JP3487527B2 - 光屈折装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、撮像素子を用いて画像
を入力する電子スチルカメラや画像入力システムの入力
光を屈折させる光屈折機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子スチルカメラや画像読み取り装置に
利用されているＣＣＤのようなエリアセンサは、民生用
として２５万画素や４０万画素の撮像素子が１枚使用さ
れている。高級機や業務用には、複数枚のＣＣＤを用い
るカメラや６０万画素近くの画素数を持つ撮像素子が用
いられている。またさらに高解像度を要求するものに
は、１００万以上の画素数を持つＣＣＤのシステムもあ
るが、非常に高価である。このため１次元ＣＣＤなどの
ラインセンサを結像面で移動させたり、エリアセンサで
ある２次元ＣＣＤ上の結像画像を、相対的に微小移動さ
せて複数回画像を取り込み、見かけ上画素数が増えたよ
うにみせるシステムが、提案あるいは販売されている。

【０００３】センサ上の結像を相対的に移動させる方法
としては、２通りの方法がある。１つは、センサ自身を
動かす方法で、２つめは光路を動かして、センサ上の結
像画像を動かす方法である。後者の具体例としては、鏡
を用いる（公開昭５０−８００２７：一方向、公開昭５
６−２０３９３：２方向）、光偏向素子を用いる（公開
昭５０−８００２７）、液晶プリズムを用いる（公開昭
５０−１１２０５４）、レンズ自体を動かす（公開昭５
３−５６９１６、公開昭６０−９１７７４）、楔型ガラ
スを用いる（公開昭５８−１９７９７０）、マスクを用
いる（公開昭５６−７２５７５）、そして平板ガラスを
傾けるもの（公開昭５１−２５９１４：１方向、公開昭
５３−１０９６５８：２方向）など数々の提案がなされ
ている。このうち平板ガラスなどの光屈折部材を傾ける
方法は、図４４の構成図のように、レンズ１とセンサ３
の間に平板ガラス２を挿入し、これを傾けるもので、光
屈折部材の厚さと屈折率と傾き角で移動量が決まるのた
め、傾き角の制御だけでよく、小型化が可能で、部材と
しても安い。

【０００４】傾きを与える方法には、透明板に回転軸を
取り付けてコイルと磁石と渦巻バネを用いる（公開昭５
６−１６２５９０）、パルスモータを用いる（公開昭５
９−１５３７８）、圧電素子を用いる（公開昭６０−５
４５７６）、透明板の一部に磁性板を取り付け電磁石を
用いる（公開昭６０−２２３３８８）などがある。透明
板に回転軸をつけコイルと磁石と渦巻バネを用いる方法
も、パルスモータを用いる方法も、精度の必要な傾き角
制御に用いるには問題がある。また回転軸を持ち、これ
を側部より回転させる構成であるので、機構が大きくな
る。圧電素子は、小さな変位量を得るのに大きな部材が
必要で、また他方法に比べて電力を必要とする。これら
は、部品点数も多くなるので、コストが高い。透明板の
一部に磁性板を取り付ける方法は、電力も大きくなくコ
ストも安い方法である。ただし、どのように振れ角の精
度をとるかは、技術課題として残る。

【０００５】 以上述べてきたように、高解像度を得る
ことができる画素数の多い固体撮像素子はコストが高
い。コストの安い画素数の少ない固体撮像素子を用い
て、見かけ上画素数を増やすシステムにおいては、装置
自体の大きさ、精度、電力、そしてやはりコストが問題
となっている。本発明においては、小型で、信頼性が高
く、精度が良く、小電力で、低コストの光屈折機構を提
供し、固体撮像素子を用いた画像入力装置全体のコスト
を抑制することを目的とする。

【０００６】 本発明は、固体撮像素子に対する入力光
の光軸上に設けられ当該入力光を屈折させるための光屈
折装置において、円形の光屈折板の円周方向に巻かれた
コイルを当該円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部
と、この光屈折部に設けられたコイルに流れる電流方向
に応じて当該コイルに吸引力または反発力を与えるよ
う、当該光屈折部に隣接して設けられた前記円形の光屈
折板よりも大きな外周を有するリング型磁石と、このリ
ング型磁石に対向して設けられ、前記コイルに対する吸
引力発生時と反発力発生時とにおける前記入射光に対す
る前記光屈折板の面の角度が互いに異なるように当該光
屈折部を収納する空間を有する部材とを有し、前記光屈
折部は、光屈折板とこの光屈折板の周辺に巻いたコイル
部との一体構造であり、周辺の１カ所に当該コイルの端
部である２本の線材を通すための突起部を備えたことを
特徴とする。また本発明においては、固体撮像素子に対
する入力光の光軸上に設けられ当該入力光を屈折させる
ための光屈折装置において、円形の光屈折板の円周方向
に巻かれたコイルを当該円形の光屈折板の周辺部に設け
た光屈折部と、この光屈折部に設けられたコイルに流れ
る電流方向に応じて当該コイルに吸引力または反発力を
与えるよう、当該光屈折部に隣接して設けられた前記円
形の光屈折板よりも大きな外周を有するリング型磁石
と、このリング型磁石に対向して設けられ、前記コイル
に対する吸引力発生時と反発力発生時とにおける前記入
射光に対する前記光屈折板の面の角度が互いに異なるよ
うに当該光屈折部を収納する空間を有する部材とを有
し、前記部材は、前記リング型磁石の磁力の効率を高め
るための補助の磁性体、あるいは磁力を高める位置に磁
石を有することを特徴とする。また本発明においては、
固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設けられ当該入
力光を屈折させるための光屈折装置において、円形の光
屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該円形の光屈折
板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈折部に設けら
れたコイルに流れる電流方向に応じて当該コイルに吸引
力または反発力を与えるよう、当該光屈折部に隣接して
設けられた前記円形の光屈折板よりも大きな外周を有す
るリング型磁石と、このリング型磁石に対向して設けら
れ、前記コイルに対する吸引力発生時と反発力発生時と
における前記入射光に対する前記光屈折板の面の角度が
互いに異なるように当該光屈折部を収納する空間を有す
る部材とを有し、前記リング型磁石の着磁方向は、内径
を通る光軸の方向であることを特徴とする。また本発明
においては、固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
発力発生時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板
の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
る空間を有する部材とを有し、前記コイルに対する吸引
力発生時には前記光屈折部と前記リング型磁石が接し、
前記コイルに対する反発力発生時には前記光屈折部と前
記部材が接することを特徴とする。また本発明において
は、固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設けられ当
該入力光を屈折させるための光屈折装置において、円形
の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該円形の光
屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈折部に設
けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該コイルに
吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折部に隣接
して設けられた前記円形の光屈折板よりも大きな外周を
有するリング型磁石と、このリング型磁石に対向して設
けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反発力発生
時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板の面の角
度が互いに異なるように当該光屈折部を収納する空間を
有する部材とを有し、前記光屈折部が前記リング型磁石
と接した状態において前記光屈折板は入力光を屈折させ
ることなく透過させ、前記光屈折部が前記部材と接する
状態において前記光屈折板はある角度をもって入射光を
屈折させることを特徴とする。

【０００７】

【作用】光屈折機構は、レンズと撮像素子間に位置し、
レンズによって集光された光を屈折させ、撮像素子上に
結像する画像を移動させる。ガラスなどの光屈折部材の
周囲にコイルを形成した光屈折部は、リング型磁石を有
するハウジング内の可動空間で、光軸方向に可動する。
コイルの電流方向によりリング型磁石と吸着、あるいは
対面のハウジング面に接する。この２つの位置間で、光
屈折部のガラスは、光軸に対しある方向にある角度差を
持ち、ガラスの厚さと屈折率と角度差で決まる長さが、
撮像素子上の結像画像の移動距離となる。移動方向は、
角度差を生じる方向である。

【０００８】

【実施例】図４３で説明したように、本発明の光屈折装
置は、レンズ部分の後玉と撮像素子の間に位置して用い
られる。その構成図を図１に示す。レンズ１によって、
集光された光は、本発明の光屈折機構２を通ることで、
固体撮像素子３上に結像する画像の位置を移動させるこ
とができる。

【０００９】この光屈折機構の詳細な内部構成の１実施
例を図２に示す。図２（ａ）は断面図、図２（ｂ）は、
レンズ側から見た図、図２（ｃ）は、側面からみた図で
ある。ハウジングで位置を固定された磁石は、図３のよ
うなリング型をしており、その内側を光が通過する。光
屈折部２は、図４で示すように光屈折部材である円形の
平行平板ガラスのまわりにコイルを巻き、これを固定材
料で固めてガラスと一体とした偏平な形のものである。
固定材料には、樹脂が考えられる。光屈折部２の周辺の
樹脂からは、コイルの線材が２本ほぼ同じ位置からでて
いる。光屈折部２は、図２（ａ）のようにハウジングに
内蔵され、かつある空間で可動する。その一面はリング
型磁石６に面し、リング型磁石の面で動きが制限され
る。他面はハウジング５の面で制限される。こちらのハ
ウジング面には、光を通過させる光通過穴がある。ハウ
ジング５の光屈折部円周方向の一ヶ所には、コイルの２
本の線材７を通す取り出し口８があいている。光屈折部
２は可動するので、光屈折板と周辺のコイル部分とは、
堅固に作成する必要がある。またコイル部分は、保護部
材で覆う必要があるが、この保護部材を使用して、図４
（ｄ）のように、光屈折板と一体成形するとコストの低
下につながる。コイルに流す電流の向きによって、光屈
折部２は、リング型磁石６と離れるかくっつくかする。
この様子を図５と図６に示す。光屈折部２のコイル部の
径は、リング型磁石６の径より小さい。また図５と図６
はコイルに流す電流の方向が逆である。図５（ａ）の電
流方向の時、光屈折部２のコイル１２に、リング型磁石
６の磁力による力が発生し、光屈折部２はリング型磁石
６の方向に吸引され、光屈折部の周辺部１０がリング型
磁石６に接して安定する。このときガラスに光がある角
度で入射する。図６のようにコイル１２に流す電流方向
を反対にしたときには、光屈折部２はリング型磁石６と
反発し、図６（ｂ）のようにハウジング面に接して安定
する。このとき、光軸とガラスが別の角度を持つよう
に、磁石面とハウジングの面に、ある方向に一定の角度
差を持たせている。

【００１０】図５と図６の２つの位置の角度差は、α度
であり、この光屈折部２を通る光は、傾斜の形成されて
いる方向に、光の屈折を受ける。撮像素子上３の結像の
移動距離は、この角度差とガラスの屈折率とその厚みに
よって決まり、移動方向は、角度差を生じている方向で
ある。本実施例では、吸着時にはガラスと光軸が垂直
に、反発時には光がガラスと斜めに入射する例（角度α
度）を示している。これは、リング型磁石６の面と光軸
が垂直に、対面の光屈折部２が接するハウジング面と光
軸が、ある方向に角度α度で傾斜していることによって
実現できる。一方の入射角を光軸と垂直にしておけば、
移動の方向を決定する光屈折部２の接する面の傾斜の方
向を、他方だけにつけていればよいことになり、部品自
身と組立の精度を緩和するものである。

【００１１】図２では、ハウジング５は２つのパートか
ら構成しており、これをハウジング５と５’とする。ハ
ウジング５と５’の間に、両面が平行のリング磁石をは
さんで、引き合うときにはこの面に光屈折板がくっつ
き、光はガラスに垂直に入射する。このように傾き角と
移動方向性を持たない磁石を用いているので、ハウジン
グ５に組み込む際には、精密な位置合わせが不要で、組
立工程が簡単になる。

【００１２】また、同じく図２の実施例では、光屈折部
２を２個搭載し、リング型磁石６をその間にはさんでお
り、光屈折部２と磁石の反発時に光屈折部２が接するそ
れぞれのハウジング面の角度のとりつけ方向を、異なら
せることにより、結像の移動方向を２軸持つことができ
る。ここでは、図２（ｂ）で示すようにハウジング５と
５’の方向に２軸が形成されている。また磁石を間には
さむ構成にすることにより、磁石の数が一つですみ、ま
たレンズ１と撮像素子間の距離を有効に生かすことにも
なる。

【００１３】移動の距離は、前述のようにそれぞれの光
屈折部２の光屈折板の厚さと、光屈折板の屈折率と光屈
折部が可動する２つの位置での傾き差によって決まる。
このとき２つの光屈折部の光屈折板の厚さと屈折率を同
じとし、傾き差だけで決まるように構成すれば、２個の
光屈折部を共通にすることができ、コストの低下に寄与
するものである。ガラスの径、リング型磁石の内径およ
びハウジングの光通過穴は、レンズが集光し撮像素子上
に結像する光束が、通過する大きさ以上であることが要
求される。この様子を図７に示す。光屈折部２が、リン
グ型磁石６とどのように吸着しても、反発時にどのよう
にハウジング５と接しても、光束は内側の平行平板ガラ
ス部を通っている。またハウジングの光通過穴９とリン
グ型磁石６の内径も、光束を通すに十分な大きさを持っ
ている。ハウジング自体の材料は、リング型磁石の磁力
の効率を高めるため、リング型磁石の影響を受けない磁
性の小さな、あるいは全くない材料で作成される。図８
は、別のハウジングの実施例である。リング型磁石は、
ハウジング５’に埋め込む形で取り付けられ、ハウジン
グ５は、ハウジング５’と接する。

【００１４】図９は、レンズや固体撮像素子部との取り
付け方の１実施例である。ハウジング５’には、撮像素
子との取り付け部がある。本例は、撮像素子基板の取付
けネジ受け部を有している例である。このようにハウジ
ングに撮像素子との取り付け部を持たせることにより、
撮像素子上の結像の移動方向の精度を高めることができ
る。またハウジング５には、レンズの入れこみネジがき
ってある。これにより光軸の精度を高めることができ
る。またハウジング５と５’間の取り付けの実施例とし
て、接合ネジを使用した例をここでは示した。取り付い
た状態を図１０（ａ）に、これをレンズ方向から見た図
を図１０（ｂ）に示す。ハウジング５から光屈折部のコ
イル線材が、ハウジング５’から光屈折部のコイル線材
が、それぞれ引き出されて、ＣＣＤ基板に接続されてい
る。

【００１５】光屈折部は、可動する必要があるので、で
きるだけ軽量であることが望ましい。図１１は、軽量化
のためコイルを保護する保護部材に穴を設けた例であ
る。図１２（ａ）は、光屈折部の周辺の一部に突起を設
けた例である。光屈折部は、この実施例ではハウジング
部とは固定されていないため、振動や衝撃によって可動
空間内で回転する可能性がある。回転すると光屈折部か
らでているコイルの線材が、可動空間内に引き込まれ、
光屈折部の動作に影響を与え、また線材の断線にもつな
がる。このためハウジングのコイル線材取り出し穴に対
応した突起１７を、光屈折部の周辺の一部に設け、ここ
からコイル線材を出すようにすれば、回り込みや断線が
防げるものである。この突起は、図１２（ｂ）で示すよ
うに、穴の周辺部にあたって、光屈折部が回転しない大
きさとする。

【００１６】図１３は、コイル線材の取り出し口８の別
の実施例である。これまでの実施例では、ハウジング５
の一部に穴を設け、これより取り出してきたが、この例
ではハウジングを図のような形状とすることで、取り出
し口を形成している。

【００１７】図１４は光屈折部２のコイル線材７を別々
の２ヶ所から取り出し、ハウジングにあけられた２ヶ所
の穴から、それぞれとりだした例である。これまでの実
施例のリング型磁石の着磁の方向は、図１５のように、
両方の面にＮとＳを形成していた。平行のリング型磁石
では、この区別ができないので、内径部に区別用の印を
取り付けると組立時に迷うことがない。図１６は内径に
突起部を形成した例、図１７は凹部を形成した例、図１
８は区別印を書き込んだ例である。

【００１８】図１５の着磁方向の他に、図１９のように
内径外径に着磁する方法がある。このときは、図２０の
ようにリング型磁石の中心径と光屈折部のコイルの中心
径をほぼ同じ大きさにすると、磁力を有効に使用でき
る。

【００１９】またリング型磁石が発する磁力をより有効
にする目的で、磁性体を配置する例を示す。図２１は、
光屈折部をリング型磁石と磁性体がはさむ方法、図２２
は、リング型磁石の内側に磁性体を配置した例である。
このときの磁性体の内径は、光束をとおす大きさとす
る。このとき磁力は、図２２（ｂ）で示すように内径方
向に曲げられ、図２３に示すように光屈折部のコイルに
働く磁力は、図５（ａ）や図６（ａ）に比べると、光屈
折部の内側に傾き、これと直角に働く力が、光軸の方向
に傾き、磁力がより有効に活用できるものである。

【００２０】図２４のように、磁性体のかわりに、磁石
そのものを使うことも考えられる。図２５は、光屈折部
の中心径をリング磁石の中心径より、大きくした実施例
である。コイルには、リング磁石の外径方向への磁力を
利用した力が働く。図２６はリング型磁石の外側に、リ
ング型磁性体を取り付けた例である。図２２の例とは逆
に外径方向へ磁力線が曲げられ、図２５よりもより光軸
方向に力が働くことになる。図２７は、図２５を内蔵す
るハウジングの構成例である。

【００２１】図２８は、光屈折部を１個、リング磁石を
１個内蔵する光屈折機構の実施例で、これにより単一方
向の結像画像の移動が可能である。図２９は、複数の光
屈折部と複数のリング磁石を内蔵した光屈折機構の実施
例である。この実施例では、３つの光屈折部を有してお
り、これにより図２９（ｂ）のＡＢＣで示すように、最
大３軸の移動方向を得ることができる。あるいは図３０
で示すように、２軸にして１軸の移動距離をかえる、あ
るいは図３１のようにすべて同じ方向に揃えて、移動距
離をかえることも可能である。

【００２２】このときリング型磁石は、光屈折部の間に
図２９のように２個入れてもよいし、図２４のように両
端に磁石をおき、計４個の磁石で光屈折部をはさんでも
よい。

【００２３】このとき磁石の着磁の方向は、光軸に向か
って磁界の向きが同じであるように構成する。また磁石
と磁石ではさまれる光屈折部は、２つの位置において角
度差が生じる構成とする必要がある。もしどちらの磁石
も光軸と垂直であり、光屈折部が両方に接するように動
くのであれば、角度差を生じえないので、図２９（ａ）
で示したように、少なくとも片側は角度をつけたハウジ
ング面と接するように構成すればよい。なおさらに多く
の光屈折部を有する光屈折機構も可能である。

【００２４】図３２は、光屈折部のコイルに流れる電流
を示している。この例では、電流の方向によって同じ電
流（±Ｉ）を流す例である。＋Ｉのときリング磁石と吸
引し、−Ｉのとき反発するとする。リング磁石の磁力
は、離れるほど弱くなるため、光屈折部が、吸引したと
きより反発したときのほうが力が弱い。これを考慮した
ものが図３３である。反発時の電流のほうが（−Ｉ
ａ）、吸引時の電流より（＋Ｉｂ）大きく設定してい
る。また吸引状態から反発するとき、反発状態から吸引
する切り替わり時に磁力を大きくし、切り替わりを確実
にし、かつ高速に行うための方法が図３４である。切り
替わりから一定時間の電流が大きく（−Ｉａ１、＋Ｉｂ
１）、その後は電流を抑えている。（−Ｉａ２、＋Ｉｂ
２） また図３５は、吸引時のみ電流を抑えた例であ
る。

【００２５】図３６は、光屈折機構を動作させる様子を
示したものである。動作していないときには電流を流さ
ず（ｔ０期間）、動作している時には（ｔ１期間）電流
をいずれかの方向に流しており、ｔ２の期間は動作を停
止している。長時間動作させなかったときや、湿気の多
い場所での使用開始時には、光屈折部が接着面にくっつ
いていることも考えられる。このとき動作開始時にある
一定期間予備駆動することにより、通常動作が得られ
る。このときの例を図３７に示す。ｔｓが、その予備駆
動の時間であり、この間ある定めた周波数で駆動してい
る。図３８は、この予備駆動の電流値を通常電流より大
きくした例を示している。図３９は、結露対策のため、
コイルを発熱させて結露を解除する時の様子で、発熱コ
マンドを受けた場合、一定期間（ｔｈ）電流を流してい
る状態を示している。

【００２６】図１の構成の発明は、レンズと撮像素子の
間に光屈折機構を位置させるため、バックフォーカスの
長いレンズが必要となる。焦点距離が短く解像度の高い
レンズにとって、この追加条件はレンズのコストをあげ
ることになり、なるべくバックフォーカスが短いほうが
よい。このため図４０では、光屈折部の屈折部材にＣＣ
Ｄの前に置くシアンフィルタを使用し、バックフォーカ
スを短くした例を示す。

【００２７】また図４１には、ＣＣＤの保護ガラスにシ
アンフィルタを使用し、バックフォーカスを短くした例
を示す。これまで本発明の光屈折機構は、レンズと撮像
素子間に位置する実施例を示してきたが、レンズとレン
ズの間に位置するシステムも考えられる。図４２にその
例を示す。またレンズの前に置くシステムも考えられ
る。この実施例を図４３に示す。

【００２８】このように、低価格の画素数の少ない固体
撮像素子を用いて、レンズと固体撮像素子間に、光屈折
機構をはさみ、固体撮像素子上の結像画像を移動させ、
それぞれの位置で、複数回画像信号を読み出し、これを
処理することで、見かけ上画素数を増やすシステムで用
いる光屈折器であり、光屈折部材であるガラスの周辺に
コイルを形成し、リング型磁石との吸引時と反発時の位
置で、ガラスと光軸に角度差を与えることで、光をある
一定の方向に一定の距離だけ移動させるものである。角
度差は、光屈折部が接する２つの面の角度により与えら
れる。光屈折部の位置の移動は、コイルに流す電流方向
によるものである。ガラスと磁石とハウジングと、安い
材料でかつ少ないパーツ数で構成するのでコストが安価
で小型であり、コイルに流す電流の方向だけで光屈折部
の位置が決まるので取扱いがしやすく、電力も小さくて
すむ。また光屈折部が接する面がなす角度とガラスの厚
さと屈折率で、移動距離がきまり、角度をなしている方
向によって移動方向がきまるので、移動距離と方向の精
度がとりやすい。

【００２９】

【発明の効果】以上本発明によれば、小型で、信頼性が
高く、精度がよく、小電力で、低コストの光屈折機構が
実現でき、これを固体撮像素子を用いる画像入力装置に
用いれば、安価な画素数の少ない固体撮像素子を用いて
も見かけ上画素数が増え、高解像度で画像を入力する装
置が可能となるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を説明する構成図である。

【図２】本発明の一実施例の詳細な内部構成を説明する
図である。

【図３】図２に内蔵するリング型磁石の外観図である。

【図４】図２に内蔵する光屈折装置を説明する図であ
る。

【図５】図２の光屈折部の動作原理を説明する図であ
る。

【図６】図２の光屈折部の動作原理を説明する図であ
る。

【図７】図２の光屈折部に光が通過する様子を説明する
図である。

【図８】別の詳細な内部構成の実施例の図である。

【図９】本発明の光屈折装置をレンズ部とＣＣＤ部に取
り付ける方法を説明する図である。

【図１０】本発明の光屈折装置にレンズ部とＣＣＤ部を
取り付けた図である。

【図１１】本発明の光屈折装置に内蔵する光屈折部の１
実施例の図である。

【図１２】本発明の光屈折装置に内蔵する光屈折部の別
の実施例の図である。

【図１３】本発明の光屈折装置の光屈折部コイル線材の
取り出し口の別の実施例の図である。

【図１４】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイル線材
と、その取り出し口の別の実施例の図である。

【図１５】本発明の光屈折装置内部のリング型磁石の着
磁方向と磁力線の様子を説明する図である。

【図１６】本発明の光屈折装置内部のリング型磁石の着
磁方向を判別する１実施例の図である。

【図１７】本発明の光屈折装置内部のリング型磁石の着
磁方向を判別する別の実施例の図である。

【図１８】本発明の光屈折装置内部のリング型磁石の着
時方向を判別する別の実施例の図である。

【図１９】本発明の光屈折装置内部のリング型磁石の別
の着磁方向の実施例とその磁力線の様子を説明する図で
ある。

【図２０】図１９のリング型磁石のときの光屈折部の動
作を説明する図である。

【図２１】本発明の光屈折装置の別の実施例であり、補
助磁性体を使用する例の図である。

【図２２】本発明の光屈折装置の別の実施例であり、別
の補助磁性体を使用する例と磁力線の様子を説明する図
である。

【図２３】図２２の実施例での光屈折部の動作を説明す
る図である。

【図２４】本発明の別の実施例であり、補助磁石を使用
する例の図である。

【図２５】本発明の光屈折部の別の実施例の図である。

【図２６】図２５の実施例に、補助磁性体を使用する例
の図である。

【図２７】図２５のハウジングの実施例の図である。

【図２８】本発明の別の実施例であり、光屈折部が１つ
である例の図である。

【図２９】本発明の別の実施例であり、光屈折部が３つ
である例とその屈折方向が３方向であることを説明する
図である。

【図３０】図２９の別の実施例であり、光屈折方向が、
２方向である場合の例の図である。

【図３１】図２９の別の実施例であり、光屈折方向が、
１方向である場合の例の図である。

【図３２】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに、
電流を流す１実施例を説明する図である。

【図３３】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流す別の実施例を説明する図である。

【図３４】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流す別の実施例を説明する図である。

【図３５】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流す別の実施例を説明する図である。

【図３６】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流し、動作させた実施例を説明する図である。

【図３７】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流し、動作させた別の実施例を説明する図である。

【図３８】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流し、動作させた別の実施例を説明する図である。

【図３９】本発明の光屈折装置の光屈折部のコイルに電
流を流し、動作させた別の実施例を説明する図である。

【図４０】本発明の光屈折装置に用いる撮像素子部の１
実施例の図である。

【図４１】撮像素子部の赤外カットフィルタを光屈折装
置内部の光屈折板として利用する実施例を説明する図で
ある。

【図４２】本発明の光屈折装置とレンズと撮像素子の別
の構成図である。

【図４３】本発明の光屈折装置とレンズと撮像素子の別
の構成図である。

【図４４】従来の技術における平板ガラスなどの光屈折
部材を傾ける方法を示す図である。

【符号の説明】

レンズ…１，光屈折部…２，固体撮像素子…３，赤外線
カットフィルタ…４，ハウジング…５，リング型磁石…
６，コイル線材…７，コイル線材取り出し口…８，ハウ
ジングの光通過穴…９，光屈折部の周辺部…１０，平行
平板ガラス…１１，コイル…１２，固定材料…１３，絞
り…１４，保護ガラス…１５，穴…１６，回転防止突起
…１７，リング型磁性体…１８，リング型補助磁石…１
９

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 土門 知一 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 村田 貴比呂 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 小久保 高弘 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 熊谷 良助 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (72)発明者 石倉 貴 神奈川県川崎市幸区小向東芝町１番地 株式会社東芝 研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平８−251604（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−302282（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−251380（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276981（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−191359（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−223388（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H04N 5/335 G02B 26/08

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
   けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
   て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
   円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
   折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
   コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
   部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
   な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
   向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
   発力発生時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板
   の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
   る空間を有する部材とを有し、前記光屈折部は、光屈折
   板とこの光屈折板の周辺に巻いたコイル部との一体構造
   であり、周辺の１カ所に当該コイルの端部である２本の
   線材を通すための突起部を備えたことを特徴とする光屈
   折装置。
2. 【請求項２】固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
   けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
   て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
   円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
   折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
   コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
   部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
   な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
   向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
   発力発生時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板
   の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
   る空間を有する部材とを有し、前記部材は、前記リング
   型磁石の磁力の効率を高めるための補助の磁性体、ある
   いは磁力を高める位置に磁石を有することを特徴とする
   光屈折装置。
3. 【請求項３】固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
   けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
   て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
   円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
   折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
   コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
   部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
   な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
   向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
   発力発生時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板
   の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
   る空間を有する部材とを有し、前記リング型磁石の着磁
   方向は、内径を通る光軸の方向であることを特徴とする
   光屈折装置。
4. 【請求項４】固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
   けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
   て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
   円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
   折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
   コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
   部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
   な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
   向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
   発力発生時とにおける前記入射光に対する前記光屈折板
   の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
   る空間を有する部材とを有し、前記コイルに対する吸引
   力発生時には前記光屈折部と前記リング型磁石が接し、
   前記コイルに対する反発力発生時には前記光屈折部と前
   記部材が接することを特徴とする光屈折装置。
5. 【請求項５】固体撮像素子に対する入力光の光軸上に設
   けられ当該入力光を屈折させるための光屈折装置におい
   て、円形の光屈折板の円周方向に巻かれたコイルを当該
   円形の光屈折板の周辺部に設けた光屈折部と、この光屈
   折部に設けられたコイルに流れる電流方向に応じて当該
   コイルに吸引力または反発力を与えるよう、当該光屈折
   部に隣接して設けられた前記円形の光屈折板よりも大き
   な外周を有するリング型磁石と、このリング型磁石に対
   向して設けられ、前記コイルに対する吸引力発生時と反
   発力発生時とにおける前記入射光に対する前 記光屈折板
   の面の角度が互いに異なるように当該光屈折部を収納す
   る空間を有する部材とを有し、前記光屈折部が前記リン
   グ型磁石と接した状態において前記光屈折板は入力光を
   屈折させることなく透過させ、前記光屈折部が前記部材
   と接する状態において前記光屈折板はある角度をもって
   入射光を屈折させることを特徴とする光屈折装置。