JPS61122602A - フレネルレンズ - Google Patents
フレネルレンズInfo
- Publication number
- JPS61122602A JPS61122602A JP24507884A JP24507884A JPS61122602A JP S61122602 A JPS61122602 A JP S61122602A JP 24507884 A JP24507884 A JP 24507884A JP 24507884 A JP24507884 A JP 24507884A JP S61122602 A JPS61122602 A JP S61122602A
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- JP
- Japan
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- lens
- fresnel lens
- fresnel
- refractive index
- depth
- Prior art date
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- Granted
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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】
産業上の利用分野
本発明は、赤外光用の集光特性がよく、作製容易なフレ
ネルレンズに関するものである。
ネルレンズに関するものである。
従来の技術
近年、フレネルレンズは小形軽量で再現性がよく、収差
が小さいマイクロレンズとして注目されている。
が小さいマイクロレンズとして注目されている。
従来の、フレネルレンズは、ガラスやアクリル樹脂等屈
折率がｎ＝１．５前後のもので作られていたため、レン
ズの位相変調量に対応した溝の深さは、最大集光効率を
得ようとした場合、入射光の波長の１７（τ１−１）倍
つまり２倍の値にする必要がある。例えば、可視光のＨ
６−Ｈ６Ｖ−ザの０．６３２８μｍを入射光とする場合
は、溝の深さは１．３μｍであるが。
折率がｎ＝１．５前後のもので作られていたため、レン
ズの位相変調量に対応した溝の深さは、最大集光効率を
得ようとした場合、入射光の波長の１７（τ１−１）倍
つまり２倍の値にする必要がある。例えば、可視光のＨ
６−Ｈ６Ｖ−ザの０．６３２８μｍを入射光とする場合
は、溝の深さは１．３μｍであるが。
これが近赤外の波長が１・５μｍ用のものになるとフレ
ネルレンズの溝の深さは３μｍとする必要がある。
ネルレンズの溝の深さは３μｍとする必要がある。
発明が解決しようとする問題点
従来例のように、屈折率が１．６前後の物質で近赤外用
のフレネルレンズを作ると、溝の深さが深いため正確な
レンズ形状を実現するのは難しく、つ−２シは集光特性
のよい赤外用フレネルマイクロレンズが得られにくい。
のフレネルレンズを作ると、溝の深さが深いため正確な
レンズ形状を実現するのは難しく、つ−２シは集光特性
のよい赤外用フレネルマイクロレンズが得られにくい。
本発明は、上記問題点を解決するもので集光特性のよい
赤外用フレネルマイクロレンズを提供するものである。
赤外用フレネルマイクロレンズを提供するものである。
問題点を解決するための手段
本発明は上記問題点を解決するため、フレネルレンズの
構成物質として、屈折率の高い物質を用いたものである
。
構成物質として、屈折率の高い物質を用いたものである
。
作用
この構成によシ本発明のフレネルレンズは、この点フレ
ネルレンズの溝の深さを浅くでき、作製容易、高効率な
赤外用フレネルレンズを実現可能とするものである。
ネルレンズの溝の深さを浅くでき、作製容易、高効率な
赤外用フレネルレンズを実現可能とするものである。
実施例
第１図ｅ） 、 （ｂ）はそれぞれ本発明の赤外用フレ
ネルレンズの一実施例を示す断面図、平面図である。
ネルレンズの一実施例を示す断面図、平面図である。
同図において、１はＳ工結晶であシ、表面に断面が鋸歯
状のレンズの位相変調量に応じた凹凸部２が施しである
。鋸歯状の凹凸２の溝の深さｔは、ヘ レン
ズの集光効率が最大になるために、レンズを構成してい
る物質の屈折率ｎ、及び入射光の波長λを用いて、１＝
λ／（ｎ−１） と設定する必要がある。近赤外で透
明なＳｉの屈折率は、ｎ＝３．５゜であり、本実施例で
は、入射光としてλ＝１．５５μｍの半導体レーザ光を
用いたので溝の深さをｔ＝０．５２μｍとした。従来例
のようにガラスやアクリル、電子ビームレジスト等の屈
折率が１．５前後のもので作製したフレネルレンズの場
合、溝の深さｄはλ；１・５６μｍに対してｄ＝３・１
μｍとする必要があったから、本発明のフレネルレンズ
によυ、溝の深さｄが従来例の１／６程度で、薄いフレ
ネルレンズが実現できたと言える。又、入射光の反射を
減少させるために、少なくともレンズの入射側又は出射
側のどちらか一方の面に無反射コーティングを行うと集
光効率がさらに良くなる。
状のレンズの位相変調量に応じた凹凸部２が施しである
。鋸歯状の凹凸２の溝の深さｔは、ヘ レン
ズの集光効率が最大になるために、レンズを構成してい
る物質の屈折率ｎ、及び入射光の波長λを用いて、１＝
λ／（ｎ−１） と設定する必要がある。近赤外で透
明なＳｉの屈折率は、ｎ＝３．５゜であり、本実施例で
は、入射光としてλ＝１．５５μｍの半導体レーザ光を
用いたので溝の深さをｔ＝０．５２μｍとした。従来例
のようにガラスやアクリル、電子ビームレジスト等の屈
折率が１．５前後のもので作製したフレネルレンズの場
合、溝の深さｄはλ；１・５６μｍに対してｄ＝３・１
μｍとする必要があったから、本発明のフレネルレンズ
によυ、溝の深さｄが従来例の１／６程度で、薄いフレ
ネルレンズが実現できたと言える。又、入射光の反射を
減少させるために、少なくともレンズの入射側又は出射
側のどちらか一方の面に無反射コーティングを行うと集
光効率がさらに良くなる。
次【、第２図を用いて作製工程を説明する。まず第２図
（２Ｌ）のＳｉ結晶１上に第２図φ）のように電子ビー
ムレジスト３をコーティングし、電子ビームリソグラフ
ィによシ、第２図（Ｃ）のようにレンズのパターンを作
製した。次に、イオンビームエラ １テングを
行い、第２図（ｄ）のように電子ビームレジスト３の形
をＳ１結晶１に転写して凹凸２を形成した。このとき電
子ビームレジスト２のコーティング厚さを制御し溝の深
さｄが最適になるようにした。
（２Ｌ）のＳｉ結晶１上に第２図φ）のように電子ビー
ムレジスト３をコーティングし、電子ビームリソグラフ
ィによシ、第２図（Ｃ）のようにレンズのパターンを作
製した。次に、イオンビームエラ １テングを
行い、第２図（ｄ）のように電子ビームレジスト３の形
をＳ１結晶１に転写して凹凸２を形成した。このとき電
子ビームレジスト２のコーティング厚さを制御し溝の深
さｄが最適になるようにした。
なお、レンズとして作用するのは、Ｓ工結晶１表面の凹
凸のある部分であるので、この部分がＳｉでありさえす
ればよく、凹凸のない部分は他の物質でもよい。・ 溝の深さが従来例に比べて約１／６まで薄くなったこと
によシ、だれのない正確な凹凸形状が実現でき、すなわ
ち集光特性のよいフレネルレンズが実現でき、又イオン
ビームエツチングでパターンの転写をする時間も短くな
り作製が容易になった。
凸のある部分であるので、この部分がＳｉでありさえす
ればよく、凹凸のない部分は他の物質でもよい。・ 溝の深さが従来例に比べて約１／６まで薄くなったこと
によシ、だれのない正確な凹凸形状が実現でき、すなわ
ち集光特性のよいフレネルレンズが実現でき、又イオン
ビームエツチングでパターンの転写をする時間も短くな
り作製が容易になった。
以上の説明はＳｉを用いたフレネルレンズについて行っ
たが、入射光に対して透明でかつ屈折率が３以上の物質
、例えばＳｉ と、、９はｅａ又はＩｎの少なくとも一
方とＡｓ又はＰの少なくとも一方を含む物質を用いたフ
レネルレンズについても同様の効果が得られた。なお、
代表的な物質の透過波長領域を示すと、Ｓｉでは１．２
μｍ〜１ｓ μｍ 、 ＧａＡｓでは１．Ｏｌｔｍ 〜
１５ ｐｒｎ 、 ＩｎＰでは１１ｏｌＬｍ〜１４μｍ
、ＩＧ２ＬＰでは０．６ ｐｍ 〜４．６μｍ、Ｇｅで
は１．８μｍ〜２３μｍであり、しかも各物質ともこの
領域で屈折率が３以上である。従って、入射光が結晶の
透過波長領域ならどの波長でも、同様の効果が得られる
ことになる。
たが、入射光に対して透明でかつ屈折率が３以上の物質
、例えばＳｉ と、、９はｅａ又はＩｎの少なくとも一
方とＡｓ又はＰの少なくとも一方を含む物質を用いたフ
レネルレンズについても同様の効果が得られた。なお、
代表的な物質の透過波長領域を示すと、Ｓｉでは１．２
μｍ〜１ｓ μｍ 、 ＧａＡｓでは１．Ｏｌｔｍ 〜
１５ ｐｒｎ 、 ＩｎＰでは１１ｏｌＬｍ〜１４μｍ
、ＩＧ２ＬＰでは０．６ ｐｍ 〜４．６μｍ、Ｇｅで
は１．８μｍ〜２３μｍであり、しかも各物質ともこの
領域で屈折率が３以上である。従って、入射光が結晶の
透過波長領域ならどの波長でも、同様の効果が得られる
ことになる。
発明の効果
以上のように、赤外域で透明かつ高屈折率という特徴を
もつ物質で７レネルレンズを構成することによシ、溝の
深さが浅くて、かつ正確なレンズ形状を実現でき、つま
シは集光特性のよい赤外用フレネルマイクロレンズが容
易に実現できるという効果を有する。
もつ物質で７レネルレンズを構成することによシ、溝の
深さが浅くて、かつ正確なレンズ形状を実現でき、つま
シは集光特性のよい赤外用フレネルマイクロレンズが容
易に実現できるという効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第１図（＆） ｐ （ｂ）は本発明の一実施例のフレネ
ルレンズの断面図及び平面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は
本発明の７レネルレンズの作製工程図である。 １・・・・・・Ｓ工、２・・・・−・凹凸部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 （ｃン
第２区
ルレンズの断面図及び平面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は
本発明の７レネルレンズの作製工程図である。 １・・・・・・Ｓ工、２・・・・−・凹凸部。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第
１ 図 （ｃン
第２区
Claims (3)
- （１）入射光に対して透明でかつ、屈折率が３以上の物
質を基板とし、上記基板の表面にレンズの位相変調量に
応じた凹凸を有することを特徴とするフレネルレンズ。 - （２）基板とする物質を少なくともＳｉ又はＧｅを含む
物質、あるいはＧａ又はＩｎの少なくとも一方とＡｓ又
はＰの少なくとも一方を含む物質としたことを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載のフレネルレンズ。 - （３）少なくとも表面又は裏面に無反射コーティングを
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフレ
ネルレンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245078A JPH0679081B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 赤外用フレネルレンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59245078A JPH0679081B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 赤外用フレネルレンズ |
Related Child Applications (3)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6103698A Division JP2713550B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 赤外用回折型レンズ |
| JP6103700A Division JP2706621B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 赤外用回折型レンズ |
| JP6103699A Division JP2702883B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 赤外用回折型レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122602A true JPS61122602A (ja) | 1986-06-10 |
| JPH0679081B2 JPH0679081B2 (ja) | 1994-10-05 |
Family
ID=17128265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59245078A Expired - Fee Related JPH0679081B2 (ja) | 1984-11-20 | 1984-11-20 | 赤外用フレネルレンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0679081B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479292A (en) * | 1992-09-10 | 1995-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared wide-angle single lens for use in an infrared optical system |
| US6493155B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-12-10 | Industrial Technology Research Institute | Thin infrared lens |
| JP2007155883A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 赤外線レンズ |
| JP2010538313A (ja) * | 2007-08-31 | 2010-12-09 | ３ディーアイエス シーオー．， エルティーディー． | 広視野角を有する現実的画像表示装置 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102288296A (zh) * | 2011-05-27 | 2011-12-21 | 四川电力职业技术学院 | 电力设备发热诊断用广角红外透镜 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336250A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Toshiba Corp | Fresnel lens |
-
1984
- 1984-11-20 JP JP59245078A patent/JPH0679081B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5336250A (en) * | 1976-09-16 | 1978-04-04 | Toshiba Corp | Fresnel lens |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5479292A (en) * | 1992-09-10 | 1995-12-26 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Infrared wide-angle single lens for use in an infrared optical system |
| US6493155B1 (en) * | 2000-10-24 | 2002-12-10 | Industrial Technology Research Institute | Thin infrared lens |
| JP2007155883A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 赤外線レンズ |
| JP2010538313A (ja) * | 2007-08-31 | 2010-12-09 | ３ディーアイエス シーオー．， エルティーディー． | 広視野角を有する現実的画像表示装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0679081B2 (ja) | 1994-10-05 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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