JPH0327090B2 - - Google Patents
Info
- Publication number
- JPH0327090B2 JPH0327090B2 JP58222608A JP22260883A JPH0327090B2 JP H0327090 B2 JPH0327090 B2 JP H0327090B2 JP 58222608 A JP58222608 A JP 58222608A JP 22260883 A JP22260883 A JP 22260883A JP H0327090 B2 JPH0327090 B2 JP H0327090B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- elastic body
- opening
- container
- optical
- rubber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 13
- 239000005060 rubber Substances 0.000 description 13
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 238000004132 cross linking Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920002379 silicone rubber Polymers 0.000 description 3
- 239000004945 silicone rubber Substances 0.000 description 3
- 238000004073 vulcanization Methods 0.000 description 3
- 229920000181 Ethylene propylene rubber Polymers 0.000 description 2
- 244000043261 Hevea brasiliensis Species 0.000 description 2
- 229920000459 Nitrile rubber Polymers 0.000 description 2
- 239000005062 Polybutadiene Substances 0.000 description 2
- 229920005549 butyl rubber Polymers 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 239000003085 diluting agent Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229920003052 natural elastomer Polymers 0.000 description 2
- 229920001194 natural rubber Polymers 0.000 description 2
- 229920001084 poly(chloroprene) Polymers 0.000 description 2
- 229920002857 polybutadiene Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005653 Brownian motion process Effects 0.000 description 1
- 229920002943 EPDM rubber Polymers 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004721 Polyphenylene oxide Substances 0.000 description 1
- 229920006311 Urethane elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 1
- 229920001400 block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000037237 body shape Effects 0.000 description 1
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 1
- 238000005537 brownian motion Methods 0.000 description 1
- MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N butadiene-styrene rubber Chemical compound C=CC=C.C=CC1=CC=CC=C1 MTAZNLWOLGHBHU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000005489 elastic deformation Effects 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 239000003302 ferromagnetic material Substances 0.000 description 1
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229920001200 poly(ethylene-vinyl acetate) Polymers 0.000 description 1
- 229920000570 polyether Polymers 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000004528 spin coating Methods 0.000 description 1
- 229920006132 styrene block copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229920003048 styrene butadiene rubber Polymers 0.000 description 1
- 229920003051 synthetic elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000005061 synthetic rubber Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0875—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more refracting elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
- G02B26/08—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light
- G02B26/0816—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements
- G02B26/0825—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light by means of one or more reflecting elements the reflecting element being a flexible sheet or membrane, e.g. for varying the focus
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はカメラ、ビデオ等の光学機器や光通
信、レーザーデイスクをはじめとするエレクトロ
オプテイスク機器に用いられる光学素子に関し、
特に光学表面形状を変化させることにより、焦点
距離を変化させるような可変焦点光学素子に関す
る。
信、レーザーデイスクをはじめとするエレクトロ
オプテイスク機器に用いられる光学素子に関し、
特に光学表面形状を変化させることにより、焦点
距離を変化させるような可変焦点光学素子に関す
る。
従来、可変焦点光学素子としては、特開昭55−
36857に見られる様な弾性体の容器に液体をつめ
その液圧でその形状を変化せしめるものや、特開
昭56−110403、特開昭58−85415のように圧電体
を使用したものが提案されている。
36857に見られる様な弾性体の容器に液体をつめ
その液圧でその形状を変化せしめるものや、特開
昭56−110403、特開昭58−85415のように圧電体
を使用したものが提案されている。
しかし、前者の所謂、液体レンズは、液溜めや
加圧装置などが必要で素子のコンパクト化に問題
があり、後者は、その可変量があまり大きくとれ
ない欠点を有する。
加圧装置などが必要で素子のコンパクト化に問題
があり、後者は、その可変量があまり大きくとれ
ない欠点を有する。
本発明の目的は、上述の如き欠点を解決し、焦
点距離の変化量が大きく、構成が簡単な可変焦点
光学素子を提供するものである。
点距離の変化量が大きく、構成が簡単な可変焦点
光学素子を提供するものである。
本発明の光学素子は、開口を有し、かつ実質的
に変形しない材料で作られた容積可変の容器と、
前記容器に保持され、かつ前記開口よりも広い面
積の面を持つ弾性体とを有し、前記面を前記開口
に対向して配置し、前記開口内の前記弾性体表面
を反射面とすると共に前記容器の容積を変化させ
ることにより前記弾性体に体積変化を与え、前記
弾性体の体積変化を前記開口で解放することによ
り前記反射面を前記開口から突出または沈降させ
る構成にして前記反射面の焦点を可変としたこと
を特徴とするものである。即ち、本発明による光
学素子は、塊状の弾性体自体を部材の開口から凸
状に突出又は凹状に沈降させることによつて、そ
の開口部での弾性体が形成する光学反射表面を変
形して、所望の光学特性、例えば焦点距離を得る
ことができるものである。従つて弾性体に対して
外力を印加するだけで、あるいは、弾性体の体積
変化をさせるだけで光学反射表面を可逆的に変化
させて、所望の光学特性が得られるため、光学素
子の構成や制御が極めて容易で、且光学表面の形
状変化に基づく光学特性の変化のため光学特性の
変化率を極めて大きく設定することができる。
に変形しない材料で作られた容積可変の容器と、
前記容器に保持され、かつ前記開口よりも広い面
積の面を持つ弾性体とを有し、前記面を前記開口
に対向して配置し、前記開口内の前記弾性体表面
を反射面とすると共に前記容器の容積を変化させ
ることにより前記弾性体に体積変化を与え、前記
弾性体の体積変化を前記開口で解放することによ
り前記反射面を前記開口から突出または沈降させ
る構成にして前記反射面の焦点を可変としたこと
を特徴とするものである。即ち、本発明による光
学素子は、塊状の弾性体自体を部材の開口から凸
状に突出又は凹状に沈降させることによつて、そ
の開口部での弾性体が形成する光学反射表面を変
形して、所望の光学特性、例えば焦点距離を得る
ことができるものである。従つて弾性体に対して
外力を印加するだけで、あるいは、弾性体の体積
変化をさせるだけで光学反射表面を可逆的に変化
させて、所望の光学特性が得られるため、光学素
子の構成や制御が極めて容易で、且光学表面の形
状変化に基づく光学特性の変化のため光学特性の
変化率を極めて大きく設定することができる。
本発明に用いる弾性体としては物体に力を加え
ると変形を起し、加えた力があまり大きくない限
り（弾性限界内で）、力を取り去ると変形も元に
もどる性質（弾性）を有するものを用いることが
できる。
ると変形を起し、加えた力があまり大きくない限
り（弾性限界内で）、力を取り去ると変形も元に
もどる性質（弾性）を有するものを用いることが
できる。
通常の固体では、その弾性限界内での最大ひず
み（限界ひずみ）は１％程度である。また、加硫
された弾性ゴムでは、弾性限界が非常に大きくそ
の限界ひずみは1000％近くになる。
み（限界ひずみ）は１％程度である。また、加硫
された弾性ゴムでは、弾性限界が非常に大きくそ
の限界ひずみは1000％近くになる。
本発明による光学素子においては、形成しよう
とする光学素子の特性に応じた弾性率のものが適
宜使用されるが、一般に大きい弾性変形を容易に
得るため、或いは変形後の状態が光学的により均
質になるようにするため弾性率が小さいものが好
ましい。
とする光学素子の特性に応じた弾性率のものが適
宜使用されるが、一般に大きい弾性変形を容易に
得るため、或いは変形後の状態が光学的により均
質になるようにするため弾性率が小さいものが好
ましい。
なお、弾性率ＧはＧ＝σ／γ（σ＝応力、γ＝
弾性ひずみ）として表わされる。また、小さい応
力で大変形を生じるような弾性は高弾性またはゴ
ム弾性と呼ばれ、従つて本発明では特にこの種の
弾性体が好ましく利用できることになる。
弾性ひずみ）として表わされる。また、小さい応
力で大変形を生じるような弾性は高弾性またはゴ
ム弾性と呼ばれ、従つて本発明では特にこの種の
弾性体が好ましく利用できることになる。
このようなゴム弾性体としては一般に“ゴム”と
して知られている天然ゴムやスチレンブタジエン
ゴム（SBR）、ブタジエンゴム（BR）、イソプレ
ゴム（IR）、エチレンプロピレンゴム（EPM，
EPDM）、ブチルゴム（IIR）、クロロプレンゴム
（CR）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（NBR）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム
（Si）、ふつ素ゴム（FPM）、多硫化ゴム（Ｔ）、
ポリエーテルゴム（POR，CHR，CHC）などの
合成ゴムを挙げることができる。これらはいずれ
も室温でゴム状態を示す。しかし、一般に高分子
物質は分子のブラウン運動の程度によつて、ガラ
ス状態、ゴム状態又は熔融状態のいずれかをと
る。従つて、光学素子の使用温度においてゴム状
態を示す高分子物質は広く本発明の弾性体として
利用できる。ゴム状態における弾性率は、主にそ
の弾性体を構成している高分子鎖の架橋状態によ
つて決定され、従つて、例えば、天然ゴムにおけ
る加硫は弾性率を決める処理に他ならない。
して知られている天然ゴムやスチレンブタジエン
ゴム（SBR）、ブタジエンゴム（BR）、イソプレ
ゴム（IR）、エチレンプロピレンゴム（EPM，
EPDM）、ブチルゴム（IIR）、クロロプレンゴム
（CR）、アクリロニトリル−ブタジエンゴム
（NBR）、ウレタンゴム（Ｕ）、シリコーンゴム
（Si）、ふつ素ゴム（FPM）、多硫化ゴム（Ｔ）、
ポリエーテルゴム（POR，CHR，CHC）などの
合成ゴムを挙げることができる。これらはいずれ
も室温でゴム状態を示す。しかし、一般に高分子
物質は分子のブラウン運動の程度によつて、ガラ
ス状態、ゴム状態又は熔融状態のいずれかをと
る。従つて、光学素子の使用温度においてゴム状
態を示す高分子物質は広く本発明の弾性体として
利用できる。ゴム状態における弾性率は、主にそ
の弾性体を構成している高分子鎖の架橋状態によ
つて決定され、従つて、例えば、天然ゴムにおけ
る加硫は弾性率を決める処理に他ならない。
本発明で使用する弾性体としては、小さい応力
で大きな変形を得る事が望ましく、その為の架橋
状態の調整は重要である。
で大きな変形を得る事が望ましく、その為の架橋
状態の調整は重要である。
しかしながら、弾性率の減少（小さい応力で大
きな変形を示すようになる傾向）は、他方で強度
の低下を招くため、形成しようとする光学素子の
目的に応じた強度を保てるように、使用する弾性
体を適宜選択することが必要である。
きな変形を示すようになる傾向）は、他方で強度
の低下を招くため、形成しようとする光学素子の
目的に応じた強度を保てるように、使用する弾性
体を適宜選択することが必要である。
又、その弾性率の測定も、光学素子の使用形態
による応力の種類に応じて、例えば、引張り、曲
げ、圧縮などの方法から選んで行われる。
による応力の種類に応じて、例えば、引張り、曲
げ、圧縮などの方法から選んで行われる。
本発明に用いる弾性体としては、通常の固体で
の弾性率1011〜1018dyne／cm2よりも小さく、ゴム
弾性体の108dyne／cm2以下が適当で、好ましくは
106dyne／cm2以下、特に好ましくは５×
105dyne／cm2以下であり、下限は弾性体が光学素
子を構成する場合に、通常の液体とは異なり、こ
ぼれない性状の弾性体であれば小さい程好まし
い。なお、光学素子は、多くの場合室温で用いら
れるが、特に高温又は低温で用いられる場合もあ
るので、上記の弾性率の範囲は光学素子の使用温
度におけるものである。
の弾性率1011〜1018dyne／cm2よりも小さく、ゴム
弾性体の108dyne／cm2以下が適当で、好ましくは
106dyne／cm2以下、特に好ましくは５×
105dyne／cm2以下であり、下限は弾性体が光学素
子を構成する場合に、通常の液体とは異なり、こ
ぼれない性状の弾性体であれば小さい程好まし
い。なお、光学素子は、多くの場合室温で用いら
れるが、特に高温又は低温で用いられる場合もあ
るので、上記の弾性率の範囲は光学素子の使用温
度におけるものである。
弾性体の硬さ、軟さはある程度その弾性に依存
する。JISK6301では試料表面にスプリングによ
り微小なひずみを与え、その針入度によりゴムの
硬質を評価する方法が規定されており、簡便に知
ることが出来る。
する。JISK6301では試料表面にスプリングによ
り微小なひずみを与え、その針入度によりゴムの
硬質を評価する方法が規定されており、簡便に知
ることが出来る。
しかしながら、弾性率が106dyne／cm2以下と低
い値になると上述の方法では、測定が出来ずその
場合にはJISK2808による１／４インチミクロ稠
度計を用いてその針入度で評価する。
い値になると上述の方法では、測定が出来ずその
場合にはJISK2808による１／４インチミクロ稠
度計を用いてその針入度で評価する。
又、弾性率が小さい場合、その測定方法として
“引張り−伸び”では測定が困難なので圧縮（５
％変形）によりその値を求め、先の針入度との対
応を求めることができる。
“引張り−伸び”では測定が困難なので圧縮（５
％変形）によりその値を求め、先の針入度との対
応を求めることができる。
ゴム弾性体は従来知られている加硫（橋かけ）
によるものの他にエチレン−酢酸ビニル共重合体
やＡ−Ｂ−Ａ型ブタジエン−スチレンブロツク共
重合体などのように加硫を必要としないもの、又
鎖状高分子などを適当（橋かけ点間の分子鎖長を
制御）にゲル化する事によつて得ることが出来
る。
によるものの他にエチレン−酢酸ビニル共重合体
やＡ−Ｂ−Ａ型ブタジエン−スチレンブロツク共
重合体などのように加硫を必要としないもの、又
鎖状高分子などを適当（橋かけ点間の分子鎖長を
制御）にゲル化する事によつて得ることが出来
る。
これらはいずれもその架橋状態、ブロツク共重
合体に於ける分子の組合わせ、ゲル状態などを調
節しながらその弾性率の制御が行われる。
合体に於ける分子の組合わせ、ゲル状態などを調
節しながらその弾性率の制御が行われる。
又、弾性体自身の構造により、その弾性体を制
御する場合の他に希釈剤や充填剤を加えることに
よつてもその特性を変化調節することが可能であ
る。
御する場合の他に希釈剤や充填剤を加えることに
よつてもその特性を変化調節することが可能であ
る。
例えばシリコーンゴム（信越化学工業製；
KE104GEL（商品名））と触媒（商品名；Catalyst
−104信越化学工業製）に希釈剤（商品名；RTV
シンナー、信越化学工業製）を加えた場合、その
添加量の増大とともに硬さ、引張り強さは低下
し、逆に伸びは増大する。
KE104GEL（商品名））と触媒（商品名；Catalyst
−104信越化学工業製）に希釈剤（商品名；RTV
シンナー、信越化学工業製）を加えた場合、その
添加量の増大とともに硬さ、引張り強さは低下
し、逆に伸びは増大する。
弾性体の開口部での光学反射表面を変形させる
方法は、外力の他、上記材料を用いて熱膨張・収
縮やゾル−ゲル変形などによる体積変化を利用す
ることもできる。光学反射表面を得るに弾性体表
面を反射面にすることが必要である。反射面にす
る方法としては、例えば、弾性体の表面にアルミ
や銀などの金属を蒸着したり、金属粉末を分散し
たり、あるいは屈折率の著しく異なる層を蒸着、
スピンコート、プラズマ重合する方法などが採用
できる。
方法は、外力の他、上記材料を用いて熱膨張・収
縮やゾル−ゲル変形などによる体積変化を利用す
ることもできる。光学反射表面を得るに弾性体表
面を反射面にすることが必要である。反射面にす
る方法としては、例えば、弾性体の表面にアルミ
や銀などの金属を蒸着したり、金属粉末を分散し
たり、あるいは屈折率の著しく異なる層を蒸着、
スピンコート、プラズマ重合する方法などが採用
できる。
弾性体の光学反射表面を形成するための開口を
有する部材は平板に開口が設けられているもので
もよいし、また、弾性体を容器に収容して使用す
る場合には、収容する容器の少なくとも１つの壁
に開口が設けられているものでもよい。また、こ
の開口は要求される光学効果によつて異なるが、
一般的には円形に開口した焦点距離可変な凸、凹
光学反射面を形成するのが一般的である。
有する部材は平板に開口が設けられているもので
もよいし、また、弾性体を容器に収容して使用す
る場合には、収容する容器の少なくとも１つの壁
に開口が設けられているものでもよい。また、こ
の開口は要求される光学効果によつて異なるが、
一般的には円形に開口した焦点距離可変な凸、凹
光学反射面を形成するのが一般的である。
又、矩形のスリツト状に開口を設けることによ
り光学反射面がシリンドリカル及びトーリツク状
の光学素子を形成することもできる。
り光学反射面がシリンドリカル及びトーリツク状
の光学素子を形成することもできる。
これら開口によつて形成される光学素子はその
弾性体に加える外力又は弾性体の体積変化によつ
て、その形状を任意に変化させることができ、そ
程度はその効果を検出しながらフイードバツクし
てコントロールすることが可能である。
弾性体に加える外力又は弾性体の体積変化によつ
て、その形状を任意に変化させることができ、そ
程度はその効果を検出しながらフイードバツクし
てコントロールすることが可能である。
又、この開口を円筒型ピエゾの様に圧電素子で
設ける事も可能であり、これにより著しく素子の
コンパクト化を実現することができる。
設ける事も可能であり、これにより著しく素子の
コンパクト化を実現することができる。
弾性体に外力を与える手段は、従来知られてい
る全ての方法で行うことが可能であるが、その弾
性体の変形を、光学効果を検出しながらフイード
バツク機構で行うことが望ましく、この為には電
磁石やステツピングモーター、圧電素子等の電気
的な制御が可能な方法が好ましい。また、加熱に
よる体積変化は、弾性体の外部又は内部に設けら
れたヒーターをもつて行なうことができる。次
に、本発明による光学素子の代表的な構成を図面
により説明する。
る全ての方法で行うことが可能であるが、その弾
性体の変形を、光学効果を検出しながらフイード
バツク機構で行うことが望ましく、この為には電
磁石やステツピングモーター、圧電素子等の電気
的な制御が可能な方法が好ましい。また、加熱に
よる体積変化は、弾性体の外部又は内部に設けら
れたヒーターをもつて行なうことができる。次
に、本発明による光学素子の代表的な構成を図面
により説明する。
第１図〜第３図は、本発明の光学素子の代表的
な基本構成の断面を示すもので、１は円形開口部
２を有する円筒形の容器、３は開口部側が反射面
となつている弾性体、４は弾性体を加圧するため
の可動部で光学的に透明な平行平板からなる。第
１図は、圧力を加えていない状態である。第２図
は可動部４を通じて弾性体３に圧力を加えた状態
であり、この場合加えた圧力の大きさに従つて、
弾性体の一部が開口部より凸ミラー状に突出す
る。第３図は、可動部４を通じて弾性体に負圧を
加えた状態で、この場合弾性体は開口部において
凹ミラー状になる。
な基本構成の断面を示すもので、１は円形開口部
２を有する円筒形の容器、３は開口部側が反射面
となつている弾性体、４は弾性体を加圧するため
の可動部で光学的に透明な平行平板からなる。第
１図は、圧力を加えていない状態である。第２図
は可動部４を通じて弾性体３に圧力を加えた状態
であり、この場合加えた圧力の大きさに従つて、
弾性体の一部が開口部より凸ミラー状に突出す
る。第３図は、可動部４を通じて弾性体に負圧を
加えた状態で、この場合弾性体は開口部において
凹ミラー状になる。
このようにして、容器の可動部に印加する外力
の大きさによつて弾性体の一部により開口部に所
望の光学反射表面形状を実現することができるも
のである。また、可動部と弾性体は必要に応じて
接着剤などにより接着される。また、必要なら弾
性体と容器の内壁面とが全体的に接着される。ま
た、第１図のような構成の代わりに第４図のよう
な平行平板を底にもつ容器５に入れた開口部側が
反射面となつている弾性体３を円形の開口部７を
有する可動部６で加圧するような構成にすること
もできる。さらに第５図に示すように、複数の開
口部７および９を設けると共に両開口部面を反射
面とした弾性体３に加圧によりおのおの曲率を与
えることも可能である。また、複数の開口部の大
きさを変えることにより、それぞれ異なつた曲率
を与えることもできる。また、第６図に示すよう
に、弾性体３は開口部１３が容器の内部に形成さ
れているような容器１０に収容されていてもよ
い。この開口部１３は、容器の光学的に透明な上
蓋１１に固定された円筒１２によつて形成されて
おり、可動部４に外圧を加えることによつて弾性
体による光学反射表面が開口部１３に形成され
る。
の大きさによつて弾性体の一部により開口部に所
望の光学反射表面形状を実現することができるも
のである。また、可動部と弾性体は必要に応じて
接着剤などにより接着される。また、必要なら弾
性体と容器の内壁面とが全体的に接着される。ま
た、第１図のような構成の代わりに第４図のよう
な平行平板を底にもつ容器５に入れた開口部側が
反射面となつている弾性体３を円形の開口部７を
有する可動部６で加圧するような構成にすること
もできる。さらに第５図に示すように、複数の開
口部７および９を設けると共に両開口部面を反射
面とした弾性体３に加圧によりおのおの曲率を与
えることも可能である。また、複数の開口部の大
きさを変えることにより、それぞれ異なつた曲率
を与えることもできる。また、第６図に示すよう
に、弾性体３は開口部１３が容器の内部に形成さ
れているような容器１０に収容されていてもよ
い。この開口部１３は、容器の光学的に透明な上
蓋１１に固定された円筒１２によつて形成されて
おり、可動部４に外圧を加えることによつて弾性
体による光学反射表面が開口部１３に形成され
る。
ここで可動部４又は６を駆動して弾性体３に圧
力を加える方法は、いかようなものも可能であ
り、簡単な方法としては、容器にネジを切つてお
き可動部をネジ込む方法や、電磁石を用いて可動
部を制御する方法などがあるが、それらの方法に
よつて本発明が限定されるものではない。また、
他の光学素子の例としては、第７図に示すよう
に、円筒形のピエゾ素子１４を用いて、その径方
向の伸縮により、ピエゾ素子の内部に充填した弾
性体３を円筒の開口部１５から突出・沈降させて
光学反射表面を形成することもできる。また本発
明による光学素子の開口部は円形に限られるもの
ではなく、例えば第８図に示したように、矩形状
の開口部１７を有する容器１６を用いれば、加圧
により突出・沈降した弾性体の形状をシリンドリ
カル又はトーリツク状にすることが可能である。
力を加える方法は、いかようなものも可能であ
り、簡単な方法としては、容器にネジを切つてお
き可動部をネジ込む方法や、電磁石を用いて可動
部を制御する方法などがあるが、それらの方法に
よつて本発明が限定されるものではない。また、
他の光学素子の例としては、第７図に示すよう
に、円筒形のピエゾ素子１４を用いて、その径方
向の伸縮により、ピエゾ素子の内部に充填した弾
性体３を円筒の開口部１５から突出・沈降させて
光学反射表面を形成することもできる。また本発
明による光学素子の開口部は円形に限られるもの
ではなく、例えば第８図に示したように、矩形状
の開口部１７を有する容器１６を用いれば、加圧
により突出・沈降した弾性体の形状をシリンドリ
カル又はトーリツク状にすることが可能である。
なお、第９図および第１０図は弾性体に外力を
加える具体例の例であり、第９図は、円筒形の圧
電体２１の中に弾性体３を収容し、電源２２から
スイツチ２３を経て電圧を印加することによつて
円板状の可動部２０と開口部１８を有する駆動部
１９を接近させることで開口部１８の光学反射表
面を変形させるものである。また第１０図は、電
磁石２６により強磁性材からなる可動部２５を容
器２７の深さ方向に移動させることによつて弾性
体３の開口部２４における光学反射表面を変形さ
せることができるものである。
加える具体例の例であり、第９図は、円筒形の圧
電体２１の中に弾性体３を収容し、電源２２から
スイツチ２３を経て電圧を印加することによつて
円板状の可動部２０と開口部１８を有する駆動部
１９を接近させることで開口部１８の光学反射表
面を変形させるものである。また第１０図は、電
磁石２６により強磁性材からなる可動部２５を容
器２７の深さ方向に移動させることによつて弾性
体３の開口部２４における光学反射表面を変形さ
せることができるものである。
実施例 １
第１１図は本実施例で製造した光学素子の断面
図である。まず、透明なガラス板２８を底にもつ
真ちゆう製の円筒容器２９（内径50mm、深さ20
mm）にシリコーンゴム（商品名：KE104Gel信越
化学工業製）に対して、触媒（商品名：Ca−
alyst104信越化学工業製）を12重量％添加した混
合液を収容し、50℃で48時間放置し、弾性体３０
とする。この弾性体の弾性率は２×105dyne／cm2
である。次にこの弾性体３０上に直径約15mmの開
口部３２を有するアルミ板３１を載置し、それを
おさえ環３３でおさえる。ここでおさえ環３３は
円筒容器２９に対してねじ込めるようになつてお
り、おさえ環３３の回転でアルミ板３１を上下さ
せ、アルミ板３１の開口部３２により弾性体を突
出又は沈降させる。このときの突出沈降部の形状
は、光軸付近の曲率半径が大きく、周辺部の曲率
半径が小さいような回転対称非球面となつてお
り、おさえ環の回転により加える圧力を０〜
200g／cm2の範囲で変化させると光軸付近の曲率
半径は∞〜30mmの範囲で連続的に変化させること
ができた。
図である。まず、透明なガラス板２８を底にもつ
真ちゆう製の円筒容器２９（内径50mm、深さ20
mm）にシリコーンゴム（商品名：KE104Gel信越
化学工業製）に対して、触媒（商品名：Ca−
alyst104信越化学工業製）を12重量％添加した混
合液を収容し、50℃で48時間放置し、弾性体３０
とする。この弾性体の弾性率は２×105dyne／cm2
である。次にこの弾性体３０上に直径約15mmの開
口部３２を有するアルミ板３１を載置し、それを
おさえ環３３でおさえる。ここでおさえ環３３は
円筒容器２９に対してねじ込めるようになつてお
り、おさえ環３３の回転でアルミ板３１を上下さ
せ、アルミ板３１の開口部３２により弾性体を突
出又は沈降させる。このときの突出沈降部の形状
は、光軸付近の曲率半径が大きく、周辺部の曲率
半径が小さいような回転対称非球面となつてお
り、おさえ環の回転により加える圧力を０〜
200g／cm2の範囲で変化させると光軸付近の曲率
半径は∞〜30mmの範囲で連続的に変化させること
ができた。
またこの時のミラーの焦点距離は−∞〜−15mm
の範囲で変化させることができた。
の範囲で変化させることができた。
実施例 ２
実施例１においてアルミ板３１の開口部３２の
直径を10mmにしたところ、圧力０〜200g／cm2に
対して、光軸付近の曲率半径は∞〜23mm、焦点距
離は−∞〜−12mmの範囲で変化させることができ
た。
直径を10mmにしたところ、圧力０〜200g／cm2に
対して、光軸付近の曲率半径は∞〜23mm、焦点距
離は−∞〜−12mmの範囲で変化させることができ
た。
実施例 ３
実施例１において、触媒の添加量を10％とした
ところ、得られた弾性体の弾性率は約１×
105dyn／cm2であつた。このときの圧力０〜
100g／cm2に対して、光軸付近の曲率半径は∞〜
32mm、焦点距離は−∞〜−16mmの範囲で変化させ
ることができた。
ところ、得られた弾性体の弾性率は約１×
105dyn／cm2であつた。このときの圧力０〜
100g／cm2に対して、光軸付近の曲率半径は∞〜
32mm、焦点距離は−∞〜−16mmの範囲で変化させ
ることができた。
実施例 ４
実施例１において開口部を有するアルミ板３１
の弾性体３０と触媒する面に予めプライマー処理
（商品名：プライマーＡ、信越化学工業製）を行
ない、アルミ板３１と弾性体３０を接着させた。
おさえ環３３の回転によりアルミ板３１を引き上
げ、弾性体３０に負圧をかけるとアルミ板の開口
部３２において弾性体３０が凹面状に沈降した。
加える負圧０〜100g／cm2に対し光軸付近の曲率
半径は、∞〜63mm、焦点距離は∞〜32mmまで連続
的に変化させることができた。
の弾性体３０と触媒する面に予めプライマー処理
（商品名：プライマーＡ、信越化学工業製）を行
ない、アルミ板３１と弾性体３０を接着させた。
おさえ環３３の回転によりアルミ板３１を引き上
げ、弾性体３０に負圧をかけるとアルミ板の開口
部３２において弾性体３０が凹面状に沈降した。
加える負圧０〜100g／cm2に対し光軸付近の曲率
半径は、∞〜63mm、焦点距離は∞〜32mmまで連続
的に変化させることができた。
このことにより、アルミ板を押し下げたり、引
き上げたりすることにより、凸−凹状のミラーを
連続的に形成することが可能となり、焦点距離が
∞〜32mm←→−∞〜12mmの範囲で変化する光学素
子として作用することが認められた。
き上げたりすることにより、凸−凹状のミラーを
連続的に形成することが可能となり、焦点距離が
∞〜32mm←→−∞〜12mmの範囲で変化する光学素
子として作用することが認められた。
第１図、第２図及び第３図は本発明による光学
素子の断面図であり、第１図は外力を印加してい
ない状態、第２図は外力を上方に印加した状態お
よび第３図は外力を下方に印加した状態を示す。
第４図、第５図および第６図は、それぞれ本発明
の光学素子の他の態様の断面図である。第７図
は、円筒形のピエゾ素子を用いた光学素子の例を
示す断面図である。第８図は、本発明によるさら
に他の光学素子の斜視図である。第９図、第１０
図および第１１図はそれぞれ本発明による光学素
子に外力を印加する手段を配置した断面図であ
る。 １，５，８，１０，１６および２９……容器、
３および３０……弾性体、２，７，９，１３，１
５，１７および３２……開口部、４および６……
可動部、１４……ピエゾ素子、２８……ガラス
板、３１……アルミ板、３３……おさえ環。
素子の断面図であり、第１図は外力を印加してい
ない状態、第２図は外力を上方に印加した状態お
よび第３図は外力を下方に印加した状態を示す。
第４図、第５図および第６図は、それぞれ本発明
の光学素子の他の態様の断面図である。第７図
は、円筒形のピエゾ素子を用いた光学素子の例を
示す断面図である。第８図は、本発明によるさら
に他の光学素子の斜視図である。第９図、第１０
図および第１１図はそれぞれ本発明による光学素
子に外力を印加する手段を配置した断面図であ
る。 １，５，８，１０，１６および２９……容器、
３および３０……弾性体、２，７，９，１３，１
５，１７および３２……開口部、４および６……
可動部、１４……ピエゾ素子、２８……ガラス
板、３１……アルミ板、３３……おさえ環。
Claims (1)
- １ 開口を有し、かつ実質的に変形しない材料で
作られた容積可変の容器と、前記容器に保持さ
れ、かつ前記開口よりも広い面積の面を持つ弾性
体とを有し、前記面を前記開口に対向して配置
し、前記開口内の前記弾性体表面を反射面とする
と共に前記容器の容積を変化させることにより前
記弾性体に体積変化を与え、前記弾性体の体積変
化を前記開口で解放することにより前記反射面を
前記開口から突出または沈降させる構成にして前
記反射面の焦点を可変としたことを特徴とする光
学素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222608A JPS60114802A (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 光学素子 |
| US06/606,538 US4783155A (en) | 1983-10-17 | 1984-05-03 | Optical device with variably shaped optical surface and a method for varying the focal length |
| DE19843424068 DE3424068A1 (de) | 1983-10-17 | 1984-06-29 | Optisches bauelement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58222608A JPS60114802A (ja) | 1983-11-25 | 1983-11-25 | 光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60114802A JPS60114802A (ja) | 1985-06-21 |
| JPH0327090B2 true JPH0327090B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=16785119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58222608A Granted JPS60114802A (ja) | 1983-10-17 | 1983-11-25 | 光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60114802A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019225988A1 (ko) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | 엘지이노텍(주) | 액체 렌즈 모듈, 이를 포함하는 카메라 모듈, 및 이 카메라 모듈을 포함하는 광학 기기 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62173419A (ja) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Canon Inc | ズ−ムレンズ系 |
| US8027095B2 (en) | 2005-10-11 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Control systems for adaptive lens |
| US7813047B2 (en) | 2006-12-15 | 2010-10-12 | Hand Held Products, Inc. | Apparatus and method comprising deformable lens element |
| CN101632030B (zh) * | 2006-12-15 | 2012-01-11 | 手持产品公司 | 包括可变形透镜元件的装置和方法 |
| US8027096B2 (en) | 2006-12-15 | 2011-09-27 | Hand Held Products, Inc. | Focus module and components with actuator polymer control |
-
1983
- 1983-11-25 JP JP58222608A patent/JPS60114802A/ja active Granted
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2019225988A1 (ko) * | 2018-05-23 | 2019-11-28 | 엘지이노텍(주) | 액체 렌즈 모듈, 이를 포함하는 카메라 모듈, 및 이 카메라 모듈을 포함하는 광학 기기 |
| US11619768B2 (en) | 2018-05-23 | 2023-04-04 | Lg Innotek Co., Ltd. | Liquid lens module, camera module including the same, and optical device including the module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60114802A (ja) | 1985-06-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4783155A (en) | Optical device with variably shaped optical surface and a method for varying the focal length | |
| US4781445A (en) | Optical device having positionally changeable optical surfaces and a method of varying an image forming position | |
| US4783141A (en) | Array lens | |
| JPS60185918A (ja) | 光変調方法 | |
| US4783153A (en) | Variable-focus optical device | |
| JP2000081503A (ja) | 可変焦点レンズ装置 | |
| GB2183059A (en) | Suspension system for a flexible optical membrane | |
| JPH0327090B2 (ja) | ||
| JPH01140118A (ja) | 焦点距離可変レンズ | |
| JPH0327081B2 (ja) | ||
| US4859041A (en) | Variable focus optical device | |
| US4892396A (en) | Variable-focus optical device | |
| US4840473A (en) | Optical device | |
| JPH0327087B2 (ja) | ||
| JPH0327082B2 (ja) | ||
| JPS62239106A (ja) | 可変焦点光学素子 | |
| JPH0327083B2 (ja) | ||
| JPS6084502A (ja) | 光学素子 | |
| JPH0327086B2 (ja) | ||
| JPS60114804A (ja) | 光学素子 | |
| JPH0327089B2 (ja) | ||
| JPS60208728A (ja) | 光学素子 | |
| JPS6138902A (ja) | 光学素子 | |
| JPS6138903A (ja) | 光学素子 | |
| JPH0518084B2 (ja) |