JPH0248886B2 - Korimeetaarenzukei - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、単色光源から平行光束を得るための
コリメーターレンズ系に関する。 光源として半導体レーザー等の単色光源が用い
られるので、コリメーターレンズ系は色収差の補
正が不要である。しかし光源からの発散光束の利
用効率を高めるためには、コリメーターレンズ系
のＦ値を小さくする必要がある。また、レンズ系
の小型化、軽量化やコスト面を考えると構成枚数
を少くすることが要求される。このことは光の透
過率を高めることやレンズ面による反射光の悪影
響を減らす意味からも望まれる。また、前記コリ
メーターレンズ系には理想レンズに近い性能が要
求され、さらに設置誤差等により生ずる軸外光に
対する良好な性能も要求される。すなわち、球面
収差、コマ収差、非点融差を良好に補正する必要
がある。 本発明の目的は前記のような要求を満たす、半
導体レーザー用コリメーターレンズ系を提供する
ことである。 以下本発明のコリメーターレンズ系の詳細な内
容を説明する。本発明のコリメーターレンズ系
は、第１図からも明らかなように光束射出側より
順に、光束射出側に凸面を有する正屈折力の第１
レンズL₁と、光束射出側に凹面を有する第２レ
ンズL₂の２枚から構成されるとともに、次の条
件を満足するものである。 (1) 0.6＜r₁／ｆ＜2.1 (2) ｜r₂｜／ｆ＞1.5 (3) −0.25＞r₃／ｆ＞−2.1 (4) r₄／ｆ＜−0.3 ところで、ｆは全系の焦点距離、r₁は第１レン
ズL₁の光束射出側の面の曲率半径、 r₂は第１レンズL₁の光束入射側の面の曲率半
径、 r₃は第２レンズL₂の光束射出側の面の曲率半
径、 r₄は第２レンズL₂の光束入射側の面の曲率半径
である。 まず、レンズの形状について述べる。球面収差
について考えると、一般に正レンズによつて発生
する球面収差を補正するには凹面が必要である。
また、コマ収差の良好な補正を考えると、各レン
ズにより発生するコマ収差を抑えるのが良く、第
１レンズL₁の光束射出側や第２レンズL₂の光束
入射側を強い凹面とするのは好ましくない。そこ
で、第２レンズL₂の光束射出側を凹面とする。
第２レンズには発散光束が入射するので、第４面
r₄での光束巾が比較的狭く、第３面r₃の光束巾が
比較的広くなるが、光束巾が広いほどその面で発
生する球面収差が大きくなるので、第４面r₄によ
る球面収差の発生が少ないのに対し、第３面r₃の
凹面による球面収差の発生が大きくなつて、球面
収差の補正に役立つ。すなわち、第１レンズL₁
を正レンズとし、第２レンズL₂を前記のような
形状にすることにより、球面収差とコマ収差を良
好に補正でき、Ｆ値が小さく、２枚構成のコリメ
ーターレンズ系の設計が可能となる。 次に、本発明のコリメーターレンズ系を構成す
るための条件について説明する。 上記のように、本発明では第１レンズL₁の光
束射出側（平行光束が射出される）の面を凸面と
することにより、第１レンズL₁で発生する球面
収差、コマ収差、コマ収差を比較的小さく抑え、
諸収差の良好な補正を可能にするとともに、第２
レンズL₂の光束射出側の面を凹面とすることに
より、第１レンズで発生する球面収差を良好に補
正し、さらに前記凹面と第２レンズL₂の光束入
射側の面との関連によつてコマ収差の良好な補正
を可能としている。 条件(1)は上記において球面収差とコマ収差を良
好に補正するための条件である。この条件の下限
をはずれると、球面収差が補正不足となる。また
この条件の上限をはずれると、球面収差が補正過
剰となり、外向性のコマ収差が発生してしまう。 条件(2)は球面収差とコマ収差を良好に補正する
ための条件である。この条件からはずれると、球
面収差が補正過剰となり、外向性のコマ収差が発
生してしまう。 条件(3)は球面収差の良好な補正に関係する。こ
の条件の上限をはずれると、球面収差が補正過剰
となり、コマ収差を良好に補正できなくなる。ま
たこの条件の下限をはずれると、内向性のコマ収
差が発生してしまう。 条件(4)はコマ収差の良好な補正に関係する。こ
の条件からはずれると、球面収差が補正過剰とな
り、コマ収差の良好な補正ができなくなる。 以下に本発明による実施例を示す。 実施例 １

【表】 実施例 ２

【表】 実施例 ３

【表】 実施例 ４

【表】 実施例５

【表】 実施例 ６

【表】 実施例 ７

【表】 実施例 ８

【表】 ただし、r₁，r₂，r₃，r₄は光束射出側より順に
みた各面の曲率半径、d₁，d₂，d₃は光束射出側よ
り順にみた各レンズの厚さ及び空気間隔、n₁，n₂
は各レンズの波長780nmに対する屈折率、ν₁，ν₂
は各レンズのｄ線に対するアツベ数である。 以上から明らかなように本発明によれば２枚構
成で小型軽量であるとともにＦ値が3.5以下の明
るいコリメーターレンズ系を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるレンズ系の構成図、第２
図から第９図はそれぞれ実施例１から８の収差図
である。 L₁…第１レンズ、L₂…第２レンズ、Ｇ…カバ
ーガラス。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 単色光源から平行光束を得るための半導体レ
   ーザー用コリメーターレンズ系において、光束射
   出側より順に、光束射出側に凸面を有する正屈折
   力の第１レンズと光束射出側に凹面を有する第２
   レンズの２枚から構成されるとともに、次の条件
   を満足することを特徴とするコリメーターレンズ
   系： 0.6＜r₁／ｆ＜2.1 ｜r₂｜／ｆ＞1.5 −0.25＞r₃／ｆ＞−2.1 r₄／ｆ＜−0.3 但し、ｆは全系の焦点距離、r₁は第１レンズの
   光束射出側の面の曲率半径、 r₂は第１レンズの光束入射側の面の曲率半径、 r₃は第２レンズの光束射出側の面の曲率半径、 r₄は第２レンズの光束入射側の面の曲率半径。