DE19630751A1 - Lichtemittierendes Element - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein lichtemittierendes Element bzw. ein Luminiszenzelement, und insbesondere licht­ emittierende Elemente, die als Lichtquellen für elektronische Entfernungsmeßvorrichtungen verwendet werden.

Eine elektronische Entfernungsmeßvorrichtung, die hochgenaue Messungen erlaubt, ist als eine von verschiedenen Typen von Vorrichtungen zum Entfernungsmessen bekannt. Herkömmlicher­ weise ist ein Typ einer elektronischen Entfernungsmeßvorrich­ tung so aufgebaut, wie in Fig. 9 gezeigt. Die in Fig. 9 ge­ zeigte elektronische Entfernungsmeßvorrichtung hat ein licht­ emittierendes Element B, das an einen Modulator A angeschlos­ sen ist, und ein Lichtempfangselement D, das an ein Rechner­ element C angeschlossen ist. Meßlicht wird von dem lichtemit­ tierenden Element B emittiert bzw. ausgestrahlt. Ein erstes Objektiv E ist im Lichtpfad dieses Meßlichts angeordnet, und das Meßlicht, das dieses Objektiv durchsetzt, wird zum Ein­ fallen auf einen reflektierenden Spiegel (Eckprisma) F ge­ bracht, das an einem Zielpunkt angeordnet ist.

Das Meßlicht, das durch den reflektierenden Spiegel F reflek­ tiert wird, wird daraufhin zum Einfallen auf das Lichtemp­ fangselement D über ein zweites Objektiv G gebracht. Das Sym­ bol H in Fig. 9 ist ein Lichtpfadumschaltverschluß, und ein Reflektor I ist auf der Vorderseite dieses Lichtpfadumschalt­ verschlusses H angeordnet. Dieser Lichtpfadumschaltverschluß H wird durch eine Steuereinheit J auf- und abbewegt und wenn er aufwärts bewegt wird, wird der Lichtpfadumschaltverschluß H im Lichtpfad des Meßlichts positioniert, das vom lichtemit­ tierenden Element B emittiert wird, und ein Bezugslicht, das durch den Reflektor I reflektiert wird, wird auf dem Licht­ empfangselement D über den Spiegel K zum Einfallen gebracht.

Bei der elektronische Entfernungsmeßvorrichtung mit dem vor­ stehend genannten Aufbau wird die Phasendifferenz zwischen den Meßsignalen, die durch die Wandlung des durch den Spiegel F reflektierten Meßlichts in ein elektrisches Signal am Lichtempfangselement D erhalten werden, und die Bezugs­ signale, die durch die Wandlung des Bezugslichts in ein elek­ trisches Signal am Lichtempfangselement D erhalten werden, durch das Rechnerelement C berechnet, um den Abstand zum re­ flektierenden Spiegel F zu messen. Bei der elektronischen Entfernungsmeßvorrichtung mit dem vorstehend angeführten Auf­ bau bestehen jedoch Probleme hinsichtlich der Standzeit und der Ansprechgeschwindigkeit, da für den Lichtpfadumschaltver­ schluß H mechanisch bewegliche Teile erforderlich sind.

Die vorliegende Anmelderin hat deshalb ein lichtemittierendes Element entwickelt, das ein derartiges Problem lösen kann, und sie hat es in der vorläufigen japanischen Patentveröf­ fentlichung Nr. Hei-6-230111 dargelegt. Das lichtemittierende Element, das in dieser Druckschrift offenbart ist, weist ein Paar von lichtemittierenden Dioden auf, deren Phasen (aneinander) angepaßt sind, es verwendet eine der lichtemit­ tierenden Dioden zur Lichtmessung und die andere lichtemit­ tierende Diode als Bezugslicht und schaltet zwischen diesen lichtemittierenden Dioden elektrisch um.

Selbst bei einem derartigen lichtemittierenden Element traten jedoch die folgenden technischen Probleme auf, insbesondere, wenn die Meßstrecke lang ist und eine Entfernungsmessung mit hoher Genauigkeit durchgeführt wird.

Das heißt, bei der vorstehend erläuterten Entfernungsmeßvor­ richtung werden die gemessenen Werte durch Änderungen der Ge­ schwindigkeit des sich durch Luft ausbreitenden Meßlichts aufgrund von Umgebungsbedingungen beeinträchtigt, wie bei­ spielsweise durch die Lufttemperatur und den Luftdruck. Die­ ses Problem ist nicht signifikant, wenn die Meßstrecke kurz ist, oder wenn eine hohe Meßgenauigkeit nicht erforderlich ist.

Zur Durchführung einer elektronischen Entfernungsmessung für eine lange Meßstrecke mit hoher Genauigkeit müssen jedoch die Umgebungsbedingungen, wie beispielsweise die Lufttemperatur und der Luftdruck gleichzeitig gemessen werden, und die ge­ messenen Werte müssen in Übereinstimmung mit den Änderungen der Umgebungsbedingungen korrigiert werden. Neben dem Messen der Umgebungsbedingungen unter Verwendung eines Barometers, eines Thermometers und dergleichen zum Durchführen derartiger Korrekturen kann die elektronische Entfernungsmessung von derselben Stelle mit Meßlicht verschiedener Wellenlängen durchgeführt werden, um die Korrekturwerte von den jeweiligen Meßergebnissen abzuleiten, da die Einflüsse der Änderungen der Umgebungsbedingungen in Übereinstimmung mit der Wellen­ länge des Meßlichts sich unterscheiden bzw. ändern.

Lichtemittierende Elemente, die bislang vorgeschlagen wurden, einschließlich denen, die in der vorstehend genannten japani­ schen Druckschrift offenbart sind, sind einzeln angeordnet und obwohl Elemente vorhanden sind, die Licht mit unter­ schiedlichen Wellenlängen emittieren, stehen keine zur Verfü­ gung, die Licht mit unterschiedlichen Wellenlängen durch ein einziges lichtemittierendes Element emittieren. Die zuletzt genannte der vorstehend genannten Korrektureinrichtungen war deshalb äußerst schwierig einzusetzen.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die beim Stand der Technik angetroffenen Probleme zu überwinden und ein lichtemittierendes Element zu schaffen, bei dem Licht mit einer Vielzahl von Wellenlängen von einem einzigen licht­ emittierenden Element emittiert werden kann.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhän­ gigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem Aspekt schafft die Erfindung demnach ein licht­ emittierendes Element mit einer Mehrzahl von lichtemittieren­ den Dioden unterschiedlicher Emissionswellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeich­ net, daß die lichtemittierenden Oberflächen der lichtemittie­ renden Dioden so angeordnet sind, daß sie in derselben Rich­ tung ausgerichtet sind.

Da das lichtemittierende Element mit dem vorstehend genannten Aufbau eine Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden unter­ schiedlicher Wellenlängen aufweist, die in einem einzigen bzw. gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind, und da die licht­ emittierenden Oberflächen der lichtemittierenden Dioden so angeordnet sind, daß sie in dieselbe Richtung weisen bzw. ausgerichtet sind, kann Licht unterschiedlicher Wellenlängen in eine einzige Richtung ausgehend von einem einzigen licht­ emittierenden Element ausgestrahlt werden.

Die lichtemittierenden Dioden können in stufenartigen Schich­ ten so angeordnet sein, daß die lichtemittierenden Oberflä­ chen in konzentrischer Weise angeordnet sind.

Da die lichtemittierenden Dioden in stufenartigen Schichten angeordnet sind, so daß die lichtemittierenden Oberflächen in konzentrischer Weise angeordnet sind, kann bei diesem Aufbau Licht mit mehreren unterschiedlichen Wellenlängen in konzen­ trischer und paralleler Weise ausgestrahlt werden.

Die vorstehend genannten lichtemittierenden Oberflächen kön­ nen der Eintrittstirnseite bzw. -endfläche einer optischen Faser gegenüberliegend vorgesehen sein.

Da bei dieser Anordnung die lichtemittierenden Oberflächen der Eintrittstirnseite einer optischen Faser gegenüberliegen, kann das von jeder der lichtemittierenden Dioden emittierte Licht in einer einzigen optischen Faser gesammelt werden.

In diesem Fall können die lichtemittierenden Oberflächen als reflektierende Spiegel gebildet sein, durch welche das Licht, das von jeder lichtemittierenden Diode emittiert wird, op­ tisch auf denselben Brennpunkt fokussiert wird.

Ferner können die lichtemittierenden Oberflächen als einwärts geneigte Flächen gebildet sein, die die Lichtanteile, die von jeder Photodiode emittiert werden, veranlassen, sich gegen­ seitig zu schneiden, und die Eintrittstirnseite der optischen Faser kann in Keilform gebildet sein, deren Durchmesser an der Position zum Vorderende hin abnimmt, wo sich die emit­ tierten Lichtanteile schneiden.

Gemäß einem weiteren Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein lichtemittierendes Element mit einer Mehrzahl von lichte­ mittierenden Dioden unterschiedlicher Emissionswellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Oberflächen der lichtemittierenden Dioden als reflektierende Spiegel gebildet sind, durch welche das von jeder lichtemittierenden Diode emittierte Licht optisch auf denselben Brennpunkt fokussiert wird.

Da durch diesen Aufbau die lichtemittierenden Oberflächen der lichtemittierten Dioden als reflektierende Spiegel gebildet sind, durch welche das von jeder lichtemittierenden Diode emittierte Licht optisch auf denselben Brennpunkt fokussiert wird, kann Licht unterschiedlicher Wellenlängen auf einen einzigen Brennpunkt zur Konvergenz gebracht werden, um da­ durch die Intensität des emittierten Lichts zu vergrößern.

Gemäß einem dritten Aspekt schafft die vorliegende Erfindung ein lichtemittierendes Element mit einer Mehrzahl von licht­ emittierenden Dioden unterschiedlicher Emissionswellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Oberflächen als ein­ wärts geneigte Oberflächen gebildet sind, die die von jeder Lichtdiode emittierten Lichtanteile dazu veranlassen, sich miteinander zu schneiden, und daß die Eintrittsendfläche einer optischen Faser, die das emittierte Licht empfängt, mit einer Keilform gebildet ist, deren Durchmesser auf das Vor­ derende hin in der Position abnimmt, wo sich die emittierten Lichtanteile schneiden.

Da bei diesem Aufbau die lichtemittierenden Oberflächen als einwärts geneigte Oberflächen gebildet sind, die den von je­ der Photodiode emittierten Lichtanteil veranlassen, sich ge­ genseitig zu schneiden, und da die Eintrittstirnseite einer optischen Faser in Keilform gebildet ist, deren Durchmesser zum Vorderende in der Position hin abnimmt, wo sich die emit­ tierten Lichtanteile gegenseitig schneiden, können die emit­ tierten Lichtanteile von Seiten bzw. von der Seite einer op­ tischen Faser empfangen werden.

Ein primäres Ziel der Erfindung besteht deshalb darin, eine lichtemittierende Diode zum Emittieren von Licht mit einer Mehrzahl von Wellenlängen zu schaffen.

Da bei dem lichtemittierenden Element gemäß der Erfindung Licht mit einer Mehrzahl unterschiedlicher Wellenlängen von einem einzigen lichtemittierenden Element emittiert wird, können Meßwerte automatisch korrigiert und Meßgenauigkeiten verbessert werden, indem dieses lichtemittierende Element beispielsweise in einer elektronischen Entfernungsmeßvorrich­ tung oder in einer anderen Meßvorrichtung eingebaut wird, für die Änderungen der Lichtgeschwindigkeit aufgrund der Lufttem­ peratur des Luftdrucks und dergleichen die Meßergebnisse be­ einträchtigen.

Nachfolgend wird die Erfindung beispielhaft anhand der Zeich­ nung näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer ersten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 2 ein Schaltungsdiagramm eines Beispiels einer Treiber­ schaltung unter Verwendung des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 3 eine Seitenansicht und eine Draufsicht einer zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 4 eine Seitenansicht und eine Draufsicht der zweiten bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 5 eine Seitenansicht einer dritten bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 6 eine Seitenansicht einer vierten bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 7 eine Seitenansicht einer fünften bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements,

Fig. 8 eine Seitenansicht einer sechsten bevorzugten Ausfüh­ rungsform des erfindungsgemäßen lichtemittierenden Elements, und

Fig. 9 ein Schaltungsdiagramm des Aufbaus einer Lichtwellen­ entfernungsmeßvorrichtung gemäß dem Stand der Tech­ nik.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugten Ausführungsform ein-es erfin­ dungsgemäßen lichtemittierenden Elements 10. Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein scheibenförmiges, Infrarotlicht emittieren­ des Diodenpellet 2, das Licht im Infrarotwellenlängenbereich (z. B. im Wellenlängenbereich von 960 nm) emittiert, auf einer Basis 1 angeordnet, die in einem (nicht gezeigten) Gehäuse angeordnet ist.

Ein scheibenförmiges rotes Licht emittierendes Diodenpellet 3 mit einem Durchmesser, der kleiner ist als derjenige der In­ frarotlicht emittierenden Diode 2 ist in Schichtbauweise kon­ zentrisch über der Oberseite der Infrarotlicht emittierenden Diode 2 in Schichtbauweise angeordnet. Diese rotes Licht emittierende Diode 3 emittiert rotes Licht einer Wellenlänge von beispielsweise 630 nm. Ein scheibenförmiges blaues Licht emittierendes Diodenpellet 4 mit einem Durchmesser, der klei­ ner ist als derjenige der rotes Licht emittierenden Diode 3, ist konzentrisch über der Oberseite der rotes Licht emittie­ renden Diode 2 in Schichtbauweise angeordnet. Diese blaues Licht emittierende Diode 4 emittiert blaues Licht einer Wel­ lenlänge von beispielsweise 440 nm.

Die Auslegung bzw. der Aufbau der lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4 des lichtemittierenden Elements 10 der vorstehend genannten Anordnung erfolgte im Hinblick auf die Lichtemis­ sionsausbeute und die chromatische Aberration jeder licht­ emittierenden Diode. Das heißt, die blaues Licht emittierende Diode 4, die die schlechteste Lichtemissionsausbeute auf­ weist, ist auf der Oberseite angeordnet, und Unterschiede der Brennweite aufgrund der chromatischen Aberration, die dafür sorgt, daß die Brennweite für eine kurze Wellenlänge kurz ist, während diejenige für eine lange Wellenlänge lang ist, werden durch die vorstehend erläuterte physikalische bzw. körperliche Schichtstrukturform kompensiert.

Das Eintrittsende bzw. die Eintrittstirnseite 5a einer opti­ schen Faser 5 mit einem Kerndurchmesser, der im wesentlichen gleich dem Durchmesser der Infrarotlicht emittierenden Diode 2 ist, ist an der Oberseite des lichtemittierenden Elements 10 so angeordnet, daß sie diesem Element gegenüberliegt. Wenn durch das lichtemittierende Element 10 ein Strom geschickt wird, indem eine optische Faser 5 an der Oberseite der licht­ emittierenden Diode 10 derart angeordnet wird, wird blaues Licht von der zentralen blaues Licht emittierenden Diode 4 emittiert, wird rotes Licht von der rotes Licht emittierenden Diode 3 konzentrisch auf der Außenseite des blauen Lichts emittiert, wird Infrarotlicht von der Infrarotlicht emittie­ renden Diode 2 konzentrisch auf der Außenseite des roten Lichts emittiert, und da die lichtemittierenden Dioden so an­ geordnet sind, daß diese Lichtanteile aufwärts gerichtet sind, tritt das emittierte Licht in die Endfläche 5a der op­ tischen Faser 5 ein und breitet sich durch die optische Faser 5 aus.

Obwohl der Aufbau bzw. die Struktur, durch den bzw. die die lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4 angebracht sind, nicht im einzelnen erläutert werden soll, wird angeführt, daß die positiven und negativen Pole dieser lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4 über nicht dargestellte Leitungsdrähte an Lei­ tungsanschlüsse für einen externen Anschluß angeschlossen sind, der vom unteren Ende der Basis 1 vorsteht.

Bei der Schaltung zum Steuern der Lichtemission durch diese lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4, können die lichtemit­ tierenden Dioden 2, 3 und 4 beispielsweise jeweils an eine Treiber-Stromversorgung A über Schalter SW1, SW2 und SW3 an­ geschlossen sein, und die lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4 können einzeln oder gleichzeitig durch die EIN/AUS-Betäti­ gung dieser Schalter eingeschaltet werden.

Fig. 3 zeigt ein Verwendungsbeispiel eines lichtemittierenden Elements 10 mit dem vorstehend genannten Aufbau. Das Verwen­ dungsbeispiel, das in dieser Figur gezeigt ist, ist eines, bei dem das lichtemittierende Element 10 gemäß der Erfindung in einem Lichtwellenentfernungsmesser verwendet wird. Dieser Lichtwellenentfernungsmesser besteht aus einem lichtemittie­ renden Teil 51, in den das lichtemittierende Element 10 ein­ gebaut ist, das die vorstehend genannten Lichtanteile unter­ schiedlicher Wellenlängen in den Infrarot-Rot- und Blauberei­ chen emittiert, und einem lichtempfangenden Teil 53, der an ein Rechnerelement (CPU) 52 durch eine Wellenformgebungs­ schaltung angeschlossen ist. Ein Modulator 50, der elektrisch an das lichtemittierende Element 10 angeschlossen ist, ist an den lichtemittierenden Teil 51 angeschlossen.

Ein Ende einer optischen Faser 5, das so angeordnet ist, daß es dem lichtemittierenden Element 10 gegenüberliegt, ist am lichtemittierenden Teil 51 getragen. Ein Prisma 55 ist am an­ deren Ende der optischen Faser 5 angeordnet. Das die von dem lichtemittierenden Element 10 emittierten Lichtanteile werden durch die optische Faser 5, das Prisma 55 und ein Objektiv 56 übertragen, durch ein reflektierendes Prisma 57 reflektiert, das am Zielpunkt angeordnet ist, und daraufhin durch ein zweites Objektiv 58 übertragen und durch den Lichtemp­ fangsteil 53 empfangen. Die von dem lichtemittierenden Ele­ ment 10 emittierten Lichtanteile, die am Prisma 55 aufgeteilt werden, werden direkt durch den Lichtempfangsteil 53 empfan­ gen.

Das Rechnerelement 52 wandelt dieses Meßlicht und ein Bezugs­ licht in elektrische Signale und vergleicht arithmetisch die Phasendifferenz der jeweiligen Meßsignale zum Messen der Ent­ fernung zu dem reflektierenden Prisma 57.

Mit der in Fig. 3 gezeigten elektronischen Entfernungsmeßvor­ richtung können beispielsweise Messungen ausgeführt werden, indem wahlweise die Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden 2, 3 und 4 unterschiedlicher Wellenlängen umgeschaltet werden, die in dem lichtemittierenden Teil 51 eingebaut sind, und Meßwerte können in Übereinstimmung mit einem Programm korri­ giert werden, das in dem Rechnerelement 52 enthalten ist, in Übereinstimmung mit den vorstehend genannten Ergebnissen, um Meßfehler aufgrund der Lufttemperatur und des Luftdrucks im Bereich des Entfernungsmeßpunkts zu beseitigen.

Fig. 4 zeigt eine zweite bevorzugte Ausführungsform eines lichtemittierenden Elements gemäß der Erfindung. Bei der nachfolgenden Erläuterung werden denjenigen Teilen dieselben Bezugszeichen bzw. -ziffern zugeordnet wie bei der ersten be­ vorzugten vorstehend erläuterten Ausführungsform, und ledig­ lich diejenigen Teile, die sich unterscheiden, sollen unter Verwendung unterschiedlicher Symbole erläutert werden. Wie in Fig. 4 gezeigt, ist eine scheibenförmige Infrarotlicht emit­ tierende Diode 2a auf der Basis 1 angeordnet. Eine ringför­ mige rotes Licht emittierende Diode 3a mit demselben Außen­ durchmesser wie derjenige der in Infrarotlicht emittierenden Diode 2a ist konzentrisch über der Oberseite der Infrarot­ licht emittierenden Diode 2a in Schichtbauweise angeordnet. Eine ringförmige blaues Licht emittierende Diode 4a mit dem­ selben Außendurchmesser wie die rotes Licht emittierende Dio­ de 3a, jedoch mit einem größeren Innendurchmesser als die ro­ tes Licht emittierende Diode 3a ist konzentrisch über der Oberseite der rotes Licht emittierende Diode 2a in Schicht­ bauweise angeordnet.

Die Oberseiten dieser lichtemittierenden Dioden 2a, 3a und 4a sind lichtemittierende Oberflächen und diese weisen sämtliche in Aufwärtsrichtung, so daß das emittierte Licht in einer einzigen Richtung emittiert wird. Das Eintrittsende 5a einer optischen Faser 5 ist über den lichtemittierenden Dioden 2a, 3a und 4a angeordnet und liegt der Lichtemissionsrichtung so gegenüber, daß das Licht, das von dem lichtemittierenden Ele­ ment 10a emittiert wird, in die optische Faser 5 eintritt.

Wie bei der ersten bevorzugten Ausführungsform können die Lichtanteile unterschiedlicher Wellenlänge von der Infrarot­ licht emittierenden Diode 2a, der rotes Licht emittierenden Diode 3a und der blaues Licht emittierenden Diode 4a bei der aktuell bevorzugten Ausführungsform konzentrisch in derselben Richtung ausgestrahlt werden.

Die optische Faser 5 muß bei den ersten und zweiten bevorzug­ ten Ausführungsformen, die vorstehend erläutert sind, nicht innerhalb des Gehäuses angeordnet sein; vielmehr kann ein transparentes Fenster in der Oberseite des Gehäuses angeord­ net sein, und Licht kann direkt aus diesem Fenster gestrahlt werden.

Fig. 5 zeigt eine dritte bevorzugte Ausführungsform des lichtemittierenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung. Lediglich die charakteristischen Teile dieser bevorzugten Ausführungsform sollen nunmehr erläutert werden. Das licht­ emittierende Element 10b, das in dieser Figur gezeigt ist, weist eine rotes Licht emittierende Diode 3b und eine blaues Licht emittierende Diode 4b auf, die auf der Basis 1 vorgese­ hen sind. Beide Dioden 3b und 4b sind in Ringform gebildet und die blaues Licht emittierende Diode 4b ist so angeordnet, daß ihr Innenumfang in Kontakt mit dem Außenumfang der rotes Licht emittierenden Diode 3b steht.

Die lichtemittierenden Oberflächen 30b und 40b der lichtemit­ tierenden Dioden 3b und 4b sind am oberen Eckteil der Innen­ seite der ringförmigen Querschnitte vorgesehen und als kon­ kave reflektierende Spiegelflächen gebildet. Die Brennpunkte der konkaven reflektierenden Spiegelflächen sind in der Mitte des Kernteils einer optischen Faser 5 angeordnet, die über dem lichtemittierenden Element 10b zu liegen kommt.

Mit dem lichtemittierenden Element 10b der vorstehend genann­ ten Anordnung können Emissionslichtanteile unterschiedlicher Wellenlänge konzentrisch und in einer einzigen Richtung emit­ tiert werden, und das gesamte emittierte Licht kann zu der optischen Faser 5 geleitet werden, wie bei den vorstehend er­ läuterten bevorzugten Ausführungsformen. Da die Lichtanteile am selben Brennpunkt gesammelt werden, kann ferner der Licht­ emissionsausbeute des lichtemittierenden Elements 10b erhöht werden, und die Intensität des durch die optische Faser 5 sich ausbreitenden Lichts kann ebenfalls erhöht werden.

Fig. 6 zeigt eine vierte bevorzugte Ausführungsform eines lichtemittierenden Elements gemäß dieser Erfindung. Lediglich die charakteristischen Teile dieser bevorzugten Ausführungs­ form werden nunmehr erläutert. Das lichtemittierende Element 10c, das in dieser Figur gezeigt ist, weist eine rotes Licht emittierende Diode 3c und eine blaues Licht emittierende Dio­ de 4c auf, die auf der Basis 1 vorgesehen sind. Beide Dioden 3c und 4c sind in Ringform gebildet, und die blaues Licht emittierende Diode 4c ist so angeordnet, daß ihr Innenumfang im Kontakt mit dem Außenumfang der rotes Licht emittierenden Diode 3c steht.

Die lichtemittierenden Oberflächen 30c und 40c der lichtemit­ tierenden Dioden 3c und 4c sind am oberen und unteren Teil der ringförmigen Querschnitte angeordnet und zur Innenseite hin geneigt. Die Neigungswinkel dieser lichtemittierenden Oberflächen 30c und 40c sind so eingestellt, daß die von den lichtemittierenden Oberflächen 30c und 40c emittierten Licht­ anteile sich unter einem vorbestimmten Winkel schneiden. Die Mitte des Kernteils einer optischen Faser 5 zum Empfangen des vom lichtemittierenden Element 10c emittierten Lichts ist am Schnittpunkt angeordnet und die Seitenfläche am Eintrittsende 5a der optischen Faser 5 ist in Keilform gebildet, die eine Abwärtsneigung unter einem vorbestimmten Winkel aufweist.

Da mit dem lichtemittierenden Element 10c der vorstehend ge­ nannten Anordnung Licht auch ausgehend von der Seite der op­ tischen Faser 5 eingeleitet werden kann, kann das von dem lichtemittierenden Element 10c emittierte Licht wirksam in die optische Faser 5 geleitet werden.

Fig. 7 zeigt eine fünfte bevorzugte Ausführungsform eines lichtemittierenden Elements gemäß der vorliegenden Erfindung. Lediglich die charakteristischen Teile dieser bevorzugten Ausführungsform sollen nachfolgend erläutert werden. Das lichtemittierende Element 10d, das in dieser Figur gezeigt ist, hat eine rotes Licht emittierende Diode 3d und eine blaues Licht emittierende Diode 4d, die auf der Basis 1 vor­ gesehen sind. Diese Dioden 3d und 4d sind durch einen vorbe­ stimmten Zwischenraum getrennt und so angeordnet, daß sie aufeinander zuweisen.

Die lichtemittierenden Oberflächen 30d und 40d der lichtemit­ tierenden Dioden 3d und 4d sind an den oberen Eckteilen vor­ gesehen und in der Form einer konkaven reflektierenden Spie­ gelfläche gebildet. Die Brennpunkte der reflektierenden Spie­ gelfläche sind in der Mitte des Kernteils einer optischen Fa­ ser 5 positioniert, die über dem lichtemittierenden Element 10d angeordnet ist. Dieselben Wirkungen wie diejenigen, die für die dritte bevorzugte Ausführungsform vorstehend erläu­ tert sind, können mit dem lichtemittierenden Element 10d er­ halten werden, das die vorstehend angeführte Anordnung auf­ weist.

Fig. 8 zeigt eine sechste bevorzugte Ausführungsform eines lichtemittierenden Elements gemäß dieser Erfindung. Lediglich die charakteristischen Teile dieser bevorzugten Ausführungs­ form sollen nunmehr erläutert werden. Das lichtemittierende Element 10e, das in dieser Figur gezeigt ist, weist eine ro­ tes Licht emittierende Diode 3e und eine blaues Licht emit­ tierende Diode 4e auf, die auf der Basis 1 vorgesehen sind. Diese Dioden 3e und 4e sind durch einen vorbestimmten Zwi­ schenraum getrennt und so angeordnet, daß sie aufeinander zu­ weisen.

Die lichtemittierenden Oberflächen 30e und 40e der lichtemit­ tierenden Dioden 3e und 4e sind an den oberen Eckteilen ange­ ordnet und zur Innenseite hin geneigt. Die Neigungswinkel dieser lichtemittierenden Oberflächen 30e und 40e sind so eingestellt, daß die von den lichtemittierenden Oberflächen 30e und 40e reflektierten Lichtanteile einander unter einem vorbestimmten Winkel schneiden. Die Mitte des Kernteils einer optischen Faser 5, die zum Empfangen des von dem lichtemit­ tierenden Element 10e emittierten Lichts dient, ist im Schnittpunkt angeordnet und die Seitenfläche am Eintrittsende 5a der optischen Faser 5 ist in Keilform gebildet, die in Ab­ wärtsrichtung geneigt unter einem vorbestimmten Winkel ver­ läuft.

Dieselben Wirkungen wie diejenigen der vierten bevorzugten Ausführungsform, die vorstehend erläutert sind, können mit dem lichtemittierenden Element 10e erhalten werden, die die vorstehend genannte Anordnung aufweist.

Die Anwendung der vorstehend erläuterten lichtemittierenden Elemente ist nicht auf den in Fig. 3 gezeigten Lichtwellen­ entfernungsmesser beschränkt; vielmehr kann sie allgemein auf eine Anlage angewendet werden, die eine Mehrzahl von licht­ emittierenden Elementen unterschiedlicher Wellenlängen erfor­ dert.

Claims (7)

1. Lichtemittierendes Element mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden unterschiedlicher Emissions­ wellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittieren­ den Oberflächen der lichtemittierenden Dioden so ange­ ordnet sind, daß sie in derselben Richtung ausgerichtet sind.

2. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Dioden in stu­ fenartigen Schichten angeordnet sind und die lichtemit­ tierenden Oberflächen dadurch konzentrisch angeordnet sind.

3. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die lichtemittierenden Ober­ flächen zur Eintrittsendfläche einer optischen Faser weisen.

4. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Oberflächen als reflektierende Spiegel gebildet sind, durch welche das von jeder lichtemittierenden Diode emittierte Licht optisch auf denselben Brennpunkt fokussiert wird.

5. Lichtemittierendes Element nach Anspruch 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die lichtemittierenden Oberflächen als einwärts geneigte Oberflächen gebildet sind, welche die von jeder Photodiode emittierten Lichtanteile zum Schneiden miteinander bringen, und daß die Eintritts­ endfläche der optischen Faser mit einer Keilform gebil­ det ist, deren Durchmesser auf das Vorderende hin in der Position abnimmt, wo sich die emittierenden Licht­ anteile schneiden.

6. Lichtemittierendes Element mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden unterschiedlicher Emissions­ wellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittieren­ den Oberflächen der lichtemittierenden Dioden als re­ flektierende Spiegel gebildet sind, durch welche das von jeder lichtemittierenden Diode emittierte Licht op­ tisch auf denselben Brennpunkt fokussiert wird.

7. Lichtemittierendes Element mit einer Mehrzahl von lichtemittierenden Dioden unterschiedlicher Emissions­ wellenlängen, die in einem einzigen Gehäuse angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die lichtemittieren­ den Oberflächen als einwärts geneigte Oberflächen ge­ bildet sind, die die von jeder Lichtdiode emittierten Lichtanteile dazu veranlassen, sich miteinander zu schneiden, und daß die Eintrittsendfläche einer opti­ schen Faser, die das emittierte Licht empfängt, mit einer Keilform gebildet ist, deren Durchmesser auf das Vorderende hin in der Position abnimmt, wo sich die emittierten Lichtanteile schneiden.