JP2008040042A

JP2008040042A - Optical system and optical apparatus

Info

Publication number: JP2008040042A
Application number: JP2006212843A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Hasegawa; 和男長谷川; Hiroyuki Matsubara; 弘幸松原; Tadashi Ichikawa; 正市川; Mitsutoshi Maeda; 光俊前田; Hiroshi Ito; 伊藤　　博
Original assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Current assignee: Toyota Central R&D Labs Inc
Priority date: 2006-08-04
Filing date: 2006-08-04
Publication date: 2008-02-21

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical system in which the lens aberration is minimized by a simple structure even when an optical element with a large numerical aperture is provided and to provide an optical apparatus. <P>SOLUTION: The optical system 10 has: a light emitting means 12 having a numerical aperture larger than 0.1; and the optical element 14 which has a partially spherical form and is provided on the light emitting means 12 to control the light emitted from the light emitting means 12. The optical apparatus is provided with the optical system 10. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、光学系及び光学装置に関する。 The present invention relates to an optical system and an optical apparatus.

光学素子からの出射光を伝達する方法としては、コリメーターレンズと集光レンズを用いた光学系が一般的に知られている。このような光学系において、開口数の大きな光学素子が含まれる場合には、レンズの収差が無視できなくなり、伝達特性が劣化する（結合効率が低下する）。 As a method for transmitting light emitted from an optical element, an optical system using a collimator lens and a condenser lens is generally known. In such an optical system, when an optical element having a large numerical aperture is included, the aberration of the lens cannot be ignored, and the transfer characteristics are deteriorated (coupling efficiency is reduced).

一方、多波長（４波長）が合成された入力光を、波長分散を小さく抑えた光学系により平行光化し、各々の波長に対応した出射ファイバーに結合させる光学系が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この光学系では、色収差、球面収差を小さくする設計のレンズを用いることで、出射特性の向上を図るようにしている。すなわち、開口数が大きな出射ファイバーからの出射光でも、レンズの設計（アプラナートレンズを用いるなど）により、そのレンズ収差を小さく抑えるようにしている。 On the other hand, an optical system has been proposed in which input light combined with multiple wavelengths (four wavelengths) is collimated by an optical system that suppresses chromatic dispersion to be small, and is coupled to an output fiber corresponding to each wavelength (for example, Patent Document 1). In this optical system, the emission characteristics are improved by using a lens designed to reduce chromatic aberration and spherical aberration. That is, even for outgoing light from an outgoing fiber having a large numerical aperture, the lens aberration is suppressed to a small value by designing the lens (using an aplanato lens, etc.).

しかしながら、開口数の大きな（発散角の大きな）光学素子を使用した場合で、レンズ収差が小さくなるようにレンズを設計することには限界がある。つまり、このような光学系でレンズの収差が小さくなるように設計することは、全体的に複雑になり、コスト面でもあまり好ましくない。
特表２００５−５３６７７９号公報 However, when an optical element having a large numerical aperture (a large divergence angle) is used, there is a limit to designing a lens so that lens aberration is reduced. In other words, designing such an optical system so as to reduce the aberration of the lens becomes complicated overall and is not preferable in terms of cost.
JP 2005-53679 Gazette

そこで、本発明は、開口数が大きな光学素子を備えていても、簡易な構成でレンズ収差を小さく抑えることができる光学系及び光学装置を得ることを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical system and an optical apparatus that can suppress lens aberration with a simple configuration even when an optical element having a large numerical aperture is provided.

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の光学系は、０．１より大きな開口数を有する光出射手段と、一部が球面形状とされ、前記光出射手段に該光出射手段から出射された出射光を制御可能に設けられた光学素子と、を有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, an optical system according to claim 1 of the present invention includes a light emitting means having a numerical aperture larger than 0.1, and a part of the light emitting means, and a spherical shape. And an optical element provided so as to be able to control the emitted light emitted from the light emitting means.

そして、請求項２に記載の光学系は、請求項１に記載の光学系において、前記光学素子の中心が、前記光出射手段の光出射領域の中心と一致していることを特徴としている。 The optical system according to claim 2 is characterized in that, in the optical system according to claim 1, the center of the optical element coincides with the center of the light emitting region of the light emitting means.

請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、光出射手段から出射される出射光を、その光出射手段に設けられた光学素子によって制御することができる。つまり、開口数の大きな光出射手段から出射された出射光でも、空間へ出射するところで、可能な限り、その開口数を小さく抑えることができる。したがって、レンズ収差を小さく抑えることができる。また、光学素子を光出射手段に設けるだけで良いため、構造が簡易であり、性能面、コスト面において、従来よりも優位となっている。 According to invention of Claim 1 and Claim 2, the emitted light radiate | emitted from a light-projection means can be controlled by the optical element provided in the light-projection means. That is, even with the outgoing light emitted from the light emitting means having a large numerical aperture, the numerical aperture can be kept as small as possible when it is emitted to the space. Therefore, lens aberration can be suppressed to a small value. Further, since the optical element only needs to be provided in the light emitting means, the structure is simple, and it is superior to the conventional one in terms of performance and cost.

また、本発明に係る請求項３に記載の光学系は、０．１より大きな開口数を有する光入射手段と、一部が球面形状とされ、前記光入射手段に該光入射手段へ入射される入射光を制御可能に設けられた光学素子と、を有することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, there is provided an optical system according to the present invention, wherein the light incident means having a numerical aperture larger than 0.1 and a part of the light incident means are spherical and are incident on the light incident means. And an optical element provided to control incident light.

そして、請求項４に記載の光学系は、請求項３に記載の光学系において、前記光学素子の中心が、前記光入射手段の光入射領域の中心と一致していることを特徴としている。 The optical system according to claim 4 is characterized in that, in the optical system according to claim 3, the center of the optical element coincides with the center of the light incident area of the light incident means.

請求項３及び請求項４に記載の発明によれば、光入射手段へ入射される入射光を、その光入射手段に設けられた光学素子によって制御することができる。つまり、開口数の大きな光入射手段へ入射される入射光を、入射するところで、可能な限り、その開口数を小さく抑えることができる。したがって、レンズ収差の影響を小さく抑えることができる。また、光学素子を光入射手段に設けるだけで良いため、構造が簡易であり、性能面、コスト面において、従来よりも優位となっている。 According to the third and fourth aspects of the present invention, the incident light incident on the light incident means can be controlled by the optical element provided on the light incident means. That is, the numerical aperture can be kept as small as possible where incident light incident on the light incident means having a large numerical aperture is incident. Therefore, the influence of lens aberration can be reduced. Further, since the optical element only needs to be provided in the light incident means, the structure is simple, and it is superior to the conventional one in terms of performance and cost.

また、本発明に係る請求項５に記載の光学装置は、請求項１又は請求項２に記載の光学系と、前記光学系から出射された光を平行光化するコリメーターレンズと、前記コリメーターレンズによって平行光化された光を入射させる光学部品と、を有することを特徴としている。 An optical device according to a fifth aspect of the present invention includes the optical system according to the first or second aspect, a collimator lens that collimates the light emitted from the optical system, and the collimator. And an optical component for allowing the light collimated by the meter lens to enter.

請求項５に記載の発明によれば、低収差な領域を前提に光学部品の設計ができるので、光学部品の特性が良好に得られる。 According to the fifth aspect of the present invention, the optical component can be designed on the premise of a low aberration region, so that the characteristics of the optical component can be obtained satisfactorily.

また、請求項６に記載の光学装置は、請求項５に記載の光学装置において、請求項３又は請求項４に記載の光学系を有することを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the optical device according to the fifth aspect, the optical device according to the third or fourth aspect is provided.

請求項６に記載の発明によれば、光入射手段へ入射される入射光の結合効率を向上させることができる。 According to the sixth aspect of the present invention, the coupling efficiency of incident light incident on the light incident means can be improved.

以上、本発明によれば、開口数が大きな光学素子を備えていても、簡易な構成でレンズ収差を小さく抑えることができる光学系及び光学装置を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an optical system and an optical apparatus that can suppress lens aberration with a simple configuration even when an optical element having a large numerical aperture is provided.

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１（Ａ）は光出射手段を示す概略側面図であり、図１（Ｂ）、図１（Ｃ）は本実施形態に係る光学系を示す概略側面図である。図１（Ｂ）で示すように、本実施形態に係る光学系１０は、０．１より大きな開口数を有する光出射手段としてのマルチモード光ファイバー１２と、一部に球面形状を有する光学素子としての半球状レンズ１４とを備えている。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail based on the embodiments shown in the drawings. 1A is a schematic side view showing a light emitting means, and FIGS. 1B and 1C are schematic side views showing an optical system according to the present embodiment. As shown in FIG. 1B, the optical system 10 according to this embodiment includes a multimode optical fiber 12 as a light emitting means having a numerical aperture larger than 0.1, and an optical element having a spherical shape in part. Hemispherical lens 14.

すなわち、半球状レンズ１４は、その平面部１５がマルチモード光ファイバー１２の先端面に当接するように隙間無く配置され（光学的に接続され）、その中心がマルチモード光ファイバー１２の出射領域の中心と一致している。また、この半球状レンズ１４の半径は、マルチモード光ファイバー１２の出射領域が充分小さいとみなせる程度に大きくされている。具体的には、マルチモード光ファイバー１２の出射領域の直径をＤとし、半球状レンズ１４の半径をｒとするとき、ｒ＞１００×Ｄ（少なくともｒ＞１０×Ｄ）とされている。 That is, the hemispherical lens 14 is disposed without a gap (optically connected) so that the flat surface portion 15 abuts on the tip surface of the multimode optical fiber 12, and the center thereof is the center of the emission region of the multimode optical fiber 12. Match. In addition, the radius of the hemispherical lens 14 is made large enough that the emission region of the multimode optical fiber 12 can be regarded as sufficiently small. Specifically, when the diameter of the emission region of the multimode optical fiber 12 is D and the radius of the hemispherical lens 14 is r, r> 100 × D (at least r> 10 × D).

さて、通常のマルチモード光ファイバー１２の場合（半球状レンズ１４が配置されていない場合）、図１（Ａ）で示すように、屈折率ｎ１のマルチモード光ファイバー１２の内部での角度θ１の光を、空間（空気領域）に出射させると、その出射光は、角度θ２（θ２＝発散角の半角）で出射される。つまり、屈折率ｎ２（ｎ２＜ｎ１）が「１」の空気領域に出射される角度θ２は、スネルの法則に従い（ｎ１ｓｉｎθ１＝ｎ２ｓｉｎθ２）、角度θ１より拡大され、開口数（発散角の半角の正弦:ｓｉｎθ２)は大きくなる。 Now, in the case of the normal multimode optical fiber 12 (when the hemispherical lens 14 is not disposed), as shown in FIG. 1A, the light of the angle θ1 inside the multimode optical fiber 12 having the refractive index n1 is reflected. When emitted to a space (air region), the emitted light is emitted at an angle θ2 (θ2 = half angle of divergence angle). That is, the angle θ2 emitted to the air region where the refractive index n2 (n2 <n1) is “1” is expanded from the angle θ1 according to Snell's law (n1sinθ1 = n2sinθ2), and the numerical aperture (half sine of the divergence angle). : sin θ2) increases.

しかし、マルチモード光ファイバー１２の先端面に半球状レンズ１４が隙間無く配置されていると（光学的に接続されていると）、図１（Ｂ）で示すように、出射光は、角度θ１（θ１＜θ２）で出射される。つまり、半球状レンズ１４の光出射側が球面状になっているため、出射光は屈折することなく、空気領域に出射される。 However, when the hemispherical lens 14 is disposed on the front end surface of the multimode optical fiber 12 without any gap (when optically connected), as shown in FIG. 1B, the emitted light has an angle θ1 ( The light is emitted at θ1 <θ2). That is, since the light emitting side of the hemispherical lens 14 is spherical, the emitted light is emitted to the air region without being refracted.

このように、開口数の大きなマルチモード光ファイバー１２から出射された出射光でも、空間（空気領域）へ出射するところで、可能な限り開口数を小さく抑えることができるので、レンズ収差の小さな光学系を実現することができる（レンズ収差を小さく抑えることができる）。なお、図１（Ｃ）で示すように、半球状レンズ１４は、実際に必要な部分だけあれば充分である。 In this way, even with the outgoing light emitted from the multimode optical fiber 12 having a large numerical aperture, the numerical aperture can be kept as small as possible when exiting into the space (air region). (Lens aberration can be kept small). As shown in FIG. 1C, it is sufficient for the hemispherical lens 14 to have only a necessary part.

次に、以上のような光学系１０を備えた光学装置２０について説明する。図２には、開口数が０．１より大きいマルチモード光ファイバー１２から半球状レンズ１４を介して出射された光を平行光化するコリメーターレンズ２２と、コリメーターレンズ２２によって平行光化された光を入射させる波長フィルターなどの光学部品２４と、光学部品２４を透過した光が集光される集光レンズ２６と、集光レンズ２６で集光した光を入射させる光入射手段としてのマルチモード光ファイバー２８と、を光学系１０の他に備えた光学装置２０が示されている。 Next, the optical device 20 including the optical system 10 as described above will be described. In FIG. 2, a collimator lens 22 that collimates the light emitted from the multimode optical fiber 12 having a numerical aperture greater than 0.1 through the hemispherical lens 14 and the collimator lens 22 collimates the light. An optical component 24 such as a wavelength filter for allowing light to enter, a condensing lens 26 for condensing the light transmitted through the optical component 24, and a multimode as light incident means for allowing the light collected by the condensing lens 26 to enter. An optical device 20 including an optical fiber 28 in addition to the optical system 10 is shown.

一般に、開口数が０．１より大きいマルチモード光ファイバー１２では、上記したように、コリメーターレンズ２２や集光レンズ２６による収差が大きくなり、マルチモード光ファイバー２８への結合効率が低下する。つまり、レンズ収差が大きな状態では、波長フィルターなどの光学部品２４を配置しても良好な特性が得られない。 In general, in the multimode optical fiber 12 having a numerical aperture larger than 0.1, as described above, the aberration caused by the collimator lens 22 and the condenser lens 26 increases, and the coupling efficiency to the multimode optical fiber 28 decreases. That is, in a state where the lens aberration is large, good characteristics cannot be obtained even if the optical component 24 such as a wavelength filter is disposed.

しかし、本実施形態に係る光学系１０では、半球状レンズ１４をマルチモード光ファイバー１２の先端面に隙間無く配置しているので、出射光をコリメーターレンズ２２へ向けて出射するところで、可能な限りその開口数を小さく抑えることができる（コリメーターレンズ２２への入力段階で、大きな開口数のまま光を入射させないようにできる）。よって、低収差な領域を前提に光学部品２４の設計が可能となり、光学部品２４の特性が良好に得られる。 However, in the optical system 10 according to the present embodiment, since the hemispherical lens 14 is disposed on the tip surface of the multimode optical fiber 12 without a gap, the emitted light is emitted toward the collimator lens 22 as much as possible. The numerical aperture can be kept small (in the input stage to the collimator lens 22, light can be prevented from entering with a large numerical aperture). Therefore, the optical component 24 can be designed on the premise of a low aberration region, and the characteristics of the optical component 24 can be obtained well.

このように、本実施形態に係る光学系１０を備えた光学装置２０によれば、半球状レンズ１４をマルチモード光ファイバー１２の先端面に設けるだけという簡易な構成でありながら、光学部品２４の特性が良好に得られ、かつ、接続された次の光学素子、この場合は光入射手段としてのマルチモード光ファイバー２８への結合効率を向上させることができる。したがって、従来よりも性能面、コスト面において優位となっている。 As described above, according to the optical device 20 including the optical system 10 according to the present embodiment, the characteristics of the optical component 24 can be easily achieved by simply providing the hemispherical lens 14 on the distal end surface of the multimode optical fiber 12. And the coupling efficiency to the next connected optical element, in this case, the multimode optical fiber 28 as the light incident means can be improved. Therefore, it has an advantage in terms of performance and cost as compared with the prior art.

なお、図３で示すように、マルチモード光ファイバー２８の入射側先端面に半球状レンズ１４（図示のものは図１（Ｃ）で示すタイプ）を隙間無く配置してもよい。このような構成にすると、レンズ収差の影響を更に小さく抑えることができるとともに、光入射手段としてのマルチモード光ファイバー２８への結合効率を更に向上させることができる。 As shown in FIG. 3, the hemispherical lens 14 (the type shown in FIG. 1C) may be arranged without a gap on the incident-side tip surface of the multimode optical fiber 28. With such a configuration, the influence of lens aberration can be further reduced, and the coupling efficiency to the multimode optical fiber 28 as the light incident means can be further improved.

また、図４、図５には、第１の光出射手段であるマルチモード光ファイバー１２Ａから半球状レンズ１４Ａを介して出射された光を平行光化するコリメーターレンズ２２Ａと、第２の光出射手段であるマルチモード光ファイバー１２Ｂから半球状レンズ１４Ｂを介して出射された光を平行光化するコリメーターレンズ２２Ｂと、コリメーターレンズ２２Ａによって平行光化された光を透過し、コリメーターレンズ２２Ｂによって平行光化された光を反射させる光学部品としてのダイクロイックミラー２５と、ダイクロイックミラー２５を透過及び反射して合波された光が集光される集光レンズ２６と、集光レンズ２６で集光した光を入射させる光入射手段であるマルチモード光ファイバー２８と、を光学系１０の他に備えた光学装置２０が示されている。 4 and 5 show a collimator lens 22A for collimating the light emitted from the multimode optical fiber 12A as the first light emitting means through the hemispherical lens 14A, and the second light emitting. The collimator lens 22B that collimates the light emitted from the multimode optical fiber 12B, which is the means, through the hemispherical lens 14B, and the light collimated by the collimator lens 22A is transmitted, A dichroic mirror 25 as an optical component that reflects the collimated light, a condensing lens 26 that condenses the light that is transmitted and reflected by the dichroic mirror 25, and is collected by the condensing lens 26. The optical device 20 includes a multi-mode optical fiber 28 that is a light incident means for making the incident light incident, in addition to the optical system 10. It has been.

なお、当然ながら、第１の光出射手段であるマルチモード光ファイバー１２Ａから出射される出射光と、第２の光出射手段であるマルチモード光ファイバー１２Ｂから出射される出射光は、その波長が互いに異なっている。また、図４で示すダイクロイックミラー２５の設置角度αは４５度とされているが、図５で示すダイクロイックミラー２５の設置角度αは６０度とされている。ダイクロイックミラー２５に対する設計を緩和するためには、ダイクロイックミラー２５に対する光の入射角度を小さくする方（図５で示す方）が好ましい。このような光学装置２０にしても、レンズ収差を小さく抑えることができる。 Of course, the emitted light emitted from the multimode optical fiber 12A as the first light emitting means and the emitted light emitted from the multimode optical fiber 12B as the second light emitting means have different wavelengths. ing. The installation angle α of the dichroic mirror 25 shown in FIG. 4 is 45 degrees, but the installation angle α of the dichroic mirror 25 shown in FIG. 5 is 60 degrees. In order to relax the design of the dichroic mirror 25, it is preferable to reduce the incident angle of light to the dichroic mirror 25 (shown in FIG. 5). Even in such an optical device 20, lens aberration can be suppressed to a low level.

また、図６には、光学系１０を備え、離れた２点間で光束を空間伝送する光学装置としての空間伝送装置３０が示されている。すなわち、この空間伝送装置３０は、光学系１０の他に、信号変調手段３２と、発光素子制御手段３４と、開口部を有する半導体レーザーなどの発光素子３６と、その発光素子３６の開口部に接続された（光学的に結合された）マルチモード光ファイバー１２から半球状レンズ１４を介して出射された光を平行光化して伝送するコリメーターレンズ３８と、伝送された光を集光する集光レンズ４０と、集光レンズ４０で集光した光を入射させる光入射手段としての受光素子４２と、受光素子制御手段４４と、信号復調手段４６とを備えている。 FIG. 6 shows a spatial transmission device 30 as an optical device that includes the optical system 10 and spatially transmits a light beam between two distant points. That is, the spatial transmission device 30 includes, in addition to the optical system 10, a signal modulation unit 32, a light emitting element control unit 34, a light emitting element 36 such as a semiconductor laser having an opening, and an opening of the light emitting element 36. A collimator lens 38 that collimates and transmits the light emitted from the connected (optically coupled) multimode optical fiber 12 via the hemispherical lens 14, and a condenser that condenses the transmitted light. A lens 40, a light receiving element 42 as light incident means for making the light condensed by the condenser lens 40 incident, a light receiving element control means 44, and a signal demodulation means 46 are provided.

高効率で、より遠くに光束を伝達させるためには、レンズ収差の影響が少ない平行光を実現する必要がある。本実施形態に係る光学系１０を備えた空間伝送装置３０によれば、出射光をコリメーターレンズ３８へ向けて出射するところで、可能な限りその開口数を小さく抑えることができるため、コリメーターレンズ３８への入力段階で、大きな開口数のまま光を入射させないようにでき、これによって、レンズ収差を小さく抑えることができる。なお、半球状レンズ１４は、発光素子３６の開口部に直接配置する構成にしてもよく、この場合は、発光素子３６が光出射手段となる。 In order to transmit a light beam farther with high efficiency, it is necessary to realize parallel light that is less affected by lens aberration. According to the spatial transmission device 30 including the optical system 10 according to the present embodiment, the numerical aperture can be kept as small as possible when the emitted light is emitted toward the collimator lens 38. Therefore, the collimator lens It is possible to prevent light from being incident with a large numerical aperture at the input stage to the lens 38, whereby lens aberration can be suppressed small. The hemispherical lens 14 may be arranged directly in the opening of the light emitting element 36. In this case, the light emitting element 36 serves as a light emitting means.

また、図７で示すように、図１で示す半球状レンズ１４とは異なる屈折率を有する半球状レンズ１６、１８を、半球状レンズ１４と同様にマルチモード光ファイバー１２の先端面に隙間なく配置してもよい。すなわち、図７（Ａ）で示すように、軸対象の屈折率分布を有する半球状レンズ１６を使用したり、図７（Ｂ）で示すように、光の進行方向に屈折率分布を有する半球状レンズ１８を使用してもよい。 Further, as shown in FIG. 7, hemispherical lenses 16 and 18 having a refractive index different from that of the hemispherical lens 14 shown in FIG. May be. That is, as shown in FIG. 7A, a hemispherical lens 16 having an axial refractive index distribution is used, or as shown in FIG. 7B, a hemisphere having a refractive index distribution in the light traveling direction. A lens 18 may be used.

半球状レンズ１６、１８のような屈折率分布を持たせると、０．１より大きな開口数を有するマルチモード光ファイバー１２に光学的に接続させる際の特性（設計値）を向上させることができる。つまり、半球状レンズの屈折率を適切に選択すれば、その半球状レンズの球面に対して、ほぼ垂直に光を進ませる（出射光を制御する）ことが可能になるので、空間（空気領域）との境界面で大きく屈折させることなく、透過させることが可能となる。よって、このような半球状レンズ１６、１８を光学装置２０、空間伝送装置３０に使用すれば、更にそのレンズ収差を小さく抑えることが可能となる。 By providing a refractive index distribution like the hemispherical lenses 16 and 18, it is possible to improve characteristics (design values) when optically connected to the multimode optical fiber 12 having a numerical aperture larger than 0.1. In other words, if the refractive index of the hemispherical lens is appropriately selected, light can be made to travel almost perpendicularly to the spherical surface of the hemispherical lens (the outgoing light can be controlled). ), And can be transmitted without being refracted greatly. Therefore, if such hemispherical lenses 16 and 18 are used in the optical device 20 and the spatial transmission device 30, the lens aberration can be further reduced.

（Ａ）マルチモード光ファイバーからの出射光の発散角を示す概略側面図、（Ｂ）マルチモード光ファイバーと半球状レンズとを備えた光学系を示す概略側面図、（Ｃ）マルチモード光ファイバーと別の半球状レンズとを備えた光学系を示す概略側面図(A) Schematic side view showing the divergence angle of light emitted from the multimode optical fiber, (B) Schematic side view showing an optical system including the multimode optical fiber and a hemispherical lens, (C) Schematic side view showing an optical system provided with a hemispherical lens 光学系とコリメーターレンズと光学部品とを備えた光学装置を示す説明図Explanatory drawing which shows the optical apparatus provided with the optical system, the collimator lens, and the optical component 光入射側の光学素子を示す概略側面図Schematic side view showing optical elements on the light incident side 光学系とコリメーターレンズとダイクロイックミラーとを備えた光学装置を示す説明図Explanatory drawing which shows the optical apparatus provided with the optical system, the collimator lens, and the dichroic mirror 光学系とコリメーターレンズとダイクロイックミラーとを備えた光学装置を示す説明図Explanatory drawing which shows the optical apparatus provided with the optical system, the collimator lens, and the dichroic mirror 光学系を備えた空間伝送装置を示す説明図Explanatory drawing which shows the spatial transmission apparatus provided with the optical system （Ａ）マルチモード光ファイバーと屈折率の異なる半球状レンズとを備えた光学系を示す概略側面図、（Ｂ）マルチモード光ファイバーと屈折率の異なる半球状レンズとを備えた光学系を示す概略側面図(A) Schematic side view showing an optical system including a multimode optical fiber and a hemispherical lens having a different refractive index, (B) Schematic side view showing an optical system having a multimode optical fiber and a hemispherical lens having a different refractive index. Figure

Explanation of symbols

１０光学系
１２マルチモード光ファイバー（光出射手段）
１４半球状レンズ（光学素子）
１６半球状レンズ（光学素子）
１８半球状レンズ（光学素子）
２０光学装置
２２コリメーターレンズ
２４光学部品
２５ダイクロイックミラー（光学部品）
２６集光レンズ
２８マルチモード光ファイバー（光入射手段）
３０空間伝送装置（光学装置）
３６発光素子（光出射手段）
４２受光素子（光入射手段） 10 optical system 12 multimode optical fiber (light emitting means)
14 Hemispherical lens (optical element)
16 Hemispherical lens (optical element)
18 Hemispherical lens (optical element)
20 Optical device 22 Collimator lens 24 Optical component 25 Dichroic mirror (optical component)
26 Condensing lens 28 Multimode optical fiber (light incident means)
30 Spatial transmission device (optical device)
36 Light emitting element (light emitting means)
42 Light receiving element (light incident means)

Claims

A light emitting means having a numerical aperture greater than 0.1;
A part of which is spherical, and an optical element provided in the light emitting means so as to be able to control the emitted light emitted from the light emitting means;
An optical system comprising:

The optical system according to claim 1, wherein the center of the optical element coincides with the center of the light emitting region of the light emitting means.

A light incident means having a numerical aperture greater than 0.1;
A part of which is spherical, and an optical element provided in the light incident means so as to control incident light incident on the light incident means;
An optical system comprising:

The optical system according to claim 3, wherein the center of the optical element coincides with the center of the light incident area of the light incident means.

The optical system according to claim 1 or 2,
A collimator lens that collimates the light emitted from the optical system;
An optical component for making the light collimated by the collimator lens incident;
An optical device comprising:

The optical apparatus according to claim 5, comprising the optical system according to claim 3.