JP2003060213A - 大口径広角高速受光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡散した光をレンズで高効率に集光して
受光素子に導き、大口径で広角に集光できる高速受光装
置を提供する。 【解決手段】 入射面には大口径拡散板１１が付き、そ
の後に光を集束するレンズ１２を配置する。拡散板１１
とレンズ１２は光学的に密着する。集束した光を高速ア
バランシェフォトダイオード１３で受光する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は高い受光効率が得ら
れる受信光学装置に係り、特に、レーザーレーダ（レー
ザーライダ）やバーコードスキャナー、レーザースキャ
ナーなどレーザーの反射光を受光する受信光学装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来は平凸レンズのみを用いた集光方式
もしくは大受光径低速の受光素子を用いた低速型の受光
装置

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のように光学レン
ズで集光していた場合は焦点距離が長くなり装置が巨大
化していた。また指向性がなく、広角で入射してくる光
に対して集光効率が低い為、低感度であった。大受光径
の受光素子を使用した場合には高速性に欠けていた。

【０００４】

【発明の目的】本発明は、従来の技術のような不都合を
改善し、とくに装置全体の小型化、広角な入射角を持
ち、高効率で集光できる高速の受光装置を提供すること
を、その目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の受光装置は受信
する光を電気信号に変換する受光素子と、受光素子の前
に配置されるテーパー型のレンズにより光を集光する集
光レンズ、入射面に拡散板を備えたものとするという構
成を採っている。

【０００６】このため、請求項１の発明では大口径拡散
板と集光レンズによって高効率で集光させる。そして、
受光素子（アバランシェフォトダイオード）をこの集光
レンズの最良入射位置に配置することで、入射した光は
高効率に受光素子（アバランシェフォトダイオード）に
集光することができる。

【０００７】また、大口径拡散板と集光レンズは光学的
に密着し、焦点距離が短縮されるため装置全体の小型化
が可能となる。

【０００８】また、入射面に大口径の拡散板を用いるこ
とにより、広角入射光に対し検出効率が向上することが
出来る。さらに、光の集束にテーパー型の集光レンズを
用いることにより、拡散する光を効率よく受光素子へ集
束させることができる。

【０００９】また、請求項１の発明と同様に、大口径拡
散板とテーパー型の集光レンズを光学的に密着させるこ
とにより、更に透過率を向上させる。

【００１０】また、前述した請求項１の発明と同様に、
集光レンズ（テーパー型）と受光素子（アバランシェフ
ォトダイオード）を光学的に密着させることにより、透
過率を向上させることができる。

【００１１】また、前述受光素子は前記集光レンズから
集光した光を増幅することのない高速フォトダイオード
とすることにより、低価格化と更なる小型化をはかるこ
とができる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を、
図１から図３に基づいて説明する。図１は本発明の構成
を示す概略平面図である。

【００１３】入射窓である大口径拡散板１１の後方には
テーパー型集光レンズ１２を固定し、テーパー型の集光
レンズの集光方向後方には受信した光を電気信号に変換
するアバランシェフォトダイオード１３を配置する。

【００１４】図２は垂直に入射した光が集光レンズによ
って集光される動作を説明する図である。直進する光Ａ
が拡散板と光ファイバーからなるテーパー型集光レンズ
１２に入射することによってアバランシェフォトダイオ
ード受光面に導かれ、入射することが示されている。

【００１５】図３は拡散板に角度を持って入射した光が
集光される動作を説明する図である。拡散板とテーパー
型集光レンズがなければ、光の軌道位置のずれからフォ
トダイオード受光面の外側に直進する光Ｂが拡散板によ
り拡散されることで、集光レンズに入射しアバランシェ
フォトダイオード受光面へと導かれることが示されてい
る。

【００１６】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではない。受光素子には集光した光信号を増幅する
ことのない高速フォトダイオードであってもよい。

【００１７】

【発明の効果】本発明によれば、受光装置における受光
効率を高くすることが出来る。また、入射面が広角で大
口径であり、拡散した広い範囲の光を効率よくしかも高
速に受光することが出来る。

【００１８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である集光装置の構成を
示す図である。

【図２】入射した光が集光器によって集光される動作を
説明する図である。

【図３】角度のある入射光が集光器によって集光される
動作を説明する図である。

【符号の説明】

１１ 拡散板 １２ 集光レンズ １３ アバランシェフォトダイオード（受光素子）

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入射光を大口径拡散板１１と光学結合さ
   れた集光レンズ１２とによって広角な範囲の光を高効率
   で集光し高速アバランシェフォトダイオード１３に入射
   させ、大受光径ながらに高速応答であることを特徴とす
   る受光装置。
2. 【請求項２】 入射窓である１１を大口径拡散板とし、
   レンズ１２をテーパー型の集光レンズもしくはファイバ
   ーとした事を特徴とする受光装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の拡散板１１とレンズ１２
   を光学的に密着させることにより透過率を向上させるこ
   とを特徴とする受光装置。
4. 【請求項４】 請求項３に記載するレンズ１２と高速ア
   バランシェフォトダイオードを光学的に密着させる事を
   特徴とする受光装置。
5. 【請求項５】 請求項４の高速アバランシェフォトダイ
   オードを増幅作用のないフォトダイオードとした事を特
   長とした受光装置。