JP2002107678A - 可変焦点レンズ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で、部品点数が少なく、軽量化が可
能な可変焦点レンズを提供する。 【解決手段】この可変焦点レンズは、剛性を有してレン
ズ形状に形成された剛性レンズ２と、剛性レンズ２の凸
面側に凸面を覆うように配設された弾性を有する透明膜
３と、を備える。透明膜３の周縁部が剛性レンズ２の表
面に接着され、剛性レンズ２と透明膜３との間に透明液
体を充填する。レンズ体１の周縁部を嵌着した枠体５の
一部に透明液体を供給するための供給部６を設け、その
供給部６内の供給孔を剛性レンズ２と透明膜３の間に連
通させ、供給部６から透明液体を供給する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、レンズの凸面側に
覆うように配設した透明膜の内側に透明液体を充填し、
その透明液体の充填量を変えることにより、レンズの焦
点を変化させる、眼鏡用レンズ、眼科用レンズ、人工水
晶体、或は光学システム系レンズ等として好適な可変焦
点レンズに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種のレンズの焦点を変化可能
な可変焦点レンズとして、円形リング状の支持枠の両側
に透明弾性膜を張設し、内部に透明液体を充填した構造
の可変焦点レンズが、特開昭５５−３６８５７号公報等
により提案されている。この可変焦点レンズは、内部に
充填した透明液体の自重により両側の透明弾性膜が変形
し易く、レンズ面に不均一な湾曲変形が生じ、レンズの
性能が低下する問題があった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、レンズ体の一
面を剛性の高い透明板で形成し、他方の面を弾性変形可
能な透明合成樹脂板で形成し、その内側に透明液体を充
填した可変焦点レンズが提案された。この可変焦点レン
ズは、レンズ体の一面が剛性の高い透明板で形成され、
その透明板の周囲には支持枠体が嵌着され、透明板の前
面に空間を介して、弾性変形可能な透明合成樹脂板を支
持枠体に取り付けて構成されていた。また、この可変焦
点レンズは、支持枠体と透明板の周縁部との間及び支持
板と透明合成樹脂板の周縁部との間に、ゴム製のＯリン
グを入れることにより、その箇所をシールして内部の透
明液体の漏洩を防止し、透明合成樹脂板に均一な変形を
生じさせるようにしていた。

【０００４】しかしながら、この可変焦点レンズは、透
明合成樹脂板が不均一な湾曲変形を生じにくく、比較的
良好なレンズ性能を得ることができるものの、透明板の
周縁部と透明合成樹脂板の周縁部とが離れて支持枠体の
内側に固着される構造のため、支持枠体の形状が厚く大
型化する共に、透明合成樹脂板の内側に充填する透明液
体の充填量が多くなって可変焦点レンズの重量が増大
し、また、Ｏリング等が使用されるために構造が複雑化
し、部品点数も増大する問題があった。

【０００５】本発明は、上記の点に鑑みてなされたもの
で、構造が簡単で、部品点数が少なく、軽量化が可能な
可変焦点レンズを提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の可変焦点レンズは、剛性を有してレンズ形
状に形成された剛性レンズと、剛性レンズの凸面側に凸
面を覆うように配設された弾性を有する透明膜と、を備
え、透明膜の周縁部が剛性レンズの表面に接着され、剛
性レンズと透明膜との間に透明液体が充填されているこ
とを特徴とする。

【０００７】ここで、剛性レンズと透明膜の周縁部は枠
体の内側に嵌合・接着することができる。また、枠体の
一部に透明液体を供給するための供給部を設け、その供
給部内の供給孔を剛性レンズと透明膜の間に連通させ、
供給部から透明液体を供給することができる。

【０００８】さらに、剛性レンズの縁部付近に貫通孔を
穿設し、その貫通孔に注入チューブを接続する共に、注
入チューブを供給部の供給孔に接続し、注入チューブを
通して透明液体を供給することができる。

【０００９】

【作用】このような構成の可変焦点レンズは、例えば眼
鏡の眼鏡フレームに装着して眼鏡用レンズとして使用さ
れるが、剛性レンズと透明膜との間に充填する透明液体
の充填量を変えることにより、レンズ体表面の曲率が変
化し、レンズのジオプターを調整する。透明液体は、枠
体の一部に設けた供給孔を有する供給部を通して剛性レ
ンズと透明膜の間に供給する。この可変焦点レンズは、
透明膜が剛性レンズの凸面側に凸面を覆うように配設さ
れ、透明膜の周縁部が剛性レンズの表面に接着されるた
め、剛性レンズと透明膜の間に入る透明液体の充填量が
少なく、レンズ体の厚さが従来のものに比べて大幅に薄
くなり、枠体の厚さもそれに伴って薄くなり、軽量化を
図ることができる。また、Ｏリング等のシール部材が不
要となって、部品点数が少なくなり、構造も簡単にな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１は可変焦点レンズの正面図を
示し、図２（ａ）はその断面図を示している。１は、剛
性レンズ２と透明膜３とを備えたレンズ体であり、フレ
ームを構成する枠体５の内側に装着され、剛性レンズ２
と透明膜３の間に透明液体を充填可能に構成される。

【００１１】枠体５は弾性の高い金属或は合成樹脂によ
り環状に形成され、その内側に沿って環状溝部が形成さ
れ、その環状溝部内にレンズ体１の周縁部が嵌着され或
は接着剤により接着される。レンズ体１は、剛性レンズ
２と透明膜３を有し、剛性レンズ２の凸面側に透明膜３
が覆うように装着され、剛性レンズ２と透明膜３の間に
は、枠体５に取り付けられた状態で、シリコンオイル等
の透明液体が適当量だけ充填される。

【００１２】剛性レンズ２は、ガラス或は透明合成樹脂
によりレンズ形状に形成され、その周縁部は、枠体５の
内側の環状溝部内に嵌着され接着剤により接着される。
透明膜３は、適度な弾性を有した合成樹脂、例えば熱可
塑性エラストマーにより膜状に形成され、その周縁部は
少し厚く形成されて、枠体５の内側の環状溝部内に嵌着
され接着剤により接着される。特に、剛性レンズ２と透
明膜３の周縁部は相互に密に当接して接着され、内側に
形成される透明液体の充填部分は、密閉状態に封止され
る構造となっている。

【００１３】枠体５の一部に外周部から押し込むように
透明液体の供給部６が固着され、供給部６には剛性レン
ズ２と透明膜３の内側に達する供給孔６ａが形成され
る。供給孔６ａの外周部位置には、図示しない透明液体
の供給用チューブを接続するための接続部６ｂが形成さ
れる。

【００１４】透明膜３は、熱可塑性エラストマー等の適
度な弾性を有する例えば厚さ０．１mm〜１．０mmの膜状
に形成され、剛性レンズ２の凸面を覆うように配設さ
れ、内側に透明液体を充填した場合、剛性レンズ２の凸
面との間に透明液体の層が形成されるように装着され
る。また、透明膜３は、内側から透明液体による均一な
圧力を受けた場合、歪なくその曲率が変化するように、
透明膜３の周縁部の厚さを厚く、中央部に達するほど、
厚さを薄くするように形成することができる。剛性レン
ズ２としては、凸レンズまたは凹レンズが使用され、遠
視用の眼鏡レンズとして使用する場合は、凸レンズを使
用し、近視用の眼鏡レンズとして使用する場合は、凹レ
ンズを使用する。凹レンズを使用する場合であっても、
その凹レンズは、通常の近視用の眼鏡レンズと同様に、
前方に凸状に形成されているから、その凸面に沿って透
明膜３を装着する。

【００１５】なお、図２（ｂ）に示すように、枠体５の
内部にシール性の良好なシール性枠体５ａを挿入して、
剛性レンズ２と透明膜３の周縁部を密着・シールし、供
給部６の供給孔６ａをそのシール性枠体５ａ内に貫通さ
せて形成する。さらに、供給孔６ａに注入チューブ６ｃ
を接続し、剛性レンズ２の縁部に設けた溝部にその注入
チューブ６ｃを配置し、注入チューブ６ｃを通して透明
膜３内に透明液体を充填する構造とすることもできる。

【００１６】このように構成された可変焦点レンズのレ
ンズ体１には、接続部６ｂに接続した図示しない供給チ
ューブを通して、シリコンオイル等の透明液体を透明膜
３と剛性レンズ２との間に充填する。透明液体の充填後
は、供給孔６ａを栓等により閉鎖し密閉状態とする。透
明液体の充填量は非常に少なく、例えば１ｃｃ以下で使
用することができる。このような透明液体の充填によ
り、透明膜３が前方に膨らみ、透明液体の充填量に応じ
て透明膜３の表面の曲率つまりレンズ体１の曲率が変化
し、レンズ体１の焦点距離が変わる。剛性レンズ２のジ
オプターが例えば＋３Ｄである場合、例えば０．５ｃｃ
の透明液体を充填することにより、そのジオプターは例
えば＋４Ｄに変化する。

【００１７】このように、レンズ体１は、透明液体の充
填による透明膜３の前方への僅かな膨らみにより、基礎
レンズとなる剛性レンズ２の表面の曲率を変えて、レン
ズの焦点距離を変えるため、透明膜３と剛性レンズ２の
間に充填する透明液体の充填量は非常に少なくて良い。
また、レンズ体１の厚さは従来のものに比べ薄くなっ
て、枠体５の厚さも薄くすることができ、レンズ体１全
体の重さを従来のものに比べ、大幅に軽量化することが
できる。また、透明液体の充填量は少なく、透明液体の
層が薄いため、従来のように透明膜が透明液体の重量を
受けて歪変形を生じることがなく、透明膜３は良好なレ
ンズ表面の放物面を持って膨み、その状態を保持するこ
とがきる。

【００１８】上記構成のレンズ体１は、図３に示すよう
に、眼鏡フレーム９のレンズ部に装着され、眼鏡用レン
ズとして使用することができる。各レンズ体１のジオプ
ター（焦点距離）を調整する場合は、枠体５の供給部６
に、図示しない供給用チューブを接続し、透明膜３と剛
性レンズ２の間に充填する透明液体の充填量を変えれば
良く、装用者の目に合わせて容易に調整することができ
る。

【００１９】図４は可変焦点レンズの他の実施例を示し
ている。このレンズ体１１は、剛性レンズ１２として凸
レンズが使用され、上記と同様に剛性レンズ１２の凸面
側に透明膜１３が覆うように装着される。枠体１５は弾
性の高い金属或は合成樹脂により環状に形成され、その
内側に沿って環状溝部が形成され、その環状溝部内にレ
ンズ体１１の周縁部が嵌着され且つ接着剤により接着さ
れる。

【００２０】枠体１５の一部には上記と同様に透明液体
の供給部１６が設けられるが、供給部１６の内側には、
枠体１５の内側に配設された注入チューブ１７が接続さ
れる。この注入チューブ１７は、剛性レンズ１２の縁部
付近でその厚さ方向に穿設された貫通孔に接続して取り
付けられ、この注入チューブ１７を通して、剛性レンズ
１２と透明膜１３の間に透明液体が供給される。このよ
うに、注入チューブ１７を剛性レンズ１２の内側周縁部
に穿設した貫通孔に差し込むように接続する構造とすれ
ば、剛性レンズ１２と透明膜１３の周縁部は全体を簡単
に密着構造とすることができ、簡単な構造で透明液体の
漏洩を防止できる。

【００２１】図５、図６（ａ）はさらに他の実施例の可
変焦点レンズを示している。この可変焦点レンズのレン
ズ体２１は、透明膜２３が剛性レンズ２２より小形に形
成され、透明膜２３は剛性レンズ２２の前面の中央下寄
りに取り付けられる。すなわち、剛性レンズ２２の前面
には、略円形の環状溝部が、円形の透明膜２３の周縁部
を挿入可能に形成され、その環状溝部に透明膜２３の周
縁部が挿入され、接着剤により接着される。透明膜２３
は、上記と同様に適度な弾性を有した熱可塑性エラスト
マーにより形成され、剛性レンズ２２はガラス或は透明
合成樹脂によりレンズ形状に形成され、図例では、弱い
近視用の凹レンズとして形成される。

【００２２】このような剛性レンズ２２は、枠体２５の
内側に設けた環状溝部内に嵌着される。枠体２５の透明
膜２３と接する下部に、透明液体の供給部２６が取り付
けられ、供給部２６には、透明膜２３の内側に連通する
供給孔２６ａが設けられ、供給部２６の外側には接続部
２６ｂが形成される。

【００２３】なお、図６（ｂ）のように、枠体２５内に
供給孔２７ａを穿設することによって供給部とし、供給
孔２７ａの外側端部に接続部２７ｂを形成し、その内側
に注入チューブ２７ｃを接続し、剛性レンズ２２の縁部
に設けた溝部にその注入チューブ２７ｃを配置し、注入
チューブ２７ｃを通して透明膜２３内に透明液体を充填
する構造とすることもできる。

【００２４】図示しない供給チューブを接続部２６ｂ又
は２７ｂに接続してシリコンオイル等の透明液体を透明
膜２３と剛性レンズ２２との間に充填すると、透明膜２
３は、その充填量に応じて前面に凸状に膨らみ、その部
分のレンズ体２１の屈折力が凹レンズから凸レンズ状
に、つまりその部分のジオプターが＋側に変化する。

【００２５】従って、このような可変焦点レンズを図３
に示すような眼鏡フレーム９に装着した場合、レンズ体
２１の剛性レンズ２２のみの部分は近視用の凹レンズと
なり、透明膜２３の部分は遠視用の凸レンズとなって、
遠近両用の眼鏡を作ることができる。また、その遠視用
の凸レンズの部分つまり透明膜２３を取り付けた部分
は、内側の透明液体の充填量を変えることにより、その
部分の曲率が変化するため、遠視用の凸レンズの部分の
ジオプターを調整することができる。

【００２６】このように、遠近両用眼鏡用の可変焦点レ
ンズを比較的簡単に製作することができると共に、その
遠視用の部分のジオプターを、使用者の目に合わせて容
易に調整することができる。

【００２７】なお、本発明の可変焦点レンズは、上記の
ような眼鏡用レンズの他、人工水晶体（眼内レンズ）に
適用することもできる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の可変焦点
レンズによれば、透明膜が剛性レンズの凸面側に凸面を
覆うように配設され、透明膜の周縁部が剛性レンズの表
面に接着されるため、レンズ体の厚さが従来のものに比
べて大幅に薄くなり、枠体の厚さも薄くすることができ
る。また、透明膜が剛性レンズの凸面に沿って配設さ
れ、その周縁部が剛性レンズの表面に接着されるため、
透明膜と剛性レンズの間に入る透明液体の充填量が少な
く、軽量化を図ることができる。さらに、透明液体をシ
ールするＯリング等のシール部材が不要となって、部品
点数が少なくなり、構造も簡単化することができる。さ
らに、剛性レンズとしては既存の凸レンズ、凹レンズが
使用可能であり、そのレンズに透明膜を付加する形態
で、可変焦点レンズを安価に且つ簡単に製造することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す可変焦点レンズの正
面図である。

【図２】（ａ）は図１のII-II 断面図、（ｂ）は供給孔
を変更した例の断面図である。

【図３】可変焦点レンズを用いて眼鏡の部分断面付きの
平面図である。

【図４】他の実施例の可変焦点レンズの断面図である。

【図５】さらに他の実施例の可変焦点レンズの正面図で
ある。

【図６】（ａ）は図５のVI-VI 断面図、（ｂ）は供給孔
を変更した例の断面図である。

【符号の説明】

１−レンズ体 ２−剛性レンズ ３−透明膜 ５−枠体 ６−供給部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 剛性を有してレンズ形状に形成された剛
   性レンズと、該剛性レンズの凸面側に該凸面を覆うよう
   に配設された弾性を有する透明膜と、を備え、該透明膜
   の周縁部が該剛性レンズの表面に接着され、該剛性レン
   ズと該透明膜との間に透明液体が充填されていることを
   特徴とする可変焦点レンズ。
2. 【請求項２】 前記剛性レンズと前記透明膜の周縁部が
   枠体の内側に嵌合・接着されていることを特徴とする請
   求項１記載の可変焦点レンズ。
3. 【請求項３】 前記枠体の一部に前記透明液体を供給す
   るための供給部が設けられ、該供給部内の供給孔が前記
   剛性レンズと前記透明膜の間に連通することを特徴とす
   る請求項２記載の可変焦点レンズ。
4. 【請求項４】 前記剛性レンズの縁部付近に貫通孔が穿
   設され、該貫通孔に注入チューブが接続される共に、該
   注入チューブを供給部の供給孔に接続し、該注入チュー
   ブを通して透明液体を供給することを特徴とする請求項
   ３記載の可変焦点レンズ。
5. 【請求項５】 前記剛性を有してレンズ形状に形成され
   た剛性レンズと、該剛性レンズの凸面側に該凸面の一部
   を覆うように配設され、該剛性レンズより小形で弾性を
   有する透明膜と、を備え、該透明膜の周縁部が該剛性レ
   ンズの表面に設けた環状溝部に嵌合・接着され、該剛性
   レンズと該透明膜との間に透明液体が充填されているこ
   とを特徴とする可変焦点レンズ。