JP2007057716A - 可変焦点レンズとこれを用いた焦点調節装置及び撮像装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】
可変焦点レンズ10は、レンズ11と、正電極13と、負電極14とを備える。レンズ11を構成する第2の層11bと第1の層11aとは、ポリ塩化ビニルに可塑剤が混入されたものから形成され、可塑剤の混入量、種類等を調節することで、硬さが調節されている。第2の層11bは第1の層11aの少なくとも光の透過する領域を覆うように形成される。正電極13と負電極14との間に電圧が印加されると、第2の層11bと第1の層11aとは正電極13に引かれるように変形し、可変焦点レンズ10の曲率が変化し、焦点距離が変化する。
【選択図】図1
Description
高分子から形成された第1の層と、前記第1の層の少なくとも光が透過する領域に高分子から形成されレンズの曲率を定める第2の層と、を有するレンズと、
前記第1の層と接するように形成された第1の電極と、
前記第1の層と接するように形成された第2の電極と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧が印加されると、前記第1の層と前記第2の層とがそれぞれ前記第1の電極に引かれるように変形し、前記レンズの曲率が変化する、ことを特徴とする。
高分子の種類、可塑剤の添加量、可塑剤の種類の少なくともいずれか1つを変化させることにより、前記第1の層と前記第2の層との硬さを変化させてもよい。
高分子から形成された第1の層と、前記第1の層の少なくとも光の透過領域に高分子から形成されレンズの曲率を定める第2の層と、を有するレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記レンズと接触する領域に設けられた第1の電極と、
前記レンズホルダの前記レンズと接触する領域に設けられた第2の電極と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極とが少なくとも前記レンズの前記第1の層と接し、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧が印加されると、前記レンズの前記第1の層及び前記第2の層とがそれぞれ前記第1の電極に引かれるように変形し、前記レンズの曲率が変化し、焦点距離が変わることを特徴とする。
前記レンズは前記平板部に保持されてもよい。
前記第2の電極は、前記平板部の前記開口部の内周面に形成されてもよい。
前記第2の電極は、前記平板部の他方の面に、前記平板部の開口部を覆うように形成され、
前記第2の電極は光透過性を備える材質から形成されてもよい。
第2の観点に係る焦点調節装置と、
前記焦点調節装置が設置される基板と、
前記基板上に配置される撮像素子と、を備えることを特徴とする。
本発明の第1の実施の形態に係る撮像装置30を図1〜図4に示す。図2は撮像装置30の平面図である。図1は、図2の一点鎖線A−Aにおける断面図である。また、図3は撮像装置30を構成する焦点調節装置20に設けられた可変焦点レンズ10に電圧が印加された状態を模式的に示す断面図である。図4(a)及び(b)は、可変焦点レンズ10の動作を説明するための図である。なお、図2では説明の便宜のため、特にレンズホルダ21の平板部21a、レンズ22、可変焦点レンズ10を構成するレンズ11と正電極13とを図示している。
また、正電極13と負電極14とは、電源(図示せず)及び制御部(図示せず)に接続されており、制御部(図示せず)からの入力に従い正電極13と負電極14との間に電圧が印加される。
図4(a)に示す初期状態のレンズ11に、正電極13と負電極14とに印加する電圧をゼロから上げていくと、レンズ11の第1の層11aと第2の層11bとを構成するポリ塩化ビニルが正電極13に引き寄せられるため、第1の層11aと第2の層11bとは図4(b)に示すように正電極13を覆うように径方向に外側に変形する。例えば、レンズ11の厚みはTaからTbへと変化する。この際、第2の層11bも径方向に外側に変形するため、第2の層11bの曲率半径は大きくなる、換言すれば曲率は小さくなり、レンズ11の焦点距離は遠くなる。
本発明の第2の実施の形態に係る撮像装置52を図5及び図6に示す。図6は撮像装置52の平面図である。図5は、図6の一点鎖線B−Bにおける断面図である。第2の実施の形態にかかる可変焦点レンズ80が、第1の実施の形態の可変焦点レンズ10と異なるのは正電極の形が異なることである。第1の実施の形態と共通する部分に関しては、同一の引用番号を付し、詳細な説明は省略する。
正電極83を構成する4つの電極83aと、負電極84を構成する4つの電極84aは、それぞれ図示しない電源及び図示しない制御部に接続されており、個々に電圧が印加される。
本発明の第3の実施の形態にかかる撮像装置53を図7及び図8に示す。図8は撮像装置53の平面図である。図7は、図8の一点鎖線C−Cにおける断面図である。本実施の形態にかかる可変焦点レンズ90が上述した実施の形態の可変焦点レンズ10、80と異なるのは、負電極の形成される領域が異なる点にある。上述した実施の形態と共通する部分については、同一の引用番号を付し、詳細な説明は省略する。
11 レンズ
11a 第1の層
11b 第2の層
13 正電極
14 負電極
20 焦点調節装置
21 レンズホルダ
22 レンズ
30 撮像装置
31 撮像素子
32 基板
Claims (12)
- 高分子から形成された第1の層と、前記第1の層の少なくとも光が透過する領域に高分子から形成されレンズの曲率を定める第2の層と、を有するレンズと、
前記第1の層と接するように形成された第1の電極と、
前記第1の層と接するように形成された第2の電極と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧が印加されると、前記第1の層と前記第2の層とがそれぞれ前記第1の電極に引かれるように変形し、前記レンズの曲率が変化する、ことを特徴とする可変焦点レンズ。 - 前記第2の層が、前記第1の層よりも硬く形成されることを特徴とする請求項1に記載の可変焦点レンズ。
- 前記第1の層と前記第2の層とが、可塑剤が添加された高分子から形成され、
高分子の種類、可塑剤の添加量、可塑剤の種類の少なくともいずれか1つを変化させることにより、前記第1の層と前記第2の層との硬さを変化させることを特徴とする請求項1又は2に記載の可変焦点レンズ。 - 前記第1の電極と前記第2の電極とが、環状に形成されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。
- 前記第1の電極と前記第2の電極とが、前記レンズの光軸を中心に対称となるよう分割された複数の電極から構成されることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。
- 前記第2の層は、前記第1の層の光の入射面の全体を覆うように形成されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の可変焦点レンズ。
- 高分子から形成された第1の層と、前記第1の層の少なくとも光の透過領域に高分子から形成されレンズの曲率を定める第2の層と、を有するレンズと、
前記レンズを保持するレンズホルダと、
前記レンズホルダの前記レンズと接触する領域に設けられた第1の電極と、
前記レンズホルダの前記レンズと接触する領域に設けられた第2の電極と、を備え、
前記第1の電極と前記第2の電極とが少なくとも前記レンズの前記第1の層と接し、
前記第1の電極と前記第2の電極との間に電圧が印加されると、前記レンズの前記第1の層及び前記第2の層とがそれぞれ前記第1の電極に引かれるように変形し、前記レンズの曲率が変化し、焦点距離が変わることを特徴とする焦点調節装置。 - 前記レンズホルダが、開口部を有する平板部を備え、
前記レンズが前記平板部に保持される、ことを特徴とする請求項7に記載の焦点調節装置。 - 前記第1の電極が、前記平板部上に環状に形成され、
前記第2の電極が、前記平板部の前記開口部の内周面に形成されることを特徴とする請求項8に記載の焦点調節装置。 - 前記第1の電極が、前記平板部の一方の面に形成され、
前記第2の電極が、前記平板部の他方の面に、前記平板部の開口部を覆うように形成され、
前記第2の電極は光透過性を備える材質から形成されることを特徴とする請求項8に記載の焦点調節装置。 - 前記第1の電極及び前記第2の電極が、前記レンズの光軸を中心に対称に分割された複数の電極から構成されることを特徴とする請求項7乃至10のいずれか1項に記載の焦点調節装置。
- 請求項7乃至11のいずれか1項に記載の焦点調節装置と、
前記焦点調節装置が設置される基板と、
前記基板上に配置される撮像素子と、を備えることを特徴とする撮像装置。
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