JPH0618825A - Optical device - Google Patents

Optical device

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Publication number
JPH0618825A
JPH0618825A JP17273892A JP17273892A JPH0618825A JP H0618825 A JPH0618825 A JP H0618825A JP 17273892 A JP17273892 A JP 17273892A JP 17273892 A JP17273892 A JP 17273892A JP H0618825 A JPH0618825 A JP H0618825A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
single crystal
optical device
optical
axis
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17273892A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshio Watanabe
良夫 渡辺
Takeshi Suzuki
毅 鈴木
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP17273892A priority Critical patent/JPH0618825A/en
Publication of JPH0618825A publication Critical patent/JPH0618825A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide the optical device which makes it possible to obtain a change of plural refraction characteristics and continuous refraction characteristics with one piece of optical transparent body. CONSTITUTION:The light transparent body 1 consisting of a single crystalline body which is changed in refarctive index by impressing a voltage thereto, for example, a single crystalline body, such as LITaO3 or LiNbO3, is provided with a pair of electrode 2, 3 facing each other. A pair of these electrodes 2, 3 are so provided as to impress a voltage in the direction orthogonal with the Z-axis of the crystal axis of the single crystalline body. The electrodes 2, 3 are connected to a means for impressing a DC voltage, for example, a DC power source device 7.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、顕微鏡、眼鏡等に広く
用いられるレンズやプリズム等の光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to optical devices such as lenses and prisms widely used in microscopes, glasses and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、ガラス等の屈折率の高い透明
物質を、所定の屈折効果が得られるように成形したレン
ズやプリズム等の光学透光体が知られている。これらの
光学透光体は、用途や目的に応じて屈折特性の異なる多
種類のものが製造されており、これらを単独でまたは複
数組み合せて用いている。また必要に応じて、組み合せ
た光学透光体の間隔を調整して、所定の屈折特性が得ら
れるように構成される。
2. Description of the Related Art Conventionally, there has been known an optical translucent body such as a lens or a prism formed by molding a transparent material having a high refractive index such as glass so as to obtain a predetermined refraction effect. Many types of these optical translucent bodies having different refraction characteristics are manufactured depending on the use and purpose, and these are used alone or in combination. If necessary, the distance between the combined optical translucent bodies is adjusted so that a predetermined refraction characteristic can be obtained.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述したように、従来
の光学装置では、用途に合せて屈折特性の異なる多数の
レンズやプリズム等の光学透光体を必要とするという問
題があった。また、複数の光学透光体を組み合せ、その
間隔を調整する場合には、間隔調整機構を必要とするた
め、装置の長さが長くなり、かつ調整機構の分だけ構造
が複雑になるという問題があった。
As described above, the conventional optical device has a problem that a large number of optical transmissive bodies such as lenses and prisms having different refraction characteristics are required according to the use. In addition, when a plurality of optical transmissive bodies are combined and the distance between them is adjusted, an interval adjustment mechanism is required, which increases the length of the device and complicates the structure due to the adjustment mechanism. was there.

【0004】本発明は、このような従来技術の課題に対
処するためになされたもので、 1個の光学透光体で複数
の屈折特性、または連続した屈折特性の変化を得ること
を可能にした光学装置を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made to address the above-mentioned problems of the prior art, and makes it possible to obtain a plurality of refraction characteristics or a continuous change in refraction characteristics with one optical transmissive body. It is an object of the present invention to provide such an optical device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の光学装置は、電
圧を印加することにより屈折率が変化する単結晶体から
なる透光体と、前記単結晶体の結晶軸のZ軸と直交する
方向に電圧を印加するように対向して設けられた一対の
電極と、前記電極を介して前記透光体に電圧を印加する
手段とを具備することを特徴としている。
In the optical device of the present invention, a light-transmitting body made of a single crystal whose refractive index is changed by applying a voltage is orthogonal to the Z axis of the crystal axis of the single crystal. It is characterized by comprising a pair of electrodes provided so as to face each other so as to apply a voltage in a direction, and a means for applying a voltage to the translucent body via the electrodes.

【0006】本発明に用いられる透光体は、例えばイル
メナイト構造を有する LiTaO3 やLiNbO3 等の単結晶
体、あるいはタングステン・ブロンズ構造を有するBa2
NaNb5 O 15等の単結晶体からなるものである。これらの
単結晶体のうち、特に LiTaO3 と LiNbO3 が本発明に適
している。
The transparent body used in the present invention is, for example, a single crystal body such as LiTaO 3 or LiNbO 3 having an ilmenite structure, or Ba 2 having a tungsten-bronze structure.
It is composed of a single crystal such as NaNb 5 O 15 . Of these single crystals, LiTaO 3 and LiNbO 3 are particularly suitable for the present invention.

【0007】[0007]

【作用】LiTaO3 や LiNbO3 等の単結晶体は、電圧を印
加すると単結晶体に応力が生じて屈折率が変化する。こ
の屈折率の変化は、透光体の形状、電極の位置および印
加する電圧と相関性を有するから、予めこれらを所望の
屈折率変化が得られるように設定しておけば、同一の透
光体で複数の屈折特性を得ることができる。また、 LiT
aO3 や LiNbO3 等の単結晶体においては、その結晶軸の
うちZ軸と直交する方向に電圧を印加することによっ
て、より大きな屈折率の変化を得ることができる。従っ
て、印加電圧を調整することにより、 1つの透光体で眼
鏡やその他の光学装置の焦点距離を変化させることがで
きると共に、その焦点距離の変化率を大きく設定するこ
とができる。
[Function] A single crystal body such as LiTaO 3 or LiNbO 3 changes its refractive index by applying stress to the single crystal body when a voltage is applied. This change in the refractive index has a correlation with the shape of the translucent body, the position of the electrode, and the applied voltage. Therefore, if these are set in advance so that the desired change in the refractive index is obtained, the same translucent The body can obtain multiple refractive properties. Also, LiT
In a single crystal such as aO 3 or LiNbO 3 , a larger change in the refractive index can be obtained by applying a voltage in the crystal axis of the crystal in a direction orthogonal to the Z axis. Therefore, by adjusting the applied voltage, it is possible to change the focal length of the spectacles and other optical devices with one light-transmitting body, and it is possible to set a large change rate of the focal length.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明の実施例について説明する。EXAMPLES Next, examples of the present invention will be described.

【0009】図1は、本発明の一実施例による光学装置
の構成を模式的に示す図である。同図において、1は L
iTaO3 や LiNbO3 等の単結晶体からなる凸レンズであ
り、この凸レンズ1は単結晶体の結晶軸のZ軸が光軸と
一致するように形成されている。上記凸レンズ1の側面
には、 Au/CrやAl等の蒸着膜からなる一対の電極2、3
が対向して形成されている。この電極2、3は、単結晶
体からなる凸レンズ1の結晶軸のZ軸と直交する方向に
電場が印加されるように設けられている。
FIG. 1 is a diagram schematically showing the structure of an optical device according to an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is L
This is a convex lens made of a single crystal such as iTaO 3 or LiNbO 3 , and this convex lens 1 is formed such that the Z axis of the crystal axis of the single crystal coincides with the optical axis. On the side surface of the convex lens 1, a pair of electrodes 2, 3 made of a vapor deposition film of Au / Cr, Al or the like is provided.
Are formed to face each other. The electrodes 2 and 3 are provided so that an electric field is applied in a direction orthogonal to the Z axis of the crystal axis of the convex lens 1 made of a single crystal body.

【0010】また、上記凸レンズ1の側面に設けられた
電極2、3は、電線4を介して、電圧変換装置5と電池
6とからなる直流電源装置7に接続されている。この直
流電源装置7から凸レンズ1への電圧のON/OFFは、スイ
ッチ8によって行われる。
The electrodes 2 and 3 provided on the side surface of the convex lens 1 are connected via a wire 4 to a DC power supply device 7 including a voltage conversion device 5 and a battery 6. The ON / OFF of the voltage from the DC power supply device 7 to the convex lens 1 is performed by the switch 8.

【0011】この実施例の光学装置においては、スイッ
チ8を開放して電極2、3に電圧を印加しない場合、凸
レンズ1はその形状に由来する固有の屈折率のレンズと
して機能する。そして、スイッチ8を閉じて、凸レンズ
1に設けられた電極2、3に直流電圧を印加すると、 L
iTaO3 単結晶体や LiNbO3 単結晶体の電気光学効果によ
り屈折率が変化し、凸レンズ1の焦点距離が変化する。
また、スイッチ8を閉じ、凸レンズ1に直流電圧を加え
た状態において、電圧変換装置5で印加電圧を調整する
ことによって、凸レンズ1の焦点距離を連続的に変化さ
せることもできる。
In the optical device of this embodiment, when the switch 8 is opened and no voltage is applied to the electrodes 2 and 3, the convex lens 1 functions as a lens having an inherent refractive index due to its shape. When the switch 8 is closed and a DC voltage is applied to the electrodes 2 and 3 provided on the convex lens 1,
ITaO 3 is the refractive index changes due to the electro-optic effect of the single crystal and LiNbO 3 single crystal, the focal length of the convex lens 1 is changed.
Also, the focal length of the convex lens 1 can be continuously changed by adjusting the applied voltage with the voltage conversion device 5 in a state where the switch 8 is closed and a DC voltage is applied to the convex lens 1.

【0012】図2は、本発明の他の実施例による光学装
置の構成を模式的に示す図である。同図において、1は
上述した実施例と同様な単結晶体からなる凸レンズ1で
あり、この凸レンズ1は単結晶体の結晶軸のY軸が光軸
と一致するように形成されている。上記凸レンズ1の両
主面には、それぞれ酸化スズや酸化インジウム等の蒸着
膜からなる透明電極9、10が対向して形成されてい
る。すなわち、透明電極9、10は、単結晶体からなる
凸レンズ1の結晶軸のZ軸と直交する方向に電場を印加
するように設けられている。なお、凸レンズ1に対する
電圧の印加は、前述した実施例と同様に、直流電源装置
7により行われる。また、上記透明電極9、10は、必
要に応じて公知のリソグラフィ技術によって、所望のパ
ターン形状とすることも可能である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing the construction of an optical device according to another embodiment of the present invention. In the figure, reference numeral 1 denotes a convex lens 1 made of a single crystal body similar to that of the above-described embodiment, and this convex lens 1 is formed so that the Y axis of the crystal axis of the single crystal body coincides with the optical axis. Transparent electrodes 9 and 10 made of vapor-deposited films of tin oxide, indium oxide, etc. are formed opposite to each other on both main surfaces of the convex lens 1. That is, the transparent electrodes 9 and 10 are provided so as to apply an electric field in a direction orthogonal to the Z axis of the crystal axis of the convex lens 1 made of a single crystal. The voltage application to the convex lens 1 is performed by the DC power supply device 7 as in the above-described embodiment. Further, the transparent electrodes 9 and 10 can be formed into a desired pattern shape by a known lithography technique if necessary.

【0013】この実施例の光学装置においても、前述し
た実施例の光学装置と同様にスイッチ8のON/OFFによっ
て、あるいは電圧変換装置5により加える電圧値を変化
させることよって、凸レンズ1の焦点距離が変化する。
Also in the optical device of this embodiment, the focal length of the convex lens 1 is changed by turning ON / OFF the switch 8 or by changing the voltage value applied by the voltage converting device 5 as in the optical device of the above-mentioned embodiment. Changes.

【0014】上述したいずれの実施例の光学装置におい
ても、凸レンズ1を構成する単結晶体の結晶軸のうちZ
軸と直交する方向に電圧を印加するように電極2、3、
あるいは透明電極9、10を設けているため、より大き
な屈折率の変化を得ることができ、焦点距離の変化の度
合いをより大きく設定することが可能となる。なお、図
2に示す光学装置は、透明電極を用いなければならない
ものの、屈折率の変化をより均一に設定することができ
る。
In any of the optical devices of the above-mentioned embodiments, Z is one of the crystal axes of the single crystal body constituting the convex lens 1.
The electrodes 2, 3, so that a voltage is applied in a direction orthogonal to the axis,
Alternatively, since the transparent electrodes 9 and 10 are provided, a larger change in the refractive index can be obtained, and the degree of change in the focal length can be set larger. The optical device shown in FIG. 2 requires a transparent electrode, but the change in the refractive index can be set more uniformly.

【0015】次に、本発明を眼鏡に適用した実施例につ
いて、図3を参照して述べる。図3に示す眼鏡11は、
図1に示した凸レンズ1が眼鏡フレーム12に装着され
て構成されている。また、凸レンズ1に設けられた電極
2、3は、眼鏡フレーム12中に埋設した電線4を介し
て、眼鏡フレーム12中に埋設された電圧変換装置5
と、眼鏡フレーム12に着脱自在に装着された電池6に
接続されている。この実施例によれば図示を省略したス
イッチのON/OFFによって、眼鏡の焦点距離を変化させる
ことができる。また、図2に示した凸レンズ1を用いる
場合も同様である。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to eyeglasses will be described with reference to FIG. The glasses 11 shown in FIG.
The convex lens 1 shown in FIG. 1 is mounted on a spectacle frame 12 and configured. Further, the electrodes 2 and 3 provided on the convex lens 1 are connected to the voltage conversion device 5 embedded in the eyeglass frame 12 through the electric wire 4 embedded in the eyeglass frame 12.
Is connected to the battery 6 detachably attached to the eyeglass frame 12. According to this embodiment, the focal length of the spectacles can be changed by turning on / off the switch (not shown). The same applies when the convex lens 1 shown in FIG. 2 is used.

【0016】上記実施例の眼鏡を遠近両用眼鏡として用
いる場合には、仰角(光軸の上向きの傾き)により電圧
が変化するセンサを用いて、顔が上向きまたは水平のと
きには近眼鏡として機能し、下向きのときには老眼鏡と
して機能するように構成することも可能である。
When the spectacles of the above-mentioned embodiment are used as bifocal spectacles, a sensor whose voltage changes depending on the elevation angle (upward inclination of the optical axis) is used to function as near glasses when the face is upward or horizontal, It can also be configured to function as reading glasses when facing down.

【0017】なお、上記した各実施例においては、本発
明の光学装置を凸レンズに適用した例を示したが、凹レ
ンズに対しても同様に適用可能である等、種々の形状の
レンズに適用することができる。また、本発明の光学装
置は、プリズムに対しても適用可能であり、そのような
場合にはプリズムの光通路の任意の面に透明電極を形成
して光路を変化させたり、透明電極を透光体上に局部的
に形成して光路の一部の屈折特性を変化させることもで
きる。またさらに、光路上の複数のレンズの間隔を変え
て、光学装置の焦点を変化させる光学装置のレンズの 1
枚に本発明の装置を適用して、レンズ間の間隔調整機構
を省略することも可能である。
In each of the above-described embodiments, the optical device of the present invention is applied to a convex lens, but it can be applied to a concave lens as well. be able to. Further, the optical device of the present invention can be applied to a prism, and in such a case, a transparent electrode is formed on an arbitrary surface of the optical path of the prism to change the optical path or the transparent electrode is transparent. It may be locally formed on the optical body to change the refraction characteristics of a part of the optical path. Furthermore, by changing the distance between the lenses on the optical path to change the focus of the optical device,
It is also possible to apply the device of the present invention to one sheet and omit the interval adjusting mechanism between the lenses.

【0018】本発明に用いられる透光体は、通常、公知
のレンズやプリズム等の形状に成形して用いられるが、
用途によっては平板状のものを使用することも可能であ
る。
The translucent body used in the present invention is usually used by molding it into a known shape such as a lens or prism.
Depending on the application, it is also possible to use a flat plate.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光学装置
によれば、 1つの透光体で異なる屈折特性を得ることが
でき、かつその変化の度合いを大きく設定することが可
能となる。よって、使用するレンズの枚数を少なくした
り、レンズ間の間隔調整機構を省略することができる。
As described above, according to the optical device of the present invention, it is possible to obtain different refraction characteristics with one light-transmitting body, and it is possible to set a large degree of change. Therefore, it is possible to reduce the number of lenses to be used and to omit the interval adjustment mechanism between the lenses.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例による光学装置の構成を模式
的に示す図である。
FIG. 1 is a diagram schematically showing a configuration of an optical device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例による光学装置の構成を模
式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing a configuration of an optical device according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明の光学装置を眼鏡に適用した実施例を示
す斜視図である。
FIG. 3 is a perspective view showing an embodiment in which the optical device of the present invention is applied to eyeglasses.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1……凸レンズ 2、3……電極 5……電圧変換装置 6……電池 7……直流電源装置 8……スイッチ 1 ... Convex lens 2, 3 ... Electrode 5 ... Voltage conversion device 6 ... Battery 7 ... DC power supply device 8 ... Switch

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 電圧を印加することにより屈折率が変化
する単結晶体からなる透光体と、前記単結晶体の結晶軸
のZ軸と直交する方向に電圧を印加するように対向して
設けられた一対の電極と、前記電極を介して前記透光体
に電圧を印加する手段とを具備することを特徴とする光
学装置。
1. A translucent body made of a single crystal whose refractive index changes by applying a voltage, and a transparent body facing each other so as to apply a voltage in a direction orthogonal to the Z axis of the crystal axis of the single crystal. An optical device comprising: a pair of electrodes provided and means for applying a voltage to the light-transmitting body via the electrodes.
【請求項2】 請求項1記載の光学装置において、 前記透光体は、 LiTaO3 単結晶体または LiNbO3 単結晶
体からなることを特徴とする光学装置。
2. The optical device according to claim 1, wherein the translucent body is made of a LiTaO 3 single crystal body or a LiNbO 3 single crystal body.
JP17273892A 1992-06-30 1992-06-30 Optical device Withdrawn JPH0618825A (en)

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JP17273892A JPH0618825A (en) 1992-06-30 1992-06-30 Optical device

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JP17273892A Withdrawn JPH0618825A (en) 1992-06-30 1992-06-30 Optical device

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