JPH02190816A - 線状結像用レンズ - Google Patents
線状結像用レンズInfo
- Publication number
- JPH02190816A JPH02190816A JP1110789A JP1110789A JPH02190816A JP H02190816 A JPH02190816 A JP H02190816A JP 1110789 A JP1110789 A JP 1110789A JP 1110789 A JP1110789 A JP 1110789A JP H02190816 A JPH02190816 A JP H02190816A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- condensing
- image forming
- curvature
- incident
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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- Lenses (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明はレーザー光束の様にエネルギー密度の高い光束
を線状に結像する為の線結像光学系におけるレンズに関
する。本発明は特にＸ線レーザー発生の為の励起用光源
に有効である。
を線状に結像する為の線結像光学系におけるレンズに関
する。本発明は特にＸ線レーザー発生の為の励起用光源
に有効である。
従来、レーザー光束等エネルギー密度の高い光束の線結
像用の光学系には、光束を線状に結像する為に以下の様
なレンズが用いられていた。
像用の光学系には、光束を線状に結像する為に以下の様
なレンズが用いられていた。
即ち、１つめの従来例としては、第５図に示す様に平行
光束を線像を含む断面（第５図中ｘｙ面）内では線像の
長さしを決定する様な所定の曲率半径（以下Ｒと略記す
る）を持つ面を有し、この断面と垂直な方向の断面（第
５図中ｘｚ面）には線像結像面に集光させる凸レンズと
なる様なＲを持つ面を有するトーリックレンズに入射し
て線像を形成していた。
光束を線像を含む断面（第５図中ｘｙ面）内では線像の
長さしを決定する様な所定の曲率半径（以下Ｒと略記す
る）を持つ面を有し、この断面と垂直な方向の断面（第
５図中ｘｚ面）には線像結像面に集光させる凸レンズと
なる様なＲを持つ面を有するトーリックレンズに入射し
て線像を形成していた。
又、２つめの従来例としては、第６図に示す様に、前の
光学系で１点に集光すべく収束されたビームを線像を含
む断面（第６図中ｘｙ面）内では線像の長さしを決定す
る様な所定のＲを持つ面を有し、この断面と垂直な方向
の断面（第６図ｘｚ面）にはＲを有さない様なシリンド
リカルレンズ２ｂに通して線像３を形成していた。
光学系で１点に集光すべく収束されたビームを線像を含
む断面（第６図中ｘｙ面）内では線像の長さしを決定す
る様な所定のＲを持つ面を有し、この断面と垂直な方向
の断面（第６図ｘｚ面）にはＲを有さない様なシリンド
リカルレンズ２ｂに通して線像３を形成していた。
〔発明が解決しようとしている問題点〕しかしながら、
１つめの従来例の場合、線像と直交する断面内のＲは、
トーリックレンズの焦点距離により大力決定されてしま
い、このＲを変更して線像と直交する方向の収差を補正
するのは困難であり、補正不足の為の残存収差が発生し
、線像の巾を小さくできなかった。
１つめの従来例の場合、線像と直交する断面内のＲは、
トーリックレンズの焦点距離により大力決定されてしま
い、このＲを変更して線像と直交する方向の収差を補正
するのは困難であり、補正不足の為の残存収差が発生し
、線像の巾を小さくできなかった。
また、２つめの従来例ではシリトリカルレンズ２ｂの近
軸領域に入射する光線５は収差が少ない。しかし近軸か
ら離れ、入射高の大きな光線４は本来集光点３ｂにおい
て集光する光路長を有しているので、図面ｙ方向に屈折
される事により集光点が結像面を越えてしまい収差が発
生する。従って図に示す様に線像の端部の線巾が広がっ
てしまう欠点があった。
軸領域に入射する光線５は収差が少ない。しかし近軸か
ら離れ、入射高の大きな光線４は本来集光点３ｂにおい
て集光する光路長を有しているので、図面ｙ方向に屈折
される事により集光点が結像面を越えてしまい収差が発
生する。従って図に示す様に線像の端部の線巾が広がっ
てしまう欠点があった。
本発明は前述従来例の欠点に鑑み、線像の全域にわたり
細線中を可能にするレンズを提供する事を目的とする。
細線中を可能にするレンズを提供する事を目的とする。
〔問題点を解決するための手段及び作用〕本発明は、線
状結像の為一方向断面内において集光距離を変化させる
機能を持つ線状結像用レンズの入射面と出射面に、一方
向断面と垂直な他方向断面内において、入射集光光束が
適切な角度で入射する様に所定の曲率を持たせる事によ
り残存収差を小さ（して、細線中の線像が得られる様に
している。具体的には後述する実施例では、他方向断面
内において、入射面と出射面が集光光の集光位置までの
距離の１．２〜１．４倍の曲率半径を有する様にしてい
る。
状結像の為一方向断面内において集光距離を変化させる
機能を持つ線状結像用レンズの入射面と出射面に、一方
向断面と垂直な他方向断面内において、入射集光光束が
適切な角度で入射する様に所定の曲率を持たせる事によ
り残存収差を小さ（して、細線中の線像が得られる様に
している。具体的には後述する実施例では、他方向断面
内において、入射面と出射面が集光光の集光位置までの
距離の１．２〜１．４倍の曲率半径を有する様にしてい
る。
第１図、第２図に本発明の一実施例を説明する為の光学
系側面図と上面図を示す。１は入射平行光束を結像−面
３ａ上の点に集光する為の集光レンズ、２は線状結像用
レンズ、３ａは結像面、３は線像である。
系側面図と上面図を示す。１は入射平行光束を結像−面
３ａ上の点に集光する為の集光レンズ、２は線状結像用
レンズ、３ａは結像面、３は線像である。
第１図面内（ｘｙ面内）では、レンズ２は凹レンズとし
て作用し、集光レンズから出射し、結像面３ａ上に集光
点を形成すべき集束入射光の集光距離を長くし、結像面
３ａ上の光束の巾が大きくなる様にしている。
て作用し、集光レンズから出射し、結像面３ａ上に集光
点を形成すべき集束入射光の集光距離を長くし、結像面
３ａ上の光束の巾が大きくなる様にしている。
第２図面内（ｘｚ面内）ではレンズ２は集光あるいは発
散機能を有しておらず、入射収束光は結像面３ａ上に集
光点を形成する。レンズ２の入射面２１と出射面２２は
同心円状の曲率を有し、各々の曲率半径は、各々の面か
ら結像面３ａまでの距離Ａ１゜Ａ２の１．２〜１．４倍
に設定されている。曲率をこの様に設定する事で線像の
長手方向全域にわたり収差を良好に補正している。この
時の光学系の集光状態を第３図に示す。
散機能を有しておらず、入射収束光は結像面３ａ上に集
光点を形成する。レンズ２の入射面２１と出射面２２は
同心円状の曲率を有し、各々の曲率半径は、各々の面か
ら結像面３ａまでの距離Ａ１゜Ａ２の１．２〜１．４倍
に設定されている。曲率をこの様に設定する事で線像の
長手方向全域にわたり収差を良好に補正している。この
時の光学系の集光状態を第３図に示す。
以下に本発明の有効性を証明する数値実施例を示す。
本実施例のレンズデータを以下に示す。
３５．０
５０．７２
７．３
１．４５８６３１
５６．８７
３４．０
１４．５８
ここで光学系のｘｚ面内での合成焦点距離ｆ＝１００ｍ
ｍ（波長λ＝０．２４８μにて） ｂ、ｆ、＝７７．７２ｍｍ （＝Ａ ２）第１面１１は
非球面でＨを光軸からの半径、ＸをＸ方向の座標とする
と、 Ｂ＝−３，０６２２７９ｘ １０−’ Ｃ＝−２，１２７００８Ｘ １Ｏ−１ｆｆｉと表わせる
。これは面２１．２２のｘｚ面内での曲率半径を結像面
までの距離の約１．２６倍にした時のデータである。
ｍ（波長λ＝０．２４８μにて） ｂ、ｆ、＝７７．７２ｍｍ （＝Ａ ２）第１面１１は
非球面でＨを光軸からの半径、ＸをＸ方向の座標とする
と、 Ｂ＝−３，０６２２７９ｘ １０−’ Ｃ＝−２，１２７００８Ｘ １Ｏ−１ｆｆｉと表わせる
。これは面２１．２２のｘｚ面内での曲率半径を結像面
までの距離の約１．２６倍にした時のデータである。
第４図（ａ）、 （ｂ）、 （Ｃ）、 （ｄ）は
レンズ２の入射面２３出射面２２のｘｚ面内での曲率半
径を結像面３ａまでの距離の１． １．１． １．２．
１．４． １．５倍と最適値である１、２６倍にした
時の、結像面３ａ上におけるｙ＝ｏ、１０，１２．２５
．１５ （ｍｍ）の線上での横収差の状態を示すグラフ
である。曲率半径１．２６倍のレンズデータは前述のも
ので、他の曲率半径のレンズを使用する時のレンズデー
タは面２１．２２のｘｚ面内での曲率半径以外は前述の
データと同じにしである。横軸は２方向の位置を表わし
、縦軸は２方向各位置多こおける横収差の大きさΔｚｋ
’ を示す。この図を見てわかる様に入射面、出射面の
曲率半径を結像面までの距離の１．２〜１．４倍にする
事によってｙがいずれの値の場合においても横収差の値
を小さくし、より線状に近い形で結像面３ａ上に集光さ
せることができる。
レンズ２の入射面２３出射面２２のｘｚ面内での曲率半
径を結像面３ａまでの距離の１． １．１． １．２．
１．４． １．５倍と最適値である１、２６倍にした
時の、結像面３ａ上におけるｙ＝ｏ、１０，１２．２５
．１５ （ｍｍ）の線上での横収差の状態を示すグラフ
である。曲率半径１．２６倍のレンズデータは前述のも
ので、他の曲率半径のレンズを使用する時のレンズデー
タは面２１．２２のｘｚ面内での曲率半径以外は前述の
データと同じにしである。横軸は２方向の位置を表わし
、縦軸は２方向各位置多こおける横収差の大きさΔｚｋ
’ を示す。この図を見てわかる様に入射面、出射面の
曲率半径を結像面までの距離の１．２〜１．４倍にする
事によってｙがいずれの値の場合においても横収差の値
を小さくし、より線状に近い形で結像面３ａ上に集光さ
せることができる。
本実施例では通常の集光系と１枚のトーリックレンズの
み、特にレンズが単に２枚のレンズ系によって、簡単に
平行レーザビームから良好な線結像を得ている。高出力
レーザ光、例えば紫外線レーザ光、Ｕｖレーザ光等はレ
ンズによって吸収を受けやすく、光学系にレンズを多く
使うと照射レーザ光量が落ちるという問題がある。本実
施例は更に、照射レーザ光量を落とす事なく良好な線結
像を得られるという利点も有する。
み、特にレンズが単に２枚のレンズ系によって、簡単に
平行レーザビームから良好な線結像を得ている。高出力
レーザ光、例えば紫外線レーザ光、Ｕｖレーザ光等はレ
ンズによって吸収を受けやすく、光学系にレンズを多く
使うと照射レーザ光量が落ちるという問題がある。本実
施例は更に、照射レーザ光量を落とす事なく良好な線結
像を得られるという利点も有する。
以上に示した様に一点に集光光束の後に、一方向断面内
で集光距離変更し、他方向断面内において入射面、出射
面の曲率半径を集光位置までの距離の１．２〜１．４倍
にする事によって良好な線状結像光学系が得られた。
で集光距離変更し、他方向断面内において入射面、出射
面の曲率半径を集光位置までの距離の１．２〜１．４倍
にする事によって良好な線状結像光学系が得られた。
第１図は本発明の第１の実施例の光学系側面図、第２図
は同光学系上面図、 第３図は同光学系における集光状態を示す斜視図、第４
図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）は第２
レンズの入出射面の各曲率半径における横収差状態を示
すグラフ、 第５図、第６図は従来例を示す光学系斜視図である。 図中、 １・・・集光レンズ ２・・・線結像用レンズ ３ａ・・・結像面 である。
は同光学系上面図、 第３図は同光学系における集光状態を示す斜視図、第４
図（ａ）、 （ｂ）、 （ｃ）、 （ｄ）は第２
レンズの入出射面の各曲率半径における横収差状態を示
すグラフ、 第５図、第６図は従来例を示す光学系斜視図である。 図中、 １・・・集光レンズ ２・・・線結像用レンズ ３ａ・・・結像面 である。
Claims (1)
- 集光光学系の後側に配置され、該集光光学系からの集光
光を一方向断面内で集光距離変更し、前記一方向断面と
垂直な他方向断面内において入射面と出射面とがそれぞ
れ前記集光光の集光位置までの距離の１．２〜１．４倍
の曲率半径を有することを特徴とする線状結像用レンズ
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110789A JPH02190816A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 線状結像用レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1110789A JPH02190816A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 線状結像用レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02190816A true JPH02190816A (ja) | 1990-07-26 |
Family
ID=11768788
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1110789A Pending JPH02190816A (ja) | 1989-01-19 | 1989-01-19 | 線状結像用レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02190816A (ja) |
-
1989
- 1989-01-19 JP JP1110789A patent/JPH02190816A/ja active Pending
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