JPS60156003A - 光学素子 - Google Patents
光学素子Info
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- JPS60156003A JPS60156003A JP1248984A JP1248984A JPS60156003A JP S60156003 A JPS60156003 A JP S60156003A JP 1248984 A JP1248984 A JP 1248984A JP 1248984 A JP1248984 A JP 1248984A JP S60156003 A JPS60156003 A JP S60156003A
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- bottom plate
- opening
- optical
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- 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
-
- 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
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- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
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
ーディスクをはじめとするエレクトロオプティクス機器
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うるような光学
素子に関する。
ーディスクをはじめとするエレクトロオプティクス機器
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うるような光学
素子に関する。
従来、可変焦点レンズとしては、特開昭５５−３８８５
７に見られる様な弾性体の容器に液体をっめその液圧で
その形状を変化せしめるものや、特開昭５８−１１０４
０３ 、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。
７に見られる様な弾性体の容器に液体をっめその液圧で
その形状を変化せしめるものや、特開昭５８−１１０４
０３ 、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。
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。
本発明は゛、上記の実情に鑑みてなされたもので、構造
が簡単で焦点距離の変化量が大きく、さらに所望の光学
表面形状を形成することができる可変焦点の光学素子を
提供することを目的とする。
が簡単で焦点距離の変化量が大きく、さらに所望の光学
表面形状を形成することができる可変焦点の光学素子を
提供することを目的とする。
本発明の光学素子は、弾性体および該弾性体を突出又は
沈降させて光学表面を変形できる開口部を有する部材か
らなり、しかも前記開口部に対向して底板を設け、前記
底板の内側面が凸状あるいは凹状に形成されていること
を特徴とするものである。
沈降させて光学表面を変形できる開口部を有する部材か
らなり、しかも前記開口部に対向して底板を設け、前記
底板の内側面が凸状あるいは凹状に形成されていること
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
って、その開口部での弾性体が形成する光学表面を変形
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。
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
って、その開口部での弾性体が形成する光学表面を変形
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。
従っ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、且つ光学表面の形状変化
に基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。
、弾性体の体積変化をさせるだけで光学表面を可逆的に
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、且つ光学表面の形状変化
に基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。
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、弾性限界が非常に太きくその限界ひずみは１００
０％近くになる。
ひずみ）は１％程度である。また、加硫された弾性ゴム
では、弾性限界が非常に太きくその限界ひずみは１００
０％近くになる。
本発明による光学素子においては、形成しょうとする光
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。
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＝ρ／γ（ρ＝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、
従っ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。
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、
従っ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′。
と知られている天然ゴム、例えばスチレンブタジェンゴ
ム（ＳＤＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、イソプレゴム
（Ｉ’Ｒ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤ
Ｍ）、ブチルゴム（エエＲ）。
ム（ＳＤＲ）、ブタジェンゴム（ＢＲ）、イソプレゴム
（Ｉ’Ｒ）、エチレンプロピレンゴム（ＥＰＭ、ＥＰＤ
Ｍ）、ブチルゴム（エエＲ）。
クロロプレンゴム（ＣＲ）、アクリロニトリ２．−□、
、２イ＊（ＮＢＲ）、つ、２．ヨ、 １（Ｕ）、シリコ
ーンゴム（Ｓｔ）、ふっ素ゴム（ＦＰＭ）、多硫化ゴム
（Ｔ）、ポリエーテルゴム（ＦＯＲ、ＣＨＲ、ＣＨＣ）
などを挙げルコとができる。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って、ガラス状態、ゴム状態又は溶
融状態のいずれかをとる。従って、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って
決定され、従って、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。
、２イ＊（ＮＢＲ）、つ、２．ヨ、 １（Ｕ）、シリコ
ーンゴム（Ｓｔ）、ふっ素ゴム（ＦＰＭ）、多硫化ゴム
（Ｔ）、ポリエーテルゴム（ＦＯＲ、ＣＨＲ、ＣＨＣ）
などを挙げルコとができる。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って、ガラス状態、ゴム状態又は溶
融状態のいずれかをとる。従って、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って
決定され、従って、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。
本発明では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。
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５弾性体を適宜選択すること力士
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。
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５弾性体を適宜選択すること力士
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。
本発明に用いる弾性体としては、通常の固体での弾性率
１０ ” 〜１０ ” ３ｄｙｎｅ／ｃｍ ２よりも小
さく、ゴム弾性体の１０８ｄｙｎｅ／ｃｍ ２以下が適
当で、好ましくは１０ ’ ｄｉｎｅ／ｃｍ ２以下、
特に好ましくは５ Ｘ ｌ ０５ｄｙｎｅ／ｃｍ ２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
は小さ゛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。
１０ ” 〜１０ ” ３ｄｙｎｅ／ｃｍ ２よりも小
さく、ゴム弾性体の１０８ｄｙｎｅ／ｃｍ ２以下が適
当で、好ましくは１０ ’ ｄｉｎｅ／ｃｍ ２以下、
特に好ましくは５ Ｘ ｌ ０５ｄｙｎｅ／ｃｍ ２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
は小さ゛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。Ｊ
ＩＳＫ６３０１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。
ＩＳＫ６３０１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１０ ’ ｄｙｎｅ／ｃｍ ２
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
稠変針を用いてその針入度で評価する。
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
稠変針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
り一伸び″では測定が困難なので圧縮（５％変形）によ
りその値をめ、先の針入度との対応をめることができる
。
り一伸び″では測定が困難なので圧縮（５％変形）によ
りその値をめ、先の針入度との対応をめることができる
。
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
ブタジェン−スチレンブロッ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、よって得
ることが出来る。
のの他にエチレン−酢酸ビニル共重合体やＡ−Ｂ−Ａ型
ブタジェン−スチレンブロッ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、よって得
ることが出来る。
これらはいずれもその架橋状態、ブロック共重合体に於
る分子の組合せ、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。
る分子の組合せ、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てん剤を加える事によってもその特
性を変化調節する事が可能である。
合の他に希釈剤や充てん剤を加える事によってもその特
性を変化調節する事が可能である。
例えばシリコーンゴム（信越化学工業製、ＫＥ１０４（
商品名））と触媒（商品名、ＡＴ−１０４゜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。
商品名））と触媒（商品名、ＡＴ−１０４゜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−ゲル変化
などによる体積変化を利用することもできる。
の他、上記材料を用いて熱膨張・収縮やゾル−ゲル変化
などによる体積変化を利用することもできる。
弾性体の光学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、この間口は黄求される光学効果によって異
なるが、−４Ａ的には円形に開口し焦点距離可変な凸、
凹レンズを形成するのが一般的である。 １ 又、矩形のスリット状に開口を設ける事により、シリン
ドリカルレンズ及びトーリックレンズを形成することも
できる。
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、この間口は黄求される光学効果によって異
なるが、−４Ａ的には円形に開口し焦点距離可変な凸、
凹レンズを形成するのが一般的である。 １ 又、矩形のスリット状に開口を設ける事により、シリン
ドリカルレンズ及びトーリックレンズを形成することも
できる。
これら開口によっ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って、その形状を
任意に変化させる事ができ、その程度はその効果を検出
しながらフィードバックしてコントロールする事が可能
である。
加える外力又は弾性体の体積変化によって、その形状を
任意に変化させる事ができ、その程度はその効果を検出
しながらフィードバックしてコントロールする事が可能
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
実現する事ができる。
も可能であり、これにより著しく素子のコンパクト化を
実現する事ができる。
弾性体に外力を与える手段は、従来知られてい゛る全て
の方法で行なう事が可能であるが、その弾性体の変形を
、光学効果を検出しながらフィードバック機構で行う事
が望ましく、この為には電磁石やステッピングモーター
、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って行うことができる。
の方法で行なう事が可能であるが、その弾性体の変形を
、光学効果を検出しながらフィードバック機構で行う事
が望ましく、この為には電磁石やステッピングモーター
、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って行うことができる。
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例について説
明する。
明する。
第１図〜第１１図は、本発明の光学素子の基本原理を説
明するために示したもので、本発明者によって考えられ
たものである。
明するために示したもので、本発明者によって考えられ
たものである。
第１図〜第３図で、ｌは円形開口部２を有する円筒形部
材、３は透明な弾性体、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
圧力の大きさにしたがって、弾性体の一部が開口部２よ
り凸レンズ状に突出する。第３図は、可動部４を通じて
弾性体３に負圧を加えた状態で、この場合弾性体３は開
口部２において凹レンズ状になる。
材、３は透明な弾性体、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
圧力の大きさにしたがって、弾性体の一部が開口部２よ
り凸レンズ状に突出する。第３図は、可動部４を通じて
弾性体３に負圧を加えた状態で、この場合弾性体３は開
口部２において凹レンズ状になる。
このようにして、可動部に印加する外力の大きさによっ
て弾性体３の一部により開口部２に所望の光学表面形状
を実現することができるものである。また、複数の開口
部の大きさを変えることにより、それぞれ異なった曲率
を与えることもできる。
て弾性体３の一部により開口部２に所望の光学表面形状
を実現することができるものである。また、複数の開口
部の大きさを変えることにより、それぞれ異なった曲率
を与えることもできる。
第４図は、開口部７を有する上蓋部材８が動き、弾性体
３に圧力（張力）を加えるように構成されている。５は
円筒形部材を示す。
３に圧力（張力）を加えるように構成されている。５は
円筒形部材を示す。
また、第５図に示すように、弾性体３は開口部１３か内
部に形成されているような円筒形部材１０に収容されて
いてもよい。この開口部１３は１円筒形部材１０の光学
的に透明な上蓋部材１１に固定された円筒１２によって
形成されており、可動部６に外圧を加えることによって
弾性体による光学表面が開口部１３に形成される。
部に形成されているような円筒形部材１０に収容されて
いてもよい。この開口部１３は１円筒形部材１０の光学
的に透明な上蓋部材１１に固定された円筒１２によって
形成されており、可動部６に外圧を加えることによって
弾性体による光学表面が開口部１３に形成される。
ここで可動部４，６又は上蓋部材８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、円筒形部材にネジを切っておき可
動部あるいは上蓋部材をネジ込む方法や、電磁石を用い
て可動部あるいは上で、°ｆ部材を制御する方法などが
あるが、それらの方法に限定されるものではない。また
、第６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
光学表面を形成することもできる。
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、円筒形部材にネジを切っておき可
動部あるいは上蓋部材をネジ込む方法や、電磁石を用い
て可動部あるいは上で、°ｆ部材を制御する方法などが
あるが、それらの方法に限定されるものではない。また
、第６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７図に示し・たように、矩形状の
開口部１７を有する部材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レンズ又は
Ｉ・−リック状にすることが可能である。
のではなく、例えば第７図に示し・たように、矩形状の
開口部１７を有する部材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レンズ又は
Ｉ・−リック状にすることが可能である。
なお、第８図、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８図は、円筒形の圧電体２
１の中に弾性体３を収容し、電源２２からスイッチ２３
を経て電圧を印加することによって円板状の可動部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の光学表面を変形させるものである。
加える具体例の例であり、第８図は、円筒形の圧電体２
１の中に弾性体３を収容し、電源２２からスイッチ２３
を経て電圧を印加することによって円板状の可動部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の光学表面を変形させるものである。
また第９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って
弾性体３の開口部２４における光学表面を変形させるこ
とができるものである。
部２５を容器２７の深さ方向に移動させることによって
弾性体３の開口部２４における光学表面を変形させるこ
とができるものである。
第１０図は弾性体３０上に上蓋部材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っており、おさえ
環３３の回転で上蓋部材３１を上下させ、上蓋部材３１
の開口部３２により弾性体３０を突出又は沈降させる。
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っており、おさえ
環３３の回転で上蓋部材３１を上下させ、上蓋部材３１
の開口部３２により弾性体３０を突出又は沈降させる。
さて、開口部内の光学表面形状は、だいたいにおいて光
軸付近の曲率半径が大きく、周辺部・の曲率半径が小さ
い回転対称非球面となって□いる（第１１図参照）。開
口部２内の光学表面形状は、弾性体の厚さや体積、開口
部の大きさ、弾性体の弾性率によって決まる。
軸付近の曲率半径が大きく、周辺部・の曲率半径が小さ
い回転対称非球面となって□いる（第１１図参照）。開
口部２内の光学表面形状は、弾性体の厚さや体積、開口
部の大きさ、弾性体の弾性率によって決まる。
第１２図〜第１９図は開口部内の光学表面形状を、球面
その他所望の形状にするため、の実施例である。第１２
図〜第１９図に示す光学素子は底板を移動させて弾性体
に圧力（張力）を加えるものであるが、第８図〜第１０
図に示すように上蓋部材を移動させて弾性体に圧力（張
力）を加えるようにしてももちろんかまわない。また、
本発明°の光学素子では蒸着等により光学表面を反射面
としてもかまわない。
その他所望の形状にするため、の実施例である。第１２
図〜第１９図に示す光学素子は底板を移動させて弾性体
に圧力（張力）を加えるものであるが、第８図〜第１０
図に示すように上蓋部材を移動させて弾性体に圧力（張
力）を加えるようにしてももちろんかまわない。また、
本発明°の光学素子では蒸着等により光学表面を反射面
としてもかまわない。
第１２図において、１は開口部２を有する円筒形部材、
３は弾性体、４０は弾性体３を加圧するだめの底板で、
弾性体３側の面（以下、内゛側面）が凸状の球面に形成
されている。底板４０を弾性′□体３に圧力を加える方
向に移動させることにより、弾性体３は開口部２より凸
レンズ状に突出する。その際、底板４０の内側面が球面
状になっているために、開口部２の中央部が持ち上げら
れる。その結果、底板４０が平板である場合に比べ、よ
り望ましい凸球面が得られる。逆に第１３図に示す・よ
うに弾性体３に負圧を加えるように底板４０を移動した
場合には弾性体３は開口部２の内側にくぼみ凹レンズを
形成する。その際も、底板４０は球面状に凸状になって
いるため、中央部が大きく凹み、底板４０が平板である
場合に比べ、より望ましい凹球面が得られる。
３は弾性体、４０は弾性体３を加圧するだめの底板で、
弾性体３側の面（以下、内゛側面）が凸状の球面に形成
されている。底板４０を弾性′□体３に圧力を加える方
向に移動させることにより、弾性体３は開口部２より凸
レンズ状に突出する。その際、底板４０の内側面が球面
状になっているために、開口部２の中央部が持ち上げら
れる。その結果、底板４０が平板である場合に比べ、よ
り望ましい凸球面が得られる。逆に第１３図に示す・よ
うに弾性体３に負圧を加えるように底板４０を移動した
場合には弾性体３は開口部２の内側にくぼみ凹レンズを
形成する。その際も、底板４０は球面状に凸状になって
いるため、中央部が大きく凹み、底板４０が平板である
場合に比べ、より望ましい凹球面が得られる。
また、底板の内側面の形状をいろいろと変えることによ
り、弾性体３の開口部２内に形成される光学表面形状を
望ましい形状にすることができる。例えば、第１４図は
底板４１の内側面に断面矩形の突部４１ａを設けたもの
で、第１２図に示した本発明の光学素子と同様の動作に
より開口部２に形成される光学表面形状の中央部を、所
望の凸形状または凹形状にすることができる。突部４１
ａの大きさを変えることにｒす、光学表面形状を色々と
変化させることが可能である。ざらに突部４１ａの開口
部２に対向する面４１ｂは平面であるので、本発明の光
学素子を透過型で使用する場合には、透明な底板４１の
内側面に形成された曲面による光学的効果を考慮しなく
でもよいという利点がある。
り、弾性体３の開口部２内に形成される光学表面形状を
望ましい形状にすることができる。例えば、第１４図は
底板４１の内側面に断面矩形の突部４１ａを設けたもの
で、第１２図に示した本発明の光学素子と同様の動作に
より開口部２に形成される光学表面形状の中央部を、所
望の凸形状または凹形状にすることができる。突部４１
ａの大きさを変えることにｒす、光学表面形状を色々と
変化させることが可能である。ざらに突部４１ａの開口
部２に対向する面４１ｂは平面であるので、本発明の光
学素子を透過型で使用する場合には、透明な底板４１の
内側面に形成された曲面による光学的効果を考慮しなく
でもよいという利点がある。
また第１５図は、他のもう一つの実施例で底板４２の内
側面は、光学表面が所望の形状となるように特定の自由
曲面となっている。このような特定の自由曲面形状は計
算機等のシミュレーションによりめることも可能である
。
側面は、光学表面が所望の形状となるように特定の自由
曲面となっている。このような特定の自由曲面形状は計
算機等のシミュレーションによりめることも可能である
。
さらに、内側面が正弦波あるいは矩形波のように凹と凸
の組合せで形成されているようにしてもかまわない。
の組合せで形成されているようにしてもかまわない。
また第１６図は本発明の更に他の実施例で、内側面の反
対側の面４３ｃ（以下、外側面）が凸レンズ状の曲面に
なっている。この場合底板４３の屈折率、分散を適当に
選んでおけば開口部２における弾性体表面の変形による
色収差の変動を低減させることができる。
対側の面４３ｃ（以下、外側面）が凸レンズ状の曲面に
なっている。この場合底板４３の屈折率、分散を適当に
選んでおけば開口部２における弾性体表面の変形による
色収差の変動を低減させることができる。
以上の実施例で述べたことは、開口部形状が矩形のスリ
ット状の場合でも同様に適用できる。
ット状の場合でも同様に適用できる。
さらに、第１７図〜第１９図に示すように、底板４４．
４５．４６の内側面を凹状に形成して、開口部２内の光
学表面を所望の形状にすることもできる。
４５．４６の内側面を凹状に形成して、開口部２内の光
学表面を所望の形状にすることもできる。
以上説明したように、本発明の光学素子は光学表面の曲
率をいろいろと変化させることができるので、焦点距離
を大きく変化させることができる。また、光学表面が底
板の断面形状に応じた形状を呈するように構成されてい
るので、底板の断面形状をいろいろと変化させて成形す
ることによって、光学表面を所望の形状にすることがで
きる。本発明の光学素子は、開口部の径が大きい場合に
有効である。
率をいろいろと変化させることができるので、焦点距離
を大きく変化させることができる。また、光学表面が底
板の断面形状に応じた形状を呈するように構成されてい
るので、底板の断面形状をいろいろと変化させて成形す
ることによって、光学表面を所望の形状にすることがで
きる。本発明の光学素子は、開口部の径が大きい場合に
有効である。
４、図面の簡単な説明 １
第１図〜第１１図は本発明の光学素子の基本原理を説明
するために示した断面図、第１２図及び第１３図は本発
明の光学素子の一例を示す断面図、第１４図は本発明に
よる光学素子の他の例を示す断面図、第１５図は本発明
による光学素子のさらに他の例を示す断面図、第１６図
は内側面及び外側面が隆起して形成されている本発明の
光学素子の例を示す断面図、第１７図〜第１９図は底板
の内側面が凹状となっている本発明の光学素子の例を示
す断面図である。
するために示した断面図、第１２図及び第１３図は本発
明の光学素子の一例を示す断面図、第１４図は本発明に
よる光学素子の他の例を示す断面図、第１５図は本発明
による光学素子のさらに他の例を示す断面図、第１６図
は内側面及び外側面が隆起して形成されている本発明の
光学素子の例を示す断面図、第１７図〜第１９図は底板
の内側面が凹状となっている本発明の光学素子の例を示
す断面図である。
１−ｍ−円筒形部材、２−ｍ＝開口部、３−ｍ−弾性体
、４０，４１，４２．．４３，４４，４５，４Ｅｌ−−
一底板特許出願人 キャノン株式会社 ｆｌｌｌ１３ｆ ７４！；３１ ／ ４５ ３ ／
、４０，４１，４２．．４３，４４，４５，４Ｅｌ−−
一底板特許出願人 キャノン株式会社 ｆｌｌｌ１３ｆ ７４！；３１ ／ ４５ ３ ／
Claims (2)
- （１）弾性体および該弾性体を突出又は沈降させて光学
表面を変形できる開口部を有する部材からなり、しかも
前記開口部に対向して底板を設け、前記底板の内側面が
凸状あるいは凹状に形成されていることを特徴とする光
学素子。 - （２）底板の外側面が凸レンズ状に形成されていること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の光学素子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1248984A JPS60156003A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 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 |
|---|---|---|---|
| JP1248984A JPS60156003A (ja) | 1984-01-26 | 1984-01-26 | 光学素子 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60156003A true JPS60156003A (ja) | 1985-08-16 |
| JPH0327087B2 JPH0327087B2 (ja) | 1991-04-12 |
Family
ID=11806805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1248984A Granted JPS60156003A (ja) | 1983-10-17 | 1984-01-26 | 光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60156003A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3534596A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-03 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Afokales optisches system mit veraenderlicher vergroesserung |
| JPH06222206A (ja) * | 1986-09-24 | 1994-08-12 | Univ Leland Stanford Jr | 可変焦点距離レンズ装置 |
| JP2006106488A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Konica Minolta Opto Inc | 可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡 |
| JP2011112757A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 光学デバイス、および撮像ユニット |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56102139A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-15 | Nec Corp | Channel selection controlling system |
-
1984
- 1984-01-26 JP JP1248984A patent/JPS60156003A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56102139A (en) * | 1980-01-21 | 1981-08-15 | Nec Corp | Channel selection controlling system |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3534596A1 (de) * | 1984-09-28 | 1986-04-03 | Canon K.K., Tokio/Tokyo | Afokales optisches system mit veraenderlicher vergroesserung |
| DE3534596C2 (ja) * | 1984-09-28 | 1990-03-29 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| JPH06222206A (ja) * | 1986-09-24 | 1994-08-12 | Univ Leland Stanford Jr | 可変焦点距離レンズ装置 |
| JP2006106488A (ja) * | 2004-10-07 | 2006-04-20 | Konica Minolta Opto Inc | 可変焦点レンズ及びそれを備えた可変焦点眼鏡 |
| JP2011112757A (ja) * | 2009-11-25 | 2011-06-09 | Konica Minolta Holdings Inc | 光学デバイス、および撮像ユニット |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0327087B2 (ja) | 1991-04-12 |
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