JP2015197657A - 集光ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】特定範囲から発せられた光に対して集光効果を得ることができる。【解決手段】内面が鏡面であり、内径が全長にわたって一定である筒型反射鏡１と、筒型反射鏡１の一端側に配置され、当該筒型反射鏡１の他端側から入射されて集光された光を受光する受光部２とを備えた。【選択図】図１

Description

この発明は、発光部により発光された光を受光部に集光する集光ユニットに関するものである。

反射により光を集光する技術としては、パラボラ鏡や、特許文献１に開示された反射部材等の凹面鏡が知られている。これらのパラボラ鏡や凹面鏡を用いた集光技術は、例えばバーナの火炎から発生した光を検出することで、当該バーナの火炎の有無を検出する火炎検出器に適用されている。

特開２０１３−２２８３５９号公報

火炎検出器において、対向配置された２つのバーナのうち、近くの１つのバーナのみを監視対象としたい場合がある。しかしながら、従来の集光技術を用いた火炎検出器では、監視対象ではない遠くのバーナの火炎から発生した光も集光してしまい、これを監視対象の近くのバーナの火炎と誤検出してしまう恐れがあるという課題があった。

この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、特定範囲から発せられた光に対して集光効果を得ることができる集光ユニットを提供することを目的としている。

この発明に係る集光ユニットは、内面が鏡面であり、内径が全長にわたって一定である筒型反射鏡と、筒型反射鏡の一端側に配置され、当該筒型反射鏡の他端側から入射されて集光された光を受光する受光部とを備えたものである。

この発明によれば、上記のように構成したので、特定範囲から発せられた光に対して集光効果を得ることができる。

この発明の実施の形態１に係る集光ユニットの構成を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る集光ユニットにおいて、集光範囲内にある発光部から発光された光のうち、受光部に到達する光を示す図であり、（ａ）発光部の中心から光が発光された場合を示す図であり、（ｂ）発光部の端から光が発光された場合を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る集光ユニットにおいて、集光範囲外にある発光部から発光された光のうち、受光部に到達する光を示す図であり、（ａ）発光部の中心から光が発光された場合を示す図であり、（ｂ）発光部の端から光が発光された場合を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る集光ユニットにおいて、集光範囲外にある発光部から発光された光のうち、受光部に到達する光を示す図であり、（ａ）発光部の中心から光が発光された場合を示す図であり、（ｂ）発光部の端から光が発光された場合を示す図である。

以下、この発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１に係る集光ユニットの構成を示す図である。
集光ユニットは、発光部１０により発光された光を受光部２に集光するものである。この集光ユニットは、図１に示すように、筒型反射鏡１及び受光部２から構成されている。

筒型反射鏡１は、内面が鏡面であり、内径が全長にわたって一定である筒型の反射部材である。この筒型反射鏡１は、受光部２の受光面の径、集光対象の光を発光する発光部１０のサイズ及び位置に基づいて、自身の内径及び全長が設計されている。この筒型反射鏡１により集光された光は、受光部２に出力される。

受光部２は、筒型反射鏡１の一端側に配置され、当該筒型反射鏡１の他端側から入射されて集光された光を受光するものである。

ここで、筒型反射鏡１の集光範囲は、図１において符号Ａで示した範囲である。この集光範囲は、筒型反射鏡１の内径及び全長と受光部２の受光面の径により決定される。そして、この集光範囲内に発光部１０が存在する場合には、当該発光部１０から発光された光に対して集光ユニットによる集光効果を得られる。

次に、本発明の集光ユニットによる効果について説明する。
本発明の筒型反射鏡１を用いることで、指向性、発光部１０の距離選択性及びサイズ選択性を有する集光ユニットを提供することができる。

すなわち、図１に示すように、筒型反射鏡１を用いることで、特定の角度範囲（集光範囲）内の光は集光し、その範囲外の光は集光しないように構成でき、指向性を得ることができる。

そして、図２に示すように、集光範囲内に存在するサイズの小さい発光部１０から発光された光に対しては、直接光１０１が受光部２に到達し、且つ筒型反射鏡１により反射された反射光１０２が受光部２に到達する。よって、高い集光効果を得ることができる。
一方、図４に示すように、集光範囲外（手前側）に存在するサイズの小さい発光部１０から発光された光は、直接光１０１のみが受光部２に到達し、筒型反射鏡１による反射はない。同様に、図５に示すように、集光範囲外（後方側）に存在するサイズの小さい発光部１０から発光された光は、直接光１０１のみが受光部２に到達し、筒型反射鏡１による反射はない。なお図３〜５において、（ａ）は発光部１０の中心から光が発光された場合を示し、（ｂ）は発光部１０の端から光が発光された場合を示している。
以上から、発光部１０の距離選択性及びサイズ選択性を得ることができる。

次に、本発明の具体的な適用例を示す。
例えば、本発明の集光ユニットを燃焼装置で用いられる火炎検出システムに適用し、受光部２を感光式火炎検出器とすることができる。この場合、監視対象のバーナに対向配置された燃焼装置のイグナイタのスパークから出た光は集光せず、監視対象のバーナの火炎から出た光を集光するよう設計することができる。そのため、イグナイタのスパークを監視対象のバーナの火炎と誤検出することを防止できる。
また、本発明の集光ユニットを反射型光電スイッチに適用した場合には、発光部１０と受光部２が同程度のサイズとなるため、近距離での距離測定精度の向上が期待できる。

以上のように、この実施の形態１によれば、内面が鏡面であり、内径が全長にわたって一定である筒型反射鏡１を用いたので、特定範囲から発せられた光に対して集光効果を得ることができる。また、従来のパラボラ鏡や特許文献１に開示された反射部材は複雑な形状であり高価であるが、本発明に係る筒型反射鏡１は簡易な形状であり安価に構成することができる。

なお、本願発明はその発明の範囲内において、実施の形態の任意の構成要素の変形、もしくは実施の形態の任意の構成要素の省略が可能である。

１ 筒型反射鏡
２ 受光部
１０ 発光部
１０１ 直接光
１０２ 反射光

Claims (2)

1. 内面が鏡面であり、内径が全長にわたって一定である筒型反射鏡と、
   前記筒型反射鏡の一端側に配置され、当該筒型反射鏡の他端側から入射されて集光された光を受光する受光部と
   を備えた集光ユニット。
2. 前記筒型反射鏡は、前記受光部の受光面の径、集光対象の光を発光する発光部のサイズ及び位置に基づいて、自身の内径及び全長が設計された
   ことを特徴とする請求項１記載の集光ユニット。

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