JPS581126A - 焦点距離可変レンズ - Google Patents
焦点距離可変レンズInfo
- Publication number
- JPS581126A JPS581126A JP10001381A JP10001381A JPS581126A JP S581126 A JPS581126 A JP S581126A JP 10001381 A JP10001381 A JP 10001381A JP 10001381 A JP10001381 A JP 10001381A JP S581126 A JPS581126 A JP S581126A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- electric field
- crystal element
- focal length
- light
- Prior art date
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- Pending
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本尭明は、光蜜調素子を用いた可変レンズに関するもの
であ為。
であ為。
従来、ズームレンズと呼ばれる無点距離可変の光学レン
ズ系に於ける焦点距離の蜜更は、その中の複数枚の単レ
ンズから成るレンズ群を移動し、レンズ群同志の間隔を
変化させ為こと５二より行なうのが通常であつえ、ＩＩ
Ａシ、光学レンズ系に於いては、レンズ群の移動のため
の可動機構が不可欠でＴｏ）、その結果焦点距離の高速
蜜更、レンズ系の小型化及び低コス）化という要求を十
分満足できないのが現状であ）、これらの性能を高め九
光学しｙズ系の実現が１資れてい丸。
ズ系に於ける焦点距離の蜜更は、その中の複数枚の単レ
ンズから成るレンズ群を移動し、レンズ群同志の間隔を
変化させ為こと５二より行なうのが通常であつえ、ＩＩ
Ａシ、光学レンズ系に於いては、レンズ群の移動のため
の可動機構が不可欠でＴｏ）、その結果焦点距離の高速
蜜更、レンズ系の小型化及び低コス）化という要求を十
分満足できないのが現状であ）、これらの性能を高め九
光学しｙズ系の実現が１資れてい丸。
本出願人は上述の従来レンズの欠点な鱗消するため（；
、結晶の電気光学効果を刹用すること（二より、小型で
可動部分が殆どなく１にゐ焦点距離可変レンズを既に出
願していゐ、然しこの焦点距離可変レンズは、光路中；
：置かれ良電気光学結晶素子に対して光の入射方向に電
界を印加するように光単軸に働直な面内に透明電極或い
は透明抵抗体を設けていた。ＪＩｔはこれらの透明電極
或いは透明抵抗体を透過するために、これらの透過率Ｃ
：よりレンズの明るさが制限されるという欠点があった
。
、結晶の電気光学効果を刹用すること（二より、小型で
可動部分が殆どなく１にゐ焦点距離可変レンズを既に出
願していゐ、然しこの焦点距離可変レンズは、光路中；
：置かれ良電気光学結晶素子に対して光の入射方向に電
界を印加するように光単軸に働直な面内に透明電極或い
は透明抵抗体を設けていた。ＪＩｔはこれらの透明電極
或いは透明抵抗体を透過するために、これらの透過率Ｃ
：よりレンズの明るさが制限されるという欠点があった
。
父、電ＩＩ＃、郷へのリード線が入射画成いは反射面を
横切ることｔｇｉｉ避することが困輸であるという間一
点もあった。
横切ることｔｇｉｉ避することが困輸であるという間一
点もあった。
本発明の目的は、電界印加電極等の光の透過率によって
レンズの刷る１Ｋが制限されること４１＜、電界印加手
段の構造が簡単で、しかもリード線の配線も容易で＃）
９．可動部分を殆ど有しない焦点距離可変レンズを提供
する仁とにあり、その薯旨は、外部電界の印加によ抄光
の複屈折効果を起す電気光学結晶素子と、電界を光の入
射方向と喬直な方向に印加して、前記電気光学結晶素子
に入射方向と垂直な方向にレンズ作用を有する屈折率分
布を与え１手段と、前記印加電界を炭化させて前記レン
ズ作用の焦点距離を変化させ為手段とを具備することを
特徴とす、１１％のである。
レンズの刷る１Ｋが制限されること４１＜、電界印加手
段の構造が簡単で、しかもリード線の配線も容易で＃）
９．可動部分を殆ど有しない焦点距離可変レンズを提供
する仁とにあり、その薯旨は、外部電界の印加によ抄光
の複屈折効果を起す電気光学結晶素子と、電界を光の入
射方向と喬直な方向に印加して、前記電気光学結晶素子
に入射方向と垂直な方向にレンズ作用を有する屈折率分
布を与え１手段と、前記印加電界を炭化させて前記レン
ズ作用の焦点距離を変化させ為手段とを具備することを
特徴とす、１１％のである。
本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
第１１１１’−於いて、光学軸Ｏ−Ｏに沿って順次、Ｋ
ＤＰ （ＫＨ，ＰＯ，）から成る第１の電気光学結晶素
子１、偏光板２、偏光面回転作用を有すＡｗＡ転結晶板
δ、第１の電気光学結晶素子１と同材料の第２の電気光
学結晶素子４が配列されている。第１及び第２の電気光
学結晶素子１．４は外部から電界を印加することにより
、この電界に比例した複屈折を示すポッケルス効果があ
り、喪〈知られているようτ二４回回転反射軸（２軸と
すゐ）及び２つの２回回転対称軸（Ｘ％ｙ軸とする）を
有している。２軸を中心にｘ、ｙ座標軸を４５度回転し
た座標軸をＸ′、ｙ′軸とし、ｌ軸が光学軸０−０と一
致するように、第１、第２の結晶素子１．４の方向性が
決定されている。又、第１、第２の結晶素子１と４は第
１図の結晶軸方向で示すように、第１の結晶素子１の２
軸方崗と第２の結晶素子４のｙｌ軸方向とが一致し、第
１の結晶素子１のＹ′軸方向と第２の結晶素子４の１軸
方向とが一致するようになっている。第１、第２の結晶
素子１．４に対して電界は２軸方向に印加されｂよう（
＝なってお秒、それぞれ２軸と−直な画には格子状電極
５．６及び平面電極７．８が接着されている。格子状電
極６．６は光学軸方向、即ちＸ′軸方向に格子が向けら
れ、格子間隔は勢ピッチとされ、各格子５−ｎ、・・・
５−ｔ、５ｏ、Ｓｔ、５１、・・・５ｎ及び６−ｎ・°
°・６−１．６・、６３．６８１００．６！ｌＩ＝は、
それでれ電源部９．１０が接続されていゐ。電源１１９
は”Ｔ １１電８１ Ｖｔ、分圧１ｃ 抗Ｒｔｅ、Ｒ，
、、Ｒ１，＃ 、 ＠Ｒ−を有し、格子５．を中心に各
格子の電位が二乗分有するように分圧電位が印加１れて
いる。同様（；シて電源部１０は可変電源Ｖ１、分圧抵
抗Ｒ，、へ１、Ｒｆｌ ｓ、・・Ｒ−を有し、格子６゜
を中心に各格子の電位が二乗分布するようになっている
。偏光板！の偏光方向は、第１の電気光学結晶素子１の
ｙ軸方向と一致するようにされて＆）、１転結晶板器は
偏光−一転作用を持つ結晶であり、入射し九光をその偏
光方向に対して９０変１転する作用を有してい為。
ＤＰ （ＫＨ，ＰＯ，）から成る第１の電気光学結晶素
子１、偏光板２、偏光面回転作用を有すＡｗＡ転結晶板
δ、第１の電気光学結晶素子１と同材料の第２の電気光
学結晶素子４が配列されている。第１及び第２の電気光
学結晶素子１．４は外部から電界を印加することにより
、この電界に比例した複屈折を示すポッケルス効果があ
り、喪〈知られているようτ二４回回転反射軸（２軸と
すゐ）及び２つの２回回転対称軸（Ｘ％ｙ軸とする）を
有している。２軸を中心にｘ、ｙ座標軸を４５度回転し
た座標軸をＸ′、ｙ′軸とし、ｌ軸が光学軸０−０と一
致するように、第１、第２の結晶素子１．４の方向性が
決定されている。又、第１、第２の結晶素子１と４は第
１図の結晶軸方向で示すように、第１の結晶素子１の２
軸方崗と第２の結晶素子４のｙｌ軸方向とが一致し、第
１の結晶素子１のＹ′軸方向と第２の結晶素子４の１軸
方向とが一致するようになっている。第１、第２の結晶
素子１．４に対して電界は２軸方向に印加されｂよう（
＝なってお秒、それぞれ２軸と−直な画には格子状電極
５．６及び平面電極７．８が接着されている。格子状電
極６．６は光学軸方向、即ちＸ′軸方向に格子が向けら
れ、格子間隔は勢ピッチとされ、各格子５−ｎ、・・・
５−ｔ、５ｏ、Ｓｔ、５１、・・・５ｎ及び６−ｎ・°
°・６−１．６・、６３．６８１００．６！ｌＩ＝は、
それでれ電源部９．１０が接続されていゐ。電源１１９
は”Ｔ １１電８１ Ｖｔ、分圧１ｃ 抗Ｒｔｅ、Ｒ，
、、Ｒ１，＃ 、 ＠Ｒ−を有し、格子５．を中心に各
格子の電位が二乗分有するように分圧電位が印加１れて
いる。同様（；シて電源部１０は可変電源Ｖ１、分圧抵
抗Ｒ，、へ１、Ｒｆｌ ｓ、・・Ｒ−を有し、格子６゜
を中心に各格子の電位が二乗分布するようになっている
。偏光板！の偏光方向は、第１の電気光学結晶素子１の
ｙ軸方向と一致するようにされて＆）、１転結晶板器は
偏光−一転作用を持つ結晶であり、入射し九光をその偏
光方向に対して９０変１転する作用を有してい為。
今、Ｉ６をＸ％ｙ軸方向の主屈折率、ｎ、を１軸方向の
主屈折率、ｒｓｓ を電気光学定数のテンフル成分とし
、翼軸方向に外部電界Ｅ１を印加すると、第１、第２の
結晶素子１．４の屈折率楕円体は次式１式％ （１） そして第１図に示すようにＸ軸を４５度回転し九Ｘ′軸
方向に光を入射すると屈折率楕円体は、Ｙ’）’（ｎｒ
ｌ−（１／２）ｒ＠、ｎ／＆）＋（１／ｎｏ雪）ｘ”−
１・−−−・ ・Ｉ２）となる、■式からｒ軸方向Ｉ：
偏光し九光（＝対する屈折率Ｖは。
主屈折率、ｒｓｓ を電気光学定数のテンフル成分とし
、翼軸方向に外部電界Ｅ１を印加すると、第１、第２の
結晶素子１．４の屈折率楕円体は次式１式％ （１） そして第１図に示すようにＸ軸を４５度回転し九Ｘ′軸
方向に光を入射すると屈折率楕円体は、Ｙ’）’（ｎｒ
ｌ−（１／２）ｒ＠、ｎ／＆）＋（１／ｎｏ雪）ｘ”−
１・−−−・ ・Ｉ２）となる、■式からｒ軸方向Ｉ：
偏光し九光（＝対する屈折率Ｖは。
”ｙ′””＠＋（１／２）ｒｓｓｎ／Ｂｇ −−−・
・ −＠で与えられる。
・ −＠で与えられる。
結晶素子１．４書二対する電界はｚ軸方向に印加されて
お勤、格子電極５．６の格子５０．６・を中心に電界が
二乗分布してい為ので、＠式の屈折率ｎｙＩはｙｌ軸方
向に二乗分布となる。媒質の屈折率が二乗分布している
場合に、媒質がレンズ作用をすることはよく知られてお
や、本実施例に贅いては第１、第２の電気光学結晶素子
１．４は買′方向に進行す為光に対していわばシリンド
９カシな１次元レンズとなる。第１の結晶素子１に入射
しえ光は、ｙ′軸軸先光成分ｙｌ軸方向ζ＝レンズ作用
を受は偏光［２に入射する。偏光１［２の偏光方向は第
１の結晶素子１のｙｌ軸方崗と一致す為ようε二乗かれ
ているので、レンズ作用を受は九光の成分のみが回転結
晶１［１１に入射する。１１転紬晶１［ｉは偏光面回転
作用をするので、−転結晶４［！Ｉに入射した光の偏光
方向に対して９０１［１ｉ１転、即ち第！の電気光学結
晶素子４のｙ′軸方崗の偏光−を持つ光となって１１１
２の結晶素子４に入射する。第２の結晶素子４は第１の
結晶素子１に対してｆ、ｙｌ軸が９０度回転した状態と
なっており、第２の結晶素子４では１次元レンズ作用を
することになゐ。レンズ作用の方向が互いに直交するよ
うｉｋ２備の１次元レンズの組合せによって、２次元レ
ンズが実現できることは明らかであり、本実施例に於い
てもレンズ作用の方向が互いに直交す為ような１次元レ
ンズが２個組合わせられていることになり、これらの合
成塔九九効果として２次元レンズを実現している。又、
電源部９及び１０の可変電ｍｖ；及び■の電圧を変化さ
せれば第１、第２の電気光学素子１．４の屈折率ｎｙ／
が変化し、このことよりこのレンズの焦点ＩＩ離を変更
させることができる。更には電Ｉ！５．６１：印加する
電界の強変分布を反転することにより、即ち凸分布よね
凹分布へ、又はその逆へ反転することによりレンズ作用
は正、負任意のものを選定することが可能である。
お勤、格子電極５．６の格子５０．６・を中心に電界が
二乗分布してい為ので、＠式の屈折率ｎｙＩはｙｌ軸方
向に二乗分布となる。媒質の屈折率が二乗分布している
場合に、媒質がレンズ作用をすることはよく知られてお
や、本実施例に贅いては第１、第２の電気光学結晶素子
１．４は買′方向に進行す為光に対していわばシリンド
９カシな１次元レンズとなる。第１の結晶素子１に入射
しえ光は、ｙ′軸軸先光成分ｙｌ軸方向ζ＝レンズ作用
を受は偏光［２に入射する。偏光１［２の偏光方向は第
１の結晶素子１のｙｌ軸方崗と一致す為ようε二乗かれ
ているので、レンズ作用を受は九光の成分のみが回転結
晶１［１１に入射する。１１転紬晶１［ｉは偏光面回転
作用をするので、−転結晶４［！Ｉに入射した光の偏光
方向に対して９０１［１ｉ１転、即ち第！の電気光学結
晶素子４のｙ′軸方崗の偏光−を持つ光となって１１１
２の結晶素子４に入射する。第２の結晶素子４は第１の
結晶素子１に対してｆ、ｙｌ軸が９０度回転した状態と
なっており、第２の結晶素子４では１次元レンズ作用を
することになゐ。レンズ作用の方向が互いに直交するよ
うｉｋ２備の１次元レンズの組合せによって、２次元レ
ンズが実現できることは明らかであり、本実施例に於い
てもレンズ作用の方向が互いに直交す為ような１次元レ
ンズが２個組合わせられていることになり、これらの合
成塔九九効果として２次元レンズを実現している。又、
電源部９及び１０の可変電ｍｖ；及び■の電圧を変化さ
せれば第１、第２の電気光学素子１．４の屈折率ｎｙ／
が変化し、このことよりこのレンズの焦点ＩＩ離を変更
させることができる。更には電Ｉ！５．６１：印加する
電界の強変分布を反転することにより、即ち凸分布よね
凹分布へ、又はその逆へ反転することによりレンズ作用
は正、負任意のものを選定することが可能である。
実施例のように電果に比例した複屈折を示すポッケルス
効果を有する一次電気光学結晶素子：：対しては、格子
電極５．６による電界の印加は、二乗分布の電位であれ
ばよく、実施例以外の手段で４ｓ用可能である。又、電
界の二乗ミニ比例した複屈折を示すカー効果を有する二
次電気光学結晶素子を使用すれば、必ずしも等間隔の格
子電極を利用しなくとも、二乗分布の屈折率を得ること
亀考えられる。更には偏光板４は第１の電気光学結晶素
子１の前後の何れの位置に配置しても支障はない。又実
施例に於いては、回転結晶板乙により偏光面を一転させ
たが、＃１１と第２の結晶素子１と４の適轟な組合せに
より、結晶素子１，４へのそれヤれの入射光の偏光方向
を同一にす為ことも可能で、この場合Ｉ：は回転結晶Ｉ
［ｓは不要とな為。
効果を有する一次電気光学結晶素子：：対しては、格子
電極５．６による電界の印加は、二乗分布の電位であれ
ばよく、実施例以外の手段で４ｓ用可能である。又、電
界の二乗ミニ比例した複屈折を示すカー効果を有する二
次電気光学結晶素子を使用すれば、必ずしも等間隔の格
子電極を利用しなくとも、二乗分布の屈折率を得ること
亀考えられる。更には偏光板４は第１の電気光学結晶素
子１の前後の何れの位置に配置しても支障はない。又実
施例に於いては、回転結晶板乙により偏光面を一転させ
たが、＃１１と第２の結晶素子１と４の適轟な組合せに
より、結晶素子１，４へのそれヤれの入射光の偏光方向
を同一にす為ことも可能で、この場合Ｉ：は回転結晶Ｉ
［ｓは不要とな為。
溝、電極５．６．７．８は光の透過菖に位置していない
ので、透明であゐことを必要としないのは勿論である。
ので、透明であゐことを必要としないのは勿論である。
以上説明したように、本発明に係る焦点距離可変レンズ
は、電界印加の方向を光の進行方向と―直にしたことに
よ〉、レンズが明るくなるという効果がＴｏＩ、電界印
加手段の構造も簡単でダート線の配線も容易口なゐとい
う利点がある。
は、電界印加の方向を光の進行方向と―直にしたことに
よ〉、レンズが明るくなるという効果がＴｏＩ、電界印
加手段の構造も簡単でダート線の配線も容易口なゐとい
う利点がある。
第１図は本尭−に係る焦点距離可変レンズの一実施例を
示す構成■である。 符号１は第１の電気光学結晶素子、２は偏光板、墨はａ
輌結晶板、４は第２の電気光学結晶素子、５．６は格子
電極、７は平面電極であり。
示す構成■である。 符号１は第１の電気光学結晶素子、２は偏光板、墨はａ
輌結晶板、４は第２の電気光学結晶素子、５．６は格子
電極、７は平面電極であり。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 ｔ 外部電界の印加によシ光の複肩折効果を起す電気光
学結晶素子と、電界を光の入射方向と―直な方向に印加
して、前記電気光学結晶素子に入射方向と喬直な方向に
レンズ作用を有すゐ屈折率分有を与え為手段と、前記印
加電界を変化させて前記レンズ作用の焦点距離を変化さ
せ為手段とを真値することを時機とす為焦点距離可変し
ｙズ。 １−次元方向にしｙズ作用を有するようにし丸前記２個
の電気光学結晶素子を、レンズ作用が直交して１にされ
為よう暑：配列し、舎成二次元レンズを得るよう礪二し
九轡許請求の範囲第１項記載の焦点距離可変レンズ。 五 −次の電気光学結晶素子に対し、二乗分布を有す為
電界を印加し、レンズ作用をなすようにし九畳許請求の
範囲第１項記載の焦点距離可変レンズ。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10001381A JPS581126A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 焦点距離可変レンズ |
| US06/359,034 US4466703A (en) | 1981-03-24 | 1982-03-17 | Variable-focal-length lens using an electrooptic effect |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10001381A JPS581126A (ja) | 1981-06-26 | 1981-06-26 | 焦点距離可変レンズ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS581126A true JPS581126A (ja) | 1983-01-06 |
Family
ID=14262664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10001381A Pending JPS581126A (ja) | 1981-03-24 | 1981-06-26 | 焦点距離可変レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS581126A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3546211A1 (de) * | 1984-12-28 | 1986-07-03 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Varioobjektiv mit einem element mit veraenderlicher brechkraft |
| JPH02195328A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Ricoh Co Ltd | 電気光学レンズ |
| JPH02222922A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 電気光学レンズ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49615A (ja) * | 1972-04-17 | 1974-01-07 | ||
| JPS5255503A (en) * | 1975-10-28 | 1977-05-07 | Thomson Brandt | Variable focuding device |
-
1981
- 1981-06-26 JP JP10001381A patent/JPS581126A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS49615A (ja) * | 1972-04-17 | 1974-01-07 | ||
| JPS5255503A (en) * | 1975-10-28 | 1977-05-07 | Thomson Brandt | Variable focuding device |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3546211A1 (de) * | 1984-12-28 | 1986-07-03 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Varioobjektiv mit einem element mit veraenderlicher brechkraft |
| DE3546211C2 (ja) * | 1984-12-28 | 1991-07-25 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| JPH02195328A (ja) * | 1989-01-24 | 1990-08-01 | Ricoh Co Ltd | 電気光学レンズ |
| JPH02222922A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-09-05 | Ricoh Co Ltd | 電気光学レンズ装置 |
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