り付け
るだけで簡単に装着できるものである。この場合、より
効率良くするためには、ＬＥＤ１４側の屈折レンズ部１
４ａの屈折率とレンズ体２３の屈折率は略同じ値となる
材質のものにより形成されていることが望ましい。

【００４３】尚、上記各実施例においては、反射体部を
１つ或は２つ設ける構成としたが、これに限らず、３つ
以上設ける構成としても良い。

【００４４】また、上記各実施例においては、屈折レン
ズ部および反射体部の各焦点位置をＬＥＤ１４の配置位
置に一致させるように構成したが、これに限らず、例え
ば、ＬＥＤの出力部分がレンズ作用を持ち、光の放射角
度に応じて仮想的な焦点位置が異なる場合には、放射角
度に応じたそれぞれの焦点位置に合わせて屈折レンズ部
および反射体部を形成するようにすれば良い。

【００４５】そして、上記各実施例においては、焦点位
置Ｏを基準点としてＬＥＤ１４を配置してレンズ体１
５，２０或は２１により平行光線に変換して放出するよ
うにしたが、これに限らず、例えば、基準点を焦点位置
Ｏからずらすことにより、ＬＥＤ１４からの光を、レン
ズ体１５，２０或は２１を介して光軸に対する広がり角
度が１５゜程度或はそれ以上の角度に拡散する光線に集
束して放出するようにしても良く、この場合にも、ＬＥ
Ｄ１４からの光を効率良く集束して放出することができ
る。

【００４６】さて、次に、本実施例におけるレンズ体１
５の設計手順について説明するに、（ａ）屈折レンズ部
の双曲面形状の設計，（ｂ）反射体部の反射面形状の設
計，（ｃ）臨界角の確認および（ｄ）従来のレンズ体と
本実施例のレンズ体との集光効率の比較の４つの項目に
わけて述べる。

【００４７】（ａ）屈折レンズ部の双曲面形状の設計 例えば、ＬＥＤ１４と屈折レンズ部１６との間隔を１ｍ
ｍ程度とするため、焦点距離ｆ＝２（ｍｍ）とする。一
般に、レンズの曲面を光軸Ｋを通る断面の形状として表
わすと、図６に示すｘ−ｙ座標系において次式（１）の
ように表わされる。但し、ｃは頂点曲率，ｋは円錐定数
とする。

【００４８】

【数１】 また、図６に示した双曲面１６ａの頂点の曲率半径ｒ，
頂点曲率ｃおよび円錐定数ｋは、屈折レンズ部１６の屈
折率ｎおよび焦点距離ｆを用いるとそれぞれ次式
（２），（３）および（４）のように表わされる。

【００４９】

【数２】 ここで、屈折レンズ１６の材質をアクリル（ＰＭＭＡ）
とすると、その屈折率ｎ＝１．４８５であり、また、焦
点距離ｆ＝２（ｍｍ）としているから、上述の式
（２），（３）および（４）により、 頂点の曲率半径 ｒ＝０．９７（ｍｍ） …（５） 頂点曲率 ｃ＝１．０３１ …（６） 円錐定数 ｋ＝−２．２０５ …（７） として得られる。

【００５０】（ｂ）反射体部の反射面形状の設計 ここでは、放物面をなす反射面１７ａ，１８ａのそれぞ
れ焦点を上述の屈折レンズ部１６の双曲面１６ａの焦点
に一致させることにし、２つの反射面１７ａ，１８ａの
光軸Ｋを通る断面の外形線のそれぞれが図６に示す点
Ａ，Ｂを通ると仮定する。

【００５１】１．点Ａを通る反射面形状の設計 反射面１７ａの光軸Ｋを通る断面における放物線状の外
形線は、一般に、式（８）のように表わされるから、図
６の座標系を用いて表わすと式（９）のようになる。

【００５２】

【数３】 従って、いま、点Ａの座標（ｘ，ｙ）を、 （ｘ，ｙ）＝（１．５， ３．３９） …（１０） とすると、この座標値を式（９）に代入すれば、ｐ１の
値は２次方程式の根として得られるから、その実根を求
めると、 ｐ１＝１．１０３５ …（１１） となる。これにより、式（９）に上述のｐ１の値を代入
すれば、点Ａを通る反射面１７ａの外形線は式（１２）
のように表わされる。

【００５３】

【数４】 また、このとき、レンズの曲面を表わす式（１）によれ
ば、 円錐定数 ｋ＝−１ …（１３） 頂点の曲率半径 ｒ＝２ｐ＝２．２０７ …（１４） となる。

【００５４】２．点Ｂを通る反射面形状の設計 上述と同様にして、点Ｂの座標（ｘ，ｙ）を、 （ｘ，ｙ）＝（１， ６．２） …（１５） とすると、この座標値を式（９）に代入すれば、ｐ２の
値は、 ｐ２＝２．６４００６ …（１６） となる。これにより、式（９）に上述のｐ２の値を代入
すれば、点Ｂを通る反射面１８ａの外形線は、式（１
７）のようになる。

【００５５】

【数５】 また、このとき、レンズの曲面を表わす式（１）によれ
ば、 円錐定数 ｋ＝−１ …（１８） 頂点の曲率半径 ｒ＝２ｐ＝５．２８ …（１９） となる。

【００５６】（ｃ）臨界角の確認 光が内部を通過して反射面１７ａ，１８ａで全反射をお
こす条件としての臨界角θの値は、一般的に式（２０）
のように示される。

【００５７】

【数６】 これにより、前述したアクリルの屈折率ｎ＝１．４８５
を式（２０）に代入して求めると、 臨界角 θ＝４２．３３° …（２１） となる。

【００５８】次に、各反射面１７ａ，１８ａにおける最
小の入射角は、図７に示すように、点Ａおよび点Ｂにお
ける焦点Ｏに対する入射角θ１，θ２であるから、この
値を求める。入射角θ１は、点Ａをとおるｙ軸方向に平
行な直線で分割した角度α１およびβ１の和（θ１＝α
１＋β１）として表わされる。

【００５９】上述の角度α１は、反射面１７ａの点Ａに
おける接線の傾きｍ１で示される角度に等しい。そこ
で、反射面を表わす式（９）から、ｙを求めてこれをｘ
で微分すると次式（２２），（２３）のようになる。

【００６０】

【数７】 上述の式（２３）に、先に求めたｐ１の値（ｐ１＝１．
１０３５）およびｘ座標の値（ｘ＝１．５）を代入する
と、 ｍ１＝０．６５１０４ となり、これから角度α１を求めると、式（２４），
（２５）のように求めることができる。

【００６１】

【数８】 α１＝３３．０５６７２° …（２５） 一方、角度β１は、点Ａの座標から求められるので、次
式（２６），（２７）のようにして求めることができ
る。

【００６２】

【数９】 β１＝２３．８６８３３° …（２７） 従って、点Ａにおける入射角θ１は、 θ１＝α１＋β１ ＝５６．９３４° …（２８） となる。これにより、点Ａにおける入射角θ１は、式
（２１）で示した臨界角θ（＝４２．３３°）よりも充
分大きいので、反射面１７ａに当たった光は全て全反射
することになる。

【００６３】同様にして点Ｂにおける入射角θ２を求め
ると、 θ２＝α２＋β２ …（２９） ＝４０．４１°＋９．１６２３° ＝４９．５８° …（３０） となって、やはり反射面１８ａに当たった光も全て全反
射することになる。

【００６４】（ｄ）従来のレンズ体と本実施例のレンズ
体との集光効率の比較 図１１に示すように、従来のパラボラレンズ式のもの
（サンクス社製品名ＮＡ４０）と、図１あるいは図８に
示した本実施例のものとの集光効率特性を求める。即
ち、従来のものにおいては、図１１に示すように、焦点
Ｏに配置したＬＥＤからレンズ体１を介して前方に有効
に放出される光の角度範囲は、光軸Ｋを基準として２１
°から３８°までの１７°の範囲である。また、本実施
例のものにおいては、図８に示すように、有効に放出さ
れる光の角度範囲は、０°から３５°までの３５°と、
５０°から８０°までの３０°の範囲となる。

【００６５】そこで、実際に焦点Ｏの位置にＬＥＤ１４
を配置した場合の値を求めてみる。発明者の検証によれ
ば、試算に用いたＬＥＤ１４の通電電流ＩF を１００ｍ
Ａとし、そのＬＥＤ１４の放射光の指向特性を考慮して
計算すると、 従来品 … ０．８３３６ｍＷ（ＩF ＝１００ｍＡ） 本実施例 … ３．３５ ｍＷ（ＩF ＝１００ｍＡ） という結果が得られ、これにより、本実施例のものにお
いては、従来品と比較して４．０２倍つまり約４倍もの
集光効率差が得られたことになる。

【００６６】

【発明の効果】請求項１記載の光学装置によれば、基準
点からの光に対して、屈折レンズ部により、所定角度範
囲内の光成分を屈折により集束し、反射体部により、所
定角度範囲外の光成分を内部に導いて放物面状をなす反
射面で全反射させることにより集束するようにしたの
で、広い角度範囲の光を平行光線或は拡散する光に集束
できて全体の小口径化を図ると共に検出距離を長くする
ことができ、反射体部の反射面で全反射させる構成か
ら、蒸着等の加工が不要となって安価に製作できるとい
う優れた効果を奏する。

【００６７】請求項２記載の光学装置によれば、反射体
部を、基準点からの光に対して光軸を基準とした所定角
度範囲外の光成分を複数の角度範囲に分割してそのそれ
ぞれを集束する複数の反射面を一体に有する構成とした
ので、反射面の厚さ方向の寸法をひとつの反射面で構成
する場合に比べて小さくすることができ、従って、上述
の効果に加えてさらに全体の薄形化が図れるという優れ
た効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すレンズ体の縦断側
面図

【図２】レンズ体の側面図および正面図

【図３】エリアセンサの概略的な構成図

【図４】レンズ体の原理説明図その１

【図５】レンズ体の原理説明図その２

【図６】レンズ体の設計手順における説明図

【図７】レンズ体の設計手順における説明図

【図８】レンズ体の効率比較用の説明図

【図９】本発明の第２の実施例を示す図１相当図

【図１０】本発明の第３の実施例を示す図１相当図

【図１１】従来例の凸レンズの効率比較用の説明図

【図１２】従来例の不具合を説明する図

【図１３】図１２相当図

【符号の説明】

１１はエリアセンサ、１２は投光器、１３は受光器、１
４はＬＥＤ、１５，２０，２１はレンズ体、１４ａ，１
６，２２は屈折レンズ部、１６ａは双曲面、１７，１
８，１９は反射体部、１７ａ，１８ａ，１９ａは反射面
である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基準点からの光に対して光軸を基準とし
   た所定角度範囲内の光成分を屈折により集束する屈折レ
   ンズ部と、前記基準点からの光のうち前記所定角度範囲
   外の光成分を内部に導いて放物面状をなす反射面で全反
   射させることにより集束する反射体部とを具備したこと
   を特徴とする光学装置。
2. 【請求項２】 反射体部は、基準点からの光に対して光
   軸を基準とした所定角度範囲外の光成分を複数の角度範
   囲に分割してそのそれぞれを集束する複数の反射面を一
   体に有することを特徴とする請求項１記載の光学装置。