JPH06331823A - 干渉フィルタ - Google Patents

干渉フィルタ

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JPH06331823A
JPH06331823A JP12437393A JP12437393A JPH06331823A JP H06331823 A JPH06331823 A JP H06331823A JP 12437393 A JP12437393 A JP 12437393A JP 12437393 A JP12437393 A JP 12437393A JP H06331823 A JPH06331823 A JP H06331823A
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JP
Japan
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interference filter
optical
light
light receiving
incident angle
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP12437393A
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English (en)
Inventor
Taiji Urakawa
泰至 浦川
Akira Nagaoka
暁 長岡
Shinji Kirihata
慎司 桐畑
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Panasonic Electric Works Co Ltd
Original Assignee
Matsushita Electric Works Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Works Ltd filed Critical Matsushita Electric Works Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】入射角に対する透過波長領域の変化を抑えるこ
とができ、入射角度の範囲が広くなった干渉フィルタを
提供するにある。 【構成】干渉フィルタ4は平板形状の干渉フィルタ本体
10と、この干渉フィルタ本体10の両面に光学接着剤
で密着するように貼り合わせた平板状の光学材11、1
1とで構成される。光学材11を貼り合わせる光学接着
材は光学材11と同程度の屈折率を有するものを使用す
る。 【効果】干渉フィルタ本体10への入射角θは光学材1
1を介することにより低減されることになる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定の波長領域の光を
透過する干渉フィルタに関するものである。
【0002】
【従来の技術】カメラ等の光学機器の光学系における反
射防止等で反射防止膜が広く用いられているが、特定の
波長の光のみを利用する各種光学装置、光学センサにお
いては多層膜を光学材に蒸着した干渉フィルタが用いら
れ、特定の波長の光のみを透過、或いはカットすること
で光学系全体の機能を向上させ、結果使用機器の性能を
向上させている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】干渉フィルタは任意の
波長において急峻な光学フィルタを実現できるが、必ず
薄膜内の屈折角θ’(又は薄膜への入射角θ)を一定に
して使用しなければならないので、平行光線束またはそ
れに近い光線束を用いて、設計値通りの屈折角θ’で使
用しなければならないという欠点がある。普通、屈折角
θ’=0で設計されるが、こもし大きなな値の屈折角
θ’を使用すると設計波長λ0 は λ0 =2・n・d・cosθ’/M … n:薄膜内屈折率 d:薄膜の厚さ M:任意の整数 と規定値より小さくなり、短波長側にシフトしてしま
う。図3は上記干渉フィルタの断面図を示する。
【0004】従って、光学装置、光学センサに干渉フィ
ルタを使用する場合、大きな制約を受け設計値の入射角
θを広範囲の条件で満たすためには光学系に制約が加わ
り、コストアップの要因となる。また、入射角θが設計
値から外れるような使用が為された場合に透過波長が変
化し、機器の性能が低下するという問題がある。
【0005】例えば図4に示すように照明器具1のオ
ン、オフ操作を光ワイヤレスリモコンシステムでは行う
場合、天井に受信器2、壁面等に送信器3を配置し、送
信器3のスイッチをオン、オフすることにより送信器3
内の発光ダイオード(図示せず)が所定のパターンで発
光して光ワイヤレス信号Xが送信される。送信された赤
外光からなるワイヤレス信号Xは図4に示す受信器2の
受光モジュール5内の受光素子6で受光検知され、受信
器2は受信信号に基づき照明器具1をオン、オフする。
【0006】この照明器具1をオン、オフする光ワイヤ
レスリモコンシステムの特徴は、操作スイッチを任意の
壁面に配線することなく配設することができて施工が容
易であり、また室内のレイアウトを変更する際に、操作
スイッチの位置を容易に変更することができるという利
便性にある。受信器2は広範囲の検知エリアYを確保す
るために図5に示すように受光モジュール5に広角レン
ズ7を設けてある。
【0007】ここで送信器3で使用する発光ダイオード
の発光スペクトルを図6に、また受信器2の受光素子の
各波長の光の受光感度を図7に示す。ところで図4のよ
うな配置例では受信器2の受光モジュール5には天井の
周辺に設置された照明器具1からの光が入射することに
なるが、使用ランプが蛍光ランプの場合には可視光以外
にも受信器2の受光素子の受光感度を有する波長内の8
80nm、1014nmの波長の光を大きく含み、その
ため誤動作、或いは受信感度の低下を生じるという問題
があった。
【0008】これを解決するため、発光ダイオードの光
のみを受光するように受光素子6前面に図8に示す透過
波長特性の干渉フィルタ4を挿入することにより、照明
器具1の影響を抑えている。しかしながら、広角レンズ
7によって例えば170度の視野内からの光を集光する
ような場合、図9に示す干渉フィルタ4の受光面への入
射光の角度θは0乃至数十度と広い範囲にわたってしま
う。図10(a)乃至(f)は上記干渉フィルタ4の入
射角θが、0度、10度、20度、30度、40度、5
0度の各場合の透過波長域の変化を夫々示したものであ
る。
【0009】この図10から分かるように入射角θが大
きくなると、干渉フィルタ4では、発光ダイオードの発
光波長域の透過率が減少し、受光感度が著しく低下して
しまうという問題がある。受光感度の低下は送信器3、
受信器2間の最大到達距離の低下となって現れ、入射角
θが大きくなる、つまり受信器2に対して斜めの方向か
ら光ワイヤレス信号Xが受信される場合に顕著に生じ
る。
【0010】本発明は上記の問題点に鑑みて為されたも
ので、その目的とするところは入射角に対する透過波長
領域の変化を抑えることができ、入射角の範囲が広くな
った干渉フィルタを提供するにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1の発明では、所定の波長領域の光を透過す
る干渉フィルタ本体の両面に所定の屈折率を有し干渉フ
ィルタ本体の透過帯域の光を透過する材質からなる表面
材を密着させたものである。請求項2の発明では、請求
項1の発明において、入力される光信号をレンズを用い
て受光素子に光学結合し、この受光素子により光信号を
電気信号に変換する受光モジュールの上記レンズと上記
受光素子との間に介在させたものである。
【0012】
【作用】請求項1の発明によれば、所定の波長領域の光
を透過する干渉フィルタ本体の両面に所定の屈折率を有
し、干渉フィルタ本体の透過帯域の光を透過する材質か
らなる表面材を密着させたものであるから、フィルタ面
への入射角に対する透過波長域の変化を抑えることがで
きる。
【0013】請求項2の発明によれば入射角の範囲が広
くなっても透過波長域の変化を抑えることができるた
め、広角レンズを使用して検知エリアを広げた受光モジ
ュールであっても受光感度が低下せず、高い性能が得ら
れる。
【0014】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。 (実施例1)図1は本実施例を示しており、本実施例の
干渉フィルタ4は平板形状の干渉フィルタ本体10と、
この干渉フィルタ本体10の両面に光学接着剤で貼り合
わせた表面材たる平板状の光学材11、11とで構成さ
れ、光学材11を干渉フィルタ本体10に貼り合わせる
ための光学接着剤には光学材11と同程度の屈折率を有
するものを使用している。
【0015】ここで干渉フィルタ本体10への入射角θ
は、干渉フィルタ本体10に両面に貼り合わせた光学材
11への入射角θ0 と光学材11の屈折率nで決定され
る。ここで周囲の媒質が空気であるとすると、媒質の屈
折率は略1と見なせるからsnellの法則により次式
が成り立つ。 sinθ=n・sinθ … 従って、干渉フィルタ本体10への入射角θは次式に
より求まる θ=arcsin(sinθ0 /n)… これより、干渉フィルタ本体10への入射角θが屈折率
nの光学材11を介することにより、低減されることが
わかる。干渉フィルタ本体10の後面に貼り合わせた光
学材11内では、干渉フィルタ本体10を通過した光線
の出射角度が、前面の光学材11と等しいため入射角θ
に等しくなる。更に後面の光学材11から媒質(空気)
中へ出射する角度は、前面の光学材11への入射角θ0
に等しくなる。
【0016】従って干渉フィルタ本体10の前面及び後
面に同一の光学材11を密着させることにより、内側の
干渉フィルタ本体10への入射角θを、光学材11を介
して低減するとともに、干渉フィルタ4の入射角及び出
射角を等しくすることができるため、光学系における光
線路を変更することなく従来の干渉フィルタと同様に用
いることができる。
【0017】尚光学材11と干渉フィルタ本体10とは
密着させなければ、ギャップが生じて光学材11と干渉
フィルタ本体10との間に空気が入り込み、干渉フィル
タ本体10への入射角θは前面の光学材への入射角θ0
と等しくなってしまい、本発明の目的が達成できない。
そのため光学材11を干渉フィルタ本体10に光学接着
剤で貼り合わせる際に密着させる。
【0018】また干渉フィルタの設計においては、従来
前面及び後面の媒質を空気として計算するが、本発明で
は使用する光学材11の屈折率nを考慮して設計しなけ
ればならないことは言うまでもない。次に上述した図5
に示すようなワイヤレスリモコンシステムの受信器の受
光モジュール5に本発明の干渉フィルタ4を採用した場
合について説明する。まず干渉フィルタ本体10の両面
に貼り合わせる光学材11としては加工が容易で安価な
アクリル樹脂を用いる。アクリル樹脂の屈折率nはn=
1.48である。また干渉フィルタ4の透過波長域は、
先と同じく図8に示すもので、発光ダイオードの赤外光
のみを透過させる領域とする。
【0019】かように構成された本実施例の干渉フィル
タ4への入射角θ0 と、干渉フィルタ本体10への入射
角との関係は図2に示すようになり、この図より例えば
入射角θ0 が30度の場合では、干渉フィルタ本体10
への入射角θは19.7度となるというように大幅に改
善されていることが分かる。入射角θ0 による透過波長
域の変化が干渉フイルタ本体10における入射角θに対
応するものであるから、図5に示すように広角レンズ7
を使用している受光モジュール5に用いた場合、干渉フ
ィルタ4の入射角θ0 は0〜数十度の広範囲に亘ること
になるが、広角レンズ7より出射した光線の干渉フィル
タ4への入射角θ0 に対する透過波長域の変化は従来よ
り小さくなるため、干渉フィルタ本体10への入射角θ
が大きくなっても発光ダイオードの発光波長域の透過率
の減少が従来より小さくなり、送信器3、受信器2の最
大到達距離の低下を防ぐことができる。
【0020】実施例では表面材たる光学材11にアクリ
ル樹脂を用いたが、ガラス等の他の光学材料をもちいて
も良い。特にコスト等で問題がなければ、高屈折率の光
学材料を用いれば、入射角θ0 に対する干渉フィルタ本
体10への入射角θをより小さくすることができる。
【0021】
【発明の効果】請求項1の発明は、所定の波長領域の光
を透過する干渉フィルタ本体の両面に所定の屈折率を有
し干渉フィルタ本体の透過帯域の光を透過する材質から
なる表面材を密着させてあるので、所定の波長領域の光
を透過する干渉フィルタ本体の両面に所定の屈折率を有
し、干渉フィルタ本体の透過帯域の光を透過する材質か
らなる表面材を密着させたものであるから、フィルタ面
への入射角に対する透過波長域の変化を抑えることがで
き、そのため所定の透過帯域が得られる干渉フィルタへ
の入射角の範囲が広くなり、高性能の各種光学装置、光
学センサを簡便且つ低コストで実現するのを可能とする
効果がある。
【0022】請求項2の発明によれば入射角の範囲が広
くなっても透過波長域の変化を抑えることができるた
め、広角レンズを使用して検知エリアを広げた受光モジ
ュールであっても受光感度が低下せず、高い性能が得ら
れるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例1の断面図である。
【図2】同上の入射角と干渉フィルタ本体への入射角と
の関係説明図である。
【図3】従来例のの断面図である。
【図4】ワイヤレスリモコンシステムの構成例図であ
る。
【図5】同上の受信器に用いる受光モジュールの断面図
である。
【図6】同上の送信器に用いる発光ダイオードの発光ス
ペクトルの特性図である。
【図7】同上の受信器に用いる受光素子の受光感度の特
性図である。
【図8】同上の受光モジュールに用いる干渉フィルタの
透過波長域特性図である。
【図9】従来例の入射角の説明図である。
【図10】同上の入射角と透過率の関係説明図である。
【符号の説明】
4 干渉フィルタ 10 干渉フィルタ本体 11 光学材

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の波長領域の光を透過する干渉フィル
    タ本体の両面に所定の屈折率を有し干渉フィルタ本体の
    透過帯域の光を透過する材質からなる表面材を密着させ
    て成ることを特徴とする干渉フィルタ。
  2. 【請求項2】入力される光信号をレンズを用いて受光素
    子に光学結合し、この受光素子により光信号を電気信号
    に変換する受光モジュールの上記レンズと上記受光素子
    との間に介在させることを特徴とする請求項1記載の干
    渉フィルタ。
JP12437393A 1993-05-26 1993-05-26 干渉フィルタ Withdrawn JPH06331823A (ja)

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JP12437393A JPH06331823A (ja) 1993-05-26 1993-05-26 干渉フィルタ

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JP12437393A JPH06331823A (ja) 1993-05-26 1993-05-26 干渉フィルタ

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007033477A (ja) * 2005-07-22 2007-02-08 Nec Corp 光モジュール
JP2012173347A (ja) * 2011-02-17 2012-09-10 Seiko Epson Corp 光モジュールおよび電子機器

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP4735097B2 (ja) * 2005-07-22 2011-07-27 日本電気株式会社 光モジュール
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