JPS60163002A - 圧電光学素子 - Google Patents
圧電光学素子Info
- Publication number
- JPS60163002A JPS60163002A JP1718684A JP1718684A JPS60163002A JP S60163002 A JPS60163002 A JP S60163002A JP 1718684 A JP1718684 A JP 1718684A JP 1718684 A JP1718684 A JP 1718684A JP S60163002 A JPS60163002 A JP S60163002A
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- JP
- Japan
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- lens
- transparent
- piezoelectric
- electrodes
- optical element
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-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/10—Bifocal lenses; Multifocal lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- 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】
一１＝
（技術分野）
本発明は、透明な圧電材料を用いた光学レンズと振動子
との両方に兼用可能な圧電光学素子に関する。
との両方に兼用可能な圧電光学素子に関する。
（発明の背景）
光学技術を用いた音響機器あるいは映像機器において、
レンズの位置を変えることによって各種の補正を行なう
サーボ機構が設けられている。しかし、機構が複雑にな
るため高価になると同時に、応答性等の特性上からも、
満足すべきものを得るのは必ずしも容易ではない。また
、カメラの自動焦点機構において、超音波によって距離
を測定する方式では、圧電振動子を用いた超音波発生回
路を設け、距離を検出した後にレンズを動かし焦点あわ
せを行なっている。そのためレンズとは別に圧電振動子
の配置スペースが必要となり、機械的にレンズ焦点を調
整しなければならないきらいかあった。
レンズの位置を変えることによって各種の補正を行なう
サーボ機構が設けられている。しかし、機構が複雑にな
るため高価になると同時に、応答性等の特性上からも、
満足すべきものを得るのは必ずしも容易ではない。また
、カメラの自動焦点機構において、超音波によって距離
を測定する方式では、圧電振動子を用いた超音波発生回
路を設け、距離を検出した後にレンズを動かし焦点あわ
せを行なっている。そのためレンズとは別に圧電振動子
の配置スペースが必要となり、機械的にレンズ焦点を調
整しなければならないきらいかあった。
（発明の目的）
本発明は、」−記の諸装置において、アクチェエ２−
−夕もしくは超音波発振子とレンズとを一体化すること
によって−に記の機構の簡略化を図った圧電光学素子を
提供りようとするものである。
によって−に記の機構の簡略化を図った圧電光学素子を
提供りようとするものである。
（発明の実施例）
以下、本発明に係る圧電光学素子の実施例を図面に従っ
て説明する。
て説明する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１実施例を示す。
これらの図において、光を透過する透明な圧電材料１は
レンズ形状、たとえば凸レンズ形状に加工されており、
その表面に一対の光を透過する透明な電極２Ａ、２Ｂか
１１着されている。透明な圧電材料１としては、単結晶
である水晶、透光性セラミック（例えばＰｌ−７ＺＴ等
）や、有機物系材料が考えられる。また、透明な電極２
Ａ、２Ｂは例えば酸化錫、酸化インジウム等で構成され
ている。
レンズ形状、たとえば凸レンズ形状に加工されており、
その表面に一対の光を透過する透明な電極２Ａ、２Ｂか
１１着されている。透明な圧電材料１としては、単結晶
である水晶、透光性セラミック（例えばＰｌ−７ＺＴ等
）や、有機物系材料が考えられる。また、透明な電極２
Ａ、２Ｂは例えば酸化錫、酸化インジウム等で構成され
ている。
第１実施例の構成において、」８下の電極２Ａ及び２Ｂ
間に、直流電圧を印加すれば、透明圧電材料１の部分は
歪を生じ、すなわち厚さか変化しそれにともなって曲率
も変わり、レンズとしての焦点距離が変化する。円盤」
二に記録された情報をレーザ等によって光学的に読み出
し、音もしくは映像を再生する装置においては、例えば
円盤の１ソリ」等の補正をするためのレンズ系を機械的
に移動させ、円盤−にに常に焦点を正しく結ばせている
。
間に、直流電圧を印加すれば、透明圧電材料１の部分は
歪を生じ、すなわち厚さか変化しそれにともなって曲率
も変わり、レンズとしての焦点距離が変化する。円盤」
二に記録された情報をレーザ等によって光学的に読み出
し、音もしくは映像を再生する装置においては、例えば
円盤の１ソリ」等の補正をするためのレンズ系を機械的
に移動させ、円盤−にに常に焦点を正しく結ばせている
。
本発明の第１実施例を応用すれば、電気的にレンズの焦
点距離を変化させられるが呟レンズ系を機械的に動かす
ことなく円盤上に常に焦点を結ばせることか可能となる
。
点距離を変化させられるが呟レンズ系を機械的に動かす
ことなく円盤上に常に焦点を結ばせることか可能となる
。
自動焦点付機構付カメうにおいては、被写体までの距離
を超音波を用いて測定する方式を採用しているものかあ
る。上記第１実施例で示す圧電光学素子をカメラのレン
ズとして用いれば、距離を測定するための超音波送波・
受波素子とレンズとを共用させることが可能となる。す
なわち、第１図（Ａ）、（Ｂ）の構成ｉ、にイテ、透明
型５ｉ、 ２ Ａ 、 ２１３を介して超音波発振回路
に圧電光学素子を接続し、これに高周波電圧を印加し、
前記レンズとしての圧電材料１に固有の共振周波数近傍
の川波数で機械的振動を行なわぜて超音波を被写体に受
けて発射し、その後同じ圧電光学素子で受波して被写体
までの距離を測定する。測定後、前述した如く、両電極
２Ａ、２Ｂ間に直流電圧を印加することにより、レンズ
としての焦点距離を調整することができる。
を超音波を用いて測定する方式を採用しているものかあ
る。上記第１実施例で示す圧電光学素子をカメラのレン
ズとして用いれば、距離を測定するための超音波送波・
受波素子とレンズとを共用させることが可能となる。す
なわち、第１図（Ａ）、（Ｂ）の構成ｉ、にイテ、透明
型５ｉ、 ２ Ａ 、 ２１３を介して超音波発振回路
に圧電光学素子を接続し、これに高周波電圧を印加し、
前記レンズとしての圧電材料１に固有の共振周波数近傍
の川波数で機械的振動を行なわぜて超音波を被写体に受
けて発射し、その後同じ圧電光学素子で受波して被写体
までの距離を測定する。測定後、前述した如く、両電極
２Ａ、２Ｂ間に直流電圧を印加することにより、レンズ
としての焦点距離を調整することができる。
第２図は、本発明の第２実施例を示す。この図において
、凸レンズの側曲面は光を透過する透明な圧電材料１０
．１１で構成され、各圧電材料１１’）、１１の両面に
光を透過する透明電極１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ，１２Ｄ
が形成されている。両圧電材料１１’１ 、１１で囲ま
れた密閉空間の内部は光を透過する透明流動体（又は透
明弾性体）１３が充填されている。
、凸レンズの側曲面は光を透過する透明な圧電材料１０
．１１で構成され、各圧電材料１１’）、１１の両面に
光を透過する透明電極１２Ａ、１２Ｂ、１２Ｃ，１２Ｄ
が形成されている。両圧電材料１１’１ 、１１で囲ま
れた密閉空間の内部は光を透過する透明流動体（又は透
明弾性体）１３が充填されている。
第２実施例の構成において、圧電材料１０の上下の電極
１２Ａ及び１２Ｂ間及び圧電材料１１の−に下の電極１
２Ｃ及び１２Ｄ開に、直流電圧を印加すれば、圧電材料
１０．１１は歪を生じ、すなわち長さが変化しそれにと
もなって曲率も変わり、レンズとしての焦点距離が変化
する。この結果、前述の第１実施例の場合と同様に、円
盤上に記録された情報をレーザ等によって光学的に読み
出し５− ４− 音もしくは映像を再生する装置において円盤の［ン１月
等の補正をするためのレンズ系を機械的に移動させる代
りに、電気的にレンズの焦点距離を変化させられるか呟
レンズ系を機械的に動かすことなく円盤上に常に焦点
を結ばせることが可能となる。また、自動焦点付機構付
カメラにおいて、上記第２実施例で示す圧電光学素子を
カメラのレンズとして用いれば、距離を測定するための
超音波送波・受渡素子とレンズとを共用させることが可
能となる。すなわち、レンズ前面側の圧電材料１０を圧
電振動子として利用し、電極１２Ａ、］２Ｂ間に高周波
電圧を印加することにより超音波を発生可能であり、ま
たこの部分を受渡素子として利用できる。
１２Ａ及び１２Ｂ間及び圧電材料１１の−に下の電極１
２Ｃ及び１２Ｄ開に、直流電圧を印加すれば、圧電材料
１０．１１は歪を生じ、すなわち長さが変化しそれにと
もなって曲率も変わり、レンズとしての焦点距離が変化
する。この結果、前述の第１実施例の場合と同様に、円
盤上に記録された情報をレーザ等によって光学的に読み
出し５− ４− 音もしくは映像を再生する装置において円盤の［ン１月
等の補正をするためのレンズ系を機械的に移動させる代
りに、電気的にレンズの焦点距離を変化させられるか呟
レンズ系を機械的に動かすことなく円盤上に常に焦点
を結ばせることが可能となる。また、自動焦点付機構付
カメラにおいて、上記第２実施例で示す圧電光学素子を
カメラのレンズとして用いれば、距離を測定するための
超音波送波・受渡素子とレンズとを共用させることが可
能となる。すなわち、レンズ前面側の圧電材料１０を圧
電振動子として利用し、電極１２Ａ、］２Ｂ間に高周波
電圧を印加することにより超音波を発生可能であり、ま
たこの部分を受渡素子として利用できる。
第３図は、本発明の第３実施例を示す。この図において
、光を透過する透明な圧電材料２０，２１が光を透過す
る透明な中間電極２２Ａを介して貼合わされ、該圧電材
料２０の表面及び圧電材料２１の表面に光を透過する透
明電極２２Ｂ、２２Ｃが形成されたバイモルフ圧電構造
体２３により６一 レンズの一方の曲面が構成されている。同様に、光を透
過する透明な圧電材料２４．２５が光を透過する透明な
中間電極２６Ａを介して貼合わされ、該圧電材料２４の
表面及び圧電材料２５の表面に光を透過する透明電極２
６Ｂ、２６Ｃが形成されたバイモルフ圧電構造体２７に
よりレンズの他方の曲面が構成されている。両バイモル
フ圧電構造体２３．２７で囲まれた密閉空間の内部は光
を透過する透明流動体（又は透明弾性体）２８が充填さ
れている。
、光を透過する透明な圧電材料２０，２１が光を透過す
る透明な中間電極２２Ａを介して貼合わされ、該圧電材
料２０の表面及び圧電材料２１の表面に光を透過する透
明電極２２Ｂ、２２Ｃが形成されたバイモルフ圧電構造
体２３により６一 レンズの一方の曲面が構成されている。同様に、光を透
過する透明な圧電材料２４．２５が光を透過する透明な
中間電極２６Ａを介して貼合わされ、該圧電材料２４の
表面及び圧電材料２５の表面に光を透過する透明電極２
６Ｂ、２６Ｃが形成されたバイモルフ圧電構造体２７に
よりレンズの他方の曲面が構成されている。両バイモル
フ圧電構造体２３．２７で囲まれた密閉空間の内部は光
を透過する透明流動体（又は透明弾性体）２８が充填さ
れている。
第３実施例の構成において、バイモルフ圧電構造体２３
の電極２２Ｂ、２２Ｃと中間電極２２Ａとの間に直流電
圧を印加し、かつバイモルフ圧電構造体２７の電極２６
Ｂ、２６Ｃと中間電極２６Ａとの開に直流電圧を印力１
ければ、各バイモルフ圧電構造体２３．２７は歪を生じ
、すなわち曲率が変わり、レンズとしての焦点距離が変
化する。
の電極２２Ｂ、２２Ｃと中間電極２２Ａとの間に直流電
圧を印加し、かつバイモルフ圧電構造体２７の電極２６
Ｂ、２６Ｃと中間電極２６Ａとの開に直流電圧を印力１
ければ、各バイモルフ圧電構造体２３．２７は歪を生じ
、すなわち曲率が変わり、レンズとしての焦点距離が変
化する。
この結果、前述の第２実施例の場合と同様の効果をあげ
ることができ、さらにバイモルフ圧電構造体２３．２７
を使用することによりレンズの曲率−７＝ の変化を大きくすることかできる。この場合、超音波の
送波は、レンズ前面側のバイモルフ圧電構造体２３を利
用し、電極２２Ｂ、２２Ｃと中間型１２２Ａとの間に高
周波電圧を印加することにより行なうことができる。ま
た、この部分を受渡素子として用いることかできる。
ることができ、さらにバイモルフ圧電構造体２３．２７
を使用することによりレンズの曲率−７＝ の変化を大きくすることかできる。この場合、超音波の
送波は、レンズ前面側のバイモルフ圧電構造体２３を利
用し、電極２２Ｂ、２２Ｃと中間型１２２Ａとの間に高
周波電圧を印加することにより行なうことができる。ま
た、この部分を受渡素子として用いることかできる。
第４図は、本発明の第４実施例を示す。この図において
、凸レンズ゛の一方の曲面は光を透過する透明な圧電材
料３０で構成され、該圧電材料３（）の両面に光を透過
する透明型ｉ３］Ａ、３１Ｂか形成されている。また、
レンズの他方の面は圧電性を有しない、光を透過する透
明ガラス、透明樹脂等の透明板３２となっている。そし
て、圧電材料３０と透明板３２とで囲まれた密閉空間の
内部は光を透過する透明流動体（又は透明弾性体）３３
が充填されている。
、凸レンズ゛の一方の曲面は光を透過する透明な圧電材
料３０で構成され、該圧電材料３（）の両面に光を透過
する透明型ｉ３］Ａ、３１Ｂか形成されている。また、
レンズの他方の面は圧電性を有しない、光を透過する透
明ガラス、透明樹脂等の透明板３２となっている。そし
て、圧電材料３０と透明板３２とで囲まれた密閉空間の
内部は光を透過する透明流動体（又は透明弾性体）３３
が充填されている。
この場合にも、圧電材料３０の−Ｖ下の電極３１Ａ及び
３１Ｂ間に、直流電圧を印加すれば、圧電材料３０は歪
を生じ、すなわち長さが変化しそれにともなって曲率も
変わり、レンズとしての焦点距離が変化する。
３１Ｂ間に、直流電圧を印加すれば、圧電材料３０は歪
を生じ、すなわち長さが変化しそれにともなって曲率も
変わり、レンズとしての焦点距離が変化する。
」二記各実施例はいずれも光を透過する電極を設けた構
成であるか、レンズ形状及び電極の位置を工夫すること
により、不透明な電極を使用することもできる。＠５図
及び第６図は本発明の第５実施例であって電極として透
明でないものを使用可能な構成を示す。これらの図にお
いて、圧電材料４０は、周縁部に所定の厚みを有する凸
レンズ形状に形成され、該周面部に電極４１Ａ、４１Ｂ
、４１Ｃ，４，１Ｄが付着されている。この場合にも、
対向する一対もしくは二対の電極間に直流電圧を印加す
ることにより、圧電材料４０のレンズとしての焦点距離
を変化させることがで外る。また、電極間に高周波を印
加することにより超音波を発生可能である。
成であるか、レンズ形状及び電極の位置を工夫すること
により、不透明な電極を使用することもできる。＠５図
及び第６図は本発明の第５実施例であって電極として透
明でないものを使用可能な構成を示す。これらの図にお
いて、圧電材料４０は、周縁部に所定の厚みを有する凸
レンズ形状に形成され、該周面部に電極４１Ａ、４１Ｂ
、４１Ｃ，４，１Ｄが付着されている。この場合にも、
対向する一対もしくは二対の電極間に直流電圧を印加す
ることにより、圧電材料４０のレンズとしての焦点距離
を変化させることがで外る。また、電極間に高周波を印
加することにより超音波を発生可能である。
なお、従来レンズ形状の圧電振動子としては、すでに公
知の部分がある。すなわち、凸レンズ形状、もしくは平
凸レンズ形状の水晶振動子として実用化されたものであ
るか゛、本発明の主旨と基本的に異なるところは、あく
までもこれを振動子も＝９− ｌｌＩ− しくは共振子として用いる。αであり、レンズ゛形状と
することにより共振点近傍の不要振動を抑圧する点か′
その主旨となっている。言葉を変えれば、この振動子に
透明電極を設はレンズとして用い、さらに直流電圧を印
加することによりその焦点距離を変化させようとする技
術思想は含まれていない。
知の部分がある。すなわち、凸レンズ形状、もしくは平
凸レンズ形状の水晶振動子として実用化されたものであ
るか゛、本発明の主旨と基本的に異なるところは、あく
までもこれを振動子も＝９− ｌｌＩ− しくは共振子として用いる。αであり、レンズ゛形状と
することにより共振点近傍の不要振動を抑圧する点か′
その主旨となっている。言葉を変えれば、この振動子に
透明電極を設はレンズとして用い、さらに直流電圧を印
加することによりその焦点距離を変化させようとする技
術思想は含まれていない。
（発明の効果）
叙上の如く、本発明の圧電光学素子を光学レンズとして
用いることにより、超音波の送波・受波及び焦点の調整
機能を一体化することかでと、円盤上に記録された情報
をレーザ等で光学的に読出す装置や自動焦点（幾横付カ
メラ等の機構の簡略化を図ることかできる。また、焦点
距離を高速で制御できる利点もある。
用いることにより、超音波の送波・受波及び焦点の調整
機能を一体化することかでと、円盤上に記録された情報
をレーザ等で光学的に読出す装置や自動焦点（幾横付カ
メラ等の機構の簡略化を図ることかできる。また、焦点
距離を高速で制御できる利点もある。
第１図（Ａ）は本発明に係る圧電光学素子の第１実施例
を示す正面図、第１図（Ｂ）は同側面図、第２図は第２
実施例を示す１１１１１断面図、第３図は第３実施例を
示す側断面図、第４図は第４実施例を示−１０＝ す側断面図、第５図は第５実施例を示す正断面図、第６
図は同平面図である。 ］、Ｈｌ、１１，２０，２１，２４，２５，３０．４＜
１・・・圧電材料、２Ａ、２Ｂ、］ ２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃ。 ＋２Ｄ、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ，２６Ａ、２６Ｂ、２
６Ｃ，３１Ａ、３１Ｂ・・・透明電極、１３，２８．３
３・・・透明流動体、４１Ａ、４．１Ｂ、４ＩＣ，４１
Ｄ・・・電極。 特許出願人 ティーディーケイ株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 １１− １Ｂ
を示す正面図、第１図（Ｂ）は同側面図、第２図は第２
実施例を示す１１１１１断面図、第３図は第３実施例を
示す側断面図、第４図は第４実施例を示−１０＝ す側断面図、第５図は第５実施例を示す正断面図、第６
図は同平面図である。 ］、Ｈｌ、１１，２０，２１，２４，２５，３０．４＜
１・・・圧電材料、２Ａ、２Ｂ、］ ２Ａ、１２Ｂ、１
２Ｃ。 ＋２Ｄ、２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ，２６Ａ、２６Ｂ、２
６Ｃ，３１Ａ、３１Ｂ・・・透明電極、１３，２８．３
３・・・透明流動体、４１Ａ、４．１Ｂ、４ＩＣ，４１
Ｄ・・・電極。 特許出願人 ティーディーケイ株式会社 代理人 弁理士 村 井 隆 １１− １Ｂ
Claims (4)
- （１）光を透過しかつ圧電特性を有する物質をレンズと
して用い、電極を設けたことを特徴とする圧電光学素子
。 - （２）前記電極間に電圧を印加し、前記物質のレンズと
しての焦点距離を変化させる特許請求の範囲第１項記載
の圧電光学素子。 - （３）前記電極間に交流電圧を印加し、前記レンズとし
ての物質固有の共振周波数近傍の周波数で機械的振動を
行なわせる特許請求の範囲第１項記載の圧電光学素子。 - （４） レンズの少なくとも一方の面を、光を透過しか
つ圧電特性を有する物質で構成し、該物質に光を透過す
る透明な電極を設け、前記レンズ内部に尤を透過する透
明流動体又は透明弾性体を設けたことを特徴とする圧電
光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1718684A JPS60163002A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 圧電光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1718684A JPS60163002A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 圧電光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60163002A true JPS60163002A (ja) | 1985-08-24 |
Family
ID=11936910
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1718684A Pending JPS60163002A (ja) | 1984-02-03 | 1984-02-03 | 圧電光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60163002A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007023870A1 (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Seiko Precision Inc. | 焦点距離可変レンズとこれを用いた焦点距離調節装置及び撮像装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135347A (en) * | 1977-04-27 | 1978-11-25 | Quantel Sa | Focus changeable optical system |
-
1984
- 1984-02-03 JP JP1718684A patent/JPS60163002A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS53135347A (en) * | 1977-04-27 | 1978-11-25 | Quantel Sa | Focus changeable optical system |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007023870A1 (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-01 | Seiko Precision Inc. | 焦点距離可変レンズとこれを用いた焦点距離調節装置及び撮像装置 |
| JP2007057716A (ja) * | 2005-08-23 | 2007-03-08 | Seiko Precision Inc | 可変焦点レンズとこれを用いた焦点調節装置及び撮像装置 |
| JP4697786B2 (ja) * | 2005-08-23 | 2011-06-08 | セイコープレシジョン株式会社 | 可変焦点レンズとこれを用いた焦点調節装置及び撮像装置 |
| US8169715B2 (en) | 2005-08-23 | 2012-05-01 | Seiko Precision Inc. | Variable focal length lens, and focal length adjusting device, and imaging apparatus that use the same |
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