JP4674860B2 - Fluid prism - Google Patents

Fluid prism Download PDF

Info

Publication number
JP4674860B2
JP4674860B2 JP2006010173A JP2006010173A JP4674860B2 JP 4674860 B2 JP4674860 B2 JP 4674860B2 JP 2006010173 A JP2006010173 A JP 2006010173A JP 2006010173 A JP2006010173 A JP 2006010173A JP 4674860 B2 JP4674860 B2 JP 4674860B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fluid
magnetic field
transparent plate
transparent
external magnetic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006010173A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2007193022A (en
Inventor
寛久 小野目
下山  勲
松本  潔
一憲 星野
英治 岩瀬
亮仁 中井
淳 武居
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Tokyo NUC
Toyota Motor Corp
Original Assignee
University of Tokyo NUC
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Tokyo NUC, Toyota Motor Corp filed Critical University of Tokyo NUC
Priority to JP2006010173A priority Critical patent/JP4674860B2/en
Publication of JP2007193022A publication Critical patent/JP2007193022A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4674860B2 publication Critical patent/JP4674860B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Lens Barrels (AREA)
  • Adjustment Of Camera Lenses (AREA)

Description

本発明は、対面配設された一対の透明板の間に光を透過可能な流体が配設されてなる流体プリズムに関し、より詳しくは両透明板のなす角度が可変とされた流体プリズムに関する。   The present invention relates to a fluid prism in which a fluid capable of transmitting light is disposed between a pair of facing transparent plates, and more particularly to a fluid prism in which the angle formed by both transparent plates is variable.

カメラ等の光学機器に用いられるプリズムとして、対面配設された一対の透明板の間に透明液体が配設されてなり、両透明板のなす角度が可変とされた液体プリズムが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As a prism used in an optical apparatus such as a camera, a liquid prism is known in which a transparent liquid is disposed between a pair of facing transparent plates, and an angle formed by both transparent plates is variable (for example, And Patent Document 1).

この液体プリズムでは、一対の透明板が外周部において蛇腹状の透明フィルムで封止されるとともに、両透明板及び透明フィルムにより形成される密閉空間に屈折率の高い透明液体が充填されている。そして、両透明板はそれぞれ第1、第2保持枠に固定されており、第1保持枠は第1電磁モータにより第1支持軸回りに回動可能となされるとともに、第2保持枠は第2電磁モータにより第1支持軸と直交する第2支持軸回りに回動可能となされている。   In this liquid prism, a pair of transparent plates are sealed with a bellows-like transparent film at the outer periphery, and a sealed space formed by both the transparent plates and the transparent film is filled with a transparent liquid having a high refractive index. The two transparent plates are fixed to the first and second holding frames, respectively. The first holding frame can be rotated around the first support shaft by the first electromagnetic motor, and the second holding frame is the second holding frame. Two electromagnetic motors are rotatable around a second support shaft that is orthogonal to the first support shaft.

こうして、この液体プリズムでは、第1電磁モータの駆動により第1支持軸回りに第1保持枠が回転することで、一方の透明板が第1保持枠と共に例えば上下方向に傾斜したり、あるいは第2電磁モータの駆動により第2支持軸回りに第2保持枠が回転することで、他方の透明板が第2保持枠と共に例えば左右方向に傾斜したりする。その結果、両透明板のなす角度が変化して、液体プリズムを透過する光線の屈折角が変化する。
特開平6−337454号公報(第2−3頁)
Thus, in this liquid prism, the first holding frame rotates around the first support shaft by driving the first electromagnetic motor, so that one of the transparent plates tilts together with the first holding frame, for example, in the vertical direction, or When the second holding frame is rotated around the second support shaft by driving the two electromagnetic motors, the other transparent plate is inclined together with the second holding frame, for example, in the left-right direction. As a result, the angle formed by both transparent plates changes, and the refraction angle of the light beam transmitted through the liquid prism changes.
JP-A-6-337454 (page 2-3)

ところで近年、自動車などにおいて、道路状況、外部環境や他車などの把握を目的として、車載カメラを搭載することがある。また、携帯電話などの携帯機器にもカメラが搭載されることが多くなっている。これら自動車や携帯機器においては、カメラの他にも種々の装置が組み込まれることからも、カメラ等の光学機器を含めて、組み込まれる装置の大きさは少しでも小さいことが望まれる。   By the way, in recent years, in-vehicle cameras or the like are sometimes equipped with in-vehicle cameras for the purpose of grasping road conditions, external environments, other vehicles, and the like. In addition, cameras are often mounted on mobile devices such as mobile phones. In these automobiles and portable devices, since various devices other than cameras are incorporated, it is desirable that the size of the devices to be incorporated including optical devices such as cameras is as small as possible.

しかしながら、上記従来の液体プリズムでは、透明板を保持する保持枠に回転トルクを付与するための電磁駆動力発生用の電磁モータを、透明板や保持枠とは全く別体として設けている。このため、液体プリズム全体の体格が大きくなってしまい、さらなる小型化が望まれる。また、電磁モータと保持枠とが全くの別体であると、電磁モータで発生した電磁力を保持枠回転用の回転トルクに変換する際に効率が低下したり、あるいは応答性が低下したりするという、問題もある。   However, in the conventional liquid prism, an electromagnetic motor for generating an electromagnetic driving force for applying a rotational torque to the holding frame that holds the transparent plate is provided as a completely separate body from the transparent plate and the holding frame. For this reason, the whole physique of a liquid prism will become large, and further size reduction is desired. Also, if the electromagnetic motor and the holding frame are completely separate, the efficiency may be reduced or the responsiveness may be reduced when the electromagnetic force generated by the electromagnetic motor is converted into rotational torque for rotating the holding frame. There is a problem of doing.

本発明は上記実情に鑑み行われたものであり、小型で、しかも角度を変化させる際の効率及び応答性の高い流体プリズムを提供することを解決すべき技術課題とするものである。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is a technical problem to be solved to provide a fluid prism that is small in size and has high efficiency and responsiveness when changing the angle.

上記課題を解決する本発明の流体プリズムは、間隔をおいて対面配設されるとともに一方が揺動可能とされた一対の透明板と、両前記透明板間に配設された、光を透過可能な流体と、揺動可能な前記透明板を揺動させて両前記透明板のなす角度を変化させる可変機構とを備えた流体プリズムであって、一対の前記透明板のうち他方の前記透明板により構成された底部と、該底部と一体に形成された筒状部とを有する容器を備え、該容器内に前記流体が収容されるとともに、該流体の表面に揺動可能な前記透明板が配設されており、また、前記容器内に収容されるとともに、前記流体の表面に配設された揺動可能な前記透明板の該流体と反対側の面に配設された、該流体と屈折率が異なりかつ光を透過可能な第2流体を備え、前記可変機構は、揺動可能な前記透明板に一体的に設けられた磁場作用部と、該磁場作用部に対して所定の方向から外部磁場を印加する外部磁場印加手段とを備え、該外部磁場印加手段から該磁場作用部に外部磁場が印加されることによる相互作用で、揺動可能な前記透明板を揺動させることを特徴とするものである。 A fluid prism according to the present invention that solves the above-described problems is a light-transmitting light disposed between a pair of transparent plates that are arranged to face each other and one of which is swingable, and between the transparent plates. A fluid prism having a fluid capable of being swung and a variable mechanism for swinging the swingable transparent plate to change an angle formed by the two transparent plates, the other of the pair of transparent plates being the transparent The transparent plate comprising a container having a bottom part constituted by a plate and a cylindrical part formed integrally with the bottom part, wherein the fluid is accommodated in the container and swingable on the surface of the fluid The fluid is accommodated in the container, and is disposed on the surface of the swingable transparent plate disposed on the surface of the fluid opposite to the fluid. different refractive index and the light includes a permeable second fluid and, the variable mechanism, A magnetic field application unit integrally provided on the movable transparent plate; and an external magnetic field application unit that applies an external magnetic field to the magnetic field application unit from a predetermined direction. The swingable transparent plate is swung by an interaction caused by applying an external magnetic field to the action portion.

ここに、前記透明板は、光を透過可能な光透過部を少なくとも一部に有するものである。   Here, the transparent plate has a light transmission part capable of transmitting light at least in part.

また、前記流体は、両前記透明板の外部雰囲気と屈折率が異なるものである。   The fluid has a refractive index different from that of the external atmosphere of the transparent plates.

さらに、前記磁場作用部とは、外部磁場印加手段から印加された外部磁場との相互作用により、何らかの力を発生しうる部分をいう。   Further, the magnetic field operating part refers to a part that can generate some force by interaction with an external magnetic field applied from an external magnetic field applying means.

この流体プリズムでは、外部磁場印加手段から磁場作用部に外部磁場が印加されることによる相互作用で、揺動可能な透明板が揺動し、両透明板のなす角度が変化する。このとき、両透明板間に配設された流体も透明板の揺動に追従する。このため、外部磁場の大きさ等を制御することで、両透明板のなす角度を任意に変化させることができる。したがって、両透明板のなす角度の変化に応じて、外部雰囲気と屈折率が異なる流体を通過する光線束の屈折角を変化させることができ、任意の角度のプリズムとすることが可能となる。また、外部磁場印加手段から磁場作用部に外部磁場が印加されることによる相互作用の方向を調整することで、この流体プリズムを通過する光線束が屈折する方向を変えることができる。   In this fluid prism, the oscillating transparent plate oscillates due to an interaction caused by applying an external magnetic field from the external magnetic field applying means to the magnetic field application unit, and the angle formed by both transparent plates changes. At this time, the fluid disposed between the transparent plates also follows the swinging of the transparent plates. For this reason, the angle formed by both transparent plates can be arbitrarily changed by controlling the magnitude of the external magnetic field and the like. Therefore, the refraction angle of the light beam passing through the fluid having a refractive index different from that of the external atmosphere can be changed according to the change of the angle formed by both transparent plates, and a prism having an arbitrary angle can be obtained. In addition, by adjusting the direction of interaction caused by applying an external magnetic field from the external magnetic field applying means to the magnetic field application unit, the direction in which the light beam passing through the fluid prism is refracted can be changed.

そして、この流体プリズムでは、外部磁場との相互作用で透明板を揺動させる磁場作用部が、揺動する透明板自体に一体的に設けられている。すなわち、可変機構の構成要素の一部が、揺動する透明板に一体的に設けられている。このため、可変機構の構成要素の全部を透明板と別体に設ける場合と比較して、流体プリズムの体格を小さくすることができる。また、磁場作用部が一体的に設けられた透明板自体に回転トルクを加えることができるため、透明板の角度を変化させる際の効率及び応答性が良くなる。   In this fluid prism, a magnetic field operating unit that swings the transparent plate by interaction with an external magnetic field is provided integrally with the swinging transparent plate itself. That is, some of the components of the variable mechanism are integrally provided on the swinging transparent plate. For this reason, the physique of a fluid prism can be made small compared with the case where all the components of a variable mechanism are provided separately from a transparent plate. In addition, since the rotational torque can be applied to the transparent plate itself provided with the magnetic field action unit integrally, the efficiency and responsiveness when changing the angle of the transparent plate are improved.

本発明の流体プリズムの好適な態様において、前記磁場作用部は所定のパターンで配設された導電路よりなるとともに、前記可変機構は該導電路に電流を通電可能な通電手段を備え、前記外部磁場印加手段からの外部磁場と前記導電路を流れる電流との相互作用により発生するローレンツ力が、揺動可能な前記透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与される。   In a preferred aspect of the fluid prism according to the present invention, the magnetic field action unit is composed of a conductive path arranged in a predetermined pattern, and the variable mechanism includes a current-carrying means capable of passing a current through the conductive path, Lorentz force generated by the interaction between the external magnetic field from the magnetic field applying means and the current flowing through the conductive path is applied to the transparent plate as rotational torque for swinging the swingable transparent plate.

この流体プリズムでは、揺動可能な透明板に所定のパターンで配設された導電路に電流と外部磁場とが重畳印加されることによりローレンツ力が発生し、このローレンツ力が揺動可能な透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与される。このため、導電路に重畳印加される電流及び外部磁場の方向や大きさを調整することで、所定の方向や大きさの前記ローレンツ力を発生させることができ、揺動可能な透明板を所定の方向や大きさで揺動させることが可能となる。   In this fluid prism, a Lorentz force is generated by applying a current and an external magnetic field superimposed on a conductive path arranged in a predetermined pattern on a swingable transparent plate, and this Lorentz force can be swung transparently. This is applied to the transparent plate as a rotational torque for swinging the plate. For this reason, the Lorentz force having a predetermined direction and magnitude can be generated by adjusting the direction and magnitude of the electric current and the external magnetic field superimposed and applied to the conductive path. Can be swung in the direction and size.

本発明の流体プリズムの好適な態様において、前記磁場作用部は所定のパターンで配設された磁性体部よりなり、前記外部磁場印加手段からの外部磁場と前記磁性体部との相互作用により発生する磁力が、揺動可能な前記透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与される。   In a preferred aspect of the fluid prism according to the present invention, the magnetic field action part is composed of a magnetic part arranged in a predetermined pattern, and is generated by the interaction between the external magnetic field from the external magnetic field applying means and the magnetic part. The magnetic force is applied to the transparent plate as a rotational torque for swinging the swingable transparent plate.

ここに、前記磁性体部とは、磁場内で磁化する磁性体により構成された部分をいい、この磁性体には、Fe、Co、Ni、GdやTb等が含まれる。この磁性体部が一体的に設けられた透明板は磁気異方性を有する。   Here, the magnetic body portion refers to a portion made of a magnetic body that is magnetized in a magnetic field, and this magnetic body includes Fe, Co, Ni, Gd, Tb, and the like. The transparent plate integrally provided with the magnetic body portion has magnetic anisotropy.

この流体プリズムでは、揺動可能な透明板に所定のパターンで配設された磁性体部に外部磁場が印加されることにより、外部磁場と磁性体部との相互作用により磁力が発生し、この磁力が揺動可能な透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与される。このため、磁性体部に印加される外部磁場の方向や大きさを調整することで(磁性体部自体が磁場を発生する場合は、外部磁場及び磁性体部が発生する磁場の方向や大きさを調整することで)、所定の方向や大きさの前記磁力を発生させることができ、揺動可能な透明板を所定の方向や大きさで揺動させることが可能となる。   In this fluid prism, an external magnetic field is applied to a magnetic body portion arranged in a predetermined pattern on a swingable transparent plate, thereby generating a magnetic force due to the interaction between the external magnetic field and the magnetic body portion. Magnetic force is applied to the transparent plate as a rotational torque for swinging the transparent plate. For this reason, by adjusting the direction and magnitude of the external magnetic field applied to the magnetic part (when the magnetic part itself generates a magnetic field, the direction and magnitude of the magnetic field generated by the external magnetic field and the magnetic part The magnetic force having a predetermined direction and size can be generated, and the swingable transparent plate can be swung in a predetermined direction and size.

例えば、一方の透明板に磁性体部を一体的に設けた場合は、他方の透明板からの距離が異なる少なくとも2カ所の位置に外部磁場印加手段を配設して、他方の透明板からの距離が異なる少なくとも2カ所の位置から磁性体部に外部磁場を印加することで、磁性体部が設けられた透明板を揺動させることができる。   For example, when the magnetic body part is integrally provided on one transparent plate, external magnetic field applying means are disposed at at least two positions at different distances from the other transparent plate, By applying an external magnetic field to the magnetic body portion from at least two positions with different distances, the transparent plate provided with the magnetic body portion can be swung.

本発明の流体プリズムは、一対の前記透明板のうち他方の前記透明板により構成された底部と、該底部と一体に形成された筒状部とを有する容器を備え、前記容器内に前記流体が収容されるとともに、該流体の表面に揺動可能な前記透明板が配設されている。 The fluid prism of the present invention includes a container having a bottom portion formed by the other transparent plate of the pair of transparent plates, and a cylindrical portion formed integrally with the bottom portion, and the fluid is contained in the container. The transparent plate is disposed on the surface of the fluid.

この流体プリズムでは、容器内に流体が収容されているので、流体が飛び散ったりすることを抑えることができる。また、この流体プリズムでは、前記流体として、外部雰囲気と屈折率の異なるとともに光を透過可能な気体を採用することができる。なお、流体として気体を採用する場合は、容器内に収容されその表面に揺動可能な透明板が配設される気体の密封性をフィルム等により確保する。   In this fluid prism, since the fluid is accommodated in the container, the fluid can be prevented from being scattered. In the fluid prism, a gas that has a refractive index different from that of the external atmosphere and can transmit light can be used as the fluid. In addition, when gas is employ | adopted as a fluid, the sealing property of the gas by which the transparent plate which is accommodated in the container and which can be rock | fluctuated is arrange | positioned is ensured with a film.

本発明の流体プリズムは、前記容器内に収容されるとともに、前記流体の表面に配設された揺動可能な前記透明板の該流体と反対側の面に配設された、該流体と屈折率が異なりかつ光を透過可能な第2流体を備えている。 Fluid prism of the present invention, while being accommodated before Symbol vessel disposed on a surface opposite to the fluid can oscillate the transparent plate disposed on the surface of the fluid, and the fluid The second fluid has a different refractive index and can transmit light.

この流体プリズムでは、互いに屈折率が異なり、かつ、外部雰囲気とも屈折率の異なる2種の流体の間に配設された透明板が揺動することで、両透明板のなす角度が変化することになる。このため、この流体プリズムを透過する光線束の屈折角を変化させる自由度が高まる。   In this fluid prism, the angle formed by the two transparent plates changes when the transparent plate arranged between two kinds of fluids having different refractive indexes and different refractive indexes in the external atmosphere is oscillated. become. For this reason, the freedom degree which changes the refraction angle of the light beam which permeate | transmits this fluid prism increases.

本発明の流体プリズムの好適な態様において、前記容器は前記筒状部の開口を密封して内部に密閉空間を形成する透明蓋部を有している。   In a preferred aspect of the fluid prism of the present invention, the container has a transparent lid portion that seals the opening of the cylindrical portion to form a sealed space therein.

この流体プリズムでは、流体が収容された容器が透明蓋部で密封されているので、流体が飛散することを確実に防ぐことができる。容器の密閉空間内には、前記流体の他に、空気を充填してもよいが、前記第2流体を充填することもできる。特に、前記流体及び前記第2流体として液体を採用し、これらを容器の密閉空間内に充填した場合は、流体及び第2流体の間に配設された透明板の揺動を安定化させることができる。   In this fluid prism, since the container in which the fluid is stored is sealed with the transparent lid portion, it is possible to reliably prevent the fluid from scattering. The sealed space of the container may be filled with air in addition to the fluid, but may be filled with the second fluid. In particular, when liquid is used as the fluid and the second fluid and these are filled in the sealed space of the container, the swing of the transparent plate disposed between the fluid and the second fluid is stabilized. Can do.

本発明の流体プリズムにおける前記流体は液体でも気体でも、いずれでもよい。ただし、前記流体として気体を採用した場合は、両前記透明板の間に気体を密封するための密封手段を設ける必要があることに鑑みれば、前記流体としては、液体を採用することが望ましい。   The fluid in the fluid prism of the present invention may be liquid or gas. However, when a gas is employed as the fluid, it is desirable to employ a liquid as the fluid in view of the need to provide a sealing means for sealing the gas between the transparent plates.

本発明の流体プリズムは、好適な態様において、定位置に保持される保持部を備え、揺動可能な前記透明板は、該保持部に対して一軸回り又は互いに直交する二軸回りに回動可能となるように、該保持部に支持されている。   In a preferred aspect, the fluid prism according to the present invention includes a holding portion held at a fixed position, and the swingable transparent plate rotates about one axis or two axes perpendicular to each other with respect to the holding portion. It is supported by the holding portion so as to be possible.

この流体プリズムでは、別部材や前記容器の筒状部等に保持される保持部に対して一軸回り又は互いに直交する二軸回りに回動可能となるように、揺動可能な透明板が保持部に支持されている。このため、透明板の揺動を安定化させることができる。また、保持部に対して互いに直交する二軸回りに回動可能となるように、揺動可能な透明板が保持部に支持されている場合は、揺動する透明板の揺動角度の他に揺動する方向も任意のものとすることができるので、この流体プリズムを透過する光線束が屈折する角度と方向を変化させることが可能となる。   In this fluid prism, a swingable transparent plate is held so that it can be rotated about one axis or about two axes orthogonal to each other with respect to a holding member held by another member or the cylindrical portion of the container. Supported by the department. For this reason, the swing of the transparent plate can be stabilized. In addition, when a swingable transparent plate is supported by the holding portion so as to be rotatable about two axes orthogonal to the holding portion, in addition to the swing angle of the swinging transparent plate, Since the direction in which the light beam oscillates can be arbitrarily set, it is possible to change the angle and direction in which the light beam transmitted through the fluid prism is refracted.

本発明の流体プリズムは、両透明板のなす角度を変化させる可変機構の構成要素の一部たる磁場作用部が透明板自体に一体的に設けられているので、流体プリズムの体格を小さくすることができるとともに、可変機構における効率及び応答性が良くなる。   In the fluid prism according to the present invention, since the magnetic field action part, which is a part of the component of the variable mechanism that changes the angle formed by the two transparent plates, is integrally provided on the transparent plate itself, the size of the fluid prism can be reduced. And the efficiency and responsiveness of the variable mechanism are improved.

したがって、本発明の流体プリズムを例えばカメラなどの光学機器に適用した場合に、応答性良くパン・チルトを行うことができる。また、パン・チルトを高速に行うことができれば、手ぶれ補正などへの応用も期待できる。   Therefore, when the fluid prism of the present invention is applied to an optical device such as a camera, panning and tilting can be performed with high responsiveness. If panning and tilting can be performed at high speed, application to camera shake correction and the like can be expected.

以下、本発明の流体プリズムの具体的な実施形態及び参考形態について、図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, specific embodiments and reference embodiments of the fluid prism of the present invention will be described with reference to the drawings.

参考形態1
図1〜図5に示される本参考形態は、本発明の流体プリズムを、ズーム機構をもつ光学機器に適用したものである。この光学機器はパン・チルト機構を有する。
( Reference form 1 )
In this reference embodiment shown in FIGS. 1 to 5, the fluid prism of the present invention is applied to an optical apparatus having a zoom mechanism. This optical apparatus has a pan / tilt mechanism.

この光学機器は、図1に示すように、多焦点レンズ1、第1ミラー2、第2ミラー(第2ミラー反射面部)3、撮像素子4及び第2ミラー移動手段(図略)を備えたズーム機構と、流体プリズム(液体プリズム)70とから構成されている。   As shown in FIG. 1, the optical apparatus includes a multifocal lens 1, a first mirror 2, a second mirror (second mirror reflecting surface) 3, an image sensor 4, and second mirror moving means (not shown). A zoom mechanism and a fluid prism (liquid prism) 70 are included.

多焦点レンズ1は、外周方向に向かうに従い多段階で焦点距離が長くなるように、焦点距離の異なるレンズ領域を同心状に組み合わせたものである。具体的には、多焦点レンズ1は焦点距離が異なる2つのレンズ領域15及び16からなり、レンズ領域15の方がレンズ領域16よりも焦点距離が短い。   The multifocal lens 1 is formed by concentrically combining lens regions having different focal lengths so that the focal length becomes longer in multiple steps toward the outer peripheral direction. Specifically, the multifocal lens 1 includes two lens regions 15 and 16 having different focal lengths, and the lens region 15 has a shorter focal length than the lens region 16.

第1及び第2ミラー2、3は不透明な通常のミラーである。第1ミラー2は、多焦点レンズ1の結像側であって多焦点レンズ1側に向いた第1ミラー反射面部を有している。第2ミラー3は、第1ミラー2及び多焦点レンズ1の間であって第1ミラー2の反射面側に向いた第2ミラー反射面部を有している。   The first and second mirrors 2 and 3 are ordinary opaque mirrors. The first mirror 2 has a first mirror reflection surface portion facing the multifocal lens 1 on the image forming side of the multifocal lens 1. The second mirror 3 has a second mirror reflecting surface portion between the first mirror 2 and the multifocal lens 1 and facing the reflecting surface side of the first mirror 2.

撮像素子4は、多焦点レンズ1の各レンズ領域15及び16を通過したそれぞれの光線束のうちの1以上を遮蔽乃至は透過させることで結像する位置(結像面)に配設されており、具体的には第1ミラー2の中央部に位置する。   The imaging element 4 is disposed at a position (imaging plane) where an image is formed by shielding or transmitting one or more of the light beams that have passed through the lens regions 15 and 16 of the multifocal lens 1. Specifically, it is located at the center of the first mirror 2.

また、第2ミラー3は、多焦点レンズ1の光軸と平行であってレンズ領域15を通過した光線束を遮蔽しない位置(図1(a))と、多焦点レンズ1の光軸と垂直であってレンズ領域15を通過した光線束を遮蔽するように挿入された位置(図1(b))との間で位置が切り替え可能である。第2ミラー移動手段は第2ミラー3を両者の位置の間で切り替える手段である。両者の間で切り替える方法としては第2ミラー3を強磁性体や強誘電体にて形成した上で磁場や電場を印加する方向を変化させることで行う手段や、静電力やローレンツ力を利用した手段が例示できる。   The second mirror 3 is parallel to the optical axis of the multifocal lens 1 and does not block the light beam that has passed through the lens region 15 (FIG. 1A), and is perpendicular to the optical axis of the multifocal lens 1. In addition, the position can be switched between the position (FIG. 1B) inserted so as to shield the light beam that has passed through the lens region 15. The second mirror moving means is means for switching the second mirror 3 between both positions. As a method for switching between them, the second mirror 3 is formed of a ferromagnetic material or a ferroelectric material, and a means for changing the direction of applying a magnetic field or an electric field, an electrostatic force or a Lorentz force is used. Means can be exemplified.

以下に焦点距離を切り替える方法を説明する。焦点距離を長くする場合には多焦点レンズ1のレンズ領域16を透過した光線束を利用するために、第2ミラー移動手段により第2ミラー3を挿入した状態(図1(b))にまで移動する。その結果、レンズ領域15を透過した光線束は第2ミラー3により遮蔽されるので、レンズ領域16を透過した光線束だけが第1ミラー2及び第2ミラー3を反射して結像面にある撮像素子4に結像する。反対に焦点距離を短くする場合にはレンズ領域15を透過した光線束を利用するために、第2ミラー移動手段により第2ミラー3を抜いた状態(図1(a))にまで移動する。その結果、レンズ領域15を透過した光線束は第2ミラー3により遮蔽されるのことなくそのまま結像面にある撮像素子4上に結像するのに対して、レンズ領域16を透過した光線束だけは第2ミラー3がないので、レンズ領域16から第1ミラー2を反射した後、そのまま多焦点レンズ1の物体側に向けてレンズ領域15を透過する。   A method for switching the focal length will be described below. When the focal length is increased, the second mirror 3 is inserted by the second mirror moving means (FIG. 1B) in order to use the light bundle transmitted through the lens region 16 of the multifocal lens 1. Moving. As a result, since the light beam that has passed through the lens region 15 is shielded by the second mirror 3, only the light beam that has passed through the lens region 16 reflects from the first mirror 2 and the second mirror 3 and is on the imaging plane. An image is formed on the image sensor 4. On the other hand, when the focal length is shortened, the second mirror moving means moves to the state in which the second mirror 3 is removed (FIG. 1A) in order to use the light bundle transmitted through the lens region 15. As a result, the light beam that has passed through the lens region 15 is imaged as it is on the image sensor 4 on the imaging surface without being shielded by the second mirror 3, whereas the light beam that has passed through the lens region 16. Since there is no second mirror 3 only, the first mirror 2 is reflected from the lens region 16 and then passes through the lens region 15 as it is toward the object side of the multifocal lens 1.

従って、レンズ領域15を透過した光線束はそのまま、レンズ領域16を透過した光線束は第1ミラー2及び第2ミラー3の間を焦点距離の相違を考慮した距離(1往復半)進ませることで、各レンズ領域15、16からの結像面が一致する。   Accordingly, the light beam transmitted through the lens region 15 is moved as it is, and the light beam transmitted through the lens region 16 is advanced between the first mirror 2 and the second mirror 3 by a distance (one reciprocal half) considering the difference in focal length. Thus, the image planes from the lens regions 15 and 16 coincide.

そして、この光学機器では、前記多焦点レンズ1の前記結像側に対して反対側近傍に、光線束を屈曲できる流体プリズム70が配設されている。なお、この流体プリズム70は、前記結像面の前記多焦点レンズ1側近傍に配設することもできる。   In this optical apparatus, a fluid prism 70 capable of bending a light bundle is disposed in the vicinity of the multifocal lens 1 on the opposite side to the imaging side. The fluid prism 70 can also be disposed near the multifocal lens 1 side of the imaging surface.

流体プリズム70は、図2〜図5に示されるように、底部としての第1透明板71及び第1透明板71と一体に形成された筒状部72よりなる容器73と、筒状部72の開口を密封して内部に密閉空間74を形成する透明蓋部75とを備えている。なお、筒状部72の形状は特に限定されず、円柱でも角柱でもよい。   As shown in FIGS. 2 to 5, the fluid prism 70 includes a first transparent plate 71 as a bottom portion, a container 73 including a cylindrical portion 72 formed integrally with the first transparent plate 71, and a cylindrical portion 72. And a transparent lid 75 that forms a sealed space 74 therein. In addition, the shape of the cylindrical part 72 is not specifically limited, A cylinder or a prism may be sufficient.

第1透明板71は、中央の大部分の領域に、光を透過可能な光透過部71aを有している。同様に、透明蓋部75は、中央の大部分の領域に、光を透過可能な光透過部75aを有している。これら光透過部71a及び75aは、MEMS製作により、シリコンをくり抜いた部分に透明樹脂を埋め込んで形成されている。   The first transparent plate 71 has a light transmission part 71a capable of transmitting light in the most central region. Similarly, the transparent lid portion 75 has a light transmission portion 75a capable of transmitting light in most of the central region. These light transmitting portions 71a and 75a are formed by embedding a transparent resin in a portion where silicon is hollowed out by MEMS fabrication.

容器73内の密閉空間74の一部には光を透過可能な透明液体76が収容され、この透明液体76の表面にジンバル77が配設されている。透明液体76の種類は、外部雰囲気と屈折率が異なるものであれば特に限定されないが、屈折率がより大きいもの、例えばマッチングオイルを採用することが望ましい。   A transparent liquid 76 capable of transmitting light is accommodated in a part of the sealed space 74 in the container 73, and a gimbal 77 is disposed on the surface of the transparent liquid 76. The type of the transparent liquid 76 is not particularly limited as long as it has a refractive index different from that of the external atmosphere, but it is desirable to use a material having a higher refractive index, for example, matching oil.

ジンバル77は、シリコンよりなる薄板からMEMSにより製作したもので、図3に示されるように、両端が互いに対向するように一対のCリング状のスリット77a、77aを形成することで、周縁保持部77bに対して、中央の円板部よりなる第2透明板78が一対の支持梁77c、77cにより一軸回りに回動可能に支持されている。ジンバル77の周縁保持部77bは、容器73の筒状部72に固定保持されている。また、第2透明板78は、中央の大部分の領域に、光を透過可能な光透過部78aを有している。   The gimbal 77 is manufactured by MEMS from a thin plate made of silicon, and as shown in FIG. 3, by forming a pair of C-ring shaped slits 77a and 77a so that both ends face each other, a peripheral holding portion With respect to 77b, the second transparent plate 78 made of a central disk portion is supported by a pair of support beams 77c and 77c so as to be rotatable about one axis. A peripheral edge holding portion 77 b of the gimbal 77 is fixedly held on the cylindrical portion 72 of the container 73. The second transparent plate 78 has a light transmission part 78a capable of transmitting light in most of the central region.

第1透明板71及び第2透明板78のうち、光線束が入射する側の第2透明板78には、可変機構80の一部を構成する磁場作用部としての電線(導電路)81が一体的に設けられている。この電線81は、MEMS製作により、第2透明板78の表面上に直接パターニングして形成したものである。電線81は、円板状の第2透明板78の外周縁部に沿って円弧状に配設されており、その両端部分は一方の支持梁77cの部分を通って、電線81に直流電流を通電するための通電手段82に接続されている。   Of the first transparent plate 71 and the second transparent plate 78, the second transparent plate 78 on the side on which the light beam enters is provided with an electric wire (conductive path) 81 as a magnetic field acting part constituting a part of the variable mechanism 80. It is provided integrally. This electric wire 81 is formed by patterning directly on the surface of the second transparent plate 78 by MEMS fabrication. The electric wire 81 is arranged in an arc shape along the outer peripheral edge of the disc-shaped second transparent plate 78, and both end portions thereof pass a direct current to the electric wire 81 through one support beam 77c. It is connected to energizing means 82 for energizing.

また、容器73の筒状部72の外側には、ジンバル77とほぼ同じ高さの位置で、電線81に外部磁場(静磁場)を印加するための一対の外部磁場印加手段83が配設されている。この一対の外部磁場印加手段83は、図3及び図5の左右方向に対向して配設されており、電場の向き(図5のA矢印方向)が、電線81を流れる直流電流の向き(図5のB矢印方向)に対して直角方向となるように、配設されている。これにより、通電手段82からの直流電流と、外部磁場印加手段83からの外部磁場とが電線81に重畳印加されることで、直流電流及び外部磁場の向きに応じた所定方向(図4のC矢印方向であって、互いに直交する直流電流及び外部磁場の向きにそれぞれ直交する方向。)のローレンツ力が第2透明板78に付与される。外部磁場印加手段83の種類としては特に限定されず、永久磁石や電磁石を採用することができる。   In addition, a pair of external magnetic field applying means 83 for applying an external magnetic field (static magnetic field) to the electric wire 81 is disposed outside the cylindrical portion 72 of the container 73 at a position substantially the same height as the gimbal 77. ing. The pair of external magnetic field applying means 83 are arranged to face in the left-right direction in FIGS. 3 and 5, and the direction of the electric field (the direction of the arrow A in FIG. 5) is the direction of the direct current flowing through the electric wire 81 ( They are arranged so as to be perpendicular to the direction of arrow B in FIG. As a result, the DC current from the energizing means 82 and the external magnetic field from the external magnetic field applying means 83 are applied to the electric wire 81 in a superimposed manner, so that a predetermined direction corresponding to the direction of the DC current and the external magnetic field (C in FIG. The Lorentz force is applied to the second transparent plate 78 in the direction of the arrows and perpendicular to the directions of the direct current and the external magnetic field. The type of the external magnetic field applying unit 83 is not particularly limited, and a permanent magnet or an electromagnet can be employed.

なお、電線81、通電手段82及び外部磁場印加手段83により可変機構80が構成される。また、容器73内の密閉空間74の残部には、空気が充填されている。   The variable mechanism 80 is configured by the electric wire 81, the energizing means 82, and the external magnetic field applying means 83. The remaining part of the sealed space 74 in the container 73 is filled with air.

この流体プリズム70では、揺動可能な第2透明板78に配設された電線81に通電手段82からの直流電流と外部磁場印加手段83からの外部磁場とが重畳印加されることにより所定方向のローレンツ力が発生し、このローレンツ力が揺動可能な第2透明板78を揺動させるための回転トルクとして第2透明板78に付与される。このため、電線81に重畳印加される直流電流及び外部磁場の大きさを調整することで、所定の大きさの前記ローレンツ力を発生させることができ、揺動可能な第2透明板78を所定の大きさで揺動させて、前記一軸回りに回転させることが可能となる。なお、通電手段82からの直流電流の向き又は外部磁場印加手段83からの外部磁場の向きを逆向きとすることで、第2透明板78を前記一軸回りに逆向きに回転させることができる。   In the fluid prism 70, a DC current from the energizing means 82 and an external magnetic field from the external magnetic field applying means 83 are superimposed and applied to the electric wire 81 disposed on the swingable second transparent plate 78 in a predetermined direction. Lorentz force is generated, and this Lorentz force is applied to the second transparent plate 78 as a rotational torque for swinging the second transparent plate 78 that can swing. Therefore, the Lorentz force having a predetermined magnitude can be generated by adjusting the magnitude of the direct current and the external magnetic field that are superimposed and applied to the electric wire 81, and the swingable second transparent plate 78 is predetermined. And can be rotated around the one axis. Note that the second transparent plate 78 can be rotated in the reverse direction about the one axis by setting the direction of the direct current from the energizing unit 82 or the direction of the external magnetic field from the external magnetic field applying unit 83 to the reverse direction.

したがって、この流体プリズム70では、第2透明板78を揺動させることで、第1及び第2透明板71及び78のなす角度を変化させることができ、第1及び第2透明板71及び78の間に配設された透明液体76も第2透明板78の揺動に追従する。このため、流体プリズム70の入射光は第2透明板78が揺動した方向と反対の方向に曲がる(図4のD矢印参照)。そして、第1及び第2透明板71及び78のなす角度の変化に応じて、外部雰囲気と屈折率が異なる透明液体76を通過する光線束の屈折角を変化させることができ、任意の角度のプリズムとすることが可能となる。   Therefore, in the fluid prism 70, the angle formed by the first and second transparent plates 71 and 78 can be changed by swinging the second transparent plate 78, and the first and second transparent plates 71 and 78 can be changed. The transparent liquid 76 disposed between the two also follows the swing of the second transparent plate 78. For this reason, the incident light of the fluid prism 70 bends in a direction opposite to the direction in which the second transparent plate 78 swings (see arrow D in FIG. 4). Then, according to the change in the angle formed by the first and second transparent plates 71 and 78, the refraction angle of the light beam passing through the transparent liquid 76 having a refractive index different from that of the external atmosphere can be changed. It becomes possible to use a prism.

また、通電手段82からの直流電流の向き又は外部磁場印加手段83からの外部磁場の向きを逆向きにして、第2透明板78を逆向きに回転させることで、屈折の方向を逆向きにすることができる。   Further, the direction of the direct current from the energizing means 82 or the direction of the external magnetic field from the external magnetic field applying means 83 is reversed, and the second transparent plate 78 is rotated in the reverse direction, so that the direction of refraction is reversed. can do.

そして、この流体プリズム70では、可変機構の構成要素の一部たる電線81が、揺動する第2透明板78自体に一体的に設けられている。このため、流体プリズム70の体格を小さくすることができ、また、第2透明板78の角度を変化させる際の効率及び応答性が良くなる。   In the fluid prism 70, the electric wire 81, which is a part of the components of the variable mechanism, is integrally provided on the swinging second transparent plate 78 itself. For this reason, the physique of the fluid prism 70 can be made small, and the efficiency and responsiveness when changing the angle of the second transparent plate 78 are improved.

また、この参考形態の光学機器によれば、流体プリズム70により、パン・チルト機構を以下のように実現できる。第2透明板78が多焦点レンズ1の入射光側(図1の上方)の面と平行である場合には入射光は特に曲がることなくそのまま多焦点レンズ1に入射する。第2透明板78を揺動させると、透明液体76が充填された領域がプリズムになり入射光が屈曲する。透明液体76の屈折率は、第1及び第2透明板71及び78の外部雰囲気たる空気の屈折率よりも大きくしているので、図1(b)のに示すように、入射光は第2透明板78を揺動させた方向と反対の方向に曲がる。第2透明板78の揺動の程度を制御することで入射光の屈曲の度合いを制御することができる。つまり、画角を変化させたい方向と反対に、第2透明板78を揺動することで、望む方向に画角を変化できる。 Further, according to the optical apparatus of this reference embodiment , the pan / tilt mechanism can be realized by the fluid prism 70 as follows. When the second transparent plate 78 is parallel to the surface of the multifocal lens 1 on the incident light side (upper side in FIG. 1), the incident light enters the multifocal lens 1 as it is without bending. When the second transparent plate 78 is swung, the region filled with the transparent liquid 76 becomes a prism and the incident light is bent. Since the refractive index of the transparent liquid 76 is larger than the refractive index of the air that is the external atmosphere of the first and second transparent plates 71 and 78, the incident light is the second light as shown in FIG. It bends in a direction opposite to the direction in which the transparent plate 78 is swung. The degree of bending of the incident light can be controlled by controlling the degree of swing of the second transparent plate 78. That is, the angle of view can be changed in a desired direction by swinging the second transparent plate 78 in the opposite direction to the direction of changing the angle of view.

この光学機器が備えるパン・チルト機構はズーム機構の長焦点側で特に有効である。すなわち、図1(b)に示すように、多焦点レンズ1の長焦点側を利用する場合には画角が小さくなるので、流体プリズム70によるパン・チルト機構が有用である。   The pan / tilt mechanism provided in this optical apparatus is particularly effective on the long focal side of the zoom mechanism. That is, as shown in FIG. 1B, when the long focal point side of the multifocal lens 1 is used, the angle of view becomes small, so the pan / tilt mechanism using the fluid prism 70 is useful.

実施形態1
図6に示す本実施形態は、流体プリズム70の変形例を示すものであり、前記参考形態1の流体プリズム70において、容器73内の密閉空間74の残部(透明液体76の表面に配設されたジンバル77の透明液体76と反対側の面)に、透明液体76と屈折率が異なりかつ光を透過可能な第2透明液体79を収容、配設したものである。
( Embodiment 1 )
This embodiment shown in FIG. 6 shows a modification of the fluid prism 70. In the fluid prism 70 of the reference embodiment 1 , the remaining portion of the sealed space 74 in the container 73 (disposed on the surface of the transparent liquid 76). The second transparent liquid 79 having a refractive index different from that of the transparent liquid 76 and capable of transmitting light is accommodated and disposed on the surface of the gimbal 77 opposite to the transparent liquid 76.

透明液体76及び第2透明液体79の種類や組み合わせは特に限定されないが、両者が混じり合って互いに拡散しないように、互いに混じり合わないものを採用することが望ましい。例えば、透明液体76として屈折率の大きなマッチングオイルを採用し、第2透明液体79としてマッチングオイルよりも屈折率が小さい水を採用することができる。これら透明液体76及び第2透明液体79は、容器73の密閉空間74内に充填されている。   The types and combinations of the transparent liquid 76 and the second transparent liquid 79 are not particularly limited, but it is desirable to employ liquids that do not mix with each other so that they do not mix and diffuse with each other. For example, matching oil having a large refractive index can be used as the transparent liquid 76, and water having a refractive index smaller than that of the matching oil can be used as the second transparent liquid 79. The transparent liquid 76 and the second transparent liquid 79 are filled in the sealed space 74 of the container 73.

このため、この流体プリズム70では、透明液体76及び第2透明液体79の間に配設された第2透明板78の揺動を安定化させることができる。また、流体プリズム70を透過する光線束の屈折角を変化させる自由度を高めることができる。   For this reason, in this fluid prism 70, the swing of the second transparent plate 78 disposed between the transparent liquid 76 and the second transparent liquid 79 can be stabilized. In addition, the degree of freedom of changing the refraction angle of the light beam transmitted through the fluid prism 70 can be increased.

また、第2透明液体79として、透明液体76と同程度の比重をもつ液体を充填することで、重力や慣性力などによる影響を低減させることが可能となる。   Further, by filling the second transparent liquid 79 with a liquid having a specific gravity similar to that of the transparent liquid 76, it is possible to reduce the influence of gravity, inertia force, and the like.

その他の構成及びそれによる作用効果は、前記参考形態1と同様である。 Other configurations and the operational effects thereof are the same as in the first embodiment .

参考形態2
図7に示す本参考形態は、流体プリズム70の変形例を示すものであり、前記参考形態1の流体プリズム70において、第1透明板71を前記光学機器に固定保持し、この第1透明板71の上に表面張力により透明液体76を配置するとともに、この透明液体76の表面に前記ジンバル77を配設したものである。このジンバル77の周縁保持部77bは、前記光学機器に固定保持されている。
( Reference form 2 )
This reference form shown in FIG. 7 shows a modification of the fluid prism 70. In the fluid prism 70 of the reference form 1 , the first transparent plate 71 is fixedly held on the optical device, and the first transparent plate. A transparent liquid 76 is disposed on the surface 71 by surface tension, and the gimbal 77 is disposed on the surface of the transparent liquid 76. A peripheral edge holding portion 77b of the gimbal 77 is fixedly held by the optical device.

この流体プリズム70は、前記容器73及び前記透明蓋部75が不要であるため、構造の簡素化を図ることができる。   Since the fluid prism 70 does not require the container 73 and the transparent lid 75, the structure can be simplified.

その他の構成及びそれによる作用効果は、前記参考形態1と同様である。 Other configurations and the operational effects thereof are the same as in the first embodiment .

ここに、前記実施形態1及び前記参考形態1,2において、図8に示されるように、ジンバル77の構成を変更し、両端が互いに対向する他の一対のCリング状スリット77a’及び一対の支持梁77c’、77c’を追加して、周縁保持部77bに対して第2透明板78を互いに直交する2軸回りに回動可能に支持させ、他の一対の外部磁場印加手段83’をもう一組追加するとともに、前記通電手段82とは逆向きの直流電流を通電可能な他の通電手段82’を追加することで、第2透明板78を任意の方向に揺動させることができ、プリズムを通過する光線束の屈曲方向に任意の方向に変化させることが可能となる。 Here, in Embodiment 1 and Reference Embodiments 1 and 2 , as shown in FIG. 8, the configuration of the gimbal 77 is changed, and another pair of C ring-shaped slits 77a ′ and a pair of opposite ends facing each other. Support beams 77c ′ and 77c ′ are added to support the second transparent plate 78 so as to be rotatable about two axes orthogonal to each other with respect to the peripheral edge holding portion 77b, and another pair of external magnetic field applying means 83 ′ is provided. The second transparent plate 78 can be swung in an arbitrary direction by adding another set and adding another energizing unit 82 'capable of energizing a direct current in the direction opposite to the energizing unit 82. It becomes possible to change the direction of bending of the light beam passing through the prism in an arbitrary direction.

参考形態3
図9〜図11に示す本参考形態は、流体プリズム70の変形例を示すものであり、前記参考形態1の流体プリズム70において、磁場作用部として前記電線81の代わりに磁性体部84を採用したものである。
( Reference form 3 )
The reference embodiment shown in FIGS. 9 to 11 shows a modification of the fluid prism 70. In the fluid prism 70 of the reference embodiment 1 , a magnetic body portion 84 is employed instead of the electric wire 81 as a magnetic field acting portion. It is a thing.

すなわち、この流体プリズムでは、前記第2透明板78の外周縁部に環状の磁性体部84がMEMS製作により一体的に設けられており、この磁性体部84が設けられた第2透明板78は磁気異方性を有している。磁性体部84としては、好適にはFe、CoやNiなどの磁性薄膜とすることができる。   That is, in this fluid prism, an annular magnetic body portion 84 is integrally provided at the outer peripheral edge portion of the second transparent plate 78 by MEMS fabrication, and the second transparent plate 78 provided with the magnetic body portion 84 is provided. Has magnetic anisotropy. The magnetic body portion 84 can be preferably a magnetic thin film such as Fe, Co, or Ni.

また、図9に示されるように、前記容器73の前記筒状部72の一辺側(図9〜図11の左側。以下、同様。)の外面の、ジンバル77より少し低い位置と、前記筒状部72の該一辺と対向する他辺側(図9〜図11の右側。以下、同様)の外面の、ジンバル77より少し高い位置とには、2個一対の第1外部磁場印加手段83a、83aが配設されている。また、前記筒状部72の前記一辺側の外面の、ジンバル77より少し高い位置と、前記筒状部72の前記他辺側の外面の、ジンバル77より少し低い位置とには、2個一対の第2外部磁場印加手段83b、83bが配設されている。   Further, as shown in FIG. 9, a position slightly lower than the gimbal 77 on the outer surface of one side of the cylindrical portion 72 of the container 73 (the left side of FIGS. 9 to 11, the same applies hereinafter), and the cylinder Two pairs of first external magnetic field applying means 83a are located at a position slightly higher than the gimbal 77 on the outer surface of the other side (the right side in FIGS. 83a. Further, a pair of the outer surface on the one side of the cylindrical part 72 slightly higher than the gimbal 77 and a position slightly lower than the gimbal 77 on the outer surface on the other side of the cylindrical part 72 Second external magnetic field applying means 83b and 83b are provided.

これら第1外部磁場印加手段83a、83a及び第2外部磁場印加手段83b、83bは電磁石よりなる。   These first external magnetic field applying means 83a and 83a and second external magnetic field applying means 83b and 83b are made of electromagnets.

この流体プリズムでは、例えば、第1外部磁場印加手段83a、83aへの通電により、前記筒状部72の前記一辺側のジンバル77より少し低い位置から前記筒状部72の前記他辺側のジンバル77より少し高い位置に向かう図11のE矢印方向の外部磁場を発生させて、この外部磁場を磁性体部84に印加すれば、磁力によって第2透明板78を揺動させて外部磁場と同方向に傾けることができる(図11参照)。また、第2外部磁場印加手段83b、83bへの通電により、前記筒状部72の前記他辺側のジンバル77より少し低い位置から前記筒状部72の前記一辺側のジンバル77より少し高い位置に向かう外部磁場を発生させて、この外部磁場を磁性体部84に印加すれば、磁力によって第2透明板78を揺動させて外部磁場と同方向(図11とは逆側)に傾けることができる。   In this fluid prism, for example, when the first external magnetic field applying units 83a and 83a are energized, a gimbal on the other side of the cylindrical part 72 is positioned slightly lower than the gimbal 77 on the one side of the cylindrical part 72. When an external magnetic field in the direction of arrow E in FIG. It can be tilted in the direction (see FIG. 11). Further, by energizing the second external magnetic field applying means 83b and 83b, a position slightly higher than the gimbal 77 on the other side of the cylindrical portion 72 and a position slightly higher than the gimbal 77 on the one side of the cylindrical portion 72. When the external magnetic field is generated and applied to the magnetic body portion 84, the second transparent plate 78 is swung by the magnetic force and tilted in the same direction as the external magnetic field (on the opposite side to FIG. 11). Can do.

その他の構成及びそれによる作用効果は、前記参考形態1と同様である。 Other configurations and the operational effects thereof are the same as in the first embodiment .

ここに、磁場作用部として磁性体部84を第2透明板78に一体的に設けた参考形態3においても、磁場作用部として電線81を第2透明板78に一体的に設けた前記参考形態1と同様、透明液体76と屈折率が異なる第2透明液体79を容器73内に充填、密封する前記実施形態1の構成や、前記容器73及び前記透明蓋部75をなくした前記参考形態2の構成を採用することが可能である。 Here, the reference embodiment of the magnetic body portion 84 also in the reference embodiment 3 provided integrally with the second transparent plate 78, the wire 81 as the magnetic field acting portion provided integrally with the second transparent plate 78 as the magnetic field acting section 1 , the configuration of the first embodiment in which the second transparent liquid 79 having a refractive index different from that of the transparent liquid 76 is filled and sealed in the container 73, and the reference embodiment 2 in which the container 73 and the transparent lid 75 are eliminated. It is possible to adopt the following configuration.

また、磁場作用部として磁性体部84を第2透明板78に一体的に設けた参考形態3においても、磁場作用部として電線81を第2透明板78に一体的に設けた前記参考形態1と同様、図12に示されるように、ジンバル77の構成を変更し、両端が互いに対向する他の一対のCリング状スリット77a’及び一対の支持梁77c’、77c’を追加して、周縁保持部77bに対して第2透明板78を互いに直交する2軸回りに回動可能に支持させるとともに、他の一対の第1外部磁場印加手段83a’、83a’及び他の一対の第2外部磁場印加手段83b’、83b’を追加することで、第2透明板78を任意の方向に揺動させることができ、プリズムを通過する光線束の屈曲方向に任意の方向に変化させることが可能となる。 Also in Reference Embodiment 3 provided integrally with the magnetic body portion 84 as a magnetic field acting section in the second transparent plate 78, the reference embodiment 1 the wire 81 as the magnetic field acting portion provided integrally with the second transparent plate 78 As shown in FIG. 12, the configuration of the gimbal 77 is changed, and another pair of C-ring slits 77a ′ and a pair of support beams 77c ′ and 77c ′ whose both ends are opposed to each other are added. The second transparent plate 78 is supported by the holding portion 77b so as to be rotatable about two axes orthogonal to each other, and the other pair of first external magnetic field applying means 83a ′ and 83a ′ and the other pair of second external parts. By adding the magnetic field applying means 83b ′ and 83b ′, the second transparent plate 78 can be swung in any direction, and can be changed in any direction in the bending direction of the light beam passing through the prism. It becomes.

さらに、前記実施形態1及び前記参考形態1〜3においては、流体として液体を採用する例について説明したが、第1透明板71及び第2透明板78間で密封性を確保すれば、外部雰囲気とは屈折率の異なる気体を流体の代わりに用いることもできる。なお、このとき第2透明板78を何らかの手段で揺動可能に保持する必要がある。 Further, in the first embodiment and the first to third embodiments , the example in which the liquid is used as the fluid has been described. However, if the sealing performance is ensured between the first transparent plate 71 and the second transparent plate 78, the external atmosphere A gas having a different refractive index may be used instead of the fluid. At this time, it is necessary to hold the second transparent plate 78 in a swingable manner by some means.

加えて、前記実施形態1及び前記参考形態1〜3においては、第1透明板71及び第2透明板78のうち、光線束が入射する側の第2透明板78を揺動可能とする例について説明したが、光線束が出射する側の第1透明板71を揺動可能にしたり、あるいは第1透明板71及び第2透明板78の双方を揺動可能にしたりすることもできる。 In addition, in the first embodiment and the first to third embodiments , the second transparent plate 78 on the side on which the light beam is incident can be swung among the first transparent plate 71 and the second transparent plate 78. However, the first transparent plate 71 on the side from which the light beam exits can be made swingable, or both the first transparent plate 71 and the second transparent plate 78 can be made swingable.

また、前記実施形態1及び前記参考形態1〜3においては、前記ジンバル77により第2透明板78を揺動可能に保持する例について説明したが、前記ジンバル77の構成を採用する代わりに、単に第2透明板78を透明液体76の表面に浮かせるだけでもよい。 Further, in the first embodiment and the first to third embodiments , the example in which the second transparent plate 78 is swingably held by the gimbal 77 has been described, but instead of adopting the configuration of the gimbal 77, simply The second transparent plate 78 may be simply floated on the surface of the transparent liquid 76.

参考形態1に係る光学機器の全体構成を示し、(a)はズーム機構が短焦点側にある状態の断面概略図であり、(b)はズーム機構が長焦点側にあり、かつ、流体プリズムによって光線束が屈折している状態を示す断面概略図である。 1 shows the overall configuration of an optical apparatus according to Reference Embodiment 1 , wherein (a) is a schematic cross-sectional view of a state in which the zoom mechanism is on the short focus side, and (b) is a fluid prism in which the zoom mechanism is on the long focus side. It is the cross-sectional schematic which shows the state in which the light beam is refracting by. 参考形態1に係り、流体プリズムの全体構成を示す断面概略図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the fluid prism according to Reference Form 1 ; 参考形態1に係り、図2における透明蓋部を図示略した状態を示す流体プリズムの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a fluid prism according to Reference Form 1 and showing a state in which a transparent lid portion in FIG. 2 is omitted. 参考形態1に係り、第2透明板が揺動して流体プリズムによって光線束が屈折している状態を示す断面概略図である。FIG. 6 is a schematic cross-sectional view illustrating a state in which the second transparent plate is swung and the light beam is refracted by the fluid prism according to the reference mode 1 ; 参考形態1に係り、図2における透明蓋部を図示略した状態であって、電線に電流を流すとともに外部磁場を印加した状態を示す流体プリズムの平面図である。FIG. 3 is a plan view of a fluid prism according to Reference Embodiment 1 in a state where a transparent lid portion in FIG. 2 is omitted, and a state in which an electric current is applied to an electric wire and an external magnetic field is applied. 実施形態1に係り、流体プリズムの全体構成を示す断面概略図である。 1 is a schematic cross-sectional view illustrating an overall configuration of a fluid prism according to Embodiment 1. FIG. 参考形態2に係り、流体プリズムの全体構成を示す断面概略図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of a fluid prism according to Reference Form 2 ; 実施形態1及び参考形態1,2の流体プリズムにおけるジンバルの変更例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the example of a change of the gimbal in the fluid prism of Embodiment 1 and Reference Embodiments 1 and 2 . 参考形態3に係り、流体プリズムの全体構成を示す断面概略図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of a fluid prism according to Reference Mode 3 . 参考形態3に係り、図9における透明蓋部を図示略した状態を示す流体プリズムの平面図である。FIG. 10 is a plan view of a fluid prism according to Reference Form 3 and showing a state in which a transparent lid portion in FIG. 9 is omitted. 参考形態3に係り、磁性体部に外部磁場を印加した状態を示す流体プリズムの断面概略図である。FIG. 10 is a schematic cross-sectional view of a fluid prism showing a state in which an external magnetic field is applied to a magnetic part according to Reference Mode 3 . 参考形態3の流体プリズムにおけるジンバルの変更例を模式的に示す平面図である。It is a top view which shows typically the example of a change of the gimbal in the fluid prism of the reference form 3 .

符号の説明Explanation of symbols

70…流体プリズム 71…第1透明板
72…筒状部 73…容器
74…密閉空間 75…透明蓋部
76…透明液体(流体) 77…ジンバル
78…第2透明板 79…第2透明液体(第2流体)
80…可変機構 81…電線(磁場作用部としての導電路)
82…通電手段 83…外部磁場印加手段
84…磁性体部(磁場作用部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 70 ... Fluid prism 71 ... 1st transparent plate 72 ... Cylindrical part 73 ... Container 74 ... Sealed space 75 ... Transparent cover part 76 ... Transparent liquid (fluid) 77 ... Gimbal 78 ... 2nd transparent plate 79 ... 2nd transparent liquid ( Second fluid)
80 ... Variable mechanism 81 ... Electric wire (conductive path as magnetic field operating part)
82: Energizing means 83 ... External magnetic field applying means 84 ... Magnetic body part (magnetic field action part)

Claims (5)

間隔をおいて対面配設されるとともに一方が揺動可能とされた一対の透明板と、
両前記透明板間に配設された、光を透過可能な流体と、
揺動可能な前記透明板を揺動させて両前記透明板のなす角度を変化させる可変機構とを備えた流体プリズムであって、
一対の前記透明板のうち他方の前記透明板により構成された底部と、該底部と一体に形成された筒状部とを有する容器を備え、該容器内に前記流体が収容されるとともに、該流体の表面に揺動可能な前記透明板が配設されており、
また、前記容器内に収容されるとともに、前記流体の表面に配設された揺動可能な前記透明板の該流体と反対側の面に配設された、該流体と屈折率が異なりかつ光を透過可能な第2流体を備え、
前記可変機構は、揺動可能な前記透明板に一体的に設けられた磁場作用部と、該磁場作用部に対して所定の方向から外部磁場を印加する外部磁場印加手段とを備え、該外部磁場印加手段から該磁場作用部に外部磁場が印加されることによる相互作用で、揺動可能な前記透明板を揺動させることを特徴とする流体プリズム。
A pair of transparent plates arranged facing each other at an interval and swingable on one side;
A fluid disposed between the transparent plates and capable of transmitting light;
A fluid prism having a variable mechanism that swings the swingable transparent plate to change an angle formed by both the transparent plates;
A container having a bottom formed by the other transparent plate of the pair of transparent plates and a cylindrical portion formed integrally with the bottom, the fluid being contained in the container, The transparent plate that can swing on the surface of the fluid is disposed,
In addition, the refractive index of the fluid is different from that of the fluid disposed in the container and disposed on the surface of the swingable transparent plate disposed on the surface of the fluid opposite to the fluid. A second fluid capable of passing through,
The variable mechanism includes a magnetic field application unit integrally provided on the swingable transparent plate, and an external magnetic field application unit that applies an external magnetic field to the magnetic field application unit from a predetermined direction. A fluid prism characterized in that the oscillating transparent plate is oscillated by an interaction caused by applying an external magnetic field from a magnetic field applying means to the magnetic field operating part.
前記磁場作用部は所定のパターンで配設された導電路よりなるとともに、前記可変機構は該導電路に電流を通電可能な通電手段を備え、
前記外部磁場印加手段からの外部磁場と前記導電路を流れる電流との相互作用により発生するローレンツ力が、揺動可能な前記透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与されることを特徴とする請求項1に記載の流体プリズム。
The magnetic field action part is composed of a conductive path arranged in a predetermined pattern, and the variable mechanism includes an energizing means capable of energizing the conductive path.
Lorentz force generated by the interaction between the external magnetic field from the external magnetic field applying means and the current flowing through the conductive path is applied to the transparent plate as a rotational torque for swinging the swingable transparent plate. The fluid prism according to claim 1.
前記磁場作用部は所定のパターンで配設された磁性体部よりなり、
前記外部磁場印加手段からの外部磁場と前記磁性体部との相互作用により発生する磁力が、揺動可能な前記透明板を揺動させるための回転トルクとして該透明板に付与されることを特徴とする請求項1に記載の流体プリズム。
The magnetic field action part is composed of a magnetic part arranged in a predetermined pattern,
The magnetic force generated by the interaction between the external magnetic field from the external magnetic field applying means and the magnetic body is applied to the transparent plate as a rotational torque for swinging the swingable transparent plate. The fluid prism according to claim 1.
前記容器は前記筒状部の開口を密封して内部に密閉空間を形成する透明蓋部を有していることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の流体プリズム。   The fluid prism according to claim 1, wherein the container has a transparent lid portion that seals the opening of the cylindrical portion to form a sealed space therein. 定位置に保持される保持部を備え、揺動可能な前記透明板は、該保持部に対して一軸回り又は互いに直交する二軸回りに回動可能となるように、該保持部に支持されていることを特徴とする請求項1〜のいずれかに記載の流体プリズム。 The swingable transparent plate having a holding portion held at a fixed position is supported by the holding portion so as to be rotatable about one axis or about two axes perpendicular to each other with respect to the holding portion. The fluid prism according to any one of claims 1 to 4 , wherein the fluid prism is provided.
JP2006010173A 2006-01-18 2006-01-18 Fluid prism Expired - Fee Related JP4674860B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006010173A JP4674860B2 (en) 2006-01-18 2006-01-18 Fluid prism

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006010173A JP4674860B2 (en) 2006-01-18 2006-01-18 Fluid prism

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007193022A JP2007193022A (en) 2007-08-02
JP4674860B2 true JP4674860B2 (en) 2011-04-20

Family

ID=38448778

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006010173A Expired - Fee Related JP4674860B2 (en) 2006-01-18 2006-01-18 Fluid prism

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4674860B2 (en)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4471220B2 (en) * 2006-01-18 2010-06-02 トヨタ自動車株式会社 Fluid prism
JP4645523B2 (en) * 2006-05-18 2011-03-09 株式会社ニコン Optical device, shake correction device, camera system, interchangeable lens, mobile phone

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670220A (en) * 1992-08-21 1994-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Camera shake preventing device
JPH1031240A (en) * 1996-07-15 1998-02-03 Tdk Corp Movable magnet type oscillation actuator for variable vertex angle prism device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0670220A (en) * 1992-08-21 1994-03-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd Camera shake preventing device
JPH1031240A (en) * 1996-07-15 1998-02-03 Tdk Corp Movable magnet type oscillation actuator for variable vertex angle prism device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2007193022A (en) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6831321B2 (en) Equipment for tilting optics, especially mirrors
US9417458B2 (en) Image stabilizing device and system for telescopic optical instruments
CN111273434B (en) Optical path shift device and image display apparatus
JP7438946B2 (en) Adjustable prism for optical image stabilization
TW201516463A (en) Optical scanner, image display device, head mount display, and head-up display
TWI322424B (en) Objective lens deiving apparatus
US20110228111A1 (en) Imaging module
JP4674860B2 (en) Fluid prism
JP2021099471A (en) Actuator, light scanning apparatus, and object detecting apparatus
JP3487527B2 (en) Light refraction device
JP2009109778A (en) Mirror device
JP2022136419A (en) Optical unit with shake correction function
JP4627040B2 (en) Zoom mechanism
JP2006279368A (en) Imaging unit
JP4674861B2 (en) Fluid prism
JP2021132416A (en) Actuator, optical scanner and article detecting device
JP2017184600A (en) Stage device
JP4614282B2 (en) Fluid prism
JP4471220B2 (en) Fluid prism
JP2005195639A (en) Planar type actuator
JPH1031240A (en) Movable magnet type oscillation actuator for variable vertex angle prism device
JP2005181395A (en) Light deflector
JPH10104677A (en) Shake correction lens device
JP2957884B2 (en) Cylindrical inner surface scanning type image recording device
KR102331643B1 (en) Scanning micromirror

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080417

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20100720

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100722

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101109

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20101221

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110113

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110121

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140204

Year of fee payment: 3

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees