(57)【要約】      （修正有）【課題】レンズ光学性能（例えば合焦範囲）及び／又は動作安定性の改善された可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）を提供する。【解決手段】可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）レンズは、制御可能な音波発生要素と、レンズケースに取り囲まれたケース空洞内の屈折性流体と、を含む。レンズケースはケース端部を含み、各ケース端部は、ウィンドウ構成と、ケース端縁部と、軸方向追従部と、を含む。ウィンドウ構成は、ウィンドウと、軸方向に沿ったウィンドウ実装面厚みを有するウィンドウ搭載部と、を含む。軸方向追従部は、ウィンドウ搭載部とケース端縁部との間に結合され、関連付けられたウィンドウ実装面厚みの最大で７５％である材料厚さによって特徴付けられる低減厚さ領域を含む。軸方向追従部は、音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合、ケース端縁部に対するウィンドウ搭載部の軸方向偏向を増大させるように構成されている。【選択図】図１
2020115205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）レンズであって、
制御可能な音波発生要素と、
屈折性流体と、
内部に空洞を持ったレンズケースと、
を備え、
前記屈折性流体の動作ボリュームが前記空洞に収容され、前記制御可能な音波発生要素は前記レンズケースの内部において前記動作ボリュームを貫通する光路を中心として配置され、前記ＴＡＧレンズの軸方向は前記光路の光軸に対して平行であると規定され、
前記屈折性流体の前記動作ボリュームは、前記音波発生要素による音波の発生に応答して前記光路に沿って屈折率の変化を生じることによって、
前記ＴＡＧレンズは、前記音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合に、前記ＴＡＧレンズの周期的に変調される光学パワーに変動を与えるよう制御され、
前記レンズケースは、
概ね前記軸方向に沿って設けられるケース壁部と、
概ね前記軸方向を横断する方向に設けられる第１及び第２のケース端部と、
を備え、
各ケース端部は、ウィンドウ搭載部において前記光路に沿って搭載されたウィンドウを含む中央配置ウィンドウ構成と、少なくとも部分的に前記ケース壁部に位置合わせされて前記ケース壁部に密閉されたケース端縁部と、を含み、
各ウィンドウ搭載部は、前記光軸に直交する前記ウィンドウ搭載部の最も遠い内面、及び外面にそれぞれ一致する、２つの平行なウィンドウ実装境界面の間に画定されたウィンドウ実装面厚みを有し、
前記各ケース端部は、更に、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部と前記ケース端縁部との間に結合されて、それらに密閉された軸方向追従部を含み、
前記軸方向追従部は、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部を所定位置に保持し、前記音波発生要素に前記周期的駆動信号が印加された場合に、関連付けられた前記ケース端縁部に対する関連付けられたウィンドウ搭載部の軸方向偏向振幅を増大させるように構成され、
前記各ケース端部において、その軸方向追従部は、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で７５％である、前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる第１の低減厚さ領域を含み、
前記第１の低減厚さ領域は、前記光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられた前記ウィンドウの周りに設けられている、ＴＡＧレンズ。
【請求項２】
各ケース端部において、前記第１の低減厚さ領域は、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で６５％である前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる、請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項３】
各ケース端部において、前記第１の低減厚さ領域は、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で５５％である前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる、請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項４】
各ケース端部において、前記第１の低減厚さ領域は、前記第１の低減厚さ領域と同一の広がりを持つか又は前記第１の低減厚さ領域よりも大きい第１のくぼみ表面を含み、前記第１のくぼみ表面は、関連付けられたケース端部の隣接表面に対して前記軸方向にくぼみ、前記第１の低減厚さ領域の前記低減材料厚さを前記軸方向に沿って画定する、
請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項５】
前記ケース端部のうち少なくとも１つは、ウィンドウ搭載部と、ケース端縁部と、軸方向追従部とを含み、これらは全て単一の連続した材料片で形成され、前記第１のくぼみ表面は前記単一の連続した材料片に形成された溝の表面部分を含む、
請求項４に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項６】
前記ＴＡＧレンズは概ね円筒形の形状を有し、前記単一の連続した材料片に形成された前記溝は環状溝である、
請求項５に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項７】
少なくとも１つのケース端部の前記第１のくぼみ表面は、当該ケース端部の内面に位置付けられている、
請求項４に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項８】
内面に位置付けられた前記第１のくぼみ表面を含む少なくとも１つのケース端部の前記軸方向追従部は、更に、そのケース端部の外面に位置付けられた第２のくぼみ表面を含み、前記第２のくぼみ表面は、関連付けられたケース端部の隣接面に対して前記軸方向にくぼみ、前記光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部の周りに設けられている、
請求項７に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項９】
前記第２のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第１のくぼみ表面の少なくとも一部と位置合わせされるように構成され、前記第２のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第１の低減厚さ領域の少なくとも一部の前記低減材料厚さを画定する、
請求項８に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１０】
前記第２のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第１のくぼみ表面のどの部分とも位置合わせしないように構成され、
前記第１及び第２のくぼみ表面の最も遠いくぼみ部分にそれぞれ一致する第１及び第２の面の間の前記軸方向に沿った分離距離は、最大で、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの５５％である、
請求項８に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１１】
前記第１及び第２のくぼみ表面は、それぞれ前記光軸を中心として３６０度の対応する角度にわたって設けられる環状くぼみ表面を含む、
請求項８に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１２】
各ケース端部において、
関連付けられたケース端縁部は、前記光軸にノミナルで直交する当接面を画定する部分を含み、
関連付けられたウィンドウ搭載部の全ての外面は、この関連付けられたウィンドウ搭載部の前記増大した軸方向偏向振幅よりも大きい前記軸方向の距離だけ、前記当接面に対して前記軸方向にくぼんでいる、
請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１３】
少なくとも１つのケース端部において、
関連付けられたケース端縁部はその外周を取り囲む搭載表面を含み、
前記搭載表面は、前記光軸に直交する半径方向に沿って前記搭載表面に力を加える搭載要素を受容するように構成され、
少なくとも１つのケース端部は、更に、半径方向ひずみ吸収路又は半径方向追従曲げ要素のうち少なくとも一方を含む半径方向ひずみ分離構成を含み、
前記半径方向ひずみ分離構成は、前記光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって設けられ、その搭載表面と関連付けられた軸方向追従部の前記第１の低減厚さ領域との間に前記半径方向に沿って位置付けられている、
請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１４】
前記ＴＡＧレンズは概ね円筒形の形状を有し、
前記第１の低減厚さ領域は環状領域であり、
前記半径方向ひずみ吸収路は、その少なくとも１つのケース端部の外面に形成された環状溝を含む、
請求項１３に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１５】
前記半径方向ひずみ吸収路を形成する前記環状溝は、前記ケース端縁部と前記第１の低減厚さ領域との間に位置付けられている、
請求項１４に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１６】
前記半径方向ひずみ吸収路を形成する前記環状溝は、前記ケース端縁部に位置付けられ、隣接する半径方向追従曲げ要素の内壁を形成するように構成され、
前記半径方向追従曲げ要素は、環状の形状を有し、搭載面である外周面を有する、
請求項１４に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１７】
各ケース端部の少なくとも前記軸方向追従部及び前記中央配置ウィンドウ構成は、関連付けられたケース端縁部に対する前記ウィンドウ搭載部の軸方向並進を含む前記ＴＡＧレンズの共振モードを与えるように構成され、
関連付けられたケース端縁部に対する前記ウィンドウ搭載部の前記軸方向並進の振幅で示されるその共振モードの共振帯域幅は、前記音波発生要素に印加される前記周期的駆動信号の周波数を含む、
請求項１に記載のＴＡＧレンズ。
【請求項１８】
可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）レンズであって、
制御可能な音波発生要素と、
屈折性流体と、
内部に空洞を持ったレンズケースと、
を備え、
前記屈折性流体の動作ボリュームが前記空洞に収容され、前記制御可能な音波発生要素は前記レンズケースの内部において前記動作ボリュームを貫通する光路を中心として配置され、前記ＴＡＧレンズの軸方向は前記光路の光軸に対して平行であると規定され、
前記屈折性流体の前記動作ボリュームは、前記音波発生要素による音波の発生に応答して前記光路に沿って屈折率の変化を生じることによって、
前記ＴＡＧレンズは、前記音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合に、前記ＴＡＧレンズの周期的に変調される光学パワーに変動を与えるよう制御され、
前記レンズケースは、
概ね前記軸方向に沿って設けられるケース壁部と、
概ね前記軸方向を横断する方向に設けられる第１及び第２のケース端部と、
を備え、
各ケース端部は、ウィンドウ搭載部において前記光路に沿って搭載されたウィンドウを含む中央配置ウィンドウ構成と、少なくとも部分的に前記ケース壁部に位置合わせされて前記ケース壁部に密閉されたケース端縁部と、を含み、
前記各ケース端部は、更に、関連付けられたウィンドウ搭載部とケース端縁部との間に結合されて、それらに密閉された軸方向追従部を含み、
前記軸方向追従部は、関連付けられたウィンドウ搭載部を所定位置に保持し、前記音波発生要素に前記周期的駆動信号が印加された場合に、関連付けられたケース端縁部に対する関連付けられたウィンドウ搭載部の軸方向偏向振幅を増大させるように構成され、
各ケース端部において、少なくともその軸方向追従部は、平均密度を無孔密度の最大で７５％に低減させた多孔度を含む金属組成の材料領域を含み、
前記材料領域は、前記光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部を取り囲んで設けられている、
ＴＡＧレンズ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、可変音響式屈折率分布型レンズ（tunable acoustic gradient）に関し、更に具体的には、検査及び寸法計測に用いられる可変焦点距離レンズシステムにおける可変音響式屈折率分布型レンズの使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
様々なタイプのマルチレンズ可変焦点距離（ＶＦＬ：variable focal length）光学システムは、表面高さの観察及び精密測定のため利用することができ、例えば米国特許第９，１４３，６７４号に開示されているように、顕微鏡及び／又は精密マシンビジョン検査システムに含めることができる。簡潔に述べると、ＶＦＬレンズは複数の焦点距離で複数の画像をそれぞれ取得することができる。既知のＶＦＬレンズの１つのタイプは、流体媒質中で音波を用いてレンズ効果を生成する可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）レンズである。流体媒質を取り囲む振動部材（例えば圧電チューブ）にＴＡＧレンズ共振周波数の電界を印加することで音波を生成し、時間によって変動する密度及び屈折率のプロファイルをレンズの流体中に生成することができる。これがレンズの光学パワーを変調し、これによってビジョンシステムの焦点距離又は有効合焦位置を変調する。ＴＡＧレンズを用いて、最大で数百ｋＨｚの共振周波数、すなわち高速に、合焦位置を周期的に変調できる。このようなレンズは、論文「High speed varifocal imaging with a tunable acoustic gradient index of refraction lens」（Optics Letters, Vol.33, No.18, 2008年9月15日）、並びに、米国特許第８，１９４，３０７号、９，２１３，１７５号、及び９，２５６，００９号の教示によって更に詳しく理解することができる。可変音響式屈折率分布型レンズ及びこれに関連した制御可能な信号発生器は、例えばTAG Optics, Inc.（ニュージャージー州プリンストン）から入手可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ＴＡＧレンズの光学性能（例えば合焦範囲）及び／又は動作安定性における限界が、ＴＡＧレンズを含むシステムの性能を制限する可能性がある。そのような限界は、単純な撮像用途において（例えば主な目的が観察である場合）は、あまり重大になり得ない。しかしながら、計測システム（例えば、特定の光学パワー（又は合焦距離）を共振サイクルの特定の位相に相関付けるようにＴＡＧレンズが精密に較正される顕微鏡システム）では、そのような限界は、特定の検査及び寸法計測機能を実行するためのシステムの精度及び範囲に関して比較的重大になり得る。このような用途について、ＴＡＧレンズの光学性能（例えば合焦範囲）及び／又は動作安定性の改善を達成できる構成が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
この概要は、以下で「発明を実施するための形態」において更に記載するいくつかの概念を簡略化した形態で紹介するために提示する。この概要は、特許請求される主題の重要な特徴（features）を識別することを意図しておらず、特許請求される主題の範囲の決定に役立てるため用いることも意図していない。
【０００５】
制御可能な音波発生要素と、屈折性流体と、内部に空洞を持ったレンズケースと、を含む可変音響式屈折率分布型（ＴＡＧ）レンズが提供される。屈折性流体の動作ボリュームはケース空洞に収容され、制御可能な音波発生要素は、レンズケースの内部において動作ボリュームを貫通する光路を中心として配置されている。ＴＡＧレンズの軸方向は光路の光軸に対して平行であると規定される。屈折性流体の動作ボリュームは、音波発生要素による音波の発生に応答して光路に沿って屈折率の変化を生じることができ、これに従ってＴＡＧレンズは、音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合にＴＡＧレンズの周期的に変調される光学パワー変動を与えるよう制御される。様々な実施例において、ＴＡＧレンズはビジョンシステムの一部として含まれ、このため、周期的に変調される光学パワー変動をＴＡＧレンズに与えるためのＴＡＧレンズの制御は、ビジョンシステムに合焦距離変動を与える。
【０００６】
様々な実施例において、レンズケースは、概ね軸方向に沿って設けられるケース壁部（側面部）と、概ね軸方向を横断する方向に設けられる第１及び第２のケース端部（上下面部）と、を含む。各ケース端部は、ウィンドウ搭載部において光路に沿って搭載されたウィンドウを含む中央配置ウィンドウ構成と、少なくとも部分的にケース壁部に位置合わせされてケース壁部に密閉されたケース端縁部と、を含む。各ウィンドウ搭載部は、光軸に直交するウィンドウ搭載部の最も遠い内面、及び外面にそれぞれ一致する、２つの平行なウィンドウ実装境界面の間に画定された（軸方向に沿った）ウィンドウ実装面厚みを有する。本明細書に開示される原理に従って、各ケース端部は更に、関連付けられたウィンドウ搭載部とケース端縁部との間に結合されてそれらに密閉された軸方向追従部を含み、軸方向追従部は、関連付けられたウィンドウ搭載部を所定位置に保持し、音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合に関連付けられたケース端縁部に対する関連付けられたウィンドウ搭載部の軸方向偏向振幅を増大させるように構成されている。各ケース端部において、その軸方向追従部は、関連付けられたウィンドウ搭載部のウィンドウ実装面厚みの最大で７５％である軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる第１の低減厚さ領域（例えば、いくつかの実施例ではケース端部の環状溝に対応する）を含む。第１の低減厚さ領域は概ね、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウの周りに設けられている。様々な実施例において、第１の低減厚さ領域は概ね環状の形状を有し、２７０度から３６０度の範囲内の対応する角度にわたって設けられることができる。本発明者等は、このような構成が、ＴＡＧレンズの合焦範囲及び／又は動作安定性（例えば合焦範囲の安定性及び／又は周期駆動信号に関連付けられた共振周波数の安定性）を改善し、その光学パワーの安定性及び精度及び／又はその周期駆動信号の位相に対する合焦距離較正を維持することを見出した。そのような改善は、どんなに小さくても、ＴＡＧレンズに基づく計測システムの有用性及び精度の向上にとって重大である。
【０００７】
いくつかの実施例において、第１の低減厚さ領域は、関連付けられたウィンドウ搭載部のウィンドウ実装面厚みの最大で６５％又は最大で５５％（又はそれ未満）である軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けることができる。
【０００８】
いくつかの実施例において、第１の低減厚さ領域は、第１の低減厚さ領域と同一の広がりを持つか又は第１の低減厚さ領域よりも大きい第１のくぼみ表面を含み、第１のくぼみ表面は、関連付けられたケース端部の隣接表面に対して軸方向にくぼみ、第１の低減厚さ領域の低減材料厚さを軸方向に沿って画定する。第１の低減厚さ領域は、ケース端部の材料に形成された溝の表面部分を含むことができる。いくつかの実施例において、ＴＡＧレンズは概ね円筒形の形状を有し、ケース端部の材料に形成された溝は概ね環状の形状を有することができる。
【０００９】
様々な実施例において、いずれかのケース端部の第１のくぼみ表面はそのケース端部の外面又は内面に位置付けることができる。様々な実施例において、いずれかのケース端部の外面又は内面のいずれかに、そのケース端部の第２のくぼみ表面を位置付けることができる。いくつかの実施例では、第１のくぼみ表面が内面に位置付けられている場合は第２のくぼみ表面が外面に位置付けられる。しかしながら、このような実施例は単なる例示であって、限定ではない。
【００１０】
いくつかの実施例では、各ケース端部において、関連付けられたケース端縁部は、光軸にノミナルで直交する当接面を画定する部分を含み、関連付けられたウィンドウ搭載部の全ての外面は、この関連付けられたウィンドウ搭載部の増大した軸方向偏向振幅よりも大きい軸方向の距離だけ、当接面に対して軸方向にくぼんでいる。
【００１１】
いくつかの実施例では、少なくとも１つのケース端部において、関連付けられたケース端縁部はその外周を取り囲む搭載表面を含むことができ、搭載表面は、光軸に直交する半径方向に沿って搭載表面に力を加える搭載要素（例えば搭載クランプ）を受容するように構成されている。少なくとも１つのケース端部は更に、半径方向ひずみ吸収路又は半径方向追従曲げ要素のうち少なくとも一方を含む半径方向ひずみ分離構成を含むことができ、半径方向ひずみ分離構成は、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって設けられ、その搭載表面と関連付けられた軸方向追従部の第１の低減厚さ領域との間に半径方向に沿って位置付けられている。様々な実施例において、ＴＡＧレンズは概ね円筒形の形状を有し、第１の低減厚さ領域は環状領域であり、半径方向ひずみ吸収路は、その少なくとも１つのケース端部の外端面に形成された環状溝を含むことができる。
【００１２】
いくつかの実施例において、各ケース端部の少なくとも軸方向追従部及びウィンドウ構成は、関連付けられたケース端縁部に対するウィンドウ搭載部の軸方向並進を含むＴＡＧレンズの共振モードを与えるように、本明細書に開示される様々な原理に従って構成されている。関連付けられたケース端縁部に対するウィンドウ搭載部の軸方向並進の振幅で示されるその共振モードの共振帯域幅は、音波発生要素に印加される周期的駆動信号の周波数を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】ＴＡＧレンズを含む撮像／検査システムの光学撮像部及び制御システム部のブロック図である。
【図２】共振で発生する定在波音波を含む、既知の要素を含むＴＡＧレンズの断面の図である。
【図３】各ケース端部において軸方向追従部を用いる第１の例示的な実施例を含むレンズケースの第１の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズの断面図である。
【図４】各ケース端部において軸方向追従部を用いる第２の例示的な実施例を含むレンズケースの第２の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズの断面図である。
【図５】各ケース端部において半径方向ひずみ分離構成と組み合わせて軸方向追従部を用いる第３の例示的な実施例を含むレンズケースの第３の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズの断面図である。
【図６Ａ】外部貯蔵部の一般的な実施例を含む、図５に示されているＴＡＧレンズの等角投影図である。
【図６Ｂ】外部貯蔵部の一般的な実施例を含む、図５に示されているＴＡＧレンズの上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１及び図２の記載は、ワークピース検査システムで用いられるＴＡＧレンズの様々な動作原理及び用途に関して簡単な背景を与える。この簡単な背景をより綿密な説明及び理解によって補足するため、そのような動作原理及び用途の様々な態様が、前述の本願に含めた引用文献、並びに、米国特許第９，９３０，２４３号、９，７３６，３５５号、及び７，６２７，１６２号に記載されている。
【００１５】
図１は、光学撮像システム１０５、照明源１３０、ワークピースステージ１１０、及び制御システム部１０１を含む撮像／検査システム１０のブロック図である。様々な実施例において、撮像／検査システム１０は、マシンビジョンホストシステムに適合させるか又はスタンドアロンのシステムとして使用することができ、本明細書及び本願に含まれる引用文献に開示された原理に従って動作できる。光学撮像システム１０５、照明源１３０、及びワークピースステージ１１０を含む撮像／検査システム１０は、ワークピース２０を撮像又は検査するため、全体として制御システム部１０１によって制御することができる。
【００１６】
光学撮像システム１０５は、画像検出器１６０（例えばカメラ）、１つ以上のフィールドレンズ１５０（例えば交換可能対物レンズを含む）、及びＴＡＧレンズ１７０Ａを含む。制御システム部１０１は、システムマネージャ回路／ルーチン１２５を含むことができ、これは入出力インタフェース１３９及び撮像マネージャ回路／ルーチン１８０を管理できる。入出力インタフェース１３９に、ホストシステム又は様々な個別のディスプレイデバイスもしくは入力デバイス等を接続することができる。いくつかの実施例において、ワークピースステージ１１０は、光学撮像システム１０５に対してワークピースを移動させる（任意選択的な）移動制御システムを備え得る。そのような実施例では、システムマネージャ回路及びルーチン１２５はワークピースプログラム発生器及び実行器（図示せず）を含むことができ、これは本願に含まれる引用文献に開示されているようにワークピース２０を自動的に検査するよう撮像／検査システム１０の移動制御システム及び他の要素を動作させる。図１に示されているように、撮像マネージャ回路／ルーチン１８０は、照明制御インタフェース１３２、カメラ制御インタフェース１６２、及びＴＡＧレンズ制御インタフェース１７２を含むか又はこれらを管理する。ＴＡＧレンズ制御インタフェース１７２は、ＴＡＧレンズ１７０Ａによって与えられる周期的合焦位置変調と同期して様々な画像露光を制御するための回路及び／又はルーチンを含むＴＡＧレンズ制御部（例えば撮像マネージャ回路／ルーチン１８０の一部にある）を含むか又はこれに接続することができる。いくつかの実施例において、ＴＡＧレンズ制御インタフェース１７２及びＴＡＧレンズ制御部はマージされる及び／又は区別できない場合がある。照明制御インタフェース１３２は、適用可能な場合、例えば、対応する照明源（例えば照明源１３０）の選択、パワー、オン／オフスイッチ、及びストロボパルスタイミングを制御することができる。いくつかの実施例において、照明制御インタフェース１３２は、露光（ストロボ）時間制御部を含むか、又は他の方法でストロボタイミング信号を（例えば照明源１３０に）提供して、ＴＡＧレンズ合焦位置変調の所望の位相タイミングと同期した画像露光ストロボタイミングを与えることができる。カメラ制御インタフェース１６２は、適用可能な場合、例えばカメラの設定、露光タイミング、及びデータ出力等を制御できる。いくつかの実施例において、カメラ制御インタフェース１６２はタイミング制御部を含み、カメラ画像露光タイミングをＴＡＧレンズ合焦位置変調の所望の位相タイミング及び／又は照明タイミングと同期させることができる。これらのコンポーネント及び以下で説明する追加のコンポーネントの各々は、１つ以上のデータ／制御バス及び／又はアプリケーションプログラミングインタフェースによって、又は様々な要素間の直接接続によって、相互接続することができる。
【００１７】
以下で更に詳しく記載されるように、（光軸ＯＡに沿った）撮像光路ＯＰＡＴＨは、ワークピース２０から画像検出器１６０までワークピース撮像光１５５を伝達する様々な光学コンポーネントを含む。例えば、フィールドレンズ１５０、ＴＡＧレンズ１７０Ａ、及び画像検出器１６０は全て、それらの光軸がワークピース２０の表面と交差する同一の光軸ＯＡ上で位置合わせされるように配置できる。しかしながら、この実施例は例示のみを意図しており、限定でないことは認められよう。より一般的には、撮像光路ＯＰＡＴＨはミラー及び／又は他の光学要素を含むことができ、既知の原理に従って画像検出器（例えば画像検出器１６０）を用いてワークピース２０を撮像するよう動作できる任意の形態をとり得る。図示されている実施例では、撮像光路ＯＰＡＴＨはＴＡＧレンズ１７０Ａを含み、１回以上のワークピース画像露光を用いてワークピース２０の表面を撮像及び／又は測定するために使用することができる。
【００１８】
前述のように、共振駆動信号（例えば、制御システム部１０１のＴＡＧレンズ制御インタフェース１７２から信号線１７１に入力される）に応答して、ＴＡＧレンズ１７０Ａの光学パワーは高周波数で連続的に変化する。これに応じて有効合焦位置ＥＦＰが変化する。様々な実施例において、駆動信号は、ＴＡＧレンズ１７０Ａの動作の共振周波数の正弦波ＡＣ信号である。ＴＡＧレンズ１７０Ａの光学パワーが正弦波状に変化している間の対応する時点又は「位相タイミング」において、有効合焦位置ＥＦＰに対応する焦点距離Ｄｆを利用できる。ノミナルの又は「ミッドレンジ（midrange）」の有効合焦位置は、光学パワーがゼロである状態のＴＡＧレンズと組み合わせた、フィールドレンズ１５０（例えば対物レンズ）の（固定された）焦点距離であると考えられる。照明源１３０又は画像検出器１６０を、共振サイクルの特定の位相又は「位相タイミング」で「ストロボ発光」させて、対応する有効合焦位置又は合焦距離で合焦された画像露光を得ることができる。光源光１３４はワークピース光１５５として反射又は伝送され、撮像に用いられるワークピース光はフィールドレンズ１５０及びＴＡＧレンズ１７０Ａを通過し、画像検出器１６０（例えばカメラ）によって集光される。ワークピース２０の画像を含むワークピース画像露光は、画像検出器１６０によってキャプチャされ、信号線１６１上で（例えばカメラ制御インタフェース１６２を介して）撮像マネージャ回路／ルーチン１８０に出力される。様々な実施例において、画像検出器１６０は、既知の電荷結合素子（ＣＣＤカメラ）イメージセンサ又は他の形態のカメラとすることができ、入射画像ＩＭＧを受信して、所定の信号形態を有する検出画像ＤＩＭＧを撮像マネージャ回路／ルーチン１８０に出力することができる。
【００１９】
既知のコントラストベースの合焦解析方法を用いて、得られた１又は複数の画像を解析し、それらが合焦状態であるか否かを判定すること、及び／又はシステムマネージャ回路及びルーチン１２５又は撮像マネージャ回路／ルーチン１８０で使用して、ワークピース２０の合焦画像を与える「自動合焦」動作を行うためにストロボ位相タイミングを調整することができる。この代わりに又はこれに加えて、そのようなコントラストベースの合焦解析方法を用いて、既知の位相タイミングセットで取得された画像セットからベストフォーカス画像を識別し、その「ベストフォーカス」位相タイミング値を出力することができる。各Ｚ高さ又は有効合焦位置を各「ベストフォーカス」位相タイミングに関連付けるＺ高さ（有効合焦位置）較正データを利用できる。このため、「ベストフォーカス」画像に関連付けられた位相タイミングに基づいて、ワークピース２０の撮像された表面部分の表面高さ座標を決定できる。従って、所望の場合、光学撮像システム１０５及び／又は撮像／検査システム１０を用いて、ワークピース２０をスキャンすることによってこれを測定又はプロファイリングできる。そのような測定プロセスの様々な態様は、本願に含まれる引用文献において更に詳しく記載されている。
【００２０】
前述の記載に基づき、ＴＡＧレンズの光学パワー及び／又は合焦範囲及び／又は動作安定性（例えば合焦範囲の安定性及び／又は周期駆動信号に関連付けられた共振周波数の安定性）に関して、これらの特性のいずれかの性能及び／又は安定性を改善させると、ＴＡＧレンズを含む撮像システム又は他のシステムの全体的な性能が改善し得ること、及び／又は計測システムで使用される場合に精度が向上し得ることは認められよう。以下、図２を参照して、いくつかの既知の要素を有するＴＡＧレンズ構成について更に詳しく記載する。図３から図６を参照して、本明細書に開示される原理に従った、ＴＡＧレンズの性能及び／又は安定性の改善を達成する構成について、後で更に詳しく記載する。
【００２１】
図２は、いくつかの既知の要素を含むＴＡＧレンズ１７０Ｂの断面図である。ＴＡＧレンズ１７０Ｂは、ケース端部２１０Ａ（ケース端部ＣＥＰｔとも称される）及び一体化ケース壁／ケース端部２１０Ｂを備えたレンズケース２１０を含む。図２に示されているように、レンズケース２１０は、ケース端部ＣＥＰｂ及びケース壁部ＣＷＰを含む。レンズケース２１０はケース空洞ＣＣを取り囲んでいる。ＴＡＧレンズ１７０Ｂは更に、制御可能な音波発生要素２２０及び屈折性流体２５０を含む。図２に示されているように、レンズケース２１０のケース空洞ＣＣは屈折性流体２５０の動作ボリュームＯＰＶを含み、音波発生要素２２０（例えば圧電振動子）は、レンズケース２１０の内部において動作ボリュームＯＰＶを貫通する光路ＯＰＡＴＨを中心として配置されている。様々な実施例において（例えば本明細書に図示されているように）、レンズケース２１０は中空の円筒形ケースであり、制御可能な音波発生要素２２０は、レンズケース２１０の内部に設置された中空の円筒形圧電振動子であり得る。
【００２２】
本明細書で用いられる慣例に従って、添え字「ｔ」は概ね「上部」ケース端部ＣＥＰｔの要素を示し、添え字「ｂ」は概ね「下部」ケース端部ＣＥＰｂの要素を示す。「上部」及び「下部」の使用は、本明細書の様々な図の記載においてケース端部の一方を他方から区別するため便宜上用いられるに過ぎないことは認められよう。一般的に言うと、ＴＡＧレンズは所望の場合に逆の位置又は回転させた位置で使用することができる。
【００２３】
種々の代替的な実施例において、レンズケース２１０は他の形状を有することも可能である（例えば中空の六角形又は正方形等）。様々な実施例において、制御可能な音波発生要素２２０は、スペーサ２６０、２６１、及び２６２（例えば、機械的支持のためだけに使用される、エラストマから作製されたオーリング等）によって支持することができる。様々な実施例において、１つ以上のスペーサ２６０は、制御可能な音波発生要素２２０の外周面２３０とレンズケース２１０の内周空洞壁２１５との間（例えば間隔ＳＰ１を形成する）に配置できる。同様に、１つ以上のスペーサ２６１は、制御可能な音波発生要素２２０の上面２３１とレンズケース２１０の上部内面２１７ｔとの間（例えば間隔ＳＰ２を形成する）に配置でき、１つ以上のスペーサ２６２は、制御可能な音波発生要素２２０の下面２３２とレンズケース２１０の下部内面２１７ｂとの間（例えば間隔ＳＰ３を形成する）に配置できる。
【００２４】
様々な実施例において、制御可能な音波発生要素２２０は、駆動信号（例えば、外周面２３０と内周面２４０との間に印加されるＡＣ電圧）によって半径方向に振動する。様々な実施例において、駆動信号は、信号線（例えば制御システム部１０１のＴＡＧレンズ制御インタフェース１７２から与えられる図１の信号線１７１）を介し、更に電気コネクタ２２５を介して、音波発生要素２２０に印加される。
【００２５】
様々な実施例において、信号線１７１に与えられる駆動信号（例えばＡＣ電圧を含む）は、制御可能な音波発生要素２２０の内側の（すなわち、内周面２４０によって囲まれたケース空洞の部分内の）屈折性流体２５０に定在波音波Ｗを生成する共振周波数に調整することができる。このような場合、代表的な振動矢印ＶＡで示されるように制御可能な音波発生要素２２０が振動すると、屈折性流体２５０に定在波音波Ｗが生じる（すなわち、屈折率が上昇及び低下する同心円状の波の領域が生じる）。定在波音波Ｗは、この定在波音波Ｗにほぼ対応した屈折率分布を与える密度勾配を生成することは理解されよう。その屈折率分布の中央部が、垂直方向の破線間の光路ＯＰＡＴＨとして表されており、これを撮像のために使用することができる。
【００２６】
上述のように、ケース空洞ＣＣ（例えば、内周空洞壁２１５並びに上部内面２１７ｔ及び下部内面２１７ｂによって形成される）には、屈折性流体２５０が充填されている。様々な実施例において、屈折性流体２５０は、１つ以上の入口／出口ポート（例えば入口／出口ポート２１１を含む）を介してケース空洞ＣＣに投入することができ、その後これらのポートは密閉される。様々な実施例では、所望の動作条件下で、制御可能な音波発生要素２２０の全体が屈折性流体２５０に浸されて、中空の円筒形の制御可能な音波発生要素２２０内の空洞（すなわち内周面２４０で囲まれている）に屈折性流体２５０が充填されるようになっている。レンズケース２１０の垂直方向のスロット又は路２１９及び半径方向のスロット又は路２１８によって、屈折性流体２５０は、充填時及び充填後に様々なスペーサ（例えばＯリング）を通り過ぎて音波発生要素２２０の外周面２３０を取り囲むように流れることができる。音波発生要素２２０の外周全体を囲むように設けられる間隔ＳＰ１とは異なり、半径方向及び垂直方向の路２１８及び２１９は離散的な路であることは認められよう（例えば、ドリル穿孔又は他のプロセスによってレンズケース２１０に形成された水平方向及び垂直方向のスロットである）。屈折性流体２５０は、内周面２４０内の空洞から１又は複数の半径方向の路２１８内へ、また、スペーサ（例えばスペーサ２６０及び２６２）によって生成された間隔ＳＰ（例えば間隔ＳＰ１及びＳＰ３）を介して１又は複数の垂直方向の路２１９内へ流れることができる。このようにして屈折性流体２５０は、音波発生要素２２０の外側を取り囲むように、音波発生要素２２０とレンズケース２１０のケース空洞ＣＣの内周空洞壁２１５、上部内面２１７ｔ、下部内面２１７ｂとの間の間隔ＳＰ１、ＳＰ２、及びＳＰ３を充填することができる。また、ＴＡＧレンズ１７０Ｂは、ケース空洞ＣＣの上部及び下部にそれぞれ配置されて密閉された上部ウィンドウ２１４ｔ及び下部ウィンドウ２１４ｂも含む。ＴＡＧレンズ１７０Ｂの中心を通る（例えば光軸ＯＡに沿って中央にある）光路ＯＰＡＴＨは、上部ウィンドウ２１４ｔ及び下部ウィンドウ２１４ｂを貫通する。
【００２７】
前述の共振周波数はシステム全体の特性であることは認められよう。２０１８年６月５日に出願された「External Reservoir Configuration For Tunable Acoustic Gradient Lens」と題する同時係属中の、本発明の譲受人に譲渡された米国特許出願第１６／０００，３１９号（以降「３１９号出願」と記す）に更に詳しく記載されているように、共振周波数は、温度、及び／又は圧力、及び／又は機械的応力のようなファクタの変動に対して敏感である可能性がある。得られる定在波音波Ｗのレンズ効果特性（lensing characteristics）もそのようなファクタの変動に対して同様に敏感であり得る。従って、ＴＡＧレンズ１７０Ｂは、上述の較正データ（有効合焦位置ＥＦＰ又は光学パワーと位相タイミング値とを特徴付けるデータ）を確立するために使用される動作状態から変動する可能性があり、その結果として高さ測定の誤差が生じる恐れがある。生じる誤差は小さいかもしれないが、精密測定の用途にとっては重大である。３１９号出願に開示されている様々な原理及び構成は、上述の駆動ファクタにおける変動を低減させること、及び、すでに使用されている既知のタイプの圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥの移動及び／又は欠陥による変動を低減すること等を対象としている。
【００２８】
圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥに関して、図２では、対応する環状くぼみ内に拘束されるよう意図された環状圧縮性要素の概略的な断面を表す破線の外形によって、１つの構成が示されている。環状圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥは、意図的に封入された気泡又は独立気泡フォーム（closed-cell foam）要素等であることが既知である。環状圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥに対応するものとして示されている環状くぼみは、圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥに望ましいと考えられる寸法のみを基準とした寸法を有することが既知であると強調するべきである。概して、３１９号出願に開示されているように、既知の環状圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥは意図された目的のためには不充分であり、従ってそれらの寸法は具体的な値の範囲も正当な根拠（justification）も持たない。このため、図２に示されている環状圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥに対応するものとして示されている環状くぼみは、説明の目的のための（例えば３１９号出願に開示されている説明に従った）概略的な表現に過ぎない。同様に、図２に示されているケース端部ＣＥＰｔの表面２１６ｔに示すくぼみの寸法は、具体的な値の範囲も正当な根拠も持たない。このようなくぼみの１つの目的は、入口／出口ポート２１１を介したケースキャビティＣＣ内への流体の充填を容易に及び／又は適切に行うことである。従って、図２のケース端部ＣＥＰｔの表面２１６ｔに示されているくぼみは概略的な表現に過ぎない。
【００２９】
以下で図３から図６Ｂに示されている様々な環状くぼみとは異なり、図２に示されている様々なくぼみの例示的な寸法は、本明細書に開示される点において指定されたものでも意味のあるものでもない。それらの機能は、ケース端部ＣＥＰｔ（２１０Ａ）の軸方向追従に影響を及ぼすことを対象としていない。混乱を避けるため、本明細書の他の箇所で記載されているように、図２に破線の外形で示す個別の半径方向スロット２１８は、環状くぼみでなく、スペーサ２６２の下方の薄い半径方向流路を示していることは理解されよう。ケース端部ＣＥＰｔの軸方向追従増大を与える望ましさは本明細書の開示前は未知であり、この点で従来技術のケース端部ＣＥＰにおけるくぼみの寸法及び配置は単に偶発的なものであって、意味のあるものではない。
【００３０】
３１９号出願に記載されているように、環状圧縮性要素ＩＧＶ／ＩＣＥ及び対応する環状くぼみを排除し、これらに取って代わる改良された構成を達成するため、ケース空洞ＣＣを、流路ＦＬＣ（例えば本明細書の図３、図４、及び図５に示されている）によって、屈折性流体２５０の予備体積を収容する変形可能な外部流体貯蔵部を含む外部貯蔵部２８０（例えば本明細書の図６Ａ及び図６Ｂに示されている）に接続することができる。流路ＦＬＣによって、屈折性流体２５０は、屈折性流体の（例えば温度変化による）膨張及び収縮に従って、ケース空洞ＣＣと変形可能な外部流体貯蔵部との間で行ったり来たりすることが可能となる。これは、３１９号出願に記載されているような様々な問題に対処するためいくつかの利点を有する。
【００３１】
以下で図３から図６Ｂを参照して更に詳しく記載されるように、ＴＡＧレンズの光学性能の改善を対象とする様々な原理が本明細書で開示される。光学性能に関して、上述したように、ＴＡＧレンズ１７０の光学的レンズ効果は、音波発生要素２２０（例えば圧電シリンダ）の振動運動による屈折性流体２５０（例えばシリコーンオイル）の周期的収縮によって達成することができる。屈折性流体２５０に圧力変化が生じると、これに応じて屈折性流体２５０の屈折率が変化し、ＴＡＧレンズ１７０の光学パワーの変化が生じる（例えば、いくつかの実施例で最も重要なのはＴＡＧレンズ１７０の中心光軸ＯＡの近傍である）。様々な実施例において、光学パワーは、光軸ＯＡの長さに沿った屈折性流体２５０の収縮の積分に比例し、光軸ＯＡの全長に沿った屈折性流体２５０の平均ピーク収縮が大きくなると、生じる光学パワーが大きくなる／改善されるようになっている。
【００３２】
図３から図６Ｂの構成の概要として、様々な実施例では、音波発生要素２２０を光軸ＯＡの全長に沿ってより大きい平均変位で振動させることにより、屈折性流体２５０のより大きい収縮を達成することができる。レンズケース２１０は、屈折性流体２５０を収容し、音波発生要素２２０を光軸ＯＡと位置合わせして保持し、ＴＡＧレンズ１７０を光学システムに搭載するための構造を提供する（例えば、レンズケース２１０、特にケース端部ＣＥＰを、光学システムの支持構造又は他のコンポーネント等にクランプする及び／又は他の方法で取り付けることができる）ように機能する。音波発生要素２２０は、屈折性流体２５０と、音波発生要素２２０の側縁、上縁、及び下縁に沿って配置されたスペーサ２６０、２６１、及び２６２（例えば、機械的支持のために使用される、エラストマから作製されたオーリング等）との双方によって、レンズケース２１０に機械的に結合されている。様々な実施例において、音波発生要素２２０が大きい変位を達成するため、光軸ＯＡに沿って屈折性流体２５０を収縮させる際に音波発生要素２２０の動きをサポートするモード又はやり方でレンズケース２１０が振動及び／又は偏向することが望ましい場合がある。
【００３３】
以下で図３から図６Ｂに関連して更に詳しく説明するように、本発明者等は、音波発生要素２２０の動き及びこれに伴う流体圧力に応答して、ケース端部ＣＥＰの一方又は双方の中央部（例えばウィンドウ構成ＷＣＦ）が軸方向に沿ってわずかに偏向することが望ましいと判断した。これによりウィンドウ構成ＷＣＦは、音波発生要素２２０の動きに対する剛性の抵抗として作用するのでなく、音波発生要素２２０の動きと連携してわずかに移動すること（例えば数十から数百ナノメートルのオーダーの軸方向偏向増大）ができる（例えば、音波発生要素２２０の動き／振動を補強すると共に動き／振動の全振幅を増大するように）。以下で更に詳しく記載されるように、様々な実施例において、そのような動き及びそれに対応した効果は、（例えば図３及び図４に示されているように）ケース端部ＣＥＰｔ及びＣＥＰｂのいずれかに又は好ましくはそれら双方に軸方向追従部ＡＣＰを含めることによって、可能となる／増大する／強化される可能性がある。上記のように、様々な実施例では、（例えば３１９号出願の教示に従った）外部貯蔵部も含めることができる（例えば図６Ａ及び／又は図６Ｂに示されている）。
【００３４】
本明細書に記載されている様々な構成のいずれかに関して（例えば図３から図６ＢのＴＡＧレンズ１７０Ｃ〜１７０Ｆのいずれかに関して）、いくつかの実施例では、ウィンドウ構成ＷＣＦの一方又は双方及びそれらに関連付けられた１又は複数の軸方向追従部ＡＣＰの質量及び剛性を、ＴＡＧレンズシステム全体の残り部分と共に調整することで、システムが必然的に、ＴＡＧレンズ１７０の駆動に利用される１又は複数の周波数における音波発生要素２２０の動き／振動をサポート（例えばそれによって共振）できるようにすることが望ましい場合がある。様々な実施例において、ウィンドウ構成ＷＣＦ及び／又はこれを支持する軸方向追従部ＡＣＰは、ＴＡＧレンズ１７０の動作周波数に少なくとも部分的に応答できる共振周波数を有するように構成できる。このような検討事項に関して、様々な実施例では、（例えば所与の駆動周波数に対して）軸方向に沿ったウィンドウ構成ＷＣＦの所望の偏向／振動振幅を達成するように、軸方向追従部ＡＣＰの構成剛性と相互作用するウィンドウ構成ＷＣＦの大きさ又は質量（例えばウィンドウ２１４の相対的な大きさを含む）を調整／利用することが望ましい場合がある。様々な実施例では、１つの設計方法に従って、各ケース端部ＣＥＰの少なくとも軸方向追従部ＡＣＰ及びウィンドウ構成ＷＣＦは、関連付けられたケース端縁部に対するウィンドウ搭載部の軸方向並進を含むＴＡＧレンズの共振モードを与えるように構成されている。関連付けられたケース端縁部に対するウィンドウ搭載部の軸方向並進の振幅で示されるその共振モードの共振帯域幅は、音波発生要素に印加される周期的駆動信号の周波数を含む。一般に、開示される実施例は、望ましくは、音波発生要素２２０の大きい平均変位／動き／振動を達成する効率的な共振システム（例えば、最小限の入力電気エネルギを用いる等）を提供することができる。
【００３５】
図３は、各ケース端部ＣＥＰにおいて軸方向追従部ＡＣＰを用いる第１の例示的な実施例を含むレンズケース２１０の第１の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズ１７０Ｃの断面図である。図３及び図２において同様に付番又は指定された要素は類似の又は同一の機能及び／又は構成を有し得ること、更に、記載又は文脈によって指示される場合を除いて前述の記載に対する類推によって理解され得ることは認められよう。従って、以下では、著しい相違点及び／又は新たな特徴についてのみ詳しく説明する。類似の機能及び／又は構成を有する要素を示すこの番号付けスキームは、以下の図４から図６Ｂにも適用される。場合によっては、後の図では明らかに同様の又は同一の要素の参照番号を省略して、視覚的な混乱を避けると共に、それらの後の図に導入された新たな要素又は異なる要素をより明確に図示し強調する。そのような同様の又は同一の要素は様々な図において認識され、記載又は文脈によって指示される場合を除いて前述の記載に対する類推によって理解することができる。
【００３６】
ＴＡＧレンズ１７０Ａ及び図１７０Ｂと同様、図３のＴＡＧレンズ１７０Ｃは制御可能な音波発生要素２２０及び屈折性流体２５０を含み、レンズケース２１０がケース空洞ＣＣを取り囲んでいる。ケース空洞ＣＣ内に屈折性流体２５０の動作ボリュームＯＰＶが収容され、制御可能な音波発生要素２２０は、レンズケース２１０の内部において動作ボリュームＯＰＶを貫通する光路ＯＰＡＴＨを中心として配置されている。屈折性流体２５０の動作ボリュームＯＰＶは、音波発生要素２２０による音波の発生に応答して光路ＯＰＡＴＨに沿って屈折率の変化を生じることができ、これに従ってＴＡＧレンズ１７０Ｃは、音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合にＴＡＧレンズ１７０Ｃの周期的に変調される光学パワー変動を与えるよう制御される。上述したように、様々な実施例において、ＴＡＧレンズ１７０Ｃはビジョンシステム１０の一部として含めることができ、このため、周期的に変調される光学パワー変動をＴＡＧレンズ１７０Ｃに与えるためのＴＡＧレンズ１７０Ｃの制御は、ビジョンシステム１０に合焦距離変動を与える。
【００３７】
以下で更に詳しく記載されるように、図２のＴＡＧレンズ１７０Ｂとの１つの主な相違点は、図３のＴＡＧレンズ１７０Ｃが、ケース端部ＣＥＰｂに軸方向追従部ＡＣＰｂを及びケース端部ＣＥＰｔに軸方向追従部ＡＣＰｔを含むことである。これについては以下で更に詳しく記載する。本明細書に示されるＴＡＧレンズは概ね円筒形の形状を有し、以下で概説される要素の多くは、部分的に又は完全に環状の領域の断面として図示されていると理解できる。図示されたＴＡＧレンズの左右に同様に標示された指示子（designator）（例えば図３のＣＥＲｔ）は、同一の「環状の」領域又は要素における直径方向の反対側の部分を指すものと理解される。
【００３８】
レンズケースは、概ね軸方向に沿って設けられるケース壁部ＣＷＰと、概ね軸方向を横断する方向に設けられる上部及び下部のケース端部ＣＥＰｔ及びＣＥＰｂと、を含む。上部ケース端部ＣＥＰｔは、ウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ（概ね図示されたブラケットに対応する）において光路ＯＰＡＴＨに沿って搭載されたウィンドウ２１４ｔを含む中央配置ウィンドウ構成ＷＣＦｔと、例えば既知の方法に従ってケース壁部ＣＥＰとの間の接合部で固定し密閉することによって少なくとも部分的にケース壁部ＣＷＰに位置合わせされて密閉されたケース端縁部ＣＥＲｔ（概ね図示されたブラケットに対応する）と、を含む。同様に、下部ケース端部ＣＥＰｂは、ウィンドウ搭載部ＷＭＰｂ（概ね図示されたブラケットに対応する）において光路ＯＰＡＴＨに沿って搭載されたウィンドウ２１４ｂを含む中央配置ウィンドウ構成ＷＣＦｂと、例えば破線２９９においてケース壁部ＣＷＰと一体的に形成されて接続されることによってケース壁部ＣＷＰに少なくとも部分的に位置合わせされて密閉されたケース端縁部ＣＥＲｂ（概ね図示されたブラケットに対応する）と、を含む。
【００３９】
各ウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ（又はＷＭＰｂ）は、光軸に直交すると共にそのウィンドウ搭載部の最も遠い内面及び外面にそれぞれ一致する２つの平行なウィンドウ実装境界面の間に画定されたウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ（又はＯＷＭＤｂ）を有する。
【００４０】
上部ケース端部ＣＥＰｔは更に、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔとケース端縁部ＣＥＲｔとの間に（例えば図示のようにそれらと一体的に形成されることにより）結合されて密閉された軸方向追従部ＡＣＰｔ（概ね図示されたブラケットに対応する）を含む。軸方向追従部ＡＣＰｔは、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔを所定位置に保持し、音波発生要素２２０に周期的駆動信号が印加された場合に関連付けられたケース端縁部ＣＥＲｔに対する関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔの軸方向偏向振幅を増大させるように構成されている。同様に、下部ケース端部ＣＥＰｂは更に、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｂとケース端縁部ＣＥＲｂとの間に（例えば図示のようにそれらと一体的に形成されることにより）結合されて密閉された軸方向追従部ＡＣＰｂ（概ね図示されたブラケットに対応する）を含む。軸方向追従部ＡＣＰｂは、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｂを所定位置に保持し、音波発生要素２２０に周期的駆動信号が印加された場合に関連付けられたケース端縁部ＣＥＲｂに対する関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｂの軸方向偏向振幅を増大させるように構成されている。
【００４１】
本明細書に開示されている原理に従って、各ケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）では、その軸方向追従部ＡＣＰｔ（又はＡＣＰｂ）は第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ（又はＲＴＲ１ｂ）を含む。第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ（又はＲＴＲ１ｂ）は、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ（又はＷＭＰｂ）のウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ（又はＯＷＭＤｂ）の最大で７５％である軸方向に沿った低減材料厚さＲＭＴ１ｔ（又はＲＭＴ１ｂ）によって特徴付けられ、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部の周りに設けられている（例えば図６Ａ及び図６Ｂにいっそう明確に図示されている）。概して、ＴＡＧレンズの最良の光学性能のためには、軸方向追従部が軸対称であり、３６０の角度に対応することが好ましい。しかしながら、実施上の検討事項（例えばコネクタ及び／又は搭載における検討事項等）のため、全ての実施例でこれが可能であるわけではない。そのような実施例では、３６０度全体にわたって設けられていない「不完全な」又は妥協した軸方向追従部であっても、本明細書に記載されている利点のいくつかを提供することができる。
【００４２】
ウィンドウ搭載部のウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ及びＯＷＭＤｂは、壊れやすいウィンドウ２１４ｔ及び２１４ｂに比較的剛性の保護マウントを与えると共にそれらをウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ及びＷＭＰｂに対して密閉するため、比較的厚い（例えば８ミリメートル以上である）ことが望ましい場合がある。本発明者等は、各ケース端部ＣＥＰｔ及びＣＥＰｂに軸方向追従部を含める場合、低減材料厚さＲＭＴ１ｔ（又はＲＭＴ１ｂ）をウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ（又はＯＷＭＤｂ）の最大で７５％に低減させた場合に、ＴＡＧレンズ動作の向上が得られると判断した。いくつかの実施例では、低減材料厚さＲＭＴ１ｔ（又はＲＭＴ１ｂ）をウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ（又はＯＷＭＤｂ）の最大で６５％又は最大で５５％に低減させた場合、更に有利となる可能性がある。これは例えば、第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ（又はＲＴＲ１ｂ）の幅及び／又は形状、軸方向追従部ＡＣＰｔ（又はＡＣＰｂ）における２つ以上の軸方向厚さ低減要素又は溝の存在等によって影響され得る。ＴＡＧレンズは数十又は数百ｋＨｚの周波数で動作し、そのような周波数では比較的剛性で安定したレンズ構造が必要であると共に望ましいことは認められよう。従って「追従増大」は、本明細書に開示され特許請求される原理に従って、（既知のＴＡＧレンズ構造に比べて）ＴＡＧレンズ動作周波数におけるウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ及びＷＭＰｂの軸方向偏向振幅を数十から数百ナノメートルのオーダーで増大させることに関連付けられることが意図された相対的な用語であることは理解されよう。
【００４３】
図３に示されている実施例において、各ケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）では、その低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ（又はＲＴＲ１ｂ）は、対応する第１の低減厚さ領域と同一の広がりを持つか又はそれよりも大きい第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔ（又はＲＳ１ｂ）を含む。第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔ（又はＲＳ１ｂ）は、関連付けられたケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）の隣接表面に対して軸方向にくぼみ、対応する第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ（又はＲＴＲ１ｂ）の低減材料厚さを軸方向に沿って画定する。図３に示されている特定の実施例において、第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔ（ＲＳ１ｂ）は、対向する表面２１６ｔ（２１７ｂ）に対して平行な平面であり、従って対応する第１の低減厚さ領域と同一の広がりを持つ。他の実施形態では、第１のくぼみ表面（例えばＲＳ１ｔ又はＲＳ１ｂと同様）は、所望の場合に湾曲面又は傾斜面を含み得ることは認められよう。そのような場合、第１のくぼみ表面は対応する第１の低減厚さ領域よりも大きく、対応する第１の低減厚さ領域の厚さが関連付けられたウィンドウ実装面厚みの最大で７５％であるという条件を満たすのは第１のくぼみ表面のうち「奥行きの大きい」部分のみである可能性がある。更に、第１のくぼみ表面の形状又はプロファイルに応じて、第１の低減厚さ領域の異なる部分がそれぞれ異なる材料厚さを有し得ることは理解されよう。任意のそのような部分の異なる材料厚さが、関連付けられたウィンドウ実装面厚み（例えばウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔ又はＯＷＭＤｂ）の最大で７５％であることを条件として、そのような部分が、本明細書に開示される原理に従った軸方向追従部ＡＣＰｔ又はＡＣＰｂの定義及び要件に関する前述の基準を満たすことは理解されよう。
【００４４】
図３に示されている実施例において、ケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）は、ウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ（又はＷＭＰｂ）と、ケース端縁部ＣＥＲｔ（又はＣＥＲｂ）と、軸方向追従部ＡＣＰｔ（又はＡＣＰｂ）とを含み、これらは全て単一の連続した材料片で形成されている。第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔ（又はＲＳ１ｂ）は、この単一の連続した材料片に形成された溝の表面部分を含む。図示されている実施例において、ＴＡＧレンズ１７０Ｃは概ね円筒形の形状を有し（例えば図６Ａ及び図６Ｂに示されているように）、単一の連続した材料片に形成された溝は環状溝とすることができる（例えば、３６０度の全体又は大部分にわたって設けられている）。しかしながら、本明細書に開示されている原理に従った任意の構成の様々な他の実施例では、所望の場合、ケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）の様々な要素を個別の要素として形成し、溶接、ろう付け、又は既知の方法に従った他のやり方で接合することで、動作可能なケース端部を形成できることは認められよう。図３に示されている実施例では、第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔはケース端部ＣＥＰｔの内面２１７ｔに位置付けられ、第１のくぼみ表面ＲＳ１ｂはケース端部ＣＥＰｂの外面２１６ｂに位置付けられている。しかしながら、このような構成は単なる例示であって、限定ではない。より一般的には、第１のくぼみ表面は、いずれかのケース端部の内面又は外面のいずれかに位置付ければよい。
【００４５】
図３に示されているように、様々な実施例において、ＴＡＧレンズ１７０（例えば１７０Ｃ）は、光学設計目的のため軸方向に沿って指定された間隔又は既知の間隔を与えるために、光学システム内で、ケース端部ＣＥＰｔ及び／又はＣＥＰｂの当接面ＡＳＰにおいてレンズケース２１０の下端及び／又は上端が光学システムの他のコンポーネントに当接するように組み立てることができる。図６Ａ及び図６Ｂには当接面ＡＳＰも示されている。本明細書に開示されている原理に従って、関連付けられたウィンドウ構成ＷＣＦｔ及びＷＣＦｔのウィンドウ搭載部ＷＭＰｔ又はＷＭＰｂの全ての外面は、そのウィンドウ搭載部の増大した軸方向偏向振幅よりも大きい軸方向の距離だけ、当接面ＡＳＰに対して軸方向にくぼませることができる。このような構成によって、ウィンドウ構成ＷＣＦｔ又はＷＣＦｂは、当接面ＡＳＰに当接する可能性のある係合面と接触することなく、（例えば音波発生要素２２０と共振して）ケース端縁部ＣＥＲｔ又はＣＥＲｂに対して移動／振動／偏向することができる。
【００４６】
図３に示されているように、ＴＡＧレンズ１７０（例えば１７０Ｃ）は、密閉されたシステムにおいて屈折性流体２５０が外部貯蔵部（例えば図６Ａ及び図６Ｂに示されているような外部貯蔵部２８０）との間で行ったり来たりすることを可能とする流路ＦＬＣを含み得る。これは、前述の本願に含まれる３１９号出願に記載されているようないくつかの問題に対処するための利点を有する。図３の例示的な実施例において、図示されている流路ＦＬＣは、外部貯蔵部とレンズケース２１０Ｃとの間に設けられる（例えば貯蔵部交換路ＲＥＣ内に設けられる）チューブＴＢを含み、これを介して屈折性流体２５０はケース空洞ＣＣと外部貯蔵部との間を行ったり来たりすることができる。１つ以上の密閉要素ＳＬ（例えば密閉リング）を含ませて（例えば、レンズケース２１０と外部貯蔵部との間の接続を密閉するためチューブＴＢの周りに位置付けられる）、屈折性流体２５０を密閉して閉じ込めることを保証する。流路ＦＬＣ及び外部貯蔵部に関する他の態様は、３１９号出願を参照することによって理解できる。
【００４７】
図４は、各ケース端部ＣＥＰｔにおいて軸方向追従部ＡＣＰｔを用いる第２の例示的な実施例を含むレンズケース２１０の第２の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズ１７０Ｄの断面図である。前述の（例えば図２及び図３の）ＴＡＧレンズ構成において同様に付番又は図示されているＴＡＧレンズ１７０Ｄの様々な要素は、以下に他の指示がない限り、前述の対応する要素と同様又は類似であると理解できる。
【００４８】
図４に示されているように、ケース端部ＣＥＰｔの軸方向追従部ＡＣＰは更に、ケース端部ＣＥＰｔの外面２１６ｔに位置付けられた第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔを含む。第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔは、関連付けられたケース端部の隣接面（例えば表面２１６ｔ）に対して軸方向にくぼみ、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔの周りに設けられている。いくつかの実施例では、第１及び第２のくぼみ表面ＲＳ１ｔ及びＲＳ２ｔの双方が光軸を中心として３６０度の対応する角度にわたって設けられて、できる限り最良の収差のない光学性能を与えることが望ましい場合がある。
【００４９】
図４に示されている実施例において、第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔは、軸方向に沿って第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔの一部と位置合わせされるように構成され、第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔは、軸方向に沿って第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔの一部（例えば図４に示されている寸法ＳＥＰに対応する部分）の低減材料厚さを画定する。従って、第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔの一部はウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔの最大で７５％である材料厚さＲＭＴ１ｔを有し、第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔの一部は材料厚さＲＭＴ１ｔよりも小さい材料厚さＳＥＰを有することは理解されよう。一般的に言えば、このような構成は、軸方向追従部を構成する設計自由度の向上を可能とすることは理解されよう。例えば図示されている実施例では、図３に示されているＴＡＧレンズ１７０Ｃの軸方向追従部ＡＣＰｔに比べ、ＴＡＧレンズ１７０Ｄの軸方向追従部ＡＣＰｔの軸方向追従が更に増大する。また、これは、ＴＡＧレンズ１７０Ｄの軸方向追従部ＡＣＰｔの中立曲げ軸（neutral bending axis）の位置を、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔの質量中心といっそう緊密に位置合わせするように変化させる。これは、望ましくない非対称（例えばねじれ）共振モード形状等を低減させるために有用であり得る。しかしながら、図４に示されている実施例は単なる例示であって限定ではない。他の実施例では、第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔと同様の第２のくぼみ表面は、軸方向に沿って第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔと完全に位置合わせする（対応する低減材料厚さをどの場所でも寸法ＳＥＰと同一にする）ように構成するか、又は、軸方向に沿って第１のくぼみ表面ＲＳ１ｔのどの部分とも位置合わせしないように構成することができる。後者の構成では、分離距離ＳＥＰは、光軸ＯＡに直交すると共に第１及び第２のくぼみ表面の最も遠いくぼみ部分にそれぞれ一致する第１及び第２の面の間の軸方向に沿った寸法又は距離として規定できる。いくつかのそのような構成において本発明者等は、分離距離ＳＥＰが、関連付けられたウィンドウ搭載部ＷＭＰｔのウィンドウ実装面厚みＯＷＭＤｔの最大で５５％であると有利になり得ると判断した。
【００５０】
図４は、関連付けられたケース端縁部ＣＥＲｔにおいて（電気コネクタ２２５及びこれに付随するカバーの近傍を除いて）ケース端部ＣＥＰｔの外周を取り囲んで設けられる搭載表面ＭＳｔを示している。また、図４は、関連付けられたケース端縁部ＣＥＲｂにおいてケース端部ＣＥＰｂの外周を取り囲んで設けられる搭載表面ＭＳｂも示している。様々な実施例において、ＴＡＧレンズはこのような搭載表面のいずれか一方又は双方を含むことができる。搭載表面ＭＳｔ（又はＭＳｂ）は、半径方向に沿って搭載表面ＭＳｔ（又はＭＳｂ）に力を加える搭載要素（例えば搭載表面に接続する圧縮搭載クランプ）を受容するように構成できる。そのような搭載要素によって加えられる力は、ケース端縁部ＣＥＲｔ（もしくはＣＥＲｂ）又はケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＲｂ）全体に応力を加えるか又はこれを変形させる可能性があるが、この応力又は変形は、システム較正条件とは異なるように発生し、経時的に不安定である、及び／又は動作温度変動等に起因して変化する。このような不安定さは、ＴＡＧレンズを精密計測システムで使用する場合、得られた光学測定値において検出可能である（例えばミクロン範囲内の測定ドリフト）。
【００５１】
図４において第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔは上部ケース端部ＣＥＰｔにのみ示されているが、この実施例は単なる例示であって限定でないことは認められよう。様々な実施例において、いずれかのケース端部の第１のくぼみ表面は、そのケース端部の外面又は内面のいずれかに位置付けることができる。様々な実施例において、いずれかのケース端部の第２のくぼみ表面は、そのケース端部の外面又は内面のいずれかに位置付けることができる。いくつかの実施例では、第１のくぼみ表面が内面に位置付けられている場合は第２のくぼみ表面が外面に位置付けられる。軸方向追従部ＡＣＰに追加のくぼみ表面を含むこれら及びその他の実施例は、本明細書に開示され特許請求される原理に従って実施可能である。
【００５２】
本発明者等は、図４に示されているケース端部ＣＥＰｔの外面２１６ｔに位置付けられた第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔが、軸方向追従部ＡＣＰｔにおける機能に加えて、第２の機能を有し得ることを確定した。第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔは、ケース端縁部ＣＥＲｔ（これは搭載表面ＭＳｔを含む）と軸方向追従部ＡＣＰｔの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔとの間に半径方向に沿って位置付けられた半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣとして作用する。１つのタイプの説明又は記載に従って、第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔに関連付けられた溝又は路を半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣと見なすことができる。半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣは、隣接するケース端縁部ＣＥＲｔの微小なひずみ（例えば半径方向の偏向又は「ローリング（rolling）」）を少なくとも部分的に吸収又は分離することで、比較的追従の高い（compliant）軸方向追従部ＡＣＰｔ又は半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣの半径方向内側にあるケース端部ＣＥＰｔの他の構造に応力を加えるか又はこれをゆがませるように伝達されるはずのひずみを、著しく低減することができる。これは、ＴＡＧレンズ１７０Ｄの動作をいっそう安定させ、本明細書に開示されている軸方向追従部ＡＣＰの使用と相乗作用を有する。まとめると、半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣを強調するＴＡＧレンズ１７０Ｄの代替的な記載に従い、１つの実施例では、ＴＡＧレンズ１７０Ｄは概ね円筒形の形状を有し、第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔは環状領域とすることができ、これは、ケース端縁部ＣＥＲｔと軸方向追従部ＡＣＰｔの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔとの間に半径方向に沿って位置付けられた半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣを含む。特に、図示されている実施例では、半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣは半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣを含み、これは、ケース端部ＣＥＰｔの外面２１６ｔに形成され、ケース端縁部ＣＥＲｔと軸方向追従部ＡＣＰｔの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔとの間に半径方向に沿って位置付けられた環状溝（第２のくぼみ表面ＲＳ２ｔに対応する）である。
【００５３】
上記で概説した記載及び／又は説明に基づいて、図４に示されている半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣは単なる例示であって限定でないことは認められよう。図４に示されている半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣは、ケース端縁部ＣＥＲｔと軸方向追従部ＡＣＰｔの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔとの間に半径方向に沿って位置付けられている。しかしながら、上記で概説した搭載表面ＭＳを含む本明細書に開示されているようなＴＡＧレンズにおいて、半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣは、より一般的には、ケース端部ＣＥＰ内で、搭載表面ＭＳと軸方向追従部ＡＣＰの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１との間の半径方向に沿った任意の所望の位置に配置すればよい。様々な実施例において、（例えば上記で概説したように）外周を取り囲んだ搭載表面ＭＳを含むケース端部は、半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣ又は半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥ（以下で更に説明する）のうち少なくとも一方を含む半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣを含むことができ、これは、光軸ＯＡを中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって設けられ、搭載表面ＭＳと関連する軸方向追従部ＡＣＰの第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１との間に半径方向に沿って位置付けられている。以下で、上記で概説した記載と一致する１つの代替的な半径方向ひずみ分離構成が開示される。
【００５４】
図５は、ケース端部ＣＥＰの一方又は双方で使用できる半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣと組み合わせて、各ケース端部ＣＥＰにおいて軸方向追従部ＡＣＰを用いる第３の例示的な実施例を含むレンズケース２１０の第３の例示的な実施例を備えたＴＡＧレンズ１７０Ｅの断面図である。図５に示されているケース端部ＣＥＰｔ及びＣＥＰｂにおける要素及び特徴の大部分は図４に示したものと同様であり、同様に理解することができる。従って、以下では、図５に示されている半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣに関連した著しい相違点のみを説明する。
【００５５】
図５に示されているように、半径方向ひずみ分離構成ＲＳＩＣは、半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣ及び半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥを含み、これらは各々、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって設けられていると理解される。半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥは、いくつかの実施例では対応する角度を取り囲む１つの連続セクションを含み、又は、他の実施例では複数のセクションＲＣＢＥ’のセットを含み、対応する角度をセットとして取り囲んで設けられ得ることは理解されよう（例えば図６Ａ及び図６Ｂに示されている）。半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣ及び／又は半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥの各々は、ケース端部ＣＥＰｔ（又はＣＥＰｂ）において、搭載表面ＭＳと関連する軸方向追従部ＡＣＰｔ（又はＡＣＰｂ）の第１の低減厚さ領域との間に半径方向に沿って位置付けられている。図示されている実施例では、ＴＡＧレンズ１７０Ｅは概ね円筒形の形状を有し、第１の低減厚さ領域ＲＴＲ１ｔ及びＲＴＲ１ｂは環状領域とすることができ、半径方向ひずみ吸収路ＲＡＳＣはケース端部ＣＥＰｔ又はＣＥＰｂの外面に形成された環状溝を含むことができる。具体的には、半径方向ひずみ吸収路ＲＡＳＣを形成する環状溝は、ケース端縁部ＣＥＲｔ又はＣＥＲｂに位置付けられ、隣接する半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥの内壁を形成するように構成されている。この半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥは、概ね環状の形状又は構成を有し（例えば図６Ａ及び図６Ｂに示されているように）、搭載面ＭＳｔ又はＭＳｂである外周面を有する。
【００５６】
図４に関して上記で概説したものと同様の１つのタイプの説明又は記載によると、図５の半径方向ひずみ吸収路ＲＡＳＣを形成する環状溝は、隣接する半径方向追従曲げ要素ＲＣＢＥの微小なひずみ（例えば半径方向の偏向又は「ローリング」）を少なくとも部分的に吸収又は分離することで、比較的追従の高い軸方向追従部ＡＣＰ又は半径方向ひずみ吸収路ＲＳＡＣの半径方向内側にあるケース端部ＣＥＰの他の構造に応力を加えるか又はこれをゆがませるように伝達されるはずのひずみを、著しく低減することができることは認められよう。これは、ＴＡＧレンズ１７０Ｅの動作をいっそう安定させ、本明細書に開示されている軸方向追従部ＡＣＰの使用と相乗作用を有する。
【００５７】
図６Ａ及び図６Ｂは、それぞれ、図５に示されているＴＡＧレンズ１７０Ｅと実質的に同様又は同一であるＴＡＧレンズ１７０Ｆの等角投影図及び上面図であり、前述の本願に含まれる３１９号出願に含まれる開示に基づいて理解され得る外部貯蔵部２８０の一般的な実施例を含む。従って図６Ａ及び図６Ｂは、本明細書の前述の図を参照して記載された同様の番号を有する様々な要素及び特徴の異なる図示を含む明解な図として、更に説明を行わなくても理解することができる。
【００５８】
上記で概説した軸方向追従部ＡＣＰは、それらの「幾何学的セクション（ｇｅｏｍｅｔｒｉｃ  ｓｅｃｔｉｏｎ）」特性を変更及び低減させて軸方向追従部ＡＣＰの軸方向剛性を低減させる「低減厚さ」構成によって軸方向追従増大を達成したが、軸方向に沿った厚さを不必要に低減することなく軸方向追従部ＡＣＰの弾性率を低減させることによっても同様の結果を達成できることは認められよう。例えば、米国特許出願第２００６／０２１１８０２Ａ１号及び／又は第２０１０／０１３７９９０Ａ１号に開示されているように、ケース端部ＣＥＰのような部分を３Ｄ印刷及び焼結金属粉末から製造して、所望の領域に所望の量の多孔度を与えることが知られている。既知の方法に従って実用的な所望の多孔率を与える製造技法によって密度が達成される場合、金属材料の弾性率は極めて大まかに密度に比例し得ることが知られている。従って、このような製造技法を使用し、本明細書に開示されている原理に従った１つの実施例では、各ケース端部における少なくとも軸方向追従部は、平均密度を無孔密度（non-porous density）の最大で７５％に低減させた多孔度を含む金属組成の材料領域を含み、この材料領域は、光軸を中心として少なくとも２７０度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部を取り囲んで設けられている。記載の目的のため、そのような軸方向追従増大領域は、本明細書に開示されている様々なくぼみ表面の形状に概ね一致する軸方向に沿った形状又は突起を有し得るが、その追従は断面でなく材料の弾性率低減によって増大されるので、くぼみ表面を含む必要はないことは理解されよう。その多孔度又は密度はいくつかの実施例では比較的均一であり、又は、他の実施例では所望の場合に軸方向もしくは半径方向に沿って徐々に変化させ得ることは理解されよう。密度を低減させた多孔性材料の使用は、軸方向追従部ＡＣＰに限定される必要はなく、所望の場合はケース端部ＣＥＰの一部又は全部において使用できる。
【００５９】
本開示の好適な実施例について図示及び記載したが、本開示に基づいて、図示及び記載した要素の構成及び動作のシーケンスにおける多数の変形が当業者には明らかであろう。種々の代替的な形態を用いて本明細書に開示された原理を実施することができる。更に、上述の様々な実施例を組み合わせて別の実施例を提供することも可能である。これらの様々な特許及び出願の概念を用いて更に別の実施例を提供するために必要な場合は、上述の実施例の態様は変更可能である。
【００６０】
前述の記載に照らして、実施例にこれら及び他の変更を行うことができる。一般に、以下の特許請求の範囲において、使用される用語は本明細書に開示される特定の実施例に特許請求の範囲を限定するものとして解釈されず、そのような特許請求の範囲の権利が与えられる（entitled）均等物の全範囲に加えて、本明細書に開示される原理及び教示に基づく全ての可能な実施例を包含するものとして解釈されるべきである。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【外国語明細書】
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