JPH0949905A - 焦点距離可変レンズ及び焦点距離の変更方法 - Google Patents

焦点距離可変レンズ及び焦点距離の変更方法

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JPH0949905A
JPH0949905A JP21833995A JP21833995A JPH0949905A JP H0949905 A JPH0949905 A JP H0949905A JP 21833995 A JP21833995 A JP 21833995A JP 21833995 A JP21833995 A JP 21833995A JP H0949905 A JPH0949905 A JP H0949905A
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JP
Japan
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lens
focal length
lens body
elasticity
bolt
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JP21833995A
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English (en)
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Mitsuaki Iwase
光明 岩瀬
Yoichi Ishikawa
陽一 石川
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Able Corp
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Able Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 焦点距離を簡易且つ連続的に制御できる焦点
距離可変レンズ及び焦点距離可変方法を提供する。 【解決手段】 焦点距離可変レンズは、円板状レンズ本
体10と、袋ナット20及びボルト22とを備える。ボ
ルト22を袋ナット22に対して図示矢印Aの方向にネ
ジ込むと、レンズ本体10が弾性変形して凸レンズ状に
なる。得られる凸レンズ10’の焦点距離は、レンズ本
体10の弾性とボルト22をネジ込む距離とを制御する
ことにより調整できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、眼鏡、ゴーグル、
望遠鏡、顕微鏡及び拡大鏡等に用いられるレンズに係
り、更に詳細には、焦点距離を適宜変更できる焦点距離
可変レンズ及び焦点距離の変更方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、眼鏡、望遠鏡及び顕微鏡に使用さ
れるレンズは、その焦点距離が固定されていた。そのた
め、例えば、老眼の者は、倍率の異なる複数個の眼鏡を
使用して、新聞や雑誌を読んだり、スポーツ観戦などを
する必要があった。また、観察すべき対象物に応じた焦
点距離や倍率を得るに当たっては、複数個のレンズを組
み合わせることが行われていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の倍率又は焦点距離制御においては、複数個の
眼鏡や複数個のレンズを使用しなければならず、取扱い
が煩雑で高コストになるとともに、固定倍率のレンズを
複数個使用するため、焦点距離や倍率の段階的な変更は
できたとしても連続的な変更はできないという課題があ
った。本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑
みてなされたものであり、その目的とするところは、焦
点距離を簡易且つ連続的に制御できる焦点可変レンズ及
び焦点距離の変更方法を提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記目的を
達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の固体材料から
成るレンズ本体に適切な外力を加えることにより、上記
目的が達成できることを見出し、本発明を完成するに至
った。即ち、本発明の焦点距離可変レンズは、透光性及
び弾性を有する固体材料を含有するレンズ本体と、この
レンズ本体の一部分に外力を加える応力発生部材とを備
えることを特徴とする。また、本発明の焦点距離の変更
方法は、レンズの焦点距離を変更するに当たり、透光性
及び弾性を有する固体材料でレンズを作成し、得られた
レンズの一部分に外力を加えることを特徴とする。
【0005】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明において、レンズ本体は、透光性及び弾力性を有す
る固体材料を含有して構成される。この固体材料として
は、特に限定されるものではないが、軟質、ゲル状又は
ゼリー状合成樹脂、寒天及びゴム並びにこれらの混合物
を例示することができる。なお、レンズ本体としては、
適度な透光性を有すれば十分であり、必ずしも無色透明
でなくてもよく、有色透明又は半透明などであってもよ
い。また、ホトクロミック性を有していてもよい。
【0006】次に、上記レンズ本体に外力を加える応力
発生部材について説明する。この応力発生部材は、レン
ズ本体の一部分、好ましくは縁部近傍(レンズ本体が円
板状の場合には、周縁部近傍)に外力を加えられる部材
であれば特に限定されるものではなく、レンズ本体を挾
持し加圧力を変化させ得るクランプ部材、ボルトとナッ
ト、及び締め付け径を変化できるベルトなどを例示でき
る。
【0007】次に、レンズの焦点距離変更方法について
説明する。この変更方法は、上述のレンズ本体の一部分
に外力を加えることにより、レンズ本体の形状を変化さ
せ、レンズ本体の焦点距離を変化させるものである。こ
の場合、レンズ本体の表面側及び/又は裏面側に、透光
性を有する可撓性保護層を設けてレンズ本体を保護して
もよい。なお、この保護層は、レンズ本体の変形に応じ
て変形可能であるため、レンズ本体の焦点距離の変更に
悪影響を及ぼすことはない。但し、この可撓性保護層
は、変形により曲率に歪みが生じにくい材質で構成され
ているのが好ましく、このような可撓性保護層として
は、薄板合成樹脂、軟質合成樹脂及びゴムを例示でき
る。
【0008】また、上述のレンズ本体と可撓性保護層と
は、密着又は離間して配置することができ、密着させて
配置した場合には、上述の形状変化により両者の間に気
泡が発生するのを防止すべく、保護層がレンズ本体の形
状変化に応じて変形するのが好ましい。一方、離間して
いる場合には、両者の間隙に適当な透光性の液体を充填
すればよい。なお、上述のレンズ本体と保護層とが密着
する場合において、密着が不完全だと両者間に気泡が発
生することがあるが、不揮発性の液体を間隙に充填すれ
ば気泡の発生を効果的に防止することができる。
【0009】また、レンズ本体の表面側又は裏面側のい
ずれか一方に、透光性を有する剛性保護層を設けること
も可能である。この場合、この剛性保護層に所定形状を
付与しておけば、外力を加えてレンズ本体を変形したと
きに表面又は裏面のいずれか一方が上記所定形状を維持
するので、例えば、接眼側の形状を維持することができ
る。また、剛性保護層をレンズ本体方向に凸設すると、
レンズ本体と剛性保護層との間に気体などが侵入するの
を防止できる。なお、この剛性保護層としては、ガラ
ス、硬質合成樹脂及び石英を例示できる。更に、レンズ
本体を、弾性がある流体通路を有する透光性の可撓性容
器に収容し、この流体通路に充填するガスや液体等の体
積を変化させることにより、流体通路の体積を変化させ
てレンズ本体に外力を加え、レンズ本体の焦点距離を変
化させることも可能である。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明を、図面を参照して
実施形態により詳細に説明する。 (実施形態1)図1は、本発明の焦点距離可変レンズの
一実施形態を示す断面図である。同図において、この焦
点距離可変レンズは、透光性及び弾性を有する固体材料
の一例であるゲル状軟質ポリエチレン製の円板状レンズ
本体10と、応力発生部材の一例である袋ナット20及
びボルト22とを備えている。袋ナット20とこれに螺
合するボルト22は、レンズ本体10の周縁部を挾持し
て加圧することができる。
【0011】本実施形態においては、ボルト22を袋ナ
ット20に対して図示矢印Aの方向にネジ込むことによ
り、レンズ本体10に外力を加えて弾性変形させ、その
形状を凸レンズ状にすることができる。この際に得られ
る凸レンズ10’の焦点距離は、レンズ本体10の弾性
とボルト22をネジ込む距離とを制御することによって
変更可能であり、上記凸レンズ10’の焦点距離を連続
的に調整することができる。
【0012】(実施形態2)図2に、本発明の焦点距離
可変レンズの他の実施形態を示す。なお、以下、上述の
場合と実質的に同一の部材には同一符号を付し、その説
明を省略する。本実施形態においては、袋ナット20’
とボルト22’との間にリング30が配設されており、
このリング30はレンズ本体10の周側面に当接してい
るが、一部が切断されており完全なリング形状をなして
はおらず、リング断片を構成している。また、このリン
グ30には、ナット20’の勾配部20’s及びボルト
22’の勾配部22’sと合致する勾配部30sが形成
されている。
【0013】本実施形態において、ボルト22’を図示
矢印Aの方向にネジ込んで袋ナット20’とボルト2
2’とを近接させると、勾配部20’sと勾配部22’
s及び勾配部30sの作用により、リング30が矢印B
及びB’の方向に縮径してレンズ本体10に外力を加
え、レンズ本体10を凸レンズ状に変形する。得られる
凸レンズの焦点距離は、レンズ本体10の弾性、ボルト
22をネジ込む距離及びリング30の切断長さを制御す
ることにより、調整可能である。
【0014】(実施形態3)図3は、本発明の焦点距離
可変レンズの他の実施形態を示す断面図である。同図に
おいて、この焦点距離可変レンズでは、レンズ本体10
の表面に可撓性保護層の一例である軟質塩化ビニル樹脂
製の透明板12が積層され、裏面に剛性保護層の一例で
あるアクリル樹脂製の透明剛体板14が積層されてい
る。また、ナット20とボルト22との間には、断面形
状がほぼE字形の弾性体32が配設されている。ボルト
22を上述のようにナット20にネジ込むと、弾性体3
2は、矢印B及びB’の方向に押圧変形され、レンズ本
体10に外力が加わる。この際、レンズ本体10の裏面
には剛体板14が当接しているため、レンズ本体10の
裏面は変形せず表面のみが弾性変形して、表面側のみが
凸状の凸レンズが得られる。本実施形態では、レンズ本
体10の一方の表面(裏面)が変形しないため、実施形
態1及び2と比較して焦点距離の微調整が可能である。
【0015】(実施形態4)図4に、本発明の焦点距離
可変レンズの他の実施形態を示す。同図において、レン
ズ本体10は、その表面及び周側面を可撓性透明カバー
40に包囲されており、裏面は凹形の透明剛性板14’
と当接している。また、カバー40の周側面には、リン
グ状ベルト34が巻かれており、カバー40には剛体リ
ング36が埋設されている。リング状ベルト34を締め
付けると、レンズ本体10に対して矢印Bのような外力
が加わり、レンズ表面が突出して凸レンズを形成する。
この際、カバー40の表面部分42もレンズ表面の突出
に応じて突出するが、剛体リング36の作用により、こ
の表面部分42に歪が生ずるのが抑制される。また、本
実施形態では、レンズ本体10が可逆的に凹レンズから
凸レンズに変形するため、遠近両用眼鏡などに応用する
のに好適である。
【0016】(実施形態5)図5は、本発明の焦点距離
可変レンズの更に他の実施形態を示す断面図である。同
図において、レンズ本体10は、可撓性透明容器45に
包囲されている。また、透明容器45は、剛体リング3
8により周側面を包囲されており、この結果、透明容器
45の周側面と剛体リング38とによって規定されたド
ーナツ状空間50が形成されている。レンズ本体10の
焦点距離の変更は、ガスや液体等の流体を流体充填口3
9からドーナツ状空間50に出し入れし、流体の充填量
を適当に変更してすることにより行うことができる。
【0017】流体充填量の変更は、容積可変容器、例え
ば、注射器を流体充填口39に連通することにより行う
ことができる。また、使用する流体としては、特に限定
されるものではないが、漏出したときに悪影響の少ない
ものが好ましく、例えば、エア、水、エチレングリコー
ル及びグリセリンを例示できる。なお、本実施形態のレ
ンズを眼鏡などに適用し、流体充填口39を中空の眼鏡
フレームと連通すれば便利である。
【0018】以上、本発明を若干の実施形態により説明
したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発
明の要旨の範囲内において種々の変形が可能である。例
えば、実施形態3において、可撓性保護層12及び透明
剛性板14は省略可能であり、それに応じて弾性体32
の形状を適切に変形すれば十分である。
【0019】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定の固体材料から成るレンズ本体に適切な外力を加え
ることとしたため、焦点距離を簡易且つ連続的に制御で
きる焦点可変レンズ及び焦点距離の変更方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の焦点距離可変レンズの一実施形態を示
す断面図である。
【図2】本発明の焦点距離可変レンズの他の実施形態を
示す断面図である。
【図3】本発明の焦点距離可変レンズの他の実施形態を
示す断面図である。
【図4】本発明の焦点距離可変レンズの他の実施形態を
示す断面図である。
【図5】本発明の焦点距離可変レンズの更に他の実施形
態を示す断面図である。
【符号の説明】
10・・・レンズ本体、12・・・可撓性透明板、14・・・透
明剛体板、20・・・袋ナット、22・・・ボルト、30・・・
リング、34・・・リング状ベルト、36・・・剛体リング、
38・・・剛体リング、40・・・可撓性透明カバー、45・・
・可撓性透明容器、39・・・流体充填口、50・・・ドーナ
ツ状空間

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 透光性及び弾性を有する固体材料を含有
    するレンズ本体と、このレンズ本体の一部分に外力を加
    える応力発生部材とを備えることを特徴とする焦点距離
    可変レンズ。
  2. 【請求項2】 上記レンズ本体の表面及び/又は裏面
    に、透光性を有する可撓性保護層を備えることを特徴と
    する請求項1記載の焦点距離可変レンズ。
  3. 【請求項3】 上記レンズ本体の表面又は裏面に、透光
    性を有する所定形状の剛性保護層を備え、この剛性保護
    層と対向する上記レンズ本体の裏面又は表面に、透光性
    を有する可撓性保護層を備えることを特徴とする請求項
    1記載の焦点距離可変レンズ。
  4. 【請求項4】 上記レンズ本体が透光性を有する可撓性
    容器で包囲され、この可撓性容器は弾性を有する流体通
    路を備えることを特徴とする請求項1記載の焦点可変レ
    ンズ。
  5. 【請求項5】 上記レンズ用の中空フレーム部材を付加
    して成り、このフレーム部材が上記流体通路と連通して
    いることを特徴とする請求項4記載の焦点可変レンズ。
  6. 【請求項6】 上記固体材料が、軟質合成樹脂及び/又
    はゴムから成ることを特徴とする請求項1〜5のいずれ
    か1つの項に記載の焦点距離可変レンズ。
  7. 【請求項7】 レンズの焦点距離を変更するに当たり、
    透光性及び弾性を有する固体材料でレンズを作成し、得
    られたレンズの一部分に外力を加えることを特徴とする
    レンズ焦点距離の変更方法。
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