JP3201638B2 - 焦点距離可変レンズ付光ファイバー - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、焦点距離を可変にした
光結合レンズを備える焦点距離可変レンズ付光ファイバ
ーに関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、従来のレンズ付光ファイバー
を示す。この場合、光ファイバーの先端側に単体のレン
ズを固定している。これにより、点Ａの光源からの光を
光ファイバーの先端部に集光していた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来のレンズ
付光ファイバーでは、点光源が移動するとこの点光源か
らの光を光ファイバーの先端部に集光できないといった
問題があった。このことを具体的に説明する。まず、点
Ａの光源からの光を光ファイバーの先端部に集光する場
合について考えてみると、レンズの焦点距離がｆであれ
ば、各点の距離ｓ₁ 、ｓ₂ は、 １／ｓ₁ ＋１／ｓ₂ ＝１／ｆ となる。次に、光源が点Ａから点Ａ´に移動した場合に
ついて考える。光源の移動によって各点の距離ｓ₁ ´、
ｓ₂ ´は、 １／ｓ₁ ´＋１／ｓ₂ ´＝１／ｆ となるので、結像点が点Ｂに移動し、もはや光源からの
光を光ファイバーの先端部に集光できない。

【０００４】この場合、敢えて光源からの光を光ファイ
バーの先端部に集光しようとするならば、レンズを一々
交換することも可能であるが現実的でない。また、カメ
ラレンズのように複数のレンズを組み合わせたものを用
い、各レンズの位置関係を機械的に変えて焦点位置を調
節することも可能であるが、機械機構の存在によって装
置が大形化する。さらに、液晶マイクロレンズを用いる
ことも可能であるが、かかる液晶マイクロレンズは製作
が困難で、応答が遅いといった問題がある。

【０００５】そこで、本発明は、小形で、簡易に作製可
能で、応答の速い焦点距離可変レンズ付光ファイバーを
提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る焦点距離可変レンズ付光ファイバー
は、電圧発生装置と、電気光学効果を有しない光学材料
からなる屈折率固定部材と電気光学材料からなる屈折率
変化部材とを接合して形成することで、電界強度に応じ
て屈折率が変化するようにした集光部材と、この集光部
材に電圧発生装置が発生した電圧を印加することによっ
て集光部材の焦点距離を変化させる電極手段とを有する
光結合部材と、光結合部材の光軸に整合された端部を有
する光ファイバーとを備え、屈折率固定部材が電流で励
起された半導体レーザー増幅器であり、光結合部材が光
増幅部を兼ねることを特徴とする。

【０００７】

【作用】上記焦点距離可変レンズ付光ファイバーによれ
ば、電極手段が、電気光学材料からなる集光部材に電圧
発生装置からの電圧を印加することによって集光部材の
焦点距離を変化させることとしているので、電圧発生装
置からの電圧の操作のみによって、簡易かつ迅速に焦点
距離を調節することができる。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例について図面を参照しつ
つ簡単に説明する。

【０００９】図１は第１実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーの断面を示した図である。光ファイバー２
の先端部には、ホルダ４が固定されている。このホルダ
４内には、光ファイバー２にアライメントされて光結合
装置６が固定される。光結合装置６は、集光部材６ａ、
６ｂと、この集光部材６ａ、６ｂの両表面上に形成され
た一対の透明電極６ｃ、６ｄとから構成される。この集
光部材６ａ、６ｂは、電界によって屈折率が変化する電
気光学材料から形成した凸レンズ状の部材６ａと、屈折
率が変化しない非電気光学材料から形成した凹レンズ状
の部材６ｂとを貼合わせている。また、透明電極６ｃ、
６ｄには、可変電圧源からの制御された電圧が図面左右
すなわち光結合装置６の光軸方向に印加され、電気光学
材料からなる部材６ａの屈折率を変化させる。

【００１０】部材６ａの材料としては、ＬｉＴａＯ₃ 、
ＬｉＮｂＯ₃ 、ＺｎＴｅ、ＧａＡｓ、ポリマ等を使用す
ることができ、部材６ｂの材質としては、上記材料と同
一の比誘電率を有すると共に屈折率が異なるものを使用
することができる。この場合、各集光部材の接合面は一
定の曲率を持ち、図面左右方向に延びる光結合装置６の
光軸を中心に対称な形状となっている。また、透明電極
６ｃ、６ｄが形成された各集光部材の両外側面である入
射面及び出射面は互いに平行になっている。

【００１１】図２は図１のレンズ付光ファイバーの動作
原理を説明した図である。透明電極６ｃ、６ｄに電源８
からの適当な電圧Ｖを印加すると、集光部材６ａ、６ｂ
内の誘電率は均一なので、その内部での電界は、 Ｅ＝Ｖ／ｄ と一様になる。この場合、電気光学材料からなる部材６
ａの屈折率ｎ₀ は、ポッケルス効果に起因して電界強度
に依存しつつ変動する。一方、非電気光学材料からなる
部材６ｂの屈折率ｎ₁ は変動しない。ここで、電界が形
成されていないときの部材６ａの屈折率をｎ₀ ´とする
と、 ｎ₀ ＝ｎ₀ ´＋Δｎ₀ となる。ここで、 Δｎ₀ ＝Ｃ・Ｅ（Ｃ：比例定数） である。さらに、内部電界Ｅは電圧Ｖに比例して一様で
あるので、 Δｎ₀ ＝Ｃ´・Ｖ（Ｃ´：比例定数） の関係がなりたつ。一方、部材６ａの焦点距離ｆ₀ は、
部材６ａと部材６ｂの接合面の曲率をＲとすると、 １／ｆ₀ ＝（ｎ₀ −１）／Ｒ と表すことができ、部材６ｂの焦点距離ｆ₁ は、 １／ｆ₁ ＝（ｎ₁ −１）／Ｒ と表すことができる。したがって、部材６ａと部材６ｂ
とを貼合わせた合成の焦点距離、すなわち光結合装置６
の焦点距離ｆは、 １／ｆ＝１／ｆ₀ −１／ｆ₁ ＝（ｎ₀ −ｎ₁ ）／Ｒ ＝（ｎ₀ ´＋Δｎ₀ −ｎ₁ ）／Ｒ ＝（ｎ₀ ´−ｎ₁ ＋Ｃ´Ｖ）／Ｒ となる。したがって、ｎ₀ ´、ｎ₁ 、Ｒが一定であるの
で、（ｎ₀ ´−ｎ₁ ）／Ｒ＝ａとし、Ｃ´／Ｒ＝ｂとす
るならば、 １／ｆ＝ａ＋ｂＶ となる。つまり、電源８からの電圧Ｖによって光結合装
置６の焦点距離ｆを任意に変更することができる。

【００１２】以上の現象を利用すれば、光結合装置６の
焦点距離ｆを、発光体、物体等の点光源の位置に応じて
電源電圧によって簡易にかつ迅速に変化させることがで
きるので、点光源の像を光ファイバーの端面に過たず集
光させることができる。これにより、点光源の位置にか
かわらずこの点光源からの光を光ファイバー２に結合す
ることができる。なお、この場合、光ファイバー２の端
面からこれに近接する点に光を供給する場合にも、電源
電圧の変更によって照射位置を任意に変更することがで
きる。

【００１３】以上の説明では、電気光学材料の部材６ａ
側の接合面が凸型となっているが、用途によってはこれ
を凹型としてもよい。また、電気光学材料の部材６ａと
非電気光学材料の部材６ｂとの比誘電率を等しくした
が、異なる比誘電率のものを使用しても同様の結果が得
られる。例えば、非電気光学材料を空気あるいは真空と
し、透明電極６ｄを薄膜状に形成するようにしても良
い。

【００１４】図３は第２実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーを示した図である。図３（ａ）はその斜視
図を示し、図３（ｂ）は光結合装置の側面図を示す。こ
の場合、第１実施例の焦点距離可変レンズ付光ファイバ
ーとは光結合装置が異なる。この光結合装置１６は、集
光部材１６ａ、１６ｂと、この集光部材１６ａ、１６ｂ
の上下両側面上に形成された一対の電極１６ｃ、１６ｄ
とから構成される。この集光部材１６ａ、１６ｂは、電
界によって屈折率が変化する電気光学材料からなる円柱
状の部材１６ａと、屈折率が変化しない非電気光学材料
からなる円筒状の部材１６ｂとを合わせて形成してい
る。この場合、円柱状の部材１６ａの左側端面は一定の
曲率を持つレンズ状に突起し、その右側端面は平面にな
っている。ただし、１６ｂ光入射端面あるいは１６ａ光
出射端面に曲率を持たせても良い。また、電極１６ｃ、
１６ｄが形成された円筒状の部材１６ｂの上下両側面は
互いに平行になっている。電極１６ｃ、１６ｄには、可
変電圧源８からの制御された電圧が図面上下すなわち光
結合装置１６の光軸に垂直な方向に印加され、電気光学
材料からなる部材１６ａの屈折率を変化させる。この場
合、電気光学材料の選択や結晶の切出し方によって、光
軸に垂直な方向の電界によって光軸方向に進行する光に
対する屈折率を変化させることができる。

【００１５】図３の焦点距離可変レンズ付光ファイバー
の動作について説明する。図示の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーでは、電極１６ｃ、１６ｄに印加する電圧
によって円柱状の部材１６ａ本体の屈折率を変化させる
ことができる。これにより、光結合装置１６の焦点距離
ｆを適宜変化させることができ、点光源の位置の変動に
かかわらずこの点光源からの光を簡易に光ファイバー２
に結合することができる。なお、この場合、電極１６
ｃ、１６ｄを透明に形成する必要がない。また、光結合
装置１６に入射面及び出射面に透明電極を形成していな
いので、光学的には理想的に透過率を高めることができ
る。また、第１実施例と同様、電気光学材料からなる部
材１６ａと非電気光学材料からなる部材１６ｂの比誘電
率が異っていても動作する。

【００１６】図４は第３実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーを示した図で、図４（ａ）はその斜視図を
示し、図４（ｂ）は光結合装置の側面図を示す。この場
合も、第１実施例の焦点距離可変レンズ付光ファイバー
とは光結合装置が異なる。この光結合装置２６は、集光
部材２６ａ、２６ｂと、この集光部材２６ａ、２６ｂの
入出射面上に形成された一対の透明電極２６ｃ、２６ｄ
とから構成される。この集光部材２６ａ、２６ｂは、電
気光学材料からなるフレネルレンズ状の部材２６ａと、
非電気光学材料からなる部材２６ｂとを接合して形成し
ている。この場合、ｆの変化量は２６ａの厚さに依存し
ないので、図５に示すように、光結合装置２６を薄膜状
に形成することができる。非電気光学材料２６ｂがなく
ても動作する。

【００１７】図４の第３実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーの動作について説明する。図示の焦点距離
可変レンズ付光ファイバーでは、透明電極２６ｃ、２６
ｄに印加する電圧によってフレネルレンズ状の部材２６
ａの屈折率を変化させることができる。フレネルレンズ
は単にレンズとして作用し、ｆの変化を生じるのは２６
ａ、２６ｃの境界におけるスネルの法則である。２６ａ
の屈折率の変化に伴いスネルの法則に従って光の屈折角
が変化し、ｆが変化する。これにより、光結合装置２６
の焦点距離ｆを適宜変化させることができ、点光源の位
置の変動にかかわらずこの点光源からの光を簡易に光フ
ァイバー２に結合することができる。

【００１８】図６は第４実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーを示す。この場合も、第１実施例の焦点距
離可変レンズ付光ファイバーとは光結合装置が異なる。
光結合装置３６は、分布屈折率型レンズの集光部材３６
ａと、この集光部材３６ａの入出射面上に形成された一
対の透明電極３６ｃ、３６ｄとから構成される。この集
光部材３６ａは、円柱状の電気光学材料からなるロッド
レンズで、その光軸中心からの距離によって屈折率が変
化し、光軸の中心に近いほど屈折率が高くなっている。
このような屈折率分布の仕方によって光結合装置３６の
焦点距離が変わる。

【００１９】図６の第４実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーの動作について説明する。図示の焦点距離
可変レンズ付光ファイバーでは、透明電極３６ｃ、３６
ｄに印加する電圧によって集光部材３６ａの屈折率を変
化させることができる。この場合、印加電圧の増加に応
じて集光部材３６ａの光軸近傍とその周辺の屈折率差が
減少するように、集光部材３６ａの材質、結晶軸の切出
し方、不純物ドープ等を調節することにより、集光部材
３６ａの屈折率変化に対応して光結合装置３６の焦点距
離ｆを適宜変化させることができ、点光源の位置の変動
にかかわらずこの点光源からの光を簡易に光ファイバー
２に結合することができる。

【００２０】図７は、第４実施例の焦点距離可変レンズ
付光ファイバーの動作を具体的に説明した図である。図
に示すように、集光部材３６ａに印加する電圧の増加
（０→Ｖ₁ →Ｖ₂ ）にしたがって、光結合装置３６の焦
点距離が長くなる。なお、本実施例は、電気光学材料の
み使用し、非電気光学材料を接合する必要がないので、
第１実施例等に比較してその作製が比較的簡単である。

【００２１】以上、第４実施例の説明では、電圧の印加
にともなって集光部材３６ａの光軸近傍とその周辺の屈
折率差を減少させる例を示したが、かかる屈折率差が増
大するように集光部材３６ａを形成することもできる。
また、上記実施例では、集光部材を凸レンズ型の正の屈
折力を有するものとして説明したが、負の屈折力を有す
るものを用い、更に他のレンズ等と組み合わせることも
可能である。さらに、上記第２実施例と同様に、電圧の
印加を光の伝搬方向に垂直な方向から行ってもよい。

【００２２】図８は第５実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーを示した図で、図８（ａ）はその斜視図を
示し、図８（ｂ）は光結合装置の側面図を示す。この場
合も、第１実施例の焦点距離可変レンズ付光ファイバー
とは光結合装置が異なる。この光結合装置４６は、集光
部材４６ａと、集光部材４６ａの入出射面上に形成され
た一対の透明電極４６ｃ、４６ｄと、透明電極４６ｄの
図面左側に設けられたレンズ４６ｅとから構成される。
この集光部材４６ａは円柱状の一様な電気光学材料から
なる。また、レンズ４６ｅは２次元フレネル帯板から構
成している。２次元フレネル帯板は同心円状に透過分布
を持つもので、入射した光は回折することによって集光
される。

【００２３】図８の第５実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーの動作について説明する。図示の焦点距離
可変レンズ付光ファイバーでは、透明電極４６ｃ、４６
ｄに印加する電圧によって集光部材４６ａの屈折率を変
化させることができる。すなわち、第３実施例の原理と
同様スネルの法則にしたがって透明電極４６ｄと集光部
材４６ａとの界面の屈折率差が変化し、集光部材４６ａ
への光の入射角が変化する。この結果、光結合装置４６
の焦点距離ｆを印加電圧の増大に応じて減少させること
ができ、点光源の位置の変動にかかわらずこの点光源か
らの光を簡易に光ファイバー２に結合することができ
る。

【００２４】なお、上記実施例では、印加電圧の増大に
ともなって屈折率が減少する電気光学材料を用いていた
が、印加電圧の増大にともなって屈折率が増大するもの
を用いていてもよい。

【００２５】図９は第６実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーを示す。この場合、第６実施例の焦点距離
可変レンズ付光ファイバーと印加する電界の方向が異な
る。光結合装置５６は、集光部材５６ａと、その上下に
設けられた一対の電極５６ｃ、５６ｄと、レンズ５６ｅ
とから構成される。この集光部材５６ａは角柱状の電気
光学材料からなり、レンズ５６ｅは２次元フレネル帯板
から構成されている。

【００２６】図９の第６実施例の焦点距離可変レンズ付
光ファイバーの動作について説明する。図示の焦点距離
可変レンズ付光ファイバーでは、電極５６ｃ、５６ｄに
印加する電圧によって集光部材５６ａの屈折率を変化さ
せることができる。集光部材５６ａへの光の入射角が変
化する結果として、光結合装置５６の焦点距離ｆを適宜
変化させることができ、点光源の位置の変動にかかわら
ずこの点光源からの光を簡易に光ファイバー２に結合す
ることができる。

【００２７】図１０は第７実施例のレンズ付光ファイバ
ーを示す図で、図１０（ａ）はその斜視図を示し、図１
０（ｂ）は図１０（ａ）の光結合装置の構造を示す。こ
の場合、第１実施例のレンズ付光ファイバーとは光結合
装置が異なり、屈折率分布を制御して焦点距離を変化さ
せる。光結合装置６６は、集光部材６６ａと、この集光
部材６６ａの入出射面上に形成された透明電極６６ｃ、
６６ｄとから構成される。この集光部材６６ａは、円柱
状の電気光学材料からなり、電界が強いほど屈折率が大
きくなるような材料及び結晶軸のとり方をしている。ま
た、入射面側の透明電極６６ｄは、複数の同心状の電極
要素を備え、各電極６６ｄは異なる電圧の電源８ａ〜８
ｂに接続される。

【００２８】図１０の第７実施例のレンズ付光ファイバ
ーの動作について説明する。図示のレンズ付光ファイバ
ーでは、透明電極６６ｃ、６６ｄに印加する電圧によっ
て集光部材６６ａの屈折率を変化させることができる。
この場合、各電極６６ｄは異なる電圧の電源８ａ〜８ｄ
に接続されていて、中心の電極６６ｄほど電圧が高くな
っている（Ｖ₁ ＞Ｖ₂ ＞Ｖ₃ ＞Ｖ₄ ）。このため、集光
部材６６ａは、その光軸からの距離によって屈折率が光
軸に近いほど屈折率が高くなる分布を有する。この結
果、入射光を出射面に焦光することができる。ここで、
集光部材６６ａの光軸近傍とその周辺の屈折率差が減少
するように、電源８ａ〜８ｄの電圧Ｖ₁ 、Ｖ₂ 、Ｖ₃ 、
Ｖ₄ を調節することにより、集光部材６６ａの屈折率分
布の変化に対応して光結合装置６６の焦点距離ｆを適宜
変化させることができ、点光源の位置の変動にかかわら
ずこの点光源からの光を簡易に光ファイバー２に結合す
ることができる。

【００２９】なお、図１０では、ほぼ理想的に電界が形
成される場合を示したが、クロストークなどで屈折率分
布は光の進行方向に６６ｃに近づくほど滑らかになる。
以上説明したいくつかの実施例において、光結合装置を
構成する電気光学材料がＺｎＴｅ，ＧａＡｓ等の半導体
である場合、光結合装置に光増幅器を兼用させることが
できる。

【００３０】以下、参考例として、上記実施例のレンズ
付光ファイバーを応用したものをいくつか説明する。図
１１は、上記実施例のレンズ付光ファイバーの応用例を
示したもので、光結合装置の焦点距離を自動制御し得る
装置を示した図である。光結合装置１０６は、第１実施
例等と同様のものを用いている。図面の左右方向に変移
する光源からの光は光結合装置１０６によってその後端
面に接続された光ファイバー１０２の端面に集光され
る。この光ファイバー１０２の一端に入射した光は、そ
の他端に接続されたファイバカプラ１０８で分岐され
る。ファイバカプラ１０８を直進した光は、光ファイバ
ー１１０をへて外部に出力される。ファイバカプラ１０
８で部分的に分岐された光は、光ファイバー１１２をへ
て光検出器１１４で電気信号に変換される。制御部１１
６は、光検出器１１４からの電気信号に基づいて、光結
合装置１０６の入出力面に設けられた一対の電極１０６
ｃ、１０６ｄに印加する電圧を制御して光結合装置１０
６の焦点距離を調節する。具体的には、光結合装置１０
６の焦点距離を調節して光源から光ファイバー１０２に
結合する光量を一定に保ったり、その光量の最大値を求
めてこの値に出力光を保持したりすることができる。

【００３１】図１２は、図１１の装置の動作を示した図
で、装置の動作時における電極制御電圧Ｖと出力光の強
度との関係を示したグラフである。この場合、例えば電
極制御電圧をＶ₀ になるように制御すれば、変移する光
源から光ファイバーへの光結合を最大にすることができ
る。

【００３２】図１３は上記実施例のレンズ付光ファイバ
ーの応用例を示したもので、出力段に光増幅器を設けた
装置を示した図である。光結合装置１０６は、第４実施
例、第５実施例等と同様のものを用いている。光源から
の光は光結合装置１０６によってその後端面に接続され
た光ファイバー１０２の端面に集光される。この光ファ
イバー１０２の一端に入射した光は、その他端に設けら
れた接続された光増幅器１２０で増幅されて外部に出力
される。光増幅器１２０には、電流励起されたＴＷＡ
（半導体光増幅器）、半導体レーザー励起された希土類
ドープファイバ等を用いることができる。なお、光増幅
器として希土類ドープファイバを用いた場合、光ファイ
バー１０２に光増幅器を兼用させることもできる。さら
に、図示の場合の変形として、光ファイバー１０２と光
結合装置１０６との間に光増幅器１２０を配置してもよ
い。

【００３３】以上の説明から明らかなように、上記のよ
うな光増幅器１２０の使用は、光ファイバー１０２の出
力が小さくなってしまった場合、後段に十分な光出力が
欲しい場合等に有効なものとなる。

【００３４】図１４は、上記実施例のレンズ付光ファイ
バーの応用したファイバカメラを示したもので、光ファ
イバーとして複数の光ファイバーからなるファイバ束を
用いた装置を示した図である。対象物からの光は、ケー
ブル１３０の先端に収容された光結合装置で結像されて
ファイバ束の端面に結合される。この場合、ケーブル１
３０端の光結合装置に印加される電圧は焦点コントロー
ラ１３４によって制御されている。ファイバ束に結合さ
れた光は、テレビカメラ１３２によって対象物の像とし
て検出される。対象物の像は、モニタ１３６で拡大表示
される。この場合、テレビカメラ１３２の出力に基づい
て焦点コントローラ１３４を制御することもできる。

【００３５】図１５はケーブル１３０の先端部を拡大し
た図を示す部分断面図で、図１５（ａ）は第４実施例等
と同様の光結合装置を用いた場合を示し、図１５（ｂ）
及び（ｃ）は上記と異なる光結合装置を用いた場合を示
す。まず、図１５（ａ）の場合について説明する。可と
う性シース１４１内には、ファイバ束１４２と光結合装
置１４６とがアライメントされて固定されている。対象
物からの光は光結合装置１４６によってその後端面に結
像される。この像の各画素は、ファイバ束１４２を形成
する各光ファイバーごとに個別に伝送されてテレビカメ
ラ１４２で検出される。なお、シース１４１内には、光
結合装置１４６の両電極１４６ｃ、１４６ｄに電圧を供
給するための配線１４６ｆも設けられている。以上のよ
うな装置によれば、ケーブル１３０の先端近傍の対象物
の像を２次元的情報として検出することができる。ただ
し、上記の装置の場合、光ファイバーのクラッド部がコ
アの面積に比べ格段に広いので、光ファイバーへの結合
効率がよくない。

【００３６】図１５（ｂ）の光結合装置は、図１５
（ａ）の光結合装置を変形したレンズアレイ２４６から
なる。ファイバ束１４２の各光ファイバーごとにレンズ
アレイ２４６を構成するロッドレンズが結合されてい
る。各ロッドレンズは、ファイバ束１４２に向かってコ
ア径が減少するテーパ状のコアを有する。かかるレンズ
アレイ２４６の使用により、結合効率が向上する。この
ように結合効率を高めることで、暗い場所でも対象物の
像検出の能力を高めることができ、内視鏡等の分野への
応用が可能になる。ただし、内視鏡に利用する場合、レ
ンズアレイ２４６に印加している電圧が体内に加わらな
いように絶縁等の被覆が必要となる。また、内視鏡等の
分野への応用等において、光ファイバー束の全体の径が
小さいことが要求される場合には光ファイバー束１４２
の個々の光ファイバー径が光の進行方向に徐々に小さく
なり、また、体外部分では逆に徐々に大きくなるような
テーパー状の光ファイバーを利用すると良い。

【００３７】図１５（ｃ）の光結合装置は、図１５
（ａ）のレンズを２段に結合したものである。各レンズ
２４６、３４６は、１４６とほぼ同様の構成を有し、そ
れぞれが独立の電源３５０ａ、３５０ｂによって制御さ
れる。かかる２段のレンズ２４６、３４６の使用によ
り、ズームレンズ等、一つのレンズで構成できない光学
系をファイバ束１４２の端部に形成することができる。
かかる装置を用いれば拡大率可変で像の観察が行なえ
る。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るレン
ズ付光ファイバーによれば、電極手段が、電気光学材料
からなる集光部材に電圧発生装置からの電圧を印加する
ことによって集光部材の焦点距離を変化させることとし
ているので、電圧発生装置からの電圧の操作のみによっ
て、簡易かつ迅速に焦点距離を調節することができる。
しかも、電気光学材料に印加する電圧の調節のみによっ
て集光部材の焦点距離を変化させているので、装置自体
を小形のものとすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図２】第１実施例の動作を説明する図。

【図３】第２実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図４】第３実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図５】図４のレンズ付光ファイバーを構成する光結合
装置の変形例を示す図。

【図６】第４実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図７】第１実施例の動作を説明する図。

【図８】第５実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図９】第６実施例のレンズ付光ファイバーの構造を示
す図。

【図１０】第７実施例のレンズ付光ファイバーの構造を
示す図。

【図１１】実施例のレンズ付光ファイバーの一応用例を
示す図。

【図１２】図１１の装置の動作を説明する図。

【図１３】実施例のレンズ付光ファイバーの別の応用例
を示す図。

【図１４】実施例のレンズ付光ファイバーの別の応用例
を示す図。

【図１５】図１４のレンズ付光ファイバーの要部の構造
を示した図。

【図１６】従来のレンズ付光ファイバーの構造を示す
図。

【符号の説明】

２…光ファイバー、６…光結合手段、６ｃ、６ｄ…電極
手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−105117（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−35407（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−156221（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−160715（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−42401（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−98815（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02B 6/24 - 6/43 G02F 1/03 G02F 1/29 - 1/295 H01S 3/00 - 3/30 H01S 5/00 - 5/50

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電圧発生装置と、 電気光学効果を有しない光学材料からなる屈折率固定部
   材と電気光学材料からなる屈折率変化部材とを接合して
   形成することで、電界強度に応じて屈折率が変化するよ
   うにした集光部材と、該集光部材に前記電圧発生装置が
   発生した電圧を印加することによって前記集光部材の焦
   点距離を変化させる電極手段とを有する光結合部材と、 前記光結合部材の光軸に整合された端部を有する光ファ
   イバーと、 を備え、 前記屈折率固定部材が電流で励起された半導体レーザー
   増幅器であり、前記光結合部材が光増幅部を兼ねること
   を特徴とする焦点距離可変レンズ付光ファイバー。