JPH0323416A - Optical switch - Google Patents
Optical switchInfo
- Publication number
- JPH0323416A JPH0323416A JP15929789A JP15929789A JPH0323416A JP H0323416 A JPH0323416 A JP H0323416A JP 15929789 A JP15929789 A JP 15929789A JP 15929789 A JP15929789 A JP 15929789A JP H0323416 A JPH0323416 A JP H0323416A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- refractive index
- optical switch
- optical
- angle
- 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.)
- Pending
Links
Landscapes
- Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
この発明は光学スイッチ、詳しくは結像光学系の光線が
略平行光束となる光路中に配設されていて、入射光の透
過と全反射とを切換制御する光学スイッチに関するもの
である。[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] This invention relates to an optical switch, more specifically, an optical switch that is disposed in an optical path in which the light beam of an imaging optical system becomes a substantially parallel light beam, and that transmits and totally reflects incident light. This invention relates to an optical switch that controls switching between
[従来の技術]
周知のように、立体テレビジョン(3D−TV)やオー
トフォーカス(AF)装置においては、2光束のうちの
一つの光束を選択して結像させる方法を採っているもの
がある。即ち、3D(スリーディメンション)方式の立
体テレビではブラウン管(CRT)上に、石像と左像を
交互に出力すると共に、これと同期して観察用メガネの
シャッタを右眼,左眼と交互に開閉し、右像は右眼の網
膜上へ左像は左眼の網膜上へと結像させるようになって
おり、また、AF装置では撮像光学系上に分割した、右
の瞳と左の瞳の2つの瞳部を、上記立体テレビと同様に
交互に結像させることによりピントずれによって左右像
に相対的なずれが生じるので、この像のずれを検出して
合魚動作を行なうようになっている。[Prior Art] As is well known, some stereoscopic televisions (3D-TV) and autofocus (AF) devices employ a method of selecting one of two light beams to form an image. be. In other words, in a 3D (three-dimensional) stereoscopic television, a stone image and a left image are output alternately on a cathode ray tube (CRT), and in synchronization with this, the shutter of viewing glasses is opened and closed alternately for the right and left eyes. However, the right image is formed on the retina of the right eye, and the left image is formed on the retina of the left eye.In addition, the AF device focuses on the right pupil and left pupil, which are divided on the imaging optical system. When the two pupils of the camera are imaged alternately in the same way as in the 3D TV, a relative shift occurs between the left and right images due to a shift in focus, so this shift in images is detected to perform the matching operation. ing.
そして、交互に結像させる、これらのシャッタは、液晶
や電気光学セラミックスと呼ばれるPLZT (Pb,
La)(Zr,Ti)03セラミックスのような偏光戊
分の向きを回転させる性質を利用したものや、回転円阪
の一部に光を透過させる貫通孔を穿設し、同円板を高速
回転させることにより、光の透過,遮断を制御するよう
にしたもの等が用いられていた。These shutters, which alternately form images, are made of liquid crystal or PLZT (Pb,
La) (Zr, Ti) 03 Ceramics that utilize the property of rotating the direction of polarized light components, or a part of the rotating disk with a through hole that allows light to pass through, can be used to move the same disk at high speed. A device was used in which the transmission and blocking of light could be controlled by rotating it.
また、このほか光通信の分野では導光路中の屈折率を変
えることによって、光の全反射と透過とを切換えて光ス
イッチを構成するようにしたものがあり、更に液晶への
電界の印加を制御することにより戚晶の屈折率を変化し
、光の透過と全反射を行なう光偏光装置を利用して結像
光学系の光軸を変えるようにしたものもある(特開昭5
7−128323号公報参照)。In addition, in the field of optical communication, there are devices that configure optical switches by changing the refractive index in the light guide path to switch between total reflection and transmission of light, and furthermore, by changing the refractive index in the light guide path, there are devices that configure optical switches that switch between total reflection and transmission of light. There is also a device that changes the optical axis of the imaging optical system by controlling the refractive index of the crystal and using a light polarizer that transmits and totally reflects light (Japanese Patent Laid-Open No. 5
7-128323).
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上記従来の液晶や電気光学セラミックスのよ
うな偏光の回転角が電圧によって変わることを利用した
シャッタでは、光の成分は直線偏光しか扱えないので、
直交する偏光成分は透過できず、通常シャッタ部の透過
率は50%以下になってしまう。[Problems to be Solved by the Invention] However, shutters that utilize the fact that the rotation angle of polarized light changes depending on voltage, such as the conventional liquid crystals and electro-optic ceramics described above, can only handle linearly polarized light components.
Orthogonal polarized light components cannot be transmitted, and the transmittance of the shutter section is usually 50% or less.
これに対し、光透過孔を穿設した上記回転円板を回転さ
せるシャツ夕方式では、光は全部透過するため、透過率
も最高の100%に近くすることができるが、■板を回
転させなければならないので、装置が大型化すると共に
、シャッタ開閉のタイミングも物理的な慣性力の影響を
大き.く受けて制限されることになる。On the other hand, in the shirt evening style, which rotates the above-mentioned rotating disk with light transmission holes, all the light passes through, and the transmittance can be close to the maximum of 100%. As a result, as the equipment becomes larger, the timing of opening and closing the shutter is greatly affected by physical inertia. It will be subject to severe restrictions.
また、光通信の分野における上記光スイッチや上記特開
昭57−128323号公報に開示の光偏光装置による
結像光軸切替器を、結像光学系の光路内に配設するとな
ると、全反射させる角度を満足させるには、その切替器
やスイッチの大きさが非常に大きなものとなってしまう
という欠点がある。Furthermore, when the above-mentioned optical switch in the field of optical communication or the imaging optical axis switch using the optical polarization device disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-128323 is arranged in the optical path of the imaging optical system, total reflection In order to satisfy the desired angle, the size of the changeover or switch must be extremely large.
本発明の目的は、上記従来の欠点を除去するために組み
合わされた平行な境昇面に入射する光の入射角または屈
折率を変えるとにより、小型で効率良く、しかも動作も
簡単な光学スイッチをltt Igするにある。An object of the present invention is to provide an optical switch that is compact, efficient, and easy to operate by changing the incident angle or refractive index of light incident on combined parallel rising surfaces in order to eliminate the above-mentioned drawbacks of the conventional art. It is in ltt Ig.
[課題を解決するための手段および作用]本発明の光学
スイッチは、結像光学系の光線が略平行な高光束となる
位置に配置され、圧力,電磁力等により屈折率や入射光
に対する角度が可変となる光学部材を有し、屈折率や入
射光に21する角度を変化させることにより、上記平行
光束にχ・Iして全反射面と透過面を切換えることがで
きるように、上記光学部材を配置した光学スイッチにお
いて、
上記光学部材は上記平行光束中に1つ以上の折り曲げ部
分を有することを特徴としたものである。[Means and effects for solving the problems] The optical switch of the present invention is arranged at a position where the light rays of the imaging optical system form a substantially parallel high luminous flux, and the refractive index and the angle with respect to the incident light are adjusted by pressure, electromagnetic force, etc. The above-mentioned optical member has a variable optical member, and by changing the refractive index and the angle 21 to the incident light, the above-mentioned parallel light beam can be changed into a total reflection surface and a transmission surface by χ・I. In the optical switch in which the member is arranged, the optical member is characterized in that the optical member has one or more bent portions in the parallel light beam.
[実 施 例] 以下、図示の実施例により本発明を説明する。[Example] The present invention will be explained below with reference to illustrated embodiments.
先ず、本発明の実施例を説明するに先立ち、本発明の光
学スイッチの原理について説明すると、光は屈折率の異
なる2つの物質または空間の境異面を通過するとき、同
境昇面を作る物質または空間の屈折率の比と境界面に入
るときの入射角によって決まる角度に曲って出てくる。First, before explaining the embodiments of the present invention, the principle of the optical switch of the present invention will be explained. When light passes through the boundary planes of two materials or spaces with different refractive indexes, it creates a plane of elevation in the same boundary. It emerges bent at an angle determined by the ratio of the refractive index of the material or space and the angle of incidence upon entering the interface.
即ち、第8図に示すように、光の入射角をl,出射角(
屈折率)をL′,境界而Fを作る2つの空間の屈折弔を
それぞれ人財側Nr1,出射側N1とすると、じ、これ
以外では光は透過する。That is, as shown in FIG. 8, the incident angle of light is l, the exit angle (
Assuming that the refractive index (refractive index) is L', and the refraction of the two spaces forming the boundary F are the human resource side Nr1 and the exit side N1, the light is transmitted in all other areas.
また、第9図に示すように平行な2つの境界面F1,F
2に入射する光の場合には、全反射しなければ屈折率が
N n , N 1, N nとすると、入射光は
横ずれするだけで人a=t角iと同じ角度で出射する。In addition, as shown in Fig. 9, two parallel boundary surfaces F1 and F
In the case of light incident on 2, if it is not totally reflected and the refractive index is N n , N 1 , N n , the incident light is only laterally shifted and exits at the same angle as the angle a=t angle i.
このような全反射および透過させる角度は、正負方向の
2種類あり、2つを組み合わせても良い。この場合、像
のシフト(ずれ)によって2重像が発生するが、Jii
l折率N1の空間の幅を狭くすれば許容値内になる。ま
た、このことを用いて光学的LPF Cロウバスイルタ
)を兼ねさせることもできる。There are two types of angles for total reflection and transmission: positive and negative directions, and the two may be combined. In this case, a double image occurs due to image shift, but Jii
If the width of the space with the refractive index N1 is narrowed, it will fall within the allowable value. Further, by using this fact, it can also be used as an optical LPF (C low pass filter).
このように光は、屈折率か入射角を食えることにより、
全反#1と透過とを切換えることができるので、これを
巧みに利川して、光の入射角または屈折率を変化し得る
ようにした光学スイッチを措成し、これを光学系中に配
設すれば、簡弔に前記シャッタを措成することができる
。In this way, light changes the refractive index or the angle of incidence,
Since it is possible to switch between full-reflection #1 and transmission, this can be skillfully used to create an optical switch that can change the incident angle or refractive index of light, and install this in the optical system. If provided, the shutter can be easily constructed.
以上が本発明の光学スイッチの原理である。The above is the principle of the optical switch of the present invention.
次に、本発明の第1実施例の光学スイッチを第1図およ
び第2A図,第2B図に示す。この第1実施例の光学ス
イッチ1は、光の入射角を変化するようにしたものであ
る。この光学スイッチ1は、三角山型に折り曲げられた
伸縮白l[なガラス薄板2からなる光学部材で構成され
ており、その両端部を支持部材3a,3bに固定されて
光学系中に配設される。Next, an optical switch according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG. 1 and FIGS. 2A and 2B. The optical switch 1 of this first embodiment is designed to change the incident angle of light. This optical switch 1 is composed of an optical member consisting of a telescopic thin glass plate 2 bent into a triangular mountain shape, and its both ends are fixed to support members 3a and 3b and arranged in an optical system. be done.
上記光学系はレンズ4および結像レンズ5とで構成され
ていて、被写体6若しくは結像のような仮想の被写体か
らの光線が入射したとき、同光線は上記レンズ4により
略平行光となり、同レンズ4と上記レンズ5との間に配
設された上記ガラス薄板2を通過し、レンズ5へ入り像
7を光軸O上に結ぶようになっている。The optical system is composed of a lens 4 and an imaging lens 5, and when a ray of light from an object 6 or a virtual object such as an image is incident, the ray is turned into substantially parallel light by the lens 4, and the same The light passes through the thin glass plate 2 disposed between the lens 4 and the lens 5, enters the lens 5, and forms an image 7 on the optical axis O.
両端部を上記支持部材3a,3bに固定されたガラス薄
板2は、その三角山型の折曲部の頂角が光軸O上に位置
するように上記レンズ4,5間に配置されており、両支
持部材3a,3bの間隔を変化させることにより、折れ
曲り部分の角度が変って直線部(平面部冫の光ftio
に対する傾斜角が変化するように構成されている。The glass thin plate 2, whose both ends are fixed to the supporting members 3a and 3b, is arranged between the lenses 4 and 5 so that the apex angle of the bent portion of the triangular mountain shape is located on the optical axis O. By changing the distance between the supporting members 3a and 3b, the angle of the bent portion changes and the light ftio of the straight portion (flat portion) changes.
The structure is such that the angle of inclination relative to the surface changes.
このように構或された第17A施例の光学スイッチ1に
おいては、シャッタを開いて光線の透過を許容する場合
には第1図に示すガラス薄板2の平面部(直線部)の傾
斜にする。すると、レンズ4によって略平行にされた被
写体6からの光線は、ガラス薄板2に入射したとき、一
定角度に屈折してガラス薄板2中を進み、ガラス薄板2
から光線が空気中に出るときに、もう一度人射したとき
と反対に屈折して入射角と同じ角度で出射して、レンズ
5によって像7が形成される。In the optical switch 1 of the 17A embodiment constructed in this manner, when the shutter is opened to allow light to pass through, the flat part (straight part) of the thin glass plate 2 shown in FIG. 1 is inclined. . Then, when the light rays from the object 6 that have been made substantially parallel by the lens 4 are incident on the thin glass plate 2, they are refracted at a certain angle and proceed through the thin glass plate 2, and
When the light ray exits into the air, it is refracted once again in the opposite direction to that when it was incident on a person, and exits at the same angle as the incident angle, and an image 7 is formed by the lens 5.
次に、シャッタを閉じて光線の通過を阻止する場合には
、第2A図に示すように両支持部材3g,3bを図中矢
印の方に移動させ二両者3a,3bの間隔を狭くしガラ
ス薄板2を縮める。すると、ガラス薄板2の平面部(直
線部)の傾斜が急になるため、レンズ4で略平行光にな
った光線は第2B図に示すように同ガラス薄板2で反射
されて通過できない。従って、第1図のように結像7を
生ずることはない。Next, when closing the shutter to block the passage of light, move both support members 3g and 3b in the direction of the arrow in the figure as shown in FIG. Shrink the thin plate 2. Then, since the slope of the flat part (straight part) of the thin glass plate 2 becomes steep, the light beam that has become substantially parallel light at the lens 4 is reflected by the thin glass plate 2 and cannot pass through, as shown in FIG. 2B. Therefore, the image formation 7 as shown in FIG. 1 does not occur.
このように上記第1実施例の光学スイッチ1によれば、
ガラス薄板2を保持する支持部44 3 a ,3bの
間隔を変えるだけの簡(yな操作で披写体光線の透過,
遮断のシャッタ動作が行なえる。また、この光学スイッ
チ1は構逍が簡1iな上、作動量も少ないので、容易に
小型化することができ、省エネルギの光学スイッチを実
現することができる。As described above, according to the optical switch 1 of the first embodiment,
It is easy to change the distance between the supporting parts 44 3 a and 3 b that hold the thin glass plate 2.
Can perform shut-off shutter operation. In addition, this optical switch 1 has a simple structure and has a small amount of operation, so it can be easily miniaturized and an energy-saving optical switch can be realized.
なお、上記ガラス薄板2の三角山型の形状は、これに限
定されるものではなく、光の入射角度を変える平面部(
直線部)を形成すればよいので、例えば、ガラス薄板の
析り曲げ形状を鋸歯形等に形成してもよいことは言う迄
もない。Note that the triangular mountain shape of the thin glass plate 2 is not limited to this, but may include a flat part (
It goes without saying that, for example, the bent shape of the thin glass plate may be formed into a sawtooth shape or the like.
第3A図,第3B図は、本発明の第2丈施例を示したも
のである。この第2丈施例の光学スイッチ上1は、上記
ガラス薄板2の代わりに屈折率変化部材8を用いて光の
透過,越断を行なうように構成してある。即ち、この光
学スイッチ11は、透明体で形威された2つの支持体9
a,9bと、この両支持体9a,9b間に扶持された屈
折率変化部材8と、これに電界をかける電極10a,1
0bとで構威されている。3A and 3B show a second length embodiment of the present invention. The optical switch top 1 of this second length embodiment is constructed so that a refractive index changing member 8 is used in place of the glass thin plate 2 to transmit and cross light. That is, this optical switch 11 has two supports 9 made of transparent materials.
a, 9b, a refractive index changing member 8 supported between both supports 9a, 9b, and electrodes 10a, 1 to which an electric field is applied.
0b.
上記屈折率変化部材8は、PLZT等のセラミックスの
ように電圧をかけると電場と同じ向きの光線の屈折率が
変わる物質であって、この物質からなる比較的薄い板部
材を三角111型形状に連続して折り曲げて両支持体9
a,9b間に扶持している。そして、この光学スイッチ
11が第1尖施例と同様にレンズ4と結像レンズ5との
間に配設されている。The refractive index changing member 8 is a material such as ceramics such as PLZT, which changes the refractive index of light rays in the same direction as the electric field when a voltage is applied, and a relatively thin plate member made of this material is shaped into a triangular 111 shape. Continuously fold both supports 9
It is supported between a and 9b. This optical switch 11 is disposed between the lens 4 and the imaging lens 5 as in the first embodiment.
上記屈折率変化部材8の屈折率は、本例では結晶(六方
品)のC軸をZ軸として平行になるように電場Eを、E
(0,0,E3)で印加すると、その方向に入ってく
る光についての屈折”11は、
12
n 一〇 ( 1 7 l3n 11 E
s )11 II. 2
となるものを川いている。これは[n11;電圧印加前
の屈折率、γ ;定数、n22’ =nll”でl3
表わされる1次電気光学効果[詳しくは、セラミックス
・サイエンス・シリーズ3 オブトセラミックス 山口
訪・柳ml!明編 宮内克己・戸『H尭三著、技報堂出
版 P14 2, 2. 1屈折率および複屈折
参照)によるものである。また、他の電気光学効果を用
いてもよいことは勿論である。In this example, the refractive index of the refractive index change member 8 is determined by applying an electric field E such that the C axis of the crystal (hexagonal product) is parallel to the Z axis.
(0,0,E3), the refraction ``11'' for light coming in that direction is 12 n 10 ( 1 7 l3n 11 E
s)11 II. 2 is floating in the river. This is the first-order electro-optic effect expressed by [n11: refractive index before voltage application, γ: constant, n22' = nll'' [For details, see Ceramics Science Series 3 Obtoceramics Visit Yamaguchi/Yanagi ml! (Refer to 2, 2. 1 Refractive index and birefringence, edited by Katsumi Miyauchi and To, written by Kozo H, Gihodo Publishing, p. 14).Other electro-optic effects may of course be used.
次に、このように構威された第2実施例の光学スイッチ
11の作用について述べると、先ず披写体6からレンズ
4を透過した光線の透過をFil止する場合には、両竃
極10a,10bへ電圧を印加しない。ここで屈折率9
a,9bの屈折弔をN■、屈折率変化部材8の屈折率を
N1とすると、NIIくN1のとき、屈折率変化部材8
への入射光は全反射する。即ち、上記第1実施例のガラ
ス薄板2のときと同じく屈折率変化部材8から支持体9
bに移る所で第3B図に示すように、仝反A.jl)<
発生し、光線の透過を阻止するため桔像7は生じない。Next, the operation of the optical switch 11 of the second embodiment configured in this way will be described. First, when filtering out the transmission of the light rays that have passed through the lens 4 from the subject 6, the two poles 10a , 10b. Here, the refractive index is 9
If the refractive index of a and 9b is N■, and the refractive index of the refractive index changing member 8 is N1, then when NII is N1, the refractive index changing member 8
The incident light is totally reflected. That is, as in the case of the glass thin plate 2 of the first embodiment, the refractive index changing member 8 is connected to the support body 9.
As shown in FIG. 3B, when moving to step A. jl)<
The frame image 7 does not occur because it prevents the transmission of light rays.
そして、光線を透過させる場合には両電極10a,10
b間に電圧を印加する。すると、hli折率変化部材8
の屈折率が、
下して全反射の条件を満たさなくなり、光は透過して結
像7が形成される。When transmitting light, both electrodes 10a, 10
Apply voltage between b. Then, the hli refractive index changing member 8
As the refractive index of , decreases, the condition for total reflection is no longer satisfied, and the light is transmitted and an image 7 is formed.
また、この第2尖施例では電圧の印加時に屈折率が低下
する屈折4S変化部材8を用いた場合について説明した
が、これは電圧印加で屈折率が増加するタイプやNII
>N ,となるタイプの屈折率変化部材を用いてもよい
。この場合、N■〉NIでは全反射を生じる面が屈折率
史化部材8へ入る面となる。Furthermore, in this second cusp embodiment, a case has been described in which a refractive 4S changing member 8 whose refractive index decreases when a voltage is applied is used, but this is different from a type in which the refractive index increases when a voltage is applied or an NII
>N may be used. In this case, when N■>NI, the surface that causes total reflection becomes the surface that enters the refractive index historicizing member 8.
このほか、上記実施例では雇折率変化部材8が三角山型
の連続形状に形戊されているが、これも第4図に示す光
学スイッチIIAのように、鋸歯型に形成した屈折率変
化部材8Aを、両支Fjj体9a,9b間に扶持しても
よい。また、電圧の印加も一方向だけに加えることが良
くない場合があるが、場合によっては交流7は圧を加え
たり、使用後に反対向きのクリア電圧を印加するように
してもよい。In addition, in the above embodiment, the refractive index changing member 8 is formed into a triangular mountain-shaped continuous shape, but this is also a sawtooth-shaped refractive index changing member like the optical switch IIA shown in FIG. The member 8A may be supported between the support Fjj bodies 9a and 9b. Further, although it may not be good to apply voltage only in one direction, depending on the case, pressure may be applied to the AC 7, or a clear voltage may be applied in the opposite direction after use.
この第2実施例の光学スイッチ11,IIAによれば、
電気光学効果を利用しているので物理的に動く所が全く
無く、静的で迅速な作動を行なえるし、また反射面の幅
を狭くできることにより光の人at方向と略同じ方向へ
電界をかけることができるので低電圧で駆動でき、かつ
曳屈折が生じ難い横或にすることができる。According to the optical switch 11, IIA of this second embodiment,
Since it uses the electro-optic effect, there is no physical movement at all, allowing for static and quick operation.Also, by narrowing the width of the reflecting surface, the electric field can be directed in approximately the same direction as the direction of light. Since it is possible to apply voltage, it can be driven at a low voltage, and it can be set at a position where drag refraction is less likely to occur.
第5図は、上記第2実施例の光学スイッチ11を、カメ
ラのオートフォーカス装置に適111シた場合の一例を
示したものである。物体でなる被写体6からの反射光は
、撮影レンズ12によりコンデンサレンズ13の近傍に
拮像14する。この結像は光学的には物体と同様に扱え
るので、上記第3A図,第3B図に示した第2実施例の
構或と同じ構成で、即ち、レンズ4,光学スイッチ11
,桔像レンズ5によりイメージセンサ15上に、もう一
度像7となって桔像される。ただし、光学スイッチ11
はレンズ4と桔像レンズ5の間で、撮影レンズ12の瞳
伝達而に2つに分けて配置されていて、交互に被写体像
を結像できるように配設されている。このように構成す
ると、イメージセンサ15ではyになった瞳の像を別々
に受けることができるので、この画像の違いにより公知
の手段によって自動焦点調節を行なうことができる。FIG. 5 shows an example in which the optical switch 11 of the second embodiment is applied to an autofocus device of a camera. The reflected light from the object 6 is formed into a mirror image 14 near the condenser lens 13 by the photographing lens 12 . Since this image formation can be handled optically in the same way as an object, the structure is the same as that of the second embodiment shown in FIGS. 3A and 3B above, that is, the lens 4 and the optical switch 11.
, is imaged again as an image 7 on the image sensor 15 by the image lens 5. However, optical switch 11
are arranged in two parts between the lens 4 and the image lens 5 in the pupil transmission area of the photographic lens 12, and are arranged so that the images of the subject can be formed alternately. With this configuration, the image sensor 15 can receive separate images of the pupil in y, so that automatic focus adjustment can be performed by known means based on the difference in these images.
次に、第6A図、第6B図は本発明の第3実施例を示し
たものである。この第3実施例の光学スイッチ11Bは
、上記第2丈施例における光学スイッチよ1においては
、支持体9a,9bと屈折率変化部材8の境界面を平行
に構成しなければならないものを、本実施例では第6A
図に示すように、屈折率変化部材8Bを直角プリズムの
連続した形状に形成することにより、一面をフラットに
他面が鋸南状になるように構成し、平行でなくてもよい
ようにしたものである。また、この構造から屈折率変化
部材8Bはプリズムと同じ作用をするので、光輔Oがず
れる分、桔13Iレンズ5の光軸O′ もずらしてある
。そのほかの構成は上記第2実施例のものと同様である
。tot折弔は支持体9a,9bの屈折率をN n 1
屈折率変化部月8Bの屈折率をN とすると、全反射■
,rにはNII>N1となI
る。Next, FIGS. 6A and 6B show a third embodiment of the present invention. The optical switch 11B of the third embodiment differs from the optical switch 1 in the second length embodiment in that the interface between the supports 9a, 9b and the refractive index changing member 8 must be parallel to each other. In this example, the 6th A
As shown in the figure, the refractive index changing member 8B is formed into a continuous rectangular prism shape so that one side is flat and the other side is sawnout, so that they do not need to be parallel. It is. Further, because of this structure, the refractive index changing member 8B has the same function as a prism, so the optical axis O' of the frame 13I lens 5 is also shifted by the amount that the optical axis O is shifted. The other configurations are the same as those of the second embodiment. The refractive index of the supports 9a and 9b is N n 1
If the refractive index of the refractive index changing part 8B is N, total reflection ■
, r, NII>N1.
このように構成された第3実施例の光学スイッチ1.
1 Bにおいては、被写体6からレンズ4に入射した光
は同レンズ4によって略平行光線となり、光学スイッチ
11Bに人11する。モして披写体9aから屈折率変化
部+A’8Bに入る所で、第6B図に示すように全反射
を生じ、桔像レンズ5には入射しない。ここで両mI!
!iil O a, 1 0 b間に電圧を変えて屈
折率変化部材8Bの屈折率を変化すると、上記全反射の
条件NU>N1を満たさなくなるため、入射光は屈折し
て透過するようになり桔像レンズ5に光が入射し、像7
を形成するようになる。Optical switch of the third embodiment configured in this way 1.
1B, the light incident on the lens 4 from the subject 6 is turned into a substantially parallel beam by the lens 4, and is incident on the optical switch 11B. At the point where the light enters the refractive index changing portion +A'8B from the photographic body 9a, total reflection occurs as shown in FIG. 6B, and the light does not enter the image lens 5. Both mI here!
! When the refractive index of the refractive index changing member 8B is changed by changing the voltage between Oa and 10b, the above condition for total reflection NU>N1 is no longer satisfied, so the incident light is refracted and transmitted. Light enters the image lens 5, and the image 7
begins to form.
この第3実施例によれば、支持体9a,9bと屈折率変
化部材8Bの境昇而同士を平行に作らなくてもよいため
、製作誤差の影響を受け難いという効果があり、また光
が透過する状態のとき、屈折率変化部材8Bの屈折率を
調整することで像の位置を制御することができる。この
像位置の制御手段は上記第2実施例において、製作誤差
により境界面の平行が出ない場合やその他応用するモジ
ュール全体の,73整にも使用し得る手段である。According to this third embodiment, the boundaries between the supports 9a, 9b and the refractive index changing member 8B do not have to be made parallel to each other, so there is an effect that the influence of manufacturing errors is less likely to occur, and the light In the transmitting state, the position of the image can be controlled by adjusting the refractive index of the refractive index changing member 8B. This image position control means in the second embodiment can also be used when the boundary surfaces are not parallel due to manufacturing errors, or when the entire module is aligned for other applications.
第7図は、上記第3実施例の光学スイッチIIBを、カ
メラのオートフォーカス装置に適用した場合の例である
。この例の場合も前記第5図の例の場合と同様に、被写
体からの反射光は、撮影レンズ12によってコンデンサ
レンズ13の近傍に結像14する。そして、この桔像し
た像はレンズ4、撮影レンズ12の瞳伝達面に2つに分
けて配置された上記第3実施例の光学スイッチ1.1B
1,それぞれ対応して配設された結像レンズ5a,5b
,全反射ミラー16a,1.6bによってイメージセン
サ15上に再度、結像7されるように構成される。この
場合、光学スイッチIIB,,11B2の出力側は、上
記第6A図で説明したように光軸Oがずれて光輔O′と
なるため、全反射ミラー16a,16bにより光線をイ
メージセンサ15上に戻すようにしている。FIG. 7 shows an example in which the optical switch IIB of the third embodiment is applied to an autofocus device of a camera. In this example, as in the case of the example shown in FIG. Then, this imaged image is the optical switch 1.1B of the third embodiment, which is arranged in two parts on the pupil transmission plane of the lens 4 and the photographing lens 12.
1. Imaging lenses 5a and 5b arranged correspondingly to each other
, 1.6a and 1.6b to form an image 7 on the image sensor 15 again. In this case, on the output side of the optical switches IIB, 11B2, the optical axis O is shifted and becomes the optical axis O' as explained in FIG. I'm trying to change it back to .
このように構成してもイメージセンサ15上には異なっ
た瞳の像を別々に受けることができ、これによって公知
の手段により自動塩点.21節を行なうことができる。Even with this configuration, images of different pupils can be received separately on the image sensor 15, thereby allowing automatic salt point adjustment by known means. You can perform verse 21.
また、この適用例においても光学スイッチにかける電圧
によって像位置を移動させることができるので、モジュ
ールの製作誤差により2つの像位置が変動しても電極電
圧で調整することができる。また、このことを積極的に
利用して像位置を子じめずらしておくこともできる。Also in this application example, the image position can be moved by the voltage applied to the optical switch, so even if the two image positions change due to manufacturing errors of the module, they can be adjusted by the electrode voltage. Furthermore, this fact can be actively utilized to shift the image position slightly.
[発明の効果]
以上述べたように本発明によれば、シャッタ膜の移動の
ように大きな物理的な動きがないので、桔像のオン・オ
フスイッチ動作が従来のものより非常に速くなると共に
、省エルネギ効果がvIられる。また、物理的な移動の
ない液晶等の一光を用いたものに比べ、偏光を用いてい
ないので透過率は偏光を用いたもののように半分になる
こともなく、非常に高い透過率となる。史に、同様な全
反J]=lを使ったタイプに較べても全長を短かく構成
できるので、レンズの設計的なものも含めて光学系全体
を小型化でき、これに関連して電極の間隔を狭くできる
から結晶中の電場の向きと光線の向きを理想的な向きに
近付けることができ、しかも電極間の電圧も低くするこ
とができる。また、構成によっては像の光学的ローバス
フィルタと兼ねることもできる。従って、これらの効果
に加えて、例えばカメラのオートフォーカス装置に適用
した場合には、モジュールや他の部分の全長を短かくす
ることができる等の効果も得られる。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, there is no large physical movement such as movement of the shutter film, so the on/off switch operation of the square image is much faster than that of the conventional one. , the energy saving effect is increased. Also, compared to devices that use a single beam of light, such as liquid crystals, which do not physically move, since polarized light is not used, the transmittance will not be halved like in the case of devices that use polarized light, resulting in a very high transmittance. . Historically, the overall length can be made shorter than that of a similar type using a total anti-reflection J]=l, so the entire optical system, including the lens design, can be made smaller, and in this regard, the electrode Since the distance between the electrodes can be narrowed, the direction of the electric field in the crystal and the direction of the light beam can be brought closer to ideal directions, and the voltage between the electrodes can also be lowered. Further, depending on the configuration, it can also serve as an optical low-pass filter for the image. Therefore, in addition to these effects, when applied to an autofocus device of a camera, for example, effects such as being able to shorten the overall length of the module and other parts can be obtained.
第1図は、本発明の第1実施例を示す光学スイッチの要
部断面図であって、光の透過状態を示す図、
第2A図は、上記第1実施例の光学スイッチにおいて、
光の全反射による遮断状態を示す要部所面図で、第2B
図は、第2A図の部分拡大図、第3A図は、本発明の第
2実施例を示す光学スイッチの要部断面図、第3B図は
、第3A図の部分拡大図、
第4図は、上記第3A図の光学スイッチの変形例を示す
要部断面図、
第5図は、上記第2実施例の光学スイッチをオートフォ
ーカス装置に適用した場合の要部の概略構成図、
第6A図は、本発明の第3実施例を示す光学スイッチの
要部断面図、第6B図は、第6A図の部分拡大図、
第7図は、上記第3実施例の光学スイッチをオートフォ
ーカス装置に適用した場合の要部の概略構成図、
第8図および第9図は、屈折率の異なる物質の境界面を
光が通過するときの入剃角と出1・1角をそれぞれ説明
するための線図である。
1.上ユ,■込, IIB, IIB , ++B2
lFIG. 1 is a sectional view of a main part of an optical switch according to a first embodiment of the present invention, showing the state of light transmission. FIG. 2A is a cross-sectional view of an optical switch according to a first embodiment of the invention.
This is a cross-sectional view of the main part showing the blocking state due to total reflection of light.
The figures are a partially enlarged view of FIG. 2A, FIG. 3A is a sectional view of a main part of an optical switch showing a second embodiment of the present invention, FIG. 3B is a partially enlarged view of FIG. 3A, and FIG. 4 is a partially enlarged view of FIG. , FIG. 5 is a schematic configuration diagram of essential parts when the optical switch of the second embodiment is applied to an autofocus device, and FIG. 6A 6B is a partially enlarged view of FIG. 6A, and FIG. 7 is a sectional view of a main part of an optical switch showing a third embodiment of the present invention. FIG. 7 shows an optical switch of the third embodiment as an autofocus device. The schematic configuration diagrams of the main parts when applied, Figures 8 and 9, are for explaining the entrance angle and exit angle 1 and 1, respectively, when light passes through the interface between substances with different refractive indexes. It is a line diagram. 1. Upper Yu, ■ included, IIB, IIB, ++B2
l
Claims (1)
配置され、圧力、電磁力等により屈折率や入射光に対す
る角度が可変となる光学部材を有し、屈折率や入射光に
対する角度を変化させることにより、上記平行光束に対
して全反射面と透過面を切換えることができるように、
上記光学部材を配置した光学スイッチにおいて、 上記光学部材は上記平行光束中に1つ以上の折り曲げ部
分を有することを特徴とした光学スイッチ。(1) The imaging optical system is placed in a position where the light rays are approximately parallel and have a high luminous flux, and has an optical member whose refractive index and angle with respect to the incident light can be changed by pressure, electromagnetic force, etc. By changing the angle to the parallel light beam, the total reflection surface and the transmission surface can be switched for the parallel light beam.
An optical switch in which the optical member is arranged, wherein the optical member has one or more bent portions in the parallel light beam.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15929789A JPH0323416A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Optical switch |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15929789A JPH0323416A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Optical switch |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0323416A true JPH0323416A (en) | 1991-01-31 |
Family
ID=15690719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15929789A Pending JPH0323416A (en) | 1989-06-20 | 1989-06-20 | Optical switch |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0323416A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011070155A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical shutter, method of operating optical shutter, camera, display device and optical apparatus |
| JP2014534854A (en) * | 2011-10-28 | 2014-12-25 | シェリー ファイバーオプティック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングSchoellyFiberoptic GmbH | Endoscope |
-
1989
- 1989-06-20 JP JP15929789A patent/JPH0323416A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011070155A (en) * | 2009-09-25 | 2011-04-07 | Samsung Electronics Co Ltd | Optical shutter, method of operating optical shutter, camera, display device and optical apparatus |
| JP2014534854A (en) * | 2011-10-28 | 2014-12-25 | シェリー ファイバーオプティック ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングSchoellyFiberoptic GmbH | Endoscope |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11187924B2 (en) | Electrically controlled optical elements and method | |
| US4178090A (en) | 3-Dimensional camera device | |
| US6363225B1 (en) | Optical system for shooting a three-dimensional image and three-dimensional image shooting apparatus using the optical system | |
| CN105900000A (en) | Method and apparatus for forming and electrically tuning spatially non-uniform light reflections | |
| JP4311782B2 (en) | Optical device | |
| EP3497510A1 (en) | Digital light path length modulation | |
| KR20020004296A (en) | A stereoscopic video display system using a polarization characteristic of liguid crystal type display panel | |
| CN105700145B (en) | Head-mounted image display device | |
| JPH01166024A (en) | Real image finder parallax adjustment mechanism | |
| US5337106A (en) | Liquid-crystal image director for single-lens-reflex camera | |
| JPH0816765B2 (en) | Variable viewfinder optical system | |
| US4697882A (en) | Beam splitter for changing optical paths small tilt | |
| US6424448B1 (en) | Antiglare optical device | |
| GB1588762A (en) | Binocular viewer for viewing plane picture couples | |
| JPH09243806A (en) | Optical characteristic variable optical element | |
| JPH03194526A (en) | Real image type finder optical system | |
| US4119980A (en) | Prism camera | |
| JP2000081573A (en) | Optical system and image pickup device | |
| JPH0289017A (en) | Image pickup system | |
| JP4311783B2 (en) | Optical device | |
| JPH0323416A (en) | Optical switch | |
| CN109656007A (en) | Varifocal optical system and imaging device | |
| JPS61114217A (en) | Shooting optical system | |
| JP4429407B2 (en) | Imaging device | |
| US20220070348A1 (en) | Assembly and method for switching direction of camera view |