JP2006330432A - フレネルレンズ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 各輪帯領域RZ内に形成された各三角形状回折格子11は、各輪帯ピッチRpnに合わせて底辺長さを設定した底辺11aと、外周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ入射光Lに対して特定次数の回折光を回折して所定の集光位置に集光させる第1回折格子部11bと、内周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ第1回折格子部11bと異なる回折次数に入射光Lを回折して特定次数以外の回折光を発生させると共に入射光Lに対して光透過率を調整する第2回折格子部11cとを備えてなり、第1,第2回折格子部11b,11cの各輪帯ピッチRpnに対する占有比率を略一定に設定した上で、底辺11aを高さ基準として各三角形状回折格子11の高さHnを、各輪帯領域RZがそれぞれ要求する光透過率になるように各輪帯領域RZごとに可変させたフレネルレンズ10を提供する。
【選択図】図1
Description
光技術コンタクト Vol.26、No3(1988)、P208〜212
図15は図14に示した従来のフレネルレンズを金型により成形する際に、フレネルレンズ用の金型をダイヤモン工具により切削加工して作製する状態を模式的に示した縦断面図、
図16は従来のフレネルレンズに、中央部の光束は光強度が強く、且つ、外周部の光束は光強度が弱いレーザー光を入射させた状態を模式的に示した図である。
前記各三角形状回折格子は、前記光学基板上で入射光が入射する側に前記各輪帯ピッチに合わせて底辺長さを設定した底辺と、前記底辺を透過した前記入射光が出射する側に外周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ前記入射光に対して特定次数の回折光を回折して所定の集光位置に集光させる第1回折格子部と、前記底辺を透過した前記入射光が出射する側に内周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ前記第1回折格子部と異なる回折次数に前記入射光を回折して特定次数以外の回折光を発生させると共に前記入射光に対して光透過率を調整する第2回折格子部とを備えてなり、
前記第1,第2回折格子部の前記各輪帯ピッチに対する占有比率を略一定に設定した上で、前記底辺を高さ基準として前記各三角形状回折格子の高さを、前記各輪帯領域がそれぞれ要求する光透過率になるように前記各輪帯領域ごとに可変させたことを特徴とするフレネルレンズである。
前記光学基板上でレンズ中心部の前記輪帯領域内に形成される三角形状回折格子は、前記第1回折格子部のみを有することを特徴とするフレネルレンズである。
図2は本発明に係るフレネルレンズを使用した時に、光学系の光路を説明するための図、
図3は本発明に係るフレネルレンズを使用した時に、光学系の光強度分布及び光透過率を図2中の位置X1〜X3に対応して示した図である。
図5は本発明に係るフレネルレンズにおいて、一つの輪帯領域内に形成した三角形状回折格子の高さと1次回折光回折効率との関係を示した図、
図6は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径1500μmにおける輪帯ピッチ5.4μm内での三角形状回折格子の高さを示した図、
図7は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径1500μmにおける輪帯ピッチ5.4μm内での三角形状回折格子の回折光強度を示した図、
図8は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径1000μmにおける輪帯ピッチ8.0μm内での三角形状回折格子の高さを示した図、
図9は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径1000μmにおける輪帯ピッチ8.0μm内での三角形状回折格子の回折光強度を示した図、
図10は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径500μmにおける輪帯ピッチ16.1μm内での三角形状回折格子の高さを示した図、
図11は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径500μmにおける輪帯ピッチ16.1μm内での三角形状回折格子の回折光強度を示した図、
図12は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径0μm近傍における輪帯ピッチ126.5μm内での三角形状回折格子の高さを示した図、
図13は本発明に係るフレネルレンズにおいて、レンズ半径0μm近傍における輪帯ピッチ126.5μm内での三角形状回折格子の回折光強度を示した図である。
0.90, 1.00と変化した時に、1次回折光回折効率は、それぞれ61.3%,
80.6%, 88.7%, 91.7%となり、三角形状回折格子11の高さHn
を変化させた場合に連続的に1次回折光回折効率を制御できることがわかる。
11…三角形状回折格子、
11a…底辺、11b…第1回折格子部、11c…第2回折格子部、
OBP…光学基板、0…光学基板の中心、
K…光軸、L…入射光(レーザー光)、
RZ(RZ0,RZ1,RZ2,RZ3,……,RZn)…輪帯領域、
Rn(R0,R1,R2,R3,……,Rn)…レンズ半径、
Rpn(Rp0,Rp1,Rp2,Rp3,……,Rpn)…輪帯ピッチ。
Claims (2)
- 光透過性を有する光学基板上に複数の輪帯領域が中心から外周側に向かって各輪帯ピッチを除々に狭めて設定され、且つ、各輪帯領域内に各三角形状回折格子が形成されたフレネルレンズにおいて、
前記各三角形状回折格子は、前記光学基板上で入射光が入射する側に前記各輪帯ピッチに合わせて底辺長さを設定した底辺と、前記底辺を透過した前記入射光が出射する側に外周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ前記入射光に対して特定次数の回折光を回折して所定の集光位置に集光させる第1回折格子部と、前記底辺を透過した前記入射光が出射する側に内周側に向けて傾斜した傾斜面を有し且つ前記第1回折格子部と異なる回折次数に前記入射光を回折して特定次数以外の回折光を発生させると共に前記入射光に対して光透過率を調整する第2回折格子部とを備えてなり、
前記第1,第2回折格子部の前記各輪帯ピッチに対する占有比率を略一定に設定した上で、前記底辺を高さ基準として前記各三角形状回折格子の高さを、前記各輪帯領域がそれぞれ要求する光透過率になるように前記各輪帯領域ごとに可変させたことを特徴とするフレネルレンズ。 - 前記光学基板上でレンズ中心部の前記輪帯領域内に形成される三角形状回折格子は、前記第1回折格子部のみを有することを特徴とする請求項1記載のフレネルレンズ。
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