JPS6052813A - 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 - Google Patents
屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置Info
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- JPS6052813A JPS6052813A JP58162308A JP16230883A JPS6052813A JP S6052813 A JPS6052813 A JP S6052813A JP 58162308 A JP58162308 A JP 58162308A JP 16230883 A JP16230883 A JP 16230883A JP S6052813 A JPS6052813 A JP S6052813A
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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】
本発明は、屈折率分布型のレンズを用いて光源を形成す
る方法及び光源装置に関するものである。
る方法及び光源装置に関するものである。
従来より不均質レンズとしては、光軸からレンズの直径
方向に不均質な屈折率分布を持たせたラジアルφインデ
ックスΦレンズ、又は光軸方向に不均質な屈折率分布を
持たせたアクシアル・インデックス会レンズが知られて
いる。この内、ラジアル・インデックス・レンズは、セ
ルフォ・アクレンズ(商品名)として広く用いられてい
る。尚、本願明細書では、屈折率分布型レンズと言った
場合、このラジアル・インデックス・レンズを指すもの
である。
方向に不均質な屈折率分布を持たせたラジアルφインデ
ックスΦレンズ、又は光軸方向に不均質な屈折率分布を
持たせたアクシアル・インデックス会レンズが知られて
いる。この内、ラジアル・インデックス・レンズは、セ
ルフォ・アクレンズ(商品名)として広く用いられてい
る。尚、本願明細書では、屈折率分布型レンズと言った
場合、このラジアル・インデックス・レンズを指すもの
である。
近年、半導体レーザー等の発散光源からの光束をコリメ
ーi・する為に、−個の屈折率分布型レンズをコリメー
ターとして使用することが、光通信の分野で知られてい
る。この光通信分野では、コリメーターレンズの収差特
性を厳富に補正する必要はなかった。然しなから、この
光源装置を、光ヘッド、デジタル・オーディオ・ディス
ク、LBP xgの機器に使用する場合には、収差的に
良好なものが要求される。屈折率分布型のレンズの光軸
からrだけ離れた位置での屈折率n(r)は、軸上の屈
折率をn、)として、 n2(r)= n(、2ロー(gr)2+ho (gr
)4+t++、(gr)”ha(gr)””−) −・
(1)で表わされる。但しgは不均質の近軸量のパワー
を定める伯、hiは第(i−1)次の収差に関係する値
で、いずれも、定数である。従って、屈折率分布型レン
ズでは収差を良好に補正する為には、高次のhの値まで
制御してレンズを製作しなければならない。しかし、こ
の様な高次のhの値まで制御又、屈折率分布型のレンズ
に於いては、第1図に示す様に、レンズlの外周1aに
より光束2が正反射され、正反射された光束3により、
ゴースi・像やフレアーを生じることが多かった。
ーi・する為に、−個の屈折率分布型レンズをコリメー
ターとして使用することが、光通信の分野で知られてい
る。この光通信分野では、コリメーターレンズの収差特
性を厳富に補正する必要はなかった。然しなから、この
光源装置を、光ヘッド、デジタル・オーディオ・ディス
ク、LBP xgの機器に使用する場合には、収差的に
良好なものが要求される。屈折率分布型のレンズの光軸
からrだけ離れた位置での屈折率n(r)は、軸上の屈
折率をn、)として、 n2(r)= n(、2ロー(gr)2+ho (gr
)4+t++、(gr)”ha(gr)””−) −・
(1)で表わされる。但しgは不均質の近軸量のパワー
を定める伯、hiは第(i−1)次の収差に関係する値
で、いずれも、定数である。従って、屈折率分布型レン
ズでは収差を良好に補正する為には、高次のhの値まで
制御してレンズを製作しなければならない。しかし、こ
の様な高次のhの値まで制御又、屈折率分布型のレンズ
に於いては、第1図に示す様に、レンズlの外周1aに
より光束2が正反射され、正反射された光束3により、
ゴースi・像やフレアーを生じることが多かった。
本発明の目的は、上述した従来の欠点を鑑み、屈折率分
布型レンズを用いても、収差の補正が容易である光源を
形成する方法及び装置を提供することにある。
布型レンズを用いても、収差の補正が容易である光源を
形成する方法及び装置を提供することにある。
本発明の更なる目的は、ゴースト像を良好に除去するこ
とが可能な光源を形成する方法及び装置を提供すること
にある。
とが可能な光源を形成する方法及び装置を提供すること
にある。
本発明に係る光源の形゛成力法に於いては、屈折率分布
型レンズのhe(gr)8以上の項は、製造の際に制御
するのをやめる代りに、屈折率分布型レンズの径を必要
とするコリメーター光束の径よりも大きく取り、レンズ
の周辺部を通過する光束を一部遮光することにより、上
記目的を達成せんとするものである。
型レンズのhe(gr)8以上の項は、製造の際に制御
するのをやめる代りに、屈折率分布型レンズの径を必要
とするコリメーター光束の径よりも大きく取り、レンズ
の周辺部を通過する光束を一部遮光することにより、上
記目的を達成せんとするものである。
第2図は、本発明の光源装置の一実施例を示す概略図で
ある。第2図に於いて、11は半導体レーザー、12は
製造時に前記(1)式のh6までの項が制御されて作ら
れた屈折率分布型レンズ、13はレンズ12に取付られ
た絞りである。Dlは屈折率分布型レンズ12の直径、
D2はコリメートされた光束の有効径である。半導体レ
ーザー11からの光束は、屈折率分布型レンズ12によ
りコリメートされ出射される。この時、レンズ12の射
出面には、レン゛ズ12からの光束の径を制限する絞り
13が設けられており、この絞りの径D2は、レンズ1
2の径D1に比べて小さい。これは」二連した如く、屈
折率分布を有するレンズの製造の際、屈折率分布の高次
の項を制御するのは非常に困難で又出来たとしても量産
性が悪く、そこで屈折率分布型レンズは実際に使用する
口径よりも大きく作り、その代りに実際に使用する口径
にレンズ径を制限する為の遮光部材を設けたものである
。又、この絞りにより、レンズ12の外周で発生するゴ
ースト光を遮断することが出来る。
ある。第2図に於いて、11は半導体レーザー、12は
製造時に前記(1)式のh6までの項が制御されて作ら
れた屈折率分布型レンズ、13はレンズ12に取付られ
た絞りである。Dlは屈折率分布型レンズ12の直径、
D2はコリメートされた光束の有効径である。半導体レ
ーザー11からの光束は、屈折率分布型レンズ12によ
りコリメートされ出射される。この時、レンズ12の射
出面には、レン゛ズ12からの光束の径を制限する絞り
13が設けられており、この絞りの径D2は、レンズ1
2の径D1に比べて小さい。これは」二連した如く、屈
折率分布を有するレンズの製造の際、屈折率分布の高次
の項を制御するのは非常に困難で又出来たとしても量産
性が悪く、そこで屈折率分布型レンズは実際に使用する
口径よりも大きく作り、その代りに実際に使用する口径
にレンズ径を制限する為の遮光部材を設けたものである
。又、この絞りにより、レンズ12の外周で発生するゴ
ースト光を遮断することが出来る。
第3図に示す光源装置は、前記絞り13がレンズ12の
半導体レーザー11からの光束が入射する側の面に設け
られた場合の実施例を示す図である。この場合の絞り1
2のD3は、コリメートされた光束の径D2が所望の値
となる様【と選ばれるものである。
半導体レーザー11からの光束が入射する側の面に設け
られた場合の実施例を示す図である。この場合の絞り1
2のD3は、コリメートされた光束の径D2が所望の値
となる様【と選ばれるものである。
第2図及び第3図に示す光源装置では、屈折率分布型レ
ンズ12の面が、平面である方1こ絞りを設けているが
、絞りを設ける面は平面である必要はない。しかしなが
ら、平面である方が、屈折率分布型レンズ12と絞り1
3との相互の位置関係を保つ上でも機械的に容易である
。
ンズ12の面が、平面である方1こ絞りを設けているが
、絞りを設ける面は平面である必要はない。しかしなが
ら、平面である方が、屈折率分布型レンズ12と絞り1
3との相互の位置関係を保つ上でも機械的に容易である
。
第41J (A)(B)は、屈折率分布型レンズの鏡筒
を絞りとして利用した一例を示す図であり、第4図(A
)はレンズを正面から見た図、第4図(B)は側面から
見た断面図である。図中、14は屈折率分布型レンズ1
2を保持する為の鏡筒であり、、第4INCB)に示す
如く、光源からの光束の入射する端面14aの開口の径
D4は、屈折率分布型レンズの径とほぼ等しい伯を有し
ている鏡筒14の内径D5よりも小さく設定されている
。一方、鏡筒14の多端14bは、前記内径D5よりも
、僅かばかり径の大きい開口を有しており、端面14b
側の鏡筒の内面1’4cにはねじ溝が切られている。
を絞りとして利用した一例を示す図であり、第4図(A
)はレンズを正面から見た図、第4図(B)は側面から
見た断面図である。図中、14は屈折率分布型レンズ1
2を保持する為の鏡筒であり、、第4INCB)に示す
如く、光源からの光束の入射する端面14aの開口の径
D4は、屈折率分布型レンズの径とほぼ等しい伯を有し
ている鏡筒14の内径D5よりも小さく設定されている
。一方、鏡筒14の多端14bは、前記内径D5よりも
、僅かばかり径の大きい開口を有しており、端面14b
側の鏡筒の内面1’4cにはねじ溝が切られている。
屈折率分布g(17レンズ12は、端面14bの開口部
より、その平らな面12aが鏡筒14のもう一方の端面
14aのフランジに到達するまで挿入される。この後、
ドーナッツ型のネジ15が、前記ねじ溝14a、!:螺
合され、このネジ15によりレンズ12は固定される。
より、その平らな面12aが鏡筒14のもう一方の端面
14aのフランジに到達するまで挿入される。この後、
ドーナッツ型のネジ15が、前記ねじ溝14a、!:螺
合され、このネジ15によりレンズ12は固定される。
光源(不図示)からの光束は、入射側の面14aの開口
径D4によって制限する。尚、場合によっては、光束を
出射側のドーナ・ンツ状のネジL15の開口径D6によ
って制限しても良い。又、上述した実施例では、端面1
4a側より光束を入射させたが、端面14b側より光束
を入射させても良いことは言うまでもない。
径D4によって制限する。尚、場合によっては、光束を
出射側のドーナ・ンツ状のネジL15の開口径D6によ
って制限しても良い。又、上述した実施例では、端面1
4a側より光束を入射させたが、端面14b側より光束
を入射させても良いことは言うまでもない。
この様に、レンズの開口を絞る開口部をレンズと一体と
して形成することにより、レンズと光源部との位置合わ
せか、鏡筒部と光源部との位置合わせを行うことにより
出来るもので、この様な、鏡筒部と光源部との位置合わ
せは、機械的及び構造的に容易に且つ精度良く行なえる
ものであり、製品を組み立てる上での位置調整が非常に
容易になる。
して形成することにより、レンズと光源部との位置合わ
せか、鏡筒部と光源部との位置合わせを行うことにより
出来るもので、この様な、鏡筒部と光源部との位置合わ
せは、機械的及び構造的に容易に且つ精度良く行なえる
ものであり、製品を組み立てる上での位置調整が非常に
容易になる。
次に、本発明に用いられる屈折率分布型レンズの一実施
例を示す。レンズは第5図(A)に示す様に、両端面が
平面で形成されたものである。Z。
例を示す。レンズは第5図(A)に示す様に、両端面が
平面で形成されたものである。Z。
はレンズの光軸方向の長さ、Dはレンズの直径、DOは
レンズの使用径の1/2の値、WDはレンズ端面と光源
との間隔、NAはレンズに入射する最も入射角の大きい
光束の開口数を示す。尚、no、hn、h6は第(1)
式の定数であり、使用波長は633nmの時の値である
。
レンズの使用径の1/2の値、WDはレンズ端面と光源
との間隔、NAはレンズに入射する最も入射角の大きい
光束の開口数を示す。尚、no、hn、h6は第(1)
式の定数であり、使用波長は633nmの時の値である
。
実施例1
Zo =8.858. D =2.982. Do =
1.0゜WD = 0.385. ’ n 、) =
1.+(31,g =0.210゜hn”0.7?、
h6 =−0,7,NA=0.334実施例2 Z o = 4.500. D = 2.!3f12.
D o = 1.0’。
1.0゜WD = 0.385. ’ n 、) =
1.+(31,g =0.210゜hn”0.7?、
h6 =−0,7,NA=0.334実施例2 Z o = 4.500. D = 2.!3f12.
D o = 1.0’。
W D = 2.110. n o = 1.631.
g = 0.210゜hn =0.77、 h6 =
−0,7,NA=0.270この実施例1及び実施例2
の球面収差を、第5図(日)に示す。第5図(B)に示
す様に、両レンズとも、前記NAの値の範囲内では、良
好な結像特性を示すことが分かる。
g = 0.210゜hn =0.77、 h6 =
−0,7,NA=0.270この実施例1及び実施例2
の球面収差を、第5図(日)に示す。第5図(B)に示
す様に、両レンズとも、前記NAの値の範囲内では、良
好な結像特性を示すことが分かる。
以上、本発明に於いては、簡易な方法により収差を良好
に保ち且つゴースト光を遮断出来る上に、製造も容易に
出来るもので、優れた効果を有するものである。
に保ち且つゴースト光を遮断出来る上に、製造も容易に
出来るもので、優れた効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は屈折率分布型レンズでゴースト光が生ずる様子
を示す図、第2図及び第3図は各々、本発明に係る光源
装置の実施例を示す図、第4図(A)(B)は、屈折率
分布型レンズを支持する鏡筒の一実施例を示す図、第5
図(A)(B)は、本発明に用いる屈折率分布型レンズ
の一実施例を示す為の図。 11−−−一半導体レーザー、12−−−一屈折率分布
型レンズ、+3−−−一絞り、14−−−一鏡筒、15
−−−−ドーナッツ状ネジ。 11
を示す図、第2図及び第3図は各々、本発明に係る光源
装置の実施例を示す図、第4図(A)(B)は、屈折率
分布型レンズを支持する鏡筒の一実施例を示す図、第5
図(A)(B)は、本発明に用いる屈折率分布型レンズ
の一実施例を示す為の図。 11−−−一半導体レーザー、12−−−一屈折率分布
型レンズ、+3−−−一絞り、14−−−一鏡筒、15
−−−−ドーナッツ状ネジ。 11
Claims (2)
- (1)光軸」二の屈折率をn、)とし、光軸からrだけ
j埒1れた位置の屈折率n (r)が、n2(r) =
no 2(1−(gr)2+h+、(gr)4”h6
(’gr)6÷ha (gr)” ” −)但し、g
+ h4 + h6+ h8・・・ 定数で表わされ
る屈折率分布型レンズを用いて光源からの光束をコリメ
ートするに際し、h a (gr)8以上の項を制御す
るに代えて、屈折率分布型レンズの周辺部の光束をける
ことにより、収差を良好に保持する事を特徴とする屈折
率分布型レンズを用いた光源の形成方法。 - (2)光軸上の屈折率をn□とし、光軸がらrだけ離れ
た位置の屈折率n(r)が、 n 2(r) =no 2(1−(gr)2+h4(g
r)4+h6(gr)6+he (gr)8+ −)で
表わされる屈折率分布型レンズを用いて光源からの光束
をコリメートする光源装置に於いて、前記屈折率分布型
レンズはh 8(gr)8以上の項が収差補正の為に利
用されていないレンズであり、前記屈折率分布型レンズ
には、周辺部を通過する光束を遮断する為の部材が配さ
れている事を特徴とする光源装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58162308A JPS6052813A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 |
US06/645,403 US4634233A (en) | 1983-09-02 | 1984-08-29 | Method of forming a light source by the use of a refractive index distribution type lens and light source device |
GB08421881A GB2148529B (en) | 1983-09-02 | 1984-08-30 | Graded refractive index lens |
DE19843432188 DE3432188A1 (de) | 1983-09-02 | 1984-08-31 | Verfahren zur bildung einer lichtquelle mittels einer linse mit brechzahlverteilung und eines lichtquellengeraets |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58162308A JPS6052813A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6052813A true JPS6052813A (ja) | 1985-03-26 |
Family
ID=15752038
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58162308A Pending JPS6052813A (ja) | 1983-09-02 | 1983-09-02 | 屈折率分布型レンズを用いた光源の形成方法及び光源装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4634233A (ja) |
JP (1) | JPS6052813A (ja) |
DE (1) | DE3432188A1 (ja) |
GB (1) | GB2148529B (ja) |
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JP2008032530A (ja) * | 2006-07-28 | 2008-02-14 | Mitsutoyo Corp | 光学式エンコーダ及びコリメータレンズ |
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-
1983
- 1983-09-02 JP JP58162308A patent/JPS6052813A/ja active Pending
-
1984
- 1984-08-29 US US06/645,403 patent/US4634233A/en not_active Expired - Lifetime
- 1984-08-30 GB GB08421881A patent/GB2148529B/en not_active Expired
- 1984-08-31 DE DE19843432188 patent/DE3432188A1/de not_active Ceased
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE3432188A1 (de) | 1985-03-21 |
US4634233A (en) | 1987-01-06 |
GB2148529A (en) | 1985-05-30 |
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