JPH07208918A - 受光装置及びそれを備えた光学装置 - Google Patents
受光装置及びそれを備えた光学装置Info
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- JPH07208918A JPH07208918A JP499794A JP499794A JPH07208918A JP H07208918 A JPH07208918 A JP H07208918A JP 499794 A JP499794 A JP 499794A JP 499794 A JP499794 A JP 499794A JP H07208918 A JPH07208918 A JP H07208918A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 受光素子が限定された入射角範囲で入射する
光のみを受光するようにし、迷光を遮光してＳ／Ｎ比を
向上させる。 【構成】 ＰＤ５の受光面の前面に、入射角θ＝０度を
中心とした所定の入射角範囲±α度の光のみを透過する
特性を有する光学フィルタ１１を配置し、斜線部の領域
の信号光のみを透過してＰＤ５で受光し、ノイズ光Ａを
遮光する。
光のみを受光するようにし、迷光を遮光してＳ／Ｎ比を
向上させる。 【構成】 ＰＤ５の受光面の前面に、入射角θ＝０度を
中心とした所定の入射角範囲±α度の光のみを透過する
特性を有する光学フィルタ１１を配置し、斜線部の領域
の信号光のみを透過してＰＤ５で受光し、ノイズ光Ａを
遮光する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、発光素子から被検知物
体を照射した光の反射光を受光する受光装置及びそれを
用いた光学装置に関する。
体を照射した光の反射光を受光する受光装置及びそれを
用いた光学装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記のような光学装置の従来の一例の構
成を図１８に示す。図１８に示す光学装置は投受光の光
軸を同軸化することにより小型化を図ったものである。
図１８において、発光素子としてのＬＥＤ１から出射し
ハーフミラー２を透過した光を、レンズ３により平行光
として被検知物体４へ投光する。被検知物体４で同一光
軸上で反射し、レンズ３で集光された光をハーフミラー
２で反射させ、受光素子としてのＰＤ５で受光すること
により、被検知物体４の有無などを検知する。
成を図１８に示す。図１８に示す光学装置は投受光の光
軸を同軸化することにより小型化を図ったものである。
図１８において、発光素子としてのＬＥＤ１から出射し
ハーフミラー２を透過した光を、レンズ３により平行光
として被検知物体４へ投光する。被検知物体４で同一光
軸上で反射し、レンズ３で集光された光をハーフミラー
２で反射させ、受光素子としてのＰＤ５で受光すること
により、被検知物体４の有無などを検知する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＬＥＤ
１から出射した光の一部はハーフミラー２を透過せずに
反射し、筐体６の内部で迷光、すなわちノイズ成分とな
り、Ｓ／Ｎ比劣化の要因となる。この迷光を遮光する方
法として開口を用いる方法があるが、筐体６の外形が制
限されるので、図１９に示すように一般的に開口７をＰ
Ｄ５に近接して配置される場合が多い。このため、信号
光８のみを受光するために開口径７ａを設定しても、迷
光９の一部を受光してしまい、Ｓ／Ｎ比劣化を引き起こ
す。Ｓ／Ｎ比を良くするために図２０に示すように開口
７をＰＤ５から遠ざけると、外形が大きくなり光学装置
の小型化に適さなくなる。
１から出射した光の一部はハーフミラー２を透過せずに
反射し、筐体６の内部で迷光、すなわちノイズ成分とな
り、Ｓ／Ｎ比劣化の要因となる。この迷光を遮光する方
法として開口を用いる方法があるが、筐体６の外形が制
限されるので、図１９に示すように一般的に開口７をＰ
Ｄ５に近接して配置される場合が多い。このため、信号
光８のみを受光するために開口径７ａを設定しても、迷
光９の一部を受光してしまい、Ｓ／Ｎ比劣化を引き起こ
す。Ｓ／Ｎ比を良くするために図２０に示すように開口
７をＰＤ５から遠ざけると、外形が大きくなり光学装置
の小型化に適さなくなる。
【０００４】上記のように、従来の開口７を用いる方法
では、Ｓ／Ｎ比を良くし、小型化することができない。
また開口７の位置合わせに手間がかかるなどの問題があ
った。
では、Ｓ／Ｎ比を良くし、小型化することができない。
また開口７の位置合わせに手間がかかるなどの問題があ
った。
【０００５】上記問題点は図１８に示す光学装置以外の
光学系を有する光学装置におけるノイズ光全般について
も、同様のことが言える。例えば図２１に示すような光
学装置は、小型化を目的としてレンズを用いていないた
め、迷光及び外乱光に対して同様の問題が生ずる。従っ
てＰＤ５の直前にレンズを配置して光を収束させる光学
系以外の光学装置におけるノイズ光全般に同様のことが
言える。
光学系を有する光学装置におけるノイズ光全般について
も、同様のことが言える。例えば図２１に示すような光
学装置は、小型化を目的としてレンズを用いていないた
め、迷光及び外乱光に対して同様の問題が生ずる。従っ
てＰＤ５の直前にレンズを配置して光を収束させる光学
系以外の光学装置におけるノイズ光全般に同様のことが
言える。
【０００６】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
もので、限定された入射角範囲で入射する光のみを受光
する受光装置及びそれを備えた光学装置を提供すること
を目的とする。
もので、限定された入射角範囲で入射する光のみを受光
する受光装置及びそれを備えた光学装置を提供すること
を目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に成された請求項１に記載の受光装置は、入射角の違い
により透過率が変化する光学フィルタ１１を受光素子と
してのＰＤ５の前面に設けたことを特徴とする。
に成された請求項１に記載の受光装置は、入射角の違い
により透過率が変化する光学フィルタ１１を受光素子と
してのＰＤ５の前面に設けたことを特徴とする。
【０００８】請求項２に記載の受光装置は、光学フィル
タ２１の透過光を受光するＰＤ５の受光量が、光学フィ
ルタ２１への入射光の入射角分布の違いにより変化する
ことを特徴とする。
タ２１の透過光を受光するＰＤ５の受光量が、光学フィ
ルタ２１への入射光の入射角分布の違いにより変化する
ことを特徴とする。
【０００９】請求項３に記載の受光装置は、光学フィル
タ１１、２１は、所定の入射角範囲の光のみを透過させ
ることを特徴とする。
タ１１、２１は、所定の入射角範囲の光のみを透過させ
ることを特徴とする。
【００１０】請求項４に記載の受光装置は、光学フィル
タ２１は、入射角に対応して光の透過率を単調増加ある
いは単調減少させることを特徴とする。
タ２１は、入射角に対応して光の透過率を単調増加ある
いは単調減少させることを特徴とする。
【００１１】請求項５に記載の受光装置は、光学フィル
タ３１は、さらに、所定の波長範囲の光のみを透過させ
ることを特徴とする。
タ３１は、さらに、所定の波長範囲の光のみを透過させ
ることを特徴とする。
【００１２】請求項６に記載の受光装置は、光学フィル
タ１１は、ＰＤ５の受光面に一体的に設けられているこ
とを特徴とする。
タ１１は、ＰＤ５の受光面に一体的に設けられているこ
とを特徴とする。
【００１３】請求項７に記載の受光装置は、ＰＤ５を収
納するパッケージ４１の受光面に設けられた窓ガラス４
２を、請求項１から５のいずれかに記載の光学フィルタ
１１、２１、３１のいずれかで構成したことを特徴とす
る。
納するパッケージ４１の受光面に設けられた窓ガラス４
２を、請求項１から５のいずれかに記載の光学フィルタ
１１、２１、３１のいずれかで構成したことを特徴とす
る。
【００１４】請求項８に記載の受光装置は、ＰＤ５は樹
脂モールド型であり、受光部の前面に請求項１から５の
いずれかに記載の光学フィルタ１１、２１、３１のいず
れかを接着したことを特徴とする。
脂モールド型であり、受光部の前面に請求項１から５の
いずれかに記載の光学フィルタ１１、２１、３１のいず
れかを接着したことを特徴とする。
【００１５】請求項９に記載の受光装置は、ＰＤ５は樹
脂モールド型であり、受光部の前面の樹脂表面が請求項
１から５いずれかに記載の光学フィルタ１１、２１、３
１であることを特徴とする。
脂モールド型であり、受光部の前面の樹脂表面が請求項
１から５いずれかに記載の光学フィルタ１１、２１、３
１であることを特徴とする。
【００１６】請求項１０に記載の光学装置は、請求項１
から９のいずれかに記載の受光装置を備えたことを特徴
とする。
から９のいずれかに記載の受光装置を備えたことを特徴
とする。
【００１７】請求項１１に記載の光学装置は、請求項１
から９のいずれかに記載の受光装置に設けられたＰＤ５
の出力により、ＰＤ５へ入射する光の入射角を検出する
ことを特徴とする。
から９のいずれかに記載の受光装置に設けられたＰＤ５
の出力により、ＰＤ５へ入射する光の入射角を検出する
ことを特徴とする。
【００１８】請求項１２に記載の光学装置は、被検知物
体４に光を照射する発光素子としてのＬＥＤ１と、被検
知物体４からの反射光を受光する請求項１から９のいず
れかに記載の受光装置とを備え、反射光の入射角により
被検知物体４が所定の領域に存在するか否かを検出する
ことを特徴とする。
体４に光を照射する発光素子としてのＬＥＤ１と、被検
知物体４からの反射光を受光する請求項１から９のいず
れかに記載の受光装置とを備え、反射光の入射角により
被検知物体４が所定の領域に存在するか否かを検出する
ことを特徴とする。
【００１９】請求項１３に記載の光学装置は、被検知物
体４に光を照射するＬＥＤ１と、被検知物体４からの反
射光を受光する請求項１から９のいずれかに記載の受光
装置とを備え、受光装置に設けられたＰＤ５の出力によ
り被検知物体４の距離または変位を検知することを特徴
とする。
体４に光を照射するＬＥＤ１と、被検知物体４からの反
射光を受光する請求項１から９のいずれかに記載の受光
装置とを備え、受光装置に設けられたＰＤ５の出力によ
り被検知物体４の距離または変位を検知することを特徴
とする。
【００２０】請求項１４に記載の光学装置は、被検知物
体４に光を照射するＬＥＤ１と、被検知物体４からの反
射光を受光する請求項１から９のいずれかに記載の受光
装置とを備え、受光装置に設けられたＰＤ５の出力によ
り被検知物体４の傾きを検知することを特徴とする。
体４に光を照射するＬＥＤ１と、被検知物体４からの反
射光を受光する請求項１から９のいずれかに記載の受光
装置とを備え、受光装置に設けられたＰＤ５の出力によ
り被検知物体４の傾きを検知することを特徴とする。
【００２１】
【作用】上記構成の受光装置及びそれを用いた光学装置
においては、ＰＤ５の前面に入射角の違いにより透過率
が変化する光学フィルタ１１を設けたので、限定した入
射角範囲外で入射するノイズ光を遮光することができ
る。従来の開口は配置された位置により受光される光を
限定したが、本発明に用いる光学フィルタは入射角の違
いにより信号光と迷光とを分離するため、光学フィルタ
１１をＰＤ５に近接して配置しても、迷光を確実に遮光
することができ、小型の装置によりＳ／Ｎ比を向上させ
ることができる。また開口を用いず光学フィルタ１１を
用いるため、位置合わせの必要がなくなる。さらにこの
受光装置を備えた光学装置により、被検知物体４の存
在、距離、変位、傾きを検知することができる。
においては、ＰＤ５の前面に入射角の違いにより透過率
が変化する光学フィルタ１１を設けたので、限定した入
射角範囲外で入射するノイズ光を遮光することができ
る。従来の開口は配置された位置により受光される光を
限定したが、本発明に用いる光学フィルタは入射角の違
いにより信号光と迷光とを分離するため、光学フィルタ
１１をＰＤ５に近接して配置しても、迷光を確実に遮光
することができ、小型の装置によりＳ／Ｎ比を向上させ
ることができる。また開口を用いず光学フィルタ１１を
用いるため、位置合わせの必要がなくなる。さらにこの
受光装置を備えた光学装置により、被検知物体４の存
在、距離、変位、傾きを検知することができる。
【００２２】
【実施例】以下、本発明の受光装置及びそれを用いた光
学装置の実施例を図面を参照して説明する。なお、各図
において、図１８に示す従来例の部分と対応する部分に
は同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
学装置の実施例を図面を参照して説明する。なお、各図
において、図１８に示す従来例の部分と対応する部分に
は同一の符号を付してあり、その説明は適宜省略する。
【００２３】図１に本発明の受光装置の第１の実施例の
構成を示し、図２に図１に示す光学フィルタ１１の特性
を示す。図１において、ＰＤ５の前面に光学フィルタ１
１が配置されている。光学フィルタ１１は図２に示すよ
うに、入射角θ＝０度を中心とした所定の入射角範囲±
α度の光のみが透過する特性を有する。即ち所定の入射
角範囲±α度の光が入射した場合にのみ、光は光学フィ
ルタ１１を透過し、範囲外の光は光学フィルタ１１を透
過しない。
構成を示し、図２に図１に示す光学フィルタ１１の特性
を示す。図１において、ＰＤ５の前面に光学フィルタ１
１が配置されている。光学フィルタ１１は図２に示すよ
うに、入射角θ＝０度を中心とした所定の入射角範囲±
α度の光のみが透過する特性を有する。即ち所定の入射
角範囲±α度の光が入射した場合にのみ、光は光学フィ
ルタ１１を透過し、範囲外の光は光学フィルタ１１を透
過しない。
【００２４】上記の構成により、限定した入射角範囲で
入射する図１に示す斜線部の領域の信号光のみが光学フ
ィルタ１１を透過してＰＤ５で受光され、限定した入射
角範囲外で入射する矢印Ａで示すノイズ光は遮光され
る。この結果、光学フィルタ１１をＰＤ５に近接して配
置し、光学装置を小型化してＳ／Ｎ比を向上させること
ができる。
入射する図１に示す斜線部の領域の信号光のみが光学フ
ィルタ１１を透過してＰＤ５で受光され、限定した入射
角範囲外で入射する矢印Ａで示すノイズ光は遮光され
る。この結果、光学フィルタ１１をＰＤ５に近接して配
置し、光学装置を小型化してＳ／Ｎ比を向上させること
ができる。
【００２５】図３に本発明の受光装置の第２の実施例の
構成を示し、図４に図３に示す光学フィルタ２１の特性
を示す。本実施例における光学フィルタ２１は図４に示
すように、任意の入射角θを中心とした所定の入射角範
囲の光のみが透過する特性を有する。即ち任意の入射角
θを中心とした所定の入射角範囲の光が入射した場合の
み、光は光学フィルタ２１を透過し、範囲外の光は光学
フィルタ２１を透過しない。
構成を示し、図４に図３に示す光学フィルタ２１の特性
を示す。本実施例における光学フィルタ２１は図４に示
すように、任意の入射角θを中心とした所定の入射角範
囲の光のみが透過する特性を有する。即ち任意の入射角
θを中心とした所定の入射角範囲の光が入射した場合の
み、光は光学フィルタ２１を透過し、範囲外の光は光学
フィルタ２１を透過しない。
【００２６】上記の構成により、第１の実施例では入射
角θ＝０度を中心とした入射角範囲の光しか検知できな
いが、任意の入射角θを中心とした図３に示す斜線部の
領域の光も検知することができ、かつ第１の実施例と同
様の効果が得られる。
角θ＝０度を中心とした入射角範囲の光しか検知できな
いが、任意の入射角θを中心とした図３に示す斜線部の
領域の光も検知することができ、かつ第１の実施例と同
様の効果が得られる。
【００２７】図５に本発明の受光装置の第３の実施例の
構成を示し、図６に図５に示す光学フィルタ３１の特性
を示す。本実施例における光学フィルタ３１は、図６
（ａ）に示すように第１の実施例と同様に、入射角θ＝
０度を中心とした所定の入射角範囲±α度の光のみが透
過する特性に加えて、図６（ｂ）に示すように所定の波
長λ0 を中心とした所定の波長範囲λ1 〜λ2 の光のみ
が透過する特性を有する。例えば、光学フィルタ３１は
片面に図６（ａ）に示すような特性を備え、他の片面に
図６（ｂ）に示すような特性を備える。
構成を示し、図６に図５に示す光学フィルタ３１の特性
を示す。本実施例における光学フィルタ３１は、図６
（ａ）に示すように第１の実施例と同様に、入射角θ＝
０度を中心とした所定の入射角範囲±α度の光のみが透
過する特性に加えて、図６（ｂ）に示すように所定の波
長λ0 を中心とした所定の波長範囲λ1 〜λ2 の光のみ
が透過する特性を有する。例えば、光学フィルタ３１は
片面に図６（ａ）に示すような特性を備え、他の片面に
図６（ｂ）に示すような特性を備える。
【００２８】上記構成により、入射角０度、波長λ0 の
光は光学フィルタ３１の両面を透過する。しかし、入射
角０度、波長λ1 の光は図６（ａ）の特性を備えた光学
フィルタ３１の片面は透過するが、図６（ｂ）の特性を
備えた他の片面は透過しない。すなわち、図５に示すよ
うに限定した入射角範囲の光でも、波長λ0 の信号光は
透過するが波長λ1 のノイズ光は透過しない。この結
果、入射角が信号光に等しくても波長の異なるノイズ光
を遮光することができ、さらにＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。
光は光学フィルタ３１の両面を透過する。しかし、入射
角０度、波長λ1 の光は図６（ａ）の特性を備えた光学
フィルタ３１の片面は透過するが、図６（ｂ）の特性を
備えた他の片面は透過しない。すなわち、図５に示すよ
うに限定した入射角範囲の光でも、波長λ0 の信号光は
透過するが波長λ1 のノイズ光は透過しない。この結
果、入射角が信号光に等しくても波長の異なるノイズ光
を遮光することができ、さらにＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。
【００２９】図７に本発明の受光装置の第４の実施例の
構成を示す。図７において、ＰＤ５が収納されたキャン
パッケージ４１の受光面に設けられた窓ガラス４２と、
前記各実施例に示した光学フィルタ１１、２１、３１の
いずれかとを兼用させ、ＰＤ５と光学フィルタ１１、２
１、３１とを一体化した。
構成を示す。図７において、ＰＤ５が収納されたキャン
パッケージ４１の受光面に設けられた窓ガラス４２と、
前記各実施例に示した光学フィルタ１１、２１、３１の
いずれかとを兼用させ、ＰＤ５と光学フィルタ１１、２
１、３１とを一体化した。
【００３０】本実施例によれば、窓ガラス４２にＡＲコ
ートを行う工程と同じ工程で光学フィルタを構成するこ
とができ、コストの低減を図ることができる。さらに、
窓ガラス４２と光学フィルタとを兼用することにより、
従来のＰＤと同等の大きさとすることができ、受光装置
の小型化を図ることができる。
ートを行う工程と同じ工程で光学フィルタを構成するこ
とができ、コストの低減を図ることができる。さらに、
窓ガラス４２と光学フィルタとを兼用することにより、
従来のＰＤと同等の大きさとすることができ、受光装置
の小型化を図ることができる。
【００３１】図８に本発明の受光装置の第５の実施例の
構成を示す。図８（ａ）は光学フィルタ１１、２１、３
１のいずれかを、樹脂モールドパッケージ５１に充填さ
れたＰＤ５の受光面に接着し一体化したものである。接
着剤としては透明性のＵＶ硬化型接着剤などがある。ま
た光学フィルタを樹脂モールドパッケージ５１に直接蒸
着し一体化する方法もある。さらに図８（ｂ）は光学フ
ィルタ１１、２１、３１の表面を透明性の樹脂５２など
により被覆保護したものである。このとき、樹脂５２を
レンズ形状としてもよい。このように樹脂モールドパッ
ケージ５１と光学フィルタとを一体化することにより、
受光装置の小型化を図ることができる。
構成を示す。図８（ａ）は光学フィルタ１１、２１、３
１のいずれかを、樹脂モールドパッケージ５１に充填さ
れたＰＤ５の受光面に接着し一体化したものである。接
着剤としては透明性のＵＶ硬化型接着剤などがある。ま
た光学フィルタを樹脂モールドパッケージ５１に直接蒸
着し一体化する方法もある。さらに図８（ｂ）は光学フ
ィルタ１１、２１、３１の表面を透明性の樹脂５２など
により被覆保護したものである。このとき、樹脂５２を
レンズ形状としてもよい。このように樹脂モールドパッ
ケージ５１と光学フィルタとを一体化することにより、
受光装置の小型化を図ることができる。
【００３２】図９に本発明の光学装置の第１の実施例の
構成を示す。本実施例は図３に示す光学フィルタ２１を
ＰＤ５の前面に配置し、ＰＤ５の受光量を検知すること
により被検知物体４の有無または位置を検知するように
したものである。図９において、ＬＥＤ１から出射した
光は投光レンズ３により所定の位置にある被検知物体４
ａ上に集光される。被検知物体４ａから反射した光は光
学フィルタ２１を透過してＰＤ５により受光される。
構成を示す。本実施例は図３に示す光学フィルタ２１を
ＰＤ５の前面に配置し、ＰＤ５の受光量を検知すること
により被検知物体４の有無または位置を検知するように
したものである。図９において、ＬＥＤ１から出射した
光は投光レンズ３により所定の位置にある被検知物体４
ａ上に集光される。被検知物体４ａから反射した光は光
学フィルタ２１を透過してＰＤ５により受光される。
【００３３】このとき被検知物体４ａが限られた領域内
にあり、反射光が光学フィルタ２１に入射する入射角θ
1 も所定の入射角範囲内にあれば、前述したように光学
フィルタ２１を透過する。しかし図９に示す被検知物体
４ｂのように所定の領域内にないときは、光学フィルタ
２１に入射する反射光の入射角θ2 も所定の入射角範囲
外にあり、反射光は光学フィルタ２１を透過せずＰＤ５
に受光されない。
にあり、反射光が光学フィルタ２１に入射する入射角θ
1 も所定の入射角範囲内にあれば、前述したように光学
フィルタ２１を透過する。しかし図９に示す被検知物体
４ｂのように所定の領域内にないときは、光学フィルタ
２１に入射する反射光の入射角θ2 も所定の入射角範囲
外にあり、反射光は光学フィルタ２１を透過せずＰＤ５
に受光されない。
【００３４】本実施例によれば、ＰＤ５の受光量の有無
により被検知物体４が限られた領域内にあるか否かを検
知することができる。また背景からの反射光は光学フィ
ルタ２１を透過しないので、被検知物体４が限られた領
域内に有るか無いかも確実に検知することができる。
により被検知物体４が限られた領域内にあるか否かを検
知することができる。また背景からの反射光は光学フィ
ルタ２１を透過しないので、被検知物体４が限られた領
域内に有るか無いかも確実に検知することができる。
【００３５】図１０に本発明の光学装置の第２の実施例
の構成を示す。本実施例は図１に示す光学フィルタ１１
をＰＤ５の前面に設け、ＰＤ５の出力により被検知物体
４が検出領域内にあるか否かを検出する処理回路６１を
設けたものである。被検知物体４が図１０（ａ）に示す
ように、光学フィルタ１１及びＰＤ５からなる受光部６
２の斜線部で示す検出領域内にある場合は、被検知物体
４からの反射光は光学フィルタ１１を透過しＰＤ５で受
光される。また被検知物体４が図１０（ｂ）に示すよう
に、受光部６２の検出領域外にあった場合は、その反射
光は光学フィルタ１１で反射されＰＤ５では受光できな
い。
の構成を示す。本実施例は図１に示す光学フィルタ１１
をＰＤ５の前面に設け、ＰＤ５の出力により被検知物体
４が検出領域内にあるか否かを検出する処理回路６１を
設けたものである。被検知物体４が図１０（ａ）に示す
ように、光学フィルタ１１及びＰＤ５からなる受光部６
２の斜線部で示す検出領域内にある場合は、被検知物体
４からの反射光は光学フィルタ１１を透過しＰＤ５で受
光される。また被検知物体４が図１０（ｂ）に示すよう
に、受光部６２の検出領域外にあった場合は、その反射
光は光学フィルタ１１で反射されＰＤ５では受光できな
い。
【００３６】反射光を受光したＰＤ５から発する出力電
流は図１０（ｃ）に示すように処理回路６１で処理され
る。すなわち、ＰＤ５の出力電流はアンプ６３で電圧に
変換され、コンパレータ６４によりその電圧が設定電圧
以上の時はＯＮ、以下の時はＯＦＦの信号を出力する。
流は図１０（ｃ）に示すように処理回路６１で処理され
る。すなわち、ＰＤ５の出力電流はアンプ６３で電圧に
変換され、コンパレータ６４によりその電圧が設定電圧
以上の時はＯＮ、以下の時はＯＦＦの信号を出力する。
【００３７】図１０で斜線部で示す検出領域は一般に、
ＬＥＤ１及び投光レンズ３からなる投光部６５から発す
る投光ビームの広がりと、受光部６２の視野とで決ま
る。従来の限定領域型光学装置では、従来例において説
明したように開口７を用いている。このような構成では
図１１（ａ）に示すように、開口７の開口径７ａを大き
くすると視野が広がりノイズ光９が多くＰＤ５に入射す
る。また図１１（ｂ）に示すように開口径７ａを小さく
すれば視野は小さくできるが、必要な光軸に対して平行
な光が遮光され、受光量が減ってしまう。
ＬＥＤ１及び投光レンズ３からなる投光部６５から発す
る投光ビームの広がりと、受光部６２の視野とで決ま
る。従来の限定領域型光学装置では、従来例において説
明したように開口７を用いている。このような構成では
図１１（ａ）に示すように、開口７の開口径７ａを大き
くすると視野が広がりノイズ光９が多くＰＤ５に入射す
る。また図１１（ｂ）に示すように開口径７ａを小さく
すれば視野は小さくできるが、必要な光軸に対して平行
な光が遮光され、受光量が減ってしまう。
【００３８】しかし図１０に示す本実施例の光学装置に
よれば、必要な入射角の光のみを受光することができ、
受光量を減らすことなく検出領域を限定することがで
き、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
よれば、必要な入射角の光のみを受光することができ、
受光量を減らすことなく検出領域を限定することがで
き、Ｓ／Ｎ比を向上することができる。
【００３９】なお、図１０に示す光学フィルタを図１３
に示すような光学特性を有する光学フィルタ７１で構成
し、図１２に示すようにＰＤ５の前に配置してもよい。
この光学フィルタ７１は入射角θに対応して光の透過率
が単調増加あるいは単調減少するものである。この構成
によると、光学フィルタ７１に入射する光の入射角θに
よりＰＤ５で受光される受光量が変化するので、ＰＤ５
の出力により入射光の入射角を検知することもできる。
に示すような光学特性を有する光学フィルタ７１で構成
し、図１２に示すようにＰＤ５の前に配置してもよい。
この光学フィルタ７１は入射角θに対応して光の透過率
が単調増加あるいは単調減少するものである。この構成
によると、光学フィルタ７１に入射する光の入射角θに
よりＰＤ５で受光される受光量が変化するので、ＰＤ５
の出力により入射光の入射角を検知することもできる。
【００４０】図１４に本発明の光学装置の第３の実施例
の構成を示す。本実施例は図１３に示す光学特性を有す
る光学フィルタ７１を用いて入射角を検知することによ
り、被検知物体４のＰＤ５との間の距離または変位を検
出するものである。図１４（ａ）において、被検知物体
４の距離が４ａ、４ｂ、４ｃと遠くなるように従って、
光学フィルタ７１に入射される光の入射角θは小さくな
り、ＰＤ５の受光量は大きくなる。逆に被検知物体４の
距離が近くなると、入射角θは大きくなり、ＰＤ５の受
光量は小さくなる。この受光量を検知して図１４（ｂ）
に示す処理回路８１により距離信号を出力することによ
り、被検知物体４の距離または変位を検出することがで
きる。
の構成を示す。本実施例は図１３に示す光学特性を有す
る光学フィルタ７１を用いて入射角を検知することによ
り、被検知物体４のＰＤ５との間の距離または変位を検
出するものである。図１４（ａ）において、被検知物体
４の距離が４ａ、４ｂ、４ｃと遠くなるように従って、
光学フィルタ７１に入射される光の入射角θは小さくな
り、ＰＤ５の受光量は大きくなる。逆に被検知物体４の
距離が近くなると、入射角θは大きくなり、ＰＤ５の受
光量は小さくなる。この受光量を検知して図１４（ｂ）
に示す処理回路８１により距離信号を出力することによ
り、被検知物体４の距離または変位を検出することがで
きる。
【００４１】処理回路８１はＰＤ５の出力電流をアンプ
８２で電圧に変換し、リニアリティ補正回路８３で出力
電圧値を距離と比例する電圧値に変換して、距離信号値
として出力するものである。
８２で電圧に変換し、リニアリティ補正回路８３で出力
電圧値を距離と比例する電圧値に変換して、距離信号値
として出力するものである。
【００４２】図１５に本発明の光学装置の第４の実施例
の構成を示す。本実施例は図１４に示す第３の実施例に
おけるＰＤ５を２個のＰＤ５ａとＰＤ５ｂとし、ＰＤ５
ａ、５ｂがそれぞれ光学フィルタ７１の透過光と反射光
を受光する構成とし、２つのＰＤ５ａ、５ｂの受光量の
比、または差を和で割った値で、被検知物体４の距離ま
たは変位を検知するようにしたものである。ここで光学
フィルタ７１の入射角θに対する反射率の変化は透過率
と相互する特性を持ち、単調に増加する。従って、被検
知物体４の種類の違いにより変化する反射光の光量に依
存せずに、その距離または変位を検知することができ
る。
の構成を示す。本実施例は図１４に示す第３の実施例に
おけるＰＤ５を２個のＰＤ５ａとＰＤ５ｂとし、ＰＤ５
ａ、５ｂがそれぞれ光学フィルタ７１の透過光と反射光
を受光する構成とし、２つのＰＤ５ａ、５ｂの受光量の
比、または差を和で割った値で、被検知物体４の距離ま
たは変位を検知するようにしたものである。ここで光学
フィルタ７１の入射角θに対する反射率の変化は透過率
と相互する特性を持ち、単調に増加する。従って、被検
知物体４の種類の違いにより変化する反射光の光量に依
存せずに、その距離または変位を検知することができ
る。
【００４３】図１６に本発明の光学装置の第５の実施例
の構成を示す。本実施例は図１３に示す光学特性を有す
る光学フィルタ７１を用いて入射角θを検知することに
より、被検知物体４の傾きを検知するようにしたもので
ある。例えば、図１６に示すように、被検知物体４が角
度αで傾けば、被検知物体４からの反射光は入射角θ0
から入射角θ1 へ変化し、光学フィルタ７１に入射す
る。従って、被検知物体４が傾けば、光学フィルタ７１
に入射される光の入射角の違いにより、ＰＤ５が受光す
る受光量が変化するので、ＰＤ５の出力から被検知物体
４の傾きを検知することができる。
の構成を示す。本実施例は図１３に示す光学特性を有す
る光学フィルタ７１を用いて入射角θを検知することに
より、被検知物体４の傾きを検知するようにしたもので
ある。例えば、図１６に示すように、被検知物体４が角
度αで傾けば、被検知物体４からの反射光は入射角θ0
から入射角θ1 へ変化し、光学フィルタ７１に入射す
る。従って、被検知物体４が傾けば、光学フィルタ７１
に入射される光の入射角の違いにより、ＰＤ５が受光す
る受光量が変化するので、ＰＤ５の出力から被検知物体
４の傾きを検知することができる。
【００４４】図１７に本発明の光学装置の第６の実施例
の構成を示す。本実施例は図１６に示す第５の実施例の
受光部において、図１５に示す第４の実施例の場合と同
様に２個のＰＤ５ａ、５ｂを用いて、光学フィルタ７１
の透過光と反射光との両方を受光する構成とし、２つの
ＰＤ５ａ、５ｂの受光量の比、または差を和で割った値
で被検知物体４の傾きを検知するようにしたものであ
る。
の構成を示す。本実施例は図１６に示す第５の実施例の
受光部において、図１５に示す第４の実施例の場合と同
様に２個のＰＤ５ａ、５ｂを用いて、光学フィルタ７１
の透過光と反射光との両方を受光する構成とし、２つの
ＰＤ５ａ、５ｂの受光量の比、または差を和で割った値
で被検知物体４の傾きを検知するようにしたものであ
る。
【００４５】本実施例によっても第５の実施例の場合と
同様に被検知物体４の傾きを検知することができるとと
もに、第４の実施例の場合と同様に、被検知物体４の種
類の違いにより変化する反射光の光量に依存せずに、そ
の傾きを検知することができる。
同様に被検知物体４の傾きを検知することができるとと
もに、第４の実施例の場合と同様に、被検知物体４の種
類の違いにより変化する反射光の光量に依存せずに、そ
の傾きを検知することができる。
【００４６】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１乃至９に
記載の受光装置によれば、受光素子の前面に所定の入射
角範囲または所定の波長範囲の光のみを透過する光学フ
ィルタを設けたので、信号光と迷光とを分離し迷光を遮
光することができ、受光素子のＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。また入射光の入射角を検知することもでき
る。しかも開口等を用いて迷光を遮光する場合に必要な
位置合わせが不要となる。
記載の受光装置によれば、受光素子の前面に所定の入射
角範囲または所定の波長範囲の光のみを透過する光学フ
ィルタを設けたので、信号光と迷光とを分離し迷光を遮
光することができ、受光素子のＳ／Ｎ比を向上させるこ
とができる。また入射光の入射角を検知することもでき
る。しかも開口等を用いて迷光を遮光する場合に必要な
位置合わせが不要となる。
【００４７】また、請求項１０乃至１４に記載の光学装
置によれば、光学系に請求項１乃至９に記載の受光装置
を配置したので、被検知物体が所定の領域に存在するか
否かを検知することができ、さらに被検知物体の位置、
変位、傾きなどを容易に検知することができる。
置によれば、光学系に請求項１乃至９に記載の受光装置
を配置したので、被検知物体が所定の領域に存在するか
否かを検知することができ、さらに被検知物体の位置、
変位、傾きなどを容易に検知することができる。
【図１】本発明の受光装置の第１の実施例の構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図２】図１の光学フィルタの特性を示す線図である。
【図３】本発明の受光装置の第２の実施例の構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図４】図３の光学フィルタの特性を示す線図である。
【図５】本発明の受光装置の第３の実施例の構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図６】図５の光学フィルタの特性を示す線図である。
【図７】本発明の受光装置の第４の実施例の構成を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図８】本発明の受光装置の第５の実施例の構成を示す
斜視図及び側面図である。
斜視図及び側面図である。
【図９】本発明の光学装置の第１の実施例の構成を示す
側面図である。
側面図である。
【図１０】本発明の光学装置の第２の実施例の構成を示
す側面図及び処理回路の構成を示すブロック図である。
す側面図及び処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１１】限定領域型光学装置に用いられる開口例を示
す説明図である。
す説明図である。
【図１２】図１０に示す光学フィルタの他の例の構成を
示す側面図である。
示す側面図である。
【図１３】図１２の光学フィルタの特性を示す線図であ
る。
る。
【図１４】本発明の光学装置の第３の実施例の構成を示
す側面図及び処理回路の構成を示すブロック図である。
す側面図及び処理回路の構成を示すブロック図である。
【図１５】本発明の光学装置の第４の実施例の構成を示
す側面図である。
す側面図である。
【図１６】本発明の光学装置の第５の実施例の構成を示
す側面図である。
す側面図である。
【図１７】本発明の光学装置の第６の実施例の構成を示
す側面図である。
す側面図である。
【図１８】従来の光学装置の一例の構成を示す側面図で
ある。
ある。
【図１９】従来の迷光遮光方法の一例を示す説明図であ
る。
る。
【図２０】従来の迷光遮光方法の他の一例を示す説明図
である。
である。
【図２１】従来の光学装置の他の一例の構成を示す側面
図である。
図である。
１ ＬＥＤ（発光素子） ４ 被検知物体 ５ ＰＤ（受光素子） １１、２１、３１、７１ 光学フィルタ ４１ パッケージ ４２ 窓ガラス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 速美 京都府京都市右京区花園土堂町10番地 オ ムロン株式会社内
Claims (14)
- 【請求項１】 入射角の違いにより透過率が変化する光
学フィルタを受光素子の受光面の前面に設けたことを特
徴とする受光装置。 - 【請求項２】 前記光学フィルタの透過光を受光する前
記受光素子の受光量が、前記光学フィルタへの入射光の
入射角分布の違いにより変化することを特徴とする請求
項１に記載の受光装置。 - 【請求項３】 前記光学フィルタは、所定の入射角範囲
の光のみを透過させることを特徴とする請求項１または
２に記載の受光装置。 - 【請求項４】 前記光学フィルタは、入射角に対応して
光の透過率を単調増加あるいは単調減少させることを特
徴とする請求項１または２に記載の受光装置。 - 【請求項５】 前記光学フィルタは、所定の波長範囲の
光のみを透過させることを特徴とする請求項１から４の
いずれかに記載の受光装置。 - 【請求項６】 前記光学フィルタは、前記受光素子の受
光面に一体的に設けられていることを特徴とする請求項
１から５のいずれかに記載の受光装置。 - 【請求項７】 前記受光素子を収納するパッケージの受
光面に設けられた窓ガラスを、請求項１から５のいずれ
かに記載の光学フィルタで構成したことを特徴とする請
求項６に記載の受光装置。 - 【請求項８】 前記受光素子は樹脂モールド型であり、
受光部の前面に請求項１から５のいずれかに記載の光学
フィルタを接着したことを特徴とする請求項６に記載の
受光装置。 - 【請求項９】 前記受光素子は樹脂モールド型であり、
受光部の前面の樹脂表面が請求項１から５いずれかに記
載の光学フィルタであることを特徴とする請求項６に記
載の受光装置。 - 【請求項１０】 請求項１から９のいずれかに記載の受
光装置を備えたことを特徴とする光学装置。 - 【請求項１１】 請求項１から９のいずれかに記載の受
光装置に設けられた受光素子の出力により、前記受光素
子へ入射する光の入射角を検出することを特徴とする請
求項１０に記載の光学装置。 - 【請求項１２】 被検知物体に光を照射する発光素子
と、前記被検知物体からの反射光を受光する請求項１か
ら９のいずれかに記載の受光装置とを備え、前記反射光
の入射角により前記被検知物体が所定の領域に存在する
か否かを検出することを特徴とする光学装置。 - 【請求項１３】 被検知物体に光を照射する発光素子
と、 前記被検知物体からの反射光を受光する請求項１から９
のいずれかに記載の受光装置とを備え、前記受光装置に
設けられた受光素子の出力により前記被検知物体の距離
または変位を検知することを特徴とする光学装置。 - 【請求項１４】 被検知物体に光を照射する発光素子
と、前記被検知物体からの反射光を受光する請求項１か
ら９のいずれかに記載の受光装置とを備え、前記受光装
置に設けられた受光素子の出力により前記被検知物体の
傾きを検知することを特徴とする光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP499794A JPH07208918A (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 受光装置及びそれを備えた光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP499794A JPH07208918A (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 受光装置及びそれを備えた光学装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07208918A true JPH07208918A (ja) | 1995-08-11 |
Family
ID=11599242
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP499794A Pending JPH07208918A (ja) | 1994-01-21 | 1994-01-21 | 受光装置及びそれを備えた光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07208918A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202369A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Nikon Corp | 光信号検出装置及び測距装置 |
| US7330668B2 (en) | 2003-04-01 | 2008-02-12 | Optosys S.A. | Low noise light receiver |
| WO2016167757A1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical computing devices comprising broadband angle-selective filters |
-
1994
- 1994-01-21 JP JP499794A patent/JPH07208918A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002202369A (ja) * | 2000-12-27 | 2002-07-19 | Nikon Corp | 光信号検出装置及び測距装置 |
| US7330668B2 (en) | 2003-04-01 | 2008-02-12 | Optosys S.A. | Low noise light receiver |
| WO2016167757A1 (en) * | 2015-04-15 | 2016-10-20 | Halliburton Energy Services, Inc. | Optical computing devices comprising broadband angle-selective filters |
| GB2554548A (en) * | 2015-04-15 | 2018-04-04 | Halliburton Energy Services Inc | Optical computing devices comprising broadband angle-selective filters |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20020806 |