JPH06201996A - 広角集光レンズ - Google Patents
広角集光レンズInfo
- Publication number
- JPH06201996A JPH06201996A JP34848292A JP34848292A JPH06201996A JP H06201996 A JPH06201996 A JP H06201996A JP 34848292 A JP34848292 A JP 34848292A JP 34848292 A JP34848292 A JP 34848292A JP H06201996 A JPH06201996 A JP H06201996A
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- lens
- total reflection
- reflection surface
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- Lenses (AREA)
- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 レンズ側方からの外来光も効率的に集光する
ことができる広角集光レンズを提供することである。 【構成】 レンズの前部に広角レンズ部１２と凹部１４
を形成する。凹部１４のレンズ側界面に第１全反射面１
６を形成し、この全反射面１６で広角レンズ部１２の主
として横方向からの第１外来光Ｌ２を広角レンズ部１２
の光軸Ｃ方向に全反射する。レンズの後部のレンズ側界
面に第２全反射面２０を形成する。広角レンズ部１２の
斜め方向から侵入し第１全反射面１６の端部から第２全
反射面２０にかけての領域を通る第２外来光Ｌ５を、第
２全反射面２０で第１全反射面１６に向けて全反射し、
かつ第１全反射面１６で光軸Ｃ方向に再度全反射させ
る。
ことができる広角集光レンズを提供することである。 【構成】 レンズの前部に広角レンズ部１２と凹部１４
を形成する。凹部１４のレンズ側界面に第１全反射面１
６を形成し、この全反射面１６で広角レンズ部１２の主
として横方向からの第１外来光Ｌ２を広角レンズ部１２
の光軸Ｃ方向に全反射する。レンズの後部のレンズ側界
面に第２全反射面２０を形成する。広角レンズ部１２の
斜め方向から侵入し第１全反射面１６の端部から第２全
反射面２０にかけての領域を通る第２外来光Ｌ５を、第
２全反射面２０で第１全反射面１６に向けて全反射し、
かつ第１全反射面１６で光軸Ｃ方向に再度全反射させ
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は広角集光レンズに関し、
特に防犯用等の熱光センサーや温度センサー、あるいは
太陽電池への集光用レンズとして、光熱エネルギーを効
率よく集光するに好適な広角集光レンズである。
特に防犯用等の熱光センサーや温度センサー、あるいは
太陽電池への集光用レンズとして、光熱エネルギーを効
率よく集光するに好適な広角集光レンズである。
【０００２】
【従来の技術】防犯用の熱光センサーなど、広角指向特
性が要求される光学センサーのレンズには、例えば、図
４のような広角レンズ５が使用される。この広角レンズ
５の裏面中央部近傍に受光素子６が配置されて、防犯用
等の熱光センサーが構成される。
性が要求される光学センサーのレンズには、例えば、図
４のような広角レンズ５が使用される。この広角レンズ
５の裏面中央部近傍に受光素子６が配置されて、防犯用
等の熱光センサーが構成される。
【０００３】広角レンズ５は、その前方や側方からの外
来光（太陽光、赤外線の熱光）を裏面中央部に集光させ
て、受光素子６に入射させる。広角レンズ５の光軸に受
光素子６の受光面が直交し、広角レンズ５から受光素子
６に効率よく光が入射するようにしてある。
来光（太陽光、赤外線の熱光）を裏面中央部に集光させ
て、受光素子６に入射させる。広角レンズ５の光軸に受
光素子６の受光面が直交し、広角レンズ５から受光素子
６に効率よく光が入射するようにしてある。
【０００４】受光素子６は、入射する外来光の光量に応
じた起電力を発生する焦電素子などである。受光素子６
で発生した起電力信号を演算処理することで、広角レン
ズ５に入射する外来光の有無、光量などが検知される。
じた起電力を発生する焦電素子などである。受光素子６
で発生した起電力信号を演算処理することで、広角レン
ズ５に入射する外来光の有無、光量などが検知される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】入射光に対する受光素
子６の指向特性は、例えば図５の実線グラフａに示すよ
うな特性である。図５は、受光素子６の真正面から来る
入射角０°の外来光に対する受光素子６の相対感度を１
００％とすると、外来光の入射角θが例えば約４０°に
増大すると、受光素子６の相対感度は約６０％に下がる
ことを示している。
子６の指向特性は、例えば図５の実線グラフａに示すよ
うな特性である。図５は、受光素子６の真正面から来る
入射角０°の外来光に対する受光素子６の相対感度を１
００％とすると、外来光の入射角θが例えば約４０°に
増大すると、受光素子６の相対感度は約６０％に下がる
ことを示している。
【０００６】従来の広角レンズ５は、入射角度θがごく
小さい範囲内では受光素子６にほぼ垂直に外来光が入る
から十分な相対感度が得られる。しかし、入射角度θが
図４のようにほぼ９０°に近くなると、レンズの屈折作
用により多少は入射角度が減少するものの相対感度は０
％に近く、実用的に十分な相対感度を得るには遠く及ば
ず、受光素子６はほとんど起電力を発生しない。
小さい範囲内では受光素子６にほぼ垂直に外来光が入る
から十分な相対感度が得られる。しかし、入射角度θが
図４のようにほぼ９０°に近くなると、レンズの屈折作
用により多少は入射角度が減少するものの相対感度は０
％に近く、実用的に十分な相対感度を得るには遠く及ば
ず、受光素子６はほとんど起電力を発生しない。
【０００７】すなわち、広角レンズ５の側方からの外来
光は、広角レンズ５から受光素子６の受光面にほぼ水平
に近い角度で入射するので、その光のほとんどが受光素
子の受光面で全反射して、受光素子６に入射する光量か
激減し、受光素子６が応答しない。また、広角レンズ５
の側方からの外来光は、一般の広角レンズの
光は、広角レンズ５から受光素子６の受光面にほぼ水平
に近い角度で入射するので、その光のほとんどが受光素
子の受光面で全反射して、受光素子６に入射する光量か
激減し、受光素子６が応答しない。また、広角レンズ５
の側方からの外来光は、一般の広角レンズの
【０００８】ｃｏｓ4θの法則によっても受光素子６に
入射する光量が減少して、受光素子６ の相対感度がほ
ぼ０％になる。
入射する光量が減少して、受光素子６ の相対感度がほ
ぼ０％になる。
【０００９】したがって、広角レンズ５を使った熱光セ
ンサーにおいては、広角レンズ５の前方からの外来光に
対しては高感度で応答するが、広角レンズ５の側方から
の外来光に対してはほとんど応答せず、熱光センサーと
しての用をなさない。換言すると、熱光センサーが外来
光をキャッチして、これをセンサーとして満足できる感
度で検知できるエリアの指向角αが狭く、その拡大が難
しいのが現状である。
ンサーにおいては、広角レンズ５の前方からの外来光に
対しては高感度で応答するが、広角レンズ５の側方から
の外来光に対してはほとんど応答せず、熱光センサーと
しての用をなさない。換言すると、熱光センサーが外来
光をキャッチして、これをセンサーとして満足できる感
度で検知できるエリアの指向角αが狭く、その拡大が難
しいのが現状である。
【００１０】例えば、上記広角レンズ５を防犯用熱光セ
ンサーに使用した場合、この熱光センサーが防犯センサ
ーとして満足できる感度で外来光を検知できるエリアの
指向角αは、大きくできたとしてせいぜい３０°程度で
ある。そのため、レンズ前方１８０°のエリアを防犯セ
ンサーとして満足できる感度で検知するためには、レン
ズ前方１８０°エリアを複数に等分して、等分された各
エリアに１つずつ熱光センサーを配置する必要があり、
防犯設備のコスト高を招いている。
ンサーに使用した場合、この熱光センサーが防犯センサ
ーとして満足できる感度で外来光を検知できるエリアの
指向角αは、大きくできたとしてせいぜい３０°程度で
ある。そのため、レンズ前方１８０°のエリアを防犯セ
ンサーとして満足できる感度で検知するためには、レン
ズ前方１８０°エリアを複数に等分して、等分された各
エリアに１つずつ熱光センサーを配置する必要があり、
防犯設備のコスト高を招いている。
【００１１】本発明の目的は、レンズ側方からの外来光
も効率的に集光することができる広角集光レンズを提供
することにある。
も効率的に集光することができる広角集光レンズを提供
することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、広角レ
ンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側界面に形成
された第１全反射面であって、広角レンズ部の主として
横方向からの第１外来光を広角レンズ部の光軸方向に全
反射する第１全反射面と、
ンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側界面に形成
された第１全反射面であって、広角レンズ部の主として
横方向からの第１外来光を広角レンズ部の光軸方向に全
反射する第１全反射面と、
【００１３】レンズの後部のレンズ側界面に形成された
第２全反射面であって、広角レンズ部の斜め方向から侵
入し第１全反射面の端部から第２全反射面にかけての領
域を通る第２外来光を、第２全反射面で第１全反射面に
向けて全反射し、かつ第１全反射面で広角レンズ部の光
軸方向に再度全反射する第２全反射面を具備したことで
ある。
第２全反射面であって、広角レンズ部の斜め方向から侵
入し第１全反射面の端部から第２全反射面にかけての領
域を通る第２外来光を、第２全反射面で第１全反射面に
向けて全反射し、かつ第１全反射面で広角レンズ部の光
軸方向に再度全反射する第２全反射面を具備したことで
ある。
【００１４】
【作用】広角レンズ部の主として横方向からの第１外来
光は、第１全反射面により光軸方向に全反射され、また
広角レンズ部の斜め方向から侵入する光であって第１全
反射面に入射せずにレンズ後部に向かう光は、第２全反
射面により第１全反射面に向けて全反射され、該第１全
反射面により光軸方向に再度全反射される。
光は、第１全反射面により光軸方向に全反射され、また
広角レンズ部の斜め方向から侵入する光であって第１全
反射面に入射せずにレンズ後部に向かう光は、第２全反
射面により第１全反射面に向けて全反射され、該第１全
反射面により光軸方向に再度全反射される。
【００１５】
【実施例】以下に本発明の実施例につき図１〜３に基づ
き説明する。図１は第１実施例に係る広角集光レンズ１
０の断面を示し、Ｃはレンズ１０の光軸である。レンズ
１０の前部には凸状の広角レンズ部１２が形成され、こ
の広角レンズ部１２の中央部に擂鉢（すりばち）状の凹
部１４が形成されている。そして凹部１４のレンズ側界
面に第１全反射面１６が形成されている。
き説明する。図１は第１実施例に係る広角集光レンズ１
０の断面を示し、Ｃはレンズ１０の光軸である。レンズ
１０の前部には凸状の広角レンズ部１２が形成され、こ
の広角レンズ部１２の中央部に擂鉢（すりばち）状の凹
部１４が形成されている。そして凹部１４のレンズ側界
面に第１全反射面１６が形成されている。
【００１６】レンズ１０の後部は緩い凸状面１８とさ
れ、この凸状面１８のレンズ側界面に第２全反射面２０
が形成されている。なお凸状面１８の中央部には前記擂
鉢状凹部１４に近接した小凹部２２が形成されている。
れ、この凸状面１８のレンズ側界面に第２全反射面２０
が形成されている。なお凸状面１８の中央部には前記擂
鉢状凹部１４に近接した小凹部２２が形成されている。
【００１７】次に前記実施例の作用について説明する。
レンズ１０の真正面からの外来光Ｌ１（破線で示す。）
は、一部は広角レンズ部１２を通過し、また残りは凹部
１４を通過し、それぞれ凸状面１８から出てレンズ１０
の光軸Ｃを中心に集光される。一方、レンズ１０の真横
からの第１外来光Ｌ２（一点鎖線で示す。）は、広角レ
ンズ部１２を通過し、第１全反射面１６で全反射され、
凸状面１８から出てレンズ１０の光軸Ｃを中心に集光さ
れる。
レンズ１０の真正面からの外来光Ｌ１（破線で示す。）
は、一部は広角レンズ部１２を通過し、また残りは凹部
１４を通過し、それぞれ凸状面１８から出てレンズ１０
の光軸Ｃを中心に集光される。一方、レンズ１０の真横
からの第１外来光Ｌ２（一点鎖線で示す。）は、広角レ
ンズ部１２を通過し、第１全反射面１６で全反射され、
凸状面１８から出てレンズ１０の光軸Ｃを中心に集光さ
れる。
【００１８】次に、レンズ１０の斜め前方からの外来光
Ｌ３，Ｌ４及び第２外来光Ｌ５について説明する。３つ
の外来光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、この順番で光軸Ｃとの角
度が次第に大きくなっている。外来光Ｌ３は広角レンズ
部１２を通過した後、第１全反射面１６に当たらずに、
また第２全反射面２０でも全反射されずに、レンズ１０
後方に出ていく。ただし集光位置は光軸Ｃに接近してい
るので集光性能上問題はない。
Ｌ３，Ｌ４及び第２外来光Ｌ５について説明する。３つ
の外来光Ｌ３，Ｌ４，Ｌ５は、この順番で光軸Ｃとの角
度が次第に大きくなっている。外来光Ｌ３は広角レンズ
部１２を通過した後、第１全反射面１６に当たらずに、
また第２全反射面２０でも全反射されずに、レンズ１０
後方に出ていく。ただし集光位置は光軸Ｃに接近してい
るので集光性能上問題はない。
【００１９】外来光Ｌ４は、その一部が第１全反射面１
６に当たり、レンズ１０から光軸Ｃ方向に出ていく。し
かし、残りの外来光Ｌ４は、第１全反射面１６に当たら
ず、また第２全反射面２０でも反射されずに、レンズ１
０から出ていく。このため集光位置Ｐは光軸Ｃから大分
離れてしまう。このような光がレンズ１０に対する入射
角度で広いに範囲にわたり存在すると、レンズ１０の集
光性能が悪くなる。本発明は、できるだけこの種の外来
光を少なくした点が特徴の一つである。
６に当たり、レンズ１０から光軸Ｃ方向に出ていく。し
かし、残りの外来光Ｌ４は、第１全反射面１６に当たら
ず、また第２全反射面２０でも反射されずに、レンズ１
０から出ていく。このため集光位置Ｐは光軸Ｃから大分
離れてしまう。このような光がレンズ１０に対する入射
角度で広いに範囲にわたり存在すると、レンズ１０の集
光性能が悪くなる。本発明は、できるだけこの種の外来
光を少なくした点が特徴の一つである。
【００２０】すなわち、第２外来光Ｌ５では、最初に第
１全反射面１６に当たるものと、最初に第２全反射面２
０に当たるものに二分されるが、どちらの外来光も光軸
Ｃに接近して集光される。詳しくは、最初に第１全反射
面１６に当たった光は第２全反射面２０を通過してレン
ズ１０後方にほぼ光軸方向に出ていく。また最初に第２
全反射面２０に当たった光は全反射点Ｒで第１全反射面
１６の方向に全反射され、第１全反射面１６で再度全反
射された後、小凹部２２を通過してレンズ１０後方に光
軸Ｃ方向で出ていく。
１全反射面１６に当たるものと、最初に第２全反射面２
０に当たるものに二分されるが、どちらの外来光も光軸
Ｃに接近して集光される。詳しくは、最初に第１全反射
面１６に当たった光は第２全反射面２０を通過してレン
ズ１０後方にほぼ光軸方向に出ていく。また最初に第２
全反射面２０に当たった光は全反射点Ｒで第１全反射面
１６の方向に全反射され、第１全反射面１６で再度全反
射された後、小凹部２２を通過してレンズ１０後方に光
軸Ｃ方向で出ていく。
【００２１】従って、レンズ１０の指向特性及び相対感
度は図４の従来の広角レンズ５に比べると、図５の破線
グラフｂに示すように大幅に改善される。
度は図４の従来の広角レンズ５に比べると、図５の破線
グラフｂに示すように大幅に改善される。
【００２２】本発明は前記の如くレンズ１０前部の凹部
１４のレンズ側界面に形成された第１全反射面１６と、
レンズ１０後部のレンズ側界面に形成された第２全反射
面２０を特徴とするものであるのであって、図１に示す
実施例の他、図２及び図３に示すレンズ３０，４０でも
同様の目的を達成可能である。
１４のレンズ側界面に形成された第１全反射面１６と、
レンズ１０後部のレンズ側界面に形成された第２全反射
面２０を特徴とするものであるのであって、図１に示す
実施例の他、図２及び図３に示すレンズ３０，４０でも
同様の目的を達成可能である。
【００２３】
【発明の効果】本発明は前記の如く、広角レンズ部の主
として横方向からの第１外来光は、第１全反射面により
光軸方向に全反射し、また広角レンズ部の斜め方向から
侵入する光であって第１全反射面に入射せずにレンズ後
部に向かう光は、第２全反射面により第１全反射面に向
けて全反射し、該第１全反射面により光軸方向に再度全
反射するようにしたので、前方約１８０°の広いエリア
にわたって良好な集光特性が得られる。
として横方向からの第１外来光は、第１全反射面により
光軸方向に全反射し、また広角レンズ部の斜め方向から
侵入する光であって第１全反射面に入射せずにレンズ後
部に向かう光は、第２全反射面により第１全反射面に向
けて全反射し、該第１全反射面により光軸方向に再度全
反射するようにしたので、前方約１８０°の広いエリア
にわたって良好な集光特性が得られる。
【図１】 本発明の第１実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図２】 本発明の第２実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図３】 本発明の第３実施例に係る広角集光レンズの
断面図。
断面図。
【図４】 従来の熱光センサーの概略を示す側面図。
【図５】 熱光センサーの指向性と相対感度の特性図。
１０，３０，４０ 広角集光レンズ １２ 広角レンズ部 １４ 凹部 １６ 第１全反射面 ２０ 第２全反射面 Ｌ２ 第１外来光 Ｌ５ 第２外来光
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０２Ｂ 13/14 9120−2Ｋ
Claims (1)
- 【請求項１】 レンズの前部に形成された広角レンズ部
と、 前記広角レンズ部の中央部に形成された凹部のレンズ側
界面に形成された第１全反射面であって、前記広角レン
ズ部の主として横方向からの第１外来光を前記広角レン
ズ部の光軸方向に全反射する前記第１全反射面と、 レンズの後部のレンズ側界面に形成された第２全反射面
であって、前記広角レンズ部の斜め方向から侵入し前記
第１全反射面の端部から前記第２全反射面にかけての領
域を通る第２外来光を、前記第２全反射面で第１全反射
面に向けて全反射し、かつ前記第１全反射面で前記広角
レンズ部の光軸方向に再度全反射する前記第２全反射面
とを有する広角集光レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34848292A JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34848292A JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06201996A true JPH06201996A (ja) | 1994-07-22 |
Family
ID=18397311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34848292A Pending JPH06201996A (ja) | 1992-12-28 | 1992-12-28 | 広角集光レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06201996A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100393772B1 (ko) * | 2001-03-10 | 2003-08-02 | 엘지전자 주식회사 | 광 기록 및 재생 시스템용 광학계 |
| JP2005285948A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Sharp Corp | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| WO2006080729A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-08-03 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
| WO2015151388A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
-
1992
- 1992-12-28 JP JP34848292A patent/JPH06201996A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100393772B1 (ko) * | 2001-03-10 | 2003-08-02 | 엘지전자 주식회사 | 광 기록 및 재생 시스템용 광학계 |
| JP2005285948A (ja) * | 2004-03-29 | 2005-10-13 | Sharp Corp | 太陽電池モジュールおよびその製造方法 |
| WO2006080729A1 (en) * | 2004-10-07 | 2006-08-03 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
| US7748873B2 (en) | 2004-10-07 | 2010-07-06 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
| US7901113B2 (en) | 2004-10-07 | 2011-03-08 | Seoul Semiconductor Co., Ltd. | Side illumination lens and luminescent device using the same |
| WO2015151388A1 (ja) * | 2014-03-31 | 2015-10-08 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
| JP2015194400A (ja) * | 2014-03-31 | 2015-11-05 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 赤外線センサ |
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