可變焦距透鏡的制作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及可變焦距透鏡。
【背景技術】
[0002]在下述專利文獻I及非專利文獻I中記載了在第一液和第二液的邊界部分配置有彈性膜的結構的可變焦距透鏡。在該透鏡中，第一液的折射率與第二液的折射率不同，并且彈性膜用于確保這兩種液體的邊界面形狀。
[0003]在該可變焦距透鏡中，通過對其中一種液體(例如第二液)施加壓力，能夠使彈性膜的曲率(即兩種液體間的界面形狀的曲率)發(fā)生變化，由此，能夠調(diào)節(jié)作為透鏡的折射力(所謂的透鏡光焦度)。
[0004]一般地，在使用液體的界面形狀的透鏡中，若增大透鏡直徑，則比起液體的表面張力，作用于液體的重力的影響占支配地位，因此無法忽視重力對透鏡形狀的影響。若使用彈性膜，則也具有能夠減輕該重力的影響的優(yōu)點。
[0005]現(xiàn)有技術文獻
[0006]專利文獻
[0007]專利文獻1:(日本)特開2004-233945號公報
[0008]非專利文獻
[0009]非專利文獻1: Lihui Wang, Hiromasa Oku and MasatoshiIshikawa〃Variable_focus lens with 30mm optical aperture based onliquid-membrane-liquid structure〃Appl.Phys.Lett.102，131111 (2013)
【發(fā)明內(nèi)容】
[0010]發(fā)明所要解決的課題
[0011 ] 然而，在所述可變焦距透鏡中，難以使具有不同折射率的第一液和第二液的比重(或者密度)完全相等。例如，雖然可以使用添加物，而使某一溫度范圍內(nèi)的兩液間的密度差接近O，但是通常，在不同的溫度范圍內(nèi)密度差變大。
[0012]若這樣產(chǎn)生密度差，則兩液間的界面因重力的影響而細微地變形，其結果為，彈性膜自身也細微地變化。于是，產(chǎn)生難以得到作為透鏡的期望的光學性能的問題。該變形隨著透鏡的大徑化而變得顯著，因此該問題也會妨礙透鏡大徑化。根據(jù)本發(fā)明人的發(fā)現(xiàn)，特別是在彈性膜的變形量小時，容易表現(xiàn)出該變形的影響。
[0013]本發(fā)明是鑒于所述情況而完成的。本發(fā)明的目的在于提供能夠發(fā)揮高透鏡性能的可變焦距透鏡。本發(fā)明的其他目的在于提供即使增大透鏡直徑也能夠維持透鏡性能的可變焦距透鏡。
[0014]用于解決課題的技術方案
[0015]本發(fā)明具備下述任一項目所記載的結構。
[0016](項目I)
[0017]—種可變焦距透鏡，具備:收納部、第一彈性膜、第一介質(zhì)、第二介質(zhì)、驅(qū)動部、第一張力施加部，
[0018]所述收納部使光能夠沿著透鏡的光軸方向通過，
[0019]并且，所述收納部具備沿著所述光軸方向排列的第一空間和第二空間，
[0020]所述第一彈性膜構成為，配置于所述第一空間與所述第二空間之間，并且通過在與所述光軸方向交叉的方向上延長，而對所述第一空間與所述第二空間之間進行分隔，
[0021 ] 在所述第一空間中填充有所述第一介質(zhì)，
[0022]在所述第二空間中填充有所述第二介質(zhì)，
[0023]所述第一介質(zhì)與所述第二介質(zhì)的折射率彼此不同，
[0024]所述第一彈性膜配置于所述第一介質(zhì)與所述第二介質(zhì)之間，
[0025]并且，所述第一彈性膜構成為能夠根據(jù)所述第一介質(zhì)與所述第二介質(zhì)之間的壓力差而彈性變形，
[0026]所述驅(qū)動部構成為通過使所述第一介質(zhì)或者所述第二介質(zhì)的壓力或體積變動，而使所述第一彈性膜的曲率變化，
[0027]所述第一張力施加部構成為對所述第一彈性膜施加各向同性的張力。
[0028]驅(qū)動部通過使第一介質(zhì)或者第二介質(zhì)的壓力或體積變動，而在第一介質(zhì)和第二介質(zhì)之間產(chǎn)生壓力差，其結果為，能夠使第一彈性膜的曲率變化。
[0029](項目2)
[0030]根據(jù)項目I所述的可變焦距透鏡，
[0031]所述第一介質(zhì)及所述第二介質(zhì)均為液體。
[0032](項目3)
[0033]根據(jù)項目I或項目2所述的可變焦距透鏡，
[0034]所述第一張力施加部具備:
[0035]保持部，其保持所述第一彈性膜的外周；
[0036]按壓部，其通過沿著所述光軸方向?qū)Ρ３钟谒霰３植康臓顟B(tài)的所述第一彈性膜的外周附近進行大致相同的按壓，而使所述第一彈性膜產(chǎn)生各向同性的張力。
[0037](項目4)
[0038]根據(jù)項目I?3中任意一項所述的可變焦距透鏡，
[0039]所述第一介質(zhì)的色散特性與所述第二介質(zhì)的色散特性不同。
[0040](項目5)
[0041]根據(jù)項目I?4中任意一項所述的可變焦距透鏡，
[0042]所述可變焦距透鏡還具備:第二彈性膜、第三介質(zhì)、第二張力施加部，
[0043]所述收納部還具備第三空間，
[0044]所述第三空間相對于所述第一空間及第二空間配置于沿著所述光軸方向的位置，
[0045]所述第二彈性膜構成為，配置于所述第二空間與所述第三空間之間，并且通過在與所述光軸方向交叉的方向上延長，而對所述第二空間與所述第三空間之間進行分隔，
[0046]在所述第三空間中填充有所述第三介質(zhì)，
[0047]所述第三介質(zhì)的折射率與第一介質(zhì)或者所述第二介質(zhì)的折射率不同，
[0048]所述第二彈性膜配置于所述第二介質(zhì)與所述第三介質(zhì)之間，
[0049]并且，所述第二彈性膜構成為能夠利用所述第二介質(zhì)和所述第三介質(zhì)之間的壓力差而彈性變形，
[0050]所述驅(qū)動部構成為通過使所述第二介質(zhì)或者第三介質(zhì)的壓力或體積變動，而使所述第二彈性膜的曲率變化，
[0051]所述第二張力施加部構成為對所述第二彈性膜施加各向同性的張力。
[0052]驅(qū)動部通過使第二介質(zhì)或者第三介質(zhì)的壓力或體積變動，而在第二介質(zhì)與第三介質(zhì)之間產(chǎn)生壓力差，其結果為，能夠使第二彈性膜的曲率變化。
[0053](項目6)
[0054]根據(jù)項目5所述的可變焦距透鏡，
[0055]施加于所述第一彈性膜的所述張力和施加于所述第二彈性膜的所述張力大小不同。
[0056](項目7)
[0057]根據(jù)項目5或項目6所述的可變焦距透鏡，
[0058]所述第一彈性膜的色散特性與所述第二彈性膜的色散特性不同。
[0059](項目8)
[0060]一種攝像裝置，其具備項目I?7中任意一項所述的可變焦距透鏡。
[0061](項目9)
[0062]—種投影裝置，其具備項目I?7中任意一項所述的可變焦距透鏡。
[0063]發(fā)明效果
[0064]本發(fā)明具備所述結構，因此能夠提供在低透鏡光焦度中也能夠發(fā)揮高透鏡性能的可變焦距透鏡。而且，根據(jù)本發(fā)明，能夠提供具有高透鏡性能的大口徑的可變焦距透鏡。
【附圖說明】
[0065]圖1是本發(fā)明的第一實施方式的可變焦距透鏡的示意橫剖視圖。
[0066]圖2是將圖2的主要部分放大的說明圖。
[0067]圖3是在第一實施方式的彈性膜上施加的各向同性的張力的說明圖。
[0068]圖4是表示實施例的模擬結果的曲線圖。圖(a)的縱軸表示在彈性膜表面上位移最大的點處于從膜的中心偏離何種程度的位置，橫軸表示透鏡折射力。圖(b)的縱軸表示理想波面與通過有限元法推定的波面的差(所謂的波面像差)的均方根，橫軸表示透鏡折射力。
[0069]圖5是本發(fā)明的第二實施方式的可變焦距透鏡的示意橫剖視圖。
【具體實施方式】
[0070](第一實施方式的結構)
[0071]以下，基于附圖對本發(fā)明的第一實施方式的可變焦距透鏡(以下有時簡稱作為“透鏡”)進行說明。本實施方式的透鏡具備收納部1、第一彈性膜2、第一介質(zhì)3、第二介質(zhì)4、驅(qū)動部5和第一張力施加部6。
[0072]收納部I使光能夠沿著透鏡的光軸100 (圖1中由點劃線表示)的方向通過。具體地，收納部I具備在光軸方向上隔開并對置配置的第一窗部11和第二窗部12。第一窗部11和第二窗部12在光通過的部分為透明，由此光能夠經(jīng)由這些窗部11及窗部12在光軸100方向上通過。另外，在本說明書中，所謂透明是指相對于成為透鏡作用對象的波長帶的光的減衰量小到實際應用所需要的程度。因此，例如是紅外線用的透鏡，則即使對于其他光帶的光(例如可見光)是不透明，在本說明書的含義中也可以稱為透明。但是，在之后的說明中，只要非特別提到，則將本實施方式的透鏡假定為可見光用的透鏡。本實施方式的收納部I為兩端被第一窗部11和第二窗部12封閉的圓筒形狀，但不限于此，可以選擇例如方筒形狀等適當?shù)男螤睢?br>[0073]收納部I具備沿著光軸100的方向排列的第一空間