(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも一つの周辺係留ゾーン（２．３）、中央ゾーン（２．１）、中央ゾーン（２．１）と周辺係留ゾーン（２．３）との間の中間ゾーン（２．２）を有する軟質フィルム（２０）を含む可逆的に変形可能な膜（２）であって、係留ゾーン（２．３）のレベルで支持体（１）に係留されている膜と、支持体に担持された一又は複数の固定電極及び一又は複数の可動部分（５．１）を有する静電アクチュエーション手段（５）とを備えた光学素子であって、支持体及び膜が、フィルム（２０）の面の一つと接触する一定容積の液体（４）を閉じ込めるのに寄与しており、アクチュエーション手段の可動部分の各々が、一方の端部に中間ゾーン（２．２）に位置するフィルム留め領域（２００）に機械的に留められた足部（５．１２）を有し且つ他方の端部が自由端（５．１３）である脚部（５．１１）から形成されており、脚部（５．１１）には少なくとも自由端側に可動電極（５．２）が組み込まれ、静電アクチュエーション手段（５）が停止位置から作働位置へと駆動されると、可動電極（５．２）が、留め領域（２００）のレベルに位置する液体（４）に対向して配置された固定電極（６．２）の方に引き付けられて、この液体（４）を中央ゾーン（２．１）の方に変位させることにより、膜の曲率半径が調整されることを特徴とする、光学素子。
【請求項２】
脚部（５．１１）の自由端（５．１３）が、足部（５．１２）を挟んで中央ゾーン（２．１）の反対に配置されるか、又は足部（５．１２）を挟んで周辺係留ゾーン（２．３）の反対の中央ゾーン（２．１）側に配置される、請求項１に記載の光学素子。
【請求項３】
フィルム（２０）が、その表面全体に亘って延びる少なくとも一つの連続層（２０．１）を備える、請求項１又は２に記載の光学素子。
【請求項４】
足部（５．１２）が、フィルム（２０）に固定されるか又はフィルム（２０）の一部を形成する、請求項１ないし３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項５】
脚部（５．１１）の自由端が分かれている、請求項１ないし４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項６】
足部（５．１２）が分岐を有しており、各分岐から脚部（５．１１）が生じている、請求項１ないし５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項７】
足部（５．１２）が複数の脚部（５．１１）と協働する、請求項１ないし６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項８】
可動部分（５．１）が単一の足部（５．１２）を共有する、請求項１ないし７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項９】
脚部（５．１１）が可動電極（５．２）と合体する、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１０】
可動電極（５．２）が脚部（５．１１）の構成要素の一つである、請求項１ないし８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１１】
膜（２）が更に、フィルム（２０）上を走る可動電極（５．２）に接続された導電性パス（５．２０）を備える、請求項１ないし１０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１２】
導電性パス（５．２０）が、フィルム（２０）上で、脚部（５．１１）を中心として実質的に対称な二つのストランド（５．２０ａ、５．２０ｂ）に分割している、請求項１１に記載の光学素子。
【請求項１３】
フィルム（２０）が、中間ゾーン（２．２）のレベルに強化領域（２．２１）を備え、そのレベルで足部（５．１２）がフィルム（２０）に留められる、請求項４ないし１２のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１４】
フィルム（２０）が係留ゾーン（２．３）と中間ゾーン（２．２）の間に高軟質ゾーン（２．４）を備える、請求項１ないし１３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１５】
フィルム（２０）が中央ゾーン（２．１）と中間ゾーン（２．２）の間に補強ゾーン（２．５）を備える、請求項１ないし１４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１６】
脚部（５．１１）が、端から端までの間に配されて異なる方向に延びる複数のセグメント（５０、５１）を備える、請求項１ないし１５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１７】
足部（５．１２）が機械的固着素子（３２’）によってフィルム（２０）に固定されている、請求項４ないし１６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１８】
自由端（５．１３）がフィルム（２０）の縁を越えて延びている、請求項１ないし１７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項１９】
フィルム（２０）が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂から選択される有機材料、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムから選択される無機材料、チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から選択される金属材料からなる、請求項１ないし１８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２０】
可動部分（５．１）が、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂から選択される有機材料、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムから選択される無機材料、チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物、金、クロムから選択される金属材料からなる、請求項１ないし１９のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２１】
固定電極（６．２）が一又は複数の可動電極（５．２）と協働する、請求項１ないし２０のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２２】
作働位置において、可動電極（５．２）が、少なくとも一つの電気的絶縁材料（７）によって固定電極（６．２）から離間されている、請求項１ないし２１のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２３】
脚部（５．１１）が、作働位置において可動電極（５．２）が支持体（１）と機械的に接触しないように実質的に剛性である、請求項１ないし２２のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２４】
静電アクチュエーション手段（５）の可動部分（５．１）が液体（４）と接触しているか又は液体と接触していない、請求項１ないし２３のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２５】
静電アクチュエーション手段（５）の可動部分（５．１）が、作働位置において、少なくとも一つの誘電ストップ（８）に機械的に接触することとなる、請求項１ないし２４のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２６】
静電アクチュエーション手段（５）に適用される電圧を制御する手段（８０）であって、前記電圧は可動電極（５．２）と固定電極（６．２）の間に存在する間隔に依存する、手段（８０）を更に備える、請求項１ないし２５のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２７】
少なくとも一つの固定された犠牲脚部（５１１）を更に備え、犠牲脚部の自由端（５．１３）が支持体（１）に留められており、当該固定された犠牲脚部（５１１）は、エネルギ源（Ｕ）に接続されて、犠牲脚部が接続している足部（５．１２）を介して可動部分（５．１）の少なくとも一つの可動電極（５．２）にエネルギを供給する、請求項１ないし２６のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２８】
膜（２）のフィルム（２０）が機械的係留手段（３２）によって支持体（１）に係留されている、請求項１ないし２７のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項２９】
可変焦点距離を有する液体レンズ、適応光学における光学収差補正を有する液体レンズ、変形膜を有する鏡であることを特徴とする、請求項１ないし２８のいずれか一項に記載の光学素子。
【請求項３０】
変形膜を有する光学素子の製造方法であって：
−開始基板（１３０、１５０）上に第一犠牲モールド（１３５、１５５）を形成し、
−膜（２）の変形フィルム（２０）を、フィルムの周辺係留ゾーン（２．３）が支持体（１）上に係留されるように第一犠牲モールド（１３５、１５５）上に付着させ、
−後で静電アクチュエーション手段（５）から形成される少なくとも一つの導電性可動部分（５．１）にエネルギを供給するフィルム（２０）上を走る少なくとも一つの導電性パス（１３６、１５６）を形成し、
−静電アクチュエーション手段（５）の可動部分（５．１）であって、係留ゾーン（２．３）と中央ゾーン（２．１）の間にある中間ゾーン（２．２）で膜（２）のフィルム（２０）に留められた足部（５．１２）を持たなければならない可動部分（５．１）のために、フィルム（２０）及び開始基板（１３０、１５０）上に延びる第二犠牲モールド（１３７、１５７）を形成し、
−可動部分（５．１）を第二犠牲モールド上に付着させ、
−第二犠牲モールド（１３７、１５７）を、自由端（５．１３）と足部（５．１２）に接続された一つの端部とを持つ可動部分（５．１）の脚部（５．１１）を自由にするために除去し、
−可動部分（５．１）及びフィルム（２０）を、開始基板（１３０、１５０）上に変位された保護素子（１３８、１５８）で保護し、
−可動部分（５．１）に対向する固定電極（６．２）を形成し、
−第一犠牲モールド（１３５、１５５）を、開始基板又は膜を通るアクセス手段（１４３、１６３）によって除去し、
−液体（４）を、フィルム（２０）と保護素子（１３８、１５８）の間か又は第一犠牲モールド（１３５、１５５）の位置に閉じ込める、
方法。
【請求項３１】
導電性パス（１３６、１５６）を、開始基板（１３０、１５０）を横断する金属孔（１４４、１６４）によって、開始基板（１３０、１５０）を挟んでフィルム（２０）の反対にある接触パッド（１４２、１６２）に電気的に接続する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
可動部分（５．１）が液体（４）内に位置するとき、固定電極（６．２）を、液体（４）のためのカップ（３）を画定する壁（１４０）が設けられ且つ壁（１４０）によって開始基板（１３０）に固定された透明基板である保護素子（１３８）上に形成する、請求項３０又は３１に記載の方法。
【請求項３３】
可動部分（５．１）が液体（４）内に位置するとき、第一犠牲モールド（１３５）を除去する働きを持つ開始基板（１３０）内の孔（１４５）が、少なくとも中央ゾーン（２．１）のサイズを有する、請求項３０ないし３２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項３４】
可動部分（５．１）がフィルム（２０）を挟んで液体（４）の反対に位置するとき、固定電極（６．２）を、フィルム（２０）が固定電極（６．２）を覆うように、フィルム（２０）付着前に開始基板（１５０）を担持する誘電層（１５１）上に形成する、請求項３０に記載の方法。
【請求項３５】
可動部分（５．１）がフィルム（２０）を挟んで液体（４）の反対に位置するとき、保護素子（１５８）が透明キャップである、請求項３０ないし３４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点距離を有する液体レンズ、適応光学における光学収差補正を有する液体レンズ、又は変形膜を有する鏡といった、変形膜を有する光学素子に関する。
【０００２】
全種類の可変焦点距離液体レンズの中には、少なくとも一つが移動しうる壁の間で定容量で作働する光学液体の形態のものがある。光学液体は、光の屈折に適した光学特性を持ち、且つ１以上、典型的には１．４又は１．５の屈折率を有する液体を意味するものとされる。以下では単に液体なる語を用いる。しかし、この種のレンズは、それらの焦点距離を変化させるための機械構造が複雑であり、そういったレンズのサイズ、コスト、及び信頼性に不利益が生じるため、電話のカメラに組み込まれるような小型カメラでは殆ど利用されていない。
【０００３】
例えば可視で動作するこれらの小型カメラは、「コンパクトカメラモジュール」の頭字語ＣＣＭで知られている。それらは、湿潤性を修正するために電圧が印加される一つ又は二つの液体からなるレンズを備えることが多い。
【０００４】
しかしながら、特に自動焦点機能、及びズーム機能など、数々の開発が進行中である。これらの機能の導入において、反応時間のできる限りの短縮が目的とされる。より多くの場合、コスト、サイズ、及びエネルギ消費を低減するためにこれら小型カメラになるべく多くの構成要素を組み込むことが目的とされる。
【０００５】
また別の適用は赤外線（ＩＲ）で動作するカメラに関する。一体化の面での進歩は少なく、殆どの場合、光学はカメラから切り離されている。特に光学の組み込み（カメラモジュールの構築）、自動焦点機能の導入など、いくつかの開発が進行中であるが、今のところ、関連する技術的解決法は知られておらず、定義が必要である。
【０００６】
変形鏡の適用において、前記鏡は反射型である。鏡の焦点距離、ひいてはその曲率半径の調整が所望されうる。こういった鏡は眼科学又は適応光学で用いられうる。
【背景技術】
【０００７】
可変焦点距離光学素子、例えば、少なくとも一つが可動である二つの壁の間で定容で作働する液体からなる可変焦点距離液体レンズは、いくつかの特許、例えば：米国特許５９１７６５７、米国特許６３４４９３０、特開平１０−１４４９７５、特開平８−１１４７０３、米国特許５１３８４９４、国際公開ＷＯ２００３／１０２６３６、特開２００２−２４３９１８、及び特開昭６０−２２０３０１の目的とされてきた。
【０００８】
これらの特許文献はいずれも携帯電話カメラへの適用に言及しておらず、むしろ例えばメガネ、光学顕微鏡、及びデジタルカメラへの適用に言及している。実際に、膜に関連する機械構造は全て非常に複雑で、この種類の適用にはコストが掛かりすぎる。
【０００９】
図１５Ａ、１５Ｂは、米国特許５９１７６５７に記載の可変焦点距離液体レンズの二つの例を示す。これらのレンズを選択したのは、それらが最も複雑でないレンズを図示しているためである。
【００１０】
図１５Ａの液体レンズ１０００は、第一の中央透明弾性フィルム１０６ａ、第二の中央透明弾性フィルム１０６ｂ、周辺弾性フィルム１０４、及び周辺容器１０５からなる。第一及び第二透明弾性フィルム１０６ａ、１０６ｂは互いに対向して配される。周辺弾性フィルム１０４は第一透明弾性フィルム１０６ａの周りに固定され、その組立が第一変形フィルムを形成する。第一膜は周辺容器１０５の一面に係留される。第二膜は第二弾性フィルムからなる。それは周辺容器の別の面に係留される。これらの構成要素は全て互いに密封してシールされ、液体１０３を含む。液体１０３を加圧する働きを持つレンズ１０２の静電アクチュエーション手段は、周辺弾性フィルム１０４のレベルで駆動する。それらは、冠状の容器２０３に配された複数のアクチュエータ２０１から形成される。当該容器は比較的厚い。それらは周辺弾性フィルム１０４上に変位したリングを介して膜に作用する。二つの容器１０５、２０３は対向して組み立てられる。透明弾性フィルムのみが光学的な役割を持ち、周辺弾性フィルムは機械的な役割のみを持つ。
【００１１】
これらの液体レンズ１０００はこれより挙げる欠点を有する。
【００１２】
重要な欠点は、特に容器のせいで嵩張って複雑な種類のアクチュエーション（駆動）に関連する。
【００１３】
これらのレンズの製造方法は統合的且つ多くの専門分野に亘る。それらの方法は、フィルムを精巧に作成及び成形するためのプラスチック加工に由来する技術、容器を形成するための射出及び機械加工技術を含む。密封してフィルムを容器に組み立てる方法は、シーリングの性質（プラスチック−プラスチック、プラスチック−ガラス、プラスチック−金属）によって異なる。加えて、なされるべきシーリングは全てが同一面内にあるわけではなく、それによりフィルム又はウェハの精巧な取り扱いが必要となり、よって採用される方法及び必要な工具が非常に複雑となる。それらの技術は、微小電気機械システムＭＥＭＳ又は微小光電気機械システムＭＯＥＭＳの形成に採用される従来のバッチ製造方法に適合しない。その結果、サイズと同様にそれらのコストも高いままである。
【００１４】
更に、組立中に透明弾性フィルムを周辺弾性フィルムに配置すること、及び変位中にリングを周辺弾性フィルム２０上に完全に正しく配置することは困難である。また、アクチュエータをリングに対して完全に正しく配置することも困難である。配置が完全でないと、光学収差が生じ、得られる画像の品質が低下する。
【００１５】
更に、停止中だけでなく動作中にも静電アクチュエーション手段によって変位されることとなる周辺弾性フィルムは、係留のレベルで周辺容器の表面に対してできる限り平行である必要がある。そうでなければ、光学収差が生じ、得られる画像の品質が低下する。実際に、図１５Ｂに、米国特許５９１７６５７に記載の液体レンズが静電アクチュエーション手段を除いて断面図で示されている。光学収差のあらゆるリスクを避けるために、面内において、シーリングのレベルで膜の一部が容器及び膜を構成する異なるフィルム間のシーリングまで延びる主平面は、実質的に平行でなければならない。推奨される複数のシーリングを有するこれらの結果を達成することは非常に難しい。
【００１６】
更に、複数のフィルムが互いに継ぎ接ぎ式に、及び容器に密封してシールされて液体を封入するため、漏出のリスクが少なくない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】米国特許５９１７６５７
【特許文献２】米国特許６３４４９３０
【特許文献３】特開平１０−１４４９７５
【特許文献４】特開平８−１１４７０３
【特許文献５】米国特許５１３８４９４
【特許文献６】国際公開ＷＯ２００３／１０２６３６
【特許文献７】特開２００２−２４３９１８
【特許文献８】特開昭６０−２２０３０１
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、上述した欠点、つまり複雑なアクチュエーション手段及びそれらのサイズ、光学収差、高い漏出リスク、マイクロエレクトロニクス環境との不適合、マイクロエレクトロニクスで用いられる基準による集約的製造の不可能性を持たない、液体レンズ又は鏡といった変形膜を有する光学素子を提供することを正に目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この目的を達成するために、本発明は、少なくとも一つの周辺係留ゾーン、中央ゾーン、中央ゾーンと周辺係留ゾーンの間の中間ゾーンを有する軟質フィルムを備えた可逆的に変形可能な膜を備えた光学素子を提案する。膜は、その係留ゾーンのレベルで支持体に係留される。膜はまた、支持体に担持された一又は複数の固定電極及び一又は複数の可動部分を有する静電アクチュエーション手段を備える。支持体及び膜は、フィルムの面の一つと接触する一定容積の液体を閉じ込めるのに寄与する。静電アクチュエーション手段の可動部分はそれぞれ、片側が、中間ゾーンにあるフィルム留め領域に機械的に留められた足部で、もう一方の側が自由端で終端している脚部から形成される。脚部は、少なくともその自由端側に可動電極を組み込む。静電アクチュエーション手段の停止位置から作働位置への駆動（アクチュエーション）は、可動電極を反対に置かれた固定電極の方に引き付け、及び留め領域のレベルに位置する液体を中央ゾーンの方に変位させ、膜の曲率半径を調整する効果を持つ。
【００２０】
脚部の自由端は、足部を挟んで中央ゾーンの反対側に配置されうるか、又は足部を挟んで周辺係留ゾーンの反対側の中央ゾーン側に配置されうる。
【００２１】
漏出を防ぐために、フィルムは、その表面全体に亘って延びる少なくとも一つの連続層を備える。
【００２２】
足部はフィルムに固定されるか又はフィルムの一部を成すことができる。
【００２３】
静電アクチュエーション手段の能率を上げると同時に膜のサイズを抑えるために、脚部の自由端を分割することができる。
【００２４】
足部は分岐を有し、各分岐から脚部が生じることが更に可能である。
【００２５】
特定の可動部分、少なくとも静電アクチュエーション手段に命令を下すために、足部は複数の脚部と協働することが可能である。
【００２６】
可動部分は単一の足部を共有するように設定することが更に可能である。
【００２７】
脚部は可動電極と合体しうるか又は、全く逆に、可動電極は脚部の構成要素の一つでありうる。
【００２８】
膜は更に、フィルム上を走る可動電極に接続された導電性パスを備えうる。
【００２９】
静電アクチュエーション手段の駆動中に引き起こされる機械的応力をできる限り対称とするために、導電性パスはフィルム上で、脚部を中心として実質的に対称な二つのストランドに分かつことが可能である。
【００３０】
駆動効率を向上するために、フィルムは中間ゾーンのレベルに強化領域を備えてよく、そのレベルで足部がフィルムに留められる。
【００３１】
同様の目的で、フィルムは係留ゾーンと中間ゾーンの間に高軟質ゾーンを備えることが可能である。
【００３２】
また同様の目的で、フィルムは中央ゾーンと中間ゾーンの間に補強ゾーンを備えることが可能である。
【００３３】
効率を下げることなく小型化を実現するために、脚部は異なる方向に延びる、端から端までの間に配された複数のセグメントを備えることが可能である。
【００３４】
機械的素子が、足部をフィルムに固定するために提供されうる。
【００３５】
脚部の自由端はフィルムの縁を越えて延びうる。
【００３６】
フィルムは、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂から選択される有機材料、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムから選択される無機材料、チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）から選択される金属材料からなってよい。より広くは、フィルムの構成材料は、フィルムに以下に記載する機械的特性、並びに適用すなわち透過又は反射適用に適した光学特性を付与しなければならない。
【００３７】
同様に、静電アクチュエーション手段の可動部分は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂から選択される有機材料、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムから選択される無機材料、チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、金、クロムから選択される金属材料からなってよい。より広くは、静電アクチュエーション手段の可動部分の構成材料は、該部分に以下に記載する電気及び機械的特性を付与しなければならない。
【００３８】
固定電極は、一又は複数の可動電極と協働することが可能である。
【００３９】
短絡のリスクを回避するために、作働位置で可動電極は、少なくとも一つの電気的絶縁材料によって固定電極から離間される。
【００４０】
脚部は、作働位置で可動電極が支持体と機械的に接触しないように実質的に剛性に設計されうる。
【００４１】
静電アクチュエーション手段の可動部分は、液体と接触しても又は液体と接触しなくてもよい。
【００４２】
更に短絡を避ける目的で、静電アクチュエーション手段の可動部分は、作働位置で、少なくとも一つの誘電ストップに対して機械的に接触することとなることが可能である。
【００４３】
静電アクチュエーション手段の命令の効率を上げるために、光学素子は更に、可動電極と固定電極の間に存在するスペーサの機能として静電アクチュエーション手段の制御手段を備えうる。
【００４４】
静電アクチュエーション手段の可動部分へのエネルギ供給を容易にするために、光学素子は更に少なくとも一つの固定された犠牲脚部を備え、その自由端は支持体に留められており、当該固定された犠牲脚部は、エネルギ源に接続されて、それが接続される足部を介して可動部分の少なくとも一つの可動電極に供給することが意図されている。
【００４５】
漏出のリスクを避けるために、膜のフィルムは機械的係留手段によって支持体に係留されうる。
【００４６】
光学素子は、可変焦点距離を有する液体レンズ、適応光学における光学収差補正を有する液体レンズ、変形膜を有する鏡でありうる。
【００４７】
本発明はまた、変形膜を有する光学素子の製造方法であって：
−開始基板上に第一犠牲モールドが形成され、
−膜の変形フィルムが、フィルムの周辺係留ゾーンが支持体上に係留されるように犠牲モールド上に付着され、
−静電アクチュエーション手段から後に形成される少なくとも一つの導電性可動部分にエネルギを供給するフィルム上を走る少なくとも一つの導電性パスが形成され、
−静電アクチュエーション手段の可動部分のための第二犠牲モールドが形成され、ここで当該第二犠牲モールドはフィルム及び基板上に延び、可動部分は、係留ゾーンと中央ゾーンの間にある中間ゾーンで膜のフィルムに留められた足部を持たなければならない、
−可動部分が第二犠牲モールド上に付着され、
−第二犠牲モールドが、自由端と足部に接続された端部とを持つ可動部分の脚部を自由にするために除去され、
−可動部分及びフィルムが、基板上に変位された保護素子で保護され、
−可動部分に対向する固定電極が形成され、
−第一犠牲モールドが、基板又は膜を通るアクセス手段によって除去され、
−液体が、フィルムと保護素子の間か又は第一犠牲モールドの位置に閉じ込められる、
方法に関する。
【００４８】
導電性パスは、開始基板を横断する金属孔によって、開始基板を挟んでフィルムの反対にある接触パッドに電気的に接続されうる。
【００４９】
可動部分が液体内に位置するとき、固定電極は、液体のためのカップを画定する壁が設けられ且つ壁によって開始基板に固定された透明基板である保護素子上に形成されうる。
【００５０】
可動部分が液体内に位置するとき、第一犠牲モールドを除去する働きを持つ基板内の孔は、好ましくは少なくとも中央ゾーンのサイズを有するものである。
【００５１】
或いは、可動部分がフィルムを挟んで液体の反対に位置するとき、固定電極は、フィルムが固定電極を覆うように、フィルム付着前に開始基板を担持する誘電層上に形成されうる。
【００５２】
可動部分がフィルムを挟んで液体の反対に位置するとき、保護素子は好ましくは透明キャップである。
【００５３】
本発明は、実施例の記載を読み、添付の図面を参照することによってより良く理解され、それらの実施例は純粋に例示のためのもので限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】図１Ａないし１Ｆは、停止位置及び作働位置にある本発明による光学素子の異なる代替案を示す。
【図２】図２Ａ、２Ｂは、膜の支持体への係留の詳細を示す。
【図３】図３Ａないし３Ｉは、光学素子の膜及びそれらの可動部分の足部の留め領域の上面図を示す。
【図４】図４Ａないし４Ｅは、膜の可動部分の異なる代替案を示す。
【図５】図５Ａないし５Ｄは、係留、中間、中央ゾーンに加えて特定の地理ゾーンを有する異なる膜の代替案の上面図を示す。
【図６】図６Ａないし６Ｑは、本発明による光学素子の膜の異なる実施例の断面図を示す。
【図７】図７Ａ、７Ｂは、円形ではない本発明による光学素子の膜を示す。
【図８】図８Ａ、８Ｂは、停止位置及び作働位置にある本発明による光学素子を示し、ここで停止中膜は凸状である。
【図９】図９Ａ、９Ｂは、可動部分の脚部が折られている本発明による光学素子の膜を示し、図９Ｃは、その自由端が中央ゾーンのレベルにある一つの脚部を有する膜を示す。
【図１０】図１０Ａ、１０Ｂは、脚部が分かれている可動部分と、脚部が単一である可動部分との比較を可能にするものである。
【図１１】図１１は、静電アクチュエーション手段の制御手段を具備した本発明による光学素子を示す。
【図１２】図１２Ａないし１２Ｆは、本発明による光学素子の膜の可動電極及び可動部分及びそのエネルギ供給の異なる特徴を示す。
【図１３】図１３Ａないし１３Ｏは、静電アクチュエーション手段の可動部分が液体と接触する本発明による光学素子を形成する異なる段階を示す。
【図１４】図１４Ａないし１４Ｍは、静電アクチュエーション手段の可動部分が液体と接触しない本発明による光学素子を形成する異なる段階を示す。
【図１５】図１５Ａ、１５Ｂは、既に述べた先行技術による液体レンズを示す。
【００５５】
以下に記載される異なる図面の同一、類似又は同等の部分には、一つの図面から次の図面への進行を容易にするために同一の参照番号が付与される。
【００５６】
図をより読みやすくするために、図示された異なる部分は必ずしも均等なスケールではない。
【発明を実施するための形態】
【００５７】
本発明の目的である光学素子の膜２の二つの実施例をこれより図１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ、１Ｅ、１Ｆを参照しながら論じる。膜２は、少なくとも三つの別個のゾーンを有する軟質フィルム２０を備え、そのうち一つは支持体１上に漏れないように係留されることが意図された周辺係留ゾーン２．３である。また、光学素子が液体レンズ４である場合は変形して膜の曲率半径を調整し且つ焦点距離を変更するか、光学収差補正を有するレンズの場合は光学収差を補正するか、又は鏡の場合は反射角度を変更することを目的とする中央ゾーン２．１もある。最後に、中央ゾーン２．１と周辺係留ゾーン２．３の間に中間ゾーン２．２が区別されうる。
【００５８】
支持体１と膜２とが液体４を閉じ込める。例では、支持体１は、定量の液体４を含有するカップ３を備えた基板である。支持体１は主平面ｘ、ｙに沿って延びる。カップ３は底部３．１及び縁３．２を有する。
【００５９】
光学素子がレンズ１０の場合、光ビーム（図示せず）はレンズ１０を横断し、膜２、液体４及びカップ３の底部３．１のレベルで支持体１を通って伝播することが意図されている。カップ３は必ず必要ではなく、支持体１は、図１４Ａないし１４Ｍに記載のように実質的に平坦な基板であってよい。
【００６０】
底部３．１は用いられる光ビームに透過的である。支持体１は図１のようにモノリシックであるか又は図１３Ｍのように底部に組み立てられた枠から形成されうる。光ビームは、また光場と呼ばれる中央ゾーン２．１のレベルで膜２を横断する。中央ゾーン２．１は透過的である。中央ゾーンで用いられる光学的に有用なゾーンは、中央ゾーン２．１の全表面よりも小さくてよいことは非常に明らかである。
【００６１】
これより、膜２の当該ゾーンを表すために時には中央ゾーン２．１なる表現、時には光場なる表現が使われる。
【００６２】
量が一定である液体４は、プロピレンカーボネート、水、屈折率液、光学油、又はイオン液体であってよい。液体レンズの場合は光学特性、例えば透過して動作する光学素子では光学指数で特に選択される。
【００６３】
光学素子が変形膜を有する鏡である場合、そういった膜は入射光ビームを反射することが意図されるため、膜は反射的であろう。光場は透過的ではないであろう。
【００６４】
膜２は、液体４と流体媒質の間のバリアとして機能する軟質フィルム２０を備え、該流体媒質は液体４を挟んでバリアの反対側に位置する。当該流体は、簡単には空気か別の気体、更に又は別の液体でありうる。膜２は少なくとも中央ゾーン２．１で、液体４と接触する主面及び流体と接触する別の面を有し、当該別の面が屈折面（ジオプタ）を成す。膜２の材料は、膜を不可逆的に劣化させることなく、外部圧力、例えば液体４の膨張、衝撃、引力による液体の重量に耐えうるように選択される。
【００６５】
膜２は、図１Ｅ、１Ｆで円形に図示されているが、他の形状も想定されうる。
【００６６】
膜２は、静電アクチュエーション手段５の駆動中に膜２を変形させる少なくとも一つの可動部分５．１を備える。静電アクチュエーション手段５は一又は複数の静電アクチュエータ５００からなり、各アクチュエータは、支持体１に留められた固定電極６．２と、可動電極５．２を組み込む膜２のフィルム２０によって担持される可動部分５．１とを備える。
【００６７】
各可動部分５．１は、膜２の中間ゾーン２．２に位置する留め領域２００のレベルでフィルム２０に留められた足部５．１２で一端が終端する脚部５．１１を備える。脚部５．１１は、もう一方の端部が、少なくとも一つの自由で可動の端部５．１３で終端する。脚部５．１１は、少なくともその自由端５．１３の側で可動電極５．２を組み込む。可動電極５．２は、脚部と合体するか又は脚部の構成要素の一つでありうる。脚部５．１１は足部５．１２から膜２の縁へと突出する。脚部５．１１は、足部５．１２を除いて、膜２と実質的に平行である。その自由端５．１３は膜２の縁を超えて延びうるが、これは図１Ｃ、１Ｄに図示されるように必須ではない。より広くは、その自由端５．１３は、足部５．１２を挟んで中央ゾーン２．１の反対にある。停止中、自由端５．１３は支持体１と接触しても接触しなくてもよい。静電アクチュエーション手段５が複数の静電アクチュエータ５００を備える限り、それは膜２の周囲に実質的に一定の間隔で広げられうる。これにより、膜２の中央ゾーン２．１の変形をできる限り均一にすることができる。
【００６８】
このために、静電アクチュエータ５００は、光場の対称性に配慮するために好ましくは対称的に配置されることとなる。
【００６９】
しかしながら、適応光学における適用の場合、当該特性は不要で、足部５．１２の位置は光場の対称性を重要としない。
【００７０】
図１Ｅ、１Ｆに図示されたような円形膜２の例で、脚部５．１１は半径方向に配される。図１Ｆには、膜２のフィルム２０上の足部５．１２の留め領域２００が図示されている。
【００７１】
静電アクチュエーション手段５の駆動中、停止位置から作働位置へと、可動電極５．２が固定電極６．２によって引き付けられる。図１で、図１Ａ及び１Ｃは停止位置に対応し、図１Ｂ及び１Ｄは作働位置に対応する。
【００７２】
駆動は、適切な値の電位差がアクチュエータ５００の固定電極６．２と可動電極５．２の間に印加される。当該電位差は駆動電圧と呼ばれる。可動電極５．２は固定電極６．２の反対側に配置される。可動電極５．２が載置される脚部５．１１は実質的に変形可能で駆動中に曲がることができる。可動電極５．２は、それを固定電極６．２から隔てる絶縁体７に横付けしうるか又はぴったりと寄り添い、可動電極５．２ひいては脚部５．１１の運動が斬進的且つ印加電圧とともにほぼ直線的に発生する。当該駆動は、「ジップ」タイプアクチュエーション又は斬進的閉止又はジップ又はスライド閉止と称される。
【００７３】
或いは、可動電極５．２は、横付けせずに固定電極６．２に近付くだけでもよい。
【００７４】
駆動中、脚部５．１１が終端する足部５．１２は膜２のフィルム２０に圧力を伝え、それにより中間ゾーン２．２の変位が可能となり、当該変位により、足部５．１２の留め領域２００のレベルで膜２の下に位置する液体４が放出し、そして膜２の中央ゾーン２．１の変形及び屈折面の曲率半径の変化が引き起こされる。当該変形は、膜の適用に応じて、膜２の焦点距離の変更、収差の補正、又は鏡の変形を目的とする。
【００７５】
各可動部分５．１は、図１Ｃ、１Ｄに図示されたように液体４と接触する膜２の面上か、又は図１Ａ、１Ｂに図示されたようにもう一方の面上のいずれかに位置する。
【００７６】
膜２のフィルム２０上への可動部分５．１の機械的固着は、静電駆動手段が局所的に膜２を押圧するシステムに比べて駆動効率を向上する目的を持つ。効率とは、より大きな変形が得られること、すなわち所与のエネルギ入力に対する焦点距離のより大きな変化を意味するものと理解される。
【００７７】
条件は、短絡を固定電極６．２と可動電極５．２が互いに直接接触して短絡が引き起こされないように設定される。
【００７８】
脚部５．１１とそれに組み込まれる可動電極５．２が液体４と反対の膜２の面上に位置する場合、膜２は二つの電極５．２、６．２を隔離するために誘電体として機能しうる。或いは又は合わせて、二つの電極５．２、６．２は作働位置のまま残り、液体４を挟んで膜２の他方の側に位置する流体媒質によって互いに離しておかれる。この場合、脚部５．１１は「空中に」残るように実質的に剛性である。該脚部は作働位置で物理的に何にも直面しない。
【００７９】
絶縁体７が、可動電極５．２、固定電極６．２、又はその両方を覆う絶縁部分の形状に沿うことができることは明らかである。当該絶縁部分７は、図４Ｃのように脚部５．１１に載り及びその剛性に加担してもしなくてもよい。絶縁部分７は、図４Ｄのように固定電極６．２と関わってもよい。言い換えると、可動電極５．２の静電引き付け中に放出される周囲流体に加えて、少なくとも一つの他の誘電体が永久的に二つの電極５．２、６．２を隔てる。図４Ｄでは可動部分５．１の脚部５．１１は可動電極５．２に限定され、図４Ｂでは可動電極５．２と可動部分５．１全体つまり足部５．１２及び脚部５．１１とが合体していると想定される。図４Ｃでは、脚部５．１１は可動電極５．２及びそのコーティングとして絶縁部分７の両方を備える。絶縁部分７は、可動部分５．１の大部分を占め及び脚部５．１１に形を付けうる。
【００８０】
可動電極５．２は、窒化チタン、金、クロム／金の積層、アルミニウムといった金属材料でできていてよい。可動電極５．２の厚さは、数ナノメートルから数十マイクロメートル程度の範囲のブラケット内にある。絶縁部分７の誘電体に関して、それが脚部５．１１上に載置されている場合、多数の材料及び特に誘電無機材料が二酸化ケイ素又は窒化ケイ素といった膜２を形成するために用いられうる。脚部５．１１の誘電材料の厚さは、数ナノメートルから数十マイクロメートル程度の範囲のブラケット内にある。可動電極５．２及び脚部５．１１が合体する場合、同じ厚さのブラケットが保たれうる。
【００８１】
可動部分５．１が液体４に浸される場合、液体は誘電性でありうる。それは、適切な絶縁破壊電圧及び誘電率を有するように選択されるであろう。上部で誘発される図１Ａ、１Ｂに図示されたような場合、液体４は誘電特性を持っている必要がない。
【００８２】
又は、固定及び可動電極５．２、６．２の直接の機械的接触を防ぐことを目的とする一又は複数の誘電ストップ８を提供することが可能である。図４Ｂが参照されうる。誘電ストップ８は固定電極６．２のレベルで支持体１によって担持されるが、それらは可動部分５．１の脚部５．１１によって担持されうるか、或いは支持体１と脚部５．１１の間に広げられうる。当該図４Ｂで、固定電極６．２は、交互に繰り返し続く複数の部分６．２０及び複数の誘電ストップ８を備える。それら電極部分６．２０及びそれらストップ８は円形又は同心の円弧状であってよい。
【００８３】
これより膜２をより詳細に、まずはそのフィルム２０から説明する。
【００８４】
必要最低限のバージョンで、膜又はより詳細にはそのフィルム２０は、既に述べたように三つのゾーンを備える。中央ゾーン２．１はレンズの適用において光場に相当する。フィルム２０は、その表面全体に亘って延びる少なくとも一つの連続層２０．１からなる。
【００８５】
光学素子の曲率又は焦点距離の変化は中央ゾーン２．１の変位によって直接左右されるので、膜２の寸法は、それが中央ゾーン２．１で有するであろう性質によって導き出される。
【００８６】
膜２の中央ゾーン２．１は実質的に軟質及び弾性で、静電アクチュエータ５００の可動部分５．１の脚部５．１２の変位によって作動されると可逆的に変形可能である。
【００８７】
膜２の係留ゾーン２．３は、液体４のいかなる漏出も又は膜２の下の周囲の流体のいかなる侵入も防げるように漏れないように支持体１に固定されなければならない。係留ゾーン２．３と支持体１の間の接着が当該ゾーンを決定するパラメータである。その接着は、漏れないことを確実にすると同時に中央ゾーン２．１及び中間ゾーン２．２の変位によって引き起こされる応力に耐えるのに十分なものである。必要な接着を実現するために、図２Ａに図示されたように、膜２の係留ゾーン２．３と支持体１の間に接着プライマ３０を挿入することが可能である。当該図で、接着プライマ３０は膜２の係留ゾーン２．３上の一部分にのみ延びる。係留ゾーン２．３全体に亘って延びることも全く可能である。或いは又は合わせて、図２Ａに図示されたように膜２のフィルム２０を越えて支持体１上にも延びるコーティング３１で少なくとも部分的に係留ゾーン２．３を被覆することが可能である。また別の構成が図２Ｂに示されており、係留ゾーン２．３を支持体１に保持する一又は複数のリベット３２といった機械的固着素子３２が提供され、それらは係留ゾーン２．３を横断し且つ支持体まで貫入する。
【００８８】
係留ゾーン２．３の支持体１上への接着を最適化するために、固着前に支持体１の事前処理を行うことが可能である。表面に例えば酸素プラズマ処理を行うこと、或いは接着プライマ材料の層での付着を行うことが例えば可能である。図２には、図をすっきり見せるために静電アクチュエーション手段の可動部分５．１は示されていない。
【００８９】
これより中間ゾーン２．２を説明する。静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の留め領域２００が配されるのは当該中間ゾーンである。膜２が図１Ｃ、１Ｄに図示されたように可動部分５．１の足部５．１２と連続するものでありうるか、又は全く逆に、足部５．１２が図１Ａ、１Ｂに図示されたように膜２のフィルム２０上に変位されうる。どちらの場合も、フィルム２０上に留め領域２００を画定することが可能であり、可動部分５．１の足部５．１２がフィルム２０上に有する被覆に相当する。中間ゾーン２．２は少なくとも局所的に中央ゾーン２．１よりも剛性であるが、これは必須ではない。留め領域は部分２００．１に分割されうる。
【００９０】
留め領域２００の部分２００．１の数は、図３Ａないし３Ｆに図示されたように必ずしも可動部分２．１の数に対応しない。図３Ａないし３Ｆは、一方で本発明による光学素子の膜２、フィルム２０を有する上面図、可動部分５．１、及び他方で前図に図示された膜２のフィルム２０の様々な部分及び特に留め領域２００のみを選択的に示す。
【００９１】
図３Ａには、四つの半径方向の脚部５．１１と、脚部５．１１の全てに共通の単一の足部５．１２とを有する四つの可動部分５．１が目立つように示されている。留め領域２００は、図３Ｂに図示されたように冠状に連続している。
【００９２】
図３Ｃ、３Ｄには、同じく四つの半径方向の脚部５．１１を有する四つの可動部分５．１があるが、各脚部５．１１はそれぞれに固有の足部５．１２と協働する。留め領域２００は四つの冠状部分２００．１に細分されている。
【００９３】
図３Ｅ、３Ｆには、１２個の可動部分５．１、ひいては１２個の脚部５．１１があり、それらは四つのグループに分けられており、各グループは共通の足部５．１２を有する。留め領域２００は、先の場合と同じく四つの冠状部分２００．１に細分されている。
【００９４】
挙げた例は非限定的で、より多いか又は少ない可動部分が用いられうる。
【００９５】
優先的に、可動部分５．１の数及びそれらの位置は、図３Ａないし３Ｆの点線軸によって表された膜２の対称性に配慮して選択される。
【００９６】
しかしながら、中間ゾーン２．２が図３Ｇないし３Ｉに図示されたように中央ゾーン２．１及び係留ゾーン２．３より剛性であり、中間ゾーン２．２が別個の強化部分２．２１１１に分割された強化領域２．２１を備える場合、可動部分５．１の位置は当該対象性に配慮できない。中間ゾーン２．２は中央ゾーン２．１よりも剛性である。強化部分２．２１１は冠状部分である。四つの半径方向の可動部分５．１があり、それぞれに足部５．１２が設けられている。脚部５．１２の留め領域２００は、強化部分２．２１１のレベルに、且つより特定すると強化部分２．２１１の実質的に中央位置に位置する。留め領域２００の表面は強化部分２．２１１の表面よりも小さい。図３Ｉでは、実質的に１２０度ずれた三つの可動部分５．１があり、それらはそれぞれ固有の足部５．１２を有し、強化領域２．２１は連続しており且つ冠状の形を取る。
【００９７】
強化領域２．２１はフィルム２０を局所的に、足部５．１２によって加えられた圧力を液体４上に伝えそして液体４の必要な変位を生じさせるほど十分剛性にする。
【００９８】
中央ゾーン２．１を区切る強化領域２．２１はこうして、静電アクチュエーション手段５の与えられた駆動力の分だけ液体４の変位を増加することが可能である。
【００９９】
静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１が膜２上に変位される限り、足部５．１２とフィルム２０の間の接着の概念は不可欠であり、特に足部５．１２がフィルム２０を引っ張り、そして可動部分５．１が液体４内で膜２の下に配される場合はそうである。
【０１００】
膜２の接着が十分な場合、足部５．１２のための必要な機械的固着が自然に保証されうる。そうでない場合、図４Ｂに図示されたように足部５．１２と留め領域２００の間に接着プライマ３０’を導入することが可能である。また別の構成は、図４Ａに示したように一又は複数のリベット３２’といった足部の機械的固着素子を用いることである。示されたリベット３２’は足部５．１２及びフィルム２０を横断する。リベット３２’がその機能を果たせば、つまり膜２と足部５．１２の間の固着を向上すれば、漏出のリスクはない。
【０１０１】
留め領域２００のレベルで、静電アクチュエーション手段５の駆動中の膜２の変位は、膜２を含む光学素子の動作の背後で液体４の運動を引き起こす。留め領域２００の表面及び膜上でのその分布が、中央ゾーン２．１の変位を決定する同数のパラメータである。
【０１０２】
膜２の機械的性質は、特に留め領域２００と存在する場合は強化領域２．２１との表面に依存する。光場２．１における膜２の剛性、つまりパラメータΕ（中央ゾーン２．１の構成材料のヤング率）、ν（中央ゾーン２．１の構成材料のポアソン率）、ｈ（中央ゾーン２．１の厚さ）及びＲ（中央ゾーン２．１の半径）が、これらの領域、及び静電アクチュエーション手段５が生み出す力と一致するように設定する。実際、液体４と接触する膜２の表面全体によって乗じられる、液体４によって光場２．１上に加えられる圧力は、液体４を非圧縮性とする第一近似として、静電アクチュエーション手段５によって生み出される力と同等である。こういったアプローチによって、静電アクチュエーション手段によって生み出すべき力の指標を引き出すことが可能となる。
【０１０３】
光場２．１における膜２の機械的性質は、よって、膜２の最大の撓み、静電アクチュエーション手段５によって加えられる力、それらの運動範囲、及び適切な場合は留め領域２００の表面に相当する固着表面に依存する。より特定すると、パラメータΕ、ν、ｈ、Rに依存する光場における膜２の曲げ剛性は、留め表面及び静電アクチュエーション手段によって加えられる力に合わせて調整されなければならない。
【０１０４】
留め領域２００が複数の部分２００．１を備える場合、中央ゾーン２．１の周囲で互いに続く二つの連続する留め部分２００．１を隔てる距離ｄｚは大きすぎてはならず、さもなければ膜２を組み込む光学素子の動作に障害を及ぼしうる膜２のフィルム２０の望ましくない局所的変形が発生するリスクが生じる。最後に、足部５．１２の留め領域２００と支持体１への係留ゾーン２．３との間の距離ｄａｎｃｒもまた重要である。当該距離ｄａｎｃｒは、中央ゾーン２．１の剛性を考えると小さすぎてはならず、これは、さもなければ静電アクチュエーション手段５の道程が妨げられ、液体４の変位が最適でなくなるからである。当該距離ｄａｎｃｒは、中央ゾーン２．１の剛性を考えると大きすぎてはならず、これは、さもなければ多量の液体４が膜２の縁方向に放出され、中央ゾーン２．１の方向に放出される液体４の量に被害が及ぶほどになる。図４Ｅは後者の場合を示す。典型的に、留め領域２００の曲げ剛性が中央ゾーン２．１の曲げ剛性を越えるところに妥協点が見出される。
【０１０５】
強化領域２．２１が設けられている場合、留め領域２００について上述したことは強化領域２．２１に当てはまる。
【０１０６】
留め領域２００及び／又は存在する場合は強化領域２．２１の変位を容易にするために、中央ゾーン２．１より軟質な高軟質の周辺ゾーン２．４が係留ゾーン２．３と中間ゾーン２．２の間に配置されうる。当該高軟質の周辺ゾーン２．４は連続的であっても複数の部分に分割されてもよい。冠状に連続している当該高軟質の周辺ゾーン２．４を示す図５Ａ、５Ｂが参照されうる。
【０１０７】
中央ゾーン２．１における膜２のフィルム２０の変形を統一し且つそれにより膜２を組み込んだ光学素子の性能を向上させるために、中央ゾーン２．１と中間ゾーン２．２の間に挿入される強化ゾーン２．５を設けることが可能である。当該強化ゾーン２．５は中央ゾーン２．１よりも剛性が高い。当該ゾーンは中間ゾーン２．２にはないので、可動部分５．１の足部５．１２が当該ゾーンに直接負担をかけることはない。当該ゾーンは好適には図５Ｃ、５Ｄに図示されたように冠状に連続しているが、複数部分に分割されてもよい。
【０１０８】
これより図６Ａないし６Ｑを参照しながら本発明の光学素子の膜２の異なる構造を検討する。これらの様々な構成は網羅的ではない。これらの図面は膜２の断面を示す。これらの図で、静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１は膜２のフィルム２０の上にある。当該可動部分５．１を膜２のフィルム２０の下にすることも当然可能であり、それに相当する構成も想定されうる。膜２の外形は中央ゾーン２．１の形状に強く影響し、様々なゾーンの厚さを変更することによって、こういった膜２を有するレンズの屈折面の形状を最適化することが可能である。
【０１０９】
膜２は、図６Ａないし６Ｅ、６Ｉ、６Ｊ、６Ｏのように単層フィルム２０を有しても又は図６Ｆないし６Ｈ、６Ｋないし６Ｎ、６Ｐ、６Ｑのように多層であってもよいが、全ての場合で、フィルム２０の層２０．１はその全表面に亘って連続して延びる。互いに沿って配された複数の部分は先行技術のように継ぎ接ぎ式に組み立てられることはないので漏出のリスクは低減される。図６Ａ、６Ｂで、膜２の連続層２０．１は膜２の表面全体を占める。膜２のフィルム２０と静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の足部５．１２との間には接合部分が存在し、図６Ａの足部５．１２は図６Ｂのものよりも大きい。
【０１１０】
図６Ｃ、６Ｄで、膜２のフィルム２０の連続層２０．１は膜２の表面全体を占める。静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の足部５．１２は連続層２０．１と一体である。図６Ｃの足部５．１２は図６Ｄのものよりも大きい。フィルム２０は、図６Ａないし６Ｄで、膜２の表面全体に亘って実質的に一定の厚さである。図６Ｅで、フィルム２０は単層であるが厚さが変化する。フィルムは中央ゾーン２．１の中心でより厚く、その厚さは中央ゾーン２．１の中心から離れるにつれ減り、中間ゾーン２．２及び係留ゾーン２．３でその厚さは実質的に一定で、この厚さは中央ゾーン２．１の最も薄い厚さに実質的に相当する。このように中央ゾーン２．１の厚さを変化させることによって、その変形を修正し且つよって膜２を組み込んだレンズの屈折面の形状を変えることが可能である。
【０１１１】
図６Ｆで、連続層は二つのサブ層２０．１ａ、２０．１ｂの積層から形成されている。これら二つのサブ層２０．１ａ、２０．１ｂは実質的に一定の厚さである。
【０１１２】
図６Ｇで、膜２のフィルム２０は、静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の足部５．１２の留め領域２００のレベルで多層であり、その他では単層である。
【０１１３】
図６Ｈで、膜２のフィルム２０は、静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の足部５．１２の留め領域２００のレベル及び係留ゾーン２．３のレベルで多層であり、それ以外では単層である。図６Ｆないし６Ｈで、異なる層は実質的に一定の厚さを有する。
【０１１４】
図６Ｉ及び６Ｊでは、足部５．１２の留め領域２００のレベルに中間ゾーン２．２内の強化領域２．２１が示されている。膜２のフィルム２０は単層で、その厚さは強化領域２．２１のレベルで増す。中央ゾーン２．１及び係留ゾーン２．３は実質的に同じ一定の厚さを持つ。図６Ｉで強化領域２．２１は、液体４と接触する面の反対側に延び、図６Ｊではその反対である。
【０１１５】
図６Ｋ及び６Ｌで、強化領域２．２１はまた、中央ゾーン２．１及び係留ゾーン２．３よりも厚くなっているが、この場合多層である。しかしながら、膜２のフィルム２０の表面全体に亘って延びる連続層２０．１は実質的に一定の厚さを有する。
【０１１６】
図６Ｍの膜２のフィルム２０は、膜２のフィルム２０の表面全体に亘って延びる連続層２０．１が強化領域２．２１のレベルで厚くなっている点を除いては、多層強化領域２．２１を有する図６Ｋのフィルムと類似している。強化領域２．２１は、液体４と接触しなければならない面の反対側に曲げられるが、液体４と接触しなければならない面側に曲げられてもよい。
【０１１７】
図６Ｎで、フィルム２０の連続層２０．１は、厚さが実質的に一定であるサブ層２０．１ａ、２０．１ｂの積層から形成されている。強化領域２．２１のレベルで、少なくとも一つの追加の層が積層を完成し、それにより膜２のフィルム２０の残りの部分よりも強化領域に厚みが付与される。
【０１１８】
図６Ｏで、膜２のフィルム２０は単層で、高軟質の周辺ゾーン２．４を備え、該ゾーンの厚さは膜２のフィルム２０の残りの部分よりも薄い。連続層２０．１の厚さは、係留ゾーン２．３、中間ゾーン２．２及び中央ゾーン２．１において実質的に一定且つ同一である。
【０１１９】
図６Ｐで、フィルム２０は、係留ゾーン２．３、中間ゾーン２．２、中央ゾーン２．１において多層であり、これらのゾーンは実質的に同一の構造及び同一の厚さを有する。高軟質の周辺ゾーン２．４で、フィルム２０の厚さは減り、その層数は他のゾーンよりも少ない。偶然だが、示した例では当該高軟質の周辺ゾーン２．４の層は単層である。
【０１２０】
図６Ｑで、フィルム２０は、係留ゾーン２．３、中間ゾーン２．２、中央ゾーン２．１で実質的に同じ一定の厚さの単層である。多層である強化ゾーン２．５が設けられている。静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１の足部５．１２は、足部５．１２の留め領域２００と一体である。
【０１２１】
図６に示された構造は全て、組み合わせて更なる代替形態を作ることができる。
【０１２２】
中央ゾーン２．１はよって、それが単層か多層かに応じて単一又は複数の材料から構成されうる。当該連続層は、膜２のフィルム２０の表面全体に亘って延びる。中央ゾーン２．１の弾性限界は、弾性域の変形とひいては変形の可逆性、つまり静電アクチュエーション手段が作動を終えたときに元の位置に戻ることを保証するのに十分である。複数の材料は、例えば可視の必須光透過特性と弾性特性の両方を有する。例えば、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、更にはポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂といった有機材料で、ヤング率が数百ＭＰａから数ＧＰａの間であるものが挙げられる。
【０１２３】
他の材料も適切でフィルム２０の構成材料に加えられうる。チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）といった金属材料であってもよい。二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムといった無機材料もまたフィルム２０の構成材料に加えられうる。
【０１２４】
直径数ミリメートルのオーダーの膜の場合、フィルム２０又はその層のそれぞれの厚さは、約１０ナノメートルから数十マイクロメートルの間であってよい。
【０１２５】
これまで膜２は円形に示されてきたが、図７Ａに図示されたように四角形であっても図７Ｂに図示されたように楕円形又はより広くは長円形であってもよいことは当然理解される。これらの図で、支持体１は四角形であるがこれに限定されない。
【０１２６】
膜２は常に、静電アクチュエーション手段５が停止中であるとき凸状に示されてきた。膜２は、図８Ａに図示されたように静電アクチュエーション手段５の停止中、凹状であることも当然可能である。図８Ｂは、静電アクチュエーション手段５が作働位置にあるときの膜２の外観を示す。膜２は、静電アクチュエーション手段の停止中、実質的に平坦であることが可能である。静電アクチュエーション手段５が停止位置にあっても作働位置にあっても、屈折面の形状を適切に制御するためには、静電アクチュエーション手段５が停止位置にあるときフィルム２０は張力のかかった状態であることが好ましいことに注意されたい。
【０１２７】
図９Ａは、二つの脚部５．１１が単一の足部５．１２と協働する膜２の構造を示す。膜２の表面全体を増やすことなく脚部５．１１の表面を増やすために、脚部５．１１は折ることが可能で、それらは異なる方向に沿い且つ端と端が接して配置された少なくとも二つのセグメント５０、５１を備える。記載した例では、第一の直線状で半径方向のセグメント５１、及び第一セグメント５１と実質的に直交し且つ当該例では円弧状である第二セグメント５０が設けられている。当該例で可動部分５．１は、液体と接触する面上で膜２のフィルムに留められているため、フィルム２０を通して透明に見られる。
【０１２８】
図９Ｂには、四つの脚部５．１１が単一の足部５．１２と協働する膜構造が示されている。脚部の形状は図９Ａのものと同様である。脚部５．１１の二つは端部が足部５．１２を挟んで中央ゾーン２．１の反対側にあり、そして残りの二つについては、端部は足部５．１２を挟んで周辺係留ゾーン２．３の反対の中央ゾーン２．１の側に配置されている。この場合も可動部分５．１は、液体と接触する面上で膜２のフィルムに留められている。断面図である図９Ｃは、膜２の中央ゾーン２．１のレベルで液体４内に位置する脚部５．１１の端部５．１３を示す。このように構成された脚部５．１１は、反射して動作するため、素子の光学性能を低下させない。
【０１２９】
透過して動作する素子で、脚部は、光学的に用いられない膜の表面全体に亘って延びうる。透過して動作する素子で、それらは中間ゾーンの下、且つ更には光学的に用いられない位置で中央ゾーンの下に延びうる。反射して動作する素子では、それらは中央ゾーン全体に亘って延びうる。
【０１３０】
可動部分５．１の可動電極５．２と支持体１に担持される固定電極６．２との間に加えられる静電力を最大にするために、固定電極６．２と可動電極５．２の表面同士の交差をなるべく大きくすることが目的とされる。その一方で、可動電極５．２の剛性が高くなりすぎないようにする必要があり、脚部５．１１の撓み及び静電力の最適化を可能にするためにその柔軟性は根源的である。脚部５．１１の軟性をその自由端５．１２のレベルで必ずしも損なうことなく対向する表面を最大限にするために、図１０Ｂに図示されたように脚部５．１１の端部を分けることが可能である。脚部５．１１は、複数の、ここでは三つの指部５２で終端する。円で囲んだ部分は、可動電極５．１用に使用される固定電極６．２の表面を表す。図１０Ａには分岐しない脚部５．１１の自由端５．１３が示されている。これらの図面では可動電極５．２が脚部５．１１の表面全体を占めるものとされる。図１０Ｂで、二つの固定及び可動電極５．２、６．２の表面間の交差は、図１０Ａのものよりもずっと大きい。
【０１３１】
可動電極５．２の軟性を優遇することによる別の利点は、作動位置での可動電極５．２と固定電極６．２の間の間隔を減らすことができる点である。極端には、図４Ｃ、４Ｄで見られたように、誘電材料７を介した可動電極５．２と固定電極６．２の間の物理的接触がありうる。
【０１３２】
各可動電極５．２は、図１０Ａ、１０Ｂに示されたように可動電極用に使用される固定電極６．２と協働しうる。或いは、図３Ｉに図示されたように、全ての可動電極５．２と協働する単一の固定電極６．２を設けることが可能である。
【０１３３】
静電アクチュエーション手段５の可動部分５．１は同時に、又は全く逆にそれぞれ独立して制御されうる。当該後者の実施例は、適応光学か又は、屈折面の形状に障害を及ぼしうる特定の外部からの影響、例えば重力の影響を補償する必要のある可変焦点距離の適用の場合に特に興味深い。
【０１３４】
こういった膜２を有する光学素子には光学収差が生じうる。それら収差は、係留のレベルでの変形膜２の縁と支持体１の間の平行性の欠如に関連する。それらは、本発明の光学素子が以下に述べるように組み立てられた二つの基板から形成される場合に特に出現しうる。その結果、もはや光場２．１の中心にはない最大の撓みがもたらされる。光学素子の光軸は光場２．１の中心を通過する。画像の品質は劣化する。
【０１３５】
従来の液体レンズにおけるそういった現象を制限するために、支持体１への膜２の組立を最適化することが目的とされ、当該組立は、停止時に必要な平行性が得られるようにシーリング技術に基づいていた。しかしそれでは、レンズが動作中、静電アクチュエーション手段５の駆動に用いられる供給電圧Ｖ０を用いて焦点距離を変える必要がありうる。静電アクチュエーション手段５によって引き起こされる変位が膜２の外周全体に亘って均一ではない場合、該現象が出現し画像の品質が低下する。カップ３の底部３．１と、可動部分５．１の足部５．１２の留め領域２００との間の間隔ｄは、膜２の外周全体に亘って一定ではない。当該変則性もまた、静電アクチュエーション手段５の制御中に何もなされなければ、本発明による光学素子で生じうる。実際には、異なる静電アクチュエータには全く同じ電圧Ｖ０が供給されないかもしれない。特定の可動部分５．１のドリフトオフコースが生じうる。液体４の圧力は、膜２の外周全体に亘って完全に均一ではないかもしれず、これは、光学素子が片側に僅かに傾いて用いられている場合に起こりうる。よって、動作中、該現象は制御が困難で、この種の光学素子に非常に不利益をもたらす。この影響に対抗するために、静電アクチュエーション手段５の命令の制御（装置）を設けることが可能である。
【０１３６】
図１１を参照する。光学素子の焦点距離の変更は常に、脚部５．１１の機械的変形の発生を目的とした可動電極５．２及び固定電極６．２間の供給電圧Ｖ０の印加による、静電アクチュエーション手段のアクチュエータ５００の駆動によって得られる。
【０１３７】
加えて、可動電極５．２と支持体１の間の間隔に応じてアクチュエータ５００に加えるべき電圧Ｖ０の制御手段８０が設けられる。制御手段８０は、可動電極５．２と支持体１の間の間隔の容量測定手段８．１と協働する。測定手段８．１は、可動電極と合体する脚部５．１１と支持体１の間に広げられた複数対の電極５．２、８１を備えうる。各電極対の二つの電極５．１、８１に電位差Ｖ１を印加することによって、そして各対の電極５．２、８１のレベルで、各対の電極５．２、８１の容量を測定することによって、それらを隔てる距離が得られる。電極の一つは静電アクチュエータ５００の可動電極と合体し、そして電極は支持体１上に配される。
【０１３８】
図１１で、制御手段８０は概略的にのみ示されており、一対の電極５．２、８１及び一つのアクチュエータ５００のために示されているだけである。一対の容量測定電極の支持体１上にある電極８１は単に測定用の付加的な電極であってよく、或いは静電アクチュエーション手段の固定電極であってよい。同じことが脚部に担持される可動電極にも当てはまり、それは付加的な電極でありうる。対の電極が容量測定専用でない場合、それらは駆動と測定のために交互に用いられうる。図１１に図示されたように同心円状に広がる複数の固定電極６．２を支持体１上に配することが可能である。或いは、測定手段はカップの底部と膜のフィルムの間に据えることもできる。
【０１３９】
本発明の光学素子の動作中、一又は複数の容量測定が少なくとも一つノアクチュエータ５００のレベルで実行され、制御手段８０は測定手段８．１の用量測定を受け取り、それらを基準値と比較し、そして比較の結果が予測されたものではない場合は、容量測定値が基準値と異なる場所で、基準電圧Ｖ０に加えて追加の補正電圧ΔＶ０が対応するアクチュエータ５００に印加されるように命令する。
【０１４０】
これより静電アクチュエータ５００の可動部分５．１の詳細を追加し、図１２Ａないし１２Ｆを参照する。図１２Ａは自由端５．１３が分かれている脚部５．１１を有する可動部分５．１の上面図を示す。脚部５．１１は、膜２のフィルム２０に留められている足部５．１２に連結されている。足部５．１２は点線円に含まれる部分に実質的に相当する。当該例で、脚部５．１１及び足部５．１２は誘電材料でできている。斜線の入った部分は、脚部５．１１の上にあり且つ導電性パス５．２０のセグメントを通って支持体１上にあるエネルギ供給のための接触パッド５．２１まで延びる可動電極５．２を表す。
【０１４１】
脚部５．１１及び／又は足部５．１２を導電性材料で作ることももちろん可能である。この場合、脚部５．１１が可動電極を形成し、そして足部５．１２が接触パッド５．２１との電気的接続の形成に寄与する。可動電極５．２から接触パッド５．２１まで走る導電性パス５．２０は、図１２Ａに図示されたように可動電極５．２と同じ材料でできていてよく、或いは脚部５．１１及び足部５．１２が例えば一つは導体、もう一つは誘電性である場合は異なる材料でできていてよい。
【０１４２】
もう一度、静電アクチュエーション手段の可動部分は、ポリジメチルシロキサン（ＰＤＭＳ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、パリレン、エポキシ樹脂から選択される有機材料、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ゲルマニウムから選択される無機材料、チタン、窒化チタン、アルミニウム、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、金、クロムから選択される金属材料からなってよい。
【０１４３】
図１２Ａで、導電性パス５．２０は膜２のフィルム２０上を走り、そして膜２を越えて支持体１に到達する。膜２のフィルム２０及び足部５．１２への導電性パス５．２０の機械的影響を対称的にするために、導電性パス５．２０を、足部５．１２上の電流セグメントを挟んで対照となるように二つのストランド５．２０ａ、５．２０ｂに分かつことが可能である。図１２Ｂで、導電性パス５．２０の二つのストランド５．２０ａ、５．２０ｂは、接触パッド５．１２のレベルで再び出合い、閉ループを形成している。導電性パス５．２０と可動電極５．２の間の接触ピックアップ（接触点）は、図１２Ａ、１２Ｂに図示されたように直接起こりうる。脚部５．１１が導電性の場合も同じでありうる。一方、可動電極５．２が脚部５．１１の下にあるか又は図４Ｃに図示されているように脚部５．１１の二つの誘電層７の間に挿入されている場合、導電性パス５．２０と可動電極５．２の間の接触ピックアップは金属孔６０を利用して起こる。
【０１４４】
図３Ｂに図示されたように脚部５．１１が冠状に連続した単一の足部５．１２を共有する限りにおいて、可動電力供給電極５．２専用の少なくとも一つの犠牲脚部５１１を用いることが可能である。当該犠牲脚部５１１の一端は自由端ではなく、当該例ではくさび５１２を用いて支持体１に機械的に固定されている。犠牲脚部５１１はエネルギ源Ｕに電気的に接続されている、当該犠牲脚部５１１により、単一の足部５．１２を用いて可動電極５．２にエネルギ供給することが可能となる。
【０１４５】
この場合、犠牲脚部５１１は、駆動に加わらず、且つその意味で、膜２のフィルム２０上に何の力も加えない。変形の対称性を維持するために、複数の脚部を犠牲にし、それらを電力供給用にすることが可能である。エネルギ供給のために他の解決策も可能である。
【０１４６】
足部を用いて、支持体のレベルで接触ピックアップを回復し、そして膜から遠いゾーンで支持体上に電源ワイヤをはんだ付けする作業を行うことが可能である。
【０１４７】
図１２Ｃでは、左の脚部５１１だけが犠牲にされ、右側の脚部は動作可能である。犠牲脚部５１１の形状、剛性及び位置は、それら犠牲脚部５１１が膜２のフィルム２０の変形に及ぼす影響を抑えるために最適化されなければならない。膜２のフィルム２０に留められた可動部分５．２の足部５．１２により、静電アクチュエーションによって発生された圧力を膜２上へに伝えて液体４を変位させることが可能となる。圧力の伝達及び変位を最適化するために、足部５．１２の構造は、例えばＡＮＳＹＳといった機械的シミュレーションソフトウェアを用いたシミュレーションによって決定されうる。通常、図１２Ｅに図示されたように足部５．１２の剛性の増強が求められる。図１２Ｄでの足部５．１２は、図１２Ｅよりも規模が小さく、厚さが薄く、剛性が低い。
【０１４８】
図１２Ｆに示されているのは、分岐部分５．１２ａを備えた足部５．１２であり、各分岐は脚部５．１１に続く。足部５．１２は複数の脚部５．１１に共通である。
【０１４９】
足部５．１２の材料に関して、脚部５．１１の材料と同一であっても異なっていてもよい。それらの二つの部分、足部５．１２及び脚部５．１１に適した材料は上記で既に列挙しており、つまり窒化チタン、金、クロム／金の積層、アルミニウムといった導電性金属材料であり、この場合、それらは可動電極５．２を構成する。可動電極５．２が脚部５．１１に担持されている場合、及び導電性パス５．２０が足部５．１２上を走る場合、それらは、例えば窒化ケイ素又は二酸化ケイ素といった誘電材料でできていてよい。足部５．１２の厚さは、およそ数ナノメートルから数十マイクロメートルの間でありうる。
【０１５０】
静電アクチュエータ５００の数、及び引いては膜２のフィルム２０上に係留された可動部分５．１の数はいくつであってもよい。
【０１５１】
これより図１３Ａから１３Ｏを参照しつつ、変形膜を有する光学素子の製造方法の例を述べ、該図では静電アクチュエーション手段の可動部分が液体と接触して据えられている。図１３Ａで、例えばシリコン製の開始半導体基板１３０から始まる。誘電層１３１が表面上に形成され、例えば熱酸化物から作られる。当該開始基板１３０は第二基板の形を取りうる保護素子に接合されるもので、随意で接合ゾーンは、選択された接合技術に対して良好な接着性を持つ材料１３２を付着させることによって準備されうる。接着剤は、固定電極の作成後に導入されるであろう。
【０１５２】
図１３Ｂで、リソグラフィ後のエッチング作業によって、少なくとも一つの開口１３３が、可動電極が入れるように接触パッド１３４を受け入れなければならない誘電層１３１に作られる。接触パッド１３４は、例えば金属層の物理的気相成長法（ＰＶＤ）及びリソグラフィ後のエッチングによって開口１３３に形成される。堆積は例えばチタン／ニッケル／金の積層であってよい。
【０１５３】
図１３Ｃで、犠牲層が形成され、そしてそれは、膜２のフィルム２０のための第一犠牲モールドとして機能できるように、例えば上に反るなど適切な形を取るように作られる。犠牲層は感光性ポリマでできていてよい。第一犠牲モールド１３５の成形は、リソグラフィ及びホットフローによって行われうる。
【０１５４】
図１３Ｄでは、膜２のフィルム２０が第一犠牲モールド１３５上に付着されており、フィルム２０は、第一犠牲モールド１３５を被覆して、被覆された基板上にその全周囲がはみ出るように画定されている。はみ出た部分は係留ゾーン２．３に相当する。画定はリソグラフィ後のエッチングによって行われる。フィルム２０は窒化ケイ素でできていてよく、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）によって付着されうる。
【０１５５】
図１３Ｅで、少なくとも一つの導電性パス１３６が形成され、それは一又は複数の可動電極に繋がらなくてはならない。該パスは接触パッド１３４に載り、膜のフィルム２０の、固着領域のレベルでその係留ゾーン２．３及びその中間ゾーン上を走る。該パスを形成するために、クロム／金タイプの二つの金属層が例えばＰＶＤによって付着されてよく、そしてそれらがリソグラフィ後のエッチングによって画定されうる。
【０１５６】
犠牲層が付着され、次いで成形される。該層は、各静電アクチュエータの可動部分に対する第二犠牲モールド１３７として機能しなければならない。当該第二犠牲モールド１３７は、膜２のフィルム２０のために役立つように作られうる。犠牲層は感光性ポリマでできていてよい。成形はリソグラフィ及びホットフローによって行われうる。第二犠牲モールド１３７は任意で、膜２のフィルムを、その中央ゾーン２．１で特にそれを保護するために被覆しうるが、可動部分の足部を受け入れるために、中間ゾーンのレベルでその部分に先に作成されたパス１３６を局所的に被覆せずに残す。図１３Ｆが参照される。
【０１５７】
各静電アクチュエータの可動部分５．１が次いで形成され、膜２のフィルム２０に留められたその足部５．１２は先に作成されたパス１３６上に載り、そしてその脚部５．１１は自由端５．１３と、足部５．１２に接続されたもう一方の端部を有する（図１３Ｇ）。その後、可動部分５．１は、酸素プラズマによって第二犠牲モールド１３７を除去することによって、且つ必要ならば清浄作業を行うことによって、自由にされる（図１３Ｈ）。
【０１５８】
光透過的で、それにより光学素子が動作しなければならない例えばガラスの第二基板１３８上で、少なくとも一つの適切な接触パッド１３９に接続された各静電アクチュエータの少なくとも一つの固定電極６．２を形成することを意図した金属層が付着されることとなる。各電極６．２及び接触パッド１３９の外形が次いで、リソグラフィ後のエッチングによって画定される。当該固定電極６．２は、例えばクロム／金の積層で形成されうる。図１３Ｉが参照される。
【０１５９】
図１３Ｊで、固定電極６．２の上に、膜によって閉じ込められた液体を収容しなければならないカップ３の側壁１４０が造られることとなる。接触パッド１３９はカップ３の外側に残される。カップ３の側壁１４０は、例えばＰＥＣＶＤによって二酸化ケイ素の層の付着と次いでリソグラフィ後のエッチングによって形成されうる。壁１４０の頂点は任意で、例えば選択された技術に対して良好な接着性を持つ材料をその上に付着することによって、接合のための処理が施されうる。接着剤１４１が次いで付着される。
【０１６０】
図１３Ｋに図示された以下の段階は、アクチュエータの可動部分５．１がカップ３内に据えられるように二つの基板１３８及び１３０を組み立てることからなる。第二基板１３８は保護物として機能する。
【０１６１】
開始基板１３０は、その後面を研磨することによって薄化することが可能で、当該段階は図１３Ｌに図示されている。当該段階で、空洞３の外側での少なくとも一つの接触パッド１４２の付着を提供することも可能であり、該パッドは金属孔によって、開始基板１３０のもう一方の面上に形成された接触パッド１３４に、及び引いては空洞３の内側に接続されなければならない。
【０１６２】
図１３Ｍで、リソグラフィ後のエッチング作業によって、空洞３内にその充填のために広がる開始基板１３０内の少なくとも一つの貫通孔１４３、接触パッド１３４のレベルで開く孔１４４、及び開始基板１３０内でフィルム２０が係留される枠を画定する膜２のレベルでのより大きい貫通孔１４５が形成されることとなる。当該アクセス１４５のおかげで、第一犠牲モールド１３５の犠牲材料を除去することによって膜２を自由にすることが可能である。或いは、第一犠牲モールド１３５を除去するために膜のフィルムを通るアクセスを形成することも想定されうる。エッチングは反応性イオンエッチングＲＩＥであってよい。第一犠牲モールド１３５を除去する役割を持つ開始基板内の孔１４５は、好ましくは、少なくともフィルムの中央ゾーンのサイズを有するであろう。除去は酸素プラズマを用いて行われうる。
【０１６３】
図１３Ｎで、空洞３に液体４が充填され、空洞３にアクセスするための孔１４３は、誘起接着剤か又は金属合金製の栓１４６で塞がれ、そして貫通孔１４４は例えばクロム／金の積層といった金属材料で充填され、空洞内側の接触パッド１３４と空洞外側の接触パッド１４２の間の電気的導通が確実にされる。こうして図１３Ｎの参照番号１４７で示された金属孔が得られる。シリコンが抵抗率の低いシリコン、例えば１センチメートル当たり１０マイクロオームのオーダーのものである場合、金属孔を設ける必要がなく、基板自体が内側接触パッド１３４と外側接触パッド１４２の間の電気的導通を確実に持つ。その結果、可動電極５．２は全て同一電位である。金属孔の使用によって、可動電極の電位を異ならせることが可能である。
【０１６４】
こういった方法によって、図１３Ｏで、集約的に複数の光学素子を基板上で別個に形成することが可能となるため、開始基板１３０及び第二基板１３８は切断して異なる光学素子に区分けされる。のこぎりＳが切断のために概略的に示されている。のこぎり線は、接触パッド１３９、１４２を、それらが固定電極に接続されていようと可動電極に接続されていようと、電気的に分離する。切断は、切断した時点で第二基板１３８が開始基板１３０より大きいため、二段階で行われる。このサイズの違いによって、接触パッド１３９に容易にアクセスすることが可能となる。
【０１６５】
これより図１４Ａから１４Ｍを参照しつつ、本発明による光学素子の製造方法の例を述べ、該図では膜のアクチュエーション手段の可動部分が、光学素子が組み立てられた時点で液体と反対側に位置する。
【０１６６】
例えばシリコン製の開始基板１５０から始まり、該基板の一つの第一面は誘電層１５１、例えば二酸化ケイ素で被覆されている。当該例で、開始基板１５０は平坦であるが、カップの備わった、例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）といった乾式か又はシリコン製の基板の場合水酸化カリウムＫＯＨを用いた湿式によりエッチングされた基板を用いることも可能であろう。カップの作成後、それにより構築された基板は、例えば熱酸化物で被覆されうる。
【０１６７】
図１４Ａで、接触パッド１５９で終端する少なくとも一つの固定電極６．２を形成するために、リソグラフィ後のエッチングによって画定される例えばクロム／金属のサブ層を積み重ねて金属層が誘電層１５１上に付着される。
【０１６８】
図１４Ｂで、犠牲層が形成され、そしてそれは、膜２のフィルム２０のための第一犠牲モールド１５５として機能できるように、例えば上に反るなど適切な形を取るように造られる。犠牲層は感光性ポリマでできていてよい。第一犠牲モールド１５５の成形は、リソグラフィ及びホットフローによって行われうる。
【０１６９】
図１４Ｃで、膜２のフィルム２０が第一犠牲モールド１５５上に付着され、そしてそれは、第一犠牲モールド１５５を被覆し、固定電極６．２及び接触パッド１５９までその全周囲がはみ出るように画定される。はみ出た部分は係留ゾーン２．３に相当する。画定はリソグラフィ後のエッチングによって行われる。フィルム２０は窒化ケイ素でできていてよく、ＰＥＣＶＤ（プラズマ化学気相成長法）によって付着されうる。
【０１７０】
図１４Ｄで、少なくとも一つの導電性パス１５６が形成され、それは一又は複数の可動電極に繋がらなくてはならない。該パスは膜２の、固着領域のレベルでその係留ゾーン２．３及びその中間ゾーン２．２上を走る。該パスは、固定電極６．２の上に載る手前で接触パッド１５４で止まる。それらを形成するために、例えばＰＶＤによりクロム／金の積層の金属層を付着し、そしてそれをリソグラフィ後のエッチングによって画定することが可能である。
【０１７１】
犠牲層が付着され、次いで成形され、それは各静電アクチュエータの可動部分に対する第二犠牲モールド１５７として機能しなければならない。当該第二犠牲モールド１５７は、膜２のために役立つように作られうる。犠牲層は感光性ポリマでできていてよい。成形は、リソグラフィ及びホットフローによって行われうる。犠牲層は任意で、膜２を、その中央ゾーン２．１で特にそれを保護するために被覆しうるが、可動部分の足部を受け入れるために、中間ゾーン２．２のレベルでその部分に先に作成された導電性パス１５６を局所的に被覆せずに残す。図１４Ｅが参照される。
【０１７２】
各静電アクチュエータの可動部分５．１が次いで形成され、膜２のフィルム２０に留められたその足部５．１２は中間ゾーン２．２のレベルでその部分に先に作成されたパス１５６上に載り、その脚部５．１１は自由端５．１３と、足部５．１２に接続されたもう一方の端部を有する（図１４Ｆ）。これは例えば第二犠牲モールド１５７に及び導電性パス１５６の足部５．１２の固着のために被覆されていない部分にクロム／金の積層からなる層を付着することによってなされる。その後、可動部分５．１は、酸素プラズマによって第二犠牲モールド１５７を除去することによって、且つ必要ならば清浄作業を行うことによって、自由にされる（図１４Ｇ）。
【０１７３】
それにより形成された膜２は、接合によって例えば透明なガラスキャップといった保護素子１５８（図１４Ｈ）で覆われうる。
【０１７４】
開始基板１５０は、その後面を研磨することによって薄化することが可能で、当該段階は図１４Ｉに図示されている。
【０１７５】
図１４Ｉで、リソグラフィ後のエッチング作業によって、開始基板１５０内に、第一犠牲モールド１５５の除去及び液体の充填のために第一犠牲モールド１５５のレベルで膜２の下に広がる少なくとも一つの貫通孔１６３、固定電極６．２に接続された接触パッド１５９のレベルで開く孔１６４、及び可動部分５．１にエネルギ供給しなければならない導電性パス１５６に接続された接触パッド１５４のレベルで開く孔が形成されることとなる。エッチングは例えば反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）であってよい。図１４Ｉ及び以降の図では、固定電極６．２に接続された孔１６４のみが示されている。もう一つは、図の断面の外側にあるので見えない。
【０１７６】
図１４Ｊで、接触パッドのレベルで開く孔１６４は続いて金属化される。上述したのと同じ理由で、単一の金属孔のみが示されており、それには参照番号１６７が付与されている。金属孔１６７のそれぞれと電気的導通している少なくとも一つの外側接触パッド１６２もまた形成される。
【０１７７】
図１４Ｋで、第一犠牲モールド１５５がエッチングの済んだ孔１６３を介して除去され、そしてそれにより膜２のフィルム２０の下に空洞３が形成される。
【０１７８】
図１４Ｌで、孔１６３を介して空洞３に液体４が充填され、そして該孔は栓１６６で塞がれる。
【０１７９】
複数の光学素子が集約的に開始基板１５０上に形成されたと考えられる。図１４Ｍで、基板１５０は切断して異なる光学素子に区分けされる。キャップ１５８は既に区分けされているものと考えられる。
【０１８０】
これまでに述べた例で、犠牲層は感光性ポリマでできていると考えられる。
【０１８１】
ＰＥＣＶＤによって付着された二酸化ケイ素といった他の材料を用いることがもちろん可能であり、除去は気相又は液相のフッ化水素酸による化学攻撃によって行われる。別の例は、ＰＶＤによって付着された多結晶シリコンを使用することであろう。その場合除去は二フッ化キセノンのガス状混合物を用いて行われうる。また別の例は、ＰＶＤによって付着されたタングステンを使用することであろう。除去は湿式化学攻撃によって行われうる。
【０１８２】
開始基板及び保護素子の接合については、多数の技術を採用することができ、特に、誘起接合、陽極接合、金／シリコン又は金／スズ共晶接合といったＭＥＭＳ（微小電気機械システム）分野で採用されるものがある。
【０１８３】
カップ３の壁１４０は、二酸化ケイ素以外の材料から作られうる。例えば、リソグラフィによって画定されたＢＣＢ（ベンゾシクロブテン）タイプのネガ型感光性ポリマを用いることが可能である。
【０１８４】
接合技術に応じて、カップ３、フィルム２０のための第一犠牲モールド、又は可動部分を形成するための方法は様々であってよい。示した例は限定するものではない。
【０１８５】
本発明の複数の実施例を詳細に述べたが、発明の範囲を超えない範囲で様々な変更及び修正がなされてよく、及び特に膜及び静電アクチュエーション手段を形成するために他の方法が用いられてよいことは理解されるであろう。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図１Ｆ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図３Ｅ】
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【図３Ｆ】
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【図３Ｇ】
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【図３Ｈ】
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【図３Ｉ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図５Ｃ】
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【図５Ｄ】
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【図６Ａ−６Ｈ】
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【図６Ｉ−６Ｑ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
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【図１１】
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【図１２Ａ】
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【図１２Ｂ】
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【図１２Ｃ】
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【図１２Ｄ】
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【図１２Ｅ】
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【図１２Ｆ】
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【図１３Ａ】
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【図１３Ｂ】
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【図１３Ｃ】
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【図１３Ｄ】
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【図１３Ｅ】
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【図１３Ｆ】
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【図１３Ｇ】
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【図１３Ｈ】
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【図１３Ｉ】
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【図１３Ｊ】
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【図１３Ｋ】
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【図１３Ｌ】
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【図１３Ｍ】
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【図１３Ｎ】
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【図１３Ｏ】
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【図１４Ａ】
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【図１４Ｂ】
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【図１４Ｃ】
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【図１４Ｄ】
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【図１４Ｅ】
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【図１４Ｆ】
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【図１４Ｇ】
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【図１４Ｈ】
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【図１４Ｉ】
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【図１４Ｊ】
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【図１４Ｋ】
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【図１４Ｌ】
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【図１４Ｍ】
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【図１５Ａ】
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【図１５Ｂ】
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