JPS60220301A - 可変焦点光学素子 - Google Patents
可変焦点光学素子Info
- Publication number
- JPS60220301A JPS60220301A JP7584284A JP7584284A JPS60220301A JP S60220301 A JPS60220301 A JP S60220301A JP 7584284 A JP7584284 A JP 7584284A JP 7584284 A JP7584284 A JP 7584284A JP S60220301 A JPS60220301 A JP S60220301A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- lens
- film material
- transparent
- flexible film
- optical element
- 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.)
- Pending
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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
- G02B3/00—Simple or compound lenses
- G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
- G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
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】
自身の焦点距離を変更できる光学レンズ或いは光学反射
鏡に関する。
鏡に関する。
従来一般に用いられている光学レンズはその焦点距離が
固有であるから、映写機、カメラ等に見られるように、
像の結像に際しては、その焦点調節機構として、（１）
レンズを前板とと赫゛動させる方式、［Ｆ］）レンズを
保持した鏡胴を移動させる方式、（８）フィルム面を移
動させる方式に大別されるが、（１）の場合は、前板移
動用ピニオンラック機構、或は偏心カムとガイド溝等、
（２）の場合は、最も一般的な全体繰出し方式のほか前
玉或は中玉繰出し方式等があ．リ、精密多条ねじをもつ
ダブルへリボイドその他の繰出し機構等、（８）の場合
は偏心カム等を用いて画面枠を前後させる機構等各種の
移動機能のだめの機構を必要とし、必然的に構成部品点
数の増加、ひいては重量および価格の増大を来だすばか
りでなく、焦点移動に必要なレンズまたはフィルム面の
移勤行程分のスペースが必要となり、装置の軽量、コン
パクト化を企てる上で大きい障害となって；いる。
固有であるから、映写機、カメラ等に見られるように、
像の結像に際しては、その焦点調節機構として、（１）
レンズを前板とと赫゛動させる方式、［Ｆ］）レンズを
保持した鏡胴を移動させる方式、（８）フィルム面を移
動させる方式に大別されるが、（１）の場合は、前板移
動用ピニオンラック機構、或は偏心カムとガイド溝等、
（２）の場合は、最も一般的な全体繰出し方式のほか前
玉或は中玉繰出し方式等があ．リ、精密多条ねじをもつ
ダブルへリボイドその他の繰出し機構等、（８）の場合
は偏心カム等を用いて画面枠を前後させる機構等各種の
移動機能のだめの機構を必要とし、必然的に構成部品点
数の増加、ひいては重量および価格の増大を来だすばか
りでなく、焦点移動に必要なレンズまたはフィルム面の
移勤行程分のスペースが必要となり、装置の軽量、コン
パクト化を企てる上で大きい障害となって；いる。
上記のような焦点距離を変化させる諸手段を省略して、
レンズ自身のもつ「一定焦点」という概念から飛躍して
可変焦点レンズの開発が着手されている。
レンズ自身のもつ「一定焦点」という概念から飛躍して
可変焦点レンズの開発が着手されている。
以上はレンズに限定して述べたが、これを反射ミラーに
も拡大適用することができ、これらを含めで可変焦点光
学素子なる範嗜に含ませて考察することが可能である。
も拡大適用することができ、これらを含めで可変焦点光
学素子なる範嗜に含ませて考察することが可能である。
従来、この種の装置としては、例えば特開昭５５−６３
７４に開示されたものの、ように、透明可撓膜材内に液
体を詰め、これに圧力を加え、その可撓膜材の曲率を変
化させて焦点距離を制御するものがある。この場合圧力
を加える方法としては、＋１）圧電素子を用いるもの、
（２）ピストンやポンプを具備するものに大別でき、前
者はその生ずる圧力とその素子の加工がむずかしく、高
度な技術レベルが必要で一般的でなく、後者はレンズの
他にピストンを作動させる圧力発生手段が必要となりそ
のだめの装置ならびにこれを内蔵するカメラ等の構造を
複雑にし、加えてそのサイズもコンノ々クトさを失わせ
る。
７４に開示されたものの、ように、透明可撓膜材内に液
体を詰め、これに圧力を加え、その可撓膜材の曲率を変
化させて焦点距離を制御するものがある。この場合圧力
を加える方法としては、＋１）圧電素子を用いるもの、
（２）ピストンやポンプを具備するものに大別でき、前
者はその生ずる圧力とその素子の加工がむずかしく、高
度な技術レベルが必要で一般的でなく、後者はレンズの
他にピストンを作動させる圧力発生手段が必要となりそ
のだめの装置ならびにこれを内蔵するカメラ等の構造を
複雑にし、加えてそのサイズもコンノ々クトさを失わせ
る。
本発明は、上述した従来レンズを含む光学素子の欠点を
除去するとともに、上記概念を基礎とする一般光学素子
において、その曲率を正確かつ簡便に変化させ、その焦
点距離を容易に制御可能な可変焦点光学素子を提供する
ものである。
除去するとともに、上記概念を基礎とする一般光学素子
において、その曲率を正確かつ簡便に変化させ、その焦
点距離を容易に制御可能な可変焦点光学素子を提供する
ものである。
本発明に係る可変焦点光学素子の１実施例の構成断面図
、その作用時の構成断面を示す第１図および第２図を参
照しつつ、以下に本発明を説明する。
、その作用時の構成断面を示す第１図および第２図を参
照しつつ、以下に本発明を説明する。
本発明に係る光学素子をレンズとして用いる図示の実施
例において、レンズ体は、レンズ体外郭の１方の面を形
成する透明な可撓膜材１と、レンズ外郭の他方の面を形
成する透明な膜材８とにより構成された袋体内に透明な
液体２を密封したものである。このレンズ体の前記１方
の膜面の外側周辺に沿って所定幅の１つ以上の磁性部Ｕ
’ｌ’、１″が同心的に付設される。さらに前記磁性部
材と対向して、相互間にレンズ体を介装して、磁性体に
コイル５を巻いた電磁５手を配設して、本発明に係る可
変焦点光学素子を構成する。
例において、レンズ体は、レンズ体外郭の１方の面を形
成する透明な可撓膜材１と、レンズ外郭の他方の面を形
成する透明な膜材８とにより構成された袋体内に透明な
液体２を密封したものである。このレンズ体の前記１方
の膜面の外側周辺に沿って所定幅の１つ以上の磁性部Ｕ
’ｌ’、１″が同心的に付設される。さらに前記磁性部
材と対向して、相互間にレンズ体を介装して、磁性体に
コイル５を巻いた電磁５手を配設して、本発明に係る可
変焦点光学素子を構成する。
上記のように構成された可変焦点レンズの作用を述べれ
ば、第１図に見るように、透明な可撓膜材１、透明な膜
材３、および透明な液体２によって構成されたレンズ体
は、その透明な可撓膜利外側周辺面に磁性部材１／、１
＃が付設されているから、レンズ体を介してこれと対向
する電磁石４に通電すると、円周状に磁界を形成し、透
明な可撓膜材■上の磁性部材１／、 １／／を電磁石に
向けて引付け、密封された透明な液体２の液圧上昇によ
り、レンズ体を構成する透明な可撓膜材の曲率を第２図
に示すように変化させる。
ば、第１図に見るように、透明な可撓膜材１、透明な膜
材３、および透明な液体２によって構成されたレンズ体
は、その透明な可撓膜利外側周辺面に磁性部材１／、１
＃が付設されているから、レンズ体を介してこれと対向
する電磁石４に通電すると、円周状に磁界を形成し、透
明な可撓膜材■上の磁性部材１／、 １／／を電磁石に
向けて引付け、密封された透明な液体２の液圧上昇によ
り、レンズ体を構成する透明な可撓膜材の曲率を第２図
に示すように変化させる。
一般に、レンズの焦点距離ｆは、そのレンズの曲率をｒ
ｌそのレンズの屈折率（本願では封納液体の屈折率）を
Ｎとすれば、 Ｎ−１ で表わされるから、曲率ｒを制御することにより、その
レンズの焦点距離を制御することが可能となる。
ｌそのレンズの屈折率（本願では封納液体の屈折率）を
Ｎとすれば、 Ｎ−１ で表わされるから、曲率ｒを制御することにより、その
レンズの焦点距離を制御することが可能となる。
即ち、本発明によれば、レンズの曲率は、アクティブＡ
Ｆ方式にせよパッシブＡＦ’方式にせよ被写体への測距
手段、および感光セル等を介し制御回路からの信号によ
る電磁石４に通電する電流制御により、連続的に、しか
も優れた応答性をもって、任意に制御でき、これにより
レンズ特性（焦点距離）の制御が可能になる。
Ｆ方式にせよパッシブＡＦ’方式にせよ被写体への測距
手段、および感光セル等を介し制御回路からの信号によ
る電磁石４に通電する電流制御により、連続的に、しか
も優れた応答性をもって、任意に制御でき、これにより
レンズ特性（焦点距離）の制御が可能になる。
次に、本発明に係る可変焦点光学素子の膜面の一方をミ
ラーとすることにより、反射ミラーとして用いる場合は
、第１図を参照し、（１）、１の面が反射面で構成され
ている場合は、液体２は透明である必要はない。（２＋
、３の面が反射面で構成されている場合は、膜１および
液体′２は透明である必要があり、このように構成する
ことにより、レンズとして用いる場合と同様に、電磁石
の通電により一方の可撓膜材の曲率を変化させて可変焦
点反射ミラーが得られる。
ラーとすることにより、反射ミラーとして用いる場合は
、第１図を参照し、（１）、１の面が反射面で構成され
ている場合は、液体２は透明である必要はない。（２＋
、３の面が反射面で構成されている場合は、膜１および
液体′２は透明である必要があり、このように構成する
ことにより、レンズとして用いる場合と同様に、電磁石
の通電により一方の可撓膜材の曲率を変化させて可変焦
点反射ミラーが得られる。
以下に本発明による可変焦点光学素子をレンズとして用
いる場合の実例を付記する。
いる場合の実例を付記する。
透明な可撓膜材として、シリコーンゴム（信越化学工業
製：ＫＥ］０６）を厚さＱ８ｍｍに成型して使用した。
製：ＫＥ］０６）を厚さＱ８ｍｍに成型して使用した。
まず、上述の透明な可撓膜材を５０龍〆に打ち抜き、こ
の周辺をリング状に７ ｍｍ巾で２本の磁性部材（パー
マロイ）を１μの厚みに蒸着した。
の周辺をリング状に７ ｍｍ巾で２本の磁性部材（パー
マロイ）を１μの厚みに蒸着した。
これを透明基板であるアクリル（Ｐ〜ＩＭＡ）板上に円
周部分を固定し、この中にシリコン油（信越化学制：Ｆ
−９６Ｌ）を満たし液体レンズを形成した。
周部分を固定し、この中にシリコン油（信越化学制：Ｆ
−９６Ｌ）を満たし液体レンズを形成した。
この液体レンズに、第１図に示す様に中心部ｈ゛開口た
電磁石を用い、これに磁場を印加することによってレン
ズ周辺の磁性部材を引きつけ、その液圧を増加させ透明
な可撓膜材の曲率を変化させた。
電磁石を用い、これに磁場を印加することによってレン
ズ周辺の磁性部材を引きつけ、その液圧を増加させ透明
な可撓膜材の曲率を変化させた。
この結果、電磁石の磁場の強度、即ち通電する電流（Ｉ
）を０〜５００ｍＡの範囲で変化させると焦点距離（ｆ
）は１１５ ＋ｕ −４Ｑ ｔｎｍの範囲で変化し、こ
の状況は第８図に示すとおりである。これにより被写体
に対する測距信号に応答して焦点距離を任意に制御する
ことが可能となった。
）を０〜５００ｍＡの範囲で変化させると焦点距離（ｆ
）は１１５ ＋ｕ −４Ｑ ｔｎｍの範囲で変化し、こ
の状況は第８図に示すとおりである。これにより被写体
に対する測距信号に応答して焦点距離を任意に制御する
ことが可能となった。
なお光学素子の形態は、一方の可撓膜材のサイズおよび
他方の膜材との接合構造により任意に選択構成できる。
他方の膜材との接合構造により任意に選択構成できる。
さらに、本発明のレンズ体としての実施例では、レンズ
片面を平板（透明膜材）としたが、第４図の如く、両面
を可撓膜材としてもよい。また透明膜材および配設され
る磁性部材を長方形に形成して第５図の如く長方形レン
ズ体が構成できる。上記の、両面を可撓膜としたもの、
および長方形レンズ体は、既述のように、可撓膜ｌおよ
び液体２を透明とし面８を反射面とすることにより、そ
れぞれの形状の反射ミラーとし、あるいは可撓膜ｌを反
射ミラーとすることにより、それぞれの形状の可変焦点
ミラーを構成できる。
片面を平板（透明膜材）としたが、第４図の如く、両面
を可撓膜材としてもよい。また透明膜材および配設され
る磁性部材を長方形に形成して第５図の如く長方形レン
ズ体が構成できる。上記の、両面を可撓膜としたもの、
および長方形レンズ体は、既述のように、可撓膜ｌおよ
び液体２を透明とし面８を反射面とすることにより、そ
れぞれの形状の反射ミラーとし、あるいは可撓膜ｌを反
射ミラーとすることにより、それぞれの形状の可変焦点
ミラーを構成できる。
この様に本出願によれば、可撓膜材の一端に膜の磁性材
料を蒸着で作ることにより、その可撓性を損うことなく
液圧を制御する事が出来、その曲率を磁場の強さを変え
ることと相俟って任意に、連続的に制御する事が可能と
なる。
料を蒸着で作ることにより、その可撓性を損うことなく
液圧を制御する事が出来、その曲率を磁場の強さを変え
ることと相俟って任意に、連続的に制御する事が可能と
なる。
また、上述の磁性部材としての蒸着薄膜材を使用する他
に、磁性粉末を可撓膜材の周辺に分布してもよい。
に、磁性粉末を可撓膜材の周辺に分布してもよい。
本発明による可変焦点光学素子は、以上の如く構成され
かつ作用するから、焦点調節のだめの種々の内蔵構成要
素とその移動機構、差点移動に必要な光学素子などの移
動行程スペースを不要とする、可変焦点レンズ、および
可変焦点反射ミラーとしでも適用可能な軽計、コンパク
トな可変隻点／ステムの実現に顕著な効果を奏する。
かつ作用するから、焦点調節のだめの種々の内蔵構成要
素とその移動機構、差点移動に必要な光学素子などの移
動行程スペースを不要とする、可変焦点レンズ、および
可変焦点反射ミラーとしでも適用可能な軽計、コンパク
トな可変隻点／ステムの実現に顕著な効果を奏する。
第１図は、本発明に係る可変焦点光学素子の１実施例の
構成を示す部分断面図、第２図は、伸点変更時の該光学
素子の形態を示す部分断面図、第８図は、本発明に係る
可変焦点光学素子のレンズとしての１実施例における電
磁石磁場の強度（付勢電流■）と該レンズの焦点距離（
ｆ）の関係を示すグラフ、第４図は、両面が可撓透明膜
材から成る可変焦点光学素子、第５図は、長方平皿形を
有する可変焦点光学素子の実施例を示す斜視図である。 １・・・可撓膜材 １／、 １／／・・・磁性部材２・
・・液体 ８・・・膜材 ４・・・電磁石 ５・・・巻線 第１図 第３図
構成を示す部分断面図、第２図は、伸点変更時の該光学
素子の形態を示す部分断面図、第８図は、本発明に係る
可変焦点光学素子のレンズとしての１実施例における電
磁石磁場の強度（付勢電流■）と該レンズの焦点距離（
ｆ）の関係を示すグラフ、第４図は、両面が可撓透明膜
材から成る可変焦点光学素子、第５図は、長方平皿形を
有する可変焦点光学素子の実施例を示す斜視図である。 １・・・可撓膜材 １／、 １／／・・・磁性部材２・
・・液体 ８・・・膜材 ４・・・電磁石 ５・・・巻線 第１図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １２つの膜材間に液体を封入したレンズ体の少くとも一
方の膜材が可撓性をもち、前記膜材のいずれか一方が周
辺部に磁性部材を含み、かつ前記レンズ体を介して前記
磁性部材と対向して他方の膜材側に可変磁気部材を配設
してなる可変焦点光学素子。 ２２つの前記膜材がいずれも可撓性をもつ特許請求の範
囲第１項記載の可変焦点光学素子。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7584284A JPS60220301A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 可変焦点光学素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7584284A JPS60220301A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 可変焦点光学素子 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60220301A true JPS60220301A (ja) | 1985-11-05 |
Family
ID=13587855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7584284A Pending JPS60220301A (ja) | 1984-04-17 | 1984-04-17 | 可変焦点光学素子 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60220301A (ja) |
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3702351A1 (de) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Canon Kk | Varioobjektiv mit einem objektivglied von veraenderlicher vergroesserung |
| US5574598A (en) * | 1993-08-05 | 1996-11-12 | Nippondenso Co., Ltd. | Varifocal lens |
| WO2009010562A1 (fr) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Commissariat A L'energie Atomique | Dispositif optique à membrane déformable par actionnement électrostatique |
| JP2009509181A (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-05 | ハイネ，オリバー | 観察装置 |
| EP2184625A1 (fr) | 2008-11-07 | 2010-05-12 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif optique à membrane déformable à actionnement perfectionné |
| JP2010539520A (ja) * | 2007-08-11 | 2010-12-16 | オプトチューン アクチエンゲゼルシャフト | 液体レンズ系 |
| US8300317B2 (en) | 2008-12-30 | 2012-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Varifocal lens |
| US8363330B2 (en) | 2008-04-21 | 2013-01-29 | Commissariat A L'energie Atomique | Membrane, especially for an optical device having a deformable membrane |
| KR101356790B1 (ko) * | 2011-10-04 | 2014-01-28 | 한국과학기술원 | 가변형 유체렌즈 |
| US8755124B2 (en) | 2010-06-02 | 2014-06-17 | Optotune Ag | Adjustable optical lens |
| US8944647B2 (en) | 2010-09-02 | 2015-02-03 | Optotune Ag | Illumination source with variable divergence |
| US8947784B2 (en) | 2010-10-26 | 2015-02-03 | Optotune Ag | Variable focus lens having two liquid chambers |
| WO2020025427A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Schreder S.A. | Lighting device with adjustable light distribution |
| KR20210103748A (ko) * | 2020-02-14 | 2021-08-24 | 주식회사 에덴룩스 | 액체렌즈를 이용한 광학장치 |
-
1984
- 1984-04-17 JP JP7584284A patent/JPS60220301A/ja active Pending
Cited By (21)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3702351C2 (ja) * | 1986-01-28 | 1993-06-24 | Canon K.K., Tokio/Tokyo, Jp | |
| DE3702351A1 (de) * | 1986-01-28 | 1987-07-30 | Canon Kk | Varioobjektiv mit einem objektivglied von veraenderlicher vergroesserung |
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| JP2009509181A (ja) * | 2005-09-15 | 2009-03-05 | ハイネ，オリバー | 観察装置 |
| US8542445B2 (en) | 2007-07-19 | 2013-09-24 | Commissariat A L'energie Atomique | Optical device with membrane that can be deformed by electrostatic actuation |
| WO2009010562A1 (fr) * | 2007-07-19 | 2009-01-22 | Commissariat A L'energie Atomique | Dispositif optique à membrane déformable par actionnement électrostatique |
| FR2919074A1 (fr) * | 2007-07-19 | 2009-01-23 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique a membrane deformable par actionnement electrostatique |
| JP2010539520A (ja) * | 2007-08-11 | 2010-12-16 | オプトチューン アクチエンゲゼルシャフト | 液体レンズ系 |
| US8363330B2 (en) | 2008-04-21 | 2013-01-29 | Commissariat A L'energie Atomique | Membrane, especially for an optical device having a deformable membrane |
| EP2184625A1 (fr) | 2008-11-07 | 2010-05-12 | Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives | Dispositif optique à membrane déformable à actionnement perfectionné |
| FR2938349A1 (fr) * | 2008-11-07 | 2010-05-14 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif optique a membrane deformable a actionnement perfectionne |
| US8116011B2 (en) | 2008-11-07 | 2012-02-14 | Commissariat A L'energie Atomique | Membrane deformable optical device having improved actuation |
| US8300317B2 (en) | 2008-12-30 | 2012-10-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Varifocal lens |
| US8755124B2 (en) | 2010-06-02 | 2014-06-17 | Optotune Ag | Adjustable optical lens |
| US8944647B2 (en) | 2010-09-02 | 2015-02-03 | Optotune Ag | Illumination source with variable divergence |
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| KR101356790B1 (ko) * | 2011-10-04 | 2014-01-28 | 한국과학기술원 | 가변형 유체렌즈 |
| WO2020025427A1 (en) * | 2018-07-31 | 2020-02-06 | Schreder S.A. | Lighting device with adjustable light distribution |
| BE1026500B1 (fr) * | 2018-07-31 | 2020-03-02 | Schreder Sa | Dispositif d’éclairage à distribution réglable de la lumière |
| US11320105B2 (en) | 2018-07-31 | 2022-05-03 | Schreder S.A. | Lighting device with adjustable light distribution |
| KR20210103748A (ko) * | 2020-02-14 | 2021-08-24 | 주식회사 에덴룩스 | 액체렌즈를 이용한 광학장치 |
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