JP2005234094A

JP2005234094A - 可変焦点レンズ及びその焦点可変方法

Info

Publication number: JP2005234094A
Application number: JP2004041227A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Suzuki; 政宏鈴木
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 2004-02-18
Filing date: 2004-02-18
Publication date: 2005-09-02

Abstract

【課題】
簡単なメカニズムで、レンズ円周に一様に圧力を加えることができる可変焦点レンズを提供する。
【解決手段】弾性素材で構成されたレンズ７と、レンズ７周囲へ均等に内径部が接するよう配置された複数の絞り羽根１と、複数の絞り羽根１を回転可能に支持する羽根固定版５と、複数の絞り羽根１を回転させてレンズ７周囲へ均等に圧力を増減させる回転板６とを有する。また、回転板６は、絞り羽根１の枚数と同数の放射状のカム溝４を有し、絞り羽根１は、羽根固定版５へ回転可能に固定されるための固定ピン２と、回転板６のカム溝４へ嵌めこまれる駆動ピン３とを有し、回転板６を回転させると、各々の絞り羽根１に取り付けられた駆動ピン３がカム溝４内を上下にスライドして絞り羽根１が固定ピン２を中心に回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は可変焦点レンズ及びその焦点可変方法に関する。

現在、レンズに弾性体等を用い、レンズそのものを変形させることによって、焦点距離を変化させる可変焦点レンズに関してさまざまな方式が提案されている。

特許文献１には、液体をレンズ様容器へ充填、排出させることで容器を変形させて可変焦点を実現する方法が開示されている。

また、物理的な力をもってレンズを直接変形させる方法が、特許文献２、特許文献３、特許文献４に開示されている。

特開２００３−０１４９０９号公報特開２００２−２４３９１８号公報特開２０００−２４９８１３号公報特開平０７−０４３５０５号公報

しかしながら特許文献１の方法では、液体を貯蔵するためのタンクや、液体を移動させるためのポンプなどが必要となり、メカニズムが複雑になってしまう。

また特許文献２、特許文献３、特許文献４の方法では、レンズへ加えられる力がレンズ円周接点上のある「点」単位であり、一様に圧力を加えることが困難であるため、レンズを均一に変形させることが難しい。

本発明の目的は、簡単なメカニズムで、レンズ円周に一様に圧力を加えることができる可変焦点レンズを提供することにある。

本発明の可変焦点レンズは、弾性素材で構成されたレンズと、前記レンズ周囲へ均等に内径部が接するよう配置された複数の絞り羽根と、前記複数の絞り羽根を回転可能に支持する羽根固定版と、前記複数の絞り羽根を回転させて前記レンズ周囲へ均等に圧力を増減させる回転板とを有する。

また、回転板は、絞り羽根の枚数と同数の放射状のカム溝を有し、絞り羽根は、前記羽根固定版へ回転可能に固定されるための固定ピンと、前記回転板のカム溝へ嵌めこまれる駆動ピンとを有し、前記回転板を回転させると、各々の絞り羽根に取り付けられた駆動ピンがカム溝内を上下にスライドして絞り羽根が固定ピンを中心に回転する。

また、本発明の他の可変焦点レンズは、弾性素材で構成された弾性レンズと、前記弾性レンズの外周を包む緩衝材と、前記緩衝材周囲へ均等に内径部が接するよう配置された複数の絞り羽根と、前記複数の絞り羽根を回転可能に支持する羽根固定版と、前記複数の絞り羽根を回転させて前記緩衝材周囲へ均等に圧力を増減させる回転板とを有する。

また、本発明の可変焦点レンズの焦点可変方法は、回転可能に支持された複数の絞り羽根を弾性素材で構成されたレンズ周囲へ均等に内径部が接するよう配置し、回転板により複数の絞り羽根を回転させてレンズ周囲へ均等に圧力を増減させる。

本発明によれば、回転可能に支持された複数の絞り羽根をレンズ周囲へ均等に内径部が接するよう配置し、回転板により複数の絞り羽根を回転させてレンズ周囲へ均等に圧力を増減させることにより、簡単なメカニズムで、レンズ円周に一様に圧力を加え、レンズの焦点を変化させることができる。

次に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明の構成の一例を示す図である。図では簡単のため絞り羽根を二枚のみ描画しているが、実際はより多くの絞り羽根がレンズを包むように互いに重なりながら配置されているものとする。

絞り羽根１は、固定ピン２により、固定ピン２を中心に回転可能に羽根固定版５へ固定されている。他方、駆動ピン３が回転板６のカム溝４へ嵌められている。また、絞り羽根１の側面部のうち、回転運動する内径部は、一部分をレンズ７に接しており、絞り羽根が回転運動をすることによってレンズ７への圧力を変化させることが可能となっている。

他の絞り羽根も同様の構造を成しており、固定ピン２付近の部分を隣の羽根の先端部と重ね合わせながらレンズ７を囲むように配置される。

回転板６は、絞り羽根１の枚数分だけ、外周に向かって放射状のカム溝４を備え、回転板６が時計回り、または反時計回りに回ることで、各絞り羽根に取り付けられた駆動ピン３がカム溝４内を上下にスライドする。

例えば、図１の例では反時計周りに回転板６が回転することで、駆動ピン３がカム溝４内を上へスライドし、絞り羽根１が固定ピン２を中心に反時計周りに回転する。羽根固定板５は、絞り羽根の枚数分だけ固定ピン２によって絞り羽根１を固定している。羽根固定板４自体も他の構造物へ固定されていて動くことは無い。

レンズ７は、弾性素材で構成され、周囲からの圧力を受けるとその中心部を中心にして鉛直方向へ膨張し、その焦点距離を変化させることができるものとする。このとき圧力が元に戻ると、形状も元に戻るような復元力を持つ。また、羽根からの摩擦の影響を考慮して、外周部にグリスのような潤滑材を用いても良い。

次に、本発明を実施するための最良の形態の動作について説明する。

図１の例では、反時計周りに回転板６が回転すると、駆動ピン３がカム溝４内を外周方向へ向かってスライドし、そのため絞り羽根１は固定ピン２を中心に反時計回りに回転する。その結果、各絞り羽根がレンズの中央へ向かってらせん状に絞り込まれる形になり、レンズ７は周囲の絞り羽根から圧力を受けて収縮する。

また、時計回りに回転板６が回転すると、同様に、絞り羽根１は時計周りに回転し、レンズ７への圧力が弱まり、レンズ７の持つ復元力にしたがって元の形へ戻ろうとする。

このようにして、レンズ７の焦点距離を変化させることができる。

図２は、本発明の構成の他の例を示す図である。図２の例においては、絞り羽根の回転運動に伴う摩擦力を減ずるために緩衝材を配置している点で図１の例と異なる。

図１と同様に簡単のため絞り羽根を二枚のみ描画しているが、実際はより多くの絞り羽根が緩衝材およびレンズを包むように互いに重なりながら配置されているものとする。

絞り羽根１は、固定ピン２により羽根固定版５へ固定されており、他方、駆動ピン３が回転板６のカム溝４へ嵌められている。ここで、仮に駆動ピン３が無い状態のときは、絞り羽根１は、固定ピン２を中心に回転可能であるとする。

また、絞り羽根１の側面部のうち、回転運動する内径部は、一部分を緩衝材８に接しており、絞り羽根が回転運動をすることによって緩衝材８への圧力を変化させることが可能となっている。

他の絞り羽根も同様の構造を成しており、固定ピン２付近の部分を隣の羽根の先端部と重ね合わせながら緩衝材８を囲むように配置される。

例えば、図１の例では反時計周りに回転板６が回転することで、駆動ピン３がカム溝４内を上へスライドし、絞り羽根１が固定ピン２を中心に反時計周りに回転する。

羽根固定板５は、絞り羽根の枚数分だけ固定ピン２によって絞り羽根１を固定している。羽根固定板４自体も他の構造物へ固定されていて動くことは無い。

緩衝材８は、例えばゴムやゲル状素材などから成り立ち、ドーナツ状の形状を形成している。これは、内径部でレンズ７の外周を包み、また他方緩衝材８の外周は、各々の絞り羽根１と接し、羽根からの圧力を周辺から受けるようになっている。

絞り羽根１が回転するとき、緩衝材８と絞り羽根１との間で摩擦力が発生し、緩衝材８を回転させるような力が働く。緩衝材８は、この力を受けて自らが変形することによって、回転方向の力を減衰させる機能を持つ。

レンズ７は、弾性素材で構成され、周囲からの圧力を受けるとその中心部を中心にして鉛直方向へ膨張し、その焦点距離を変化させることができるものとする。このとき圧力が元に戻ると、形状も元に戻るような復元力を持つ。

また、周りを緩衝材８で包まれるように構成されるため直接絞り羽根とは接せず、このため、羽根からの摩擦の影響を直接受けずにすむ。

以上説明したように、本発明の可変焦点レンズによれば、物理的な回転運動をレンズ収縮の力へ、機械的な機構で変換している。したがって、電子的な制御系を必要とすることなく、可変焦点距離を持つレンズの作成が可能となる。

また、本発明の可変焦点レンズによれば、レンズ周囲からの多数の羽根により、同時にレンズに対して圧力を加えることが可能となり、これによりレンズ周辺にかかる圧力を均等にすることが可能となる。

本発明の構成の一例を示す図である。本発明の構成の他の例を示す図である。

符号の説明

１絞り羽根
２固定ピン
３駆動ピン
４カム溝
５羽根固定版
６回転板
７レンズ
８緩衝材

Claims

弾性素材で構成されたレンズと、前記レンズ周囲へ均等に内径部が接するよう配置された複数の絞り羽根と、前記複数の絞り羽根を回転可能に支持する羽根固定版と、前記複数の絞り羽根を回転させて前記レンズ周囲へ均等に圧力を増減させる回転板とを有することを特徴とする可変焦点レンズ。
前記回転板は、前記絞り羽根の枚数と同数の放射状のカム溝を有し、前記絞り羽根は、前記羽根固定版へ回転可能に固定されるための固定ピンと、前記回転板のカム溝へ嵌めこまれる駆動ピンとを有し、前記回転板を回転させると、前記駆動ピンが前記カム溝内を上下にスライドして前記絞り羽根が固定ピンを中心に回転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。
弾性素材で構成されたレンズと、前記レンズの外周を包む緩衝材と、前記緩衝材周囲へ均等に内径部が接するよう配置された複数の絞り羽根と、前記複数の絞り羽根を回転可能に支持する羽根固定版と、前記複数の絞り羽根を回転させて前記緩衝材周囲へ均等に圧力を増減させる回転板とを有することを特徴とする可変焦点レンズ。
回転可能に支持された複数の絞り羽根を弾性素材で構成されたレンズ周囲へ均等に内径部が接するよう配置し、回転板により複数の絞り羽根を回転させてレンズ周囲へ均等に圧力を増減させることを特徴とする可変焦点レンズの焦点可変方法。