JPH0616142B2 - レンズ形成装置 - Google Patents
レンズ形成装置Info
- Publication number
- JPH0616142B2 JPH0616142B2 JP59058011A JP5801184A JPH0616142B2 JP H0616142 B2 JPH0616142 B2 JP H0616142B2 JP 59058011 A JP59058011 A JP 59058011A JP 5801184 A JP5801184 A JP 5801184A JP H0616142 B2 JPH0616142 B2 JP H0616142B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- refractive index
- lens
- medium
- light
- present
- 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.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- 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 OR CALCULATING; 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
- G06—COMPUTING OR CALCULATING; 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
- 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)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Multimedia (AREA)
- Signal Processing (AREA)
- Electrochromic Elements, Electrophoresis, Or Variable Reflection Or Absorption Elements (AREA)
- Lenses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 本発明はレンズ素子、とりわけその焦点距離を任意に変
化させることが可能な、レンズ形成装置に関するもので
ある。
化させることが可能な、レンズ形成装置に関するもので
ある。
従来より用いられてい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。また屈折率分布レンズとし
て例えばセルフオックレンズのようなものがあるが、こ
の種のレンズの焦点距離を変化させる為にはいくつもの
組合せを必要とし、それらの相互間隔を変化する機構、
保持機構が複雑になると言う欠点を有する。
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。また屈折率分布レンズとし
て例えばセルフオックレンズのようなものがあるが、こ
の種のレンズの焦点距離を変化させる為にはいくつもの
組合せを必要とし、それらの相互間隔を変化する機構、
保持機構が複雑になると言う欠点を有する。
これに対して、本件出願人は特願昭58−67026号におい
て、熱により媒体内に屈折率分布を発生させ該媒体に与
える熱量を制御することによりこの屈折率分布を可変に
し、この屈折率分布による焦点距離を変化させる素子を
開示した。特に該素子の効果は従来不可能であつた数十
μｍの大きさに相当するレンズ効果を持つ装置を提供し
うるだけでなく、さらにその焦点距離を可変したところ
にある。従つて例えば微小領域における焦点制御あるい
は複数の微小レンズアレイとしての可変焦点距離装置を
達成することが可能となる。
て、熱により媒体内に屈折率分布を発生させ該媒体に与
える熱量を制御することによりこの屈折率分布を可変に
し、この屈折率分布による焦点距離を変化させる素子を
開示した。特に該素子の効果は従来不可能であつた数十
μｍの大きさに相当するレンズ効果を持つ装置を提供し
うるだけでなく、さらにその焦点距離を可変したところ
にある。従つて例えば微小領域における焦点制御あるい
は複数の微小レンズアレイとしての可変焦点距離装置を
達成することが可能となる。
該素子の媒体内に形成される屈折率分布の形状は、前記
媒体の熱量に対する屈折率の変化の状態、即ち、該媒体
を昇温させた場合に、その屈折率の値が、より大きくな
るか、又は、より小さくなるかで決まる。媒体が昇温に
より屈折率の値が小さくなる場合は、屈折率分布の形状
は、媒体に熱を与える位置を中心として、山型（凸型）
の形状となる。これに対して、媒体が昇温により屈折率
の値が大きくなる場合、屈折率分布の形状は、媒体に熱
を与える位置を中心として、谷型（凹型）となる。従つ
て斯様な山型形状の屈折率分布に入射する光束は、屈折
率分布から射出した後は発散光束となり、斯様な山型形
状の屈折率分布は凹レンズの作用をする。又、谷型形状
の屈折率分布に入射する光束は、屈折率分布から射出し
た後は収斂光束となり、斯様な谷型形状の屈折率分布は
凸レンズの作用をする。
媒体の熱量に対する屈折率の変化の状態、即ち、該媒体
を昇温させた場合に、その屈折率の値が、より大きくな
るか、又は、より小さくなるかで決まる。媒体が昇温に
より屈折率の値が小さくなる場合は、屈折率分布の形状
は、媒体に熱を与える位置を中心として、山型（凸型）
の形状となる。これに対して、媒体が昇温により屈折率
の値が大きくなる場合、屈折率分布の形状は、媒体に熱
を与える位置を中心として、谷型（凹型）となる。従つ
て斯様な山型形状の屈折率分布に入射する光束は、屈折
率分布から射出した後は発散光束となり、斯様な山型形
状の屈折率分布は凹レンズの作用をする。又、谷型形状
の屈折率分布に入射する光束は、屈折率分布から射出し
た後は収斂光束となり、斯様な谷型形状の屈折率分布は
凸レンズの作用をする。
この様に、素子が凸レンズとして作用するか、凹レンズ
として作用するかは、媒体の特性により一義的に定まつ
ていた。従つて、温度変化に対して屈折率変化大きい、
上記素子に用いる媒体として好適な媒体は、その多くが
昇温に対して屈折率が下がる媒体（以後、負の屈折率の
温度係数の媒体と呼ぶ）である為に、レンズとしては凹
レンズの作用しか有しなかつた。
として作用するかは、媒体の特性により一義的に定まつ
ていた。従つて、温度変化に対して屈折率変化大きい、
上記素子に用いる媒体として好適な媒体は、その多くが
昇温に対して屈折率が下がる媒体（以後、負の屈折率の
温度係数の媒体と呼ぶ）である為に、レンズとしては凹
レンズの作用しか有しなかつた。
本発明の目的は、上述した欠点を改良し、媒体の屈折率
の温度係数に左右されることなく、正レンズ又は負レン
ズを得る事が出来るレンズ形成装置を提供することにあ
る。
の温度係数に左右されることなく、正レンズ又は負レン
ズを得る事が出来るレンズ形成装置を提供することにあ
る。
本発明に係るレンズ形成装置に於いては、温度変化によ
り屈折率が変化する媒体内の複数の位置に、同時に屈折
率分布を形成する手段は、複数の屈折率分布を形成せし
める際に、正の屈折率の温度係数の媒体であれば媒体を
通過した光束が発散作用を受けることが可能な箇所を媒
体内に形成する様に、又は負の屈折率の温度係数の媒体
であれば媒体を通過した光束が収斂作用を受けることが
可能な箇所を媒体内に形成する様に設定される。そして
該箇所のみを選択して光束を通過させる照明手段、或い
は該箇所を通過した光束のみを抽出し、他の光束は遮光
する手段を設けることにより、レンズの作用を受けた光
束を効率良く抽出する。
り屈折率が変化する媒体内の複数の位置に、同時に屈折
率分布を形成する手段は、複数の屈折率分布を形成せし
める際に、正の屈折率の温度係数の媒体であれば媒体を
通過した光束が発散作用を受けることが可能な箇所を媒
体内に形成する様に、又は負の屈折率の温度係数の媒体
であれば媒体を通過した光束が収斂作用を受けることが
可能な箇所を媒体内に形成する様に設定される。そして
該箇所のみを選択して光束を通過させる照明手段、或い
は該箇所を通過した光束のみを抽出し、他の光束は遮光
する手段を設けることにより、レンズの作用を受けた光
束を効率良く抽出する。
更に、本発明に係るレンズ形成方法及び装置に於いて
も、媒体に与える熱量を制御して、屈折率分布の形状を
変化させることにより、該素子により得られるレンズの
パワーを変化させることが可能である。
も、媒体に与える熱量を制御して、屈折率分布の形状を
変化させることにより、該素子により得られるレンズの
パワーを変化させることが可能である。
本発明に係るレンズ形成装置に用いられる熱効果媒体と
しては、負の屈折率の温度係数を持つ液体であるエチル
アルコール、ベンゼン、エチルエーテル、ヨウ化メチレ
ン、水、四塩化炭素etoが利用可能である。
しては、負の屈折率の温度係数を持つ液体であるエチル
アルコール、ベンゼン、エチルエーテル、ヨウ化メチレ
ン、水、四塩化炭素etoが利用可能である。
以下図面を用いて詳述する本発明の記載では、媒体とし
て負の屈折率の温度係数を示す媒体を例示して説明する
が、本発明が正の屈折率の温度係数の媒体にも同様に適
用可能であることは言うまでもないことである。
て負の屈折率の温度係数を示す媒体を例示して説明する
が、本発明が正の屈折率の温度係数の媒体にも同様に適
用可能であることは言うまでもないことである。
まず、本件出願人が特願昭58−67026号に示した素子を
用いて可変焦点効果の原理を説明する。
用いて可変焦点効果の原理を説明する。
第１図(A)，(B)はその素子の原理を示す図で第１図(A)
はその側面図、第１図(B)は同じく平面図である。第１
図(A)，(B)において素子は透明保護板１、熱によつて屈
折率分布を形成する負の屈折率の温度係数の熱効果媒体
２、絶縁層３、発熱抵抗体４、電極５、透明基板６より
構成される。発熱抵抗体４に電圧が印加されると発生し
た熱によつて熱効果媒体２内に、加熱位置を中心にして
山型（凸型）に等屈折率の分布を成す屈折率分布１０が
形成される。この部分に光束７を入射すると波面が変換
され１点８から発散するかのように光束９が出射する。
前記熱効果媒体の境界面から上記発散原点（あるいは収
束点）８までの距離をｆとし、これを焦点距離と定義す
る。
はその側面図、第１図(B)は同じく平面図である。第１
図(A)，(B)において素子は透明保護板１、熱によつて屈
折率分布を形成する負の屈折率の温度係数の熱効果媒体
２、絶縁層３、発熱抵抗体４、電極５、透明基板６より
構成される。発熱抵抗体４に電圧が印加されると発生し
た熱によつて熱効果媒体２内に、加熱位置を中心にして
山型（凸型）に等屈折率の分布を成す屈折率分布１０が
形成される。この部分に光束７を入射すると波面が変換
され１点８から発散するかのように光束９が出射する。
前記熱効果媒体の境界面から上記発散原点（あるいは収
束点）８までの距離をｆとし、これを焦点距離と定義す
る。
第２図は第１図で説明した可変焦点距離素子に対する入
力電圧の印加手段を説明する図で、発熱抵抗体４は電極
５を介して一方は電圧印加手段１１と接続され、他方は
接地あるいは一定電位に保持される。第２図に示したよ
うな電圧印加手段により発熱抵抗体４に電圧が印加され
ると発熱抵抗体４内に電流が流れ、前記のように熱効果
媒体内に屈折率分布が形成されるが、この場合印加する
電圧あるいは周期パルス電圧のパルス印加時間を変化さ
せることにより発熱量が変化する。発熱量が変化した結
果熱効果媒体内において屈折率分布も変化する。従つて
第１図に示した焦点距離ｆが可変となる。
力電圧の印加手段を説明する図で、発熱抵抗体４は電極
５を介して一方は電圧印加手段１１と接続され、他方は
接地あるいは一定電位に保持される。第２図に示したよ
うな電圧印加手段により発熱抵抗体４に電圧が印加され
ると発熱抵抗体４内に電流が流れ、前記のように熱効果
媒体内に屈折率分布が形成されるが、この場合印加する
電圧あるいは周期パルス電圧のパルス印加時間を変化さ
せることにより発熱量が変化する。発熱量が変化した結
果熱効果媒体内において屈折率分布も変化する。従つて
第１図に示した焦点距離ｆが可変となる。
第１図、第２図は透過タイプの可変焦点距離素子の例を
示したが第３図は焦点距離の変化範囲を大きくとれる素
子の例を示すもので、１はガラスなど透明な保護板、２
はエチルアルコールなどの熱効果媒体、３はSiO2などの
絶縁層、４はHfB2などの発熱抵抗体、５は電極、６は絶
縁性を有する基板である。１３は上記SiO2の絶縁層上に
形成したＡｌなどの光反射層である。この素子に平行光
束１５を入射すると屈折率分布１０によつて波面が変換
され光反射層１３で反射した後、さらに屈折率分布１０
によつて波面が変換され発散原点１４から発散したかの
ように光束１６が出射する。上記発熱抵抗体の大きさを
５０μｍ×５０μｍ、抵抗値６７Ωとして直流電圧を約
２．５Ｖ印加した場合、ｆ≒−0.6mm、NA≒０．１６の
凹レンズ効果が観測された。電圧を２．５Ｖより下げ、
ヒーターの消費電力を減少させると第４図に示すように
その焦点距離が長くなることも観測された。尚第４図は
縦軸に焦点距離を横軸にヒーターの消費電力を示すもの
である。上記の例においては熱効果媒体としてエチルア
ルコールを使用したがその代りに水、イソプロピルアル
コールなどの液体を使用しても同様の効果が確認でき
た。
示したが第３図は焦点距離の変化範囲を大きくとれる素
子の例を示すもので、１はガラスなど透明な保護板、２
はエチルアルコールなどの熱効果媒体、３はSiO2などの
絶縁層、４はHfB2などの発熱抵抗体、５は電極、６は絶
縁性を有する基板である。１３は上記SiO2の絶縁層上に
形成したＡｌなどの光反射層である。この素子に平行光
束１５を入射すると屈折率分布１０によつて波面が変換
され光反射層１３で反射した後、さらに屈折率分布１０
によつて波面が変換され発散原点１４から発散したかの
ように光束１６が出射する。上記発熱抵抗体の大きさを
５０μｍ×５０μｍ、抵抗値６７Ωとして直流電圧を約
２．５Ｖ印加した場合、ｆ≒−0.6mm、NA≒０．１６の
凹レンズ効果が観測された。電圧を２．５Ｖより下げ、
ヒーターの消費電力を減少させると第４図に示すように
その焦点距離が長くなることも観測された。尚第４図は
縦軸に焦点距離を横軸にヒーターの消費電力を示すもの
である。上記の例においては熱効果媒体としてエチルア
ルコールを使用したがその代りに水、イソプロピルアル
コールなどの液体を使用しても同様の効果が確認でき
た。
第５図は本発明の１実施例を説明する図で、同図は素子
の構成を示す断面図である。同図の構成は第３図で示し
た素子と基本的に同じであり、第３図と同様の部材には
同一の部番が付してあるのでその説明は省略する。第３
図と異なるところは発熱抵抗体(4a,4b)が該抵抗体(4a,4
b)面に対して垂直に入射する入射光束１８に対して対称
な位置に２つ、間をおいて配置されていること、及び光
束の入射範囲を制限する為の開口板１７が素子表面に設
けられていることである。この素子において、発熱抵抗
体4a,4bを同時に発熱させて、媒体２の内部に互いに等
しい屈折率分布10a,10bを発生させる。このとき、発熱
抵抗体4a,4bの間隔、発熱量および開口１７の大きさを
適当に制御することによつて図中に示すように媒体内の
一部に屈折率変化が通過する光束の周辺部ほど大きい状
態、即ち周辺部ほど屈折率が低い状態を作り出すことが
できる。かかる状態においては屈折率分布は入射光束に
対して凸レンズの作用を有するので、図中に示すように
平行な状態で入射した光束は媒体２の内部を往復した後
１点１９に収れんする。即ち開口板１７は入射光束１８
が屈折率分布10aの下半分、屈折率分布10bの上半分のみ
に入射する様に配されており、屈折率分布10aの下半分
で屈折作用を受ける光束と、屈折率分布10bの上半分で
屈折作用を受ける光束とが１点１９に収束する。従つて
二つの屈折率分布(10a,10b)により、一つのレンズを形
成している。
の構成を示す断面図である。同図の構成は第３図で示し
た素子と基本的に同じであり、第３図と同様の部材には
同一の部番が付してあるのでその説明は省略する。第３
図と異なるところは発熱抵抗体(4a,4b)が該抵抗体(4a,4
b)面に対して垂直に入射する入射光束１８に対して対称
な位置に２つ、間をおいて配置されていること、及び光
束の入射範囲を制限する為の開口板１７が素子表面に設
けられていることである。この素子において、発熱抵抗
体4a,4bを同時に発熱させて、媒体２の内部に互いに等
しい屈折率分布10a,10bを発生させる。このとき、発熱
抵抗体4a,4bの間隔、発熱量および開口１７の大きさを
適当に制御することによつて図中に示すように媒体内の
一部に屈折率変化が通過する光束の周辺部ほど大きい状
態、即ち周辺部ほど屈折率が低い状態を作り出すことが
できる。かかる状態においては屈折率分布は入射光束に
対して凸レンズの作用を有するので、図中に示すように
平行な状態で入射した光束は媒体２の内部を往復した後
１点１９に収れんする。即ち開口板１７は入射光束１８
が屈折率分布10aの下半分、屈折率分布10bの上半分のみ
に入射する様に配されており、屈折率分布10aの下半分
で屈折作用を受ける光束と、屈折率分布10bの上半分で
屈折作用を受ける光束とが１点１９に収束する。従つて
二つの屈折率分布(10a,10b)により、一つのレンズを形
成している。
上記発熱抵抗体4a,4bをともに幅40μｍ、長さ400μｍ、
抵抗値約127Ωのストライプ形状とし、該発熱抵抗体の
間隔を１８０μｍに設定して約１２Ｖの電圧を印加した
場合、ｆ≒2.5mm、NA≒0036のシリンドリカル凸レンズ
効果が確認された。さらに電圧を１２Ｖより下げると、
第６図に示すようにヒーターの消費電力の低下と共に焦
点距離が長くなることが観測された。上記の例において
用いた熱効果媒体はエチルアルコールである。
抵抗値約127Ωのストライプ形状とし、該発熱抵抗体の
間隔を１８０μｍに設定して約１２Ｖの電圧を印加した
場合、ｆ≒2.5mm、NA≒0036のシリンドリカル凸レンズ
効果が確認された。さらに電圧を１２Ｖより下げると、
第６図に示すようにヒーターの消費電力の低下と共に焦
点距離が長くなることが観測された。上記の例において
用いた熱効果媒体はエチルアルコールである。
第７図及び８図は本発明の第２の実施例を説明する図
で、第７図は素子の平面図、第８図は第７図のＡ−Ａ断
面における断面図をあらわす。同図で示した素子の基本
的な構成は第５図の実施例と同様であるので、同一部番
の部材については説明を省略する。本実施例は第１の実
施例と異なり光透過タイプの素子である。本素子におい
て、電極５、発熱抵抗体(20a,20b…)は入射光束に対し
て不透明な部材で形成され、光束の入射範囲を制限する
開口を兼ねている。発熱抵抗体(20a,20b…)はリング形
状であつて、その内部は入射光束を透過するものとす
る。また発熱抵抗体(20a,20b…)は電極５によつて直列
に配列されており通電によつて同時に発熱する。このよ
うな構成とすることによつて、本素子は通電の有無によ
り発熱抵抗体内部に凸レンズ作用を発生、消滅させるこ
とができ微小レンズアレイとしての機能をもたせること
ができる。また、発熱低抗体の発熱量を制御することに
よつてその焦点距離を任意に変化させることもできる。
で、第７図は素子の平面図、第８図は第７図のＡ−Ａ断
面における断面図をあらわす。同図で示した素子の基本
的な構成は第５図の実施例と同様であるので、同一部番
の部材については説明を省略する。本実施例は第１の実
施例と異なり光透過タイプの素子である。本素子におい
て、電極５、発熱抵抗体(20a,20b…)は入射光束に対し
て不透明な部材で形成され、光束の入射範囲を制限する
開口を兼ねている。発熱抵抗体(20a,20b…)はリング形
状であつて、その内部は入射光束を透過するものとす
る。また発熱抵抗体(20a,20b…)は電極５によつて直列
に配列されており通電によつて同時に発熱する。このよ
うな構成とすることによつて、本素子は通電の有無によ
り発熱抵抗体内部に凸レンズ作用を発生、消滅させるこ
とができ微小レンズアレイとしての機能をもたせること
ができる。また、発熱低抗体の発熱量を制御することに
よつてその焦点距離を任意に変化させることもできる。
第９図は第７図及び第８図で示した素子を読取り光学系
に応用した例を説明する図である。本素子は第８図で示
した素子を２組、絞り２１をはさんで対向させた構成に
なつている。発熱抵抗体(20a,20b…)及び(20a′,20b′
…)を同時に通電して所定の量だけ発熱させることによ
り、媒体２中に発生した屈折率分布が凸レンズ作用を生
じ、対向する１組の凸レンズによつて物体面２２に存在
する物体は像面２３に正立等倍像を結ぶ。絞り２１は所
定の視野以外の迷光を遮光する視野絞りである。このよ
うな素子は複写機、フアクシミリ等の読取り光学系とし
て有利な薄型化、小型軽量化が容易であり、また必要時
のみ通電によりレンズ作用を生じるという特徴を生かし
て各種の応用が可能である。
に応用した例を説明する図である。本素子は第８図で示
した素子を２組、絞り２１をはさんで対向させた構成に
なつている。発熱抵抗体(20a,20b…)及び(20a′,20b′
…)を同時に通電して所定の量だけ発熱させることによ
り、媒体２中に発生した屈折率分布が凸レンズ作用を生
じ、対向する１組の凸レンズによつて物体面２２に存在
する物体は像面２３に正立等倍像を結ぶ。絞り２１は所
定の視野以外の迷光を遮光する視野絞りである。このよ
うな素子は複写機、フアクシミリ等の読取り光学系とし
て有利な薄型化、小型軽量化が容易であり、また必要時
のみ通電によりレンズ作用を生じるという特徴を生かし
て各種の応用が可能である。
第１０図及び第１１図は本発明に係る装置を、光シヤツ
ターに利用した実施例を説明する図であつて、第１０図
は素子の平面図、第１１図は第１０図Ｂ−Ｂ断面におけ
る断面図をあらわす。同図の素子においては発熱低抗体
(24a,24b…)は電極(25a,25b…)を介して互いに独立に通
電発熱が可能な構成となつている。２６は共通電極をあ
らわす。(27a,27b…)は基盤６の後部に形成された光ス
トツパーである。いま光束が第１１図左方より入射する
とし、図中に示すように発熱抵抗体24a及び24cが発熱し
24bは発熱していないとする。かかる状態においては、
入射光束３０及び３２は媒体２中に生じた凸レンズ作用
によつてそれぞれ光ストツパー27a及び27c上に集光さ
れ、後方には出射しない。一方入射光束３１は凸レンズ
作用を受けずにそのまま直進し、光ストッパー27bの周
辺を通つて素子後方に出射する。従つて本実施例の素子
は発熱抵抗体への通電の有無によつて光を遮断又は通過
させる光シヤツターあるいはライトバルブとしての機能
を有することになる。本実施例の更なる利点は、単なる
光のオン・オフだけでなく、光の透過光量を連続的に変
化させ得る点にある。既に述べたように本発明の素子は
凸レンズとしての集光作用を持ち、かつその焦点距離が
可変であるから、発熱抵抗体の発熱量を制御して、光束
の収れん位置を光ストツパーの前後に変化させることに
より光ストツパーの周辺から後方に出射する光の量を変
化させることができる。第１１図とは逆に、光ストツパ
ー部(27a,27b,27c)に相当する箇所を開口にし、他の部
分を遮光部とすれば発熱抵抗体の通電部に対応する開口
部の透過光量が増加し、第１１図とネガ、ポジ反転の関
係をもつ変調も行うことができる。この場合も発熱量の
制御によつて出射光量を連続的に変化させ得ることは第
１１図の実施例と同様である。従来提案されている熱に
よるレンズ作用では凹レンズの作用しか有しない為、上
述のような光変調を効率よく行なおうとすれば、他の凸
レンズと組合わせる必要があつたが、本実施例では、素
子自体が凸レンズの作用をもつので他のレンズが不要に
なり、薄型軽量で低コストの光変調素子を達成すること
ができる。
ターに利用した実施例を説明する図であつて、第１０図
は素子の平面図、第１１図は第１０図Ｂ−Ｂ断面におけ
る断面図をあらわす。同図の素子においては発熱低抗体
(24a,24b…)は電極(25a,25b…)を介して互いに独立に通
電発熱が可能な構成となつている。２６は共通電極をあ
らわす。(27a,27b…)は基盤６の後部に形成された光ス
トツパーである。いま光束が第１１図左方より入射する
とし、図中に示すように発熱抵抗体24a及び24cが発熱し
24bは発熱していないとする。かかる状態においては、
入射光束３０及び３２は媒体２中に生じた凸レンズ作用
によつてそれぞれ光ストツパー27a及び27c上に集光さ
れ、後方には出射しない。一方入射光束３１は凸レンズ
作用を受けずにそのまま直進し、光ストッパー27bの周
辺を通つて素子後方に出射する。従つて本実施例の素子
は発熱抵抗体への通電の有無によつて光を遮断又は通過
させる光シヤツターあるいはライトバルブとしての機能
を有することになる。本実施例の更なる利点は、単なる
光のオン・オフだけでなく、光の透過光量を連続的に変
化させ得る点にある。既に述べたように本発明の素子は
凸レンズとしての集光作用を持ち、かつその焦点距離が
可変であるから、発熱抵抗体の発熱量を制御して、光束
の収れん位置を光ストツパーの前後に変化させることに
より光ストツパーの周辺から後方に出射する光の量を変
化させることができる。第１１図とは逆に、光ストツパ
ー部(27a,27b,27c)に相当する箇所を開口にし、他の部
分を遮光部とすれば発熱抵抗体の通電部に対応する開口
部の透過光量が増加し、第１１図とネガ、ポジ反転の関
係をもつ変調も行うことができる。この場合も発熱量の
制御によつて出射光量を連続的に変化させ得ることは第
１１図の実施例と同様である。従来提案されている熱に
よるレンズ作用では凹レンズの作用しか有しない為、上
述のような光変調を効率よく行なおうとすれば、他の凸
レンズと組合わせる必要があつたが、本実施例では、素
子自体が凸レンズの作用をもつので他のレンズが不要に
なり、薄型軽量で低コストの光変調素子を達成すること
ができる。
第１２図は第１０及び１１図で示した実施例の素子をプ
リンターに応用した例を説明する概略図である。図中４
０はハロゲンランプの如き光源、４１は第１０及び１１
図で説明した本発明に係る光変調素子アレー、４２は電
子写真感光体をあらわす。光変調素子アレー４１中の個
々の発熱抵抗体（不図示）は不図示の信号入力手段によ
り入力された信号に応じて独立に電圧Va,Vb…を印加可
能であり、該印加電圧によつて各発熱抵抗体に対応する
部分のみ光を透過あるいは遮断することができ、それに
応じて感光体４２上に静電潜像が形成される。
リンターに応用した例を説明する概略図である。図中４
０はハロゲンランプの如き光源、４１は第１０及び１１
図で説明した本発明に係る光変調素子アレー、４２は電
子写真感光体をあらわす。光変調素子アレー４１中の個
々の発熱抵抗体（不図示）は不図示の信号入力手段によ
り入力された信号に応じて独立に電圧Va,Vb…を印加可
能であり、該印加電圧によつて各発熱抵抗体に対応する
部分のみ光を透過あるいは遮断することができ、それに
応じて感光体４２上に静電潜像が形成される。
以下公知の電子写真プロセス（不図示）を経ることによ
り顕像をプリントすることができる。このようなプリン
ターに本発明の素子を用いることにより素子、さらには
光源も一体化して小型軽量化を達成することができる。
り顕像をプリントすることができる。このようなプリン
ターに本発明の素子を用いることにより素子、さらには
光源も一体化して小型軽量化を達成することができる。
第１３図は本発明の素子を複写機、フアクシミリ等の読
取り光学系に応用した例を説明する図である。同図にお
いて４３は読み取るべき被写体、４４は第１０図及び１
１図で説明した実施例の光変調素子アレー、４５はその
一端が光変調素子アレー４４のアレー方向に広げられた
オブチカルフアイバーチューブ、４６は光センサーをあ
らわす。光変調素子アレー４４中の個々の発熱抵抗体
（不図示）は電圧印加手段により順次電圧Va,Vb,Vc…を
印加され、該印加電圧によつて各発熱抵抗体の対応部分
のみが光を透過する。透過した光はオブチカルフアイバ
ーチューブ４５を通じて光センサー４６により電気信号
に変換され、用途に応じて不図示のメモリー、信号伝送
機構等に伝達される。第１２図の例と同様、本発明の素
子を用いることにより、読取り光学系の小型軽量化を達
成することが可能になる。
取り光学系に応用した例を説明する図である。同図にお
いて４３は読み取るべき被写体、４４は第１０図及び１
１図で説明した実施例の光変調素子アレー、４５はその
一端が光変調素子アレー４４のアレー方向に広げられた
オブチカルフアイバーチューブ、４６は光センサーをあ
らわす。光変調素子アレー４４中の個々の発熱抵抗体
（不図示）は電圧印加手段により順次電圧Va,Vb,Vc…を
印加され、該印加電圧によつて各発熱抵抗体の対応部分
のみが光を透過する。透過した光はオブチカルフアイバ
ーチューブ４５を通じて光センサー４６により電気信号
に変換され、用途に応じて不図示のメモリー、信号伝送
機構等に伝達される。第１２図の例と同様、本発明の素
子を用いることにより、読取り光学系の小型軽量化を達
成することが可能になる。
以上、本発明を用いれば、一つの熱効果媒体で、凸レン
ズも凹レンズも得る事が出来従つて、最適な熱効果媒体
で、正レンズと負レンズを得ることが可能になつた。又
斯様なレンズ装置を読取装置、書込装置、シヤツターア
レー装置として広く応用するに際し、装置の薄型化、小
型軽量化に大いに寄与するものである。
ズも凹レンズも得る事が出来従つて、最適な熱効果媒体
で、正レンズと負レンズを得ることが可能になつた。又
斯様なレンズ装置を読取装置、書込装置、シヤツターア
レー装置として広く応用するに際し、装置の薄型化、小
型軽量化に大いに寄与するものである。
第１図(A)，(B)、第２図、第３図及び第４図は本発明に
用いられる光学素子の原理を説明する為の図、第５図及
び第６図は本発明に係るレンズ形成装置の一実施例を示
す為の図、第７図及び第８図は同じく本発明に係るレン
ズ形成装置の他の実施例を示す図、第９図は、本発明を
適用した読取装置の一実施例を示す図、第１０図及び第
１１図は本発明を適用した光シヤツターアレイの一実施
例を示す図、第１２図は本発明を適用した光プリンター
の一実施例を示す図、第１３図は本発明を適用した読取
装置の他の実施例を示す図。 １……透明保護板 ２……熱効果媒体 ３……絶縁層 4a,4b……発熱抵抗体 ５……電極 ６……透明基板 10a,10b……屈折率分布 １３……光反射層 １７……開口板 １８……入射光束 １９……集光点
用いられる光学素子の原理を説明する為の図、第５図及
び第６図は本発明に係るレンズ形成装置の一実施例を示
す為の図、第７図及び第８図は同じく本発明に係るレン
ズ形成装置の他の実施例を示す図、第９図は、本発明を
適用した読取装置の一実施例を示す図、第１０図及び第
１１図は本発明を適用した光シヤツターアレイの一実施
例を示す図、第１２図は本発明を適用した光プリンター
の一実施例を示す図、第１３図は本発明を適用した読取
装置の他の実施例を示す図。 １……透明保護板 ２……熱効果媒体 ３……絶縁層 4a,4b……発熱抵抗体 ５……電極 ６……透明基板 10a,10b……屈折率分布 １３……光反射層 １７……開口板 １８……入射光束 １９……集光点
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 馬場 健 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 染谷 厚 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 鈴木 雅之 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−191001（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−154427（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−181324（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】屈折率が温度に依存して変化する液体媒体
と、絶縁層と、前記液体媒体の複数の箇所に同時に屈折
率分布を発生させて複数の屈折率分布に跨がる中間領域
にレンズを形成するよう前記絶縁層を介して前記液体媒
体の複数の箇所を加熱する複数の発熱抵抗体とを有する
ことを特徴とするレンズ形成装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59058011A JPH0616142B2 (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | レンズ形成装置 |
| 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 |
|---|---|---|---|
| JP59058011A JPH0616142B2 (ja) | 1984-03-26 | 1984-03-26 | レンズ形成装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60201302A JPS60201302A (ja) | 1985-10-11 |
| JPH0616142B2 true JPH0616142B2 (ja) | 1994-03-02 |
Family
ID=13072024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59058011A Expired - Lifetime JPH0616142B2 (ja) | 1983-04-18 | 1984-03-26 | レンズ形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0616142B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10317736A1 (de) * | 2003-04-11 | 2004-10-28 | Dr. Johannes Heidenhain Gmbh | Abtasteinheit für eine Positionsmesseinrichtung zum optischen Abtasten einer Maßverkörperung |
| US6999238B2 (en) * | 2003-12-01 | 2006-02-14 | Fujitsu Limited | Tunable micro-lens array |
| JP4674336B2 (ja) * | 2006-09-25 | 2011-04-20 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | ベクトル制御式光路切替方法および光路切替装置 |
Family Cites Families (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 |
| JPS59181324A (ja) * | 1983-03-31 | 1984-10-15 | Ricoh Co Ltd | 光制御素子 |
| JPS59191001A (ja) * | 1983-04-13 | 1984-10-30 | Omron Tateisi Electronics Co | 可変屈折率分布形レンズ |
-
1984
- 1984-03-26 JP JP59058011A patent/JPH0616142B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60201302A (ja) | 1985-10-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4872743A (en) | Varifocal optical element | |
| JPH0616142B2 (ja) | レンズ形成装置 | |
| US4952035A (en) | Optical element and device using same | |
| US4641920A (en) | Optical element having the function of changing the cross-sectional intensity distribution of a light beam | |
| JPS63271301A (ja) | 光シヤツタアレイ用光源 | |
| US4865426A (en) | Variable aberration imaging optical system | |
| US4745417A (en) | Self scanned recording element | |
| JP2004045840A (ja) | 光走査方法および装置および画像形成装置 | |
| JPH03224756A (ja) | 光走査装置 | |
| JPS6187129A (ja) | 磁気光学プリントヘツド | |
| JPS6079317A (ja) | 可変焦点距離光学装置 | |
| JPH0522886B2 (ja) | ||
| JPH0521215B2 (ja) | ||
| JPH0616141B2 (ja) | 焦点位置を可変にする装置 | |
| JPH0522907Y2 (ja) | ||
| JPS59195614A (ja) | エクスパンダ−レンズ | |
| JPH077148B2 (ja) | 光学的液体シヤツタ | |
| JPH04328591A (ja) | レーザプリンタ | |
| JPS60207110A (ja) | 可変収差結像光学系 | |
| JPH0452151A (ja) | 光信号発生装置 | |
| JPS63197922A (ja) | 光プリンタ用書き込みヘツドおよび書き込み方法 | |
| KR100286264B1 (ko) | 레이저 스캐닝 유니트 | |
| JPH03225324A (ja) | 光信号の制御方法及びこれに用いる光信号制御装置 | |
| JPS61137124A (ja) | 結像特性を可変とする結像光学系 | |
| JPS6377034A (ja) | レ−ザプリンタ |