[发明专利]可变焦距透镜设备

说明书

一种可变焦距透镜设备，包括透镜系统，其中折射率响应于输入驱动信号而改变；场透镜，其布置在与所述透镜系统相同的光轴上；图像检测器，其通过所述透镜系统和所述场透镜来检测被测对象的图像；脉冲照明器，其基于输入发光信号来提供所述被测对象的脉冲照明；温度传感器，其检测所述透镜系统内部的温度信息；以及控制器，其在基于所述温度信息校正所述发光信息的定时之外，还输出所述驱动信号和所述发光信号。

相关申请的交叉引用

本申请根据35 U.S.C.§119要求2016年12月28日提交的日本申请No.2016-255846的优先权，其全部内容通过引用被明确地并入本文。

技术领域

本发明涉及可变焦距透镜设备。

背景技术

作为可变焦距透镜设备，已经开发了使用例如根据美国公开专利申请No.2010/0177376的说明书描述的原理操作的流体透镜系统(以下简称为“透镜系统”)的设备。透镜系统通过将由压电材料形成的中空圆筒形振动构件浸入透明流体中而形成。在透镜系统中，当AC电压被施加到振动构件的内周表面和外周表面时，振动构件在厚度方向上膨胀和收缩，并使振动构件的内侧上的流体振动。通过响应于流体的固有频率调整所施加电压的频率，在流体中形成具有同心圆的驻波，并且以振动构件的中心轴线为中心形成具有不同折射率的同心圆区。因此，在透镜系统中，当光沿着振动构件的中心轴线经过时，光沿着根据每个同心圆形区域的折射率放大或缩小光的路径传播。

通过将上述透镜系统和例如使用普通凸透镜的场透镜布置在同一光轴上来构造可变焦距透镜设备。当平行光照到普通的凸透镜时，穿过透镜的光在处于预定的焦距处的交点位置处。相反，当平行光照到与凸透镜同轴布置的透镜系统时，光被透镜系统放大或缩小，并且穿过凸透镜的光在比原(没有透镜系统的状态)焦点位置更远或更近的位置偏移处聚焦。因此，在可变焦距透镜设备中，施加输入到透镜系统的驱动信号(具有在内部流体中产生驻波的频率的AC电压)，并且通过增大或减小驱动信号的幅度，可变焦距透镜设备的焦点位置可以在设定的范围内(以透镜系统的焦距作为参考，允许通过透镜系统增加或减小的预定变化量)来按需要进行控制。

在可变焦距透镜设备中，使用正弦AC信号作为输入到透镜系统的示例性驱动信号。当输入这样的驱动信号时，可变焦距透镜设备的焦距(焦点位置)正弦地变化。在这种情况下，当驱动信号的幅度为0时，经过透镜系统的光不被折射，并且可变焦距透镜设备的焦距是场透镜的焦距。当驱动信号的幅度处于正峰值或负峰值时，经过透镜系统的光被最大程度地折射，并且可变焦距透镜设备的焦距处于从场透镜的焦距变化最大的状态。当使用这种可变焦距透镜设备获得图像时，发光信号被输出以提供与驱动信号的正弦波的相位同步的脉冲照明。因此，通过在处于从正弦变化的焦距之中的预定焦距的状态中提供脉冲照明，检测焦距处的被测对象的图像。脉冲照明是在构成一个周期的多个相位处执行的，并且当根据每个相位执行图像检测时，可以同时获得多个焦距处的图像。

构造在上述可变焦距透镜设备中，内部流体或振动构件的温度由于外部空气温度的影响、伴随着操作而产生的热量等而变化。这样的改变可能影响内部振动状态并且也改变由焦距描述的波形。结果，即使脉冲照明的定时是相同的，也存在检测到焦距长度异常的图像的问题。另外，由于内部流体或振动构件的温度的变化，产生驻波的交流信号的频率改变，因此，即使在相同的条件下提供脉冲照明，也存在这样的问题：所获得的图像的焦距可能异常。

发明内容

本发明提出一种可变焦距透镜设备，其即使当流体的温度改变时也可以获得具有期望焦距的检测图像。

根据本发明的可变焦距透镜设备包括：透镜系统，其中折射率响应于输入驱动信号而改变；场透镜，其布置在与透镜系统相同的光轴上；图像检测器，其通过透镜系统和场透镜来检测被测对象的图像；脉冲照明器，其基于输入发光信号来提供被测对象的脉冲照明；温度检测器，其检测透镜系统内部的温度信息；以及控制器，其除了基于温度信息校正发光信号的定时之外，还输出驱动信号和发光信号。