JPH0829542A

JPH0829542A - 光学装置及び受光方法

Info

Publication number: JPH0829542A
Application number: JP22638394A
Authority: JP
Inventors: Koichi Egawa; 弘一江川; Hironobu Kiyomoto; 浩伸清本; Hayami Hosokawa; 速美細川
Original assignee: Omron Corp; Omron Tateisi Electronics Co
Current assignee: Omron Corp
Priority date: 1993-09-21
Filing date: 1994-09-21
Publication date: 1996-02-02

Abstract

(57)【要約】【目的】光学装置の低コスト化、小型化を図る。【構成】投光部１の発光素子２から発射された特定波
長領域の光が、投光レンズ３を介して、投光部１から、
受光部５に向けて出射される。対象物４は、投光部１と
受光部５の間を、矢印Ａの方向に移動する。投光部１か
ら出射された光は、矢印Ｂの方向に照射され、その光路
中に対象物４が存在するとき遮光され、存在しないとき
遮光されない。この光は、受光部５における受光レンズ
６によって集光され、光学フィルタ７を介して、受光素
子８によって受光される。したがって、対象物４が存在
するとき、受光素子８の受光光量は無くなるか、少なく
とも減少し、存在しないとき、受光光量は所定値以上と
なり、この光学装置は、受光素子８の出力の変化から対
象物４の有無を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光を物体に照射し、透
過光、もしくはその物体からの反射光を受光することに
より物体を検知する光学装置及び前記光学装置を用いた
受光方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３３は、光を対象物に照射し、その透
過光を受光することにより物体を検知する従来の光学装
置の構成例を示す図である。この光学装置は、投光部１
０１より特定の波長領域の光を発光し、ベルトコンベア
１０４をはさんで投光部１０１に対向した位置に配置さ
れている受光部１０２でこの光を受光するように構成さ
れている。

【０００３】対象物１０３がベルトコンベア１０４上に
載置され、矢印Ａの方向に移動するとき、投光部１０１
より発射された光は、対象物体１０３により透過された
りされなかったりする。受光部１０２はこの投光部１０
１からの光を受光することにより、物体の有無を検知す
る。

【０００４】図３４は、図３３に示した受光部１０２の
構成例を示した図である。受光部１０２は、投光部１０
１からの特定波長領域の光のみを透過する光学フィルタ
１０５と、この光学フィルタ１０５を透過した光を集光
させる受光レンズ１０６と、この受光レンズ１０６によ
り集光した光を受光する受光素子１０７とから構成され
ている。この光学フィルタ１０５は、投光部１０１より
発射される特定波長領域の光、例えば波長７００ｎｍを
中心とした光を透過する干渉膜で構成されたバンドパス
フィルタである。

【０００５】図３５は、この光学フィルタ１０５の、光
の入射角度が０°における透過特性を示した図である。
図３５より明らかなように、光学フィルタ１０５は７０
０ｎｍを中心とした特定波長領域の光のみを透過する透
過特性を有し、様々な波長が混在する外乱光が、受光素
子１０７に入射するのを防止するようになっている。

【０００６】また、光学フィルタ１０５は、上記構成に
限らず、色ガラスと干渉膜により構成することも可能で
ある。例えば、図３６においての実線で示すような短波
長カット特性を示す色ガラス（例えば、ＨＯＹＡＲ６
６（商標）ガラス厚２．５ｍｍ）に、破線で示す長波
長カット特性を有する干渉膜を形成することにより、図
３５に示した透過特性と同様な透過特性を有するバンド
パスフィルタを構成することができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
従来の光学装置の受光部における、図３５に示した特性
を有する干渉膜のみで構成された光学フィルタは、入射
角が変化するとその透過特性が変化（透過領域が短波長
側に移動）し、所望する特定波長領域の光の透過量が減
少してしまうという欠点を有している。そのため、この
ような従来の光学装置の場合、光学フィルタを入射角が
一定となる平行光路中に配置する必要があり、結局、光
学フィルタは受光レンズの前段に配置することとなり、
受光部１０２の形状が大きくなるとという課題がある。
また、光学フィルタ１０５を入射角に対して一定の入射
角となるように配置しなければならないので取付位置の
調整が必要となり製造コストが高くなる、といった課題
がある。

【０００８】さらに、図３６に示した特性を有する、色
ガラスおよび干渉膜により構成される光学フィルタは、
色ガラスにおいては、入射角による透過特性の変化はな
いが、干渉膜においては、上述の干渉膜のみで構成され
た光学フィルタの場合と同様に、長波長カット特性が、
短波長側にシフトしてしまい、結果的に透過帯域が狭く
なる、といった欠点があるので、やはり、光学フィルタ
を入射角が一定となる平行光路中に配置する必要があ
る。

【０００９】本発明はこのような状況に鑑みてなされた
ものであり、簡単な構成で、投光部からの特定の波長領
域の光を効率的に検出することができる光学装置を提供
することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の光学装
置は、所定の波長領域の光を投光する投光部（例えば図
１の投光部１）と、投光部１から投光された光を光学フ
ィルタ（例えば図１の光学フィルタ７）を介して受光素
子（例えば図１の受光素子８）で受光する受光部（例え
ば図１の受光部５）とを備える光学装置において、光学
フィルタ７は非平行光路中に置かれ、投光部１が投光す
る光の、波長に対する発光強度分布をＥ（λ）とし、非
平行光の光軸に沿って入射した光に対する、受光部５の
波長に対する受光感度分布をＩ（λ）としたとき、発光
強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂ と受光感度分布Ｉ（λ）
の中心値λ₁ とが異なる値であることを特徴とする。

【００１１】請求項２に記載の光学装置は、所定の波長
領域の光を投光する投光部（例えば図１の投光部１）
と、投光部１から投光された光を光学フィルタ（例えば
図１の光学フィルタ７）を介して受光素子（例えば図１
の受光素子８）で受光する受光部（例えば図１の受光部
５）とを備える光学装置において、光学フィルタ７は非
平行光路中に置かれ、投光部１が投光する光の、波長に
対する発光強度分布をＥ（λ）とし、非平行光の光軸に
沿って入射した光に対する、受光部５の波長に対する受
光感度分布をＩ（λ）としたとき、受光感度分布Ｉ
（λ）の中心値λ₁ が発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ
₂ より長波長であることを特徴とする。

【００１２】請求項３に記載の光学装置は、発光強度分
布Ｅ（λ）の中心値λ₂ は、投光部１から投光する光の
強度が最大値となるときの波長（例えば図９のλ₂max）
であることを特徴とする。

【００１３】請求項４に記載の光学装置は、発光強度分
布Ｅ（λ）の中心値λ₂ は、投光部１から投光する光の
強度が、ｅを自然対数の底として、強度の最大値の１／
ｅ²以上になる波長帯域の中心の波長（例えば図１０の
λ_2C）であることを特徴とする。

【００１４】請求項５に記載の光学装置は、受光感度分
布Ｉ（λ）の中心値λ₁ は、受光感度が最大値となると
きの波長（例えば図５のλ₁（θ））であることを特徴
とする。

【００１５】請求項６に記載の光学装置は、受光感度分
布Ｉ（λ）の中心値λ₁ は、受光感度が最大値の５０％
以上になる波長帯域の中心の波長（例えば図７のλ
₁（θ））であることを特徴とする。

【００１６】請求項７に記載の光学装置は、所定の波長
領域の光を投光する投光部（例えば図１の投光部１）
と、投光部１から投光された光を光学フィルタ（例えば
図１の光学フィルタ７）を介して受光素子（例えば図１
の受光素子８）で受光する受光部（例えば図１の受光部
５）とを備える光学装置において、光学フィルタ７は非
平行光路中に置かれ、投光部１が投光する光の、波長に
対する発光強度分布をＥ（λ）とし、非平行光の光軸に
沿って入射した光に対する光学フィルタ７の波長に対す
る透過率分布をＪ（λ）としたとき、透過率分布Ｊ
（λ）の中心値λ₃ が発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ
₂ より長波長であることを特徴とする。

【００１７】請求項８に記載の光学装置は、発光強度分
布Ｅ（λ）の中心値λ₂ は、投光部１から投光する光の
強度が最大値となるときの波長（例えば図９のλ₂max）
であることを特徴とする。

【００１８】請求項９に記載の光学装置は、発光強度分
布Ｅ（λ）の中心値λ₂ は、投光部１から投光する光の
強度が、ｅを自然対数の底として、強度の最大値の１／
ｅ²以上になる波長帯域の中心の波長（例えば図１０の
λ_2C）であることを特徴とする。

【００１９】請求項１０に記載の光学装置は、透過率分
布Ｊ（λ）の中心値λ₃ は、透過率が５０％以上になる
波長帯域の中心の波長であることを特徴とする。

【００２０】請求項１１に記載の光学装置は、入射角０
からθの範囲の光が光学フィルタ７に入射するとき、光
学フィルタ７の等価屈折率をＮとし、θ’＝ arc sin
｛（１／Ｎ）・sinθ｝とすると、発光強度分布Ｅ
（λ）の中心値λ₂ は、透過率分布Ｊ（λ）の中心値λ
₃ からλ₃ ・cos θ’の間の領域の波長であることを特
徴とする。

【００２１】請求項１２に記載の光学装置は、対象物
（例えば図２２の対象物２３）の有無を検知するセンサ
であることを特徴とする。

【００２２】請求項１３に記載の光学装置は、対象物
（例えば図２３の対象物３３）の変位もしくは対象物３
３との間の距離を測定するセンサであることを特徴とす
る。

【００２３】請求項１４に記載の光学装置は、バーコー
ドリーダ（例えば図２５に示すバーコードリーダ４０）
であることを特徴とする。

【００２４】請求項１５に記載の受光方法は、光学フィ
ルタ７と受光素子８とからなる受光装置（例えば図１の
受光部５）を用いて、波長に対する光強度分布の中心値
がλ₂ である光を、光学フィルタ７を介し、受光素子８
で受光する受光方法であって、光学フィルタ７は光の非
平行光路中に置かれ、光学フィルタ７に入射する光のう
ち光軸に沿って入射した光に対する、受光部５の、波長
に対する受光感度分布の中心値λ₁ が、光強度分布の中
心値λ₂ より長波長であることを特徴とする。

【００２５】請求項１６に記載の受光方法は、波長に対
する光強度分布の中心値がλ₂ である光を、光学フィル
タ７を介し、受光素子８で受光する受光方法であって、
光学フィルタ７は光の非平行光路中に置かれ、光学フィ
ルタ７に入射する光のうち光軸に沿って入射した光に対
する、光学フィルタ７の、波長に対する透過率分布の中
心値λ₃ が、光強度分布の中心値λ₂ より長波長である
ことを特徴とする。

【００２６】

【作用】上記構成の光学装置においては、投光部１より
出射された光は、受光部５に入射される。投光部１と受
光素子８との間に配置されている、光学多層膜によって
構成されている光学フィルタ７にこの光がある入射角度
θで入射し、所定の波長領域の光のみが透過する。この
時、この光学多層膜の特性をずらして設計することによ
って、この光学多層膜の特性の中心波長を投光部１より
発射された光の波長とほぼ同じ値にすることができ、最
適な透過帯域で、効率よく投光部１からの光を透過させ
ることができる。また、この光を受光素子８が受光する
ことができる。

【００２７】

【実施例】以下、本発明の光学装置の実施例を図面を参
照して説明する。

【００２８】図１は、本発明の光学装置の実施例を表し
ている。この光学装置は、特定波長領域の光を出射する
投光部１と、この投光部１から出射された光を受光する
受光部５とから構成されており、投光部１の出射面と、
受光部５の入射面とが対向するように配置されている。
投光部１において、例えば半導体レーザなどよりなる発
光素子２は、比較的狭い波長帯域の光を発光し、投光レ
ンズ３は、この光を集光し、受光部５に向けて投光する
ようになされている。また、受光部５において、受光レ
ンズ６は、投光部１から投光された光を集光し、調節機
能を有する光学フィルタ７は、この集光された光のう
ち、所定の波長領域の光のみを透過する特性を有するよ
うになされている。受光素子８は、この透過光を受光
し、物体の有無を検知するようになされている。

【００２９】図２は、受光部５の内部の具体的構成例を
表している。外部部材９は、上端面（図２において右側
の端面）から延びている円筒状の外部部材９Ａと、外部
部材９Ａの途中から延出している円錐状の外部部材９Ｂ
とからなり、上端面と下端面（図２における左側の端
面）で、軸に直角に切りとられている。この外部部材９
の下端面には、受光レンズ６が取り付けられている。受
光レンズ６は、例えば、レンズの最外径に入射した光
が、光学フィルタ７に入射するとき、入射角度θが２０
°となるように、その光を屈折させるようになされてい
る。

【００３０】一方、外部部材９の円筒部内９Ａには、受
光レンズ６を通った外乱光を遮断するための、光学多層
膜で構成された、光学フィルタ７と、光を受光する受光
素子８が、受光レンズ６側より順次後方に、軸に直角に
配置されている。

【００３１】次に図１に表された光学装置および図２に
表された受光部５の動作について説明する。投光部１の
発光素子２から発射された光は、投光レンズ３を介し
て、投光部１から受光部５に向けて出射される。対象物
４は、投光部１と受光部５の間を、図１の矢印Ａの方向
に移動する。投光部１から出射された光は矢印Ｂの方向
に照射され、その光路中に対象物４が存在するとき遮光
され、存在しないとき遮光されない。この光は、受光部
５における受光レンズ６によって集光され、光学フィル
タ７を介して、受光素子８によって受光される。したが
って、対象物４が存在するとき、受光素子８の受光光量
は無くなるか、少なくとも減少し、対象物４が存在しな
いとき、受光光量は所定値以上となる。そこで、受光素
子８の出力の変化から対象物４の有無を検知することが
できる。

【００３２】前記光学フィルタ７は、干渉膜のみによる
バンドパスフィルタにより構成されている。そこで光学
フィルタ７の透過特性は、図３に示すように、受光レン
ズ６により集光した光の入射角により変化する。つま
り、受光レンズ６の中心を透過する光は光学フィルタ７
に対して入射角０゜で入射するが、最外径に入射した光
の場合は２０゜の入射角で前記光学フィルタ７に入射す
るので、入射角０゜の波長特性λ0に対して入射角２０
゜の波長特性λ1は、Δλ（＝λ0−λ1）だけ短波長側
に平行シフトすることになる。

【００３３】このΔλは、図４により次のように算出さ
れる。すなわち、図４（ａ）に示すように、光学フィル
タ７を構成する基板７ａ上に形成された干渉膜７ｂ全体
における等価屈折率をＮ、干渉膜７ｂの等価膜厚をＤと
すると、等価的な光学膜厚Ｄ’は、垂直入射（入射角０
゜）の場合、Ｄ’＝Ｎ・Ｄ ……（１）また、図４（ｂ）に示すように、入射角がθの場合、Ｄ’＝Ｎ・Ｄ・cosθ’ ……（２）となる。ただし、θ’＝arc sin｛（１／Ｎ）・sinθ｝
である。また、等価屈折率、等価膜厚とは、それぞれ多
層膜をある単層の透過膜とみなした時のその層の屈折
率、膜厚である。

【００３４】（２）式から明らかなように、入射角θが
大きくなると、見かけの光学膜厚は薄くなり、すなわち
短波長側にシフトしたような等価特性となる。そこで、
垂直入射時にある特性を有する波長をλ0とすれば、入
射角θのときλ0と同じ特性値を示す波長λ1は、 λ1＝λ0・cosθ’ ……（３）となる。したがって、 Δλ＝λ0−λ1＝λ0（１−cosθ’） ……（４）として算出される。

【００３５】例えば、投光部１が、７００ｎｍの波長を
中心とする波長領域の光を発生するとき、その光のう
ち、７００ｎｍ±Ａ（Ａは任意の値）の波長領域を効率
よく透過させるため、光学フィルタ７の光学多層膜の透
過率が９０％以上となる波長の透過帯域を７００ｎｍ±
Ａと設計したとする。この時、この光学多層膜は、０°
入射の光に対しては効率よく透過するが、２０°入射の
光に対しては、７００ｎｍ±Ａのうちの長波長側の透過
率が低くなってしまい、効率よく光を透過することがで
きないできない。また、例えば、このような状況を改善
すべく、透過帯域を広げると（Ａの値を大きくする
と）、外乱光（白色光）の透過量まで多くなるため、ノ
イズ成分が増えてしまう。

【００３６】そこで、図３の光学フィルタ７の０゜入射
と２０゜入射での特性の波長シフト量Δλに対して、光
学フィルタ７の９０％以上透過帯域を（７００＋Δλ／
２）±Ａ（ｎｍ）としている。言い換えれば、発光素子
２のピーク波長に対して、光学フィルタ７の透過帯域の
中心波長λ₃ を、長波長側にΔλ／２ずらしている。

【００３７】光学フィルタ７の透過帯域の中心波長は、
上記のように透過率９０％以上の波長帯域の中心波長で
定義してもよいが、透過率が高い部分は透過率曲線に現
れるリップル特性の影響を受けやすいので、一般には透
過率５０％以上の波長帯域の中心波長で定義するのがよ
い。すなわち、本実施例は、透過率が５０％以上になる
波長帯域の中心波長λ₃ を、投光部の発光強度分布の中
心波長より長波長側にΔλ／２（Δλは（４）式で表さ
れる）ずらしたものといえる。

【００３８】このように本実施例によれば、光学フィル
タ７を受光レンズ６と受光素子８の間に設け、光学フィ
ルタ７に入射する光の入射角を所定範囲内にすると共
に、光学フィルタ７の透過帯域の中心波長を長波長側に
Δλ／２ずらして構成しているので、外乱光の受光部５
への入射を防ぐと共に、投光部１からの所定波長領域の
光を効率的に検出できる。また、収束光路上に光学フィ
ルタ７を配置することにより、従来の平行光路上に配置
するものに比べ、小型・低コスト化をはかることができ
る。さらに、基板に色ガラスを用いずに干渉膜だけで光
学フィルタを構成しているので、光の吸収がなくＳ／Ｎ
の劣化が少なく、基板の厚みによる光吸収の影響を受け
ることなく、正確に物体検出を行うことができる。

【００３９】なお、発光素子２は発光する光の発光スペ
クトルは、ピーク波長を中心に対称なスペクトルとして
考えたが、これに限らず、非対称な発光スペクトルでも
良い。この場合、短波長側の発光光量と長波長側の発光
光量が等しくなるように設定される重心波長を上記の実
施例における発光素子２のピーク波長λpの代わりとす
ることにより、同等の効果を得ることができる。

【００４０】上記実施例では、光学フィルタ７の透過帯
域の中心波長の選び方の１つの設計例を示したが、発光
素子２のピーク波長、光学フィルタ７の中心波長の意義
を考慮することにより、また、受光素子からの信号出力
を考慮することにより、より詳細に設計する必要があ
る。

【００４１】本実施例においては、最適な透過帯域で、
効率よく投光部１からの光を受光するために、発散光も
しくは収束光の光軸に沿って入射した光（光学多層膜
へ、入射角θで入射する光）に対する、受光素子８の出
力の波長に対する受光感度分布の中心値が、投光部１が
投光する光の中心波長と異なる値となるように設定す
る。

【００４２】ここで、光学多層膜は、光の入射角が変化
すると、特性も変化し、光学多層膜を透過する光も変化
する。さらに、受光素子８で受光される光は、光学多層
膜７を介する光であるので、光学多層膜への入射角度に
よって、受光素子８の受光感度分布の中心値がきまる。

【００４３】したがって、この光学フィルタ７を透過し
た光の波長に対する受光素子８の受光感度分布の中心波
長は、光学フィルタ７の光学多層膜に入射する光の入射
角度θによって決まるので、θの関数λ₁（θ）とおけ
る。

【００４４】この時の受光素子８の受光感度分布の中心
波長は、例えば、つぎに述べる４種のいずれかに設定す
ることができる。図５乃至図８にその様子を示す。（１）受光感度が最大になるときの波長（図５のλ₁
（θ））。（２）受光感度が最大値の８０％以上になる波長帯域
の中心波長（図６のλ₁（θ））。（３）受光感度が最大値の５０％以上になる波長帯域
の中心波長（図７のλ₁（θ））。（４）受光感度分布における重心に対応する波長（図
８のλ₁（θ））。

【００４５】つぎに、上述した、投光部１が投光する光
の中心波長について説明する。この投光する光の中心波
長λ₂ は、例えば、つぎに述べる４種の場合のいずれか
に設定することができる。また、そのときの様子を図９
乃至図１２に示す。（５）投光部１における発光素子２が発光する光の強
度が最大値となるときの波長、すなわちピーク波長（図
９のλ₂max）。（６）投光部１から投光する光の強度が、強度の最大
値の１／ｅ² 以上になる波長帯域の中心の波長（図１０
のλ_2C）。ここでｅは、自然対数の底である。（７）投光部１から投光する光の強度の重心に対応す
る波長（図１１のλ_2G）。（λ_2Gより短波長側の強度の
和と、λ_2Gより長波長側強度の和が等しくなるように設
定した場合の波長λ_2G）。（８）（５）の波長と（６）の波長との間に存在する
波長帯域Ｗにおける所定の波長（図１２に示す波長
λ_2H）。

【００４６】この投光する光の中心波長λ₂ は、受光素
子８で受光すべき、投光部１の光の光量に対応した上述
の４種（（５）乃至（８））のいずれかの波長に設定す
る。例えば、最も少ない光量で効率よく受光したい場合
は、強度特性が最大値のときの波長λ₂maxに設定し、最
も多い光量で効率よく受光したい場合は、強度特性が最
大値の１／ｅ² 以上になる波長帯域の中心波長λ_2Cに設
定する。また、必要な光量が多くなるにつれて、最大値
での波長λ₂maxから重心での波長λ_2G、最大値の１／ｅ
² 以上になる波長帯域の中心の波長λ_2Cへ、と変化させ
る。

【００４７】次に、上述した、投光部１から投光された
光が光学フィルタ７の光学多層膜に所定の入射角度で入
射したとき、この入射角度における受光感度分布の中心
波長λ₁（θ）が、投光部１が投光する光の中心波長λ
₂ と異なる値となるように設定する、ことについて説明
する。受光感度分布の中心波長λ₁（θ）の中心入射角
度θ₀ は、通常、光学多層膜に入射する光の光軸と光学
多層膜の法線とのなす角度、光学多層膜に入射する光束
のほぼ中心の光線と光学多層膜とのなす角度、または光
学多層膜に入射する光束のなかの強度が最大となる光線
と光学多層膜の法線とのなす角度、のいずれかの角度と
なる。即ち、この角度θ₀ は、物理的な配置状態から決
定される角度である。図１に示した実施例のような構成
では、物理的な中心入射角θ₀ は、 θ₀＝０° となる。

【００４８】従来、この受光感度分布の中心波長λ
₁（θ₀）は、投光する光の中心波長λ₂と一致するよう
に、すなわち、λ₁（θ₀）はλ₂ とほぼ等しい、となる
ように設定されていた。その様子を図１３に示す。この
ように設計すると、図１３より判るように、光軸等（光
軸、光束のほぼ中心の光線または強度が最大となる光
線）に対して角度をなして入射する光線についての光学
フィルタ７の光学多層膜の実際の特性が、設計特性とず
れてしまう（図１３の（ｂ））。この場合、発光素子２
によって発生された光は効率よく、この光学フィルタ７
を透過することができない。したがって、受光素子８が
受光し、出力する場合も、理想の出力よりも、実際の出
力のほうが小さく出力されてしまい、効率が悪い。

【００４９】本発明においては、受光感度分布の中心波
長λ₁（θ）を、物理的配置状態から規定される角度θ
₀ と異なる角度α（α≠θ₀）、で規定される値λ
₁（α）とする。すなわち、投光部１が投光する光の波
長λ₂ は、λ₁（α）とほぼ等しい、とする。また、α
はθ₀に対して、 α＞θ₀ とする。受光感度分布の中心波長λ₁（α）とλ
₁（θ₀）は、入射角度θが大きくなると波長は短波長側
へ移動するので、 λ₁（α）＜λ₁（θ₀）となる。その様子を図１４に示す。

【００５０】換言すれば、例えばλ₂ を、次の範囲に設
定することができる。（３λ₁（α）−λ₁（θ₀））／２≦λ₂≦（λ₁（θ₀）
＋λ₁（α））／２

【００５１】このように設計することにより、光学フィ
ルタ７は効率よく発光素子２によって発生された光を透
過することができ、受光素子８もこの透過光を受光し、
従来設計による出力よりも効率よく受光素子出力を出力
することができる。この様子を図１４（ｃ）に示す。

【００５２】つぎに、このαおよびλ₁（α）の設定の
仕方について説明する。

【００５３】設定法１として、光学多層膜に入射する光
の入射角度のうち、最大の入射角度をβmax、最小の入
射角度をβmin としたとき、αを、 α＝（βmax＋βmin）／２とする。このように、αを入射角度範囲の中心にするこ
とで、どちらに特性がシフトしても良いようになる。例
えば、図１に示す実施例のように光学多層膜で構成され
た光学フィルタ７を配置した場合、βmin＝０° とな
る。

【００５４】設定法２として、この入射角度βmax で
の、受光素子の受光感度分布の中心波長をλ₁（βmax）
とし、入射角度βmin での、受光素子の受光感度分布の
中心波長をλ₁（βmin）としたとき、λ₁（α）を、 λ₁（α）＝（λ₁（βmax）＋λ₁（βmin））／２とする。このように、λ₁（α）を、受光感度分布の中
心波長のずれの中心にすることで、どちらに特性がシフ
トしても良いようになる。

【００５５】設定法３として、光学多層膜に入射する光
束において、αを、入射角度βminからαまでの光量の
和と、αから入射角度βmax までの光量の和とが等しく
なるようなαとする。このようにαを光束の光量の中心
に設定することで、どちらに特性がシフトしても同じだ
けの光量が存在するようになる。

【００５６】設定法４として、受光部５の受光感度分布
において、αを、入射角度βmin からαまでの受光感度
の和と、αから入射角度βmax までの受光感度の積分値
とが等しくなるようなαとする。このようにαを出力強
度の重心に設定することで、どちらに特性がシフトして
も同じだけの出力強度が存在するようになる。

【００５７】設定法５として、光学多層膜に入射する光
束において、αを、λ₁（βmin）からλ₁（α）に含ま
れる光束の光量の和と、λ₁（α）からλ₁（βmax）に
含まれる光束の光量の和とが等しくなるようなαとす
る。このようにαを中心波長のずれに対する光束の光量
の重心に設定することで、特性がどちらにシフトしても
同じだけの光量が存在するようになる。

【００５８】設定法６として、受光部５の受光感度分布
において、αを、λ₁（βmin）からλ₁（α）に含まれ
る受光感度の積分値と、λ₁（α）からλ₁（βmax）に
含まれる受光感度の積分値とが等しくなるようなαとす
る。このようにαを中心波長のずれに対する光束の光量
の重心に設定することで、特性がどちらにシフトしても
同じだけの出力強度が存在するようになる。

【００５９】つぎに、設定法３におけるαの決め方の具
体的な例を２種類示す。本実施例のような構成の光学装
置においては、上述した物理的な中心入射角度θ₀は０
°となる。

【００６０】第１の例として、図１５は、光学フィルタ
７に受光レンズ６によって集光された光が、入射角度範
囲０°乃至βmax 、強度が一定の状態で入射するときの
様子を示した図である。図１５に示すように、光学フィ
ルタ７へ光が入射するとき、光学フィルタ７上におい
て、光束の中心点Ａからの距離がｒの位置での光は、入
射角度が同じ光であり、その位置における光の強度Ｉ
は、Ｉ＝２Ｃπｒ（Ｃ：光の強度に対する定数）となる。また、入射角度θとｒとの関係式は、光学フィ
ルタ７の表面部から光の集光点までの距離をａとする
と、ｒ＝ａ・ｔａｎθ となるので、θとＩとの関係は、Ｉ＝２Ｃπａ・ｔａｎθ となる。

【００６１】ここで設定法３に示したαの決め方（入射
角度βmin からαまでの光束の光量の和と、αから入射
角度βmax までの光束の光量の和とが等しくなるように
αを決定する）を用いると、入射角度βmin＝０°であ
るから次式が成り立つ。

【００６２】

【数１】

【００６３】この式をαについて解くと、 α＝ａｒｃｃｏｓ（ｃｏｓβmax）^1/2 （ａｒｃｃｏｓ＝ｃｏｓ^-1）となり、αが決定される。

【００６４】次に第２の例として、第１の例において、
光の強度が一定でなく、光の強度Ｉがガウシアンビーム
の強度分布の場合を考える。ガウシアンビームの分布
は、Ａexp（−ｒ²／２ω₀）となる。ここでＡは定数、ｒは光学フィルタ７における
中心からの距離、ω₀ はビーム半径をそれぞれ示してい
る。また、最大入射角度βmax とビーム半径ω₀との関
係は、 ω₀＝ａ・ｔａｎβmax となる。よってこの光の強度Ｉは、Ｉ＝２πａ・（ｔａｎθ₀）・Ａexp｛−（ａ・ｔａｎ
θ）／（ａ・ｔａｎβmax）｝となる。

【００６５】ここで設定法３に示したαの決め方（入射
角度βmin からαまでの光束の光量の和と、αから入射
角度βmax までの光束の光量の和とが等しくなるように
αを決定する）を用いると、次式が成り立つ。

【００６６】

【数２】

【００６７】この式をαについて解くと、 α＝ａｒｃｔａｎ［ｔａｎθ₀〔−２ｌｏｇ｛１−exp
（−２）｝／２〕^1/2］（ａｒｃｔａｎ＝ｔａｎ^-1）となり、αが決定される。

【００６８】図１６に、受光素子８の例として、Ｐａｎ
ａｓｏｎｉｃ（商標）ＰＮ３００，ＰＮ３００Ｆのシ
リコンＰＩＮフォトダイオードを用いた場合の分光感度
特性を示す。

【００６９】受光素子８は、通常、図１６に示したよう
に、波長に対して感度分布をもつため、受光素子８から
の出力信号で考える場合には、受光素子８が持っている
感度分布も考慮に入れる必要がある。

【００７０】以上に示した実施例における光学装置は、
光学多層膜により、所定の波長範囲の光を透過し、受光
素子８がその透過光を受光する、という構成において、
その波長範囲の中心波長を所定の値（発光素子２の出射
する光の波長範囲の中心波長と異なる値）に設定するも
のであるが、この光学多層膜としては、種々のものを用
いることができる。図１７は、このような光学多層膜の
特性の１例について示した図である。

【００７１】図１７は、受光部において光学多層膜が所
定の波長領域の光を反射し、受光素子がその反射光を受
光する、という場合の光学多層膜の特性を示した図であ
る。受光素子は、図１７における、λ_a からλ_b の間の
波長領域の光を受光することになる。

【００７２】また、光学多層膜のかわりに吸収材料を用
いたり、光学多層膜を吸収材料と組み合わせて用いる場
合がある。この場合も、各波長ごとの受光素子からの出
力強度分布の中心波長と、投光部が投光する光の中心波
長を、上述したような考え方で、ずらすことができる。

【００７３】図１８乃至図２０は、吸収材料の特性の例
を示した図である。図１８は、吸収材料が所定の波長領
域の光を吸収する場合の特性を示した図である。この場
合、吸収材料は、λ_g からλ_h の間の波長領域の光を吸
収するようになされている。図１９は、吸収材料が、所
定の波長よりも短い波長領域の光を吸収する場合の特性
を示した図である。この場合、吸収材料は、λ_i よりも
短い波長領域の光を吸収するようになされている。ま
た、図２０は、吸収材料が、所定の波長よりも長い波長
領域の光を吸収する場合の特性を示した図である。この
場合吸収材料は、λ_j よりも長い波長領域の光を吸収す
るようになされている。

【００７４】一般的に、この吸収材料がよく使われる方
法としては、図２１に示すように、短波長透過フィルタ
の特性を有する光学多層膜と、長波長透過フィルタの特
性（短波長の光を吸収する特性）を有する吸収材料から
なる干渉フィルタの両方を用い、バンドパスフィルタと
して作用させるという方法がある。

【００７５】また、これまでの実施例においては、投光
部と受光部が対向して配置されているが、本発明は、そ
の他の構成の光学装置においても応用が可能である。

【００７６】図２２は、反射型の光学装置の実施例を示
している。光学装置２０は、図１における投光部１と受
光部５が１つにパッケージングされたものである。発光
素子２１は光を発光し、投光レンズ２２はこの光を集光
し、投光するようになされている。受光レンズ２４は、
この投光された光が対象物２３によって反射された場
合、この反射光を集光させるようになされている。光学
フィルタ２５は、受光レンズ２４によって集光された光
のうち、所定の波長領域の光のみを透過させるようにな
されている。受光素子２６は、この光学フィルタ２５を
透過した透過光を受光し、物体の有無を検知するように
なされている。

【００７７】これらの発光素子２１乃至受光素子２６の
各要素は、それぞれ図１における発光素子２、投光レン
ズ３、受光レンズ６、光学フィルタ７及び受光素子８に
対応している。

【００７８】つぎに図２２に示した、反射型の光学装置
の実施例の動作について説明する。光学装置２０におけ
る発光素子２１によって発光された光は、投光レンズ２
２を介して光学装置２０から投光される。この投光され
た光は、矢印Ａの方向に移動する対象物２３が投光され
た光の光路中に存在する場合は、この対象物２３で反射
して、光学装置２０に入射する。また、対象物２３が光
の光路中に存在しない場合は、光は反射しない。

【００７９】対象物２３に反射して、光学装置２０に入
射した光は、受光レンズ２４によって集光され、調節機
能を持つ光学フィルタ２５を介することによって所定の
波長領域の光のみがこの光学フィルタ２５を透過する。
この透過光が受光素子２６によって受光される。受光素
子２６はこの光を読み取って対象物体の有無を検知す
る。

【００８０】図２３は、本発明の光学装置を応用した測
距センサ３０の光学系について示した図である。この測
距センサ３０の発光素子３１は光を発光し、投光レンズ
３２は、この光を集光し、対象物３３に向かって投光す
るようになされている。この投光された光の光路の延長
線上の、投光レンズ３２から距離Ｓだけ離れた位置に、
対象物３３が配置されており、投光された光は、この対
象物３３によって反射されるようになされている。

【００８１】受光レンズ３４は、この投光された光の光
路と垂直方向に、投光レンズ３２から距離Ｘだけ離れた
位置に配置されている。この受光レンズ３４は、対象物
体３３によって反射された光を集光するようになされて
いる。光学多層膜で構成された光学フィルタ３５は、こ
の集光された光のうち、所定の波長領域の光のみを透過
させるようになされている。受光素子としてのＰＳＤ
（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅＤｅｔｅｃ
ｔｏｒｓ）３６は、受光レンズ３４から、投光された光
の光路と平行方向に、距離ｓだけ離れた位置に配置され
ており、光学フィルタ３５からの透過光を受光するよう
になされている。

【００８２】このＰＳＤ３６は、スポット光の照射され
ている位置を電気信号として捕らえることのできるフォ
トダイオードの一種である。図２４は、ＰＳＤ３６の構
成について示した図である。図２４に示すように、スポ
ット光がＰＳＤの中央から距離ｘだけ離れたところへ入
射した場合、ｉ₁：ｉ₂＝Ｌ／２−ｘ：Ｌ／２＋ｘの関係で、図２４に示すように電流ｉ₁，ｉ₂が流れる。
この式よりｘ＝｛（ｉ₂−ｉ₁）／（ｉ₁＋ｉ₂）｝・Ｌ／２となり、電流ｉ₁，ｉ₂を読み取ることによって、ｘの位
置が求められる。

【００８３】よって、図２３のＰＳＤ３６は、この透過
光を受光することによって、図２３に示した距離ｘを読
み取ることができ、結果として、投光レンズ３２から対
象物体３３までの距離Ｓを測定することが可能となる。

【００８４】つぎに図２３に示した測距センサ３０の動
作について説明する。発光素子３１によって発光された
光は、投光レンズ３２を介して投光される。この投光さ
れた光は、この光の光路の延長線上の、投光レンズ３２
から距離Ｓだけ離れた位置にある対象物体３３に当た
り、そこで反射される。この反射された光は、投光され
た光の光路と垂直に、投光レンズ３２から距離Ｘだけ離
れた位置に配置されている受光レンズ３４によって集光
される。この集光された光は、光学多層膜で構成された
光学フィルタ３５によって所定の波長領域の光のみが透
過され、ＰＳＤ３６によって受光される。

【００８５】このような動作によって、つぎの式が導き
出される。ｘ：ｓ＝Ｘ：Ｓここで、ｓはＰＳＤ３６と受光レンズ３４との距離、Ｘ
は受光レンズ３４と投光レンズ３２との距離、Ｓは投光
レンズと対象物体３３との距離、をそれぞれ示す。上述
したように、ｘはＰＳＤ３６によって導き出される値で
あるので、この式から、Ｓ＝Ｘ・ｓ／ｘの式が成り立ち、投光レンズ３４と対象物体３３との距
離Ｓを導くことができる。

【００８６】図２５は、本発明の光学装置を応用したバ
ーコードリーダ４０の光学系を示した図である。発光素
子４１は光を発光し、投光レンズ４２はこの発光された
光を集光し、投光するようになされている。ポリゴンミ
ラー４３はこの投光された光を反射させ、バーコード４
４に、この光を照射するようになされている。この時ポ
リゴンミラー４３は回転し、光の反射角度を変化させ
て、バーコード４４全体に照射するようになされてい
る。

【００８７】この光は、バーコード４４によって反射さ
れ、受光レンズ４５は、この反射光を集光するようにな
されている。光学多層膜によって構成されている光学フ
ィルタ４６は、受光レンズ４５によって集光された光の
うち、所定の波長領域の光のみを透過するようになされ
ている。受光素子４７は、この透過光を受光し、処理回
路４８は、この受光素子４７の受光量からバーコード４
４を解読し、解読情報を出力するようになされている。

【００８８】つぎに、図２５に示したバーコードリーダ
４０の動作について説明する。発光素子４１によって発
光された光は、投光レンズ４２によって集光され、投光
される。この投光された光は、回転するポリゴンミラ４
３によりバーコド４４を走査する。この光は、バーコー
ド４４に当たり反射する。この反射光は、受光レンズ４
５によって集光され、光学多層膜で構成された光学フィ
ルタ４６によって透過され、受光素子４７で受光され
る。処理回路４８が受光素子４７の受光量を読み取り、
バーコード４４を解読し、解読情報を出力する。

【００８９】これまで述べてきた実施例において、光学
フィルタは、受光素子が発光素子の発光した光のみを受
光し、その他の光（外乱光）を受光しないように用いら
れており、このため、光学フィルタは、所望の波長領域
の光のみを透過するようになされている。このような光
学フィルタの中心波長を光の波長の中心波長とことなる
値にすることにより、受光レンズと受光素子の間に光学
フィルタを配置することが可能となり、光学フィルタを
小型化する事が可能となる。このことから、光学装置の
低コスト化、装置全体の小型化も可能となる。

【００９０】つぎに、このような光学多層膜を受光部に
用い、装置の小型化、低コスト化を実現する実施例につ
いて説明する。

【００９１】図２６は、光ファイバを用いた光学装置の
受光部の実施例を示した図である。図示せぬ投光部から
投光された光が、光ファイバ５１を通り、パッケージ５
２内へ入射するとき、パッケージ５２の窓に設けられ
た、光学フィルタ５３は、この入射してくる光のうち、
所定の波長領域の光のみを受光素子５４へと透過するよ
うになされている。

【００９２】図２６のように、光ファイバ５１の出射端
における光は発散光となるが、光学フィルタ５３と、こ
の発散光の発散角度を考慮して所定の特性に設定するこ
とで安定した特性を得ることが可能である。このような
光学フィルタ５３を用いることにより、集光レンズを必
ずしも用いる必要がなくなるため、受光部の小型化、低
コスト化が可能となる。

【００９３】所定の波長の光のみを受光素子に受光させ
るため、吸収材料と光学多層膜を用いる場合、一般に光
学多層膜は、基板に形成されるが、図２７に示すように
ように、基板６１を吸収材料とすることで、吸収材料
と、光学多層膜６２を一体化することができる。このよ
うな構造にすることで、吸収材料を別に用いる場合に比
べて作業工程が減り、光学装置の低コスト化、小型化を
実現することができる。

【００９４】図２８は、本発明に基づく光学多層膜を受
光レンズに形成した場合の実施例を示している。受光レ
ンズ７１に光学多層膜７２が形成されており、投光部か
ら投光されてくる光のうち、所定の光のみを受光素子７
３に受光させるようになされている。このような構成に
することで、別に光学フィルタを用いる必要がなくな
り、組立作業工程が減り、光学装置の低コスト化、小型
化が実現できる。また、吸収材料を用いた場合は、受光
レンズ７１を吸収材料で構成することで実現できる。

【００９５】図２９は、本発明に基づく、光学多層膜を
受光素子のキャンパッケージと一体化させた実施例を示
した図である。受光素子８１のキャンパッケージ８４の
受光用窓８３に、光学多層膜からなる光学フィルタ８２
を配置することで、窓ガラスと光学フィルタを兼用する
ことができる。

【００９６】このような構成にすることで、この受光素
子８１の窓ガラスにＡＲコートを行う工程と同じ工程
で、光学多層膜を窓ガラスに形成することができるの
で、装置の低コスト化が可能となる。また、光学フィル
タ８２を窓ガラスと兼用することによって、この受光素
子８１は、従来の受光素子と同等の大きさにすることが
可能となり、受光部の他の場所に光学フィルタを用いる
場合に比べて、装置全体の小型化を実現することができ
る。また、吸収材料を用いる場合、窓ガラスを吸収材料
にすることができる。また、光学多層膜を窓ガラスでな
く、受光素子８１の受光チップ（図示せず）上に形成す
ることも可能である。

【００９７】図３０および図３１は、光学多層膜で構成
された光学フィルタを、受光素子の樹脂モールドパッケ
ージと一体化させた実施例を示した図である。図３０に
おいて、光学フィルタ９２は受光素子９１に接着剤によ
って接着されている。接着剤としては、例えば透明性の
ＵＶ硬化型接着剤を用いることができる。

【００９８】さらに、図３１に示すように、この光学フ
ィルタ９２の表面をレンズ形状の透明性の樹脂９３等に
より保護することも可能である。また、樹脂の表面や、
受光素子９１のチップに光学多層膜を形成することも可
能であり、吸収材料を用いる場合、樹脂９３を吸収材料
にすることができる。

【００９９】図３２は光学多層膜で構成された光学フィ
ルタの傾きを調節する機能を有する受光部の実施例であ
る。受光レンズ９４は、図示せぬ投光部より投光された
光を集光し、光学フィルタ９５はその光のうち、所定の
波長領域の光のみを透過するようになされている。その
時所望の波長領域の光を透過させるため、傾き調節器９
６は光学フィルタ９５に接続されており、光学フィルタ
９５の傾きを変化させることができる。この傾き調節器
９６によって、光学装置設置後に光学フィルタ９５の特
性の中心波長を設定することが可能となる。

【０１００】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学装置
及び受光方法によれば、光学多層膜に所定の入射角度で
入射する光が受光素子で受光されるとき、受光素子の感
度が存在する、全ての波長領域の光に対する各波長ごと
の受光素子からの出力強度分布の中心波長と、投光部が
投光する光の中心波長を異なる値とするようにしたの
で、投光部からの光を、最適な透過帯域で、効率よく受
光することが可能となる。

【０１０１】また、このような光学多層膜で構成された
光学フィルタを用いることにより、受光レンズと受光素
子の間に、この光学フィルタを配置することができるの
で、装置全体の小型化、低コスト化も実現可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を表した図である。

【図２】図１の受光部５の内部の構成例を表した図であ
る。

【図３】図２における光学フィルタ７を収束光路中で用
いたときの光学多層膜の特性の変化を表した線図であ
る。

【図４】図２における光学フィルタ７へ入射する光の入
射角を示す説明図である。

【図５】受光感度が最大になるときの波長の受光素子８
の受光感度分布の中心波長を示した線図である。

【図６】受光感度が最大値の８０％以上になる波長帯域
の中心波長を示した線図である。

【図７】受光感度が最大値の５０％以上になる波長帯域
の中心波長を示した線図である。

【図８】受光感度分布における重心に対応する波長を示
した線図である。

【図９】投光部１が投光する光の波長に対する強度特性
を示した線図である。

【図１０】投光部１が投光する光の波長に対する強度特
性を示した線図である。

【図１１】投光部１が投光する光の波長に対する強度特
性を示した線図である。

【図１２】投光部１が投光する光の波長に対する強度特
性を示した線図である。

【図１３】投光部が投光する光の波長と、光学フィルタ
の特性と受光素子出力の様子を示した線図である。

【図１４】投光部が投光する光の波長と、光学フィルタ
の特性と受光素子出力の様子を示した線図である。

【図１５】光学フィルタ７に受光レンズ６によって集光
された光が、入射角度範囲０ないしβmax 、強度が一定
の状態で入射するときの様子を表した図である。

【図１６】受光素子８として、ＰａｎａｓｏｎｉｃＰ
Ｎ３００，ＰＮ３００ＦシリコンＰＩＮフォトダイオ
ードを用いた場合の分光感度特性を示した線図である。

【図１７】受光部において、光学多層膜が所定の波長領
域の光を反射し、受光素子がその反射光を受光する、と
いう場合のこの光学多層膜の特性を示した図である。

【図１８】吸収材料が、所定の波長領域に光を吸収する
場合の特性を示した図である。

【図１９】吸収材料が、所定の波長よりも短い波長領域
の光を吸収する場合の特性を示した図である。

【図２０】吸収材料が、所定の波長よりも長い波長領域
の光を吸収する場合の特性を示した図である。

【図２１】短波長透過フィルタの特性を有する光学多層
膜と、長波長透過フィルタの特性（短波長の光を吸収す
る特性）を有する吸収材料を同時に用い、バンドパスフ
ィルタとして作用させた場合の特性を示した図である。

【図２２】本発明を応用した、反射型の光学装置の実施
例を表した図である。

【図２３】本発明の光学装置を応用した測定センサ３０
の光学系について示した図である。

【図２４】図２３のＰＳＤ３６の構成について示した図
である。

【図２５】本発明の光学装置を応用したバーコードリー
ダ４０の光学系を示した図である。

【図２６】光ファイバを用いた光学装置の実施例につい
て示した図である。

【図２７】吸収材料で構成されている基板に光学多層膜
を形成する例を示した図である。

【図２８】本発明に基づく光学多層膜を受光レンズに形
成した場合の実施例を示した図である。

【図２９】本発明に基づく光学多層膜を受光素子のキャ
ンパッケージと一体化させた実施例を示した図である。

【図３０】本発明に基づく光学多層膜を用いた光学フィ
ルタを受光素子に接着させた様子を示した図である。

【図３１】図３０の光学フィルタの表面を透明性の樹脂
によって保護した様子を表した図である。

【図３２】光学フィルタの傾きを調節する機構を有する
受光部の実施例である。

【図３３】従来の光学装置の構成例を示した図である。

【図３４】図３３の受光部１０２の内部の構成例を示し
た図である。

【図３５】図３４の干渉膜で構成された光学フィルタ１
０５の透過特性を示した図である。

【図３６】図３４の光学フィルタ１０５を色ガラスと干
渉膜により構成した場合の特性を示した図である。

【符号の説明】

１投光部２発光素子３投光レンズ４対象物５受光部６受光レンズ７光学フィルタ８受光素子９外部部材２０光学装置２１発光素子２２投光レンズ２３対象物２４受光レンズ２５光学フィルタ２６受光素子３０光学センサ３１発光素子３２投光レンズ３３対象物３４受光レンズ３５光学フィルタ３６ＰＳＤ（ＰｏｓｉｔｉｏｎＳｅｎｓｉｔｉｖｅ
Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）４０バーコードリーダ４１発光素子４２投光レンズ４３ポリゴンミラ４４バーコード４５受光レンズ４６光学フィルタ４７受光素子４８処理回路５１光ファイバ５２パッケージ５３光学フィルタ５４受光素子６１基盤６２光学多層膜７１受光レンズ７２光学多層膜７３受光素子８１受光素子８２光学フィルタ８３受光用窓８４キャンパッケージ９１受光素子９２光学フィルタ９３レンズ形状の透明性樹脂９４受光レンズ９５光学フィルタ９６傾き調節器９７受光素子１０１投光部１０２受光部１０３対象物１０４ベルトコンベア１０５光学フィルタ１０６受光レンズ１０７受光素子

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０１Ｊ 1/04 Ｂ 9309−2Ｇ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定の波長領域の光を投光する投光部
と、前記投光部から投光された光を光学フィルタを介して受
光素子で受光する受光部とを備える光学装置において、前記光学フィルタは非平行光路中に置かれ、前記投光部が投光する光の、波長に対する発光強度分布
をＥ（λ）とし、前記非平行光の光軸に沿って入射した
光に対する、前記受光部の波長に対する受光感度分布を
Ｉ（λ）としたとき、前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂ と前記受光感度
分布Ｉ（λ）の中心値λ₁ とが異なる値であることを特
徴とする光学装置。
【請求項２】所定の波長領域の光を投光する投光部
と、前記投光部から投光された光を光学フィルタを介して受
光素子で受光する受光部とを備える光学装置において、前記光学フィルタは非平行光路中に置かれ、前記投光部が投光する光の、波長に対する発光強度分布
をＥ（λ）とし、前記非平行光の光軸に沿って入射した
光に対する、前記受光部の波長に対する受光感度分布を
Ｉ（λ）としたとき、前記受光感度分布Ｉ（λ）の中心値λ₁ が前記発光強度
分布Ｅ（λ）の中心値λ₂ より長波長であることを特徴
とする光学装置。
【請求項３】前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂
は、前記投光部から投光する光の強度が最大値となると
きの波長であることを特徴とする請求項１または２に記
載の光学装置。
【請求項４】前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂
は、前記投光部から投光する光の強度が、ｅを自然対数
の底として、強度の最大値の１／ｅ² 以上になる波長帯
域の中心波長の値であることを特徴とする請求項１また
は２に記載の光学装置。
【請求項５】前記受光感度分布Ｉ（λ）の中心値λ₁
は、受光感度が最大値となるときの波長であることを特
徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の光学装置。
【請求項６】前記受光感度分布Ｉ（λ）の中心値λ₁
は、受光感度が最大値の５０％以上になる波長帯域の中
心の波長であることを特徴とする請求項１乃至４のいず
れかに記載の光学装置。
【請求項７】所定の波長領域の光を投光する投光部
と、前記投光部から投光された光を光学フィルタを介して受
光素子で受光する受光部とを備える光学装置において、前記光学フィルタは非平行光路中に置かれ、前記投光部が投光する光の、波長に対する発光強度分布
をＥ（λ）とし、前記非平行光の光軸に沿って入射した
光に対する前記光学フィルタの波長に対する透過率分布
をＪ（λ）としたとき、前記透過率分布Ｊ（λ）の中心値λ₃ が前記発光強度分
布Ｅ（λ）の中心値λ₂ より長波長であることを特徴と
する光学装置。
【請求項８】前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂
は、前記投光部から投光する光の強度が最大値となると
きの波長の値であることを特徴とする請求項７に記載の
光学装置。
【請求項９】前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂
は、前記投光部から投光する光の強度が、ｅを自然対数
の底として、強度の最大値の１／ｅ² 以上になる波長帯
域の中心の波長であることを特徴とする請求項７に記載
の光学装置。
【請求項１０】前記透過率分布Ｊ（λ）の中心値λ₃
は、透過率が５０％以上になる波長帯域の中心の波長で
あることを特徴とする請求項７乃至９のいずれかに記載
の光学装置。
【請求項１１】入射角０からθの範囲の光が前記光学
フィルタに入射するとき、前記光学フィルタの等価屈折
率をＮとし、θ’＝ arc sin｛（１／Ｎ）・sinθ｝と
すると、前記発光強度分布Ｅ（λ）の中心値λ₂ は、前
記透過率分布Ｊ（λ）の中心値λ₃ からλ₃ ・cos θ’
の間の領域の波長であ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】前記光学装置は、対象物体の有無を検
知するセンサであることを特徴とする請求項１乃至請求
項１１のいずれかに記載の光学装置。
【請求項１３】前記光学装置は、対象物体の変位もし
くは対象物体との間の距離を測定するセンサであること
を特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれかに記載
の光学装置。
【請求項１４】前記光学装置は、バーコードリーダで
あることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれ
かに記載の光学装置。
【請求項１５】光学フィルタと受光素子とからなる受
光装置を用いて、波長に対する光強度分布の中心値がλ
₂ である光を、前記光学フィルタを介し、前記受光素子
で受光する受光方法であって、前記光学フィルタは前記光の非平行光路中に置かれ、前記光学フィルタに入射する光のうち光軸に沿って入射
した光に対する、前記受光装置の、波長に対する受光感
度分布の中心値λ₁ が、前記光強度分布の中心値λ₂ よ
り長波長であることを特徴とする受光方法。
【請求項１６】波長に対する光強度分布の中心値がλ
₂ である光を、光学フィルタを介し、受光素子で受光す
る受光方法であって、前記光学フィルタは前記光の非平行光路中に置かれ、前記光学フィルタに入射する光のうち光軸に沿って入射
した光に対する、前記光学フィルタの、波長に対する透
過率分布の中心値λ₃ が、前記光強度分布の中心値λ₂
より長波長であることを特徴とする受光方法。