JP2881051B2 - 光シャッターカメラ - Google Patents
光シャッターカメラInfo
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
- G02F1/293—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection by another light beam, i.e. opto-optical deflection
Landscapes
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Shutters For Cameras (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光によりシャッター動
作を行う光シャッターカメラに関するものである。
作を行う光シャッターカメラに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】高速で形状や明るさが変化する物体や像
などの任意の一瞬の像を、高速シャッターにより取り出
して静止像を得るカメラとして、例えば特開昭６０−１
５０５４６号公報に示すものが知られている。また、こ
のような任意の一瞬の像を高速で連続撮像するこま撮り
カメラとして、例えば特開昭６０−１５０５４５号公報
に示すものが知られている。
などの任意の一瞬の像を、高速シャッターにより取り出
して静止像を得るカメラとして、例えば特開昭６０−１
５０５４６号公報に示すものが知られている。また、こ
のような任意の一瞬の像を高速で連続撮像するこま撮り
カメラとして、例えば特開昭６０−１５０５４５号公報
に示すものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来装置はいずれも光学像を光電子に変換した後、
高速で静電偏向させてシャッターを切っているため、解
像度が優れて感度のよい像が得られなかった。すなわ
ち、光電面により光をいったん電子に変えているため、
わずかであっても各電子間にはクーロン力が働き、像に
ボケが生じる。また光電面の感度には波長依存性があ
り、また１００％の光電変換効率を得ることは不可能で
あるため、感度の低下は避けられないという問題があっ
た。
うな従来装置はいずれも光学像を光電子に変換した後、
高速で静電偏向させてシャッターを切っているため、解
像度が優れて感度のよい像が得られなかった。すなわ
ち、光電面により光をいったん電子に変えているため、
わずかであっても各電子間にはクーロン力が働き、像に
ボケが生じる。また光電面の感度には波長依存性があ
り、また１００％の光電変換効率を得ることは不可能で
あるため、感度の低下は避けられないという問題があっ
た。
【０００４】本発明は、このような問題点を根本的に解
決することが可能な光シャッターカメラを提供すること
を目的としている。つまり、本発明は、解像度に優れ、
感度の高い光シャッターカメラを提供することを目的と
している。
決することが可能な光シャッターカメラを提供すること
を目的としている。つまり、本発明は、解像度に優れ、
感度の高い光シャッターカメラを提供することを目的と
している。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の光シャッターカ
メラは、被写体からの像光を受けて被写体の第１の光学
像を結像する第１の光学手段と、光の照射により屈折率
が変化する非線形光学材料からなる偏向部材と、偏向部
材の所定領域に強度が可変のポンピング光を照射すると
ともに、所定領域の屈折率を変化させることによって第
１の光学手段からの像光の光路を可変に屈曲させるポン
ピング手段とを備える偏向手段であって、可変強度のポ
ンピング光がポンピング手段から偏向部材に照射された
場合に形成される光路の偏向中心が第１の光学像の結像
位置と実質的に一致するように配設されている偏向手段
と、偏向手段からの像光を受けて、被写体の像を第２の
光学像として結像する第２の光学手段と、第１の光学像
からの光のうち、第２の光学手段によって第２の光学像
として結像されうる範囲を画定する開孔手段とを備えて
いる。
メラは、被写体からの像光を受けて被写体の第１の光学
像を結像する第１の光学手段と、光の照射により屈折率
が変化する非線形光学材料からなる偏向部材と、偏向部
材の所定領域に強度が可変のポンピング光を照射すると
ともに、所定領域の屈折率を変化させることによって第
１の光学手段からの像光の光路を可変に屈曲させるポン
ピング手段とを備える偏向手段であって、可変強度のポ
ンピング光がポンピング手段から偏向部材に照射された
場合に形成される光路の偏向中心が第１の光学像の結像
位置と実質的に一致するように配設されている偏向手段
と、偏向手段からの像光を受けて、被写体の像を第２の
光学像として結像する第２の光学手段と、第１の光学像
からの光のうち、第２の光学手段によって第２の光学像
として結像されうる範囲を画定する開孔手段とを備えて
いる。
【０００６】前述のポンピング手段は、ポンピング光源
からのポンピング光を像光の光路に直交する方向から偏
向部材中に入射させる第３の光学手段と、ポンピング光
の光路上に配置されるとともに、ポンピング光が照射さ
れるべき所定領域を画定するための開孔を有する制限手
段とを備えるものであってもよい。ただし、制限手段に
は開孔の代わりフィルタ等を設けてもよい。
からのポンピング光を像光の光路に直交する方向から偏
向部材中に入射させる第３の光学手段と、ポンピング光
の光路上に配置されるとともに、ポンピング光が照射さ
れるべき所定領域を画定するための開孔を有する制限手
段とを備えるものであってもよい。ただし、制限手段に
は開孔の代わりフィルタ等を設けてもよい。
【０００７】さらに、本発明は、交差する２辺を備える
開孔を有する制限手段をそなえ、ポンピング光が照射さ
れる所定領域は、偏向部材中の像光の光路にそれぞれ交
差するとともに互いに交差する２つの平面を含む立体形
状である。
開孔を有する制限手段をそなえ、ポンピング光が照射さ
れる所定領域は、偏向部材中の像光の光路にそれぞれ交
差するとともに互いに交差する２つの平面を含む立体形
状である。
【０００８】また、第１の結像手段は、偏向部材に入射
する像光の角度と開孔手段の開孔に入射する像光の角度
とを調節するための角度調節レンズを含んでいる。
する像光の角度と開孔手段の開孔に入射する像光の角度
とを調節するための角度調節レンズを含んでいる。
【０００９】なお、本発明は、ポンピング光源からのポ
ンピング光の強度を傾斜的に増大もしくは減少させるこ
とができる機能を有する。
ンピング光の強度を傾斜的に増大もしくは減少させるこ
とができる機能を有する。
【００１０】
【作用】以上のような光シャッターカメラによれば、ポ
ンピング光の強度変化によって偏向部材中の所定領域の
屈折率が変化し、この所定領域はプリズムのような偏向
要素として働く。所定領域の屈折率変化は、偏向要素の
機能を増減させ、像光の光路の屈曲の度合いを変化させ
る。この結果、像光の光線群は、開孔手段の開孔を横切
って掃引され、シャッター動作が行われる。このとき、
第１の光学手段が被写体の第１の光学像を偏向中心に結
像させるので、光線群は、第２の光学手段によって静止
したボケのない第２の光学像として結像される。ポンピ
ング光の強度を高速で変化させると、短い露出時間の瞬
間像を得ることができる。ここで偏向中心とは、偏向部
材中の所定領域で屈曲されてここから出ていく光線群を
逆延長したときの交点のことをいう。この偏向中心は、
必ずしも偏向部材中に存在するとは限らず、偏向部材外
に存在する場合もある。
ンピング光の強度変化によって偏向部材中の所定領域の
屈折率が変化し、この所定領域はプリズムのような偏向
要素として働く。所定領域の屈折率変化は、偏向要素の
機能を増減させ、像光の光路の屈曲の度合いを変化させ
る。この結果、像光の光線群は、開孔手段の開孔を横切
って掃引され、シャッター動作が行われる。このとき、
第１の光学手段が被写体の第１の光学像を偏向中心に結
像させるので、光線群は、第２の光学手段によって静止
したボケのない第２の光学像として結像される。ポンピ
ング光の強度を高速で変化させると、短い露出時間の瞬
間像を得ることができる。ここで偏向中心とは、偏向部
材中の所定領域で屈曲されてここから出ていく光線群を
逆延長したときの交点のことをいう。この偏向中心は、
必ずしも偏向部材中に存在するとは限らず、偏向部材外
に存在する場合もある。
【００１１】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例に
ついて詳しく説明する。
ついて詳しく説明する。
【００１２】図１は本発明による光シャッターカメラの
構成と動作との概要を示している。このカメラは、機能
から考えて、第１の光学像形成部、光ビームのシャッタ
ー動作（露出時間を定める動作）部、第２の光学像形成
部の３つの部分に分けて考えることができる。
構成と動作との概要を示している。このカメラは、機能
から考えて、第１の光学像形成部、光ビームのシャッタ
ー動作（露出時間を定める動作）部、第２の光学像形成
部の３つの部分に分けて考えることができる。
【００１３】第１の光学像形成部は、被写体１からの像
光を集光して結像させるための光学レンズＬ11と、この
光学レンズＬ11を経た被写体１からの像光が結像される
べき偏向部材２とを有している。光学レンズＬ11と被写
体１との間には、像光の光ビームの進行方向に垂直な断
面内でのビーム径を適当（可変）に限定するための光学
絞り４が設けられている。光学レンズＬ11と偏向部材２
との間には、偏向部材２と第２の光学像形成部に入射す
る光ビームの角度を調節するための角度調節レンズＬ12
が設置されている。偏向部材２は光の照射により屈折率
が変化する非線形光学材料からなり、その偏向中心に第
１の光学像３が結像される。この偏向中心については、
後に詳細に説明する。
光を集光して結像させるための光学レンズＬ11と、この
光学レンズＬ11を経た被写体１からの像光が結像される
べき偏向部材２とを有している。光学レンズＬ11と被写
体１との間には、像光の光ビームの進行方向に垂直な断
面内でのビーム径を適当（可変）に限定するための光学
絞り４が設けられている。光学レンズＬ11と偏向部材２
との間には、偏向部材２と第２の光学像形成部に入射す
る光ビームの角度を調節するための角度調節レンズＬ12
が設置されている。偏向部材２は光の照射により屈折率
が変化する非線形光学材料からなり、その偏向中心に第
１の光学像３が結像される。この偏向中心については、
後に詳細に説明する。
【００１４】図２は、シャッター動作部を説明するため
の図である。このシャッター動作部は、所望の時間、露
出を行うため機能するものである。この部分は、この偏
向部材２に屈折率変化を与えるポンピング光を発生する
ポンピング光源（図示せず）と、ポンピング光源と偏向
部材２との間に設けられた制限板８と、光の照射により
屈折率が変化する偏向部材２と、偏向部材２の後方に形
成された光ビーム阻止板５とからなる。制限板８は開孔
８ａを有する。この開孔８ａを通ったポンピング光は、
偏向部材２内に形成される第１の光学像３を含む空間領
域２ａで偏向部材２に任意の屈折率変化を与える。な
お、図１の偏向部材においては、ポンピング光が紙面に
垂直な方向から入射される。偏向部材２は、この空間領
域２ａの屈折率変化によって角度調節レンズＬ12からの
光ビームを適当に偏向させる。光ビーム阻止板５は、こ
れに形成された幅が可変な開孔によって偏向された光ビ
ームの内の所定部分を選択的に透過する。
の図である。このシャッター動作部は、所望の時間、露
出を行うため機能するものである。この部分は、この偏
向部材２に屈折率変化を与えるポンピング光を発生する
ポンピング光源（図示せず）と、ポンピング光源と偏向
部材２との間に設けられた制限板８と、光の照射により
屈折率が変化する偏向部材２と、偏向部材２の後方に形
成された光ビーム阻止板５とからなる。制限板８は開孔
８ａを有する。この開孔８ａを通ったポンピング光は、
偏向部材２内に形成される第１の光学像３を含む空間領
域２ａで偏向部材２に任意の屈折率変化を与える。な
お、図１の偏向部材においては、ポンピング光が紙面に
垂直な方向から入射される。偏向部材２は、この空間領
域２ａの屈折率変化によって角度調節レンズＬ12からの
光ビームを適当に偏向させる。光ビーム阻止板５は、こ
れに形成された幅が可変な開孔によって偏向された光ビ
ームの内の所定部分を選択的に透過する。
【００１５】シャッター動作部をより具体的に説明す
る。偏向部材２は光の照射により光学的な屈折率が変化
する（光屈折率効果を有する）非線形光学材料、例えば
ニオブ酸リチウム等で形成され、直方体形状をなしてい
る。そして、偏向部材２の側方には三角形状の開孔８ａ
を有する制限板８が設けられ、ポンピング光源からのポ
ンピング光が角度調節レンズＬ12からの光ビームに直交
する方向から入射するようになっている。このため、偏
向部材２中においては、制限板８の開孔８ａの形状に対
応して、三角柱形状のポンプ光照射領域２ａ（等価プリ
ズム）が形成され、この部分が高屈折率又は低屈折率に
変化する。したがって、例えば角度調節レンズＬ12から
の光ビームの経路がポンプ光がないときに図２中の一点
鎖線で示す経路１０上であったとすると、ポンプ光照射
のときには同図中の二点鎖線で示す経路１１となる。
る。偏向部材２は光の照射により光学的な屈折率が変化
する（光屈折率効果を有する）非線形光学材料、例えば
ニオブ酸リチウム等で形成され、直方体形状をなしてい
る。そして、偏向部材２の側方には三角形状の開孔８ａ
を有する制限板８が設けられ、ポンピング光源からのポ
ンピング光が角度調節レンズＬ12からの光ビームに直交
する方向から入射するようになっている。このため、偏
向部材２中においては、制限板８の開孔８ａの形状に対
応して、三角柱形状のポンプ光照射領域２ａ（等価プリ
ズム）が形成され、この部分が高屈折率又は低屈折率に
変化する。したがって、例えば角度調節レンズＬ12から
の光ビームの経路がポンプ光がないときに図２中の一点
鎖線で示す経路１０上であったとすると、ポンプ光照射
のときには同図中の二点鎖線で示す経路１１となる。
【００１６】この構造において偏向部材２では被写体１
からの光ビームを偏向し、一定速度で掃引する。光ビー
ム阻止板５は、その上面に設けられた開孔により偏向−
掃引された光ビームを定められた時間領域に相当する部
分だけ通過させ、露出時間Ｔ1 を設定する作用を持つ。
つまり、光ビームが偏向部材２により掃引されるとき、
この開孔を横切る時間が露出時間Ｔ1 となる。光ビーム
阻止板５の開孔の形状は、円形でもよいし、一辺がこの
断面図の面に平行で他の一辺がこの断面に垂直な矩形で
もよい。
からの光ビームを偏向し、一定速度で掃引する。光ビー
ム阻止板５は、その上面に設けられた開孔により偏向−
掃引された光ビームを定められた時間領域に相当する部
分だけ通過させ、露出時間Ｔ1 を設定する作用を持つ。
つまり、光ビームが偏向部材２により掃引されるとき、
この開孔を横切る時間が露出時間Ｔ1 となる。光ビーム
阻止板５の開孔の形状は、円形でもよいし、一辺がこの
断面図の面に平行で他の一辺がこの断面に垂直な矩形で
もよい。
【００１７】第２の光学像形成部は、結像レンズＬ2 と
出力面６とを備える。結像レンズＬ2 は、偏向部材２中
に生じる偏向中心と、光ビーム阻止板５の開孔の中心を
結ぶ線上に配置される。出力面６の位置には写真フィル
ムやＴＶカメラの光電変換面が配置され、出力面６に形
成された瞬間像を記録する。この第２の光学像形成部
は、該偏向中心の位置に結像された第１の光学像３を、
結像レンズＬ2 により第２の光学像として再び出力面６
上に結像する。
出力面６とを備える。結像レンズＬ2 は、偏向部材２中
に生じる偏向中心と、光ビーム阻止板５の開孔の中心を
結ぶ線上に配置される。出力面６の位置には写真フィル
ムやＴＶカメラの光電変換面が配置され、出力面６に形
成された瞬間像を記録する。この第２の光学像形成部
は、該偏向中心の位置に結像された第１の光学像３を、
結像レンズＬ2 により第２の光学像として再び出力面６
上に結像する。
【００１８】以下に、図１の光シャッターカメラの動作
を説明する。被写体１の光像ＡＢの第１の光学像３を、
光学レンズＬ11等を用いて偏向部材２の中に生じる偏向
中心の位置ＭＮに結像させる。図１では、被写体の光像
のＡ点、Ｂ点から発散する光線で代表して各部の結像の
様子を示している。また以下の記述では、Ａ点、Ｂ点か
ら出てくる光線のうち、レンズＬ11のレンズ中心を通る
ものを主光線、その主光線のまわりの任意の光線を周縁
光線と呼ぶ。主光線および周縁光線は、被写体１を構成
する各点に対して描けるが、ここではＡ点、Ｂ点に対応
するものだけ示し、周縁光線についてはさらに光学絞り
４の開孔あるいはレンズＬ11の最外部を通り抜ける最外
縁のものだけを示してある。これらの主光線群が、偏向
部材２、および光ビーム阻止板５の開孔に入射するとき
の角度を、概略平行または少し狭まっていくように、光
ビーム角度調節レンズＬ12で調節する。
を説明する。被写体１の光像ＡＢの第１の光学像３を、
光学レンズＬ11等を用いて偏向部材２の中に生じる偏向
中心の位置ＭＮに結像させる。図１では、被写体の光像
のＡ点、Ｂ点から発散する光線で代表して各部の結像の
様子を示している。また以下の記述では、Ａ点、Ｂ点か
ら出てくる光線のうち、レンズＬ11のレンズ中心を通る
ものを主光線、その主光線のまわりの任意の光線を周縁
光線と呼ぶ。主光線および周縁光線は、被写体１を構成
する各点に対して描けるが、ここではＡ点、Ｂ点に対応
するものだけ示し、周縁光線についてはさらに光学絞り
４の開孔あるいはレンズＬ11の最外部を通り抜ける最外
縁のものだけを示してある。これらの主光線群が、偏向
部材２、および光ビーム阻止板５の開孔に入射するとき
の角度を、概略平行または少し狭まっていくように、光
ビーム角度調節レンズＬ12で調節する。
【００１９】次に、光ビームのシャッター動作部では、
まず偏向部材２中にポンプ光を照射して屈折率の変化を
生じさせる。ポンプ光の強度を高速で変化させ、つま
り、傾斜的かつ高速にポンプ光の強度を増大もしくは減
少させると、ポンプ光の照射領域における等価プリズム
の屈折率は、傾斜的かつ高速に減少もしくは増大するの
で、被写体１からの光ビームを高速で偏向させることが
できる。この高速の偏向によって、被写体１からの光ビ
ームが光ビーム阻止板５上を掃引され、開孔を横切る間
だけ出力面６側に通過でき、シャッター動作が行われ
る。
まず偏向部材２中にポンプ光を照射して屈折率の変化を
生じさせる。ポンプ光の強度を高速で変化させ、つま
り、傾斜的かつ高速にポンプ光の強度を増大もしくは減
少させると、ポンプ光の照射領域における等価プリズム
の屈折率は、傾斜的かつ高速に減少もしくは増大するの
で、被写体１からの光ビームを高速で偏向させることが
できる。この高速の偏向によって、被写体１からの光ビ
ームが光ビーム阻止板５上を掃引され、開孔を横切る間
だけ出力面６側に通過でき、シャッター動作が行われ
る。
【００２０】光ビーム阻止板５の開孔を通過した光ビー
ムは、結像レンズＬ2 によって第２の光学像１３として
出力面６上に結像されるが、第２の光学像１３は、被写
体の静止したボケのない瞬間像（位置Ｍ´Ｎ´）となっ
ている。この瞬間像は、出力面６がフィルムであれば、
化学的潜像として記録され、出力面６がＴＶカメラの光
電変換面であれば、電気的映像信号として取り出され
る。こうして、所望の露出時間の像を得ることができ
る。
ムは、結像レンズＬ2 によって第２の光学像１３として
出力面６上に結像されるが、第２の光学像１３は、被写
体の静止したボケのない瞬間像（位置Ｍ´Ｎ´）となっ
ている。この瞬間像は、出力面６がフィルムであれば、
化学的潜像として記録され、出力面６がＴＶカメラの光
電変換面であれば、電気的映像信号として取り出され
る。こうして、所望の露出時間の像を得ることができ
る。
【００２１】光ビーム阻止板５の開孔を通過した光ビー
ムが静止したボケのない第２の光学像となる理由につい
て以下に説明する。
ムが静止したボケのない第２の光学像となる理由につい
て以下に説明する。
【００２２】図３は、図２で示した等価プリズムの屈折
率が変化したとき、等価プリズムに入射した光ビームの
経路がどう変わるかを示したものである。光ビームは、
偏向部材の中に作られる等価プリズムの表面で屈折され
る。その屈折角はスネルの法則に従い偏向部材のポンプ
光の照射されていない領域の屈折率と照射領域（等価プ
リズム）の屈折率との差により決まる。図３では、ポン
プ光の強さを例えば４段階に変えて、等価プリズムの屈
折率が変化したときの光線の経路Ｉ、II、III、IVを示
す。このとき、本発明の基礎となる重要なことは、等価
プリズムの屈折率に従って屈折されて等価プリズムから
出ていく光線群を逆延長したとき、偏向中心と呼ばれる
点で交わることである。別の言い方をすれば、出力側か
ら見れば、等価プリズムの屈折率を変えて屈折率をいろ
いろかえたとき、いろいろの方向に光が出てくるが、そ
れらはすべて偏向中心から出てきたように見えるという
ことである。
率が変化したとき、等価プリズムに入射した光ビームの
経路がどう変わるかを示したものである。光ビームは、
偏向部材の中に作られる等価プリズムの表面で屈折され
る。その屈折角はスネルの法則に従い偏向部材のポンプ
光の照射されていない領域の屈折率と照射領域（等価プ
リズム）の屈折率との差により決まる。図３では、ポン
プ光の強さを例えば４段階に変えて、等価プリズムの屈
折率が変化したときの光線の経路Ｉ、II、III、IVを示
す。このとき、本発明の基礎となる重要なことは、等価
プリズムの屈折率に従って屈折されて等価プリズムから
出ていく光線群を逆延長したとき、偏向中心と呼ばれる
点で交わることである。別の言い方をすれば、出力側か
ら見れば、等価プリズムの屈折率を変えて屈折率をいろ
いろかえたとき、いろいろの方向に光が出てくるが、そ
れらはすべて偏向中心から出てきたように見えるという
ことである。
【００２３】図１では、被写体１の第１の光学像３が偏
向中心の位置ＭＮに結像する。例えばＡ点から放出され
た主光線および周縁光線群は、偏向中心であるＭ点に結
像する。したがって、ポンプ光が照射されて等価プリズ
ムの屈折率が変わったとき、屈折された光線群は、Ｍ点
から放射されたかのように、Ｉ、II、III 、IVと方向を
変え、掃引される。これらの光ビームが光ビーム阻止板
５の開孔内に入射した場合、光ビームは出力面６に投影
されて第２の光学像１３が形成され、光ビーム阻止板５
の開孔外に入射した場合、光ビームはカットされる。こ
のような掃引によって、シャッター動作が可能になる。
また、開口の幅を変えればシャッター時間が変わる。光
ビームIIからIVの位置までの掃引時間は露出時間とな
り、これは光ビーム阻止板５の開孔の掃引方向の幅とポ
ンプ光の強度変化速度（等価プリズムの屈折率変化速
度）で定まる。以上のシャッター動作によって、出力面
６には露出時間に対応したＡ点の像が形成される。露出
時間を極めて短くすれば、Ａ点の静止したボケのない瞬
間像が点Ｍ´に得られる。
向中心の位置ＭＮに結像する。例えばＡ点から放出され
た主光線および周縁光線群は、偏向中心であるＭ点に結
像する。したがって、ポンプ光が照射されて等価プリズ
ムの屈折率が変わったとき、屈折された光線群は、Ｍ点
から放射されたかのように、Ｉ、II、III 、IVと方向を
変え、掃引される。これらの光ビームが光ビーム阻止板
５の開孔内に入射した場合、光ビームは出力面６に投影
されて第２の光学像１３が形成され、光ビーム阻止板５
の開孔外に入射した場合、光ビームはカットされる。こ
のような掃引によって、シャッター動作が可能になる。
また、開口の幅を変えればシャッター時間が変わる。光
ビームIIからIVの位置までの掃引時間は露出時間とな
り、これは光ビーム阻止板５の開孔の掃引方向の幅とポ
ンプ光の強度変化速度（等価プリズムの屈折率変化速
度）で定まる。以上のシャッター動作によって、出力面
６には露出時間に対応したＡ点の像が形成される。露出
時間を極めて短くすれば、Ａ点の静止したボケのない瞬
間像が点Ｍ´に得られる。
【００２４】ここでは被写体１のＡ点について述べた
が、同様にしてＢ点を偏向中心Ｎに結像すれば同様にＮ
´点として結像でき、他の点についても同様のことがい
える。すなわち、被写体の位置ＡＢの像を、偏向中心の
集合体である位置ＭＮを含む面に結像すれば、前述と同
様のことが任意の各点について行われ、シャッター動作
と結像が行われる。また、光ビーム角度調節レンズＬ12
により、主光線の発散をおさえて偏向部材に入射する光
線群を平行または少し狭めるようにしたのは、開孔を有
する光ビーム阻止板５に流入するまでに主光線が広がっ
てしまうと、開孔の掃引方向を長くしなくてはならず、
その後の光学レンズＬ2 の径も大きくしなくては球面収
差が大きくなるためである。したがって、誤差その他の
欠点に目をつぶれば、光学レンズＬ2 を省略することが
でき、また、光学絞り４も省略することができる。
が、同様にしてＢ点を偏向中心Ｎに結像すれば同様にＮ
´点として結像でき、他の点についても同様のことがい
える。すなわち、被写体の位置ＡＢの像を、偏向中心の
集合体である位置ＭＮを含む面に結像すれば、前述と同
様のことが任意の各点について行われ、シャッター動作
と結像が行われる。また、光ビーム角度調節レンズＬ12
により、主光線の発散をおさえて偏向部材に入射する光
線群を平行または少し狭めるようにしたのは、開孔を有
する光ビーム阻止板５に流入するまでに主光線が広がっ
てしまうと、開孔の掃引方向を長くしなくてはならず、
その後の光学レンズＬ2 の径も大きくしなくては球面収
差が大きくなるためである。したがって、誤差その他の
欠点に目をつぶれば、光学レンズＬ2 を省略することが
でき、また、光学絞り４も省略することができる。
【００２５】図４は、本発明の別の実施例の構成を示し
ている。この実施例では、光ビーム阻止板５の位置が結
像レンズＬ2 と出力面の間になっている。この実施例に
よっても前述した実施例と同様に光シャッターが実現さ
れる。
ている。この実施例では、光ビーム阻止板５の位置が結
像レンズＬ2 と出力面の間になっている。この実施例に
よっても前述した実施例と同様に光シャッターが実現さ
れる。
【００２６】なお、本発明における偏向中心とは、偏向
部材中の所定領域で屈曲されてここから出ていく光線群
を逆延長したときの交点のことをいい、この偏向中心
は、必ずしも偏向部材中に存在するとは限らず、偏向部
材外に存在する場合もある。
部材中の所定領域で屈曲されてここから出ていく光線群
を逆延長したときの交点のことをいい、この偏向中心
は、必ずしも偏向部材中に存在するとは限らず、偏向部
材外に存在する場合もある。
【００２７】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明の光シ
ャッターカメラによれば、ポンピング光の強度変化によ
って偏向部材中の所定領域の屈折率が変化し、この所定
領域はプリズムのような偏向要素として働く。所定領域
の屈折率変化は、偏向要素の機能を増減させ、像光の光
路の屈曲の度合いを変化させる。この結果、像光の光線
群は、開孔手段の開孔を横切って掃引され、シャッター
動作が行われる。このとき、第１の光学手段が被写体の
第１の光学像を偏向中心に結像させるので、光線群は、
第２の光学手段によって静止したボケのない第２の光学
像として結像される。ポンピング光の強度を高速で変化
させると、短い露出時間の瞬間像を得ることができる。
ャッターカメラによれば、ポンピング光の強度変化によ
って偏向部材中の所定領域の屈折率が変化し、この所定
領域はプリズムのような偏向要素として働く。所定領域
の屈折率変化は、偏向要素の機能を増減させ、像光の光
路の屈曲の度合いを変化させる。この結果、像光の光線
群は、開孔手段の開孔を横切って掃引され、シャッター
動作が行われる。このとき、第１の光学手段が被写体の
第１の光学像を偏向中心に結像させるので、光線群は、
第２の光学手段によって静止したボケのない第２の光学
像として結像される。ポンピング光の強度を高速で変化
させると、短い露出時間の瞬間像を得ることができる。
【００２８】なお、本発明の光シャッターカメラによれ
ば、光を光電子に変換する光電面を使っていないので、
光電子間に働くクーロン力による像のボケもなく、光電
面の変換効率が低いことによる感度の劣化も生じないと
いう長所がある。
ば、光を光電子に変換する光電面を使っていないので、
光電子間に働くクーロン力による像のボケもなく、光電
面の変換効率が低いことによる感度の劣化も生じないと
いう長所がある。
【図１】本発明に係る第１の実施例の光シャッターカメ
ラの要部を示す斜視図である。
ラの要部を示す斜視図である。
【図２】偏向部材に形成される等価プリズムを示す斜視
図である。
図である。
【図３】偏向中心を示す模式図である。
【図４】本発明に係る第２の実施例の光シャッターカメ
ラの要部を示す斜視図である。
ラの要部を示す斜視図である。
１…被写体 ２…偏向部材 ３…第１の光学増 ４…光学絞り ５…光ビーム阻止板 ６…出力面
Claims (7)
- 【請求項１】 被写体からの像光を受けて該被写体の第
１の光学像を結像する第１の光学手段と、光の照射によ
り屈折率が変化する非線形光学材料からなる偏向部材
と、該偏向部材の所定領域に強度が可変のポンピング光
を照射するとともに、該所定領域の屈折率を変化させる
ことによって前記第１の光学手段からの像光の光路を可
変に屈曲させるポンピング手段とを備える偏向手段と、
前記偏向手段からの像光を受けて、被写体の像を第２の
光学像として結像する第２の光学手段と、前記１の光学
像からの光のうち、前記第２の光学手段によって前記第
２の光学像として結像されうる範囲を画定する開孔手段
とを備え、前記偏向手段は、可変強度のポンピング光が
前記ポンピング手段から前記偏向部材に照射された場合
に形成される光路の偏向中心が前記第１の光学像の結像
位置と実質的に一致するように配設されていることを特
徴とする光シャッターカメラ。 - 【請求項２】 前記ポンピング手段は、ポンピング光源
からのポンピング光を前記像光の光路に直交する方向か
ら前記偏向部材中に入射させる第３の光学手段を持ち、
ポンピング光の光路上に配置されるとともに、該ポンピ
ング光が照射されるべき前記所定領域を画定するための
開孔を有する制限手段とを備え、前記制限手段は、交差
する２辺を備える開孔を有していて、前記ポンピング光
が照射される前記所定領域は、前記偏向部材中の前記像
光の光路にそれぞれ交差するとともに互いに交差する２
つの平面を含む立体形状である請求項１記載の光シャッ
ターカメラ。 - 【請求項３】 前記第１の光学手段は、前記偏向部材に
入射する像光の角度と前記開孔手段の開孔に入射する像
光の角度とを調節するための角度調節レンズを含んでい
る請求項１または２記載の光シャッターカメラ。 - 【請求項４】 前記ポンピング光源は、前記ポンピング
光の強度を傾斜的に増大もしくは減少させる請求項２記
載の光シャッターカメラ。 - 【請求項５】 前記開孔手段は、前記偏向部材と前記第
２の光学手段との間の前記像光の光路上に配設されてい
る請求項１または２記載の光シャッターカメラ。 - 【請求項６】 前記開孔手段は、前記第２の光学手段の
後方の前記像光の光路上に配設されている請求項１また
は２記載の光シャッターカメラ。 - 【請求項７】 前記開孔手段は、その開孔部分の幅が可
変である請求項１または２記載の光シャッターカメラ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3200670A JP2881051B2 (ja) | 1990-08-14 | 1991-08-09 | 光シャッターカメラ |
| EP91307452A EP0472345B1 (en) | 1990-08-14 | 1991-08-13 | Optical shutter for camera |
| DE69118778T DE69118778T2 (de) | 1990-08-14 | 1991-08-13 | Optischer Verschluss für eine Kamera |
| US07/744,501 US5270852A (en) | 1990-08-14 | 1991-08-14 | Optical shutter-camera |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-214682 | 1990-08-14 | ||
| JP21468290 | 1990-08-14 | ||
| JP3200670A JP2881051B2 (ja) | 1990-08-14 | 1991-08-09 | 光シャッターカメラ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055964A JPH055964A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2881051B2 true JP2881051B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=26512335
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3200670A Expired - Lifetime JP2881051B2 (ja) | 1990-08-14 | 1991-08-09 | 光シャッターカメラ |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5270852A (ja) |
| EP (1) | EP0472345B1 (ja) |
| JP (1) | JP2881051B2 (ja) |
| DE (1) | DE69118778T2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5636050A (en) * | 1994-02-15 | 1997-06-03 | Research Foundation Of City College Of New York | Apparatus using optical deflection |
| US9501071B2 (en) * | 2011-02-14 | 2016-11-22 | Carrier Corporation | Method and apparatus for establishing a set back temperature for an environmental control system |
| CN111221198A (zh) * | 2019-11-21 | 2020-06-02 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 一种新型全光开关装置 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3372972A (en) * | 1962-07-30 | 1968-03-12 | Trw Inc | Optical beam deflector |
| US3395961A (en) * | 1964-10-28 | 1968-08-06 | Honeywell Inc | Light deflector |
| US4585301A (en) * | 1985-04-23 | 1986-04-29 | Utah State Universtiy Foundation | Optically actuated optical switch apparatus and methods |
| LU86686A1 (fr) * | 1986-11-25 | 1987-12-16 | Euratom | Dispositif de prise rapide de vues d'un objet |
| US4880296A (en) * | 1987-06-04 | 1989-11-14 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Opto-optical bean deflector, modulator, and shaper |
| US5126874A (en) * | 1990-07-11 | 1992-06-30 | Alfano Robert R | Method and apparatus for creating transient optical elements and circuits |
-
1991
- 1991-08-09 JP JP3200670A patent/JP2881051B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-13 EP EP91307452A patent/EP0472345B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-08-13 DE DE69118778T patent/DE69118778T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-08-14 US US07/744,501 patent/US5270852A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH055964A (ja) | 1993-01-14 |
| EP0472345A3 (en) | 1992-06-10 |
| DE69118778D1 (de) | 1996-05-23 |
| US5270852A (en) | 1993-12-14 |
| DE69118778T2 (de) | 1996-09-19 |
| EP0472345A2 (en) | 1992-02-26 |
| EP0472345B1 (en) | 1996-04-17 |
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