[發明專利]可變焦距透鏡設備

有效

• 申請號: 201711443370.2
• 申請日: 2017-12-27
• 公開（公告）號: CN108254814B
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 長濱龍也;宍戶裕子;倉橋佑旗
• 申請（專利權）人: 株式會社三豐
• 主分類號: G02B3/14
• 分類號: G02B3/14
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 葛青

一種可變焦距透鏡設備，包括透鏡系統，其中折射率響應于輸入驅動信號而改變；場透鏡，其布置在與所述透鏡系統相同的光軸上；圖像檢測器，其通過所述透鏡系統和所述場透鏡來檢測被測對象的圖像；脈沖照明器，其基于輸入發光信號來提供所述被測對象的脈沖照明；溫度傳感器，其檢測所述透鏡系統內部的溫度信息；以及控制器，其在基于所述溫度信息校正所述發光信息的定時之外，還輸出所述驅動信號和所述發光信號。

相關申請的交叉引用

本申請根據35 U.S.C.§119要求2016年12月28日提交的日本申請No.2016-255846的優先權，其全部內容通過引用被明確地并入本文。

技術領域

本發明涉及可變焦距透鏡設備。

背景技術

作為可變焦距透鏡設備，已經開發了使用例如根據美國公開專利申請No.2010/0177376的說明書描述的原理操作的流體透鏡系統(以下簡稱為“透鏡系統”)的設備。透鏡系統通過將由壓電材料形成的中空圓筒形振動構件浸入透明流體中而形成。在透鏡系統中，當AC電壓被施加到振動構件的內周表面和外周表面時，振動構件在厚度方向上膨脹和收縮，并使振動構件的內側上的流體振動。通過響應于流體的固有頻率調整所施加電壓的頻率，在流體中形成具有同心圓的駐波，并且以振動構件的中心軸線為中心形成具有不同折射率的同心圓區。因此，在透鏡系統中，當光沿著振動構件的中心軸線經過時，光沿著根據每個同心圓形區域的折射率放大或縮小光的路徑傳播。

通過將上述透鏡系統和例如使用普通凸透鏡的場透鏡布置在同一光軸上來構造可變焦距透鏡設備。當平行光照到普通的凸透鏡時，穿過透鏡的光在處于預定的焦距處的交點位置處。相反，當平行光照到與凸透鏡同軸布置的透鏡系統時，光被透鏡系統放大或縮小，并且穿過凸透鏡的光在比原(沒有透鏡系統的狀態)焦點位置更遠或更近的位置偏移處聚焦。因此，在可變焦距透鏡設備中，施加輸入到透鏡系統的驅動信號(具有在內部流體中產生駐波的頻率的AC電壓)，并且通過增大或減小驅動信號的幅度，可變焦距透鏡設備的焦點位置可以在設定的范圍內(以透鏡系統的焦距作為參考，允許通過透鏡系統增加或減小的預定變化量)來按需要進行控制。

在可變焦距透鏡設備中，使用正弦AC信號作為輸入到透鏡系統的示例性驅動信號。當輸入這樣的驅動信號時，可變焦距透鏡設備的焦距(焦點位置)正弦地變化。在這種情況下，當驅動信號的幅度為0時，經過透鏡系統的光不被折射，并且可變焦距透鏡設備的焦距是場透鏡的焦距。當驅動信號的幅度處于正峰值或負峰值時，經過透鏡系統的光被最大程度地折射，并且可變焦距透鏡設備的焦距處于從場透鏡的焦距變化最大的狀態。當使用這種可變焦距透鏡設備獲得圖像時，發光信號被輸出以提供與驅動信號的正弦波的相位同步的脈沖照明。因此，通過在處于從正弦變化的焦距之中的預定焦距的狀態中提供脈沖照明，檢測焦距處的被測對象的圖像。脈沖照明是在構成一個周期的多個相位處執行的，并且當根據每個相位執行圖像檢測時，可以同時獲得多個焦距處的圖像。

構造在上述可變焦距透鏡設備中，內部流體或振動構件的溫度由于外部空氣溫度的影響、伴隨著操作而產生的熱量等而變化。這樣的改變可能影響內部振動狀態并且也改變由焦距描述的波形。結果，即使脈沖照明的定時是相同的，也存在檢測到焦距長度異常的圖像的問題。另外，由于內部流體或振動構件的溫度的變化，產生駐波的交流信號的頻率改變，因此，即使在相同的條件下提供脈沖照明，也存在這樣的問題：所獲得的圖像的焦距可能異常。

發明內容

本發明提出一種可變焦距透鏡設備，其即使當流體的溫度改變時也可以獲得具有期望焦距的檢測圖像。

根據本發明的可變焦距透鏡設備包括：透鏡系統，其中折射率響應于輸入驅動信號而改變；場透鏡，其布置在與透鏡系統相同的光軸上；圖像檢測器，其通過透鏡系統和場透鏡來檢測被測對象的圖像；脈沖照明器，其基于輸入發光信號來提供被測對象的脈沖照明；溫度檢測器，其檢測透鏡系統內部的溫度信息；以及控制器，其除了基于溫度信息校正發光信號的定時之外，還輸出驅動信號和發光信號。