JPS62276502A - Fresnel lens - Google Patents
Fresnel lensInfo
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- JPS62276502A JPS62276502A JP12062686A JP12062686A JPS62276502A JP S62276502 A JPS62276502 A JP S62276502A JP 12062686 A JP12062686 A JP 12062686A JP 12062686 A JP12062686 A JP 12062686A JP S62276502 A JPS62276502 A JP S62276502A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
3、発明の詳細な説明
[技術分野]
本発明は、光を集光するために用いられるフレネルレン
ズに関するものである。Detailed Description of the Invention 3. Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a Fresnel lens used for condensing light.
[背景技術1
従来、この種のフレネルレンズとして第101Jに示す
ように平面型のフレネルレンズ1°があった。この7レ
ネルレン7:1゛では中心部の小レンズ体2°は端部に
行くほどに山の^さを高くしである。つまり冬山型の小
レンズ体2゛の山の角度は通常の凸平面レンズに直線近
似させてレンズの山の角度が決められている。このフレ
ネルレンズ1゛ではレンズ面全体を光の集光に必要な部
分として使用している。つまり第12図に示すように前
方から入射される光はすべてレンズ面に入射されて、t
pJio図に示すように一点に集光するようになってい
る。しかし、この平面型のフレネルレンズ1゛を湾曲さ
せて用いる場合には、各小レンズ体2°毎に第11図に
示すように)、(τ点がずれてしまう問題があり、しが
ちフレネルレンズ1゛を湾曲させて用いると、f513
図に示すようにレンズとして使用できない部分に光が入
射され、尤のロス分が大さくなり、集光効率が悪い問題
があっrこ。また、平面型として用いるフレネルレンズ
1こおいても次の問題があった。このフレネルレンズ1
°では、中心部分の小レンズ体2゛の山は低く、端ff
l!側に行くほどにIllが高くなっている。そして、
m 14 殴1(a)、(bN:示−P 、): ’+
!: 、 ’a F、3111 ノ小レンズ体2°は
ど光を大きく屈斬するため、第14図(a)に示すよう
に山が低い小レンズ体2°1こ比べて入射光のロスが大
きくなる。また、第15図に示すように、従来のフレネ
ルレンズ1゛では焦点距離を「とし、フレネルレンズ1
゛の中心がらの距離をrとするとr/ rh’ 0 、
Gぐらいまでが、集光に役立つレンズ面となり、7レ
ネルレンX1゛の中心がらの距離が上述の距離以上に離
れている部分は集光に役立たない、つまり集光効率が悪
い欠点があった。[Background Art 1] Conventionally, as this type of Fresnel lens, there has been a flat type Fresnel lens 1° as shown in No. 101J. In this 7-lens lens 7:1゜, the small lens element 2゜ in the center increases in height toward the ends. In other words, the angle of the ridges of the Fuyuyama-type lenslet 2' is determined by linear approximation to that of a normal convex plane lens. This Fresnel lens 1' uses the entire lens surface as a part necessary for condensing light. In other words, as shown in Fig. 12, all the light incident from the front is incident on the lens surface, and t
As shown in the pJio diagram, the light is focused on one point. However, when this planar Fresnel lens 1'' is used in a curved manner, there is a problem that the τ point shifts every 2 degrees for each small lens element (as shown in Figure 11), which tends to occur in the Fresnel lens. If lens 1 is used with a curve, f513
As shown in the figure, the problem is that light is incident on parts that cannot be used as lenses, resulting in a large amount of loss and poor light collection efficiency. Further, the Fresnel lens 1 used as a flat type also had the following problem. This Fresnel lens 1
°, the peak of the lenslet 2゛ in the central part is low, and the edge ff
l! Ill gets higher as you go to the side. and,
m 14 Hit 1 (a), (bN: Show-P,): '+
! : , 'a F, 3111 Since the small lens element 2° greatly deflects the light, the loss of incident light is smaller than that of the small lens element 2° with a low peak as shown in Figure 14 (a). growing. In addition, as shown in FIG. 15, in the conventional Fresnel lens 1, the focal length is
If the distance from the center of ゛ is r, then r/ rh' 0,
The area up to about G becomes a lens surface that is useful for condensing light, and the part where the distance from the center of the 7 Renel Lens
[発明の目的[
本発明は上述の点に鑑みて為されたものであり、その目
的とするところは、集光効率が良いフレネルレンズを提
供することにある。[Object of the Invention] The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its object is to provide a Fresnel lens with good light collection efficiency.
[発明の開示1
(実施例1)
第1図乃至fJS4図は本発明の一実施例を示す図であ
り、本実施例は湾曲型のフレネルレンズに関し、第1図
に示すようにレンズの中心部である屈折率の小さな部分
には通常のフレネルレンズの小レンズ体2を連設し、上
記中心部分の周縁の屈折率の大きな部分には屈折体3を
連設したものである。本実施例の屈折体3は、第2図に
示すように断面形状が直角三角形となったものを用いる
。この屈折体3の直角を形成する平面(イ)に第2図に
示すように垂直に光が入射されたとする。このとき、面
(ハ)ではこの入射光を全部反射する全反射面に形成し
である。つまり、この光を面(ハ)にて全反射させるに
必要な、面(ハ)への光の入射角aは、屈折体3の屈折
率を1.5とすると、入射角aが41.8°以上必要で
ある。従って、この面(ハ)をこの入射角以上になるよ
うな角度に形成しである。そl、で、この全反射光は面
(ロ)を通過するときに、下方側に屈折されて出ていく
。つまり、第1図に示すように直角面を形成する平面(
イ)を夫々光が入射してくる前方方向に向けるとともに
、全反射光が出ていく而(ロ)を中心方向に向けた状態
で、出射光が小レンズ体2の焦点に集光する角度で上記
入射角以上になるように面(ハ)を形成して、屈折体3
を連設しである。これにより、この入射光はすべて焦点
1こ集光され、フレネルレンズ1の集光効率が良くなる
。[Disclosure of the Invention 1 (Example 1) Figs. A small lens body 2 of a normal Fresnel lens is arranged in a row in a part with a small refractive index, and a refractive body 3 is arranged in a row in a part with a large refractive index at the periphery of the central part. The refractor 3 of this embodiment has a right triangular cross section as shown in FIG. 2. Assume that light is perpendicularly incident on a plane (A) forming a right angle to the refracting body 3 as shown in FIG. At this time, the surface (c) is formed as a total reflection surface that reflects all of this incident light. In other words, if the refractive index of the refracting body 3 is 1.5, the incident angle a of the light on the surface (C) necessary for total reflection of this light on the surface (C) is 41. 8° or more is required. Therefore, this surface (c) is formed at an angle greater than this angle of incidence. (l) When this totally reflected light passes through the surface (b), it is refracted downward and exits. In other words, the plane (
The angle at which the emitted light converges on the focal point of the small lens body 2, with (a) facing the front direction where the light enters, and (b) facing the center where the total reflected light comes out. Form the surface (c) so that the angle of incidence is greater than or equal to the above angle of incidence, and
are set up in succession. As a result, all of this incident light is focused at one focal point, and the light focusing efficiency of the Fresnel lens 1 is improved.
なお、この本実施例のフレネルレンズ1を用いてtj%
3図に示すように立体的に光を集光する場合には、第4
図に示すように本実施例の7レネルレンx1にて第3図
中の夕方向の光を集光し、第3図中のφ方向の光の集光
は従来のフレネルレンズ1゛を用い、これらを組み合わ
せて用いることにより、立体的な光の集光が可能とする
。Note that using the Fresnel lens 1 of this embodiment, tj%
When condensing light three-dimensionally as shown in Figure 3, the fourth
As shown in the figure, the 7-Resnel lens x1 of this embodiment condenses the light in the evening direction in FIG. 3, and the conventional Fresnel lens 1'' is used to condense the light in the φ direction in FIG. By using these in combination, three-dimensional light can be focused.
(実施例2)
tjS5図及V第6図は本発明の他の実施例を示す図で
あり、本実施例はフレネルレンズ6の中心からの距離が
離れた部分でも有効に光を集光することができる平面型
のフレネルレンズ6に関し、本実施例の屈折体7は第6
図に示すように、断面形状が四角形状のものを用いてい
る。なお、上述の実施例にて説明した屈折体3を用いて
も差し支えない。この屈折体7は上述の屈折体3と同椋
に、面(イ)から入射された光が而(ハ)にて全反射さ
れるように面(ハ)を形成しである。つまり而(ハ)が
全反射面に形成しである。この屈折体7ではこの全反射
光が面(ロ)から出て行き、小レンズ体2の焦、αに光
を集光されるようになっている。本実施例の屈折体7は
面(イ)を小レンズ体2の底面、つまり凸平面レンズと
してのフレネルレンズ6の≠面に上記面(イ)を合わせ
て連設しである。つまり、上記面(イ)から入射された
光は面(ハ)に41.8°以上の角度で入射され、この
ため入射光はこの面(ハ)にて全反射される。そして、
出射光を小レンズ体2の焦、ヴ方向となるように面(ロ
)を形成することにより、一点に光を集光でさる平面型
のフレネルレンズとすることができる。本実施例では、
口径の大きなフレネルレンズとして用いる場合にも、屈
折体7の出射角度を任意に設定できるがら、フレネルレ
ンズ6の焦点1[離を短くすることができろ。つまりこ
のフレネルレンズ6を用いれば光学系のスペースを小さ
くできる。しかも、従来のフレネルレンズ1°ト1±異
すり、フレネルレンズ光も有効にフレネルレンズ6の焦
点に集光できる。(Example 2) Fig. S5 and Fig. V6 are diagrams showing other embodiments of the present invention, and this embodiment effectively condenses light even in a part far from the center of the Fresnel lens 6. Regarding the planar Fresnel lens 6 that can be
As shown in the figure, one with a square cross-section is used. Note that the refractive body 3 described in the above embodiment may be used. This refracting body 7 has a surface (C) formed in the same manner as the above-mentioned refracting body 3 so that the light incident from the surface (A) is totally reflected at the surface (C). In other words, (c) is formed on the total reflection surface. In this refractive body 7, this totally reflected light exits from the surface (b) and is condensed onto the focal point, α, of the small lens body 2. The refractive body 7 of this embodiment is arranged so that the surface (A) is aligned with the bottom surface of the small lens body 2, that is, the ≠ surface of the Fresnel lens 6 as a convex plane lens. That is, the light incident from the surface (A) is incident on the surface (C) at an angle of 41.8 degrees or more, and therefore the incident light is totally reflected on this surface (C). and,
By forming the surface (b) so that the emitted light is in the focus and v directions of the small lens element 2, a planar Fresnel lens that condenses light to one point can be obtained. In this example,
Even when used as a Fresnel lens with a large diameter, the exit angle of the refractor 7 can be arbitrarily set, and the distance between the focal point 1 of the Fresnel lens 6 can be shortened. In other words, by using this Fresnel lens 6, the space of the optical system can be reduced. Moreover, the Fresnel lens light can be effectively focused on the focal point of the Fresnel lens 6 due to the 1° to 1± deviation of the conventional Fresnel lens.
第7図は本実施例をワイドタイプのフレネルレンズ4に
応用例したものである。上記屈折体7と同様の屈折体5
をフレネルレンズ4の小レンズ体2と同様に上方に突設
して形成し、面(イ)を外側に向けたものである。この
上うに面(イ)を外側に向けて、側方から入射して来る
光をレンズの焦点に集光すれば、平面型のフレネルレン
ズ4をワイドタイプとすることができる。このように屈
折体5を形成することにより、平面型で広い範囲の尤を
集光でき、しかも平面型であるから7レネルレン′;r
:4を用いた光学系を薄型にすることができる。FIG. 7 shows an example in which this embodiment is applied to a wide type Fresnel lens 4. Refractor 5 similar to the refractor 7 above
Like the small lens body 2 of the Fresnel lens 4, it is formed to protrude upward, with the surface (A) facing outward. The flat Fresnel lens 4 can be made into a wide type by turning the upper surface (A) outward and condensing the light incident from the side to the focal point of the lens. By forming the refracting body 5 in this way, it is possible to condense light in a wide range with a flat type, and since it is a flat type, 7Renelllen';r
An optical system using :4 can be made thin.
tjIJS図及び第9図は上述の7レネルレン:XGを
車両の盗難防1ヒ用の熱線式検知器Aの光学系に用いた
らのである。第8図に示すように、上記フレネルレンズ
6を備えた熱線式検知器Aを車両8のフロントパネル9
に取り付け、第8図(a)に示すように、斜め上方を検
知するようにしたものである。このように本実施例のフ
レネルレンズ6を用いることにより広角度の検知が可能
とな2゜この熱線式検知器への出力は防犯ベル10に接
続してあり、ドアキー(2(1所)が掛けられたときに
閉成するスイッチsw2.sw3とエンジンキーが外さ
れたときに閉成するスイッチSW、とを並列接続し、こ
れらスイッチ回路と熱線式検知器Aのオンオフスイッチ
SWlとの直列回路を介してバッチ17 Bに熱線式検
知4八を接続しである。つまり、熱線式検知器Aがオン
さhてがらは、fit両8のキーにてドアを開けない限
りは防犯ベル10が鳴るようになっている。The tjIJS diagram and FIG. 9 show the case where the above-mentioned 7 Renel Len:XG is used in the optical system of a hot wire type detector A for vehicle theft prevention. As shown in FIG.
As shown in FIG. 8(a), the sensor is attached to the sensor to detect the diagonally upward direction. As described above, by using the Fresnel lens 6 of this embodiment, wide-angle detection is possible.The output to this hot wire type detector is connected to the security bell 10, and the door key (2 Switches sw2 and sw3, which close when the engine is turned on, and switch SW, which closes when the engine key is removed, are connected in parallel, and these switch circuits are connected in series with the on/off switch SWl of the hot wire detector A. The hot wire detector 48 is connected to the batch 17B via the hot wire detector 48.In other words, while the hot wire detector A is on, the security bell 10 is not activated unless the door is opened using the keys 8 and 8. It's starting to ring.
[発明の効果1
本発明は上述のように、断面山型状の小レンズ体を屈折
率の小さなレンズの中心部にy!!:役し、萌方から入
射される入射光を内部で全反射する全反射面を備え、こ
の全反射面に゛ζ反射された光を上記小レンズ体の焦点
方向に屈折する屈折体を上記中心部周縁の屈折率の大き
な部分に連設しているので、従来では集光効率の悪かっ
たレンズの中心から離れた部分の入射光も小レンズ体の
焦点に集光することができ、このためフレネルレンズの
集光効率が向上し、しかも屈折体にて集光位置を平面型
あるいは湾曲型を問わずに短くすることができ、このフ
レネルレンズを用いる装置の小型化あるいは薄型化が図
れる効果を奏する。[Effect of the Invention 1] As described above, the present invention has a small lens body having a chevron-shaped cross section in the center of a lens having a small refractive index. ! :The above-mentioned refractive body is equipped with a total reflection surface that internally totally reflects the incident light incident from the moe direction, and refracts the light reflected by this total reflection surface toward the focal point of the small lens element. Since it is connected to the area with a high refractive index at the periphery of the center, it is possible to condense incident light in areas far from the center of the lens, which conventionally had poor light collection efficiency, to the focal point of the small lens element. Therefore, the light collection efficiency of the Fresnel lens is improved, and the light collection position can be shortened with a refractor regardless of whether it is a flat or curved type, which has the effect of making the equipment using this Fresnel lens smaller or thinner. play.
第1図は本発明の一実施例の構成図、第2図は同上の屈
折体の構成図、第3図及び第4図は同上を用いて立体検
知を行う場合の説明図、第5図は本発明の他の実施例を
示す構成図、第6図は同上の屈折体の構成図、第7図は
同上の応用例を示す構成図、第8図及び第9図は同上を
用いた熱線検知器の説明図、第10図は従来例を示す構
成図、第11図乃至第15図は同上の動作説明図である
。
1.6はフレネルレンズ、2は小レンズ体、3゜7は屈
折体、(ハ)は全反射面である。
代理人 弁理士 石 1)艮 七
第2図
第6図
(b)
第9図
第1o図
第11図
第12図
第13図
第14図Fig. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a block diagram of the same refracting body as above, Figs. 3 and 4 are explanatory diagrams when performing three-dimensional detection using the same as above, and Fig. 5 is a block diagram of an embodiment of the present invention. 6 is a configuration diagram showing another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a configuration diagram of the same refracting body, FIG. 7 is a configuration diagram showing an application example of the same, and FIGS. 8 and 9 are diagrams using the same. An explanatory diagram of a heat ray detector, FIG. 10 is a configuration diagram showing a conventional example, and FIGS. 11 to 15 are explanatory diagrams of the same operation. 1.6 is a Fresnel lens, 2 is a small lens body, 3°7 is a refractive body, and (c) is a total reflection surface. Agent Patent Attorney Ishi 1) Ai Figure 7 Figure 2 Figure 6 (b) Figure 9 Figure 1 o Figure 11 Figure 12 Figure 13 Figure 14
Claims (1)
の中心部に連設し、前方から入射される入射光を内部で
全反射する全反射面を備え、この全反射面にて反射され
た光を上記小レンズ体の焦点方向に屈折する屈折体を上
記中心部周縁の屈折率の大きな部分に連設して成ること
を特徴とするフレネルレンズ。(1) A small lens body with a chevron-shaped cross section is arranged in a row at the center of a lens with a small refractive index, and is equipped with a total reflection surface that completely internally reflects incident light incident from the front, and this total reflection surface A Fresnel lens characterized in that a refractive body that refracts reflected light toward the focal point of the small lens body is connected to a portion having a large refractive index at the periphery of the center portion.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12062686A JPS62276502A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Fresnel lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12062686A JPS62276502A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Fresnel lens |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62276502A true JPS62276502A (en) | 1987-12-01 |
Family
ID=14790881
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12062686A Pending JPS62276502A (en) | 1986-05-26 | 1986-05-26 | Fresnel lens |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62276502A (en) |
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1986
- 1986-05-26 JP JP12062686A patent/JPS62276502A/en active Pending
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