JP2776367B2 - 像形成光学系 - Google Patents
像形成光学系Info
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- JP2776367B2 JP2776367B2 JP8085508A JP8550896A JP2776367B2 JP 2776367 B2 JP2776367 B2 JP 2776367B2 JP 8085508 A JP8085508 A JP 8085508A JP 8550896 A JP8550896 A JP 8550896A JP 2776367 B2 JP2776367 B2 JP 2776367B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、イメージガイドファイ
バ束の端面など複数の画素を幾何学的パターン状に配列
して成る像形成部を含む像形成光学系に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】この種の従来の像形成光学系として、例
えば、イメージガイドを用いた内視鏡においては、イメ
ージガイドの端面即ち像形成部がファイバーのコア部分
とクラッド部分の存在により複数の画素を幾何学的パタ
ーン状に配列した形になっているために、レンズだけか
ら構成された光学系に比べて解像力が劣るという問題が
あった。そこで、これらの問題を解決するために、例え
ば特開昭５７−４６２１１号公報に記載の影像強化装置
のように、イメージガイドの前後において対物レンズを
光軸と直交する方向に振動させて走査する機構が提案さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
影像強化装置の場合には、対物レンズという光学素子そ
のものを振動させるために、構造が複雑化し且つ装置が
大型化するという問題があった。 【０００４】本発明は、前記問題点に鑑み、解像力を向
上させ得ると共に、構造が簡単で且つコンパクトに構成
し得る像形成光学系を提供することを目的とするもので
ある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る像形成光学系は、複数の画素を幾何
学的パターン状に配列してなる像形成部に観察対象物の
像を時系列的に位置がずれるように微少振動させて表示
し、この像を、複屈折板の入射面及び射出面と液晶素子
の入射面及び射出面がほぼ平行で且つ光軸に対してはほ
ぼ垂直になるように構成される光偏向器を介して前記ず
れを補正して観察するようにしたことを特徴としてい
る。 また、請求項２に係る像形成光学系は、前記像を表
示する像形成部の面が、ファイバ束の射出端面であっ
て、このファイバ束の入射側には光偏向器があり、この
光偏向器によって観察対象物の像がファイバ束の入射面
上で位置がずれるように微少振動し、この振動がファイ
バ束の射出端面に伝達されて観察像が微少振動するよう
にしたことを特徴としている。 【０００６】 【実施例】以下、図示した各実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の第１実施例の光学系を
示しており、１は対物レンズ（撮影レンズ）、２はイメ
ージガイドファイバ束、３は接眼レンズであって、前記
対物レンズ１によりイメージガイドファイバ束２の入射
端面に結像せしめられた像は、該イメージガイドファイ
バ束２の出射端面まで伝送され、該出射端面上の像は、
接眼レンズ３を介して観察者の目により観察されるよう
になっている。４，４は前記対物レンズ１とイメージガ
イドファイバ束２の入射端面との間，及び該イメージガ
イドファイバ束２の出射端面と接眼レンズ３との間にお
いて、該各端面と同一の光軸上に夫々対称的に配置され
た１対の液晶光偏向器であり、この液晶光偏向器４は、
図示の如き偏光方向（紙面と平行な方向）を有する偏光
板５と、ツイストネマチック型の液晶セル６と、図示の
如き結晶軸方向（紙面と平行な方向）を有する水晶板等
の複屈折板７とを夫々順次に配置して成るものである。 【０００７】そして、前記液晶セル６の透明電極６ａ，
６ａに印加される電圧がＯＦＦのときには、図２（Ａ）
に示した如く、前記偏光板５を透過した直線偏光（偏光
方向が紙面と平行）が液晶セル６を透過するときに、そ
の偏光方向が９０゜回転されて紙面と垂直な方向になる
ために、続いて、前記複屈折板７を透過しても屈折され
ずに最初と同じ光路上に出射され、又、前記液晶セル６
の透明電極６ａ，６ａに印加される電圧がＯＮのときに
は、図２（Ｂ）に示した如く、偏光板５を透過した直線
偏光が液晶セル６を透過しても、その偏光方向が変化せ
ずに紙面と平行なままなので、続いて、複屈折板７を透
過するときに屈折されて、最初の光路から、例えば、Δ
だけずれた光路上に出射されるようになっている。尚、
ここで、前記Δは、図３に示した如く、前記イメージガ
イドファイバ束２の各ファイバ２ａ相互の間隔Ｐのおよ
そ１／２倍となるように設定されるか、或いは、同間隔
Ｐのおよそ３／２倍，５／２倍，‥‥であってもよい。
又、前記イメージガイドファイバ束２の前後に配置され
る各液晶光偏向器４，４の各液晶セル６，６への電圧の
印加を制御するスイッチＳ，Ｓは、同時に開閉せしめら
れるものとする。更に、６ｂは前記透明電極６ａ，６ａ
間に封入されたツイストネマチック配向の液晶分子であ
る。 【０００８】本発明による像形成光学系は、上述の如く
構成されているから、両液晶光偏向器４，４の各液晶セ
ル６，６への印加電圧がＯＦＦのときは、図４（Ａ）に
示した如く、対物レンズ１を経てイメージガイドファイ
バ束２の各ファイバ２ａのコア部分に入射しようとする
光が、一方の液晶光偏向器４を通過するときに、紙面と
垂直な偏光方向を有する直線偏光になるため、光路がず
れずにそのままでイメージガイドファイバ束２の各ファ
イバ２ａのコア部分に入射され、且つ該イメージガイド
ファイバ束２を通過するうちに円偏光となって、他方の
液晶光偏向器４の複屈折板７に入射され、更に、該複屈
折板７を透過するときに複屈折されて、コア部分と一致
する光路上の光（偏光方向が紙面と垂直）と、コア部分
からΔ相当分だけずれた光路上の光（偏光方向が紙面と
平行）とに分けられた後、そのいずれもが液晶セル６に
入射されると共に、該液晶セル６を透過するときに、そ
のいずれも偏光方向が９０゜回転されて、該偏光方向が
紙面と平行な一致光路光と紙面と垂直なズレ光路光とに
なるので、前記一致光路光は、そのまま偏光板５を透過
して観察者により観察されるが、前記ズレ光路光は、偏
光板５により遮られて観察されない。 【０００９】一方、前記両液晶光偏向器４，４の各液晶
セル６，６への印加電圧がＯＮのときは、図４（Ｂ）に
示した如く、対物レンズ１を経てイメージガイドファイ
バ束２の各ファイバ２ａのクラッド部分に入射しようと
する光が、一方の液晶光偏向器４を透過するときに、紙
面と平行な偏光方向を有する直線偏光になるため、光路
がΔ相当分だけずれてイメージガイドファイバ束２の各
ファイバ２ａのコア部分に入射され、且つ該イメージガ
イドファイバ束２を通過するうちに円偏光となって、他
方の液晶光偏向器４の複屈折板７に入射され、更に、該
複屈折板７を透過することにより複屈折せしめられてコ
ア部分と一致する光路上の光（偏光方向が紙面と垂直）
とコア部分からΔ相当分だけずれた光路上の光（偏光方
向が紙面と平行）とに分けられた後、そのいずれもが液
晶セル６に入射されると共に、該液晶セル６を透過して
も、いずれも偏光方向が変化しないので、前記一致光路
光は、偏光板５により遮られて観察されず、前記ズレ光
路光（クラッド部分と一致する光路上の光）は、そのま
ま偏光板５を透過して観察者により観察される。即ち、
前記イメージガイドファイバ束２の各ファイバ２ａのク
ラッド部分へ入射しようとする光も遮られずに、そのま
まクラッド部分の位置から出射した光として観察される
ことになる。従って、前記各液晶セル６，６への印加電
圧のＯＮ−ＯＦＦ動作を肉眼の残像時間よりも短い間隔
で繰り返せば、あたかもイメージガイドファイバ束２の
断面全体を通過したかのような光による像を観察するこ
とになり、解像力が大幅に向上する。 【００１０】以上、解像力の向上の原理について述べた
が、本発明に係る像形成光学系においては、そのために
光学素子そのものは動かさずに走査し得る液晶光偏向器
４を用いているので、全体の構造が簡単で、且つコンパ
クトに構成し得るのである。 【００１１】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実
施例による液晶光偏向器８の作動原理を示しており、こ
の液晶光偏向器８は、複屈折板７と、ツイストネマチッ
ク型の液晶セル６と、複屈折性を有し且つ印加電圧のＯ
Ｎ−ＯＦＦ作動によって、その結晶軸方向が反転する液
晶セル９とを夫々順次に配置させると共に、両液晶セル
６及び９への印加電圧のＯＮ−ＯＦＦを同期して行ない
得るようにして成るものである。 【００１２】この第２実施例の場合、図５（Ａ）に示し
た如く、印加電圧がＯＮのときに、複屈折板７で発生し
た定常光線（偏光方向が紙面と垂直）は、そのままで真
直に前記液晶セル６及び９を透過し、且つ異常光線（偏
光方向が紙面と平行）は、前記一方の液晶セル６を透過
した後、前記他方の液晶セル９により屈折されて定常光
線と同じ位置に戻り、又、図５（Ｂ）に示した如く、印
加電圧がＯＦＦのときに、前記複屈折板７で発生した定
常光線は、前記液晶セル６を透過して偏光方向が紙面と
平行な方向に変化せしめられた後、前記液晶セル９によ
り屈折されて最初の光路からΔ相当分だけずれた光路上
に出射され、且つ異常光線は、前記液晶セル６を透過し
て偏光方向が紙面と垂直な方向に変化せしめられた後、
そのまま真直に前記液晶セル９を透過して該定常光線と
同じ位置で出射される。従って、光量損失がないという
利点を有している。尚、ここで、前記複屈折板７の結晶
軸方向と電圧ＯＦＦ時の液晶セル９の結晶軸方向とは、
必ずしも一致させなくとも、各部材の厚さによって定常
光線と異常光線とを一致させることができる。更に、前
記液晶セル９への印加電圧は、ＯＮ−ＯＦＦ作動でもよ
いし、該電圧の大きさ又は電圧の周波数を変えること
で、液晶分子の方向を変えるようにしてもよい。 【００１３】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３実
施例による液晶光偏向器１０の作動原理を示しており、
この液晶光偏向器１０は、１／２波長板１１の前後に、
複屈折性を有し且つ印加電圧の変化により、その結晶軸
方向が変化する１対の液晶セル１２，１２を配置させ、
両液晶セル１２，１２を同一の電源で駆動するようにし
て成るものである。 【００１４】この第３実施例の場合、図６（Ａ）に示し
た如く、液晶セル１２，１２への印加電圧が高いときに
は、両液晶セル１２，１２の結晶軸方向が光軸と平行に
なるので、入射光が、そのまま真直に液晶セル１２，１
／２波長板１１，液晶セル１２を順次に透過し、又、図
６（Ｂ）に示した如く、液晶セル１２，１２への印加電
圧が低いときには、両液晶セル１２，１２の結晶軸方向
が光軸に対して傾斜するので、入射光が一方の液晶セル
１２により定常光線（偏光方向が紙面と垂直）と異常光
線（偏光方向が紙面と平行）とに分けられ、前記定常光
線は、１／２波長板１１により偏光方向が９０゜回転さ
れ、紙面と平行な方向に変化せしめられた後、他方の液
晶セル１２により屈折されて、最初の光路からΔ相当分
だけずれた光路上に出射され、且つ前記異常光線は、１
／２波長板１１により偏光方向が９０゜回転され、紙面
と垂直な方向に変化せしめられた後、そのまま真直に他
方の液晶セル１１を透過して該定常光線と同じ位置で出
射される。 【００１５】そして、この第３実施例の場合には、前記
液晶セル１２，１２への印加電圧を変化させることによ
り、結晶軸の傾斜角を変えてΔを連続的及び段階的に変
化させ得るので、連続的な走査と、とびとびの走査との
いずれもが可能である。ここで、図７（Ａ），（Ｂ）及
び（Ｃ）は、この場合における結晶軸方向の変化の状態
を表わしており、又、図８は、Δと印加電圧との関係を
示している。尚、この場合、前記１／２波長板１１の代
わりに偏光方向を９０゜回転させる作用をもった旋光板
を用いてもよい。 【００１６】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第４実
施例による液晶光偏向器２０の作動原理を示しており、
この液晶光偏向器２０は、前記偏光板５と前記液晶セル
１２とを組み合せて成るものである。 【００１７】この第４実施例の場合、図９（Ａ）に示し
た如く、液晶セル１２への印加電圧が高いときは、前記
液晶セル１２の結晶軸方向が光軸と平行になるので、偏
光板５を透過した直線偏光（偏光方向が紙面と平行）
が、そのままで液晶セル１２を透過し、又、図９（Ｂ）
に示した如く、液晶セル１２への印加電圧が低いとき
は、前記液晶セル１２の結晶軸方向が光軸に対して傾斜
するので、偏光板５を透過した直線偏光は、液晶セル１
２により屈折されて最初の光路上から、Δ相当分だけず
れた光路上に出射される。そして、この第４実施例にお
いては、連続的な走査が可能であると共に、構造が一層
簡単であるという利点がある。但し、偏光板５により光
量が１／２になってしまう点を考慮する必要がある。 【００１８】図１０は、本発明の第５実施例による液晶
光偏向器２６を示しており、この液晶光偏向器２６は、
前記第３実施例の液晶光偏向器１０につき、各結晶軸を
含む面が互いに直交又は斜交するように２個配置してＸ
−Ｙ走査を可能にしたものである。 【００１９】この第５実施例の場合、その走査として
は、例えば、図１１に示したような順序によって行う。
尚、上記いずれの実施例においても、複屈折板７は、水
晶の代りに方解石等複屈折性を有する物質を材料として
もよく、一方、いずれの実施例についても、液晶分子の
配向を変化させるのに、印加電圧の変化，又は印加電圧
の周波数の変化，若しくは、磁場の変化，或は温度の変
化等を用いてもよい。更には、この場合、液晶セルが厚
さ８μ程度のように、水晶板に比べてはるかに薄いこと
から、装置全体の小型化に有効である。 【００２０】 【発明の効果】以上、各実施例によって詳述したよう
に、本発明による像形成光学系は、複屈折板と液晶素子
とを組み合わせて構成した光偏向器を用いているため、
低電圧で動作させることが可能であり、また、収差の発
生などの過失劣化の要因も少ないという重要な利点を有
している。
バ束の端面など複数の画素を幾何学的パターン状に配列
して成る像形成部を含む像形成光学系に関するものであ
る。 【０００２】 【従来の技術】この種の従来の像形成光学系として、例
えば、イメージガイドを用いた内視鏡においては、イメ
ージガイドの端面即ち像形成部がファイバーのコア部分
とクラッド部分の存在により複数の画素を幾何学的パタ
ーン状に配列した形になっているために、レンズだけか
ら構成された光学系に比べて解像力が劣るという問題が
あった。そこで、これらの問題を解決するために、例え
ば特開昭５７−４６２１１号公報に記載の影像強化装置
のように、イメージガイドの前後において対物レンズを
光軸と直交する方向に振動させて走査する機構が提案さ
れている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、前記従来の
影像強化装置の場合には、対物レンズという光学素子そ
のものを振動させるために、構造が複雑化し且つ装置が
大型化するという問題があった。 【０００４】本発明は、前記問題点に鑑み、解像力を向
上させ得ると共に、構造が簡単で且つコンパクトに構成
し得る像形成光学系を提供することを目的とするもので
ある。 【０００５】 【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項１に係る像形成光学系は、複数の画素を幾何
学的パターン状に配列してなる像形成部に観察対象物の
像を時系列的に位置がずれるように微少振動させて表示
し、この像を、複屈折板の入射面及び射出面と液晶素子
の入射面及び射出面がほぼ平行で且つ光軸に対してはほ
ぼ垂直になるように構成される光偏向器を介して前記ず
れを補正して観察するようにしたことを特徴としてい
る。 また、請求項２に係る像形成光学系は、前記像を表
示する像形成部の面が、ファイバ束の射出端面であっ
て、このファイバ束の入射側には光偏向器があり、この
光偏向器によって観察対象物の像がファイバ束の入射面
上で位置がずれるように微少振動し、この振動がファイ
バ束の射出端面に伝達されて観察像が微少振動するよう
にしたことを特徴としている。 【０００６】 【実施例】以下、図示した各実施例に基づき本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明の第１実施例の光学系を
示しており、１は対物レンズ（撮影レンズ）、２はイメ
ージガイドファイバ束、３は接眼レンズであって、前記
対物レンズ１によりイメージガイドファイバ束２の入射
端面に結像せしめられた像は、該イメージガイドファイ
バ束２の出射端面まで伝送され、該出射端面上の像は、
接眼レンズ３を介して観察者の目により観察されるよう
になっている。４，４は前記対物レンズ１とイメージガ
イドファイバ束２の入射端面との間，及び該イメージガ
イドファイバ束２の出射端面と接眼レンズ３との間にお
いて、該各端面と同一の光軸上に夫々対称的に配置され
た１対の液晶光偏向器であり、この液晶光偏向器４は、
図示の如き偏光方向（紙面と平行な方向）を有する偏光
板５と、ツイストネマチック型の液晶セル６と、図示の
如き結晶軸方向（紙面と平行な方向）を有する水晶板等
の複屈折板７とを夫々順次に配置して成るものである。 【０００７】そして、前記液晶セル６の透明電極６ａ，
６ａに印加される電圧がＯＦＦのときには、図２（Ａ）
に示した如く、前記偏光板５を透過した直線偏光（偏光
方向が紙面と平行）が液晶セル６を透過するときに、そ
の偏光方向が９０゜回転されて紙面と垂直な方向になる
ために、続いて、前記複屈折板７を透過しても屈折され
ずに最初と同じ光路上に出射され、又、前記液晶セル６
の透明電極６ａ，６ａに印加される電圧がＯＮのときに
は、図２（Ｂ）に示した如く、偏光板５を透過した直線
偏光が液晶セル６を透過しても、その偏光方向が変化せ
ずに紙面と平行なままなので、続いて、複屈折板７を透
過するときに屈折されて、最初の光路から、例えば、Δ
だけずれた光路上に出射されるようになっている。尚、
ここで、前記Δは、図３に示した如く、前記イメージガ
イドファイバ束２の各ファイバ２ａ相互の間隔Ｐのおよ
そ１／２倍となるように設定されるか、或いは、同間隔
Ｐのおよそ３／２倍，５／２倍，‥‥であってもよい。
又、前記イメージガイドファイバ束２の前後に配置され
る各液晶光偏向器４，４の各液晶セル６，６への電圧の
印加を制御するスイッチＳ，Ｓは、同時に開閉せしめら
れるものとする。更に、６ｂは前記透明電極６ａ，６ａ
間に封入されたツイストネマチック配向の液晶分子であ
る。 【０００８】本発明による像形成光学系は、上述の如く
構成されているから、両液晶光偏向器４，４の各液晶セ
ル６，６への印加電圧がＯＦＦのときは、図４（Ａ）に
示した如く、対物レンズ１を経てイメージガイドファイ
バ束２の各ファイバ２ａのコア部分に入射しようとする
光が、一方の液晶光偏向器４を通過するときに、紙面と
垂直な偏光方向を有する直線偏光になるため、光路がず
れずにそのままでイメージガイドファイバ束２の各ファ
イバ２ａのコア部分に入射され、且つ該イメージガイド
ファイバ束２を通過するうちに円偏光となって、他方の
液晶光偏向器４の複屈折板７に入射され、更に、該複屈
折板７を透過するときに複屈折されて、コア部分と一致
する光路上の光（偏光方向が紙面と垂直）と、コア部分
からΔ相当分だけずれた光路上の光（偏光方向が紙面と
平行）とに分けられた後、そのいずれもが液晶セル６に
入射されると共に、該液晶セル６を透過するときに、そ
のいずれも偏光方向が９０゜回転されて、該偏光方向が
紙面と平行な一致光路光と紙面と垂直なズレ光路光とに
なるので、前記一致光路光は、そのまま偏光板５を透過
して観察者により観察されるが、前記ズレ光路光は、偏
光板５により遮られて観察されない。 【０００９】一方、前記両液晶光偏向器４，４の各液晶
セル６，６への印加電圧がＯＮのときは、図４（Ｂ）に
示した如く、対物レンズ１を経てイメージガイドファイ
バ束２の各ファイバ２ａのクラッド部分に入射しようと
する光が、一方の液晶光偏向器４を透過するときに、紙
面と平行な偏光方向を有する直線偏光になるため、光路
がΔ相当分だけずれてイメージガイドファイバ束２の各
ファイバ２ａのコア部分に入射され、且つ該イメージガ
イドファイバ束２を通過するうちに円偏光となって、他
方の液晶光偏向器４の複屈折板７に入射され、更に、該
複屈折板７を透過することにより複屈折せしめられてコ
ア部分と一致する光路上の光（偏光方向が紙面と垂直）
とコア部分からΔ相当分だけずれた光路上の光（偏光方
向が紙面と平行）とに分けられた後、そのいずれもが液
晶セル６に入射されると共に、該液晶セル６を透過して
も、いずれも偏光方向が変化しないので、前記一致光路
光は、偏光板５により遮られて観察されず、前記ズレ光
路光（クラッド部分と一致する光路上の光）は、そのま
ま偏光板５を透過して観察者により観察される。即ち、
前記イメージガイドファイバ束２の各ファイバ２ａのク
ラッド部分へ入射しようとする光も遮られずに、そのま
まクラッド部分の位置から出射した光として観察される
ことになる。従って、前記各液晶セル６，６への印加電
圧のＯＮ−ＯＦＦ動作を肉眼の残像時間よりも短い間隔
で繰り返せば、あたかもイメージガイドファイバ束２の
断面全体を通過したかのような光による像を観察するこ
とになり、解像力が大幅に向上する。 【００１０】以上、解像力の向上の原理について述べた
が、本発明に係る像形成光学系においては、そのために
光学素子そのものは動かさずに走査し得る液晶光偏向器
４を用いているので、全体の構造が簡単で、且つコンパ
クトに構成し得るのである。 【００１１】図５（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第２実
施例による液晶光偏向器８の作動原理を示しており、こ
の液晶光偏向器８は、複屈折板７と、ツイストネマチッ
ク型の液晶セル６と、複屈折性を有し且つ印加電圧のＯ
Ｎ−ＯＦＦ作動によって、その結晶軸方向が反転する液
晶セル９とを夫々順次に配置させると共に、両液晶セル
６及び９への印加電圧のＯＮ−ＯＦＦを同期して行ない
得るようにして成るものである。 【００１２】この第２実施例の場合、図５（Ａ）に示し
た如く、印加電圧がＯＮのときに、複屈折板７で発生し
た定常光線（偏光方向が紙面と垂直）は、そのままで真
直に前記液晶セル６及び９を透過し、且つ異常光線（偏
光方向が紙面と平行）は、前記一方の液晶セル６を透過
した後、前記他方の液晶セル９により屈折されて定常光
線と同じ位置に戻り、又、図５（Ｂ）に示した如く、印
加電圧がＯＦＦのときに、前記複屈折板７で発生した定
常光線は、前記液晶セル６を透過して偏光方向が紙面と
平行な方向に変化せしめられた後、前記液晶セル９によ
り屈折されて最初の光路からΔ相当分だけずれた光路上
に出射され、且つ異常光線は、前記液晶セル６を透過し
て偏光方向が紙面と垂直な方向に変化せしめられた後、
そのまま真直に前記液晶セル９を透過して該定常光線と
同じ位置で出射される。従って、光量損失がないという
利点を有している。尚、ここで、前記複屈折板７の結晶
軸方向と電圧ＯＦＦ時の液晶セル９の結晶軸方向とは、
必ずしも一致させなくとも、各部材の厚さによって定常
光線と異常光線とを一致させることができる。更に、前
記液晶セル９への印加電圧は、ＯＮ−ＯＦＦ作動でもよ
いし、該電圧の大きさ又は電圧の周波数を変えること
で、液晶分子の方向を変えるようにしてもよい。 【００１３】図６（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第３実
施例による液晶光偏向器１０の作動原理を示しており、
この液晶光偏向器１０は、１／２波長板１１の前後に、
複屈折性を有し且つ印加電圧の変化により、その結晶軸
方向が変化する１対の液晶セル１２，１２を配置させ、
両液晶セル１２，１２を同一の電源で駆動するようにし
て成るものである。 【００１４】この第３実施例の場合、図６（Ａ）に示し
た如く、液晶セル１２，１２への印加電圧が高いときに
は、両液晶セル１２，１２の結晶軸方向が光軸と平行に
なるので、入射光が、そのまま真直に液晶セル１２，１
／２波長板１１，液晶セル１２を順次に透過し、又、図
６（Ｂ）に示した如く、液晶セル１２，１２への印加電
圧が低いときには、両液晶セル１２，１２の結晶軸方向
が光軸に対して傾斜するので、入射光が一方の液晶セル
１２により定常光線（偏光方向が紙面と垂直）と異常光
線（偏光方向が紙面と平行）とに分けられ、前記定常光
線は、１／２波長板１１により偏光方向が９０゜回転さ
れ、紙面と平行な方向に変化せしめられた後、他方の液
晶セル１２により屈折されて、最初の光路からΔ相当分
だけずれた光路上に出射され、且つ前記異常光線は、１
／２波長板１１により偏光方向が９０゜回転され、紙面
と垂直な方向に変化せしめられた後、そのまま真直に他
方の液晶セル１１を透過して該定常光線と同じ位置で出
射される。 【００１５】そして、この第３実施例の場合には、前記
液晶セル１２，１２への印加電圧を変化させることによ
り、結晶軸の傾斜角を変えてΔを連続的及び段階的に変
化させ得るので、連続的な走査と、とびとびの走査との
いずれもが可能である。ここで、図７（Ａ），（Ｂ）及
び（Ｃ）は、この場合における結晶軸方向の変化の状態
を表わしており、又、図８は、Δと印加電圧との関係を
示している。尚、この場合、前記１／２波長板１１の代
わりに偏光方向を９０゜回転させる作用をもった旋光板
を用いてもよい。 【００１６】図９（Ａ）及び（Ｂ）は、本発明の第４実
施例による液晶光偏向器２０の作動原理を示しており、
この液晶光偏向器２０は、前記偏光板５と前記液晶セル
１２とを組み合せて成るものである。 【００１７】この第４実施例の場合、図９（Ａ）に示し
た如く、液晶セル１２への印加電圧が高いときは、前記
液晶セル１２の結晶軸方向が光軸と平行になるので、偏
光板５を透過した直線偏光（偏光方向が紙面と平行）
が、そのままで液晶セル１２を透過し、又、図９（Ｂ）
に示した如く、液晶セル１２への印加電圧が低いとき
は、前記液晶セル１２の結晶軸方向が光軸に対して傾斜
するので、偏光板５を透過した直線偏光は、液晶セル１
２により屈折されて最初の光路上から、Δ相当分だけず
れた光路上に出射される。そして、この第４実施例にお
いては、連続的な走査が可能であると共に、構造が一層
簡単であるという利点がある。但し、偏光板５により光
量が１／２になってしまう点を考慮する必要がある。 【００１８】図１０は、本発明の第５実施例による液晶
光偏向器２６を示しており、この液晶光偏向器２６は、
前記第３実施例の液晶光偏向器１０につき、各結晶軸を
含む面が互いに直交又は斜交するように２個配置してＸ
−Ｙ走査を可能にしたものである。 【００１９】この第５実施例の場合、その走査として
は、例えば、図１１に示したような順序によって行う。
尚、上記いずれの実施例においても、複屈折板７は、水
晶の代りに方解石等複屈折性を有する物質を材料として
もよく、一方、いずれの実施例についても、液晶分子の
配向を変化させるのに、印加電圧の変化，又は印加電圧
の周波数の変化，若しくは、磁場の変化，或は温度の変
化等を用いてもよい。更には、この場合、液晶セルが厚
さ８μ程度のように、水晶板に比べてはるかに薄いこと
から、装置全体の小型化に有効である。 【００２０】 【発明の効果】以上、各実施例によって詳述したよう
に、本発明による像形成光学系は、複屈折板と液晶素子
とを組み合わせて構成した光偏向器を用いているため、
低電圧で動作させることが可能であり、また、収差の発
生などの過失劣化の要因も少ないという重要な利点を有
している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例による像形成光学系の概要
を示す構成説明図である。 【図２】（Ａ），（Ｂ）は同第１実施例における光学系
の作動原理を各別に示す説明図である。 【図３】同第１実施例に用いられるイメージガイドファ
イバの端部構成を示す説明図である。 【図４】（Ａ），（Ｂ）は同第１実施例における光学系
の実質的な作動態様を各別に示す説明図である。 【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２実施例による液
晶光偏向器の作動原理を各別に示す説明図である。 【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３実施例による液
晶光偏向器の作動原理を各別に示す説明図である。 【図７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は同第３実施例におけ
る液晶光偏向器の結晶軸方向の変化を示す説明図であ
る。 【図８】同第３実施例での液晶光偏向器における走査幅
と印加電圧との関係を示す説明図である。 【図９】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４実施例による液
晶光偏向器の作動原理を示す説明図である。 【図１０】本発明の第５実施例による液晶光偏向器の概
要を示す説明図である。 【図１１】同第５実施例における液晶光偏向器の走査順
序を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 対物レンズ ２，２３，２５ イメージガイドファイバ束 ２ａ，２５ａ ファイバ ３ 接眼レンズ ４，８，１０，１４，１７，２０，２６ 液晶光偏向器 ５ 偏光板 ６，９，１２，１９ 液晶セル ６ａ，１９ａ 透明電極 ６ｂ 液晶分子 ７ 複屈折板 １１ １／２波長板 １３ ＣＣＤ ２０ テレビモニタ
を示す構成説明図である。 【図２】（Ａ），（Ｂ）は同第１実施例における光学系
の作動原理を各別に示す説明図である。 【図３】同第１実施例に用いられるイメージガイドファ
イバの端部構成を示す説明図である。 【図４】（Ａ），（Ｂ）は同第１実施例における光学系
の実質的な作動態様を各別に示す説明図である。 【図５】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第２実施例による液
晶光偏向器の作動原理を各別に示す説明図である。 【図６】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第３実施例による液
晶光偏向器の作動原理を各別に示す説明図である。 【図７】（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は同第３実施例におけ
る液晶光偏向器の結晶軸方向の変化を示す説明図であ
る。 【図８】同第３実施例での液晶光偏向器における走査幅
と印加電圧との関係を示す説明図である。 【図９】（Ａ），（Ｂ）は本発明の第４実施例による液
晶光偏向器の作動原理を示す説明図である。 【図１０】本発明の第５実施例による液晶光偏向器の概
要を示す説明図である。 【図１１】同第５実施例における液晶光偏向器の走査順
序を示す説明図である。 【符号の説明】 １ 対物レンズ ２，２３，２５ イメージガイドファイバ束 ２ａ，２５ａ ファイバ ３ 接眼レンズ ４，８，１０，１４，１７，２０，２６ 液晶光偏向器 ５ 偏光板 ６，９，１２，１９ 液晶セル ６ａ，１９ａ 透明電極 ６ｂ 液晶分子 ７ 複屈折板 １１ １／２波長板 １３ ＣＣＤ ２０ テレビモニタ
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．複数の画素を幾何学的パターン状に配列してなる像
形成部に観察対象物の像を時系列的に位置がずれるよう
に微少振動させて表示し、この像を、複屈折板の入射面
及び射出面と液晶素子の入射面及び射出面がほぼ平行で
且つ光軸に対してはほぼ垂直になるように構成される光
偏向器を介して前記ずれを補正して観察するようにした
像形成光学系。 ２．前記像を表示する像形成部の面が、ファイバ束の射
出端面であって、このファイバ束の入射側には光偏向器
があり、この光偏向器によって観察対象物の像がファイ
バ束の入射面上で位置がずれるように微少振動し、この
振動がファイバ束の射出端面に伝達されて観察像が微少
振動するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の
像形成光学系。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085508A JP2776367B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 像形成光学系 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8085508A JP2776367B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 像形成光学系 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5273771A Division JP2541479B2 (ja) | 1993-11-01 | 1993-11-01 | 像形成光学系 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08271805A JPH08271805A (ja) | 1996-10-18 |
| JP2776367B2 true JP2776367B2 (ja) | 1998-07-16 |
Family
ID=13860883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8085508A Expired - Lifetime JP2776367B2 (ja) | 1996-04-08 | 1996-04-08 | 像形成光学系 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2776367B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58168031A (ja) * | 1982-03-29 | 1983-10-04 | Olympus Optical Co Ltd | イメ−ジガイドフアイバ観察装置 |
-
1996
- 1996-04-08 JP JP8085508A patent/JP2776367B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08271805A (ja) | 1996-10-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19980331 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |