JPH05113526A - 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ - Google Patents
光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサInfo
- Publication number
- JPH05113526A JPH05113526A JP3301045A JP30104591A JPH05113526A JP H05113526 A JPH05113526 A JP H05113526A JP 3301045 A JP3301045 A JP 3301045A JP 30104591 A JP30104591 A JP 30104591A JP H05113526 A JPH05113526 A JP H05113526A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- total reflection
- light
- unit
- led
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Led Device Packages (AREA)
- Light Guides In General And Applications Therefor (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 ＬＥＤと光ファイバ間の光伝達効率を改善す
る。 【構成】 ＬＥＤ１０から出射された出射光を全反射さ
せ、光ファイバ１４へ入射させる全反射ユニット１３
を、テ−パ状に且つ光ファイバ１４への入射光の入射角
が光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で決定される入射角
よりも小さくなるように構成する。全反射ユニット１３
のＬＥＤ接合部分の近傍領域の外側に、ＬＥＤ１０から
の発散光を反射させ光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で
決定される入射角よりも小さい入射角で直接光ファイバ
１４へ入射させるパラボラ状反射ユニット１５を密着さ
せる。
る。 【構成】 ＬＥＤ１０から出射された出射光を全反射さ
せ、光ファイバ１４へ入射させる全反射ユニット１３
を、テ−パ状に且つ光ファイバ１４への入射光の入射角
が光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で決定される入射角
よりも小さくなるように構成する。全反射ユニット１３
のＬＥＤ接合部分の近傍領域の外側に、ＬＥＤ１０から
の発散光を反射させ光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で
決定される入射角よりも小さい入射角で直接光ファイバ
１４へ入射させるパラボラ状反射ユニット１５を密着さ
せる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光源と光ファイバを高
効率に結合する光結合ユニットに関する。
効率に結合する光結合ユニットに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＥＤと光ファイバの結合方式と
しては、図３に示すように、光ファイバ１の端面をＬＥ
Ｄ２に直接結合する直接結合方式、又はＬＥＤと光ファ
イバの間に凸レンズを用いたレンズ結合方式がある。
しては、図３に示すように、光ファイバ１の端面をＬＥ
Ｄ２に直接結合する直接結合方式、又はＬＥＤと光ファ
イバの間に凸レンズを用いたレンズ結合方式がある。
【０００３】従来のＬＥＤと光ファイバの結合方式にお
いて、「光通信素子工学」（工学図書、第１４１頁乃至
第１５５頁）に示されるように、直接結合方式は、光フ
ァイバ端面にＬＥＤを近づけると光ファイバへの入射光
が増加するので結合効率が上がるが、さらに近づけると
ファイバの受光角を越える成分もコア内に入るようにな
り、これらはクラッド層へ抜け出るため、結合効率は上
がらなくなる。また、レンズ結合方式も、レンズの位置
によりコアからクラッド層に抜け出る光が増加するか、
又はコアに入射する光が減少するため結合効率には限界
があるという課題があった。
いて、「光通信素子工学」（工学図書、第１４１頁乃至
第１５５頁）に示されるように、直接結合方式は、光フ
ァイバ端面にＬＥＤを近づけると光ファイバへの入射光
が増加するので結合効率が上がるが、さらに近づけると
ファイバの受光角を越える成分もコア内に入るようにな
り、これらはクラッド層へ抜け出るため、結合効率は上
がらなくなる。また、レンズ結合方式も、レンズの位置
によりコアからクラッド層に抜け出る光が増加するか、
又はコアに入射する光が減少するため結合効率には限界
があるという課題があった。
【０００４】本発明は、従来の技術の有するこのような
問題点を解決し、光源と光ファイバの結合効率を改善す
ることを目的とする。
問題点を解決し、光源と光ファイバの結合効率を改善す
ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明の光結合ユニットにおいては、光源としてのＬ
ＥＤ１０から出射された出射光を全反射させ、光ファイ
バ１４へ入射させる全反射ユニット１３を、テ−パ状に
且つ光ファイバ１４への入射光の入射角が光ファイバ１
４のＮＡ（開口数）で決定される入射角よりも小さくな
るように構成する。全反射ユニット１３のＬＥＤ接合部
分の近傍領域の外側に、ＬＥＤからの発散光を反射させ
る、例えばパラボラ状の反射ユニット１５を密着させ
る。
に本発明の光結合ユニットにおいては、光源としてのＬ
ＥＤ１０から出射された出射光を全反射させ、光ファイ
バ１４へ入射させる全反射ユニット１３を、テ−パ状に
且つ光ファイバ１４への入射光の入射角が光ファイバ１
４のＮＡ（開口数）で決定される入射角よりも小さくな
るように構成する。全反射ユニット１３のＬＥＤ接合部
分の近傍領域の外側に、ＬＥＤからの発散光を反射させ
る、例えばパラボラ状の反射ユニット１５を密着させ
る。
【０００６】上記構成の光結合ユニットは、ファイバ光
電センサに用いることができる。
電センサに用いることができる。
【０００７】
【作用】上記のように構成された光源と光ファイバの光
結合ユニットにおいて、ＬＥＤ１０から出射され、全反
射ユニット１３の全反射条件が満たされる領域で反射さ
れた光は、全反射ユニット１３により全反射され、光フ
ァイバ１４に入射する。この場合、光ファイバ１４への
入射光の入射角は、光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で
決定される入射角よりも小さいので、光ファイバ１４へ
入射した光はクラッド層に抜け出さず、効率良く光ファ
イバ１４内へ入射される。また、ＬＥＤ１０から出射さ
れ、全反射ユニット１３のＬＥＤ接合部近傍の全反射条
件が満たされない領域に到達した散乱光は、全反射ユニ
ット１３の外側に密着された反射ユニット１５によって
反射され、反射した光は、光ファイバ１４のＮＡ（開口
数）で決定される入射角よりも小さい入射角で光ファイ
バ１４へ直接入射される。
結合ユニットにおいて、ＬＥＤ１０から出射され、全反
射ユニット１３の全反射条件が満たされる領域で反射さ
れた光は、全反射ユニット１３により全反射され、光フ
ァイバ１４に入射する。この場合、光ファイバ１４への
入射光の入射角は、光ファイバ１４のＮＡ（開口数）で
決定される入射角よりも小さいので、光ファイバ１４へ
入射した光はクラッド層に抜け出さず、効率良く光ファ
イバ１４内へ入射される。また、ＬＥＤ１０から出射さ
れ、全反射ユニット１３のＬＥＤ接合部近傍の全反射条
件が満たされない領域に到達した散乱光は、全反射ユニ
ット１３の外側に密着された反射ユニット１５によって
反射され、反射した光は、光ファイバ１４のＮＡ（開口
数）で決定される入射角よりも小さい入射角で光ファイ
バ１４へ直接入射される。
【０００８】また、上記構成の光結合ユニットをファイ
バ光電センサに用いると、効率的に光を光ファイバに入
射させることができる。
バ光電センサに用いると、効率的に光を光ファイバに入
射させることができる。
【０００９】
【実施例】次に、実施例について図１を参照して説明す
る。本実施例においては、テーパ状全反射ユニット１３
の一方の端部（図中、左側の端部）にＬＥＤ１０が取り
付けられ、他方の端部（図中、右側の端部）にコア１４
ａの外周にクラッド層１４ｂを有する光ファイバ１４が
接合されている。全反射ユニット１３の内周面は光を反
射するように形成されており、特に全反射領域１２にお
いては光が全反射されるようになされている。
る。本実施例においては、テーパ状全反射ユニット１３
の一方の端部（図中、左側の端部）にＬＥＤ１０が取り
付けられ、他方の端部（図中、右側の端部）にコア１４
ａの外周にクラッド層１４ｂを有する光ファイバ１４が
接合されている。全反射ユニット１３の内周面は光を反
射するように形成されており、特に全反射領域１２にお
いては光が全反射されるようになされている。
【００１０】全反射の条件は、図３に示すように、光の
入射角（反射角）をα、全反射領域１２の内側と外周の
屈折率をそれぞれｎ1，ｎ2とするとき、次式で表すこと
ができる。 α≧sin-1（ｎ2／ｎ1） 但し、ｎ1＞ｎ2である。
入射角（反射角）をα、全反射領域１２の内側と外周の
屈折率をそれぞれｎ1，ｎ2とするとき、次式で表すこと
ができる。 α≧sin-1（ｎ2／ｎ1） 但し、ｎ1＞ｎ2である。
【００１１】即ち、光ファイバ１４への入射角が光ファ
イバ１４のＮＡ（開口数）で決定される入射角よりも小
さくなるように構成される。
イバ１４のＮＡ（開口数）で決定される入射角よりも小
さくなるように構成される。
【００１２】全反射ユニット１３には、ＬＥＤ１０の取
付部近傍に全反射領域１２以外の領域（全反射条件を満
たさない領域）が形成される。そしてその外周には、略
パラボラ状の反射ユニット１５が配置される。
付部近傍に全反射領域１２以外の領域（全反射条件を満
たさない領域）が形成される。そしてその外周には、略
パラボラ状の反射ユニット１５が配置される。
【００１３】ＬＥＤ１０からランバ−ト分布で出射され
る出射光１１は、テ−パ状全反射ユニット１３の全反射
条件を満足する領域である全反射領域１２において全反
射され、光ファイバ１４に入射される。また、テ−パ状
反射ユニット１３のＬＥＤ接合部近傍では、全反射条件
を満たさないので光が全反射されないが、パラボラ状反
射ユニット１５をテ−パ状反射ユニット１３の外側に密
着させてあるので、これによりＬＥＤの出射光が反射さ
れ、光ファイバ１４へ直接入射される。このようにして
光を効率良く光ファイバ１４に伝達させることができ
る。
る出射光１１は、テ−パ状全反射ユニット１３の全反射
条件を満足する領域である全反射領域１２において全反
射され、光ファイバ１４に入射される。また、テ−パ状
反射ユニット１３のＬＥＤ接合部近傍では、全反射条件
を満たさないので光が全反射されないが、パラボラ状反
射ユニット１５をテ−パ状反射ユニット１３の外側に密
着させてあるので、これによりＬＥＤの出射光が反射さ
れ、光ファイバ１４へ直接入射される。このようにして
光を効率良く光ファイバ１４に伝達させることができ
る。
【００１４】このような構成の光結合ユニットは、ファ
イバ光電センサに用いることができる。
イバ光電センサに用いることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、光源と光
ファイバを全反射ユニットを介して結合するようにした
ので、このような結合ユニットをファイバ光電センサの
結合部に用いた場合、ファイバ光電センサの光源から発
散された出射光を効率良く光ファイバに入射させること
ができ、これによりファイバ出射端からの出射光量が増
加する。したがって、ファイバ光電センサの物体検出距
離が伸び、また、物体検出距離を従来技術と同一にする
場合は、検出光量を増幅するアンプ部においてゲインの
余裕が生じ、耐ノイズ性、温度特性などの向上が図れる
という効果を奏する。
ファイバを全反射ユニットを介して結合するようにした
ので、このような結合ユニットをファイバ光電センサの
結合部に用いた場合、ファイバ光電センサの光源から発
散された出射光を効率良く光ファイバに入射させること
ができ、これによりファイバ出射端からの出射光量が増
加する。したがって、ファイバ光電センサの物体検出距
離が伸び、また、物体検出距離を従来技術と同一にする
場合は、検出光量を増幅するアンプ部においてゲインの
余裕が生じ、耐ノイズ性、温度特性などの向上が図れる
という効果を奏する。
【図１】本発明の光結合ユニットの一実施例の構成を示
す縦断面図である。
す縦断面図である。
【図２】全反射の条件を説明する図である。
【図３】従来技術によるＬＥＤと光ファイバの結合方法
を示す縦断面図である。
を示す縦断面図である。
１，１４ 光ファイバ ２，１０ ＬＥＤ １１ 出射光 １２ 全反射領域 １３ テ−パ状反射ユニット １５ パラボラ状反射ユニット
Claims (2)
- 【請求項１】 光源及び光ファイバの光結合ユニットに
おいて、光源からの出射光を全反射により光ファイバの
ＮＡ（開口数）で決定される入射角より小さい入射角で
光ファイバに入射させる全反射ユニットを有し、前記全
反射ユニットの光源接合部近傍の全反射条件が満たされ
ない領域に、前記全反射ユニットの全反射条件が満たさ
れる領域へ光を反射させる反射ユニットを設けたことを
特徴とする光結合ユニット。 - 【請求項２】 光源からの出射光を全反射により光ファ
イバのＮＡ（開口数）で決定される入射角より小さい入
射角で光ファイバに入射させる全反射ユニットを有し、
前記全反射ユニットの光源接合部近傍の全反射条件が満
たされない領域に、前記全反射ユニットの全反射条件が
満たされる領域へ光を反射させる反射ユニットを有する
光結合ユニットを備えることを特徴とするファイバ光電
センサ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301045A JPH05113526A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3301045A JPH05113526A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05113526A true JPH05113526A (ja) | 1993-05-07 |
Family
ID=17892199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3301045A Withdrawn JPH05113526A (ja) | 1991-10-21 | 1991-10-21 | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05113526A (ja) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028362A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Harting Elektro-Optische Bauteile Gmbh & Co. Kg | Elektro-optische baugruppe sowie verfahren zur herstellung einer solchen baugruppe |
| JP2002141556A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-05-17 | Lumileds Lighting Us Llc | 改良された光抽出効果を有する発光ダイオード |
| JP2003227974A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-08-15 | Teledyne Lighting & Display Products Inc | 光パイプを用いたｌｅｄからの光の抽出 |
| JP2006255296A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Kyocera Corp | ファイバ用の光源及びファイバ光源装置とそれを用いた内視鏡 |
| WO2008018725A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Com. Design Open Co. Ltd. | Apparatus for curing ultraviolet ink using ultraviolet led |
| JP2008521232A (ja) * | 2004-11-17 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 少なくとも一つの発光素子を有する光源および照明装置 |
| EP1503434A3 (en) * | 2003-07-31 | 2011-01-05 | Philips Lumileds Lighting Company LLC | Semiconductor light emitting devices with improved light extraction efficiency |
| KR101012318B1 (ko) * | 2008-04-01 | 2011-02-09 | 충남대학교산학협력단 | 엘이디와 광섬유가 결합된 발광장치 |
| US9537067B2 (en) | 2012-05-03 | 2017-01-03 | Technische Universität Berlin | Radiation emitting device |
-
1991
- 1991-10-21 JP JP3301045A patent/JPH05113526A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2000028362A1 (de) * | 1998-11-06 | 2000-05-18 | Harting Elektro-Optische Bauteile Gmbh & Co. Kg | Elektro-optische baugruppe sowie verfahren zur herstellung einer solchen baugruppe |
| JP2002141556A (ja) * | 2000-09-12 | 2002-05-17 | Lumileds Lighting Us Llc | 改良された光抽出効果を有する発光ダイオード |
| US10312422B2 (en) | 2000-09-12 | 2019-06-04 | Lumileds Llc | Light emitting devices with optical elements and bonding layers |
| US9583683B2 (en) | 2000-09-12 | 2017-02-28 | Lumileds Llc | Light emitting devices with optical elements and bonding layers |
| JP2003227974A (ja) * | 2001-12-10 | 2003-08-15 | Teledyne Lighting & Display Products Inc | 光パイプを用いたｌｅｄからの光の抽出 |
| EP1320135A3 (en) * | 2001-12-10 | 2004-08-18 | Teledyne Lighting and Display Products, Inc. | Light extraction from LEDs with light pipes |
| JP2011238970A (ja) * | 2003-07-31 | 2011-11-24 | Philips Lumileds Lightng Co Llc | 光取り出し効率が改善された発光装置 |
| EP1503434A3 (en) * | 2003-07-31 | 2011-01-05 | Philips Lumileds Lighting Company LLC | Semiconductor light emitting devices with improved light extraction efficiency |
| JP2008521232A (ja) * | 2004-11-17 | 2008-06-19 | コーニンクレッカ フィリップス エレクトロニクス エヌ ヴィ | 少なくとも一つの発光素子を有する光源および照明装置 |
| JP2006255296A (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Kyocera Corp | ファイバ用の光源及びファイバ光源装置とそれを用いた内視鏡 |
| WO2008018725A1 (en) * | 2006-08-07 | 2008-02-14 | Com. Design Open Co. Ltd. | Apparatus for curing ultraviolet ink using ultraviolet led |
| KR101012318B1 (ko) * | 2008-04-01 | 2011-02-09 | 충남대학교산학협력단 | 엘이디와 광섬유가 결합된 발광장치 |
| US9537067B2 (en) | 2012-05-03 | 2017-01-03 | Technische Universität Berlin | Radiation emitting device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5684905A (en) | Fiber optic plate for making pattern image incident on photosensor | |
| TW200300852A (en) | Optical parts for two-way optical communications | |
| US5274721A (en) | Fiber optic system and method | |
| JPH0638128B2 (ja) | 光結合用レンズ | |
| JPH09288223A (ja) | ファイバ光学プレート | |
| JPS60411A (ja) | レ−ザモジユ−ル装置 | |
| US6862118B2 (en) | Light-condensing device, light-condensing system and image reading apparatus | |
| JPH05113525A (ja) | 光結合ユニツトおよびそれを用いたフアイバ光電センサ | |
| JPS58132709A (ja) | 半導体レ−ザ−と光フアイバ−の結合方式 | |
| JPS5820001B2 (ja) | ヒカリフアイバ | |
| JPS5821181Y2 (ja) | 反射型光電センサ− | |
| JP2571996Y2 (ja) | 光伝達装置 | |
| JPH0162507U (ja) | ||
| JPH063593A (ja) | 光学反射素子 | |
| JP3012999B2 (ja) | 光部品の接続構造 | |
| JPH0612367B2 (ja) | 半導体レ−ザと光フアイバとの結合方法 | |
| JPS626707Y2 (ja) | ||
| JPS61212809A (ja) | 光カツプリング装置 | |
| JP2955862B2 (ja) | 画像読取装置 | |
| JP2820845B2 (ja) | 光結合装置 | |
| JPH09304609A (ja) | 光強度分布制御素子とそれを用いた投光装置及び光電センサ | |
| JPH0139280B2 (ja) | ||
| JPH0459799B2 (ja) | ||
| JPS6048004A (ja) | 光フアイバ用光分岐結合装置 | |
| JPS6023815U (ja) | 光伝達受光器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990107 |