JPS59191001A - 可変屈折率分布形レンズ - Google Patents

可変屈折率分布形レンズ

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JPS59191001A
JPS59191001A JP6504983A JP6504983A JPS59191001A JP S59191001 A JPS59191001 A JP S59191001A JP 6504983 A JP6504983 A JP 6504983A JP 6504983 A JP6504983 A JP 6504983A JP S59191001 A JPS59191001 A JP S59191001A
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JP
Japan
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refractive index
lens
variable refractive
index distribution
temperature
Prior art date
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Pending
Application number
JP6504983A
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English (en)
Inventor
Kazuo Mikami
和夫 三上
Naohisa Inoue
直久 井上
Maki Yamashita
山下 牧
Mitsutaka Kato
加藤 充孝
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.)
Omron Corp
Original Assignee
Tateisi Electronics Co
Omron Tateisi Electronics Co
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Publication date
Application filed by Tateisi Electronics Co, Omron Tateisi Electronics Co filed Critical Tateisi Electronics Co
Priority to JP6504983A priority Critical patent/JPS59191001A/ja
Publication of JPS59191001A publication Critical patent/JPS59191001A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
    • G02F1/29Devices 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
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/0087Simple or compound lenses with index gradient
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL 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
    • G02F1/00Devices 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
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    • G02F1/0147Devices 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 intensity, phase, polarisation or colour  based on thermo-optic effects

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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) この発明は、温度光学効果を利用して屈折率分布を外部
からコントロールできるようにした可変屈折率分布形レ
ンズに関する。
(発明の背景) 周知のように、光フアイバ通信、複写機やビデオディス
ク等の光電子機器ではロンド形レンズが利用され、装置
の小形・軽量化等に役立っている。
このロッド形レンズは内部の屈折率の変化により光を屈
折さけレンズ作用を持たせる(\わゆる屈折率分布形レ
ンズと呼ばれるもので、単レンズで1月1の正立実像の
結像が可能である。
ところで、このような屈折率分布形レンズは、イオン交
換拡散や拡散重合等の技術により!li造されるもので
、ディスクリートな光学部品と同様に製造が面倒である
。また、このようにして作成された屈折率分布形レンズ
は固定焦点形のものであり、ディスクリートな光学部品
と同様に焦点位置制御機構等が必要で、装置の小形・軽
量化の目的には必ずしもそくわない面があった。そして
、従来提案されている屈折率分布形レンズは、ディスク
リートな光学部品である凸レンズや凹レンズに対応する
ものとして位置づ(プられ、1つのレンズで集光作用と
拡開作用とを行なうことかできるものは未だ提案されて
いない。
(発明の目的) この発明は、製造が容易であり、かつ外部から自由に焦
点制御ができるとともに、1つのレンズで集光作用と拡
開作用との機能を具備さげることができる可変屈折重分
孔形レンズを提供することにある。
(発明の構成と効果) この発明1よ、上記目的を達成するために、温度光学効
果を有する導光性部材に形成される一対の対向側面に、
該両側面を同時に加熱または冷All する熱交換体を
それぞれ配設し、熱交換体間の光伝搬路に熱交換体間を
2分1−る中心線に対して対称な温度分布を生じさせる
ようにしたことを特徴とり−る。
この構成によれは、導光性部材の一対の対向側面に熱交
換体を配没するたりて、対向側面間には温度光学効果に
よつC所定の屈折率分布が上記温度分布に対応して生成
されるので、製造が極めて容易であり、また熱交換体の
加熱湿度や冷ノ4]温度を調節することで、焦点距離を
任意に制御することができる。そして、熱交換体として
ベルチェ効果素子を用いる場合には加熱動作と冷却動作
とができるので、当該屈折率分布形レンズは集光作用ど
拡開作用の両者の機能を持つことになる。また熱交換体
として発熱体を使用する場合に(ま、加熱動作だ(プで
あるから、当該司変屈折率分イ5形レンズは集光作用の
みまたは拡射作用のみの機能を有するものになる。
(実施例の説明) 第1図【よこの発明の第1実施例を承り。同図において
、温度光学効果を有する導光性部材(例えばゴー102
)には所定間隔11111隔した一対の対向側面1.2
が形成され、この刻面側面1,2間にlよ所定光束の光
ビーム3か一側力日ろ他側に向かい伝搬する。そして対
向側面1,2の表面には板状の電極膜にツクル等の発熱
体である)3,4か蒸着形成され、この電極膜3,4に
は電源5から同時に駆動電流が供給される。なJ5、抵
抗IRは側面1.2の表面温度を同一にするためのもの
である。
以上のように構成したことによって、側面1゜2間に生
成される温度分布および屈折重分イbは第2図に示すよ
うになる。同図に1l13いて、符号21で示すものは
電極膜4のみを光熱させた場合の温度分布を示し、これ
に対応づる屈折重分イl>は符号22で示すようになる
。そして、符号23で示づものは電極膜3のみを光熱さ
せた場合の温度分布を示し、これに対応する屈折率分布
は符号24て示すようになる。従って、電極膜4,3を
同時に発熱させた場合には、側面1.2間に生ずる温度
分布は符825で示すように、温度分布21,23を合
成したものになり、側面1.2間を2分づる中心線2γ
に対して対称なものになる。従ってこれに対応する屈折
率分布は符号26’r示づようになる。つまり、この温
度分布25は、中心線27において温度変化が最小で、
側面1,2側に[ljいて温度変化が最大となる。従っ
て、これに対応ず°る屈折率分布26は中心線271こ
(15いて屈折率変化が最大であり、側面1.2側1.
: j5いて屈折率変化が最小なものになる。その結果
、ここに生成された屈折率分布26は光ビーム3を集光
り゛る機能を有づることになる。そして、この集光作用
つまり焦点位置は電極膜3,4に供給する駆動電流によ
っ゛C制御できる。
次に第3図はこの発明の第2実施例を示す。なa3、第
1図と同一部分には同一符号をイ」シその説明を省略す
る(以下の実施例において161じ)。この第2実施例
に係る可変屈折率分布形レンズ(、J5、側面1,2の
表面にペルチェ効果素子31.32を配没し、これに電
源5から駆動電流を供給するようにしたもので、このベ
ルチェ効果素子31゜32はイの接m:面にa3いて冷
却動作を覆るようになっている。
第4図は側面1.2間に生成される温度分布J3よひ屈
折率分布を示す。同図において、符号41および42は
ベルチェ効果索子32のみを冷)il]動作させたとき
の温度分布J5よび石(折率分イjiを示し、符号43
および44はベルチェ効果克了3″Iのみを冷却動作さ
せたときの温度分イliおよび屈折率分布を示している
。その結果、第1実施例と同様にして、両ペルチェ効果
素子31.32を同時に冷却動作さけた場合には符号4
5および/16で示覆ごとき温度分布および屈折率分布
が1qられる。この温度分布45は中心線27にd3い
て温度変化が最小、つまり温度が高く、側面1,2側に
おいて温度変化が最大つまり最小温度になっている。従
って、屈折率分布46は中心線27において屈折率変化
が最小で、側面1,2側において最大となる。つまり、
こ1こに生成されIC屈折率分布46は光ビーム3を拡
開する機能を有し、この拡開機能はペルチェ効果素子3
1.32に供給する駆動電流によって制御される。
第5図(a)、(b)はこの発明の第3実施例を示す。
この第3実施例に係る可変屈折率分布形レンズは第2実
施例に示した構成において、ベルチェ効果素子31.3
2に第5図(b)に示すごとき駆動回路から駆動電流を
供給し、もって加熱動°作と冷却動作の両動作を行なわ
せるようにしたものである。その結果、ベルチェ効果索
子31゜32が発熱動作をしているときは、当該レンズ
は集光作用を営み、また冷却動作をしているときは拡開
作用を営む。つまり、1つのレンズで集光作用と拡開作
用との両機能を行なわけることができる。
第5図(b)において、この駆動回路は、電源51の両
端に連動覆る切替スイッチ52.53が接続された構成
のもので、切替端子a側に操作すると、ベルチェ効果索
子32にはAからBに向かう方向に駆動電流が供給され
、またベルチェ効果索子31にはCからDに向かう方向
に駆動電流が供給される。そして、切替スイッチ52.
53を切替端子す側に操作すると、ベルチェ効果素子3
1.32に供給される駆動電流が反転する。これによっ
て、ベルチェ効果索子31.32は加熱動作と冷却動作
とが反転させられる。
次に、第6図はこの発明の第4実施例を示づ。
この第4実施例に係る可変屈折率分布形レンズは、側面
1.2の表面に線状発熱体61.62を直線状に配設し
たもので、第7図に示づごどぎ温度分布および屈折率分
布が生成され、第1実施例と同様に集光作用を営むレン
ズである。
第7図は側面1.2間に生成される温度分布および屈折
率分布を示している。温度分布は符号71および72で
示すように、線状発熱体61,62を中心とする半周心
円状の等温線分布になる。
この場合においても、第1実施例と同様に、中心線27
にa5いて温度変化が最小で、両線状発熱体61.62
側において温度変化が最大となる。従って、屈折率分布
は中心線27を境にして符号73で示すようになり、ま
た両線状発熱体61,62を結ぶ断面内においては符号
74で示すようになる。従って、この第4実施例に係る
可変屈折率分布形レンズは第1実施例と同様に集光作用
の機能を有する。
次に第9図はこの発明の第5実施例を示す。この第5実
施例に係る可変屈折率分布形レンズは、温度光学効果を
有する導光性部材(例えばTiO2つを直方体形状に形
成し、この直方体に形成される2対の対向側面81.8
2J:iよび83,84に発熱体85.86みよび87
,88をそれぞれ配設し、これら発熱体に電源89から
同時に駆動電流を供給するようにしたもので、これによ
って光ビーム90は楕円形状に集光される。
なお、上記各実施例では温度光学効果を有する導光性部
材としてTi0zを用いたが、この発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば高分子フィルムや強誘電体材
料あるいはアモルファス月であっても良いことは勿論で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係る可変屈折率分布形レンズの第1
実施例を示す概略側面断面図、第2図は第1実施例装置
の温度分布および屈折率分布を示し、その集光作用を説
明J−る図、第3図はこの発明の第2実施例を示す概略
側面断面図、第4図は第2実施例装置の温度分布および
屈折率分布を示し、その拡開作用を説明する図、第5図
はこの発明の第3実施例を示し、同図(a )は第3実
施例装置の概略側面断面図、同図(b)は第3実施例装
置の駆動回路を示す図、第6図はこの発明の第4実施例
を示づ概略斜視図、第7図は第4実施例装置の温度分布
および屈折率分布を示す概略図、第8図はこの発明の第
5実施例を示す概略斜視図である。 1.2.81.82#よび83,84・・・対向側面 3、/1・・・・・・・・・電極膜(発熱体)ai、a
2・ベル7− ]効宋永子 (加熱J、たは11)却づる熱交換体)61.62・・
・線状発熱体 85 、  と3 (う 、  87.  8  ε3
 ・・・ 光熱イ本25、715.7’1.72・・・
温度分布を示す曲線26 、 /l 6 、 73 、
74・・・屈折率分布を示づ曲線 27・・・・・・・・・・・中心線 3 、90・・・・・・光ビーム 特許出願人 立石電機株式会71

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)温度光学効果を有する導光性部材に形成される一
    対の対向側面に、該両側面を同時に加熱まICは冷却す
    る熱交換体をそれぞれ配設し、熱交換体間の光伝搬路に
    熱交換体間を2分する中心線に対して対称な温度分布を
    生じさせるようにしたことを特徴とする可変屈折率分布
    形レンズ。
JP6504983A 1983-04-13 1983-04-13 可変屈折率分布形レンズ Pending JPS59191001A (ja)

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JP6504983A JPS59191001A (ja) 1983-04-13 1983-04-13 可変屈折率分布形レンズ

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JP6504983A JPS59191001A (ja) 1983-04-13 1983-04-13 可変屈折率分布形レンズ

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JPS59191001A true JPS59191001A (ja) 1984-10-30

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JP (1) JPS59191001A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59193429A (ja) * 1983-04-18 1984-11-02 Canon Inc 焦点位置を可変にする装置
JPS60201302A (ja) * 1984-03-26 1985-10-11 Canon Inc レンズ形成装置
JPS63502221A (ja) * 1986-01-20 1988-08-25 スキャネラ ソシエテ シビル 光学的システムの伝達関数を制御するための画像処理装置
JPH05203040A (ja) * 1992-01-28 1993-08-10 Hidetaka Sato オートマティックトランスミッション車の誤動作・事故防止法

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