JPH0611637A - 光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明はカムや歯車などの機械式の機構を
用いずにレンズの焦点合せを行えるようにした光学装置
を提供することにある。 【構成】 中空状の本体１と、レンズ４を保持し上記本
体内に収容されたレンズ筒３と、このレンズ筒の外周面
に設けられこの外周面と上記本体の内周面との間の空間
部を２つに隔別する突起５と、この突起により隔別され
た一方の空間部６ａと他方の空間部６ｂにそれぞれ流体
を供給し上記レンズ筒を上記本体に非接触状態で保持す
る第１のノズル孔７ａおよび第２のノズル孔７ｂと、上
記第１のノズル孔および第２のノズル孔に供給される流
体の圧力を制御する制御装置１２とを具備したことを特
徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明はレンズの焦点位置を制
御するための光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、カメラをはじめとする種々の
映像機器においては、レンズの焦点位置を制御する合焦
機構（ズーム機構）が用いられている。従来の合焦機構
はカムや歯車などを用いた機械式のものがほとんどであ
った。機械式の合焦機構は、部品自体の小形化および小
形化した部品の組立や調整に非常に高度な技術が必要と
されるため、それを小形化（機構全体の大きさが数mm程
度）するには限界があった。

【０００３】とくに、最近では血管や原子力発電装置の
冷却管などの細管内部を検査する、自走式の小型ロボッ
トが開発されている。このような自走式のロボットには
細管内部を観察するための観察光学系を搭載することが
要求される。その場合、観察光学系は、ロボットよりも
小型であることが要求されるから、この観察光学系に組
み込まれる上記合焦機構も上述したように小形であるこ
とが要求される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の合
焦機構は機械式であったので、小形化するには限界があ
あった。

【０００５】この発明は上記事情に基づきなされたもの
で、その目的とするところは、機械式の機構を用いずに
合焦機構を小形化できるようにした光学装置を提供する
ことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載された第
１の発明は、中空状の本体と、レンズを保持し上記本体
内に収容されたレンズ筒と、このレンズ筒の外周面に設
けられこの外周面と上記本体の内周面との間の空間部を
２つの隔別する突起と、この突起により隔別された一方
の一方の空間部と他方の空間部にそれぞれ流体を供給し
上記レンズ筒を上記本体に非接触状態で保持する第１の
流体軸受手段および第２の流体軸受手段と、上記第１の
流体軸受手段と第２の流体軸受手段とに供給される流体
の圧力を制御する制御手段とを具備したことを特徴とす
る。

【０００７】請求項２に記載された第２の発明は、中空
状の本体と、レンズを保持し上記本体内に収容されたレ
ンズ筒と、このレンス筒を上記本体内に非接触状態で保
持する流体軸受手段と、上記本体の内周面にその軸方向
に沿って分割されて設けられた複数の第１の電極と、上
記レンズ筒の外周面に設けられた第２の電極と、上記第
１の電極の１つと上記第２の電極との間に直流電圧を印
加して静電力を発生させその静電力で上記レンズ筒を軸
方向に移動させる制御手段とを具備しとことを特徴とす
る。

【０００８】請求項３に記載された第３の発明は、中空
状の本体と、レンズを保持し上記本体内に軸方向に沿っ
て移動自在に設けられたレンズ筒と、このレンズ筒を上
記本体内に保持したアクチュエータと、このアクチュエ
ータを制御して上記レンズ筒を上記本体の軸方向一端側
あるいは他端側に移動させる制御手段とを具備したこと
を特徴とする。

【０００９】請求項４に記載された第４の発明は、中空
状の本体と、レンズを保持し上記本体内に軸方向に沿っ
て移動自在に設けられたレンズ筒と、このレンズ筒の外
周面に形成されそこに磁性流体が収容される収容部と、
上記本体の一端側と他端側とにそれぞれ設けられた第１
の電磁石および第２の電磁石と、上記第１の電磁石ある
いは第２の電磁石に通電して上記磁性流体を吸引するこ
とで上記レンズ筒を軸方向に移動させる制御手段とを具
備したことを特徴とする。

【００１０】請求項７に記載された第５の発明は、中空
状の本体と、この本体に所定の間隔で対向して保持され
上記本体内に空間部を形成した一対の固定レンズと、可
動レンズを保持し上記本体内の上記固定レンズ間の空間
部に上記本体の軸方向に沿って移動自在に設けられたレ
ンズ筒と、上記可動レンズによって２つに隔別された上
記空間部の少なくとも一方に収容された電圧を印加する
ことで体積が変化する体積可変物質と、上記可動レンズ
と一方の固定レンズとの対向する面にそれぞれ設けられ
た電極と、この電極に電圧を印加して上記空間部に収容
され体積可変物質の体積を変化させる制御手段とを具備
したことを特徴とする。

【００１１】請求項８に記載された第６の発明は、内部
に複数のレンズが保持されたレンズ筒と、上記複数のレ
ンズによって上記レンズ筒内にほぼ同じ容積となるよう
軸方向に対して隔別形成された第１の空間部および第２
の空間部と、上記第１の空間部と第２の空間部とに連通
して設けられどちらか一方の空間部に所定の屈折率の流
体を選択的に流入させる供給切換え手段とを具備したこ
とを特徴とする。

【００１２】請求項９に記載された第７の発明は、レン
ズ筒と、このレンズ筒に離間対向して保持された変形自
在な柔軟な材料からなる一対のレンズ部材と、これらレ
ンズ部材の対向する面にそれぞれ設けられた電極と、こ
れら電極に電圧を印加して電極間に静電吸引力を生じさ
せる制御手段とを具備したことを特徴とする光学装置。

【００１３】請求項１０に記載された第８の発明は、本
体と、内部にレンズを保持し上記本体内に収容されたレ
ンズ筒と、このレンズ筒の外周面と上記本体の内周面と
の間の空間部の周方向の複数箇所に設けられ駆動信号に
よって体積が膨脹あるいは収縮するアクチュエータと、
このアクチュエータを駆動して膨脹あるいは収縮させる
ことで上記レンズ筒を径方向に移動させ上記レンズを位
置決めする制御手段とを具備したことを特徴とする。

【００１４】

【作用】上記第１乃至第７の発明によれば、機械式の機
構によらずに、小形化が可能な合焦機構を提供すること
ができる。上記第８の発明によれば、小形な構造で、し
かも機械式の機構によらずにレンズの径方向の位置決
め、つまり光軸合せを行うことができる。

【００１５】

【実施例】以下、この発明の実施例を図面を参照して説
明する。

【００１６】図１に示すこの発明の第１の実施例は、た
とえばロボットの観察装置などに用いられる光学装置を
示し、同図中１は円筒状をなした本体である。この本体
１の内周面には凹部２が形成されている。この凹部２
は、上記本体１の軸方向の両端部を除く部分が、周方向
全長にわたって形成されている。

【００１７】上記本体１の内部には、外径寸法が上記本
体１の内径寸法に比べて小径なレンズ筒３が収容され
る。それによって、このレンズ筒３には、内部に複数の
レンズ４が保持されているととともに、外周面の軸方向
中途部には断面矩形状の突起５が全周にわたって形成さ
れている。この突起５の先端は上記凹部２内に入り込ん
でいる。それによって、上記本体１の内周面と上記レン
ズ筒３の外周面との間に、上記凹部２によって形成され
た空間部が第１の空間部６ａと第２の空間部６ｂとに隔
別されている。

【００１８】上記本体１には、上記第１の空間部６ａに
対応する部分の周壁に、その厚さ方向に貫通した複数の
第１のノズル孔７ａが周方向に所定間隔で穿設され、上
記第２の空間部６ｂに対応する部分の周壁に第２のノズ
ル孔７ｂが周方向の所定間隔で穿設されている。第１の
ノズル孔７ａは第１の供給管８ａを介して圧縮空気の供
給源９に接続され、上記第２のノズル孔７ｂは第２の供
給管８ｂを介して上記供給源９に接続されている。

【００１９】上記第１の供給管８ａの中途部には第１の
流量制御弁１１ａが設けられ、上記第２の供給管８ｂの
中途部には第２の流量制御弁１１ｂが設けられている。
上記第１の流量制御弁１１ａと第２の流量制御弁１１ｂ
とは制御装置１２からの駆動信号によってその開度が制
御されるようになっている。

【００２０】このような構成の光学装置によれば、制御
装置１２によって第１の流量制御弁１１ａと第２の流量
制御弁１１ｂとの開度が同じに設定されたのち、第１の
ノズル孔７ａと第２ノズル孔７ｂとを介して各空間部６
ａ、６ｂに圧縮空気が供給されると、その圧縮空気の圧
力によってレンズ４を保持したレンズ筒３が本体１に非
接触状態で保持される。

【００２１】上記レンズ筒３が上記本体１に非接触で保
持され状態において、上記第１の流量制御弁１１ａと第
２の流量制御弁１１ｂとの開度が制御装置１２によって
設定されると、その開度設定に応じて上記レンズ筒３が
軸方向に移動する。たとえば、第１の流量制御弁１１ａ
の開度が第２の流量制御弁１１ｂの開度よりも大きく設
定されると、第１の空間部６ａの圧力が第２の空間部６
ｂの圧力よりも高くなる。つまり、レンズ筒３の突起５
の第１の空間部６ａ側に向いた一側面に作用する圧力
が、第２の空間部６ｂ側に向いた他側面に作用する圧力
よりも高くなる。

【００２２】したがって、その圧力差により、上記レン
ズ筒３は矢印Ｘで示す方向に移動する。上記レンズ筒３
がＸ方向に移動すれば、このレンズ筒３に保持された複
数のレンズ４がなす焦点位置がＦからＸ方向へ移動す
る。そして、その焦点位置が、たとえばＦからｆへと移
動したときに、上記制御装置１２によって第１の空間部
６ａと第２の空間部６ｂとに供給される圧縮空気の流量
が同じになるよう、上記第１、第２の流量制御弁１１
ａ、１１ｂの開度を制御すれば、その位置で上記レンズ
筒３が位置決め保持されることになる。

【００２３】すなわち、上記構成の光学装置によれば、
本体１とレンズ筒３との間に形成される空間部を第１の
空間部６ａと第２の空間部６ｂとに隔別し、各空間部に
供給される圧縮空気の流量を制御することで、上記レン
ズ筒３に保持されたレンズ４がなす焦点位置を変えるよ
うにしたから、機械式の合焦機構に比べて構成の簡略化
や制作の容易化を計るなどのことができる。しかも、第
１の空間部６ａと第２の空間部６ｂとに供給される圧縮
空気の圧力を制御することで、レンズ筒３のＸ方向の位
置決めを無段階に行えるから、複数のレンズ４の焦点位
置も無段階に調節することができる。

【００２４】図２はこの発明の第２の実施例を示す。こ
の実施例は本体１の軸方向中途部に複数のノズル孔１５
が周方向に所定間隔で穿設されている。このノズル孔１
５は流量制御弁１６を介して圧縮空気の供給源９に接続
され、所定の圧力の圧縮空気を噴出するようになってい
る。上記流量制御弁１６は制御装置１２からの制御信号
によって開度が制御されるようになっている。

【００２５】上記本体１内にはレンズ筒３ａが挿入され
ている。このレンズ筒３ａは上記ノズル孔１５から噴出
する圧縮空気の圧力によって上記本体１内に非接触状態
で保持されるようになっている。

【００２６】上記本体２の内周面には一対の第１の電極
１７ａ、１７ｂが軸方向に所定の間隔で離間して帯状に
設けられ、上記レンズ筒３の外周面の軸方向中途部には
第２の電極１８が設けられている。第２の電極１８の幅
寸法は、一対の第１の電極１７ａ、１７ｂの間隔よりも
わずかに大きく設定されている。

【００２７】上記一対の第１の電極１７ａ、１７ｂは切
換えスイッチ１９を介して制御装置１２に内蔵された図
示しない電源部に接続されている。上記切換えスイッチ
１９は第１の接点部１９ａと第２の接点部１９ｂとを有
し、上記制御装置１２によって切換え制御されるように
なっている。切換えスイッチ１９が切換え制御される
と、一対の第１の電極１７ａ、１７ｂのいずれか一方に
給電される。

【００２８】上記制御装置１２に内蔵された電源部は直
流、交流のいずれであってもよいが、この実施例では直
流電源が用いられ、一対の第１の電極１７ａ、１７ｂに
はプラスの電圧が印加され、第２の電極１８にはマイナ
スの電圧が印加されるようになっている。それによっ
て、第１、第２の電極間には静電力が発生するようにな
っている。

【００２９】このような構成の光学装置において、レン
ズ筒３ａがノズル孔１５から噴出される圧縮空気によっ
て本体１内に非接触で支持されている状態において、上
記レンズ筒３ａを図２に矢印Ｘで示す方向に移動させる
には、制御装置１２によって切換えスイッチ１９を駆動
し、その第１の接点部１９ａを閉じると、本体１の内周
面に設けられた一対の第１の電極１７ａ、１７ｂのＸ方
向側に位置する一方の第１の電極１７ａにプラスの電圧
が印加され、また上記レンズ筒３ａに設けられた第２の
電極１８にはマイナスの電圧が印加される。それによっ
て、これら電極１７ａ、１８間には静電力が発生するか
ら、その静電力によって第２の電極１８を介してレンズ
筒３ａが上記一方の第１の電極１７ａに対向する位置ま
で移動し、レンズ筒３ａに保持されたレンズ４がなす焦
点を図２にＦで示す位置に設定することができる。

【００３０】つぎに、上記光学装置の焦点位置を変える
場合には、制御装置１２によって上記切換えスイッチ１
９の第１の接点部１９ａを開き、第２の接点部１９ｂを
閉じる。それによって、一方の第１の電極１７ａに印加
されていたプラスの電圧が他方の第１の電極１７ｂに切
換えられるから、その他方の第１の電極１７ｂと第２の
電極１８との間に静電力が発生する。したがって、レン
ズ筒３ａは、上記第２の電極１８が他方の第１の電極１
７ｂに対向する位置まで移動することになるから、レン
ズ筒３に保持されたレンズ４がなす焦点位置も、図２に
示すようにＦからｆへと移動することになる。

【００３１】すなわち、この第２の実施例によれば、第
１の電極１７ａ、１７ｂのいずれか一方と第２の電極１
８との間に発生する静電力によってレンズ筒３ａを駆動
することができる。

【００３２】図３はこの発明の第３の実施例を示す。こ
の実施例は本体１の両端面に、内径寸法が上記本体１の
内径寸法よりも小さなリング２１が設けられている。上
記本体１内にはレンズ４を保持したレンズ筒３ｂがスラ
イド自在に収納保持されている。このレンズ筒３ｂの一
側面と一方のリング２１の内面との間には形状記憶合金
によって形成された第１のコイルばね２２が設けられ、
他側面と他方のリング２１との間には同じく形状記憶合
金によって形成された第２のコイルばね２３が設けられ
ている。

【００３３】上記一方のコイルばね２２の一端は切換え
スイッチ１９の第１の接点部１９ａに接続され、他方の
コイルばね２３の一端は第２の接点部１９ｂに接続され
ている。各コイルばね２２、２３の他端はそれぞれアー
スされている。上記切換えスイッチ１９は制御装置１２
によって切換え制御される。図３に示すように上記切換
えスッチ１９が第１の接点部１９ａ側に導通すると、上
記第１のコイルばね２２が通電加熱され、鎖線で示すよ
うに第２の接点部１９ｂ側に導通すると、上記第２のコ
イルばね２３が通電加熱されるようになっている。

【００３４】各コイルばね２２、２３は所定温度以上に
加熱されると、その軸方向に伸長するよう、予め形状が
記憶されている。したがって、上記切換えスイッチ１９
が第１の接点部１９ａ側に導通すると、第１のコイルば
ね２２が通電加熱されて伸長するから、レンズ４を保持
したレンズ筒３ｂは図中−Ｘで示す方向に移動する。

【００３５】上記切換えスッチ１９を切換えて第２の接
点部１９ｂ側に導通させれば、第２のコイルばね２３が
伸長するから、レンズ筒３ｂは＋Ｘ方向に移動すること
になる。すなわち、第１のコイルばね２２あるいは第２
のコイルばね２３のいずれかに選択的に通電すること
で、レンズ４をレンズ筒３ｂとともにその光軸方向に移
動させることができるから、上記レンズ４の焦点位置を
制御することができる。

【００３６】図４はこの発明の第４の実施例を示す。こ
の実施例は、本体１内に、レンズ４を保持したレンズ筒
３ｃが一対の板ばね２５によって保持されている。つま
り、この板ばね２５はリング状に形成され、その内周側
の一端が上記レンズ筒３ｃの外面に接合され、外周側の
他端が上記本体１に連結されている。この板ばね２５は
形状記憶合金によって形成されていて、所定温度以上に
加熱することで変形してレンズ筒３ｃを図４にＸで示す
方向に変位させるようになっている。

【００３７】一対の板ばね２５はスイッチ２６を介して
制御装置１２に接続されている。この制御装置１２によ
って上記スイッチ２６を閉成すれば、上記板ばね２５を
所定温度以上に通電加熱できるようになっている。

【００３８】したがって、上記制御装置１２により、ス
イッチ２６を閉じ、板ばね２５を通電加熱して変形させ
れば、レンズ筒３ｃを＋Ｘ方向に変位させてレンズ４の
焦点位置を変えることができる。

【００３９】なお、この第４の実施例において、一対の
板ばね２５を別々に通電加熱できるようにするととも
に、一方の板ばね２５が＋Ｘ方向に変形し、他方の板ば
ね２５が−Ｘ方向に変形するよう形状を記憶させておけ
ば、一対の板ばね２５のどちらか一方を選択的に通電加
熱することで、レンズ４を＋Ｘ方向あるいは−Ｘ方向に
変位させることができる。

【００４０】図５はこの発明の第５の実施例を示す。こ
の実施例は本体１の軸方向一端面にはリング状をなした
第１の電磁コイル２８が設けられ、他端面には同じくリ
ング状の第２の電磁コイル２９が設けられている。上記
本体１内には複数のレンズ４を保持したレンズ筒３ｄが
収容されている。このレンズ筒３ｄの外周面には一対の
環状壁３１が所定間隔で突設されて、これら環状壁３１
によって上記レンズ筒３ｄの外周面に収容部３２を形成
している。この収容部３２にはたとえば磁性流体のよう
な磁性体３３が収容されている。

【００４１】上記第１の電磁コイル２８は切換えスイッ
チ１９の第１の接点部１９ａに接続され、上記第２の電
磁コイル２９は第２の接点部１９ｂに接続されている。
上記切換えスイッチ１９は制御装置１２によって切換え
制御させるようになっている。

【００４２】上記第１の接点部１９ａが閉じられると、
第１の電磁コイル２８に通電されて電磁力が発生し、そ
の電磁力によって上記収容部３２に収容された磁性体３
３が吸引される。磁性体３３は上記収容部３２から流出
不能になっている。それによって、磁性流体３３が吸引
されることで、レンズ筒３ｄが＋Ｘ方向に移動する。

【００４３】上記切換えスイッチ１９を切換えて第２の
接点部１９ｂを閉じれば、第２の電磁コイル２９に通電
されて電磁力が発生するから、この第２の電磁コイル２
９に磁性流体３３が吸引される。したがって、レンズ筒
３ｄは先程とは逆方向である−Ｘ方向に変位することに
なる。

【００４４】図６は上記第５の実施例の変形例を示す第
６の実施例である。この実施例は、レンズ筒３ｄの外周
面に断面Ｖ字状の凹部からなる収容部３２ａを形成し、
そこに磁性流体３３を収容するようにしたものである。

【００４５】上記第５、第６の実施例において、レンズ
筒３ｄは本体１に磁性流体３３によって非接触状態で移
動自在に保持されるが、図７あるいは図８に示すような
手段によって保持するようにしてもよい。

【００４６】すなわち、図７（ａ）、（ｂ）はこの発明
の第７の実施例を示し、この実施例は本体１の内周面に
第１の磁性膜３５を全周にわたって設け、レンズ筒３ｄ
の外周面には第２の磁性膜３６を同じく全周にわたって
設ける。第１の磁性膜３５と第２の磁性膜３６とは同じ
極性に磁化されている。したがって、上記レンズ筒３ｄ
は、第１の磁性膜３５と第２の磁性膜３６との磁気反発
力によって上記本体１内に非接触状態で保持される。

【００４７】図８はこの発明の第８の実施例を示す。こ
の実施例は本体１の内周面に設けられる第１の磁性膜３
５ａは周方向に複数に分割され、レンズ筒３ｄの外周面
に設けられる第２の磁性膜３６ａも、上記第１の磁性膜
３５と同様、周方向に複数に分割されている。第２の磁
性膜３６ａは第１の磁性膜３５ａの間に位置するよう、
上記レンズ筒３ｄの周方向の回転位置が設定されてい
る。

【００４８】このように、各磁性膜３５ａ、３６ａを分
割すれば、１つの第２の磁性膜３６ａと２つの第１の磁
性膜３５ａとの間に磁気反発力が発生するから、上記レ
ンズ筒３ｄが周方向に回転するのが規制されることにな
る。図９（ａ）〜（ｃ）はそれぞれレンズ４の焦点位置
を制御することができる光学装置を示すこの発明の第９
の実施例である。

【００４９】図９（ａ）はレンズ４を保持したレンズ筒
３ｅは光歪素子からなる第１のアクチュエータ４１を介
して第１の固定部４２に取付けられている。上記レンズ
４の出射方向には固体撮像素子４３が、同じく光歪素子
からなる第２のアクチュエータ４４を介して第２の固定
部４５に取付けられている。この第２の固定部４５の後
方には光源４６が配設されれいる。この光源４６を点灯
すれば、上記第１、第２のアクチュエータ４１、４４を
照射し、これらに歪みを生じさせることができる。

【００５０】光源４６によって各アクチュエータ４１、
４４に光を照射したとき、これらアクチュエータに生じ
る歪み量が異なるよう、各アクチュエータの形状などを
設定しておけば、光照射時と非照射時とにおけるレンズ
４と固体撮像素子４３との間隔を制御することができ
る。したがって、このような構成によれば、レンズ４の
結像位置を固体撮像素子４３の撮像面上に位置するよ
う、精密な位置決め調整が可能となる。

【００５１】なお、この実施例において、第１のアクチ
ュエータ４１と第２のアクチュエータ４４とを別々の光
源で照射できるようにすれば、レンズ４と固体撮像素子
４３との位置決め調整をさらに高精度に行うことが可能
となる。

【００５２】図９（ｂ）は固体撮像素子４３だけを第２
のアクチュエータ４４によって変位させることができる
ようにしたものであり、図９（ｃ）はレンズ４だけを第
１のアクチュエータ４１によって変位させることができ
るようにしたものである。

【００５３】図１０（ａ）、（ｂ）はこの発明の第１０
の実施例を示す。図１０（ａ）は本体１などの固定部５
１にレンズ筒３ｆが周方向に所定間隔で設けられたアク
チュエータ５２によって取付けられている。各アクチュ
エータ５２は形状記憶合金あるいは光歪素子などによっ
て形成されていて、図に矢印で示す径方向に伸縮するよ
うになっている。

【００５４】上記レンズ筒３ｆは径方向に弾性的に変形
可能に形成され、このレンズ筒３ｆには、合成樹脂など
によって弾性的に変形可能に形成されたレンズ４ａが一
体的に保持されている。したがって、上記アクチュエー
タ５２を径方向に伸縮させることで、レンズ４ａを図に
実線と鎖線で示すようにその厚さ変えることができる。

【００５５】上記レンズ４ａが図１０（ａ）に実線で示
すように変形する前の状態においては、その焦点位置が
Ｆとなっている。上記アクチュエータ５２を作動させて
レンズ４ａを図に鎖線で示すように変形させれば、その
焦点をＦからｆへ変えることができる。すなわち、上記
構成によれば、レンズ４ａの厚さを変えることで、その
焦点距離を調整することができる。

【００５６】図１０（ｂ）は、図１０（ａ）とほぼ同じ
構成であるが、レンズ筒３ｇの軸方向一端は第１のアク
チュエータ５２ａによって固定部５１に取付けられ、こ
の第１のアクチュエータ５２ａと周方向に約１８０度ず
れた位置における軸方向他端は第２のアクチュエータ５
２ｂによって上記固定部５１に取付けられている。上記
レンズ筒３ｇおよびこのレンズ筒３ｇに保持されたレン
ズ４は構造や材質において弾性変形することのないよう
に形成されている。

【００５７】このような構成において、第１のアクチュ
エータ５２ａと第２のアクチュエータ５２ｂとを作動さ
せて伸長させると、レンズ筒３ｇはその一端側が第１の
アクチュエータ５２ａによって押し上げられ、他端が第
２のアクチュエータ５２ｂによって押し下げられるか
ら、その軸線がＯからＯ₁ へ傾く。それによって、上記
レンズ筒３ｇに保持されたレンズ４の光軸も傾くから、
その焦点が光軸Ｏ上のＦから光軸Ｏ₁ 上のｆへと変化す
る。つまり、この実施例によれば、レンズ４の光軸の方
向を制御することができる。

【００５８】図１１はこの発明の第１１の実施例を示
す。この実施例は固定部５５の端面５５ａに断面Ｕ字状
の複数のばね５６の一端が固定されている。各ばね５６
の他端外面にはレンズ４を保持するためのレンズ筒３ｈ
が取付けられている。

【００５９】上記各ばね５６の一端と他端との間には形
状記憶合金によって形成されたアクチュエータ５７が張
設されている。各アクチュエータ５７はそれぞれ一対の
端子５８を介して図示しない電源により通電加熱できる
ようになっている。アクチュエータ５７は所定温度以上
に加熱されると、図１１に示す状態よりも伸長するよ
う、形状が記憶されている。

【００６０】したがって、各アクチュエータ５７を通電
加熱して伸長させれば、ばね５６が復元方向に変形し、
レンズ４をレンズ筒３ｈとともに＋Ｘ方向に変位させる
ことができるから、上記レンズ４の焦点位置を制御する
ことができる。

【００６１】図１２（ａ）、（ｂ）はこの発明の第１２
の実施例を示す。この実施例は合成樹脂などの弾性変形
自在な材料によってレンズ４ｂが形成されている。この
レンズ４ｂの外周面には断面Ｖ字状の係合溝６１が全周
にわたって形成されている。この係合溝６１には形状記
憶合金によってリング状に形成されたアクチュエータ６
２の設けられている。上記アクチュエータ６２には一対
の端子６３が接続され、この端子６３を介して図示しな
い電源により通電加熱できるようになっている。アクチ
ュエータ６２は、所定温度以上に加熱すると、その径が
小さくなるよう形状が記憶されている。

【００６２】したがって、上記アクチュエータ６２を通
電加熱し、縮径方向に変形させれば、レンズ４ｂを図１
２（ｂ）に実線で示す状態から鎖線で示すように厚さが
厚くなるよう弾性変形させることができるから、それに
よって上記レンズ４ｂの焦点距離を変えることができ
る。

【００６３】図１３はこの発明の第１３の実施例を示
す。この実施例は一対の固定部６５の間に固体撮像素子
４３が保持されている。各固定部６５の一側面には弾性
変形自在な帯板６６の一端が連結されている。つまり、
一対の帯板６６は上記固体撮像素子４３の撮像面４３ａ
側に延出されている。

【００６４】上記帯板６６の他端にはレンズ４を保持し
たレンズ筒３ｉが設けられ、中途部にはバイモルフ素子
６７が設けられている。このバイモルフ素子６７は図示
しない電源によって通電加熱できるようになっており、
通電加熱することで、上記一対の帯板６６を矢印で示す
方向に変形させることができる。それによって、レンズ
４を保持したレンズ筒３ｉの光軸を固体撮像素子４３の
撮像面４３ａに対して位置決めすることができる。

【００６５】図１４はこの発明の第１４の実施例を示
す。この実施例は一対の固定部７１の間に固体撮像素子
４３が設けられているとともに、各固定部７１には帯板
７２の一端が取付けられている。この帯板７２の他端は
Ｌ字状に折曲されてそれぞれ絞り片７２ａに形成されて
重合している。一対の絞り片７２ａの先端はＶ字状に切
り欠かれている。それによって、一対の絞り片７２ａの
先端間には、ほぼ矩形状の絞り７３が形成される。さら
に、上記帯板７２の中途部にはそれぞれバイモルフ素子
７４が設けられている。このバイモルフ素子７４に電圧
を印加することで、上記帯板７２を図に矢印で示すよう
に湾曲変形させることができる。帯板７２の湾曲方向
は、上記バイモルフ素子７４に印加する電圧の極性を制
御することで変えることができる。

【００６６】このような構成によれば、バイモルフ素子
７４に電圧を所定の極性で印加し、一対の帯板７２を湾
曲変形させれば、これら帯板７２の絞り片７２ａの重な
り合う量が変化する。それによって、これら絞り片７２
ａの先端間に形成された矩形状の絞り７３の大きさを変
え、固体撮像素子４３の撮像面４３ａへの入射光量を制
御することができる。

【００６７】図１５（ａ）、（ｂ）はこの発明の第１５
の実施例を示す。この実施例はレンズ筒３ｊの軸方向中
央部分に凹レンズ８１が液密に保持され、両端部にはそ
れぞれ凸レンズ８２ａ、８２ｂが同じく液密に保持され
ている。上記凹レンズ８１と一方の凸レンズ８２ａと間
には第１の空間部８３ａが形成され、上記凹レンズ８１
と他方の凸レンズ８２ｂとの間には上記第１の空間部８
３ａとほぼ同じ容積の第２の空間部８３ｂが形成されて
いる。

【００６８】上記第１の空間部８３ａと第２の空間部８
３ｂとには移送管８４の一端と他端とが接続されてい
る。この移送管８４の中途部には移送手段としてのポン
プ８５が設けられている。このポンプ８５は図示しない
制御部によって正転および逆転の運転制御が行われる。
また、第１あるいは第２の一方の空間部には、液体や気
体などの所定の屈折率を有する流体８６が充填されてい
る。

【００６９】上記ポンプ８５が正転駆動されれば、図１
５（ａ）に示すように流体８６は第２の空間部８３ｂに
送り込まれる。そのとき、第１の空間部８３ａには流体
８６が残ることがないよう、その量が設定されている。
上記ポンプ８５が逆転運転されれば、図１５（ｂ）に示
すように流体８６は第２の空間部８３ｂから第１の空間
部８３ａに移送される。

【００７０】このような構成によれば、所定の屈折率の
流体８６が図１５（ａ）に示すように第２の空間部８３
ａに充填されている場合には、凹レンズ８１、一対の凸
レンズ８２ａ、８２ｂおよび流体８６からなる光学系の
焦点位置がＦとなる。

【００７１】上記ポンプ８５を逆転運転させて上記流体
８６を第２の空間部８３ｂから第１の空間部８３ａへ移
送すれば、その光学系がなす焦点位置を図１５（ｂ）に
示すようにｆに変えることができる。

【００７２】上記第１の空間部８３ａと第２の空間部８
３ｂとはほぼ同じ容積に設定されている。そのため、流
体８６の全量をいずれか一方の空間部に、他方の空間部
に残ることなく移送させることができるから、流体８６
の移送に際し、流体８６の一部を一時的に保存しておく
ための空間部を備える必要がない。

【００７３】図１６はこの発明の第１６の実施例を示
す。この実施例は筒状の本体１の内周面の軸方向中途部
にスライド溝９１が所定の長さで形成されている。この
スライド溝９１にはレンズ筒３ｋがスライド自在に設け
られている。このレンズ筒３ｋには凸レンズからなる第
１のレンズ９２が保持され、この第１のレンズ９２の両
側面にはそれぞれ透明導電膜からなる第１の電極９３が
ほぼ全面にわたって設けられている。

【００７４】上記本体１の一端部には凹レンズからなる
第２のレンズ９４が、他端部には凸レンズからなる第３
のレンズ９５がそれぞれシール部材９６を介して液密に
設けられいる。上記第２のレンズ９４の上記第１のレン
ズ９２と対向する一側面には第２の電極９７が設けら
れ、上記第３のレンズ９５の上記第１のレンズ９２と対
向する一側面には第３の電極９８が設けられている。こ
れら電極は、上記第１の電極９３と同様、透明導電膜か
らなる。

【００７５】上記第１の電極９３の一方と第２の電極９
７とは第１の端子９８に接続され、上記第１の電極９３
の他方と上記第３の電極９８とは第２の端子９９に接続
されている。これら端子は図示しない電源に接続され、
上記各電極に所定の電圧を印ができるようになってい
る。

【００７６】上記第１のレンズ９２と第２のレンズ９４
との間の第１の空間部１０１および第１のレンズ９２と
第３のレンズ９５との間の第２の空間部１０２には、そ
れぞれ電圧を印加することで体積が変化する、たとえば
高分子ゲルなどの体積可変物質１０３が収容されてい
る。

【００７７】上記構成の光学装置においては、まず、第
１の端子９８と第２の端子９９とに所定のバイアス電圧
を印加しておく。それによって、第１の空間部１０１と
第２の空間部１０２との体積可変物質１０３が所定の体
積に膨脹し、レンズ筒３ｋが本体１の軸方向の所定の位
置に位置決めされる。

【００７８】つぎに、上記レンズ筒３ｋを、たとえば第
２のレンズ９４側に移動させたい場合には、第２の端子
９９に印加する電圧を増加させ、第１の端子９８に印加
する電圧を減少させる。それによって、第２の空間部１
０２の体積可変物質１０３がさらに膨脹し、第１の空間
部１０１の体積可変物質１０３の体積が減少する。した
がって、各空間部の体積可変物質１０３の体積変化に応
じてレンズ筒３ｋが第１のレンズ９４の方向に移動する
ことになる。この際、上記レンズ筒３ｋの移動量は、第
１、第２の端子９８、９９に印加する電圧を変えること
で制御することができる。上記レンズ筒３ｋを先程と逆
方向に移動させる場合には、第１の端子９８に印加する
電圧を第２の端子９９に印加する電圧よりも大きくすれ
ばよい。

【００７９】なお、この実施例において、第１の空間部
と第２の空間部の両方に体積可変物質を収容したが、ど
ちらか一方の空間部に、たとえば気体などの圧縮性の流
体やばねを収容すれば、他方の空間部に収容された体積
可変物質を膨脹させることでレンズ筒を一方の空間部側
に移動させることができ、またその状態で上記体積可変
部物質を縮小させれば、上記圧縮性流体やばねの復元力
によって上記レンズ筒を他方の空間部側に戻すことがで
きる。

【００８０】図１７（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第１７
の実施例を示す。この実施例はレンズ筒３ｍには、たと
えば合成樹脂などの変形自在な柔軟な材料によって形成
された一対のレンズ部材１０５が保持されている。各レ
ンズ部材１０５の対向する内面にはそれぞれ透明導電膜
からなる電極１０６がほぼ全面にわたって取着されてい
る。各電極１０６は端子１０７に接続され、この端子１
０７は図示しない直流電源に接続されている。したがっ
て、上記一対の電極１０６には電圧を印加することがで
き、それによってこれら電極間に静電力による吸引力を
発生させることができるようになっている。

【００８１】上記一対の電極１０６間に電圧を印加して
いない状態においては、一対のレンズ部材１０５は外面
側に凸状に変形している。それによって、一対のレンズ
部材１０５は凸レンズと同等の作用を呈し、その焦点位
置が図１７（ａ）に示すようにＦとなる。

【００８２】上記一対の電極１０６間に電圧を印加する
と、これら電極１０６間に静電力が生じ、吸引力が発生
する。その吸引力によって、一対のレンズ部材１０５は
図１７（ｂ）に示すように弾性変形してその曲率が大き
くなるから、これら一対のレンズ部材１０５は電圧を印
加しない場合に比べて曲率の大きな凸レンズとなる。し
たがって、この凸レンズがなす焦点位置は、図１７
（ｂ）に示すように先程よりも長いｆに変化する。

【００８３】上記一対の電極１０６間に印加する電圧を
さらに強くすれば、一対のレンズ部材１０５を凹状に弾
性変形させることができる。したがって、一対のレンズ
部材１０５は図１７（ｃ）に示すように凸レンズから凹
レンズになる。しかも、そのとき凹レンズの曲率は静電
力を制御することで任意に設定できる。

【００８４】図１８はこの発明の第１８の実施例を示
す。この実施例は固体撮像素子４３の撮像面４３ａに被
写体１１１の像を精密に結像できるようにした光学装置
を示す。この光学装置は上記被写体１１１からの像を結
像光学系１１２に反射して入射させる反射ミラー１１３
を有する。この反射ミラー１１３は、たとえば形状記憶
合金によって形成されていて、制御装置１２からの電圧
を印加して加熱することでその曲率を変えることができ
るようになっている。

【００８５】上記結像光学系１１２はレンズ筒３ｎを備
えている。このレンズ筒３ｎ内には第１の凸レンズ４
ｂ、凹レンズ４ｃおよび第２の凸レンズ４ｄが光軸を一
致させて収容されている。上記第１の凸レンズ４ｂは合
成樹脂などの弾性変形自在な材料によって形成されてい
るとともに、リング状のホルダ１１４を介して上記レン
ズ筒３ｎ内に保持されている。上記ホルダ１１４は形状
記憶合金によって形成されていて、上記制御装置１２に
よって加熱用の電圧が印加されるようになっている。

【００８６】上記制御装置１２には温度センサ１１５か
らの検出信号が入力される。この温度センサ１１５は上
記反射ミラー１１３と上記第１の凸レンズ４ｂとの温度
を検出するようになっている。

【００８７】このような構成の光学装置によれば、使用
する環境の温度変化によって反射ミラー１１３や結像光
学系１１２が影響を受けて変形すると、そのことが温度
センサ１１５によって検出されて制御装置１２に入力さ
れる。この制御装置１２は上記温度センサ１１５からの
検出信号に応じた強さの制御信号（電圧）を上記反射ミ
ラー１１３と上記ホルダ１１４とに出力する。それによ
って、上記反射ミラー１１３とホルダ１１４とが通電加
熱され、これらは周囲の温度変化による変形が補償され
るよう変形する。

【００８８】つまり、上記反射ミラー１１３と結像光学
系１１２とは、周囲の温度変化の影響を受けて変形して
も、その温度影響による変形が補償される。したがっ
て、一度、被写体１１１の像が固体撮像素子４３の撮像
面４３ａに結像されるよう位置決めすれば、周囲の温度
が変化しても、その影響によって被写体１１１の結像位
置がずれるようなことがない。

【００８９】図１９はこの発明の第１９の実施例を示
す。この実施例は図１８に示す第１８の実施例における
集光光学系１１２の変形例である。すなわち、筒状で、
両端に鍔１１６が径方向内方に向かって設けられた本体
１内には、レンズ筒３ｐが軸方向に沿って移動自在に収
容されている。このレンズ筒３ｐにはレンズ４が保持さ
れている。このレンズ筒３ｐの一側面と一方の鍔１１６
との間には第１のアクチュエータ１１７が設けられ、他
側面と他方の鍔１１６との間には第２のアクチュエータ
１１８が設けられている。各アクチュエータ１１７、１
１８の温度は温度センサ１１５によって検出され、その
検出信号は制御装置１２に入力される。上記第１、第２
のアクチュエータ１１７、１１８は形状記憶合金によっ
て形成されている。

【００９０】このような構成において、上記集光光学系
１１２ａが周囲の温度変化の影響を受けてその焦点位置
にずれが生じた場合には、その温度変化が温度センサ１
１５によって検出されて制御装置１２に入力される。そ
れによって、制御装置１２は第１のアクチュエータ１１
７と第２のアクチュエータ１１８とに所定の強度の制御
信号（電圧）を出力し、それらアクチュアータを変形さ
せる。上記第１のアクチュエータ１１７収縮し、第２の
アクチュエータ１１８が伸長すると、レンズ筒３ｐは＋
Ｘ方向に移動する。逆に第１のアクチュエータ１１７伸
長し、第２のアクチュエータ１１８が収縮すれば、レン
ズ筒３ｐは−Ｘ方向に移動する。

【００９１】したがって、上記レンズ４が周囲の温度変
化の影響を受けて変形し、その焦点位置がずれても、そ
のずれが補償されることになるから、常に一定の焦点位
置を維持することができる。

【００９２】図２０はこの発明の第２０の実施例を示
す。この実施例は図１８の反射ミラー１１３の変形例で
ある。この実施例の反射ミラー１１３ａは、周方向に所
定間隔で分割された複数のアクチュエータ１２１を介し
てベースプレート１２２に取付けられている。上記反射
ミラー１１３ａの温度は温度センサ１１５によって検出
され、その検出信号は制御装置１２に入力される。この
制御装置１２は温度センサ１１５からの検出信号にもと
づいて上記アクチュエータ１２１を駆動制御する。

【００９３】したがって、上記反射ミラー１１３ａは周
囲の温度変換の影響によって変形しても、その変形が上
記アクチュエータ１２１によって補償されるから、反射
ミラ−１１３ａによって導かれる被写体１１１の光像が
変化するのが防止される。

【００９４】図２１（ａ）、（ｂ）はこの発明の第２１
の実施例を示す。この実施例は図１８の反射ミラー１１
３の変形例である。この実施例の反射ミラー１１３ｂ
は、母材１２３に、ＰＺＴ、ＰＶＤＦ、ＺｎＯなどの圧
電材料の変位素子となる圧電薄膜１２４が積層されい
る。この圧電薄膜１２４にはＮｉ、Ｃｒ、Ａｇなどから
なる電極１２５が積層され、この電極１２５にはＳｉＯ
₂ 、Ｎｉ、Ａｌなどの鏡面材料１２６が積層されてい
て、この積層体は両端が固定部１２７に固定されてい
る。上記圧電薄膜１２４には端子１２８が接続され、こ
の端子１２８を介して上記圧電薄膜１２４に電圧を印加
できるようになっている。

【００９５】上記圧電薄膜１２４に印加される電圧は、
第２０の実施例と同様、温度センサ１１５が上記反射ミ
ラー１１３ｂの温度を検出し、その検出信号が制御装置
１２に入力されると、この検出信号に応じた強さで上記
制御装置１２から出力されるようになっている。

【００９６】このような構成の反射ミラー１１３ｂは、
上記電極１２５に電圧が印加されると、圧電薄膜１２４
が図２１（ｂ）に示すように下方へ凹状に変形する。し
たがって、周囲の温度変化に応じて上記反射ミラー１１
３ｂの変形量が制御されることで、反射ミラー１１３ｂ
ａによって導かれる被写体１１１の光像が変化するのが
防止される。なお、反射ミラー１１３ｂは、上方へ凸状
に変形する構成であってもよい。

【００９７】図２２（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第２２
の実施例を示す。この実施例は、上記第２１の実施例と
ほぼ同じであるが、反射ミラー１１３ｃの一端だけが固
定部１２７に設けられているという点で異なる。

【００９８】上記反射ミラー１１３ｃは、図２２（ａ）
に示すように電極１２５に電圧を印加していないときに
はほぼ真っ直ぐな状態にあり、鏡面材料１２６に垂直に
入射した光Ｌは同じく入射方向と同方向へ垂直に反射す
る。

【００９９】上記電極１２５に電圧を印加すると、上記
反射ミラー１１３ｃは図２２（ｂ）あるいは（ｃ）に示
すようにその自由端側を上方あるいは下方へ湾曲変形さ
せることができる。上記反射ミラー１１３ｃの自由端側
が上方へ湾曲すれば、垂直に入射した光Ｌを図の左方向
へ反射させることができ、下方へ湾曲すれば、右方向へ
反射させることができる。

【０１００】図２３（ａ）、（ｂ）はこの発明の第２３
の実施例を示す。この実施例はレンズ４を保持したレン
ズ筒３ｑが本体１内に４つの球形状のアクチュエータ１
３１を介して保持されている。各アクチュエータ１３１
には一対の電極１３２が設けられ、それぞれの電極１３
２には図示しない電源から電圧が供給される端子１３３
が接続されている。

【０１０１】上記アクチュエータ１３１は一対の電極１
３２間に印加される電圧に応じて膨脹する材料によって
形成されている。そして、４つのアクチュエータ１３１
に所定の強さのバイアス電圧を印加した状態において、
上記レンズ筒３ｑは本体１に対して動くことがない状態
で保持されている。

【０１０２】このような構成によれば、４つのアクチュ
エータ１３１のうち、たとえば径方向において対応する
一方のアクチュエータ１３１に印加する電圧を増大させ
て膨脹させ、他方のアクチュエータ１３１に印加する電
圧を下げて縮小させれば、レンズ筒３ｑを縮小させたア
クチュエータ１３１の方向へ変位させることができる。
それによって、上記レンズ筒３ｑを本体１の径方向に変
位させることができるから、レンズ４の光軸を位置決め
調整することができる。

【０１０３】図２３（ｃ）は第２３の実施例の変形例
で、この実施例はレンズ筒３ｑと本体１との間に軸方向
に２列にアクチュエータ１３１が設けられているという
点で異なる。

【０１０４】アクチュエータ１３１を２列に設ければ、
一方の列と他方の列とのアクチュエータ１３１の変形量
を変えることで、レンズ筒３ｑを径方向だけでなく、軸
方向に対して傾動させることができる。したがって、こ
のような構成によれば、レンズ４のょ位置決め調整を精
密に行うことが可能となる。なお、アクチュエータ１３
１は球形に代わり、円柱状などであってもよく、その形
状は限定されるものでない。

【０１０５】図２４はこの発明の第２４の実施例を示
す。この実施例は、本体１の内周面に一対の凸条１４１
が軸方向に所定間隔で突設されている。これら凸条１４
１の間にはレンズ４を保持したレンズ筒３ｒがスライド
自在に保持されている。このレンズ筒３ｒの一方の側面
と一方の凸条１４１との間には第１の位置決め部材１４
２が設けられ、他方には第２の位置決め部材１４３が設
けられている。

【０１０６】上記レンズ筒３ｒおよび第１、第２の位置
決め部材１４２、１４３は、たとえば電圧を印加するこ
とで膨脹や収縮が可能で、しかも特定の薬品に反応して
硬化する材料、たとえば高分子ゲルなどからなる。

【０１０７】上記本体１の周壁には、上記レンズ筒３ｒ
および第１、第２の位置決め部材１４２、１４３に対応
する部位に供給孔１４４が穿設されている。これら供給
孔１４４からは、上記レンズ筒３ｒおよび第１、第２の
位置決め部材１４２、１４３に、これらを硬化させる薬
品をノズル１４５によって注入することができる。

【０１０８】このような構成の光学装置においては、上
記レンズ筒３ｒに保持されたレンズ４の光軸方向および
その方向と直交する径方向の位置決めをしたならば、供
給孔１４４からノズル１４５によって薬液を注入する。
それによって、上記レンズ筒３ｒおよび第１、第２の位
置決め部材１４２、１４３を硬化させることができるか
ら、上記レンズ４を本体１に対して位置決めされた状態
で固定できる。したがって、上記レンズ４が本体１に対
して位置づれするようなことがなくなる。

【０１０９】なお、この実施例において、レンズ筒や第
１、第２の位置決め部材を形成する材料は、薬液によっ
て硬化する材料に代わり、紫外線によって硬化する材料
であってもよい。

【０１１０】図２５（ａ）、（ｂ）はこの発明の第２５
の実施例を示す。この実施例は本体１の内周面に凸条１
５１が設けられ、この凸条１５１の一側面には合成樹脂
製のレンズ４ｅが保持される。このレンズ４ｅは外周に
３つの脚部材１５２が一体成形されていて、各脚部材１
５２には圧電素子からなるアクチュエータ１５３が設け
られている。そして、上記レンズ４ｅは上記アクチュエ
ータ１５３を介して上記凸条１５１に取付けられてい
る。

【０１１１】このような構成によれば、３つのアクチュ
エータ１５３を駆動して、これらアクチュエータ１５３
を膨脹あるいは縮小させれば、それに応じて上記レンズ
４ｅを傾動させ、その光軸の傾きを調整したり、焦点位
置を変化させることができる。

【０１１２】図２６と図２７はこの発明の第２６の実施
例を示す。この実施例は光学装置としての被測定光学系
１６１の収差を補正するためのシステムである。上記被
測定光学系１６１はレンズ筒３ｓと、このレンズ筒３ｓ
内に保持された複数のレンズ４とからなる。この被測定
光学系１６１の収差は光学パラメータ測定系１６２によ
って測定される。この測定系１６２は干渉計１６３を備
えている。この干渉計１６３から出力された測定光Ｓは
上記被測定光学系１６１に入射する。この被測定光学系
１６１から出射した測定光Ｓは反射鏡１６４によって干
渉計１６３に戻され、上記干渉計１６３の図示されてい
ない固体撮像素子で上記被測定光学系１６１の収差が検
出される。

【０１１３】上記干渉計１６３内の固体撮像素子による
検出信号Ｋは、比較演算部１６５に入力される。この比
較演算部１６５では、上記検出信号Ｋと、これに予め設
定された設定値とが比較され、その比較結果に基づく駆
動信号が補償装置１６６に出力される。この補償装置１
６６は、たとえばマイクロハンドリングユニットなどか
らなり、上記被測定光学系１６１のレンズ筒３ｓに保持
された複数のレンズ４の光軸方向の位置決めや光軸方向
と直交する方向の位置決めなどを行う。

【０１１４】このような測定と位置決め制御とが繰返し
て行われることで、上記被測定光学系１６１の収差を比
較演算部１６５に設定された設定値に一致させることが
できる。

【０１１５】なお、上記干渉計１６３に代えてテストチ
ャート、スリット、ピンホールなどを照明し、その被検
光光学系による像の特性を固体撮像素子により検出し、
検出信号Ｋとすることもできる。

【０１１６】上記比較演算部１６５においては、図２７
に示すフローチャートに基づく比較演算が行われる。す
なわち、被測定光学系１６１の実測された収差と、この
被測定光学系１６１と同じ光学要素からなるモデル光学
系の計算により求められた収差とが比較される。その比
較によって予測誤差が算出され、その予測誤差に基づい
て補償装置１６６が駆動され、被測定光学系１６１の収
差が補正される。

【０１１７】図２８乃至図２９はこの発明の第２７の実
施例を示す。この実施例は第２６の実施例における被測
定光学系１６１を保持して、その光学系１６１の光軸を
位置決め調整するための位置決め装置１７１である。す
なわち、この位置決め装置１７１は、図２８（ａ）に示
すように固定的に設置されるベース１７２を有する。こ
のベース１７２は矩形枠状に形成されていて、その内部
にはＹ方向に変位自在なＹテーブル１７３が設けられて
いる。つまり、このＹテーブル１７３のＹ方向と平行な
一対の側面と、その側面に対向する上記ベース１７２の
側部とは板ばね１７４によって連結されている。上記ベ
ース１７２のＹ方向と直交する一端側にはＹ駆動杆１７
５が設けられている。このＹ駆動杆１７５が作動するこ
とで、上記Ｙテーブル１７３がＹ方向に変位させられる
ようになっている。

【０１１８】上記Ｙテーブル１７３のＹ方向の他端側に
は一対のアーム１７６の一端が連結されている。これら
アーム１７６はほぼハの字状に延出され、その他端には
Ｘθテーブル１７７が取着されている。このＸθテーブ
ル１７７は上記一対のアーム１７６の一端を延長させた
ときの交点を中心にしてＸθ方向に揺動するようになっ
ている。上記一対のアーム１７６の交点は上記Ｙテーブ
ル１７３の中心Ｏに一致している。上記Ｘθテーブル１
７７の一端側にはＸθ駆動杆１７８が配設されている。
このＸθ駆動杆１７８が作動すると、上記Ｘθテーブル
１７７を上記Ｙテーブル１７３の中心Ｏを支点としてＸ
θ方向に揺動変位させることができるようになってい
る。

【０１１９】上記Ｘθテーブル１７７には、その上方に
図中鎖線で示す連結部材１８０を介して矩形状の取付枠
１７９が設けられている。この取付枠１７９の枠内には
Ｚテーブル１８１が設けられている。このＺテーブル１
８１は、Ｚ方向に平行な一対の側面が、Ｚ方向と直交す
るＸ方向に沿って設けられた板ばね１８２を介して上記
取付枠１７９に変位自在に連結されている。

【０１２０】上記Ｚテーブル１８１のＺ方向と平行な一
側面にはＺ駆動杆１８３が配設されている。このＺ駆動
杆１８３が作動すると、上記Ｚテーブル１８１は板ばね
１８２を弾性的に変形させながらＺ方向に変位する。

【０１２１】上記Ｚテーブル１８１の内部にはＸ方向に
変位する同じく矩形枠状のＸテーブル１８４が配設され
ている。このＸテーブル１８４は、Ｘ方向と直交する側
面が板ばね１８５によって上記Ｚテーブル１８１の側部
に連結されている。このＸテーブル１８４のＸ方向と直
交する一端部にはＸ駆動杆１８６が配設されている。こ
のＸ駆動杆１８６が作動すると、上記Ｘテーブル１８４
がＸ方向に変位するようになっている。

【０１２２】上記Ｘテーブル１８４の内部には、Ｙθ方
向に回動される円盤状のθテーブル１８７が配設されて
いる。このＹθテーブル１８７は上記Ｘテーブル１８４
に板ばね１８８によって連結されている。また、Ｙθテ
ーブル１８７の一側面の周方向端部からは連動杆１８９
が突設され、この連動杆１８９を介して上記Ｙθテーブ
ル１８７は、その中心を支点としてＹθ駆動杆１９１に
よってＹθ方向に回動させられるようになっている。

【０１２３】上記Ｙθテーブル１８７の他側面の中心部
からは、吸引管１９２が突設されている。この吸引管１
９２の先端は、上記Ｙテーブル１７３の上方に延出さ
れ、そこには図２８（ｂ）に示すように半割り状のレン
ズ筒３ｔが接着剤１９３によって接着されたレンズ４が
吸着される。吸引管１９２に吸着されたレンズ４の中心
は、上記Ｙテーブル１７３の中心Ｏに一致している。

【０１２４】上記各駆動杆は図２９に示す駆動装置１９
４によって駆動される。すなわち、この駆動装置１９４
は第１のシリンダ１９５を有する。この第１のシリンダ
１９５の後端側には第１のピストン１９６が挿入されて
いる。この第１のピストン１９６はマイクロメータヘッ
ド１９７によって駆動することができる。このマイクロ
メータヘッド１９７は第１の固定部１９８に保持されて
いる。

【０１２５】上記第１のシリンダ１９５の先端側には、
この第１のシリンダ１９５に比べて大径で、第２の固定
部１９９に保持された第２のシリンダ２０１が連通して
一体形成されている。この第２のシリンダ２０１には第
２のピストン２０２がスライド自在に収容されている。
そして、この第２のピストン２０２には、ガイド部材２
０３にスライド自在に支持された上記各駆動杆が連結さ
れる。

【０１２６】上記構成の位置決め装置１７１によれば、
吸引管１９２に吸引保持されたレンズ４を、各駆動装置
１９４を介して駆動杆を進退駆動することで、Ｘ、Ｙ、
Ｚ、ＹθおよびＸθの５軸方向に位置決めすることがで
きる。つまり、レンズ４の光軸合せを容易かつ精密に行
うことができる。

【０１２７】上記駆動装置１９４は第１のシリンダ１９
５よりも第２のシリンダ２０１の方が大径であるので、
第１のピストン１９６の動きが減速されて第２のシリン
ダ２０１に収容された第２のピストン２０２に伝わる。
そのため、マイクロメータヘッド１９７による駆動杆を
精密に駆動することができる。

【０１２８】

【発明の効果】以上述べたようにこの発明によれば、光
学装置の焦点合せを、従来のようにカムや歯車などの機
械式の機構を用いずに行うことができる。そのため、光
学装置を従来に比べて小形化することが可能となるばか
りか、構成や製造の簡略化を計ることができる。

【０１２９】また、この発明によれば、本体に収容され
るとともに内部にレンズを保持したレンズ筒を、駆動信
号によって体積が変化するアクチュエータによってその
径方向に移動させることができる。そのため、焦点合せ
の場合と同様、機械式の機構を用いずに光軸合せを行え
るから、小形化や構成の簡略化などを計ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１の実施例を示す光学装置の構成
図。

【図２】この発明の第２の実施例を示す光学装置の構成
図。

【図３】この発明の第３の実施例を示す光学装置の構成
図。

【図４】この発明の第４の実施例を示す光学装置の構成
図。

【図５】この発明の第５の実施例を示す光学装置の構成
図。

【図６】この発明の第６の実施例を示すレンズ筒に形成
された収容部の拡大図。

【図７】この発明の第７の実施例を示し、（ａ）は光学
装置の光軸方向に沿う断面図、（ｂ）は側面図。

【図８】この発明の第８の実施例を示す光学装置の光軸
方向と直交する方向の断面図。

【図９】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第９の実施例を示
す光学装置の構成図。

【図１０】（ａ）、（ｂ）はこの発明の第１０の実施例
を示す光学装置の構成図。

【図１１】この発明の第１１の実施例を示す光学装置の
断面図。

【図１２】この発明の第１２の実施例を示し、（ａ）は
正面図、（ｂ）は断面図。

【図１３】この発明の第１３の実施例を示す光学装置の
断面図。

【図１４】この発明の第１４の実施例を示す光学装置の
斜視図。

【図１５】（ａ）、（ｂ）はこの発明の第１５の実施例
を示す光学装置のレンズ筒の断面図。

【図１６】この発明の第１６の実施例を示す光学装置の
レンズ筒の断面図。

【図１７】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第１７の実施例
を示す光学装置のレンズ筒の断面図。

【図１８】この発明の第１８の実施例を示す光学装置の
構成図。

【図１９】この発明の第１９の実施例を示す光学装置の
レンズ筒の構成図。

【図２０】この発明の第２０の実施例を示す光学装置の
反射ミラーの構成図。

【図２１】（ａ）、（ｂ）はこの発明の第２１の実施例
を示す光学装置の反射ミラーの構成図。

【図２２】（ａ）〜（ｃ）はこの発明の第２２の実施例
を示す光学装置の反射ミラーの構成図。

【図２３】この発明の第２３の実施例の光学装置を示
し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、（ｃ）は変形例
を示す断面図。

【図２４】この発明の第２４の実施例を示す光学装置の
構成図。

【図２５】この発明の第２５に実施例を示し、（ａ）は
光学装置の断面図、（ｂ）はレンズの正面図。

【図２６】この発明の第２６の実施例を示す光学装置の
構成図。

【図２７】同じく第２６の実施例の比較演算部における
フローチャート。

【図２８】（ａ）この発明の第２７の実施例を示す光学
装置の位置決め装置の斜視図、（ｂ）は同じく吸引管先
端部の拡大断面図。

【図２９】同じく駆動杆の駆動装置の断面図。

【符号の説明】

１…本体、３、３ａ〜３ｓ…レンズ筒、４、４ａ〜４ｅ
…レンズ、５…突起、９…供給源、７ａ、７ｂ…ノズル
孔（流体軸受手段）、１２…制御装置。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上田 勝宣 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 高島 譲 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 鈴木 亮一 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内 (72)発明者 高須 登 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33番地 株 式会社東芝生産技術研究所内

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空状の本体と、レンズを保持し上記本
   体内に収容されたレンズ筒と、このレンズ筒の外周面に
   設けられこの外周面と上記本体の内周面との間の空間部
   を２つに隔別する突起と、この突起により隔別された一
   方の空間部と他方の空間部にそれぞれ流体を供給し上記
   レンズ筒を上記本体に非接触状態で保持する第１の流体
   軸受手段および第２の流体軸受手段と、上記第１の流体
   軸受手段と第２の流体軸受手段とに供給される流体の圧
   力を制御する制御手段とを具備したことを特徴とする光
   学装置。
2. 【請求項２】 中空状の本体と、レンズを保持し上記本
   体内に収容されたレンズ筒と、このレンズ筒を上記本体
   内に非接触状態で保持する流体軸受手段と、上記本体の
   内周面にその軸方向に沿って分割されて設けられた複数
   の第１の電極と、上記レンズ筒の外周面に設けられた第
   ２の電極と、上記第１の電極の１つと上記第２の電極と
   の間に直流電圧を印加して静電力を発生させその静電力
   で上記レンズ筒を軸方向に移動させる制御手段とを具備
   したことを特徴とする光学装置。
3. 【請求項３】 中空状の本体と、レンズを保持し上記本
   体内に軸方向に沿って移動自在に設けられたレンズ筒
   と、このレンズ筒を上記本体内に保持したアクチュエー
   タと、このアクチュエータを制御して上記レンズ筒を上
   記本体の軸方向一端側あるいは他端側に移動させる制御
   手段とを具備したことを特徴とする光学装置。
4. 【請求項４】 上記アクチュエータは上記レンズ筒の一
   端側と他端側とのそれぞれ設けられた形状記憶合金から
   なるコイルばねであることを特徴とする［請求項３］記
   載の光学装置。
5. 【請求項５】 上記アクチュエータは上記レンズ筒を上
   記本体に取付けた形状記憶合金からなる板ばねであるこ
   とを特徴とする［請求項３］記載の光学装置。
6. 【請求項６】 中空状の本体と、レンズを保持し上記本
   体内に軸方向に沿って移動自在に設けられたレンズ筒
   と、このレンズ筒の外周面に形成されそこに磁性流体が
   収容される収容部と、上記本体の一端側と他端側とにそ
   れぞれ設けられた第１の電磁石および第２の電磁石と、
   上記第１の電磁石あるいは第２の電磁石に通電して上記
   磁性流体を吸引することで上記レンズ筒を軸方向に移動
   させる制御手段とを具備したことを特徴とする光学装
   置。
7. 【請求項７】 中空状の本体と、この本体に所定の間隔
   で対向して保持され上記本体内に空間部を形成した一対
   の固定レンズと、可動レンズを保持し上記本体内の上記
   固定レンズ間の空間部に上記本体の軸方向に沿って移動
   自在に設けられたレンズ筒と、上記可動レンズによって
   ２つに隔別された上記空間部の少なくとも一方に収容さ
   れ電圧を印加することで体積が変化する体積可変物質
   と、上記可動レンズと少なくとも一方の固定レンズとの
   対向する面にそれぞれ設けられた電極と、この電極に電
   圧を印加して上記空間部に収容された体積可変物質の体
   積を変化させる制御手段とを具備したことを特徴とする
   光学装置。
8. 【請求項８】 内部に複数のレンズが保持されたレンズ
   筒と、上記複数のレンズによって上記レンズ筒内にほぼ
   同じ容積となるよう軸方向に対して隔別形成された第１
   の空間部および第２の空間部と、上記第１の空間部と第
   ２の空間部とに連通して設けられどちらか一方の空間部
   に所定の屈折率の流体を選択的に流入させる供給切換え
   手段とを具備したことを特徴とする光学装置。
9. 【請求項９】 レンズ筒と、このレンズ筒に離間対向し
   て保持された変形自在な柔軟な材料からなる一対のレン
   ズ部材と、これらレンズ部材の対向する面にそれぞれ設
   けられた電極と、これら電極に電圧を印加して電極間に
   静電吸引力を生じさせる制御手段とを具備したことを特
   徴とする光学装置。
10. 【請求項１０】 本体と、内部にレンズを保持し上記本
    体内に収容されたレンズ筒と、このレンズ筒の外周面と
    上記本体の内周面との間の空間部の周方向の複数箇所に
    設けられ駆動信号によって膨脹あるは収縮するアクチュ
    エータと、このアクチュエータを駆動して膨脹あるいは
    収縮させることで上記レンズ筒を径方向に移動させて上
    記レンズを位置決めする制御手段とを具備したことを特
    徴とする光学装置。
11. 【請求項１１】 上記アクチュエータは、上記レンズの
    径方向と交差する軸方向に対して複数列で設けられてい
    ることを特徴とする［請求項１０］記載の光学装置。