JPS6273204A - 屈折率分布型レンズの製造方法 - Google Patents
屈折率分布型レンズの製造方法Info
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- JPS6273204A JPS6273204A JP60214209A JP21420985A JPS6273204A JP S6273204 A JPS6273204 A JP S6273204A JP 60214209 A JP60214209 A JP 60214209A JP 21420985 A JP21420985 A JP 21420985A JP S6273204 A JPS6273204 A JP S6273204A
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- spherical surface
- gradient index
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- G—PHYSICS
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- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00355—Production of simple or compound lenses with a refractive index gradient
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- G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C2793/00—Shaping techniques involving a cutting or machining operation
-
- G—PHYSICS
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
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−にの利用分野〕
本発明は、屈折率が位置の関数として表わされる屈折率
分布型レンズの製造方法に関するものである。
分布型レンズの製造方法に関するものである。
本発明は、−１二記の様な屈折率分布型レンズの製造方
法において、基板の表面に球面を予め形成しておき、屈
折率分布を与える層を基板の表面に積層させた後に、こ
の積層を行った面を平面に加圧することによって、収差
が極めて少ない屈折率分布型レンズを容易に製造するこ
とができる様にしたものである。
法において、基板の表面に球面を予め形成しておき、屈
折率分布を与える層を基板の表面に積層させた後に、こ
の積層を行った面を平面に加圧することによって、収差
が極めて少ない屈折率分布型レンズを容易に製造するこ
とができる様にしたものである。
屈折率分布型レンズとしては、光軸方向の位置２におけ
る屈折率ｎ （ｚ）が、 ｎ （ｚ） ＝ｌｌ、 ＋ａｚ と表わされる軸方向屈折率分布型レンズや、光軸に垂直
な半径方向の位置ｒ （ｒ” ＝ｘ” ＋ｙ” ）にお
ける屈折率ｎ （ｒ）が、 ｎ”（ｒ） −ｎｏ”ｌ （ｇｒ）” ＋Ｌ（ｇｒ）
’ ＋ｔ＋６（ｇｒ）６＋ｈｅ（ｇｒ）” ＋−一−−
−−−−−−−−）と表わされる半径方向屈折率分布型
レンズが、従来から知られている。
る屈折率ｎ （ｚ）が、 ｎ （ｚ） ＝ｌｌ、 ＋ａｚ と表わされる軸方向屈折率分布型レンズや、光軸に垂直
な半径方向の位置ｒ （ｒ” ＝ｘ” ＋ｙ” ）にお
ける屈折率ｎ （ｒ）が、 ｎ”（ｒ） −ｎｏ”ｌ （ｇｒ）” ＋Ｌ（ｇｒ）
’ ＋ｔ＋６（ｇｒ）６＋ｈｅ（ｇｒ）” ＋−一−−
−−−−−−−−）と表わされる半径方向屈折率分布型
レンズが、従来から知られている。
しかし軸方向屈折率分布型レンズでは、一方の屈折面を
球面に加工すると共に、他方の屈折面を等屈折率面に平
行な平面かまたは球面に加工する必要がある。
球面に加工すると共に、他方の屈折面を等屈折率面に平
行な平面かまたは球面に加工する必要がある。
また半径方向屈折率分布型レンズでは、収差を低減さセ
るためには、少くとも一方の屈折面を球面に加工する必
要があるが、この場合、屈折率分布の対称軸上に曲率中
心が位置する様に球面加工する必要がある。
るためには、少くとも一方の屈折面を球面に加工する必
要があるが、この場合、屈折率分布の対称軸上に曲率中
心が位置する様に球面加工する必要がある。
ところが、上記の何れの加工においてもその加工に誤差
があると、コマ収差が発生する。このために、例えば光
学ディスクプレーヤ用の光学ヘッドの対物レンズの様に
高性能を要求されるレンズに」二連の屈折率分布型レン
ズを適用しようとすると、高精度の加工が必要である。
があると、コマ収差が発生する。このために、例えば光
学ディスクプレーヤ用の光学ヘッドの対物レンズの様に
高性能を要求されるレンズに」二連の屈折率分布型レン
ズを適用しようとすると、高精度の加工が必要である。
しかしこの様な高精度の加工は、容易には行うことがで
きず、レンズの製造コストを増大させてしまう。
きず、レンズの製造コストを増大させてしまう。
本発明による屈折率分布型ｌ／ンズ１６．３６の製造方
法は、基板１１．３１の表面１２．３２に球面１３．３
３を形成する工程と、屈折率が１１゛いに異なる複数の
材料をＵ、いの比率を順次変えつつ前記表面１２．３２
−１−に積層さ・ｌる工程と、この積層が行われた面を
平面に加圧する７「程とを夫々具備している。
法は、基板１１．３１の表面１２．３２に球面１３．３
３を形成する工程と、屈折率が１１゛いに異なる複数の
材料をＵ、いの比率を順次変えつつ前記表面１２．３２
−１−に積層さ・ｌる工程と、この積層が行われた面を
平面に加圧する７「程とを夫々具備している。
本発明による屈折率分布型レンズ１６．３６の製造方法
によれば、基板１１．３１の表面１２．３２の球面１３
．３３に積層した材料はｆ、Ｆ対称屈折率分布を呈し、
しかも球対称屈折率分布の分布中心は球面の曲率中心Ｃ
に自動的に一致する。
によれば、基板１１．３１の表面１２．３２の球面１３
．３３に積層した材料はｆ、Ｆ対称屈折率分布を呈し、
しかも球対称屈折率分布の分布中心は球面の曲率中心Ｃ
に自動的に一致する。
以下、本発明の第１及び第２実施例と第１実施例によっ
て製造したレンズの一適用例とを第１図〜第５図を参照
しながら説明する。
て製造したレンズの一適用例とを第１図〜第５図を参照
しながら説明する。
第１図〜第３図が、第１実施例を示している。
ごの第１実施例では、第１図及び第２図に示す様に、屈
折率が１．５０６である光学ガラスから成り１００ Ｘ
］ ２５ Ｘ ］ 龍の平行平板状を成す基板１１の
一方の表面１２に、曲率半径ｒが１．６５４ ｔｍで深
さが０．３０２ ＋ｎである凹球面１３を、熱間プレス
によって５騰閣ピツチでまず形成した。
折率が１．５０６である光学ガラスから成り１００ Ｘ
］ ２５ Ｘ ］ 龍の平行平板状を成す基板１１の
一方の表面１２に、曲率半径ｒが１．６５４ ｔｍで深
さが０．３０２ ＋ｎである凹球面１３を、熱間プレス
によって５騰閣ピツチでまず形成した。
次に、ＺｎＳとＺｎ５ｅとを凹球面１３の深さと同じ厚
さになるまで表面１２上にＣＶｒ′）法によって積層さ
せた。但しこの場合、積層開始時点ではＺｎＳの比率を
１００％、Ｚｎ５ｅの比率を０％とし、その後は順次Ｚ
ｎＳの比率を減少させると共にＺｎ５ｅの比率を増加さ
せた。
さになるまで表面１２上にＣＶｒ′）法によって積層さ
せた。但しこの場合、積層開始時点ではＺｎＳの比率を
１００％、Ｚｎ５ｅの比率を０％とし、その後は順次Ｚ
ｎＳの比率を減少させると共にＺｎ５ｅの比率を増加さ
せた。
ＺｎＳの屈折率は２．３６４であり、Ｚｎ５ｅの屈折率
は２．６５４であるが、この様に屈折率が互いに異なる
複数の材料の互いの比率を変化させることによって、夫
々の屈折率の中間の屈折率を実現可能であることが知ら
れている。
は２．６５４であるが、この様に屈折率が互いに異なる
複数の材料の互いの比率を変化させることによって、夫
々の屈折率の中間の屈折率を実現可能であることが知ら
れている。
従って、表面１２上には屈折率分布を有する薄膜１４が
形成されるが、上記のＣＶＤ法以外に真空蒸着やスパッ
タリング等で薄膜１４を形成してもよく、またその材料
としてＳｉｎ□及び５ｉｚＮａ等を用いてもよい。
形成されるが、上記のＣＶＤ法以外に真空蒸着やスパッ
タリング等で薄膜１４を形成してもよく、またその材料
としてＳｉｎ□及び５ｉｚＮａ等を用いてもよい。
次に、表面１２が露出するまで基板１１の表面１２側を
平面状に研磨することによって、第１図に一点鎖線で示
す様に、平行平板状の基板１１内に平凸状のレンズ部１
５を得た。
平面状に研磨することによって、第１図に一点鎖線で示
す様に、平行平板状の基板１１内に平凸状のレンズ部１
５を得た。
ところで、凹球面１３の最底点を原点Ｏとすると共にこ
の原点Ｏから凹球面１３の曲率中心Ｃへ向かう方向をＺ
軸方向とする直行座標系を考え、曲率中心Ｃからの距離
をｐとすると、 ｐ” ＝ｘ” 十ｙ２＋ （ｚ−ｒ）”と表わされ、薄
膜１４の屈折率ｎ （ｐ）は、ｎ０〜ｎ４を定数として
、 ｎ（ｐ）＝ｎｏ＋ｎ＋（ｒ−ｐ）＋ｒ＋ｚ（ｒ−ｐ）”
＋ｎａ（ｒ−ｐ）３ →−ｎ４（ｒ ｐ）’ と表わされる。
の原点Ｏから凹球面１３の曲率中心Ｃへ向かう方向をＺ
軸方向とする直行座標系を考え、曲率中心Ｃからの距離
をｐとすると、 ｐ” ＝ｘ” 十ｙ２＋ （ｚ−ｒ）”と表わされ、薄
膜１４の屈折率ｎ （ｐ）は、ｎ０〜ｎ４を定数として
、 ｎ（ｐ）＝ｎｏ＋ｎ＋（ｒ−ｐ）＋ｒ＋ｚ（ｒ−ｐ）”
＋ｎａ（ｒ−ｐ）３ →−ｎ４（ｒ ｐ）’ と表わされる。
つまり、レンズ部１５の屈折率は球対称屈折率分布を呈
しており、この球対称屈折率分布の分布中心は凹球面１
３の曲率中心Ｃに一致している。
しており、この球対称屈折率分布の分布中心は凹球面１
３の曲率中心Ｃに一致している。
一方、原点０では、
ｘ＝ｙ＝ｚ＝Ｑ
であるから
−ｒ
となり、屈折率ｎ （ｒ））番：［、
ｎ（ｐ）＝ｎ。
と表わされる。
また光軸」一つまりＺ軸上では、
ｘ＝ｙ＝Ｑ、 ｚ＝ｔ
であるから、
ｐ−１ｔ−ｒｌ＝ｒ−ｔ （ｒ≧ｔ）ｒ−ｐ＝ｔ
となり、屈折率ｎ （ｐ）は、
ｎ（ｐ）＝ｎｏ→−ｎ、ｔ ＋ｎ２ｔ２＋ｎ３ｔ’＋
ｎ４Ｌ’と表わされる。
ｎ４Ｌ’と表わされる。
第３図はこの軸上屈折率分布を示しているが、この第１
実施例では、 ｎｏ−＝ ２．３６４ ｎ、−０，５４２９０６４６ ｎ２−−０．０１７１０９３７ ｎ＝ ＝ ０．０５１２９０２２ ｎ４＝ １．６６６７９９１ であるので、第３図から明らかな様に、屈折率は略直綿
的に変化している。
実施例では、 ｎｏ−＝ ２．３６４ ｎ、−０，５４２９０６４６ ｎ２−−０．０１７１０９３７ ｎ＝ ＝ ０．０５１２９０２２ ｎ４＝ １．６６６７９９１ であるので、第３図から明らかな様に、屈折率は略直綿
的に変化している。
この様な第１実施例によれば５００個の屈折率分布型レ
ンズ１６が同時に形成されるが、この屈折率分布型レン
ズ１６は、焦点距離−１，６５＋ｕ、開口数−０，４５
、作動距離−０，７５＋ｉｍの仕様を満たし、また軸上
での波面収差−０，０１６ｒｍｓλ、半画角１゜での波
面収差＝０．０６７ｒｍｓλとマレシャルの許容量（０
，０７ｒｍｓλ）未満であり、収差が極めて少ない。
ンズ１６が同時に形成されるが、この屈折率分布型レン
ズ１６は、焦点距離−１，６５＋ｕ、開口数−０，４５
、作動距離−０，７５＋ｉｍの仕様を満たし、また軸上
での波面収差−０，０１６ｒｍｓλ、半画角１゜での波
面収差＝０．０６７ｒｍｓλとマレシャルの許容量（０
，０７ｒｍｓλ）未満であり、収差が極めて少ない。
第４図は、以上の様な第１実施例による屈折率分布型レ
ンズ１６を適用ｊ７た光学ディスクプレーヤ用の光学ヘ
ッドを示している。
ンズ１６を適用ｊ７た光学ディスクプレーヤ用の光学ヘ
ッドを示している。
この光学ヘッド２１では、半導体レーザ２２と信号検出
及びサーボ用の光検出器２３と半導体レーザ２２のパワ
ーモニタ用の光検出器２４とが基台２５に一体に形成さ
れている。
及びサーボ用の光検出器２３と半導体レーザ２２のパワ
ーモニタ用の光検出器２４とが基台２５に一体に形成さ
れている。
また、基台２５には光検出器２３に接する様にビームス
プリッタ２６が取り付けられており、このビームスプリ
ッタ２６にコリメータレンズ２７が取り付けられている
。また更に、コリメータレンズ２７には対物レンズとし
ての屈折率分布型レンズ１６が取り付けられており、こ
の屈折率分布型レンズ１６は既述の作動距離だけ離間し
て光学ディスク２８に対向している。コリメータレンズ
２７は、対物レンズとしての屈折率分布型レンズ１６と
は仕様を変えるだけで、この屈折率分布型レンズ１６と
同様の方法で製造され得る。
プリッタ２６が取り付けられており、このビームスプリ
ッタ２６にコリメータレンズ２７が取り付けられている
。また更に、コリメータレンズ２７には対物レンズとし
ての屈折率分布型レンズ１６が取り付けられており、こ
の屈折率分布型レンズ１６は既述の作動距離だけ離間し
て光学ディスク２８に対向している。コリメータレンズ
２７は、対物レンズとしての屈折率分布型レンズ１６と
は仕様を変えるだけで、この屈折率分布型レンズ１６と
同様の方法で製造され得る。
この様な光学ヘッド２Ｉは、全体として非常に小型であ
り、半導体レーザ２２、ビームスプリッタ２６及びレン
ズ２７．１６を一体に駆動させることができる。
り、半導体レーザ２２、ビームスプリッタ２６及びレン
ズ２７．１６を一体に駆動させることができる。
なお、この適用例は基板１１に同時に形成された５００
個の屈折率分布型レンズ１６のうちの１個を用いたもの
であるが、基板１１に形成された複数の屈折率分布型レ
ンズ１６を一次元または二次元のレンズアレイ止して用
いることもできる。
個の屈折率分布型レンズ１６のうちの１個を用いたもの
であるが、基板１１に形成された複数の屈折率分布型レ
ンズ１６を一次元または二次元のレンズアレイ止して用
いることもできる。
第５図は、第２実施例を示している。この第２実施例は
、基板３１の一方の表面３２に凸球面３３を形成してお
き、屈折率分布を呈する薄膜３４を表面３２上に形成す
ることを除いて、既述の第１実施例と実質的に同様の工
程を有していてよい。
、基板３１の一方の表面３２に凸球面３３を形成してお
き、屈折率分布を呈する薄膜３４を表面３２上に形成す
ることを除いて、既述の第１実施例と実質的に同様の工
程を有していてよい。
従って、第１実施例では平凸状のレンズ部１５を有する
平行平板状の屈折率分布型レンズ１６が得られたのに対
して、この第２実施例では平凹状のレンズ部３５を有す
る平行平板状の屈折率分布型レンズ３６が得られる。
平行平板状の屈折率分布型レンズ１６が得られたのに対
して、この第２実施例では平凹状のレンズ部３５を有す
る平行平板状の屈折率分布型レンズ３６が得られる。
本発明によって製造された屈折率分布型レンズは、球面
の曲率中心と球対称屈折率分布の分布中心とが自動的に
一致しているので、球面を一方の屈折面としても収差が
極めて少ない。
の曲率中心と球対称屈折率分布の分布中心とが自動的に
一致しているので、球面を一方の屈折面としても収差が
極めて少ない。
しかも１球面の曲率中心と球対称屈折率分布の分布中心
とが自動的に一致すると共に、他方の屈折面が平面加工
によって得られるので、製造が容易である。
とが自動的に一致すると共に、他方の屈折面が平面加工
によって得られるので、製造が容易である。
第１図は本発明の第１実施例を示す部分拡大断面図、第
２図は第１実施例を示す平面図、第３図は第１実施例に
よって製造された屈折率分布型レンズの軸」−屈折率分
布を示すグラフ、第４図は第１実施例によって製造され
た屈折率分布型レンズの一適用例を示す側面図、第５図
は本発明の第２実施例を示す部分拡大図である。 なお図面に用いた符号において、 １ ｔ−−−−−一基板 ＋ ２−−−−−一表面 １３−−−−−一−−−凹球面 ］ ６−−−−屈折率分布型レンズ ３１−−−−−一基板 ３２−−− −〜−−−表面 ３３−−ｍ−凸球面 ３６−−−−− −屈折率分布型レンズである。
２図は第１実施例を示す平面図、第３図は第１実施例に
よって製造された屈折率分布型レンズの軸」−屈折率分
布を示すグラフ、第４図は第１実施例によって製造され
た屈折率分布型レンズの一適用例を示す側面図、第５図
は本発明の第２実施例を示す部分拡大図である。 なお図面に用いた符号において、 １ ｔ−−−−−一基板 ＋ ２−−−−−一表面 １３−−−−−一−−−凹球面 ］ ６−−−−屈折率分布型レンズ ３１−−−−−一基板 ３２−−− −〜−−−表面 ３３−−ｍ−凸球面 ３６−−−−− −屈折率分布型レンズである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 基板の表面に球面を形成する工程と、 屈折率が互いに異なる複数の材料を互いの比率を順次変
えつつ前記表面上に積層させる工程と、この積層が行わ
れた面を平面に加工する工程とを夫々具備する屈折率分
布型レンズの製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214209A JPS6273204A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
| EP86905430A EP0241558A1 (en) | 1985-09-27 | 1986-09-18 | Method of manufacturing gradient index lens |
| PCT/JP1986/000484 WO1987002146A1 (en) | 1985-09-27 | 1986-09-18 | Method of manufacturing gradient index lens |
| KR870700444A KR880700281A (ko) | 1985-09-27 | 1987-05-25 | 굴절률 분포형 렌즈의 제조 방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60214209A JPS6273204A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6273204A true JPS6273204A (ja) | 1987-04-03 |
Family
ID=16652038
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60214209A Pending JPS6273204A (ja) | 1985-09-27 | 1985-09-27 | 屈折率分布型レンズの製造方法 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0241558A1 (ja) |
| JP (1) | JPS6273204A (ja) |
| KR (1) | KR880700281A (ja) |
| WO (1) | WO1987002146A1 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE155897T1 (de) * | 1990-05-21 | 1997-08-15 | Nashua Corp | Mikrolinsen-bildschirme aus photopolymerisierbaren materialien und verfahren zur ihrer herstellung |
| FR2749087B1 (fr) * | 1996-05-21 | 1998-08-14 | Angenieux Sa | Procede de correction d'aberration optique d'une lentille |
| US6825995B2 (en) * | 2000-04-27 | 2004-11-30 | Sony Corporation | Optical device, optical system, method of production of same, and mold for production of same |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4146306A (en) * | 1977-06-27 | 1979-03-27 | Wallach David L | Optical lens |
| JPS6029085B2 (ja) * | 1980-04-30 | 1985-07-09 | 富士通株式会社 | 光源結合器とその製造法 |
| JPS59113660A (ja) * | 1982-12-21 | 1984-06-30 | Fujitsu Ltd | 密着型カラ−イメ−ジセンサ |
-
1985
- 1985-09-27 JP JP60214209A patent/JPS6273204A/ja active Pending
-
1986
- 1986-09-18 EP EP86905430A patent/EP0241558A1/en not_active Withdrawn
- 1986-09-18 WO PCT/JP1986/000484 patent/WO1987002146A1/ja not_active Application Discontinuation
-
1987
- 1987-05-25 KR KR870700444A patent/KR880700281A/ko not_active Application Discontinuation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR880700281A (ko) | 1988-02-22 |
| WO1987002146A1 (en) | 1987-04-09 |
| EP0241558A1 (en) | 1987-10-21 |
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