JP2018189701A - 焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】定在波を効率的に生成できるとともに、高精度な画像を取得できる焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法を提供する。
【解決手段】焦点距離可変レンズ装置１は、入力される駆動信号Ｃｆに応じて屈折率が変化するレンズシステム３と、レンズシステム３と同じ光軸上に配置された対物レンズと、レンズシステム３および対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部４と、駆動信号Ｃｆをレンズシステム３の共振周波数に追従させる共振ロック制御部６１１と、共振ロック制御部６１１の動作または停止を切り換える共振ロック操作部７１１と、を有する。
【選択図】図５

Description

本発明は焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法に関する。

焦点距離可変レンズ装置として、例えば特許文献１に記載された原理の液体レンズシステム（以下単にレンズシステムと呼ぶ）を利用した装置が開発されている。
レンズシステムは、圧電材料で形成された円筒状の振動部材を、透明な液体に浸漬して形成される。レンズシステムにおいて、振動部材の内周面と外周面とに交流電圧を印加すると、振動部材が厚み方向に伸縮し、振動部材の内側の液体を振動させる。液体の固有振動数に応じて印加電圧の周波数を調整することで、液体には同心円状の定在波が形成され、振動部材の中心軸線を中心として屈折率が異なる同心円状の領域が形成される。このため、レンズシステムにおいて、振動部材の中心軸線に沿って光を通せば、この光は同心円状の領域ごとの屈折率に従って、発散または収束する経路を辿ることになる。

焦点距離可変レンズ装置は、前述したレンズシステムと、焦点を結ぶための対物レンズ（例えば通常の凸レンズあるいはレンズ群）とを、同じ光軸上に配置して構成される。
通常の対物レンズに平行光を入射させると、レンズを通過した光は所定の焦点距離にある焦点位置に焦点を結ぶ。これに対し、対物レンズと同軸に配置されたレンズシステムに平行光を入射させると、この光はレンズシステムで発散または収束され、対物レンズを通過した光は元の（レンズシステムがなかった状態の）焦点位置よりも遠くまたは近くにずれた位置に焦点を結ぶ。
従って、焦点距離可変レンズ装置においては、レンズシステムに入力される駆動信号（内部の液体に定在波を発生させる周波数の交流電圧）を印加し、この駆動信号の振幅を増減させることで、焦点距離可変レンズ装置としての焦点位置を一定の範囲内（対物レンズの焦点距離を基準としてレンズシステムにより増減できる所定の変化幅）で任意に制御することができる。

焦点距離可変レンズ装置において、レンズシステムに入力される駆動信号としては、例えば正弦波状の交流信号が用いられる。このような駆動信号が入力されると、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離（焦点位置）は正弦波状に変化する。この際、駆動信号の振幅が０のとき、レンズシステムを通る光は屈折されず、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離となる。駆動信号の振幅が正負のピークにあるとき、レンズシステムを通る光は最も大きく屈折され、焦点距離可変レンズ装置の焦点距離は対物レンズの焦点距離から最も変化した状態となる。
このような焦点距離可変レンズ装置を用いて画像を取得する際には、駆動信号の正弦波の位相に同期して発光信号を出力してパルス照明を行う。これにより、正弦波状に変化する焦点距離のうち、所定の焦点距離にある状態でパルス照明を行うことで、この焦点距離にある対象物の画像が検出される。一周期のうち複数の位相でパルス照明を行い、各位相に対応して画像検出を行えば、同時に複数の焦点距離の画像を得ることもできる。

前述した焦点距離可変レンズ装置においては、外気温の影響あるいは稼働に伴う発熱などにより、レンズシステムの内部の液体や振動部材の温度が変化する。そして、温度変化により固有振動数が変化し、定在波が得られる交流信号の周波数（共振周波数）も変動する。レンズシステムに入力される駆動信号が変動前と同じままであると、駆動信号が共振周波数のピークからずれてしまい、定在波を効率的に得ることができない。
このような共振周波数の変動に対し、駆動信号を自動的に追従させる共振ロック機能が採用されている。例えば、所定周波数の駆動信号をレンズシステムに入力し、定在波の強度レベルが最大であったとする。ここで、定在波のレベルが低下した際には、駆動信号の周波数がレンズシステムで定在波が得られる共振のピークから外れたと判定し、駆動信号の周波数を増減させて新たなピーク位置を捕捉する。駆動信号の周波数が新たなピーク位置に到達すれば、定在波のレベルも最大強度に復帰できる。このようなピーク位置に対する追従動作を連続的に行うことで、定在波が得られる共振周波数への自動追尾（共振ロック）を実現することができる。

米国特許出願公開第２０１０／０１７７３７６号明細書

前述した焦点距離可変レンズ装置においては、駆動信号に対して、定在波が得られる周波数への自動追尾（共振ロック）を行うことで、効率的な定在波を常に得ることができる。
しかし、共振ロック付きの焦点距離可変レンズ装置においては、例えば画像測定動作中に共振ロックによる周波数の変化があると、同じ焦点距離が得られるタイミングが変化し、取得できる画像精度が低下するという問題があった。

本発明の目的は、定在波を効率的に生成できるとともに、高精度な画像を取得できる焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法を提供することにある。

本発明の焦点距離可変レンズ装置は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部と、前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部と、を有することを特徴とする。

本発明では、共振ロック操作部により共振ロック制御部を動作状態とすることで、駆動信号がレンズシステムの現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
一方、画像検出部で画像を検出する際には、共振ロック操作部により共振ロック制御部による自動追尾を一時的に停止させることで、駆動信号の周波数が一定状態に維持される。その結果、画像検出の間はレンズシステムとしての焦点距離が一定に維持され、高精度な画像を取得することができる。
なお、共振ロック動作としては、既存の共振ロック動作を用いることができる。

本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記共振ロック操作部は、前記画像検出部での画像検出動作に同期して前記共振ロック制御部を停止させることが好ましい。
本発明では、画像検出動作に同期して共振ロックが自動的に停止され、ユーザによる操作を省略することができ、かつ操作忘れなどのミスも回避できる。

本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記共振ロック操作部は、前記画像検出部での画像検出動作に同期して前記共振ロック制御部を停止させるロック停止モードと、前記画像検出部での画像検出動作に同期した前記共振ロック制御部の停止を行わないロック継続モードとが選択可能であることが好ましい。
本発明では、ロック停止モードとすることで、前述した高精度画像の取得が可能となるとともに、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。

本発明の焦点距離可変レンズ装置において、前記共振ロック制御部は、前記共振ロック操作部による自動追尾の停止が解除された際に、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる復帰動作を行うことが好ましい。
本発明では、共振ロック制御部が停止されて駆動信号の周波数が一定に維持されている間に、レンズシステムの共振周波数がさらに変動していたとしても、復帰動作により現在の共振周波数に駆動信号を合わせてロックさせることができ、その後の共振ロックによる自動追尾を適切に行うことができる。復帰動作としては、停止時間が短く共振周波数の変動が小さければ、通常の共振ロック機能だけで自動追尾状態に復帰できる。一方、停止時間が比較的長く、共振周波数の変動が大きく可能性があれば、停止時の共振周波数を中心とした所定周波数範囲の走査などにより現在の共振周波数を検出し、検出した現在の共振周波数を基準として自動追尾状態に復帰することもできる。

本発明の焦点距離可変レンズ制御方法は、入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部と、を有する焦点距離可変レンズ装置を用い、
前記画像検出部での画像検出を行わない状態では前記共振ロック制御部を動作させ、
前記画像検出部の画像検出を行う際に、前記共振ロック制御部を停止させる、ことを特徴とする。

本発明によれば、定在波を効率的に生成できるとともに、高精度な画像を取得できる焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法を提供することができる。

本発明の一実施形態を示す模式図。 前記実施形態のレンズシステムの構成を示す模式図。 前記実施形態のレンズシステムの振動状態を示す模式図。 前記実施形態のレンズシステムの焦点距離を示す模式図。 前記実施形態の要部を示すブロック図。 前記実施形態の共振周波数の変動を示すグラフ。 前記実施形態の共振ロック機能を示すグラフ。 前記実施形態の共振ロック動作中の画像検出を示すグラフ。 前記実施形態の共振ロック停止中の画像検出を示すグラフ。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１において、焦点距離可変レンズ装置１は、焦点距離を可変しつつ測定対象物９の表面の画像を検出するために、当該表面に交差する同じ光軸Ａ上に配置された対物レンズ２、レンズシステム３および画像検出部４を備えている。
さらに、焦点距離可変レンズ装置１は、測定対象物９の表面をパルス照明するパルス照明部５と、レンズシステム３およびパルス照明部５の動作を制御するレンズ制御部６と、レンズ制御部６を操作するための制御用ＰＣ７とを備えている。

制御用ＰＣ７は、既存のパーソナルコンピュータにより構成され、所定の制御用ソフトウェアを実行することで所期の機能が実現される。制御用ＰＣ７には、画像検出部４から画像を取り込んで処理する機能も含まれている。

対物レンズ２は、既存の凸レンズで構成される。
画像検出部４は、既存のＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサあるいは他の形式のカメラ等で構成され、入射される画像Ｌｇを所定の信号形式の検出画像Ｉｍとして制御用ＰＣ７へ出力することができる。
パルス照明部５は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）などの発光素子で構成され、レンズ制御部６から発光信号Ｃｉが入力された際に、所定時間だけ照明光Ｌｉを発光させ、測定対象物９の表面に対するパルス照明を行うことができる。照明光Ｌｉは測定対象物９の表面で反射され、測定対象物９の表面からの反射光Ｌｒが対物レンズ２およびレンズシステム３を通して画像Ｌｇを形成する。

レンズシステム３は、レンズ制御部６から入力される駆動信号Ｃｆに応じて屈折率が変化する。駆動信号Ｃｆは、レンズシステム３に定在波を発生させる周波数の交流であって、正弦波状の交流信号である。
焦点距離可変レンズ装置１において、焦点位置Ｐｆまでの焦点距離Ｄｆは、対物レンズ２の焦点距離を基本としつつ、レンズシステム３の屈折率を変化させることで、任意に変化させることができる。

図２において、レンズシステム３は、円筒形のケース３１を有し、ケース３１の内部には円筒状の振動部材３２が設置されている。振動部材３２は、その外周面３３とケース３１の内周面との間に介装されたエラストマ製のスペーサ３９で支持されている。
振動部材３２は、圧電材料を円筒状に形成したものであり、外周面３３と内周面３４との間に駆動信号Ｃｆの交流電圧が印加されることで、厚み方向に振動する。
ケース３１の内部には、透過性の高い液体３５が充填されており、振動部材３２は全体を液体３５に浸漬され、円筒状の振動部材３２の内側は液体３５で満たされている。駆動信号Ｃｆの交流電圧は、振動部材３２の内側にある液体３５に定在波を発生させる周波数に調整されている。

図３に示すように、レンズシステム３においては、振動部材３２を振動させると、内部の液体３５に定在波が生じ、屈折率が交替する同心円状の領域が生じる（図３（Ａ）部および図３（Ｂ）部参照）。
このとき、レンズシステム３の中心軸線からの距離（半径）と液体３５の屈折率との関係は、図３（Ｃ）部に示す屈折率分布Ｗのようになる。

図４において、駆動信号Ｃｆは正弦波状の交流信号であるため、レンズシステム３における液体３５の屈折率分布Ｗの変動幅もこれに従って変化する。そして、液体３５に生じる同心円状の領域の屈折率が正弦波状に変化し、これにより焦点位置Ｐｆまでの焦点距離Ｄｆが正弦波状に変動する。
図４（Ａ）の状態では、屈折率分布Ｗの振れ幅が最大となり、レンズシステム３は通過する光を収束させ、焦点位置Ｐｆは近く、焦点距離Ｄｆは最短となっている。
図４（Ｂ）の状態では、屈折率分布Ｗが平坦となり、レンズシステム３は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆは標準的な値となっている。
図４（Ｃ）の状態では、屈折率分布Ｗが図４（Ａ）と逆極性で振れ幅が最大となり、レンズシステム３は通過する光を拡散させ、焦点位置Ｐｆは遠く、焦点距離Ｄｆは最大となっている。
図４（Ｄ）の状態では、再び屈折率分布Ｗが平坦となり、レンズシステム３は通過する光をそのまま通過させ、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆは標準的な値となっている。
図４（Ｅ）の状態では、再び図４（Ａ）の状態に戻っており、以下同様の変動を繰り返すことになる。

このように、焦点距離可変レンズ装置１においては、駆動信号Ｃｆは正弦波状の交流信号であり、焦点位置Ｐｆおよび焦点距離Ｄｆも図４の焦点変動波形Ｍｆのように正弦波状に変動する。
この際、焦点変動波形Ｍｆの任意の時点で焦点位置Ｐｆにある測定対象物９をパルス照明し、その時点で照明された画像を検出すれば、任意の照明時点での焦点距離Ｄｆにある焦点位置Ｐｆの画像が得られることになる。

図１に戻って、焦点距離可変レンズ装置１においては、レンズシステム３の振動、パルス照明部５の発光および画像検出部４の画像検出は、レンズ制御部６からの駆動信号Ｃｆおよび発光信号Ｃｉおよび画像検出信号Ｃｃにより制御される。これらを制御するレンズ制御部６の設定などを操作するために、制御用ＰＣ７が接続されている。

図５において、レンズ制御部６は、レンズシステム３に駆動信号Ｃｆを出力する駆動制御部６１と、パルス照明部５に発光信号Ｃｉを出力する発光制御部６２と、画像検出部４に画像検出信号Ｃｃを出力する画像検出制御部６３とを有する。
駆動制御部６１は、共振ロック制御部６１１を有する。
共振ロック制御部６１１は、入力される駆動信号Ｃｆに基づいてレンズシステム３が振動した際に、レンズシステム３に加えられる有効電力Ｒｐあるいは駆動電流Ｒｉから、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを検出する。そして、レンズシステム３の振動状態Ｖｆを参照して駆動信号Ｃｆの周波数を調整することで、レンズシステム３の現在の共振周波数にロックすることができる。なお、振動状態Ｖｆは、レンズシステム３に設置した振動センサで検出してもよい。

図６において、レンズシステム３の振動特性がＳ１であったとすると、駆動信号Ｃｆは振動特性Ｓ１のピークに設定されている。レンズシステム３に温度変化などがなければ、共振ロック制御部６１１で検出されるレンズシステム３の振動特性は、駆動信号Ｃｆと同じ振動特性Ｓ１のピーク位置周波数を示す。
ここで、温度変化などにより、レンズシステム３の振動特性がＳ２に変化したとする。共振ロック制御部６１１で検出されるレンズシステム３の振動特性は振動特性Ｓ２のピークへ変動し、駆動信号Ｃｆとはずれることになる。振動特性Ｓ２であるレンズシステム３に駆動信号Ｃｆを入力した場合、駆動信号Ｃｆの周波数は振動特性Ｓ２においてピーク位置でなく、十分な有効電力をレンズシステム３に与えることができず、効率が低下することになる。

図７において、共振ロック制御部６１１は、レンズシステム３から検出される振動状態Ｖｆと、駆動制御部６１からレンズシステム３に入力されている駆動信号Ｃｆとのずれを検出し、レンズシステム３の現在のピーク位置を検索して捕捉したうえ、駆動制御部６１から出力される駆動信号Ｃｆの周波数を現在のピーク位置に変更する。
その結果、駆動制御部６１からレンズシステム３に入力される駆動信号Ｃｆの周波数は、現在のレンズシステム３の振動特性Ｓ２における共振周波数のピークに合わせられ、これにより周波数の自動追従が行われる。

図５に戻って、制御用ＰＣ７は、レンズ制御部６に設定などの操作を行うためのレンズ操作部７１と、画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込んで処理する画像処理部７２と、焦点距離可変レンズ装置１に対するユーザの操作を受け付ける操作インターフェイス７３と、を備えている。
レンズ操作部７１は、共振ロック操作部７１１を有する。
共振ロック操作部７１１は、駆動制御部６１における共振ロック制御部６１１の有効・無効を切り換えることができる。

具体的には、共振ロック操作部７１１は、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作のタイミングを参照し、画像の取り込み開始に同期して共振ロック制御部６１１のロック動作を停止し、画像の取り込み終了に同期して共振ロック制御部６１１のロック動作を再開する。

図８において、例えばレンズシステム３の内部温度変化などにより、共振周波数Ｆが徐々に低下する状態にある。
画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作が、開始時点Ｔ１から終了時点Ｔ２までの期間Ｔにおいて行われるとする。
共振ロック制御部６１１による共振ロック制御が行われたとすると、期間Ｔの間にも共振周波数Ｆが変化し続け、開始時点Ｔ１では共振周波数Ｆ１であるのに対し、終了時点Ｔ２では共振周波数Ｆ２となる。
共振ロック制御は、時々刻々と駆動制御部６１に印加される駆動信号Ｃｆの周波数を変化させるため、レンズシステム３における定在波が安定せず、検出画像Ｉｍの精度が低下してしまう。このため、共振ロックの一時停止を行う。

図９に示すように、本実施形態では、検出画像Ｉｍを取り込む期間Ｔで、共振ロック操作部７１１により、共振ロック制御部６１１による共振ロック制御を停止する。
期間Ｔの開始時点Ｔ１において、共振ロック制御部６１１による共振ロック制御が停止され、共振周波数Ｆは開始時点Ｔ１の共振周波数Ｆ１に維持される。この状態で検出画像Ｉｍを取り込むことで、共振周波数Ｆが一定の状態、つまり定在波が安定した状態での画像取り込みが可能となる。
期間Ｔの終了時点Ｔ２において、共振ロック操作部７１１からの制御により、共振ロック制御部６１１による復帰動作が行われ、共振ロック制御が再開される。

共振ロック操作部７１１は、ロック停止モードと、ロック継続モードとが選択可能である。これらの各モードは、ユーザが操作インターフェイス７３を用いて切り替えることができる。
ロック停止モードでは、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作に同期して共振ロック制御部６１１を停止させる。
ロック継続モードでは、画像処理部７２が画像検出部４から検出画像Ｉｍを取り込む動作に同期した共振ロック制御部の停止を行わない。
従って、ロック停止モードとすることで、共振ロック制御部６１１の自動停止により共振周波数Ｆの変化を防止し、高精度画像の取得が可能となる。一方、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部６１１の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。

以上のような本実施形態では、レンズ制御部６の駆動制御部６１からの駆動信号Ｃｆにより、レンズシステム３に定在波を形成し、レンズシステム３の屈折率を変動させ、焦点距離可変レンズ装置１としての焦点位置Ｐｆ（焦点距離Ｄｆ）を測定対象物９の表面で変動させることができる。
そして、レンズ制御部６の発光制御部６２からの発光信号Ｃｉにより、所定のタイミングでパルス照明部５を発光させることで、発光時点の焦点距離Ｄｆでの測定対象物９の表面の画像Ｌｇが、対物レンズ２およびレンズシステム３を通して画像検出部４へと導入され、制御用ＰＣ７の画像処理部７２で検出画像Ｉｍとして検出することができる。

本実施形態では、操作インターフェイス７３を介してレンズ操作部７１に操作を行うことで、共振ロック操作部７１１により共振ロック制御部６１１を動作状態とすることができる。共振ロック制御部６１１が動作状態とされていれば、駆動信号Ｃｆがレンズシステム３の現在の共振周波数のピークを自動追尾し、定在波を効率的に生成することができる。
一方、画像処理部７２で画像を検出する際には、共振ロック操作部７１１により共振ロック制御部６１１による自動追尾を一時的に停止させることで、画像検出動作の間、駆動信号Ｃｆの周波数が一定状態に維持される。その結果、画像検出の間はレンズシステム３の屈折率変動を起こさせている定在波が安定することにより、高精度な画像を取得することができる。

本実施形態では、共振ロック操作部７１１は、画像処理部７２での画像検出動作に同期して共振ロック制御部６１１を停止させる。このため、画像検出動作に同期して共振ロックが自動的に停止され、ユーザによる操作を省略することができ、かつ操作忘れなどのミスも回避できる。

本実施形態では、共振ロック操作部７１１は、画像処理部７２での画像検出動作に同期して共振ロック制御部６１１を停止させるロック停止モードと、画像処理部７２での画像検出動作に同期した共振ロック制御部６１１の停止を行わないロック継続モードとが選択可能である。このため、ロック停止モードとすることで、前述した高精度画像の取得が可能となるとともに、ロック継続モードとすることで、共振ロック制御部６１１の自動停止が必要ない状況にも対応することができる。

なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれる。
前記実施形態では、レンズシステム３の駆動および制御を行うために、レンズ制御部６と制御用ＰＣ７との組み合わせを用いたが、これらはレンズシステム３の駆動、制御ないし操作までを一括して行う一体の装置としてもよい。しかし、前記実施形態のように、レンズ制御部６と制御用ＰＣ７との組み合わせとすることで、レンズシステム３の駆動および制御に必要なハードウェアを専用のレンズ制御装置として独立させることができる。また、レンズ制御部６操作や設定調整、さらには画像の取り込みまでを汎用性の高いパーソナルコンピュータを用いて実現することができる。

前記実施形態では、駆動信号Ｃｆおよび焦点変動波形Ｍｆを正弦波としたが、これは三角波、鋸歯状波、矩形波その他の波形であってもよい。
レンズシステム３の具体的構成は適宜変更してよく、ケース３１および振動部材３２は円筒状のほか六角筒状などであってもよく、これらの寸法や液体３５の属性も適宜選択することができる。

本発明は焦点距離可変レンズ装置および焦点距離可変レンズ制御方法に利用できる。

１…焦点距離可変レンズ装置、２…対物レンズ、３…レンズシステム、３１…ケース、３２…振動部材、３３…外周面、３４…内周面、３５…液体、３９…スペーサ、４…画像検出部、５…パルス照明部、６…レンズ制御部、６１…駆動制御部、６１１…共振ロック制御部、６２…発光制御部、６３…画像検出制御部、７…制御用ＰＣ、７１…レンズ操作部、７１１…共振ロック操作部、７２…画像処理部、７３…操作インターフェイス、８…振動センサ、９…測定対象物、Ｃｃ…画像検出信号、Ｃｆ…駆動信号、Ｃｉ…発光信号、Ｃｃ…画像検出信号、Ｄｆ…焦点距離、Ｆ，Ｆ１，Ｆ２…共振周波数、Ｉｍ…検出画像、Ｌｇ…画像、Ｌｉ…照明光、Ｌｒ…反射光、Ｍｆ…焦点変動波形、Ｐｆ…焦点位置、Ｓ１，Ｓ２…振動特性、Ｔ…期間、Ｔ１…開始時点、Ｔ２…終了時点、Ｖｆ…振動状態、Ｗ…屈折率分布。

Claims (5)

1. 入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、
   前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、
   前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、
   前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部と、
   前記共振ロック制御部の動作または停止を切り換える共振ロック操作部と、を有することを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
2. 請求項１に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
   前記共振ロック操作部は、前記画像検出部での画像検出動作に同期して前記共振ロック制御部を停止させることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
3. 請求項２に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
   前記共振ロック操作部は、前記画像検出部での画像検出動作に同期して前記共振ロック制御部を停止させるロック停止モードと、前記画像検出部での画像検出動作に同期した前記共振ロック制御部の停止を行わないロック継続モードとが選択可能であることを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の焦点距離可変レンズ装置において、
   前記共振ロック制御部は、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる復帰動作を行うことを特徴とする焦点距離可変レンズ装置。
5. 入力される駆動信号に応じて屈折率が変化するレンズシステムと、前記レンズシステムと同じ光軸上に配置された対物レンズと、前記レンズシステムおよび前記対物レンズを通して測定対象物の画像を検出する画像検出部と、前記駆動信号を前記レンズシステムの共振周波数に追従させる共振ロック制御部と、を有する焦点距離可変レンズ装置を用い、
   前記画像検出部での画像検出を行わない状態では前記共振ロック制御部を動作させ、
   前記画像検出部の画像検出を行う際に、前記共振ロック制御部を停止させる、ことを特徴とする焦点距離可変レンズ制御方法。