JPH09191126A - フォトセンサ - Google Patents
フォトセンサInfo
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- JPH09191126A JPH09191126A JP140796A JP140796A JPH09191126A JP H09191126 A JPH09191126 A JP H09191126A JP 140796 A JP140796 A JP 140796A JP 140796 A JP140796 A JP 140796A JP H09191126 A JPH09191126 A JP H09191126A
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- Photometry And Measurement Of Optical Pulse Characteristics (AREA)
Abstract
射し、この光拡散部材を発光源として、面発光された光
束を受光素子で受けることにより、発光素子の発光出
力、指向特性の変化の影響を受けない安定した受光を実
現するフォトセンサを提供する。 【解決手段】 発光素子と受光素子とから構成されるフ
ォトセンサにおいて、前記発光素子からの側面光を前記
受光素子で受けるように、発光素子と受光素子とを相対
的に配置すると共に、前記発光素子の側面部分と前記受
光素子との間に光拡散部材を配設したことを特徴とす
る。
Description
子とで構成され、特に、その発光素子の発光出力に指向
性があるフォトセンサに関するものである。
正面からの光を或る媒体に照射させて、媒体からの反射
光を受光素子によって検出する構成が知られている。こ
の場合の発光素子の指向特性は、例えば、図1に示され
るものが一般的である。また、発光素子の側面光を受光
素子で受光するときのモデルは、図2に示すようにな
る。即ち、図において、符号1は発光素子、2は受光素
子であり、従来のフォトセンサにおいても、設計上、機
械的な位置精度の制約などの影響で、図2のような位置
関係に構成される場合が多い。
ように発光素子の側面光を受光素子でモニタする場合に
は、受光素子側から見て、発光素子のチップとその樹脂
モールドの先端部分からの2点光源となっているから、
通電による発光チップの温度上昇、周囲環境の変化、経
時変化などの要因から、この2点光源によるところの発
光出力、指向特性が変化してしまう不具合がある。
によって受光し、電気信号として出力する回路モデルの
一例が示されているが、ここで、符号1は発光素子、2
は発光素子1からの光の側面光を受光するための受光素
子、9は発光素子1からの光の正面光を受光するための
受光素子、12はコンパレータ、11はコンパレータ1
2に基準電圧を与えるための基準電圧端子、13は発光
素子の通電量を規制する抵抗、14、17は増幅器、1
5、18は電流−電圧変換抵抗、16は側面光を電気信
号に変換したときの側面光出力電圧端子、19は正面光
を電気信号に変換したときの正面光出力電圧端子、20
は基準電圧Viにしたがって発光素子1を定電流制御す
る発光光量制御部、21は側面光受光部、22は正面光
受光部である。
発光素子1を定電流発光させたときの側面光の通電によ
る変化の推移を図4に示す。各パラメータは、基準電圧
Viを可変させて通電量を可変させたものである。ま
た、図5は、発光素子1を定電流発光させたときの正面
光の通電による変化の推移を示す。そして、発光素子を
定電流発光させたときの側面光と正面光との比の変化を
図6に示す。
の通電に対して、その側面光は増加して行く傾向にあ
り、正面光は減少して行く傾向にある。このため、側面
光と正面光の比は、大きく崩れて行くことになる。従っ
て、側面光と正面光とは、その両方を測定し、制御を行
う場合に、その測定値のずれが増加して行くことにな
る。また、通電量は、増加するほど、側面光、正面光、
側面光と正面光との比は大きく崩れて行く傾向にある。
で、その目的とするところは、発光素子の側面光を、一
旦、光拡散部材に照射し、この光拡散部材を発光源とし
て、面発光された光束を受光素子で受けることにより、
発光素子の発光出力、指向特性の変化の影響を受けない
安定した受光を実現するフォトセンサを提供することで
ある。
は、発光素子と受光素子とから構成されるフォトセンサ
において、前記発光素子からの側面光を前記受光素子で
受けるように、発光素子と受光素子とを相対的に配置す
ると共に、前記発光素子の側面部分と前記受光素子との
間に光拡散部材を配設したことを特徴とする。
り、前記発光素子と前記受光素子との中間または中間よ
りも発光素子に近い位置に配設されていることが好まし
い。また、前記光拡散部材は、発光素子側の位置に対し
て、少なくとも、前記発光素子のチップとその表面樹脂
との距離分だけの長さを持ち、受光素子側の位置に対し
て、少なくとも、光拡散部材からの面発光された光束が
受光素子のセンサ部分全体を覆うだけの長さを持つのが
よい。
素子から構成されるフォトセンサにおいて、前記発光素
子からの側面光を前記受光素子で受けるように、発光素
子と受光素子とを相対的には位置すると共に、前記発光
素子の側面部分を取り巻くように、キャップ状の光拡散
部材を配置したことを特徴とする。
は、発光素子側の位置に対して、少なくとも、前記発光
素子のチップとその表面樹脂との距離分だけの長さを持
ち、受光素子側の位置に対して、少なくとも、光拡散部
材からの面発光された光束が受光素子のセンサ部分全体
を覆うだけの長さを持つのがよい。
光拡散部材に照射して、発光素子からの点光源を光拡散
部材からの面光源に代え、これによって、受光素子の受
光面に均一な光を受けさせることができ、受光素子から
安定した受光信号を出力することができる。
態を示す指向特性の図である。図7において、符号1は
発光素子、2は受光素子、3は拡散板である。発光素子
1を側面から見た時の光源は、発光素子のチップ(発光
チップ)と樹脂モールドの先端部分の2点光源であり、
これら光源から照射された側面光は、一旦、発光素子1
と受光素子2との間に置かれた板状の光拡散部材(以
下、拡散板と称す)3に照射され、側面光は、この拡散
板3の内部で拡散され、拡散板3から面光源として受光
素子2に照射される。
子1からの側面光を、一様な光として、受光素子2で受
光することができ、上述の従来例に示すように、直接、
側面光を受光面に照射する場合に比べて、発光出力や指
向特性の変化に対して安定した特性を得ることができ
る。
れている。ここでは、拡散板4は、発光素子1と受光素
子2との中間点に配置されており、拡散板3は、中間点
よりも発光素子側に配置されている。なお、図中、r3
は発光チップから拡散板3までの距離、r4は発光チッ
プから拡散板4までの距離(r3<r4)である。
れ、配置されたときを比較すると、発光素子1からの発
光光量は、距離の2乗で減衰するために、拡散板4で受
ける側面光よりも拡散板3で受ける側面光の方が光量が
大きいことになる。即ち、拡散板3の配置の方が面光源
の発光光量として大きくなる。
よりも、受光素子2側に近く、拡散板が配置されると、
受光素子2に届く光が、上述の拡散板で遮られ、光量が
落ちることになる。従って、受光素子2が受光した光の
光電流や、これを電流−電圧変換した後の電圧値を、所
望の範囲に抑えたい場合、拡散板の位置を選択設定すれ
ばよい。
見た時の2点光源(発光チップと樹脂モールドの先端)
部分よりも距離を長くすることにより、2点光源のどち
らか一方の直接光を受光素子2が受光することがないよ
うにして、受光素子2の受光面全てに拡散光が入射され
るだけの距離を持つことで不安定な受光面に入射させな
いようにするものである。
の実施の形態を示す図であり、前述した構成には、同一
符号を付けて、その説明を省略する。特に、図9におい
て、符号5はキャップ状の光拡散部材(以下、光拡散キ
ャップと称す)であり、前述の拡散板3、4に代わるも
のである。図10は、図9における発光素子1を正面側
から見た図であり、ここで、符号6は発光素子の樹脂モ
ールド、7は発光チップである。
は、光拡散キャップ5に入射されて側面光全体が拡散光
になる。そして、光拡散キャップ5からの面光源として
受光素子2に受光される。
光素子1からの側面光を一様な光として受光素子2で受
光することができ、直接、側面光を受光面に照射する場
合に比べて、発光出力や指向特性の変化に対して安定し
た特性を得ることができる。また、前記光拡散キャップ
は、光拡散部材の位置精度を容易に出すことができ、安
定した側面の発光出力を得ることができるものである。
で、ここでは、箱形の拡散部材8が、上述の拡散板や拡
散キャップに代わって、採用されている。この拡散部材
8は、発光素子の近傍に配置され、発光素子1の側面側
の2点光源と受光素子2の受光面をカバーできるだけの
拡散光を照射できるように、その長さを持たせており、
これによって、前述の実施の形態と同様な効果を得てい
る。
面光を拡散板によって面発光させたときの受光出力を電
気信号として出力する回路モデルの一例が示されてい
る。図12において、1は発光素子、2は発光素子1か
らの光の側面光を受光するための受光素子、3は発光素
子1からの側面光を面発光させるための光拡散板、9は
発光素子1からの光の正面光を受光するための受光素
子、12はコンパレータ、11はコンパレータ12に基
準電圧を与えるための基準電圧端子、13は発光素子の
通電量を規制する抵抗、14、17は増幅器、15、1
8は電流−電圧変換抵抗、16は側面光を電気信号に変
換したときの側面光出力電圧端子、19は正面光を電気
信号に変換したときの正面光出力電圧端子、20は基準
電圧Viにしたがって発光素子1を定電流制御する発光
光量制御部、21は側面光受光部、22は正面光受光部
である。
て、発光素子1を定電流発光させたときの側面光の通電
による変化の推移を図13に示す。各パラメータは、基
準電圧Viを可変させて通電量を可変させたものであ
る。また、図14は、発光素子1を定電流発光させたと
きの正面光の通電による変化の推移を示す。そして、発
光素子を定電流発光させたときの側面光と正面光との比
の変化を図15に示す。
電流の通電に対して、その側面光は減少して行く傾向に
あり、正面光もまた減少して行く傾向にある。このた
め、側面光と正面光の比は、相対的に変化が小さくな
る。従って、側面光と正面光とは、その両方を測定し、
制御を行う場合にも、その測定値のずれは小さいことに
なる。また、拡散板を挿入した側面光については、通電
量に係わらず、変化率は安定したものとなる。
の、その他の実施の形態として、図16に示すような構
成も採用できる。ここでは、発光素子1からの正面から
の照射光を或る媒体に対して反射または透過させ、これ
をモニタするための受光素子9、および、光を反射する
ための媒体10(上述のように透過するものでも良い)
が用意されている。
側面光を受光素子2によってモニタし、受光素子の受信
信号をフィードバックすることによって発光素子1の正
面光を一定に制御し、一定に制御された光の反射光を受
光素子9でモニタするものであったが、発光素子1から
の側面光が通電、経時劣化によって変化してしまうた
め、結果として、正面光が崩れてしまうことになる。
子1の側面側に配置することにより、側面光を安定させ
た上でフィードバック制御し、正面光を安定させるので
ある。なお、図16の構成において、光拡散板3を、光
拡散キャップ5や箱形拡散部材に代えても、同様な効果
が期待できることは当然である。
子と受光素子とから構成されるフォトセンサにおいて、
前記発光素子からの側面光を前記受光素子で受けるよう
に、発光素子と受光素子とを相対的に配置すると共に、
前記発光素子の側面部分と前記受光素子との間に光拡散
部材を配設したことにより、発光素子からの側面光を、
一旦、光拡散部材に照射して、発光素子からの点光源を
光拡散部材からの面光源に代え、これによって、受光素
子の受光面に均一な光を受けさせることができ、受光素
子から安定した受光信号を出力することができる。
である。
る一般的な状態を示す図である。
モデルである。
電による変化の推移を示すグラフである。
電による変化の推移を示すグラフである。
面光との比の変化を示すグラフである。
図である。
図である。
ある。
路モデルである。
通電による変化の推移を示すグラフである。
通電による変化の推移を示すグラフである。
正面光との比の変化を示すグラフである。
である。
Claims (5)
- 【請求項1】 発光素子と受光素子とから構成されるフ
ォトセンサにおいて、前記発光素子からの側面光を前記
受光素子で受けるように、発光素子と受光素子とを相対
的に配置すると共に、前記発光素子の側面部分と前記受
光素子との間に光拡散部材を配設したことを特徴とする
フォトセンサ。 - 【請求項2】 前記光拡散部材は、板状であり、前記発
光素子と前記受光素子との中間または中間よりも発光素
子に近い位置に配設されていることを特徴とする請求項
1に記載のフォトセンサ。 - 【請求項3】 前記光拡散部材は、発光素子側の位置に
対して、少なくとも、前記発光素子のチップとその表面
樹脂との距離分だけの長さを持ち、受光素子側の位置に
対して、少なくとも、光拡散部材からの面発光された光
束が受光素子のセンサ部分全体を覆うだけの長さを持つ
ことを特徴とする請求項1に記載のフォトセンサ。 - 【請求項4】 発光素子と受光素子から構成されるフォ
トセンサにおいて、前記発光素子からの側面光を前記受
光素子で受けるように、発光素子と受光素子とを相対的
には位置すると共に、前記発光素子の側面部分を取り巻
くように、キャップ状の光拡散部材を配置したことを特
徴とするフォトセンサ。 - 【請求項5】 前記光拡散部材は、発光素子側の位置に
対して、少なくとも、前記発光素子のチップとその表面
樹脂との距離分だけの長さを持ち、受光素子側の位置に
対して、少なくとも、光拡散板からの面発光された光束
が受光素子のセンサ部分全体を覆うだけの長さを持つこ
とを特徴とする請求項4に記載のフォトセンサ。
Priority Applications (2)
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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Publications (2)
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