JP5695028B2 - 可変屈折力光学系 - Google Patents
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Description
本出願は、参照によって本明細書に全体を組み込まれて本明細書の一部を構成している2009年4月10日出願の米国仮出願第61/168,523号の利益を主張する。
液体レンズセルは、レンズ室内に2つ又は3つ以上の液体を含む。液体は、接触し、例えば電気的ノードなどによって可変な表面を形成する。流体は例えば、1つ若しくは2つ以上のガス、1つ若しくは2つ以上の液体、又は1つ若しくは2つ以上の固体と1つ若しくは2つ以上の液体との混合であってよい。1つ又は2つ以上の移動レンズ群を液体レンズセルで置き換えることによって、光路の構成に対する更なる選択肢が得られる。液体セルは、これらの特性を活かすべく、複合ズームレンズ系において使用することができる。オートフォーカスカメラ及び携帯電話カメラの多くは、長いレンズのための広い空間を有さない。フォールディングすなわち放射軸のフォールディングと併せた液体セルの使用は、これらの小型カメラパッケージにおけるズームレンズ系をより良くすることを可能にする。より大型のカメラも、この利益を享受することができる。
易にする。レンズを通る光路の全長は、同じにとどまるが、液体レンズセルは、1つ又は2つ以上の方向の長さを短くするフォールディングのための戦略的空間を提供しえる。これは、より小型のカメラパッケージにおいて、より長いレンズ全長が使用されることを可能にする。例えば、オートフォーカスカメラ及び携帯電話カメラの多くは、長いレンズのための広い空間を有さない。フォールディングと併せた液体セルの使用は、これらの小型カメラパッケージにおけるズームレンズ系をより良くすることを可能にする。より大型のカメラも、カメラパッケージの長さを、フォールディングを使用しないレンズ系において必要とされえる長さよりも短くすることによる利益を享受することができる。液体レンズセルの使用は、また、特にレンズ設計の前部に向かって尚且つ特に広視野位置の場合に、より小さい直径を可能にしえる。比較的小さい前部直径と併せたフォールディングの使用は、従来の移動レンズ群ズームレンズ設計と比べて、よりコンパクトで且つ人間工学的に成形されたカメラパッケージを提供しえる。
態で得られた最終像よりも大きくする。これは、11〜28mm及びそれ以上のセンサなどの、より大型の画像センサの使用を可能にする。移動レンズ群がセンサの近くにおいて使用されるのは、液体セルの直径が、所望の性能を実現するのに十分な大きさではない可能性があるからである。注目すべきは、最終像207が、液体レンズセルの可変表面211,212におけるリム光線よりも大きいことにある。
Claims (15)
- 物体の最終像を形成するための、共通の光軸上の可変屈折力光学系であって、物体側と、像側と、前記物体と前記最終像との間の少なくとも1つの中間実像とを有し、前記光学系は、
前記物体と中間実像との間に位置付けられた、対物レンズ群における少なくとも1つの第1の可変屈折力光学部品であって、前記中間実像の倍率を変えるために屈折力を変化させる少なくとも1つの第1の可変屈折力光学部品と、
前記中間実像と最終像との間に位置付けられた、リレーレンズ群における少なくとも1つの第2の可変屈折力光学部品であって、前記最終像の倍率を変えるために屈折力を変化させる少なくとも1つの第2の可変屈折力光学部品と、
前記中間実像と前記リレーレンズ群との間に位置付けされた、可変でない正の屈折力を有するレンズであって、前記像側において前記中間実像の後ろに隣接するレンズと、
前記物体と前記中間実像との間に位置付けられる、前記対物レンズ群における光学絞りと、
を備え、前記第1及び第2の可変屈折力光学部品の少なくとも一方は、前記光軸上において静止しており、異なる屈折特性を持つ少なくとも2つの液体と、前記2つの液体の間の少なくとも1つの可変形状接触表面とを含み、前記接触表面の形状の変化は、前記光学系における屈折力に変化を生じさせる、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
前記第1及び第2の可変屈折力光学部品の変化は、ズームを提供する、可変屈折力光学系。 - 請求項2に記載の可変屈折力光学系であって、
前記第1及び第2の可変屈折力光学部品の変化は、焦点合わせを提供する、可変屈折力光学系。 - 請求項2に記載の可変屈折力光学系であって、
前記第1の可変屈折力光学部品の変化は、焦点合わせを提供する、可変屈折力光学系。 - 請求項2に記載の可変屈折力光学系であって、
前記第2の可変屈折力光学部品の変化は、焦点合わせを提供する、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
前記第1及び第2の可変屈折力光学部品の変化は、ズームと焦点合わせとの組み合わせを提供する、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
前記対物レンズ群は、共通の光軸に沿って軸方向に移動するように構成されている、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
前記リレーレンズ群は、共通の光軸に沿って軸方向に移動するように構成されている、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
前記リレーレンズ群は、静止しており、前記可変屈折力光学系は、更に、前記中間実像と前記最終像との間に位置付けられた少なくとも1つの移動レンズ群を備える可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
少なくとも1つの光学表面は、非球面形状を有する、可変屈折力光学系。 - 請求項1に記載の可変屈折力光学系であって、
可変開口を提供するために、実質的に前記絞りの位置にアイリスが配される、可変屈折力光学系。 - 物体の最終像を形成する方法であって、
可変屈折力光学系の物体側にある物体の最終像を形成することと、
前記物体と前記最終像との間に少なくとも1つの中間実像を形成することであって、前記光学系は、少なくとも1つの第2の可変屈折力光学部品を有する、ことと、
前記中間実像の倍率を変えるために、前記物体と前記中間実像との間に位置付けられた、対物レンズ群における第1の可変屈折力光学部品の屈折力を変化させることと、
前記最終像の倍率を変えるために、前記中間実像と前記最終像との間に位置付けられた、リレーレンズ群における第2の可変屈折力光学部品の屈折力を変化させることと、
前記中間実像と前記リレーレンズ群との間に位置付けされた、可変でない正の屈折力を有するレンズであって、前記像側において前記中間実像の後ろに隣接するレンズにより、光を屈折させることと、
前記物体と前記中間実像との間に位置付けられる、前記対物レンズ群における光学絞りを用いて、前記可変屈折力光学系における光の量を制限することと、
を備え、前記第1及び第2の可変屈折力光学部品の少なくとも一方は、前記光軸上において静止しており、異なる屈折特性を持つ少なくとも2つの液体と、前記2つの液体の間の少なくとも1つの可変形状接触表面とを含み、前記接触表面の形状の変化は、前記光学系における屈折力に変化を生じさせる、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記第1の可変屈折力光学部品の屈折力を変化させること及び前記第2の可変屈折力光学部品の屈折力を変化させることは、ズームを提供する、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記第1の可変屈折力光学部品の屈折力を変化させること及び前記第2の可変屈折力光
学部品の屈折力を変化させることは、ズームと焦点合わせとの組み合わせを提供する、方法。 - 請求項12に記載の方法であって、
前記リレーレンズ群は、静止しており、前記可変屈折力光学系は、更に、前記中間実像と前記最終像との間に位置付けられた少なくとも1つの移動レンズ群を備える方法。
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