JPH0521216U - 光伝達装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 発光素子から出射した光を効率良く光ファイ
バに伝達する。 【構成】 光ファイバ５の端部に対向する発光素子３か
ら光軸６近傍に出射された光を集光するレンズ体７と、
このレンズ体７および前記光ファイバ５の端部の間に介
設され、該端部方向に向かってわん曲するわん曲面を有
する空気層８と、一部が前記レンズ体７の外周部に設け
られた導光部材９と、この導光部材９の外周面に形成さ
れ、前記発光素子３から前記光軸６の周辺部に出射され
た光を前記わん曲面に向けて反射する反射層１０とを備
えたことを特徴とする。 【効果】 光伝送リンクの距離あるいは光電センサの検
出距離を長くできる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、光伝送リンクや光電センサ等の発光素子から出射された光を該発光 素子と対向する光ファイバに伝達する光伝達装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の光伝送リンクや光電センサに備えられる発光装置の一例を示す断 面図、図４は図３の発光装置の発光素子を説明する図である。

【０００３】 図３に示す発光装置は、開口１を有する筺体２に底部に設けられた発光素子３ と、前記開口１に充填された透明樹脂層、例えば１．６２程度の屈折率を有する エポキシ樹脂層４とを有している。そして、前記発光素子３は、エポキシ樹脂層 ４の境界面４ａに当接する光ファイバ５の端部と対向している。このように構成 された発光装置にあっては、発光素子３から光を出射すると、図４に示すように 、この出射光が光軸６を中心にして周辺部に広がりながらエポキシ樹脂層４を透 過する。そして、前記出射光のうちの光軸６近傍に出射された光、すなわち光軸 ６に対する広がり角度θの比較的小さい光がファイバ部５ａの端部に到達して、 該ファイバ部５ａに入射される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

ところで上述した従来技術では、発光素子３から出射された光のうち、光軸６ に対する広がり角度θの比較的大きい出射光が、図３に示すように、光ファイバ ５の被覆部５ｂ端部に突き当たってファイバ部５ａに入射されず、その結果、光 損失が生じて、発光素子３および光ファイバ５間の光結合効率が低いという問題 があった。特に、細径ファイバ（例えばファイバ部の直径が０．５ｍｍ程度）の 場合には光結合効率がかなり低く、該細径ファイバを介して伝送された光により 実施可能な検出距離が短くなるため、使用用途がかなり限定されていた。

【０００５】 本考案はこのような従来技術における実情に鑑みてなされたもので、その目的 は、発光素子から出射された光を効率良く光ファイバに伝達することのできる光 伝達装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】

この目的を達成するために本考案は、発光素子から出射された光を該発光素子 と対向する光ファイバに伝達する光伝達装置において、前記発光素子から光軸近 傍に出射された光を集光するレンズ体と、このレンズ体および前記光ファイバの 端部の間に介設され、該端部方向に向かってわん曲するわん曲面を有する空気層 と、少なくとも一部が前記レンズ体の外周部に設けられた導光部材と、この導光 部材の外周面に形成され、前記発光素子から前記光軸の周辺部に出射された光を 前記わん曲面に向けて反射する反射層とを備えた構成にしてある。

【０００７】

【作用】

本考案は上記のように構成したので、発光素子から光軸近傍に出射された光は レンズ体で集光された後、光ファイバの端部に到達して該光ファイバのファイバ 部に入射される。また、前記レンズ体の外周部には導光部材の少なくとも一部が 設けられているので、前記発光素子から光軸の周辺部に出射された光は、該導光 部材を透過するとともに、この導光部材の外周部に形成される反射層により空気 層のわん曲面に向けて反射される。次いで、この反射された光が前記わん曲面に より該わん曲面の突出方向、すなわち前記光ファイバの端部方向に全反射されて 、光ファイバのファイバ部に入射される。これによって、発光素子から出射され た光を光ファイバに伝達する際、光損失を少なくすることができ、発光素子およ び光ファイバ間の光結合効率の改善を図ることできる。

【０００８】

【実施例】

以下、本考案の光伝達装置の実施例を図に基づいて説明する。 図１は本考案の光伝達装置の第１の実施例を示す断面図である。なお、図１に おいて前述した図３、図４に示すものと同等のものには同一符号を付してある。 すなわち１は開口、２は筺体、３は発光素子、４はエポキシ樹脂層、４ａは境界 面、５は光ファイバ、５ａはファイバ部、５ｂは被覆部、６は光軸である。

【０００９】 図１に示す本実施例の光伝達装置は、発光素子３から光軸６近傍に出射された 光を集光するレンズ体７と、このレンズ体７および光ファイバ５の端部の間に介 設された半球状の空気層８と、一部が前記レンズ体７の外周部に設けられた略円 椀状の導光部材９と、この導光部材９の外周面に形成された反射層１０とからな っている。

【００１０】 前記レンズ体７は、例えば１．４９程度の屈折率を有する透明アクリル樹脂か らなり、中心軸が光軸６上に配置される平凸レンズ状に形成されており、すなわ ち、エポキシ樹脂層４の境界面４ａに当接する球面または非球面からなる凸面７ ａと、光ファイバ５の端部と対向する平面７ｂとを有している。前記導光部材９ も同様に、例えば１．４９程度の屈折率を有する透明アクリル樹脂からなり、中 心軸が光軸６上に配置されている。この導光部材９の外周面は、球面状または非 球面状に形成され、この外周面にアルミ蒸着等により前記反射層１０が設られて いる。該導光部材９の大径部９ａの底面がエポキシ樹脂層４の境界面４ａに当接 し、小径部９ｂの天面がファイバ部５ａの端部と当接している。前記大径部９ａ の内周面は、光軸６を中心軸として配置される凹面１１と、この凹面１１の周囲 に配置され、レンズ体７の平面７ｂの周辺部と対接するリング状段部１２と、こ の段部１２のさらに周囲に配置され、エポキシ樹脂層４の境界面４ａと対向する リング状わん曲面１３とからなっている。なお、前記凹面１１およびレンズ体７ の平面７ｂによって前記空気層８が形成されるとともに、この空気層８は、前記 凹面１１から形成され光ファイバ５の端部方向に向かってわん曲するわん曲面を 有している。

【００１１】 この第１の実施例にあっては、発光素子３から光軸６近傍に出射された光は、 エポキシ樹脂層４を透過した後、レンズ体７で集光され、導光部材９を介して光 ファイバ５の端部に到達し、該光ファイバ５のファイバ部５ａに入射される。ま た、発光素子３から光軸６の周辺部に出射された光は、エポキシ樹脂層４を透過 した後、導光部材９を透過するとともに、この導光部材９の外周部に形成される 反射層１０により凹面１１すなわち、空気層８のわん曲面に向けて反射される。 次いで、該反射された光は、空気層８のわん曲面に対して側方から比較的大きな 入射角で入射されるので、該わん曲面の突出方向、すなわち前記ファイバ部５ａ の端部方向に全反射されて導光部材９からファイバ部５ａに入射される。

【００１２】 このように構成した第１の実施例では、発光素子３から出射された光を光ファ イバ５に伝達する際、光損失を少なくすることができ、発光素子３および光ファ イバ５間の光結合効率の改善を図ることできる。

【００１３】 図２は本考案の光伝達装置の第２の実施例を示す断面図である。なお、図２に おいて前述した図１、図３および図４の示すものと同等のものには同一符号を付 してある。すなわち、１は開口、２は筺体、３は発光素子、４はエポキシ樹脂層 、４ａは境界面、５は光ファイバ、５ａはファイバ部、５ｂは被覆部、６は光軸 である。

【００１４】 図２に示す本実施例の光伝達装置は、前述した第１の実施例と同様に、発光素 子３から光軸６近傍に出射された光を集光するレンズ体２１と、このレンズ体２ １および光ファイバ５の端部の間に介設された空気層２２と、前記レンズ体２１ の外周部に設けられた導光部材２３と、この導光部材２３の外周面に形成された 反射層２４とからなっている。

【００１５】 前記レンズ体２１は、例えば１．４９程度の屈折率を有する透明アクリル樹脂 からなり、中心軸が光軸６上に配置される平凸レンズ状に形成されており、すな わち、エポキシ樹脂層４の境界面４ａに対接する平面２１ａと、ファイバ部５ａ の端部と対向する球面または非球面からなる凸面２１ｂとを有している。前記導 光部材２３も同様に、例えば１．４９程度の屈折率を有する透明アクリル樹脂か らなり、中心軸が光軸６上に配置されている。この導光部材２３の外周面は、球 面状または非球面状に形成され、この外周面にアルミ蒸着等により前記反射層２ ４が設られている。またファイバ５ａの端部には、凹面２５が形成され、この凹 面２５とレンズ体２１とにより前記空気層２２が形成されている。なお、この空 気層２２は、前記凹面２５から形成され光ファイバ５の端部方向に向かってわん 曲するわん曲面を有している。

【００１６】 この第２の実施例にあっても、発光素子３から光軸６近傍に出射された光は、 エポキシ樹脂層４を透過した後、レンズ体２１で集光されて、光ファイバ５の端 部に到達し、該光ファイバ５のファイバ部５ａに入射される。また、発光素子３ から光軸６の周辺部に出射された光は、エポキシ樹脂層４を透過した後、導光部 材２３を透過するとともに、この導光部材２３の外周部に形成される反射層２４ により前記空気層２２のわん曲面に向けて反射され、次いで、該反射された光は 、前記わん曲面に対して側方から比較的大きな入射角で入射されるので、該わん 曲面の突出方向、すなわち前記光ファイバ５の端部方向に全反射されてファイバ 部５ａに入射される。

【００１７】 このように構成した第２の実施例でも、第１の実施例と同様の効果を得ること ができる。

【００１８】

【考案の効果】

本考案は以上のように構成したので、発光素子から出射された光の損失を少な くでき、発光素子および光ファイバ間の光結合効率を高めることができる。した がって、光電センサ等の検出距離を長くすることができ、例えば、細径ファイバ などを介して光を照射する場合でも広範囲の使用用途を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の光伝達装置の第１の実施例を示す断面
図である。

【図２】本考案の光伝達装置の第２の実施例を示す断面
図である。

【図３】従来の発光装置の一例を示す断面図である。

【図４】図３の発光装置の発光素子を説明する図であ
る。

【符号の説明】

３ 発光素子 ５ 光ファイバ ６ 光軸 ７ レンズ体 ８ 空気層 ９ 導光部材 １０ 反射層 ２１ レンズ体 ２２ 空気層 ２３ 導光部材 ２４ 反射層

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 発光素子から出射された光を該発光素子
   と対向する光ファイバに伝達する光伝達装置において、
   前記発光素子から光軸近傍に出射された光を集光するレ
   ンズ体と、このレンズ体および前記光ファイバの端部の
   間に介設され、該端部方向に向かってわん曲するわん曲
   面を有する空気層と、少なくとも一部が前記レンズ体の
   外周部に設けられた導光部材と、この導光部材の外周面
   に形成され、前記発光素子から前記光軸の周辺部に出射
   された光を前記わん曲面に向けて反射する反射層とを備
   えたことを特徴とする光伝達装置。