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公開番号2025026799
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-25
出願番号2024125945
出願日2024-08-01
発明の名称迷光を低減する光学装置
出願人ピルツゲーエムベーハーアンドコー.カーゲー
代理人弁理士法人あい特許事務所
主分類G02B 5/00 20060101AFI20250217BHJP(光学)
要約【課題】迷光を最小化するための費用効果の高い光学装置を提供する。
【解決手段】互いに反対にある基面20および頂面22、ならびに、基面および頂面を互いに接続する包囲側面24を有する、第1の材料で形成されたビーム形成素子12と、ビーム形成素子用の差し込み口18とともに形成され、かつ、ビーム形成素子の側面24との少なくとも1つの共通の接触面26を有する、第2の材料で形成された支持体14とを備える。ビーム形成素子と支持体との間の接触面において、第1の材料および第2の材料は、互いに直接接触している。第1の材料は、所定の電磁放射に対して透過性、第2の材料は、所定の電磁放射に対して吸収性とされている。第1の材料および第2の材料はそれぞれ、所定の電磁放射に関して、所定の屈折率(n₁、n₂)を有している。第2の材料の所定の屈折率(n₂)は、第1の材料の所定の屈折率(n₁)に対して、所定の比率に設定されている。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
互いに反対にある基面（20）および頂面（22）、ならびに、前記基面（20）および前記頂面（22）を互いに接続する包囲側面（24）を有する、第1の材料で形成されたビーム形成素子（12）と、
前記ビーム形成素子（12）用の差し込み口（18）とともに形成され、かつ、前記ビーム形成素子（12）の前記側面（24）との少なくとも1つの共通の接触面（26）を有する、第2の材料で形成された支持体（14）とを備え、
前記第1の材料および前記第2の材料は、前記ビーム形成素子（12）と前記支持体（14）との間の前記接触面（26）において、互いに直接接触しており、
前記第1の材料は、所定の電磁放射に対して透過性とされており、前記第2の材料は、前記所定の電磁放射に対して吸収性とされており、
前記第1の材料および前記第2の材料はそれぞれ、前記所定の電磁放射に関して、所定の屈折率（n
1
、n
2
）を有しており、
前記接触面（26）において、前記所定の電磁放射に関し、特定の遷移特性を設定するために、前記第2の材料の前記所定の屈折率（n
2
）は、前記第1の材料の前記所定の屈折率（n
1
）に対して、所定の比率に設定されている、光学装置（10）。
続きを表示（約 800 文字）【請求項２】
前記所定の比率n
1
/n
2
は0.9～1.1の間とされている、請求項1に記載の光学装置。
【請求項３】
前記所定の比率n
1
/n
2
は1とされている、請求項1に記載の光学装置。
【請求項４】
前記特定の遷移特性は、前記基面（20）および前記頂面（22）により結合された前記所定の電磁放射のために、前記接触面（26）を低反射および低屈折にする、請求項1に記載の光学装置。
【請求項５】
前記特定の遷移特性は、前記接触面（26）を無反射および非屈折にする、請求項4に記載の光学装置。
【請求項６】
前記特定の遷移特性は、所定の入射角範囲において前記基面（20）および前記頂面（22）により結合された前記所定の電磁放射が、前記第2の材料により前記接触面（26）から吸収されるようにする、請求項1に記載の光学装置。
【請求項７】
前記第1の材料は第1の透明プラスチックとされており、前記第2の材料は、前記所定の電磁放射を吸収する第2の着色プラスチックとされている、請求項1に記載の光学装置。
【請求項８】
前記第2の材料は黒色プラスチックとされている、請求項7に記載の光学装置。
【請求項９】
前記第1の透明プラスチックおよび前記第2の着色プラスチックはそれぞれ、ポリカーボネート、ポリメチルメタクリレート（PMMA）、シクロオレフィン共重合体、光学ポリエステルまたはポリスルホンを備えている、請求項7に記載の光学装置。
【請求項１０】
前記ビーム形成素子（12）および前記支持体（14）は、一体的に接合された部品とされている、請求項1に記載の光学装置。
（【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、光学装置（特に、安全光バリア、安全光格子または安全レーザスキャナ）に関し、および、そのような装置を製造するための対応する方法に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
一般に、光学装置は、情報を捕捉、処理、操作または表示するために電磁放射（特に光）を使用する技術的装置となっている。光学装置は、多くの分野（例えば、写真、天文、顕微鏡検査、眼科学、通信、家電製品および他の多く）で使用される。光学装置は、反射、屈折および吸収などの、光の性質を使用する。これらは、レンズ、ミラー、プリズムおよび他の光学部品を使用して、光を誘導し成形する。光学装置の例には、カメラ、双眼鏡、顕微鏡、望遠鏡、レーザ、プロジェクタ、スクリーンおよび光学センサが含まれる。
【０００３】
光学センサは、特定の物理的または化学特性を測定または検知するために光を使用する装置である。これらは、光信号を電気信号に変換し、電気信号は次いで分析および解釈される。
【０００４】
光学センサは、多くの分野（例えば、産業、医療、環境監視、安全技術および自動化）で使用されている。光学センサの例には、光格子またはレーザスキャナを含む光バリアが含まれる。光バリアは、1つまたはそれ以上の光源（光送信器）と、1つまたはそれ以上の光受信器とを有している。送信器と受信器との間の光が、例えば物体または人によって遮断された場合、センサは変化を検知して、信号を発する。光バリアおよび光格子は、アクセス制御用に、および、電気感光性保護装置（electro-sensitive protective equipment）（ESPE）において、自動化技術でしばしば使用される。
【０００５】
技術システムにおいて光格子などのESPEを使用する際、さまざまな規格および安全規制を遵守しなければならない。ヨーロッパでは、これらには、EN ISO 13849-1、EN 61496-1およびEN 61496-2ならびにEN 62046が含まれる。
【０００６】
EN ISO 13849-1は機械の安全を扱っており、保護装置としての光カーテンの使用を含め、安全関連の制御システムに関する要求を規定している。EN 61496-1およびEN 61496-2は、電気および光学特性を含め、光カーテンおよび光バリアについての一般的な要求および方法を記載している。EN 62046は、機械制御用の光カーテンの使用について扱っており、かつ、光カーテンの機能、設置、試運転（commissioning）、運転および保守に関する要求を記載している。
【０００７】
ESPEに関し、これらの規格はとりわけ、送信器および受信器用の許容可能な開口角を制限すること（すなわち、特に、システムにおける迷光の影響を制限および最小化すること）を規定している。散乱光の顕著な原因は、光チャネル（例えばチューブ）を区画するハウジングの壁における光の反射および散乱である。
【０００８】
迷光を扱う周知の方法に光トラップがある。これらは、光線が壁で反射または散乱されて検知器に達するのを防止する。
【０００９】
このような光トラップの例として、下記特許文献1は、光の散乱角を制限するための遮光部品と一体の素子として、素子ホルダを示している。素子ホルダは、円筒状の内部チャネルを有しており、一端で光学素子を取り外し可能に保持できる。レンズが、素子ホルダの1つの他端に取り付けられている。素子ホルダは、鋳造されたプラスチック部材であり、光散乱の角度を制限するために光電検出器素子およびレンズからほぼ等距離の平面で内部チャネルを横切って延びるように、素子ホルダと一体に鋳造された単一の遮光壁を有している。
【００１０】
下記特許文献2は、光バリアまたは光格子における光トラップの使用の別の例を示している。
（【００１１】以降は省略されています）

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