JPH0772311A - Light transmitting lens of laser hrad - Google Patents
Light transmitting lens of laser hradInfo
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- JPH0772311A JPH0772311A JP5245995A JP24599593A JPH0772311A JP H0772311 A JPH0772311 A JP H0772311A JP 5245995 A JP5245995 A JP 5245995A JP 24599593 A JP24599593 A JP 24599593A JP H0772311 A JPH0772311 A JP H0772311A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、車載用レーザレーダな
どに利用されるレーザヘッドの送光レンズに関するもの
であり、特に、簡易・安価な送光レンズに関するもので
ある。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light-transmitting lens of a laser head used in a vehicle-mounted laser radar, and more particularly to a simple and inexpensive light-transmitting lens.
【０００２】[0002]
【従来の技術】車載用レーダ装置の一つとしてレーザレ
ーダが使用される。このレーザレーダは、半導体レーザ
ダイオードと送光レンズから構成されるレーザヘッドか
ら急峻なパルス状のレーザ光を放射し、先行車両などの
標的で反射されて戻ってきた反射光をアバランシェ・ホ
トダイオードなどの受光素子を含む受光部で受け、レー
ザ光を放射してからその反射光を受けるまでに要した時
間の半分をレーザ光の伝播速度（光速）で除算すること
により標的までの距離を検出する構成となっている。2. Description of the Related Art A laser radar is used as one of vehicle-mounted radar devices. This laser radar emits a steep pulsed laser light from a laser head composed of a semiconductor laser diode and a light-transmitting lens, and reflects the reflected light returned from a target such as a preceding vehicle and returned to an avalanche photodiode or the like. A configuration that detects the distance to the target by dividing the half of the time required to receive the reflected light by receiving it at the light receiving part including the light receiving element and to receive the reflected light by the propagation speed (light speed) of the laser light Has become.
【０００３】上記レーザヘッドを構成する半導体レーザ
レーダについては、その発光面が極端に偏った縦横比の
短冊形状を呈すると共に、数十度のビーム広がり角の前
方指向性を有している。以下では、説明の便宜上、発光
面の狭い幅の方向を縦方向、広い幅の方向を横方向と称
することにすれば、典型的には、縦方向の幅は数μｍ程
度であるのに対して、横方向の幅はその百倍程度の値の
数百μｍ程度である。さらに特徴的な点は、このような
半導体レーザダイオードでは、光ビームの広がり角が縦
横各方向について顕著な差異を有する点である。すなわ
ち、発光ビームの典型的な広がり角は、幅の狭い縦方向
については３０o 程度、幅の広い横方向については１０
o 程度の値になる。これに対して、所望の検知エリア、
すなわち、レーザビームによる照射面の形状は、典型的
には、１００ｍ程度の前方において、横幅が車線の幅程
度の８ｍ程度、縦幅が車両の高さ程度の４ｍ程度と見積
もられる。このような半導体レーザを光源として、縦横
比１対２程度の横長の形状の照射面を１００ｍ程度の遠
方にわたって形成するためには縦方向のビーム広がり角
の圧縮率が横方向のそれよりも６倍程度大きな特殊な送
光用光学系が必要になる。The semiconductor laser radar that constitutes the above laser head has a strip shape with an aspect ratio that is extremely deviated in its light emitting surface, and has forward directivity with a beam divergence angle of several tens of degrees. In the following, for convenience of description, when the narrow width direction of the light emitting surface is referred to as the vertical direction and the wide width direction is referred to as the horizontal direction, the vertical width is typically about several μm. The width in the lateral direction is about several hundreds of μm, which is about a hundred times the width. A further characteristic point is that in such a semiconductor laser diode, the divergence angle of the light beam has a significant difference in each of the vertical and horizontal directions. That is, the typical divergence angle of the emission beam is about 30 ° in the narrow vertical direction and 10 in the wide lateral direction.
It will be about o . On the other hand, the desired detection area,
That is, it is estimated that the shape of the irradiation surface by the laser beam is typically about 100 m in front, the width is about 8 m, which is about the width of the lane, and the vertical width is about 4 m, which is about the height of the vehicle. In order to form a horizontally long irradiation surface having an aspect ratio of about 1: 2 over a distance of about 100 m using such a semiconductor laser as a light source, the compression ratio of the beam divergence angle in the vertical direction is 6 more than that in the horizontal direction. A special optical system for light transmission that is about twice as large is required.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上述したような特殊な
送光用光学系の候補の一つとして、図８に示すように、
半導体レーザダイオードの前方に縦横比１対２程度の形
状のスリットを配置し、光ビームのうち広がり角が１o
〜３°程度以下の部分のみを通過させる構成が考えられ
る。この構成によれば、極めて簡易・安価な送光用光学
系を実現できる。しかしながら、このスリットのみを用
いる送光用光学系では、光源からの発光量の大部分がス
リットで反射、あるいは吸収されて無駄になってしまう
ため、標的に対する照射光量が著しく減少し、検出感度
が著しく低下してしまうという問題がある。As one of the candidates for the above-mentioned special light-transmitting optical system, as shown in FIG.
A slit with an aspect ratio of about 1: 2 is arranged in front of the semiconductor laser diode, and the divergence angle of the light beam is 1 o.
A configuration is conceivable in which only a portion of about 3 ° or less is passed. With this configuration, an extremely simple and inexpensive optical system for transmitting light can be realized. However, in the light-sending optical system using only this slit, most of the emitted light amount from the light source is reflected or absorbed by the slit and wasted, so that the irradiation light amount to the target is significantly reduced and the detection sensitivity is reduced. There is a problem of a significant decrease.
【０００５】送光用光学系を凸レンズによって構成し光
ビームの縦方向と横方向への広がり角を数度程度の値に
圧縮する構成とすれば、発光量の有効利用が可能にな
り、スリットのみで構成する場合の欠点を解消できる。
しかしながら、広がり角の所望の圧縮率が縦方向と横角
方向とで６倍程度も異なるため、縦・横方向への異なる
圧縮率を実現するための特殊な組合せレンズ系が必要に
なる。このような組合せレンズ系としては、図９（Ａ）
に示すように、互いに異なる圧縮率でビームの広がり角
を縦方向に圧縮する平凸円柱（シリンドリカル）レンズ
５１と、横方向に圧縮する平凸円柱レンズ５２とを組合
せることによって実現できる。If the optical system for transmitting light is composed of a convex lens and the divergence angle of the light beam in the vertical and horizontal directions is compressed to a value of a few degrees, the amount of emitted light can be effectively utilized and the slit It is possible to eliminate the drawbacks of using only one.
However, since the desired compression ratio of the spread angle differs by about 6 times in the vertical direction and the horizontal direction, a special combination lens system for realizing different compression ratios in the vertical and horizontal directions is required. An example of such a combined lens system is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, it can be realized by combining a plano-convex cylindrical lens 51 that compresses the divergence angle of the beam in the vertical direction with different compression rates and a plano-convex cylindrical lens 52 that compresses the beam in the lateral direction.
【０００６】図９（Ａ）のレンズ系の保持機構の簡易化
を図るために、図９（Ｂ）に示すように、平凸円柱レン
ズ５１と５２の平坦面どうしを接着剤で接合することに
よって両者を一体化する構造が望ましい。更に、図９
（Ｃ）に示すように、素材となる透光性の樹脂を射出成
形することにより円柱レンズ５１と円柱レンズ５２とを
一体に形成する構成とすれば、両レンズの接合面で生じ
るレーザ光の反射損失と剥離に伴う光学特性の劣化とを
回避すると共に、組み立ての労力を軽減するうえで一層
望ましい。In order to simplify the holding mechanism of the lens system of FIG. 9 (A), as shown in FIG. 9 (B), the flat surfaces of the plano-convex cylindrical lenses 51 and 52 are joined with an adhesive. Therefore, a structure that integrates both is desirable. Furthermore, FIG.
As shown in (C), if the cylindrical lens 51 and the cylindrical lens 52 are integrally formed by injection-molding a translucent resin as a material, the laser light generated at the cemented surface of both lenses It is more desirable to avoid reflection loss and deterioration of optical properties due to peeling, and reduce the assembling labor.
【０００７】図９（Ｃ）に示した透光性の樹脂の射出成
形による円柱レンズの一体構造は、上述した各種の利点
がある。しかしながら、この一体構造では全体の厚みが
増加し、この結果、高い形状精度の確保が困難になると
いう問題がある。まず、この一体構造の円柱レンズの厚
みが増加する理由について説明する。図10（Ａ）の斜視
図に示すように平坦部分の厚みがゼロであり、かつ、説
明の便宜上それぞれの焦点距離、すなわち曲面の曲率が
等しい一体構造の円柱レンズを想定する。その光軸を通
る縦断面図と横断面図は、それぞれ図 10 （Ｂ）と
（Ｃ）とに示すようなものとなる。図10に示した一体構
造の円柱レンズは、光ビームの広がり角の縦方向と横方
向への圧縮倍率が等しいため、これを光学的に等価な平
凸レンズに置換えることができる。このような光学的に
等価な平凸レンズの斜視図、縦断面図及び横断面図は、
図11の（Ａ），（Ｂ）及び（Ｃ）に示すようなものとな
る。The integral structure of the cylindrical lens formed by injection molding of the transparent resin shown in FIG. 9C has the above-mentioned various advantages. However, this integrated structure increases the total thickness, and as a result, it becomes difficult to secure high shape accuracy. First, the reason why the thickness of the cylindrical lens having the integral structure increases will be described. As shown in the perspective view of FIG. 10 (A), it is assumed that the thickness of the flat portion is zero, and that the focal lengths, that is, the curvatures of the curved surfaces are the same, for the sake of convenience of explanation. A longitudinal sectional view and a transverse sectional view passing through the optical axis are as shown in FIGS. 10 (B) and 10 (C), respectively. Since the cylindrical lens of the integrated structure shown in FIG. 10 has the same compression ratio of the divergence angle of the light beam in the vertical direction and the horizontal direction, it can be replaced with an optically equivalent plano-convex lens. A perspective view, a vertical sectional view and a lateral sectional view of such an optically equivalent plano-convex lens are
As shown in FIGS. 11A, 11B and 11C.
【０００８】図10と図11の断面図を比較すれば、一体構
造の円柱レンズの厚みは、これと光学的に等価な平凸レ
ンズの厚みの２倍の値になることが判る。これは、平凸
レンズの場合には光ビームの広がり角度を縦方向と横方
向に圧縮するための各曲面が共通の空間内に形成されて
いるのに対し、一体構造の円柱レンズの場合には上記各
曲面が別個の空間内に形成されていることに起因する。
これは、各曲面の曲率、従ってそれぞれの厚みが異なる
実際の一体構造の円柱レンズについても共通する点であ
る。Comparing the sectional views of FIG. 10 and FIG. 11, it can be seen that the thickness of the cylindrical lens having the integral structure is twice the thickness of the plano-convex lens optically equivalent thereto. This is because in the case of a plano-convex lens, curved surfaces for compressing the divergence angle of the light beam in the vertical and horizontal directions are formed in a common space, whereas in the case of a cylindrical lens with an integral structure, This is because each curved surface is formed in a separate space.
This is also the same for the actual integrated cylindrical lenses in which the curvatures of the respective curved surfaces and therefore the respective thicknesses are different.
【０００９】ところで、図10に示したような一体構造の
円柱レンズを射出成形によって作成する場合、その厚み
の増加と共に形状精度の確保が飛躍的に困難になる。以
下、その理由について説明する。周知のように、射出成
形は、高温で溶融状態となった樹脂を加圧状態で金型内
に充填し、この充填物を冷却固化させることにより行わ
れる。この冷却は、高温の樹脂から金型への放熱によっ
て行われる。従って、金型と接触する樹脂の周辺部分の
温度がまず低下し、この周辺部分から内部にむけて漸次
冷却と固化が進行してゆくことになる。この冷却時の熱
収縮に伴い樹脂内部に大きな熱応力と熱歪みとが発生
し、最終的な形状精度の低下を招く。このような形状精
度の低下は、固化しつつある樹脂の周辺部分と中心部分
の温度差の増大につれて、すなわち、形状の異方性と厚
みの増大とにつれて顕著になる。このように、形状の異
方性が大きなレンズでは、その厚みが大きくなると、固
化途中に生ずる熱歪みのため、曲面の形状精度が大幅に
低下したり、甚だしい場合にはクラックが生じたりして
実用的なレンズの形成が実質状不可能になるという問題
がある。By the way, when a cylindrical lens having an integral structure as shown in FIG. 10 is manufactured by injection molding, it becomes extremely difficult to secure the shape accuracy as the thickness increases. The reason will be described below. As is well known, injection molding is performed by filling a molten resin at a high temperature into a mold under pressure and then solidifying the filling by cooling. This cooling is performed by radiating heat from the high temperature resin to the mold. Therefore, the temperature of the peripheral portion of the resin that comes into contact with the mold is first lowered, and the cooling and solidification gradually progress from the peripheral portion toward the inside. Due to the heat shrinkage during the cooling, large thermal stress and thermal strain are generated inside the resin, resulting in a decrease in final shape accuracy. Such a decrease in the shape accuracy becomes remarkable as the temperature difference between the peripheral portion and the central portion of the resin which is solidifying increases, that is, as the shape anisotropy and the thickness increase. As described above, in a lens having a large shape anisotropy, when the thickness of the lens increases, the shape accuracy of the curved surface significantly decreases due to thermal strain that occurs during solidification, or cracks occur in extreme cases. There is a problem that it becomes practically impossible to form a practical lens.
【００１０】従って、本発明の一つの目的は、透光性樹
脂の射出成形による一体化などを可能とする厚みの小さ
なレーザヘッドの送光レンズを提供することにある。Accordingly, one object of the present invention is to provide a light transmitting lens of a laser head having a small thickness, which enables integration by injection molding of a transparent resin.
【００１１】[0011]
【課題を解決するための手段】上記従来技術の課題を解
決する本発明のレーザヘッドの送光レンズは、平凸レン
ズと平凸又は平凹円柱レンズとが、それぞれの平坦面を
共通にしながら、あるいは交差させながら透光性の樹脂
を素材として射出成形により一体に形成されている。In the light transmitting lens of the laser head of the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art, the plano-convex lens and the plano-convex or plano-concave cylindrical lens have common flat surfaces, Alternatively, they are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while intersecting.
【００１２】[0012]
【作用】本発明によれば、半導体レーザから放射される
光ビームの縦・横方向に異なる広がり角が平凸レンズに
よって縦方向と横方向に等しい倍率で圧縮される。例え
ば、上記平凸レンズによる圧縮率が光ビームの１０o 程
度の横方向への広がり角を数度程度の目標値まで圧縮で
きるような値に設定されており、横方向の広がり角の圧
縮はこの平凸レンズのみにより達成される。この場合、
横方向よりも大きな３０o 程度の縦方向への広がり角に
ついては、上記平凸レンズのみによる圧縮率では不足し
ており、この圧縮率の不足分が平凸円柱レンズによる縦
方向のみの圧縮によって補われる。他の一例によれば、
上記平凸レンズによる圧縮率が光ビームの３０o 程度の
縦方向への広がり角を数度程度の目標値まで圧縮できる
ような値に設定されており、縦方向の広がり角の圧縮は
この平凸レンズのみにより達成される。この場合、縦方
向よりも小さな１０o 程度の横方向への広がり角につい
ては、上記平凸レンズのみによる圧縮率では過大であ
り、この圧縮率の過大分が平凹円柱レンズによる縦方向
のみの広がり角の拡大によって補正され、最終的な数度
程度の広がり角が得られる。According to the present invention, the divergent angles of the light beam emitted from the semiconductor laser in the vertical and horizontal directions are compressed by the plano-convex lens at the same magnification in the vertical and horizontal directions. For example, the plano-convex lens and the compression ratio is set to a value such a spread angle in the lateral direction of about 10 o of the light beam can be compressed to the target value of several degrees by, the compression of the lateral divergence angle this This is achieved only with plano-convex lenses. in this case,
With respect to the divergence angle in the vertical direction of about 30 °, which is larger than the horizontal direction, the compression ratio of the plano-convex lens alone is insufficient, and this insufficient compression ratio is compensated for by the compression of the plano-convex cylindrical lens in the vertical direction only. Be seen. According to another example,
The flat and the compression ratio is set to a value such a spread angle in the vertical direction of about 30 o of the light beam can be compressed to the target value of several degrees by the convex lens, the compression of the vertical divergence angle this plano-convex lens Only achieved by. In this case, with respect to the divergence angle in the horizontal direction which is smaller than the vertical direction by about 10 ° , the compression ratio by the plano-convex lens alone is excessive, and the excessive compression ratio is expanded only by the plano-concave cylindrical lens in the vertical direction. It is corrected by the angle expansion, and the final spread angle of several degrees is obtained.
【００１３】上記平凸又は平凹円柱レンズの曲面は、い
ずれも平凸レンズによる圧縮率の不足分や過大分を補正
するためのものであることから、焦点距離の大きな（曲
率の大きな）薄いもので足り、組合せレンズ全体の厚み
が低減される。この結果、このような平凸レンズと円柱
レンズとの組合せレンズを透光性の樹脂の射出成形によ
って必要な形状精度のもとでかつ歩留り良く一体化して
作成することが可能になる。本発明の更に詳細について
は以下の実施例と共に説明する。The curved surface of the plano-convex or plano-concave cylindrical lens is for correcting the shortage or excessive compression ratio due to the plano-convex lens, and is therefore thin with a large focal length (large curvature). Is sufficient, and the total thickness of the combined lens is reduced. As a result, such a combination lens of a plano-convex lens and a cylindrical lens can be integrally formed by injection molding of a translucent resin with required shape accuracy and with good yield. Further details of the present invention will be described with the following examples.
【００１４】[0014]
【実施例】図１は、本発明の一実施例に係わるレーザヘ
ッドの送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）と断面図
（Ｂ），（Ｃ）である。なお、（Ｂ）は光軸を含む垂直
平面で切断した様子を示す縦断面図であり、（Ｃ）は光
軸を含む垂直面で切断した様子を示す横断面図である。
この送光レンズは、平凸レンズ１ａと、平凸円柱レンズ
１ｂとが、それぞれの平坦面を共通にしながら透光性の
樹脂を素材として射出成形により一体に形成されてい
る。この実施例の送光レンズは、例えば、図５に示すよ
うな構成の車載用レーザレーダ装置を構成するレーザヘ
ッドに組み込まれる。1 is a perspective view (A) and sectional views (B) and (C) showing the structure of a light transmitting lens of a laser head according to an embodiment of the present invention. Note that (B) is a vertical cross-sectional view showing a state of being cut along a vertical plane including the optical axis, and (C) is a cross-sectional view showing a state of being cut along a vertical plane including the optical axis.
In this light-transmitting lens, a plano-convex lens 1a and a plano-convex cylindrical lens 1b are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while having a common flat surface. The light transmitting lens of this embodiment is incorporated in, for example, a laser head that constitutes an in-vehicle laser radar device having a configuration as shown in FIG.
【００１５】半導体レーザから放射される光ビームの縦
・横方向に異なる広がり角が平凸レンズ１ａによって縦
方向と横方向に等しい倍率で圧縮される。図５の使用例
の場合、平凸レンズ１ａによる圧縮率が光ビームの１０
o 程度の横方向への広がり角を数度程度の目標値まで圧
縮できるような値に設定されており、横方向の広がり角
の圧縮はこの平凸レンズ１ａのみにより達成される。こ
の場合、横方向よりも大きな３０o 程度の縦方向への広
がり角については、平凸レンズ１ａのみによる圧縮率で
は不足しており、この圧縮率の不足分が平凸円柱レンズ
１ｂによる縦方向のみの圧縮によって補われる。The divergent angles of the light beam emitted from the semiconductor laser in the vertical and horizontal directions are compressed by the plano-convex lens 1a at the same magnification in the vertical and horizontal directions. In the case of the use example of FIG. 5, the compression ratio of the plano-convex lens 1a is 10
The value is set to such a value that the lateral divergence angle of about o can be compressed to a target value of several degrees, and the lateral divergence angle is compressed only by this plano-convex lens 1a. In this case, with respect to the divergence angle in the vertical direction of about 30 ° which is larger than the horizontal direction, the compression rate of the plano-convex lens 1a alone is insufficient, and the shortage of this compression rate is only in the vertical direction of the plano-convex cylindrical lens 1b. Is supplemented by compression.
【００１６】図２は、本発明の他の実施例に係わるレー
ザヘッドの送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、縦断
面図（Ｂ）及び横断面図（Ｃ）である。この送光レンズ
は、平凸レンズ１ａと、平凹円柱レンズ１ｂ’とが、そ
れぞれの平坦面を共通にしながら透光性の樹脂を素材と
して射出成形により一体に形成されている。この実施例
の送光レンズは、例えば、図５に示すような構成の車載
用レーザレーダ装置を構成するレーザヘッドに組み込ま
れる。FIG. 2 is a perspective view (A), a vertical sectional view (B) and a lateral sectional view (C) showing the structure of a light transmitting lens of a laser head according to another embodiment of the present invention. In this light-transmitting lens, a plano-convex lens 1a and a plano-concave cylindrical lens 1b 'are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while having their respective flat surfaces in common. The light transmitting lens of this embodiment is incorporated in, for example, a laser head that constitutes an in-vehicle laser radar device having a configuration as shown in FIG.
【００１７】図２の実施例によれば、平凸レンズ１ａに
よる圧縮率が光ビームの３０o 程度の縦方向への広がり
角を数度程度の目標値まで圧縮できるような値に設定さ
れており、縦方向の広がり角の圧縮はこの平凸レンズ１
ａのみにより達成される。この場合、縦方向よりも小さ
な１０o 程度の横方向への広がり角については、平凸レ
ンズ１ａのみによる圧縮率では過大であり、この圧縮率
の過大分が平凹円柱レンズ１ｂ’による縦方向のみの広
がり角の拡大によって補正され、最終的な数度程度の広
がり角が得られる。According to the embodiment of FIG. 2, it is set to such a value as can be compressed to the target value of a few degrees spread angle in the vertical direction of about 30 o of the compression ratio the light beam by a plano-convex lens 1a , Plane-convex lens 1
It is achieved only by a. In this case, with respect to the divergence angle in the horizontal direction of about 10 ° which is smaller than the vertical direction, the compression rate by the plano-convex lens 1a alone is excessive, and the excessive compression rate is only by the plano-concave cylindrical lens 1b 'in the vertical direction. The divergence angle is corrected by the expansion of the divergence angle of to obtain a final divergence angle of about several degrees.
【００１８】図３は、本発明の更に他の実施例に係わる
レーザヘッドの送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、
縦断面図（Ｂ）及び横断面図（Ｃ）である。この送光レ
ンズは、平凸レンズ１ａと、平凹円柱レンズ１ｂ’と
が、それぞれの平坦面α，βを光軸方向に交差させなが
ら透光性の樹脂を素材として射出成形により一体に形成
されている。この実施例によれば、組合せレンズの厚み
が極小となる。この送光レンズの光学的作用は、上述し
た図２の場合と同一である。FIG. 3 is a perspective view (A) showing a structure of a light transmitting lens of a laser head according to still another embodiment of the present invention.
It is a longitudinal section (B) and a lateral section (C). In this light-transmitting lens, a plano-convex lens 1a and a plano-concave cylindrical lens 1b 'are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while intersecting the respective flat surfaces α and β in the optical axis direction. ing. According to this embodiment, the combined lens has a minimum thickness. The optical function of this light transmitting lens is the same as that in the case of FIG. 2 described above.
【００１９】図４は、本発明の更に他の実施例に係わる
レーザヘッドの送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、
縦断面図（Ｂ）及び横断面図（Ｃ）である。この送光レ
ンズは、平凸レンズ１ａと、平凸円柱レンズ１ｂとが、
それぞれの平坦面を共通にしながら透光性の樹脂を素材
として射出成形により一体に形成される共に、平凸円柱
レンズ１ｂの曲面の周辺部にスクリーン印刷により光吸
収層を形成する構成のスリットを備えている。前述のよ
うに、平凸円柱レンズ１ｂは補正用であることからその
曲面の湾曲は緩やかであり、その結果、曲面上へのスク
リーン印刷が容易かつ確実に行える。FIG. 4 is a perspective view (A) showing the structure of a light transmitting lens of a laser head according to still another embodiment of the present invention.
It is a longitudinal section (B) and a lateral section (C). In this light transmitting lens, a plano-convex lens 1a and a plano-convex cylindrical lens 1b are
A slit having a structure in which a light-absorbing layer is formed integrally by injection molding using a translucent resin as a material while making each flat surface common, and a peripheral surface of the curved surface of the plano-convex cylindrical lens 1b is formed by screen printing I have it. As described above, since the plano-convex cylindrical lens 1b is for correction, the curved surface has a gentle curvature, and as a result, screen printing on the curved surface can be performed easily and reliably.
【００２０】図５は、図４に示した一体化送光レンズ１
を利用する車載レーザレーダ装置のレーザヘッドの主要
部分の構成を示す断面図である。平凸レンズ１ａと平凸
円柱レンズ１ｂとから成る一体化送光レンズ１が内部レ
ンズホルダ２内に保持され、この内部レンズホルダ２が
外部レンズホルダ３内に保持される。この外部レンズホ
ルダ３は、フレーム４によって保持される。内部レンズ
ホルダ２は外部レンズホルダ３の内部において光軸方向
に前後できるように保持されており、最終位置が止めネ
ジ６によって確定される。外部レンズホルダ３の前方に
は保護ガラス５が配置される。送光レンズ１の後方に
は、プリント配線板８に搭載されたケース入りの半導体
レーザダイオード７が配置される。FIG. 5 shows the integrated light transmitting lens 1 shown in FIG.
It is a sectional view showing the composition of the principal portion of the laser head of the in-vehicle laser radar device which utilizes. An integrated light-transmitting lens 1 including a plano-convex lens 1 a and a plano-convex cylindrical lens 1 b is held in an internal lens holder 2, and the internal lens holder 2 is held in an external lens holder 3. The external lens holder 3 is held by the frame 4. The inner lens holder 2 is held inside the outer lens holder 3 so as to be movable back and forth in the optical axis direction, and the final position is determined by the set screw 6. A protective glass 5 is arranged in front of the external lens holder 3. Behind the light-transmitting lens 1, a case-embedded semiconductor laser diode 7 mounted on a printed wiring board 8 is arranged.
【００２１】次に、図５のレーザヘッドの設計の一例に
ついて説明する。半導体レーザダイオードのビームの広
がり角が垂直方向には30o 、水平方向には10o であると
し、これらの広がり角を垂直方向にはほぼ 1.7 o、水平
方向にはほぼ 2.7 oに圧縮することにより、縦横比ほぼ
１対２の横長の照射面をヘッドの前方に形成するものと
する。なお、以下で説明する設計例は、既に多数回にわ
たる試行錯誤を経た最終段階のものであり、各種の定数
や変数の値の決定については相前後する場合を含んでい
る。Next, an example of the design of the laser head shown in FIG. 5 will be described. The beam divergence of a semiconductor laser diode is assumed to be 30 o in the vertical direction and 10 o in the horizontal direction, and these divergence angles should be compressed to approximately 1.7 o in the vertical direction and 2.7 o in the horizontal direction. Thus, a horizontally long irradiation surface having an aspect ratio of about 1: 2 is formed in front of the head. It should be noted that the design example described below is at the final stage after many trials and errors, and includes cases in which the values of various constants and variables are determined one after another.
【００２２】まず、垂直方向へのビームの成形について
説明することとし、平凸レンズと平凸円柱レンズ単体
と、それぞれを合成した送光レンズについて図６に示す
ような各定数や変数を定義する。 ｆ1 ：平凸レンズの焦点距離（ 40 ｍｍとする） ｆ2 ：平凸円柱レンズの焦点距離（ 120 ｍｍとす
る） ａ ：平凸レンズの第２主点から発光面までの距離
（ 33 ｍｍとする) ｄ ：平凸レンズの第２主点から平凸円柱レンズの第
１主点までの距離（ 8.1 ｍｍとする） ｔ ：平凸円柱レンズの第１主点からその第２主点ま
での距離（1.5 ｍｍとする） ｚ ：平凸円柱レンズの第２主点から合成レンズの第
２主点までの距離 ｆ ：合成後の送光レンズの焦点距離 ａ’ ：合成後の送光レンズの第２主点から発光面まで
の距離 ｂ’ ：合成後の送光レンズの第２主点から発光面の虚
像までの距離 θv ：光ビームの垂直方向への広がり角の半角（30°
/2＝15o ） θv ’：合成後の送光レンズを通過した光ビームの広が
り角( 半角)First, the beam shaping in the vertical direction will be described, and constants and variables as shown in FIG. 6 will be defined for a plano-convex lens and a plano-convex cylindrical lens alone, and for a light-transmitting lens that combines them. f 1 : focal length of plano-convex lens (40 mm) f 2 : focal length of plano-convex cylindrical lens (120 mm) a: distance from second principal point of plano-convex lens to light emitting surface (33 mm) ) d: Distance from the second principal point of the plano-convex lens to the first principal point of the plano-convex cylindrical lens (assuming 8.1 mm) t: Distance from the first principal point of the plano-convex cylindrical lens to its second principal point ( 1.5 mm) z: Distance from the second principal point of the plano-convex cylindrical lens to the second principal point of the compound lens f: Focal length of the light-transmitting lens after synthesis a ': Second of the light-transmitting lens after synthesis Distance from principal point to light emitting surface b ': Distance from second principal point of synthesized light-transmitting lens to virtual image on light emitting surface θ v : Half angle of divergence angle of light beam in vertical direction (30 °
/ 2 = 15 o ) θ v ': Divergence angle (half angle) of the light beam that passed through the post-composition light-transmitting lens
【００２３】各レンズ単体の焦点距離ｆ1 , ｆ2 と合成
レンズの焦点距離ｆとの関係式に、ｆ1 ＝ 40 ｍｍ、ｆ
2 ＝ 140 ｍｍ、ｄ＝ 8.1 ｍｍ を代入すると、合成
焦点距離ｆとして、 ｆ＝（ｆ1 ・ｆ2 ）／（ｆ1 ＋ｆ2 −ｄ） ・・・ （１） ＝（40 ・120)/( 40 ＋120 −8.1) ＝ 31.6 ｍｍ を得る。次に、平凸円柱レンズの第２主点から合成レン
ズの第２主点までの距離ｚとして、 ｚ＝ｆ−ｆ2 （ｆ1 −ｄ）/ （ｆ1 ＋ｆ2 −ｄ） ・・・ （２） ＝ 31.6 −120 (40 −8.1)/(40＋120 −8.1) ＝6.4 ｍｍ を得る。In the relational expression between the focal lengths f 1 and f 2 of each lens and the focal length f of the compound lens, f 1 = 40 mm, f
Substituting 2 = 140 mm and d = 8.1 mm, the combined focal length f is f = (f 1 · f 2 ) / (f 1 + f 2 −d) (1) = (40 · 120) / (40 +120 -8.1) = 31.6 mm is obtained. Next, as the distance z from the second principal point of the plano-convex cylindrical lens to the second principal point of the compound lens, z = f−f 2 (f 1 −d) / (f 1 + f 2 −d) ... (2) = 31.6-120 (40-8.1) / (40 + 120-8.1) = 6.4 mm is obtained.
【００２４】平凸レンズの第２主点から発光面までの距
離ａを 33 ｍｍ、平凸円柱レンズの第１主点からその第
２主点までの距離ｔを 1.5 ｍｍとすると、合成後の送
光レンズの第２主点から発光面までの距離ａ’として、 ａ’＝ａ−ｄ＋ｚ−ｔ ・・・（３） ＝ 33 − 8.1＋ 6.4− 1.5 ＝ 29.8 ｍｍ を得る。If the distance a from the second principal point of the plano-convex lens to the light emitting surface is 33 mm and the distance t from the first principal point of the plano-convex cylindrical lens to its second principal point is 1.5 mm, the post-composite transmission is performed. As the distance a ′ from the second principal point of the optical lens to the light emitting surface, a ′ = ad−z + t (3) = 33−8.1 + 6.4−1.5 = 29.8 mm is obtained.
【００２５】合成後の送光レンズの焦点距離ｆ、半導体
レーザダイオードの発光面の位置及び光ビームの広がり
角に関しては次の式が成り立つ。 １／ｆ＝１／ａ’−１／ｂ’ ・・・（４） ｂ’／ａ’＝tan θv ／ tan θv ’ ・・・（５） （４）式、（５）式からｂ’を消去し、ｆ＝31.6ｍｍ、
ａ’＝29.8ｍｍ，θv＝ 15 o を代入すると、 ２θv ’＝1.74o となり、目標値1.74o にほぼ等しい垂直方向への光ビー
ムの広がり角が得られる。Regarding the focal length f of the light transmitting lens after synthesis, the position of the light emitting surface of the semiconductor laser diode, and the divergence angle of the light beam, the following expressions hold. 1 / f = 1 / a′−1 / b ′ (4) b ′ / a ′ = tan θv / tan θv ′ (5) From equation (4) and equation (5), b ′ is Erased, f = 31.6mm,
Substituting a ′ = 29.8 mm and θv = 15 ° , 2θv ′ = 1.74 ° , and the divergence angle of the light beam in the vertical direction almost equal to the target value 1.74 ° is obtained.
【００２６】次に、水平方向へのビームの成形について
説明することとし、平凸レンズと平凸円柱レンズ単体
と、それぞれを合成した送光レンズについて図７に示す
ような各定数や変数を定義する。 Ｆ1 ：平凸レンズの焦点距離（ 40 ｍｍ） Ｆ2 ：平凸円柱レンズの焦点距離（理論的には無限大
であるが計算の便宜上これを105 ｍｍとする） Ａ ：平凸レンズの第２主点から発光面までの距離
（ 33 ｍｍ） Ｄ ：平凸レンズの第２主点から平凸円柱レンズの第
１主点までの距離（ 5.5 ｍｍとする） Ｔ ：平凸円柱レンズの第１主点からその第２主点ま
での距離（ 4ｍｍとする） Ｚ ：平凸円柱レンズの第２主点から合成レンズの第
２主点までの距離 Ｆ ：合成後の送光レンズの焦点距離 Ａ’ ：合成後の送光レンズの第２主点から発光面まで
の距離 Ｂ’ ：合成後の送光レンズの第２主点から発光面の虚
像までの距離 θH ：光ビームの水平方向への広がり角の半角（10°
/2＝ 5o ） θH ’：合成後の送光レンズを通過した光ビームの広が
り角( 半角) ＷH ：スリットの幅Next, the shaping of the beam in the horizontal direction will be described, and the constants and variables shown in FIG. 7 will be defined for the plano-convex lens and the plano-convex cylindrical lens alone, and for the light-transmitting lens that combines them. . F 1 : focal length of the plano-convex lens (40 mm) F 2 : focal length of the plano-convex cylindrical lens (theoretical infinity, but for convenience of calculation, this is 10 5 mm) A: second of the plano-convex lens Distance from principal point to light emitting surface (33 mm) D: Distance from second principal point of plano-convex lens to first principal point of plano-convex cylindrical lens (5.5 mm) T: First principal of plano-convex cylindrical lens Distance from point to its second principal point (4 mm) Z: Distance from second principal point of plano-convex cylindrical lens to second principal point of compound lens F: Focal length of post-combination lens A ' : Distance from second principal point of light-transmitting lens after synthesis to light-emitting surface B ': Distance from second principal point of light-transmitting lens after synthesis to virtual image on light-emitting surface θ H : Horizontal direction of light beam Half-angle of spread angle (10 °
/ 2 = 5 o ) θ H ': Divergence angle (half angle) of the light beam that passed through the post-composition light-transmitting lens WH : Width of slit
【００２７】各レンズ単体の焦点距離Ｆ1 , Ｆ2 と合成
レンズの焦点距離Ｆとの関係式に、Ｆ1 ＝ 40 ｍｍ、Ｆ
2 ＝１０5 ｍｍ、Ｄ＝ 5.5 ｍｍ を代入すると、合成
焦点距離Ｆとして、 Ｆ＝（Ｆ1 ・Ｆ2 ）／（Ｆ1 ＋Ｆ2 −Ｄ） ・・・ （６） ＝（40 ・105 )/( 40＋105 −5.5) ＝ 40 ｍｍ を得る。次に、平凸円柱レンズの第２主点から合成レン
ズの第２主点までの距離Ｚとして、 Ｚ＝Ｆ−Ｆ2 （Ｆ1 −Ｄ）/ （Ｆ1 ＋Ｆ2 −Ｄ） ・・・（７） ＝ 40 −105( 40 −5.5 )/(40 ＋105 −5.5) ＝5.5 ｍｍ を得る。In the relational expression between the focal lengths F 1 and F 2 of each lens unit and the focal length F of the compound lens, F 1 = 40 mm, F
Substituting 2 = 10 5 mm and D = 5.5 mm, the combined focal length F is F = (F 1 · F 2 ) / (F 1 + F 2 −D) (6) = (40 · 10 5 ) / (40 + 10 5 −5.5) = 40 mm. Next, as the distance Z from the second principal point of the plano-convex cylindrical lens to the second principal point of the compound lens, Z = F−F 2 (F 1 −D) / (F 1 + F 2 −D) ... (7) = 40 -10 5 (40 -5.5) / get (40 +10 5 -5.5) = 5.5 mm.
【００２８】平凸レンズの第２主点から発光面までの距
離Ａを 33 ｍｍ、平凸円柱レンズの第１主点からその第
２主点までの距離Ｔを 4 ｍｍとすると、合成後の送光
レンズの第２主点から発光面までの距離Ａ’として、 Ａ’＝Ａ−Ｄ＋Ｚ−Ｔ ・・・（８） ＝ 33 − 5.5＋ 5.5− 4 ＝ 29 ｍｍ を得る。If the distance A from the second principal point of the plano-convex lens to the light emitting surface is 33 mm, and the distance T from the first principal point of the plano-convex cylindrical lens to its second principal point is 4 mm, the post-composite transmission is performed. As the distance A ′ from the second principal point of the optical lens to the light emitting surface, A ′ = A−D + Z−T (8) = 33−5.5 + 5.5−4 = 29 mm is obtained.
【００２９】合成後の送光レンズの焦点距離Ｆ、半導体
レーザダイオードの発光面の位置及び光ビームの広がり
角に関しては次の式が成り立つ。 １／Ｆ＝１／Ａ’−１／Ｂ’ ・・・（９） Ｂ’／Ａ’＝tan θH ／ tan θH ’ ・・・（10） （９）式、（10）式からＢ’を消去し、Ｆ＝ 40 ｍｍ、
Ａ’＝ 29 ｍｍ，θH＝ 5 oを代入すると、 ２θH ’＝2.74o となり、目標値 2.7o にほぼ等しい垂直方向への光ビー
ムの広がり角が得られる。Regarding the focal length F of the light-transmitting lens after synthesis, the position of the light-emitting surface of the semiconductor laser diode, and the divergence angle of the light beam, the following expressions hold. 1 / F = 1 / A′−1 / B ′ (9) B ′ / A ′ = tan θ H / tan θ H ′ (10) From formulas (9) and (10), B 'Is erased, F = 40 mm,
Substituting A ′ = 29 mm and θ H = 5 o , 2θ H ′ = 2.74 o , and the divergence angle of the light beam in the vertical direction almost equal to the target value 2.7 o is obtained.
【００３０】また、スリットの幅ＷH として、 ＷH ＝２（Ａ−Ｄ−Ｔ）tan θH ・・・(11) ＝2 ( 33 −5.5 − 4 ) tan 5o ＝ 4.1 ｍｍ を得る。Further, as the width W H of the slit, W H = 2 (A- D-T) tan θ H ··· (11) = 2 - obtaining (33 -5.5 4) tan 5 o = 4.1 mm.
【００３１】以上、平凸レンズと円柱レンズとを透光性
の樹脂を素材として射出成形により一体に作成する場合
を例示した。しかしながら、平凸レンズと円柱レンズの
それぞれを透光性の樹脂やガラスで個別に作成し、両者
の平坦面を接着剤などで接合する構成とすることもでき
る。The case where the plano-convex lens and the cylindrical lens are integrally formed by injection molding using a translucent resin as an example has been described above. However, each of the plano-convex lens and the cylindrical lens may be individually made of translucent resin or glass, and the flat surfaces of both may be joined with an adhesive or the like.
【００３２】また、車載レーザレーダ装置用のレーザヘ
ッドに適用する場合を例示した。しかしながら、本発明
の送光レンズを適用するレーザヘッドは、光学的読み取
装置の対物レンズに所望断面形状を有するほぼ平行なレ
ーザ光線を供給するためのものなど他の適宜なものであ
ってもよいことは明らかである。Further, the case where the invention is applied to a laser head for an on-vehicle laser radar device has been exemplified. However, the laser head to which the light transmitting lens of the present invention is applied may be any other suitable one such as one for supplying a substantially parallel laser beam having a desired sectional shape to the objective lens of the optical reading device. That is clear.
【００３３】[0033]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
わるレーザヘッドの送光レンズによれば、平凸レンズと
平凸又は平凹円柱レンズとが、それぞれの平坦面を共通
にしながら、あるいは交差させながら透光性の樹脂を素
材として射出成形により一体に形成される構成であるか
ら、厚みが減少し、射出成形によっても高い形状精度の
一体化レンズを歩留り良く製作できるという効果が奏さ
れる。As described in detail above, according to the light-sending lens of the laser head of the present invention, the plano-convex lens and the plano-convex or plano-concave cylindrical lens have their flat surfaces in common, or Since the structure is integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while intersecting, the thickness is reduced, and it is possible to manufacture an integrated lens with high shape accuracy with good yield even by injection molding. It
【図１】本発明の一実施例に係わるレーザヘッドの送光
レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、横断面図（Ｂ）及び
縦断面図（Ｃ）である。FIG. 1 is a perspective view (A), a horizontal cross-sectional view (B) and a vertical cross-sectional view (C) showing a configuration of a light transmitting lens of a laser head according to an embodiment of the present invention.
【図２】本発明の他の実施例に係わるレーザヘッドの送
光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、横断面図（Ｂ）及
び縦断面図（Ｃ）である。FIG. 2 is a perspective view (A), a horizontal cross-sectional view (B) and a vertical cross-sectional view (C) showing a configuration of a light transmitting lens of a laser head according to another embodiment of the present invention.
【図３】本発明の更に他の実施例に係わるレーザヘッド
の送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、横断面図
（Ｂ）及び縦断面図（Ｃ）である。FIG. 3 is a perspective view (A), a horizontal cross-sectional view (B) and a vertical cross-sectional view (C) showing a configuration of a light transmitting lens of a laser head according to still another embodiment of the present invention.
【図４】本発明の更に他の実施例に係わるレーザヘッド
の送光レンズの構成を示す斜視図（Ａ）、横断面図
（Ｂ）及び縦断面図（Ｃ）である。FIG. 4 is a perspective view (A), a horizontal cross-sectional view (B) and a vertical cross-sectional view (C) showing a configuration of a light transmitting lens of a laser head according to still another embodiment of the present invention.
【図５】図４の送光レンズを用いたレーザヘッドの構成
の一例を示す断面図である。5 is a sectional view showing an example of the configuration of a laser head using the light transmitting lens of FIG.
【図６】図５のレーザヘッドによる垂直方向への光ビー
ムの広がり角の圧縮に関する設計の一例を説明する断面
図である。6 is a cross-sectional view illustrating an example of a design regarding compression of a divergence angle of a light beam in a vertical direction by the laser head of FIG.
【図７】図５のレーザヘッドによる水平方向への光ビー
ムの広がり角の圧縮に関する設計の一例を説明する断面
図である。7 is a cross-sectional view illustrating an example of a design regarding compression of a divergence angle of a light beam in a horizontal direction by the laser head of FIG.
【図８】スリットのみで構成するレーザヘッドの送光光
学系の構成の一例を説明するための斜視図である。FIG. 8 is a perspective view for explaining an example of a configuration of a light-transmitting optical system of a laser head configured by only slits.
【図９】２個の円柱レンズの組合せによって構成するレ
ーザヘッドの送光レンズ系の構成の一例を説明するため
の斜視図である。FIG. 9 is a perspective view for explaining an example of the configuration of a light transmitting lens system of a laser head configured by combining two cylindrical lenses.
【図10】２個の円柱レンズを組合せて構成する送光レン
ズ系の厚みを説明するための斜視図である。FIG. 10 is a perspective view for explaining the thickness of a light transmitting lens system configured by combining two cylindrical lenses.
【図11】平凸レンズで構成する送光レンズ系の厚みを、
２個の円柱レンズの組合せの場合と比較して説明するた
めの斜視図である。FIG. 11 shows the thickness of the light-sending lens system configured by a plano-convex lens,
FIG. 6 is a perspective view for comparison with a case of a combination of two cylindrical lenses.
１ レンズヘッドの送光レンズ １ａ 平凸レンズ １ｂ 平凸円柱レンズ １ｂ’ 平凸円柱レンズ １ｃ スリット 1 Light-sending lens of lens head 1a Plano-convex lens 1b Plano-convex cylindrical lens 1b 'Plano-convex cylindrical lens 1c Slit
─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成６年４月２１日[Submission date] April 21, 1994
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図４[Name of item to be corrected] Fig. 4
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図４】本発明の更に他の実施例に係わるレーザヘッド
の送光レンズの構成を示す斜視図であるFIG. 4 is a perspective view showing a structure of a light transmitting lens of a laser head according to still another embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 流郷 繁 神奈川県川崎市高津区諏訪1168 高田方 (72)発明者 伊藤 秀文 東京都目黒区碑文谷１ー20ー13 ひまわり 荘15号 (72)発明者 吉村 貴司 神奈川県横浜市神奈川区入江１ー11ー20 メゾン寿104 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shigeru Nagago 1168 Takada, Suwa, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture (72) Inventor Hidefumi Ito 1-20-13 Himonya, Meguro-ku, Tokyo Sunflowersso No. 15 (72) Invention Person Takashi Yoshimura 1-11-20 Irie, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa 104 Maison Kotobuki
Claims (8)
れの平坦面を共通にしながら透光性の樹脂を素材として
射出成形により一体に形成されたことを特徴とするレー
ザヘッドの送光レンズ。1. A light-transmitting lens for a laser head, wherein a plano-convex lens and a plano-convex cylindrical lens are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while having a common flat surface. .
れの平坦面を共通にしながら透光性の樹脂を素材として
射出成形により一体に形成されたことを特徴とするレー
ザヘッドの送光レンズ。2. A light-transmitting lens for a laser head, wherein a plano-convex lens and a plano-concave cylindrical lens are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while making their flat surfaces common. .
れの平坦面を光軸方向に交差させながら透光性の樹脂を
素材として射出成形により一体に形成されたことを特徴
とするレーザヘッドの送光レンズ。3. A laser head, wherein a plano-convex lens and a plano-concave cylindrical lens are integrally formed by injection molding using a translucent resin as a material while intersecting the respective flat surfaces in the optical axis direction. Light transmitting lens.
それぞれの平坦面において接合されたことを特徴とする
レーザヘッドの送光レンズ。4. A plano-convex lens and a plano-convex or plano-concave cylindrical lens,
A light-transmitting lens for a laser head, characterized in that the flat surfaces are joined together.
成のスリットを備えたことを特徴とするレーザヘッドの
送光レンズ。5. The light transmitting lens of a laser head according to claim 1, further comprising a slit configured to form a light absorbing layer on a peripheral portion of the curved surface of the cylindrical lens.
ドであることを特徴とするレーザヘッドの送光レンズ。6. The light-transmitting lens of a laser head according to claim 1, wherein the laser head is a laser head of a vehicle-mounted laser radar.
方に形成することを特徴とするレーザヘッドの送光レン
ズ。7. The light-transmitting lens for a laser head according to claim 6, wherein the laser head has an irradiation surface with an aspect ratio of approximately 1 to 2 formed in the front.
ことを特徴とするレーザヘッドの送光レンズ。8. A light-transmitting lens for a laser head, comprising a combination of a convex lens and a cylindrical lens.
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