JPH10133056A - Connection structure among optical element, light emitting element using the same optical element and optical fiber, connection structure between optical fiber and optical fiber, connection structure between light receiving element and optical fiber, optical fiber device, light emitting device, and light receiving device - Google Patents

Connection structure among optical element, light emitting element using the same optical element and optical fiber, connection structure between optical fiber and optical fiber, connection structure between light receiving element and optical fiber, optical fiber device, light emitting device, and light receiving device

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JPH10133056A
JPH10133056A JP8307093A JP30709396A JPH10133056A JP H10133056 A JPH10133056 A JP H10133056A JP 8307093 A JP8307093 A JP 8307093A JP 30709396 A JP30709396 A JP 30709396A JP H10133056 A JPH10133056 A JP H10133056A
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JP
Japan
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light
optical fiber
optical
light receiving
light emitting
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JP8307093A
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Japanese (ja)
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Katsuki Nakajima
克起 中島
Hayami Hosokawa
速美 細川
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Omron Corp
Original Assignee
Omron Corp
Omron Tateisi Electronics Co
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To increase the efficiency of optical coupling between elements such as a light emitting element, an optical fiber, and a light receiving element, and optical components. SOLUTION: A light acquiring element 14 formed of a nearly transparent material and a light guide element 15 which has a larger refractive index than the light acquiring element 14 and is formed of a nearly transparent material in a nearly conic or truncated cone shape are provided, and optical components such as a projector 12 and an optical fiber 11 are connected to each other through an optical element 10 which is so constituted that the light projection surface 15a (base of conic body) of the light guide element 15 is exposed on the light acquiring element 14.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光学素子並びに当
該光学素子を用いた発光素子と光ファイバとの接続構
造、光ファイバと光ファイバとの接続構造、受光素子と
光ファイバとの接続構造、光ファイバ装置、発光装置、
受光装置及び光電センサに関する。
The present invention relates to an optical element, a connection structure between a light emitting element and an optical fiber using the optical element, a connection structure between an optical fiber and an optical fiber, a connection structure between a light receiving element and an optical fiber, Optical fiber devices, light emitting devices,
The present invention relates to a light receiving device and a photoelectric sensor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の光ファイバ式光電スイッチは、投
光器と受光器を有し、投光器の前面に投光用光ファイバ
の基端面を対向させ、受光器の前面に受光用光ファイバ
の基端面を対向させて構成されており、投光用光ファイ
バの先端面と受光用光ファイバの先端面とが対向させら
れている。しかして、投光器から出た光は投光用光ファ
イバ内を通って投光用光ファイバの先端から出射され、
投光用光ファイバから出た光は受光用光ファイバに入射
して受光用光ファイバ内を伝搬し、受光器に入射する。
また、投光用光ファイバの先端面と受光用光ファイバの
先端面との間の隔間に物体が侵入すると、投光用光ファ
イバから出た光が物体によって遮られ、受光器に光が入
射しなくなるので、当該物体が検出される。
2. Description of the Related Art A conventional optical fiber type photoelectric switch has a light emitting device and a light receiving device. A light emitting optical fiber has a base surface facing a front surface of the light emitting device. And the distal end face of the light emitting optical fiber and the distal end face of the light receiving optical fiber are opposed to each other. Thus, the light emitted from the light emitter passes through the light emitting optical fiber and is emitted from the tip of the light emitting optical fiber,
Light emitted from the light emitting optical fiber enters the light receiving optical fiber, propagates through the light receiving optical fiber, and enters the light receiver.
Also, if an object enters the space between the distal end face of the light emitting optical fiber and the distal end face of the light receiving optical fiber, the light emitted from the light emitting optical fiber is blocked by the object, and the light is received by the light receiver. Since the light does not enter, the object is detected.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光電スイッチにあっては、以下のような問題が存在し
た。 まず、投光器1と投光用光ファイバのコア2aの
結合部分の構造を図1に示す。投光用光ファイバはコア
2aを、図示しない筐体に固定された投光器1の光出射
面4に突き合せただけの構造となっている。しかし、図
2に示すように、投光器1はパッケージ5内において、
一方のリード6にLEDチップ等の発光素子7を実装し
た構造となっており、光出射面4と発光素子7とは離間
している。発光素子7からは、広い範囲にわたって光r
が出射されているのに対し、そのうち投光用光ファイバ
のコア2a内に入射する光r(図2で斜線を施した領
域)はほんのわずかに過ぎない。このため投光器1とコ
ア2aとの光結合効率が非常に低く、例えば直径1mm
(コア径)のプラスチックファイバでは約7%という低
い値となっている。従って、検出可能な距離が一般の光
ファイバ式でない光電スイッチに比べて非常に短くなっ
ていた。
However, the conventional photoelectric switch has the following problems. First, FIG. 1 shows a structure of a coupling portion between a light projector 1 and a core 2a of a light emitting optical fiber. The light projecting optical fiber has a structure in which the core 2a is merely butted against the light emitting surface 4 of the light projecting device 1 fixed to a housing (not shown). However, as shown in FIG.
A light emitting element 7 such as an LED chip is mounted on one lead 6, and the light emitting surface 4 and the light emitting element 7 are separated from each other. From the light emitting element 7, light r
Is emitted, but only a small amount of the light r (the shaded area in FIG. 2) is incident on the core 2a of the light projecting optical fiber. Therefore, the optical coupling efficiency between the light projector 1 and the core 2a is very low, for example, 1 mm in diameter.
The plastic fiber (core diameter) has a low value of about 7%. Therefore, the detectable distance is much shorter than that of a general non-optical fiber type photoelectric switch.

【0004】また、光ファイバは柔軟性に欠け、最小曲
げ半径が大きい。従って、施設時に扱いにくい場合は、
比較的柔軟性のあるコア径の細い光ファイバが使用され
ることがある。その場合には、光ファイバへの入射光量
はコアの端面の面積に比例するので、通常の光ファイバ
よりもさらに光結合効率が低くなり、例えば直径0.5
mmのプラスチックファイバでは光結合効率が約2%と
なる。このため検出距離がさらに短くなり、用途が限ら
れる。
[0004] Optical fibers lack flexibility and have a large minimum bending radius. Therefore, if it is difficult to handle at the facility,
A relatively flexible optical fiber with a small core diameter may be used. In this case, since the amount of light incident on the optical fiber is proportional to the area of the end face of the core, the optical coupling efficiency is further lower than that of a normal optical fiber.
The optical coupling efficiency of a 2 mm plastic fiber is about 2%. For this reason, the detection distance is further reduced, and the use is limited.

【0005】投光器1と投光用光ファイバとの光結合効
率を向上させるためには、投光用光ファイバの端面形状
を球面に加工したり、投光器1の光射出面4をレンズ形
状にしたりする必要があるが、高精度の光軸位置決めが
必要になる等の問題があるため、構造が複雑になって接
続作業が困難であり、測定における信頼性が低下するう
え、コストも上昇する。
In order to improve the optical coupling efficiency between the projector 1 and the optical fiber for projection, the end face of the optical fiber for projection is processed into a spherical shape, or the light exit surface 4 of the projector 1 is formed into a lens shape. However, there are problems such as the necessity of high-precision optical axis positioning, so that the structure is complicated and the connection work is difficult, the reliability in measurement is reduced, and the cost is increased.

【0006】また、光ファイバ式光電スイッチの検出距
離を向上させるためには、投光器1に供給する投光電流
を大きくすればよいが、回路の発熱が大きくなるので、
投光電流を大きくするにも限度があり、消費電力も増大
する。
In order to improve the detection distance of the optical fiber type photoelectric switch, it is sufficient to increase the light emission current supplied to the light emitter 1, but the heat generation of the circuit is increased.
There is a limit in increasing the light emission current, and the power consumption also increases.

【0007】さらに、受光器から取り出される受光信号
のレベルを高くするためには、増幅回路の増幅率を大き
くする必要があり、そのため回路の内部ノイズ及び外来
ノイズまでもが増幅され、誤動作の原因となっていた。
Further, in order to increase the level of a light-receiving signal taken out of the light-receiving device, it is necessary to increase the amplification factor of the amplifier circuit. Therefore, even internal noise and external noise of the circuit are amplified, which causes a malfunction. Had become.

【0008】本発明は叙上の従来例の欠点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的とするところは、発光素子、
光ファイバ、受光素子等の素子ないし光学部品間の光結
合効率を高めることにある。
The present invention has been made in view of the above-mentioned drawbacks of the conventional example, and has as its object to provide a light emitting device,
An object of the present invention is to increase the efficiency of optical coupling between elements such as optical fibers and light receiving elements or optical components.

【0009】[0009]

【発明の開示】請求項1に記載の光学素子は、ほぼ透明
な材質によって形成された光捕捉領域と、前記光捕捉領
域よりも屈折率が大きく、ほぼ透明材質によって、ほぼ
錐体もしくはほぼ錐台体の形状に形成された光誘導領域
とからなり、前記光誘導領域の外周面が前記光捕捉領域
内に包まれ、前記光誘導領域の面積の大きな側の端面が
前記光捕捉領域から露出していることを特徴としてい
る。ここで、ほぼ錐体もしくはほぼ錐台体に形成されて
いるとは、典型的には、円錐体、円錐台体、角錐体、角
錐台体などであり、これらのかなり変形した形状も含ま
れる。また、ほぼ透明とは、透明である場合も含まれ
る。
An optical element according to the first aspect of the present invention has a light trapping region formed of a substantially transparent material, a substantially conical body or a substantially cone shape having a refractive index larger than that of the light trapping region. A light guiding region formed in the shape of a pedestal, an outer peripheral surface of the light guiding region is wrapped in the light capturing region, and an end surface on a large side of the area of the light guiding region is exposed from the light capturing region. It is characterized by doing. Here, being substantially formed in a cone or a truncated pyramid typically means a cone, a truncated cone, a pyramid, a truncated pyramid, and the like, and includes a considerably deformed shape thereof. . The term “substantially transparent” also includes a case where it is transparent.

【0010】しかして、光誘導領域の面積の大きな側の
端面が位置する端面と反対側の端面から光捕捉領域へ入
射した光は、光捕捉領域の外周面で全反射することによ
って光捕捉領域に閉じ込められる。光捕捉領域から光誘
導領域に入射した光は光誘導領域の外周面で全反射する
ことによって小さな出射角で光誘導領域の端面から出射
される。
The light incident on the light capturing area from the end face opposite to the end face on which the area of the light guiding area having the larger area is located is totally reflected by the outer peripheral surface of the light capturing area, so that the light capturing area is formed. Trapped in Light that has entered the light guiding region from the light capturing region is totally reflected at the outer peripheral surface of the light guiding region, and is emitted from the end surface of the light guiding region at a small emission angle.

【0011】従って、光学素子に入射した光の出射角を
小さな角度に変換して光学素子から出射させることがで
きる。また、光学素子を介して2つの光学部品を接続す
る場合、光結合効率を高くすることができる。
Therefore, it is possible to convert the outgoing angle of the light incident on the optical element into a small angle and emit the light from the optical element. Further, when two optical components are connected via an optical element, the optical coupling efficiency can be increased.

【0012】請求項2に記載の実施態様は、請求項1記
載の光学素子において、前記光捕捉領域の外周面に突起
が設けられていることを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the optical element of the first aspect, a projection is provided on an outer peripheral surface of the light capturing area.

【0013】しかして、光学素子を保持させるための孔
に光学素子を挿入した場合にも、突起によって孔の内壁
面と光捕捉領域との間に空気層が確保される。空気層を
確保するのは、光捕捉領域の外周面が他の部材と密着し
ていると、光捕捉領域内の光が吸収されたり、透過した
りすることがあるためである。
Thus, even when the optical element is inserted into the hole for holding the optical element, an air layer is secured between the inner wall surface of the hole and the light capturing area by the projection. The reason for securing the air layer is that if the outer peripheral surface of the light capturing area is in close contact with another member, light in the light capturing area may be absorbed or transmitted.

【0014】従って、光学素子を孔に挿入する形態で実
施する場合、光捕捉領域の外周面(と空気層との界面)
で光を全反射させることができるため、光学素子の機能
が損われないので、光学素子の用途が拡大する。
Therefore, in the case where the optical element is inserted into the hole, the outer peripheral surface of the light capturing region (the interface between the light capturing region and the air layer).
Since the light can be totally reflected by the optical element, the function of the optical element is not impaired, and the use of the optical element is expanded.

【0015】請求項3に記載の発光素子と光ファイバと
の接続構造は、請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が光ファイバ端面に対向
するようにして、発光素子と光ファイバ端面との間に配
置したことを特徴としている
According to a third aspect of the present invention, there is provided a connection structure between a light emitting element and an optical fiber, wherein the optical element according to the first aspect is configured such that an end face of the light guiding region having a large area faces the end face of the optical fiber. The light emitting element and the end face of the optical fiber.

【0016】しかして、発光素子から出射した光を小さ
な出射角で光ファイバに入射させることができ、発光素
子と光ファイバとの光結合効率を高くできる。また、投
光電流を大きくする必要がないので、消費電力を低減す
ることができる。
Thus, light emitted from the light emitting element can be made to enter the optical fiber at a small emission angle, and the optical coupling efficiency between the light emitting element and the optical fiber can be increased. Further, since it is not necessary to increase the light projection current, power consumption can be reduced.

【0017】請求項4に記載の光ファイバと光ファイバ
との接続構造は、請求項1に記載の光学素子を、その光
誘導領域の面積の大きな側の端面が受光側の光ファイバ
端面に対向するようにして、投光側の光ファイバ端面と
受光側の光ファイバ端面との間に配置したことを特徴と
している。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a connection structure between an optical fiber and an optical fiber, wherein the end face of the optical element having a large light guiding region has an end face facing the end face of the optical fiber on the light receiving side. Thus, the optical fiber is disposed between the end face of the optical fiber on the light emitting side and the end face of the optical fiber on the light receiving side.

【0018】しかして、一方の光ファイバ端面から出射
した光を小さな出射角で他方の光ファイバ端面へ入射さ
せることができ、光ファイバ間の光結合効率を高くでき
る。また、光伝送効率を低下させることなく、太い光フ
ァイバを細い光ファイバに変換することができる。
Thus, light emitted from one end face of the optical fiber can be made incident on the other end face of the optical fiber at a small outgoing angle, and the optical coupling efficiency between the optical fibers can be increased. Further, a thick optical fiber can be converted into a thin optical fiber without lowering the light transmission efficiency.

【0019】請求項5に記載の受光素子と光ファイバと
の接続構造は、請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が受光素子に対向するよ
うにして、光ファイバ端面と受光素子の間に配置したこ
とを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a connection structure between a light receiving element and an optical fiber, wherein the optical element according to the first aspect is configured such that an end surface of the light guiding region having a large area faces the light receiving element. , And between the optical fiber end face and the light receiving element.

【0020】従って、光ファイバから出射した光を小さ
な出射角で受光素子に入射させることができ、光ファィ
バと受光素子の光結合効率を高くできる。また、受光回
路の増幅率を大きくする必要がないので、各種ノイズに
よる誤動作を防止することができる。
Therefore, light emitted from the optical fiber can be made to enter the light receiving element at a small emission angle, and the optical coupling efficiency between the optical fiber and the light receiving element can be increased. In addition, since it is not necessary to increase the amplification factor of the light receiving circuit, malfunction due to various noises can be prevented.

【0021】請求項6に記載の光ファイバ装置は、光フ
ァイバの端面に、請求項1に記載の光学素子を備えたこ
とを特徴としている。ここで、光ファイバは受光側の光
ファイバでも、投光側の光ファイバでもよく、光ファイ
バの端面は受光端でも投光端でもよい。
An optical fiber device according to a sixth aspect is characterized in that the optical element according to the first aspect is provided on an end face of the optical fiber. Here, the optical fiber may be a light receiving side optical fiber or a light projecting side optical fiber, and the end face of the optical fiber may be a light receiving end or a light emitting end.

【0022】しかして、当該光ファイバを発光素子や受
光素子、別な光ファイバ等の光学部品に結合させる場
合、当該光ファイバと光学部品との光結合効率を高くで
きる。また、光ファイバの端面をレンズ加工する必要が
ないので、新たな投資を少なく抑えることができる。
Thus, when the optical fiber is coupled to an optical component such as a light emitting element, a light receiving element, or another optical fiber, the optical coupling efficiency between the optical fiber and the optical component can be increased. Further, since it is not necessary to subject the end face of the optical fiber to lens processing, new investment can be reduced.

【0023】請求項7に記載の発光装置は、請求項1に
記載の光学素子を、その光誘導領域の面積の大きな側の
端面と反対側の端面が発光素子と対向するようにして、
備えたことを特徴としている。
According to a seventh aspect of the present invention, in the light emitting device, the optical element according to the first aspect is configured such that an end face of the light guide region opposite to the end face having a larger area faces the light emitting element.
It is characterized by having.

【0024】しかして、当該発光装置を光ファイバのよ
うな光学部品に結合させる場合、小さな出射角で結合さ
せることができ、当該発光装置と光ファイバのような光
学部品との光結合効率を高くできる。さらに、投光電流
を大きくする必要がないので、消費電力を低減すること
ができる。
However, when the light emitting device is coupled to an optical component such as an optical fiber, the light emitting device can be coupled with a small emission angle, and the optical coupling efficiency between the light emitting device and the optical component such as an optical fiber can be increased. it can. Furthermore, since it is not necessary to increase the light projection current, power consumption can be reduced.

【0025】請求項8に記載の受光装置は、請求項1に
記載の光学素子を、その光誘導領域の面積の大きな側の
端面が受光素子と対向するようにして、備えたことを特
徴としている。
An eighth aspect of the present invention provides the light receiving device, wherein the optical element according to the first aspect is provided such that an end face of the light guide region on a side having a large area faces the light receiving element. I have.

【0026】しかして、当該受光装置を光ファイバのよ
うな光学部品に結合させる場合、小さな出射角で結合さ
せることができ、当該受光装置と光ファイバのような光
学部品との光結合効率を高くできる。さらに、受光回路
の増幅率を大きくする必要がないので、各種ノイズによ
る誤動作を防止することができる。
However, when the light receiving device is coupled to an optical component such as an optical fiber, the light receiving device can be coupled with a small emission angle, and the optical coupling efficiency between the light receiving device and the optical component such as an optical fiber can be increased. it can. Further, since it is not necessary to increase the amplification factor of the light receiving circuit, malfunction due to various noises can be prevented.

【0027】請求項9に記載の光電センサは、投光素子
と受光素子と信号処理回路を有するセンサ本体、及び投
光用と受光用の各光ファイバを備えた光電センサであっ
て、請求項1に記載の光学素子を、投光素子と投光用光
ファイバ端面の間、もしくは受光用光ファイバ端面と受
光素子の間の、少なくともいずれか一方に配置したこと
を特徴としている。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a photoelectric sensor including a sensor body having a light projecting element, a light receiving element, and a signal processing circuit, and optical fibers for projecting and receiving light. The optical element described in 1 is arranged between at least one of between the light emitting element and the end face of the light emitting optical fiber, or between the end face of the light receiving optical fiber and the light receiving element.

【0028】請求項9に記載の光電センサのように、本
発明の光学素子は、光学機器における光学部品間の接続
構造において、光結合効率を高める場合に広く用いるこ
とができる。
As in the photoelectric sensor according to the ninth aspect, the optical element of the present invention can be widely used for improving the optical coupling efficiency in a connection structure between optical components in an optical device.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

(第1の実施形態)図3は、本発明の一実施形態による
投光器と光ファイバとの接続構造において投光器12と
投光用光ファイバ11とが光学素子10によって結合さ
れている様子を示す図である。この投光器と光ファイバ
との接続構造は、例えば光ファイバ式光電スイッチに備
えられている。
(First Embodiment) FIG. 3 is a diagram showing a state in which a light projector 12 and a light emitting optical fiber 11 are coupled by an optical element 10 in a connection structure between a light projector and an optical fiber according to an embodiment of the present invention. It is. The connection structure between the light projector and the optical fiber is provided, for example, in an optical fiber type photoelectric switch.

【0030】光学素子10は、図4に示す断面図のよう
に、入射面14aから侵入した光rを閉じ込める円柱状
の光捕捉素子14と、当該光捕捉素子14よりも高屈折
率とされ光捕捉素子14内に閉じ込められた光rを外部
に誘導する錐体若しくは錐台形状の光誘導素子15とか
らなり、当該光誘導素子15は、その光出射面15aが
外部に露出するように前記光捕捉素子14内に埋設され
ている。
As shown in the sectional view of FIG. 4, the optical element 10 has a columnar light trapping element 14 for confining the light r entering from the incident surface 14a, and has a higher refractive index than the light trapping element 14. The light guiding element 15 has a pyramidal or frustum-shaped light guiding element 15 for guiding the light r confined in the capturing element 14 to the outside, and the light guiding element 15 is such that its light exit surface 15a is exposed to the outside. It is embedded in the light capturing element 14.

【0031】光捕捉素子14は、透明な光学用プラスチ
ックによって成形されており、その入射面14aの直径
が投光器12の光出射面12aの外径よりも小さく、投
光用光ファイバ11のコア径よりも大きい円柱形となっ
ており、光出射面12aに近接若しくは密接して対面す
るように配置されている。入射面14aの屈折率は均一
となっている。
The light capturing element 14 is formed of a transparent optical plastic, the diameter of the light incident surface 14 a is smaller than the outer diameter of the light emitting surface 12 a of the light projector 12, and the core diameter of the light projecting optical fiber 11. The light emitting surface 12a is arranged so as to be close to or close to the light emitting surface 12a. The incident surface 14a has a uniform refractive index.

【0032】また、光捕捉素子14の出射面14b側に
は投光用光ファイバ11の受光側端面11aが近接若し
くは密接して対面するように配置されており、出射面1
4bの直径は、入射面14aと同様に投光用光ファイバ
11のコアの断面積よりも広い面積とされている。ま
た、出射面14bの中央には、円柱と中心軸が同じで、
光捕捉素子14よりも屈折率の高い透明プラスチックに
よって成形された円錐形の光誘導素子15が埋設されて
いる。なお、光学素子10の屈折率は各領域において均
一となっている。光捕捉素子14の形状は円柱形に限定
されるものではなく、その外周面14cの稜線に傾斜や
湾曲があってもよいし、多角柱のようなものでもよい。
The light receiving side end face 11a of the light projecting optical fiber 11 is disposed on the light emitting surface 14b side of the light capturing element 14 so as to be close to or close to the light emitting side.
The diameter of 4b is larger than the cross-sectional area of the core of the light projecting optical fiber 11 like the incident surface 14a. In the center of the exit surface 14b, the column and the central axis are the same,
A conical light guiding element 15 formed of transparent plastic having a higher refractive index than the light capturing element 14 is embedded. Note that the refractive index of the optical element 10 is uniform in each region. The shape of the light capturing element 14 is not limited to a cylindrical shape, and the ridge of the outer peripheral surface 14c may have a slope or a curve, or may be a polygonal pillar.

【0033】光誘導素子15は、円錐頂点が最も奥深く
光捕捉素子14に埋設されており、光出射面15aが光
捕捉素子14の出射面14bと面一に形成されてフラッ
トになっている。その光出射面15aには、投光用光フ
ァイバ11の受光側端面11aが近接若しくは密接して
対面され、光出射面15aの直径dが投光用光ファイバ
11のコア径より小さいか、ほぼ同じ大きさになってい
る。なお、光誘導素子15の屈折率は均一となってい
る。
The light guiding element 15 has a cone apex buried deepest in the light trapping element 14, and a light exit surface 15 a is formed flush with the exit surface 14 b of the light trapping element 14 and is flat. The light emitting surface 15a faces the light receiving side end surface 11a of the light projecting optical fiber 11 in close proximity or close contact, and the diameter d of the light emitting surface 15a is smaller than or substantially equal to the core diameter of the light projecting optical fiber 11. They are the same size. Note that the refractive index of the light guiding element 15 is uniform.

【0034】また、光誘導素子15の形状は、ほぼ錐体
のような形状であればよく、例えば、図5(b)に示す
ように、錐台体でもよいし、図5(a)に示すように、
多角錐形状であってもよい。さらに、図5(c)に示す
ように、外周面15bの稜線が湾曲していてもよい。
Further, the shape of the light guiding element 15 may be substantially a cone-like shape. For example, as shown in FIG. 5B, it may be a truncated cone, or as shown in FIG. As shown,
The shape may be a polygonal pyramid. Further, as shown in FIG. 5C, the ridge line of the outer peripheral surface 15b may be curved.

【0035】投光器12は、図6に示すように、リード
17の凹球面状をしたダイパッド16上に発光ダイオー
ド(LED)や半導体レーザ素子(LD)等の発光素子
18が実装され、発光素子18と他方のリード20とは
ワイヤによってボンディングされており、透光性の封止
体19内に封止された構成となっており、また、封止体
19の光出射面12aからは発光素子18から出射され
た光rが透過するようになっている。
As shown in FIG. 6, the light projector 12 has a light emitting element 18 such as a light emitting diode (LED) or a semiconductor laser element (LD) mounted on a concave die pad 16 of a lead 17. The other lead 20 is bonded by a wire and sealed in a light-transmitting sealing body 19, and the light emitting element 18 is connected to the light emitting surface 12 a of the sealing body 19. The light r emitted from is transmitted.

【0036】しかして、投光用光ファイバ11のNA
(開口数)よりも大きな出射角で出射した光線を含む投
光器12からの光rを、図3に示すように、投光用光フ
ァイバ11のコアの断面積よりも広い面積とされた光捕
捉素子14の入射面14aで効率良く受光する。このと
き発光素子18から出射された光rは、発光素子18を
覆う透明な樹脂(エポキシ樹脂等)やガラスの封止体1
9を透過する際、その屈折率により出射角が限定されて
いる。
The NA of the light projecting optical fiber 11 is
As shown in FIG. 3, the light r from the light projector 12 including the light beam emitted at an emission angle larger than (numerical aperture) is trapped in an area larger than the cross-sectional area of the core of the optical fiber 11 for light emission. The light is efficiently received by the incident surface 14a of the element 14. At this time, the light r emitted from the light emitting element 18 is a transparent resin (epoxy resin or the like) or glass sealing body 1 covering the light emitting element 18.
9, the outgoing angle is limited by its refractive index.

【0037】光捕捉素子14の入射面14aから入射し
た光rは、図3に示すように、光捕捉素子14とその外
周を覆う空気との屈折率差により外周面14cで全反射
され、光捕捉素子14内部に閉じ込められる。
As shown in FIG. 3, the light r incident from the incident surface 14a of the light trapping element 14 is totally reflected by the outer peripheral surface 14c due to the difference in the refractive index between the light trapping element 14 and the air covering the outer periphery. It is trapped inside the capture element 14.

【0038】さらに、光捕捉素子14内に閉じ込められ
た光rは、投光用光ファイバ11のNAよりも大きな角
度(空気中で30度以上)で入射した光線を含めそのほ
とんどが光誘導素子15の内部に侵入する。
Further, most of the light r confined in the light trapping element 14 includes light rays incident at an angle larger than the NA of the light projecting optical fiber 11 (30 degrees or more in air). 15 inside.

【0039】光誘導素子15内に侵入した光rは、光誘
導素子15の周囲を覆う光捕捉素子14の方が屈折率が
低いため光誘導素子15の外周面15b(光捕捉素子1
4との境界面)で全反射しながら、光出射面15a側に
導かれ、光誘導素子15の光出射面15aから出射され
る。このとき、光誘導素子15の光出射面15aから出
射される光rは、投光用光ファイバ11のNAよりも小
さな角度に変換されている。
The light r that has entered the light guiding element 15 has a lower refractive index in the light capturing element 14 that covers the periphery of the light guiding element 15 and thus has an outer peripheral surface 15b of the light guiding element 15 (the light capturing element 1).
The light is guided to the light emitting surface 15 a side while being totally reflected by the light emitting surface 15 a of the light guiding element 15 while being totally reflected by the light guiding element 15. At this time, the light r emitted from the light emitting surface 15a of the light guiding element 15 is converted to an angle smaller than the NA of the light projecting optical fiber 11.

【0040】光誘導素子15の光出射面15aから出射
された光rは、投光用光ファイバ11の受光側端面11
aから入射して投光用光ファイバ11に結合する。
The light r emitted from the light emitting surface 15a of the light guiding element 15 is applied to the light receiving side end surface 11 of the light projecting optical fiber 11.
The light enters from a and is coupled to the light projecting optical fiber 11.

【0041】従って、発光素子18から出射した光r
は、投光用光ファイバ11のNAよりも小さな角度で出
射した光線はもちろんのこと、投光用光ファイバ11の
NAよりも大きな角度で出射した光線を含むほとんどが
投光用光ファイバ11に結合する。よって、従来例に比
べて発光素子18と投光用光ファイバ11との光結合効
率が向上する。
Therefore, the light r emitted from the light emitting element 18
Most of the light including the light emitted at an angle larger than the NA of the light projecting optical fiber 11 as well as the light emitted at an angle smaller than the NA of the light projecting optical fiber 11 is transmitted to the light projecting optical fiber 11. Join. Therefore, the optical coupling efficiency between the light emitting element 18 and the light projecting optical fiber 11 is improved as compared with the conventional example.

【0042】さらに、発光素子18から出射された光r
が光学素子10によって効率良く集光され、投光用光フ
ァイバ11に入射する光rが増加し、発光素子18と投
光用光ファイバ11との光結合効率が向上するので、例
えば光ファイバの他端側に受光素子が接続されている場
合には、受光素子18での受光強度が大きくなり、検出
可能距離を向上させることができる。
Further, the light r emitted from the light emitting element 18
Is efficiently condensed by the optical element 10, the light r incident on the light projecting optical fiber 11 increases, and the light coupling efficiency between the light emitting element 18 and the light projecting optical fiber 11 is improved. When the light receiving element is connected to the other end, the light receiving intensity at the light receiving element 18 increases, and the detectable distance can be improved.

【0043】また、検出距離を長くするために投光用光
ファイバ11の端面形状をレンズ加工する必要がなく、
安価に検出距離の向上を図れる。
Further, it is not necessary to process the end face of the light projecting optical fiber 11 with a lens in order to lengthen the detection distance.
The detection distance can be improved at low cost.

【0044】さらに、コア径の細い投光用光ファイバ1
1を使用した場合でも通常の光ファイバを使用した場合
と同等の検出距離を得ることができるので、柔軟で、扱
い易く、投光用光ファイバ11の用途が拡がる。
Further, the light projecting optical fiber 1 having a small core diameter is used.
Even when the optical fiber 1 is used, the same detection distance as that when a normal optical fiber is used can be obtained, so that it is flexible, easy to handle, and the application of the light emitting optical fiber 11 is expanded.

【0045】あるいは、検出距離が向上するので、投光
器12に供給する投光電流を大きくする必要がなくな
り、消費電流を抑えることができ、光電スイッチの発熱
も小さくできる。
Alternatively, since the detection distance is improved, it is not necessary to increase the light projection current supplied to the light projector 12, so that the current consumption can be suppressed and the heat generation of the photoelectric switch can be reduced.

【0046】(実施例)本実施例の光学素子10は、光
誘導素子15をPC(ポリカーボネイト)で、光捕捉素
子14をPMMA(ポリメチルメタクリレート)で作
り、光誘導素子15と光捕捉素子14との屈折率差を
0.1程度にしている。屈折率差がこれ以上大きくて
も、本発明の効果はほとんど変わらない。また、従来の
発光素子18と投光用光ファイバ11との間に本発明の
光学素子10を用いる場合をシミュレーションした結
果、光捕捉素子14の直径を、光誘導素子15の光出射
面15aの直径の1.5倍程度とし、長さを、1.1倍
程度にして、光誘導素子15の外周面15bの傾斜角度
は6゜程度にするのが最も効果的であった。
(Embodiment) In the optical element 10 of this embodiment, the light guiding element 15 is made of PC (polycarbonate) and the light capturing element 14 is made of PMMA (polymethyl methacrylate). Is set to about 0.1. Even if the refractive index difference is larger than this, the effect of the present invention hardly changes. In addition, as a result of simulating the case where the optical element 10 of the present invention is used between the conventional light emitting element 18 and the light projecting optical fiber 11, the diameter of the light trapping element 14 is changed to the diameter of the light exit surface 15a of the light guiding element 15. It is most effective that the diameter is about 1.5 times, the length is about 1.1 times, and the inclination angle of the outer peripheral surface 15b of the light guiding element 15 is about 6 °.

【0047】(第2の実施形態)本実施形態の光学素子
10は、第1の実施形態の光学素子10において、図7
(a)(b)に示すように、光捕捉素子14の外周面1
4c端縁に環状、点状や線状等の突起22が設けられ、
当該突起22によって、光学素子10の外周面14cと
光学素子10を保持する筐体とが密着しないよう、筐体
と光学素子10との間に空気層を確保するようになって
いる。
(Second Embodiment) The optical element 10 of the present embodiment differs from the optical element 10 of the first embodiment in that FIG.
(A) As shown in (b), the outer peripheral surface 1 of the light trapping element 14
An annular, point-like or linear projection 22 is provided on the 4c edge,
The projections 22 ensure an air layer between the housing and the optical element 10 so that the outer peripheral surface 14c of the optical element 10 does not adhere to the housing holding the optical element 10.

【0048】しかして、光捕捉素子14内に侵入して光
捕捉素子14の外周面14cに達した光rは、空気層と
の屈折率の違いにより全反射して、効率よく光捕捉素子
14内に閉じ込められる。
The light r that has entered the light trapping element 14 and has reached the outer peripheral surface 14c of the light trapping element 14 is totally reflected due to the difference in the refractive index from the air layer, so that the light trapping element 14 can be efficiently produced. Trapped inside.

【0049】このように、光入射面14aから光捕捉素
子14に入射した光rは、空気層24との境界面となる
外周面14cにおいてその屈折率の違いにより全反射す
るので、効率よく光rを捕捉することができ、投光用光
ファイバ11の光結合効率がより向上し、検出距離がさ
らに向上する。あるいは、投光可能距離を伸ばさなくて
もよい場合は、発光素子18への通電量を抑えて消費電
力を低減することが可能である。
As described above, the light r incident on the light capturing element 14 from the light incident surface 14a is totally reflected by the difference in the refractive index on the outer peripheral surface 14c which is the boundary surface with the air layer 24, so that the light r is efficiently emitted. r can be captured, the light coupling efficiency of the light projecting optical fiber 11 is further improved, and the detection distance is further improved. Alternatively, when it is not necessary to extend the light projecting distance, it is possible to reduce the amount of power to the light emitting element 18 to reduce power consumption.

【0050】(第3の実施形態)本実施形態では、光捕
捉素子14の外周面14c外側に空気層を確保するた
め、図8に示すように、光学素子10を固定する筐体2
3の内側に数箇所環状、点状や線状等の突起24を設け
ている。
(Third Embodiment) In this embodiment, as shown in FIG. 8, a housing 2 for fixing the optical element 10 is used to secure an air layer outside the outer peripheral surface 14c of the light capturing element 14.
A plurality of ring-shaped, dot-shaped, and linear-shaped projections 24 are provided on the inner side of 3.

【0051】なお、筐体23に光学素子10を圧入する
際、突起24が若干つぶれるようにして、光学素子10
が筐体23に強固に固定されるようにすると、光学素子
10がしっかりと固定されて位置ずれを起こす等の心配
がない。あるいは、光捕捉素子14を透光性樹脂によっ
て射出成形で作り、そのパーティングラインを突起24
の代りとして利用し、光捕捉素子14の外周面14cと
筐体23との間に空気層を確保してもよい。
When the optical element 10 is press-fitted into the housing 23, the projection 24 is slightly collapsed so that the optical element 10
If the optical element 10 is firmly fixed to the housing 23, there is no concern that the optical element 10 is firmly fixed and shifts in position. Alternatively, the light trapping element 14 is formed by injection molding using a translucent resin, and the parting line is formed by the projection 24.
Alternatively, an air layer may be secured between the outer peripheral surface 14c of the light capturing element 14 and the housing 23.

【0052】(第4の実施形態)本実施形態の光ファイ
バと光ファイバとの接続構造25は、図9に示すよう
に、投光器に接続された、大きなコア径の第一光ファイ
バ26に、光学素子10を介して小さなコア径の第二光
ファイバ27を接続する光ファイバと光ファイバとの接
続構造25であって、第1の実施形態の光学素子10を
備え、前記第一光ファイバ26の一方の端面26aが前
記光捕捉素子14の入射面14aに近接若しくは密接さ
れ、前記第二光ファイバ27の一方の端面27aが前記
光誘導素子15の光出射面15aに近接若しくは密接さ
れている。
(Fourth Embodiment) As shown in FIG. 9, a connection structure 25 between an optical fiber and an optical fiber according to the present embodiment includes a first optical fiber 26 having a large core diameter connected to a light projector. An optical fiber-to-optical fiber connection structure 25 for connecting a second optical fiber 27 having a small core diameter via the optical element 10, comprising the optical element 10 of the first embodiment, wherein the first optical fiber 26 One end surface 26a of the second optical fiber 27 is close to or close to the incident surface 14a of the light capturing element 14, and one end surface 27a of the second optical fiber 27 is close to or close to the light exit surface 15a of the light guide element 15. .

【0053】ところで、光ファイバ式光電スイッチを施
設する際、光ファイバは折れやすく、許容曲げ半径が大
きいため、敷設が困難なことがある。そのため、コア径
が細く許容曲げ半径が小さい細径ファイバを使用する場
合があるが、光ファイバのコアの断面積が小さくなると
発光素子との光結合効率はさらに低下し、直径0.5m
mのプラスチックファイバで約2%となる。
By the way, when installing an optical fiber type photoelectric switch, it may be difficult to lay the optical fiber because the optical fiber is easily broken and the allowable bending radius is large. For this reason, a small-diameter fiber having a small core diameter and a small allowable bending radius may be used. However, when the cross-sectional area of the core of the optical fiber is reduced, the optical coupling efficiency with the light emitting element is further reduced, and the diameter is 0.5 m.
m about 2% for plastic fiber.

【0054】そこで、投光器12には直径の大きな第一
光ファイバ26を結合し、敷設が困難なために光ファイ
バに柔軟性が必要なところで、光学素子10を介して第
一光ファイバ26から細径の第二光ファイバ27に変換
すると、光結合効率の低下を抑制しながら敷設が容易に
なる。ここで光学素子10の直径は、第一光ファイバ2
6の径よりも小さく、第二光ファイバ27の径より大き
な直径として、光誘導素子15の光出射面15aの直径
dは第二光ファイバ27の径とほぼ同等にする。
Therefore, the first optical fiber 26 having a large diameter is coupled to the light projector 12, and the optical fiber is required to have flexibility because of difficulty in laying. When converted to the second optical fiber 27 having a diameter, the installation is facilitated while suppressing a decrease in optical coupling efficiency. Here, the diameter of the optical element 10 is the first optical fiber 2
6 and larger than the diameter of the second optical fiber 27, the diameter d of the light exit surface 15a of the light guiding element 15 is made substantially equal to the diameter of the second optical fiber 27.

【0055】これによって、第一光ファイバ26からの
光rのほとんどを光捕捉素子14の中に入射させて高屈
折率の光誘導素子15に光を集め、そこから出た光rを
第二光ファイバ27にほぼ全て入射させるようにしてい
る。
As a result, most of the light r from the first optical fiber 26 is made incident on the light trapping element 14 and collected by the light guiding element 15 having a high refractive index. Almost all light is incident on the optical fiber 27.

【0056】このように、施設場所に応じてより細径な
光ファイバに変換することができるので、施設スペース
が小さくて済むとともに、施設場所の状態に柔軟に対応
できる。
As described above, since the optical fiber can be converted into a smaller diameter optical fiber depending on the facility location, the facility space can be reduced, and the condition of the facility location can be flexibly handled.

【0057】(第5の実施形態)本実施形態では、第4
の実施形態において、第二光ファイバ27と光学素子1
0との接合部が、図10に示すように、透明であって屈
折率が第二光ファイバ27あるいは光誘導素子15のそ
れに近い、紫外線硬化(UV)型や、嫌気性等の接着剤
28で固定されている。接着剤28は、屈折率整合剤と
なりフレネル損失を低減できる。なお、図6に示すよう
に、投光器12と光学素子10との境界等、その他の光
結合部分も、上記同様にして光結合部分の屈折率に近い
紫外線硬化型や嫌気性等の接着剤28で接着すれば、同
様の作用効果が期待できる。
(Fifth Embodiment) In the present embodiment, the fourth
In the embodiment, the second optical fiber 27 and the optical element 1
As shown in FIG. 10, an adhesive 28 such as an ultraviolet curing (UV) type or an anaerobic adhesive, which is transparent and has a refractive index close to that of the second optical fiber 27 or the light guiding element 15, as shown in FIG. It is fixed at. The adhesive 28 serves as a refractive index matching agent and can reduce Fresnel loss. As shown in FIG. 6, the other optical coupling parts such as the boundary between the light projector 12 and the optical element 10 are also made of an ultraviolet curable or anaerobic adhesive 28 having a refractive index close to the refractive index of the optical coupling part. The same operation and effect can be expected if they are bonded together.

【0058】(第6の実施形態)図11は、本実施形態
による受光器と光ファイバの接続構造を示す図である。
本実施形態の受光器と光ファイバとの接続構造は、受光
器30と受光用光ファイバ35を光学素子10によって
結合するようになっている。光学素子10は、その光出
射面15aが透明の接着剤28によって受光器30の受
光面に接合されている。また、光捕捉素子14の入射面
14aは、受光用光ファイバ35の基端面(光を出射す
る側のコア端面)に近接若しくは密接されるようになっ
ている。
(Sixth Embodiment) FIG. 11 is a diagram showing a connection structure between a light receiver and an optical fiber according to the present embodiment.
In the connection structure between the light receiver and the optical fiber according to the present embodiment, the light receiver 30 and the light receiving optical fiber 35 are coupled by the optical element 10. The light emitting surface 15a of the optical element 10 is joined to the light receiving surface of the light receiver 30 by a transparent adhesive 28. Further, the incident surface 14a of the light capturing element 14 is configured to be close to or close to the base end surface (the core end surface on the light emitting side) of the light receiving optical fiber 35.

【0059】受光器30は、受光素子32が支持された
支持体31が透明樹脂製の封止体33によって封止され
た構成となっており、支持体31の底面には受光素子3
2からの検出信号を取り出すためのリード34が突出し
ている。そして、受光素子32の受光面に受光用光ファ
イバ35からの光が入射するようになっている。
The light receiver 30 has a configuration in which a support 31 on which a light receiving element 32 is supported is sealed by a sealing body 33 made of a transparent resin.
A lead 34 for extracting a detection signal from the second 2 protrudes. The light from the light receiving optical fiber 35 is incident on the light receiving surface of the light receiving element 32.

【0060】光捕捉素子14は、その入射面14aが受
光用光ファイバ35の基端面に近接若しくは密接して対
面するように配置され、出射面14b側には受光素子3
2の受光面が近接して対面するように配置されている。
そして、光捕捉素子14の出射面14bは、受光素子3
2の受光面の面積よりも狭いか、ほぼ等しい面積とされ
ている。
The light capturing element 14 is arranged such that the light incident surface 14a faces the base end face of the light receiving optical fiber 35 in close proximity or close contact, and the light receiving element 3 is disposed on the light emitting surface 14b side.
The two light receiving surfaces are arranged so as to face each other.
The light-emitting surface 14b of the light capturing element 14 is
The area is smaller than or approximately equal to the area of the second light receiving surface.

【0061】光誘導素子15は、光出射面15aの直径
が受光用光ファイバ35のコア径よりも小さいかほぼ等
しい略柱状体形状となっており、円錐頂点が最も奥深く
光捕捉素子14に埋設されており、光出射面15aが光
捕捉素子14の出射面14bと面一に形成されてフラッ
トになっている。その光出射面15aは、接着層28を
介して受光素子32の受光面と対面され、その直径dが
受光面の外径よりも小さくなっている。なお、光学素子
10のその他の構成は第1の実施形態と同様である。
The light guiding element 15 has a substantially columnar shape in which the diameter of the light emitting surface 15 a is smaller than or substantially equal to the core diameter of the light receiving optical fiber 35, and the conical apex is embedded deepest in the light capturing element 14. The light exit surface 15a is formed flush with the exit surface 14b of the light trapping element 14 and is flat. The light emitting surface 15a faces the light receiving surface of the light receiving element 32 via the adhesive layer 28, and its diameter d is smaller than the outer diameter of the light receiving surface. The other configuration of the optical element 10 is the same as that of the first embodiment.

【0062】しかして、まず、受光用光ファイバ35の
基端面から出射された光rは、入射面14aから光捕捉
素子14内に入射する。そして、入射した光rは、光捕
捉素子14とその外周を覆う空気との屈折率差により外
周面14cで全反射し、光捕捉素子14内部に閉じ込め
られる。
First, the light r emitted from the base end face of the light receiving optical fiber 35 enters the light capturing element 14 from the incident face 14a. Then, the incident light r is totally reflected by the outer peripheral surface 14c due to a difference in refractive index between the light capturing element 14 and the air covering the outer circumference, and is confined inside the light capturing element 14.

【0063】そして、閉じ込められた光rは、光誘導素
子15の方が屈折率が高いのでそのほとんどが光誘導素
子15の内部に入射し、さらに光誘導素子15の外周面
15bにおいて光捕捉素子14と光誘導素子15の屈折
率差により全反射する。そして、光rは、小さな出射角
で光誘導素子15の光出射面15aを出て、受光素子3
2の受光面に入射する。
Most of the confined light r enters the light guiding element 15 because the light guiding element 15 has a higher refractive index, and further, the light capturing element r on the outer peripheral surface 15 b of the light guiding element 15. The light is totally reflected by the difference in refractive index between the light guide element 14 and the light guiding element 15. Then, the light r exits the light exit surface 15a of the light guide element 15 at a small exit angle, and
2 is incident on the light receiving surface.

【0064】このように、受光用光ファイバ35からの
光rを無駄なく受光素子32に入射させることができる
ため、従来に比べ受光素子32と受光用光ファイバ35
との光結合効率を向上させることができる。すなわち、
受光用光ファイバ35の基端面から出射された光rが光
学素子10によって効率良く集光され、受光素子32の
受光面に入射する光rが増加するので、受光素子32と
受光用光ファイバ35との光結合効率が向上して受光強
度が大きくなり、検出可能距離を向上させることができ
る。
As described above, since the light r from the light receiving optical fiber 35 can be incident on the light receiving element 32 without waste, the light receiving element 32 and the light receiving optical fiber 35
And the efficiency of optical coupling with the substrate can be improved. That is,
The light r emitted from the base end surface of the light receiving optical fiber 35 is efficiently condensed by the optical element 10 and the light r incident on the light receiving surface of the light receiving element 32 increases. And the light receiving intensity is increased, and the detectable distance can be improved.

【0065】また、検出距離を長くするために受光用光
ファイバ35の端面形状を加工する必要がなく、安価に
検出距離の向上を図れる。
Further, it is not necessary to process the end face shape of the light receiving optical fiber 35 in order to lengthen the detection distance, and the detection distance can be improved at low cost.

【0066】さらに、光結合効率が向上することによっ
て、コア径の細い光ファイバを使用した場合でも通常の
光ファイバを使用した場合と同等の検出距離を得ること
ができるので、柔軟で、扱い易く、投受光用光ファイバ
の用途が拡がる。
Further, since the optical coupling efficiency is improved, even when an optical fiber having a small core diameter is used, a detection distance equivalent to that when a normal optical fiber is used can be obtained, so that it is flexible and easy to handle. Thus, the use of the optical fiber for transmitting and receiving light is expanded.

【0067】さらに、検出距離が向上するので、受光回
路の増幅率を抑えることができ各種ノイズによる誤動作
を防ぐことができる。
Further, since the detection distance is improved, the amplification factor of the light receiving circuit can be suppressed, and malfunction due to various noises can be prevented.

【0068】(第7の実施形態)本実施形態の光ファイ
バ装置は、図12に示すように、光ファイバ41の受光
側端部に、受光ファイバヘッド42を設けたものであ
る。受光ファイバヘッド42内には、第1の実施形態と
同様の光学素子10を備えており、その出射面15aが
光ファイバ41の受光側端面41aに近接若しくは密接
されている。
(Seventh Embodiment) The optical fiber device of the present embodiment has a light receiving fiber head 42 provided at the light receiving side end of an optical fiber 41 as shown in FIG. The optical element 10 similar to that of the first embodiment is provided in the light-receiving fiber head 42, and the light-emitting surface 15 a thereof is close to or in close contact with the light-receiving side end surface 41 a of the optical fiber 41.

【0069】受光ファイバヘッド42は、円筒状の筐体
43内に光学素子10を納めたものであり、筐体43
は、光入射側の端面43aの中央に光学素子10を埋設
するための凹部44が設けられ、その反対側の端面43
bの中央に、光ファイバ41の受光側端部を挿入するた
めの凹部45が設けられている。そして、両凹部44、
45は筐体43内部で連通しており、この連通部分か
ら、光学素子10に侵入した光rが光ファイバ41の受
光側端面41aに伝達されるようになっている。なお、
第1の実施形態と同様に、光捕捉素子14の入射面14
aは、受光用光ファイバ41のコア径よりも大となって
おり、入射する光rを効率良く受光するようになってい
る。
The light receiving fiber head 42 has the optical element 10 housed in a cylindrical casing 43.
Is provided with a concave portion 44 for embedding the optical element 10 in the center of the end surface 43a on the light incident side, and the end surface 43a on the opposite side.
At the center of b, a concave portion 45 for inserting the light receiving side end of the optical fiber 41 is provided. Then, both recesses 44,
Numeral 45 communicates inside the casing 43, and light r having entered the optical element 10 is transmitted to the light receiving side end surface 41 a of the optical fiber 41 from this communication portion. In addition,
As in the first embodiment, the incident surface 14 of the light trapping element 14
“a” is larger than the core diameter of the light receiving optical fiber 41 so that the incident light r is efficiently received.

【0070】しかして、光rが受光ファイバヘッド42
内の光学素子10の入射面14aから光捕捉素子14内
に入射すると、この光rは光捕捉素子14内に閉じ込め
られ、さらに光誘導素子15に侵入し、第1の実施形態
と同様にして、受光用光ファイバ41のNAよりも大き
な角度で投光された光線も含めそのほとんどの光rが受
光用光ファイバ41に結合する。
Thus, the light r is transmitted to the receiving fiber head 42.
When the light r enters the light trapping element 14 from the incident surface 14a of the optical element 10 inside, the light r is confined in the light trapping element 14 and further penetrates the light guiding element 15, and is similar to the first embodiment. Most of the light r including the light beam projected at an angle larger than the NA of the light receiving optical fiber 41 is coupled to the light receiving optical fiber 41.

【0071】このように、受光用光ファイバ41の受光
側端部に光学素子10を備えた受光ファイバヘッド42
を設けると、受光面積を広くすることができるため、従
来よりも受光量が増し、検出距離を向上できる。さら
に、このような構成にすることによって、球面あるいは
非球面レンズを配置するよりも、光軸調整が容易で、ま
た球面加工の必要がないので容易かつ安価に製造でき
る。
As described above, the light receiving fiber head 42 having the optical element 10 at the light receiving side end of the light receiving optical fiber 41
Is provided, the light receiving area can be increased, so that the light receiving amount can be increased and the detection distance can be improved as compared with the related art. Further, by adopting such a configuration, it is easier to adjust the optical axis than when a spherical or aspherical lens is arranged, and there is no need for spherical processing.

【0072】(第8の実施形態)本実施形態の発光装置
は、図13に示すように、発光素子18を有する投光器
55に、第一の実施形態の光学素子10が一体構成され
ており、発光素子18の発光面が光捕捉素子14内に封
止されている。
(Eighth Embodiment) In the light emitting device of the present embodiment, as shown in FIG. 13, the optical element 10 of the first embodiment is integrated with a projector 55 having a light emitting element 18, and The light emitting surface of the light emitting element 18 is sealed in the light capturing element 14.

【0073】ところで、従来の発光装置における発光素
子18の封止体19のなかには、光rを集光するために
砲弾型にしているものがあるが、投光用光ファイバ11
に結合するには、投光用光ファイバ11の端面と発光素
子18の発光面が密着するのがよいので、砲弾型は投光
用光ファイバ11結合用に適さない。
Some of the sealing bodies 19 of the light emitting elements 18 in the conventional light emitting device are of a shell type for condensing the light r.
It is preferable that the end face of the light emitting optical fiber 11 and the light emitting surface of the light emitting element 18 be in close contact with each other, so that the shell type is not suitable for connecting the light emitting optical fiber 11.

【0074】そこで、本実施形態の発光装置は、発光素
子18の封止体19を円柱形の光捕捉素子14とし、発
光素子18の前方においてその内部に、屈折率の高い透
明な円錐状の光誘導素子15を埋設している。
Therefore, in the light emitting device of the present embodiment, the sealing body 19 of the light emitting element 18 is a light trapping element 14 of a cylindrical shape, and a transparent conical high refractive index is provided in front of the light emitting element 18. The light guiding element 15 is embedded.

【0075】従って、従来のように投光器に直接接続し
た場合には投光用光ファイバ11に入射しなかった光r
も、光捕捉素子14の外周面14cで全反射し、光誘導
素子15に導かれて投光用光ファイバ11に入射するの
で、投光用光ファイバ11の光結合効率が高い発光装置
を実現できる。
Therefore, when the light is directly connected to the light projector as in the prior art, the light r
Also, since the light is totally reflected by the outer peripheral surface 14c of the light capturing element 14 and guided to the light guiding element 15 and enters the light projecting optical fiber 11, a light emitting device with high light coupling efficiency of the light projecting optical fiber 11 is realized. it can.

【0076】(第9の実施形態)本実施形態の発光装置
は、第14図に示すように、円柱形の光捕捉素子14
を、封止体19によってモールドした投光器12の出光
面に透明接着剤29で接着して一部品化した構成となっ
ている。従って、投光器12内に封止された発光素子1
8に大きな熱応力が掛からなくなり、信頼性が向上す
る。
(Ninth Embodiment) As shown in FIG. 14, a light emitting device according to this embodiment has a cylindrical light trapping element 14.
Is adhered to the light emitting surface of the light projector 12 molded by the sealing body 19 with a transparent adhesive 29 to form a single component. Therefore, the light emitting element 1 sealed in the light projector 12
8, no large thermal stress is applied, and the reliability is improved.

【0077】(第10の実施形態)本実施形態の光ファ
イバ式光電センサにおける受光装置は、図15に示すよ
うに、受光素子50を有する受光器51に、第1の実施
形態の光学素子10が一体化され、受光素子50の受光
面が光誘導素子15の光出射面15aに近接若しくは密
接されている。
(Tenth Embodiment) As shown in FIG. 15, a light-receiving device in an optical fiber photoelectric sensor according to the present embodiment includes a light-receiving device 51 having a light-receiving element 50 and an optical element 10 according to the first embodiment. Are integrated, and the light receiving surface of the light receiving element 50 is close to or close to the light emitting surface 15a of the light guiding element 15.

【0078】受光装置は、受光器51と光学素子10と
からなる。受光器51は、支持体52に受光素子50が
固定され、受光素子50の受光面と光誘導素子15の光
出射面15aとが近接若しくは密接して対面するように
なっている。一方、光捕捉素子14の入射面14aは受
光器51の前面に露出している。
The light receiving device comprises a light receiver 51 and an optical element 10. In the light receiver 51, the light receiving element 50 is fixed to the support body 52, and the light receiving surface of the light receiving element 50 and the light emitting surface 15a of the light guiding element 15 face each other closely or closely. On the other hand, the incident surface 14 a of the light capturing element 14 is exposed on the front surface of the light receiver 51.

【0079】なお、支持体52の底面には受光素子50
からの検出信号を取り出すためのリード34が突出して
いる。そして、受光器51の光入射面に入射した光は、
光学素子10によって受光素子50の受光面に集めら
れ、受光効率が向上する。
The light receiving element 50 is provided on the bottom of the support 52.
A lead 34 for taking out a detection signal from is projected. The light incident on the light incident surface of the light receiver 51 is
The light is collected on the light receiving surface of the light receiving element 50 by the optical element 10, and the light receiving efficiency is improved.

【0080】(第11の実施形態)図16は本実施形態
の光ファイバ式光電センサの外観を示す斜視図であり、
光ファイバ式光電センサは、図17に示すスリーブ61
によって、受光用光ファイバ35の光出射側端部を光電
センサ本体60に接続するとともに、同様にして投光用
光ファイバ11の受光側端部をスリーブ61Bによって
光電センサ本体60に接続するようになっている。
(Eleventh Embodiment) FIG. 16 is a perspective view showing the appearance of an optical fiber type photoelectric sensor according to this embodiment.
The optical fiber type photoelectric sensor has a sleeve 61 shown in FIG.
Thereby, the light emitting side end of the light receiving optical fiber 35 is connected to the photoelectric sensor main body 60, and the light receiving side end of the light emitting optical fiber 11 is similarly connected to the photoelectric sensor main body 60 by the sleeve 61B. Has become.

【0081】ところで、従来の光ファイバ式光電センサ
を改造せずに光ファイバの光結合効率を向上できると、
開発投資、設備投資を抑えることができる。そこで、本
実施形態では、従来の光電センサ本体60をそのまま利
用し、スリーブ61,61Bを介して受光用光ファイバ
35並びに投光用光ファイバ11を光電センサ本体60
の光ファイバ接続用開口60b,60aに接続するよう
になっている。従って、受光用光ファイバ35及び投光
用光ファイバ11と光電センサ本体60内の発光素子1
8及び受光素子67との光結合効率が高まるとともに検
出距離が向上する。
By the way, if the optical coupling efficiency of the optical fiber can be improved without modifying the conventional optical fiber photoelectric sensor,
Development and capital investment can be reduced. Therefore, in the present embodiment, the conventional photoelectric sensor main body 60 is used as it is, and the light receiving optical fiber 35 and the light projecting optical fiber 11 are connected via the sleeves 61 and 61B.
Are connected to the optical fiber connection openings 60b, 60a. Accordingly, the light receiving optical fiber 35 and the light projecting optical fiber 11 and the light emitting element 1 in the photoelectric sensor main body 60 are disposed.
8 and the light coupling efficiency with the light receiving element 67 are increased, and the detection distance is improved.

【0082】スリーブ61は、筒状に形成され、その一
端側に受光用光ファイバ35を差し込むための差し込み
口61cが穿接され、その反対側の光電センサ本体側端
面61aに光学素子10を内装するための凹部が穿接さ
れており、差し込み口61cと凹部とが、スリーブ61
内部で連通している。また、内装された光学素子10の
出射面14bとスリーブ61の光電センサ側端面61a
とは、ほぼ同一面内、あるいはスリーブ61の端面が若
干外側に出るようになっている。そして、スリーブ61
の外径は、従来の光ファイバのジャケット(図12の4
1b参照)の径と同じ大きさとなっている。
The sleeve 61 is formed in a cylindrical shape, and an insertion port 61c for inserting the light receiving optical fiber 35 is pierced at one end thereof, and the optical element 10 is mounted on the photoelectric sensor main body side end face 61a on the opposite side. The insertion hole 61c and the concave portion are in contact with the sleeve 61.
It communicates internally. The emission surface 14b of the optical element 10 and the end surface 61a of the sleeve 61 on the photoelectric sensor side are also provided.
Means that the end surface of the sleeve 61 is substantially in the same plane or slightly outside. And the sleeve 61
Of the conventional optical fiber jacket (4 in FIG. 12).
1b).

【0083】スリーブ61への光学素子10の固定は、
スリーブ61の光電センサ側端面61aに設けられた凹
部に、光捕捉素子14の入射面14a側(光学素子10
の光入射面)から光学素子10を圧入することにより実
現できるようになっている。また、スリーブ61内に受
光用光ファイバ35を挿入したとき、その端面と光学素
子10の光入射面(光捕捉素子14の入射面14a)と
が近接若しくは密接され、スリーブ61を光電センサ本
体60に接続したとき、受光素子の受光面が光誘導素子
15の光出射面15aに近接若しくは密接されるように
なっている。
The fixing of the optical element 10 to the sleeve 61
A concave portion provided on the photoelectric sensor side end surface 61a of the sleeve 61 is provided on the incident surface 14a side of the light trapping element 14 (the optical element 10).
This can be realized by press-fitting the optical element 10 from the (light incident surface). Further, when the light receiving optical fiber 35 is inserted into the sleeve 61, the end face thereof and the light incident surface of the optical element 10 (the incident surface 14 a of the light capturing element 14) are close to or in close contact with each other. , The light receiving surface of the light receiving element is arranged to be close to or close to the light emitting surface 15a of the light guiding element 15.

【0084】光学素子10と受光用光ファイバ35との
接合は、スリーブ61の割りピン構造を有する差し込み
口61cに受光用光ファイバ35を差し込んでナット6
2を締め、ナット62の雌ねじ63aをスリーブ61の
雄ねじ63bに螺合させて接合固定するようになってい
る。このとき、受光用光ファイバ35のジャケット径よ
りも光学素子10の外径が小さくなっているので、受光
用光ファイバ35のジャケットを剥いで芯線のみをスリ
ーブ61の差し込み口61cに挿入しても、受光用光フ
ァイバ35のジャケットがスリーブ61の端面61bに
当接して受光用光ファイバ35が必要以上に深く挿入さ
れることはないので、光学素子10が受光用光ファイバ
35に押し出されて脱落することはない。すなわち従来
の光ファイバの固定方法と同様にして簡単に固定できる
ようになっている。
The optical element 10 and the light-receiving optical fiber 35 are joined by inserting the light-receiving optical fiber 35 into the insertion port 61 c of the sleeve 61 having a split pin structure.
2, the female screw 63a of the nut 62 is screwed to the male screw 63b of the sleeve 61 to be joined and fixed. At this time, since the outer diameter of the optical element 10 is smaller than the jacket diameter of the light receiving optical fiber 35, even if the jacket of the light receiving optical fiber 35 is peeled off and only the core wire is inserted into the insertion port 61 c of the sleeve 61. Since the light receiving optical fiber 35 does not come into contact with the end face 61b of the sleeve 61 and the light receiving optical fiber 35 is not inserted more deeply than necessary, the optical element 10 is pushed out of the light receiving optical fiber 35 and falls off. I will not do it. That is, it can be easily fixed in the same manner as the conventional optical fiber fixing method.

【0085】投光用光ファイバ11は、詳細な構造は図
示していないが、その受光側端部に、上記スリーブ61
と同じような構造を有するスリーブ61Bが接続されて
いる。但しスリーブ61Bの凹部内の光学素子10は受
光用の場合とは反対向きに納められている。
Although the detailed structure of the optical fiber 11 for light projection is not shown, the sleeve 61 is attached to its light receiving end.
A sleeve 61B having the same structure as that described above is connected. However, the optical element 10 in the concave portion of the sleeve 61B is placed in the opposite direction to the case for light reception.

【0086】光ファイバ式光電センサは、従来のものと
同様であり、矩形の光電センサ本体60の正面に、投光
用光ファイバ11を内部の発光素子18に接続する光フ
ァイバ接続用開口60a及び受光用光ファイバ35を内
部の受光素子67に接続する光ファイバ接続用開口60
bが開口されており、光電センサ本体60内に、計測を
制御する処理回路を備えている。なお、図中60cは、
光ファイバ接続用開口60a,60bに挿入されたスリ
ーブ61,61Bのロック解除ボタンであり、64は、
電源ケーブルである。
The optical fiber type photoelectric sensor is the same as the conventional one, and an optical fiber connection opening 60a for connecting the light projecting optical fiber 11 to the light emitting element 18 therein is provided on the front surface of the rectangular photoelectric sensor main body 60. An optical fiber connection opening 60 for connecting the light receiving optical fiber 35 to the internal light receiving element 67.
b is opened, and a processing circuit for controlling measurement is provided in the photoelectric sensor main body 60. In the figure, 60c is
Lock release buttons for the sleeves 61 and 61B inserted into the optical fiber connection openings 60a and 60b,
Power cable.

【0087】処理回路は、図18に示すように、発振回
路65の発振タイミングに応じて発光素子18を発光さ
せる投光回路66と、受光素子67の検出信号を増幅す
る増幅回路68と、増幅された信号を設定値(しきい
値)と比較する比較回路69と、比較した結果等を表示
する表示灯70と、計測結果を外部装置等に出力する出
力回路71と、本体60に電力を供給する電源回路72
とから構成されている。
As shown in FIG. 18, the processing circuit includes a light emitting circuit 66 for causing the light emitting element 18 to emit light in accordance with the oscillation timing of the oscillation circuit 65, an amplifying circuit 68 for amplifying the detection signal of the light receiving element 67, and an amplifying circuit. A comparison circuit 69 for comparing the measured signal with a set value (threshold value), an indicator lamp 70 for displaying a result of the comparison, an output circuit 71 for outputting a measurement result to an external device or the like, and a power supply to the main body 60. Power supply circuit 72
It is composed of

【0088】しかして、まず、一端側に光学素子10が
固定されたスリーブ61の他端側から受光用光ファイバ
35を挿入し、受光用光ファイバ35と光学素子10と
が近接若しくは密接した状態でナット62を締め、スリ
ーブ61に受光用光ファイバ35を固定する。さらに、
投光用光ファイバ11も同様にしてスリーブ61Bに固
定する。続いて、光電センサ本体60の光ファイバ接続
用開口60a、60bに、光ファイバが接続されたスリ
ーブ61,61Bを接続する。
First, the light receiving optical fiber 35 is inserted from the other end of the sleeve 61 to which the optical element 10 is fixed at one end, and the light receiving optical fiber 35 and the optical element 10 are brought into close or close contact. Then, the nut 62 is tightened, and the light receiving optical fiber 35 is fixed to the sleeve 61. further,
The light projecting optical fiber 11 is similarly fixed to the sleeve 61B. Subsequently, the sleeves 61 and 61B to which the optical fibers are connected are connected to the optical fiber connection openings 60a and 60b of the photoelectric sensor main body 60.

【0089】計測を開始すると、発振回路65の発振タ
イミングに応じて発光素子18が発光し、その光rのほ
とんどがスリーブ61に内装された光学素子10の入射
面14aから光捕捉素子14内に侵入し、光誘導素子1
5に誘導されて投光用光ファイバ11に効率良く光結合
する。
When the measurement is started, the light emitting element 18 emits light in accordance with the oscillation timing of the oscillation circuit 65, and most of the light r enters the light trapping element 14 from the incident surface 14a of the optical element 10 built in the sleeve 61. Invading and light guiding element 1
5 to efficiently couple the light to the optical fiber 11 for light projection.

【0090】さらに、受光用光ファイバ35内を通って
スリーブ61に内装された光学素子10の入射面14a
から光捕捉素子14内に侵入し、光誘導素子15に誘導
されて受光素子67の受光面に効率良く入射する。
Further, the light passes through the light receiving optical fiber 35 and enters the incident surface 14 a
From the light trapping element 14, is guided by the light guiding element 15, and efficiently enters the light receiving surface of the light receiving element 67.

【0091】このように、光学素子10が内装されたス
リーブ61,61Bによって光ファイバ式光電センサ本
体60に投光用及び受光用光ファイバ11、35を接続
しているので、従来の光ファイバ式光電センサを改造す
ることなく、投光用及び受光用光ファイバ11、35の
光結合効率を高めるとともに、検出距離を向上すること
ができる。
As described above, the optical fibers 11 and 35 for projecting and receiving light are connected to the optical fiber type photoelectric sensor main body 60 by the sleeves 61 and 61B in which the optical element 10 is mounted. Without modifying the photoelectric sensor, the light coupling efficiency of the light emitting and receiving optical fibers 11 and 35 can be increased, and the detection distance can be increased.

【0092】[0092]

【発明の効果】本発明によると、発光素子と投光用光フ
ァイバとの間において、光学素子の一端面に露出した光
誘導領域の底面を光ファイバの受光側端面と略接触さ
せ、光捕捉領域の底面を発光素子の発光面に略接触さ
せ、発光素子から出射した光を光捕捉領域の底面から効
率良く捕捉しているので、投光用光ファイバに入射する
光が増加して、投光素子と投光用光ファイバとの光結合
効率が向上し、受光素子での受光強度が大きくなり、検
出可能距離を従来よりも向上することができる。
According to the present invention, between the light emitting element and the light projecting optical fiber, the bottom surface of the light guiding area exposed at one end face of the optical element is substantially brought into contact with the light receiving side end face of the optical fiber to capture light. The light emitted from the light-emitting element is efficiently captured from the bottom surface of the light capturing area by making the bottom surface of the region substantially contact the light-emitting surface of the light-emitting element. The optical coupling efficiency between the optical element and the light projecting optical fiber is improved, the light receiving intensity at the light receiving element is increased, and the detectable distance can be improved as compared with the related art.

【0093】また、光ファイバの端面形状を加工しなく
ても、光ファイバの光結合効率が向上し、受光素子での
受光強度が大きくなり、検出可能距離を従来よりも向上
し、安価に検出距離の向上を図れる。
Further, even if the end face shape of the optical fiber is not processed, the optical coupling efficiency of the optical fiber is improved, the light receiving intensity at the light receiving element is increased, the detectable distance is improved as compared with the conventional one, and the detection can be performed at low cost. The distance can be improved.

【0094】さらに、コア径の細い光ファイバを使用し
た場合でも通常の光ファイバを使用した場合と同等の検
出距離を得ることができるので、柔軟で扱い易い投受光
用光ファイバの用途が広がる。
Furthermore, even when an optical fiber having a small core diameter is used, the same detection distance as that obtained when an ordinary optical fiber is used can be obtained, so that the use of a flexible and easy-to-handle optical fiber for light emission and reception is expanded.

【0095】さらにまた、検出距離が向上するので、受
光回路の増幅率を抑えることができ、各種ノイズによる
誤動作を防ぐことができる。
Further, since the detection distance is improved, the amplification factor of the light receiving circuit can be suppressed, and malfunction due to various noises can be prevented.

【0096】あるいは、光学素子を内蔵したスリーブに
よって、光ファイバ式光電センサ内の投光素子と投光用
光ファイバとを接続したり、受光素子と受光用光ファイ
バとを接続すれば、従来の光ファイバ式光電センサを改
造することなく検出距離を向上でき、新たな投資を少な
く抑えることができる。
Alternatively, by connecting the light projecting element in the optical fiber type photoelectric sensor and the light projecting optical fiber or connecting the light receiving element and the light receiving optical fiber by the sleeve having the built-in optical element, the conventional optical sensor can be used. The detection distance can be increased without modifying the optical fiber photoelectric sensor, and new investment can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】従来例による投光器と投光用光ファイバの結合
部分の構造を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a structure of a coupling portion between a light projector and a light emitting optical fiber according to a conventional example.

【図2】発光素子から大きな出射角で出射された光うち
のわずかな光が光ファイバに入射している様子を示す図
である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which a small amount of light emitted from a light emitting element at a large emission angle is incident on an optical fiber.

【図3】本発明の一実施形態による投光器と光ファイバ
との接続構造において投光器と投光用光ファイバとが光
学素子によって結合されている様子を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a state in which a light projector and a light emitting optical fiber are coupled by an optical element in a connection structure between a light projector and an optical fiber according to an embodiment of the present invention.

【図4】光学素子を示す断面図である。FIG. 4 is a sectional view showing an optical element.

【図5】(a)は光学素子の別の例を示す断面図及び正
面図、(b)(c)はそれぞれ光学素子のさらに別の例
を示す断面図である。
5A is a cross-sectional view and a front view showing another example of the optical element, and FIGS. 5B and 5C are cross-sectional views showing still another example of the optical element.

【図6】投光器と投光用光ファイバとの接続構造を示す
断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a connection structure between a light projector and a light emitting optical fiber.

【図7】(a)(b)は、本発明の別な実施形態によ
る、外周面に突起が設けられた光学素子を示す側面図及
び正面図である。
FIGS. 7A and 7B are a side view and a front view showing an optical element having a projection on an outer peripheral surface according to another embodiment of the present invention.

【図8】本発明のさらに別な実施形態であって、光学素
子が固定される筐体に突起が設けられている様子を示す
断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention, in which a projection is provided on a housing to which an optical element is fixed.

【図9】本発明のさらに別な実施形態であって、光学素
子によって第一光ファイバと第二光ファイバが接続され
ている様子を示す図である。
FIG. 9 is a view showing still another embodiment of the present invention, in which a first optical fiber and a second optical fiber are connected by an optical element.

【図10】本発明のさらに別な実施形態であって、光フ
ァイバの端面に光学素子が接着剤によって固定されてい
る様子を示す図である。
FIG. 10 is a view showing still another embodiment of the present invention, in which an optical element is fixed to an end face of an optical fiber by an adhesive.

【図11】本発明のさらに別な実施形態であって、受光
器の受光面に光学素子が接着されている様子を示す図で
ある。
FIG. 11 is a view showing still another embodiment of the present invention, in which an optical element is adhered to a light receiving surface of a light receiver.

【図12】本発明のさらに別な実施形態による光ファイ
バヘッドを示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view showing an optical fiber head according to still another embodiment of the present invention.

【図13】本発明のさらに別な実施形態であって、光学
素子が一体化されている発光装置を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a light emitting device in which an optical element is integrated according to still another embodiment of the present invention.

【図14】本発明のさらに別な実施形態であって、投光
器の光出射面に光学素子が接着されている発光装置を示
す図である。
FIG. 14 is a view showing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention, in which an optical element is bonded to a light exit surface of a light projector.

【図15】本発明のさらに別な実施形態であって、封止
体に光学素子が一体化されている受光装置を示す断面図
である。
FIG. 15 is a sectional view showing still another embodiment of the present invention, which is a light receiving device in which an optical element is integrated with a sealing body.

【図16】本発明のさらに別な実施形態による光ファイ
バ式光電センサの外観を示す斜視図である。
FIG. 16 is a perspective view showing an appearance of an optical fiber type photoelectric sensor according to still another embodiment of the present invention.

【図17】スリーブ及びナットを示す一部破断した側面
図である。
FIG. 17 is a partially broken side view showing a sleeve and a nut.

【図18】同上の光電センサの処理回路を示すブロック
図である。
FIG. 18 is a block diagram showing a processing circuit of the photoelectric sensor of the above.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 光学素子 11 投光用光ファイバ 12 投光器 14 光捕捉素子 15 光誘導素子 22,24 突起 30,51 受光器 35 受光用光ファイバ 60 光ファイバ式光電センサ 61,61B スリーブ REFERENCE SIGNS LIST 10 optical element 11 light emitting optical fiber 12 light emitting element 14 light capturing element 15 light guiding element 22, 24 projection 30, 51 light receiving element 35 light receiving optical fiber 60 optical fiber photoelectric sensor 61, 61B sleeve

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (54)【発明の名称】 光学素子並びに当該光学素子を用いた発光素子と光ファイバとの接続構造、光ファイバと光ファ イバとの接続構造、受光素子と光ファイバとの接続構造、光ファイバ装置、発光装置、受光装置 及び光電センサ ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (54) [Title of the Invention] Optical element, connection structure between light emitting element and optical fiber using the optical element, connection structure between optical fiber and optical fiber, light receiving element and optical fiber Connection structure, optical fiber device, light emitting device, light receiving device, and photoelectric sensor

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ほぼ透明な材質によって形成された光捕
捉領域と、前記光捕捉領域よりも屈折率が大きく、ほぼ
透明材質によって、ほぼ錐体もしくはほぼ錐台体の形状
に形成された光誘導領域とからなり、 前記光誘導領域の外周面が前記光捕捉領域内に包まれ、
前記光誘導領域の面積の大きな側の端面が前記光捕捉領
域から露出していることを特徴とする光学素子。
1. A light trapping region formed of a substantially transparent material, and a light guide formed with a refractive index larger than that of the light trapping region and formed in a substantially cone or substantially truncated cone shape by the substantially transparent material. An outer peripheral surface of the light guiding area is wrapped in the light capturing area,
An optical element, wherein an end surface of the light guiding region on the side with a larger area is exposed from the light capturing region.
【請求項2】 前記光捕捉領域の外周面に突起が設けら
れていることを特徴とする、請求項1に記載の光学素
子。
2. The optical element according to claim 1, wherein a projection is provided on an outer peripheral surface of the light capturing area.
【請求項3】 請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が光ファイバ端面に対向
するようにして、発光素子と光ファイバ端面との間に配
置したことを特徴とする発光素子と光ファイバとの接続
構造。
3. The optical element according to claim 1, wherein the end surface on the side of the light guide region having a larger area faces the end surface of the optical fiber, and is arranged between the light emitting device and the end surface of the optical fiber. A connection structure between a light emitting element and an optical fiber.
【請求項4】 請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が受光側の光ファイバ端
面に対向するようにして、投光側の光ファイバ端面と受
光側の光ファイバ端面との間に配置したことを特徴とす
る光ファイバと光ファイバとの接続構造。
4. The optical element according to claim 1, wherein the end surface of the light guide region having a larger area faces the end surface of the optical fiber on the light receiving side, and the end surface of the optical fiber on the light emitting side and the light receiving side. An optical fiber-to-optical fiber connection structure disposed between the optical fiber and an end face of the optical fiber.
【請求項5】 請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が受光素子に対向するよ
うにして、光ファイバ端面と受光素子の間に配置したこ
とを特徴とする受光素子と光ファイバとの接続構造。
5. The optical device according to claim 1, wherein the optical guide region is disposed between the end surface of the optical fiber and the light receiving element such that the end surface of the light guiding region on the side with the larger area faces the light receiving device. Connection structure between the light receiving element and the optical fiber.
【請求項6】 光ファイバの端面に、請求項1に記載の
光学素子を備えたことを特徴とする光ファイバ装置。
6. An optical fiber device comprising the optical element according to claim 1 on an end face of the optical fiber.
【請求項7】 請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面と反対側の端面が発光素
子と対向するようにして、備えたことを特徴とする発光
装置。
7. A light emitting device, comprising: the optical element according to claim 1 such that an end face on a side opposite to a side having a large area of the light guide region faces the light emitting element. .
【請求項8】 請求項1に記載の光学素子を、その光誘
導領域の面積の大きな側の端面が受光素子と対向するよ
うにして、備えたことを特徴とする受光装置。
8. A light receiving device, comprising: the optical element according to claim 1 such that an end surface of the light guiding region on a side having a large area faces the light receiving element.
【請求項9】 投光素子と受光素子と信号処理回路を有
するセンサ本体、及び投光用と受光用の各光ファイバを
備えた光電センサであって、 請求項1に記載の光学素子を、投光素子と投光用光ファ
イバ端面の間、もしくは受光用光ファイバ端面と受光素
子の間の、少なくともいずれか一方に配置したことを特
徴とする光電センサ。
9. A sensor body having a light projecting element, a light receiving element, and a signal processing circuit, and a photoelectric sensor including light emitting and light receiving optical fibers, wherein the optical element according to claim 1 is: A photoelectric sensor disposed between at least one of a light emitting element and an end face of a light emitting optical fiber or between an end face of a light receiving optical fiber and a light receiving element.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006106406A (en) * 2004-10-06 2006-04-20 Hitachi Cable Ltd Demultiplexer, optical waveguide and multi-wavelength optical transmission module

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