JPS61160715A - 焦点距離可変レンズ - Google Patents

焦点距離可変レンズ

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Publication number
JPS61160715A
JPS61160715A JP86185A JP86185A JPS61160715A JP S61160715 A JPS61160715 A JP S61160715A JP 86185 A JP86185 A JP 86185A JP 86185 A JP86185 A JP 86185A JP S61160715 A JPS61160715 A JP S61160715A
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JP
Japan
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lens
focal length
focal
vari
variable
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Pending
Application number
JP86185A
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English (en)
Inventor
Yoshibumi Nishimoto
義文 西本
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
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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

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic 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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、焦点距離が可変なレンズに係シ、更に詳しく
は電気光学効果を用いた焦点距離可変レンズに関する。
〔従来の技術〕
従来、ズームレンズと呼ばれる焦点距離可変の光学レン
ズ系においての焦点距離の変更は、その中の複数枚の単
レンズからなるレンズ群の複数を移動させ、それらのレ
ンズ群間隔を変化させることによシ行なっていた。しか
し、これらのレンズ系においては、レンズ群移動の為の
可動機構が必要であシ、その結果、焦点距離の高速変更
、小型化及び低コスト化といった性能を充分溝たl−て
いないのが現状であシ、それらの性能を高めたレンズ系
の出現が望まれていた。
一方、上記問題を解決した小屋で可動部分が殆んどない
焦点距離可変レンズが、本発明者により特開昭57−1
57213 、特開昭58−118618で提案されて
いる。これらのレンズは、電気光学結晶に電界を印加し
てレンズ作用を生ぜしめ、この印加電界を変化させる事
によって焦点距離を変化させるもので、焦点距離の高速
変更が可能である。
しかし、このような電気光学結晶を用いたレンズでは、
結晶に非常な高電界を印加する必要がち9、焦点距離の
可変幅が小さいという欠点があった。
また、本出願人により、光学的異方性を示す固体から成
るレンズと、該レンズに入射する光の偏光方向を変化さ
せる手段から成る焦点距離可変しンズも、特願昭58−
119180で提案されている。
該特許出願においては前記の2発明に比べて、可変幅の
広い焦点距離が得られるという利点がある。
第5図は、4?願昭58−119180で提案されてい
る焦点距離可変レンズの一例を示す概略図である。
第5図において、1は偏光板、2は偏光面回転素子、3
は複屈折レンズ、4は電源、5はスイ。
チである。
偏光面回転素子2は、電界を印加することにより透過光
の偏光面を回転するものであシ、例えばKI(2P04
単結晶に透明電極を施すことによって構成される。
複屈折レンズ3はたとえは一例をあげると結晶の光学軸
(2軸とする)がレンズ主軸と直交するように形成され
、このz軸を紙面と平行とするように配置される。従っ
て、複屈折レンズ3の屈折率は、レンズ主軸に対して垂
直でかつ紙面に平行な偏光方向に対する屈折率が常光線
屈折率tLQ、レンズ主軸に対して垂直でかつ紙面に対
して垂直な偏光方向に対する屈折率が異常光線屈折率n
eとなる。
第5図において、偏光板1で直線偏光となった光は、ス
イッチ5が開いている場合は、その偏光方向を変えずに
、複屈折レンズ3に入射し、該レンズを通過する光は屈
折″4n0を経験することになシ、焦点距離fユを持つ
。これに対し、スイッチ5が閉じている場合は、偏光面
回転素子2の働きによシ、偏光方向は入射光に対して9
0″回転した方向となシ、複屈折レンズ3を通過する光
は、その方向に対する屈折率n、によって決まる焦点距
離f、を持つ。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら上述の焦点距離可変レンズは、焦点距離の
設冗が連続的ではなく、離散的であるという欠点があっ
た。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれは°、上記の問題点を解決するため、少な
くともひとつの複屈折レンズと、複屈折レンズに入射す
る光の偏光方向を切り換える手段と、印加する電場の作
用によって焦点距離を変化させる焦点距離可変レンズと
からなることを特徴とする焦点距離可変レンズが提供さ
れる。
〔作用〕
本発明の焦点距離可変レンズにおいては、広い範囲にわ
た9、連続的に焦点距離を変化させることができる。
〔実施例〕
第1図は本発明の第1実施例を示す概略図である。
本実施例のエレメントにおいて1〜5までは第5図にお
ける従来例と同様である。本実施例と従来例との違いは
焦点距離可変レンズ6を新たに設けたことである。
焦点距離可変レンズ6は可変電圧電源7によシ印加され
る電場により、屈折率が変化し、連続的にその焦点距離
が変化する。ただし通常その変化量はあまシ大きくない
。この焦点距離可変レンズ6の材料としては、1次電気
光学効果(−、ケルス効果)をもつ結晶や2次電気光学
効果(カー効果)をもつ結晶などが用いられる。
焦点距離可変レンズ6の具体的な構成例を第2図および
第3図に示す。図中、8及び9は各々?、ケルス効果を
もつKH2PO4結晶、10は透明電極板、11は偏向
光線である。また結晶8と9は4回回転反像軸(27軸
とする)を共通として、x / 、 y /で狭わすよ
うに結晶方向が直交するように重ね合されている。第3
図は結晶の断面図を示し、結晶8と結晶9の境界面は2
′軸に対して回転対称に形成されている。ここで透明電
極板10間に可変電圧電源7よシミ圧Vを印加すると、
ポッケルス効果によって結晶間に屈折率の差を生じ、結
晶の境界面が屈折面とな9、焦点距離fのレンズ作用が
得られる。また可変電圧電源7により電圧Vを変化させ
ることによって、焦点距離fを連続に変化させることが
出来る。このような焦点距離可変レンズの詳細は前述の
特開昭58−118618に示されている。また、他に
、特開昭57−157213に示されるような焦点距離
可変レンズを用いてもよい。
本実施例において系の焦点距離は、複屈折レンズ3と焦
点距離可変レンズ6との合成で決まるので、スイッチ5
の切り換えによシ、離散的に比較的大きく変化する焦点
、F、、F、の近傍においてさらに可変電源7の電圧を
yI4整することによシ連続的に焦点距離f、、f、を
変化させることが可能となる。ここで、焦点距離可変レ
ンズ6の焦点距離変化量は、F、、Fs間の距離と等し
いが又は大きくなるように設定される。
第4図は本発明の第2実施例を示す概略図である。
第4図において、工は偏光板、21 #2.・・・2n
は偏光面回転素子、31.3.・・・3nは、それぞれ
異った曲率半径をもつ複屈折レンズ、4.。
4□・・・4nは電源、5□ 、5.・・・5nはスイ
ッチである。
本実施例においては、第4図のとおり偏光面回転素子、
電源、及びスイッチの組が焦点距離可変レンズ6の前に
n個設けられている。
本実施例においてはスイッチ5□ 、58・・・5nの
切り換えによシ離散的にN=2  の焦点F、、F2・
・・r F Nを設定することが可能であり、さらに第
1実施例と同様に、可変電圧電源7を調節することによ
シ、2 の各焦点F□、F2 、・・・e F Nの近
傍で連続的に焦点距離fエ 、f、・・・+fNを変化
させることができる。
即ち、焦点距離可変レンズ6の焦点距離変化量を、スイ
ッチの切り換えによって見られる離散的焦点距離の間隔
と等しいか又は大きく設定することによシ、離散的焦点
間を焦点距離可変レンズ6の変化によシ連続的に補間す
ることが可能であ)、結局、スイッチ5□ 、58・・
・5n及び可変電圧電源7の操作によシ各焦点、Fl 
、F、、・・・Fn。
間を連続的に変化させることができる。
この実施例の実際の使用にあたっては、不図示の制御系
によってスイッチ51.5□・・・5nの開閉と可変電
圧電源7の組合せをマイクロコンピー−ター等で制御し
、所望の焦点距離を得るような使い方が考えられる。
本発明は前記の実施例にかかわらず、種々の変形が可能
である。
例えば、光源がレーデ−光のようにすでに直線偏光して
いる場合は、偏光板は不用である。
また偏光面回転素子において、実施例のように、電界を
かげて偏光面を回転させる素子のはか、光弾性効果を利
用して機械的荷重による複屈折で偏光方向を回転させる
素子、或いは磁気ファラデー効果を利用して偏光面を回
転させる所謂ファラデーローテータ等の偏光方向切り換
え手段に置換える事ができることは明らかである。
さらに複屈折レンズの光学軸、複屈折レンズの形状、複
屈折レンズと焦点距離可変レンズ6との配置順序等の設
定も実施例に限られるものではない事も明らかである。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明の焦点距離可変レンズによ
れば、焦点距離変化量が大きく、しかも連続的に焦点距
離を変化させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
第1図、第4図はそれぞれ本発明の焦点距離可変レンズ
の第1実施例、第2実施例を示す概略図である。 第2図、第3図は本発明に使用する焦点距離可変レンズ
の一例を示したものである。 第5図は従来の焦点距離可変レンズの一例を示す概略図
である。 1:偏光板、2121+21+・・・、2n:偏光面回
転素子、3.3..3.、・・・13tL:複屈折レン
ズ、4 * 4B  + 41  +・・・、4n:電
源、5゜5115、、・・・、5n:スイッチ、6:焦
点距離可変レンズ、7:可変電圧電源。 l(理人 弁理士 山 下 積 平 第2図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少なくとも1組の複屈折レンズ及び該複屈折レン
    ズに入射する光の偏光方向を切り換える手段から成り離
    散的に焦点距離が変化する第1のレンズと、前記第1の
    レンズにおいて変化する焦点間の距離と等しいか又はそ
    れより大きい距離に亘って焦点距離が連続的に変化する
    第2のレンズとから成る焦点距離可変レンズ。
JP86185A 1985-01-09 1985-01-09 焦点距離可変レンズ Pending JPS61160715A (ja)

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JP86185A JPS61160715A (ja) 1985-01-09 1985-01-09 焦点距離可変レンズ
FR8600170A FR2575839A1 (fr) 1985-01-09 1986-01-08 Objectif a distance focale variable
DE19863600324 DE3600324A1 (de) 1985-01-09 1986-01-08 Objektiv mit veraenderlicher brennweite
GB08600424A GB2171535A (en) 1985-01-09 1986-01-09 Variable focal-length lens system

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GB (1) GB2171535A (ja)

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