JPS5850339B2 - 焦点距離可変レンズ - Google Patents
焦点距離可変レンズInfo
- Publication number
- JPS5850339B2 JPS5850339B2 JP53060427A JP6042778A JPS5850339B2 JP S5850339 B2 JPS5850339 B2 JP S5850339B2 JP 53060427 A JP53060427 A JP 53060427A JP 6042778 A JP6042778 A JP 6042778A JP S5850339 B2 JPS5850339 B2 JP S5850339B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- liquid crystal
- lens
- focal length
- voltage
- crystal cell
- 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
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- Liquid Crystal (AREA)
- Eyeglasses (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
老眼などのように、眼球における焦点距離の調節機能が
低下した場合には、近距離用と遠距離用の２種類の焦点
距離の異なる眼鏡を使用したり、眼鏡レンズ内で部分的
または連続的に焦点距離の異なる領域を持ち、近距離ま
たは遠距離でそれぞれ適当な焦点距離を持つ部分を通し
て物を見なければならないという不便さがある。
低下した場合には、近距離用と遠距離用の２種類の焦点
距離の異なる眼鏡を使用したり、眼鏡レンズ内で部分的
または連続的に焦点距離の異なる領域を持ち、近距離ま
たは遠距離でそれぞれ適当な焦点距離を持つ部分を通し
て物を見なければならないという不便さがある。
また、「そこひ」なとの疾病により水晶体を摘出した場
合に、従来の焦点距離固定のレンズを用いた眼鏡では、
日常生活において数種のレンズを用意して、情況に応じ
て使い分ける必要があった。
合に、従来の焦点距離固定のレンズを用いた眼鏡では、
日常生活において数種のレンズを用意して、情況に応じ
て使い分ける必要があった。
そこで本発明では、これらの眼鏡レンズ使用時における
不便さを解消するために、低電圧、低消費電力で動作す
る液晶を用いた電圧制御型の焦点距離可変レンズを構成
することをその目的としている。
不便さを解消するために、低電圧、低消費電力で動作す
る液晶を用いた電圧制御型の焦点距離可変レンズを構成
することをその目的としている。
一軸性の屈折率異方性を有する物質では、光軸を含む面
内に振動方向を持つ異常光線に対する屈折率と常光線に
対する屈折率が異なるので、このような物質を凸レンズ
または凹レンズ状とし、第１図（異常光線）および第２
図（常光線）に示したように、偏光板１により異常光線
と常光線の切り換えを行なうと、レンズ３の形状は同じ
でも、屈折率がそれぞれ異なるので、レンズ３の焦点距
離を変えることができる。
内に振動方向を持つ異常光線に対する屈折率と常光線に
対する屈折率が異なるので、このような物質を凸レンズ
または凹レンズ状とし、第１図（異常光線）および第２
図（常光線）に示したように、偏光板１により異常光線
と常光線の切り換えを行なうと、レンズ３の形状は同じ
でも、屈折率がそれぞれ異なるので、レンズ３の焦点距
離を変えることができる。
一方、２枚の透明電極基板に対して液晶分子が平行にな
るように配向させ、これらの基板が直交するようにして
配置して、２枚の基板の間で液晶分子が９００ねじれた
ようにしたＴ Ｎ （Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ
）液晶セルは、入力光の偏光方向を９０°ねじるよう
な効果を有するが、このＴＮ液晶セルに加える電圧４を
あるしきい値以上にすると、液晶分子は電界の方向に配
置１ルて光学活性を失ない、入力光は偏光方向を回転す
ることなく、この液晶セルを通過する。
るように配向させ、これらの基板が直交するようにして
配置して、２枚の基板の間で液晶分子が９００ねじれた
ようにしたＴ Ｎ （Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ
）液晶セルは、入力光の偏光方向を９０°ねじるよう
な効果を有するが、このＴＮ液晶セルに加える電圧４を
あるしきい値以上にすると、液晶分子は電界の方向に配
置１ルて光学活性を失ない、入力光は偏光方向を回転す
ることなく、この液晶セルを通過する。
そこで第３図に示したように、偏光板１の振動方向とレ
ンズ３を構成する物質の光軸方向を一致させ、偏光板１
とレンズ３の間にＴＮ液晶セル２を配置すると、印加電
圧４がしきい電圧より低ければ、入力光はＴＮ液晶セル
２で振動方向が９０°回転し、入力光に対して常光線に
対する屈折率を持つレンズとなるが、印加電圧４がしき
い電圧を越えると振動方向の回転が起らず、したがって
、異常光線に対する屈折率を持つレンズとなり、ＴＮ液
晶セルに印加する電圧により、レンズの焦点距離を切り
換えることができる。
ンズ３を構成する物質の光軸方向を一致させ、偏光板１
とレンズ３の間にＴＮ液晶セル２を配置すると、印加電
圧４がしきい電圧より低ければ、入力光はＴＮ液晶セル
２で振動方向が９０°回転し、入力光に対して常光線に
対する屈折率を持つレンズとなるが、印加電圧４がしき
い電圧を越えると振動方向の回転が起らず、したがって
、異常光線に対する屈折率を持つレンズとなり、ＴＮ液
晶セルに印加する電圧により、レンズの焦点距離を切り
換えることができる。
しかし、このような方法ではレンズの焦点距離を連続的
に変化させることはできない。
に変化させることはできない。
ところで、２枚の透明電極基板の間に誘電異方性が正の
電界効果形液晶を入れ、液晶分子が基板に平行になるよ
うに配向させた液晶セルに交流電圧を印加すると、しき
い値以上の印加電圧の大きさに対して液晶分子が基板に
対して垂直方向に連続的にその向きを変え、液晶分子の
配向方向に偏光した入射光に対して液晶セルのみかけの
屈折率は異常光に対する値から常光に対する値まで連続
的に変化する。
電界効果形液晶を入れ、液晶分子が基板に平行になるよ
うに配向させた液晶セルに交流電圧を印加すると、しき
い値以上の印加電圧の大きさに対して液晶分子が基板に
対して垂直方向に連続的にその向きを変え、液晶分子の
配向方向に偏光した入射光に対して液晶セルのみかけの
屈折率は異常光に対する値から常光に対する値まで連続
的に変化する。
このいわゆる電界制御複屈折効果は液晶セルの厚さに依
存せず、また印加電界ではなく印加電圧に依存して変化
することが知られている。
存せず、また印加電界ではなく印加電圧に依存して変化
することが知られている。
つまり、液晶セルがレンズのような形をしており、液晶
セルの厚さが各々の場所によって異なっていても光学的
には一様な屈折率の変化が得られることになる。
セルの厚さが各々の場所によって異なっていても光学的
には一様な屈折率の変化が得られることになる。
したがって、第４図に示した構成で、レンズ３を平行配
向させた誘電異方性が正の電界効果形液晶を用いて作成
し、印加電圧５により液晶分子を傾けて液晶セルのみか
けの屈折率を変化させることにより、レンズ３の焦点距
離を連続的に変化させることができる。
向させた誘電異方性が正の電界効果形液晶を用いて作成
し、印加電圧５により液晶分子を傾けて液晶セルのみか
けの屈折率を変化させることにより、レンズ３の焦点距
離を連続的に変化させることができる。
具体的な例として、シアノビフェニル系液晶であるＰＣ
Ｂを用い、レンズの曲率半径を１２１間とする液晶レン
ズを作成すると、ＩＯＶ程度の電圧印加により液晶レン
ズの焦点距離を１７５闘から２３０ｍｍ程度まで変化さ
せることができる。
Ｂを用い、レンズの曲率半径を１２１間とする液晶レン
ズを作成すると、ＩＯＶ程度の電圧印加により液晶レン
ズの焦点距離を１７５闘から２３０ｍｍ程度まで変化さ
せることができる。
垂直配向させた誘電異方性が負の液晶を用いると、印加
電圧に対して焦点距離が逆の変化、すなわち常光に対す
る値から異常光に対する値まで変化することになる。
電圧に対して焦点距離が逆の変化、すなわち常光に対す
る値から異常光に対する値まで変化することになる。
電圧を印加するのと同様に、磁界を加えても液晶分子の
配向状態を変えることができるので、磁界による焦点距
離可変のレンズとすることもできる。
配向状態を変えることができるので、磁界による焦点距
離可変のレンズとすることもできる。
また、第５図に示した構成で、ＴＮ液晶セル２に印加す
る電圧４により常光線と異常光線の切り換えを行ない、
また、液晶によるレンズ３に印加する電圧５による焦点
距離の制御を行なえば、さらに細かな焦点距離の変化を
得ることができる。
る電圧４により常光線と異常光線の切り換えを行ない、
また、液晶によるレンズ３に印加する電圧５による焦点
距離の制御を行なえば、さらに細かな焦点距離の変化を
得ることができる。
本発明は数Ｖ程度の低電圧で動作し、消費電力が極めて
少ない液晶セルを用いて焦点距離可変のレンズを構成し
ているので、集積回路素子と直結でき、また、薄形軽量
なることより、通常の眼鏡レンズとして装着することが
可能である。
少ない液晶セルを用いて焦点距離可変のレンズを構成し
ているので、集積回路素子と直結でき、また、薄形軽量
なることより、通常の眼鏡レンズとして装着することが
可能である。
さらに、他の光学機器の距離合わせ機構などを電子的に
行なうことにも応用できる。
行なうことにも応用できる。
図面は本発明の実施例と、その動作機構を説明するもの
で、第１図および第２図は本発明の焦点距離可変レンズ
の基本原理を示し、第１図は異常光線の場合を、第２図
は常光線の場合を示し、第３図はＴＮ液晶セルを組み合
わせ電圧印加により２種の焦点距離を選択できる構成例
を示し、第４図は本発明の主要な部分である液晶による
レンズに電圧を印加して液晶分子の配向を制御し、誘起
された複屈折の変化による焦点距離可変のレンズの構成
を示し、第５図は第４図の構成にＴＮ液晶セルを加えた
ものである。 図中、１は偏光板、２はＴＮ液晶セル、３は屈折率異方
性を有する物質（液晶）で作成したレンズ、４はＴＮ液
晶セルの駆動電圧、５は液晶によるレンズの駆動電圧。
で、第１図および第２図は本発明の焦点距離可変レンズ
の基本原理を示し、第１図は異常光線の場合を、第２図
は常光線の場合を示し、第３図はＴＮ液晶セルを組み合
わせ電圧印加により２種の焦点距離を選択できる構成例
を示し、第４図は本発明の主要な部分である液晶による
レンズに電圧を印加して液晶分子の配向を制御し、誘起
された複屈折の変化による焦点距離可変のレンズの構成
を示し、第５図は第４図の構成にＴＮ液晶セルを加えた
ものである。 図中、１は偏光板、２はＴＮ液晶セル、３は屈折率異方
性を有する物質（液晶）で作成したレンズ、４はＴＮ液
晶セルの駆動電圧、５は液晶によるレンズの駆動電圧。
Claims (1)
- １ レンズの形状をし液晶分子を一方向に配向させた液
晶セルに外部より電界または磁界を印加して液晶分子の
配向状態を制御することにより、液晶レンズの屈折率を
連続的に変化させるようにした焦点距離可変レンズ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53060427A JPS5850339B2 (ja) | 1978-05-20 | 1978-05-20 | 焦点距離可変レンズ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53060427A JPS5850339B2 (ja) | 1978-05-20 | 1978-05-20 | 焦点距離可変レンズ |
Related Child Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8910684A Division JPS59224820A (ja) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | 焦点距離可変レンズ |
| JP8910784A Division JPS59224821A (ja) | 1984-05-03 | 1984-05-03 | 焦点距離可変レンズ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS54151854A JPS54151854A (en) | 1979-11-29 |
| JPS5850339B2 true JPS5850339B2 (ja) | 1983-11-10 |
Family
ID=13141908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53060427A Expired JPS5850339B2 (ja) | 1978-05-20 | 1978-05-20 | 焦点距離可変レンズ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5850339B2 (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59224821A (ja) * | 1984-05-03 | 1984-12-17 | Susumu Sato | 焦点距離可変レンズ |
| JPS61156213A (ja) * | 1984-12-28 | 1986-07-15 | Canon Inc | ズ−ムレンズ |
| JPS6247026A (ja) * | 1985-08-26 | 1987-02-28 | Jiesu:Kk | 液晶レンズ |
| JPS62129816A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Jiesu:Kk | 焦点距離可変液晶レンズ |
| JPS62129815A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Jiesu:Kk | 焦点距離可変液晶レンズ |
| JPS62129814A (ja) * | 1985-11-30 | 1987-06-12 | Jiesu:Kk | 焦点距離可変液晶レンズ |
| JP4057597B2 (ja) | 2004-08-26 | 2008-03-05 | 独立行政法人科学技術振興機構 | 光学素子 |
| JP2007240709A (ja) * | 2006-03-07 | 2007-09-20 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 多焦点眼鏡 |
| EP2509490B1 (en) * | 2009-12-10 | 2014-04-23 | Essilor International (Compagnie Générale D'Optique) | An ophthalmic lens arrangement and an apparatus for demonstrating a plurality of optical functions and a method for demonstrating a plurality of optical functions |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3563632A (en) * | 1968-04-06 | 1971-02-16 | Philips Corp | Digital optical focal length modulator |
| JPS5188240A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-08-02 |
-
1978
- 1978-05-20 JP JP53060427A patent/JPS5850339B2/ja not_active Expired
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3563632A (en) * | 1968-04-06 | 1971-02-16 | Philips Corp | Digital optical focal length modulator |
| JPS5188240A (ja) * | 1975-01-31 | 1976-08-02 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS54151854A (en) | 1979-11-29 |
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