JP2018136555A - 流体充填レンズの作動機構 - Google Patents

Abstract

【課題】光学系の嵩を増やさずに調整機構を収納できる複数のレンズの焦点距離の同時調整機構を提供する。
【解決手段】第１及び第２の可変焦点距離レンズ１０２，１０３の同時作動のための作動機構。各レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、焦点距離は、膜が膨張するにつれて膜の曲率の程度に伴って変わる。作動機構は、焦点距離が可変の第１のレンズ１０２に関連付けられた液圧従属アクチュエータ１１５と第２のレンズ１０３に関連付けられた液圧従属アクチュエータ１１６とに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータ１１０を備える。各従属アクチュエータ１１５，１１６は、マスタ・アクチュエータ１１０の作動に応答して、それの関連付けられたレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よってマスタ・アクチュエータ１１０は、第１及び第２の両レンズ１０２，１０３の膜の膨張の程度を同時に変えるように作動することができる。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体充填キャビティ（空洞、空間）の境界を成す膨張性の膜を備える可変焦点距離レンズのための作動機構に関し、この種のレンズでは、焦点距離が、膜の膨張につれて膜の曲率とともに変化する。

これらの流体充填レンズの用途は様々である。そのひとつは、流体充填レンズを用いて老眼に対処できるメガネでの用途である。これは、中年にさしかかって始まる、近くの物体に焦点を合わせる眼の能力の低下という人を見舞う症状である。この症状は次第に進行し、その結果、多くの人は読み易くするために視力矯正が欠かせない。症状は、近視又は他の視覚障害と組み合わさっていることが多く、異なる視距離に対し異なる処方が必要である。例えば、近視の人は、球面レンズ度数−５度（ディオプタ）に加え、読書のような接近した仕事のためには＋２度が必要であるかもしれない。この追加の＋２度は、読書のための眼の焦点合わせできない分を補償する。接近した仕事に集中しているとき、ユーザは膜の膨張の度合いを増加させることができ、流体充填レンズは、それによって老眼に対処することが可能になる。流体充填レンズを、近視等の他の障害を矯正する剛性レンズと併せて用いてもよく、必要に応じて、単に光学的な度数を加算するだけのために膨張させるようにしてもよい。

これらのレンズ内で膜の膨張を制御する方法は多様である。例えば、第１の変形例では、レンズと流体連通するリザーバの容積を調節してもよい。リザーバの容積が収縮するとともに、過剰な流体はレンズ内へ強制的に入れられて膜を膨張させる。同様に、リザーバの容積が再び拡張すると、膜の表面張力が流体を強制的にリザーバへ戻し、膜は元の形状に戻る。各レンズは専用のリザーバを有する。

第２の変形例において、レンズは、膜が境界を成すキャビティを占有する一定の体積の流体で封止される。キャビティの大きさ（サイズ）は、典型的にはレンズの外縁まわりの要衝ポイントで作動力をかけることによって変えることができる。流体の体積は一定であるので、膜はそれを収容するために膨張しなければならず、レンズの光学的な度数は増加する。作動力をなくしてレンズの弛緩が可能になると、キャビティはその元の大きさに復帰し、膜はその元の形状に戻る。

一般に、両方のレンズの光学的な度数を一緒に調節することが望ましい。というのは、両レンズを別々に調節すると一方の眼だけがかすんでしまい、これがメガネの着用者を戸惑わせてしまうからである。しかし、そのようなレンズを支持するメガネフレームの美的な魅力を損なうことなく両レンズを一緒に調節できるように配置することは困難である。第１の変形例の２つのリザーバを一緒に作動させることができる制御系を収容するためのスペースは全くない。

第２の変形例において、両レンズへ作動力をかけることができる機械リンクをメガネフレームのブリッジに設ける試みがなされてきた。しかし、このブリッジはかさ張り、魅力的なものではなかった。この類の作動系の例はＷＯ２００１／００６３０２及びＷＯ２００６／０５５３６６に開示されている。

光学系の嵩を増やさずに調節機構を収容できる、複数のレンズの焦点距離の同時調節を提供することが望ましい他の見込みのある適用例がある。そうした適用例は、例えば、高い光学的品質を典型的な要件とするズームレンズである。これらのズームレンズに対しては、これまでも、コンパクトカメラ及び携帯電話などの装置の一体式カメラの急増する需要により、コンパクト性要件が増え続けている。

本発明の第１の態様によれば、焦点距離が可変の、第１及び第２の可変焦点距離レンズを同時に作動させるための作動機構であって、各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、前記第１の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータと前記第２の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータとに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連する可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータは前記第１及び第２の可変焦点距離レンズの両方の膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、作動機構が提供される。

本発明は、第１及び第２のレンズのそれぞれのための従属アクチュエータを提供する。従属アクチュエータのそれぞれは、マスタ（主）・アクチュエータの作動の結果、従属アクチュエータのそれぞれが共に駆動されるように、マスタ・アクチュエータにより駆動される。したがって、膜の膨張は同時に制御され、マスタ・アクチュエータと従属アクチュエータとの間の液圧カップリングを利用することにより、２つのレンズのための作動力は極めて直接的に、かつ過大なスペースを必要とせずに伝達されることが可能になる。直径が非常に小さい液圧チャネルを用いることができ、それらの経路をかなり曲がりくねらせることができるので、マスタ・アクチュエータと従属アクチュエータとの間の液圧カップリングを、光学系内へコンパクトに搭載することが可能になる。例えば、液圧チャネルを収容するためにフレームのブリッジ及びその他部品を著しく大きくする必要とせずに、液圧カップリングをメガネに搭載することができる。

各従属アクチュエータは、典型的には、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる。

前記液圧マスタ・アクチュエータは透明なチューブ材により前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材の屈折率は、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合してもよい。

その結果、キャビティを満たす流体に液圧チューブ材を浸漬したとき、この液圧チューブ材は視認することがなくなる。そのため、チューブ材を、光学的な支障を引き起こすこともなく、そして、それとは全く気付かれることなくレンズ内で引き回すことができる。これにより、液圧チューブ材をレンズの縁周りに引き回すことを要しないので、レンズが占めるスペースが減り、この種のレンズを用いて、例えば縁無しメガネの生産を容易にすることができよう。

液圧チューブ材中の流体は、液圧チューブ及び第１と第２のレンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合させる（液圧チューブを浸漬したときに液圧チューブを事実上視認できない程度に同等とする）ことが好ましいだろう。これにより、チューブ材を視認できなくする効果が最大になる。これを達成するために、典型的には、液圧チューブ材中の流体は第１と第２のレンズのキャビティを満たす流体と同一である。

適切な大きさの真っ直ぐなプラスチックチューブ材を用いて、マスタ・アクチュエータと従属アクチュエータとの間に液圧カップリングを提供することができる。代りに、中空チャネルを、第１及び第２のレンズを格納する構造（例えばメガネ）の適切な部品へ一体成形することができる。例えば、メガネのブリッジが、マスタ・アクチュエータを従属アクチュエータの一つに接続（カップリング）するチャネルの少なくとも一部を形成してもよい。

各液圧従属アクチュエータは、前記膜の周辺に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、マスタ・アクチュエータの作動に応答して、アクチュエータの関連付けられたレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成してもよい。これが意味することは、力をかけるポイントは、材料層の介在部材を介して直接的に、又は各アクチュエータと曲げ制御部材との間のそれぞれのリンクを介して、曲げ制御リング自体の上にあるということである。曲げ制御リングの曲げスティフネスは、選択された作動ポイントに作動力がかけられたときに、膜が所望の表面（例えば、球面）プロフィルを採るように、曲げ制御リングの異なるポイントで変わる。

各液圧従属アクチュエータは、それの関連するレンズの流体充填キャビティの外側に配設される。これにより、流体充填キャビティの封止がより容易になる。というのは、液圧制御の配置がキャビティを貫く必要がないからである。

各液圧従属アクチュエータは、それの関連するレンズ上の少なくとも一つの作動ポイントへ作動力をかけるようにしてもよい。代りに、各従属アクチュエータは、それの関連するレンズ上の少なくとも２つの作動ポイントへ作動力をかけるようにしてもよい。その作動ポイント又はそれぞれの作動ポイントは、先に述べた曲げ制御リングの上にあってもよい。

前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成してもよく、前記複数ある中の各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータはそれぞれの可変焦点距離レンズに関係付けられ、それぞれの従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連付けられた可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータはすべての可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である。

これは、２つを超えるレンズの焦点距離を同時に調節する必要がある場面で利用できる。これの見込める一の用途は、近年の多くの照明器具で用いられている発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイからの散光を焦点に合わせるために用いるレンズの用途である。

本発明の第２の態様によれば、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備える、焦点距離が可変の第１の可変焦点距離レンズのための作動機構であって、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、第１の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、前記従属アクチュエータはともに、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第１の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、作動機構が提供される。

したがって、本発明は、第２の変形例のレンズの周りの複数のポイントへマスタ・アクチュエータからの力をつなぎ、よってレンズの膨張を良好に制御する簡素な方策を提供する。

第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、典型的には、第１のレンズの周辺回りのそれぞれの制御ポイントに配設される。

これは、膜が膨張させられるように、中でキャビティの容積が収縮する第２の変形例のレンズを用いて有用である。本発明者の同時係属中の出願であるＰＣＴ／ＧＢ２０１２／０５１４２６の中で説明されているように、この種のタイプのレンズを、その形状が非円形であっても、膜はその膨張時に球面プロフィルを採るように設計することが可能である。これは、可変曲げスティフネスを有する膜へ取り付けた曲げ制御リングなどの周辺支持体を用いて、選択された要衝ポイントに作動力がかけられたとき、膜が球面プロフィルを採るようにさせることにより達成される。したがって、上記の制御ポイントは、作動力をかける選択された要衝ポイントに一致するように選択される。

通常、選択された制御ポイントのそれぞれで要求される作動力は異なるであろう。したがって、第１の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、通常、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる。

これは、様々な方策で達成することができる。例えば、各従属アクチュエータ内のピストンの断面積を、マスタ・アクチュエータから所与の圧力がかけられたときに望ましい力を生起させるように選ぶことができる。代りに、マスタ・アクチュエータ自体が複数のピストンを有してもよく、それぞれのピストンの断面積は異なっており、各従属アクチュエータにおいて異なる圧力を生成し、従属アクチュエータは断面積が同一のピストンを有していても、依然として異なる作動力を生成することができる。このことは製造面で有利であろう。というのは、マスタ・アクチュエータがより複雑にはなるが、それにより、同じ従属アクチュエータをそれぞれの制御ポイントで用いることが可能になるからである。当然ながら、この２つのやり方を組み合わせてもよい。

一の実施の形態において、前記液圧マスタ・アクチュエータは、透明なチューブ材により、前記第２の複数の従属アクチュエータにおける前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材は、前記第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合される。

第１の複数の液圧従属アクチュエータはともに、第１のレンズの膜の周囲に固定された曲げ制御リングへそれぞれが力をかけることにより、マスタ・アクチュエータの作動に応答して第１のレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成されてもよい。これが意味することは、力をかけるポイントは、材料層の介在部材を介して直接的に、又は各アクチュエータと曲げ制御部材との間のそれぞれのリンクを介して、曲げ制御リング自体の上にあるということである。曲げ制御リングの曲げスティフネスは、選択された作動ポイントに作動力がかけられたときに、膜が所望の表面（例えば、球面）プロフィルを採るように、曲げ制御リングの異なるポイントで変わる。

第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、第１のレンズの流体充填キャビティの外側に配設されてもよい。これにより、流体充填キャビティの封止がより容易になる。というのは、液圧制御の配置がキャビティを貫く必要がないからである。

その結果、キャビティを満たす流体中に液圧チューブ材を浸漬したとき、この液圧チューブ材は視認できなくなる。したがって、このチューブ材は、光学的な支障を引き起こすこともなく、そして、それとは全く気付かれることもなくレンズ内を引き回すことができる。これは、液圧チューブ材をレンズの縁周りに引き回す必要がないので、レンズが占めるスペースを減らし、この種のレンズを用いて、例えば縁無しメガネの生産を容易にすることができるだろう。

液圧チューブ材中の流体は、液圧チューブ材及び第１の可変焦点レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合させることが好ましい。これにより、チューブ材を視認できなくする効果が最大になる。これを達成するために、典型的には、液圧チューブ材中の流体は、第１の可変焦点レンズのキャビティを満たす流体と同一にすることになろう。

好ましい実施の形態において、作動機構は、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を含む第２の可変焦点距離レンズを更に備え、この焦点距離は、膜の膨張につれて膜の曲率とともに変わり、液圧マスタ・アクチュエータは、第２の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通し、これら従属アクチュエータは、マスタ・アクチュエータの作動に応答して第２のレンズの膜の膨張の程度を変えるように一緒に構成される。

この好ましい実施の形態において、本発明は第１及び第２のレンズのそれぞれのための複数の従属アクチュエータを提供する。従属アクチュエータのそれぞれは、マスタ・アクチュエータが作動することにより従属アクチュエータのそれぞれが一緒に駆動されるように、マスタ・アクチュエータにより駆動される。したがって、膜の膨張は同時に制御され、第１の態様と同様に、マスタ・アクチュエータと従属アクチュエータとの間に液圧カップリングを用いることにより、２つのレンズに対する作動力を極めて直接的にかつ過大なスペースを必要とせずに伝達できるようになる。これは、液圧カップリングを、第１の態様と全く同じように、メガネなどのコンパクトな光学装置に装着することを可能にする。

適切な大きさの真っ直ぐなプラスチックチューブ材を用いて、マスタ・アクチュエータと従属アクチュエータとの間に液圧カップリングを提供することができる。代りに、中空チャネルを、第１及び第２のレンズを格納する構造（例えば、メガネ）の適切な部品へ一体成形することができる。例えば、メガネのブリッジが、マスタ・アクチュエータを従属アクチュエータの一つに接続するチャネルの少なくとも一部を形成してもよい。

典型的には、第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、第２のレンズの周辺まわりのそれぞれの制御ポイントに配設される。

これは、膜が膨張させられるように、キャビティの容積が収縮する第２の変形例のレンズを用いるときに有用である。本発明者の同時係属中の出願であるＰＣＴ／ＧＢ２０１２／０５１４２６の中で説明されているように、この種のタイプのレンズを、その形状が非円形であっても、膜はその膨張時に球面プロフィルを採るように設計することが可能である。これは、可変曲げスティフネスを有する膜へ取り付けた周辺支持体を用いて、選択された要衝ポイントに作動力がかけられたとき、膜が球面プロフィルを採るようにすることにより達成される。したがって、上記の制御ポイントは、作動力をかける選択された要衝ポイントに一致するように選択される。

選択された要衝ポイントのそれぞれで要求される作動力は通常は異なることになるので、第２の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、通常、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、

一の実施の形態において、液圧マスタ・アクチュエータは透明なチューブ材により、第２の複数の従属アクチュエータにおける従属アクチュエータに接続され、この透明なチューブ材は、屈折率が第２のレンズのキャビティを満たす流体と整合する。第２の複数の液圧従属アクチュエータはともに、第２のレンズの膜の周辺に固定された曲げ制御リングへそれぞれが力をかけることにより、マスタ・アクチュエータの作動に応答して第２のレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成されてもよい。これが意味することは、力をかけるポイントは、材料層の介在部材を介して直接に、又は各アクチュエータと曲げ制御部材との間のそれぞれのリンクを介して、曲げ制御リング自体の上にあるということである。曲げ制御リングの曲げスティフネスは、選択された作動ポイントに作動力がかけられたときに、膜が所望の表面（例えば、球面）プロフィルを採るように、曲げ制御リングの異なるポイントで変わる。

第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれを、第２のレンズの流体充填キャビティの外側に配設してもよい。これにより、流体充填キャビティの封止がより容易になる。というのは、液圧制御の配置がキャビティを貫く必要がないからである。

その結果、キャビティを満たす流体中に液圧チューブ材を浸漬したとき、この液圧チューブ材は視認できなくなる。したがって、このチューブ材は、光学的な支障を引き起こすこともなく、そして、それとは全く気付かれることもなくレンズ内を引き回すことができる。これは、液圧チューブ材をレンズの縁周りに引き回す必要がないので、レンズが占めるスペースを減らし、この種のレンズを用いて、例えば縁無しメガネの生産を容易にすることができるだろう。

液圧チューブ材中の流体は、液圧チューブ材及び第１と第２のレンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合させることが好ましい。これにより、チューブ材を視認できなくする効果が最大になる。これを達成するために、通常、液圧チューブ材中の流体は、第１の可変焦点レンズのキャビティを満たす流体と同一にすることになろう。

好ましい実施の形態の第１及び第２のレンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成してもよく、複数あるうちの各レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を含み、焦点距離は、膜の膨張につれて膜の曲率とともに変わり、作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを含み、それぞれの複数の液圧従属アクチュエータは、マスタ・アクチュエータの作動に応答して、レンズのうちの関連付けられた一つのレンズの膜の膨張の程度を変えるように一緒に構成される。

これは、２つを超えるレンズの焦点距離を同時に調節する必要がある場面で利用できる。これの見込める一の用途は、近年の多くの照明器具で用いられている発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイからの散光を焦点に合わせるために用いるレンズの用途である。

第１の複数の従属アクチュエータのそれぞれは同じ輪郭（すなわち、光軸に平行な方向に沿って、レンズの光学中心から同一距離のポイント周りを通る線）上になければならない。代わりに、第１の複数の従属アクチュエータのそれぞれは、それぞれの輪郭上にあってもよく、各従属アクチュエータが、それが上にある輪郭に依存してそれぞれの力をかけるようになされる場合、それらのうちの一つ以上は他と異なっていてもよい。これは、例えば、異なる断面積を有するピストンを持つアクチュエータを用いて同じ液圧の下で要求されるそれぞれの力を達成することにより達成できる。

同様に、第２の複数の従属アクチュエータのそれぞれは同じ輪郭（すなわち、光軸に平行な方向に沿って、レンズの光学中心から同一距離のポイント周りを通る線）上になければならない。代りに、第２の複数の従属アクチュエータのそれぞれは、それぞれの輪郭上にあってよく、各従属アクチュエータが、それが上にある輪郭に依存してそれぞれの力をかけるようになされる場合、それらのうちの一つ以上は他と異なっていてもよい。これは、例えば、異なる断面積を有するピストンを持つアクチュエータを用いて、同じ液圧の下で要求されるそれぞれの力を達成することにより達成できる。

本発明の第３の態様において、メガネは、本発明の第１の態様による、又は本発明の第２の態様の好ましい実施の形態による作動機構とフレームとを含み、第１及び第２のレンズは、フレームに格納されてメガネの左右のレンズを形成する。

一の実施の形態において、第１のレンズにおける膜の膨張の程度は、マスタ・アクチュエータの所与の作動に対する第２のレンズにおけるそれとは異なる。これは、モノビジョンとして知られる手法を着用者が利用できるようにする。この手法では、一つのレンズの焦点距離を調節して眼の近見視力を矯正する（読み易くする）する一方で、他のレンズの焦点距離を調節して眼の遠見視力を矯正する（正視し易くする）、又は中間視力を矯正する（例えば、モニタを見易くする）。人は、奥行感覚を喪失してしまうものの、このことに比較的迅速に適合することにより、広い距離範囲にわたって物体に焦点を合わせて見ることができる。

本発明の第４の態様において、ズームレンズは、光学配置のフォーカス・グループとバリエータ・グループとを含む複数の光学要素のグループを含み、ズームレンズは、本発明の第１の態様による作動機構、又は本発明の第２の態様の好ましい実施の形態による作動機構を備え、第１及び第２のレンズは、フォーカス・グループ及びバリエータ・グループのそれぞれの一部を形成する。

写真レンズのような合成レンズの設計において、個々の光学要素（例えば個別のレンズ）はグループ中に配置される。グループ中の光学要素は典型的には一緒に接合されていて、ユニットとして働く。当然ながら、グループに含まれる光学要素が一つだけであってもよい。

典型的なズームレンズでは、フォーカス・グループがズームレンズの光軸に沿って動いて所望の焦点面、例えばフィルム又はディジタルセンサへ像を焦点合わせする。バリエータ・グループは光軸に沿って動いてフォーカス・グループの倍率を変える。それはズームレンズの焦点距離の調節の大半を担う。第１及び第２のレンズを一緒に動かすことにより、追加があったにしてもきわめて少ない容積の要件でズームレンズを構成することができ、この要件によって、フォーカス及びバリエータ・グループの光軸に沿うどのような動きも要求されることはない。多くの場合、ズームレンズの焦点距離の所望の変化を達成するためにフォーカス及びバリエータ・グループの焦点距離における必要な変化は同じではないが、この点は、本発明の第１の態様又は第２の態様による作動系を用いるとき、従属アクチュエータのところで異なる作動力を使用することにより容易に吸収することができる。

典型的には、フォーカス及びバリエータ・グループは、光軸に沿って互いに反対方向へ動くように要求される。言い換えれば、両グループの焦点距離の変化は普通は互いに反対方向でなければならない。かくして、本発明の第２の態様の好ましい実施の形態による、又は本発明の第１の態様による作動機構を用いる場合、第１及び第２のレンズの焦点距離の反対の変化を引き起こすように、ズームレンズは更に液圧インバータを含んでもよい。この液圧インバータを、マスタ・アクチュエータと、第１又は第２のレンズのどちらかと関連付けられた従属アクチュエータとの間に配置することができる。この選択配置はレンズ設計に依存する。

添付図面を参照して、ここに本発明の実施の形態について説明する。

図１は、２つのレンズが同一の液圧アクチュエータ（例えば油圧アクチュエータ）によって駆動される本発明の第１の実施の形態を示す。 図２は、液圧アクチュエータが第１の位置にあるときの、図１の一方のレンズの断面図である。 図３は、液圧アクチュエータが第２の位置にあるときの、図１の一方のレンズの断面図である。 図４は、２つのレンズのそれぞれが複数の作動ポイントで液圧駆動される本発明の第２の実施の形態を示す。 図５は、液圧アクチュエータが第１の位置にあるときの、図４の一方のレンズの断面図である。 図６は、液圧アクチュエータが第２の位置にあるときの、図４の一方のレンズの断面図である。 図７は、２つのレンズ間に遮断弁又はリストリクタ（制限弁）を有する、第２の実施の形態の変形例を示す。 図８は第２の実施の形態の変形例を示し、アクチュエータがレンズキャビティの外側に配設されている。 図９は図８の一方のレンズの断面図である。 図１０は本発明によるズームレンズを示す断面図である。

図１乃至図３は第１の実施の形態に関し、特異な作動機構が採用されている。この実施の形態では、両レンズ自体の間にも、両レンズと液圧アクチュエータ間にも流体連通がない。図１にはメガネが示されており、このメガネは２つのレンズ１０２及び１０３を格納するフレーム１０１を含む。この２つのレンズ１０２及び１０３は鏡像（ミラーイメージ）である。図２及び図３にレンズ１０３の断面を示す。レンズ１０２の断面はそれがレンズ１０３の単なる鏡像であるので、その構造は図２及び３から容易に同定できる。したがって、これ以上の説明は不要であろう。レンズ１０３は、皿形部材１０４と、皿形部材１０４の後面に対向するフレキシブル膜１０５とを含む。皿形部材１０４の後面は平面（図示）であってもよく、さもなければ光学的な度数を与えるように一つ以上の曲面を有してもよい。フレキシブル膜１０５は、一対の支持リング１０６、１０７間に保持され、支持リング１０７は、そのつぶせる弾性側壁１０８を介して皿形部材１０４につながれている。

皿形部材１０４はフレキシブル膜１０５とともにキャビティ１０９を画成（定めて形成）する。キャビティ１０９は、シリコーンオイルのような高い屈折率を持つ液体で充填される。また、皿形部材１０４とフレキシブル膜１０５は透明材料でできている。例えば、両者が高分子量のシリコーン材料でできていてもよい。代替として、高分子量のシリコーンエラストマでできた側壁１０８を、後面用のポリカーボネート基材とともに共成形 (co-molding) （一緒に型成形）することにより皿形部材１０４を製造してもよい。

図２に示すレンズ１０３は非作動状態にあり、この状態で与えられる光学的な度数は、膜１０５が事実上平面であるのでゼロ又はほとんどセロである。他方、図３に示すレンズ１０３は作動状態にあり、この状態にある膜１０５は膨張して曲面プロフィルを有する。このプロフィルにより、それは曲率半径に依存する光学的な度数の程度を提供する。矢印Ｆで示すようにレンズ１０３の一側で支持リング１０６へ力をかけることにより、レンズ１０３は、非作動状態から作動状態へ移行する。これにより、側壁１０８は、力Ｆをかけた領域の下でつぶれる。このようにして、キャビティ１０９の体積がちいさくなる。側壁は、力Ｆがかかる領域の反対側ではつぶれない。なぜなら、反対側は堅く保持されていて、図３にヒンジ点Ｈで示すようにヒンジとして作用できるようになっているからである。図３に示すように、キャビティ１０９の容積の減少に起因して、フレキシブル膜１０５が液体圧力により膨張する。力Ｆは、以下説明するように、機械的アクチュエータが印加する。適切に設計された支持リング１０６及び１０７とともに、力Ｆをかけるポイント及びヒンジ点Ｈの位置を慎重に選定することにより、レンズの形状が大まかには長方形であっても、膜１０５が球面プロフィルを持つように膨張させることができる。これを達成する方策は本願の範囲に含まれないが、本発明者の同時係属中の出願であるＰＣＴ／ＧＢ２０１２／０５１４２６に記載されている。

液圧アクチュエータ１１０（各図に略示する）を用いて、機械的アクチュエータによりかけられる力Ｆの程度を制御する。液圧アクチュエータ１１０はチャンバ１１１を有し、チャンバ１１１はその一端が開口してチューブ１１２及び１１３につながれ、他端はピストン１１４で封止されている。ピストン１１４は液圧アクチュエータ１１０の本体に沿って移動自在であり、よってチャンバ１１１の容積、すなわちチャンバ１１１が収容し得る液体の体積を変えることができる。コントロール（制御装置）、例えばサムホイール（親指操作輪、指で操作する回転輪）やスライダ、が提供されて液圧アクチュエータ１１０の本体に沿うピストン１１４の位置を調節することができる。

チューブ１１２及び１１３はフレーム１０１を通り抜けて、それぞれの機械的アクチュエータ１１５及び１１６につながれる。機械的アクチュエータ１１５及び１１６はそれぞれピストンを含み、このピストンは、ピストン１１４の動きによってもたらされた液体圧力の変化に応答して動く。アクチュエータ１１５及び１１６内のピストンはそれぞれの機械的リンクにつながれ、機械的リンクが、支持リング１０６と、レンズ１０２内の等価な支持リングとに力Ｆをかける。このようにして、ピストン１１４の動きにより、レンズ１０２及び１０３内の支持リングにかかる力と、フレキシブル膜の膨張の程度とが調整される。ピストン１１４は、図１に示すチャンバ１１１の両端の間の何れかの位置を採ると想定してよい。したがって、レンズ１０２及び１０３内のフレキシブル膜の曲率は、図２及び図３の膜１０５に関して図示する両極端の間の任意の半径に調節できる。

図４乃至図６は第２の実施の形態に関する。この実施の形態の課題は、図１乃至図３を参照して先に説明した第１の実施の形態の作動機構の改良である。図４において、メガネ２００は、２枚のレンズ２０２及び２０３を格納するフレーム２０１を含んで示されている。この２枚のレンズ２０２及び２０３は鏡像である。図５及び図６に、レンズ２０２の対角方向の断面を略示する。レンズ２０３の断面は、レンズ２０２の単なる鏡像であることから、その構造を図５及び図６から容易に同定できるので、これ以上の説明は不要であろう。レンズ２０２は後方の光学要素２０４と、この後方の光学要素２０４に対向するフレキシブル膜２０５とを含む。後方の光学要素２０４は平面であってもよく、光学的な度数を与えるために、図示のように曲面を成す後の方面であってもよい。フレキシブル膜２０５は、一対の支持リング２０６、２０７間に保持され、支持リング２０７は、後方の光学要素２０４から延びる、つぶせる弾性部材２０８を介して後方の光学要素２０４上に支持される。実際には、この折りたためる弾性部材２０８は、膜２０５と後方の光学要素２０４とを封止する側壁となる（図１乃至図３を参照して先に述べた側壁１０４に類似する）。

側壁は、例えばポリカーボネートでできた後方の光学要素２０４と共成形した高分子量のシリコーンエラストマで造ってもよい。このように、後方の光学要素２０４とフレキシブル膜２０５とが、高い屈折率の透明な材料で造られる。後方の光学要素２０４は、フレキシブル膜２０５とともに、キャビティ２０９を画成する。キャビティ２０９は、シリコーンオイル等の高い屈折率を有する液体を充填される。

図５のレンズ２０２は非作動状態にあり、この状態で与えられる光学的な度数は、膜２０５が事実上平面であるのでゼロ又はほとんどセロである。他方、図６に示すレンズ２０２は作動された状態にあり、この状態で膜２０５は膨張させられて曲面プロフィルを採る。このプロフィルを用いて、それは曲率半径に依存する光学的な度数の程度を提供する。図５及び図６に示すレンズ２０２が、作動状態と非作動状態との間を移行するやり方は、図２及び図３に示すレンズ１０３のやり方に似ている。この場合、力は支持リング２０７（代わりに、力を、レンズ１０３と同じように支持リング２０６にかけることもできるが）にかけられ、弾性部材２０８が生起する復元力に抗して後方の光学要素２０４に向けてそれを引く。この場合、複数のアクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄのそれぞれによって力をかけてもよい。対応するアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄはレンズ２０２のために提供されている。これにより、弾性部材２０８は、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄの周りに最大のつぶれ代で折りたたまれ、よってキャビティ２０９の体積を小さくする。図３に示すように、キャビティ２０９の容積減少に起因して、液体圧力がフレキシブル膜２０５を膨張させる。支持リング２０６及び２０７周り以外のつぶれ代はそれらの設計に依存し、ＰＣＴ／ＧＢ２０１２／０５１４２６で検討する原理に従って誂えることにより、膜２０５の形状が略矩形であるにもかかわらず球面プロフィルを伴って膨張することが確保される。先に説明した側壁１０８を用いてなされるように弾性部材２０８を様々な領域にしっかり保持するために設けられるヒンジ点が全くない。その代りに、支持リング２０６及び２０７の偏り(deflection)の能動的制御が、リングの周辺で要所的に選定された複数のポイントに提供される。その結果、より容易に制御され改良された形状の膨張した膜２０５が得られる。アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄは同じ力をかけてもよく、それぞれが異なる力をかけるように構成してもよい。これは、アクチュエータ内へ適切な表面積を有するピストン（そのうちの２つを、図５及び図６の２１２ｂ及び２１２ｄで示す）を提供して、所望の力がアクチュエータ内の所与の液圧に関してかけられるようにして達成される。

液圧アクチュエータ２１３（各図に略示する）を用いてアクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及び２１１ａ乃至２１１ｄ中のピストンにかかる液体圧力を制御する。液圧アクチュエータ２１３はチャンバ２１４を有し、チャンバ２１４は一端が開口してチューブ２１５につながれ、他端がピストン２１６により封止されている。ピストン２１６は液圧アクチュエータ２１３の本体に沿って移動自在であり、よってチャンバ２１４の容積、すなわちチャンバ２１４が収容し得る液体の体積を変えることができる。コントロール（制御装置）、例えばサムホイールやスライダ、が提供されて液圧アクチュエータ２１３の本体に沿うピストン２１６の位置を調節することができる。

チューブ２１５はフレーム２０１を通り抜けて、レンズ２０３のキャビティ内に至り、そこで、接続部２２１にてチューブ２１７ａ乃至２１７ｄに分岐し、これらチューブはそれぞれのアクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄにつながれ、そしてチューブ２１８に入る。チューブ２１８はレンズ２０３のキャビティを出て、フレーム２０１のブリッジを抜け、レンズ２０２のキャビティ２０９に入り、接続部２１９に至る。接続部２１９でチューブ２１８がチューブ２２０ａ乃至２２０ｄにつながれ、これらチューブはそれぞれのアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄにつながれる。液圧アクチュエータ２１３内のピストン２１６の動きに起因する液体圧力のどのような変化も、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及び２１１ａ乃至２１１ｄ内のピストンのそれぞれが生起させる力の対応変化を引き起こすことになり、それが、各膜を保持する支持リング上へ力を結合する。このようにして、ピストン２１６の動きにより、レンズ２０２及び２０３内の支持リングにかかる力と、フレキシブル膜の膨張の程度とが調整される。ピストン２１６は、図４に示すチャンバ２１４の両端の間の何れかの位置を採ると想定してよい。したがって、レンズ２０２及び２０３内のフレキシブル膜の曲率は、図５及び図６の膜２０５に関して図示する両極端の間の任意の半径に調節できる。チューブ２１５、２１７ａ乃至２１７ｄ、２１８、２２０ａ乃至２２０ｄを造るために用いるチューブ材は、レンズ２０２及び２０３のキャビティの充填に用いるシリコーンオイルの屈折率と整合する屈折率を有する材料で造られる。チューブ材のための好適材料はＬｅｘａｎ８０１０であり、その屈折率は１．５８５８程度（２０℃、５８９．３ｎｍにて）である。米国ミシガン州Ｍｉｄｌａｎｄ所在のＤｏｗ Ｃｏｒｎｉｎｇ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎが販売するＤＣ−７０５シリコーンオイルの屈折率（同じく２０℃、５８９．３ｎｍにて１．５８０５）はこれに非常に密接に整合し、Ｌｅｘａｎ８０１０製のチューブ材を、その中に浸漬したとき事実上見えなくすることができる。液圧アクチュエータ２１３、チューブ２１５、２１７ａ乃至２１７ｄ、２１８、２２０ａ乃至２２０ｄ、並びに、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及び２１１ａ乃至２１１ｄから成る液圧系内で用いられる作動流体は、レンズ２０２及び２０３のキャビティの充填に用いられるのと同じシリコーンオイルであり、従って屈折率も同じである。チューブ材の屈折率は、それを囲む液体及びその中にある液体の屈折率と同じであるので、レンズ２０２及び２０３内で視認できない。そうであっても、チューブ材はレンズ２０２及び２０３の内部を通って取り回されるので、レンズ２０２及び２０３の周りの外側スペースを占めることはない。したがって、より分離したフレーム、場合によっては縁無しフレームへ格納することができる。

図７に第２の実施の形態の変形例を示す。この変形例におけるメガネ２５０は、図４乃至図６を参照して先に説明した第２の実施の形態によるメガネ２００の全ての特徴を含む。また、メガネ２５０は更に接続部２２１と２１９との間に流量制限弁２５１を含む。液圧アクチュエータ２１３内のピストン２１６の所与の調節に関して、この弁２５１を調節することにより、アクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄを、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄとは異なる（より遅い）レートで動かすことが可能である。極端な状態では、流量制限弁２５１を、アクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄがピストン２１６の調節に対して全く応答しないようにチューブ２１８沿いの液体流量を全面的に制限することが可能である。

これは先に言及したモノビジョン手法（わざと左右の度を変え、例えば右目は正視、左目は近視にしてしまう手法）の利用を可能にする。この手法を利用するには、ピストン２１６を用いてアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄを調節することにより、対応する膜が調整を行って右眼に望まれる光学的な度数に必要な膨張とする。その後で、流量制限弁２５１を閉じてチューブ２１８とアクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄの調節に用いられるピストン２１６とを封止する。このようにして、対応する膜が、左眼に望まれる光学的な度数に必要な膨張状態になるようにする。左眼用の膜の光学的な度数は、右眼用の膜の光学的な度数に影響を与えずに自在に調節できる。

図８及び図９は、図４乃至図６の実施の形態の変形例であって、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄとアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄとがレンズキャビティの外側に配設されている。図４乃至図６の部品に一致する部品には同一の符号を付す。

図９から見て取れるように、側壁２０８は、図１乃至図３の実施の形態で用いられる同じ種類の側壁である。後方の光学要素２０４は側壁２０８とともに皿形部材を形成し、この皿形部材は、高分子量のシリコーンエラストマでできた側壁２０８を、後方の光学要素２０４用のポリカーボネート基材とともに共成形することにより造ってもよい。

アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄ（このうち２１２ｂと２１２ｄだけが図９で見ることができる）は、それらが支持リング２０７の選択されたポイントへ力をかけることができるように配置されている。アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄは、側壁２０８を通じて支持リング２０７に支持されてもよく、逃げ孔を側壁２０８に形成することによりアクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄを支持リング２０７が直接に支持できるようにしてもよい。先に説明したように、支持リング２０７は、選択ポイントに作動力が与えられたときに、それに取り付けられた膜２０５が所望のプロフィル、典型的には球面プロフィル、を採るべく変形するようにして、その曲げスティフネスがその周囲で変化するように設計される。

図９に示す配置により、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄをレンズ２０２及び２０３のキャビティの外側へ配設することができる。それにより、レンズ２０２及び２０３の封止が単純になり、レンズ２０２及び２０３の組み立ても単純になる。なぜなら、レンズ２０２及び２０３は完成モジュールとして生産ラインへ投入されて、アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄを含む他の部品と嵌合させることができるからである。アクチュエータ２１０ａ乃至２１０ｄ及びアクチュエータ２１１ａ乃至２１１ｄは、図８に示すような様々な仕方で、液圧アクチュエータ２１３と液圧的につなげてもよい。ここでは、チューブ２１５が、アクチュエータ２１０ａ、２１０ｂ、２１１ａ、２１１ｂにつながるチューブ２６０ａと、アクチュエータ２１０ｃ、２１０ｄ、２１１ｃ、２１１ｄにつながるチューブ２６０ｂとに分岐している。チューブ２６０ａ及び２６０ｂは、フレーム２０１に設けたチャネルを通り抜けてもよい。

図１０は、本発明の別の用途、具体的にはズームレンズを示す。このズームレンズは、光軸３０２上で互いに光学的に配列する２つのレンズ、すなわちフォーカス・レンズ３００及びバリエータ・レンズ３０１を含む。これら２つのレンズ３００及び３０１は、実用的な実施の形態において、フォーカス・グループ及びバリエータ・グループとして知られる光学要素のそれぞれのグループの一部を形成することが多い。これらのグループの中で、このフォーカス・レンズ３００及びバリエータ・レンズ３０１は能動的な要素であり、それぞれのグループの焦点距離の制御を担っており、ズームレンズが提供する全体の焦点距離を制御する。

従来のズームレンズでは、フォーカス及びバリエータ・グループは、ズームレンズの調節に伴ってズームレンズの光学軸に沿って移動する。バリエータ・グループはフォーカス・グループの全体の倍率を制御し、焦点面に像を合せる。しかし、本発明の配置を用いることにより、焦点距離の変化は、レンズ３００及び３０１の流体圧力を調節して制御できるので、バリエータ及びフォーカス・グループを光軸に沿って移動させる必要がない。

フォーカス及びバリエータ・レンズ３００及び３０１はそれぞれ、他の実施の形態を参照して述べる液体レンズと、構造の上で類似している。それらは図１０で概略的に示されるだけであるが、各レンズの顕著な特徴は見ることができる。具体的には、各レンズは、後方の光学要素３０３及び３０４並びに膨張性のフレキシブル膜３０５及び３０６を有する。後方の光学要素３０３及び３０４は平面であってもよいが、この場合は、前方と後方の曲面を有しており、膜３０５及び３０６が膨張しないときでも、光学的な度数の程度を提供する。

膜３０５及び後方の光学要素３０３はフォーカス・レンズ３００内のキャビティ３０７を画成し、キャビティには液体が充填される。同様に、膜３０６及び後方の光学要素３０４はバリエータ・レンズ３０１内のキャビティ３０８を画成し、キャビティには液体が充填される。各キャビティ３０７及び３０８内の液体圧力が、膜３０５及び３０６の膨張の度合い、つまりレンズ３００及び３０１により与えられる光学的な度数、を制御する。

この２つのキャビティ３０７及び３０８は、それぞれの液圧チューブ３０９及び３１０を介して作動（アクチュエーション）系に流体連通する。液圧作動系は、液圧アクチュエータ３１１を含む。液圧アクチュエータ３１１はチャンバ３１２を有し、チャンバはその一端が開口してチューブ３１３につながり、他端でピストン３１４により封止されている。ピストン３１４は液圧アクチュエータ３１１の本体に沿って移動自在であるので、チャンバ３１２の容積、つまりチャンバが収容し得る液体の体積を変えることができる。制御装置、例えばサムホイールやスライダを設けて液圧アクチュエータ３１１の本体に沿うピストン３１４の位置を調節する。

チューブ３１０はチューブ３１３へ直接につながれているが、他の実施の形態ではチューブ３１０内に液圧装置 (hydraulic gearing) が提供される。これは、一対のリンクさせたピストンを設けて、一方のピストンにかかる流体圧力の増加が、他方のピストンが生起する流体圧力を増加させるように、両ピストンともに動くことにより行われる。ピストンの面積を適切に選択することにより（すなわち、レンズ３０１に最も近いピストンの面積が、液圧アクチュエータ３１１に最も近いピストンの面積より小さくなるように）、キャビティ３０８内の圧力を、液圧アクチュエータ３１１内の圧力より高くすることができる。

チューブ３１３は、レンズ３０１のキャビティ３０８と、液圧インバータ３１５とへ直接につながれる。そうすることにより、チューブ３０９内の圧力、つまりレンズ３００のキャビティ３０７内の圧力は、液圧アクチュエータ３１１のチャンバ３１２内の圧力に反比例して変化する。かくして、チャンバ３１２内の圧力が増加すると、キャビティ３０７内の圧力は低下する。かくして、キャビティ３０７及び３０８内の液体圧力は、液圧アクチュエータ３１１のピストン３１４が移動するとともに、互いに反対の向きで変わる。したがって、各レンズ３００及び３０１が提供する光学的な度数は反対の向きで変わる。液圧インバータ３１５は２つのアクチュエータ３１６及び３１７を含み、両アクチュエータはそれらのピストン３１８及び３１９を介してリンク３２０でつながれる。

チャンバ３１２の流体圧力が増加すると、ピストン３１９は矢印Ａの方向に押される。リンク３２０を介するカップリングにより、ピストン３１８も同じ方向へ動かされ、キャビティ３０７内の流体圧力は低下し、膜３０５は弛緩できる。同時に、チューブ３１０及びキャビティ３０８内の流体圧力は、チャンバ３１２内の流体圧力の増加により増加し、膜３０６は更に膨張する。

反対に、チャンバ３１２の流体圧力が減少すると、ピストン３１９は矢印Ａの反対方向に動く。リンク３２０を介するカップリングにより、ピストン３１８も同じ方向へ動かされ、キャビティ３０７内の流体圧力は増加し、膜３０５は膨張を強いられる。同時に、チューブ３１０及びキャビティ３０８内の流体圧力は、チャンバ３１２内の流体圧力の減少により減少し、膜３０６は弛緩することになる。

キャビティ３０７及び３０８内の流体圧力の変化の程度は、液圧アクチュエータ３１１内の流体圧力の所与の変化に対して同じであってもよい。しかし、キャビティ３０７及び３０８内の流体（圧力）の変化の程度が、液圧アクチュエータ３１１の流体圧力の所与の変化に対して異なるように系を構成することの方が一般的には多い。レンズ３００及び３０１の光学的な度数が同じ割合で変化する必要はないので、普通はこちらが要求される。

図１０のズームレンズは、光学配置の２つの液体レンズの焦点距離を同時に変えることによる全体の焦点距離の調節及び焦点の維持の単純明快な方策を提供する。液圧チューブ材とアクチュエータは、従来の複雑なカム駆動作動装置に対して、きわめてコンパクトに造ることができる。

１００ メガネ
１０１ フレーム
１０２、１０３ レンズ
１０４ 皿形部材
１０５ フレキシブル膜
１０６、１０７ 支持リング
１０８ 弾性側壁
１０９ キャビティ
１１０ 液圧アクチュエータ
１１１ チャンバ
１１２、１１３ チューブ
１１４ ピストン
１１５、１１６ アクチュエータ
２００ メガネ
２０１ フレーム
２０２、２０３ レンズ
２０４ 光学要素
２０５ フレキシブル膜
２０６、２０７ 支持リング
２０８ 弾性部材
２０９ キャビティ
２１０ａ〜２１０ｄ、２１１ａ〜２１１ｄ アクチュエータ
２１２ｂ、２１２ｄ ピストン
２１３ 液圧アクチュエータ
２１４ チャンバ
２１５ チューブ
２１６ ピストン
２１７ａ〜２１７ｄ チューブ
２１８、２２０ａ〜２２０ｄ チューブ
２１９、２２１ 接続部
２５０ メガネ
２５１ 流量制限弁
３００、３０１ レンズ
３０２ 光軸
３０３、３０４ 光学要素
３０５、３０６ フレキシブル膜
３０７、３０８ キャビティ
３０９、３１０ 液圧チューブ
３１１ 液圧アクチュエータ
３１２ チャンバ
３１４ ピストン
３１５ 液圧インバータ
３１６、３１７ アクチュエータ
３１８、３１９ ピストン
３２０ リンク

図１０のズームレンズは、光学配置の２つの液体レンズの焦点距離を同時に変えることによる全体の焦点距離の調節及び焦点の維持の単純明快な方策を提供する。液圧チューブ材とアクチュエータは、従来の複雑なカム駆動作動装置に対して、きわめてコンパクトに造ることができる。
以下は、本発明のあり得る態様である。
第１の態様
焦点距離が可変の、第１及び第２の可変焦点距離レンズを同時に作動させるための作動機構であって、各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、前記第１の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータと前記第２の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータとに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連する可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータは前記第１及び第２の可変焦点距離レンズの両方の膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、 作動機構。
第２の態様
各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、 第１の態様の作動機構。
第３の態様
前記液圧マスタ・アクチュエータは透明なチューブ材により前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材の屈折率は、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合する、 第１の態様又は第２の態様の作動機構。
第４の態様
各液圧従属アクチュエータは、前記膜の周辺に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、マスタ・アクチュエータの作動に応答して、アクチュエータの関連付けられたレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、 第１の態様乃至第３の態様の何れか１の態様の作動機構。
第５の態様
各液圧従属アクチュエータは、それの関連するレンズの流体充填キャビティの外側に配設される、 第１の態様乃至第４の態様の何れか１の態様の作動機構。
第６の態様
前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成し、前記複数ある中の各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータはそれぞれの可変焦点距離レンズに関係付けられ、それぞれの従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連付けられた可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータはすべての可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、 第１の態様乃至第５の態様の何れか１の態様の作動機構。
第７の態様
流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備える、焦点距離が可変の第１の可変焦点距離レンズのための作動機構であって、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、第１の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、前記従属アクチュエータはともに、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第１の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、 作動機構。
第８の態様
前記第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第１の可変焦点距離レンズの周辺まわりのそれぞれの制御ポイントに配設される、 第７の態様の作動機構。
第９の態様
前記第１の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、 第８の態様の作動機構。
第１０の態様
前記液圧マスタ・アクチュエータは、透明なチューブ材により、前記第１の複数の従属アクチュエータにおける前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材は、前記第１の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合される、 第７の態様乃至第９の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１１の態様
前記第１の複数の液圧従属アクチュエータはともに、それぞれ前記第１の可変焦点距離レンズの膜の周辺に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第１の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、 第７の態様乃至第１０の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１２の態様
前記第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第１の可変焦点距離レンズの流体充填キャビティの外側に配設される、 第７の態様乃至第１１の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１３の態様
流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備える、焦点距離が可変の第２の可変焦点距離レンズを更に備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率にともなって変わり、前記液圧マスタ・アクチュエータは、第２の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通し、前記従属アクチュエータはともに、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第２の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、 第７の態様乃至第１２の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１４の態様
前記第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第２の可変焦点距離レンズの周辺まわりのそれぞれの制御ポイントに配設される、 第１３の態様の作動機構。
第１５の態様
前記第２の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、 第１４の態様の作動機構。
第１６の態様
前記液圧マスタ・アクチュエータは、透明なチューブ材により、前記第２の複数の従属アクチュエータにおける前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材は、前記第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合される、 第１３の態様乃至第１５の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１７の態様
前記第２の複数の液圧従属アクチュエータはともに、前記第２の可変焦点距離レンズの膜の周囲に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第２の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、 第１３の態様乃至第１６の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１８の態様
前記第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第２の可変焦点距離レンズの流体充填キャビティの外側に配設される、 第１３の態様乃至第１７の態様の何れか１の態様の作動機構。
第１９の態様
前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成し、前記複数ある中の各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータはそれぞれの可変焦点距離レンズに関係付けられ、それぞれの従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連付けられた可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータはすべての可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、 第１３の態様乃至第１８の態様の何れか１の態様の作動機構。
第２０の態様
フレームと、第１の態様乃至第６の態様又は第１３の態様乃至第１８の態様の何れか１の態様の作動機構とを備えるメガネであって、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが前記フレーム内に格納されてメガネの左右のレンズを形成する、 メガネ。
第２１の態様
前記第１の可変焦点距離レンズにおける前記膜の膨張の程度は、前記マスタ・アクチュエータの所与の作動に対する前記第２の可変焦点距離レンズにおけるそれとは異なる、 第２０の態様のメガネ。
第２２の態様
光学配置されたフォーカス・グループとバリエータ・グループとを含む光学要素の複数のグループを備え、第１の態様乃至第６の態様又は第１３の態様乃至第１８の態様の何れか１の態様の作動系を備えるズームレンズであって、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、前記フォーカス・グループ及びバリエータ・グループのそれぞれの一部を形成する、 ズームレンズ。
第２３の態様
液圧インバータを更に備えて前記第１及び第２の可変焦点距離レンズの焦点距離に、反対の変化を引き起こす、 第２２の態様のズームレンズ。

Claims (23)

1. 焦点距離が可変の、第１及び第２の可変焦点距離レンズを同時に作動させるための作動機構であって、各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、前記第１の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータと前記第２の可変焦点距離レンズに関連付けられた液圧従属アクチュエータとに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連する可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータは前記第１及び第２の可変焦点距離レンズの両方の膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、
   作動機構。
2. 各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、
   請求項１の作動機構。
3. 前記液圧マスタ・アクチュエータは透明なチューブ材により前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材の屈折率は、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合する、
   請求項１又は請求項２の作動機構。
4. 各液圧従属アクチュエータは、前記膜の周辺に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、マスタ・アクチュエータの作動に応答して、アクチュエータの関連付けられたレンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、
   請求項１乃至請求項３の何れか１項の作動機構。
5. 各液圧従属アクチュエータは、それの関連するレンズの流体充填キャビティの外側に配設される、
   請求項１乃至請求項４の何れか１項の作動機構。
6. 前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成し、前記複数ある中の各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータはそれぞれの可変焦点距離レンズに関係付けられ、それぞれの従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連付けられた可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータはすべての可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、
   請求項１乃至請求項５の何れか１項の作動機構。
7. 流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備える、焦点距離が可変の第１の可変焦点距離レンズのための作動機構であって、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、第１の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、前記従属アクチュエータはともに、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第１の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、
   作動機構。
8. 前記第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第１の可変焦点距離レンズの周辺まわりのそれぞれの制御ポイントに配設される、
   請求項７の作動機構。
9. 前記第１の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、
   請求項８の作動機構。
10. 前記液圧マスタ・アクチュエータは、透明なチューブ材により、前記第１の複数の従属アクチュエータにおける前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材は、前記第１の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合される、
    請求項７乃至請求項９の何れか１項の作動機構。
11. 前記第１の複数の液圧従属アクチュエータはともに、それぞれ前記第１の可変焦点距離レンズの膜の周辺に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第１の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、
    請求項７乃至請求項１０の何れか１項の作動機構。
12. 前記第１の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第１の可変焦点距離レンズの流体充填キャビティの外側に配設される、
    請求項７乃至請求項１１の何れか１項の作動機構。
13. 流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備える、焦点距離が可変の第２の可変焦点距離レンズを更に備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率にともなって変わり、前記液圧マスタ・アクチュエータは、第２の複数の液圧従属アクチュエータに流体連通し、前記従属アクチュエータはともに、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第２の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、
    請求項７乃至請求項１２の何れか１項の作動機構。
14. 前記第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第２の可変焦点距離レンズの周辺まわりのそれぞれの制御ポイントに配設される、
    請求項１３の作動機構。
15. 前記第２の複数の従属アクチュエータにおける各従属アクチュエータは、所与の流体圧力に対して、それぞれの望ましい力を生起するようになされる、
    請求項１４の作動機構。
16. 前記液圧マスタ・アクチュエータは、透明なチューブ材により、前記第２の複数の従属アクチュエータにおける前記従属アクチュエータにつながれ、前記透明なチューブ材は、前記第２の可変焦点距離レンズのキャビティを満たす流体の屈折率に整合される、
    請求項１３乃至請求項１５の何れか１項の作動機構。
17. 前記第２の複数の液圧従属アクチュエータはともに、前記第２の可変焦点距離レンズの膜の周囲に固定された曲げ制御リングへ力をかけることにより、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して前記第２の可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成される、
    請求項１３乃至請求項１６の何れか１項の作動機構。
18. 前記第２の複数の液圧従属アクチュエータのそれぞれは、前記第２の可変焦点距離レンズの流体充填キャビティの外側に配設される、
    請求項１３乃至請求項１７の何れか１項の作動機構。
19. 前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、複数の３つ以上の可変焦点距離レンズの一部を形成し、前記複数ある中の各可変焦点距離レンズは、流体充填キャビティの境界を成す膨張性の膜を備え、前記焦点距離は、前記膜が膨張するにつれて、前記膜の曲率の程度にともなって変わり、前記作動機構は、複数の液圧従属アクチュエータに流体連通する液圧マスタ・アクチュエータを備え、各従属アクチュエータはそれぞれの可変焦点距離レンズに関係付けられ、それぞれの従属アクチュエータは、前記マスタ・アクチュエータの作動に応答して、それの関連付けられた可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を変えるように構成され、よって前記マスタ・アクチュエータはすべての可変焦点距離レンズの膜の膨張の程度を同時に変えるように作動可能である、
    請求項１３乃至請求項１８の何れか１項の作動機構。
20. フレームと、請求項１乃至請求項６又は請求項１３乃至請求項１８の何れか１項の作動機構とを備えるメガネであって、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが前記フレーム内に格納されてメガネの左右のレンズを形成する、
    メガネ。
21. 前記第１の可変焦点距離レンズにおける前記膜の膨張の程度は、前記マスタ・アクチュエータの所与の作動に対する前記第２の可変焦点距離レンズにおけるそれとは異なる、
    請求項２０のメガネ。
22. 光学配置されたフォーカス・グループとバリエータ・グループとを含む光学要素の複数のグループを備え、請求項１乃至請求項６又は請求項１３乃至請求項１８の何れか１項の作動系を備えるズームレンズであって、前記第１及び第２の可変焦点距離レンズが、前記フォーカス・グループ及びバリエータ・グループのそれぞれの一部を形成する、
    ズームレンズ。
23. 液圧インバータを更に備えて前記第１及び第２の可変焦点距離レンズの焦点距離に、反対の変化を引き起こす、
    請求項２２のズームレンズ。

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