[发明专利]投光装置以及传感器

说明书

技术领域

本发明涉及投光装置以及传感器，特别地涉及使来自光源的光与光纤耦合的投光装置以及具有该投光装置的传感器。

背景技术

以往，具有光源和光纤并且使来自光源的光与光纤的端面耦合的投光装置为人们所知。在从光源以宽角度放射光时，来自光源的光中的只有一部分入射到光纤，因此耦合效率低。因此，至今提出了各种用于提高耦合效率的技术。

例如，日本特开2005-24617号公报(专利文献1)公开了能够减少发送效率的变动的光发射机。在该光发射机中，从发光元件出射的光通过透镜变换成平行的光并与光纤耦合。进而，以使该平行光在光纤的端面产生的光点的大小比该端面的纤芯部的面积大的方式设定发光元件、透镜以及光纤的位置关系。若采用该结构，则即使发光元件、透镜以及光纤的位置偏离设计位置，发光元件和光纤之间的光学耦合效率也不会变化，因此能够减少发送效率的变动。由此提高发送效率的最差值，其结果能够提高发送效率。

现有技术文献(专利文献)

专利文献1：日本特开2005-24617号公报

发明内容

发明要解决的问题

在日本特开2005-24617号公报中说明了能够减少耦合效率的变动，但是关于提高耦合效率本身这一点，未进行明确的说明。

因此，本发明是为了解决上述问题而做出的，本发明的目的在于提供一种能够使来自光源的光以高耦合效率与光纤耦合的投光装置以及具有这样的投光装置的传感器。

用于解决问题的手段

归纳本发明，一种投光装置，具有：发光元件，其具有发光面；光纤，其具有从发光面出射的光入射的入射端面；透镜，其配置在发光元件的发光面与光纤的入射端面之间。发光元件、光纤以及透镜配置在一个光轴上。光纤包括纤芯区域，该纤芯区域是包括折射率均匀的一根纤芯的区域或者是聚集地包括多根折射率均匀的纤芯区域。透镜将从发光面出射的扩散光变换成更平缓地扩散的扩散光。将第一特定光线定义为开口角光线，该第一特定光线是指，从在发光面上位于光轴上的点出射，经由透镜，以与光轴所成的角度等于光纤的开口角的方式到达光纤的入射端面的光线，将第二特定光线定义为外缘光线，该第二特定光线是指，从在发光面上位于光轴上的点出射，经由透镜，到达光纤的入射端面上的纤芯区域的外缘部的光线，此时，发光面、透镜和光纤的配置以及透镜的折射能力满足第一条件或第二条件。第一条件是指，开口角光线到达光纤的入射端面上的纤芯区域内，第二条件是指，到达了外缘部时的外缘光线与光轴所成的角度小于开口角，并且从发光面出射时的外缘光线与光轴所成的角度大于开口角。

优选地，在满足第一条件的情况下，从发光面出射时的开口角光线与光轴所成的角度在开口角的1.1倍到85°的范围内。

优选地，在满足第一条件的情况下，从发光面出射时的开口角光线与光轴所成的角度在开口角的1.2倍到85°的范围内。

优选地，在满足第二条件的情况下，从发光面出射时的外缘光线与光轴所成的角度在开口角的1.1倍到85°的范围内。

优选地，在满足第二条件的情况下，从发光面出射时的外缘光线与光轴所成的角度在开口角的1.2倍到85°的范围内。

优选地，在满足第二条件的情况下，到达外缘部时的外缘光线与光轴所成的角度在开口角的0.3倍到开口角的范围内。

优选地，在满足第二条件的情况下，到达外缘部时的外缘光线与光轴所成的角度在开口角的0.5倍到开口角的范围内。

优选地，透镜包括朝向光纤的入射端面的一个凸面，该凸面是具有折射能力的面。

优选地，投光装置还具有第一反射构件。第一反射构件包括反射面。反射面被配置在发光面和光纤的入射端面之间并包围透镜，并且使从透镜出射的光反射。

优选地，投光装置还具有第二反射构件。第二反射构件包括反射面。反射面设置在发光元件的周围，并且使从发光元件出射的光反射。

优选地，发光元件是发光二极管芯片。

优选地，入射端面上的纤芯区域的形状为圆形。

优选地，投光装置还具有保持构件。保持构件包括与光纤的入射端面的周缘相抵接的抵接面。保持构件通过与入射端面的周缘抵接，保持入射端面在光轴上的位置。

根据本发明的另一技术方案，一种传感器，其具有上述任一投光装置。发明的效果

若采用本发明，则可实现能够使来自光源的光以高耦合效率与光纤耦合的投光装置。

附图说明

图1是示出了具有本实施方式的投光装置的光纤式光电传感器的一例的概略立体图。

图2是示出了图1所示的主体部101的内部结构的一例的图。