JPH0743441B2 - 合成樹脂製レンズ体の製造方法 - Google Patents
合成樹脂製レンズ体の製造方法Info
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- JPH0743441B2 JPH0743441B2 JP1080942A JP8094289A JPH0743441B2 JP H0743441 B2 JPH0743441 B2 JP H0743441B2 JP 1080942 A JP1080942 A JP 1080942A JP 8094289 A JP8094289 A JP 8094289A JP H0743441 B2 JPH0743441 B2 JP H0743441B2
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- synthetic resin
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- lens
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Description
【発明の詳細な説明】 本発明は、屈折率に変化を与える物質を透明基板に内部
拡散して合成樹脂製透明基板中に合成樹脂製屈折率分布
型レンズ部分が形成されている合成樹脂製レンズ体を製
造する方法に関するものである。
拡散して合成樹脂製透明基板中に合成樹脂製屈折率分布
型レンズ部分が形成されている合成樹脂製レンズ体を製
造する方法に関するものである。
従来から、第１図に示すような円柱形状の屈折率分布型
レンズが知られている。この第１図に示すレンズにおい
ては、合成樹脂又はガラスから成る透明円柱体１の中心
軸から半径方向に向ってほぼ二乗近似で屈折率が変化し
ている。従って、透明円柱体１の一方の面に垂直に入射
される光線２は、この透明円柱体１内で集束又は発散さ
れて、その他方の面から外部へ放出され、例えば、上記
屈折率が中心軸から半径方向に向って減少している場合
には、焦点３にスポット場に集束される。
レンズが知られている。この第１図に示すレンズにおい
ては、合成樹脂又はガラスから成る透明円柱体１の中心
軸から半径方向に向ってほぼ二乗近似で屈折率が変化し
ている。従って、透明円柱体１の一方の面に垂直に入射
される光線２は、この透明円柱体１内で集束又は発散さ
れて、その他方の面から外部へ放出され、例えば、上記
屈折率が中心軸から半径方向に向って減少している場合
には、焦点３にスポット場に集束される。
また、第１図に示す円柱形状の屈折率分布型レンズとは
別に、透明平板を用いた屈折率分布型レンズも知られて
いる。このような平板形状の屈折率分布型レンズにおい
ては、例えば、合成樹脂又はガラスから成る平板状の透
明基板の厚さ方向の中心面から両側表面に向ってほぼ二
乗近似で屈折率が変化している。従って、上記透明基板
の上記両側表面の間に存在する一側縁から上記両側表面
に平行して入射される光線は、上記透明基板内でこの基
板の厚さ方向に集束又は発散されて、同様に上記両側表
面の間に存在する他側縁から外部へ放出され、例えば、
上記率がその厚さ方向の中心部から両側表面に向ってほ
ぼ二乗近似で減少している場合には、輝線状に集束され
る。
別に、透明平板を用いた屈折率分布型レンズも知られて
いる。このような平板形状の屈折率分布型レンズにおい
ては、例えば、合成樹脂又はガラスから成る平板状の透
明基板の厚さ方向の中心面から両側表面に向ってほぼ二
乗近似で屈折率が変化している。従って、上記透明基板
の上記両側表面の間に存在する一側縁から上記両側表面
に平行して入射される光線は、上記透明基板内でこの基
板の厚さ方向に集束又は発散されて、同様に上記両側表
面の間に存在する他側縁から外部へ放出され、例えば、
上記率がその厚さ方向の中心部から両側表面に向ってほ
ぼ二乗近似で減少している場合には、輝線状に集束され
る。
上述のような円柱形状又は平板形状の屈折率分布型レン
ズは、光通信用の周辺デバイスに広く応用され、例え
ば、半導体レーザと光ファイバとの光結合系や、光ファ
イバの中間の減衰器又は分岐回路を挿入するための平行
レンズ体などに応用されている。また、上述のような屈
折率分布型レンズは、正立等倍実像を形成し得る結像条
件の単位レンズ部分を一次又は二次元に配列して構成し
たライン状又はマトリックス状のレンズ体として、複写
機やファクシミリの光学系に応用されている。
ズは、光通信用の周辺デバイスに広く応用され、例え
ば、半導体レーザと光ファイバとの光結合系や、光ファ
イバの中間の減衰器又は分岐回路を挿入するための平行
レンズ体などに応用されている。また、上述のような屈
折率分布型レンズは、正立等倍実像を形成し得る結像条
件の単位レンズ部分を一次又は二次元に配列して構成し
たライン状又はマトリックス状のレンズ体として、複写
機やファクシミリの光学系に応用されている。
しかし、従来から知られている屈折率分布型レンズの場
合には、屈折率分布が二次元的なものである。例えば、
第１図に示す円柱形状の屈折率分布型レンズの場合に
は、中心軸に対して直交する仮想面においてはこの中心
軸から半径方向に向って屈折率が次第に変化している
が、上記中心軸に沿う方向には変化していない。また、
既述の平板形状の屈折率分布型レンズの場合には、表面
と直交する仮想面においてはその厚さ方向の中心面から
両側表面に向って屈折率が次第に変化しているが、光線
の進行方向、即ち上記表面と平行な仮想面においては変
化していない。また、これらのレンズの場合には、製造
工程が複雑であるから、大量生産に適していない。
合には、屈折率分布が二次元的なものである。例えば、
第１図に示す円柱形状の屈折率分布型レンズの場合に
は、中心軸に対して直交する仮想面においてはこの中心
軸から半径方向に向って屈折率が次第に変化している
が、上記中心軸に沿う方向には変化していない。また、
既述の平板形状の屈折率分布型レンズの場合には、表面
と直交する仮想面においてはその厚さ方向の中心面から
両側表面に向って屈折率が次第に変化しているが、光線
の進行方向、即ち上記表面と平行な仮想面においては変
化していない。また、これらのレンズの場合には、製造
工程が複雑であるから、大量生産に適していない。
本発明は、上述のような点に鑑みて発明されたものであ
って、その第１の発明は、冒頭に述べた合成樹脂製レン
ズ体の製造方法において、第１のモノマーの半重合させ
ることにより上記透明基板を作成し、上記屈折率分布型
レンズ部分にそれぞれ対応する開口を複数個有するマス
クを上記共通の透明基板に形成し、上記第１のモノマー
と共重合して上記共通の透明基板よりも高屈折率の重合
体を形成する第２のモノマーを上記屈折率変化を与える
物質として上記共通の透明基板に上記複数個の開口を通
してかつ上記共通の透明基板を貫通しないようにして選
択的に内部拡散した後に上記共通の透明基板全体の重合
を完結させることにより、上記複数個の開口にそれぞれ
対応した合成樹脂製の上記屈折率分布型レンズ部分が合
成樹脂製の上記透明基板中に複数個形成されるようにな
し、この際、上記内部拡散により上記共通の透明基板に
形成される各屈折率分布型レンズ部分が、上記共通の透
明基板の面に垂直な少なくとも１つの断面内でほぼ半円
形状の屈折率分布領域を有し、この半円形状の屈折率分
布領域が、上記面上の一点を中心として放射方向に向け
て次第に変化する屈折率分布を有するようになしたこと
を特徴とする合成樹脂製レンズ体の製造方法に係るもの
である。
って、その第１の発明は、冒頭に述べた合成樹脂製レン
ズ体の製造方法において、第１のモノマーの半重合させ
ることにより上記透明基板を作成し、上記屈折率分布型
レンズ部分にそれぞれ対応する開口を複数個有するマス
クを上記共通の透明基板に形成し、上記第１のモノマー
と共重合して上記共通の透明基板よりも高屈折率の重合
体を形成する第２のモノマーを上記屈折率変化を与える
物質として上記共通の透明基板に上記複数個の開口を通
してかつ上記共通の透明基板を貫通しないようにして選
択的に内部拡散した後に上記共通の透明基板全体の重合
を完結させることにより、上記複数個の開口にそれぞれ
対応した合成樹脂製の上記屈折率分布型レンズ部分が合
成樹脂製の上記透明基板中に複数個形成されるようにな
し、この際、上記内部拡散により上記共通の透明基板に
形成される各屈折率分布型レンズ部分が、上記共通の透
明基板の面に垂直な少なくとも１つの断面内でほぼ半円
形状の屈折率分布領域を有し、この半円形状の屈折率分
布領域が、上記面上の一点を中心として放射方向に向け
て次第に変化する屈折率分布を有するようになしたこと
を特徴とする合成樹脂製レンズ体の製造方法に係るもの
である。
また、その第２の発明は、冒頭に述べた合成樹脂製レン
ズ体の製造方法において、第１モノマーを半重合させる
ことにより上記透明基板を作成し、上記屈折率分布型レ
ンズ部分にそれぞれ対応するマスクを上記共通の透明基
板上の複数個形成し、上記第１のモノマーと共重合して
上記共通の透明基板よりも低屈折率の重合体を形成する
第２のモノマーを上記屈折率変化を与える物質として上
記共通の透明基板に上記複数個のマスク以外の個所から
選択的に内部拡散した後に上記共通の透明基板全体の重
合を完結させることにより、上記複数個のマスクにそれ
ぞれ対応した合成樹脂製の上記屈折率分布型レンズ部分
を合成樹脂製の上記透明基板中に複数個形成するように
したことを特徴とする合成樹脂製レンズ体の製造方法に
係るものである。このように構成された本発明によれ
ば、複数の屈折率分布型レンズ部分を具備するレンズ体
を低温でかつ短時間でしかも簡単な製造工程によって大
量に製造することができ、また、複数の屈折率分布型レ
ンズ部分の相互の位置合せを簡単かつ正確に行うことが
でき、しかも、複数の屈折率分布型レンズ部分のそれぞ
れをその焦点距離が小さくかつ小型に構成することがで
きる。
ズ体の製造方法において、第１モノマーを半重合させる
ことにより上記透明基板を作成し、上記屈折率分布型レ
ンズ部分にそれぞれ対応するマスクを上記共通の透明基
板上の複数個形成し、上記第１のモノマーと共重合して
上記共通の透明基板よりも低屈折率の重合体を形成する
第２のモノマーを上記屈折率変化を与える物質として上
記共通の透明基板に上記複数個のマスク以外の個所から
選択的に内部拡散した後に上記共通の透明基板全体の重
合を完結させることにより、上記複数個のマスクにそれ
ぞれ対応した合成樹脂製の上記屈折率分布型レンズ部分
を合成樹脂製の上記透明基板中に複数個形成するように
したことを特徴とする合成樹脂製レンズ体の製造方法に
係るものである。このように構成された本発明によれ
ば、複数の屈折率分布型レンズ部分を具備するレンズ体
を低温でかつ短時間でしかも簡単な製造工程によって大
量に製造することができ、また、複数の屈折率分布型レ
ンズ部分の相互の位置合せを簡単かつ正確に行うことが
でき、しかも、複数の屈折率分布型レンズ部分のそれぞ
れをその焦点距離が小さくかつ小型に構成することがで
きる。
本発明において、透明基板のその一方の面から第２のモ
ノマーを内部拡散することにより、第１の屈折率分布型
レンズ部分を形成すると共に、上記透明基板にその他方
の面から第２のモノマーを内部拡散することにより、上
記透明基板の厚さ方向において上記第１の屈折率分布型
レンズ部分と対向する第２の屈折率分布型レンズ部分を
形成するようにしてもよい。このように構成すれば、互
いに対向する第１及び第２の屈折率分布型レンズ部分か
ら成る組合せレンズ部分によって、単一の屈折率分布型
レンズ部分の場合に較べて、焦点距離の小さいレンズを
提供することができ、また、焦点距離が小さい割には、
小型に構成することができる。
ノマーを内部拡散することにより、第１の屈折率分布型
レンズ部分を形成すると共に、上記透明基板にその他方
の面から第２のモノマーを内部拡散することにより、上
記透明基板の厚さ方向において上記第１の屈折率分布型
レンズ部分と対向する第２の屈折率分布型レンズ部分を
形成するようにしてもよい。このように構成すれば、互
いに対向する第１及び第２の屈折率分布型レンズ部分か
ら成る組合せレンズ部分によって、単一の屈折率分布型
レンズ部分の場合に較べて、焦点距離の小さいレンズを
提供することができ、また、焦点距離が小さい割には、
小型に構成することができる。
次に、本発明の実施例を第２図〜第８図について説明す
る。
る。
まず、本発明の一実施例を第２図〜第４図について説明
すると、この屈折率分布型レズ体は、基本的には、第２
図に示す工程を経て製造される。なお、第２図〜第４図
には、単一の屈折率分布型レンズ部分を製造する状態が
図示されているが、実際には、第６図に示す場合と同様
にして、複数個の屈折率分布型レンズ部分が共通の透明
基板に同時に製造される。
すると、この屈折率分布型レズ体は、基本的には、第２
図に示す工程を経て製造される。なお、第２図〜第４図
には、単一の屈折率分布型レンズ部分を製造する状態が
図示されているが、実際には、第６図に示す場合と同様
にして、複数個の屈折率分布型レンズ部分が共通の透明
基板に同時に製造される。
第２図において、透明基板11には、その中心に円形の窓
又は穴12aを有するマスク12が形成される。このマスク1
2の材料は、穴12aを通して拡散される拡散源を含有する
拡散用物質に応じて適当に決定することができる。
又は穴12aを有するマスク12が形成される。このマスク1
2の材料は、穴12aを通して拡散される拡散源を含有する
拡散用物質に応じて適当に決定することができる。
即ち、まず、基板11の全面にマスク用被膜層を形成し
て、次いで、このマスク用被膜層をフォトレジスト膜で
被膜する。次いで、このフォトレジスト膜のうちの穴12
aに相当する部分を感光させ、この感光させた部分のフ
ォトレジスト膜を除去する。次いで、この除去された部
分のマスク用被膜層を更に除去してから、残りのフォト
レジスト膜を除去すると、第２図に示すようにマスク12
を有する透明基板11が得られる。なお、上記穴12aは、
必ずしも円形でなくてもよく、必要とする屈折率分布型
レンズ部分の形状に合せて楕円形、長方形などとするこ
とができる。
て、次いで、このマスク用被膜層をフォトレジスト膜で
被膜する。次いで、このフォトレジスト膜のうちの穴12
aに相当する部分を感光させ、この感光させた部分のフ
ォトレジスト膜を除去する。次いで、この除去された部
分のマスク用被膜層を更に除去してから、残りのフォト
レジスト膜を除去すると、第２図に示すようにマスク12
を有する透明基板11が得られる。なお、上記穴12aは、
必ずしも円形でなくてもよく、必要とする屈折率分布型
レンズ部分の形状に合せて楕円形、長方形などとするこ
とができる。
次に、穴12aを通して基板11内に拡散源10を拡散させ
て、以下に述べる所定の屈折率分布を基板11内に形成す
る。なお、基板11内に拡散源10を拡散させて所定の屈折
率分布を得るための方法としては、透明な重合体から成
る合成樹脂にて構成された透明基板11に、この重合体と
共重合してその屈折率を変化させるモノマーを拡散移動
させ、次いで、上述の共重合を行わせる方法が用いられ
るが、この方法は、具体的には、後述の具体例１及び２
に従ったものであってよい。
て、以下に述べる所定の屈折率分布を基板11内に形成す
る。なお、基板11内に拡散源10を拡散させて所定の屈折
率分布を得るための方法としては、透明な重合体から成
る合成樹脂にて構成された透明基板11に、この重合体と
共重合してその屈折率を変化させるモノマーを拡散移動
させ、次いで、上述の共重合を行わせる方法が用いられ
るが、この方法は、具体的には、後述の具体例１及び２
に従ったものであってよい。
第3A図及び第3B図には、本発明によるレンズ体における
屈折率分布の一例が示されている。第3A図は、第４図に
示すレンズ体の屈折率分布型レンズ部分13の軸線方向
（ｚ軸方向）おける屈折率分布を示し、基板11の表面11
aから裏面11bに向かうに従って屈折率が例えば二乗近似
で次第に減少して、全体として弧状に変化している。ま
た、第3B図は、上記軸線方向とは直交する方向における
屈折率分布（即ち、ｚ軸方向の任意の点z0におけるｘ軸
方向及びｙ軸方向についての屈折率分布）を示し、中心
軸から遠ざかるに従って屈折率が例えば二乗近似で次第
に減少して、全体として山形の分布になっている。
屈折率分布の一例が示されている。第3A図は、第４図に
示すレンズ体の屈折率分布型レンズ部分13の軸線方向
（ｚ軸方向）おける屈折率分布を示し、基板11の表面11
aから裏面11bに向かうに従って屈折率が例えば二乗近似
で次第に減少して、全体として弧状に変化している。ま
た、第3B図は、上記軸線方向とは直交する方向における
屈折率分布（即ち、ｚ軸方向の任意の点z0におけるｘ軸
方向及びｙ軸方向についての屈折率分布）を示し、中心
軸から遠ざかるに従って屈折率が例えば二乗近似で次第
に減少して、全体として山形の分布になっている。
なお、第２図に示す製造工程を経て得られるガラス体
は、第４図に示すように、凸レンズ作用を有する。
は、第４図に示すように、凸レンズ作用を有する。
次に、本発明の別の実施例を第５図について説明する
と、この第５図には、レンズ体の第２図の場合とは別の
製造工程が示されている。
と、この第５図には、レンズ体の第２図の場合とは別の
製造工程が示されている。
第５図においては、屈折率分布型レンズ部分の軸線16に
相当するラインを中心として透明基板11の表面に円板状
マスク17が形成されてから、基板11の屈折率の減少に寄
与する拡散源10が拡散される。そして、この拡散が行わ
れた基板11の所定領域の屈折率は、拡散の度合に応じて
減少して、第3A図及び第3B図に示す特性を有する屈折率
分布型レンズ部分を具備するレンズ体が得られる。
相当するラインを中心として透明基板11の表面に円板状
マスク17が形成されてから、基板11の屈折率の減少に寄
与する拡散源10が拡散される。そして、この拡散が行わ
れた基板11の所定領域の屈折率は、拡散の度合に応じて
減少して、第3A図及び第3B図に示す特性を有する屈折率
分布型レンズ部分を具備するレンズ体が得られる。
なお、第５図に示す製造工程を経て得られるガラス体
は、第４図に示すように、凸レンズ作用を有する。
は、第４図に示すように、凸レンズ作用を有する。
次に、本発明の更に別の実施例を第６図について説明す
ると、本発明によるレンズ体の製造方法は、屈折率分布
型レンズ部分を共通の透明基板中の複数個設けるもので
あるが、特に多数個の屈折率分布型レンズ部分を共通の
透明基板中のライン状又はマトリックス状に構成するの
に好適であり、第６図には、マトリックス状に配設する
場合が示されている。
ると、本発明によるレンズ体の製造方法は、屈折率分布
型レンズ部分を共通の透明基板中の複数個設けるもので
あるが、特に多数個の屈折率分布型レンズ部分を共通の
透明基板中のライン状又はマトリックス状に構成するの
に好適であり、第６図には、マトリックス状に配設する
場合が示されている。
第６図において、個々の単位レンズ21は、第４図に示す
レンズ体と実質的に同一の構成であり、これらの単位レ
ンズ21が共通の透明基板11を有しかつXY方向にマトリッ
クス状に配設されている。この場合、マスク12の穴12a
の直径は単位レンズ21の縦又は長さの1/3〜1/2程度であ
ってよい。
レンズ体と実質的に同一の構成であり、これらの単位レ
ンズ21が共通の透明基板11を有しかつXY方向にマトリッ
クス状に配設されている。この場合、マスク12の穴12a
の直径は単位レンズ21の縦又は長さの1/3〜1/2程度であ
ってよい。
第６図に示す上述のレンズ体の場合には、多数の屈折率
分布型レンズ部分13の相対的な位置をマスク12の形状に
よって任意かつ高精度に選定することができる。また第
４図に示すように単一の屈折率分布型レンズ部分を有す
るレンズ体の多数個を接着固定してマトリックス状に構
成する場合に生ずる光軸の不揃いを極力防止することが
でき、しかも、この場合に較べて全体を小型に構成する
ことが可能である。
分布型レンズ部分13の相対的な位置をマスク12の形状に
よって任意かつ高精度に選定することができる。また第
４図に示すように単一の屈折率分布型レンズ部分を有す
るレンズ体の多数個を接着固定してマトリックス状に構
成する場合に生ずる光軸の不揃いを極力防止することが
でき、しかも、この場合に較べて全体を小型に構成する
ことが可能である。
次に、本発明の更に別の実施例を、第２図を参照しつ
つ、第７図及び第８図について説明すると、第７図及び
第８図の場合には、透明基板の両側面から拡散源を拡散
させるようにしている。
つ、第７図及び第８図について説明すると、第７図及び
第８図の場合には、透明基板の両側面から拡散源を拡散
させるようにしている。
これらの第７図及び第８図において、透明基板11の両側
面に形成されるマスク22及び23は、第２図に示すマスク
12と実質的に同一のものであって、これらのマスク22及
び23に形成されている穴22a及び23aは、上下に互いに対
向している。従って、第２図の場合と同様の拡散が基板
11の両側から行われると、第８図に示すように、互いに
対向する上下一対の屈折率分布型レンズ部分24及び25が
形成され、これらのレンズ部分は、何れも、第3A及び第
3B図に示す特性を有している。
面に形成されるマスク22及び23は、第２図に示すマスク
12と実質的に同一のものであって、これらのマスク22及
び23に形成されている穴22a及び23aは、上下に互いに対
向している。従って、第２図の場合と同様の拡散が基板
11の両側から行われると、第８図に示すように、互いに
対向する上下一対の屈折率分布型レンズ部分24及び25が
形成され、これらのレンズ部分は、何れも、第3A及び第
3B図に示す特性を有している。
上述のように、第１の屈折率分布型レンズ部分24と、透
明基板の厚さ方向においてこの第１のレンズ部分24と対
向する第２の屈折率分布型レンズ部分25とから成る組合
せレンズ部分を具備する平板レンズ体によれば、一点か
ら放射される光が一方のレンズ部分24又ば25によって集
光された後、更に他方のレンズ部分25又は24によって集
光されてスポット状に集束されるから、上記組合せレン
ズ部分をコンデンサレンズとして使用すれば、焦点距離
が非常に小さいレンズを提供することができる。
明基板の厚さ方向においてこの第１のレンズ部分24と対
向する第２の屈折率分布型レンズ部分25とから成る組合
せレンズ部分を具備する平板レンズ体によれば、一点か
ら放射される光が一方のレンズ部分24又ば25によって集
光された後、更に他方のレンズ部分25又は24によって集
光されてスポット状に集束されるから、上記組合せレン
ズ部分をコンデンサレンズとして使用すれば、焦点距離
が非常に小さいレンズを提供することができる。
この場合、互いに対向する第１及び第２のレンズ部分24
及び25から成る組合せレンズ部分を一つの透明基板11に
ライン状又はマトリックス状（第６図参照）に多数個形
成してもよい。
及び25から成る組合せレンズ部分を一つの透明基板11に
ライン状又はマトリックス状（第６図参照）に多数個形
成してもよい。
次に、第２図に示す製造工程及び第５図に示す製造工程
の具体例を説明する。
の具体例を説明する。
具体例１ 過酸化ベンゾイル（BPO）を４％加えたイソフタル酸デ
イアリル（DAI）を80℃にて90分間加熱して半重合させ
ることによって、50mm×50mm×3mmの大きさの透明基板
を得た。上記DAIの屈折率は1.570であった。
イアリル（DAI）を80℃にて90分間加熱して半重合させ
ることによって、50mm×50mm×3mmの大きさの透明基板
を得た。上記DAIの屈折率は1.570であった。
上記透明基板の表面に直径3.6mm、厚さ1.0mmのポリエチ
レンの円板状マスクを複数個付着した後、屈折率1.494
で約80℃のメタクリル酸メチル（MMA）のモノマー中に
上記透明基板を浸漬して、上記透明基板の上記マスク以
外の表面から上記モノマーをこの透明基板内に70分間拡
散移動させた。次いで、この透明基板を80℃で５時間以
上熱処理してからその表面を研磨することによって、第
3A図及び第3B図に示す特性を有する屈折率分布型レンズ
部分を具備する平板状レンズ体を得た。
レンの円板状マスクを複数個付着した後、屈折率1.494
で約80℃のメタクリル酸メチル（MMA）のモノマー中に
上記透明基板を浸漬して、上記透明基板の上記マスク以
外の表面から上記モノマーをこの透明基板内に70分間拡
散移動させた。次いで、この透明基板を80℃で５時間以
上熱処理してからその表面を研磨することによって、第
3A図及び第3B図に示す特性を有する屈折率分布型レンズ
部分を具備する平板状レンズ体を得た。
この平板状レンズ体にその前面からビーム径1mmのヘリ
ウム・ネオンレーザ光を平行光線として入射させた処、
焦点（焦点距離約25mm）において上記入射光を25μｍの
スポット状に集束させることができる。また、上記平板
状レンズ体によって倒立実像が形成されることも確かめ
られた。
ウム・ネオンレーザ光を平行光線として入射させた処、
焦点（焦点距離約25mm）において上記入射光を25μｍの
スポット状に集束させることができる。また、上記平板
状レンズ体によって倒立実像が形成されることも確かめ
られた。
具体例２ 過酸化ベンゾイル（BPO）を３％加えたアリルジグライ
コールカーボネート（通称:CR−39）を80℃にて35分間
加熱して半重合させることによって、50mm×50mm×3mm
の大きさの透明基板を得た。上記CR−39の屈折率は1.50
4であった。
コールカーボネート（通称:CR−39）を80℃にて35分間
加熱して半重合させることによって、50mm×50mm×3mm
の大きさの透明基板を得た。上記CR−39の屈折率は1.50
4であった。
直径3.9mmの円形の穴を複数個有する厚さ1.0mmのポリエ
チレンのマスクを上記透明基板の表面に付着した後、屈
折率1.5775で80℃の安息香酸ビニル（VB）のモノマー中
に上記透明基板を浸漬して、上記マスク穴から上記モノ
マーをその透明基板内に60分間拡散移動させて共重合さ
せた。次いで、この透明基板を80℃で数時間熱処理して
からその表面を研磨することによって、第3A図及び第3B
図に示す特性を有する屈折率分布型レンズ部分を具備す
る平板状レンズ体を得た。
チレンのマスクを上記透明基板の表面に付着した後、屈
折率1.5775で80℃の安息香酸ビニル（VB）のモノマー中
に上記透明基板を浸漬して、上記マスク穴から上記モノ
マーをその透明基板内に60分間拡散移動させて共重合さ
せた。次いで、この透明基板を80℃で数時間熱処理して
からその表面を研磨することによって、第3A図及び第3B
図に示す特性を有する屈折率分布型レンズ部分を具備す
る平板状レンズ体を得た。
この平板状レンズ体にその前面からビーム径1mmのヘリ
ウム・ネオンレーザ光を平行光線として入射させた処、
焦点（焦点距離約30mm）において上記入射光を25μｍの
スポット状に集束させることができた。
ウム・ネオンレーザ光を平行光線として入射させた処、
焦点（焦点距離約30mm）において上記入射光を25μｍの
スポット状に集束させることができた。
なお、上述の具体例１及び２において、拡散移動の処理
に先立って、透明基板の側縁及び裏面に、必要に応じて
上述のマスクの同様のマスクが形成されてよい。
に先立って、透明基板の側縁及び裏面に、必要に応じて
上述のマスクの同様のマスクが形成されてよい。
また、上述の実施例において、透明基板11は、必ずしも
平板状である必要はなく、半円筒状などであってもよ
い。
平板状である必要はなく、半円筒状などであってもよ
い。
更にまた、上述の実施例において、マスク12又は22、23
はその後に必要に応じて取除かれてもよい。しかし、こ
れらのマスクが不透明材料から成っていると、残存する
マスクによって、透明基板の表面のうちの屈折率分布型
レンズ部分13又は24、25以外の表面から透明基板内に光
が入射するのを防止することができる。
はその後に必要に応じて取除かれてもよい。しかし、こ
れらのマスクが不透明材料から成っていると、残存する
マスクによって、透明基板の表面のうちの屈折率分布型
レンズ部分13又は24、25以外の表面から透明基板内に光
が入射するのを防止することができる。
本発明は、上述のように、第１のモノマーを半重合させ
ることにより作成した透明基板に、上記第１のモノマー
と共重合し得る第２のモノマーを選択的に内部拡散した
後に、上記透明基板全体の重合を完結させることによ
り、複数の屈折率分布型レンズ部分を共通の透明基板中
に形成するようにした。従って、複数の屈折率分布型レ
ンズ部分を具備するレンズ体を低温でかつ短時間でしか
も簡単な製造工程によって大量に製造することができ
る。また、各屈折率分布型レンズ部分は上記内部拡散時
に共通の透明基板を基準として相互に位置合せされ、そ
の後に個別に位置合せする必要がないから、複数の屈折
率分布型レンズ部分の相互の位置合せを簡単かつ正確に
行うことができる。
ることにより作成した透明基板に、上記第１のモノマー
と共重合し得る第２のモノマーを選択的に内部拡散した
後に、上記透明基板全体の重合を完結させることによ
り、複数の屈折率分布型レンズ部分を共通の透明基板中
に形成するようにした。従って、複数の屈折率分布型レ
ンズ部分を具備するレンズ体を低温でかつ短時間でしか
も簡単な製造工程によって大量に製造することができ
る。また、各屈折率分布型レンズ部分は上記内部拡散時
に共通の透明基板を基準として相互に位置合せされ、そ
の後に個別に位置合せする必要がないから、複数の屈折
率分布型レンズ部分の相互の位置合せを簡単かつ正確に
行うことができる。
また、複数の屈折率分布型レンズ部分のそれぞれが円柱
形状の屈折率分布型レンズ部分のような光線屈折作用
と、通常の曲面レンズのような光線屈折作用とを重畳し
た光線屈折作用に基づく結像作用を備えているから、こ
れら複数の屈折率分布型レンズ部分のそれぞれをその焦
点距離が小さくかつ小型に構成することができる。
形状の屈折率分布型レンズ部分のような光線屈折作用
と、通常の曲面レンズのような光線屈折作用とを重畳し
た光線屈折作用に基づく結像作用を備えているから、こ
れら複数の屈折率分布型レンズ部分のそれぞれをその焦
点距離が小さくかつ小型に構成することができる。
第１図は従来から公知の円柱形状の屈折率分布型レンズ
の斜視図である。 第２図〜第４図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第２図はレンズ体の製造工程を示す一部を縦断した
斜視図、第3A図は屈折率分布型レンズ部分の軸線方向に
おける屈折率分布を示す図、第3B図は屈折率分布型レン
ズ部分の軸線方向とは直交する方向による屈折率分布を
示す図、第４図はレンズ体の一部を縦断しかつハッチン
グを部分的に省略した斜視図である。 第５図は本発明の別の実施例におけるレンズ体の製造工
程を示す一部を縦断した斜視図である。 第６図は多数の屈折率分布型レンズ部分を共通の透明基
板にマトリックス状に配設した場合の本発明の更に別の
実施例によるレンズ体の一部を縦断しかつハッチングを
部分的に省略した斜視図である。 第７図及び第８図は本発明の更に別の実施例を示すもの
であって、第７図はレンズ体の斜視図、第８図は第７図
に示すレンズ体のハッチングを部分的に省略した要部の
縦断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 10……拡散源 11……透明基板 12,22,23……マスク 12a,22a,23a……穴 13,24,25……屈折率分布型レンズ部分 である。
の斜視図である。 第２図〜第４図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、第２図はレンズ体の製造工程を示す一部を縦断した
斜視図、第3A図は屈折率分布型レンズ部分の軸線方向に
おける屈折率分布を示す図、第3B図は屈折率分布型レン
ズ部分の軸線方向とは直交する方向による屈折率分布を
示す図、第４図はレンズ体の一部を縦断しかつハッチン
グを部分的に省略した斜視図である。 第５図は本発明の別の実施例におけるレンズ体の製造工
程を示す一部を縦断した斜視図である。 第６図は多数の屈折率分布型レンズ部分を共通の透明基
板にマトリックス状に配設した場合の本発明の更に別の
実施例によるレンズ体の一部を縦断しかつハッチングを
部分的に省略した斜視図である。 第７図及び第８図は本発明の更に別の実施例を示すもの
であって、第７図はレンズ体の斜視図、第８図は第７図
に示すレンズ体のハッチングを部分的に省略した要部の
縦断面図である。 なお、図面に用いた符号において、 10……拡散源 11……透明基板 12,22,23……マスク 12a,22a,23a……穴 13,24,25……屈折率分布型レンズ部分 である。
フロントページの続き (72)発明者 伊賀 健一 神奈川県横浜市緑区長津田町4259 東京工 業大学精密工学研究所内 (72)発明者 及川 正尋 神奈川県横浜市緑区長津田町4259 東京工 業大学精密工学研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−40751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭51−16394（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】屈折率に変化を与える物質を透明基板に内
部拡散して合成樹脂製透明基板中に合成樹脂製屈折率分
布型レンズ部分が形成されている合成樹脂製レンズ体を
製造する方法において、 第１のモノマーを半重合させることにより上記透明基板
を作成し、 上記屈折率分布型レンズ部分にそれぞれ対応する開口を
複数個有するマスクを上記共通の透明基板に形成し、 上記第１のモノマーと共重合して上記共通の透明基板よ
りも高屈折率の重合体を形成する第２のモノマーを上記
屈折率変化を与える物質として上記共通の透明基板に上
記複数個の開口を通してかつ上記共通の透明基板を貫通
しないようにして選択的に内部拡散した後に上記共通の
透明基板全体の重合を完結させることにより、上記複数
個の開口にそれぞれ対応した合成樹脂製の上記屈折率分
布型レンズ部分が合成樹脂製の上記透明基板中に複製個
形成されるようになし、 この際、上記内部拡散により上記共通の透明基板に形成
される各屈折率分布型レンズ部分が、上記共通の透明基
板の面に垂直な少なくとも１つの断面内でほぼ半円形状
の屈折率分布領域を有し、この半円形状の屈折率分布領
域が、上記面上の一点を中心として放射方向に向けて次
第に変化する屈折率分布を有するようになしたことを特
徴とする合成樹脂製レンズ体の製造方法。 - 【請求項２】上記共通の透明基板にその一方の面から第
２のモノマーを内部拡散することにより、第１の屈折率
分布型レンズ部分を形成すると共に、 上記共通の透明基板にその他方の面から第２のモノマー
を内部拡散することにより、上記共通の透明基板の厚さ
方向において上記第１の屈折率分布型レンズ部分と対向
する第２の屈折率分布型レンズ部分を形成するようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の合成樹
脂製レンズ体の製造方法。 - 【請求項３】屈折率に変化を与える物質を透明基板に内
部拡散して合成樹脂製透明基板中に合成樹脂製屈折率分
布型レンズ部分が形成されている合成樹脂製レンズ体を
製造する方法において、 第１のモノマーを半重合させることにより上記透明基板
を作成し、 上記屈折率分布型レンズ部分にそれぞれ対応するマスク
を上記共通の透明基板上に複数個形成し、 上記第１のモノマーと共重合して上記共通の透明基板よ
りも低屈折の重合体を形成する第２のモノマーを上記屈
折率変化を与える物質として上記共通の透明基板に上記
複数個のマスク以外の個所から選択的に内部拡散した後
に上記共通の透明基板全体の重合を完結させることによ
り、上記複数個のマスクにそれぞれ対応した合成樹脂製
の上記屈折率分布型レンズ部分を合成樹脂製の上記透明
基板中に複数個形成するようにしたことを特徴とする合
成樹脂製レンズ体の製造方法。 - 【請求項４】上記共通の透明基板にその一方の面から第
２のモノマーを内部拡散することにより、第１の屈折率
分布型レンズ部分を形成すると共に、 上記共通の透明基板にその他方の面から第２のモノマー
を内部拡散することにより、上記共通の透明基板の厚さ
方向において上記第１の屈折率分布型レンズ部分と対向
する第２の屈折率分布型レンズ部分を形成するようにし
たことを特徴とする特許請求の範囲第３項に記載の合成
樹脂製レンズ体の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080942A JPH0743441B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 合成樹脂製レンズ体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1080942A JPH0743441B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 合成樹脂製レンズ体の製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12839080A Division JPS5753702A (en) | 1980-09-16 | 1980-09-16 | Lens body |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0250102A JPH0250102A (ja) | 1990-02-20 |
| JPH0743441B2 true JPH0743441B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13732543
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1080942A Expired - Lifetime JPH0743441B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-03-31 | 合成樹脂製レンズ体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743441B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4940751A (ja) * | 1972-08-22 | 1974-04-16 | ||
| JPS5116394A (en) * | 1974-07-31 | 1976-02-09 | Nippon Selfoc Co Ltd | Iroshusanochiisai goseijushihikaridensotaioseizosuru hoho |
-
1989
- 1989-03-31 JP JP1080942A patent/JPH0743441B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0250102A (ja) | 1990-02-20 |
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