JPH04366905A - Light projection device using optical fiber, and collimation and convergence optical system - Google Patents

Light projection device using optical fiber, and collimation and convergence optical system

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JPH04366905A
JPH04366905A JP16912991A JP16912991A JPH04366905A JP H04366905 A JPH04366905 A JP H04366905A JP 16912991 A JP16912991 A JP 16912991A JP 16912991 A JP16912991 A JP 16912991A JP H04366905 A JPH04366905 A JP H04366905A
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JP
Japan
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light
optical fiber
side opening
conical reflector
conical
Prior art date
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Pending
Application number
JP16912991A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Osamu Nishizaki
修 西崎
Shigeru Aoyama
茂 青山
Yoshihisa Takamatsu
佳央 高松
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04366905A publication Critical patent/JPH04366905A/en
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Abstract

PURPOSE:To obtain thin collimated light and reduce the size and weight. CONSTITUTION:A conic reflection body 20 which has a conic reflecting surface 21 is fixed to the tip part of the optical fiber 10. The projection light of the optical fiber 10 enters the conic reflection body 20 from an opening 22 for light incidence and is reflected by the reflecting surface 21 and projected from an opening 23 for light projection. The opening 23 for light projection is regarded as a spot light source and the light projected from the opening 23 is collimated by a lens 26 and projected to the outside.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】この発明は,光ファイバを用いた
投光装置ならびに光ファイバを用いたコリメート光学系
および集光光学系に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light projection device using an optical fiber, and a collimating optical system and a focusing optical system using an optical fiber.

【0002】0002

【従来の技術】光ファイバを用いた投光装置は多くの光
応用分野で用いられている。その一つに光ファイバ型光
電スイッチがある。
2. Description of the Related Art Light projecting devices using optical fibers are used in many optical application fields. One of them is an optical fiber type photoelectric switch.

【0003】図6は光ファイバを用いた透過型光電スイ
ッチの例を,図7は光ファイバを用いた反射型光電スイ
ッチの例をそれぞれ示している。
FIG. 6 shows an example of a transmission type photoelectric switch using an optical fiber, and FIG. 7 shows an example of a reflection type photoelectric switch using an optical fiber.

【0004】図6において,投光用光ファイバ41と受
光用光ファイバ42とが対向して配置され,投光用光フ
ァイバ41から出射した投射光は受光用光ファイバ42
に入射する。これらの両光ファイバ41と42との間に
物体Obが進入すると,投光用光ファイバ41から出射
する投射光はこの物体Obによって遮断され,受光用光
ファイバ42に入射しない。受光用光ファイバ42に入
射する光の有無により物体Obの有無が検知される。投
光用光ファイバ41の光出射端部には後述するように光
投射のための光学系が,受光用光ファイバ42の光入射
端部には入射光を光ファイバ内に導入するための光学系
がそれぞれ設けられているのは言うまでもない。
In FIG. 6, a light-emitting optical fiber 41 and a light-receiving optical fiber 42 are arranged facing each other, and the projected light emitted from the light-emitting optical fiber 41 is transmitted to the light-receiving optical fiber 42.
incident on . When an object Ob enters between these two optical fibers 41 and 42, the projection light emitted from the light emitting optical fiber 41 is blocked by this object Ob and does not enter the light receiving optical fiber 42. The presence or absence of the object Ob is detected based on the presence or absence of light incident on the light-receiving optical fiber 42. The light emitting end of the light emitting optical fiber 41 has an optical system for projecting light, as will be described later, and the light receiving end of the light receiving optical fiber 42 has an optical system for introducing incident light into the optical fiber. Needless to say, each system has its own system.

【0005】図7において,投光用光ファイバ41と受
光用光ファイバ42とが平行に配置されている。これら
の投,受光用光ファイバ41,42の前方に物体Obが
存在すると,投光用光ファイバ41から出射した投射光
は物体Obで反射し,反射光の一部が受光用光ファイバ
42に入射する。物体Obが存在しない場合には,反射
光は受光用光ファイバ42には入射しない。受光用光フ
ァイバ42に入射する反射光の有無により物体Obの有
無が検知される。
In FIG. 7, a light emitting optical fiber 41 and a light receiving optical fiber 42 are arranged in parallel. If an object Ob exists in front of these optical fibers 41 and 42 for projection and reception, the projection light emitted from the optical fiber 41 for projection will be reflected by the object Ob, and a part of the reflected light will enter the optical fiber 42 for reception. incident. If the object Ob does not exist, the reflected light does not enter the light receiving optical fiber 42. The presence or absence of the object Ob is detected based on the presence or absence of reflected light incident on the light-receiving optical fiber 42.

【0006】このような光ファイバ型光電スイッチに対
して次のことが要請されている。
The following requirements are required for such an optical fiber type photoelectric switch.

【0007】(1) 検出距離を長くとるためには,投
光用光ファイバ41から投射される光はコリメートされ
ている必要がある。この投射光は,コリメートされてい
なければ,広がりながら伝搬するので,投光用光ファイ
バ41の光出射端から受光用光ファイバ42の光入射端
までの距離(図7の反射型の場合には,投射光が物体O
bで反射して受光用光ファイバ42に入射するまでの距
離)が長い場合,受光用光ファイバ42にほとんど光が
入射しないか,入射したとしてもその検知はきわめて困
難である。受光用光ファイバ42によって受光される光
量は距離の2乗に比例して減少するからである。
(1) In order to increase the detection distance, the light projected from the light projecting optical fiber 41 needs to be collimated. If this projected light is not collimated, it propagates while spreading, so the distance from the light output end of the light projection optical fiber 41 to the light input end of the light reception optical fiber 42 (in the case of the reflective type shown in FIG. 7) , the projected light is the object O
If the distance (distance from reflection at b to input into the light receiving optical fiber 42) is long, hardly any light will enter the light receiving optical fiber 42, or even if it does, it will be extremely difficult to detect. This is because the amount of light received by the light receiving optical fiber 42 decreases in proportion to the square of the distance.

【0008】(2) 投光用光ファイバ41から出射さ
れる投射光ビームの径が検出すべき物体Obよりも大き
い場合,特に透過型において,すべての投射光が物体O
bによって遮光されない。投射光の一部は物体Obの周
囲を通って受光用光ファイバ42に入射する。したがっ
て,物体Obの検出が困難または不可能となる。反射型
のものにおいても物体Obが小さければ反射光量は少な
くなり,同様の問題が生じる。したがって,投射光ビー
ムは検出物体Obの大きさよりも細い必要がある。
(2) When the diameter of the projection light beam emitted from the projection optical fiber 41 is larger than the object Ob to be detected, especially in a transmission type, all the projection light is directed toward the object O.
The light is not blocked by b. A part of the projected light passes around the object Ob and enters the light receiving optical fiber 42. Therefore, it becomes difficult or impossible to detect the object Ob. Even in the case of a reflective type, if the object Ob is small, the amount of reflected light decreases, and a similar problem occurs. Therefore, the projected light beam needs to be thinner than the size of the detection object Ob.

【0009】(3) 安価,小型,軽量であることが好
ましい。
(3) It is preferable that the device be inexpensive, small, and lightweight.

【0010】図8は光ファイバの端面から光が出射する
様子を示すものである。よく知られているように,光フ
ァイバ50は,基本的には,中心部のコア52とその周
囲を囲むクラッド51とから構成される。コア52の屈
折率よりもクラッド51の屈折率の方が小さく,光はコ
ア52内に閉じ込められ,コア52とクラッド51との
界面における全反射によってコア52内を伝搬する。し
たがって,光ファイバ50の端面からの出射光は種々の
方向に広がる。光ファイバの端面からの出射光は上記(
1) および(2)の要請を到底満足することはできな
い。
FIG. 8 shows how light is emitted from the end face of an optical fiber. As is well known, the optical fiber 50 basically consists of a core 52 at the center and a cladding 51 surrounding the core. The refractive index of the cladding 51 is smaller than the refractive index of the core 52, and light is confined within the core 52 and propagates within the core 52 by total reflection at the interface between the core 52 and the cladding 51. Therefore, the light emitted from the end face of the optical fiber 50 spreads in various directions. The light emitted from the end face of the optical fiber is as shown above (
It is impossible to satisfy requirements 1) and (2).

【0011】図9は光ファイバの端面にコリメート光学
系を設けることによって出射光をできるだけ細くしよう
とする従来の投光用光ファイバを示すものである。
FIG. 9 shows a conventional light projecting optical fiber in which the emitted light is made as thin as possible by providing a collimating optical system on the end face of the optical fiber.

【0012】光ファイバ50の先端部に筒体44が取付
け固定される(取付構造については図示略)。この筒体
44の内部にはコリメート・レンズ46が設けられ,ま
た筒体44の先端の光出射窓にはカバー・ガラス45が
取付けられている。
A cylinder 44 is attached and fixed to the tip of the optical fiber 50 (the attachment structure is not shown). A collimating lens 46 is provided inside the cylindrical body 44, and a cover glass 45 is attached to a light exit window at the tip of the cylindrical body 44.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】しかしながらこのよう
な構成によっても投射光を充分にコリメートすることは
できず,出射光がある程度の広がりを持つことは避けら
れない。
However, even with such a configuration, the projected light cannot be sufficiently collimated, and it is inevitable that the emitted light will have a certain degree of spread.

【0014】すなわち,図10に示すように,焦点距離
fをもつコリメート・レンズ46Aを光ファイバ50の
出射端面から距離fの位置に配置した場合に,コリメー
ト・レンズ46Aから出射する光の広がり角θは次式で
表わされる。
That is, as shown in FIG. 10, when a collimating lens 46A having a focal length f is placed at a distance f from the output end face of the optical fiber 50, the spread angle of the light emitted from the collimating lens 46A is θ is expressed by the following formula.

【0015】[0015]

【数1】θ=2 tan−1(d/2f)  ‥‥式1
[Equation 1] θ=2 tan-1 (d/2f) ‥‥Formula 1

【0016】ここでdは光ファイバ50のコア52の径
である。
Here, d is the diameter of the core 52 of the optical fiber 50.

【0017】広がり角θは,光ファイバのコアの径dを
小さくするか,またはコリメート・レンズの焦点距離f
を長くすることにより小さくすることができる。
The divergence angle θ can be determined by reducing the diameter d of the optical fiber core or by reducing the focal length f of the collimating lens.
It can be made smaller by making it longer.

【0018】光ファイバのコアの径dを小さくすること
はできないから,符号46Bで示すように焦点距離の長
いコリメート・レンズを用いると破線で示すように広が
り角は小さくなる。
Since it is not possible to reduce the diameter d of the optical fiber core, if a collimating lens with a long focal length is used, as shown by reference numeral 46B, the divergence angle will become smaller, as shown by the broken line.

【0019】コリメート・レンズの焦点距離を長くする
と,コリメート・レンズ46Bを光ファイバ50の出射
端面から遠い位置に配置しなければならない。上述のよ
うに光ファイバ50からの出射光は広がりをもっている
ので,光ファイバ50から出射した光をすべてコリメー
ト・レンズ46Bに入射させようとすると(光量を確保
するために),コリメート・レンズ46Bのレンズ径を
大きくしなければならない。
When the focal length of the collimating lens is increased, the collimating lens 46B must be placed at a position farther from the output end face of the optical fiber 50. As mentioned above, the light emitted from the optical fiber 50 has a spread, so if you try to make all the light emitted from the optical fiber 50 enter the collimating lens 46B (to ensure the amount of light), the collimating lens 46B will The lens diameter must be increased.

【0020】この結果,光ファイバの出射端部に設ける
コリメート光学系が大型化し,上記要請(3) を満足
しなくなる。
As a result, the collimating optical system provided at the output end of the optical fiber becomes large, and the above requirement (3) is no longer satisfied.

【0021】この発明は,上記要請(1) ,(2) 
および(3)をできるだけ満足できる光学系を提供する
ものである。
[0021] This invention satisfies the above requirements (1) and (2).
The present invention provides an optical system that satisfies (3) as much as possible.

【0022】[0022]

【課題を解決するための手段】第1の発明による光ファ
イバを用いた投光装置は,内部に導入された光を出射さ
せる光出射端面を有する光ファイバ,内面が錐状の反射
面であり,光出射側開口が光入射側開口よりも小さく形
成され,上記光入射側開口が上記光ファイバの上記光出
射端面から出射される光を受けるように配置された錐状
反射体,および焦点が上記錐状反射体の上記光出射側開
口にほぼ位置するように配置され,上記光出射側開口か
ら出射する光をコリメートするコリメート・レンズを備
えているものである。
[Means for Solving the Problems] A light projection device using an optical fiber according to the first invention includes an optical fiber having a light output end face for outputting light introduced into the inside, and an inner surface having a conical reflecting surface. , a conical reflector having a light output side aperture formed smaller than a light input side aperture, and a conical reflector arranged such that the light input side aperture receives the light emitted from the light output end face of the optical fiber; A collimating lens is provided so as to be located approximately at the light exit side aperture of the conical reflector, and collimates the light emitted from the light exit side aperture.

【0023】第2の発明による光ファイバを用いた投光
装置は,内部に導入された光を出射させる光出射端面を
有する光ファイバ,光出射側開口が光入射側開口よりも
小さく形成され,上記光入射側開口が上記光ファイバの
上記光出射端面から出射される光を受けるように配置さ
れ,上記光入射側開口から内部に導入された光を周側面
における全反射により上記光出射側開口に導く錐状反射
体,および焦点が上記錐状反射体の上記光出射側開口に
ほぼ位置するように配置され,上記光出射側開口から出
射する光をコリメートするコリメート・レンズを備えて
いるものである。
A light projection device using an optical fiber according to the second invention includes an optical fiber having a light output end face for outputting the light introduced therein, an opening on the light output side being formed smaller than an opening on the light input side, The light-incidence-side opening is arranged to receive light emitted from the light-output end face of the optical fiber, and the light introduced into the light-input-side opening is totally reflected on the peripheral side of the light-output-side opening. a conical reflector that guides the light to the conical reflector, and a collimating lens that is arranged so that the focal point is located approximately at the light exit side aperture of the conical reflector, and that collimates the light emitted from the light exit side aperture. It is.

【0024】この発明による光ファイバを用いたコリメ
ート光学系は,光出射側開口が光入射側開口よりも小さ
く形成され,上記光入射側開口が光ファイバの端面から
出射される光を受けるように配置され,上記光入射側開
口から内部に導入された光を反射によって上記光出射側
開口に導く錐状反射体,および焦点が上記錐状反射体の
上記光出射側開口にほぼ位置するように配置され,上記
光出射側開口から出射する光をコリメートするコリメー
ト・レンズを備えているものである。
In the collimating optical system using an optical fiber according to the present invention, the light exit side aperture is formed smaller than the light input side aperture, and the light input side aperture receives the light emitted from the end face of the optical fiber. a conical reflector that guides the light introduced into the interior from the light input side opening to the light output side opening by reflection; and a conical reflector such that the focal point is approximately located at the light output side opening of the conical reflector. A collimating lens is arranged to collimate the light emitted from the light emitting side aperture.

【0025】この発明による光ファイバを用いた集光光
学系は,光出射側開口が光入射側開口よりも小さく形成
され,上記光入射側開口が光ファイバの端面から出射さ
れる光を受けるように配置され,上記光入射側開口から
内部に導入された光を反射によって上記光出射側開口に
導く錐状反射体,および上記錐状反射体の上記光出射側
開口から出射された光を集光する位置に配置された集光
レンズを備えているものである。
In the condensing optical system using an optical fiber according to the present invention, the light exit side aperture is formed smaller than the light input side aperture, and the light input side aperture receives the light emitted from the end face of the optical fiber. a conical reflector that guides the light introduced into the interior from the light input side opening to the light output side opening by reflection; and a conical reflector that collects the light emitted from the light output side opening of the conical reflector. It is equipped with a condensing lens placed at a position where light is emitted.

【0026】[0026]

【作用】光ファイバを用いた投光装置,コリメート光学
系および集光光学系のいずれにおいても,光ファイバか
ら出射した光は錐状反射体の光入射側開口から錐状反射
体内に入り,さらに鏡面反射または全反射により光出射
側開口に導かれ,この光出射側開口から出射する。光出
射側開口から出射した光はコリメート・レンズによりコ
リメートまたは集光レンズにより集光される。
[Operation] In any of the light projection devices, collimating optical systems, and condensing optical systems that use optical fibers, the light emitted from the optical fiber enters the conical reflector through the light input side opening of the conical reflector, and then The light is guided to the light emitting side opening by specular reflection or total reflection, and is emitted from this light emitting side aperture. The light emitted from the light exit side aperture is collimated by a collimating lens or condensed by a condensing lens.

【0027】コリメート・レンズまたは集光レンズに入
射する光は上記錐状反射体の光出射側開口から出射する
。すなわち,光出射側開口は一種の光源と考えることが
できる。上述した式1において,錐状反射体の光出射側
開口の径がdに相当することになる。光出射側開口は光
ファイバのコア径よりも小さくすることが可能であり,
したがって,焦点距離fを長くしなくても広がり角θを
小さくすることができる。
The light incident on the collimating lens or the condensing lens exits from the light exit side opening of the conical reflector. In other words, the light exit side aperture can be considered as a type of light source. In Equation 1 above, the diameter of the light exit side aperture of the conical reflector corresponds to d. The light exit side aperture can be made smaller than the core diameter of the optical fiber.
Therefore, the spread angle θ can be reduced without increasing the focal length f.

【0028】[0028]

【発明の効果】上述のように,錐状反射体の光出射側開
口の径を光ファイバのコア径よりも充分に小さくするこ
とが可能であるから,光出射側開口を点光源とみなすこ
とができる。これにより,コリメート・レンズまたは集
光レンズの焦点距離を長くしなくても,レンズからの出
射光の広がり角を小さく抑えることが可能となる。
[Effects of the Invention] As mentioned above, since it is possible to make the diameter of the light exit side aperture of the conical reflector sufficiently smaller than the core diameter of the optical fiber, the light exit side aperture can be regarded as a point light source. Can be done. This makes it possible to keep the spread angle of the light emitted from the lens small without increasing the focal length of the collimating lens or condensing lens.

【0029】したがって,強くコリメートされた細い光
ビームを作成でき,しかも小型,軽量,安価に光学系を
構成することができる。
Therefore, it is possible to create a strongly collimated, narrow light beam, and to construct an optical system that is small, lightweight, and inexpensive.

【0030】[0030]

【実施例】図1は第1の発明による光ファイバを用いた
投光装置の実施例を示すものである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows an embodiment of a light projecting device using an optical fiber according to the first invention.

【0031】光ファイバ10は,中心部のコア12とそ
の周囲を覆うクラッド11とから構成されている。
The optical fiber 10 is composed of a core 12 at the center and a cladding 11 surrounding the core.

【0032】この光ファイバ10の光出射端部に錐状反
射体20が取付け固定されている。錐状反射体20はそ
の両端部に筒状部分20aおよび20bを備え,中央部
に円錐状の空間が形成されている。錐状反射体20は一
方の筒状部分20aが光ファイバ10の端部にはまるこ
とにより固定されている。錐状反射体20の光ファイバ
10への固定のために,必要ならば,接着剤または適当
な固定具が用いられる。
A conical reflector 20 is attached and fixed to the light emitting end of the optical fiber 10. The conical reflector 20 has cylindrical portions 20a and 20b at both ends thereof, and a conical space is formed in the center. The conical reflector 20 is fixed by fitting one cylindrical portion 20a into the end of the optical fiber 10. For fixing the conical reflector 20 to the optical fiber 10, adhesives or suitable fasteners are used, if necessary.

【0033】錐状反射体20の中央部の円錐状空間を形
成する内面には,アルミニウム,その他の金属の蒸着ま
たはスパッタ等により鏡面反射面21が形成されている
。この円錐状空間は,光ファイバ10の光出射端面に対
向する光入射側開口22と,これと反対側の光出射側開
口23とを有している。光入射側開口22の大きさは光
ファイバ10のコア12の断面と同じまたはそれ以上で
あり,光出射側開口23は光入射側開口22よりもはる
かに小さく形成されている。
A specular reflective surface 21 is formed on the inner surface of the central conical space of the conical reflector 20 by vapor deposition or sputtering of aluminum or other metal. This conical space has a light input side opening 22 facing the light output end face of the optical fiber 10 and a light output side opening 23 on the opposite side. The size of the light input side aperture 22 is the same as or larger than the cross section of the core 12 of the optical fiber 10, and the light output side aperture 23 is formed much smaller than the light input side aperture 22.

【0034】光ファイバ10のコア12から出射した光
は,光入射側開口22から円錐状空間内に入り,反射面
21で反射して光出射側開口23から出射する。好まし
くは,反射面21での反射による戻り光の発生を防止す
るために,円錐状空間内に入った光は反射面21で一回
だけ反射して光出射側開口23から出射するように,錐
状反射体20の形状を定めるとよい。また,錐状反射体
20の内部空間は円錐形に限られず,角錐形であっても
よいのはいうまでもない。
The light emitted from the core 12 of the optical fiber 10 enters the conical space through the light-incidence side aperture 22, is reflected by the reflective surface 21, and exits from the light-emission side aperture 23. Preferably, in order to prevent the generation of return light due to reflection on the reflective surface 21, the light entering the conical space is configured such that it is reflected only once on the reflective surface 21 and exits from the light exit side opening 23. It is preferable to determine the shape of the conical reflector 20. Further, the internal space of the conical reflector 20 is not limited to a conical shape, but may of course be pyramid-shaped.

【0035】錐状反射体20の他方の筒状部分20b内
にはコリメート・レンズ26が,その焦点が光出射側開
口23に位置するように配置され,かつ固定されている
。この筒状部分20bには筒カバー24が被せられ,こ
の筒カバー24の端面の開口(光出射窓)にカバー・ガ
ラス25が取付け固定されている。
A collimating lens 26 is disposed and fixed within the other cylindrical portion 20b of the conical reflector 20 so that its focal point is located at the light exit side aperture 23. This cylindrical portion 20b is covered with a cylindrical cover 24, and a cover glass 25 is attached and fixed to an opening (light exit window) in the end face of this cylindrical cover 24.

【0036】錐状反射体20の光出射側開口23は小さ
いので,あたかも点光源のようにみなすことができる。 集光レンズの焦点位置に置かれた点光源から出射した光
はその集光レンズによって平行化される。
Since the light exit side aperture 23 of the conical reflector 20 is small, it can be regarded as if it were a point light source. Light emitted from a point light source placed at the focal point of the condenser lens is collimated by the condenser lens.

【0037】したがって,光出射側開口23から出射し
た光はレンズ26によってコリメートされ,ガラス25
を通って外部に出射される。換言すれば,式1における
径dを充分に小さくすることができるので,レンズ26
の焦点距離fを長くしなくても,出射光の広がり角θを
小さくすることができる。
Therefore, the light emitted from the light exit side aperture 23 is collimated by the lens 26 and
It is emitted to the outside through. In other words, since the diameter d in equation 1 can be made sufficiently small, the lens 26
The spread angle θ of the emitted light can be made small without increasing the focal length f.

【0038】図2は変形例を示すもので,基本的構成は
図1に示すものと同じであり,同一物には同一符号を付
し説明を省略する。
FIG. 2 shows a modification, and the basic configuration is the same as that shown in FIG. 1, so the same components are given the same reference numerals and their explanation will be omitted.

【0039】コリメート・レンズとしてボール・レンズ
27が用いられている。このようにコリメート・レンズ
としては任意の形のレンズを用いることができる。筒カ
バー24はその内面に内方に突出した環状突部24aを
有し,この環状突部24aが錐状反射体20の筒状部分
20bの外周面に形成された環状溝にはまることにより
,固定されている。
A ball lens 27 is used as a collimating lens. In this way, any shape of lens can be used as the collimating lens. The cylindrical cover 24 has an annular protrusion 24a projecting inward on its inner surface, and when this annular protrusion 24a fits into an annular groove formed on the outer peripheral surface of the cylindrical portion 20b of the conical reflector 20, Fixed.

【0040】図3および図4は第2の発明による光ファ
イバを用いた投光装置の実施例を示すものである。
FIGS. 3 and 4 show an embodiment of a light projecting device using an optical fiber according to the second invention.

【0041】光ファイバ10の先端部に支持筒体34が
取付け固定されている。この支持筒体34の内部に錐状
反射体30とフレネル・レンズ36とが固定されている
。また支持筒体34の先端の光出射窓にはカバー・ガラ
ス35が取付けられている。
A support cylinder 34 is attached and fixed to the tip of the optical fiber 10. A conical reflector 30 and a Fresnel lens 36 are fixed inside the support cylinder 34. Further, a cover glass 35 is attached to the light exit window at the tip of the support cylinder 34.

【0042】錐状反射体30とフレネル・レンズ36と
は合成樹脂等により一体形成されている。錐状反射体3
0は円錐状の透明ブロックであって,その大径の端面が
光入射側開口32となり,光ファイバ10のコア12の
端面に接している。錐状反射体30の先端部は小さな面
積の端面をもつように切断され,この端面が光出射側開
口33となる。光出射側開口33は光入射側開口32よ
りもはるかに小さい。
The conical reflector 30 and Fresnel lens 36 are integrally formed of synthetic resin or the like. conical reflector 3
0 is a conical transparent block whose large-diameter end surface serves as a light incident side opening 32 and is in contact with the end surface of the core 12 of the optical fiber 10. The tip of the conical reflector 30 is cut to have an end surface with a small area, and this end surface becomes the light exit side opening 33. The light exit side aperture 33 is much smaller than the light input side aperture 32.

【0043】フレネル・レンズ36の焦点が光出射側開
口33のところに位置している。
The focal point of the Fresnel lens 36 is located at the light exit side aperture 33.

【0044】光ファイバ10のコア12から出射した光
は光入射側開口32から錐状反射体30内に入射し,そ
の周側面31で全反射することにより光出射側開口33
に導かれる。 光出射側開口33から出射した光は次にフレネル・レン
ズ36に入り,コリメートされて,カバー・ガラス35
を通して外部に投射される。
The light emitted from the core 12 of the optical fiber 10 enters the conical reflector 30 through the light-incidence side aperture 32, and is totally reflected on the circumferential side 31 of the conical reflector 30, thereby passing through the light-output side aperture 33.
guided by. The light emitted from the light exit side aperture 33 then enters the Fresnel lens 36, is collimated, and passes through the cover glass 35.
is projected to the outside through.

【0045】錐状反射体30においても,入射光が一回
のみ全反射して光出射側開口33から出射するように,
その形状が定められることが好ましい。
The conical reflector 30 is also designed such that the incident light is totally reflected only once and then exits from the light output side aperture 33.
Preferably, its shape is defined.

【0046】錐状反射体30は円錐形状に限られること
なく角錐形状でもよい。また必要ならば反射体30の外
周面31に鏡面反射膜を形成してもよい。
The conical reflector 30 is not limited to a conical shape, but may be a pyramidal shape. Further, if necessary, a specular reflection film may be formed on the outer peripheral surface 31 of the reflector 30.

【0047】コリメート・レンズもフレネル・レンズ3
6に限られることなく,図5に示すような平凸レンズ3
7を用いることもできる。錐状反射体とコリメート・レ
ンズは別体であってもよいのはいうまでもない。
Collimating lens is also Fresnel lens 3
6, a plano-convex lens 3 as shown in FIG.
7 can also be used. It goes without saying that the conical reflector and collimating lens may be separate bodies.

【0048】上記実施例において,コリメート・レンズ
に代えて,錐状反射体の光出射側開口からの出射光を集
光する位置に集光レンズを配置することにより,光ファ
イバを用いた集光光学系が実現する。
In the above embodiment, in place of the collimating lens, a condenser lens is placed at a position to condense the light emitted from the light output side aperture of the conical reflector, so that condensing light using an optical fiber can be achieved. Optical system is realized.

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

【図1】第1の発明による光ファイバを用いた投光装置
の実施例を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a light projecting device using an optical fiber according to a first invention.

【図2】変形例を示す一部切欠斜視図である。FIG. 2 is a partially cutaway perspective view showing a modification.

【図3】第2の発明による光ファイバを用いた投光装置
の実施例を示す組立斜視図である。
FIG. 3 is an assembled perspective view showing an embodiment of a light projecting device using an optical fiber according to a second invention.

【図4】図3の投光装置の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of the light projection device of FIG. 3;

【図5】コリメート・レンズの他の例を示す断面図であ
る。
FIG. 5 is a sectional view showing another example of a collimating lens.

【図6】従来の透過型光ファイバ光電スイッチを示す。FIG. 6 shows a conventional transmission type optical fiber photoelectric switch.

【図7】従来の反射型光ファイバ光電スイッチを示す。FIG. 7 shows a conventional reflective optical fiber photoelectric switch.

【図8】光ファイバからの出射光が広がる様子を示す。FIG. 8 shows how light emitted from an optical fiber spreads.

【図9】従来の投光装置を示す一部切欠斜視図である。FIG. 9 is a partially cutaway perspective view showing a conventional light projection device.

【図10】光ファイバからの出射光がコリメート・レン
ズを用いても広がってしまう様子を示す。
FIG. 10 shows how light emitted from an optical fiber is spread even when a collimating lens is used.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10  光ファイバ 11  クラッド 12  コア 20  錐状反射体 20a,20b  筒状部分 21  鏡面反射面 22  光入射側開口 23  光出射側開口 24  筒カバー 25  カバー・ガラス 26  コリメート・レンズ 27  ボール・レンズ(コリメート・レンズ)30 
 錐状反射体 31  周側面(全反射面) 32  光入射側開口 33  光出射側開口 34  支持筒体 35  カバー・ガラス
10 Optical fiber 11 Clad 12 Core 20 Conical reflector 20a, 20b Cylindrical portion 21 Specular reflective surface 22 Light entrance side opening 23 Light output side opening 24 Tube cover 25 Cover glass 26 Collimating lens 27 Ball lens (collimating lens) lens) 30
Conical reflector 31 Circumferential side (total reflection surface) 32 Light entrance side opening 33 Light exit side opening 34 Support cylinder 35 Cover glass

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  内部に導入された光を出射させる光出
射端面を有する光ファイバ,内面が錐状の反射面であり
,光出射側開口が光入射側開口よりも小さく形成され,
上記光入射側開口が上記光ファイバの上記光出射端面か
ら出射される光を受けるように配置された錐状反射体,
および焦点が上記錐状反射体の上記光出射側開口にほぼ
位置するように配置され,上記光出射側開口から出射す
る光をコリメートするコリメート・レンズ,を備えた光
ファイバを用いた投光装置。
[Claim 1] An optical fiber having a light output end face for outputting light introduced therein, the inner surface being a conical reflecting surface, the light output side aperture being formed smaller than the light input side aperture,
a conical reflector arranged such that the light incident side opening receives light emitted from the light output end face of the optical fiber;
and a collimating lens that is arranged so that its focal point is substantially located at the light exit side aperture of the conical reflector and that collimates the light emitted from the light exit side aperture, using an optical fiber. .
【請求項2】  上記光ファイバの光出射側端部に支持
筒体が取付けられ,この支持筒体に上記錐状反射体およ
び上記コリメート・レンズが固定されている請求項1に
記載の光ファイバを用いた投光装置。
2. The optical fiber according to claim 1, wherein a support cylinder is attached to the light output side end of the optical fiber, and the conical reflector and the collimating lens are fixed to the support cylinder. A floodlight device using
【請求項3】  上記錐状反射体が上記支持筒体の一部
を構成している請求項2に記載の光ファイバを用いた投
光装置。
3. The light projecting device using an optical fiber according to claim 2, wherein the conical reflector constitutes a part of the support cylinder.
【請求項4】  上記支持筒体の先端面に光出射窓が形
成され,この光出射窓に透明カバーが取付けられている
請求項2に記載の光ファイバを用いた投光装置。
4. The light projecting device using an optical fiber according to claim 2, wherein a light exit window is formed on the distal end surface of the support cylinder, and a transparent cover is attached to the light exit window.
【請求項5】  内部に導入された光を出射させる光出
射端面を有する光ファイバ,光出射側開口が光入射側開
口よりも小さく形成され,上記光入射側開口が上記光フ
ァイバの上記光出射端面から出射される光を受けるよう
に配置され,上記光入射側開口から内部に導入された光
を周側面における全反射により上記光出射側開口に導く
錐状反射体,および焦点が上記錐状反射体の上記光出射
側開口にほぼ位置するように配置され,上記光出射側開
口から出射する光をコリメートするコリメート・レンズ
,を備えた光ファイバを用いた投光装置。
5. An optical fiber having a light output end face for outputting the light introduced into the optical fiber, the light output side opening being formed smaller than the light input side opening, and the light input side opening being the light output end face of the optical fiber. a conical reflector arranged to receive the light emitted from the end face and guiding the light introduced into the interior from the light input side opening to the light output side opening by total reflection on the circumferential side; A light projection device using an optical fiber, including a collimating lens that is disposed substantially at the light exit side opening of the reflector and collimates the light emitted from the light exit side opening.
【請求項6】  上記光ファイバの光出射側端部に支持
筒体が取付けられ,この支持筒体に上記錐状反射体およ
び上記コリメート・レンズが固定されている請求項5に
記載の光ファイバを用いた投光装置。
6. The optical fiber according to claim 5, wherein a support cylinder is attached to the light output side end of the optical fiber, and the conical reflector and the collimating lens are fixed to the support cylinder. A floodlight device using
【請求項7】  上記錐状反射体と上記コリメート・レ
ンズが一体的に形成されている請求項5に記載の光ファ
イバを用いた投光装置。
7. The light projection device using an optical fiber according to claim 5, wherein the conical reflector and the collimating lens are integrally formed.
【請求項8】  上記支持筒体の先端面に光出射窓が形
成され,この光出射窓に透明カバーが取付けられている
請求項6に記載の光ファイバを用いた投光装置。
8. The light projecting device using an optical fiber according to claim 6, wherein a light exit window is formed on the distal end surface of the support cylinder, and a transparent cover is attached to the light exit window.
【請求項9】  光出射側開口が光入射側開口よりも小
さく形成され,上記光入射側開口が光ファイバの端面か
ら出射される光を受けるように配置され,上記光入射側
開口から内部に導入された光を反射によって上記光出射
側開口に導く錐状反射体,および焦点が上記錐状反射体
の上記光出射側開口にほぼ位置するように配置され,上
記光出射側開口から出射する光をコリメートするコリメ
ート・レンズ,を備えた光ファイバを用いたコリメート
光学系。
9. A light exit side aperture is formed smaller than a light input side aperture, the light input side opening is arranged to receive light emitted from the end face of the optical fiber, and the light input side opening is arranged to receive light emitted from the end face of the optical fiber. A conical reflector that guides the introduced light to the light output side opening by reflection, and a conical reflector arranged such that the focal point is approximately located at the light output side opening of the conical reflector, and the light is emitted from the light output side opening. A collimating optical system that uses an optical fiber and is equipped with a collimating lens that collimates light.
【請求項10】  上記錐状反射体が,錐状の鏡面を有
し,この鏡面による反射により入射光を上記光出射側開
口に導く請求項9に記載の光ファイバを用いたコリメー
ト光学系。
10. The collimating optical system using an optical fiber according to claim 9, wherein the conical reflector has a conical mirror surface, and the incident light is guided to the light exit side opening by reflection by the mirror surface.
【請求項11】  上記錐状反射体が,内部に導入され
た光を周側面における全反射によって上記光出射側開口
に導く請求項9に記載の光ファイバを用いたコリメート
光学系。
11. The collimating optical system using an optical fiber according to claim 9, wherein the conical reflector guides the light introduced into the interior to the light exit side opening by total reflection on a peripheral surface.
【請求項12】  光出射側開口が光入射側開口よりも
小さく形成され,上記光入射側開口が光ファイバの端面
から出射される光を受けるように配置され,上記光入射
側開口から内部に導入された光を反射によって上記光出
射側開口に導く錐状反射体,および上記錐状反射体の上
記光出射側開口から出射された光を集光する位置に配置
された集光レンズ,を備えた光ファイバを用いた集光光
学系。
12. A light exit side aperture is formed smaller than a light input side aperture, the light input side opening is arranged to receive light emitted from an end face of the optical fiber, and the light input side opening is arranged to receive light emitted from the end face of the optical fiber. A conical reflector that guides the introduced light to the light output side opening by reflection, and a condenser lens arranged at a position to condense the light emitted from the light output side opening of the conical reflector. A condensing optical system using an optical fiber.
【請求項13】  上記錐状反射体が,錐状の鏡面を有
し,この鏡面による反射により入射光を上記光出射側開
口に導く請求項12に記載の光ファイバを用いた集光光
学系。
13. The condensing optical system using an optical fiber according to claim 12, wherein the conical reflector has a conical mirror surface, and the incident light is guided to the light exit side opening by reflection by the mirror surface. .
【請求項14】  上記錐状反射体が,内部に導入され
た光を周側面における全反射によって上記光出射側開口
に導く請求項12に記載の光ファイバを用いた集光光学
系。
14. The condensing optical system using an optical fiber according to claim 12, wherein the conical reflector guides the light introduced into the interior to the light exit side opening by total reflection on a peripheral surface.
JP16912991A 1991-06-14 1991-06-14 Light projection device using optical fiber, and collimation and convergence optical system Pending JPH04366905A (en)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100719488B1 (en) * 2005-07-25 2007-05-18 한국광기술원 Collimator using a bevel-cut optical fiber tip
CN102135668A (en) * 2011-03-17 2011-07-27 广州中国科学院工业技术研究院 Optical fiber laser and collimator thereof
JP2015075680A (en) * 2013-10-10 2015-04-20 矢崎総業株式会社 Ferrule

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100719488B1 (en) * 2005-07-25 2007-05-18 한국광기술원 Collimator using a bevel-cut optical fiber tip
CN102135668A (en) * 2011-03-17 2011-07-27 广州中国科学院工业技术研究院 Optical fiber laser and collimator thereof
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