JPH01120502A - 焦点調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明はビデオカメラ等に用いられる焦点ｗＲ整装置に
関する。

（ロ）従来の技術 ビデオカメラ等における焦点１１整では、通常複数枚の
レンズを移動することを行なっている。このために機構
が複雑となり、又、レンズを移動させるためのモータが
必要であった（例えば、特公昭６１−１０８１４号公報
、ＧＯ３Ｂ　　３１００）。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 す゛なわち、従来焦点ａｔ装置においては、レンズを移
動させるための複雑な機構や、駆動源としてのモータが
必要であり、装置の小型化、軽量化の妨げとなるばかり
でなく、消費電力も多いという欠点があった。

（ニ）問題点を解決するための手段 本発明は、光学系内に、電気誘起変形性を備えた透明な
高分子ゲル状材料（例えばアクリルアミドゲル）よりな
るレンズ部材を備えた焦点調整手段を設け、自動焦点調
整回路により、このレンズ部材の変形をＡｌ１１．、て
、焦点調整を行なう様にしている。

（ホ）作用 つまり、高分子ゲル状材料くアクリルアミドゲル）より
なるレンズ部材自身の変形により、焦点調整が為される
から、レンズ移動のための機構及びモータ等の駆動源を
必要としないつ尚、高分子ゲル材料の電気誘起変形性に
ついては、′化学と工業」３８巻１０ＪｉｊＰ、　７７
４〜７７６に記載されている。

くべ）実施例 以下、図面に従い本発明の実施例について説明する。第
１図は本発明の一実施例に係るブロック図であり、第２
図は焦点調整用レンズ部材の一部を示す正面図である。

図において、（１）は撮像のための光学系の一部を構成
するレンズ、（２）は焦点ｍ！！手段、（３）は光学系
による像を電気的信号に変換するためのＣ０Ｄ（固体撮
像素子）、（４）はＣ０Ｄ（３）からの信号を所定の映
Ｉｉ！信号、例えばＮＴＳＣ方式における輝度信号と変
調クロマ信号（又は２つの色差信号）に変換して出力す
る変換回路である。（Ｓ）はこの変換回路（４）からの
輝度信号を入力として、その高域成分が最大となる様に
前記の焦点調整手段（２）を制御するオートフォーカス
回路である。

焦点ｉ１ｍ１手段（２）は、基本的に、透明な材料で＃
Ｉ成された直方体の容！ａ（６）と、この容器〈６）内
に満たされた水・アセトン混合溶液と、この混合溶液内
に浸漬されて、容器（６）に支持された円柱状のアクリ
ルアミドゲル（高分子ゲル状物質）くレンズ部材）（７
）を備えている。

透明な容器（６）は例えばガラス製であり、透明で円柱
状のレンズ部材（７）と平行な内面（６ｇ）（６ｂ）に
は光を通すために、透明ｔｉ（酸化スズや酸化インジウ
ムスズが利用される）（８）（９）が夫々形成されてい
る。この透明電極（８）（９）は、容器（６）の外側面
（６ｃ）（６ｄ）ＩＩｍも延長されており、水−アセト
ン混合溶液を容器（６）内に満たして、蓋（１０）を用
いて密閉した場合でも、容器（６）内部に電場が与えら
れる様になっている。そして、この透明電極（８）（９
）には、オートフォーカス回路（５）によって制御され
る電圧付与回路（１１）が接続きれている。そして、透
明電極（８）に正の電圧が、透明電極（９）には負の電
圧が印加される。レンズ部材（７）は水−アセトン混合
溶液中において、更に、電圧が印加されていない状態で
、図示の如く、薄い円柱形状をしており、電気誘起変形
性を有する。そして、テフロン樹脂やシリコン櫃脂製の
支持具（１２〉によって容器（６）中に支持されている
（テフロン等は有機溶剤中でも変質しにくい）、支持具
（１２）はレンズ部材（７）を保持する円環部（１２ａ
）と容器（６）内面に接着等で固定される枠部（１２ｂ
）、両者をつなぐ連結部（１２ｃ）（１２ｃ）（１２ｃ
）（１２ｃ）よりなる成形品である。

レンズ部材（７）は、実際には、２枚のアクリル酸基を
有するアクリルアミドゲル（７ａ）（７ｂ）をはり合せ
たものである。そして、２枚のアクリルアミドゲル（７
ａ）（７ｂ）においては含まれるアクリル酸基の割合が
異なっている。すなわち、正の電極（８）側アクリルア
ミドゲル（７ａ）には２０ｍｏ１％のアクリル酸基が含
まれ、他方（７ｂ）はそれより数％程度少なくなってい
る。

アクリルアミドは一般に次の様な分子構造を有する。

ここで置換基Ｒ１、Ｒ８はいろいろな化合物で置き換え
ることができ、たとえばＲ３→Ｈ，Ｒ，−−ＣＨ＊　　
ＣＨｓやＲｌ　−’　ＣＨｊ、Ｒ８→−ＣＨ，−ＣＨ，
等である。

そして、アクリル酸基を２０ｍｏ１％含むアクリルアミ
ドとは、次の様に表わせる。

１・　　　　（二二ｎ社） 五記のアクリル酸基を有するアクリルアミドが水−アセ
トン混合溶液中に浸漬されることにより、アクリルアミ
ドはゲルとなる。同時にアクリル酸が水中において解離
しくＣＯＯＨ→−ｃ　ｏ　ｏｅ＋ＨΦ）、アクリルアミ
ドゲル中に電荷が存在する已とになる。

ここでアセトン（ＣＨｓ　　ＣＣＨｓ）はアクリルアミ
ドを溶かすものであり°、アセトン−水の混合溶液（水
はアクリルアミドを溶かさない）を用いることによりア
クリルアミドは半分溶けて半分溶けない状態つまりゲル
の状態にある。アセトンの比率は、水に対して３０〜４
０％程度である。又、アセυ えばＲＩ＝　ＣＨｓ、Ｒ８→ＣＨ＊　ＣＨｓ　）が使用
できる。

さて、第１図の様な焦点ｍ＊用レンズ部材において、電
極（８）が正、電極（９）が負となる様に所定電圧（例
えば５Ｖ／３ｃｍ程度の電場が得られる様な電圧〉を印
カ目すると、容器（６）内において電荷の移動が生じる
。このときアクリルアミドゲル（７ａ）内の電荷も移動
し、それに併なってアクリルアミドゲル内の液体が電荷
に引きつけられて、移動する。そこで、アクリルアミド
ゲル（７ａ〉の体積が減少するが、アクリル酸基の割合
のちがいから、電極（８）側での減少がより多くなる。

その結果レンズ部材（７）は同心球状に変形してレンズ
となる。すなわち、第３図（イ〉の状態から、第３図（
ロ）の状態になる。電場を解除すると液体が復帰するの
で、レンズ部材（７）は元の形状に戻る。

又、変形の程度により、焦点距離が変化する。

そして、この電圧の印加はオートフォーカス回路（５）
の制御で実行されるから、レンズ部材（７）の′Ｒ形は
焦点が合う様に制御されることになる。

例えば、オートフォーカス回路（５）は変換回路（４）
からの輝度信号の高域成分を監視し、高域成分の増加が
続くかぎり同じレベル出力が得られる様にな−うている
。つまり、初期状態において、付与回路（１１〉から電
極（８）（９）に電圧が付与されることを指示するＨレ
ベルがオートフォーカス回路（５）から出力きれる様に
なっているとき、高域成分のレベルが大きくなっていく
のならば、そのままＨレベルを出力する。そこで、レン
ズ部材（７）は変形してゆく。

そして、高域成分のレベルが最大値となってその最大値
から所定レベル低下したときに、オートフォーカス回路
（５）の出力を反転し、Ｌレベルをｆ」与回路〈１１〉
に出力する。Ｌレベルが付与回路（１１）に与えられる
と電極（８）（９）には電圧が印加されなくなる。つま
りレンズ部材（７）の変形が元に戻ってゆく。

このＬレベル出力の状態は、輝度信号の高域成分のレベ
ルが最大値をとって、その後所定値低ドするまで継続さ
れる。そして再び、オートフォーカス回路（５）からは
Ｈレベルが出力されることになる。

この様に、オートフォーカス回路く５）によって、レン
ズ部材（７）の変形が制御されるから、Ｃ０Ｄ（３）に
は常に焦点が合うことになる。

以との実施例では、固体撮像素子に結像させるための光
学系に挿入きれたレンズ部材の焦点距離を変更すること
により、合焦制御を行なう様にしている。一方、実施例
の焦点ｓ１４１部材を利用してズームレンズを形成する
ことも可能である。

又、しンズ部材く７）は、アクリルアミドゲルと変形可
能な透明板とを張り合せたもので形成できる。

（ト）発明の効果 以上述べた様に、本発明によれば、レンズを移動せしめ
る機構やモータを省略して焦点調整ができるから、光学
系に小型化、軽量化が計れ効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図は
要部を示す正面図、第３図はアクリルアミドゲルの断面
図である。 （２）・・・焦点調整手段、（７）・・・し・ンズ部材
（アクリルアミドゲル）、（８）（９）・・・透明電極
。 区 ［相］ 味

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学系内に、電気誘起変形性を備える高分子ゲル
   状物質よりなるレンズ部材を備えた焦点調整手段を設け
   てなる焦点調整装置。