JPS6079333A - 焦点距離を可変にする方法及び装置 - Google Patents

焦点距離を可変にする方法及び装置

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JPS6079333A
JPS6079333A JP58187860A JP18786083A JPS6079333A JP S6079333 A JPS6079333 A JP S6079333A JP 58187860 A JP58187860 A JP 58187860A JP 18786083 A JP18786083 A JP 18786083A JP S6079333 A JPS6079333 A JP S6079333A
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medium
heating resistor
heat
index distribution
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Kazuo Minoura
一雄 箕浦
Takeshi Baba
健 馬場
Kazuhiko Matsuoka
和彦 松岡
Masayuki Usui
臼井　正幸
Atsushi Someya
染谷　厚
Masayuki Suzuki
雅之 鈴木
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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】 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。
レンズの句点小可壷λ寸乙には−レンズの曲＊−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０本発明の目的は、従来の焦点位置を変化させ
る方法とは全く異なった方法で、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０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及び装置を提供することにあ
る。
本発明に係る焦点距離を変化させる方法に於いては、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形成せしめる際に、媒体に
熱を与える面積の大きさ或いは熱を与える部所を変化さ
せることにより前記媒体内の屈折率分布を変化させ、該
媒体に入射する光束の焦点位置を変化させるものである
。
又本発明に係る装置の一例としては、熱効果により屈折
率分布を生じる媒体に熱を供給する為の発熱抵抗体の配
列及び該抵抗体に電圧を印加させる電極の選択により、
媒体に入射する光束の焦点位置を変化させるものである
。
本発明に於いては、単に焦点距離を容易に変化させるこ
とが出来る外にも、任意の非点隔差を有する光束が発生
出来る。即ち、容易に可変アナモフィック結像素子を得
ることが出来る。以下、図面を用いて本発明を詳述する
。
第１図、第２図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｇ’ｌ　、
及び第３図（蜀、■）。
（ｑは各々、本発明の詳細な説明する為の図である。
第１図に於いて、１は透明保睦板、２は熱によって屈折
率が変化する熱効果媒体、３は絶縁層、４ａ。
４　ｂ、・・・・・は発熱抵抗体、５は絶縁性を有する
透明基板である。上記発熱抵抗体のうち任意の例えば４
０に電圧が印加されて発熱すると、熱効果媒体２の中に
屈折率分布６を形成する。
第２図（Ａ）〜第２図（Ｃ）は、第１図に示す素子に於
いて、隣接した発熱抵抗体４ｃ、４ｄ、４ｅに順次電圧
を印加していった場合の等屈折率分布の曲線形成の様子
を示す図である。
第２図（Ａ）は１個の発熱抵抗体４Ｃにのみ電圧が印加
された場合である。この場合、熱効果媒体２内の屈折率
分布は、発熱抵抗体近傍では急激な屈折率変化が生じ、
その部分に入射した光束は熱効果媒体２と絶縁層６の境
界面の近くに焦点Ｆ１を持つレンズによって波面が変換
されたかのように発散する。次に、第２図（Ｂ）におい
て、隣接した発熱抵抗体４Ｃと４ａＫ電圧を印加した場
合の例で、絶縁層６の厚みを適当に設定することにより
、熱効果媒体内の屈折率分布はその中心付近において第
２図（Ａ）の場合より緩やかな屈折率変化を示す。
この時、該屈折率分布の焦点Ｆ２は、前記Ｆ１よりも発
熱抵抗体から離れた位置に形成され、従って第２図（Ａ
）に比して、焦点距離が長くなっている。
さらに、第２図（Ｃ）においては発熱抵抗体の隣接した
４０〜４ｅに電圧を印加した場合で、その分布の中心近
傍の屈折率変化は、第２図（Ｂ）の場合よりさらに緩や
かになる。そして、その焦点の位置Ｆ６も更に発熱抵抗
体から離れた位置に形成される。
その結果、第２図（Ｎ〜第２図（ｑの各場合の焦点距離
をｆａ、ｆｂ、ｆｃとすると、ｆａ＜ｆｂ＜ｆＣとなる
。
一方、第２図（Ａ）〜（ｑに示される断面と直交する断
面においては、屈折率分布の中心近傍の屈折率変化はそ
れ程変化しない。これは、熱効果媒体２と絶縁層３の境
界面に直交する方向からみた等屈折率分布曲線を観測す
るとよく理解される。
第３図ＴＡ）〜（ｑはその等屈折率分布曲線を示す図で
第６図（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｃ）は各々、第２図
（Ａ）　、　（Ｂ）　、　（Ｑに各々対応するもので、
第６図（Ｎは発熱抵抗体を正方形とすることによりほぼ
回転対称な等屈折率分布曲線となる。
第３図（Ｂ）は発熱抵抗体の配列方向の屈折率変化か緩
やかに寿って楕円状の分布曲線となる。
さらに第３図（ｑにおいては発熱抵抗体の配列方向の屈
折率変化の度合が緩やかになるため、一層長軸の長い楕
円となる。しかし第６図（Ｂ）　、　（Ｃ）いずれにお
いても、発熱抵抗体の配列方向と直交する方向の屈折率
変化の度合いはそれ程大きく変化しな〜ゝ０ すなわち、電圧を印加する発熱抵抗体の数を増すと、そ
の配列の方向軸ｙを含む断面内の焦点距離のみ長くなり
、発熱抵抗体の配列方向と直交する方向軸Ｘを含む断面
内の焦点距離はほぼ不変にすることが可能である。
上記の結果は、発熱抵抗体の配列ピッチと印加する電圧
を所定の値に設定することにより実現可能である。
第４図は上記実施例における発熱抵抗体と電極の配線パ
ターンの一実施例を示す図で、４　ａ、４　ｂ。
・・・・・は発熱抵抗体、７ａ、７ｂ、・・・・・は独
立な電極、８は各発熱抵抗体に接続される共通電極であ
る。第４図に示す実施例では、独立に電圧を印加可能な
電極（７ａ、７ｂ、・・・・・）を選んで電圧を印加す
ることにより、所望の発熱抵抗体のみを発熱させること
が出来る。
第５図は電イへの配列と電極パターンの他の実施例を示
す図で、９は１ケの発熱抵抗体、ｉｏａ、ｉｏｂ。
・・・・・は独立電極、１１は接地あるいは一定電位に
設定される電極であり、１０ａ、１０ｂ、・・・・・の
独立電極のうち任意の１つの電極を選択して電圧を印加
すると、同電極と電極１１の間の抵抗値が変化する。上
記独立電極１０ａ、１０ｂ、・・・・・のうち選択した
電極に応じて電圧を所定の値にすることにより発熱抵抗
体の単位面積あたりに発生する発熱量を所望の値忙する
ことが可能である。
今、例えば上記発熱抵抗体の単位面積あたりに発生する
発熱量を一定にするように選択した独立電極に電圧を印
加すると、第６図（Ａ）〜（Ｃ）に示したと同様の等屈
折率分布曲線を得ることが可能となる。
たとえば独立電極１０ａを選択して電極１１との間に所
定の電圧をかけた場合が、第６図（Ａ）に対応し、独立
電極１０ｂを選択して電極１１との間に所定の電圧を印
加した場合が第５図但）に対応し、独立電極１０Ｃを選
択して電極１１との間に所定の電圧を印加した場合が第
３図（Ｑに対応する。
第６図は上述した発熱抵抗体と電極パターンの更なる実
施例で、９，９′は第５図に示したと同じ発熱抵抗体で
これ等の抵抗体は導電部材１３により接続されている。
１２ａ、１２ｂ、　・・・、１２ａ’、１２ｂ’。
・・・は独立電極で、１２＆と１２ａ’、１２ｂと１２
　ｂ’、　−のように一対の電極が選択され電圧が印加
されるようにしである。例えば１２ａと１２ａ′の一対
が選択された場合には発熱抵抗体（９，９’）は全面で
発熱し、従ってｙ方向に緩やがな屈折率変化をもつ分布
となる０又、１２’ｅと１２θ′の一対か選択された場
合には、Ｚ方向に緩やかな屈折率変化をもつ分布を得る
ことが可能となる。
従って、任意のアナモフィックなレンズと同様の効果を
生むことができる。
第７図は熱効果媒体２と絶縁層乙の間に光反射層１４を
設けた例で、反射タイプの可変焦点距離素子の実施例で
ある。
この場合にも第４図〜第６図に示したような配線パター
ンを使用することが可能であり同様の効果を有し、前記
実施例の場合に対し、短かい焦点距離を実現することが
可能である。
【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の方法に基づいて焦点距離を可変にす
る光学装置の一実施例の概略を示す図、第２図（Ａ）、
（Ｂ）、（Ｃ）及び第３図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｑは、本
発明の方法により焦点距離が変化する様子を説明する為
の図、第４図、第５図及び第６図は、第１図に示す光学
装置に於ける、発熱抵抗体と電極パターンの配列の各実
施例を示す図、第７図は、本発明の方法に基づいて焦点
距離を可変にする一ｙｔ学装置の更なる実施例を示す図
。 １・・・・・透明保膨板、　２・・・・・熱効果媒体３
　・・・・・絶縁層＋　４ａ、４ｂ＋４ｃ、４ａ、４ｅ
・・・発熱抵抗体５・・・透明基板’　７ａ＋　７ｂ、
７ｃ、７ｄ　＋　７８　、７　ｆ　ｍ　＋＋　＊電極８
・・・・・共通電極。 出願人　キャノン株式会社

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （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形成せしめるに際
    し、該媒体に熱をえる面積又は熱を与える部所を変化せ
    しめることにより前記屈折率分布の形状を変化せしめ、
    この屈折率分布による焦点距離を可変にする事を特徴と
    する方法。
  2. （２）屈折率が温度により変化する媒体、該媒体に熱を
    与える為の発熱手段、該発熱手段の発熱面積又は発熱部
    分を制御する為の手段を備え、前記媒体に生じる屈折率
    分布の形状を変化せしめ、この屈折率分布による焦点距
    離を可変にする事を特徴とする装置。
JP58187860A 1983-04-18 1983-10-07 焦点距離を可変にする方法及び装置 Pending JPS6079333A (ja)

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JP58187860A JPS6079333A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 焦点距離を可変にする方法及び装置
US07/144,643 US4872743A (en) 1983-04-18 1988-01-11 Varifocal optical element

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JP58187860A JPS6079333A (ja) 1983-10-07 1983-10-07 焦点距離を可変にする方法及び装置

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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59154427A (ja) * 1983-02-23 1984-09-03 Ricoh Co Ltd 光制御装置

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59154427A (ja) * 1983-02-23 1984-09-03 Ricoh Co Ltd 光制御装置

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