JPH0418770A - 光源器 - 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】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、半導体レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイ
オード（ＬＥＤ）等の発光素子と、フレネルレンズ等の
回折レンズとを備えた光源器に関する。

［背景技術］ 従来の光源器（コリメータ）の構造の一例な第４図に示
す。Ｌ、　ＤやＬ　Ｅ　Ｄ等の発光素子５２とフレネル
レンズ等の回折レンズ５３は、ステムＳ４とキャップ５
５とからなるケース５６内に納められており、発光素子
５２から放出された光は、回折レンズ５３で平行光線束
５７に変換され、平行光線束５７としてキャップ５５に
設けられた射出窓５８から外部へ射出される。また、こ
の従来例の光源器５１にあっては、キャップ５５に設け
られた射出窓５８ば、射出される平行光線束５７の幅も
しくは通過断面積に比較して相当大きく開口されていた
。

［発明が解決しようとする課題］ 上記のようにフレネルレンズのような回折レンズ５３を
用いた光源器５１にあっては、レンズ系がかさ張らない
ので、光源器５１を小形化できるが、回折レンズ５８を
用いているので、回折レンズ５３によって平行光線束５
７ばかりでなく高次の回折光５９も発生し、この高次の
回折光５９も第４図に示すように射出窓５８から出てゆ
く。このため、回折レンズ５３を通過した後の射出光と
しては、第５図に示すように、平行光線束（コリメート
光）５７の周囲に高次の回折光によるフリンジ５９ａの
存在するビームパターンとなる。

このため、従来の光源器では、その近傍で平行光線束を
利用しようとすると、この高次の回折光がノイズ光とな
り、高精度の要求されるセンサーや高いＳ／Ｎ比の必要
な光源などに用いる場合には問題があった。

本発明は、成上の従来例の欠点に鑑みてなされたもので
あり、その目的とするところは、回折レンズによって発
生ずる高次の回折光による悪影響がない光源器を提供す
ることにある。

し課題を解決するための手段］ このため本発明は、発光素子と、発光素子から放出され
た光を平行光線束もしくは集束光線束に変換させるため
のレンズとをケース内に納め、射出窓から前記平行光線
束もしくは集束光線束をケース外部へ射出させるように
した光源器において、前記射出窓の大ぎさを前記平行光
線束もしくは集束光線束の通過断面の犬ぎさとほぼ等し
くしたことを特徴としている。

［作用］ 本発明にあっては、射出窓の大きさをレンズ通過後の平
行光線束もしくは集束光線束の通過断面の大きさとほぼ
等しくしているので、射出窓からは、必要な平行光線束
もしくは集束光線束だけが射出され、レンズで発生した
不要なノイズ光は、射出窓から射出されない。

この結果、簡単にノイズ光をカットすることができ、良
好な光ビームを得ることかでき、高精度の要求されるセ
ンサーや高いＳ／Ｎ比の必要な光源等にも利用すること
かできる。さらに、簡単な構造によって高次の回折光を
カットすることができるので、安価に良好な光ビームを
得ることができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を添付図に基づいて詳述する。

ケース３は、端子ピン５がインザート成形された金属部
品のステム６と不透明合成樹脂や金属等の不透明材料に
よって形成された略筒状のキャップ７とから構成され、
ステム６とキャップ７は接着や電気溶接で一体化されて
おり、キャップ７の前端に開口された射出窓４は透明な
ガラス板８によって密閉されている。ステム６の内面に
設けられた放熱用のピートシンクブロック９の上面には
、レーザダイオード（ＬＤ）や発光ダイオード（ＬＥＤ
）等の発光素子１が搭載されている。ヒートシンクブロ
ック９の前方には、スペーサ１０を介してレンズ板ＩＪ
が垂直に支持されており、レンズ板１１には、光軸１２
が発光素子１を通過するように位置合わせしてフレネル
レンズのような回折レンズ２が股（）られている。第１
図の実施例は、平行光線束１３を射出させるもの（コリ
メータ）であり、発光素子１で放出された光が回折レン
ズ２を通過後に平行光線束１３となるように、発光素子
１は回折レンズ２の焦点位置に配置されている。射出窓
４の寸法は、回折レンズ２によって決まる平行光線束１
３の断面の大きさとほぼ等しくなっておｌ）、しかも平
行光線束１３の光軸１２と射出窓４の中心とが位置合わ
せされている。

したがって、発光素子１から光を放出させると、その光
は回折レンズ２で集光されて平行光線束１３となり、平
行光線束１３のみが射出窓４からケース３外へ射出され
る。一方、回折レンズ２で発生した高次の回折光１４は
、第１図に示すように、キャップ７の射出窓４の縁部分
１５で遮られてカットされ、ケース３外へは射出されな
い。

第２図に示すものは、本発明の別な実施例を示す断面図
であって、この実施例にあっても第１図の実施例と同様
な構造を有している。但し、この実施例にあっては、発
光素子１から放出された光が、回折レンズ２で集光され
て集束光線束１Ｇとなるように、発光素子１を回折レン
ズ２の焦点位置よりも遠くに配置されている。この実施
例にあっては、射出窓４の寸法は、射出窓４を通過する
際における集束光線束１Ｇの通過断面積とほぼ等しくな
っている。したがって、回折レンズ２で発生した高次の
回折光１７は、キャップ７の射出窓４の縁部分１５によ
って遮られてカットされ、ケ−ス３の外部へは射出され
ない。

第３図（ａ）に示すものは、本発明のさらに別な実施例
を示す断面図である。この実施例にあっても、発光素子
１から放出された光は、回折レンズ２で集光されて平行
光線束１３となり、射出窓４を通って外部へ放射される
ようになっている。ただし、この実施例にあっては、キ
ャップ７によって直接射出窓４を形成しておらず、ガラ
ス板８の内面に貼着された第３図（ｂ）のような不透明
な円環状のマスク部１８の内周に射出窓４が形成されて
いる。したがって、このマスク部１８の内周（削出窓４
）の寸法も、平行光線束１３の通過断面積とほぼ等しく
なっており、高次の回折光１４はマスク部１８によって
カットされる。この実施例では、従来例のキャップ７を
そのまま使用することかでざる。また、マスク部１８は
、ガラス板８の表面に形成された不透明塗膜などでもよ
い。

なお、図示しないが、第２図に示すような集束光線束を
得る実施例の場合にも、第３図（ｂ）のようなマスク部
を用いて高次の回折光をカットさせることか可能である
。

高次の回折光の射出方向は、例えばフレネルレンズを用
いた場合、そのレンズの開口数により変化するので、何
種類かのレンズを順次アライメントして組立てを実施す
る場合、キャップの射出窓の開口面積も各レンズの種類
に応じて変える必要がある。上記各実施例では、射出窓
の寸法は固定されているので、各レンズの種類に合わせ
て射出窓の寸法を設計段階で決定しておき、何種類もの
異なる窓寸法のキャップを用意する必要がある。

これに対し、射出窓の寸法を可変にできる構造のキャッ
プを用い、光源器の組立て時に、レンズの種類に応じて
高次の回折光が射出しないように射出窓の大きさを調整
し、調整完了後に射出窓を固定するようにしてもよい。

寸法調整可能な射出窓の構造は、図示しないが、例えば
複数枚の側視によって構成された開口寸法の調整が可能
な絞り機構（カメラ等の絞りとして用いられている。）
を用いることかできる。

なお、本発明は、フレネルレンズ等の回折レンズを用い
た場合に限らず、一般に、所望とする光線以外のノイズ
光がレンズ部分で発生するような光源器において、ノイ
ズ光をカットさせる目的に利用することができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、射出窓の寸法を調整することにより不
要なノイズ光をカットすることかでき、簡単な構造によ
り、安価にノイズ光をカットすることかできる。したが
って、ノイズ光をカットシて良好な光ビームだけを射出
窓から射出させることかでき、例えば高精度のセンサー
や高Ｓ／Ｎ比の光源等として利用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図は本発
明の他の実施例を示す断面図、第３図（ａ）（ｂ）は本
発明のさらに他の実施例を示す断面図及びそのマスクを
示す正面図、第４図は従来例の光源器を示ず断面図、第
５図は同上の光源器から射出された光のビームパターン
を示す図である。 １・・・発光素子 ２・・・回折レンズ ３・・・ケース ４・・・射出窓 １３・・・平行光線束 ＩＧ・・・集束光線束 １８・・・マスク部 特許出願人　　オムロン株式会社 代理人　弁理士　中　野　稚　房 畜凸

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）発光素子と、発光素子から放出された光を平行光
   線束もしくは集束光線束に変換させるためのレンズとを
   ケース内に納め、射出窓から前記平行光線束もしくは集
   束光線束をケース外部へ射出させるようにした光源器に
   おいて、 前記射出窓の大きさを前記平行光線束もしくは集束光線
   束の通過断面の大きさとほぼ等しくしたことを特徴とす
   る光源器。