WO2010052870A1 - 撮像レンズ - Google Patents

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imaging lens
imaging
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北川真
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    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/29—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the position or the direction of light beams, i.e. deflection
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
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    • G02F1/294—Variable focal length devices

Definitions

  • the present invention relates to an imaging lens including a liquid crystal lens.
  • the lens function of the liquid crystal lens is set by placing the liquid crystal lens adjacent to the camera aperture in front of or behind the aperture and setting the area that functions as the lens of the liquid crystal lens to approximately the same as the aperture of the aperture.
  • the area can be made a small area, and the area of the lens functional area can be reduced, so that the lens power can be increased and the focal length adjustment range can be widened (for example, , See Patent Document 1).
  • a camera in which a liquid crystal lens having a focus function is arranged in an image pickup system of a camera is known (for example, see Patent Document 2). Since the focal length can be freely adjusted by changing the amount of voltage applied to the liquid crystal lens that provides this focusing function, a mechanism for adjusting the focal length by moving the lens with an actuator is not required, and the camera structure is thin. Can be.
  • a light-shielding film is provided in the area excluding the lens functional area of the liquid crystal lens, and even if strong light enters the liquid crystal lens, the light is absorbed and blocked by the light-shielding film, and the strong light reaches the imaging member. Therefore, the occurrence of flare phenomenon or ghost phenomenon can be prevented.
  • an imaging lens when an imaging lens is intended to increase the angle of view of an obtained image, it is generally necessary to increase the diameter of an optical system member such as a liquid crystal lens constituting the imaging lens.
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and provides an imaging lens capable of preventing a reduction in image formation performance of ambient light without increasing the diameter of a liquid crystal lens used in the imaging lens. With the goal.
  • the present invention provides a front group lens disposed on the subject side, a rear group lens disposed on the image sensor side, and between two electrodes disposed between the front group lens and the rear group lens and facing each other.
  • An imaging lens comprising: a liquid crystal layer having a liquid crystal layer, and a liquid crystal lens that functions as a lens by changing a refractive index distribution by controlling the orientation of liquid crystal molecules in the liquid crystal layer by applying a voltage between the opposing electrodes
  • the upper and lower rays of the light beam emitted from the front group lens are made parallel to the principal ray so as to be incident on the liquid crystal lens, and the light emitted from the liquid crystal lens is emitted from the rear group lens by the rear group lens.
  • An image is formed on an image sensor.
  • the front lens group includes a lens having a positive power and a lens having a negative power, and a rear focal point of the lens having the positive power and a focal point of the lens having the negative power.
  • a lens having the positive power and the lens having the negative power are arranged so that they substantially coincide with each other.
  • the present invention is characterized in that the liquid crystal layer of the liquid crystal lens is combined with a diaphragm.
  • a plurality of liquid crystal layers of the liquid crystal lens are provided with the diaphragm interposed therebetween, and liquid crystal molecules of the liquid crystal layer provided with the diaphragm sandwiched are aligned at 90 degrees with respect to each other. It is characterized by making directional light available.
  • each of the liquid crystal layers provided across the diaphragm includes two liquid crystal layers.
  • the present invention is characterized in that the two electrodes facing each other are composed of a first electrode having a circular notch and a substantially circular second electrode arranged at an interval in the circular portion.
  • the present invention is characterized in that the first electrode is divided into four parts.
  • the present invention is characterized in that the diameter of the liquid crystal lens is equal to or larger than the tangent of the incident angle multiplied by twice the distance from the electrode to the liquid crystal layer plus the diameter of the diaphragm. To do.
  • the present invention is characterized in that the liquid crystal lens has a diameter of 1 mm or more and 4 mm or less.
  • the present invention is characterized in that a liquid crystal film aligned in parallel is disposed immediately after the liquid crystal lens.
  • the present invention is characterized in that a parallel oriented liquid crystal film is disposed after the rear lens group.
  • the present invention since the upper ray and the lower ray of the light beam incident on the liquid crystal lens are parallel to the principal ray, there is no need to increase the diameter of the liquid crystal lens even when the angle of view is large. It is possible to prevent an increase in thickness and an increase in applied voltage. In addition, there is an effect that it is possible to prevent the imaging performance of the ambient light from being deteriorated even when the angle of view for imaging is increased.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of the embodiment.
  • reference numeral 100 denotes an imaging lens, which comprises a front group lens 1 disposed on the subject side, a liquid crystal lens 2 and a rear group lens 3 disposed on the imaging element 5 side.
  • Reference numeral 4 denotes a cover glass that protects the image sensor 5.
  • the front lens group 1 includes a first lens 11 and a second lens 12.
  • the rear group lens 3 includes a third lens 31, a fourth lens 32, and a fifth lens 33.
  • a light beam from a subject travels so that a principal ray intersects at the center of the stop of the imaging lens by the front lens group 1 and enters the liquid crystal lens 2.
  • the light beam transmitted through the liquid crystal lens 2 is collected by the rear group lens 3, passes through the cover glass 4, and forms an image on the light receiving surface of the image sensor 5.
  • an image of the subject is formed on the light receiving surface of the image sensor 5 by the imaging lens 100.
  • the image sensor 5 photoelectrically converts the intensity of the imaged light, and the obtained electric signal is image-processed to generate a digital image.
  • the front lens group 1 shown in FIG. 1 is composed of two lenses, the first lens 11 is a convex lens having a positive power, and the second lens 12 is a concave lens having a negative power.
  • the group lens 1 as a whole constitutes a lens having positive power.
  • the rear focal point f1 of the first lens 11 and the front focal point f2 of the second lens 12 are arranged so as to substantially coincide. For this reason, in the light from the subject that enters the first lens 11 and exits from the second lens 12, the upper ray a and the lower ray b are parallel to the principal ray c.
  • FIGS. 3 and 4 are a front view and a cross-sectional view showing the configuration of the liquid crystal lens 2 shown in FIG.
  • the center of the liquid crystal lens 2 has a substantially circular physically unique portion 215 described in detail below.
  • the liquid crystal lens 2 includes a transparent first electrode 201 and a second electrode 202, a transparent third electrode 203, a transparent fourth electrode 204, and a first electrode 201 and a third electrode 203 in the same layer.
  • the second liquid crystal layer 212 disposed between the third insulating layers 207, the third liquid crystal layer 213 disposed between the fourth insulating layer 208 and the fifth insulating layer 209, and the fifth insulating layer 209.
  • the first electrode 201 shown in FIG. 4 includes a circular cutout portion in which a central portion of a transparent and conductive thin film (for example, made of ITO (indium tin oxide)) is cut out in a circular shape, It has a strip cutout part in which a partial strip of the membrane is cut out.
  • the circular notch communicates with the outside through the strip notch.
  • the first electrode 201 is an electrode for applying a voltage to the outside of the circular opening.
  • the second electrode 202 is formed of a circular transparent and conductive thin film, and a transparent and conductive strip 202a is added to a part of the outer periphery of the electrode so as to maintain conductivity.
  • the second electrode 202 and the strip 202a are stored in the circular notch and the partial strip notch of the first electrode 201 with a space therebetween.
  • the second electrode 202 is an electrode for applying a voltage inside the circular opening.
  • the first electrode 201 and the second electrode 202 have a structure in which an independent voltage can be applied to each electrode.
  • liquid crystal molecules (for example, nematic liquid crystal molecules) of the first liquid crystal layer 211 and the third liquid crystal layer 213 are aligned in the same direction (for example, an alignment direction A of 45 degrees as shown in FIG. 5).
  • the liquid crystal molecules of the second liquid crystal layer 212 and the fourth liquid crystal layer 214 are aligned with the orientation direction of the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 211 and the third liquid crystal layer 213 from the electrode 203 side with the center of the circular opening as the center. Since the liquid crystal lens 2 is oriented in a direction rotated 90 degrees clockwise (for example, the orientation direction B shown in FIG. 5) and can use both the P-polarized wave and the S-polarized wave, the liquid crystal lens 2 can emit light in any vibration direction.
  • the liquid crystal lens 2 shown in FIG. 4 has a structure that is symmetrical in the thickness direction with respect to the second electrode 202, and has a structure having two layers in each vibration direction for high speed.
  • the diameter of the circular outer shape of the second electrode 202 is about 3 mm.
  • the thicknesses of the third insulating layer 207 and the fourth insulating layer 208 are determined from the diameter of the circular opening and are 700 ⁇ m. If the thickness of the second insulating layer 206 and the fifth insulating layer 209 is large, the positional deviation of the imaging position in the optical axis direction of the two-polarized liquid crystal lens 2 different by 90 degrees becomes large, and the imaging performance of the imaging optical system is increased. It is better to be as thin as possible because it gets worse.
  • the thickness of the second insulating layer 206 and the fifth insulating layer 209 is 70 ⁇ m.
  • the thicknesses of the first insulating layer 205 and the sixth insulating layer 210 also affect the thickness of the liquid crystal lens 2, and the imaging performance of the imaging lens 100 is improved as thin as possible.
  • glass or the like is preferably used as a material for the insulating layer because it needs to transmit visible light.
  • an ITO (Indium Tin Oxide) film which is a transparent conductive film, is applied to the surface of the glass thin plate. Formed by sputtering.
  • the first electrode 201 may be an ITO film deposited on the surface of a glass thin plate used in the production of the second electrode, or a metal thin film such as aluminum.
  • the operation of the liquid crystal lens 2 shown in FIGS. 3 and 4 will be described.
  • the central axis of the first electrode 201 having a circular opening is provided.
  • An electric field subject to an axis is generated for 220.
  • Liquid crystal molecules in the first liquid crystal layer 211, the second liquid crystal layer 212, the third liquid crystal layer 213, and the fourth liquid crystal layer 214 are aligned along the generated electric field.
  • the liquid crystal molecules have birefringence, and the refractive index in the major axis direction and the refractive index in the minor axis direction of the elliptical liquid crystal molecules are different.
  • the voltage applied to the first electrode 201 is V1
  • the voltage applied to the second electrode 202 is V2
  • the voltage applied to the third electrode 203 is V3
  • the voltage applied to the fourth electrode 204 is V4, and V3
  • V4 and V4 ⁇ V2 ⁇ V1 the director direction of the liquid crystal layer (the average alignment direction of the liquid crystal molecules) changes as shown in FIG. Thereby, the angle of the liquid crystal molecules changes from the central axis 220 to the periphery of the first electrode 201 having a circular opening, and a refractive index distribution is generated.
  • the refractive index at the center is higher than the refractive index at the periphery, and the distribution of one cross section passing through the center becomes a characteristic close to a quadratic curve, so that it acts as a refractive index distribution lens having a positive power.
  • the focal length of the liquid crystal lens 2 can be changed by adjusting the voltage applied to the first electrode 201 and the second electrode 202, it can also function as a variable focus lens.
  • the voltage applied to the first electrode 201 is V1
  • the voltage applied to the second electrode 202 is V2
  • the voltage applied to the third electrode 203 is V3
  • the voltage applied to the fourth electrode 204 is V4.
  • the refractive index at the center is lower than the refractive index at the periphery, and the distribution of one cross section passing through the center is close to a quadratic curve. Therefore, it can function as a variable focus lens having negative power. It becomes.
  • an effective voltage of 20 Vrms (rms: root mean square value) is applied between the first electrode 201 and the second electrode 202, and the second electrode 202 and the third and fourth electrodes 203
  • An effective voltage of 70 Vrms is applied between the first electrode 201 and the effective voltage of 90 Vrms is applied between the first electrode 201 and the third and fourth electrodes 203 and 204 to function as a convex lens.
  • the liquid crystal driving voltage (voltage applied between the electrodes) is a sine wave or a rectangular wave AC waveform with a duty ratio of 50%.
  • an AC sine wave of 100 Vrms has a voltage waveform having a peak value of ⁇ 144V. Further, for example, 1 kHz is used as the frequency of the AC voltage.
  • the focal length of the liquid crystal lens 2 is determined by the refractive index distribution due to the change in the director direction of the in-plane liquid crystal layer, the maximum value is determined by the birefringence of the liquid crystal molecules, and the above voltage value is applied.
  • the focal length is about 200 mm. Since the focal length of the imaging lens 100 shown in FIG. 1 is about 7 mm, the power of the liquid crystal lens 2 is about 3% of the power of the imaging lens 100. For this reason, the refractive power of the liquid crystal lens 2 alone is small.
  • the refraction angle of the light beam incident from the front lens group 1 in the first liquid crystal layer 211 is as small as about 0.5 degrees, the upper light beam, the main light beam, and the lower light beam incident from the front lens group 1 are in a substantially parallel state.
  • the light is emitted from the liquid crystal lens 2.
  • the diameter of the liquid crystal lens 2 used as a lens is increased, the third insulating layer 208 and the fourth insulating layer 209 need to be thickened, so that the length of the imaging lens 100 increases.
  • the diameter of the liquid crystal lens 2 (the diameter of the circular outer shape of the electrode 202) is preferably set to ⁇ 1 mm to ⁇ 4 mm. .
  • the circular aperture stop 215 since the circular aperture stop 215 is in the vicinity of the first electrode 201 and the second electrode 202, it is necessary to have an insulating property and not to transmit visible light.
  • a chromium oxide (Cr 2 O 3) film or the like can be used.
  • the rear lens group 3 shown in FIG. 1 includes a third lens 31 having a concave power, a fourth lens 32 having a positive power, and a fifth lens 33 having a positive power. Further, the third lens 31 and the fourth lens 32 are bonded lenses.
  • the third lens 31 has a high dispersion glass material (with a small Abbe number), and the fourth lens 32 has a low dispersion glass material (with an Abbe number). It is possible to correct chromatic aberration.
  • the diameter of the circular aperture stop 215 in the liquid crystal lens 2 is D1
  • the focal length of the rear group lens 3 is f2
  • the F number of the imaging lens 100 is F.
  • the incident angle of the light beam to the circular aperture stop 215 in the liquid crystal lens 2 is ⁇ [rad]
  • the distance from the first electrode 201 to the first liquid crystal layer 211 is T
  • the diameter of the liquid crystal lens 2 (the diameter of the circular outer shape of the electrode 202) is DL, DL ⁇ f2 / F + 2T ⁇ tan ⁇ Is desirable.
  • the diameter DL of the liquid crystal lens 2 is desirably 1 mm to 4 mm, 1 ⁇ f2 / F + 2T ⁇ tan ⁇ ⁇ 4 Is desirable.
  • FIG. 9 shows an example of the MTF curve at the screen center and the periphery of the screen when DL ⁇ f2 / F + 2T ⁇ tan ⁇ .
  • FIG. 10 shows an example of the MTF curve at the screen center and the periphery of the screen when DL ⁇ f2 / F + 2T ⁇ tan ⁇ .
  • the horizontal axis represents the spatial frequency
  • the vertical axis represents MTF as a percentage.
  • the fifth lens 33 may have an aspheric surface (both surfaces). By using the aspherical lens, the light beam from one point on the object plane is most separated on the lens curved surface of the fifth lens 33, so that it becomes easy to correct the aberration.
  • the first lens 11 may be an aspheric lens.
  • a part or all of the imaging lens 100 may be an aspherical lens. In the present embodiment, the imaging lens is described as having five lenses. However, it is possible to increase the number of lenses to improve performance or to reduce the thickness.
  • the upper ray and the lower ray of the light beam incident on the liquid crystal lens 2 are parallel to the principal ray, it is not necessary to increase the diameter of the liquid crystal lens 2 even when the angle of view is large. An increase in thickness and an increase in applied voltage can be prevented. In addition, it is possible to prevent the imaging performance of ambient light from deteriorating even when the angle of view for imaging is increased.
  • FIG. 11 is a diagram illustrating a configuration of the liquid crystal lens 2 according to the second embodiment.
  • the liquid crystal lens 2 shown in FIG. 11 is different from the liquid crystal lens 2 shown in FIG. 3 in that the first electrode 201 of the liquid crystal lens 2 is divided into four in the vertical and horizontal directions, and the electrode 201a, electrode 201b, electrode 201c, and electrode 201d are divided. It is a point provided.
  • the refractive index distribution that was an axis object when the electrodes were not divided was The distribution can be changed to an asymmetric distribution with the axis shifted from the center axis. This is equivalent to moving the optical axis of the liquid crystal lens 2.
  • the incident light to the liquid crystal lens 2 can be deflected.
  • the amount of incident light deflected can be changed by appropriately changing the voltages applied to the electrodes 201a, 201b, 201c, and 201d.
  • the power of the liquid crystal lens 2 is about 3% of the power of the entire imaging lens 100, an optical axis shift amount of about 3% of the optical axis shift amount of the liquid crystal lens 2 can be obtained.
  • liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 211 and the third liquid crystal layer 213 are aligned in the same direction (for example, the 45-degree alignment direction A shown in FIG. 5), and the second liquid crystal layer 212
  • the liquid crystal molecules of the fourth liquid crystal layer 214 are rotated by 90 degrees clockwise about the center of the circular opening (for example, the alignment direction of the liquid crystal molecules of the first liquid crystal layer 211 and the third liquid crystal layer 213 (for example, It is oriented in the orientation direction B) shown in FIG. It is desirable that the alignment direction A and the alignment direction B shown in FIG. 11 do not coincide with the dividing direction in which the first electrode 201 is divided into four electrodes 201a, 201b, 201c, and 201d.
  • FIG. 12 is a diagram showing a positional shift of the focal point in the optical axis direction of two polarized light different from each other by 90 degrees, which is generated depending on the thicknesses of the second insulating layer 206 and the fifth insulating layer 209 of the liquid crystal lens 2.
  • Polarized light in the same vibration direction as the alignment direction of the liquid crystal layer 211 and the liquid crystal layer 213 is refracted by the lens effect of the liquid crystal layer 211 and the liquid crystal layer 213 and has a focal point as shown in FIG.
  • the alignment directions of the liquid crystal layer 212 and the liquid crystal layer 214 are rotated by 90 degrees, they do not have a lens effect and pass through.
  • the polarized light in the direction rotated by 90 degrees with the polarized light (polarized light having the same vibration direction as the alignment direction of the liquid crystal layer 212 and the liquid crystal layer 214) is refracted by the lens effect of the liquid crystal layer 212 and the liquid crystal layer 214, and is shown in FIG. So focus.
  • the alignment direction of the liquid crystal layer 211 and the liquid crystal layer 213 is rotated by 90 degrees, the liquid crystal layer 211 and the liquid crystal layer 213 transmit without having a lens effect. That is, the two orthogonally polarized lights are refracted by a lens having a different position and have a focal point, so that a focal position shift occurs.
  • the focal position shift causes image blur on the image sensor 5.
  • a very large birefringence is required. Therefore, it is preferable to dispose a liquid crystal film aligned in parallel. Since the liquid crystal molecules in the liquid crystal film are fixed at a predetermined angle and birefringence is given between ordinary light and extraordinary light, the phases of the two orthogonally polarized lights can be changed. The positional deviation can be corrected.
  • the birefringence of the liquid crystal is usually about 0.2. Therefore, in order to correct the focal position deviation of 70 ⁇ m, the thickness may be 350 ⁇ m.
  • a liquid crystal film 6 may be provided after the rear lens group 3.
  • the power of the liquid crystal lens 2 is about 3% of the power of the imaging lens 100, so that the liquid crystal film 6 is provided after the rear lens group 3 to make the liquid crystal film 6 thinner. It is possible to correct the focal position shift.
  • the birefringent material for correcting the misalignment of the focal point in the optical axis direction of two polarized light different by 90 degrees is not limited to the liquid crystal film.
  • a birefringent plastic film, crystal, sapphire glass, or the like may be used.

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Abstract

　被写体側に配置される前群レンズと、撮像素子側に配置される後群レンズと、前群レンズと後群レンズの間に配置され、互いに対向する２つの電極の間に液晶層を有し、対向する電極間に電圧を印加することにより液晶層の液晶分子の配向制御を行うことにより屈折率分布を変化させて液晶レンズとして機能させる液晶レンズとを備える撮像レンズであって、前群レンズから出射する光束の上光線と下光線が主光線と平行になるようにして、液晶レンズへ入射させ、後群レンズにより液晶レンズからの出射光を撮像素子に結像させる。この構成により、撮像レンズ内に用いる液晶レンズを大口径化させることなく周辺光の結像性能が低下を防止することができる。

Description

撮像レンズ
　本発明は、液晶レンズを備える撮像レンズに関する。
　本願は、２００８年１１月０５日に、日本に出願された特願２００８－２８４１９８号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
　従来から、カメラの撮像光学系内に液晶レンズを配置する撮像レンズが提案されている。例えば、液晶レンズをカメラの絞りに隣接して絞りの前、あるいは絞りの後に配置し、液晶レンズのレンズとして機能する領域を絞りの開口量とほぼ同じ位に設定することで液晶レンズのレンズ機能領域を小さい面積の領域にすることができ、また、レンズ機能領域の面積が小さくなることにより、レンズパワーを高めることができて、焦点距離の調整範囲を広くすることができるものがある（例えば、特許文献１参照）。
　また、カメラの撮像系にフォーカス機能を有する液晶レンズを配設したものが知られている（例えば、特許文献２参照）。このフォーカス機能が得られる液晶レンズに印加する電圧量を変化させることによって自由に焦点距離の調整ができるため、レンズをアクチュエータによって移動させて焦点距離を調整する機構が不要となり、カメラの構造を薄型にすることができる。また、液晶レンズのレンズ機能領域を除いた領域部分に遮光膜を設け、液晶レンズ内に強い光が入ってもその遮光膜により光を吸収して遮り、強い光が結像部材に届くのを防止してフレア現象やゴースト現象などの発生を防止することができる。
特開２００７－２０６２９９号公報 特開２００７－２０６３００号公報
　ところで、撮像レンズは、得られる画像の画角を大きくしようとする場合、一般的に撮像レンズを構成する液晶レンズ等の光学系部材を大口径化する必要がある。
　しかしながら、撮像レンズ内に用いる液晶レンズの大口径化は液晶ガラスの厚みの増大、印加電圧の増大を招き、更に液晶レンズの焦点距離も長くなるという問題がある。また撮像する画角が大きくなると周辺光の結像性能が低下してしまうという問題もある。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、撮像レンズ内に用いる液晶レンズを大口径化させることなく周辺光の結像性能が低下を防止することができる撮像レンズを提供することを目的とする。
　本発明は、被写体側に配置される前群レンズと、撮像素子側に配置される後群レンズと、前記前群レンズと前記後群レンズの間に配置され、互いに対向する２つの電極の間に液晶層を有し、前記対向する電極間に電圧を印加することにより前記液晶層の液晶分子の配向制御を行うことにより屈折率分布を変化させてレンズとして機能させる液晶レンズとを備える撮像レンズであって、前記前群レンズから出射する光束の上光線と下光線が主光線と平行になるようにして、前記液晶レンズへ入射させ、前記後群レンズにより前記液晶レンズからの出射光を前記撮像素子に結像させることを特徴とする。
　本発明は、前記前群レンズは、正のパワーを持つレンズと、負のパワーを持つレンズとから構成し、前記正のパワーを持つレンズの後側焦点と前記負のパワーを持つレンズの焦点が略一致するように、前記正のパワーを持つレンズと前記負のパワーを持つレンズを配置したことを特徴とする。
　本発明は、前記液晶レンズの液晶層は、絞りと組み合わされていることを特徴とする。
　本発明は、前記液晶レンズの液晶層は、前記絞りを挟んで複数設けられており、かつ前記絞りを挟んで設けられた液晶層の液晶分子は互いに９０度ずれて配向しており、あらゆる振動方向の光を利用可能にすることを特徴とする。
　本発明は、前記絞りを挟んで設けられた液晶層は、それぞれ２つの液晶層からなることを特徴とする。
　本発明は、前記互いに対向する２つの電極は、円形の切欠きを有する第１の電極と、前記円形部分に間隔を置いて配置された略円形状の第２の電極とからなることを特徴とする。
　本発明は、前記第１の電極は、４分割されていることを特徴とする。
　本発明は、前記液晶レンズの直径は、入射角の正接に前記電極から前記液晶層までの距離の２倍を掛けたものに前記絞りの直径を加えたものに等しいかより大きいことを特徴とする。
　本発明は、前記液晶レンズの直径は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることを特徴とする。
　本発明は、前記液晶レンズの直後に平行配向した液晶フィルムを配置したことを特徴とする。
　本発明は、前記後群レンズの後に平行配向した液晶フィルムを配置したことを特徴とする。
　本発明によれば、液晶レンズへ入射する光束の上光線と下光線が主光線と平行になるため、画角が大きい場合であっても液晶レンズを大口径化する必要がなくなり、液晶ガラスの厚みの増大、印加電圧の増大を防止することができるという効果が得られる。また撮像する画角が大きくなっても周辺光の結像性能が低下してしまうことを防止することができるという効果も得られる。
本発明の第１の実施形態における撮像レンズ１００の構成を示す図である。 図１に示す前群レンズ１の構成を示す図である。 図１に示す液晶レンズ２の構成を示す正面図である。 図１に示す液晶レンズ２の構成を示す断面図である。 図３に示す液晶レンズ２の電極の構成を示す図である。 図３に示す液晶レンズ２に電圧を印加した時の液晶分子のダイレクタ方向を示す説明図である。 図３に示す液晶レンズ２内の光束の方向を示す説明図である。 図１に示す撮像レンズ１００の光路を示す説明図である。 ＭＴＦ特性を示す説明図である。 ＭＴＦ特性を示す説明図である。 本発明の第２の実施形態における液晶レンズ２の構成を示す図である。 液晶レンズ２による焦点の位置ずれを示す説明図である。 本発明の第３の実施形態における撮像レンズ１０１の構成を示す図である。
＜第１の実施形態＞
　以下、本発明の第１の実施形態による撮像レンズを図面を参照して説明する。図１は同実施形態の構成を示す図である。この図において、符号１００は、撮像レンズであり、被写体側に配置される前群レンズ１、液晶レンズ２及び撮像素子５側に配置される後群レンズ３から構成する。符号４は、カバーガラスであり、撮像素子５を保護する。撮像素子５には、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサやＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサなどを用いる。前群レンズ１は、第１のレンズ１１、第２のレンズ１２で構成する。後群レンズ３は、第３のレンズ３１、第４のレンズ３２及び第５のレンズ３３で構成する。被写体（図示せず）からの光束は、前群レンズ１によって撮像レンズの絞り中心で主光線が交わるように進行し、液晶レンズ２に入射する。液晶レンズ２を透過し射出した光束は、後群レンズ３により集光され、カバーガラス４を透過し撮像素子５の受光面に結像される。これにより、撮像素子５の受光面には、撮像レンズ１００によって、被写体の像が結像することになる。撮像素子５は、この結像された光の強弱を光電変換し、得られた電気信号は画像処理して、デジタル画像を生成する。
　次に、図２を参照して、図１に示す前群レンズ１の構成について説明する。図２に示すように、前群レンズは２枚のレンズで構成されており、第１のレンズ１１は正のパワーを持つ凸レンズ、第２のレンズ１２は負のパワーを持つ凹レンズであり、前群レンズ１全体としては正のパワーを持つレンズを構成している。第１のレンズ１１の後側焦点ｆ１と第２のレンズ１２の前側焦点ｆ２は略一致するように配置されている。このため、第１のレンズ１１に入射して第２のレンズ１２から射出する被写体からの光は、上光線ａと下光線ｂのそれぞれが主光線ｃに該平行になる。なお、色収差の補正のためには、第１のレンズ１１に低分散硝材（アッベ数が大）、第２のレンズ１２に高分散硝材（アッベ数が小）を用いることが望ましい。
　次に、図３～図７を参照して、図１に示す液晶レンズ２の構成について説明する。図３、図４は、図１に示す液晶レンズ２の構成を示す正面図と断面図である。図３の正面図に示すように、液晶レンズ２の中央には以下に詳説する略円形の物理的に特異な部分２１５を有する。液晶レンズ２は、同一層にある透明な第１の電極２０１と第２の電極２０２、透明な第３の電極２０３、透明な第４の電極２０４、第１の電極２０１と第３の電極２０３の間に配置された第１の絶縁層２０５、第２の絶縁層２０６、第３の絶縁層２０７、第１の電極２０１と、第４の電極２０４の間に配置された第４の絶縁層２０８、第５の絶縁層２０９、第６の絶縁層２１０、第１の絶縁層２０５と第２の絶縁層２０６の間に配置された第１の液晶層２１１、第２の絶縁層２０６と第３の絶縁層２０７の間に配置された第２の液晶層２１２、第４の絶縁層２０８と第５の絶縁層２０９の間に配置された第３の液晶層２１３、第５の絶縁層２０９と第６の絶縁層２１０の間に配置された第４の液晶層２１４、第１の電極２０１、第２の電極２０２に接して配置され絶縁遮光層で作成された円形開口の絞り２１５によって構成されている。
　図４に示す第１の電極２０１は、図５に示すように、透明かつ導電性の薄膜（例えば、ＩＴＯ（酸化インジウム錫）からなる）の中央部分を円形に切り欠いた円形切欠部と、膜の一部細片を切り欠いた細片切欠部を有する。円形切欠部は、細片切欠部を通して外部に通じている。第１の電極２０１は、円形開口の外側に電圧を印加するための電極である。また、第２の電極２０２は、円形状の透明かつ電導性の薄膜からなり、この電極の外周の一部には透明かつ電導性の細片２０２ａが導通性を保つ状態で付加されている。第２の電極２０２および細片２０２ａは、第１の電極２０１の円形切欠部及び一部細片切欠部に間隔を空けて収められている。第２の電極２０２は、円形開口の内側に電圧を印加するための電極である。第１の電極２０１と第２の電極２０２は、それぞれの電極に独立した電圧を印加することができる構造となっている。
　また、第１の液晶層２１１と第３の液晶層２１３の液晶分子（例えば、ネマチック液晶分子）は、同一方向（例えば、図５に示す斜め４５度の配向方向Ａ）に配向されており、第２の液晶層２１２と第４の液晶層２１４の液晶分子は、第１の液晶層２１１と第３の液晶層２１３の液晶分子の配向方向を、円形開口の中心を中心として電極２０３側から見て時計回りに９０度回転した方向（例えば、図５に示す配向方向Ｂ）に配向されており、Ｐ偏光波とＳ偏光波の両者を利用できるので、液晶レンズ２はあらゆる振動方向の光に対してレンズとして機能することが可能である。図５に示す配向方向Ａ及び配向方向Ｂは、第１の電極２０１の引き出し部２０２ａが延びる方向と一致していないことが望ましい。なお、図４に示す液晶レンズ２は、第２の電極２０２に対して厚み方向に対称な構造となっており、高速化のため各振動方向に２層ずつの層を有する構造としている。
　次に、図４に示す液晶レンズ２の寸法の一例を示す。第２の電極２０２の円形状外形の径は約３ｍｍである。第３の絶縁層２０７と第４の絶縁層２０８の厚さは、円形開口の径から決定するものであり、７００μｍである。第２の絶縁層２０６と第５の絶縁層２０９の厚みが大きいと９０度異なる２偏光の液晶レンズ２の光軸方向の結像位置の位置ずれが大きくなり、撮像光学系の結像性能が悪くなるため、なるべく薄いほうが良い。ここでは、第２の絶縁層２０６と第５の絶縁層２０９の厚みを７０μｍとしている。第１絶縁層２０５と第６の絶縁層２１０の厚みも液晶レンズ２の厚みに影響し、なるべく薄いほうが撮像レンズ１００の結像性能が良くなるため、ここでは５００μｍとしている。なお、絶縁層の材料には、可視光を透過する必要があるため、ガラスなどを用いるのがよい。
　また、第２の電極２０２、第３の電極２０３、第４の電極２０４は可視光を透過する必要があるため、透明導電膜であるＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等をガラス薄板の表面に対してスパッタリングを用いて形成されている。第１の電極２０１は、第２の電極作成の際に用いたガラス薄板の表面に蒸着したＩＴＯ膜でもよいし、アルミニウム等の金属薄膜でもよい。
　次に、図３、図４に示す液晶レンズ２の動作を説明する。円形開口を持つ第１の電極２０１と、第２の電極２０２と、第３の電極２０３、第４の電極２０４の間に電位差を与えることにより、円形開口を有する第１の電極２０１の中心軸２２０に対して軸対象な電界が発生する。第１の液晶層２１１、第２の液晶層２１２、第３の液晶層２１３、第４の液晶層２１４中の液晶分子は、発生した電界に沿って配向する。液晶分子は、複屈折性を持っており、楕円形をした液晶分子の長軸方向の屈折率と、短軸方向の屈折率が異なる。通常、楕円形をした液晶分子では、「短軸方向の屈折率＞長軸方向の屈折率」となる。
　第１の電極２０１に印加する電圧をＶ１、第２の電極２０２に印加する電圧をＶ２、第３の電極２０３に印加する電圧をＶ３、第４の電極２０４に印加する電圧をＶ４とし、Ｖ３＝Ｖ４、Ｖ４＜Ｖ２＜Ｖ１となるように各電圧を印加すると、図６に示すように液晶層のダイレクタ方向（液晶分子の平均的な配向方向）が変化する。これにより、円形開口を有する第１の電極２０１の中心軸２２０から周辺にかけて液晶分子の角度が変化して、屈折率分布が発生する。このとき中心の屈折率のほうが周辺の屈折率より高く、その中心を通る一断面の分布が２次曲線に近い特性となることから、正のパワーを持つ屈折率分布レンズとしての作用を持つ。
　また、第１の電極２０１と第２の電極２０２に印加する電圧を調整することにより、液晶レンズ２の焦点距離を変えることができるため、可変焦点レンズとして機能させることも可能である。また、第１の電極２０１に印加する電圧をＶ１、第２の電極２０２に印加する電圧をＶ２、第３の電極２０３に印加する電圧をＶ３、第４の電極２０４に印加する電圧をＶ４とし、Ｖ３＝Ｖ４、Ｖ４＜Ｖ１＜Ｖ２となるように電圧を印加すると、円形開口を有する第１の電極２０１の中心軸２２０から周辺にかけて液晶分子の角度が変化して屈折率分布が発生する。このとき中心の屈折率のほうが周辺の屈折率より低く、その中心を通る一断面の分布が２次曲線に近い特性となることから、負のパワーをもつ可変焦点レンズとしての機能させることも可能となる。
　ここでは、第１の電極２０１と第２の電極２０２の間に２０Ｖｒｍｓ（ｒｍｓ：root mean square value）の実効電圧を印加し、また、第２の電極２０２と第３、第４の電極２０３、２０４の間に７０Ｖｒｍｓの実効電圧を印加し、第１の電極２０１と第３、第４の電極２０３、２０４の間には９０Ｖｒｍｓの実効電圧を印加し、凸レンズとして機能させる。液晶駆動電圧（各電極間に印加する電圧）は正弦波、またはデューティ比５０％の矩形波の交流波形である。例えば１００Ｖｒｍｓの交流正弦波は、±１４４Ｖの尖頭値を有する電圧波形となる。また、交流電圧の周波数は例えば１ｋＨｚが用いられる。
　このように、液晶レンズ２の焦点距離は面内の液晶層のダイレクタ方向の変化による屈折率分布で決定されるため、液晶分子の複屈折でその最大値が決まり、上記の電圧値を印加したときの焦点距離は約２００ｍｍとなる。図１に示す撮像レンズ１００の焦点距離は約７ｍｍであるため、液晶レンズ２のパワーは撮像レンズ１００のパワーの約３％である。このため、液晶レンズ２単体での屈折力は小さい。前群レンズ１から入射した光束の第１の液晶層２１１での屈折角度は約０．５度と小さいため、前群レンズ１から入射した上光線、主光線、下光線はほぼ平行な状態で、液晶レンズ２から出射する。液晶レンズ２はレンズとして利用する径を大きくすると、第３の絶縁層２０８と、第４の絶縁層２０９を厚くする必要があるため、撮像レンズ１００の長さが増大する。更にそれに伴い第１の電極２０１、第２の電極２０２への印加電圧も高くする必要があるため、液晶レンズ２の径（電極２０２の円形状外形の径）はφ１ｍｍ～φ４ｍｍとすることが望ましい。
　このことから、図７に示すように、液晶レンズ２の第１の電極２０２付近に、中心に円形の開口を有する開口絞り２１５を液晶レンズ２の中心軸２２０に合わせて配置することにより、第１の液晶層２１１と第４の液晶層２１４、第２の液晶層２１２と第３の液晶層２１３を透過する光束径をほぼ同じにすることができ、このとき液晶層を透過する光束径が最小となる。ここで、円形開口絞り２１５は、第１の電極２０１、第２の電極２０２の近傍にあるため絶縁性を持ち、かつ可視光を透過しないことが必要であり、チタン系黒色顔料や、絶縁性の酸化クロム（Ｃｒ２Ｏ３）膜などを用いることができる。
　次に、図１に示す後群レンズ３について説明する。後群レンズ３は、図８に示すように凹のパワーを持つ第３のレンズ３１と正のパワーを持つ第４のレンズ３２、正のパワーを持つ第５のレンズ３３により構成されている。更に第３のレンズ３１と第４のレンズ３２は貼り合わせレンズとなっており、第３のレンズ３１に高分散硝材（アッベ数が小）、第４のレンズ３２に低分散硝材（アッベ数が大）を用いることにより、色収差を補正することが可能である。
　ここで、液晶レンズ２からの出射光はほぼ平行光であるため液晶レンズ２中の円形開口絞り２１５の直径をＤ１、後群レンズ３の焦点距離をｆ２、撮像レンズ１００のＦナンバーをＦとしたとき、
　Ｄ１＝ｆ２／Ｆ
の関係が成立する。
　また液晶レンズ２中の円形開口絞り２１５への光束の入射角度をθ［ｒａｄ］、第１の電極２０１から第１の液晶層２１１までの距離をＴ、第１の液晶層２１１での光束径をＤ２とすると
　Ｄ２＝Ｄ１＋２Ｔ・ｔａｎθ＝ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθ
となる。ここで液晶レンズ２の直径（電極２０２の円形状外形の径）をＤＬとすると、
　ＤＬ≧ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθ
とすることが望ましい。
　また、液晶レンズ２の直径ＤＬは１ｍｍから４ｍｍが望ましいため、
　１≦ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθ≦４
とすることが望ましい。
　ＤＬ＜ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθの場合は、周辺光量が低下するため、周辺光のＦｎｏの増大により回折限界のＭＴＦ特性が低下し、画面周辺での高い空間周波数でのコントラスト（ＭＴＦ）の低下を招く。図９に、ＤＬ≧ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθの場合画面センタと画面周辺におけるＭＴＦ曲線の一例を示す。また、図１０に、ＤＬ＜ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθの場合の画面センタと画面周辺におけるＭＴＦ曲線の一例を示す。横軸は空間周波数であり、縦軸はＭＴＦをパーセントで示す。図９、図１０に示すように、ＤＬ≧ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθを満たす場合の方が、ＤＬ＜ｆ２／Ｆ＋２Ｔ・ｔａｎθの場合より画面周辺での高い空間周波数でのコントラスト（ＭＴＦ）の低下が少ない。
　なお、第５レンズ３３は、レンズの表面（両面）を非球面にしてもよい。非球面レンズを用いることで、第５レンズ３３のレンズ曲面上で、物体面上の１点からの光束が最も分離されるため、収差の補正が行いやすくなる。同様に第１レンズ１１を非球面レンズにしてもよい。また撮像レンズ１００の一部または全てを非球面レンズにしてもよい。また本実施形態では、撮像レンズを５枚構成で説明したが、性能向上のため更に枚数を増やしたり、あるいは薄型化のため低減することも可能である。
　このように、液晶レンズ２へ入射する光束の上光線と下光線が主光線と平行になるため、画角が大きい場合であっても液晶レンズ２を大口径化する必要がなくなり、液晶ガラスの厚みの増大、印加電圧の増大を防止することができる。また撮像する画角が大きくなっても周辺光の結像性能が低下してしまうことを防止することができる。
＜第２の実施形態＞
　図１１は、第２の実施形態における液晶レンズ２の構成を示す図である。図１１に示す液晶レンズ２が図３に示す液晶レンズ２と異なる点は、液晶レンズ２の第１の電極２０１を縦横の方向に４分割し、電極２０１ａ、電極２０１ｂ、電極２０１ｃ、電極２０１ｄを設けた点である。この４分割した電極２０１ａ、電極２０１ｂ、電極２０１ｃ、電極２０１ｄのそれぞれに異なった電圧を印加することにより、電極を分割していないときは軸対象であった屈折率分布が、電極の円形開口の中心軸に対して、軸のずれた非対称な分布に変化させることができる。これはすなわち液晶レンズ２の光軸を移動させることと等価である。
　これにより、液晶レンズ２への入射光を偏向させることができる。また電極２０１ａ、電極２０１ｂ、電極２０１ｃ、電極２０１ｄに印加する電圧を適宜変えることにより、入射光の偏向量を変化させることができる。前述したように、液晶レンズ２のパワーは撮像レンズ１００全体のパワーの約３％であるため、液晶レンズ２の光軸シフト量の約３％の光軸シフト量を得ることが可能となる。
　また、第１の液晶層２１１と第３の液晶層２１３の液晶分子は、同一方向（例えば、図５に示す斜め４５度の配向方向Ａ）に配向されており、第２の液晶層２１２と第４の液晶層２１４の液晶分子は、第１の液晶層２１１と第３の液晶層２１３の液晶分子の配向方向を、円形開口の中心を中心として時計回りに９０度回転した方向（例えば、図５に示す配向方向Ｂ）に配向されている。図１１に示す配向方向Ａ及び配向方向Ｂは、第１の電極２０１を４つの電極２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄに分割する分割方向と一致していないことが望ましい。
＜第３の実施形態＞
　図１２は、液晶レンズ２の第２の絶縁層２０６と第５の絶縁層２０９の厚みによって発生する９０度異なる２偏光の光軸方向の焦点の位置ずれを示す図である。液晶層２１１及び液晶層２１３の配向方向と同一振動方向の偏光（異常光）は、液晶層２１１と液晶層２１３のレンズ効果により屈折し、図１２に示すように焦点を持つ。しかしながら液晶層２１２と液晶層２１４では配向方向が９０度回転しているため、レンズ効果は持たず透過する。また、上記偏光と９０度回転した方向の偏光（液晶層２１２及び液晶層２１４の配向方向と同一振動方向の偏光）は、液晶層２１２と液晶層２１４のレンズ効果により屈折し、図１２に示すように焦点を持つ。しかしながら液晶層２１１と液晶層２１３では配向方向が９０度回転しているため、レンズ効果は持たず透過する。すなわち上記の直交した２偏光は、位置の異なるレンズで屈折し焦点を持つため、焦点位置ズレが発生する。
　この焦点の位置ずれは、撮像素子５上では結像ぼけとなる。液晶レンズ２の直後でこの焦点位置ずれを補正するためには、非常に大きな複屈折が必要となるため、平行配向した液晶フィルムを配置するのがよい。液晶フィルム内の液晶分子を所定の角度立った状態で固定し常光と異常光の間に複屈折を持たせることにより、上記直交した２偏光のそれぞれの位相を変えることが可能となるため、焦点位置ズレを補正することが可能となる。液晶フィルムによって、この焦点の位置ずれを補正する場合、液晶の複屈折は通常０．２程度であるため、７０μｍの焦点位置ずれを補正するためには、３５０μｍの厚みにすればよい。
　また、図１３に示すように、後群レンズ３の後に液晶フィルム６を設けるようにしてもよい。撮像レンズ１０１内に液晶フィルム６を組み込む場合、液晶レンズ２のパワーは撮像レンズ１００のパワーの３％程度になるため、後群レンズ３の後に液晶フィルム６を設けることにより更に薄い液晶フィルム６によって焦点の位置ずれを補正することが可能となる。
　なお、９０度異なる２偏光の光軸方向の焦点の位置ずれを補正するための複屈折材料は、液晶フィルムに限るものではない。例えば複屈折のあるプラスチックフィルムや水晶やサファイアガラスなどを用いるようにしてもよい。
　液晶を用いて光学レンズを構成することが不可欠な用途に適用できる。
　１００、１０１・・・撮像レンズ、１・・・前群レンズ、２・・・液晶レンズ、３・・・後群レンズ、４・・・カバーガラス、５・・・撮像素子、６・・・液晶フィルム、２１１～２１４・・・液晶層、２０１～２０４・・・電極、２１５・・・絞り、２０１・・・第１の電極、２０１ａ～２０１ｄ・・・電極、２０２・・・第２の電極

Claims (11)

  1. 　被写体側に配置される前群レンズと、
    　撮像素子側に配置される後群レンズと、
    　前記前群レンズと前記後群レンズの間に配置され、互いに対向する２つの電極の間に液晶層を有し、前記対向する電極間に電圧を印加することにより前記液晶層の液晶分子の配向制御を行うことにより屈折率分布を変化させてレンズとして機能させる液晶レンズとを備える撮像レンズであって、
    　前記前群レンズから出射する光束の上光線と下光線が主光線と該平行になるようにして、前記液晶レンズへ入射させ、前記後群レンズにより前記液晶レンズからの出射光を前記撮像素子に結像させることを特徴とする撮像レンズ。
  2. 　前記前群レンズは、正のパワーを持つレンズと、負のパワーを持つレンズとから構成し、前記正のパワーを持つレンズの後側焦点と前記負のパワーを持つレンズの焦点が略一致するように、前記正のパワーを持つレンズと前記負のパワーを持つレンズを配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  3. 　前記液晶レンズの液晶層は、絞りと組み合わされていることを特徴とする請求項１から２のいずれかに記載の撮像レンズ。
  4. 　前記液晶レンズの液晶層は、前記絞りを挟んで複数設けられており、かつ前記絞りを挟んで設けられた液晶層の液晶分子は互いに９０度ずれて配向しており、あらゆる振動方向の光を利用可能にすることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の撮像レンズ。
  5. 　前記絞りを挟んで設けられた液晶層は、それぞれ２つの液晶層からなることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の撮像レンズ。
  6. 　前記互いに対向する２つの電極は、円形の切欠きを有する第１の電極と、前記円形部分に間隔を置いて配置された略円形状の第２の電極とからなることを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  7. 　前記第１の電極は、４分割されていることを特徴とする請求項６に記載の撮像レンズ。
  8. 　前記液晶レンズの直径は、入射角の正接に前記電極から前記液晶層までの距離の２倍を掛けたものに前記絞りの直径を加えたものに等しいかより大きいことを特徴とする請求項３に記載の撮像レンズ。
  9. 　前記液晶レンズの直径は、１ｍｍ以上４ｍｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の撮像レンズ。
  10. 　前記液晶レンズの直後に平行配向した液晶フィルムを配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
  11. 　前記後群レンズの後に平行配向した液晶フィルムを配置したことを特徴とする請求項１に記載の撮像レンズ。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110967826A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 成都微晶景泰科技有限公司 光学成像系统及设计方法
JP2021067861A (ja) * 2019-10-25 2021-04-30 株式会社ニコン 撮像装置
CN114296291A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 盛泰光电科技股份有限公司 一种基于导电膜的连续变焦摄像头及方法
JP7403612B1 (ja) 2022-11-18 2023-12-22 維沃移動通信有限公司 撮像装置及び電子機器
CN117440242A (zh) * 2023-02-10 2024-01-23 深圳市Tcl云创科技有限公司 摄像模组和电子设备

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6023564B2 (ja) * 2012-11-19 2016-11-09 日本電気硝子株式会社 液晶レンズ
JP5938647B2 (ja) 2013-03-26 2016-06-22 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 画像表示装置
JP6131812B2 (ja) * 2013-10-02 2017-05-24 富士ゼロックス株式会社 議事録作成システム、議事録作成装置及びプログラム
JP6498364B2 (ja) * 2017-04-03 2019-04-10 オリンパス株式会社 内視鏡システム及び内視鏡システムの調整方法
WO2021215340A1 (ja) * 2020-04-24 2021-10-28 国立大学法人大阪大学 液晶レンズ
CN115327741A (zh) * 2021-04-26 2022-11-11 宁波舜宇光电信息有限公司 变焦镜头和变焦摄像模组
CN115166945B (zh) * 2021-12-08 2025-04-01 三星电机株式会社 光学成像系统及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000231009A (ja) * 1998-12-10 2000-08-22 Olympus Optical Co Ltd 光学特性可変光学素子
JP2006091826A (ja) * 2004-08-26 2006-04-06 Japan Science & Technology Agency 光学素子
JP2007206299A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Citizen Electronics Co Ltd カメラの撮像構造

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000231009A (ja) * 1998-12-10 2000-08-22 Olympus Optical Co Ltd 光学特性可変光学素子
JP2006091826A (ja) * 2004-08-26 2006-04-06 Japan Science & Technology Agency 光学素子
JP2007206299A (ja) * 2006-02-01 2007-08-16 Citizen Electronics Co Ltd カメラの撮像構造

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110967826A (zh) * 2018-09-30 2020-04-07 成都微晶景泰科技有限公司 光学成像系统及设计方法
CN110967826B (zh) * 2018-09-30 2022-04-12 成都微晶景泰科技有限公司 光学成像系统及设计方法
JP2021067861A (ja) * 2019-10-25 2021-04-30 株式会社ニコン 撮像装置
CN114296291A (zh) * 2021-12-30 2022-04-08 盛泰光电科技股份有限公司 一种基于导电膜的连续变焦摄像头及方法
JP7403612B1 (ja) 2022-11-18 2023-12-22 維沃移動通信有限公司 撮像装置及び電子機器
JP2024073717A (ja) * 2022-11-18 2024-05-30 維沃移動通信有限公司 撮像装置及び電子機器
CN117440242A (zh) * 2023-02-10 2024-01-23 深圳市Tcl云创科技有限公司 摄像模组和电子设备

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