JP2780300B2 - Photodetector - Google Patents

Photodetector

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JP2780300B2
JP2780300B2 JP1023221A JP2322189A JP2780300B2 JP 2780300 B2 JP2780300 B2 JP 2780300B2 JP 1023221 A JP1023221 A JP 1023221A JP 2322189 A JP2322189 A JP 2322189A JP 2780300 B2 JP2780300 B2 JP 2780300B2
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mirror
optical
optical waveguide
reflected
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菅原  良一
伊藤  俊樹
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    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光検出装置に係り、特に、光ファイバ、光導
波路等の光導波体を採用するに適した光検出装置に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a photodetector, and more particularly to a photodetector suitable for employing an optical waveguide such as an optical fiber or an optical waveguide.

〔従来技術〕(Prior art)

従来、この種の光検出装置においては、例えば、レー
ザ光源と光ファイバとの間にビームスプリッタを配設し
て、レーザ光源からのレーザ光をビームスプリッタを通
し前記光ファイバに入射させ、この光ファイバから出射
した後被検出体により反射される反射レーザ光を再び前
記光ファイバに入射させ、その後同光ファイバから出射
するレーザ光をビームスプリッタにより反射させて光検
出器に入射させるようにしたものがある(1986年オーム
社発行による大越孝敬編著「光ファイバセンサ」第139
頁参照)。
Conventionally, in this type of light detection device, for example, a beam splitter is disposed between a laser light source and an optical fiber, and laser light from the laser light source is made to enter the optical fiber through the beam splitter. The reflected laser light emitted from the fiber and reflected by the object to be detected is again incident on the optical fiber, and then the laser light emitted from the optical fiber is reflected by a beam splitter and incident on a photodetector. (Optical fiber sensor No. 139, edited by Takataka Ohkoshi, published by Ohmsha in 1986)
Page).

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

しかし、このような構成においては、単一の光ファイ
バが採用されているため被検出体の検出に対する自由度
が高いという利点は有するものの、ビームスプリッタを
採用しているため、レーザ光源からのレーザ光の光検出
器に到達するまでの光利用率が低いという不具合があ
る。因みに、ビームスプリッタの採用による場合、例え
ば理想的な場合(ビームスプリッタでの表面反射や内部
吸収がない場合)でも光利用率は25%である。
However, although such a configuration has the advantage that a single optical fiber is employed and thus has a high degree of freedom for detection of an object to be detected, the use of a beam splitter allows the laser beam from the laser light source to be used. There is a problem that the light utilization rate until the light reaches the light detector is low. Incidentally, when the beam splitter is employed, for example, even in an ideal case (when there is no surface reflection or internal absorption by the beam splitter), the light utilization rate is 25%.

そこで、本発明は、このようなことに対処すべく、透
光部付ミラーを有効に活用することにより光利用率を高
めるようにした光検出装置を提供しようとするものであ
る。
In view of the above, an object of the present invention is to provide a photodetecting device in which the light utilization factor is increased by effectively utilizing a mirror with a light transmitting portion.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

上記課題の解決にあたり、本発明によれば、 光源及び受光素子と、 前記光源から光を導入し被検出体に向けて出射する光
導波体であってその出射光が前記被検出体により反射さ
れたときこの反射光を導入し放射状の光として出射する
光導波体と、 前記光源と前記光導波体との間に配置された透光部付
ミラーであって前記光源から前記光導波体への光を通過
させる透光部及び前記光導波体からの前記放射状の光を
受けて反射するミラー部を有する透光部付ミラーを備
え、前記ミラー部からの反射光が前記受光素子に収束し
て入射するように構成した光学系とを具備するようにし
た光検出装置が提供される。
In order to solve the above problem, according to the present invention, there is provided a light source and a light receiving element, and an optical waveguide that introduces light from the light source and emits the light toward a detection target, and the emitted light is reflected by the detection target. An optical waveguide that introduces this reflected light and emits as radial light, and a mirror with a light-transmitting portion disposed between the light source and the optical waveguide, from the light source to the optical waveguide. A mirror having a light-transmitting portion having a light-transmitting portion that transmits light and a mirror portion that receives and reflects the radial light from the optical waveguide, and reflected light from the mirror portion converges on the light-receiving element. A light detection device including an optical system configured to be incident.

〔発明の作用効果〕[Function and effect of the invention]

このように構成した本発明においては、透光部付ミラ
ーを光源と光導波体との間に配置して、光源からの光を
透光部付ミラーの透光部を通し光導波体に導入して被検
出体に向け出射させる。そして、被検出体が光導波体か
らの光を反射すると、この反射光が光導波体により導入
されて放射状の光として出射されて透光部付ミラーのミ
ラー部により反射される。
In the present invention thus configured, the light-transmitting mirror is disposed between the light source and the optical waveguide, and light from the light source is introduced into the light waveguide through the light-transmitting portion of the light-transmitting mirror. Then, the light is emitted toward the object to be detected. Then, when the detection target reflects light from the optical waveguide, the reflected light is introduced by the optical waveguide, emitted as radial light, and reflected by the mirror portion of the mirror with the light transmitting portion.

ここで、光学系は、ミラー部の反射光が受光素子に収
束して入射するように構成されている。従って、ミラー
部の反射光は受光素子に収束して入射する。
Here, the optical system is configured so that the reflected light of the mirror unit converges and enters the light receiving element. Therefore, the reflected light from the mirror section converges and enters the light receiving element.

以上により、光源からの光を、光学系における損失を
低減させつつ、受光素子に入射させることができる。そ
の結果、この種の光検出装置の光源の光の利用率に大幅
に高め得る。
As described above, the light from the light source can be made incident on the light receiving element while reducing the loss in the optical system. As a result, the light utilization of the light source of this type of photodetector can be greatly increased.

また、透光部付ミラーのミラー部が、その球心を光導
波体の出射軸からずらせた状態にて、当該出射軸に対し
傾斜して位置すれば、光導波体からミラー部への入射光
量を透光部付ミラーの形状寸法を最小限に抑制しつつ、
十分に確保できる。従って、光源の光の利用率をさらに
高め得る。
In addition, if the mirror portion of the mirror with the light transmitting portion is positioned at an angle with respect to the emission axis with its sphere shifted from the emission axis of the optical waveguide, the light from the optical waveguide enters the mirror portion. The amount of light is minimized while minimizing the shape and dimensions of the mirror with the translucent part.
We can secure enough. Therefore, the light utilization rate of the light source can be further increased.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を図面により説明すると、第
1図は本発明に係る光検出装置の一例を示している。こ
の光検出装置は、一対のハウジング部材10a,10bからな
るハウジング10を備えており、ハウジング部材10aは、
その開口部をハウジング部材10bの開口部に接着剤によ
り接着してハウジング部材10bに同軸部に組付けられて
いる。ハウジング部材10aの底壁には、一対の保持穴11,
12がハウジング部材10aの軸に平行な軸を有するように
上下に穿設されており、保持穴11には、円筒状ホルダー
20が、その外端段部21を保持穴11の外端つば部11aに係
止させてネジ20aにより取付けられている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an example of a photodetector according to the present invention. This light detection device includes a housing 10 including a pair of housing members 10a and 10b.
The opening is adhered to the opening of the housing member 10b with an adhesive, and is assembled coaxially to the housing member 10b. The bottom wall of the housing member 10a has a pair of holding holes 11,
12 is vertically drilled so as to have an axis parallel to the axis of the housing member 10a, and the holding hole 11 has a cylindrical holder.
20 is attached with a screw 20a so that the outer end step 21 is engaged with the outer end flange 11a of the holding hole 11.

ホルダー20に穿設した段付穴22の大径部22a内には、
発光素子30が補助板13を通し組付けられており、この発
光素子30は、その内蔵の発光ダイオードから導通により
生じる光をビーム光として発光面31を通し光軸31aに沿
い出射する。段付穴22の中径部22bには、平凸レンズ40
が組付けられており、この平凸レンズ40は、発光素子30
からのビーム光を平行光として光軸31aに沿い段付穴22
の小径部22c内に出射する。また、ホルダー20において
光軸31aに対し所定鋭角θにて形成した環状内端面23に
は、穴付ミラー50がその背面51にて接着剤により接着さ
れており、この穴付ミラー50はその透光部としての中央
穴52を通し平凸レンズ40からの平行光を光軸31aに沿い
ハウジング部材10b側へ通過させる。
In the large diameter portion 22a of the stepped hole 22 drilled in the holder 20,
The light emitting element 30 is assembled through the auxiliary plate 13, and the light emitting element 30 emits light generated by conduction from the built-in light emitting diode through the light emitting surface 31 as light beam along the optical axis 31a. In the middle diameter portion 22b of the stepped hole 22, a plano-convex lens 40
The plano-convex lens 40 has a light emitting element 30
Beam light from the laser beam as parallel light along the optical axis 31a
Out of the small diameter portion 22c. Further, a mirror 50 with a hole is adhered to the annular inner end face 23 of the holder 20 formed at a predetermined acute angle θ with respect to the optical axis 31a with an adhesive at a back surface 51 thereof. The parallel light from the plano-convex lens 40 passes through the central hole 52 as an optical part and passes along the optical axis 31a toward the housing member 10b.

かかる場合、中央穴52の軸は光軸31aに対し所定鋭角
θだけ下方へ傾斜しており、中央穴52の内径は平凸レン
ズ40からの平行光のすべてを光軸31aに沿い中央穴52を
通過させるように定められている。また、穴付ミラー50
のミラー部53は、所定曲率半径をもつ凹面鏡でもって形
成されており、このミラー部53の球心は光軸31a上に位
置している。なお、補助板13は各ネジ13a,13aによるハ
ウジング部材10aの底壁に取付けられている。ハウジン
グ部材10aの保持穴12には、円筒状ホルダー60が、その
内端部61を保持穴12の内端つば部12aに係止させて、ネ
ジ62により組付けられており、このホルダー60内には、
受光素子70が接着剤により接着されている。しかして、
この受光素子70は、その内蔵のホトダイオードにより、
光軸72aに沿い後述のように進む光を受光面72を通し受
光する。
In such a case, the axis of the central hole 52 is inclined downward by a predetermined acute angle θ with respect to the optical axis 31a, and the inner diameter of the central hole 52 passes all the parallel light from the plano-convex lens 40 along the optical axis 31a to the central hole 52. It is set to pass. In addition, mirror 50 with hole
The mirror portion 53 is formed by a concave mirror having a predetermined radius of curvature, and the spherical center of the mirror portion 53 is located on the optical axis 31a. The auxiliary plate 13 is attached to the bottom wall of the housing member 10a by the screws 13a, 13a. A cylindrical holder 60 is attached to the holding hole 12 of the housing member 10a with a screw 62 by locking an inner end 61 of the holder 60 to an inner end flange 12a of the holding hole 12, and is attached by a screw 62. In
The light receiving element 70 is adhered by an adhesive. Then
The light-receiving element 70 has a built-in photodiode,
Light traveling along the optical axis 72a as described later is received through the light receiving surface 72.

ハウジング部材10bの底壁には、一対の保持穴14,15が
各保持穴11,12とそれぞれ同軸的に穿設されており、保
持穴14内には、ホルダー80が、段付円筒部80aを嵌装す
るとともにフランジ部80bをハウジング10bの底壁に当接
させて、各ネジ81,82により組付けられている。段付円
筒部80a内には、光ファイバ90が、その内端部90aにて、
光軸31aと同軸的に組付けられており、この光ファイバ9
0は、内端部90aにて、穴付ミラー50の中央穴52からの平
行光を、光軸31aに沿い入射されて伝搬させるととも
に、その外端部(図示しない)から被検出体に入射させ
る。また、この光ファイバ90は、その外端部にて前記被
検出体からの反射光を入射されて伝搬させるとともに内
端部90aから回折光として穴付ミラー50のミラー部53に
入射させる。かかる場合、光ファイバ90の内端部90aの
開口端面91の開口数NAは、ミラー部53への入射回折光の
十分な開きを確保できるように選ばれている。本実施例
においては、発光素子30からのビーム光の受光素子70に
導びかれる割合(以下、光利用率という)を高くするた
めに、入射回折光の開きによりミラー部53上に特定され
る平面の断面積をSaとし、穴付ミラー50の中央穴52を通
る平行光の断面積をSbとしたとき、SaがSbに比べて十分
に大きくなるようになっている。なお、前記光利用率
は、(Sa−Sb)/Saにより表わされる。
On the bottom wall of the housing member 10b, a pair of holding holes 14, 15 are formed coaxially with the holding holes 11, 12, respectively.In the holding hole 14, a holder 80 is provided with a stepped cylindrical portion 80a. And the flange portion 80b is brought into contact with the bottom wall of the housing 10b, and assembled with the screws 81 and 82. In the stepped cylindrical portion 80a, the optical fiber 90 has an inner end 90a,
The optical fiber 9 is mounted coaxially with the optical axis 31a.
0 indicates that the parallel light from the central hole 52 of the perforated mirror 50 is incident along the optical axis 31a at the inner end portion 90a and propagated, and is incident on the object from the outer end portion (not shown). Let it. The optical fiber 90 receives the reflected light from the object to be detected at the outer end thereof, propagates the reflected light, and makes the reflected light from the inner end 90a incident on the mirror portion 53 of the perforated mirror 50 as diffracted light. In such a case, the numerical aperture NA of the opening end face 91 of the inner end 90a of the optical fiber 90 is selected so as to ensure a sufficient opening of the diffracted light incident on the mirror 53. In this embodiment, in order to increase the ratio of the light beam emitted from the light emitting element 30 to the light receiving element 70 (hereinafter, referred to as light utilization rate), the light beam is specified on the mirror section 53 by the spread of the incident diffracted light. Assuming that the cross-sectional area of the plane is Sa and the cross-sectional area of the parallel light passing through the central hole 52 of the perforated mirror 50 is Sb, Sa is sufficiently larger than Sb. The light utilization rate is represented by (Sa-Sb) / Sa.

ハウジング部材10bの保持穴15内には、反射体100がそ
の円筒基部101にて同軸的にネジ103により組付けられて
いる。また、反射体100はミラー102を有しており、この
ミラー102は円筒基部101の傾斜状内端面に接着されてい
る。かかる場合、ミラー102の軸の光軸72aに対する傾斜
角は、ミラー部53からの反射回折光をミラー102により
集光して光軸72aに沿い受光素子70に向け反射するよう
に定められている。
In the holding hole 15 of the housing member 10b, a reflector 100 is mounted coaxially with a screw 103 at a cylindrical base 101 thereof. The reflector 100 has a mirror 102, and the mirror 102 is bonded to the inclined inner end surface of the cylindrical base 101. In such a case, the inclination angle of the axis of the mirror 102 with respect to the optical axis 72a is determined so that the diffracted light reflected from the mirror unit 53 is condensed by the mirror 102 and reflected toward the light receiving element 70 along the optical axis 72a. .

以上のように構成した本実施例において、発光素子30
からビーム光が生じると、このビーム光が平凸レンズ40
を通り平行光となり穴付ミラー50の中央穴52を通り光フ
ァイバ90の内端部90a内に入射する。かかる場合、中央
穴52の軸が光軸31aに対し下方へ傾斜しても、中央穴52
の内径が上述のごとく適切に定めてあるので、平凸レン
ズ40からの平行光の殆度が中央穴52を通過する。上述の
ように光ファイバ90内に入射した平行光は、同光90内に
沿い伝搬しその外端部から出射して前記被検出体に入射
する。
In the present embodiment configured as described above, the light emitting element 30
When a light beam is generated from the
Through the center hole 52 of the perforated mirror 50 and enters the inner end 90a of the optical fiber 90. In this case, even if the axis of the central hole 52 is inclined downward with respect to the optical axis 31a, the central hole 52
Since the inside diameter of the lens is appropriately determined as described above, almost all of the parallel light from the plano-convex lens 40 passes through the central hole 52. As described above, the parallel light entering the optical fiber 90 propagates along the light 90, exits from the outer end thereof, and enters the object to be detected.

このように入射した光が前記被検出体により反射され
て再び光ファイバ90内にその外端部から入射すると、こ
の入射光が光ファイバ90内に沿い伝搬して内端部90aか
ら回折光となって出射し穴付ミラー50のミラー部53に入
射する。かかる場合、光ファイバ90の内端部91の開口数
NAが上述のごとく適切に定められているので、前記回折
光は十分な広がりをもって穴付ミラー50のミラー部53に
入射する。
When the light thus incident is reflected by the object to be detected and enters the optical fiber 90 again from the outer end thereof, the incident light propagates along the optical fiber 90 and becomes diffracted light from the inner end 90a. Then, the light exits and enters the mirror section 53 of the mirror 50 with holes. In such a case, the numerical aperture of the inner end 91 of the optical fiber 90
Since the NA is appropriately determined as described above, the diffracted light enters the mirror section 53 of the mirror 50 with a sufficient spread.

上述のように入射した回折光は、ミラー部53により反
射され、反射体100のミラー102に入射した後反射されて
光軸72aに沿い進行し受光素子70の受光面中央に集光す
る。このため、受光素子70がその受光に伴うホトダイオ
ードの導通により光検出作用を果す。かかる場合、発光
素子30からのビーム光は、穴付ミラー50の中央穴52の通
過時、穴付ミラー50による反射時、及びミラー102によ
る反射時に損失を伴うことは殆どないので、発光素子3
0、光ファイバ90及び受光素子70の間の光学的経路中に
穴付ミラー50、平凸レンズ40及びミラー102を配置する
だけで発光素子30からのビーム光の光利用率を大幅に向
上させ得る。また、穴付ミラー50のミラー部53を凹面鏡
としたので、光学部品点数の減少に役立つ。また、各ネ
ジ13a,20a,62,81,82等の螺合度合調整により各構成部品
の位置等の微調整が可能である。かかる場合、精密加工
を行なえば、これらネジに依らず、接着剤による固定で
も可能である。また、穴付ミラー50における所定鋭角θ
は60゜〜80゜程度にすることにより穴付ミラー50の小型
化が可能となるとともにミラー部53の球面収差を抑制で
きる。
The diffracted light incident as described above is reflected by the mirror unit 53, is incident on the mirror 102 of the reflector 100, is reflected, travels along the optical axis 72a, and is condensed at the center of the light receiving surface of the light receiving element 70. For this reason, the light receiving element 70 performs the light detecting function by the conduction of the photodiode accompanying the light reception. In such a case, the beam light from the light emitting element 30 has almost no loss when passing through the central hole 52 of the perforated mirror 50, at the time of reflection by the perforated mirror 50, and at the time of reflection by the mirror 102.
0, the light utilization of the light beam from the light emitting element 30 can be greatly improved only by disposing the mirror 50 with a hole, the plano-convex lens 40 and the mirror 102 in the optical path between the optical fiber 90 and the light receiving element 70. . In addition, since the mirror portion 53 of the perforated mirror 50 is a concave mirror, the number of optical components is reduced. Further, fine adjustment of the position and the like of each component can be made by adjusting the degree of screwing of each screw 13a, 20a, 62, 81, 82 and the like. In such a case, if precision processing is performed, fixing with an adhesive is possible without using these screws. In addition, a predetermined acute angle θ
By setting the angle to about 60 ° to 80 °, the size of the mirror 50 with a hole can be reduced and the spherical aberration of the mirror section 53 can be suppressed.

なお、本発明の実施にあたっては、第2図に示すごと
く、平凸レンズ4に代えて、両凸レンズ40Aを採用し、
かつ穴付ミラー50の中央穴52を、光軸31aと同軸方向に
沿う中央穴52aとして形成して実施してもよい。
In practicing the present invention, a biconvex lens 40A is used instead of the plano-convex lens 4 as shown in FIG.
In addition, the central hole 52 of the holed mirror 50 may be formed and implemented as a central hole 52a coaxial with the optical axis 31a.

また、本発明の実施にあたっては、平凸レンズ40から
の光は、平行光に限らず、収束光であってもよい。
In the embodiment of the present invention, the light from the plano-convex lens 40 is not limited to parallel light, but may be convergent light.

また、本発明の実施にあったては、第3図に示すごと
く、穴付ミラー50に代えて、板状ミラー部53aをもつ穴
付ミラー50A及び凸レンズ50Bを採用し、かつ受光素子70
とミラー102との間に凸レンズ100Aを配置して実施して
もよい。
In the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, instead of the mirror 50 having a hole, a mirror 50A having a plate-like mirror portion 53a and a convex lens 50B are employed, and the light receiving element 70 is provided.
The convex lens 100 </ b> A may be disposed between the mirror 102 and the mirror 102.

また、本発明の実施にあたっては、第1図の穴付ミラ
ー50に代えて、第4図に示すように配設した穴付ミラー
を50Cを採用して実施してもよい。穴付ミラー50Cは、第
1図の穴付ミラー50とほぼ同様の構成をもつもので、こ
の穴付ミラー50Cは、そのミラー部53cの曲率中心C(ミ
ラー部53の曲率中心に一致)を中心として、ミラー部53
cの球心0を光軸31aよりも下方に位置させるように回動
した位置に維持されている。かかる場合、ミラー部53c
は、穴付ミラー50のミラー部53と同一の曲率半径をもつ
凹面鏡として形成されており、このミラー部53cの球状
表面はその光軸31aとの交点O1を中心して、光ファイバ9
0の内端部90aから開口角θNA(開口数NAに対応)にて出
射する回折光のすべてを対称的に受けるように必要最小
限の表面面積を有するようになっている。なお、穴付ミ
ラー50Cの中央穴52(穴付ミラー50の中央穴52と同じ)
は、球心Oの交点O1からの下方へのずれに伴い下方へ偏
位している。
Further, in practicing the present invention, instead of the mirror 50 having a hole shown in FIG. 1, a mirror 50C having a hole provided as shown in FIG. 4 may be employed. The perforated mirror 50C has substantially the same configuration as the perforated mirror 50 of FIG. 1. The perforated mirror 50C has a center of curvature C (corresponding to the center of curvature of the mirror 53) of its mirror 53c. Mirror part 53 as the center
The spherical center 0 of c is maintained at a rotated position so as to be positioned below the optical axis 31a. In such a case, the mirror unit 53c
It is formed as a concave mirror having the same radius of curvature as the mirror portion 53 of the hole-provided mirror 50, spherical surface of the mirror unit 53c and around the intersection O 1 with its optical axis 31a, the optical fiber 9
It has a minimum necessary surface area so as to symmetrically receive all of the diffracted light emitted from the inner end portion 90a of 0 at an aperture angle θ NA (corresponding to the numerical aperture NA). The center hole 52 of the perforated mirror 50C (the same as the center hole 52 of the perforated mirror 50)
It is displaced downwardly with the displacement downward from the intersection O 1 of the spherical center O.

しかして、このように穴付ミラー50Cの配設すれば、
この穴付ミラー50Cが、その中央穴52を光軸31aよりも下
方へずらせた状態にて、光ファイバ90からの全回折光を
受ける。第5図に示すように、穴付ミラー50Cの球心O
を光軸31aに一致させて配設した場合のように、穴付ミ
ラー50Cの傾きのために光ファイバ90からの回折光の下
方部分が穴付ミラー50Cの入射できなくなったり、或い
は、光ファイバ90からの回折光の中央部分(高強度をも
つ)が穴付ミラー50Cの中央穴52を通過してしまうとい
うような不具合を招くことなく、穴付ミラー50Cの寸法
形状を必要最小限に抑制しつつそのミラー部53cでの反
射光量の効率を最大限に高め得る。
Then, if the mirror 50C with a hole is arranged in this way,
The mirror with holes 50C receives all the diffracted light from the optical fiber 90 in a state where the center hole 52 is shifted downward from the optical axis 31a. As shown in FIG. 5, the spherical center O of the mirror 50C with a hole is shown.
Is aligned with the optical axis 31a, the lower part of the diffracted light from the optical fiber 90 cannot enter the holed mirror 50C due to the inclination of the holed mirror 50C, or Minimizing the size and shape of the perforated mirror 50C without causing the problem that the central part (with high intensity) of the diffracted light from 90 passes through the central hole 52 of the perforated mirror 50C. In addition, the efficiency of the amount of light reflected by the mirror 53c can be maximized.

因みに、NA=0.57(θNA=34.81゜)とし、交点O1
光ファイバ90の開口端面91との間の距離を6.5(mm)と
し、穴付ミラー50Cの曲率半径を10(mm)とし、かつ∠O
1CO(第4図参照)を4゜としたとき、ミラー部53cに対
し交点O1を中心として光ファイバ90からの回折光のすべ
てがミラー部53cに入射することが確認できた。
Incidentally, NA = 0.57 (θ NA = 34.81 °), the distance between the intersection O 1 and the opening end surface 91 of the optical fiber 90 is 6.5 (mm), and the radius of curvature of the holed mirror 50C is 10 (mm). , And ∠O
1 CO when (see FIG. 4) to 4 °, all around the intersection O 1 of the diffracted light from the optical fiber 90 with respect to the mirror unit 53c that is incident on the mirror portion 53c was confirmed.

また、本発明の実施にあたっては、第5図に示すよう
に穴付ミラー50Cを光ファイバ90の配置関係において、
第6図に示すように、穴付ミラー50Cをそのまま下方へ
平行移動させるとともに、発光素子30及び球面レンズ40
B(平凸レンズ40に相当)の光軸(光軸31aに一致)を光
ファイバ90の軸90bに対し例えば4゜をなすように交叉
させるように配置を変更しても第4図に示す構成の場合
と同様の効果を確保できる。なお、∠O1COは4゜にな
る。
In practicing the present invention, as shown in FIG.
As shown in FIG. 6, the mirror 50C with the hole is translated downward as it is, and the light emitting element 30 and the spherical lens 40 are moved.
Even if the arrangement is changed so that the optical axis of B (corresponding to the plano-convex lens 40) (corresponding to the optical axis 31a) crosses the axis 90b of the optical fiber 90 at, for example, 4 °, the configuration shown in FIG. The same effect as in the case of can be secured. Note that {O 1 CO is 4}.

また、本発明の実施にあたっては、第3図における凸
レンズ40A、穴付ミラー50A、凸レンズ50B、ミラー102及
び凸レンズ100Aの光学系に代えて、第7図に示すような
光学系ブロック200を採用して実施してもよい。かかる
場合、光学系ブロック200は、光学部材201と光学部材20
2とにより構成されており、光学部材201はその接合面に
て光学部材202の接合面に接合されている。但し、両光
学部材201,202の各接合面中、光軸31aを含む部分には両
光学部材201,202の屈折率と同じ屈折率をもつ光学的透
明接着剤が膜状に塗布されており、また、前記各接合面
の残余の部分には、鏡面を形成する銀蒸着膜202aが形成
されている。また、各光学部材201,202は、例えば、BK
−7ガラスで形成されているので、光学部材202におい
て、臨界角δ(第7図参照)(波長入=880nmでδ=41.
5゜)以上に平面202bを形成すると、平面202bに銀蒸着
膜等の反射膜を設ける必要がない。なお、第7図におい
て、光学部材201の凸面201a、銀蒸着膜202a、光学部材2
02の凸面202c、平面202b及び凸面202dが、第3図におけ
る凸レンズ40Aの左側凸面、穴付ミラー50Aのミラー部53
a、凸レンズ50Bの右側凸面、ミラー102の反射面及び凸
レンズ100Aの左側凸面にそれぞれ相当する。
In practicing the present invention, an optical system block 200 as shown in FIG. 7 is used instead of the optical system of the convex lens 40A, the mirror 50A with a hole, the convex lens 50B, the mirror 102, and the convex lens 100A in FIG. May be implemented. In such a case, the optical system block 200 includes the optical member 201 and the optical member 20.
The optical member 201 is joined to the joint surface of the optical member 202 at the joint surface. However, an optical transparent adhesive having the same refractive index as the refractive index of the two optical members 201 and 202 is applied to the portion including the optical axis 31a in the form of a film in each joint surface of the two optical members 201 and 202. A silver deposited film 202a forming a mirror surface is formed on the remaining portion of each bonding surface. Further, each optical member 201, 202 is, for example, BK
Since the optical member 202 is made of -7 glass, the critical angle δ (see FIG. 7) in the optical member 202 (wavelength input = 880 nm and δ = 41.
5 ゜) When the flat surface 202b is formed as described above, it is not necessary to provide a reflective film such as a silver deposition film on the flat surface 202b. In FIG. 7, the convex surface 201a of the optical member 201, the silver deposition film 202a, the optical member 2
The convex surface 202c, the flat surface 202b, and the convex surface 202d of the 02 are the left convex surface of the convex lens 40A in FIG.
a, which corresponds to the right convex surface of the convex lens 50B, the reflecting surface of the mirror 102, and the left convex surface of the convex lens 100A, respectively.

また、本発明の実施にあたっては、第7図における銀
蒸着膜202aに代えて、第8図に示すごとく、空気層を有
する切欠202Aに形成するようにしてもよい。かかる場
合、両光学部材201,202の各接合面の中央部間における
透明接着剤による接着強度を補足すべく、各切欠202Aの
外縁部にスペーサ202Bを介装する。
In practicing the present invention, as shown in FIG. 8, a cutout 202A having an air layer may be formed in place of the silver deposition film 202a in FIG. In such a case, a spacer 202B is interposed at the outer edge of each notch 202A in order to supplement the adhesive strength of the transparent adhesive between the central portions of the respective joining surfaces of the optical members 201 and 202.

また、本発明の実施にあたっては、発光素子30とし
て、例えば半導体レーザを採用してもよく、また、受光
素子70として、例えばホトトランジスタを内蔵するもの
を採用してもよく、また、光ファイバ90に限らず、一般
に光導波路を光導波体として採用してもよい。
In practicing the present invention, for example, a semiconductor laser may be used as the light emitting element 30, and a light receiving element 70 that incorporates, for example, a phototransistor may be used. The invention is not limited to this, and an optical waveguide may be generally used as the optical waveguide.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は前記
実施例の第1の部分的変形例を示す要部断面図、第3図
は同第2の部分的変形例を示す要部断面図、第4図は同
第3の部分的変形例を示す要部断面図、第5図は第4図
の構成との比較のための説明図、第6図は前記実施例の
第4の部分的変形例を示す要部断面図、並びに第7図及
び第8図は前記実施例における各光学部材を単一の光学
系ブロックとした場合の要部断面をそれぞれ示す図であ
る。 符号の説明 30……発光素子、40……平凸レンズ、40A,50B,100A……
凸レンズ、50,50A,50C……穴付ミラー、52,52a……中央
穴、53,53a,53c……ミラー部、70……受光素子、90……
光ファイバ、102……ミラー、200……光学系ブロック。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part showing a first partial modification of the embodiment, and FIG. 3 is a second partial modification of the embodiment. FIG. 4 is a sectional view of a principal part showing a third partial modification of the third embodiment, FIG. 5 is an explanatory view for comparison with the structure of FIG. 4, and FIG. FIGS. 7 and 8 are cross-sectional views of main parts in a case where each optical member in the embodiment is a single optical system block. is there. Explanation of reference numerals 30 …… Light-emitting element, 40 …… Plano-convex lens, 40A, 50B, 100A…
Convex lens, 50, 50A, 50C: Mirror with hole, 52, 52a: Central hole, 53, 53a, 53c: Mirror, 70: Light receiving element, 90:
Optical fiber, 102 ... Mirror, 200 ... Optical system block.

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源及び受光素子と、 前記光源から光を導入し被検出体に向けて出射する光導
波体であってその出射光が前記被検出体により反射され
たときこの反射光を導入し放射状の光として出射する光
導波体と、 前記光源と前記光導波体との間に配置された透光部付ミ
ラーであって前記光源から前記光導波体への光を通過さ
せる透光部及び前記光導波体からの前記放射状の光を受
けて反射するミラー部を有する透光部付ミラーを備え、
前記ミラー部からの反射光が前記受光素子に収束して入
射するように構成した光学系とを具備するようにした光
検出装置。
1. A light source and a light receiving element, and an optical waveguide that introduces light from the light source and emits the light toward a detected object, and introduces the reflected light when the emitted light is reflected by the detected object. An optical waveguide that emits as radial light; and a light-transmitting portion that is disposed between the light source and the optical waveguide, and that transmits light from the light source to the optical waveguide. And a mirror with a light transmitting unit having a mirror unit that receives and reflects the radial light from the optical waveguide,
An optical system configured so that light reflected from the mirror unit is converged and incident on the light receiving element.
【請求項2】前記透光部付ミラーのミラー部が、その球
心を前記光導波体の出射軸からずらせた状態にて、当該
出射軸に対し傾斜して位置するようにしたことを特徴と
する第1項に記載の光検出装置。
2. The mirror portion of the mirror with a light-transmitting portion, wherein the mirror portion is inclined with respect to the emission axis of the optical waveguide while the spherical center thereof is shifted from the emission axis of the optical waveguide. 2. The photodetector according to claim 1, wherein
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