變焦透鏡的制作方法
【專利摘要】變焦透鏡(10A)具備由SLM或者VFL當(dāng)中的任一者構(gòu)成的第一透鏡部(12)、光學(xué)結(jié)合在第一透鏡部與焦平面(F)之間并且由SLM或者VFL當(dāng)中的任一者構(gòu)成的第二透鏡部(14)、以及控制第一、第二透鏡部(12,14)的焦點(diǎn)距離的控制部(16)。第一透鏡部(12)與第二透鏡部(14)的距離以及第二透鏡部(14)與焦平面(F)的距離均不變?？刂撇?16)通過變更第一、第二透鏡部(12,14)的焦點(diǎn)距離來使變焦透鏡10A的放大倍率發(fā)生變化。由此，實(shí)現(xiàn)可以簡易地構(gòu)成并且可以縮短變更放大倍率時(shí)的所需時(shí)間的變焦透鏡。
【專利說明】變焦透鏡

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種變焦透鏡。

【背景技術(shù)】
[0002] 變焦透鏡是指可以一邊將透鏡系統(tǒng)整體的焦點(diǎn)位置保持一定一邊連續(xù)性地使焦 點(diǎn)距離發(fā)生變化的透鏡。一般而言，為了構(gòu)成變焦透鏡，需要使最低2組透鏡在光軸上相對 移動。即，如果在由2組透鏡構(gòu)成的光學(xué)系統(tǒng)中僅使一組移動，則能夠使合成焦點(diǎn)距離發(fā)生 變化，但是焦點(diǎn)位置也發(fā)生變化。相對于此，通過使2組兩者移動，從而能夠不使焦點(diǎn)位置 發(fā)生變化地使合成焦點(diǎn)距離發(fā)生變化（參照非專利文獻(xiàn)1)。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0004] 非專利文獻(xiàn)
[0005] 非專利文獻(xiàn)1 :朝倉書店"最新光學(xué)技術(shù)指南"第IV部1. 3. 2節(jié)c


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0007] 如前述所述，在由多個(gè)透鏡組構(gòu)成的現(xiàn)有變焦透鏡中，為了使放大倍率發(fā)生變化， 需要使透鏡組在光軸方向上機(jī)械移動。然而，為了提高使透鏡移動時(shí)的位置精度，需要極復(fù) 雜的機(jī)構(gòu)。另外，由于對于透鏡組的移動而言需要一定的時(shí)間，因此也難以縮短變更放大倍 率時(shí)的所需時(shí)間。
[0008] 本發(fā)明是有鑒于上述的技術(shù)問題點(diǎn)而做出的，其目的在于提供一種能夠簡易地構(gòu) 成并且可以縮短變更放大倍率時(shí)的所需時(shí)間的變焦透鏡
[0009] 解決技術(shù)問題的手段
[0010] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所涉及的變焦透鏡，其特征在于：具備：第一透鏡 部，其由空間光調(diào)制元件或者可變焦點(diǎn)透鏡當(dāng)中的任一者構(gòu)成；第二透鏡部，其光學(xué)結(jié)合 在第一透鏡部與該變焦透鏡的焦平面之間，由空間光調(diào)制元件或者可變焦點(diǎn)透鏡當(dāng)中的任 一者構(gòu)成；控制部，其控制第一透鏡部和第二透鏡部的焦點(diǎn)距離，第一透鏡部與第二透鏡 部的距離和第二透鏡部與焦平面的距離均不變，控制部通過變更第一透鏡部和第二透鏡部 的焦點(diǎn)距離來使該變焦透鏡的放大倍率發(fā)生變化。控制部具體而言例如通過將透鏡圖案 (pattern)賦給空間光調(diào)制元件，或者控制可變焦點(diǎn)透鏡的焦點(diǎn)距離來控制第一透鏡部和 第二透鏡部的焦點(diǎn)距離。
[0011] 在該變焦透鏡中，替代現(xiàn)有變焦透鏡中的2個(gè)以上透鏡組而配置有由空間光調(diào)制 元件或者可變焦點(diǎn)透鏡當(dāng)中的任一者構(gòu)成的第一透鏡部和第二透鏡部?？臻g光調(diào)制元件和 可變焦點(diǎn)透鏡是不變更光軸方向的位置而能夠使焦點(diǎn)距離發(fā)生變化的光學(xué)部件。因此，在 第一透鏡部與第二透鏡部的距離以及第二透鏡部與焦平面的距離被固定的狀態(tài)下，能夠任 意變更變焦透鏡系統(tǒng)整體的焦點(diǎn)距離并使放大倍率發(fā)生變化。另外，這些光學(xué)部件按照來 自控制部的電信號，能夠以極短時(shí)間變更焦點(diǎn)距離。因此，根據(jù)上述變焦透鏡，能夠縮短變 更放大倍率時(shí)的所需時(shí)間。另外，由于不需要用于使透鏡組移動的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，因此能夠簡易 地構(gòu)成變焦透鏡系統(tǒng)整體。
[0012] 發(fā)明的效果
[0013] 根據(jù)本發(fā)明所涉及的變焦透鏡，可以簡易地構(gòu)成并且能夠縮短變更放大倍率時(shí)的 所需時(shí)間。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014] 圖1是表示第1實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0015] 圖2是表示第1實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡中的焦點(diǎn)距離的關(guān)系的示意圖。
[0016] 圖3(a)是示意性地表示表2所示的對應(yīng)于實(shí)例1的成像的狀態(tài)的示意圖，圖3(b) 是示意性地表示表2所示的對應(yīng)于實(shí)例2的成像的狀態(tài)的示意圖，以及圖3 (c)是示意性地 表示表2所示的對應(yīng)于實(shí)例3的成像的狀態(tài)的示意圖。
[0017] 圖4(a)是示意性地表示表2所示的對應(yīng)于實(shí)例4的成像的狀態(tài)的示意圖，以及圖 4(b)是示意性地表示表2所示的對應(yīng)于實(shí)例5的成像的狀態(tài)的示意圖。
[0018] 圖5是表示第1實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的動作的例子的示意圖。
[0019] 圖6是表示第2實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0020] 圖7是表示作為第2實(shí)施方式一個(gè)變形例的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0021] 圖8是表示作為第2實(shí)施方式別的變形例的變焦透鏡的結(jié)構(gòu)的示意圖。
[0022] 符號的說明：
[0023] 10A, 10B, 10C···變焦透鏡、12, 22…第一透鏡部、14, 24…第二透鏡部、16, 26…控制 部、28…激光光源、30…反射型空間光調(diào)制器、30a…光反射面、30b…第一透鏡部、30c…第 二透鏡部、32...空間濾波器、34…準(zhǔn)直透鏡、36a?36e...反射鏡、A，Al?A3…光軸、F…焦點(diǎn) 面、fi，fV··焦點(diǎn)距離、f。···合成焦點(diǎn)距離。

【具體實(shí)施方式】
[0024] 以下，一邊參照附圖一邊詳細(xì)說明本發(fā)明所涉及的變焦透鏡的實(shí)施方式。另外，在

【專利附圖】

【附圖說明】中，對相同的要素賦予相同的符號，省略重復(fù)的說明。
[0025](第1實(shí)施方式）
[0026] 圖1是表示本發(fā)明的第1實(shí)施方式所涉及的變焦透鏡IOA的結(jié)構(gòu)的圖。本實(shí)施方 式的變焦透鏡IOA具備第一透鏡部12、第二透鏡部14和控制部16。第一透鏡部12和第二 透鏡部14在沿著與變焦透鏡IOA的焦平面F交叉的規(guī)定的光軸A的方向上并列配置，第二 透鏡部14光學(xué)結(jié)合在第一透鏡部12與焦平面F之間。
[0027] 第一透鏡部12由空間光調(diào)制元件（SLM ;Spatial Light Modulator)或可變焦點(diǎn) 透鏡（VFL;Vari-F〇cal Lens)中的任一者構(gòu)成。另外，第二透鏡部14也同樣地由空間光調(diào) 制元件或可變焦點(diǎn)透鏡中的任一者構(gòu)成。S卩，作為第一透鏡部12與第二透鏡部14的組合， 存在以下的4種模式。
[0028] [表 1]
[0029]

【權(quán)利要求】
1. 一種變焦透鏡，其特征在于： 具備： 第一透鏡部，其由空間光調(diào)制元件或者可變焦點(diǎn)透鏡當(dāng)中的任一者構(gòu)成； 第二透鏡部，其光學(xué)結(jié)合在所述第一透鏡部與該變焦透鏡的焦平面之間，并且由空間 光調(diào)制元件或者可變焦點(diǎn)透鏡當(dāng)中的任一者構(gòu)成；以及 控制部，其控制所述第一透鏡部和所述第二透鏡部的焦點(diǎn)距離； 所述第一透鏡部與所述第二透鏡部的距離、以及所述第二透鏡部與所述焦平面的距離 均不變， 所述控制部通過變更所述第一透鏡部和所述第二透鏡部的焦點(diǎn)距離來使該變焦透鏡 的放大倍率變化。
2. 如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述第一透鏡部和所述第二透鏡部當(dāng)中的至少一者由空間光調(diào)制元件構(gòu)成，所述控制 部將透鏡圖案賦給所述空間光調(diào)制元件。
3. 如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述第一透鏡部和所述第二透鏡部分別由反射型空間光調(diào)制元件構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求3所述的變焦透鏡，其特征在于： 構(gòu)成所述第一透鏡部的所述反射型空間光調(diào)制元件與構(gòu)成所述第二透鏡部的所述反 射型空間光調(diào)制元件以它們的光反射面相互平行的方式配置。
5. 如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述第一透鏡部和所述第二透鏡部由單個(gè)反射型空間光調(diào)制元件構(gòu)成，并且其光反射 面當(dāng)中的一部分區(qū)域作為所述第一透鏡部使用，另一部分區(qū)域作為所述第二透鏡部使用。
6. 如權(quán)利要求3?5中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于： 具備多個(gè)反射元件，并且所述第二透鏡部經(jīng)由所述多個(gè)反射元件而與所述第一透鏡部 光學(xué)結(jié)合。
7. 如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述空間光調(diào)制元件是透射型空間光調(diào)制元件。
8. 如權(quán)利要求2?7中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述控制部將包含輸入到所述第一透鏡部的光的中心軸線的直線與包含從所述第二 透鏡部輸出的光的中心軸線的直線相互分離的所述透鏡圖案賦給所述空間光調(diào)制元件。
9. 如權(quán)利要求2?8中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述控制部將從所述第二透鏡部輸出的光相對于輸入到所述第一透鏡部的光分割成 多條光路的所述透鏡圖案賦給所述空間光調(diào)制元件。
10. 如權(quán)利要求2?9中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述控制部在賦給所述空間光調(diào)制元件的所述透鏡圖案重疊用于修正在該變焦透鏡 中產(chǎn)生的像差的圖案。
11. 如權(quán)利要求1?10中的任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于： 所述控制部基于所述第一透鏡部和所述第二透鏡部的合成焦點(diǎn)距離、所述第一透鏡部 與所述第二透鏡部的距離、以及所述第二透鏡部與所述焦平面的距離算出所述第一透鏡部 的焦點(diǎn)距離和所述第二透鏡部的焦點(diǎn)距離，并且以成為那些被算出的焦點(diǎn)距離的方式變更 所述第一透鏡部和所述第二透鏡部的焦點(diǎn)距離。
【文檔編號】G02B15/00GK104246574SQ201380020852
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月18日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月20日
【發(fā)明者】松本直也, 井上卓, 瀧口優(yōu) 申請人:浜松光子學(xué)株式會社