JP2009251420A - Variable focus lens device - Google Patents

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Kazuo Yokoyama
和夫 横山
Kimiya Ikushima
君弥 生嶋
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Panasonic Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a liquid pressure type variable focus lens device which is easily made optimum in the characteristic necessary for a variable focus lens part and the characteristic necessary for a liquid pressure pump part. <P>SOLUTION: The variable focus lens device comprises at least: a transparent and elastically deformable membrane 2 supported by a supporting body 1; and a flowable transparent filling liquid 3 enclosed in contact with the membrane, wherein the focus is made variable by varying the shape of the membrane by changing the pressure and the enclosed amount of the flowable transparent filling liquid 3 with a liquid pressure pump 4, wherein a liquid pressure and flow rate transmission device 7 for transmitting a working liquid 6 for the liquid pressure pump and the flowable transparent filling liquid 3 for the variable focus lens, is included. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、可変焦点レンズ装置に関するものであり、より具体的には液圧ポンプにより駆動され、透明なメンブレンの形状を変化させることにより焦点を可変とする可変焦点レンズ装置に関するものである。   The present invention relates to a varifocal lens device, and more specifically to a varifocal lens device that is driven by a hydraulic pump to change the focus by changing the shape of a transparent membrane.

従来の可変焦点レンズ装置の代表的なものとして、複数個組み合わせした固体レンズの一部又は全部を光軸方向に可動とするものがある。しかし、この方式では、複数のレンズを要したり、光軸方向への移動距離が必要であったり、また、アクチュエータ機構をレンズの近くに設ける必要から、小型化、薄型化、及び、軽量化に限りがある。   As a typical conventional variable focus lens device, there is one in which a part or all of a plurality of combined solid lenses are movable in the optical axis direction. However, this method requires multiple lenses, requires a moving distance in the direction of the optical axis, and requires an actuator mechanism close to the lens, making it smaller, thinner, and lighter. There is a limit.

これに対して、透明で弾性変形可能なメンブレンを液体で変形させる可変焦点レンズは、例えば、特許文献１に示されたものなどが知られており、可変焦点レンズ部と駆動部を分離することが出来るから、可変焦点レンズ部に限れば、小型化、薄型化、及び、軽量化が可能である。   On the other hand, a variable focus lens that deforms a transparent and elastically deformable membrane with a liquid is known, for example, as shown in Patent Document 1, and the variable focus lens unit and the drive unit are separated. Therefore, as long as it is limited to the variable focus lens portion, it can be reduced in size, thickness, and weight.

透明で弾性変形可能なメンブレンの両側に、屈折率の異なる液体を配置した別構成の可変焦点レンズが、特許文献２に提案されている。この特許文献は、重力による透明メンブレンの変形の歪を軽減することを目的としている。また、透明メンブレンの曲率可変手段あるいは液量可変手段の１例として、ピストンをレバーにて移動させるポンプの例が記載されている。レバーの移動は、電磁モータ機構など既知の手段で電動化することができるが、駆動部が、重くかつ大きくなる課題がある。   Patent Document 2 proposes a variable focus lens having another configuration in which liquids having different refractive indexes are arranged on both sides of a transparent and elastically deformable membrane. This patent document aims to reduce the distortion of the deformation of the transparent membrane due to gravity. In addition, an example of a pump that moves a piston with a lever is described as an example of a means for changing the curvature of a transparent membrane or a means for changing the amount of liquid. The movement of the lever can be electrified by known means such as an electromagnetic motor mechanism, but there is a problem that the drive unit is heavy and large.

可変焦点レンズ装置を、例えば可変焦点メガネあるいはヘッドマウントディスプレーの合焦点装置や可変焦点カメラなどのウエアラブル機器に適用する場合、液圧ポンプ部も小型化、軽量化、及び、静音化することが必要となる。   When applying the variable focus lens device to wearable devices such as variable focus glasses or head mounted display focusing devices or variable focus cameras, it is necessary to reduce the size, weight and noise of the hydraulic pump unit. It becomes.

小型で軽量であり、かつ、動作音無しで駆動できるアクチュエータとして、電気的刺激により伸縮する、各種のエレクトロアクティブポリマー型アクチュエータが提案されている。   Various electroactive polymer actuators that expand and contract by electrical stimulation have been proposed as actuators that are compact and lightweight and can be driven without operating noise.

このエレクトロアクティブポリマー型アクチュエータを用いた液圧ポンプとして、電界印加により、隣接する電解液から導電性ポリマーゲルにイオンを出し入れさせることにより、アクチュエータを伸縮させるポンプが，特許文献３に開示されている。   As a hydraulic pump using this electroactive polymer type actuator, Patent Document 3 discloses a pump that expands and contracts an actuator by allowing ions to flow into and out of a conductive polymer gel by applying an electric field. .

エレクトロアクティブポリマー型アクチュエータを用いた液圧ポンプの別の例として、電界印加により導電性ポリマーを伸縮させ、電界液自体を吐出吸入する例が特許文献４、図７、図８に開示されている。   As another example of a hydraulic pump using an electroactive polymer actuator, Patent Documents 4, 7, and 8 disclose examples in which a conductive polymer is expanded and contracted by applying an electric field, and the electric field liquid itself is discharged and sucked. .

このようなエレクトロアクティブポリマー型アクチュエータを用いた液圧ポンプを可変焦点レンズ用のアクチュエータに適用することにより、液圧ポンプ部を小型で軽量であり、かつ、動作音の無いものにすることができる。   By applying a hydraulic pump using such an electroactive polymer type actuator to an actuator for a variable focus lens, the hydraulic pump unit can be made small and light, and has no operating sound. .

しかし、これらのエレクトロアクティブポリマー型アクチュエータを用いた液圧ポンプを、可変焦点レンズ用のアクチュエータに適用する場合、可変焦点レンズ部に使用するのに適した液体と、液圧ポンプ部に使用するのに適した液体とでは、求められる特性が異なり、両者の液体を共通で用いるためには、材料選択の余地が小さい課題があった。   However, when these hydraulic pumps using electroactive polymer actuators are applied to actuators for variable focus lenses, liquids suitable for use in variable focus lens units and hydraulic pump units are used. However, there are problems in that there is little room for material selection in order to use both liquids in common.

具体的には、可変焦点レンズ部に適した液体としては、高い透明度であることは勿論、小さな曲率変化で大きい度数の変化を得るために、高い屈折率の液体が好ましい。また、重力の影響による光学歪を少なくするためには、低い比重の液体が望ましい。液圧型の可変焦点レンズ部の形状変化を高速で行わせるためには、粘度の低い液体を使い、配管内の液体移動に抵抗の少ない液体が好ましい。   Specifically, the liquid suitable for the variable focus lens part is preferably a liquid having a high refractive index in order to obtain a large change in power with a small curvature change, as well as a high transparency. In order to reduce optical distortion due to the influence of gravity, a liquid having a low specific gravity is desirable. In order to change the shape of the hydraulic variable focus lens portion at a high speed, a liquid having a low viscosity and a liquid having a low resistance to liquid movement in the pipe is preferable.

一方、液圧ポンプ部に適した液体としては、例えば摺動部を有するピストンとシリンダよりなる液圧ポンプを使用する場合、この摺動部で使用するためには、摩擦の少ない潤滑性の良い液体が望ましい。さらに、エレクトロアクティブポリマー部材に電界印加により電解液中のイオンを出し入れさせるため、エレクトロアクティブポリマー部材を伸縮させる駆動源を用いた液圧ポンプでは、伸縮率の大きいイオン種を含む電解液が好ましい。   On the other hand, as a liquid suitable for the hydraulic pump unit, for example, when using a hydraulic pump composed of a piston and a cylinder having a sliding part, in order to use it in this sliding part, there is a good lubricity with little friction. Liquid is desirable. Furthermore, in order to cause ions in the electrolytic solution to be taken in and out of the electroactive polymer member by applying an electric field, in a hydraulic pump using a drive source that expands and contracts the electroactive polymer member, an electrolytic solution containing an ion species having a high expansion / contraction rate is preferable.

特開昭５５−３６８５７号公報JP 55-36857 A 特開平１−２２５９０１号公報JP-A-1-225901 ＵＳＰ６，６８５，４４２号公報USP 6,685,442 publication 特開平２００５−２０７４０６号公報JP-A-2005-207406

前記背景技術で述べた可変焦点レンズ装置では、可変焦点レンズ部に使用するのに適した液体と、液圧ポンプ部に使用するのに適した液体とでは、求められる特性が異なり、両者の液体を共通で用いるためには材料選択の余地が小さい課題があった。   In the varifocal lens device described in the background art, the liquids suitable for use in the varifocal lens unit and the liquids suitable for use in the hydraulic pump unit have different required characteristics, and both liquids are different. However, there is a problem that there is little room for material selection.

従って、本発明の目的は、前記問題を解決し、可変焦点レンズ部に必要とされる特性と液圧ポンプ部に必要とされる特性を最適化することが容易な可変焦点レンズ装置を提供するものである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable focus lens device that solves the above-mentioned problems and that can easily optimize the characteristics required for the variable focus lens section and the characteristics required for the hydraulic pump section. Is.

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。   In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows.

本発明の第１態様によれば、支持体の開口縁部に支持された透明で弾性変形可能なメンブレンと、
前記開口縁部の少なくとも一方のメンブレンに接した流動性透明充填液とを有し、
前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とする液圧ポンプと、
前記液圧ポンプ用の動作液体と前記可変焦点レンズ用流動性透明充填液との間で圧力及び流量の伝達を行う液圧力流量伝達装置とを備えることを特徴とする可変焦点レンズ装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, a transparent and elastically deformable membrane supported on the opening edge of the support;
A fluid transparent filling liquid in contact with at least one membrane of the opening edge,
A hydraulic pump which changes the shape of the membrane by changing the pressure of the fluid transparent filling liquid and the amount of the liquid filling, and makes the focal point variable,
Provided is a variable focus lens device comprising a hydraulic pressure flow rate transmission device for transmitting pressure and flow rate between the working liquid for the hydraulic pressure pump and the fluid transparent filling liquid for the variable focus lens. .

以下説明するように、本発明によれば、支持体に支持された透明で弾性変形可能なメンブレンと、前記メンブレンに接して封入された流動性透明充填液を少なくとも備え、液圧ポンプにより前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とする可変焦点レンズ装置において、液圧ポンプ用の動作液体と前記可変焦点レンズ用流動性透明充填液の圧力及び流量の伝達を行う液圧力流量伝達装置を設ける構成とすることにより、可変焦点レンズ部に使用するのに適した液体と、液圧ポンプ部に使用するのに適した液体とでは求められる特性が異なり、両者の液体を共通で用いる必要がなく、それぞれの材料を最適化することができるから、材料選択の幅を大きくすることができ、特性の最適化が容易な可変焦点レンズ装置を提供することができる。   As will be described below, according to the present invention, at least a transparent elastically deformable membrane supported by a support and a fluid transparent filling liquid sealed in contact with the membrane are provided, and the fluid is supplied by a hydraulic pump. In the varifocal lens device that changes the shape of the membrane by changing the pressure of the transparent filling liquid and the amount of the permeable transparent liquid and makes the focal point variable, the operating liquid for the hydraulic pump and the fluidity transparent for the varifocal lens By providing a liquid pressure flow rate transmission device that transmits the pressure and flow rate of the filling liquid, a liquid suitable for use in the variable focus lens unit and a liquid suitable for use in the hydraulic pump unit are provided. However, the required properties are different, there is no need to use both liquids in common, and each material can be optimized, so the range of material selection can be increased. It can optimize the characteristics provide easy variable focus lens device.

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Embodiments according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

以下に、本発明にかかる実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する前に、まず本発明の種々の態様について説明する。   Before describing embodiments of the present invention in detail with reference to the drawings, first, various aspects of the present invention will be described.

本発明の第１態様によれば、支持体の開口縁部に支持された透明で弾性変形可能なメンブレンと、
前記開口縁部の少なくとも一方のメンブレンに接して流動性透明充填液とを有し、
前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とする液圧ポンプと、
前記液圧ポンプ用の動作液体と前記可変焦点レンズ用流動性透明充填液との間で圧力及び流量の伝達を行う液圧力流量伝達装置とを備えることを特徴とする可変焦点レンズ装置を提供する。 According to the first aspect of the present invention, a transparent and elastically deformable membrane supported on the opening edge of the support;
A fluid transparent filling liquid in contact with at least one membrane of the opening edge,
A hydraulic pump which changes the shape of the membrane by changing the pressure of the fluid transparent filling liquid and the amount of the liquid filling, and makes the focal point variable,
Provided is a variable focus lens device comprising a hydraulic pressure flow rate transmission device for transmitting pressure and flow rate between the working liquid for the hydraulic pressure pump and the fluid transparent filling liquid for the variable focus lens. .

このような構成によれば、可変焦点レンズ部に使用するのに適した液体と、液圧ポンプ部に使用するのに適した液体とでは求められる特性が異なり、両者の液体を共通で用いる必要がなく、それぞれの材料を最適化することができるから、材料選択の幅を大きくすることができ、特性の最適化が容易な可変焦点レンズ装置を提供することができる。   According to such a configuration, the required characteristics differ between the liquid suitable for use in the variable focus lens unit and the liquid suitable for use in the hydraulic pump unit, and both liquids need to be used in common. Since each material can be optimized, the range of material selection can be increased, and a variable focus lens device that can easily optimize the characteristics can be provided.

可変焦点レンズ部に適した液体としては高い透明度であることは勿論、小さな曲率変化で大きい度数の変化を得るために、高い屈折率の液体が好ましい。また、重力の影響による光学歪を少なくするために低い比重の液体が望ましい。液圧型の可変焦点レンズ部の形状変化を高速で行わせるためには粘度の低い液体を使い、配管内の液体移動に抵抗の少ない液体が好ましい。   As a liquid suitable for the varifocal lens portion, a liquid having a high refractive index is preferable in order to obtain a large degree of change with a small curvature change as well as a high transparency. Further, a liquid having a low specific gravity is desirable in order to reduce optical distortion due to the influence of gravity. In order to change the shape of the hydraulic variable focus lens portion at high speed, it is preferable to use a liquid having a low viscosity and a liquid having a low resistance to liquid movement in the pipe.

一方、液圧ポンプ部に適した液体としては、例えば摺動部を有するピストンとシリンダよりなる液圧ポンプを使用する場合、この摺動部で摩擦の少ない潤滑性のよい液体が望ましい。さらにエレクトロアクティブポリマー部材に電界印加により電解液中のイオンを出し入れさせるのによりエレクトロアクティブポリマー部材を伸縮させる駆動源を用いた液圧ポンプでは、伸縮率の大きいイオン種を含む電解液が好ましい。   On the other hand, as a liquid suitable for the hydraulic pump unit, for example, when a hydraulic pump composed of a piston and a cylinder having a sliding part is used, a liquid having good lubricity with little friction at the sliding part is desirable. Furthermore, in a hydraulic pump using a drive source that causes the electroactive polymer member to expand and contract by allowing the electroactive polymer member to extract and extract ions in the electrolytic solution by applying an electric field, an electrolytic solution containing an ion species having a large expansion and contraction rate is preferable.

本発明の第２態様によれば、前記液圧力流量伝達装置が、弾性変形可能な前記メンブレンにより前記流動性透明充填液と前記液圧ポンプ用の動作液体とを仕切って、圧力及び流量のみ互いに伝達可能と構成していることを特徴とする第１態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する
このような構成によれば、簡便な構造で液圧ロス及び液量ロスの少ない液種の変換機能（液圧力及び流量伝達機能）を実現することができる。 According to the second aspect of the present invention, the hydraulic pressure flow transmission device partitions the fluid transparent filling liquid and the hydraulic liquid for the hydraulic pump by the elastically deformable membrane so that only the pressure and the flow rate are mutually connected. The variable focus lens device according to the first aspect is provided, which is configured to be able to transmit. According to such a configuration, conversion of a liquid type with a simple structure and low liquid pressure loss and liquid volume loss is provided. Functions (liquid pressure and flow rate transmission function) can be realized.

本発明の第３態様によれば、前記液圧力流量伝達装置の吐出吸入口が、前記液圧ポンプの吐出吸入口と連結されかつ前記液圧力流量伝達装置のケーシングが前記液圧ポンプの外壁に固定されて前記液圧力流量伝達装置と前記液圧ポンプとが一体化されてなる第１態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。   According to the third aspect of the present invention, the discharge suction port of the hydraulic pressure flow transmission device is connected to the discharge suction port of the hydraulic pressure pump, and the casing of the hydraulic pressure flow transmission device is connected to the outer wall of the hydraulic pressure pump. A variable focus lens device according to a first aspect is provided, in which the fluid pressure flow transmission device and the fluid pressure pump are fixed and integrated.

このような構成によれば、液圧ポンプと液圧力流量伝達装置の間の配管が必要なく、小型軽量の液変換機能（液圧力及び流量伝達機能）を持った液圧ポンプ装置を実現することができる。   According to such a configuration, there is no need for a pipe between the hydraulic pump and the hydraulic pressure flow transmission device, and a hydraulic pump device having a small and lightweight liquid conversion function (hydraulic pressure and flow rate transmission function) is realized. Can do.

本発明の第４態様によれば、前記メンブレンを介して前記支持体の凹部と対向して接触して配置され、かつ、前記凹部に対向する第２の凹部を有する第２の支持体と、
前記流動性透明充填液とは屈折率が異なり、かつ、前記メンブレンに接して前記第２の支持体の前記第２の凹部に封入された第２の流動性透明充填液と、
前記液圧ポンプ用の動作液体と前記第２の流動性透明充填液との間で圧力及び流量の伝達を行う第２の液圧力流量伝達装置とをさらに備えるとともに、
前記液圧ポンプにより、前記支持体の前記凹部内の前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させるとともに、前記第２の支持体の前記第２の凹部内の前記第２の流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより、前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とすることを特徴とする第１態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。 According to the fourth aspect of the present invention, the second support body which is disposed in contact with the concave portion of the support body through the membrane and has a second concave portion facing the concave portion, and
A second fluid transparent filling liquid having a refractive index different from that of the fluid transparent filling liquid and sealed in the second recess of the second support in contact with the membrane;
A second hydraulic pressure flow rate transmission device for transmitting pressure and flow rate between the working fluid for the hydraulic pump and the second fluid transparent filling liquid;
The hydraulic pump changes the pressure of the fluid transparent filling liquid in the recess of the support and the amount of the sealed liquid, and the second flow in the second recess of the second support. The variable focus lens device according to the first aspect is characterized in that the focal point is variable by changing the shape of the membrane by changing the pressure of the transparent transparent filling liquid and the amount of the transparent transparent filling liquid.

このような構成によれば、２つの流動性透明充填液の比重をほぼ等しくすることが容易で、従って重力の影響による光学歪を少なくすることのできる液圧型の可変焦点レンズ部を実現することができる。   According to such a configuration, it is easy to make the specific gravity of the two fluid transparent filling liquids substantially equal, and therefore it is possible to realize a hydraulic variable focus lens unit that can reduce optical distortion due to the influence of gravity. Can do.

本発明の第５態様によれば、前記液圧ポンプが、吐出と吸入の両機能を持つ拮抗型の液圧ポンプであることを特徴とする第４態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。   According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the variable focus lens device according to the fourth aspect, wherein the hydraulic pump is an antagonistic hydraulic pump having both discharge and suction functions. .

このような構成によれば、液圧型可変焦点レンズ部の２つの流動性透明充填液の吐出と吸入の収支バランスを取ることができて好ましい。   Such a configuration is preferable because it is possible to balance the balance between the discharge and the suction of the two fluid transparent filling liquids in the hydraulic variable focus lens unit.

本発明の第６態様によれば、前記液圧ポンプが、セル内に配置されたエレクトロアクティブポリマー部材と、前記セル内で前記エレクトロアクティブポリマー部材と隣接する電解液とを少なくとも備え、
電界印加により、前記セル内で前記エレクトロアクティブポリマー部材に前記電解液中のイオンを出し入れさせることにより前記エレクトロアクティブポリマー部材を伸縮させて、前記電解液を前記セル内から吐出又は前記セル内に吸入する液圧ポンプであることを特徴とする第１態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。 According to a sixth aspect of the present invention, the hydraulic pump includes at least an electroactive polymer member disposed in a cell, and an electrolyte adjacent to the electroactive polymer member in the cell,
By applying an electric field, the electroactive polymer member is expanded and contracted by allowing ions in the electrolytic solution to be taken in and out of the electroactive polymer member in the cell, and the electrolytic solution is discharged from the cell or sucked into the cell. A variable focus lens device according to the first aspect is provided.

このような構成によれば、軽量なエレクトロアクティブ部材を駆動源としているから液圧ポンプ部も小型軽量化でき、従って全体として小型軽量の可変焦点レンズ装置を実現できる。さらに、動作音の無い液圧ポンプの駆動源とすることが出来る。軽量であることが必要であり、静音であることが必要とされるウエアラブル用として優れた可変焦点レンズ装置を備えた機器を実現することが出来る。   According to such a configuration, since a lightweight electroactive member is used as a driving source, the hydraulic pump unit can be reduced in size and weight, and thus a variable focus lens device that is small and lightweight as a whole can be realized. Furthermore, it can be used as a drive source for the hydraulic pump without operating noise. It is possible to realize a device including a variable focus lens device that is excellent for wearables that needs to be lightweight and quiet.

本発明の第７態様によれば、前記エレクトロアクティブポリマー部材が、有機導電性ポリマー及びその誘導体を含む部材、又は導電性微粒子分散ポリマー及びその誘導体を含む部材であることを特徴とする第６態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。   According to a seventh aspect of the present invention, in the sixth aspect, the electroactive polymer member is a member containing an organic conductive polymer and a derivative thereof, or a member containing a conductive fine particle dispersed polymer and a derivative thereof. The varifocal lens device described in 1) is provided.

このような構成によれば、低い電圧で動作し、かつ駆動に必要な電流も小さいから低い消費電力で駆動できる小型軽量なバッテリ駆動の液圧ポンプを実現でき、従って、全体として小型軽量な可変焦点レンズ装置を実現できる。   According to such a configuration, a small and lightweight battery-operated hydraulic pump that can be driven with low power consumption because it operates at a low voltage and requires a small amount of current can be realized. A focus lens device can be realized.

本発明の第８態様によれば、前記電解液が、イオン液体であることを特徴とする第６態様に記載の可変焦点レンズ装置を提供する。   According to an eighth aspect of the present invention, there is provided the variable focus lens device according to the sixth aspect, wherein the electrolytic solution is an ionic liquid.

このような構成によれば、水溶性電解液や有機溶媒系電解液に比べて同じ範囲の電圧印加で電気分解が起こりにくく、繰り返し動作寿命に優れた液圧ポンプを実現でき、従って、繰り返し寿命に優れた可変焦点レンズ装置を実現できる。   According to such a configuration, compared to water-soluble electrolytes and organic solvent-based electrolytes, it is possible to realize a hydraulic pump that is less prone to electrolysis when applied with a voltage in the same range and has an excellent repeated operation life. Can be realized.

以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

（第１実施形態）
図１Ａ及び図１Ｂは、本発明の第１実施形態における可変焦点レンズ装置の断面図を示している。図１Ｃは、本発明の第１実施形態における可変焦点レンズ装置の図１Ａの部分拡大断面図である。図２及び図３は、同様に、本発明の第１実施形態の変形例における可変焦点レンズ装置の断面図を示しているが、図１Ａとは異なる焦点変化の動作の様子を示している。この可変焦点レンズ装置は、可変焦点レンズ部１００と、可変焦点レンズ部１００に連結された液圧ポンプ４とを備えて構成されている。 (First embodiment)
1A and 1B show sectional views of a variable focus lens device according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1C is a partially enlarged sectional view of FIG. 1A of the variable focus lens device according to the first embodiment of the present invention. 2 and 3 similarly show cross-sectional views of the variable focus lens device according to the modification of the first embodiment of the present invention, and show the behavior of the focus change different from FIG. 1A. This variable focus lens device includes a variable focus lens unit 100 and a hydraulic pump 4 connected to the variable focus lens unit 100.

図１Ａにおいて、可変焦点レンズ部１００は、表面側（図１Ａの左側）が平面でかつ裏面側（図１Ａの右側）が厚み方向にへこんだ円形凹部１ａを有する透明な板状の支持体１と、支持体１の凹部１ａの開口縁部に支持されかつ透明で弾性変形可能な膜であるメンブレン２と、このメンブレン２に接して支持体１の凹部１ａに封入された流動性透明充填液３と、支持体１に設けられかつ支持体１の凹部１ａに支持体１の厚み方向と直交する方向沿いに連結された吐出吸入口２０とを備えるように構成されている。支持体１の凹部１ａにとメンブレン２とにより、液体レンズ部用空間１ｓを形成している。   In FIG. 1A, a varifocal lens unit 100 is a transparent plate-like support 1 having a circular concave portion 1a in which the front surface side (left side in FIG. 1A) is flat and the back surface side (right side in FIG. 1A) is recessed in the thickness direction. And a membrane 2 which is a transparent and elastically deformable membrane supported on the opening edge of the recess 1a of the support 1, and a fluid transparent filling liquid sealed in the recess 1a of the support 1 in contact with the membrane 2 3, and a discharge inlet 20 provided in the support 1 and connected to the concave portion 1 a of the support 1 along a direction orthogonal to the thickness direction of the support 1. A liquid lens portion space 1 s is formed in the concave portion 1 a of the support 1 and the membrane 2.

液圧ポンプ４は、円形又は四角形のディスク状の支持部材１２と円形又は四角形のディスク状の可動部材１３との間をバネ性の円筒状のベローズ１４で連結して密閉されたセル構造にしており、支持部材１２と可動部材１３との間の中央部に架設したエレクトロアクティブポリマー部材１０を駆動源として用い、液圧ポンプ用の動作液体６として電解液を、このエレクトロアクティブポリマー部材１０に接して前記液圧ポンプ４の密閉セル４ａ内に封入している。さらに、液圧ポンプ用の動作液体６である電解液中の支持部材１２と可動部材１３との間に架設されかつエレクトロアクティブポリマー部材１０に対向するように対向電極１１を設けて、液圧ポンプ部１０１を構成している。液圧ポンプ４としては、さらに、液圧ポンプ部１０１に加えて、駆動電源制御装置（駆動電源と駆動電源用制御装置とを一体化して構成された装置）３０及びスイッチ３１を備える。駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を用いてエレクトロアクティブポリマー部材１０と対向電極１１との間に電圧を印加し、電解液６中のイオンをエレクトロアクティブポリマー部材１０に出入りさせることにより、エレクトロアクティブポリマー部材１０を長手方向に対して伸縮させて支持部材１２に対して可動部材１３を移動させ、支持部材１２に設けた吐出吸入口２３より電解液６をセル４ａ内から吐出又はセル４ａ内に吸入させる。   The hydraulic pump 4 has a sealed cell structure in which a circular or square disk-shaped support member 12 and a circular or square disk-shaped movable member 13 are connected by a spring-like cylindrical bellows 14. The electroactive polymer member 10 installed in the center between the support member 12 and the movable member 13 is used as a drive source, and an electrolytic solution is brought into contact with the electroactive polymer member 10 as a working liquid 6 for a hydraulic pump. In the closed cell 4a of the hydraulic pump 4. Furthermore, a counter electrode 11 is provided between the support member 12 and the movable member 13 in the electrolytic solution, which is the working liquid 6 for the hydraulic pump, and is opposed to the electroactive polymer member 10. Part 101 is configured. In addition to the hydraulic pump unit 101, the hydraulic pump 4 further includes a drive power supply control device (device configured by integrating a drive power supply and a drive power supply control device) 30 and a switch 31. By applying a voltage between the electroactive polymer member 10 and the counter electrode 11 using the drive power supply control device 30 and the switch 31, ions in the electrolytic solution 6 are allowed to enter and leave the electroactive polymer member 10, whereby the electroactive polymer The movable member 13 is moved relative to the support member 12 by expanding and contracting the member 10 in the longitudinal direction, and the electrolyte 6 is discharged from the cell 4a or sucked into the cell 4a from the discharge suction port 23 provided in the support member 12. Let

可変焦点レンズ部１００と液圧ポンプ部１０１の間には、液圧力流量伝達装置７を、液圧ポンプ４と一体化して設けている。すなわち、液圧力流量伝達装置７のケーシング９ａを液圧ポンプ４の外壁である支持部材１２に固定して、前記液圧力流量伝達装置７と前記液圧ポンプ４とが一体化されている。この液圧力流量伝達装置７は、その内部の液圧力流量伝達装置セル９の中に弾性変形可能なメンブレン８が設けられ、２種の液体をメンブレン８により仕切る構造としている。メンブレン８により仕切られた液圧力流量伝達装置セル９の液圧ポンプ４側には、液圧力流量伝達装置セル９を構成するケーシング９ａに吐出吸入口２２を設けて、吐出吸入口２２を支持部材１２の吐出吸入口２３と連通させるとともに、メンブレン８により仕切られた液圧力流量伝達装置セル９の可変焦点レンズ１００側には、ケーシング９ａに吐出吸入口２１を設けて、メンブレン８で仕切られた２つの液体（液圧ポンプ用の動作液体６と可変焦点レンズ用の流動性透明充填液３）をそれぞれの側で、吐出吸入口２２と吐出吸入口２１とを介して、吐出吸入させる。液圧力流量伝達装置セル９の液圧ポンプ側の液圧ポンプ用空間９ｂ内には、液圧ポンプ用の動作液体６が満たされているとともに、液圧力流量伝達装置セル９の可変焦点レンズ部側の可変焦点レンズ部用空間９ｃ内には、可変焦点レンズ用の流動性透明充填液３が満たされている。液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２１と可変焦点レンズ部１００の吐出吸入口２０とは、連結管２４により連結されている。   Between the variable focus lens unit 100 and the hydraulic pump unit 101, the hydraulic pressure flow transmission device 7 is provided integrally with the hydraulic pump 4. That is, the casing 9 a of the hydraulic pressure flow transmission device 7 is fixed to the support member 12 that is the outer wall of the hydraulic pressure pump 4, and the hydraulic pressure flow transmission device 7 and the hydraulic pressure pump 4 are integrated. This hydraulic pressure flow transmission device 7 has a structure in which an elastically deformable membrane 8 is provided in a liquid pressure flow transmission device cell 9 inside thereof, and two types of liquids are partitioned by the membrane 8. A discharge suction port 22 is provided in a casing 9a constituting the hydraulic pressure flow rate transmission device cell 9 on the hydraulic pressure pump 4 side of the hydraulic pressure flow rate transmission device cell 9 partitioned by the membrane 8, and the discharge suction port 22 is supported by a support member. The discharge pressure suction port 21 is provided in the casing 9 a on the side of the variable focus lens 100 of the fluid pressure flow rate transmission device cell 9 partitioned by the membrane 8 and is partitioned by the membrane 8. Two liquids (the working liquid 6 for the hydraulic pump and the fluid transparent filling liquid 3 for the variable focus lens) are discharged and sucked on the respective sides via the discharge suction port 22 and the discharge suction port 21. The hydraulic pump space 9b on the hydraulic pump side of the hydraulic pressure flow transmission device cell 9 is filled with the working liquid 6 for the hydraulic pump, and the variable focus lens portion of the hydraulic pressure flow transmission device cell 9 The variable focus lens space 9c on the side is filled with the fluid transparent filling liquid 3 for the variable focus lens. The discharge suction port 21 of the hydraulic pressure flow transmission device 7 and the discharge suction port 20 of the variable focus lens unit 100 are connected by a connecting pipe 24.

可変焦点レンズ部１００の流動性透明充填液３は、支持体１の液注入口２６から凹部１ａ内に充填されて凹部１ａ内が満たされ、栓２８により液注入口２６が封止される。同様に、液圧力流量伝達装置７の可変焦点レンズ部用空間９ｃの流動性透明充填液３は、ケーシング９ａに設けられた液注入口２７Ａから可変焦点レンズ部用空間９ｃ内に満たされ、栓２８Ａにより封止される。さらに液圧力流量伝達装置７の液圧ポンプ用空間９ｂの流動性透明充填液６は、ケーシング９ａに設けられた液注入口２７Ｂから液圧ポンプ用空間９ｂ内に満たされ、栓２８Ｂにより封止される。   The fluid transparent filling liquid 3 of the varifocal lens unit 100 is filled into the concave portion 1 a from the liquid inlet 26 of the support 1 to fill the concave portion 1 a, and the liquid inlet 26 is sealed by the stopper 28. Similarly, the fluid transparent filling liquid 3 in the variable focus lens portion space 9c of the fluid pressure flow rate transmission device 7 is filled into the variable focus lens portion space 9c from the liquid injection port 27A provided in the casing 9a. Sealed with 28A. Further, the fluid transparent filling liquid 6 in the hydraulic pump space 9b of the hydraulic pressure flow transmission device 7 is filled into the hydraulic pump space 9b from the liquid inlet 27B provided in the casing 9a and sealed by the plug 28B. Is done.

次に、本発明の前記第１実施形態にかかる可変焦点レンズ装置の動作を詳細に述べる。   Next, the operation of the variable focus lens device according to the first embodiment of the present invention will be described in detail.

液圧ポンプ用の動作液体６である電解液中には対向電極１１が設けられ、駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を用いて、エレクトロアクティブポリマー部材１０と対向電極１１との間に電圧が印加される。ここで、図１Ａにおいて、スイッチ３１をオンして、対向電極１１に負の電圧（―Ｖ）を印加するとともに、エレクトロアクティブポリマー部材１０に正の電圧（＋Ｖ）を印加すると、電解液６中のカチオン（陽イオン）１６は、エレクトロアクティブポリマー部材１０側から対向電極１１側に移動し、エレクトロアクティブポリマー部材１０中に存在していたカチオン（陽イオン）１６が、エレクトロアクティブポリマー部材１０から引き抜かれ、この結果、エレクトロアクティブポリマー部材１０は電圧印加前の初期の長さから、その長手方向沿いの「縮む方向」４０Ｂ（図２参照）に、縮むように動作する。   A counter electrode 11 is provided in the electrolyte that is the working liquid 6 for the hydraulic pump, and a voltage is applied between the electroactive polymer member 10 and the counter electrode 11 using the drive power supply control device 30 and the switch 31. Is done. Here, in FIG. 1A, when the switch 31 is turned on to apply a negative voltage (−V) to the counter electrode 11 and a positive voltage (+ V) to the electroactive polymer member 10, Cation (cation) 16 moves from the electroactive polymer member 10 side to the counter electrode 11 side, and the cation (cation) 16 existing in the electroactive polymer member 10 is attracted from the electroactive polymer member 10. As a result, the electroactive polymer member 10 operates so as to contract from the initial length before voltage application to the “contracting direction” 40B (see FIG. 2) along the longitudinal direction.

この結果、液圧ポンプ部１０１の可動部材１３は、図１Ａの１３ａの点線の位置まで図１Ａにおいて左方向に移動し、液圧ポンプ用の動作液体６である電解液が、液圧ポンプ４の吐出吸入口２３より吐出され、吐出吸入口２３と連結された液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２２を介して液圧ポンプ用空間９ｂ内に供給される。この結果、液圧力流量伝達装置７を構成する液圧力流量伝達装置セル９の中の弾性変形可能なメンブレン８が、図１Ａに８ａのように点線で示すように左向きに大きく湾曲して突出するように変形し、液圧力流量伝達装置セル９の可変焦点レンズ部用空間９ｃ内の流動性透明充填液３が、メンブレン８の押圧により吐出吸入口２１から連結管２４内に吐出される。吐出された流動性透明充填液３は、連結管２４を通して可変焦点レンズ部１００の吐出吸入口２０より支持体１の凹部１ａ内に流入し、透明な支持体１の凹部１ａの開口縁部に支持された透明で弾性変形可能なメンブレン２が、図１Ａ中に点線２ａで示すように右向きに大きく湾曲して突出するように（すなわち、右向きに突出した凸レンズ状態となるように）変形する。   As a result, the movable member 13 of the hydraulic pump unit 101 moves to the left in FIG. 1A to the position of the dotted line 13a in FIG. 1A, and the electrolytic solution that is the working liquid 6 for the hydraulic pump is transferred to the hydraulic pump 4 Are discharged from the discharge suction port 23 and supplied to the space 9b for the hydraulic pump through the discharge suction port 22 of the hydraulic pressure flow transmission device 7 connected to the discharge suction port 23. As a result, the elastically deformable membrane 8 in the hydraulic pressure / flow rate transmission device cell 9 constituting the hydraulic pressure / flow rate transmission device 7 projects greatly curved leftward as shown by a dotted line in FIG. 1A as indicated by 8a. The fluid transparent filling liquid 3 in the variable focus lens portion space 9c of the fluid pressure / flow rate transmission device cell 9 is discharged from the discharge suction port 21 into the connecting pipe 24 by the pressing of the membrane 8. The discharged fluid transparent filling liquid 3 flows into the recess 1a of the support 1 from the discharge suction port 20 of the varifocal lens unit 100 through the connecting tube 24, and enters the opening edge of the recess 1a of the transparent support 1. The supported transparent and elastically deformable membrane 2 is deformed so as to be curved and projecting to the right as shown by a dotted line 2a in FIG. 1A (that is, in a convex lens projecting to the right).

図１Ａの例では、透明で弾性変形可能なメンブレン２の電圧印加前の初期状態Ｉは、平面状態（実線の参照符号２を参照）である場合を示している。したがって、メンブレン２及び凹部１ａの中心軸である光軸５の方向と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及び平面状態のメンブレン２を透過し、そのまま、光軸５に平行な出射光５Ｂとなってメンブレン２から出射される。このように光軸５に平行な出射光５Ｂとなって出射される状態は、出射光５Ｂが、無限遠に焦点を結んだ状態である。一方、電圧が印加されて液圧ポンプ部１０１が駆動されて流動性透明充填液３が吐出されると、透明で弾性変形可能なメンブレン２が、前記点線２ａで示すように右向きに大きく湾曲して突出するように変形すると、光軸５の方向と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及び湾曲した状態（点線の参照符号２ａを参照）のメンブレン２を透過し、図１Ａの点線に示すように光軸５に平行でない出射光５Ｂａとなってメンブレン２から出射し、点５Ｃに焦点を結ぶように動作する。   In the example of FIG. 1A, the initial state I before voltage application of the transparent and elastically deformable membrane 2 is a planar state (see reference numeral 2 of a solid line). Accordingly, the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the direction of the optical axis 5, which is the central axis of the membrane 2 and the recess 1a, flows into the support 1 and the fluid transparent filling liquid 3 in the recess 1a and the planar membrane. 2, and is emitted from the membrane 2 as it is as outgoing light 5 </ b> B parallel to the optical axis 5. Thus, the state of being emitted as the outgoing light 5B parallel to the optical axis 5 is a state in which the outgoing light 5B is focused at infinity. On the other hand, when a voltage is applied to drive the hydraulic pump 101 and the fluid transparent filling liquid 3 is discharged, the transparent and elastically deformable membrane 2 is greatly bent to the right as indicated by the dotted line 2a. 5A, the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the direction of the optical axis 5 is converted into the fluid transparent filling liquid 3 in the support 1 and the recess 1a and in a curved state (reference numerals in dotted lines). 2a) and passes through the membrane 2 as shown by the dotted line in FIG. 1A, and becomes an outgoing light 5Ba that is not parallel to the optical axis 5, exits from the membrane 2, and operates to focus on the point 5C.

（第１実施形態の変形例）
また、図２及び図３は、それぞれ、この第１実施形態の変形例における可変焦点レンズ装置の図１Ａとは別の動作の様子を示す断面図を示している。 (Modification of the first embodiment)
FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views showing operations different from those in FIG. 1A of the variable focus lens device according to the modification of the first embodiment.

図２は、図１Ａのメンブレン２に対応しかつ電圧が印加されていないメンブレン２Ａの初期状態ＩＩが、図１Ａのように平面状態ではなく、若干湾曲して突出した凸レンズ状態となっている点が、図１Ａと異なるものである。図２においては、電圧印加時に液圧ポンプ４がその動作液体６を吐出し、液圧力流量伝達装置７を介して圧力と流量が伝達された可変焦点レンズ用の動作液である流動性透明充填液３を、支持体１の凹部１ａ内の液体レンズ部用空間１ｓに注入している様子を示している。透明で弾性変形可能なメンブレン２Ａには、液圧ポンプ４からの正の圧力が液圧力流量伝達装置７を介して伝達されるとともに、流動性透明充填液３の液体レンズ部用空間１ｓへの封入量を増加させるように働き、その結果、メンブレン２Ａが若干湾曲して突出した凸レンズ状態（実線の参照符号２Ａを参照）から、大きく湾曲して突出した凸レンズ状態（点線の参照符号２Ａａを参照）にその形状を変化させる。   FIG. 2 shows that the initial state II of the membrane 2A corresponding to the membrane 2 of FIG. 1A and no voltage applied is not a flat state as shown in FIG. Is different from FIG. 1A. In FIG. 2, the fluid pressure pump 4 discharges the working liquid 6 when a voltage is applied, and the fluid transparent filling is the working liquid for the variable focus lens in which the pressure and the flow rate are transmitted via the fluid pressure flow transmission device 7. A state in which the liquid 3 is injected into the liquid lens portion space 1s in the concave portion 1a of the support 1 is shown. A positive pressure from the hydraulic pump 4 is transmitted to the transparent elastically deformable membrane 2A via the hydraulic pressure flow transmission device 7, and the fluid transparent filling liquid 3 is supplied to the liquid lens portion space 1s. As a result, the convex lens state in which the membrane 2A is slightly curved and protruded (see the reference numeral 2A in solid line) and the convex lens state in which the membrane 2A is curved and protrudes greatly (see reference numeral 2Aa in dotted line) ) To change its shape.

その結果、可変焦点レンズの光軸５と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、電圧印加前の初期状態では、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及び若干湾曲して突出した凸レンズ状態のメンブレン２Ａを透過し、図２の実線で示すように光軸５に平行でなく、光軸５に対してやや屈曲した出射光５Ｂｂとなってメンブレン２Ａから出射し、点５Ｃｂに焦点を結ぶように動作する。一方、電圧が印加されて液圧ポンプ部１０１が駆動されて流動性透明充填液３が吐出されると、透明で弾性変形可能なメンブレン２Ａが、若干湾曲して突出した凸レンズ状態（実線の参照符号２Ａを参照）から、大きく湾曲して突出した凸レンズ状態（点線の参照符号２Ａａを参照）にその形状を変化させると、光軸５の方向と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及び大きく湾曲した状態（点線の参照符号２Ａａを参照）のメンブレン２Ａで屈折する。すなわち、入射光５Ａは、図２の点線に示すように光軸５Ｂに平行でなく、かつ、初期状態ＩＩよりも、より大きく屈折されて、出射光５Ｂが出射光５Ｂｃとなってメンブレン２Ａから出射し、焦点５Ｃｂよりもより近い焦点５Ｃｃに焦点を結ぶように動作する。   As a result, the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the optical axis 5 of the variable focus lens is slightly curved in the initial state before voltage application and the fluid transparent filling liquid 3 in the support 1 and the recess 1a. 2 is transmitted through the protruding membrane 2A in a convex lens state, and is emitted from the membrane 2A as outgoing light 5Bb which is not parallel to the optical axis 5 but slightly bent with respect to the optical axis 5, as shown by the solid line in FIG. Operates to focus on 5Cb. On the other hand, when a voltage is applied to drive the hydraulic pump unit 101 and the fluid transparent filling liquid 3 is discharged, the transparent and elastically deformable membrane 2A protrudes slightly curved and protrudes (see the solid line). When the shape is changed from a convex lens state (see reference numeral 2Aa in dotted lines) that is greatly curved and protruded from the reference lens 2A), the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the direction of the optical axis 5 is Then, it is refracted by the fluid transparent filling liquid 3 in the support 1 and the recess 1a and the membrane 2A in a largely curved state (see the reference numeral 2Aa of the dotted line). That is, the incident light 5A is not parallel to the optical axis 5B as shown by the dotted line in FIG. 2, and is refracted more than in the initial state II, and the outgoing light 5B becomes the outgoing light 5Bc from the membrane 2A. The light exits and operates to focus on the focal point 5Cc closer to the focal point 5Cb.

この図２においても、液圧ポンプ４及び液圧力流量伝達装置７の動作原理は、図１Ａについて述べた動作原理とそれぞれ同様である。   Also in FIG. 2, the operating principles of the hydraulic pump 4 and the hydraulic pressure flow transmission device 7 are the same as the operating principles described for FIG. 1A, respectively.

また、図３は、図２とは別であって、第１実施形態の別の変形例における可変焦点レンズ装置の図１Ａとは別の動作の様子を示す断面図を示している。   FIG. 3 is a cross-sectional view that is different from FIG. 2 and shows an operation different from that of FIG. 1A of the variable focus lens device according to another modification of the first embodiment.

図３は、図１Ａのメンブレン２に対応しかつ電圧が印加されていないメンブレン２Ｂの初期状態ＩＩＩは図１Ａと同様に平面状態ではあるが、電圧印加状態では凹レンズ状態となる点が、図１Ａと異なるものである。図３においては、電圧印加時に液圧ポンプ４がその動作液体６を吸入するとき、液圧力流量伝達装置７を介して圧力と流量が伝達された可変焦点レンズ用の動作液である流動性透明充填液３を、液圧レンズ部１００から吸入している様子を示している。透明で弾性変形可能なメンブレン２Ｂには、液圧ポンプ４からの負の圧力が液圧力流量伝達装置７を介して伝達されるとともに、流動性透明充填液３の液体レンズ部用空間１ｓへの封入量を減少させるように働き、その結果、メンブレン２Ｂが平面状態ＩＩＩ（実線の参照符号２Ｂを参照）から凹レンズ状態（点線の参照符号２Ｂａを参照）にその形状を変化させる。   FIG. 3 corresponds to the membrane 2 of FIG. 1A and the initial state III of the membrane 2B to which no voltage is applied is a planar state as in FIG. 1A, but in a voltage applied state, a concave lens state is obtained. Is different. In FIG. 3, when the hydraulic pump 4 sucks the working liquid 6 when a voltage is applied, the fluidity and transparency is a working liquid for the variable focus lens to which the pressure and flow rate are transmitted via the hydraulic pressure flow transmission device 7. A state in which the filling liquid 3 is sucked from the hydraulic lens unit 100 is shown. A negative pressure from the hydraulic pump 4 is transmitted to the transparent and elastically deformable membrane 2B via the hydraulic pressure flow transmission device 7, and the fluid transparent filling liquid 3 is supplied to the liquid lens portion space 1s. As a result, the membrane 2B changes its shape from the planar state III (see the solid reference numeral 2B) to the concave lens state (see the dotted reference numeral 2Ba).

その結果、可変焦点レンズの光軸５と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、電圧印加前の初期状態では、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及び平面状態のメンブレン２Ｂを透過し、そのまま、光軸５に平行な出射光５Ｂとなってメンブレン２Ｂから出射される。このように光軸５に平行な出射光５Ｂとなって出射される状態は、出射光５Ｂが、無限遠に焦点を結んだ状態である。一方、電圧が印加されて液圧ポンプ部１０１が駆動されて流動性透明充填液３が液圧ポンプ部１０１に吸入されると、透明で弾性変形可能なメンブレン２Ｂが、前記点線２Ｂａで示すように左向きに大きく湾曲してへこむように変形すると、光軸５の方向と平行に支持体１に入射する入射光５Ａは、支持体１及び凹部１ａ内の流動性透明充填液３及びへこんだ状態（点線の参照符号２Ｂａを参照）のメンブレン２Ｂａで屈折する。すなわち、入射光５Ａは、図３の点線に示すように、光軸５に平行でなく、かつ、平行な出射光５Ｂよりも広がった出射光５Ｂｄとなってメンブレン２Ｂａから出射し、凹レンズの作用をする。   As a result, the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the optical axis 5 of the variable focus lens is in the initial state before voltage application, the fluid transparent filling liquid 3 in the support 1 and the recess 1a and the planar state. The light 2B passes through the membrane 2B and is emitted as it is from the membrane 2B as outgoing light 5B parallel to the optical axis 5. Thus, the state of being emitted as the outgoing light 5B parallel to the optical axis 5 is a state in which the outgoing light 5B is focused at infinity. On the other hand, when a voltage is applied to drive the hydraulic pump unit 101 and the fluid transparent filling liquid 3 is sucked into the hydraulic pump unit 101, the transparent and elastically deformable membrane 2B is indicated by the dotted line 2Ba. 5A, the incident light 5A incident on the support 1 parallel to the direction of the optical axis 5 is deformed into the support 1 and the fluid transparent filling liquid 3 in the recess 1a and indented. The light is refracted by the membrane 2Ba (see the dotted line reference 2Ba). That is, as shown by the dotted line in FIG. 3, the incident light 5A is emitted from the membrane 2Ba as the outgoing light 5Bd that is not parallel to the optical axis 5 and spreads more than the parallel outgoing light 5B, and acts as a concave lens. do.

この図３においても、液圧ポンプ４及び液圧力流量伝達装置７の動作原理は、図１Ａについて述べた動作原理とそれぞれ同様であるが、この場合の液圧ポンプ４の動作は、吐出と吸入が逆である。ここで、図３において、スイッチ３１をオンして、対向電極１１に正の電圧（＋Ｖ）を印加するとともに、エレクトロアクティブポリマー部材１０に負の電圧（―Ｖ）を印加すると、電解液６中のカチオン（陽イオン）１６は、対向電極１１側からエレクトロアクティブポリマー部材１０側に移動し、電界液６中に存在していたカチオン（陽イオン）１６が、エレクトロアクティブポリマー部材１０中に注入され、この結果、エレクトロアクティブポリマー部材１０は電圧印加前の初期の長さから、その長手方向沿いの「伸びる方向」４０Ａ（図２参照）に、伸びるように動作する。液圧力流量伝達装置７の動作も、同様に、吐出と吸入が逆となる。   Also in FIG. 3, the operating principles of the hydraulic pump 4 and the hydraulic pressure flow transmission device 7 are the same as the operating principles described with reference to FIG. 1A, but the operation of the hydraulic pump 4 in this case is the discharge and suction. Is the opposite. Here, in FIG. 3, when the switch 31 is turned on to apply a positive voltage (+ V) to the counter electrode 11 and a negative voltage (−V) to the electroactive polymer member 10, Cations (cations) 16 of the counter electrode 11 move from the counter electrode 11 side to the electroactive polymer member 10 side, and the cations (cations) 16 existing in the electrolysis solution 6 are injected into the electroactive polymer member 10. As a result, the electroactive polymer member 10 operates so as to extend from the initial length before voltage application to the “extending direction” 40A (see FIG. 2) along the longitudinal direction. Similarly, in the operation of the hydraulic pressure flow transmission device 7, the discharge and the suction are reversed.

ここで、可変焦点レンズ部１００に適した液体（流動性透明充填液３）としては、高い透明度で高い屈折率の液体が好ましい。また、重力の影響による光学歪を少なくするために、低い比重の液体が望ましい。液体レンズ部用空間（液圧型レンズ部）１ｓの形状変化を高速で行わせるためには、粘度の低い液体を使い、連結管２４内の液体移動に抵抗の少ない液体が好ましい。   Here, as the liquid (fluid transparent filling liquid 3) suitable for the variable focus lens unit 100, a liquid having high transparency and high refractive index is preferable. Also, a liquid with a low specific gravity is desirable in order to reduce optical distortion due to the influence of gravity. In order to change the shape of the liquid lens portion space (hydraulic lens portion) 1s at high speed, it is preferable to use a liquid with low viscosity and a liquid with low resistance to liquid movement in the connecting tube 24.

一方、液圧ポンプ部１０１に適した液体（液圧ポンプ用の動作液体６）としては、例えば摺動部を有するピストンとシリンダより構成される液圧ポンプを使用する場合、この摺動部で摩擦の少ない潤滑性の良い液体が望ましい。さらに、エレクトロアクティブポリマー部材１０に電圧印加により電解液６中のイオン１６を出し入れさせることによりエレクトロアクティブポリマー部材１０を伸縮させて駆動源として用いる液圧ポンプ４では、伸縮率の大きいイオン種を含む電解液が好ましい。   On the other hand, as a liquid suitable for the hydraulic pump unit 101 (operating liquid 6 for the hydraulic pump), for example, when using a hydraulic pump composed of a piston and a cylinder having a sliding part, A liquid with low friction and good lubricity is desirable. Furthermore, the hydraulic pump 4 used as a drive source by expanding and contracting the electroactive polymer member 10 by applying and applying the voltage to and from the electroactive polymer member 10 includes an ionic species having a large expansion and contraction rate. An electrolytic solution is preferred.

また、図１Ｃは、本発明の第１実施形態における可変焦点レンズ装置の図１Ａの部分拡大断面図である。図１Ａにおいて、液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２１と連結管２４との連結部分に配管継手２９を設けているが、この連結部分付近の拡大断面図を示している。配管継手２９は、連結管２４に取付けられたオスハーフ（ニップル）２９Ａと液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２１に取付けられたメスハーフ（カプラ）２９Ｂとより構成されるクイックジョイントとなっており、オスハーフ（ニップル）２９Ａをメスハーフ（カプラ）２９Ｂ内に嵌合することにより、連結管２４を吐出吸入口２１に容易に接続することができる一方、オスハーフ（ニップル）２９Ａをメスハーフ（カプラ）２９Ｂ内から取り外すことにより、連結管２４を吐出吸入口２１から容易に分離して連結管２４と吐出吸入口２１とをそれぞれ密閉閉鎖することができるように構成している。配管継手２９として、例えば、封止弁付きの既存の構造のクイックジョイントを用いることにより、液が漏洩することなく、連結管２４と吐出吸入口２１との間の配管を接続及び分離することができる。   FIG. 1C is a partial enlarged cross-sectional view of FIG. 1A of the variable focus lens device according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1A, a pipe joint 29 is provided at a connection portion between the discharge suction port 21 and the connection pipe 24 of the hydraulic pressure flow transmission device 7, and an enlarged cross-sectional view of the vicinity of this connection portion is shown. The pipe joint 29 is a quick joint composed of a male half (nipple) 29A attached to the connecting pipe 24 and a female half (coupler) 29B attached to the discharge suction port 21 of the fluid pressure flow transmission device 7. By fitting the male half (nipple) 29A into the female half (coupler) 29B, the connecting pipe 24 can be easily connected to the discharge suction port 21, while the male half (nipple) 29A is connected from the female half (coupler) 29B. By detaching, the connecting tube 24 can be easily separated from the discharge suction port 21 so that the connection tube 24 and the discharge suction port 21 can be hermetically closed. As the pipe joint 29, for example, by using a quick joint having an existing structure with a sealing valve, the pipe between the connecting pipe 24 and the discharge inlet 21 can be connected and separated without leakage of liquid. it can.

万一、可変焦点レンズ部１００の透明で弾性変形可能なメンブレン２が破損し、このメンブレン２を補修もしくは可変焦点レンズ部１００の全体を交換する必要ができた場合に、この配管継手２９で連結管２４を液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２１から分離することにより、容易にメンテナンスすることができる。同様に、液圧ポンプ４が故障した時の補修又は交換の場合も、この配管継手２９の部分で、連結管２４を液圧力流量伝達装置７の吐出吸入口２１から分離することにより、容易にメンテナンスすることができる。このように、第１の流動性透明液（流動性透明充填液３）と第２の流動性透明液（液圧ポンプ用の動作液体６）は、液圧力流量伝達装置７により分離されているから、このようなメンテナンスの際に、互いに影響することなく、取り扱いが容易である。   In the unlikely event that the transparent and elastically deformable membrane 2 of the variable focus lens unit 100 is damaged and it is necessary to repair the membrane 2 or replace the entire variable focus lens unit 100, the pipe joint 29 is connected. Maintenance can be easily performed by separating the pipe 24 from the discharge inlet 21 of the hydraulic pressure flow transmission device 7. Similarly, in the case of repair or replacement when the hydraulic pump 4 fails, it is easy to separate the connecting pipe 24 from the discharge suction port 21 of the hydraulic pressure flow transmission device 7 at the pipe joint 29. Can be maintained. In this way, the first fluid transparent liquid (fluid transparent filling liquid 3) and the second fluid transparent liquid (operating liquid 6 for the hydraulic pump) are separated by the fluid pressure flow transmission device 7. Therefore, handling is easy without affecting each other during such maintenance.

前記第１実施形態の構成によれば、両者の液体（流動性透明充填液３と液圧ポンプ用の動作液体６）を共通で用いる必要がなく（言い換えれば、同一の液体を用いる必要がなく）、それぞれの液体の材料をそれぞれの機能に応じて最適化することができるため、それぞれの液体の材料選択の幅を大きくすることができる。よって、可変焦点レンズ部１００に必要とされる特性と液圧ポンプ部１０１に必要とされる特性を容易に最適化することができる。   According to the configuration of the first embodiment, it is not necessary to use both liquids (the fluid transparent filling liquid 3 and the working liquid 6 for the hydraulic pump) in common (in other words, it is not necessary to use the same liquid). ) Since each liquid material can be optimized according to each function, the range of selection of each liquid material can be increased. Therefore, the characteristics required for the variable focus lens unit 100 and the characteristics required for the hydraulic pump unit 101 can be easily optimized.

（比較例１）
本発明の前記第１実施形態に関連して、液圧式の可変焦点レンズ部１００に用いる流動性透明充填液３について、比較実験した結果について、以下に述べる。可変焦点レンズ部１００の１つの具体例として、透明の支持体１としてアクリル板を用い、透明で弾性変形可能なメンブレン２としてポリエチレンフィルムを用いた。透明な支持体１のレンズ開口領域１ｂは直径３０ｍｍの円形とし、ポリエチレン製の厚み１０μｍのフィルムをアクリル板の円形の開口領域１ｂに貼り付け固定し、流動性透明充填液３として、屈折率ｎ＝１．３３の純水を用いた。 (Comparative Example 1)
In relation to the first embodiment of the present invention, the results of comparative experiments on the fluid transparent filling liquid 3 used in the hydraulic variable focus lens unit 100 will be described below. As a specific example of the variable focus lens unit 100, an acrylic plate was used as the transparent support 1, and a polyethylene film was used as the transparent and elastically deformable membrane 2. The lens opening region 1b of the transparent support 1 has a circular shape with a diameter of 30 mm, and a polyethylene film having a thickness of 10 μm is attached and fixed to the circular opening region 1b of the acrylic plate to obtain a refractive index n as a fluid transparent filling liquid 3. = 1.33 pure water was used.

図１Ｂのように、液圧ポンプ４の１つの具体例として、実験の簡便を測るため、シリンジ筒１７Ａ及びピストン１７Ｂよりなる手動のシリンジ１７を用い、液注入量と圧力と可変焦点範囲との関係を求めたところ、液注入量と度数（Ｄｉｏｐｔｅｒ、焦点距離をメートル単位で表した数値の逆数）との関係、及び、圧力と度数（Ｄｉｏｐｔｅｒ）との関係は、いずれも、ほぼ線形の関係にあった。＋４度の可変焦点を得るための液注入量は０．５４ｍｌ、所要圧力は約１ｋＰａ（１／１００気圧）であった。より少ない液注入量で、かつ、より少ない所要圧力で動作させるには、高い屈折率の流動性透明充填液３を使用することが好ましい。円形のレンズ開口領域１ｂの直径２５ｍｍ、ポリエチレンフイルムの厚み１０μｍ、流動性透明充填液として屈折率ｎ＝１．５６のシリコーンオイルを流動性透明充填液３として用いたところ、所要液注入量は０．２ｍｌ、所要圧力は約０．５ｋＰａであった。   As a specific example of the hydraulic pump 4 as shown in FIG. 1B, in order to measure the simplicity of the experiment, a manual syringe 17 including a syringe cylinder 17A and a piston 17B is used, and the liquid injection amount, pressure, and variable focus range are When the relationship was calculated, the relationship between the liquid injection amount and the frequency (Diopter, the reciprocal of the numerical value representing the focal length in meters), and the relationship between the pressure and the frequency (Diopter) are both substantially linear relationships. It was in. The liquid injection amount for obtaining a variable focus of +4 degrees was 0.54 ml, and the required pressure was about 1 kPa (1/100 atm). In order to operate with a smaller liquid injection amount and a lower required pressure, it is preferable to use a fluid transparent filling liquid 3 having a high refractive index. When silicone oil having a circular lens opening region 1b diameter of 25 mm, a polyethylene film thickness of 10 μm, and a refractive index n = 1.56 as the fluid transparent filling liquid was used as the fluid transparent filling liquid 3, the required liquid injection amount was 0. 0.2 ml, the required pressure was about 0.5 kPa.

次に、液圧ポンプ４の別の具体例としてガラス製のシリンジ１７を用い、液圧ポンプ用の動作液体６の種類を変えて比較実験した結果について述べる。液圧ポンプ用の動作液体６として純水を用いたところ、ピストン１７Ｂとシリンジ筒１７Ａの間の摺動はスムーズであったが、液圧ポンプ用の動作液体６としてシリコーンオイルを用いたところ、ピストン１７Ｂとシリンジ筒１７Ａの間に摺動抵抗が動き、ピストン１７Ｂの動きを阻害する現象が認められた。このシリコーンオイルのように、可変焦点レンズ部１００に使用するのに優れた動作液体でも、液圧ポンプ４に使用するのに、必ずしも好都合であるとは限らないことが分かった。   Next, the result of a comparative experiment using a glass syringe 17 as another specific example of the hydraulic pump 4 and changing the type of the working liquid 6 for the hydraulic pump will be described. When pure water was used as the working liquid 6 for the hydraulic pump, sliding between the piston 17B and the syringe cylinder 17A was smooth, but when silicone oil was used as the working liquid 6 for the hydraulic pump, A sliding resistance moved between the piston 17B and the syringe cylinder 17A, and a phenomenon was observed that hindered the movement of the piston 17B. It has been found that even an operating liquid excellent in use for the variable focus lens unit 100, such as this silicone oil, is not necessarily convenient for use in the hydraulic pump 4.

尚、本比較例では透明で弾性変形可能なメンブレン２が、可変焦点レンズ部１００の片側のみにある片凸レンズあるいは片凹レンズの作用をするものについて述べたが、メンブレン２を両側に配置した（例えば、支持体の開口縁部の両側にメンブレンを配置するようにした）両凸レンズあるいは両凹レンズ（図示せず）の作用をするように構成した可変焦点レンズ装置とすることもできる。   In this comparative example, the transparent and elastically deformable membrane 2 has been described as acting as a single convex lens or a single concave lens on only one side of the varifocal lens unit 100, but the membrane 2 is disposed on both sides (for example, A variable focus lens device configured to act as a biconvex lens or a biconcave lens (not shown) in which membranes are arranged on both sides of the opening edge of the support can also be provided.

（第１実施例）
次に、本発明の前記第１実施形態の１つの具体例としての第１実施例について説明する。この第１実施例では、可変焦点レンズ部１００に適した液体（流動性透明充填液３）と、液圧ポンプ部１０１に適した液体（液圧ポンプ用の動作液体６）との間で圧力と流量とを伝達する液圧力流量伝達装置７の具体例について説明する。液圧力流量伝達装置７の１つの具体例を構成するアクリル製ケーシング９ａで形成される液圧力流量伝達装置セル９の中の弾性変形可能なメンブレン８の隔壁（仕切壁）として、軟質のシリコンゴム製の厚み５０μｍ、直径２５ｍｍの円形シートを用い、可変焦点レンズ部１００の液体（流動性透明充填液３）としてシリコーンオイルを使用し、液圧ポンプ部１０１の液体（液圧ポンプ用の動作液体６）として純水を使用した。液圧ポンプ４としてガラス製のシリンジ１７を用いた場合、前述したように液圧ポンプ部１０１の液体は純水であるので、ピストン１７Ｂとシリンジ筒１７Ａの間の摺動はスムーズであった。可変焦点レンズ部１００として比較例１に述べたような構成の可変焦点レンズを用い、可変焦点レンズ部１００の液体としてシリコーンオイルを用いる場合には、＋４度の可変焦点を得るための液注入量は０．２ｍｌであったが、この所要液注入量を得るための所要圧力は約０．５ｋＰａであった。この所要圧力は、比較例１に述べた可変焦点レンズ部１００を駆動するのに要する所要圧力とほとんど変わらず、すなわち、この第１実施例の液圧力流量伝達装置７が可変焦点レンズ部１００と液圧ポンプ部１０１の間に介在した場合の圧力伝達ロスは、ほとんどないことが分かった。 (First embodiment)
Next, a first example as one specific example of the first embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment, the pressure between the liquid (fluid transparent filling liquid 3) suitable for the variable focus lens unit 100 and the liquid suitable for the hydraulic pump unit 101 (operating liquid 6 for the hydraulic pump) is selected. A specific example of the hydraulic pressure flow transmission device 7 that transmits the flow rate and the flow rate will be described. As a partition wall (partition wall) of the elastically deformable membrane 8 in the liquid pressure / flow rate transmission device cell 9 formed by an acrylic casing 9a constituting one specific example of the hydraulic pressure / flow rate transmission device 7, soft silicone rubber A circular sheet having a thickness of 50 μm and a diameter of 25 mm is used, silicone oil is used as the liquid (fluid transparent filling liquid 3) of the variable focus lens unit 100, and the liquid of the hydraulic pump unit 101 (operating liquid for the hydraulic pump) Pure water was used as 6). When the glass syringe 17 was used as the hydraulic pump 4, the liquid in the hydraulic pump unit 101 was pure water as described above, and therefore the sliding between the piston 17B and the syringe cylinder 17A was smooth. When a variable focus lens having the configuration described in Comparative Example 1 is used as the variable focus lens unit 100 and silicone oil is used as the liquid of the variable focus lens unit 100, the amount of liquid injection for obtaining a variable focus of +4 degrees is used. The required pressure for obtaining this required liquid injection amount was about 0.5 kPa. This required pressure is almost the same as the required pressure required to drive the variable focus lens unit 100 described in Comparative Example 1, that is, the fluid pressure flow rate transmission device 7 of the first embodiment is different from the variable focus lens unit 100. It was found that there was almost no pressure transmission loss when interposed between the hydraulic pump units 101.

このように、液圧力流量伝達装置７として、簡便な構造により、液圧ロス及び液量ロスの少ない液種の変換機能（液圧力及び流量伝達機能）を実現することができる。   As described above, the liquid pressure flow rate transmission device 7 can realize a liquid type conversion function (liquid pressure and flow rate transmission function) with a small liquid pressure loss and liquid volume loss with a simple structure.

この第１実施例の構成によれば、両者の液体（流動性透明充填液３と液圧ポンプ用の動作液体６）を共通で用いる必要がなく、それぞれの液体の材料をそれぞれの機能に応じて最適化することができるため、それぞれの液体の材料選択の幅を大きくすることができる。   According to the configuration of the first embodiment, it is not necessary to use both liquids (the fluid transparent filling liquid 3 and the hydraulic liquid 6 for the hydraulic pump) in common, and the materials of the respective liquids correspond to the respective functions. Therefore, the range of material selection for each liquid can be increased.

（第２実施例）
次に、本発明の前記第１実施形態の別の具体例としての第２実施例について説明する。この第２実施例の液圧ポンプ４に使用するエレクトロアクティブポリマー部材１０として導電性ポリマーを用いる例について述べる。ピロールのモノマーを支持電解質層となるプロピレンカーボネート中に溶解した有機溶媒中で、カーボン電極を析出電極としてガルバノスタットモード（定電流制御モード）にてポリピロールを電解重合により合成した膜を用い、電解液（液圧ポンプ用の動作液体）６としてイオン性液体であるエチルメチルイミダゾリウム・トリフロロメタンスルフォニルイミド（ＥＭＩ・ＴＦＳＩ）を用いた。この電解液６は、ＥＭＩ（エチルメチルイミダゾリウム）有機カチオンとＴＦＳＩ（トリフロロメタンスルフォニルイミド）アニオンよりなるイオン結合性の常温で液体である常温溶融塩である。 (Second embodiment)
Next, a second example as another specific example of the first embodiment of the present invention will be described. An example in which a conductive polymer is used as the electroactive polymer member 10 used in the hydraulic pump 4 of the second embodiment will be described. In an organic solvent in which pyrrole monomer is dissolved in propylene carbonate as a supporting electrolyte layer, a solution obtained by synthesizing polypyrrole by electropolymerization in a galvanostat mode (constant current control mode) using a carbon electrode as a deposition electrode is used. The ionic liquid ethylmethylimidazolium trifluoromethanesulfonylimide (EMI / TFSI) was used as the (operating liquid for hydraulic pump) 6. This electrolytic solution 6 is a room temperature molten salt that is liquid at room temperature and has an ionic bond property composed of an EMI (ethylmethylimidazolium) organic cation and a TFSI (trifluoromethanesulfonylimide) anion.

このような材料を使う液圧ポンプ４では、±１Ｖ〜２Ｖの低駆動電圧で駆動可能である。このエレクトロアクティブポリマー部材１０は、主に、ＥＭＩカチオンがポリピロール膜に出入りすることにより、屈曲駆動される。イオン半径が比較的大きい有機カチオンであるＥＭＩカチオンの出入りに伴う、ポリマーの伸縮を利用することができるので、発生変位の大きな液圧ポンプ４とすることができる。さらに、発生圧力については、所要圧力の〜１ｋＰａを上回る圧力を得ることができる。   The hydraulic pump 4 using such a material can be driven with a low driving voltage of ± 1 V to 2 V. The electroactive polymer member 10 is driven to bend mainly when EMI cations enter and exit the polypyrrole film. Since the expansion and contraction of the polymer accompanying the entry and exit of the EMI cation, which is an organic cation having a relatively large ionic radius, can be used, the hydraulic pump 4 having a large generated displacement can be obtained. Furthermore, as for the generated pressure, a pressure exceeding ˜1 kPa of the required pressure can be obtained.

次に、この第２実施例における液圧力流量伝達装置７について述べる。液圧力流量伝達装置７の１つの具体例を構成する液圧力流量伝達装置セル９のケーシング９ａとして、第１実施例と同様のアクリル樹脂を用いたところ、電解液（液圧ポンプ用の動作液体）６であるイオン性液体のエチルメチルイミダゾリウム・トリフロロメタンスルフォニルイミド（ＥＭＩ・ＴＦＳＩ）が、アクリル樹脂を溶融する不都合が認められた。このため、ポリカーボネート製のケーシング９ａで形成される液圧力流量伝達装置セル９を用いた。   Next, the hydraulic pressure flow transmission device 7 in the second embodiment will be described. When an acrylic resin similar to that of the first embodiment is used as the casing 9a of the liquid pressure flow rate transmission device cell 9 constituting one specific example of the liquid pressure flow rate transmission device 7, an electrolytic solution (operating liquid for a hydraulic pressure pump) is used. 6) The ionic liquid ethylmethylimidazolium trifluoromethanesulfonylimide (EMI TFSI) 6 was found to have a disadvantage of melting the acrylic resin. For this reason, the hydraulic pressure flow transmission device cell 9 formed of the polycarbonate casing 9a was used.

液圧ポンプ用の動作液体である前記の電解液６中には、導電性ポリマーであるポリピロール製の対向電極１１が設けられ、同じく導電性ポリマーであるポリピロール製のエレクトロアクティブポリマー部材１０が設けられている。駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を用いて、エレクトロアクティブポリマー部材１０と対向電極１１との間に電圧が印加される。ここで、図１Ａに示すように対向電極１１側に負の電圧（―Ｖ）を印加するとともに、エレクトロアクティブポリマー部材１０に負の電圧（＋Ｖ）を印加すると、電解液６中のＥＭＩカチオンは、エレクトロアクティブポリマー部材１０側から対向電極１１側に移動し、エレクトロアクティブポリマー部材１０であるポリピロール中に存在していたＥＭＩカチオンが、エレクトロアクティブポリマー部材１０から引き抜かれ、この結果、エレクトロアクティブポリマー部材１０は電圧印加前の初期の長さから縮むように動作する。   In the electrolytic solution 6 which is an operating liquid for a hydraulic pump, a counter electrode 11 made of polypyrrole which is a conductive polymer is provided, and an electroactive polymer member 10 made of polypyrrole which is also a conductive polymer is provided. ing. A voltage is applied between the electroactive polymer member 10 and the counter electrode 11 using the drive power supply control device 30 and the switch 31. Here, when a negative voltage (−V) is applied to the counter electrode 11 side as shown in FIG. 1A and a negative voltage (+ V) is applied to the electroactive polymer member 10, the EMI cation in the electrolyte 6 is The EMI cation that has moved from the electroactive polymer member 10 side to the counter electrode 11 side and was present in the polypyrrole as the electroactive polymer member 10 is extracted from the electroactive polymer member 10, and as a result, the electroactive polymer member 10 operates to shrink from the initial length before voltage application.

ＥＭＩ・ＴＦＳＩの屈折率を、アッベ屈折率計を用いて測定したところ、屈折率は１．４３であり、このＥＭＩ・ＴＦＳＩを可変焦点レンズ装置に用いることは可能であるが、ＥＭＩ・ＴＦＳＩの密度を振動式密度計で計測したところ、１．５２ｇ／ｃｍ２であり、密度が比較的大きく、可変焦点レンズ部１００を上下方向沿いに配置して使用する場合（例えば、図１Ａの上下方向を大略鉛直方向沿いに配置して使用する場合）、重力の影響によりメンブレン２が歪み、光学歪が相対的に大きくなる欠点が考えられる。 When the refractive index of EMI · TFSI was measured using an Abbe refractometer, the refractive index was 1.43, and this EMI · TFSI can be used in a variable focus lens device. When the density is measured by a vibration type densimeter, it is 1.52 g / cm 2 , the density is relatively large, and the variable focus lens unit 100 is used by being arranged along the vertical direction (for example, the vertical direction in FIG. 1A). Is generally disposed along the vertical direction), the membrane 2 is distorted by the influence of gravity, and the optical distortion becomes relatively large.

そこで、可変焦点レンズ部１００の液体（流動性透明充填液３）として、密度が１．０７ｇ／ｃｍ２と小さいシリコーンオイルを用いる組み合わせが、重力の影響による光学歪が小さく、優れていると考えた。よって、弾性変形可能なメンブレン２として、軟質のシリコンゴム製の厚み５０μｍ、直径２５ｍｍの円形シートを用い、可変焦点レンズ部１００の液体（流動性透明充填液３）としてシリコーンオイルを使用するとともに、液圧ポンプ部１０１の液体（液圧ポンプ用の動作液体６）として上述のようにイオン性液体であるエチルメチルイミダゾリウム・トリフロロメタンスルフォニルイミド（ＥＭＩ・ＴＦＳＩ）を使用する組み合わせを選んだ。可変焦点レンズ部１００として比較例１に述べた可変焦点レンズ部１００を用い、可変焦点レンズ部１００の液体（流動性透明充填液３）としてシリコーンオイルを用いる場合には、＋４度の可変焦点を得るための液注入量は０．２ｍｌであったが、この所要液注入量を得るための所要圧力は約０．５ｋＰａであった。この所要圧力は、上述した液圧ポンプ４で発生可能であった。 Therefore, it is considered that the combination using silicone oil having a small density of 1.07 g / cm 2 as the liquid (fluid transparent filling liquid 3) of the varifocal lens unit 100 is excellent in that the optical distortion due to the influence of gravity is small. It was. Therefore, as the elastically deformable membrane 2, a soft silicon rubber-made circular sheet having a thickness of 50 μm and a diameter of 25 mm is used, and silicone oil is used as the liquid (fluid transparent filling liquid 3) of the variable focus lens unit 100, A combination using ethylmethylimidazolium trifluoromethanesulfonylimide (EMI / TFSI), which is an ionic liquid, was selected as described above as the liquid of the hydraulic pump unit 101 (operating liquid 6 for the hydraulic pump). When the variable focus lens unit 100 described in Comparative Example 1 is used as the variable focus lens unit 100 and silicone oil is used as the liquid (fluid transparent filling liquid 3) of the variable focus lens unit 100, a variable focus of +4 degrees is set. The liquid injection amount to obtain was 0.2 ml, but the required pressure to obtain this required liquid injection amount was about 0.5 kPa. This required pressure could be generated by the hydraulic pump 4 described above.

この第２実施例の構成によれば、液圧ポンプ４の液圧ポンプ部１０１に使用する動作液体と、可変焦点レンズ部１００に使用する動作液体を、それぞれの目的に応じて個別に最適化でき、材料選択の幅を大きくすることができる。   According to the configuration of the second embodiment, the working liquid used for the hydraulic pressure pump unit 101 of the hydraulic pressure pump 4 and the working liquid used for the variable focus lens unit 100 are individually optimized for each purpose. It is possible to increase the range of material selection.

（第２実施形態）
図４は、本発明の第２実施形態における可変焦点レンズ装置の断面図を示している。図５及び図６は、同様に、本発明の第２実施形態における可変焦点レンズ装置の断面図を示しているが、図１Ａとは異なる焦点変化の動作の様子を示している。第１実施形態と異なる点は、図１Ａの支持体１を２個組み合わせてメンブレン２を共有するとともに、液圧力流量伝達装置７を２個設け、液圧ポンプ４の両側にそれぞれ連結されたことである。 (Second Embodiment)
FIG. 4 shows a cross-sectional view of the variable focus lens device according to the second embodiment of the present invention. 5 and 6 similarly show cross-sectional views of the varifocal lens device according to the second embodiment of the present invention, but show the behavior of the focus change different from FIG. 1A. The difference from the first embodiment is that the two supports 1 of FIG. 1A are combined to share the membrane 2 and two hydraulic pressure flow rate transmission devices 7 are provided and connected to both sides of the hydraulic pump 4 respectively. It is.

可変焦点レンズ部１００Ａは、透明な第１及び第２支持体１Ａ，１Ｂに支持された透明で弾性変形可能なメンブレン２Ｃと、このメンブレン２Ｃの両面に接して封入された屈折率の異なる２つの第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂ、さらに、第１及び第２吐出吸入口２０Ａ及び２０Ｂより構成されている。第１及び第２支持体１Ａ，１Ｂのそれぞれは、表面側（図４の外側）が平面でかつ裏面側（図４の互いに接触した内側）が厚み方向にへこんだ円形凹部１ａを有する透明な板状の支持体で構成されている。   The varifocal lens portion 100A includes two transparent and elastically deformable membranes 2C supported by the transparent first and second supports 1A and 1B, and two different refractive indexes enclosed in contact with both surfaces of the membrane 2C. The first and second fluid transparent filling liquids 3A and 3B, and the first and second discharge suction ports 20A and 20B are further configured. Each of the first and second supports 1A and 1B has a transparent concave portion 1a in which the front surface side (outside in FIG. 4) is a flat surface and the back surface side (inside in contact with each other in FIG. 4) is recessed in the thickness direction. It is composed of a plate-like support.

このような構成の可変焦点レンズ装置の度数Ｄ（Ｄｅｏｐｔｏｒ）は、次の式で近似することができる。ここで、度数Ｄ（Ｄｅｏｐｔｏｒ）はメートル単位で表した焦点距離ｆの逆数である。   The power D (Deoptor) of the variable focus lens device having such a configuration can be approximated by the following equation. Here, the frequency D (Deoptor) is the reciprocal of the focal length f expressed in meters.

（数１）
Ｄ＝１／ｆ＝（ｎ１−ｎ２）／ｒ
ここで、ｎ１とｎ２はそれぞれ第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂの屈折率、ｒはメンブレン２の曲率半径を表す。一例として、焦点距離が無限遠から２５ｃｍの明視の距離まで可変とする可変焦点レンズ装置を得るには、屈折率ｎ１＝１．５６のシリコーンオイルと屈折率ｎ２＝１．３３の水を用いた場合、メンブレン２の曲率半径ｒを無限大（平面状）から５７．５ｍｍまで変化させることで、実現することができる。所要の度数Ｄを得るために必要なメンブレンの曲率半径ｒの変化は、屈折率差（ｎ１−ｎ２）が大きいほど小さく、従って、伝達に要する圧力と流量も小さくて済むので好ましい。 (Equation 1)
D = 1 / f = (n 1 −n 2 ) / r
Here, n 1 and n 2 are the refractive indexes of the first and second fluid transparent filling liquids 3 A and 3 B, respectively, and r is the radius of curvature of the membrane 2. As an example, in order to obtain a variable focus lens device whose focal length is variable from infinity to a clear vision distance of 25 cm, a silicone oil having a refractive index n 1 = 1.56 and water having a refractive index n 2 = 1.33 are used. When used, it can be realized by changing the radius of curvature r of the membrane 2 from infinity (planar) to 57.5 mm. The change in the radius of curvature r of the membrane necessary to obtain the required frequency D is smaller as the refractive index difference (n 1 −n 2 ) is larger. Therefore, it is preferable because the pressure and flow rate required for transmission can be smaller.

液圧ポンプとしては拮抗型液圧ポンプ４Ａで構成されている。この拮抗型液圧ポンプ４Ａは、円形又は四角形のディスク状の第１及び第２支持部材１２Ａ及び１２Ｂと可動部材１３との間をバネ性の円筒状の第１及び第２ベローズ１５Ａ及び１５Ｂで連結して密閉されたセル構造にしており、第１及び第２支持部材１２Ａ及び１２Ｂは、同じく筒状支持部材１２Ｃにより連結固定されている。第１支持部材１２Ａと第１ベローズ１５Ａと可動部材１３とで形成される第１密閉セル４Ａａの第１動作液室の中の駆動源として第１エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａを用いるとともに、第２支持部材１２Ｂと第２ベローズ１５Ｂと可動部材１３とで形成される第２密閉セル４Ａｂの第２動作液室の中の駆動源として第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ｂを用い、液圧ポンプ用の動作液体として第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂをこれらの第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂに接して前記液圧ポンプ４Ａの第１及び第２密閉セル４Ａａ，４Ａｂ内に封入している。さらに、液圧ポンプ用の動作液体である第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂ中の第１及び第２支持部材１２Ａ及び１２Ｂと可動部材１３との間にそれぞれ架設されかつ第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂにそれぞれ対向するように対向電極１１をそれぞれ設けて、液圧ポンプ部１０１Ａを構成している。液圧ポンプ４Ａとしては、さらに、液圧ポンプ部１０１Ａに加えて、駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を備える。駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を用いて第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂとそれぞれの対向電極１１との間に電圧をそれぞれ独立して印加し、第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂ中のイオンを第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂにそれぞれ出入りさせることにより、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂをそれぞれ長手方向に対して伸縮させて第１及び第２支持部材１２Ａ及び１２Ｂに対して可動部材１３を移動させ、第１及び第２支持部材１２Ａ及び１２Ｂに設けた第１及び第２吐出吸入口２３Ａ及び２３Ｂより、第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂを、第１密閉セル４Ａａ又は第２密閉セル４Ａｂ内から吐出するとともに第２密閉セル４Ａｂ又は第１密閉セル４Ａａ内に吸入させる。   The hydraulic pump is composed of an antagonistic hydraulic pump 4A. This antagonistic hydraulic pump 4A includes circular and square disk-shaped first and second support members 12A and 12B and a movable member 13 between spring-shaped cylindrical first and second bellows 15A and 15B. The cell structure is connected and sealed, and the first and second support members 12A and 12B are similarly connected and fixed by a cylindrical support member 12C. The first electroactive polymer member 10A is used as a drive source in the first working liquid chamber of the first closed cell 4Aa formed by the first support member 12A, the first bellows 15A, and the movable member 13, and the second support The second electroactive polymer member 10B is used as a drive source in the second working liquid chamber of the second sealed cell 4Ab formed by the member 12B, the second bellows 15B, and the movable member 13, and the working liquid for the hydraulic pump is used. The first and second electrolytic solutions 6A and 6B are sealed in the first and second sealed cells 4Aa and 4Ab of the hydraulic pump 4A in contact with the first and second electroactive polymer members 10A and 10B. Yes. Further, the first and second support members 12A and 12B in the first and second electrolytic solutions 6A and 6B, which are working liquids for the hydraulic pump, are respectively installed between the movable member 13 and the first and second support members. A counter pressure electrode 11 is provided so as to face the electroactive polymer members 10A and 10B, respectively, to constitute a hydraulic pump unit 101A. The hydraulic pump 4A further includes a drive power supply control device 30 and a switch 31 in addition to the hydraulic pump unit 101A. A voltage is independently applied between the first and second electroactive polymer members 10A and 10B and the respective counter electrodes 11 by using the drive power supply control device 30 and the switch 31, and the first and second electrolytic solutions 6A. And 6B are caused to move in and out of the first and second electroactive polymer members 10A and 10B, respectively, thereby causing the first and second electroactive polymer members 10A and 10B to expand and contract in the longitudinal direction, respectively. The movable member 13 is moved relative to the second support members 12A and 12B, and the first and second electrolytes are supplied from the first and second discharge suction ports 23A and 23B provided in the first and second support members 12A and 12B. 6A and 6B are discharged from the first sealed cell 4Aa or the second sealed cell 4Ab and the second sealed cell 4A. Or it is sucked into the first closed cell 4Aa.

第１密閉セル４Ａａ及び第２密閉セル４Ａｂの２つの動作液室内の第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂには、対向電極１１に対して逆極性の電圧を印加するように、駆動電源制御装置３０がエレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂとそれぞれの対向電極１１にそれぞれ接続される構成としており、この結果、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ及び１０Ｂの伸縮は、逆になるように動作させる。すなわち、一方のエレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ又は１０Ｂが伸びる場合、もう一方のエレクトロアクティブポリマー部材１０Ｂ又は１０Ａは縮むように動作させることができる。   The first and second electroactive polymer members 10A and 10B in the two working fluid chambers of the first sealed cell 4Aa and the second sealed cell 4Ab are driven so as to apply a voltage of opposite polarity to the counter electrode 11. The power supply control device 30 is configured to be connected to the electroactive polymer members 10A and 10B and the respective counter electrodes 11, so that the expansion and contraction of the first and second electroactive polymer members 10A and 10B are reversed. To work. That is, when one electroactive polymer member 10A or 10B extends, the other electroactive polymer member 10B or 10A can be operated to contract.

なお、図４には図示していないが、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂに、別々の駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１を設け、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂとそれぞれの対向電極１１との間に別々の電圧を印加することにより、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂに正の電圧を印加した時と負の電圧を印加した時の伸縮の非対称性や、ヒステリシスを補償することができ、より効率的に拮抗型液圧ポンプ４Ａを駆動することができる。   Although not shown in FIG. 4, the first and second electroactive polymer members 10A and 10B are provided with separate drive power supply control devices 30 and switches 31, and the first and second electroactive polymer members 10A and By applying different voltages between 10B and each counter electrode 11, expansion and contraction when a positive voltage is applied to the first and second electroactive polymer members 10A and 10B and a negative voltage is applied. Asymmetry and hysteresis can be compensated for, and the antagonistic hydraulic pump 4A can be driven more efficiently.

図４に示す可変焦点レンズ装置における屈折率の異なる２つの第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂはほぼ非圧縮性の液体であるため、第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂの吐出量と吸入量は略等しくする必要があり、また、液圧ポンプ用の動作液体である第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂもほぼ非圧縮性の液体であるため、これら第１及び第２電解液６Ａ及び６Ｂの吐出量と吸入量も略等しくする必要がある。このため、第１及び第２エレクトロアクティブポリマー部材１０Ａと１０Ｂとそれぞれの対向電極１１との間に別々の電圧を印加する場合も、ほぼ逆極性の電圧を印加する必要がある。   Since the two first and second fluid transparent filling liquids 3A and 3B having different refractive indexes in the variable focus lens device shown in FIG. 4 are substantially incompressible liquids, the first and second fluid transparent filling liquids 3A. And the discharge amount and the suction amount of 3B need to be substantially equal, and the first and second electrolytic solutions 6A and 6B, which are working liquids for the hydraulic pump, are also substantially incompressible liquids. The discharge amount and the suction amount of the first and second electrolytic solutions 6A and 6B need to be substantially equal. For this reason, even when different voltages are applied between the first and second electroactive polymer members 10A and 10B and the respective counter electrodes 11, it is necessary to apply voltages having substantially opposite polarities.

また、図４において、可変焦点レンズ部１００Ａと液圧ポンプ部１０１Ａの間には２つの第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂを設けている。すなわち、可変焦点レンズ部１００Ａの第１支持体１Ａと液圧ポンプ部１０１Ａの第１セル４Ａａとの間に第１液圧力流量伝達装置７Ａを設けるとともに、可変焦点レンズ部１００Ａの第２支持体１Ｂと液圧ポンプ部１０１Ａの第２セル４Ａｂとの間に第２液圧力流量伝達装置７Ｂを設けている。これらの第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂは、それぞれの内部の第１及び第２液圧力流量伝達装置セル９Ａ及び９Ｂの中に弾性変形可能な第１及び第２メンブレン８Ａ及び８Ｂが設けられ、２種の液体を第１及び第２メンブレン８Ａ及び８Ｂにより仕切る構造としている点は、第１実施形態で述べた液圧力流量伝達装置７の構造と同様である。第１メンブレン８Ａにより仕切られた第１液圧力流量伝達装置セル９Ａの液圧ポンプ４Ａ側には、第１液圧力流量伝達装置セル９Ａを構成する第１ケーシング９Ａａに第１吐出吸入口２２Ａを設けて、第１吐出吸入口２２Ａを第１支持部材１２Ａの第１吐出吸入口２３Ａと連通させる。第１メンブレン８Ａにより仕切られた第１液圧力流量伝達装置セル９Ａの可変焦点レンズ１００Ａ側には、第１ケーシング９Ａａに第１吐出吸入口２１Ａを設けて、第１メンブレン８Ａで仕切られた２つの液体（液圧ポンプ用の動作液体６Ａと可変焦点レンズ用の流動性透明充填液３Ａ）をそれぞれの側で、第１吐出吸入口２２Ａと第１吐出吸入口２１Ａとを介して、吐出吸入させる。同様に、第２メンブレン８Ｂにより仕切られた第２液圧力流量伝達装置セル９Ｂの液圧ポンプ４Ａ側には、第２液圧力流量伝達装置セル９Ｂを構成する第２ケーシング９Ｂａに第２吐出吸入口２２Ｂを設けて、第２吐出吸入口２２Ｂを第２支持部材１２Ｂの第２吐出吸入口２３Ｂと連通させる。第２メンブレン８Ｂにより仕切られた第２液圧力流量伝達装置セル９Ｂの可変焦点レンズ１００Ａ側には、第２ケーシング９Ｂａに第２吐出吸入口２１Ｂを設けて、第２メンブレン８Ｂで仕切られた２つの液体（液圧ポンプ用の動作液体６Ａと可変焦点レンズ用の流動性透明充填液３Ａ）をそれぞれの側で、第２吐出吸入口２２Ｂと第２吐出吸入口２１Ｂとを介して、吐出吸入させる。第１及び第２液圧力流量伝達装置セル９Ａ，９Ｂの液圧ポンプ側の第１及び第２液圧ポンプ用空間９Ａｂ，９Ｂｂ内には、液圧ポンプ用の第１及び第２動作液体６Ａ及び６Ｂが満たされているとともに、第１及び第２液圧力流量伝達装置セル９Ａ，９Ｂの可変焦点レンズ部側の第１及び第２可変焦点レンズ部用空間９Ａｃ，９Ｂｃ内には可変焦点レンズ用の第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂが満たされている。可変焦点レンズ部１００Ａの第１支持体１Ａの第１吐出吸入口２０Ａと第１液圧力流量伝達装置７Ａの第１吐出吸入口２１Ａとは第１連結管２４Ａにより連結されている。第１液圧力流量伝達装置７Ａの第１吐出吸入口２１Ａと第１液圧ポンプ４Ａの第１吐出吸入口２３Ａとは第１連結管２５Ａにより連結されている。可変焦点レンズ部１００Ａの第２支持体１Ｂの第２吐出吸入口２０Ｂと第２液圧力流量伝達装置７Ｂの第２吐出吸入口２１Ｂとは第２連結管２４Ｂにより連結されている。第２液圧力流量伝達装置７Ｂの第２吐出吸入口２１Ｂと第２液圧ポンプ４Ｂの第２吐出吸入口２３Ｂとは第２連結管２５Ｂにより連結されている。   In FIG. 4, two first and second hydraulic pressure flow rate transmission devices 7A and 7B are provided between the variable focus lens unit 100A and the hydraulic pressure pump unit 101A. In other words, the first fluid pressure flow transmission device 7A is provided between the first support 1A of the variable focus lens unit 100A and the first cell 4Aa of the hydraulic pump unit 101A, and the second support of the variable focus lens unit 100A. A second hydraulic pressure flow transmission device 7B is provided between 1B and the second cell 4Ab of the hydraulic pump unit 101A. These first and second hydraulic pressure flow rate transmission devices 7A and 7B are respectively provided with first and second membranes 8A and 8B that can be elastically deformed in the first and second hydraulic pressure flow rate transmission device cells 9A and 9B, respectively. The point that 8B is provided and the two types of liquid are separated by the first and second membranes 8A and 8B is the same as the structure of the hydraulic pressure flow transmission device 7 described in the first embodiment. On the side of the hydraulic pump 4A of the first hydraulic pressure flow transmission device cell 9A partitioned by the first membrane 8A, a first discharge suction port 22A is provided in the first casing 9Aa constituting the first hydraulic pressure flow transmission device cell 9A. The first discharge suction port 22A is communicated with the first discharge suction port 23A of the first support member 12A. On the variable focus lens 100A side of the first fluid pressure flow transmitting device cell 9A partitioned by the first membrane 8A, a first discharge suction port 21A is provided in the first casing 9Aa, and the partition 2 is partitioned by the first membrane 8A. Two liquids (the working liquid 6A for the hydraulic pump and the fluid transparent filling liquid 3A for the variable focus lens) are discharged on each side via the first discharge suction port 22A and the first discharge suction port 21A. Let Similarly, on the side of the hydraulic pump 4A of the second hydraulic pressure / flow rate transmission device cell 9B partitioned by the second membrane 8B, the second discharge / suction is supplied to the second casing 9Ba constituting the second hydraulic pressure / flow rate transmission device cell 9B. A port 22B is provided to allow the second discharge suction port 22B to communicate with the second discharge suction port 23B of the second support member 12B. A second discharge suction port 21B is provided in the second casing 9Ba on the varifocal lens 100A side of the second fluid pressure flow rate transmitting device cell 9B partitioned by the second membrane 8B, and the second fluid 8 is partitioned by the second membrane 8B. Two liquids (the working liquid 6A for the hydraulic pump and the fluid transparent filling liquid 3A for the variable focus lens) are discharged on each side via the second discharge suction port 22B and the second discharge suction port 21B. Let In the first and second hydraulic pump spaces 9Ab and 9Bb on the hydraulic pump side of the first and second hydraulic pressure flow transmission device cells 9A and 9B, the first and second working liquids 6A for the hydraulic pump are provided. And 6B are filled, and the variable focus lens is located in the first and second variable focus lens portion spaces 9Ac and 9Bc on the variable focus lens portion side of the first and second fluid pressure flow rate transmitting cells 9A and 9B. The first and second fluid transparent filling liquids 3A and 3B for use are filled. The first discharge suction port 20A of the first support 1A of the variable focus lens unit 100A and the first discharge suction port 21A of the first hydraulic pressure flow transmission device 7A are connected by a first connecting pipe 24A. The first discharge suction port 21A of the first hydraulic pressure flow transmission device 7A and the first discharge suction port 23A of the first hydraulic pressure pump 4A are connected by a first connecting pipe 25A. The second discharge suction port 20B of the second support 1B of the variable focus lens unit 100A and the second discharge suction port 21B of the second fluid pressure flow rate transmission device 7B are connected by a second connection pipe 24B. The second discharge suction port 21B of the second hydraulic pressure flow rate transmitting device 7B and the second discharge suction port 23B of the second hydraulic pressure pump 4B are connected by a second connection pipe 25B.

図５及び図６は、本第２実施形態における可変焦点レンズ装置の電圧印加による動作状態での断面図を示している。図５は、液圧ポンプ４Ａがその第１動作液体６Ａを吐出し第２動作液体６Ｂを吸引し、第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂを介して圧力及び流量が伝達された可変焦点レンズ用の動作液である２つの屈折率の異なる第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂのうちの第１流動性透明充填液３Ａを液体レンズ部１００Ａに注入するとともに第２流動性透明充填液３Ｂを液体レンズ部１００Ａから吐出している様子を示している。透明で弾性変形可能なメンブレン２には、液圧ポンプ４Ａからの圧力が第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂを介して伝達されるとともに、第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂの第１及び第２液体レンズ部用空間１Ａｓ及び１Ｂｓへの封入量を増加及び減少させるように働き、その結果、メンブレン２の形状を変化させる。   5 and 6 show cross-sectional views of the varifocal lens device according to the second embodiment in an operating state by voltage application. In FIG. 5, the hydraulic pump 4A discharges the first working liquid 6A and sucks the second working liquid 6B, and the pressure and flow rate are transmitted through the first and second fluid pressure flow rate transmitting devices 7A and 7B. The first fluid transparent filling liquid 3A out of the first and second fluid transparent filling liquids 3A and 3B having two different refractive indexes, which is the working liquid for the variable focus lens, is injected into the liquid lens unit 100A and the second fluid is filled. A state in which the fluid transparent filling liquid 3B is discharged from the liquid lens portion 100A is shown. The transparent and elastically deformable membrane 2 is transmitted with pressure from the hydraulic pump 4A via the first and second hydraulic pressure flow transmission devices 7A and 7B, and the first and second fluid transparent filling liquids. It acts to increase and decrease the amount of 3A and 3B enclosed in the first and second liquid lens unit spaces 1As and 1Bs, and as a result, the shape of the membrane 2 is changed.

その結果、流動性透明充填液３Ａとして、流動性透明充填液３Ｂの屈折率より大きな屈折率を有する流動性透明充填液を選んで使用して電圧を印加する場合、図５に示すように、メンブレン２が若干湾曲して、第１液体レンズ部用空間１Ａｓ側から第２液体レンズ部用空間１Ｂｓ側に突出した凸レンズ状態（実線の参照符号２を参照）にメンブレン２の形状が変化する。この状態で、可変焦点レンズ部１００Ａの光軸５と平行に第１支持体１Ａに入射光５Ａが入射すると、入射光５Ａはメンブレン２で屈折されて出射光５Ｂとなり、焦点５Ｃに焦点を結ぶ凸レンズの作用をメンブレン２が行う。   As a result, as shown in FIG. 5, when a fluid transparent filling liquid having a refractive index larger than the refractive index of the fluid transparent filling liquid 3B is selected and used as the fluid transparent filling liquid 3A, as shown in FIG. The membrane 2 is slightly curved, and the shape of the membrane 2 changes to a convex lens state (see reference numeral 2 in the solid line) that protrudes from the first liquid lens portion space 1As side to the second liquid lens portion space 1Bs side. In this state, when the incident light 5A is incident on the first support 1A in parallel with the optical axis 5 of the variable focus lens unit 100A, the incident light 5A is refracted by the membrane 2 to become outgoing light 5B, and is focused on the focal point 5C. The membrane 2 performs the function of the convex lens.

一方、図６は、拮抗型液圧ポンプ４Ａが図５の場合と逆の動作をする場合を示している。すなわち、図６は、液圧ポンプ４Ａがその第２動作液体６Ｂを吐出し第１動作液体６Ａを吸引し、第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂを介して圧力及び流量が伝達された可変焦点レンズ用の動作液である２つの屈折率の異なる第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂのうちの第２流動性透明充填液３Ｂを液体レンズ部１００Ａに注入するとともに第１流動性透明充填液３Ａを液体レンズ部１００Ａから吐出している様子を示している。透明で弾性変形可能なメンブレン２には、液圧ポンプ４Ａからの圧力が第１及び第２液圧力流量伝達装置７Ａ及び７Ｂを介して伝達されるとともに、第１及び第２流動性透明充填液３Ａ及び３Ｂの第１及び第２液体レンズ部用空間１Ａｓ及び１Ｂｓへの封入量を増加及び減少させるように働き、その結果、メンブレン２の形状を変化させる。   On the other hand, FIG. 6 shows a case where the antagonistic hydraulic pump 4A operates in the reverse manner to the case of FIG. That is, FIG. 6 shows that the hydraulic pump 4A discharges the second working liquid 6B and sucks the first working liquid 6A, and the pressure and flow rate are transmitted via the first and second liquid pressure flow rate transmitting devices 7A and 7B. The second fluid transparent filling liquid 3B out of the first and second fluid transparent filling liquids 3A and 3B having different refractive indexes, which is the operating fluid for the variable focus lens, is injected into the liquid lens unit 100A. A state in which the first fluid transparent filling liquid 3A is being discharged from the liquid lens portion 100A is shown. The transparent and elastically deformable membrane 2 is transmitted with pressure from the hydraulic pump 4A via the first and second hydraulic pressure flow transmission devices 7A and 7B, and the first and second fluid transparent filling liquids. It acts to increase and decrease the amount of 3A and 3B enclosed in the first and second liquid lens unit spaces 1As and 1Bs, and as a result, the shape of the membrane 2 is changed.

その結果、流動性透明充填液３Ａとして、流動性透明充填液３Ｂの屈折率より大きな屈折率を有する流動性透明充填液を選んで使用して電圧を図５とは逆に印加する場合、図６に示すように、メンブレン２が若干湾曲して、第２液体レンズ部用空間１Ｂｓ側から第１液体レンズ部用空間１Ａｓ側に突出した凸レンズ状態（実線の参照符号２を参照）にメンブレン２の形状が変化する。この状態で、可変焦点レンズ部１００Ａの光軸５と平行に第１支持体１Ａに入射光５Ａが入射すると、入射光５Ａはメンブレン２で屈折されて、図６の実線に示すように、光軸５に平行でなく、かつ、平行な出射光よりも広がった出射光５Ｂｄとなってメンブレン２から出射し、凹レンズの作用をなす。   As a result, when a fluid transparent filling liquid having a refractive index larger than the refractive index of the fluid transparent filling liquid 3B is selected and used as the fluid transparent filling liquid 3A, the voltage is applied in the opposite direction to FIG. As shown in FIG. 6, the membrane 2 is slightly curved so that it protrudes from the second liquid lens portion space 1Bs side to the first liquid lens portion space 1As side (see reference numeral 2 in the solid line). The shape changes. In this state, when the incident light 5A is incident on the first support 1A in parallel with the optical axis 5 of the varifocal lens portion 100A, the incident light 5A is refracted by the membrane 2, and as shown by the solid line in FIG. Outgoing light 5Bd that is not parallel to the axis 5 and spreads out from the parallel outgoing light is emitted from the membrane 2 and functions as a concave lens.

このような構成によれば、２つの流動性透明充填液３Ａ，３Ｂの比重をほぼ等しくすることが可能で、従って、重力の影響による光学歪を少なくすることのできるので、好都合である。また、このような構成によれば、液圧型可変焦点レンズ部１００Ａの２つの流動性透明充填液３Ａ，３Ｂの吐出と吸入のバランスを取ることができて、好ましい。   Such a configuration is advantageous because the specific gravity of the two fluid transparent filling liquids 3A and 3B can be made substantially equal, and therefore optical distortion due to the influence of gravity can be reduced. Further, such a configuration is preferable because it can balance the discharge and suction of the two fluid transparent filling liquids 3A and 3B of the hydraulic variable focus lens unit 100A.

拮抗型液圧ポンプ４Ａは、一例として、前述した第１実施形態の第２実施例に述べた材料により構成することができる。このような構成によれば、軽量なエレクトロアクティブ部材１０Ａ，１０Ｂを駆動源とすることができるため、液圧ポンプ部１０１Ａも小型軽量化でき、従って、全体として小型軽量の可変焦点レンズ装置を実現できる。さらに、動作音のない液圧ポンプ４Ａの駆動源とすることが出来る。軽量であることが必要であり、静音であることが必要とされるウエアラブル用として優れた可変焦点レンズ装置を備えた機器を実現することが出来る。   As an example, the antagonistic hydraulic pump 4A can be made of the materials described in the second example of the first embodiment described above. According to such a configuration, since the lightweight electroactive members 10A and 10B can be used as a drive source, the hydraulic pump unit 101A can be reduced in size and weight, and thus, a small and lightweight variable focus lens device can be realized as a whole. it can. Furthermore, it can be used as a drive source for the hydraulic pump 4A without operating noise. It is possible to realize a device including a variable focus lens device that is excellent for wearables that needs to be lightweight and quiet.

（第３実施例）
本第２実施形態の液圧ポンプ４に使用するエレクトロアクティブポリマー部材１０Ａ，１０Ｂとして導電性微粒子分散ポリマーを用いる例について述べる。導電性微粒子として単層カーボンナノチューブを用い、これに、イオン性液体であるエチルメチルイミダゾリウム・トリフロロメタンスルフォニルイミド（ＥＭＩ・ＴＦＳＩ）及びフッ化ビニリデン系ポリマーを加えて加熱し、導電性微粒子分散ポリマーを得た。電解液（液圧ポンプ用の動作液体）６Ａ，６Ｂとして第２実施例と同様のイオン性液体であるエチルメチルイミダゾリウム・トリフロロメタンスルフォニルイミド（ＥＭＩ・ＴＦＳＩ）を用いた。この電解液６Ａ，６Ｂは、ＥＭＩ有機カチオンとＴＦＳＩアニオンよりなるイオン結合性の常温で液体である常温溶融塩である。このようなイオン液体は、水溶性電解液や有機溶媒系電解液に比べて同じ範囲の電圧印加で電気分解が起こりにくく、繰り返し動作寿命に優れた液圧ポンプ４Ａを実現でき、従って、繰り返し寿命に優れた可変焦点レンズ装置を実現できる。 (Third embodiment)
An example in which a conductive fine particle dispersed polymer is used as the electroactive polymer members 10A and 10B used in the hydraulic pump 4 of the second embodiment will be described. Single-walled carbon nanotubes are used as the conductive fine particles, and the ionic liquid ethylmethylimidazolium trifluoromethanesulfonylimide (EMI / TFSI) and vinylidene fluoride polymer are added and heated to disperse the conductive fine particles. A polymer was obtained. As electrolytes (operating liquids for hydraulic pumps) 6A and 6B, ethylmethylimidazolium trifluoromethanesulfonylimide (EMI / TFSI), which is the same ionic liquid as in the second example, was used. The electrolytic solutions 6A and 6B are room temperature molten salts that are liquid at room temperature and have an ionic bond property composed of an EMI organic cation and a TFSI anion. Such an ionic liquid is less susceptible to electrolysis when applied with a voltage in the same range as compared with a water-soluble electrolytic solution or an organic solvent-based electrolytic solution, and can realize a hydraulic pump 4A having an excellent repeated operation life. Can be realized.

尚、導電性のポリマーとしては、ポリマーそれ自体で電子導電性を有する、例えばポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェインなどの有機導電性ポリマー及びその誘導体や、炭素系微粒子を分散した導電性のポリマー及びその誘導体を用いることができる。
このような材料を使う液圧ポンプでは、±１Ｖ〜２Ｖの低駆動電圧で駆動可能である。かつ駆動に必要な電流も小さいため、低い消費電力で駆動できる小型軽量なバッテリ駆動の液圧ポンプを実現でき、従って、全体として小型軽量な可変焦点レンズ装置を実現できる。 As the conductive polymer, the polymer itself has electronic conductivity, for example, an organic conductive polymer such as polyaniline, polypyrrole, polythiophene and its derivatives, a conductive polymer in which carbon-based fine particles are dispersed, and its Derivatives can be used.
A hydraulic pump using such a material can be driven with a low driving voltage of ± 1 V to 2 V. In addition, since the current required for driving is small, it is possible to realize a small and lightweight battery-driven hydraulic pump that can be driven with low power consumption, and therefore, it is possible to realize a small and light variable focus lens device as a whole.

（第３実施形態）
図７は、本発明の第３実施形態として、本発明の前記第１又は第２実施形態にかかる可変焦点レンズ装置を適用した電動式遠近両用メガネを示す斜視図を示す。なお、以下の説明では、簡略化するため、第１実施形態の図１Ａに基づいて説明する。また、図７では、図示を簡略化するため、片方のレンズについてのみ図示しているが、他方のレンズについても、同様な構成を備えることにより、両方のレンズについて、それぞれ独立して、遠方や近くが見やすい焦点にそれぞれ切り替えることができる。 (Third embodiment)
FIG. 7 is a perspective view showing a motorized perspective lens to which the variable focus lens device according to the first or second embodiment of the present invention is applied as a third embodiment of the present invention. In the following description, for simplification, description will be made based on FIG. 1A of the first embodiment. Further, in FIG. 7, for simplification of illustration, only one lens is illustrated, but the other lens has a similar configuration, so that both lenses can You can switch to a focus that is easy to see near.

本発明の前記第１実施形態にかかる液圧式の可変焦点レンズ装置をメガネフレーム（テンプル）５１に取り付け、電動式遠近両用メガネとしたものである。メガネフレームの一部をなすリムの部分に支持体１に取り付けられた透明メンブレン２を少なくとも含む液圧式の可変焦点レンズ部１００の焦点を駆動電源制御装置３０及びスイッチ３１などを使用して電動で可変とした遠近両用メガネである。フレーム（テンプル）５１の側面には、液圧ポンプ部１０１と駆動電源制御装置３０とスイッチ３１などより構成される液圧ポンプ４、及び、液圧力流量伝達装置７が組み込まれており、スイッチ３１の操作により、駆動電源制御装置３０を介して液圧ポンプ４を駆動して、液圧力流量伝達装置７を介して、可変焦点レンズ部１００に流動性透明充填液３を出入りさせて、メンブレン２を適宜湾曲させ、遠方や近くが見やすい焦点にそれぞれ切り替えて、電動式遠近両用メガネとして使用することができる。液圧力流量伝達装置７によって可変焦点レンズ部１００と液圧ポンプ部１０１が分離されているため、液圧ポンプ４に使用する動作液体６と、可変焦点レンズ部１００に使用する流動性透明充填液３を、それぞれの目的に応じて個別に最適化できると共に、液圧力流量伝達装置７によって２種類の動作液体３，６を分離しているため、配管継手２９の部分で分離及び接続することにより、２種類の動作液体３，６が混り合うことなく、可変焦点レンズ部１００と液圧ポンプ部１０１を個別にメンテナンスすることができ好都合である。   The hydraulic variable focus lens device according to the first embodiment of the present invention is attached to an eyeglass frame (temple) 51 to form electric perspective glasses. The focus of the hydraulic variable focus lens unit 100 including at least the transparent membrane 2 attached to the support 1 at the rim part forming part of the spectacle frame is electrically driven using the drive power supply control device 30 and the switch 31. It is a variable distance glasses. On the side surface of the frame (temple) 51, a hydraulic pressure pump 4 including a hydraulic pressure pump unit 101, a drive power supply control device 30, a switch 31, and the like, and a hydraulic pressure flow rate transmission device 7 are incorporated. As a result, the fluid pressure pump 4 is driven via the drive power source control device 30, and the fluid transparent filling liquid 3 is moved in and out of the variable focus lens unit 100 via the fluid pressure flow rate transmission device 7, and the membrane 2. Can be used as electric bifocal glasses by appropriately curving and switching to a focal point that is easy to see far and near. Since the variable focus lens unit 100 and the hydraulic pressure pump unit 101 are separated by the hydraulic pressure flow transmission device 7, the working liquid 6 used for the hydraulic pressure pump 4 and the fluid transparent filling liquid used for the variable focus lens unit 100. 3 can be optimized individually for each purpose, and since the two types of working liquids 3 and 6 are separated by the fluid pressure flow transmission device 7, the pipe joint 29 is separated and connected. The varifocal lens unit 100 and the hydraulic pump unit 101 can be individually maintained without the two types of working liquids 3 and 6 being mixed, which is convenient.

このように、本発明を適用した電動式遠近両用メガネは、以上の実施形態で述べたように、可変焦点レンズ部１００が薄型軽量で、液圧ポンプ部１０１も小型軽量で耳元に装着しても無音で動作可能であり、かつ低消費電力の小型軽量のバッテリ駆動ができる電動式遠近両用メガネを提供できる。   As described above, in the motorized perspective glasses to which the present invention is applied, the variable focus lens unit 100 is thin and light, the hydraulic pump unit 101 is small and light, and is attached to the ear as described in the above embodiment. In addition, it is possible to provide electric and far-behind glasses that can be operated silently and can be driven by a small and lightweight battery with low power consumption.

なお、図７には、本発明の可変焦点レンズ装置を適用した電動式遠近両用メガネについて述べたが、可変焦点機能を備えたカメラ装置、投影ディスプレイ等のその他の光学機器に適用することが可能なことは勿論である。   Note that although FIG. 7 describes the motorized perspective glasses to which the variable focus lens device of the present invention is applied, it can be applied to other optical devices such as a camera device having a variable focus function and a projection display. Of course.

なお、前記様々な実施形態のうちの任意の実施形態を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。   It is to be noted that, by appropriately combining any of the various embodiments, the effects possessed by them can be produced.

本発明の可変焦点レンズ装置は、可変焦点レンズ部に必要とされる特性と液圧ポンプ部に必要とされる特性をそれぞれ容易に最適化することができて、各種光学装置の可変焦点機能を付与する装置として利用可能である。   The variable focus lens apparatus of the present invention can easily optimize the characteristics required for the variable focus lens section and the characteristics required for the hydraulic pump section, and can provide variable focus functions for various optical apparatuses. It can be used as a device for giving.

本発明の第１実施形態における可変焦点レンズ装置の断面図である。It is sectional drawing of the variable focus lens apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における別の可変焦点レンズ装置の断面図である。It is sectional drawing of another variable focus lens apparatus in 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態における可変焦点レンズ装置の図１Ａの部分拡大断面図である。1B is a partially enlarged cross-sectional view of the variable focus lens device in FIG. 1A according to the first embodiment of the present invention. FIG. 本発明の第１実施形態の変形例における可変焦点レンズ装置の動作の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of operation | movement of the variable focus lens apparatus in the modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第１実施形態の別の変形例における可変焦点レンズ装置の動作の様子を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the mode of operation | movement of the variable focus lens apparatus in another modification of 1st Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における可変焦点レンズ装置の断面図である。It is sectional drawing of the variable focus lens apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における可変焦点レンズ装置の動作原理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principle of operation of the variable focus lens apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第２実施形態における可変焦点レンズ装置の動作原理を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the principle of operation of the variable focus lens apparatus in 2nd Embodiment of this invention. 本発明の第３実施形態として、前記第１又は第２実施形態の可変焦点レンズ装置を適用した電動メガネを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the electric glasses which applied the variable focus lens apparatus of the said 1st or 2nd embodiment as 3rd Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

１，１Ａ，１Ｂ 支持体
１ａ 凹部
１ｂ 支持体の開口領域
１ｓ，１Ａｓ，１Ｂｓ 液体レンズ部用空間
２，２ａ 透明で弾性変形可能なメンブレン
３ 流動性透明充填液
３Ａ 第１の流動性透明充填液
３Ｂ 第２の流動性透明充填液
４ 液圧ポンプ
４Ａ 拮抗型の液圧ポンプ
４ａ 密閉セル
４Ａａ 第１密閉セル
４Ａｂ 第２密閉セル
５ 光軸
５Ａ 入射光
５Ｂ，５Ｂａ，５Ｂｂ，５Ｂｃ，５Ｂｄ 出射光
５Ｃ，５Ｃｂ，５Ｃｃ 焦点
６，６Ａ，６Ｂ 液圧ポンプ用の動作液体
７，７Ａ，７Ｂ 液圧力流量伝達装置
８，８ａ，８Ａ，８Ｂ 弾性変形可能なメンブレン
９，９Ａ，９Ｂ 液圧力流量伝達装置セル
９ａ，９Ａａ，９Ｂａ ケーシング
９ｂ，９Ａｂ，９Ｂｂ 液圧ポンプ用空間
９ｃ，９Ａｃ，９Ｂｃ 可変焦点レンズ部用空間
１０，１０Ａ，１０Ｂ エレクトロアクティブポリマー部材
１１ 対向電極
１２，１２Ａ，１２Ｂ 支持部材
１３，１３ａ 可動部材
１４ バネ性のベローズ
１５Ａ，１５Ｂ ベローズ
１６ カチオン
１７ シリンジ
１７Ａ シリンジ筒
１７Ｂ ピストン
２０，２０Ａ，２０Ｂ 可変焦点レンズ部の吐出吸入口
２１，２１Ａ，２１Ｂ 液圧力流量伝達装置セルの吐出吸入口
２２，２２Ａ，２２Ｂ 液圧力流量伝達装置セルの吐出吸入口
２３，２３Ａ，２３Ｂ 液圧ポンプの吐出吸入口
２４，２４Ａ，２４Ｂ，２５Ａ，２５Ｂ 連結管
２６，２６Ａ，２６Ｂ 可変焦点レンズ部の液注入口
２７Ａ，２７Ｂ 液圧力流量伝達装置セルの液注入口
２８，２８Ａ，２８Ｂ，２８Ｃ，２８Ｄ 液注入口の栓
２９ 配管継手
２９Ａ 配管継手のオスハーフ（ニップル）
２９Ｂ 配管継手のメスハーフ（カプラ）
３０ 駆動電源制御装置
３１ スイッチ
４０Ａ 伸びる方向
４０Ｂ 縮む方向
５０ 可変焦点レンズ装置（電動式遠近両用メガネ）
１００，１００Ａ 可変焦点レンズ部
１０１，１０１Ａ 液圧ポンプ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A, 1B Support body 1a Recessed part 1b Opening area | region of support body 1s, 1As, 1Bs Space for liquid lens part 2, 2a Transparent and elastically deformable membrane 3 Fluid transparent filling liquid 3A First fluid transparent filling liquid 3B Second fluid transparent filling liquid 4 Hydraulic pump 4A Antagonistic hydraulic pump 4a Sealed cell 4Aa First sealed cell 4Ab Second sealed cell 5 Optical axis 5A Incident light 5B, 5Ba, 5Bb, 5Bc, 5Bd Emitted light 5C, 5Cb, 5Cc Focal point 6, 6A, 6B Operating liquid for hydraulic pump 7, 7A, 7B Hydraulic pressure flow transmission device 8, 8a, 8A, 8B Elastically deformable membrane 9, 9A, 9B Hydraulic pressure flow transmission device Cell 9a, 9Aa, 9Ba Casing 9b, 9Ab, 9Bb Space for hydraulic pump 9c, 9Ac, 9Bc Space for variable focus lens section 10, 10A, 10B Electroactive polymer member 11 Counter electrode 12, 12A, 12B Support member 13, 13a Movable member 14 Spring bellows 15A, 15B Bellows 16 Cation 17 Syringe 17A Syringe cylinder 17B Piston 20, 20A, 20B Discharge inlet of variable focus lens 21, 21A, 21B Discharge suction port 22, 22 A, 22 B of the hydraulic pressure flow transmission device cell Discharge suction port 23, 23 A, 23 B of the hydraulic pressure flow transmission device cell 24, 24 A, 24 B, 25 A, 25B Connecting pipe 26, 26A, 26B Liquid injection port 27A, 27B Liquid pressure flow transmission device cell liquid injection port 28, 28A, 28B, 28C, 28D Liquid injection port plug 29 Piping joint 29A Piping joint Male half (nipple)
29B Female half of pipe fitting (coupler)
30 Drive power supply control device 31 Switch 40A Extending direction 40B Shrinking direction 50 Variable focus lens device (motorized perspective glasses)
100, 100A Variable focus lens unit 101, 101A Hydraulic pump unit

Claims (8)

支持体の開口縁部に支持された透明で弾性変形可能なメンブレンと、
前記開口縁部の少なくとも一方のメンブレンに接した流動性透明充填液とを有し、
前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とする液圧ポンプと、
前記液圧ポンプ用の動作液体と前記可変焦点レンズ用流動性透明充填液との間で圧力及び流量の伝達を行う液圧力流量伝達装置とを備えることを特徴とする可変焦点レンズ装置。 A transparent and elastically deformable membrane supported on the opening edge of the support;
A fluid transparent filling liquid in contact with at least one membrane of the opening edge,
A hydraulic pump which changes the shape of the membrane by changing the pressure of the fluid transparent filling liquid and the amount of the liquid filling, and makes the focal point variable,
A variable focus lens device comprising: a hydraulic pressure flow rate transmission device for transmitting pressure and flow rate between the working liquid for the hydraulic pressure pump and the fluid transparent filling liquid for the variable focus lens. 前記液圧力流量伝達装置が、弾性変形可能な前記メンブレンにより前記流動性透明充填液と前記液圧ポンプ用の動作液体とを仕切って、圧力及び流量のみ互いに伝達可能と構成していることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ装置。   The fluid pressure flow transmission device is configured to partition the fluid transparent filling liquid and the working liquid for the hydraulic pump by the elastically deformable membrane so that only pressure and flow rate can be transmitted to each other. The variable focus lens device according to claim 1. 前記液圧力流量伝達装置の吐出吸入口が、前記液圧ポンプの吐出吸入口と連結されかつ前記液圧力流量伝達装置のケーシングが前記液圧ポンプの外壁に固定されて前記液圧力流量伝達装置と前記液圧ポンプとが一体化されてなる請求項１に記載の可変焦点レンズ装置。   A discharge suction port of the hydraulic pressure flow transmission device is connected to a discharge suction port of the hydraulic pressure pump, and a casing of the hydraulic pressure flow transmission device is fixed to an outer wall of the hydraulic pressure pump. The variable focus lens device according to claim 1, wherein the hydraulic pump is integrated. 前記メンブレンを介して前記支持体の凹部と対向して接触して配置され、かつ、前記凹部に対向する第２の凹部を有する第２の支持体と、
前記流動性透明充填液とは屈折率が異なり、かつ、前記メンブレンに接して前記第２の支持体の前記第２の凹部に封入された第２の流動性透明充填液と、
前記液圧ポンプ用の動作液体と前記第２の流動性透明充填液との間で圧力及び流量の伝達を行う第２の液圧力流量伝達装置とをさらに備えるとともに、
前記液圧ポンプにより、前記支持体の前記凹部内の前記流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させるとともに、前記第２の支持体の前記第２の凹部内の前記第２の流動性透明充填液の圧力及びその封入量を変化させることにより、前記メンブレンの形状を変化させて焦点を可変とすることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ装置。 A second support having a second recess disposed opposite to and in contact with the recess of the support via the membrane;
A second fluid transparent filling liquid having a refractive index different from that of the fluid transparent filling liquid and sealed in the second recess of the second support in contact with the membrane;
A second hydraulic pressure flow rate transmission device for transmitting pressure and flow rate between the working fluid for the hydraulic pump and the second fluid transparent filling liquid;
The hydraulic pump changes the pressure of the fluid transparent filling liquid in the recess of the support and the amount of the sealed liquid, and the second flow in the second recess of the second support. The variable focus lens device according to claim 1, wherein the focal point is variable by changing the shape of the membrane by changing the pressure of the transparent transparent filling liquid and the amount of the transparent transparent filling liquid. 前記液圧ポンプが、吐出と吸入の両機能を持つ拮抗型の液圧ポンプであることを特徴とする請求項４に記載の可変焦点レンズ装置。   5. The variable focus lens device according to claim 4, wherein the hydraulic pump is an antagonistic hydraulic pump having both discharge and suction functions. 前記液圧ポンプが、セル内に配置されたエレクトロアクティブポリマー部材と、前記セル内で前記エレクトロアクティブポリマー部材と隣接する電解液とを少なくとも備え、
電界印加により、前記セル内で前記エレクトロアクティブポリマー部材に前記電解液中のイオンを出し入れさせることにより前記エレクトロアクティブポリマー部材を伸縮させて、前記電解液を前記セル内から吐出又は前記セル内に吸入する液圧ポンプであることを特徴とする請求項１に記載の可変焦点レンズ装置。 The hydraulic pump comprises at least an electroactive polymer member disposed in a cell and an electrolyte adjacent to the electroactive polymer member in the cell;
By applying an electric field, the electroactive polymer member in the cell is caused to expand and contract by allowing ions in the electrolytic solution to be taken in and out of the electroactive polymer member, and the electrolytic solution is discharged from the cell or sucked into the cell. The varifocal lens device according to claim 1, wherein the varifocal lens device is a hydraulic pump. 前記エレクトロアクティブポリマー部材が、有機導電性ポリマー及びその誘導体を含む部材、又は導電性微粒子分散ポリマー及びその誘導体を含む部材であることを特徴とする請求項６に記載の可変焦点レンズ装置。   7. The variable focus lens device according to claim 6, wherein the electroactive polymer member is a member including an organic conductive polymer and a derivative thereof, or a member including a conductive fine particle dispersed polymer and a derivative thereof. 前記電解液が、イオン液体であることを特徴とする請求項６に記載の可変焦点レンズ装置。   The variable focus lens device according to claim 6, wherein the electrolytic solution is an ionic liquid.
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