JPH0679081B2 - 赤外用フレネルレンズ - Google Patents
赤外用フレネルレンズInfo
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- JPH0679081B2 JPH0679081B2 JP59245078A JP24507884A JPH0679081B2 JP H0679081 B2 JPH0679081 B2 JP H0679081B2 JP 59245078 A JP59245078 A JP 59245078A JP 24507884 A JP24507884 A JP 24507884A JP H0679081 B2 JPH0679081 B2 JP H0679081B2
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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、作製容易な赤外
用フレネルレンズに関するものである。
用フレネルレンズに関するものである。
従来の技術 従来の屈折型フレネルレンズに加え、近年、小型軽量で
再現性がよく、収差が小さい回折型フレネルレンズが注
目されている。
再現性がよく、収差が小さい回折型フレネルレンズが注
目されている。
この回折型フレネルレンズは、例えば電子ビーム描画等
の微細加工によって製造を行うため、フレネルマイクロ
レンズまたはマイクロフレネルレンズとも呼ばれてい
る。従来の回折型フレネルレンズは、屈折型フレネルレ
ンズ同様ガラスやアクリル樹脂等屈折率ｎが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1/（ｎ−１）倍つまり２倍の値にする必要が
ある。例えば、可視光のHe−Neレーザの0.6328μｍを入
射光とする場合、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。
の微細加工によって製造を行うため、フレネルマイクロ
レンズまたはマイクロフレネルレンズとも呼ばれてい
る。従来の回折型フレネルレンズは、屈折型フレネルレ
ンズ同様ガラスやアクリル樹脂等屈折率ｎが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1/（ｎ−１）倍つまり２倍の値にする必要が
ある。例えば、可視光のHe−Neレーザの0.6328μｍを入
射光とする場合、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。
発明が解決しようとする問題点 しかしながら、従来例のように、屈折率が1.5前後の物
質で近赤外用の回折型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、
つまりは集光特性のよい赤外用フレネルマイクロレンズ
が得られにくいという問題点を有していた。
質で近赤外用の回折型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、
つまりは集光特性のよい赤外用フレネルマイクロレンズ
が得られにくいという問題点を有していた。
本発明は、上記問題点を解決するもので集光特性のよい
赤外用フレネルレンズを提供することを目的とする。
赤外用フレネルレンズを提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は、上記目的を達成するため、入射光の波長に依
存し、レンズの位相変調量に応じた凹凸部は、屈折率が
３以上で、かつ、GaAs,GaP,GaAsもしくはGaPを含む材料
の何れかからなる材料で構成したものである。
存し、レンズの位相変調量に応じた凹凸部は、屈折率が
３以上で、かつ、GaAs,GaP,GaAsもしくはGaPを含む材料
の何れかからなる材料で構成したものである。
作用 本発明は上記した構成により、構成物質の屈折率が高い
ため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するものである。
ため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するものである。
実施例 以下本発明の実施例について、図面を参照しながら説明
する。第１図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施
例における回折型の赤外用フレネルレンズ（以下フレネ
ルレンズと称す）を示す断面図，平面図である。
する。第１図（ａ），（ｂ）はそれぞれ本発明の一実施
例における回折型の赤外用フレネルレンズ（以下フレネ
ルレンズと称す）を示す断面図，平面図である。
第１図において、１はGaAsであり、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が施してある。
鋸歯状の凹凸部２の溝の深さｔは、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、ｔ＝λ／（ｎ−１）
と設定する必要がある。
のレンズの位相変調量に応じた凹凸部２が施してある。
鋸歯状の凹凸部２の溝の深さｔは、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、ｔ＝λ／（ｎ−１）
と設定する必要がある。
近赤外で透明なGaAs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＝0.62μｍ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ｔはλ＝1.55μｍに対してｔ＝3.1μｍとする
必要があったから、本実施例のフレネルレンズにより、
溝の深さｔが従来例の1/5程度で、薄いフレネルレンズ
が実現できたと言える。その結果、凹凸部の垂直部分で
生じる不要な多重反射光が大幅に少なくなり、この多重
反射光に起因した回折効率の低下を防止して、集光特性
に優れたフレネルレンズを容易に実現できる。
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＝0.62μｍ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ｔはλ＝1.55μｍに対してｔ＝3.1μｍとする
必要があったから、本実施例のフレネルレンズにより、
溝の深さｔが従来例の1/5程度で、薄いフレネルレンズ
が実現できたと言える。その結果、凹凸部の垂直部分で
生じる不要な多重反射光が大幅に少なくなり、この多重
反射光に起因した回折効率の低下を防止して、集光特性
に優れたフレネルレンズを容易に実現できる。
また、入射光の反射を減少させるために、少なくともレ
ンズの入射側又は反対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。
ンズの入射側又は反対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。
次に、第２図に用いて作製工程を説明する。まず第２図
（ａ）のGaAs1上に第２図（ｂ）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
より、第２図（ｃ）のようにレンズのパターンを作製し
た。次に、イオンビームエッチングを行い、第２図
（ｄ）のように電子ビームレジスト３の形をGaAs1に転
写して凹凸部２を形成した。この時電子ビームレジスト
３のコーティング厚さを制御し溝の深さｔが最適になる
ようにした。
（ａ）のGaAs1上に第２図（ｂ）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
より、第２図（ｃ）のようにレンズのパターンを作製し
た。次に、イオンビームエッチングを行い、第２図
（ｄ）のように電子ビームレジスト３の形をGaAs1に転
写して凹凸部２を形成した。この時電子ビームレジスト
３のコーティング厚さを制御し溝の深さｔ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、GaAs1表面の凹凸の
ある部分であるので、この部分がGaAsでありさえすれば
良く、凹凸のない部分は他の物質でもよい。
ある部分であるので、この部分がGaAsでありさえすれば
良く、凹凸のない部分は他の物質でもよい。
以上のように本実施例によれば、溝の深さが従来例に比
べて約1/5まで薄くなったことにより、だれのない正確
な凹凸形状が実現でき、溝の深さが薄くなったことと、
正確な凹凸形状が実現できたことにより、その結果集光
特性のよいフレネルレンズが実現でき、またイオンビー
ムエッ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。
べて約1/5まで薄くなったことにより、だれのない正確
な凹凸形状が実現でき、溝の深さが薄くなったことと、
正確な凹凸形状が実現できたことにより、その結果集光
特性のよいフレネルレンズが実現でき、またイオンビー
ムエッ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GaAsを用いたフレネルレンズについて行っ
たが、屈折率が３以上の物質であればよく、例えば、Ga
PまたはGaAsもしくはGaPを含み、屈折率が３以上の材料
から構成された回折形のフレネルレンズについても同様
の効果が得られる。
たが、屈折率が３以上の物質であればよく、例えば、Ga
PまたはGaAsもしくはGaPを含み、屈折率が３以上の材料
から構成された回折形のフレネルレンズについても同様
の効果が得られる。
尚、代表的な物質の透過波長領域を示すと、GaAsでは1.
0μｍ〜15μｍであり,GaPでは0.6μｍ〜4.5μｍであっ
て、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。
0μｍ〜15μｍであり,GaPでは0.6μｍ〜4.5μｍであっ
て、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 以上のように本発明によれば、高屈折な物質、例えば、
GaAsでフレネルレンズの凹凸部を構成することにより、
溝の深さが浅くて、かつ正確なレンズ形状を実現でき、
その結果集光特性のよい回折型の赤外用フレネルレンズ
を容易に実現できる。
GaAsでフレネルレンズの凹凸部を構成することにより、
溝の深さが浅くて、かつ正確なレンズ形状を実現でき、
その結果集光特性のよい回折型の赤外用フレネルレンズ
を容易に実現できる。
第１図（ａ），（ｂ）は本発明の一実施例における赤外
用フレネルレンズの断面図及び平面図、第２図（ａ）〜
（ｄ）は本発明の一実施例の赤外用フレネルレンズの作
製工程図である。 １……GaAs、２……凹凸部。
用フレネルレンズの断面図及び平面図、第２図（ａ）〜
（ｄ）は本発明の一実施例の赤外用フレネルレンズの作
製工程図である。 １……GaAs、２……凹凸部。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭53−36250（ＪＰ，Ａ) 久保田広外２名編「光学技術ハンドブッ ク」（昭43−10−25）朝倉書店 Ｐ．674 −677
Claims (3)
- 【請求項１】入射光の波長に依存し、レンズの位相変調
量に応じた凹凸部がレンズ表面に形成された回折型のフ
レネルレンズであって、前記凹凸部は、屈折率が３以上
で、かつ、GaAs,GaP,GaAsもしくはGaPを含む材料の何れ
かからなる材料で構成されたことを特徴とする赤外用フ
レネルレンズ。 - 【請求項２】凹凸部は、前記凹凸部を構成する材料の屈
折率ｎと入射光の波長λとに対して、λ／（ｎ−１）の
溝の深さを有する鋸歯形状であることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の赤外用フレネルレンズ。 - 【請求項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
の赤外用フレネルレンズ。
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 |
|---|---|---|---|
| JP6103699A Division JP2702883B2 (ja) | 1994-05-18 | 1994-05-18 | 赤外用回折型レンズ |
| 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 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61122602A JPS61122602A (ja) | 1986-06-10 |
| JPH0679081B2 true 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 (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 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0694991A (ja) * | 1992-09-10 | 1994-04-08 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 赤外広角単レンズ |
| TW452658B (en) * | 2000-10-24 | 2001-09-01 | Ind Tech Res Inst | Thin infrared lens |
| JP2007155883A (ja) * | 2005-12-01 | 2007-06-21 | Oki Electric Ind Co Ltd | 赤外線レンズ |
| KR100910393B1 (ko) * | 2007-08-31 | 2009-08-04 | (주)쓰리디아이에스 | 넓은 시야각을 갖는 실감 영상 디스플레이 장치 |
Family Cites Families (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
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 久保田広外２名編「光学技術ハンドブック」（昭４３−１０−２５）朝倉書店Ｐ．６７４−６７７ |
Cited By (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 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61122602A (ja) | 1986-06-10 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |