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公開番号2024037453
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-19
出願番号2022142334
出願日2022-09-07
発明の名称光学部品およびスイッチ
出願人オムロン株式会社
代理人個人
主分類G02B 6/43 20060101AFI20240312BHJP(光学)
要約【課題】発光素子の位置ずれの影響を受けにくい光学部品などを提供する。
【解決手段】光学部品(10)は、第1入射面(11a)および第1出射面(11b)を備える発光側ライトガイド(11)と、第2入射面(12a)および第2出射面(12b)を備える受光側ライトガイド(12)と、を備え、第1入射面から入射した光を第1出射面に向けて反射させる第1反射面(11c)、および第2入射面から入射した光を第2出射面に向けて反射させる第2反射面(12c)を備え、第1出射面および第2入射面は集光機能を有する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
発光素子から出射された光を入射する第１入射面、および前記第１入射面から入射した光を遮光検知対象領域に対して出射させる第１出射面を備える発光側ライトガイドと、
前記発光側ライトガイドの第１出射面から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射する第２入射面、および前記第２入射面から入射した光を受光素子に対して出射させる第２出射面を備える受光側ライトガイドと、を備え、
前記第１入射面から入射した光を前記第１出射面に向けて反射させる第１反射面、および、前記第２入射面から入射した光を前記第２出射面に向けて反射させる第２反射面の少なくともいずれか１つを備え、
前記第１反射面、前記第１出射面、前記第２入射面、および、前記第２反射面の少なくともいずれか１つは、前記発光素子の発光点から出射した光の受光側焦点を持つ、または、前記受光素子の受光点に集光照射される光の発光側焦点を持つ集光機能を有する光学部品。
続きを表示（約 2,200 文字）【請求項２】
発光素子から出射された光を集光して遮光検知対象領域に対して出射させる発光側集光部と、
前記発光側集光部から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射し、集光して受光素子に対して出射させる受光側集光部と、を備え、
前記発光側集光部による集光機能の一方の焦点は、前記発光側集光部の第１出射面から前記受光側集光部の第２入射面に至る光軸の中点を含み、該光軸に垂直な中間面よりも前記受光素子側となる領域に存在し、前記発光側集光部による集光機能の他方の焦点は、前記発光素子の位置であり、
前記受光側集光部による集光機能の一方の焦点は、前記中間面よりも前記発光素子側となる領域に存在し、前記受光側集光部による集光機能の他方の焦点は、前記受光素子の位置である光学部品。
【請求項３】
前記発光側集光部として、発光素子から出射された光を入射する第１入射面、前記第１入射面から入射した光を遮光検知対象領域に対して出射させる第１出射面を備える発光側ライトガイドと、
前記受光側集光部として、前記発光側ライトガイドの第１出射面から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射する第２入射面、前記第２入射面から入射した光を受光素子に対して出射させる第２出射面を備える受光側ライトガイドと、を備え、
前記第１入射面から入射した光を前記第１出射面に向けて反射させる第１反射面、および、前記第２入射面から入射した光を前記第２出射面に向けて反射させる第２反射面の少なくともいずれか１つを備え、
前記第１入射面、前記第１反射面、および、前記第１出射面の少なくともいずれか１つが集光機能を有するとともに、
前記第２入射面、前記第２反射面、および、前記第２出射面の少なくともいずれか１つが集光機能を有する請求項２に記載の光学部品。
【請求項４】
発光素子から出射された光を集光して遮光検知対象領域に対して出射させる発光側集光部と、
前記発光側集光部から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射し、集光して受光素子に対して出射させる受光側集光部と、
前記発光側集光部と前記受光側集光部との間の領域に、前記発光側集光部から出射し、前記受光側集光部に入射する光の光軸を含む所定の領域の外側を遮光する開口部材と、
を備え、
前記発光側集光部による集光機能の中心位置から、該集光機能による前記発光素子の発光点から出射した光の受光側焦点までの距離を、前記中心位置から前記開口部材の位置までの距離で除した値を距離比率とすると、該距離比率は、０．５～３の範囲であり、
前記受光側集光部による集光機能による前記受光素子の受光点に集光照射される光の発光側焦点は、前記発光素子から前記発光側集光部の第１出射面と前記受光側集光部の第２入射面との中点に至る光軸を含む領域に存在する光学部品。
【請求項５】
前記発光側集光部として、発光素子から出射された光を入射する第１入射面、前記第１入射面から入射した光を遮光検知対象領域に対して出射させる第１出射面を備える発光側ライトガイドと、
前記受光側集光部として、前記発光側ライトガイドの第１出射面から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射する第２入射面、前記第２入射面から入射した光を受光素子に対して出射させる第２出射面を備える受光側ライトガイドと、を備え、
前記第１入射面から入射した光を前記第１出射面に向けて反射させる第１反射面、および、前記第２入射面から入射した光を前記第２出射面に向けて反射させる第２反射面の少なくともいずれか１つを備え、
前記第１入射面、前記第１反射面、および、前記第１出射面の少なくともいずれか１つが集光機能を有するとともに、
前記第２入射面、前記第２反射面、および、前記第２出射面の少なくともいずれか１つが集光機能を有する請求項４に記載の光学部品。
【請求項６】
前記距離比率は、０．６～２．３の範囲である請求項４に記載の光学部品。
【請求項７】
前記距離比率は、０．８～１．８の範囲である請求項４に記載の光学部品。
【請求項８】
前記開口部材が、複数設けられているとともに、
前記距離比率の算出に使用する前記開口部材の位置は、最も受光素子に近い側の前記開口部材の位置である請求項４に記載の光学部品。
【請求項９】
（１）前記第１出射面が集光機能を有し、前記集光機能に前記第２入射面側から平行光を入射させた場合の焦点距離は、前記発光素子から前記第１出射面までの距離よりも小さい、および、
（２）前記第２入射面が集光機能を有し、前記集光機能に前記第１出射面側から平行光を入射させた場合の焦点距離は、前記第２入射面から前記受光素子までの距離よりも小さい、
の少なくともいずれか一方を満たす請求項１、３、または５に記載の光学部品。
【請求項１０】
前記集光機能の焦点距離は、
（１）前記第１入射面から集光機能を有する前記第１出射面までの距離よりも小さい、および、
（２）前記第２入射面から前記第２出射面までの距離よりも小さい、
の少なくともいずれか一方を満たす請求項９に記載の光学部品。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学部品、および当該光学部品を備えるスイッチに関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、光電式マイクロスイッチの一例が開示されている。当該スイッチは、発光素子、発光側ライトガイド、受光側ライトガイド、受光素子、押圧部材、および弾性片を備える。発光素子が発する光は、発光側ライトガイドおよび受光側ライトガイドにより受光素子へ導光される。押圧部材が押圧されると、弾性片の可動端が発光側ライトガイドと受光側ライトガイドとの間に出入りして、発光素子から受光素子へ導光される光の光束を変化させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
ＣＮ２１２３０５２８７Ｕ
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示されているスイッチは、発光素子から受光素子への導光の過程において、光のロスが大きいという問題がある。また、当該スイッチには、発光素子または受光素子の位置ずれに起因して、受光素子における受光量が変動するという問題がある。
【０００５】
本発明の一態様は、光の利用効率を向上させ、かつ発光素子の位置ずれの影響を受けにくい光学部品などを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る光学部品は、発光素子から出射された光を入射する第１入射面、および前記第１入射面から入射した光を遮光検知対象領域に対して出射させる第１出射面を備える発光側ライトガイドと、前記発光側ライトガイドの第１出射面から出射され、前記遮光検知対象領域を通過した光を入射する第２入射面、および前記第２入射面から入射した光を受光素子に対して出射させる第２出射面を備える受光側ライトガイドと、を備え、前記第１入射面から入射した光を前記第１出射面に向けて反射させる第１反射面、および、前記第２入射面から入射した光を前記第２出射面に向けて反射させる第２反射面の少なくともいずれか１つを備え、前記第１反射面、前記第１出射面、前記第２入射面、および、前記第２反射面の少なくともいずれか１つは、前記発光素子の発光点から出射した光の受光側焦点を持つ、または、前記受光素子の受光点に集光照射される光の発光側焦点を持つ集光機能を有する。
【０００７】
上記の構成によれば、第１反射面、第１出射面、第２入射面、および第２反射面の少なくともいずれか１つが集光機能を有しているので、発光素子から出射された光の利用効率を向上させることができる。よって、発光素子の光出力能力を低くすることが可能となり、コストを低減することができる。
【０００８】
また、例えば発光側ライトガイドの発光素子からの光を入射する第１入射面に集光機能を設ける構成の場合、発光素子の位置ずれが生じていると、発光側ライトガイド内での光進行方向が大きくずれることになり、受光素子に到達する光量が低下するという問題がある。同様に、例えば受光側ライトガイドの受光素子へ光を出射する第２出射面に集光機能を設ける構成の場合、受光素子の位置ずれが生じていると、受光素子に到達する光量が低下するという問題がある。これは、発光素子または受光素子に接する面に集光機能を持たせると、素子の位置ずれによる発光側ライトガイドまたは受光側ライトガイドでの導光角度が大きく変化することにより、所望の光路とは異なる領域へ光が導光されることによるものである。
【０００９】
これに対して、上記の構成によれば、第１反射面、第１出射面、第２入射面、および第２反射面の少なくともいずれか１つに集光機能を持たせているので、第１入射面または第２出射面に集光機能を持たせる必要がない。よって、上記の光量低下の問題は生じにくい。
【００１０】
また、第１反射面、第１出射面、第２入射面、および第２反射面の少なくともいずれか１つに集光機能を持たせる場合、これらに集光機能を持たせない構成と比較して、発光素子に位置ずれが生じていたとしても、発光素子から受光素子に到る光の経路のずれ量を小さくすることができる。よって、発光素子の位置ずれの影響を受けにくい光学部品を提供することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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