JPH02251782A - 投受光装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈発明の技術分野ン 本考案は、光ピツクアップや反射型光センサなどに用い
られる投受光装置に関する。

〈従来の技術〉 従来から、投光装置と受光装置とが単一のパッケージ内
に実装された構造として、第２図に示すような反射型光
センサがある。

回倒の反射型光センサ５０は、発光ダイオードなどの発
光素子５１と、受光ダイオードなどの受光素子５２と、
発光素子用集束レンズ５３と、受光素子用集束レンズ５
４とを備えた構成であり、これらは同一のパッケージ５
５内に設けられている。

そして、発光素子５１および受光素子５２は、パッケー
ジ５５内において斜め姿勢に取り付けられており、発光
素子５１から出射した光を被検出物５６に対して斜めか
ら照射する一方、被検出物５６により所定の角度で反射
された光が受光素子５２に入射させられるようになって
いる。

〈発明が解決しようとする課題〉 しかしながら、上記従来の反射型光センサ５０において
は、発光素子５１と受光素子５２のそれぞれに一つずつ
集束レンズ５３．５４が必要であり、装置の小型化およ
びコスト低減に限界がある。また、発光素子５１と受光
素子５２の対向角度およびそれぞれに対する集束レンズ
５３．５４の光軸調整を被検出物５６との距離を考慮し
て設定する必要があって煩雑な点も指摘される。

ところで、従来の光ピツクアップなどでは、各々別々の
パッケージに実装された発光素子および受光素子と、発
光素子から出射される光を光ディスクへ導くとともに、
光ディスクで反射された光を受光素子へ導く複数の光学
素子よりなる光学系とを用いており、多くの部品を必要
とすることが低コスト化、装置の小型化を図る上での障
害となっていた。

〈発明の目的〉 本発明は、このような事情に鑑みて創案されたもので、
構成部品点数を削減して、上記従来の課題を解決するこ
とを目的としている。

く課題を解決するための手段〉 本発明は、このような目的を達成するために、次のよう
なｉｌｌ成をとる。

本発明の投受光装置は、発光素子と、受光光量に応じた
電気信号を出力する受光素子と、発光素子の光軸上に配
置され前記発光素子から出射した光をコリメートする回
折型レンズとが単一のパッケージに実装された構造で、
かつ、 前記回折型レンズが、平坦な透明基板と、この透明基板
の少なくとも一面に形成されて光回折を行うグレーティ
ングとを有し、前記受光素子が回折型レンズの透明基板
においてグレーティング形成部周縁の平坦部分に対面配
置されている構成に特徴を有する。

く作用〉 上記構成においては、発光素子から出射される拡散光は
回折型レンズを通してパッケージ外部にコリメートして
放出される。この放出された光が外部の何かの物体で反
射されて発光素子の光軸からずれてパンケージ内部に戻
されると、回折型レンズの透明基板の平坦部分を透過し
て受光素子へ入射される。

このような光路を実現するには、例えば外部において光
を反射させろ物体の反射面に対し、発光素子の姿勢を傾
かせるなどが考えられる。

〈実施例〉 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する
。

第１図に本発明の一実施例を示している０図例の投受光
装置ｌは、円盤状のステムｌＯの上面に形成された凸部
１１の側面上端部に端面出射型発光ダイオード、半導体
レーザなどの発光素子２が実装されているとともに、こ
のステム１０の凸部１１の上面にフォトダイオードなど
の受光素子３が実装され、かつ、ステムｌＯの上面に装
着された鏡面状内周面を有する円筒状キャップ１２の開
口窓１３側に回折型レンズ４が装着された構造である。

前記ステムｌＯおよびキャンプ１２が請求項に記載のパ
ンケージに相当し、キャップ１２の開口窓１３には透明
なカバー１７が装着されている。

なお、図中、１４〜１６はリード端子であり、そのうち
の二本のリード端子１４．１５は発光素子２と受光素子
３ｃ）、各一方電極に対して適宜の接続ワイヤ（図示省
略）を介して接続され、残りのリード端子１６は発光素
子２と受光素子３の各他方電極が電気的に接着された円
盤状基板１０に対して電気的に接続されている。

回折型レンズ４は、円板状の透明基板５と、透明基板５
の一面の中央部分に形成された同心円状のグレーティン
グよりなる凸レンズ機能を持つフレネルパターン６とを
有する構造である。この回折型レンズ４はステム１０に
図示省略の支柱などを介して支持される。勿論、回折型
レンズ４をキャップ１２の開口窓１３に取り付けるよう
にしてもかまわない。

そして、回折型レンズ４は、そのフレネルパターン６が
発光素子２の光出射面に対面するよう配置され、フレネ
ルパターン６の光軸と発光素子２の光軸とが同軸に設定
されている。一方、受光素子３は回折型レンズ４の透明
基板うにおいてフレネルパターン６周縁の環状平坦部７
の一部に対面するよう配置されている。

ところで、発光素子２と受光素子３とを横に並べて配置
したので、発光素子２から出射されて外部で何かに反射
された光を受光素子３へ効率良（入射させるには、反射
戻り光の光路を放出光の光路に対して異ならせる必要が
ある。そこで、本実施例では、光を反射させる物体８０
反射面に対して、発光素子２の光軸を垂直にせず、所定
の角度θを持たせるように投受光装置ｌを取り付けるよ
うにしている。勿論、物体８を投受光装置ｌに対して傾
けるように取り付けてもよい。

この投受光装置１の動作を説明する。

発光素子２から出射された拡散光は回折型レンズ４によ
りコリメートされて外部へ放出される。

この放出された光は、実線で示すように物体８に照射さ
れる。放出光が物体８に対しである角度をもって照射さ
れるので、この物体８により反射された光は、二点鎖線
で示すように放出光の光路とは異なる光路でキャンプ１
２内部に戻されることになる。キャンプ１２内に戻った
光は、回折型レンズ４の透明基板５においてフレネルパ
ターン６周縁の平坦部７を透過して、受光素子３に入射
され、この受光素子３は受光した光量（強度）に応じた
電気信号を出力することになる。ところで、図に示すよ
うに受光素子３の一部がフレネルパターン６の外周部分
に対面していた場合には、反射戻り恋がフレネルパター
ン６の一部に入射するが、それによって回折されない０
次光が受光素子３に対して入射することになるので、受
光素子３への受光効率が低下することはない。

この投受光装置ｌは物体検出センサや距離センサなどの
各種センサとして実施できる他、光ピツクアンプとして
実施することができる。

ところで、上記実施例のように受光素子３の受光面を発
光素子２の光出射面よりも前方に配置していれば、発光
素子２から出射する光の拡散光が受光素子３へ入射する
のを防ぐことができ、受光素子３から出力される電気信
号のＳ／Ｎ比が向上するといったメリットがある。

〈発明の効果〉 以上説明したように、本発明によれば、回折型レンズに
対する発光素子と受光素子との配置に工夫を加えて単一
のパッケージに組み込んだから、部品点数を従来よりも
削減することができ、その結果、コストａ減および装置
の小型化を実現できるようになった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例にかかる投受光装置の構成を
模式的に示した縦断側面図である。 また、第２図は従来例にかかる反射型光センサの構成原
理図である。 ２・・・発光素子、　　　　３・・・受光素子、４・・
・回折型レンズ、　　　５・・・透明基板、６・・・フ
レネルパターン、７・・・平坦部、ｌＯ・・・ステム、
　　　　　１２・・・キャップ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子と、受光光量に応じた電気信号を出力す
   る受光素子と、発光素子の光軸上に配置され前記発光素
   子から出射した光をコリメートする回折型レンズとが単
   一のパッケージに実装された構造で、かつ、 前記回折型レンズが、平坦な透明基板と、この透明基板
   の少なくとも一面に形成されて光回折を行うグレーティ
   ングとを有し、前記受光素子が回折型レンズの透明基板
   においてグレーティング形成部周縁の平坦部分に対面配
   置されていることを特徴とする投受光装置。