JPS59127006A - フレネルゾ−ンプレ−ト - Google Patents
フレネルゾ−ンプレ−トInfo
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- JPS59127006A JPS59127006A JP264883A JP264883A JPS59127006A JP S59127006 A JPS59127006 A JP S59127006A JP 264883 A JP264883 A JP 264883A JP 264883 A JP264883 A JP 264883A JP S59127006 A JPS59127006 A JP S59127006A
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- Japan
- Prior art keywords
- fresnel zone
- refractive index
- plate
- transparent
- concave
- Prior art date
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lenses (AREA)
- Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は、空気中よシ屈折率が1以上の透明な物質中
の1点に平行光を集光させ、かつコマ収差のないフレネ
ルゾーンプレートに関するものである。
の1点に平行光を集光させ、かつコマ収差のないフレネ
ルゾーンプレートに関するものである。
従来のこの櫛フレネルゾーンプレートはその輪帯の半径
rkが第1式 で与えられる値をもち、平行平板のガラス板の庁面のみ
にフレネルゾーンが形成される構成罠なっていた。第1
弐において、λは波長、fは焦点距71、に=1.aし
・・である。このフレネルゾーンプレートの作用を第1
図に示す。第1図において。
rkが第1式 で与えられる値をもち、平行平板のガラス板の庁面のみ
にフレネルゾーンが形成される構成罠なっていた。第1
弐において、λは波長、fは焦点距71、に=1.aし
・・である。このフレネルゾーンプレートの作用を第1
図に示す。第1図において。
は)はガラス板、(2)はフレネルゾーン、13)はフ
レネルゾーンプレー)、141は光軸、(5)は入射平
行光。
レネルゾーンプレー)、141は光軸、(5)は入射平
行光。
(6)は出射光、(7)は集光点である。このような構
成の7レネルゾーングレート(3)に光軸(4)に平行
な入射光が入射すると、入射平行光(5)はフレネルゾ
ーン(2)の半径fkのところで回折され、集光点(7
)に向う出射光線(6)K変換され、他の入射光線も同
様に集光点(7)に向う出射光線(6)に変換される。
成の7レネルゾーングレート(3)に光軸(4)に平行
な入射光が入射すると、入射平行光(5)はフレネルゾ
ーン(2)の半径fkのところで回折され、集光点(7
)に向う出射光線(6)K変換され、他の入射光線も同
様に集光点(7)に向う出射光線(6)に変換される。
この場合には集光点(7)では集差を生じることなく回
折限界のスポットサイズをもつ集光光が得られる。
折限界のスポットサイズをもつ集光光が得られる。
この状DIICおけるスポットダイアグラムを第2#1
!J−に示す。
!J−に示す。
次に、オ山式で与えられる輪帯をもつフレネルゾーンプ
レートを用いて、空気中よシ屈折率n2>1の透明な物
質中へ平行光を集光させる場合には。
レートを用いて、空気中よシ屈折率n2>1の透明な物
質中へ平行光を集光させる場合には。
空気と上記透明・物質との境界で屈折が起きるため球面
収差が生じ、集光点でのスポット径が回折限界による値
よシも大きくなシ、7ヤーグに集光することができなく
なる。この状態を示したものが第3図である。第3図に
おいて、13)は第1図で説明した輪帯半径が第1式で
与えられるフレネルゾーングレー)、+81は屈折率n
2〉1の透明物質、(9)は上記透明物質と空気との境
界である。プレネルゾーンプレート(3)で回折された
出射光(6)は焦点C1o+に向う光線となるか、境界
(9)で屈折されるため。
収差が生じ、集光点でのスポット径が回折限界による値
よシも大きくなシ、7ヤーグに集光することができなく
なる。この状態を示したものが第3図である。第3図に
おいて、13)は第1図で説明した輪帯半径が第1式で
与えられるフレネルゾーングレー)、+81は屈折率n
2〉1の透明物質、(9)は上記透明物質と空気との境
界である。プレネルゾーンプレート(3)で回折された
出射光(6)は焦点C1o+に向う光線となるか、境界
(9)で屈折されるため。
この面における屈折の法則に従った方向に変えられ、光
軸(4)とは焦点叫とは異なる位置で交わる。
軸(4)とは焦点叫とは異なる位置で交わる。
他の光線も同様にして境界(9)で屈折され集光点(7
)の近停で光軸と交わる。この先軸と交わる位置は各光
線によル異なるため1点では交からす、集光点(7)に
おける像はボケ、そのスポット径は回折限界による値よ
シも大きくなる。これを第4図に示す。
)の近停で光軸と交わる。この先軸と交わる位置は各光
線によル異なるため1点では交からす、集光点(7)に
おける像はボケ、そのスポット径は回折限界による値よ
シも大きくなる。これを第4図に示す。
また、第1図で示したフレネルゾーンプレー(3)K上
記光軸+41に対して傾きをもつ平行光u11を入射し
た場合には、コマ収差が生じ、集光点でのスポット径が
回折限界による値よシも大きくなシ、シャープに集光す
ることができなくなる。この状態を示したものが第5図
である。第5図において。
記光軸+41に対して傾きをもつ平行光u11を入射し
た場合には、コマ収差が生じ、集光点でのスポット径が
回折限界による値よシも大きくなシ、シャープに集光す
ることができなくなる。この状態を示したものが第5図
である。第5図において。
(Ill (Ilaバ11b)は上記光軸(4)に対し
て傾きをもつ入射平光、(121(12aバ12b)
fi入射平行光(111(llaバ11b)に対する出
射光、 (131は入射平行光uilに対する集光点で
ある。フレネルゾーン(2)で回折された出射光u21
は上記境界(9)で屈折され集光点[31に向う光線と
なるが、入射平行光叩の7レネルゾーンに対する入射高
さが、入射平光(Illと入射平行光(11aバ11b
)とでは異なるため、フレネルゾーン(2)で回折され
た出射光α2)と出射光(12aJおよび出射光(12
bJは境界面(9)で屈折されたのちも1点では交わら
ず互いに異なる位置で交わる。
て傾きをもつ入射平光、(121(12aバ12b)
fi入射平行光(111(llaバ11b)に対する出
射光、 (131は入射平行光uilに対する集光点で
ある。フレネルゾーン(2)で回折された出射光u21
は上記境界(9)で屈折され集光点[31に向う光線と
なるが、入射平行光叩の7レネルゾーンに対する入射高
さが、入射平光(Illと入射平行光(11aバ11b
)とでは異なるため、フレネルゾーン(2)で回折され
た出射光α2)と出射光(12aJおよび出射光(12
bJは境界面(9)で屈折されたのちも1点では交わら
ず互いに異なる位置で交わる。
他の光線につVても同じである。その差異はいわゆるコ
マ収差となって現われ集光点(1:1における像はボケ
、そのスポット径は回折限界による値よルも大きくなる
。第6図に、第5図の集光点(+31におけるスポット
ダイアグラムを示す。
マ収差となって現われ集光点(1:1における像はボケ
、そのスポット径は回折限界による値よルも大きくなる
。第6図に、第5図の集光点(+31におけるスポット
ダイアグラムを示す。
このように、従来のフレネルゾーングレートでは、屈折
率が1よル大きい物質中でシャープに集光できないとい
う欠点があるとともに、入射平行光が光軸に対して傾く
とコマ収差を生じシャープに集光することはできないと
いう欠点があった。
率が1よル大きい物質中でシャープに集光できないとい
う欠点があるとともに、入射平行光が光軸に対して傾く
とコマ収差を生じシャープに集光することはできないと
いう欠点があった。
この発明は9以上の欠点を除去するため、平凹レンズの
凹面側を平行光が入射する入射面とし。
凹面側を平行光が入射する入射面とし。
平面側に7レネルゾーンを作成し、正弦条件の不満足t
が小さくなるようKまた。屈折率が1以上の物質中で回
折限界のスポット径となるようにフレネルゾーンの輪帯
半径、上記平凹レンズの厚み。
が小さくなるようKまた。屈折率が1以上の物質中で回
折限界のスポット径となるようにフレネルゾーンの輪帯
半径、上記平凹レンズの厚み。
M折半および曲率半径等を決定し1球面状差を除去しか
つコマ収差が小さくなるよう例したものであシ、以下図
面について詳細に説明する。
つコマ収差が小さくなるよう例したものであシ、以下図
面について詳細に説明する。
オフ図は本発明の7レネルゾーンプレートの輪帯半径を
求めるための模式図である。このフレネルゾーングレー
トよシ距RLtのところKある屈折率n3≧1の透明物
質(8)中忙表面(9)よシ距Mtのところで入射平行
光(5)を集光させかつコマ収差が小さくなるように7
レネルゾーンの輪帯半径1k。
求めるための模式図である。このフレネルゾーングレー
トよシ距RLtのところKある屈折率n3≧1の透明物
質(8)中忙表面(9)よシ距Mtのところで入射平行
光(5)を集光させかつコマ収差が小さくなるように7
レネルゾーンの輪帯半径1k。
平凹レンズの厚み、屈折率および曲率半径を求める。オ
フ図において、u5)は平行透EA板、u6)は凹面透
明板、 filは屈折光、 (181t’i屈折光、
(191は平凹レンズ、(2Ql/ri基準平面である
。
フ図において、u5)は平行透EA板、u6)は凹面透
明板、 filは屈折光、 (181t’i屈折光、
(191は平凹レンズ、(2Ql/ri基準平面である
。
オフ図において、入射平行光(5)を集光点Fで1点忙
集光するためKは、基準平面上の点Aから凹 −面透明
板上の点Bから平行透明板(151上の点Cと7レネル
ゾーン上の点りを蚤て、透明物質上の点Eで屈折して集
光点Fに至る光学距離と、基準平面上の点0から点Pと
点Qと点Rと点Sを予て点Fに至る光学距離との差が1
/2波長の整数倍になることである。
集光するためKは、基準平面上の点Aから凹 −面透明
板上の点Bから平行透明板(151上の点Cと7レネル
ゾーン上の点りを蚤て、透明物質上の点Eで屈折して集
光点Fに至る光学距離と、基準平面上の点0から点Pと
点Qと点Rと点Sを予て点Fに至る光学距離との差が1
/2波長の整数倍になることである。
すなわち、この条件はオ(2)式
%式%
)
のように書くことができる。ここで01 は上記凹面
透明板の屈折率+ 02は上記平行透明板の屈折率。
透明板の屈折率+ 02は上記平行透明板の屈折率。
kは輪帯の番号でに=LZ・・・、λは波長である。
次に1点Bと点Cお工び点Eで各光線が屈折することを
考慮し、角度Q1とQ2とQ3とQ4とQ5と暢とをオ
フ図のようにとシ、かつ、上記凹面ガラス板の中心部の
厚さをd1曲率半径を’1+平行ガラス板の厚さをd2
+上牝フレネルゾーングレートと透明物質(8)との距
離をt、上記透明物質(8)の表面(9)よシ集光点ま
での距Mをtとするとオ(2)式はオ(3)式のように
書ける。
考慮し、角度Q1とQ2とQ3とQ4とQ5と暢とをオ
フ図のようにとシ、かつ、上記凹面ガラス板の中心部の
厚さをd1曲率半径を’1+平行ガラス板の厚さをd2
+上牝フレネルゾーングレートと透明物質(8)との距
離をt、上記透明物質(8)の表面(9)よシ集光点ま
での距Mをtとするとオ(2)式はオ(3)式のように
書ける。
(f +Jd1 +n2d、B +t+n3す=に、−
・−・・・・・−・・・・・・・・・・・−・・・・・
・・・・・13)また9点Bと点Cおよび点Eにおいて
はスネルの法則よシ filn#1 =n1alrll’2 ・甲甲曲U―
山……ψ…・t・・−・・旧・・・―…・・e・・−(
4)nlaln#3 =n2NI’lθ4 ・・―・・
−川・・・・・−・・・・・・…・・・・・・・甲・・
・・・・・・・・曲151ainθ5 =n3 @ln
θ6・・φ・Φ・・・・Φ−・・−Φ・・・Φ・−・・
・φ−・e・・e−・−・・・―・・・・−・―Φ−1
・・・t6103”’1−θ2 ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・+71と書ける。
・−・・・・・−・・・・・・・・・・・−・・・・・
・・・・・13)また9点Bと点Cおよび点Eにおいて
はスネルの法則よシ filn#1 =n1alrll’2 ・甲甲曲U―
山……ψ…・t・・−・・旧・・・―…・・e・・−(
4)nlaln#3 =n2NI’lθ4 ・・―・・
−川・・・・・−・・・・・・…・・・・・・・甲・・
・・・・・・・・曲151ainθ5 =n3 @ln
θ6・・φ・Φ・・・・Φ−・・−Φ・・・Φ・−・・
・φ−・e・・e−・−・・・―・・・・−・―Φ−1
・・・t6103”’1−θ2 ・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・+71と書ける。
次に、フレネルゾーンの輪帯の半径をrkとすると。
r k==AtamQs +ftamθ6=r * i
nθ1+(r (l Coal’ I )十d1ノ
tanθ3十d2tanθ4・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8
)と書ける。
nθ1+(r (l Coal’ I )十d1ノ
tanθ3十d2tanθ4・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(8
)と書ける。
以上の第3式から第8式を01から06を変数とする連
立方程式として解き、その解を第8式に代入すると輪帯
の半径rkが求ま99球面収差が除去されたものとなっ
てbる。
立方程式として解き、その解を第8式に代入すると輪帯
の半径rkが求ま99球面収差が除去されたものとなっ
てbる。
しかし、コマ収差を生じないためにはいやゆる正弦条件
を満足する必要があるが、必ずしもすべての入射光線に
対して正弦条件を満すようKすることはできない。正弦
条件の不腐定量−2s 、c 。
を満足する必要があるが、必ずしもすべての入射光線に
対して正弦条件を満すようKすることはできない。正弦
条件の不腐定量−2s 、c 。
と書ける。ここで[は焦点距離である。
本発明によるフレネルゾーンプレートでは、残葉コマ収
差の評価量として から0.6 の間で となるように凹面透明板の屈−17?率n1.厚さdl
と曲率半値rおよび平行透明板の厚みd2 と屈折率
n2 の値を選択して連立方程式を解く。
差の評価量として から0.6 の間で となるように凹面透明板の屈−17?率n1.厚さdl
と曲率半値rおよび平行透明板の厚みd2 と屈折率
n2 の値を選択して連立方程式を解く。
このように、フレネルゾーンの輪帯半径’ke上記凹面
透明板の厚みdl と屈折率”Is上記平行透明板の
厚みd2と屈折率n2とをきめると、入射平行光が光軸
141 K対し頑いたとしても出射光のコマ収差は除去
されているので集光点(131ではシャープなスポット
が得られる。オ8因はこの状況を示したものであル、オ
9図は集光点(131におけるスポットを示したもので
ある。
透明板の厚みdl と屈折率”Is上記平行透明板の
厚みd2と屈折率n2とをきめると、入射平行光が光軸
141 K対し頑いたとしても出射光のコマ収差は除去
されているので集光点(131ではシャープなスポット
が得られる。オ8因はこの状況を示したものであル、オ
9図は集光点(131におけるスポットを示したもので
ある。
第10図の実線(インは残留コマ収差の評価書が2.8
2λであ)凹面透明板(16)と平行透明板151の屈
折率が異なる場合の入射高さと正弦粂件不満足潰との関
係を示したものであシ、パラメータの値ヲ、n1−1.
7.n2. == 1.5 n3=1.5. jl
”=1 mr、 d2 =0.5 mm、 L”=
2 wn、 t = 1.2mm 、λ=0.78.
am とし開口数NAを−045としたものである。
2λであ)凹面透明板(16)と平行透明板151の屈
折率が異なる場合の入射高さと正弦粂件不満足潰との関
係を示したものであシ、パラメータの値ヲ、n1−1.
7.n2. == 1.5 n3=1.5. jl
”=1 mr、 d2 =0.5 mm、 L”=
2 wn、 t = 1.2mm 、λ=0.78.
am とし開口数NAを−045としたものである。
図中9点線(口λは開口数と直径が同じな従来の7レネ
ルゾーングレートの収差を示したものであル。
ルゾーングレートの収差を示したものであル。
これにくらべて本発明によるフレネルゾーングレートの
コマ収差は非常忙小さくなっていることがわかる。
コマ収差は非常忙小さくなっていることがわかる。
第11 図は凹面透明板(161と平行透明板U5+の
屈折率を同じとし、上記凹面透明板(161と平行透明
板(151を分割せずVCI体とした残留コマ収差の評
価量が4.55λとなる場合であるが、この場合でもコ
マ収差の発生は小さいことがわかる。
屈折率を同じとし、上記凹面透明板(161と平行透明
板(151を分割せずVCI体とした残留コマ収差の評
価量が4.55λとなる場合であるが、この場合でもコ
マ収差の発生は小さいことがわかる。
第12図は本発明の一実施例で6シ、平行透明板(]5
jの上に1輪帯の半径rB、・の0とrlとの間および
r2に−1とt2k(k ”:’ 1.2 ”・)との
間および’zk −1(!: t21 (k ;1.2
.・= )との間のみに屈折率がn(N1)の透明物質
121Jを付けてフレネルゾーン(2)を形成した位相
型のフレネルゾーングレートである。
jの上に1輪帯の半径rB、・の0とrlとの間および
r2に−1とt2k(k ”:’ 1.2 ”・)との
間および’zk −1(!: t21 (k ;1.2
.・= )との間のみに屈折率がn(N1)の透明物質
121Jを付けてフレネルゾーン(2)を形成した位相
型のフレネルゾーングレートである。
また、第13図は本発明の他の実施例であシ、平行透明
板u51の上に1輪帯の半径fkのOからj2およびj
2 からr2に+2(k == 1.2・・・) の輪
帯の間では連続的に厚さが薄くなる屈折率nの透明物質
02含付けて7レネルゾーンを形成しブレーズ化を計っ
た位相型のフレネルゾーンプレートである。
板u51の上に1輪帯の半径fkのOからj2およびj
2 からr2に+2(k == 1.2・・・) の輪
帯の間では連続的に厚さが薄くなる屈折率nの透明物質
02含付けて7レネルゾーンを形成しブレーズ化を計っ
た位相型のフレネルゾーンプレートである。
第1′4図は本発明の他の実施例であシ、凹面透明(1
61と平行透明板(151とを同じ屈折率の透明板とし
。
61と平行透明板(151とを同じ屈折率の透明板とし
。
第13図のように分割せずに1体の平凹レンズとしてそ
の平面側にフレネルゾーンを形成したものである。この
とき輪帯の半径rkのr2に−sとf2k ((k=
=1.2.・・・Jとの間のみに屈折率がn C’i1
)の透明物質12]) 全付けて7レネルゾーン(2)
を形成する。
の平面側にフレネルゾーンを形成したものである。この
とき輪帯の半径rkのr2に−sとf2k ((k=
=1.2.・・・Jとの間のみに屈折率がn C’i1
)の透明物質12]) 全付けて7レネルゾーン(2)
を形成する。
第15 図は本発明の他の実IA列であシ、第14図の
7レネルゾーンt[−131gのフレネルゾーンと同様
にしてブレーズ化をJloりた構成としたものである。
7レネルゾーンt[−131gのフレネルゾーンと同様
にしてブレーズ化をJloりた構成としたものである。
オス2図、第13図、第14 図および第15 因に
示した本発明に係わるフレネルゾーングレートを用いれ
ば、入射平行光が上記フレネルシー3プレー ト+31
の光軸(4)忙対して相対的に傾いたとしてもコマ収差
が小さいので回折限界して近いスポット径となるシャー
プな集光が得られる。
示した本発明に係わるフレネルゾーングレートを用いれ
ば、入射平行光が上記フレネルシー3プレー ト+31
の光軸(4)忙対して相対的に傾いたとしてもコマ収差
が小さいので回折限界して近いスポット径となるシャー
プな集光が得られる。
なお9以上はフレネルゾーンを透明な物質(211を用
いて、その厚みを変えることによシ位相型の7レネルゾ
ーンを形成する場合について述べたが。
いて、その厚みを変えることによシ位相型の7レネルゾ
ーンを形成する場合について述べたが。
輪帯箪径rk の0とf] の間およびr2にとr、
2に+1(k=1. Z−Jとの間を透明、r2に−+
とr2k(k=1.2・・・〕との間を不透明にしたフ
レネルゾーンをf″F−製しても効率は上記位相型フレ
ネルゾーンにくらべて低下するが、同様の集光作用を行
うのでこのような構成としてもよい。
2に+1(k=1. Z−Jとの間を透明、r2に−+
とr2k(k=1.2・・・〕との間を不透明にしたフ
レネルゾーンをf″F−製しても効率は上記位相型フレ
ネルゾーンにくらべて低下するが、同様の集光作用を行
うのでこのような構成としてもよい。
以上のように、この発明に係るフレネルゾーンプレート
では、平凹レンズの凹面を平行光が入射する入射面とし
、平面側に7レネルゾーンを作成し、その輪帯の平径が
遅立方程式第3式からオ8式の解となるようKL、かつ
残留コマ収差の評価量が小さくなるよ5に平凹レンズの
屈折率、厚みおよび曲率平径を決定することによシ、屈
折率が1以上の透明物質内で回折限界のスポット径およ
びコマ収差の発生量が小さくなるようにしたものであ勺
、入射平行光が光軸に対して傾いたとしても回折限界に
近いスポット径が得られ、シャープな集光特性が得られ
るという効果を有する。
では、平凹レンズの凹面を平行光が入射する入射面とし
、平面側に7レネルゾーンを作成し、その輪帯の平径が
遅立方程式第3式からオ8式の解となるようKL、かつ
残留コマ収差の評価量が小さくなるよ5に平凹レンズの
屈折率、厚みおよび曲率平径を決定することによシ、屈
折率が1以上の透明物質内で回折限界のスポット径およ
びコマ収差の発生量が小さくなるようにしたものであ勺
、入射平行光が光軸に対して傾いたとしても回折限界に
近いスポット径が得られ、シャープな集光特性が得られ
るという効果を有する。
牙1図は従来の7レネルゾーンプレートを用いて光軸に
平行な入射平行光を集光する場合の模式図、第2図は第
1図に対する集光点でのスポットを示す図、第3図は従
来のフレネルゾーングレートを用いてn>1の透明物質
に集光する一場合の模式図、第4図は第3図に対する集
光点でのスポットを示す図、第5図は従来のフレネルゾ
ーンプレートを用いて光軸に対して傾いた入射平行光を
集光する場合の模式区、オ6図/I′i第5図に対する
集光点でのスポットダイアグラム、オフ図は本発明に係
るフレネルシー7プレートの輪帯半径を求めるための模
式図、第8図は本発明に係るフレネルシー7グレートを
用いて光軸に対して傾いた入射平行光を集光する場合の
模式図、19図は第8図に対する集光点でのスポットを
示す区、第10図と第11図はコマ収差曲線の例、第1
2図はこの発明に係るフレネルゾーングレートの一実施
例を示すψ図、第13図はこの発明に係るフレネルゾー
ンフ。 レートの他の実施例を示す図、第14図はこの発明に係
るフレネルゾーンプレートの他の実施例を示す図、第1
5図はこの発明に係るフレネルゾーンプレートの他の実
施例を示す図である。 図中、(1)はガラス板、(2)はワレネルゾーン、(
3)はフレネルゾーンプレート、+41は光軸、(5)
は入射平行光、(6)は出射光、(7)は集光点、(8
)は屈折率が1以上の透明物質、(9)は表面、叫は焦
点、uD(ia)(11b)は入射平行光、 (121
(12aバ12b)は出射光、 (131は集光点、
Q41は焦点、u5)は平行透明板、u6)は凹面透明
板、 +171は屈折光、a81は屈折光、 (19]
は平凹レンズ。 (21+1は基準平面、Ql)は屈折率が1以上の透明
物質である。 なお1図中、同一あるhFi相当部分には同一符号を付
して示しである。 ネrfa l 卑2 Ω 塾仝脇 I ネ フ 15イ)1 +tor’;h 、5 ダ弧イ・イブ1
″)’l、+++ハ ネ1
2図(い 事13 Q ’4.+4必 ネ15島
平行な入射平行光を集光する場合の模式図、第2図は第
1図に対する集光点でのスポットを示す図、第3図は従
来のフレネルゾーングレートを用いてn>1の透明物質
に集光する一場合の模式図、第4図は第3図に対する集
光点でのスポットを示す図、第5図は従来のフレネルゾ
ーンプレートを用いて光軸に対して傾いた入射平行光を
集光する場合の模式区、オ6図/I′i第5図に対する
集光点でのスポットダイアグラム、オフ図は本発明に係
るフレネルシー7プレートの輪帯半径を求めるための模
式図、第8図は本発明に係るフレネルシー7グレートを
用いて光軸に対して傾いた入射平行光を集光する場合の
模式図、19図は第8図に対する集光点でのスポットを
示す区、第10図と第11図はコマ収差曲線の例、第1
2図はこの発明に係るフレネルゾーングレートの一実施
例を示すψ図、第13図はこの発明に係るフレネルゾー
ンフ。 レートの他の実施例を示す図、第14図はこの発明に係
るフレネルゾーンプレートの他の実施例を示す図、第1
5図はこの発明に係るフレネルゾーンプレートの他の実
施例を示す図である。 図中、(1)はガラス板、(2)はワレネルゾーン、(
3)はフレネルゾーンプレート、+41は光軸、(5)
は入射平行光、(6)は出射光、(7)は集光点、(8
)は屈折率が1以上の透明物質、(9)は表面、叫は焦
点、uD(ia)(11b)は入射平行光、 (121
(12aバ12b)は出射光、 (131は集光点、
Q41は焦点、u5)は平行透明板、u6)は凹面透明
板、 +171は屈折光、a81は屈折光、 (19]
は平凹レンズ。 (21+1は基準平面、Ql)は屈折率が1以上の透明
物質である。 なお1図中、同一あるhFi相当部分には同一符号を付
して示しである。 ネrfa l 卑2 Ω 塾仝脇 I ネ フ 15イ)1 +tor’;h 、5 ダ弧イ・イブ1
″)’l、+++ハ ネ1
2図(い 事13 Q ’4.+4必 ネ15島
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 il) 平行光を屈折率が1以上の透明物質中の1点
に集光させるフレネルゾーンプレートにおhで。 屈折率がn2 で厚さがd2 である平行な透明板
と。 屈折率がn】で中心の厚さがdlで一方の側を半径tの
凹面とし、もう一方の側を平面とした形状をもつ凹面透
BA板の平面側に上記平行透明板とを張合せfcm成の
平凹レンズの凹面揃ヲ平行光が入射する側とし、上記平
凸レンズの平面f目!I Kフレネルゾーンを形成し、
かつ上記フレネルゾーン中によシに番目の@帝半径fk
が01と02と03と84と05と06を変数とする連
立方程式 %式% (ここでk = 1.2.・・・、tはフレネルゾーン
グレートの出射側から屈Fr率n3 の透明#!:J質
の表面鷹での距離、tは上記透明物質の表面から集光点
までの距離、λは波長である) の解によシ rk=l−1anθ5+ttanθ6 と与えられ、かつ上記フレネルゾーンプレートの開口数
N、Aが0.1から0.6の範囲で残留コマ収差の絆価
敵が (ここでkmax/ri最大輪帝数、fは焦点距離であ
るンとなるようにしたことを特徴とするフレネルゾーン
グレート。 (2)フレネルゾーンの輪帯半径12に−1とrk(k
= 1.2.・・・λとの間のみに屈折率がn(n)1
ノの透明物質を付けたことを特徴とする特許請求の範囲
オi11項記載の7レネルゾーンプレート(3) フ
レネルゾーンの輪帯半径r1.の0からf2および12
kからrzk十z (k=i、 2・・・λの輪帯の間
では連続的に厚さが薄くなる屈折率n()IJの透明物
質を形成しフレネルゾーンのブレーズ化を計ったことを
特徴とする特許請求の範囲オ山頂記載の7レネルゾーン
プレート (4)平凹レンズを1枚の透明板によ多形成したことを
特徴とする特許請求の範囲オ(2)項および第13)項
記載のフレネルゾーンプレート
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP264883A JPS59127006A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | フレネルゾ−ンプレ−ト |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP264883A JPS59127006A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | フレネルゾ−ンプレ−ト |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59127006A true JPS59127006A (ja) | 1984-07-21 |
JPS6311641B2 JPS6311641B2 (ja) | 1988-03-15 |
Family
ID=11535170
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP264883A Granted JPS59127006A (ja) | 1983-01-11 | 1983-01-11 | フレネルゾ−ンプレ−ト |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59127006A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6269201A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-30 | Univ Osaka | 不整透過型フレネルゾ−ンプレ−ト |
JPH05210054A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | 回折および屈折光学素子を使用する双接眼レンズ光学システム |
US5257133A (en) * | 1991-09-11 | 1993-10-26 | Hughes Aircraft Company | Re-imaging optical system employing refractive and diffractive optical elements |
US6865025B2 (en) * | 2001-07-11 | 2005-03-08 | Konica Minolta Opto, Inc. | Aberration compensating optical element, optical system, optical pickup device, recorder and reproducer |
CN114967127A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-30 | 曹桂源 | 多波长消色差超薄平面透镜的设计方法 |
-
1983
- 1983-01-11 JP JP264883A patent/JPS59127006A/ja active Granted
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6269201A (ja) * | 1985-09-21 | 1987-03-30 | Univ Osaka | 不整透過型フレネルゾ−ンプレ−ト |
JPH0587801B2 (ja) * | 1985-09-21 | 1993-12-20 | Oosaka Daigakucho | |
US5257133A (en) * | 1991-09-11 | 1993-10-26 | Hughes Aircraft Company | Re-imaging optical system employing refractive and diffractive optical elements |
JPH05210054A (ja) * | 1991-09-23 | 1993-08-20 | Hughes Aircraft Co | 回折および屈折光学素子を使用する双接眼レンズ光学システム |
US6865025B2 (en) * | 2001-07-11 | 2005-03-08 | Konica Minolta Opto, Inc. | Aberration compensating optical element, optical system, optical pickup device, recorder and reproducer |
CN114967127A (zh) * | 2022-06-16 | 2022-08-30 | 曹桂源 | 多波长消色差超薄平面透镜的设计方法 |
CN114967127B (zh) * | 2022-06-16 | 2023-09-12 | 曹桂源 | 多波长消色差超薄平面透镜的设计方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6311641B2 (ja) | 1988-03-15 |
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