JPH0243502A - 平板レンズ，平板レンズを積層したレンズ装置および光ファイバ結合装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の要約 ・［板状の基板に少なくとも１個のレンズが形成された
平板レンズにおいて、前記基板の前記レンズ形成部分を
除く少なくとも一箇所において前記レンズ形成部分より
も突出した突出部を形成する。これにより平板状レンズ
同志の結合、他の光学系との結合が容品となるとともに
、突出部の形状によっては前記レンズを傷、はこりの付
着等から保護することができる。

技術分野 この発明は、平板状の基板に突出部分をもつ少なくとも
１個のレンズが形成された平板レンズに関する。

従来技術とその問題点 従来の平板レンズの代表例として平板フレネル・レンズ
、とくに平板マイクロ◆フレネル争レンズがある。これ
は透明基板上に外周にいくほどゾーンの周期が小さくな
る同心円、同心楕円、その他の凹凸構造をもつマイクロ
・フレネル・レンズが形成されているものである。

このような平板マイクロ・フレネル・レンズは平板状基
板を用いているので、基板のフレネル拳レンズが形成さ
れている面とは反対側の面に他の光学素子、たとえば偏
向素子、レンズ素子を一体的に形成することが可能であ
るという特長をもつ。

しかしながら基板のフレネル・レンズが形成さねている
面と他の光学素子との結合は容易ではない。またこのよ
うな平板マイクロ・フレネル・レンズを複数枚積層構造
として正立等倍率像を得る光学系を組立てる二とも必ず
しも容易ではない。

さらに、フレネル・レンズが透明基板上に突出して形成
されているので、フレネル・レンズが破損しやすくかつ
傷がつきやすい。またフレネル・レンズの各ゾーンの四
部にほこりが溜まりやすいため、これによりレンズの光
学的特性に悪影響を及ぼしやすいという問題もある。

以」二の問題のいくつかはフレネル・レンズに限らず基
板面より突出しているレンズ（たとえば非球面レンズ）
が形成された平板レンズのすべてにあてはまる。

発明の概要 発明の目的 この発明は、レンズの破損を防止できるとともに複数の
レンズを積層して光学系を作製する場合であっても光学
系の作製の容易化、簡素化、小型化を実現できる平板レ
ンズを提供することを目的とする。

発明の構成および効果 この発明は、平板状の基板に少なくとも１個のレンズが
形成された平板レンズにおいて、前記基板の前記レンズ
の形成部分を除く少なくとも一箇所において前記レンズ
形成部分よりも突出した突出部を設けたことを特徴とす
る。

上記突出部は基板と一体成形してもよいし、基板に接着
したものでもよい。上記突出部は基板の周縁全体に形成
するのが好ましいが１周縁の一部または周縁以外の部分
に設けてもよい。基板に形成されるレンズにはマイクロ
・フレネル・レンズ、非球面レンズ等種々のものがある
。また基板には１個のレンズを設けてもよいし、複数の
レンズをアレイ状に配列してもよい。

この発明によると、Ｊ！板のレンズが形成された部分を
除く部分にレンズ形成部分よりも突出した突出部が形成
されており、この突出部の存在により基板上のレンズが
保護されるので、レンズに傷が付きにくくなる。またこ
の突出部を利用して保護材を設けるとか、他の光学素子
または平板状レンズを結合させてレンズを覆うようにす
ることにより、レンズにほこり等が付着しにくくなる。

また突出部を利用して複数枚の平板レンズを容すに積層
構造とすることができ、かつ各平板レンズの位置を正確
にすることができる。結合部材が不要なため光学系を小
型化することができる。

さらにこの発明による平板レンズを光ファイバの結合装
置に容易に適用することもできる。たとえば平板レンズ
を光ファイバの端面に取付け、結合させるべき２つの光
ファイバの端面の平板レンズ同志を上記突出部を利用し
て結合させることができる。このように光ファイバに直
接に平板レンズを装着でき、また結合部材が不要となり
結合光学系の簡素化を図ることができる。

実施例の説明 第１図はこの発明による平板レンズの実施例を示す斜視
図である。平板レンズ１は基板３．この基板３に設けら
れたフレネル・レンズ４．およびこのフレネール番レン
ズ４を囲むように基板３の周囲に突出して設けられた突
縁２とから構成される。フレネル・レンズ４はよく知ら
れているように外側にいくほど間隔が狭くなる同心円状
の凹凸パターンから構成される。突縁２は基板３のフレ
ネル・レンズ４が設けられた面に設けられ、フレネル・
レンズ４の凸部の最も突出した部分よりも突出する高さ
をもつ。

このような平板レンズ１は基板３にフレネル・レンズ４
を射出成形法、光学的重合法（Ｐｂｏｔｏ−Ｐｏｌｙｍ
ｅｒｌｚａｔｌｏｎ）等によって一体成形した後、所定
の高さの突縁２を基板３に接着することにより作製する
ことができる。また、フレネル−レンズ４と突縁２とを
基板３とともに上記方法によって一体成形することもで
きる。さらに、フレネル・レンズ４と突縁２とをそれぞ
れ別個に作製しておいて、これらを基板３に接希するよ
うにしてもよい。

第２図は上記・１乏板レンズを光フアイバ結合器に応用
した例を示すものである。２つの平板レンズ１１および
２Ｉは、そのそれぞれの基板１３および２３に形成され
た２つのフレネル・レンズ１４および２４がそれぞれ対
向するように配置され、かつそれぞれの突縁１２および
２２が突合され、適当な固定手段（図示略）により相互
に固定される。一方の平板レンズｌｌの基板１３の中央
に一方の光ファイバ５の端部が、他方の・１４板レンズ
２１の基板２３の中央に他方の光ファイバ６の端部がそ
れぞれ固定されている。・１シ板レンズの基板と光ファ
イバの固定は種々の方法で行なうことができるが、基板
に挿入口をあけここに光フアイバ端部を挿入して接着剤
等で固定してもよいし、基板に光フアイバ固定用のコネ
クタ部分を設けておいてもよい。

一方の光フアイバ５内を伝播してきた光はその端面から
出射し発散光となって一方の平板レンズ１１の透明基板
１３内を透過し、フレネル・レンズ１４によって平行化
される。この平行光は他方の平板レンズ２１に設けられ
たフレネル・レンズ２４に伝播し、このフレネル・レン
ズ２４によって集光され。

他方の光ファイバ６の端面に入射する。

第３図は正立等倍率像を得るための光学系の構成例を示
すものである。３つの甲板レンズ３１゜４１、５１が設
けられ、これらの平板レンズが同じ方向を向いて配置さ
れる。第１の平板レンズ３１の底面に第２の平板レンズ
４１の突縁４２が密着し、第２の平板レンズ４１の底面
に第３の平板レンズ５１の突縁５２が密むしている。

このような積層構造をもつ平板レンズにおいて、第１平
板レンズ３１の前方の距、１ｉｔＬｏの位置に物体０８
を置くと、第３の平板レンズ５１の後方距離Ｌ　の位置
に物体ＯＲと等しい倍率の正立等倍率像０１が結像する
。

このような゛ト板レンズの積層構造による光学系におい
ては各基板の厚さおよび各突縁の厚さによってフレネル
・レンズ間の距離を正確に一定に保つことができ、　ｉ
Ｅ　ｉ’／、等倍率像の光学系の構成が比較的容易とな
る。また平板レンズ間の結合部材が不要となるので、光
学系を簡素化することができかつ小型化することができ
る。

第４図は複数のフレネル壷レンズ８４．７４．８４をそ
れぞれＨする３枚の平板レンズ６１．７１．８１を積層
することにより王立等倍率像を得ることのできる光学系
を示すものである（特開昭６３−１４２３１９号。

参照）。このように、平板レンズには複数のフレネル・
レンズを設けることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明による平板レンズの実施例を示す斜視
図、第２図は・１ろ板レンズを光ファイバの結合に応用
した例を示す一部切欠き側面図、第３図は・ト板レンズ
を正−ｙ等倍率像の作成に応用した例を示す一部切欠き
側面図である。 第４図はｍ敗のレンズを用する平板レンズの応用例を示
す断面図である。 第２図 １　　、　１１．　２！、　　３１．　４１．　５１．
　６＋、　　７１．　８１・・・平板レンズ。 ２、１２．２２．３２．４２．５２ ・・・突縁。 ３、１３．２３・・・基板。 ４　、１４．２４．３４．４４．５４．６４．７４．８
４・・・フレネル−レンズ。 以　　上

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 平板状の基板に少なくとも１個のレンズが形成された平
   板レンズにおいて、前記基板の前記レンズの形成部分を
   除く少なくとも一箇所において前記レンズ形成部分より
   も突出した突出部を設けたことを特徴とする平板レンズ
   。