JPS63229403A - 可変焦点ミラ− - Google Patents
可変焦点ミラ−Info
- Publication number
- JPS63229403A JPS63229403A JP62061190A JP6119087A JPS63229403A JP S63229403 A JPS63229403 A JP S63229403A JP 62061190 A JP62061190 A JP 62061190A JP 6119087 A JP6119087 A JP 6119087A JP S63229403 A JPS63229403 A JP S63229403A
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- JP
- Japan
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- piezo
- variable focus
- voltage
- electric
- focus mirror
- Prior art date
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- Pending
Links
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Landscapes
- Optical Elements Other Than Lenses (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。
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〕
この発明は、圧電性材料を用いて、高速に焦点距離を変
化させる可変焦点ミラーに関するものである°。
化させる可変焦点ミラーに関するものである°。
可変焦点の光学系は、すでにズームレンズとして実用化
されている。しかし、このような機械的にレンズを移動
させる可変焦点光学系を、例えば、光デイスクヘッドの
対物レンズに用いる場合には応答速度が遅すぎる。一方
、レンズの位置や形状を変化させずに、レンズ内部の物
質の屈折率を変化させて、焦点距離を変える方法が提案
されている。例えば、液晶の配向を変化させる方法や、
ニオブ酸リチウムなどの強誘電性結晶への印加電圧を変
化させる方法が研究されている。しかし、現状ではこれ
らの方法で変化できる屈折率の値は小さく、焦点距離の
変化量も小さい。このように高速でしかも焦点距離を大
きく変化できる光学系は未だ存在していない。
されている。しかし、このような機械的にレンズを移動
させる可変焦点光学系を、例えば、光デイスクヘッドの
対物レンズに用いる場合には応答速度が遅すぎる。一方
、レンズの位置や形状を変化させずに、レンズ内部の物
質の屈折率を変化させて、焦点距離を変える方法が提案
されている。例えば、液晶の配向を変化させる方法や、
ニオブ酸リチウムなどの強誘電性結晶への印加電圧を変
化させる方法が研究されている。しかし、現状ではこれ
らの方法で変化できる屈折率の値は小さく、焦点距離の
変化量も小さい。このように高速でしかも焦点距離を大
きく変化できる光学系は未だ存在していない。
この発明の目的は、圧電性材料を用いて、高速にしかも
焦点距離を大きく変化できる可変焦点ミラーを提供する
ことにある。
焦点距離を大きく変化できる可変焦点ミラーを提供する
ことにある。
本発明の可変焦点ミラーは、表面が光を反射する材料で
覆われ、圧電性材料で構成された光反射体と、前記圧電
性材料に電圧を印加する電圧印加手段とを備えることを
特徴としている。
覆われ、圧電性材料で構成された光反射体と、前記圧電
性材料に電圧を印加する電圧印加手段とを備えることを
特徴としている。
圧電材料は、外力による応力に対応して電気分極を生じ
るもので、この性質を逆に利用すると、材料に対する印
加電圧を変化させることによって材料を変形させること
ができる。圧電気による電気分極と応力の関係は圧電率
ｄｉｋで表され、応力テンソルの成分をＸｍ （ｋ＝
１．２． ・・・６）、電気分極バク１−ルの成分を
Ｐｉ （ｉ＝１．２．３）として次式の関係が成り立
つ。
るもので、この性質を逆に利用すると、材料に対する印
加電圧を変化させることによって材料を変形させること
ができる。圧電気による電気分極と応力の関係は圧電率
ｄｉｋで表され、応力テンソルの成分をＸｍ （ｋ＝
１．２． ・・・６）、電気分極バク１−ルの成分を
Ｐｉ （ｉ＝１．２．３）として次式の関係が成り立
つ。
Ｐ、＝ｄｉｋＸｋ ・・・（１）こ
のような圧電材料を用いて、可変焦点のミラーを作るこ
とができる。例えば、第２図のような円型の圧電性の板
（圧電板） １１に、反射率の高い膜１２を付け、電圧
を印加すると、光１４に対して圧電板１１が凹状に変形
する。圧電板１１の周囲を保持具１３で固定した時の座
標ｒにおける変形ｗ （ｒ）は、次式で表される。
のような圧電材料を用いて、可変焦点のミラーを作るこ
とができる。例えば、第２図のような円型の圧電性の板
（圧電板） １１に、反射率の高い膜１２を付け、電圧
を印加すると、光１４に対して圧電板１１が凹状に変形
する。圧電板１１の周囲を保持具１３で固定した時の座
標ｒにおける変形ｗ （ｒ）は、次式で表される。
ここで、Ｐは圧力、Ｄ、ｃ２．ｃ、は次式で示される。
ここで、Ｅは反射膜１２のヤング率、νは反射膜１２の
ポアソン比、ｈは圧電板１１の板厚、ａは圧電板１１の
半径を表す。
ポアソン比、ｈは圧電板１１の板厚、ａは圧電板１１の
半径を表す。
（２）〜（５）式を整理すると次式が得られる。
・・・（６）
今、中心部のみを考えると（６）式は、となる。また、
この時の最大応力は、 で表される。最大応力σが圧電板１１の材料の疲労限度
を越えない範囲の圧力を反射膜１２に加え、（７）式よ
り、その時の中心部の変形量を求めることができる。こ
の時に必要な体積変化量ΔＶは次式から求められる。
この時の最大応力は、 で表される。最大応力σが圧電板１１の材料の疲労限度
を越えない範囲の圧力を反射膜１２に加え、（７）式よ
り、その時の中心部の変形量を求めることができる。こ
の時に必要な体積変化量ΔＶは次式から求められる。
以下、この発明の詳細な説明する。
第１図は、この発明の可変焦点ミラーの一実施例を示す
斜視図である。例えば、セラミック圧電材料などから構
成される円型の薄い圧電板１の表面に、例えば、金属な
どから構成される反射膜２を形成し、例えば金属などか
ら構成される保持具３によって圧電板１を固定する。圧
電板１には電極４を形成する。
斜視図である。例えば、セラミック圧電材料などから構
成される円型の薄い圧電板１の表面に、例えば、金属な
どから構成される反射膜２を形成し、例えば金属などか
ら構成される保持具３によって圧電板１を固定する。圧
電板１には電極４を形成する。
以上のような構成の可変焦点ミラーにおいて、電源５を
用いて、圧電板ｌに形成されている電極４に電圧を印加
すると、圧電板１が凹状に変化する。この表面に光を入
射させると表面の反射膜２によって、可変焦点のミラー
を実現できる。例えば、直径２５ｍｍの圧電板１に電圧
１００Ｖを印加した時に、中心部分で圧電板１が８０μ
ｍ変化した。この時、焦点距離が無限大から４８ｃｍま
でｌ ｍ５ｅｃ以下の応答速度で連続的に変化する可変
焦点ミラーを実現できた。さらに、径の大きい圧電板を
用い、印加電圧を高くすることによって、短焦点のミラ
ーを実現できる。
用いて、圧電板ｌに形成されている電極４に電圧を印加
すると、圧電板１が凹状に変化する。この表面に光を入
射させると表面の反射膜２によって、可変焦点のミラー
を実現できる。例えば、直径２５ｍｍの圧電板１に電圧
１００Ｖを印加した時に、中心部分で圧電板１が８０μ
ｍ変化した。この時、焦点距離が無限大から４８ｃｍま
でｌ ｍ５ｅｃ以下の応答速度で連続的に変化する可変
焦点ミラーを実現できた。さらに、径の大きい圧電板を
用い、印加電圧を高くすることによって、短焦点のミラ
ーを実現できる。
以上詳述したように、この発明の可変焦点ミラーによれ
ば、高速でしかも焦点距離変化量の大きいミラーを実現
できる。
ば、高速でしかも焦点距離変化量の大きいミラーを実現
できる。
第１図は、この発明の可変焦点ミラーの一実施例を示す
斜視図、 第２図は可変焦点ミラーの原理を示す図である。 １．１１・・・・圧電板 ２．１２・・・・反射膜 ３．１３・・・・保持具 ４・・・・・・電極 ５・・・・・・電源 １４・・・・・・光
斜視図、 第２図は可変焦点ミラーの原理を示す図である。 １．１１・・・・圧電板 ２．１２・・・・反射膜 ３．１３・・・・保持具 ４・・・・・・電極 ５・・・・・・電源 １４・・・・・・光
Claims (1)
- （１）表面が光を反射する材料で覆われ、圧電性材料で
構成された光反射体と、前記圧電性材料に電圧を印加す
る電圧印加手段とを備えることを特徴とする可変焦点ミ
ラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061190A JPS63229403A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 可変焦点ミラ− |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62061190A JPS63229403A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 可変焦点ミラ− |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229403A true JPS63229403A (ja) | 1988-09-26 |
Family
ID=13163998
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62061190A Pending JPS63229403A (ja) | 1987-03-18 | 1987-03-18 | 可変焦点ミラ− |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63229403A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02176701A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-09 | Seikosha Co Ltd | 曲率可変式鏡 |
| JP2015018095A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日本電信電話株式会社 | 可変焦点ミラー |
-
1987
- 1987-03-18 JP JP62061190A patent/JPS63229403A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02176701A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-09 | Seikosha Co Ltd | 曲率可変式鏡 |
| JP2015018095A (ja) * | 2013-07-10 | 2015-01-29 | 日本電信電話株式会社 | 可変焦点ミラー |
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