JPS59193429A - 焦点位置を可変にする装置 - Google Patents
焦点位置を可変にする装置Info
- Publication number
- JPS59193429A JPS59193429A JP58067026A JP6702683A JPS59193429A JP S59193429 A JPS59193429 A JP S59193429A JP 58067026 A JP58067026 A JP 58067026A JP 6702683 A JP6702683 A JP 6702683A JP S59193429 A JPS59193429 A JP S59193429A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- medium
- refractive index
- variable
- variable focus
- focal position
- 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.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
- G06K15/12—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers
- G06K15/1238—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point
- G06K15/1242—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on one main scanning line
- G06K15/1252—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by photographic printing, e.g. by laser printers simultaneously exposing more than one point on one main scanning line using an array of light modulators, e.g. a linear array
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
-
- 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
- G02F1/01—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 intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0147—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 intensity, phase, polarisation or colour based on thermo-optic effects
-
- 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
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06K—GRAPHICAL DATA READING; PRESENTATION OF DATA; RECORD CARRIERS; HANDLING RECORD CARRIERS
- G06K15/00—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers
- G06K15/02—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers
- G06K15/028—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by thermal printers
- G06K15/029—Arrangements for producing a permanent visual presentation of the output data, e.g. computer output printers using printers by thermal printers using optical beams
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
- G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
- G11B7/0908—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following for focusing only
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N1/00—Scanning, transmission or reproduction of documents or the like, e.g. facsimile transmission; Details thereof
- H04N1/024—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original
- H04N1/028—Details of scanning heads ; Means for illuminating the original for picture information pick-up
-
- H—ELECTRICITY
- H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
- H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
- H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
- H04N23/50—Constructional details
- H04N23/54—Mounting of pick-up tubes, electronic image sensors, deviation or focusing coils
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Focusing (AREA)
- Automatic Focus Adjustment (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (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】
本発明は、その焦点距離が任意に変化させることが可能
な方法及び装置に関するものである。
な方法及び装置に関するものである。
レンズの焦点を可変とするには、レンズの曲率、肉厚、
屈折率のいずれかを変えねばならないが、従来の方法に
おいては機械式ズームレンズを除いて、いずれの変化量
も小さく、焦点可変範囲が小さい。また、電気光学材料
や液晶を用いた場合には、光の偏光に依存し、用途が限
定される。
屈折率のいずれかを変えねばならないが、従来の方法に
おいては機械式ズームレンズを除いて、いずれの変化量
も小さく、焦点可変範囲が小さい。また、電気光学材料
や液晶を用いた場合には、光の偏光に依存し、用途が限
定される。
本発明の目的は、従来の焦点位置を変化させる方法とは
全く異った方法で、焦点位置を変化させることが可能な
方法を提供することにある。
全く異った方法で、焦点位置を変化させることが可能な
方法を提供することにある。
本発明の更なる目的は、上述した従来の方法に於ける欠
点を改良した焦点位置を変化させる方法を提供すること
にある。
点を改良した焦点位置を変化させる方法を提供すること
にある。
第１図は本発明に係る方法を用いた可変焦点装置の一実
施例を示す図で、同図（ａ）は、該装置の側面図、同図
（ｂ）は、同じく平面図である。装置９は、下方から上
方に向って、基板２、基板２上に配線された電極３、電
極３の一部に形成された発熱抵抗体４、保護膜５、屈折
率の温度依存性を有する媒体１、保護層６より構成され
ている。媒体１は、液体又は固体であるが、一般に液体
の方が温度による屈折率変化が大きく、焦点可変範囲を
大きくすることができる。
施例を示す図で、同図（ａ）は、該装置の側面図、同図
（ｂ）は、同じく平面図である。装置９は、下方から上
方に向って、基板２、基板２上に配線された電極３、電
極３の一部に形成された発熱抵抗体４、保護膜５、屈折
率の温度依存性を有する媒体１、保護層６より構成され
ている。媒体１は、液体又は固体であるが、一般に液体
の方が温度による屈折率変化が大きく、焦点可変範囲を
大きくすることができる。
上記実施例の作用を説明すれば、電極３に電流を流すと
、発熱抵抗体４が発熱し、発熱抵抗体４の近傍の媒体１
が加熱され、従って媒体１は第１図の線７に示すように
、屈折率が不均一となり、レンズ作用を有することにな
る。
、発熱抵抗体４が発熱し、発熱抵抗体４の近傍の媒体１
が加熱され、従って媒体１は第１図の線７に示すように
、屈折率が不均一となり、レンズ作用を有することにな
る。
従って装置９に入射した光束８は前記レンズ作用によっ
て局所的に発散又は集束され、かつその度合は屈折率の
変化量即ち発熱抵抗体４を流れる電流に比例する。前記
装置９は全体を光学的な透明体とすればレンズとして使
用することもでき、又は保動膜５を反射面とすれば反射
鏡として使用することも可能である。この方法によれば
応答性がよく、かつ機構的に動かす部分を必要としない
可変焦点装置を実現できるので、例えばオートフォーカ
ス機構等に有効に応用することができる。
て局所的に発散又は集束され、かつその度合は屈折率の
変化量即ち発熱抵抗体４を流れる電流に比例する。前記
装置９は全体を光学的な透明体とすればレンズとして使
用することもでき、又は保動膜５を反射面とすれば反射
鏡として使用することも可能である。この方法によれば
応答性がよく、かつ機構的に動かす部分を必要としない
可変焦点装置を実現できるので、例えばオートフォーカ
ス機構等に有効に応用することができる。
第２図ｆａ）は、本発明の第２の実施例に係る可変焦点
装置の斜視図である。該装置は、屈折率の温度依存性を
有する円筒状の媒体１０と、媒体１０の長手方向の側面
に形成された発熱体４０とより成る。Ｘは、光軸である
。この装置において、発熱体４０の非発熱時には、左手
Ｘ方向から入射した光束の焦点位置は無限遠である。
装置の斜視図である。該装置は、屈折率の温度依存性を
有する円筒状の媒体１０と、媒体１０の長手方向の側面
に形成された発熱体４０とより成る。Ｘは、光軸である
。この装置において、発熱体４０の非発熱時には、左手
Ｘ方向から入射した光束の焦点位置は無限遠である。
上記第２図（ａ）の可変焦点装置において、発熱体４０
を発熱させると、媒体１０は、加熱され、第２図（ｂ）
に側照するごとく温度分布が形成される。
を発熱させると、媒体１０は、加熱され、第２図（ｂ）
に側照するごとく温度分布が形成される。
この温度分布は、媒体１０の断面において、等温曲線の
如くであり、光軸Ｘ近傍の温度は低く、発熱体４０近傍
の温度は高くなる。従って媒体１０の屈折率の温度係数
ｄｎ／ｄＴに従って、媒体１の内部に不均一な屈折率の
分布が形成される。この屈折率分布は、第２図（ｂ）か
ら明らかなように、半径方向の屈折率勾配、いわゆるラ
ブイアルブラディアントを有するので、媒体１０は、光
軸Ｘ方向に入射する光線に対し強い屈折力をもつ。
如くであり、光軸Ｘ近傍の温度は低く、発熱体４０近傍
の温度は高くなる。従って媒体１０の屈折率の温度係数
ｄｎ／ｄＴに従って、媒体１の内部に不均一な屈折率の
分布が形成される。この屈折率分布は、第２図（ｂ）か
ら明らかなように、半径方向の屈折率勾配、いわゆるラ
ブイアルブラディアントを有するので、媒体１０は、光
軸Ｘ方向に入射する光線に対し強い屈折力をもつ。
すなわち、本発明における可変焦点装置が発熱体４０の
発熱時にレンズ作用をもつ理由は、発熱体の発熱時に光
軸の半径方向に対称に、なめらかな温度分布が形成され
ることによる。なぜなら、このような温度分布が形成さ
れると、媒体１０の内部の屈折率分布も光軸の半径方向
に対称でなめらかなものとなり、光軸ＸをＸ軸、光軸Ｘ
からの距離をｒとすると（ｘ、ｒ）における屈折率ｎ（
ｘ。
発熱時にレンズ作用をもつ理由は、発熱体の発熱時に光
軸の半径方向に対称に、なめらかな温度分布が形成され
ることによる。なぜなら、このような温度分布が形成さ
れると、媒体１０の内部の屈折率分布も光軸の半径方向
に対称でなめらかなものとなり、光軸ＸをＸ軸、光軸Ｘ
からの距離をｒとすると（ｘ、ｒ）における屈折率ｎ（
ｘ。
ｒ）は、ｒでティラー展開したとき、ｎ（ｘ、ｒ）−ｎ
ｏ（ｘ）＋ ｎ４ （ｘ）ｒ”＋・・・・・・の形にな
る。このような屈折率分布をもつ媒体が結像作用をもっ
ことはよく知られている。発熱体の発熱量の変化により
、ｎ ［１（Ｘ） Ｉｎ、（幻が変化するから焦点を可
変にできる。ここで重要なことはｎ、（幻か変化するこ
とで、ｎｏ（ｘｌだけが変化した場合、例えば通常のガ
ラスレンズの屈折率な均一に変化させた場合に比べて、
屈折力の変化がはるかに大きいことである。媒体１０が
屈折率の温度係数ｄｒ７ｄＴが負である場合には、発熱
体４０の発熱時には、媒体１０は入射光束Ａに対し近似
的に凸レンズの作用を有し、第２図（Ｃ）のごとく出射
光束焦点Ｂの位置が移動し、その移動量は発熱体２の発
熱量の制御により所望の値にすることができる。
ｏ（ｘ）＋ ｎ４ （ｘ）ｒ”＋・・・・・・の形にな
る。このような屈折率分布をもつ媒体が結像作用をもっ
ことはよく知られている。発熱体の発熱量の変化により
、ｎ ［１（Ｘ） Ｉｎ、（幻が変化するから焦点を可
変にできる。ここで重要なことはｎ、（幻か変化するこ
とで、ｎｏ（ｘｌだけが変化した場合、例えば通常のガ
ラスレンズの屈折率な均一に変化させた場合に比べて、
屈折力の変化がはるかに大きいことである。媒体１０が
屈折率の温度係数ｄｒ７ｄＴが負である場合には、発熱
体４０の発熱時には、媒体１０は入射光束Ａに対し近似
的に凸レンズの作用を有し、第２図（Ｃ）のごとく出射
光束焦点Ｂの位置が移動し、その移動量は発熱体２の発
熱量の制御により所望の値にすることができる。
第３図は、本発明にかかる第３の実施例の斜視図である
。この可変焦点装置は、屈折率の温度依存性を有する直
方体の媒体１１と、媒体１１の相対する上面及び下面上
にそれぞれ形成された発熱体４１ａ、４１ｂより成る。
。この可変焦点装置は、屈折率の温度依存性を有する直
方体の媒体１１と、媒体１１の相対する上面及び下面上
にそれぞれ形成された発熱体４１ａ、４１ｂより成る。
発熱体４１ａと４１ｂを同時にかつ等しく発熱させると
、媒体１１内の温度分布は、それぞれ発熱体４１ａと４
１ｂ近傍の面から光軸Ｘにより定義される面（発熱体４
１ａ。
、媒体１１内の温度分布は、それぞれ発熱体４１ａと４
１ｂ近傍の面から光軸Ｘにより定義される面（発熱体４
１ａ。
４１ｂと平行な面）にかけて低くなり、この装置は、シ
リンドリカルレンズ作用を有する可変焦点装置として用
いることが可能である。
リンドリカルレンズ作用を有する可変焦点装置として用
いることが可能である。
第４図は、第３図の実施例を改変した第４の実施例の断
面図である。この可変焦点装置は、複数個の直方体媒体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが発熱体４２ａ、４２
ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅを介して形成されており、
第３図の実施例を光軸と直交する方向に重ねた複眼光学
系の構成になっている。この場合、第３図の実施例に比
べ大口径の可変焦点装置を得ることができる。
面図である。この可変焦点装置は、複数個の直方体媒体
１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄが発熱体４２ａ、４２
ｂ、４２ｃ、４２ｄ、４２ｅを介して形成されており、
第３図の実施例を光軸と直交する方向に重ねた複眼光学
系の構成になっている。この場合、第３図の実施例に比
べ大口径の可変焦点装置を得ることができる。
第５図（ａ）は、屈折率の温度依存性を有する円筒形の
媒体１３の光入射側の面（図において左サイド）に、当
該面より小さい透明な発熱体４３を設けた第５の実施例
を示す。発熱体４３が発熱したときの媒体１３内の温度
分布は、第５図（ｂ）に示すごとく、発熱体４３の近傍
から回りに向って拡がる。すなわち、第２の実施例（第
２図（ｂ））とは逆に、光軸Ｘから遠ざかるにつれて温
度が低くなる。
媒体１３の光入射側の面（図において左サイド）に、当
該面より小さい透明な発熱体４３を設けた第５の実施例
を示す。発熱体４３が発熱したときの媒体１３内の温度
分布は、第５図（ｂ）に示すごとく、発熱体４３の近傍
から回りに向って拡がる。すなわち、第２の実施例（第
２図（ｂ））とは逆に、光軸Ｘから遠ざかるにつれて温
度が低くなる。
この場合においても形成される温度分布は、強いラジア
ルグラディアントを有し、媒体１３の屈折率の温度係数
ｄｒ７／ｄＴが負である場合には、この装置は凹レンズ
作用を有し、ｄｎ／ｄＴが正である場合−には凸レンズ
作用を有する。
ルグラディアントを有し、媒体１３の屈折率の温度係数
ｄｒ７／ｄＴが負である場合には、この装置は凹レンズ
作用を有し、ｄｎ／ｄＴが正である場合−には凸レンズ
作用を有する。
第６図は、第５図（ａ）の実施例を改変した第６の実施
例の断面図である。この可変焦点装置は円筒形の媒体１
４の内部の光軸Ｘに沿って複数個の透明な発熱体４４ａ
、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを設けたものであり、第５図
（ａｊの実施例を複数個重ねた如き構成となっている。
例の断面図である。この可変焦点装置は円筒形の媒体１
４の内部の光軸Ｘに沿って複数個の透明な発熱体４４ａ
、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄを設けたものであり、第５図
（ａｊの実施例を複数個重ねた如き構成となっている。
この場合、複数個の発熱体４４ａ〜４４ｄを発熱させる
ことにより、第５図（ａ）の実施例に比べ、より大きな
焦点位置可変量が得られる。
ことにより、第５図（ａ）の実施例に比べ、より大きな
焦点位置可変量が得られる。
第７図は、第５図の実施例を改変した第７の実施例であ
る。この装置では、円筒状の媒体１５の、発熱体４５を
設けた側面には、反射面５０が形成されており、すなわ
ち第５図の実施例をインミラー化したものである。発熱
体４５が形成されていない、媒体１５の他方の側面にお
いて、光軸Ｘの斜め上方から入射される光束Ａは、媒体
１５内を通って反射面５０により反射され、更に媒体１
５内を通り、Ｂに示すごとく、光軸Ｘの斜め下方に出射
される。この場合、発熱体４５が発熱すると、光束は、
屈折率分布の形成された媒体１５内を２度通過するため
、第５図の実施例に比して、より大きな焦点位置の可変
量が得られる。尚、この実施例に関連した実験結果を後
述する。
る。この装置では、円筒状の媒体１５の、発熱体４５を
設けた側面には、反射面５０が形成されており、すなわ
ち第５図の実施例をインミラー化したものである。発熱
体４５が形成されていない、媒体１５の他方の側面にお
いて、光軸Ｘの斜め上方から入射される光束Ａは、媒体
１５内を通って反射面５０により反射され、更に媒体１
５内を通り、Ｂに示すごとく、光軸Ｘの斜め下方に出射
される。この場合、発熱体４５が発熱すると、光束は、
屈折率分布の形成された媒体１５内を２度通過するため
、第５図の実施例に比して、より大きな焦点位置の可変
量が得られる。尚、この実施例に関連した実験結果を後
述する。
第８図における第８の実施例においては、媒体１６は、
予め屈折率の不均一な分布をもった屈折率分布型レンズ
であって円筒形のものである。この媒体１６の焦点位置
は、図の出射光束Ｂに示すごとく有限であり、更に媒体
１６の入射側側面に設けられた透明な発熱体４６を発熱
させることにより、焦点位置を例えば出射光束ＢＢに示
すごとく変化することができ、種々の応用に好都合であ
る。
予め屈折率の不均一な分布をもった屈折率分布型レンズ
であって円筒形のものである。この媒体１６の焦点位置
は、図の出射光束Ｂに示すごとく有限であり、更に媒体
１６の入射側側面に設けられた透明な発熱体４６を発熱
させることにより、焦点位置を例えば出射光束ＢＢに示
すごとく変化することができ、種々の応用に好都合であ
る。
尚、上記第１〜第７の実施例において、媒体１゜１０．
１１．＋２．１３，１４．１５の入射側側面、出射側側
面のいずれか又は双方を曲面にすれば、第８の実施例と
同様な効果が得られることは勿論である。
１１．＋２．１３，１４．１５の入射側側面、出射側側
面のいずれか又は双方を曲面にすれば、第８の実施例と
同様な効果が得られることは勿論である。
また、上記の実施例において、発熱体４ 、４０゜４１
．４２，４３，４４，４５．４６の発熱をある程度の時
間継続すると、それぞれ媒体９ 、１０゜１１．１２．
＋３．１４，１５．１６の温度分布が平衡に達し、形成
された温度分布がほとんど消滅し、再び焦点位置が元の
発熱前の位置になるが、当該発熱及び非発熱を高速に切
り替えれば、温度分布を維持することができる。
．４２，４３，４４，４５．４６の発熱をある程度の時
間継続すると、それぞれ媒体９ 、１０゜１１．１２．
＋３．１４，１５．１６の温度分布が平衡に達し、形成
された温度分布がほとんど消滅し、再び焦点位置が元の
発熱前の位置になるが、当該発熱及び非発熱を高速に切
り替えれば、温度分布を維持することができる。
次に本発明、特に第７図の実施例との関連を詳述するた
めに、第９図（ａ）〜（ｆ）を参照して計算及び実験結
果を説明する。
めに、第９図（ａ）〜（ｆ）を参照して計算及び実験結
果を説明する。
第９図（ａ）は、上記計算及び実験に用いた可変焦点装
置の断面図であり、媒体１７はエタノールであり、４７
は発熱体である抵抗膜、２０は抵抗膜の保護用の５ｉｎ
２層の基盤であり、Ｓ ｉ０２層２０とエタノール層１
７の界面が反射面５１となる。この計算は、第９図（ａ
）の紙面の垂直方向が無限大とした２次元モデルとし、
更に次のパラメータを用いて行なった。
置の断面図であり、媒体１７はエタノールであり、４７
は発熱体である抵抗膜、２０は抵抗膜の保護用の５ｉｎ
２層の基盤であり、Ｓ ｉ０２層２０とエタノール層１
７の界面が反射面５１となる。この計算は、第９図（ａ
）の紙面の垂直方向が無限大とした２次元モデルとし、
更に次のパラメータを用いて行なった。
ｑ：抵抗膜４７の単位面積・単位時間幽り発熱量＝ ４
．５ Ｘ １０” ｅｒｇ／ｉ・５ｅｃａ−基盤２００
幅 ＝ ０．１５１ ｔ）＋ ： ：ｒ−９／−ル層１７の厚さ ＝０．０
２ｍｂ２：５ｉ０２層２０の厚さ ＝７Ｘ１０
１ｈ：抵抗膜４７と反射面５１間の距離 ＝２Ｘ１０−’ｃＴＬ Ｒ１：エタノールの熱伝導率 ＝ １．６６ Ｘ １０’ ｅｒｇ／ＣＷＬ−ｓｅｅ、
０ＫＲ，、：ＳｉＯ□の熱伝導率 ＝ １．９０ Ｘ １０５ｅｒｇ／ｃｍ−ｅｅｃ−０Ｋ
ｃ、ｄ ：それぞれ抵抗膜４７端の基盤端からの距離ｃ
＝７．４５Ｘ１０ ”ｃｍ ｄニア、５５ Ｘ １０−”ｃｒｒＬ 上記のパラメータを条件とし、更に第９図（ａ）の可変
焦点装置の表面温度な０℃に維持する境界条件のもとで
、２次元の熱伝導方程式を解き、エタノール層の定常温
度分布を求めた。この温度分布にエタノールの屈折率の
温度係数ｄｒｖ／ｄＴ ＝−０，０００４を乗じること
により、エタノール内の屈折率分布が求められ、光線追
跡ができた。
．５ Ｘ １０” ｅｒｇ／ｉ・５ｅｃａ−基盤２００
幅 ＝ ０．１５１ ｔ）＋ ： ：ｒ−９／−ル層１７の厚さ ＝０．０
２ｍｂ２：５ｉ０２層２０の厚さ ＝７Ｘ１０
１ｈ：抵抗膜４７と反射面５１間の距離 ＝２Ｘ１０−’ｃＴＬ Ｒ１：エタノールの熱伝導率 ＝ １．６６ Ｘ １０’ ｅｒｇ／ＣＷＬ−ｓｅｅ、
０ＫＲ，、：ＳｉＯ□の熱伝導率 ＝ １．９０ Ｘ １０５ｅｒｇ／ｃｍ−ｅｅｃ−０Ｋ
ｃ、ｄ ：それぞれ抵抗膜４７端の基盤端からの距離ｃ
＝７．４５Ｘ１０ ”ｃｍ ｄニア、５５ Ｘ １０−”ｃｒｒＬ 上記のパラメータを条件とし、更に第９図（ａ）の可変
焦点装置の表面温度な０℃に維持する境界条件のもとで
、２次元の熱伝導方程式を解き、エタノール層の定常温
度分布を求めた。この温度分布にエタノールの屈折率の
温度係数ｄｒｖ／ｄＴ ＝−０，０００４を乗じること
により、エタノール内の屈折率分布が求められ、光線追
跡ができた。
第９図（ｂ）に示すように、ｙ軸を光軸とし、高さＸに
おいて光軸に平行な光線Ａを入射させ、この光線がエタ
ノール層１７を通過して反射面５１により反射され、更
にエタノール層１７を通過して出射したときの高さをＸ
＋ΔＸとすると、ΔＸはエタノール層１７の表面１７ａ
を評価−どしたときの横収差に対応し、焦点位置Ｆと表
面１７ａとの距離ＳＡは球面収差に対応する。第９図ｔ
ｃ） 、 （ｄ）は、それぞれΔｘ、ＳＡの計算値を示
す。これらの図から明白なように、ｘ ＝ −５μ〜５
μの範囲内にあるときは、出射先約Ｂは一点から出てい
るかのように見え、この装置が凹レンズ作用を有するこ
とが認識される。このときの焦点位置Ｆは、当然ながら
抵抗膜４７の発熱量を変化させることにより制御するこ
とが可能である。
おいて光軸に平行な光線Ａを入射させ、この光線がエタ
ノール層１７を通過して反射面５１により反射され、更
にエタノール層１７を通過して出射したときの高さをＸ
＋ΔＸとすると、ΔＸはエタノール層１７の表面１７ａ
を評価−どしたときの横収差に対応し、焦点位置Ｆと表
面１７ａとの距離ＳＡは球面収差に対応する。第９図ｔ
ｃ） 、 （ｄ）は、それぞれΔｘ、ＳＡの計算値を示
す。これらの図から明白なように、ｘ ＝ −５μ〜５
μの範囲内にあるときは、出射先約Ｂは一点から出てい
るかのように見え、この装置が凹レンズ作用を有するこ
とが認識される。このときの焦点位置Ｆは、当然ながら
抵抗膜４７の発熱量を変化させることにより制御するこ
とが可能である。
第９図（ｅ）は、第９図（ａ）の装置において、抵抗膜
４７を１０μ×５０μの大きさで長さを有限にし、この
装置に平面波を入射させ、反射面５１で反射され、出射
した光の波面を波長７８０間の半導体レーザな光源とし
てマイケルソン型干渉顕微鏡で実際に観測した干渉縞写
真であり、第９図（ｆ）は参照波面をティルトしたとき
の写真である。第９図（ｅ）。
４７を１０μ×５０μの大きさで長さを有限にし、この
装置に平面波を入射させ、反射面５１で反射され、出射
した光の波面を波長７８０間の半導体レーザな光源とし
てマイケルソン型干渉顕微鏡で実際に観測した干渉縞写
真であり、第９図（ｆ）は参照波面をティルトしたとき
の写真である。第９図（ｅ）。
（ｆ）の写真の干渉縞の変化のある部分に紙面横方向に
長い抵抗膜がある。この写真かられかるように出射光は
最大１波長以上の位相差をもち、この素子が強い屈折力
をもつことを示している。
長い抵抗膜がある。この写真かられかるように出射光は
最大１波長以上の位相差をもち、この素子が強い屈折力
をもつことを示している。
上述のように、本発明によれば簡単な構成で焦点の移動
量の大きな可変焦点装置が得られる。
量の大きな可変焦点装置が得られる。
第１図（ａ）は、本発明の一実施例の断面図、第１図（
ｂｌは、第１図（ｂ）の平面図、第２図（ａ）は、本発
明の第２の実施例の斜視図、第２図（ｂ） 、 （Ｃ）
は、第２図（ａ）の断面図、第３図は、本発明の第３の
実施例の斜視図、第４図は、本発明の第４の実施例の断
面図、第５図（ａ）は、本発明の第５の実施例の斜視図
、第５図（１））は、第５図（ａ）の断面図、第６図は
、本発明の第６の実施例の断面図、第７図は、本発明の
第７の実施例の斜視図、第８図は、本発明の第８の実施
例の断面図、第９図（ａ） 、 （ｂ）は、本発明の他
の実施例を計算、実験したときの断面図、第９図（Ｃ）
、 （ｄ）は、第９図（ａ） 、 （ｂ）の実施例を
実験したときのグラフ、第９図（ｅ） 、 （ｆ）は、
本発明の別の実流側の観沈写真である。 １，１０．Ｎ、？２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３
．＋４．１５゜１６．１７・・・屈折率温度依存性媒体
４．４０．４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、
４２ｄ、４２ｅ。 ４３．４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４５，４６．
４７−発熱体特許出願人 キャノン株式会社 第２図 （ａ） 入 ＠２図 忙） （ｂ） 第３図 第 ４ 図 ９５図 （ｂ） （ａ） ４ 第 ６ 図 （Ｃ） 第 ９
図（ｄ） 第９図（ｅ） 第９図（Ｆ） 手 続 補 正 書 （方式）％式％ １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第６７０２６号
２、発明の名称 焦点位置を可変にする方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 Ｈｏｏ）キャノン株式会社 ４、代 理 人 住所 東京都港区赤坂１丁目９番２０号５、補正命令
の日付 発送日：昭和５８年７月２６日 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単な説明
」の各欄、及び図面。 ７、補正の内容 （１）明細書第１３頁第１４行乃至第１４頁第４行の「
第９図 （ｅ）は・・・・・・示している。」を削除す
る。 （２）明細書第１４頁第１８行乃至第１５頁第１行の「
第９図 （Ｃ）、（ｄ）は、・・・・・・観測写真であ
る。」を次の通り補正する。 「 第９図（ｃ）、（ｄ）は、第９図（ａ）、（ｂ）
（７）実施例を実験したときのグラフである。」（３）
図面の第９図 （ｅ）及び第９図（ｆ）を削除する。 ８、添付書類 （１）参考写真 １通
ｂｌは、第１図（ｂ）の平面図、第２図（ａ）は、本発
明の第２の実施例の斜視図、第２図（ｂ） 、 （Ｃ）
は、第２図（ａ）の断面図、第３図は、本発明の第３の
実施例の斜視図、第４図は、本発明の第４の実施例の断
面図、第５図（ａ）は、本発明の第５の実施例の斜視図
、第５図（１））は、第５図（ａ）の断面図、第６図は
、本発明の第６の実施例の断面図、第７図は、本発明の
第７の実施例の斜視図、第８図は、本発明の第８の実施
例の断面図、第９図（ａ） 、 （ｂ）は、本発明の他
の実施例を計算、実験したときの断面図、第９図（Ｃ）
、 （ｄ）は、第９図（ａ） 、 （ｂ）の実施例を
実験したときのグラフ、第９図（ｅ） 、 （ｆ）は、
本発明の別の実流側の観沈写真である。 １，１０．Ｎ、？２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ、１３
．＋４．１５゜１６．１７・・・屈折率温度依存性媒体
４．４０．４１ａ、４１ｂ、４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、
４２ｄ、４２ｅ。 ４３．４４ａ、４４ｂ、４４ｃ、４４ｄ、４５，４６．
４７−発熱体特許出願人 キャノン株式会社 第２図 （ａ） 入 ＠２図 忙） （ｂ） 第３図 第 ４ 図 ９５図 （ｂ） （ａ） ４ 第 ６ 図 （Ｃ） 第 ９
図（ｄ） 第９図（ｅ） 第９図（Ｆ） 手 続 補 正 書 （方式）％式％ １、事件の表示 昭和５８年 特許願 第６７０２６号
２、発明の名称 焦点位置を可変にする方法及び装置 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 Ｈｏｏ）キャノン株式会社 ４、代 理 人 住所 東京都港区赤坂１丁目９番２０号５、補正命令
の日付 発送日：昭和５８年７月２６日 ６、補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」及び「図面の簡単な説明
」の各欄、及び図面。 ７、補正の内容 （１）明細書第１３頁第１４行乃至第１４頁第４行の「
第９図 （ｅ）は・・・・・・示している。」を削除す
る。 （２）明細書第１４頁第１８行乃至第１５頁第１行の「
第９図 （Ｃ）、（ｄ）は、・・・・・・観測写真であ
る。」を次の通り補正する。 「 第９図（ｃ）、（ｄ）は、第９図（ａ）、（ｂ）
（７）実施例を実験したときのグラフである。」（３）
図面の第９図 （ｅ）及び第９図（ｆ）を削除する。 ８、添付書類 （１）参考写真 １通
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１） 屈折率が温度により変化する媒体に熱を与え
、該媒体内に温度分布に伴う屈折率分布を発生せしめ、
前記媒体に与える熱量を制御することにより前記媒体内
の屈折率分布を変化せしめ、前記媒体に入射する光束の
焦点位置を可変にすることを特徴とする方法。 （２）屈折率が温度により変化する媒体と、該媒体に熱
を与える発熱手段と、前記媒体に持たせるべき屈折力の
特性に応じて、前記発熱手段の発熱量を制御する手段と
を備えた事を特徴とする可変焦点装置。 （３）前記媒体を円筒形状になし、前記発熱手段を該媒
体の円筒面上に接して配置し、該媒体の軸方向に入射す
る光束の焦点位置を可変としたことを特徴とする特許請
求の範囲第２項記載の可変焦点装置。 （イ）前記媒体を平行に対向する２つの表面をもつ平板
形状になし、前記発熱体を該平行に対向する２つの表面
上に接して配置し、該平行に対向する２つの表面と平行
な方向に入射する光束の該平行に対向する２つの表面と
直交する断面内における焦点位置を可変としたことを特
徴とする特許請求の範囲第２項記載の可変焦点装置。 （５）前記発熱手段が透明であり、該発熱手段を前記媒
体の表面の一部に接して配置し、該発熱手段を透過した
光束の焦点位置を可変としたことを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の可変焦点装置。 （６）前記媒体の表面の一部を反射面となし、前記発熱
手段を該反射面に接して配置し、該媒体を通り反射面に
より反射された光束の焦点位置を可変としたことを特徴
とする特許請求の範囲第２項記載の可変焦点装置。 （７）特許請求の範囲第２項記載の可変焦点装置を複数
個使用した複眼可変焦点装置。 （８）前記媒体の光束の通過する面が曲面であることを
特徴とする特許請求の範囲第２項記載の可変焦点装置。 （９）前記媒体が、前記発熱手段の非発熱時においても
屈折率の不均一な分布を有する屈折率分布型レンズであ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項記載の可変焦
点装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067026A JPH0616141B2 (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 焦点位置を可変にする装置 |
| US07/144,643 US4872743A (en) | 1983-04-18 | 1988-01-11 | Varifocal optical element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58067026A JPH0616141B2 (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 焦点位置を可変にする装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59193429A true JPS59193429A (ja) | 1984-11-02 |
| JPH0616141B2 JPH0616141B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13332959
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58067026A Expired - Lifetime JPH0616141B2 (ja) | 1983-04-18 | 1983-04-18 | 焦点位置を可変にする装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616141B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6247025A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 赤外線装置の焦点位置調節法 |
| JPS62501315A (ja) * | 1984-12-03 | 1987-05-21 | ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− | 改善された可変レンズ及び連続操作のための複屈折補償装置 |
| WO2003038499A1 (fr) * | 2001-11-01 | 2003-05-08 | Mitsubishi Rayon Co.,Ltd. | Multiplexeur/demultiplexeur optique, procede de multiplexage/demultiplexage optique et filtre optique |
| JP2007524106A (ja) * | 2003-02-26 | 2007-08-23 | ウニヴェルシュタット ベルン | 光ビームの波面を修正するための、方法、配置構成、及び該配置構成のための影響付与ユニット |
| CN103454705A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 清华大学 | 液体透镜 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154427A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-03 | Ricoh Co Ltd | 光制御装置 |
| JPS59191001A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Omron Tateisi Electronics Co | 可変屈折率分布形レンズ |
| JPS59191002A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Omron Tateisi Electronics Co | 可変屈折率分布形レンズ |
-
1983
- 1983-04-18 JP JP58067026A patent/JPH0616141B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59154427A (ja) * | 1983-02-23 | 1984-09-03 | Ricoh Co Ltd | 光制御装置 |
| JPS59191001A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Omron Tateisi Electronics Co | 可変屈折率分布形レンズ |
| JPS59191002A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Omron Tateisi Electronics Co | 可変屈折率分布形レンズ |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62501315A (ja) * | 1984-12-03 | 1987-05-21 | ヒユ−ズ・エアクラフト・カンパニ− | 改善された可変レンズ及び連続操作のための複屈折補償装置 |
| JPS6247025A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Tech Res & Dev Inst Of Japan Def Agency | 赤外線装置の焦点位置調節法 |
| WO2003038499A1 (fr) * | 2001-11-01 | 2003-05-08 | Mitsubishi Rayon Co.,Ltd. | Multiplexeur/demultiplexeur optique, procede de multiplexage/demultiplexage optique et filtre optique |
| CN1307447C (zh) * | 2001-11-01 | 2007-03-28 | 三菱丽阳株式会社 | 光波分合器和光波分合方法及滤光器 |
| JP2007524106A (ja) * | 2003-02-26 | 2007-08-23 | ウニヴェルシュタット ベルン | 光ビームの波面を修正するための、方法、配置構成、及び該配置構成のための影響付与ユニット |
| CN103454705A (zh) * | 2012-06-04 | 2013-12-18 | 清华大学 | 液体透镜 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0616141B2 (ja) | 1994-03-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4872743A (en) | Varifocal optical element | |
| US4729641A (en) | Functional optical element having a non-flat planar interface with variable-index medium | |
| JP2005521918A5 (ja) | ||
| Fritze et al. | Laser-fabricated glass microlens arrays | |
| JPH0327085B2 (ja) | ||
| WO2023241380A1 (zh) | 一种可调超表面系统 | |
| Sheldakova et al. | Flat-top beam formation with miniature bimorph deformable mirror | |
| JP2020040072A (ja) | レーザー加工装置 | |
| JPS59193429A (ja) | 焦点位置を可変にする装置 | |
| JP2002107632A (ja) | 投影照射装置 | |
| Calixto et al. | Micromirrors and microlenses fabricated on polymer materials by means of infrared radiation | |
| Sheldakova et al. | Miniature bimorph deformable mirror for laser beam shaping | |
| US4865426A (en) | Variable aberration imaging optical system | |
| US10884253B2 (en) | Apparatus and method for dewetting-based spatial light modulation for high-power lasers | |
| Nikitin et al. | Focusing laser beam through pinhole using bimorph deformable mirror | |
| JP2003504688A (ja) | レーザビームの強度プロファイルを形成する方法および装置 | |
| JP2004518158A (ja) | 疑似ランダム化されたぼかされた赤外線画像形成素子アレイ | |
| Howes | Large-aperture interferometer with local reference beam | |
| Kelley et al. | A rugged inexpensive shearing interferometer | |
| Kopf et al. | Adapting the axial focus in high-power laser processing machines within mm-range | |
| Learning | Image Formation by Lenses | |
| TW511078B (en) | Objective lens of optical read-write head | |
| Saini et al. | Damage threshold studies on optical fibers and end-capped fibers with random antireflection (RAR) nanostructures | |
| JPS6112249B2 (ja) | ||
| Nikitin et al. | Focusing laser beam through pinhole using stacked-actuator deformable mirror |