JPS61160714A - 焦点距離可変レンズ - Google Patents

焦点距離可変レンズ

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JPS61160714A
JPS61160714A JP60000859A JP85985A JPS61160714A JP S61160714 A JPS61160714 A JP S61160714A JP 60000859 A JP60000859 A JP 60000859A JP 85985 A JP85985 A JP 85985A JP S61160714 A JPS61160714 A JP S61160714A
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JP
Japan
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light
polarization direction
lens
focal length
polarization
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JP60000859A
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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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    • 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
    • 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
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    • G02F1/294—Variable focal length devices

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Liquid Crystal (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〕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り、その結果、焦点距離の高速変更
、小屋化及び低コスト化といった性能を充分溝たしてい
ないのが現状であり、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、特願昭５８−
１１９１８０で提案されている。該特許出願では、光学
的異方性を示す固体からなるレンズと、該レンズに入射
する光の偏光方向を菱化させる手段から成る焦点距離可
変レンズが開示されている。
第３図は該特許出願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３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はスイッチである。
偏光面回転素子２は、電界を印加することによシ透過光
の偏光面を回転するものであり、例えばＫＨ２ＰＯ４単
結晶の２カツト板等の両面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はたとえば一例をあげると結晶の光学軸
（Ｚ軸とする）がレンズ主軸と直交するように形成され
、この２軸を紙面に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ｎ０、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ｎ０
となる。
第３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
折率ｎ０を経験することになり、焦点距離ｆ、を持つ。
このとき透過光の偏光方向ははじめの入射光と同じで、
紙面に対して平行な方向である。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）
、偏光方向は入射光に対して９０°回転した方向、すな
わち、紙面と垂直方向に変わる。よって複屈折レンズ３
を通過する光は、その方向に対する屈折率ｎ、　ＶＣよ
って決まる焦点距離ｆ、を持つ。
このように偏光方向を変える焦点距離可変レンズは広い
範囲にわたシ、焦点を可変することができる利点があっ
た。
第４図は焦点距離可変レンズを光学的情報読出し装置に
用いる例を示した概略図である。第４図において８が焦
点距離可変レンズである。
半導体レーデ−６から出たレーザー光束は、コリメータ
ーレンズ７、焦点距離可変レンズ８、偏光ビームスジリ
ッター９．１／４波長板１０、フォーカスレンズ１１を
経て、光学情報記録板１２上に集束され、反射した光は
再びフォーカスレンズ１１．１７４波長板１０を通り、
偏光ビームスグリツタ−９に至る。
ここで再び偏光ビームスプリッタ−９に入射した反射光
は、１／４波長板ｌＯを往復で２回通過するので偏光方
向がはじめて偏光ビームスプリッタ−９に入射する光の
偏光方向に対して直交する方向に変っている。したがっ
て該反射光は、偏光ビームスシリ、ターの対角線上にあ
る多層膜で反射され、検出レンズ１３を経て、光デイテ
クタ１４上に集束される。光ディテクタ１４はレーザー
光の強弱を電流変化に変換するもので、情報処理装置１
５の働きによって、求める情報に変換される。
以上のような光学情報読出し装置において、焦点距離可
変レンズ８を通り、偏光ビームスジリッター９に入射す
る直線偏光の方向は常に一定でなければならないことは
明らかである。
〔発明が解決しようとする問題〕
しかしながら、第３図に示した従来例による焦点可変レ
ンズでは、焦点距離を変えるたびに出射直線偏光の方向
が変わるので、偏光ビームスプリッタ−９への入射直線
偏光の方向を一定にすることかで癲ない問題点があった
。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば、上記の問題点を解決するため、複屈折
レンズに入射する光の偏光方向を切り換えることにより
焦点距離を変化させる焦点距離可変レンズにおいて、少
なくとも１つの出射偏光方向補正用の偏光方向切り換え
手段を有す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、焦点距離を変
えても、常に一定の偏光方向を保つことができる。
〔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。
第１図において、１は偏光板、２１１２１は偏光面回転
素子、３は複屈折レンズ、４□　、４．は電源、５１＋
５１はスイッチである。本実施例と第３図に示した従来
の焦点距離可変レンズとの違いは、偏光面回転素子２１
、電源４８、スイッチ５、からなる偏光面回転装置を複
屈折レンズ３の後に、もう一つ設置した事である。
第１図において焦点距離を変化させる方法は、従来例と
同じ方法によって行なわれるが、本発明の場合は出射光
の偏光方向を一定方向に特定することが可能である。例
えば、出射光を入射光と同じ偏光方向（第１図において
紙面と平行な方向）にしたい場合は、スイッチ５□が開
いているときは、複屈折レンズ３からの出射偏光の方向
は紙面と平行であるから、スイッチ５２を開いておけば
偏光面回転素子２３を通った光はその偏光方向を変えず
に紙面と平行の状態を保てる。逆にスイ。
チ５１が閉じている場合は、複屈折レンズ３の出射偏光
の方向は紙面と垂直になる。この場合はスイッチ５！を
閉じると、偏光面回転素子２．を通った出射偏光は、該
偏光面回転素子２．Ｉｃ入射する光に対して９０６回転
し、結局はじめの入射光と同じ偏光方向、すなわち紙面
に対して平行な方向の直線偏光となる。その結果、ｆ、
からｆ、に焦点距離を変えても偏光方向は常に一定にな
る。
第２図は本発明の第２実施例を示す概略図である。
第２図において、ｌは偏光板、２１１２．・・・２ｎ１
２ｎ＋、は偏光面回転素子、３□、３．・・・３ｎは、
それぞれ異った曲単半径をもつ複屈折レンズ、４ｍ　。
４、・・・４Ｂ＋４Ｂ＋１は電源、５１，５．・・・５
　ｎ＋　５ｎ＋１はスイッチである。
本実施例においては、第２図のとおり複屈折レンズがｎ
個、偏光面回転素子、電源、スイッチが、複屈折レンズ
と交互にそれぞれｎ＋１個設置されている。
本実施例においてはスイッチ５８，５．・・・５ｎの切
り換えによシ離散的ＫＮ＝２　の焦点Ｆ□　。
Ｆ３．・・・ＦＮを設定することが可能であシ、さらに
第１実施例と同様に最終段の偏光面回転素子２ｎ＋１の
スイッチ５ｎ＋、の開閉を操作することによシ、第１実
施例と同様に常に出射偏光方向を一定にすることが可能
である。
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５．．５２・・・５ｎの開閉とスイッ
チ５ｎ＋１の開閉の組み合わせをマイクロコンビ、−タ
ー等で制御し、一定の偏光方向をもった光で、所望の焦
点距離！、、ｆ、、・・・、ｆＮ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、出射偏光方向を入射光偏光方向と違う方向にす
ることも可能である。
また偏光面回転素子において、実施例のように、電界を
かけて偏光方向面を回転させる素子のほか、位相補償板
を使用する方法、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方向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光る
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等の
設定も実施例に限られるものではないこともまた明らか
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、焦点距離を変化させる方法が光の偏光方向を変え
ることによってなされるにもかかわらず、出射光の偏光
方向を常に一定にすることが可能であり、第４図の如き
光学的情報読出し装置にも好適に適用出来る。
【図面の簡単な説明】
第１図、第２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３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。 第４図は焦点距離可変レンズを用いた光学的情報読出し
装置の一例を示す概略図である。 １：偏光板、２　＋　２１　　＋　２２　　＋　”・、
２ｎ、２ｎ＋。 二個光面回転素子、３．３１．３．、・・・、３ｎ。 ３ｎ＋ｔ：被屈折レンズ、４，４．．４．、・・・、４
ｎ。 ４ｎ＋１：電源、５．５□　、５．、・・・＋　５１　
＋　５ｎ＋１　’スイッチＯ 代理人　弁理士　山　下　積　平 第１図 第２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ことにより焦点
    距離を変化させる手段から成るレンズ部と、前記レンズ
    部からの光の偏光方向を切り換え、前記焦点距離の変化
    にかかわらず一定の偏光方向の光を出射せしめる偏光方
    向補正部とから成る焦点距離可変レンズ。
JP60000859A 1985-01-09 1985-01-09 焦点距離可変レンズ Pending JPS61160714A (ja)

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US06/814,777 US4783152A (en) 1985-01-09 1985-12-30 Variable focal length lens
FR8600169A FR2575838A1 (fr) 1985-01-09 1986-01-08 Objectif a distance focale variable
DE19863600325 DE3600325A1 (de) 1985-01-09 1986-01-08 Objektiv mit veraenderlicher brennweite
GB08600425A GB2171811A (en) 1985-01-09 1986-01-09 Variable focal-length lens

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