(57)【要約】【課題】従来のズームレンズを用いたレンズユニットにおいては、フォーカシングの際にレンズが移動する空間が必要となるため、レンズユニットの光軸方向の長さが長くなってしまうという問題を有していた。【解決手段】レンズ１，２に電場を印加することによってレンズ１，２の屈折率を所望の値に制御できるので、フォーカシング時のレンズ１，２の移動距離を低減でき、レンズユニットとしての光軸方向の長さを短縮することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つ以上のレンズに電場を印加することによって前記レンズの屈折率が変化することを特徴とするレンズユニット。
【請求項２】
少なくとも一つ以上のレンズがガラスレンズ、透光性結晶化ガラス、もしくは透光性セラミックスから成り、前記レンズに電場を印加することによって前記レンズの屈折率が変化することを特徴とする請求項１記載のレンズユニット。
【請求項３】
少なくとも一つ以上のレンズがレンズと、このレンズ表面に設けた透光性薄膜から成り、前記透光性薄膜は電場を印加することによって屈折率が変化することを特徴とするレンズユニット。
【請求項４】
少なくとも一つ以上のレンズがレンズと、このレンズ表面に設けた透光性薄膜から成り、前記レンズがガラスレンズ、透光性結晶化ガラス、もしくは透光性セラミックスから成り、前記レンズと透光性薄膜に電場を印加することによって前記レンズと透光性薄膜の屈折率が変化することを特徴とするレンズユニット。
【請求項５】
少なくとも二つ以上の隣接したプラスチックレンズからなり、少なくとも一つ以上のプラスチックレンズの周辺部に温度調整素子を設置し、隣接した前記プラスチックレンズの合成焦点距離がレンズ光学系の焦点の１０倍以上になることを特徴としたレンズユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、撮像用および光ディスク用等に適用可能なレンズユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年デジタルカメラや携帯電話用カメラなどのように、ＣＣＤ型固体撮像素子などの固体撮像素子を用いたカメラにおいては小型化が求められ、かつ従来の単焦点レンズに代わりズームレンズの需要が高まっている。
【０００３】
従来、このような固体撮像素子を用いたレンズユニットにおいては、レンズユニットのレンズの一部または全部を移動させてフォーカシングが可能となるように構成した上で、レンズ相互間の距離を変化させ、焦点を合わせていた。例えばその先行技術としては下記特許文献１が存在する。
【特許文献１】特開平０５−０９３８３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、前記従来のズームレンズを用いたレンズユニットにおいては、フォーカシングの際にレンズが移動する空間が必要となるため、光軸方向の長さが長くなってしまうという問題を有していた。
【０００５】
そこで本発明は、フォーカシング時のレンズの移動空間を削減し、光軸方向の長さを短縮することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために本発明は、少なくとも一つ以上のレンズに電場を印加することによってレンズの屈折率を変化させるものである。
【発明の効果】
【０００７】
この構成により、レンズの屈折率を所望の値に制御できるので、変倍効果を得るためのレンズの移動距離を低減することができ、光軸方向の長さを短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１におけるレンズユニットについて図を用いて説明する。
【０００９】
図１において、１，２のレンズの外周部に電極３を設置し、このレンズ１，２に電場を印加することにより、レンズ１，２の屈折率を制御可能とした。この時、図２に示すようにレンズ１の屈折率が変化することにより、入射光線の軌跡がＲ１からＲ２へと変化する。
【００１０】
従って、撮像素子の変倍時にレンズ１，２の屈折率を所望の値に制御できるので、レンズ１，２などの移動距離を低減することができ、光軸方向の長さを短縮することができる。
【００１１】
なお、図２のＩは結像面である。
【００１２】
（実施の形態２）
次に、実施の形態２におけるレンズユニットについて図を用いて説明する。
【００１３】
図３において、１，２はレンズであり、このレンズ１，２の表面に透光性薄膜４を設け、この透光性薄膜４の外周部に電極３を設けた。ここで、この透光性薄膜４に電場を印加することにより、透光性薄膜４の屈折率を制御可能とした。
【００１４】
このように、レンズ１，２の表面に透光性薄膜４を設け、この透光性薄膜４に電場を印加し屈折率を制御することにより、レンズ１，２に電場を印加させ、屈折率を変化させる実施の形態１よりもレンズ１，２等の形状自由度が高くなり、材料選択の幅も広がる。以下にその理由を説明する。つまり、レンズ１，２はバルクレンズであり、形成可能なレンズ１，２の形状は、レンズ１，２のサイズ、材料、作製プロセスに依存する。そのため本実施の形態のように、屈折率を制御させることが可能なレンズ材料に大きな非線形効果もしくは電気光学効果を有するものを求めた場合、所望のサイズ、形状のレンズ１，２を作製することが比較的難しくなる。一方で、薄い透光性薄膜４を作製する場合は、レンズ１，２などのバルクレンズよりも本実施の形態に求められる非線形効果もしくは電気光学効果を有した所望の形状を作製し易い。
【００１５】
また、屈折率の制御を透光性薄膜４によって行うことにより、レンズ１，２の材料に関しても所望の特性を持つ材料を選択でき、形成可能なレンズ１，２の形状の選択肢も広がる。加えて、レンズユニットとしての光軸方向の全長を短くすることが可能となる。
【００１６】
なお、レンズ１，２のいずれか、もしくは両方に電場を印加することによって屈折率を制御できる構成としてもよい。
【００１７】
なお、透光性薄膜４の材料としては、ガラスレンズ、透光性結晶化ガラス、もしくは透光性セラミックス等や、それ以外の非線形効果もしくは電気光学効果を有する材料を用いてもよい。
【００１８】
（実施の形態３）
次に、実施の形態３におけるレンズユニットについて図を用いて説明する。
【００１９】
図４において、５は正の屈折力を有するプラスチックレンズ、６は負の屈折力を有するプラスチックレンズであり、このプラスチックレンズ５の周辺部に温度調整素子７を設置している。この温度調整素子７でプラスチックレンズ５の温度制御を行うことにより、プラスチックレンズ５の屈折率を制御し、光線軌跡を意図的に変更させることが可能となる。加えて、プラスチックレンズ５とプラスチックレンズ６の合成焦点距離がレンズ光学系の焦点距離の１０倍以上になるように光学設計を行った。
【００２０】
プラスチックレンズ５，６はガラスと比較して屈折率の温度依存性が大きいため、従来は温度変動による性能変動が問題となっていた。しかしながら、本実施の形態ではこのようなプラスチックレンズ５，６の特性を活用し、プラスチックレンズ５の温度制御を任意に行うことで屈折率を制御した。また、プラスチックレンズ５とプラスチックレンズ６の合成焦点距離がレンズ光学系の焦点距離の約１０倍以上とする。この構成により、プラスチックレンズ５，６の組としての屈折力は弱くなるので、プラスチックレンズ５を加熱した際に隣接するプラスチックレンズ６に温度変動に伴う膨脹収縮および形状変化が生じても、それに伴う前記合成焦点距離変動を十分に抑えることが可能になり、レンズユニットとしての光学性能劣化を低減させることができる。
【００２１】
以上の構成により、プラスチックレンズ５の屈折率を制御し、レンズユニットとしての光軸方向の長さを短縮できると同時に温度調整による光学特性の劣化を防ぐことができる。
【００２２】
なお、プラスチックレンズ５，６両方に温度調整素子７を設けて、所望の焦点距離を得ることもできる。また、図１〜図４において、８〜１３はレンズ、１４はフィルターである。
【産業上の利用可能性】
【００２３】
本発明は、レンズユニットの光軸方向の長さの短縮が可能になるという効果を有し、小型化を実現する携帯電話、デジタルカメラ、光ディスク用などのレンズユニットとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施の形態１におけるレンズユニットを示す断面図
【図２】同実施の形態１における焦点を示す図
【図３】本発明の実施の形態２におけるレンズユニットを示す断面図
【図４】本発明の実施の形態３におけるレンズユニットを示す断面図
【符号の説明】
【００２５】
１  レンズ
２  レンズ
３  電極
４  透光性薄膜
５  プラスチックレンズ
６  プラスチックレンズ
７  温度調整素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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