專利名稱：光學(xué)元件和光學(xué)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種光學(xué)元件和使用該元件的光學(xué)零部件，特別是涉及一種用于使傳播的光進(jìn)行反射而變換光路，并聚光的光學(xué)元件和使用該元件的光學(xué)裝置。
背景技術(shù)：
參照圖1(a)和圖1(b)對現(xiàn)有的光收發(fā)器11進(jìn)行說明。圖1(a)是現(xiàn)有的光收發(fā)器11的剖面圖，圖1(b)是放大其光接收系統(tǒng)而顯示的從A方向看的圖。再者，圖1(a)和圖1(b)的虛線表示光的光路。在該光收發(fā)器11中，如圖1(a)所示，從光投射元件5射出的光由透鏡18聚光后，由三棱鏡17的斜面將光路彎轉(zhuǎn)大約90°，在光纖4的端面耦合。此外，從光纖4射出的光L如圖1(b)所示，透過光導(dǎo)部20，由光接收元件6接收。
現(xiàn)在，在光通信領(lǐng)域內(nèi)，期望通信速度高速化，隨之也要求光收發(fā)器內(nèi)部的光接收元件小型化。但是，該光收發(fā)器11中，在設(shè)置在光接收元件6與光纖4間的光接收系統(tǒng)的光學(xué)元件上，由于沒有聚光作用，如圖1(b)所示，從光纖4射出的光L變寬了，若小型化光接收元件6，光L的損耗就變大。此外，這樣的光收發(fā)器11中，由于光接收元件6的光接收面向著光纖4的方向，因此，從光投射元件5射出、并在光纖4的端面反射的光作為返回光被光接收元件6接收，成為串光的原因。
在此，將從光投射元件5射出的光導(dǎo)到光纖4上，或者將來自光纖4的射出光導(dǎo)到光接收元件6上的情況下，在使光的光路變換(偏向)的同時(shí)，若使用用于聚光的光學(xué)元件，就能提高光接收效率。作為這樣的光學(xué)元件的例子，參照圖2(a)和圖2(b)來說明光路變換元件1。圖2(a)是光路變換元件1的立體圖，圖2(b)是入射面S1與射出面S2的橫截面積不同的通道型彎曲導(dǎo)波路徑10的平面圖，并示出彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)光的傳播情況。在該光路變換元件1中，在基板8的上面形成由透明樹脂構(gòu)成的彎曲了的彎曲導(dǎo)波路徑10。在光纖4內(nèi)傳播來的光L從入射面S1射入到彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)，進(jìn)入到彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)的光L由彎曲導(dǎo)波路徑10的上下面和兩側(cè)面反復(fù)進(jìn)行全反射，并在彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)傳播下去，從彎曲導(dǎo)波路徑10的射出面S2射出的光L由與射出面S2對向配置的光接收元件6接收。因此，在彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)傳播的光L利用彎曲導(dǎo)波路徑10的彎曲使傳播方向彎曲。此外，由于射出面S2的面積比彎曲導(dǎo)波路徑10的入射面S1的面積小，因此從彎曲導(dǎo)波路徑10的射出面S2射出的光L被聚光，被光接收面積小的光接收元件6高效率地接收。
但是，這樣的彎曲導(dǎo)波路徑10中，在入射面S1的面積與射出面S2的面積不等的情況下，由于外周面上的曲率會變得更大，如圖2(b)所示，在彎曲導(dǎo)波路徑10內(nèi)傳播的光容易從彎曲導(dǎo)波路徑10的外周面漏出，而變?yōu)閾p耗光L’，光傳播效率低下。因此，在用于同徑的光纖4間的光路的變換等的情況下，可以設(shè)定導(dǎo)波路徑的橫截面積為一定，因此沒有問題，但使從光纖4射出的光L聚光，并由光接收面積小的光接收元件6接收的用途中，光傳播損耗變大，就不合適。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種光學(xué)元件和使用該元件的光學(xué)裝置，能低損耗地實(shí)現(xiàn)傳播光的光路變換，此外，也能容易地組合聚光等功能，尺寸也容易小型化。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件，其中，該光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射。
本實(shí)用新型所述的另外的光學(xué)元件，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件，其中，該光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；折曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該折曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，該光學(xué)元件的該一組平面間的距離隨著從光入射面向光射出面而變小，從該光入射面射入到該光學(xué)元件的光被聚光，從該光射出面射出。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，該光路變換面用反射層覆蓋，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光由該反射層反射，從該光射出面射出。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，在該光路變換面上形成半透明反射鏡，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光中的一部分光透過該光路變換面，其它的光由該光路變換面反射，從該光射出面射出。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，在該光路變換面上形成光柵，從該光入射面射入到該光學(xué)元件的光中的特定波長的光透過該光路變換面，其它波長的光由該光路變換面反射，從該光射出面射出。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，在所述光路變換面上形成具有不同聚光點(diǎn)的多個彎曲面，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光由該光路變換面反射時(shí)，利用該多個彎曲面進(jìn)行分支，從該光射出面的不同處射出。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)元件，其中，包括在該光射出面上形成為從該光射出面向該光學(xué)元件的外部突出的突出部，該突出部相對于該光射出面在垂直方向上突出，且隨著從光射出面向外部而與該光射出面平行的面的橫截面積變小，到達(dá)了該光射出面的光在該突出部的內(nèi)部傳播、聚光。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第2光學(xué)元件構(gòu)成，其中，所述第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，所述第2光學(xué)元件包括使從第2光入射面射入的光反射向第2光射出面?zhèn)鞑サ?、由高折射率的透明材料?gòu)成的三棱鏡；和與第2光入射面接合的用于聚光的透鏡，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件配置成該第1光入射面和該第2光射出面結(jié)合于光纖，該光投射元件配置成在該第2光入射面的該透鏡上射入光，該光接收元件配置在從該第1光入射面射入的光由該光路變換面進(jìn)行反射聚光的該第1光射出面上。
本實(shí)用新型所述的另一種光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、第2光學(xué)元件構(gòu)成，其中，該第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，上述第2光學(xué)元件包括由高折射率的透明材料構(gòu)成的使從第2光入射面射入的光向第2光射出面?zhèn)鞑サ男咀樱挥砂鼑咀又車谋刃咀拥恼凵渎实偷牟牧蠘?gòu)成的包層基板，與該第2光入射面平行的面的芯子的橫截面積隨著從該第2光入射面向該第2光射出面而變小，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件通過分離層層疊成該第1光入射面和該第2光射出面在同一平面上，該光投射元件配置在該第2光入射面的近旁，該光接收元件配置在該第1光入射面射入的光由該光路變換面進(jìn)行反射聚光的該第1光射出面的近旁。
本實(shí)用新型所述的另一種光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、第2光學(xué)元件構(gòu)成，其中，該第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上儀由該光路變換面進(jìn)行反射，上述第2光學(xué)元件包括由高折射率的透明材料構(gòu)成的使從第2光入射面射入的光向第2光射出面?zhèn)鞑サ男咀?；由包圍芯子周圍的比芯子的折射率低的材料?gòu)成的包層基板，與該第2光入射面平行的面的芯子的橫截面積隨著從該第2光入射面向該第2光射出面而變小，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件通過分離層層疊成該第1光射出面和該第2光入射面在同一平面上，該光投射元件配置在該第1光入射面的近旁，該光接收元件配置在該第2光射出面的近旁。
本實(shí)用新型所述的光學(xué)裝置，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件和輸入輸出端子構(gòu)成，其中，所述光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，該輸入輸出端子連接成與從該光學(xué)元件的該光射出面射出的光耦合，該光學(xué)元件和該輸入輸出端子成一體化。


圖1(a)是現(xiàn)有的光收發(fā)器的剖面圖；圖1(b)是放大其光接收系統(tǒng)而表示的從箭頭A看的視圖；圖2(a)是現(xiàn)有的作為光學(xué)元件的入射面與射出面的橫截面積不同的通道型彎曲導(dǎo)波路徑的立體圖；圖2(b)是彎曲導(dǎo)波路徑的平面圖；圖3是本實(shí)用新型的一個實(shí)施例的光路變換元件的立體圖；圖4(a)和圖4(b)是在圖3的光路變換元件內(nèi)傳播的光的光線軌跡圖；圖5是用于說明與本實(shí)用新型的另一個實(shí)施例的光路變換元件的光入射面對向配置光纖，與光射出面對向配置光接收元件的狀態(tài)的立體圖；圖6(a)和圖6(b)是在圖5的光路變換元件內(nèi)傳播的光的光線軌跡圖；圖7是說明光路變換元件的光路變換面的形狀的示意圖；圖8是說明光路變換元件的變形實(shí)施例的示意圖；圖9是說明光路變換元件的另一個變形實(shí)施例的示意圖；圖10是本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光路變換元件的平面圖；圖11是本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光路變換元件的平面圖；圖12是本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光合分波器的立體圖；圖13是圖12的光合分波器的作用說明圖；圖14是本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光合分歧器的立體圖；圖15是圖14的光合分歧器的作用說明圖；圖16是本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光合分歧器的立體圖；圖17是圖16的光合分歧器的作用說明圖；圖18(a)是示出適用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的光收發(fā)器的結(jié)構(gòu)的剖面圖；圖18(b)是示出光收發(fā)器的光接收部的從圖18(a)中箭頭B看的視圖；圖19是示出適用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另外的實(shí)施例的光收發(fā)器的立體圖；圖20(a)是在圖19的光收發(fā)器中使用的光學(xué)元件的分解立體圖；圖20(b)是說明對該光學(xué)元件連接光纖的情況的視圖；圖21是示出適用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另外的實(shí)施例的光收發(fā)器的立體圖；圖22(a)是在圖21的光收發(fā)器中使用的光學(xué)元件的分解立體圖；圖22(b)是說明對該光學(xué)元件連接光纖的情況的視圖；圖23是示出適用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的彎插接件的構(gòu)造的剖面圖；
圖24是示出本實(shí)用新型的另外的實(shí)施例的光收發(fā)器的大致立體圖；圖25(a)是圖24中所示的光收發(fā)器的接收用芯子的平面圖；圖25(b)是圖24中所示的光收發(fā)器的接收用芯子的右視圖。
具體實(shí)施方式
(第1實(shí)施例)根據(jù)圖3和圖4對本實(shí)用新型的光學(xué)元件的一個實(shí)施例進(jìn)行說明。圖3示出該光路變換元件100的立體圖，圖4(a)和圖4(b)是在光路變換元件100內(nèi)傳播的光的光線軌跡圖。如圖3所示，在以下的說明中，規(guī)定Z軸為對光路變換元件100的光入射方向，X軸為來自光路變換元件100的光射出方向，Y軸為與Z軸和X軸垂直的方向(與光路變換元件100的主平面大致垂直的方向)。
該光路變換元件100由聚碳酸酯樹脂和甲基丙烯酸樹脂等折射率大(例如，折射率n＝1.4～1.5左右)的透明樹脂成型(例如，注射成型)而形成，由與ZX平面基本平行的上下主平面122、123、和相互正交的光入射面S101(XY平面)及光射出面S102(YZ平面)、和彎曲成弧形的光路變換面126包圍著。
下面，參照圖4(a)和圖4(b)說明光路變換元件100的作用效果。首先，考慮將光纖104配置在光路變換元件100的光入射面S101中接近光路變換面126的位置上，與光射出面S102對向配置光電二極管和光電晶體管等光接收元件106的情況。從光纖104射出后一旦發(fā)散的光從光入射面S101射入到光路變換元件100內(nèi)，封閉在光路變換元件100內(nèi)，如圖4(b)所示，一邊由光路變換元件100的上下主平面122和123反復(fù)進(jìn)行全反射，一邊向Z軸方向前進(jìn)。這樣地向Z軸方向前進(jìn)的光如圖4(a)所示，不久就射入到彎曲的光路變換面126上，利用在光路變換面126上進(jìn)行全反射，使光軸方向折曲大約90°。其結(jié)果，光向著X軸方向前進(jìn)，從光射出面S102射出的光由光接收元件106接收。
象這樣在光路變換元件100內(nèi)傳播的光由上下主平面122、123反復(fù)進(jìn)行全反射而前進(jìn)，由于在彎曲的光路變換面126上只反射1次(設(shè)計(jì)上是1次，但即使是反射2次以上的光線也無妨)，因此，不容易從光路變換面126漏出而損耗。加之，如圖4(a)所示，由光路變換面126進(jìn)行了全反射的光向著光接收元件106聚光。因此，能較高地保證光纖104與光接收元件106間的光耦合效率，且能較大地彎曲光軸。而且，由于能夠在光路變換面126上較大地彎曲光軸，所以，只需要在光路變換面126上反射1次，能在較小的區(qū)域內(nèi)變換光路，能小型化光路變換元件100。因此，不設(shè)置與位于外周側(cè)上的光路變換面126大致平行的內(nèi)周面(使內(nèi)周側(cè)的光反射面脫離光路)，并且，在設(shè)計(jì)上設(shè)計(jì)成在光入射面S101和光射出面S102不能反射光。另外，由于使該光學(xué)元件100為平板形，因此空間利用率高，也容易實(shí)現(xiàn)陣列化。此外，雖然圖中沒有示出，但若設(shè)置光投射元件代替光接收元件106，則能使從各光投射元件射出的光分別由彎曲面126反射，向著光纖104的端面聚光，在光纖104上耦合。
(第2實(shí)施方式)圖5示出本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另一個實(shí)施例的光路變換元件100。該光路變換元件100是為了提高聚光效率的元件，厚度從光入射側(cè)向光射出側(cè)逐漸變薄。例如，該光路變換元件100如圖5所示，在光入射面S101厚度為最厚，在與光入射面S101對向的邊(端面130)厚度為最薄。因此，若從與光射出面S102垂直的方向看，光路變換元件100呈楔形。
圖5示出與光路變換元件100的光入射面S101對向配置光纖104，與光射出面S102對向配置光電二極管和光電晶體管等光接收元件106的情況。圖6(a)示出光從光纖104射出后的從Y軸方向看的光的傳播情況，圖6(b)示出從X軸(負(fù))方向看的光的傳播情況。在從Y軸方向看的平視中，從光纖104射出后一旦發(fā)散的光由光路變換面126進(jìn)行全反射而聚光，光被聚集在光接收元件106的光接收面上。另外，在從X軸方向看的側(cè)視中，由于光路變換元件100的厚度沿光行進(jìn)方向逐漸變薄，因此光在光路變換元件100的厚度方向上也被逐漸聚光，用光接收元件106接收聚光在比光入射面S101的厚度窄的區(qū)域上的光。因此，在該光路變換元件106中，光在ZX平面內(nèi)和YZ平面內(nèi)被聚光，成為聚光效率更高的結(jié)構(gòu)。
再者，該光路變換元件100中，將無助于光路變換的部分，即與光入射面S101對向的端面130切割掉，使之與光入射面S101平行，由此能進(jìn)一步小型化光路變換元件100的同時(shí)，能增加基準(zhǔn)面，使得安裝和裝配更容易。此外，雖然圖中沒有示出，但若設(shè)置光投射元件代替光接收元件106，則能使從各投射元件射出的光分別由彎曲面126進(jìn)行反射，向著光纖104的端面聚光，在光纖104上耦合。
此外，為了進(jìn)一步提高平視中的聚光效率，如圖7所示，最好光路變換面126為平視中的橢圓132的一部分，光投射元件和光纖104等光投射裝置的端面與該橢圓132的其中一個焦點(diǎn)O1一致，光接收元件106和光纖等光接收裝置的光接收面與該橢圓132的另一個焦點(diǎn)O2一致。特別是，最好使光纖104這樣的光投射裝置的光軸133與橢圓132的長軸134構(gòu)成的角度α等于45度。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，從光投射裝置(橢圓的一個焦點(diǎn)O1)射出的光在光路變換面126上反射后，重新被會聚在橢圓的另一個焦點(diǎn)O2上，因此能高效率地聚光在光投射裝置上，聚光效率良好。
再者，光路變換面126不限于彎曲成平視中的弧形，如圖8或圖9示出的光路變換元件100那樣，也可以由彎曲的多角形構(gòu)成。特別是，也可以由彎曲成弧形的近似于規(guī)定的光路變換面126的多角形的平面構(gòu)成。對于這些光路變換元件100，由于能通過注射成型和透明基板的切削等進(jìn)行制作，因此能非常簡單地制作可光路變換和聚光的光路變換元件100，能控制制造成本。
另外，如圖10所示，通過從光路變換元件100上去掉實(shí)質(zhì)上光不傳播的區(qū)域(虛線示出的區(qū)域138)，從而能實(shí)現(xiàn)更小型化，此外，能利用材料成本的節(jié)約而削減成本。例如，光纖的數(shù)值孔徑(NA)是0.5，光路變換元件100的折射率是1.5時(shí)，在光路變換元件100內(nèi)，光傳播時(shí)的光的擴(kuò)展角是大約40度。只要考慮該擴(kuò)展角，去掉區(qū)域138即可。
此外，如圖11所示，也可以在光路變換面126的所需要部分上蒸鍍金屬層，或者形成多層反射層，而形成反射層140。象這樣，利用在光學(xué)元件100的光路變換面126上設(shè)置反射層140，能防止光從光路變換面126泄漏，能進(jìn)一步提高光傳播效率。
(第3實(shí)施方式)圖12是示出本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另外的實(shí)施例的光合分波器(dividing filter)101的立體圖。在該光合分波器101中，是在本實(shí)用新型的光路變換元件100的光路變換面126上設(shè)置光柵(格子形的光學(xué)形式)143。即，利用沿光路變換面126設(shè)置在Y軸方向上延伸的V型槽形式，形成光柵143。
圖13示出使用圖12的光合分波器用于光分波的狀態(tài)，與光入射面S101對向配置光纖104，在光射出面S102上，在由光柵143反射的波長λ1的反射光的焦點(diǎn)位置的近旁配置一個光接收元件106a，隔著光柵143與光纖104對向、在透過光柵143的波長λ2的透射光的焦點(diǎn)位置的近旁設(shè)置光接收元件106b。然后，如圖13所示，從光纖104傳播來的2個波長λ1和λ2的光重合后的光L從光纖104的端面射出，在光路變換元件100內(nèi)被導(dǎo)光，到達(dá)光柵143后，其中一個波長λ1的光L1就由光柵143反射，向著光接收元件106a聚光，由光接收元件106a接收。此外，另一個波長λ2的光L2透過光柵，向著光接收元件106b聚光，由光接收元件106b接收。
此外，雖然圖中沒有示出，但若配置產(chǎn)生波長λ1的光的光投射元件代替光接收元件106a，配置產(chǎn)生波長λ2的光的光投射元件代替光接收元件106b，從前者的光投射元件射出的波長λ1的光由光柵143反射后，在光纖104上耦合，此外，從后者的光投射元件射出的波長λ2的光透過光柵143之后，在光纖104上耦合，在光纖104上，波長λ1的光與波長λ2的光耦合。即，成為光合波器。
(第4實(shí)施方式)圖14是本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另外的實(shí)施例的光合分歧器(ぶんき器)102的立體圖。該光合分歧器102是在本實(shí)用新型的光路變換元件100的光路變換面126上粘接了半透明反射鏡145的裝置。圖15示出使用圖14的光合分歧器102用于光分支的狀態(tài)，與光入射面S101對置配置光纖104，在光射出面S102上設(shè)置一個光接收元件106a，通過半透明反射鏡145，在光纖104的前方配置另一個光接收元件106b。
然后，如圖15所示，光從光纖104-射出，在光路變換元件100內(nèi)傳播，射入到光路變換面126的半透明反射鏡145的光L的一部分由半透明反射鏡145反射，向著光接收元件106a聚光，由光接收元件106a接收。此外，透過了半透明反射鏡145的光L緩慢地聚光，由光接收元件106b接收。因此，從光纖104射出的光L由半透明反射鏡145進(jìn)行分支，由兩個光接收元件106a和106b接收。
再者，若使分色鏡粘接在光路變換面126上來代替本實(shí)施例中的半透明反射鏡145，也能作光分波器使用。此外，雖然圖中沒有示出，但若設(shè)置光投射元件代替光接收元件106a和106b，使從一個光投射元件射出的光由半透明反射鏡145反射，從另一個投射元件射出的光在半透明反射鏡透射后，使兩方面的光向著光纖104的端面聚光，就能在光纖104上耦合。即，能作光耦合器使用。
(第5實(shí)施方式)圖16是示出本實(shí)用新型的光學(xué)元件的另外的實(shí)施例的光合分歧器103的立體圖。該光合分歧器103是形成與本實(shí)用新型涉及的光路變換元件100的光路變換面126鄰接的多個彎曲面的裝置。圖17中，在光路變換面126上形成2個彎曲面147a和147b。圖17示出使用該光合分歧器103作光分歧器使用的情況，與光入射面S101對向配置光纖104。從光纖104射出的光L在光路變換元件100內(nèi)傳播，由光路變換面126進(jìn)行全反射，但這時(shí)，由彎曲面147a反射的光L和由彎曲面147b反射的光L，在光射出面S102的不同位置上進(jìn)行聚光。因此，若在由彎曲面147a反射的光L的聚光點(diǎn)近旁配置一個光接收元件106a，在由彎曲面147反射的光L的聚光點(diǎn)近旁配置另一個光接收元件106b，就能在將光纖104的光進(jìn)行光路變換的同時(shí)，進(jìn)行分支，并由光接收元件106a和106b接收。
此外，雖然圖中沒有示出，但若設(shè)置光投射元件代替光接收元件106a和106b，則能使從各投射元件射出的光分別由彎曲面147a和147b反射，向著光纖104的端面聚光，在光纖104上耦合。即，也能作為光耦合器使用。
(用于光學(xué)裝置的第1實(shí)施例)圖18示出適用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的光學(xué)裝置的例子。圖18(a)是示出光收發(fā)器111的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖18(b)是示出光收發(fā)器111的光接收部的從圖18(a)的箭頭B看的視圖。另外，圖18(a)和圖18(b)的虛線表示光的光路。該光收發(fā)器111中，在基底上面設(shè)置的元件支持部上安裝光投射元件105，在來自投射元件105的光射出方向上設(shè)置三棱鏡117，在與投射元件105對向的三棱鏡117的面上粘接透鏡118。在與三棱鏡117鄰接的位置上固定本實(shí)用新型的光路變換元件光學(xué)元件100(也可以是光合分波器101、光合分歧器102和103。以下相同)。此外，在光路變換元件100的光射出面S102上裝配光接收元件106。另外，三棱鏡117的光射出面和光學(xué)元件100的光入射面S101與光纖104結(jié)合。
然后，在該光收發(fā)器111中，從投射元件105向水平方向射出的光如圖18(a)所示，由透鏡118聚光之后，由三棱鏡117的斜面向著上方進(jìn)行全反射，在光纖104的端面進(jìn)行耦合。反之，從光纖104射出的光如圖18(b)所示，從光入射面S101進(jìn)入光路變換元件100內(nèi)，在光路變換元件100內(nèi)進(jìn)行導(dǎo)光，利用由光路變換面126進(jìn)行全反射，在使光路折曲90°的同時(shí)進(jìn)行聚光，由設(shè)置在光射出面S102上的光接收元件106進(jìn)行接收。
根據(jù)這樣的光收發(fā)器111，在通過光路變換元件100折曲射入的光的光路的同時(shí)，能使光聚光并射入到光接收元件106中，因此不需要另外用于聚光的透鏡等，并且使用光接收面積小的光接收元件106，能高效率地接收光信號。
此外，由于光接收元件106的光接收面不與光纖104的端面相對，因此能防止從光投射元件105射出、由光纖104的端面反射的光作為返回光被光接收元件106接收，能防止光收發(fā)器111的串光。另外，由于從光投射元件105射出的光進(jìn)行傳播的平面(與圖18(a)的紙面平行的面)與由光接收元件106接收的光傳播的平面(與圖18(a)的紙面垂直的面)正交，因此從光投射元件105射出的由光纖104的端面反射的光即使萬一射入到了光路變換元件100內(nèi)，也幾乎不射入到光接收元件106中，就能更準(zhǔn)確地防止串光。
(用于光學(xué)裝置的第2實(shí)施例)圖19和圖20示出將本實(shí)用新型的光學(xué)元件適用于另一個光學(xué)裝置的例子。圖19是示出在光學(xué)元件160上配置了光投射元件105、光纖104和光接收元件106的光收發(fā)器112的立體圖，圖20(a)是在該光收發(fā)器112上使用的光學(xué)元件160的分解立體圖，圖20(b)是說明對該光收發(fā)器160連接光纖104的狀況的圖。在此使用的光學(xué)元件160如圖20(a)所示，在設(shè)置于包層基板161的直線形的槽162內(nèi)埋入發(fā)送信號用芯子(core)163，用分離層164覆蓋包層基板161和發(fā)送信號用芯子163，例如，將如圖3和圖5示出的光路變換元件100(也可以為光合分波器101、光合分歧器102和103。以下相同。)作為接收信號用芯子，層疊在分離層164上。在此，發(fā)送信號用芯子163和接收信號用芯子(光路變換元件100)的折射率比分離層164和包層基板161的折射率大。發(fā)送信號用芯子163形成錐狀體形，一個端面(入射端面166)的面積比另一端面(射出端面167)的面積大。
光收發(fā)器112中，如圖19所示，在包層基板161的端面上，與發(fā)送信號用芯子163的入射端面166對向設(shè)置光投射元件105，在接收信號用芯子(光路變換元件100)的光射出面S102上裝配光接收元件106。此外，發(fā)送信號用芯子163的射出端面167如圖20(b)所示，位于接收信號用芯子165的光入射面S101的下面。與發(fā)送信號用芯子163的射出端面167和接收信號用芯子(光路變換元件100)的光入射面S101對向，在光收發(fā)器112的端部連接單芯的光纖104的端部，如圖20(b)所示，連接光纖104，將發(fā)送信號用芯子163的射出端面167包括在光纖104的端面的區(qū)域中。
然后，如圖19所示，從光投射元件105射出的光從入射端面166進(jìn)入到發(fā)送信號用芯子163內(nèi)，在發(fā)送信號用芯子163內(nèi)傳播。從發(fā)送信號用芯子163的射出端面167射出的光進(jìn)入到光纖104內(nèi)，在光纖104內(nèi)傳輸。反之，在光纖104內(nèi)傳播來的光從光入射面S101進(jìn)入到接收信號用芯子(光路變換元件100)內(nèi)，在由接收信號用芯子(光路變換元件100)的光路變換面126反射的同時(shí)進(jìn)行聚光，從光射出面S102射出，由光接收元件106接收。該光收發(fā)器112能用于以單芯光纖104進(jìn)行例如光電傳感器等的光投射接收的情況。
(用于光學(xué)裝置的第3實(shí)施例)圖21和圖22示出將本實(shí)用新型的光學(xué)元件適用于另外的光學(xué)裝置的例子。圖21是示出在光學(xué)元件169上配置了光投射元件105、光纖104和光接收元件106的光收發(fā)器113的立體圖，圖22(a)是在該光收發(fā)器113上使用的光學(xué)元件169的分解立體圖，圖22(b)是說明對該光收發(fā)器169連接光纖104的情況的圖。在此使用的光學(xué)元件169如圖20(a)所示，在設(shè)置于包層基板161的直線形的槽170內(nèi)埋入接收信號用芯子(core)171，用分離層覆蓋包層基板161和接收信號用芯子171，例如，將如圖3和圖5示出的光路變換元件100(也可以為光合分波器101、光合分歧器102和103。以下相同。)作為接收信號用芯子(光路變換元件100)，層疊在分離層164上。在此，接收信號用芯子171和發(fā)送信號用芯子(光路變換元件100)的折射率比分離層164和包層基板161的折射率大。接收信號用芯子171形成錐狀體形，一個端面(入射端面166)的面積比另一端面(射出端面167)的面積大。
光收發(fā)器113中，如圖21所示，在包層基板161的端面上，與發(fā)送信號用芯子171的射出端面167對向設(shè)置光接收元件106，在發(fā)送信號用芯子(光路變換元件100)的光入射面S101上裝配投射元件105。此外，接收信號用芯子171的入射端面166如圖22(b)所示，位于發(fā)送信號用芯子(光路變換元件)的光射出面S102的下面。與接收信號用芯子171的入射端面166和發(fā)送信號用芯子(光路變換元件100)的光射出面S102對向，在光收發(fā)器113的端部連接單芯的光纖104的端部，如圖22(b)所示，連接光纖104，使接收信號用芯子171的入射端面166從光纖104的端面區(qū)域超出。
然后，如圖21所示，從投射元件105射出的光從光入射面S101進(jìn)入到發(fā)送信號用芯子(光路變換元件100)內(nèi)，在由發(fā)送信號用芯子(光路變換元件100)的光路變換面126反射的同時(shí)進(jìn)行聚光，從光射出面S102射出，射入到光纖104的端面，沿光纖104傳輸。反之，在光纖104內(nèi)傳播來的光從入射端面166進(jìn)入到接收信號用芯子171內(nèi)，在接收信號用芯子171內(nèi)傳播。從接收信號用芯子171的射出端面167射出的光由光接收元件106接收。根據(jù)以上這樣的光收發(fā)器111、112、113，能實(shí)現(xiàn)光收發(fā)器本身的小型化和通信速度的高速化，另外，也能減少光的損耗和串光。
(用于光學(xué)裝置的第4實(shí)施例)圖23示出將本實(shí)用新型的光學(xué)元件適用于另外的光學(xué)裝置的例子。圖23是示出彎插接件(コネクタ)114的結(jié)構(gòu)的剖面圖。該彎插接件114中，使單芯光纖104的端面與本實(shí)用新型涉及的光路變換元件100(也可以為光合分波器101、光合分歧器102和103。以下相同。)的光入射面S101或光射出面S102對向，使輸入輸出端子187的基端面與光路變換元件100的光射出面S102或光入射面S101對向。
該彎插接件114由于在光纖104與輸入輸出端子187間任何方向上都能傳輸光，因此，將輸入輸出端子187的部分插入到對應(yīng)的插接件(例如，設(shè)置在機(jī)器上的用于信號輸入輸出的插接件)中，而與對應(yīng)的插接件光學(xué)地連接。例如，若在導(dǎo)線(光纖104)的兩端設(shè)置該彎插接件114，則利用將彎插接件插入到進(jìn)行光通信的2個機(jī)器中，就能進(jìn)行兩機(jī)器間的光通信。
這樣的彎插接件114在象直型的插接件一樣插入到機(jī)器中時(shí)，由于導(dǎo)線和插接件不太突出，因此很好。但是，如果利用在插接件內(nèi)部彎曲光纖來實(shí)現(xiàn)這樣的彎插接件，由于光纖的最小彎曲半徑為25mm，很大，因此很難實(shí)現(xiàn)彎插接件的小型化。對此，根據(jù)使用了本實(shí)用新型的光學(xué)元件的彎插接件114，能在3～5mm的程度上實(shí)現(xiàn)用于彎曲光路的光學(xué)元件，因此能制作非常小的彎插接件。另外，由于該彎插接件114也能由光路變換元件100進(jìn)行聚光，因此，也能實(shí)現(xiàn)芯子直徑不同的光纖和導(dǎo)光路徑(導(dǎo)波路徑)等以低損耗進(jìn)行連接。
再者，上述各實(shí)施例中，光投射裝置和光接收裝置不作特殊限定，例如，光投射元件→光學(xué)元件→光接收元件、光投射元件→光學(xué)元件→光纖、光纖→光學(xué)元件→光接收元件的任何結(jié)構(gòu)當(dāng)然都可以。此外，作為光纖，可以使用階梯轉(zhuǎn)位型塑料光纖，但也不限于此。
(用于光學(xué)裝置的第5實(shí)施例)圖24和圖25示出將本實(shí)用新型的光學(xué)元件適用于另外的光學(xué)裝置的例子。圖24是適用于光收發(fā)器115的例子的概略立體圖。此外，圖25(a)和圖25(b)是作為圖24中示出的光收發(fā)器115的接收信號用芯子而使用的光路變換元件191(也可以為光合分波器101、光合分歧器102和103。以下相同。)的平面圖和右側(cè)視圖。該光收發(fā)器115是將光投射元件105和光纖104及用于高速通信的小型的光接收元件206與光路變換元件191光學(xué)地連接的裝置。
光收發(fā)器115由如下裝置構(gòu)成包層基板161；在包層基板161表面的槽的內(nèi)部形成的發(fā)送信號用芯子163；在包層基板161上形成的分離層164；在分離層164上形成的光路變換元件191。光投射元件105配置在與發(fā)送信號用芯子163的光入射端面對向的位置上，光纖104配置在與發(fā)送信號用芯子163的光射出端和光路變換元件191的光入射端對向的位置上。此外，在與光路變換元件191的突出部191a的前端面對向的位置上配置光接收元件206。
如圖25(a)和圖25(b)所示，光收發(fā)器115的光路變換元件191變?yōu)楦郊恿诵纬蔀殄F狀體形的突出部191a這樣的形狀，該突出部191a是在圖19和圖20中以概略立體圖和概略分解立體圖示出的光收發(fā)器112的接收信號用芯子(光路變換元件100)的光射出端的附近突出形成，高度和寬度向著其前端部變得越來越窄。由于該突出部191a的前端面成為光路變換元件191的光射出面，因此，構(gòu)成突出部191a的各面的傾斜情況被設(shè)計(jì)成突出部191a的前端面成為適合于光接收元件206的光接收面的面積和形狀。
但是，從抑制突出部191a內(nèi)傳播損耗的目的出發(fā)，構(gòu)成突出部191a的各側(cè)面最好配置為傾斜成使得傳播的光按全反射角以上的角度入射。此外，圖24中，示出在高和寬方向上形成錐狀體的情況，但也可以僅在其高方向或?qū)挿较蛑械娜我粋€方向上形成錐狀體。
然后，從光纖104向光路變換元件191的光入射端射出的光由光路變換元件191的光路變換面126進(jìn)行反射，在傳播方向上被改變90°，射入到突出部191a。突出部191a的光入射側(cè)的開口部具有僅使由光路變換面126反射的所有光或大部分光射入的面積，此外，配置在使由光路變換面126反射的所有光或大部分光射入的這樣的位置上。突出部191a的光射出側(cè)的端面面積比光接收元件206的光接收面的面積小，由于射入到突出部191a內(nèi)的光利用由其上下面或左右面進(jìn)行反射，從而向著光接收元件206的光接收面聚光，因此能使光不損耗地射入到光接收元件206中。
象圖19示出的光收發(fā)器112那樣，若接收信號用芯子(光路變換元件100)的一個側(cè)面全都成為光射出端面，則從光纖104射入到接收信號用芯子(光路變換元件100)的光束的橫截面積與從接收信號用芯子(光路變換元件100)射出到光接收元件106的光束的橫截面積為同等的大小，因此，在使用具有比較大的光束橫截面積的光纖104的情況下，不能使射出光的橫截面積比光接收元件106小到這樣的程度，即與用于小型高速通信的光接收元件206的光接收面的面積相同的程度。因而，即使在如圖19示出的接收信號用芯子(光路變換元件100)上配置連接光接收面積小的用于高速通信的光接收元件206，由于不能完全收容于光接收面的光，使得連接損耗變大。
但是，圖24中示出的本實(shí)施例的光收發(fā)器115中，在光路變換元件191上設(shè)置突出部191a，配合著光接收元件206的光接收面的形狀和大小而形成光射出端，因此能抑制與光接收元件連接的損耗。
權(quán)利要求1.一種光學(xué)元件，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件，其特征在于，該光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑ィ稍摴饴纷儞Q面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，該光學(xué)元件的該一組平面間的距離隨著從光入射面向光射出面而變小，從該光入射面射入到該光學(xué)元件的光被聚光，從該光射出面射出。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，該光路變換面用反射層覆蓋，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光由該反射層反射，從該光射出面射出。
4.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，在該光路變換面上形成半透明反射鏡，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光中的一部分光透過該光路變換面，其它的光由該光路變換面反射，從該光射出面射出。
5.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，在該光路變換面上形成光柵，從該光入射面射入到該光學(xué)元件的光中的特定波長的光透過該光路變換面，其它波長的光由該光路變換面反射，從該光射出面射出。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，在所述光路變換面上形成具有不同聚光點(diǎn)的多個彎曲面，從該光入射面射入到該光學(xué)元件內(nèi)的光由該光路變換面反射時(shí)，利用該多個彎曲面進(jìn)行分支，從該光射出面的不同處射出。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其特征在于，包括在該光射出面上形成為從該光射出面向該光學(xué)元件的外部突出的突出部，該突出部相對于該光射出面在垂直方向上突出，且隨著從光射出面向外部而與該光射出面平行的面的橫截面積變小，到達(dá)了該光射出面的光在該突出部的內(nèi)部傳播、聚光。
8.一種光學(xué)元件，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件，其特征在于，該光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；折曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該折曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑ィ稍摴饴纷儞Q面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射。
9.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)元件，其特征在于，該光學(xué)元件的該一組平面間的距離隨著從光入射面向光射出面而變小，從該光入射面射入到該光學(xué)元件的光被聚光，從該光射出面射出。
10.一種光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第2光學(xué)元件構(gòu)成，其特征在于，所述第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，所述第2光學(xué)元件包括使從第2光入射面射入的光反射向第2光射出面?zhèn)鞑サ?、由高折射率的透明材料?gòu)成的三棱鏡；和與第2光入射面接合的用于聚光的透鏡，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件配置成該第1光入射面和該第2光射出面結(jié)合于光纖，該光投射元件配置成在該第2光入射面的該透鏡上射入光，該光接收元件配置在從該第1光入射面射入的光由該光路變換面進(jìn)行反射聚光的該第1光射出面上。
11.一種光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、第2光學(xué)元件構(gòu)成，其特征在于，該第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，上述第2光學(xué)元件包括由高折射率的透明材料構(gòu)成的使從第2光入射面射入的光向第2光射出面?zhèn)鞑サ男咀樱挥砂鼑咀又車谋刃咀拥恼凵渎实偷牟牧蠘?gòu)成的包層基板，與該第2光入射面平行的面的芯子的橫截面積隨著從該第2光入射面向該第2光射出面而變小，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件通過分離層層疊成該第1光入射面和該第2光射出面在同一平面上，該光投射元件配置在該第2光入射面的近旁，該光接收元件配置在該第1光入射面射入的光由該光路變換面進(jìn)行反射聚光的該第1光射出面的近旁。
12.一種光學(xué)裝置，是由光投射元件、光接收元件、由高折射率的透明材料構(gòu)成的第1光學(xué)元件、第2光學(xué)元件構(gòu)成，其特征在于，該第1光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑?，由該光路變換面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，上述第2光學(xué)元件包括由高折射率的透明材料構(gòu)成的使從第2光入射面射入的光向第2光射出面?zhèn)鞑サ男咀樱挥砂鼑咀又車谋刃咀拥恼凵渎实偷牟牧蠘?gòu)成的包層基板，與該第2光入射面平行的面的芯子的橫截面積隨著從該第2光入射面向該第2光射出面而變小，該第1光學(xué)元件和該第2光學(xué)元件通過分離層層疊成該第1光射出面和該第2光入射面在同一平面上，該光投射元件配置在該第1光入射面的近旁，該光接收元件配置在該第2光射出面的近旁。
13.一種光學(xué)裝置，是由高折射率的透明材料構(gòu)成的光學(xué)元件和輸入輸出端子構(gòu)成，其特征在于，所述光學(xué)元件包括光入射面；與該光入射面不平行的光射出面；對向的一組平面；彎曲的光路變換面，該一組平面是相對于該光入射面和該光射出面大致垂直地形成，該彎曲的光路變換面是相對于該一組平面大致垂直地形成，且設(shè)定為反射來自該光入射面的光并進(jìn)行聚光的形狀，從該光入射面射入的光經(jīng)由這樣的光路，即向著該光路變換面?zhèn)鞑ィ稍摴饴纷儞Q面反射，進(jìn)行聚光，從該光射出面射出，將該光路投影在與該平面平行的面上時(shí)，實(shí)質(zhì)上僅由該光路變換面進(jìn)行反射，該輸入輸出端子連接成與從該光學(xué)元件的該光射出面射出的光耦合，該光學(xué)元件和該輸入輸出端子成一體化。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種能低損耗地實(shí)現(xiàn)傳播光的光路變換，此外也能容易地組合聚光等功能，尺寸也容易小型化的光學(xué)元件和使用該元件的光學(xué)裝置，該光學(xué)元件是呈板形的光路變換元件100的上主平面122與下主平面123相互對向，光入射面S101與光射出面S102是大致呈90°的角度構(gòu)成相互鄰接的面。與光入射面S101和光射出面S102對向，形成彎曲的光路變換面126。從光入射面S101射入的光在上主平面122與下主平面123間邊反復(fù)進(jìn)行全反射邊前進(jìn)，利用由光路變換面126反射來變換光路，從光射出面S102射出。
文檔編號G02B6/28GK2697670SQ03201490
公開日2005年5月4日 申請日期2003年2月13日 優(yōu)先權(quán)日2002年2月15日
發(fā)明者寺川裕佳里, 細(xì)川速美, 北島康成, 住野聰史, 石田慶久 申請人:歐姆龍株式會社