(57)【要約】可変焦点レンズパッケージであって、レンズ部材を用いて閉鎖され且つ封止リングを用いて封止された通し穴を有する環状の本体を備える。通し穴は、メニスカスによって分離された一定量の水とオイルで満たされる。本体の表面の一部分が、導電層で被覆される。メニスカスの形状は、この導電層と水との間の電圧の影響を受けて可変である。このような方法で、メニスカスは、調節可能な焦点を有するレンズとして適用可能である。封止リングのうち１つは、これら流体における容積差を補償するのに十分なところまで、流体ともに拡張し且つ収縮することができるように配置される。
2007519971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点レンズパッケージであって：
本体を通る光路を設けるために通し穴が設けられる該本体であり、該本体の少なくとも表面層は導電性材料を有し、且つ前記本体は前記通し穴を閉鎖し前記光路において光透過性であるカバーを設ける、ところの当該本体と；
前記カバーにより取り囲まれた流体チャンバ及び前記本体の前記通し穴の内面により含有され、非混和性であり、且つメニスカスを越えて接触する、絶縁性流体及び導電性流体と；
前記導電性流体と接触する前記本体の前記表面の少なくとも一部分を被覆する絶縁層と；
前記流体チャンバを封止する封止手段と；
少なくとも部分的に可撓性であり且つ前記流体チャンバの周辺の一部である少なくとも１つの拡張部材と、
を有し、
前記メニスカスの形状は前記本体の導電性表面と前記導電性流体との間の電圧印加を受けて可変であり、
前記拡張部材は、実質的に固定されたレベルで前記流体チャンバ内を支配する圧力を保つことによって、前記流体の容積の差を補償することができ、且つ前記拡張部材は、前記封止手段の少なくとも一部分を有する、
ところの、可変焦点レンズパッケージ。
【請求項２】
前記拡張部材は、前記流体チャンバ内の前記流体を背にした前記拡張部材の一部であり、前記封止手段の一部分を付勢する弾性部材を更に有する、
請求項１による可変焦点レンズパッケージ。
【請求項３】
前記拡張部材の少なくとも一部分が、前記本体の前記表面の一部分に関して滑動可能に配置される、
請求項１又は２による可変焦点レンズパッケージ。
【請求項４】
前記拡張部材の少なくとも一部分が、前記カバーのうち１つの表面の一部分に関して滑動可能に配置される、
請求項１乃至３のいずれか一項による可変焦点レンズパッケージ。
【請求項５】
前記拡張部材の一部である前記封止手段の前記一部分は封止リングを有する、
請求項１乃至４のいずれか一項による可変焦点レンズパッケージ。
【請求項６】
前記拡張部材は前記封止リングを取り囲む弾性リングを更に有する、
請求項５による可変焦点レンズパッケージ。
【請求項７】
カメラモジュールと、
請求項１乃至６のいずれか一項による可変焦点レンズパッケージと、
を有するカメラ。
【請求項８】
請求項７によるカメラを有し、且つ更に
入力手段、情報処理手段、及び表示手段、
を有する、ところの可搬装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変焦点レンズパッケージであって、
本体を通る光路を設けるために通し穴が設けられる該本体と；
通し穴を閉鎖し光路において光透過性であるカバーと；
該カバーにより取り囲まれた流体チャンバ及び本体の通し穴の内面により含有され、非混和性であり、且つメニスカスを越えて接触する、絶縁性流体及び導電性流体と；
該導電性流体と接触する本体の表面の少なくとも一部分を被覆する絶縁部材と；
を有し、
本体の少なくとも表面層は導電性材料を有し、
メニスカスの形状は本体の導電性表面と当該導電性流体との間の電圧印加を受けて可変である、
ところの、可変焦点レンズパッケージに係る。
【背景技術】
【０００２】
２つの流体間のメニスカスによって光が屈折される可変焦点レンズパッケージであって、メニスカスの形状は、電圧の影響を受けて可変であることが知られている。概して、このような可変焦点レンズパッケージは、光を通過させる通し穴が設けられ、通し穴は、両端で閉鎖され、それによって流体を含有する閉鎖された流体チャンバが、得られる。流体のうち１つは、絶縁性特性を有し、一方、別の流体は、導電性特性を有する。これら複数の流体は、非混和性であり、且つメニスカスによって分離された２つの流体の本体を形成する傾向がある。機能上、これら複数の流体は、異なった屈折率を有する。
【０００３】
電圧を印加する目的で、可変焦点レンズパッケージは、少なくとも一部分がレンズパッケージの外側で配置された、２つの電気コネクタを備える。第１の電気コネクタは、導電性流体から分離されるのに対し、第２の電気コネクタは、導電性流体と直接接触するか、又は導電性流体に容量結合される。
【０００４】
国際公開パンフレット第０３／０６９３８０号（特許文献１）は、通し穴の内面が疎水性の流体接触層によって被覆される、可変焦点レンズパッケージを開示する。電圧が印加されないとき、絶縁性流体に関する流体接触層の濡れ性は、導電性流体に関する流体接触層の濡れ性とは異なる。エレクトロウェッティングと称される効果により、導電性流体に関する流体接触層の濡れ性は、第1のコネクタと第２のコネクタとの間の電圧印加を受けて可変である。流体接触層の濡れ性が変化すると、流体接触層と２つの流体との間の接触する線で、メニスカスの接触角度が変化する。それによって、メニスカスの形状が、調節される。それ故、メニスカスの形状は、印加電圧に依存する。
【０００５】
可変焦点レンズパッケージに関連する問題は、流体の容積が、温度の影響を受けて変化することである。温度が上昇すると、流体の容積も上昇し、その結果、カバーの破壊が起こる場合がある。温度が下降すると、流体の容積も下降し、その結果、気泡及び／又は吸引キャビティが、流体内で形成される場合がある。気泡及び／又は吸引キャビティの存在は、可変焦点レンズパッケージがもはや正常に機能できなくなるまで、可変焦点レンズパッケージの動作を妨げる。
【０００６】
この問題を解決するために、流体チャンバの容積差を可能にすることを意図した解決法を提示する。より詳細には、解決法は、流体チャンバの容積、ひいては流体チャンバ内に封入された流体の容積を調節することを意図する。
【０００７】
特開２００２−１６２５０６号公報（特許文献２）は、本体内に空間が形成された可変焦点レンズパッケージを開示し、空間は、薄膜形状の可撓性部材によって被覆される。流体チャンバ内の流体の容積が変化すると、可撓性部材が変形し、流体チャンバの容積が、流体チャンバ内に含有された流体の容積と同じに保たれることを保証する。流体の拡張によって引き起こされた可撓性部材の変形は、本体内の空間によって可能にされる。可撓性部材を適切に変形させることによって、流体の容積差が補償されるが、一方で、可変焦点レンズパッケージ全体の寸法は、変化しない。
【特許文献１】国際公開パンフレット第０３／０６９３８０号
【特許文献２】特開２００２−１６２５０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、新規に設計された可変焦点レンズパッケージを提供することを目的とし、流体の容積の差が、比較的単純な方法で補償される。更に、本発明による可変焦点レンズパッケージは、携帯電話への適用に適していなければならず、したがって、かかる適用に関連した全ての要件を満たすことができなければならない。その要件は、小ささ及び頑丈さに関連する要件を含む。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
定められた目的を、可変焦点レンズパッケージによって達成する。可変焦点レンズパッケージは：
本体を通る光路を設けるために通し穴が設けられる該本体と；
通し穴を閉鎖し光路において光透過性であるカバーと；
該カバーにより取り囲まれた流体チャンバ及び本体の通し穴の内面により含有され、非混和性であり、且つメニスカスを越えて接触する、絶縁性流体及び導電性流体と；
導電性流体と接触する本体の表面の少なくとも一部分を被覆する絶縁部材と；
流体チャンバを封止する封止手段と；
少なくとも部分的に可撓性であり且つ流体チャンバの周辺の一部である少なくとも１つの拡張部材と、
を有し、
本体の少なくとも表面層は導電性材料を有し、
メニスカスの形状は本体の導電性表面と当該導電性流体との間の電圧印加を受けて可変であり、
拡張部材は、実質的に固定されたレベルで流体チャンバ内を支配する圧力を保つことによって、流体の容積の差を補償することができ、且つ拡張部材は、封止手段の少なくとも一部分を有する、
ところの、可変焦点レンズパッケージ、である。
【００１０】
本発明による可変焦点レンズパッケージにおいて、流体チャンバは、封止手段を用いて封止される。封止手段は、流体が、本体とカバーとの間の空間を通って流体チャンバから漏れ出すことから防ぐ。本発明の重要な態様により、封止手段の少なくとも一部分が、２つの重要な機能を有する。第１に、この封止手段の一部分は、流体チャンバを封止する機能を実行するよう配置される。第２に、この封止手段の一部分は、流体チャンバにより含有された流体の容積の差を補償する機能を実行するよう、配置される。たとえば、封止手段は、ゴムの封止リングを備え、封止リングは、流体の容積差を補償するのに十分なところまで拡張及び収縮が可能である。
【００１１】
本発明によれば、封止手段の少なくとも一部分が、拡張部材の一部であり、拡張部材は、少なくとも部分的に可撓性であり、拡張部材は、流体チャンバの周辺の一部であり、且つ流体チャンバの内部を支配する圧力を実質的に固定されたレベルで保つことによって、流体の容積差を補償することができる。好ましい実施形態において、拡張部材は、封止手段の少なくとも一部分のみを含むのではなく、流体チャンバ内の流体を背にした拡張部材の一部である封止手段の一部分を付勢する弾性部材をも含む。このやり方で、封止手段の一部分と流体との間の所望でない空間の形成が起こらないことが、確実にされる。それにより、流体チャンバ内に、所望でない気泡及び／又は吸引キャビティが形成される危険がなくなる。拡張部材の一部である封止手段の一部分が、ゴムの封止リングを備える場合、弾性部材は、たとえば封止リングを取り囲む金属の弾性リングを備えてもよい。
【００１２】
本発明の重要な利点は、流体チャンバによって含有された流体の容積差を補償するために提案される手段が、比較的単純であることである。封止手段は、いかようにも存在し、且つこれら手段の少なくとも一部分が、流体チャンバを封止できるだけでなく、流体チャンバによって含有された流体の容積差を補償できるように設計することができる。更に、比較的頑丈な構成が得られる。たとえば、ゴムの封止リングが用いられる場合、薄膜形状の可撓性部材が用いられた場合より、可変焦点レンズパッケージのほうが、より頑丈である。
【００１３】
本発明を、図面を参照しながらより詳細に説明する。類似する部品は、同じ参照符号により表示される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
図１は、本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージ１を線図的に示す。図２〜図６は、可変焦点レンズパッケージ１の組み立て方法を線図的に示す。
【００１５】
可変焦点レンズパッケージ１は、環状の本体１０を備える。環状の本体１０は、通し穴１１備える、図４を参照すると、この例において通し穴１１は、円形の横断面を有する円筒として形作られることが明らかである。本体１０は、たとえばプラスチック素子であってもよく、金属のような導電性材料を含む層によって少なくとも部分的に被覆される。導電層は、パリレンのような絶縁性材料を含む層によって被覆され、一方で絶縁層は、疎水性材料を含む層によって被覆される。本体１０の一部分を被覆する３つの層は、図１において、参照符号１６によって示される比較的濃い線によって線図的に示される。
【００１６】
代替的に、絶縁性部材は、本体の内側に分離されて組み立てられた絶縁部位であってもよい。
【００１７】
少なくとも１つのカバーが、本体に一体化されてもよいことが明らかである。次に通し穴１１は、一体化されたカバーを有するキャビティを形成する。
【００１８】
本体１０の下側及び上側の両方で、本体１０の外側部分が、ベベル面１３を備える。更に、下側で、本体１０は、環状開先１７を設ける。上側で、本体１０は、２つの平面環状部分１８、１９を備える。ここで、内側環状部分１８が、本体１０の内周から本体１０の外周の方向に延在し、外側環状部分１９が、内周と外周との間の位置に位置している。外側環状部分１９は、内側環状部分１８よりも高いレベルにあり、環状部分１８、１９間の変わり目が、直立壁４６により形成される。
【００１９】
本体１０の通し穴１１が、下部レンズ部材３０及び上部レンズ部材７０を用いることによって、閉鎖される。下部レンズ部材３０は、本体１０の下側にあり、上部レンズ部材７０は、本体１０の上側にある。レンズ部材３０、７０の両方は、いわゆるレプリカレンズとして形成される。このようなレンズは、ガラスのベース板３２、７４及びプラスチックレンズ本体３１、７５を備え、それ自体は知られている方法で製造され、プラスチックをモールディングするモールド、及びモールド内のプラスチックを硬化させる紫外光の使用とともに、製造される。図１において、レンズ部材３０、７０のレンズ本体３１、７５の中心部分は、図示されない。何故なら、レンズ本体３１、７５の厳密な形状は、本発明の観点とは関連しないからである。
【００２０】
下部レンズ部材３０の上面３６が、層３７によって被覆される。層３７は、親水性且つ導電性で、たとえば金属を含む。
【００２１】
可変焦点レンズパッケージ１は、下部封止リング５０及び上部封止リング６０を備え、本体１０の通し穴１１の内面１５によって範囲を定められた流体チャンバ８５、上部レンズ部材７０の底面７６、及び下部レンズ部材３０の上面３６を封止する。上部封止リング６０は、本体１０の内側環状部分１８と上部レンズ部材７０のベース板７４との間にあり、一方、下部封止リング５０は、本体１０の下側で開先１７にあり、且つ下部レンズ部材３０の上面３６に接触する。下部封止リング５０及び上部封止リング６０の両方が、たとえばゴムでできていてもよい。
【００２２】
下部レンズ部材３０の上面３６及び上部レンズ部材７０の下面７６の両方で、位置決めリング３８、７７が、レンズ部材３０、７０上に配置される。位置決めリング３８、７７は、レンズ部材３０、７０を互いに対し且つ本体１０の通し穴１１に関し整合させる役割を果たす。一方では、下部レンズ部材３０が本体１０に関して設置されるとき、下部位置決めリング３８の外周が、遊びが存在することなく開先１７の外壁４５に接触するよう、下部位置決めリング３８の外径を選択する。このような方法で、下部レンズ部材３０のレンズ本体３１の中心軸線は、本体１０の通し穴１１の中心軸線と厳密に整合する。その一方で、上部レンズ部材７０が本体１０に関して設置されるとき、上部位置決めリング７７の外周が、遊びが存在することなく直立壁４６に接触するよう、上部位置決めリング７７の外径を選択する。この方法で、上部レンズ部材７０のレンズ本体７５の中心軸線は、本体１０の通し穴１１の中心軸線と厳密に整合し、結果として、下部レンズ部材３０のレンズ本体３１の中心軸線とも厳密に整合する。
【００２３】
種々のレンズパッケージ素子１０、３０、５０、６０、７０を互いに関して固定するために、２つの締め付けユニット２０ａ、２０ｂが、設けられる。締め付けユニット２０ａ、２０ｂは、リング２１ａ、２１ｂ及びリング２１ａ、２１ｂの外周から延在する複数の締め付けアーム２２ａ、２２ｂを備える。締め付けアーム２２ａ、２２ｂの端部には、折り曲げ部分２３ａ、２３ｂが設けられる。図２は、下部締め付けユニット２０ａの斜視図である。
【００２４】
可変焦点レンズパッケージ１において、締め付けアーム２２ａ、２２ｂは、該当するリング２１ａ、２１ｂへ略垂直に延在する。この締め付けユニット２０ａ、２０ｂの外観は、締め付けユニット２０ａ、２０ｂの初期形状に基づいて得られる。締め付けアーム２２ａ、２２ｂは、該当するリング２１ａ、２１ｂと同じ平面に全体に延在し、折り曲げ部分２３ａ、２３ｂを得るように締め付けアーム２２ａ、２２ｂの端部を折り曲げることによって、且つ締め付けアーム２２ａ、２２ｂの方向を該当するリング２１ａ、２１ｂに関して変えることによって、全体に延在する。このやり方で締め付けユニット２０ａ、２０ｂを形作るためには、締め付けユニット２０ａ、２０ｂは、折り曲げ可能な材料を含むことが重要であることは明らかである。
【００２５】
下部締め付けユニット２０ａは、本体１０を背にした下部レンズ部材３０を締め付けるように配置される。下部封止リング５０は、下部レンズ部材３０と本体１０との間に締め付けられる。可変焦点レンズパッケージ１の組み立ての間、締め付けアーム２２ａの折り曲げ部分２３ａの端部は、本体１０の上側で、べベル面１３によって案内される。この工程において、折り曲げ部分２３の端部は、疎水性層及び絶縁層を通って引っ掻き（scratch  through）、結果として、導電層と直接接触する状態になる。
【００２６】
上部締め付けユニット２０ｂは、本体１０を背にした上部レンズ部材７０を締め付けるよう、配置される。ここで、上部封止リング６０は、上部レンズ部材７０と本体１０との間に締め付けられる。締め付けアーム２２ｂの折り曲げ部分２３ｂの端部は、層３７と接触する。層３７は、下部レンズ部材３０の上面３６を被覆する。示される例において、折り曲げ部分２３ｂの端部は、複数の弾性フィンガ２５を備える。弾性フィンガ２５は、外向きに反発するように付勢され、それにより端部は、本体１０の下側にあるべベル面１３と下部レンズ部材３０の上面３６との間に強固に締め付けられる。この方法で、折り曲げ部分２３ｂの端部と下部レンズ部材３０の上面３６を被覆する層３７との間の接触が、保証される。
【００２７】
可変焦点レンズパッケージ１は、たとえば塩溶液を含有する水を含むことができる、或る量の導電性流体８６を含む。以下において、単純にするため、導電性流体８６を、以降「水」と呼ぶ。更に、可変焦点レンズパッケージ１は、或る量の絶縁性流体８７を含む。絶縁性流体８７は、たとえばシリコーンオイル又はアルカンを含むことができる。以下において、単純にするため、絶縁性流体８７を、以降、「オイル」と呼ぶ。
【００２８】
水８６及びオイル８７は、流体チャンバ８５内に２つの分離された流体の本体（fluid  bodies）を構成する。機能上、水８６及びオイル８７は、異なった屈折率を有する。水８６及びオイル８７の密度は、好ましくは等しく、それにより可変焦点レンズパッケージ１の動作が、可変焦点レンズパッケージの方向によって影響されないようにする。換言すれば、それによりレンズパッケージ１の動作が、水８６とオイル８７との間の重力効果によって影響を受けないようにする。
【００２９】
水８６は、流体チャンバ８５の下側に位置し、オイル８７は、流体チャンバ８５の上側に位置する。水８６及びオイル８７は、メニスカス８８によって分離される。このメニスカス８８の形状は、本体１０の導電層と水８６との間の電圧の影響を受けて可変であり、水８６に関する疎水性層の濡れ性が、電圧の印加を受けて可変であるのと同様である。可変焦点レンズパッケージ１において、電圧を供給する複数のコネクタが、締め付けユニット２０ａ、２０ｂによって構成される。この点において、完全にするために、下部締め付けユニット２０ａの締め付けアーム２２ａの折り曲げ部分２３ａの端部が、本体１０の導電層と接触し、且つ上部締め付けユニット２０ｂの締め付けアーム２２ｂの折り曲げ部分２３ｂの端部が、下部レンズ部材３０の導電層３７を通って水８６と接触していることに留意されたい。
【００３０】
上部封止リング６０は、弾性リング６５によって包囲される。弾性リング６５は、たとえば金属でできている。上部封止リング６０及び包囲する弾性リング６５は、たとえば拡張したり収縮したりできるよう配置される。この方法で、上部封止リング６０及び包囲する弾性リング６５は、水８６及びオイル８７の容積の差を補償することができる。補償は、流体チャンバ８５の内部を支配する圧力を実質的に固定されたレベルで保つことによって成される。水８６及びオイル８７の容積の差は、可変焦点レンズパッケージ１の動作の間に起こる場合があり、たとえば温度の影響を受けて起こり得る。水８６及びオイル８７の容積の差が補償されない場合、これらの流体８６、８７に、気泡及び／若しくは吸引キャビティが生じるか、又はレンズ部材３０、７０のうち１つが壊れる。両方の場合において、可変焦点レンズパッケージ１は、役に立たなくなる。
【００３１】
温度が上昇すると、流体８６、８７の容積が上昇する。この場合、上部封止リング６０及び弾性リング６５の両方が、拡張するよう強いられ、流体チャンバ８５内を支配する圧力は、略一定レベルにとどまる。拡張する間、上部封止リング６０の下部分が、本体の内側環状部分１８に沿って滑動し、且つ上部封止リング６０の上部分が、上部レンズ部材７０の下面７６に沿って滑動し、上部封止リング６０の封止機能は、維持される。
【００３２】
温度が下がるとき、流体８６、８７の容積も下がる。この場合、上部封止リング６０は、弾性リング６５によって収縮するよう強いられ、流体チャンバ８５内を支配する圧力は、略一定レベルにとどまる。収縮する間は、拡張する間のように、上部封止リング６０の下部分が、本体の内側環状部分１８に沿って滑動し、且つ上部封止リング６０の上部分が、上部レンズ部材７０の下面７６に沿って滑動し、上部封止リング６０の封止機能は、維持される。
【００３３】
先の２つの段落に基づき、上部封止リング６０が、一方で本体１０の内側環状部分１８の表面に関して滑動可能に配置され、且つもう一方で、上部レンズ部材７０の下面７６に滑動可能に配置されることが重要であることは明らかである。滑動を促進するために、薄膜を含有するグリース等を、上部封止リング６０と上記表面との間に配置してもよい。
【００３４】
可変焦点レンズパッケージ１は、幾つかのステップを経て組み立てられる。このステップを、以下に列挙する。組み立ては、図２に示される下部締め付けユニット２０ａから開始する。
【００３５】
第１の組み立てステップの間、下部レンズ部材３０は、下部締め付けユニット２０ａのリング２１ａの上部に設置される。この工程において、下部レンズ部材３０のベース板３２は、下部締め付けユニット２０ａの締め付けアーム２２ａ間に位置している。
【００３６】
図３は、第１の組み立てステップ後に得られるレンズパッケージ素子２０ａ、３０の全体を示す。
【００３７】
第２の組み立てステップの間、下部封止リング５０は、本体１０の下側にある開先１７に位置している。続いて、本体１０は、下部レンズ部材３０に関して設置され、下部位置決めリング３８の外周は、開先１７の外壁４５に接触する。それによって、本体１０の位置が、下部レンズ部材３０に関して横方向に固定される。
【００３８】
第３の組み立てステップの間、下部締め付けユニット２０ａは、本体１０及び下部レンズ部材３０周りに折れ曲がり、下部締め付けユニット２０ａのリング２１ａは、下部レンズ部材３０の下面３９に置かれている。締め付けアーム２２ａの折り曲げ部分２３ａは、本体１０の上側に、べベル面１３を越えた位置に置かれる。この工程において、締め付けアーム２２ａの折り曲げ部分２３ａの端部は、本体１０の上側で、べベル面１３によって案内され、折り曲げ部分２３の端部は、疎水性層及び絶縁層を引っ掻いて通り、結果として、導電層と直接接触する状態になる。
【００３９】
図４は、第３の組み立てステップ後に得られる、レンズパッケージ素子１０、２０ａ、３０、５０の全体を示す。
【００４０】
第４の組み立てステップの間、上部封止リング６０及び弾性リング６５は、本体１０の上側で、内側環状部分１８の上部に設置される。
【００４１】
第５の組み立てステップの間、所定の量の水８６は、下部レンズ部材３０の上面３６及び本体１０の通し穴１１の内面１５によって範囲を狭められた開口容器に入れられる。続いて、開口容器は更にオイル８７で満たされる。
【００４２】
第６の組み立てステップの間、上部レンズ部材７０は、本体１０に関して設置され、上部位置決めリング７７の外周は、直立壁４６に接触し、それにより上部レンズ部材７０の位置は、本体１０に関して横方向に固定される。
【００４３】
図５は、第６の組み立てステップ後に得られる、レンズパッケージ素子１０、２０ａ、３０、５０、６０、６５、７０の全体を示す。
【００４４】
第７の組み立てステップの間、上部締め付けユニット２０ｂが設置され、本体１０及び上部レンズ部材７０周りに折れ曲がり、上部締め付けユニット２０ｂのリング２１ｂは、上部レンズ部材７０の上面７８に置かれ、締め付けアーム２２ｂの折り曲げ部分２３ｂは、本体１０の下側にあるべベル面１３と下部レンズ部材３０の上面３６との間に締め付けられる。結果として、折り曲げ部分２３ｂの端部が、下部レンズ部材３０の導電層３７と直接接触する状態になる。
【００４５】
７つの組み立てステップの結果が、本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージ１である。この可変焦点レンズパッケージ１の線図的な斜視図を、図６に示す。このレンズパッケージ１の焦点は、このレンズパッケージ１の複数のコネクタを通じて電圧を印加することによって変更できる。コネクタは、締め付けユニット２０ａ、２０ｂによって構成される。
【００４６】
図７において、筒（barrel）８０が示され、可変焦点レンズパッケージ１（図７には図示せず）が、筒８０内に収容される。可変焦点レンズパッケージ１に加えて、筒８０は、より多くの光学素子を収容してもよい。
【００４７】
可変焦点レンズパッケージ１を含有する筒８０は、携帯電話の適用に適した頑丈なユニットを構成する。図７は、筒８０及びカメラモジュール９０の組み合わせを線図的に示す。締め付けユニット２０ａ、２０ｂを備える可変焦点レンズパッケージ１の複数のコネクタを用いることによって、レンズパッケージ１は、カメラモジュール９０に接続される。カメラモジュール９０は、駆動部及びレンズパッケージ１のための追加のコンポーネントを装備している。可変焦点レンズパッケージ１とカメラモジュール９０との間の電気接続は、如何なる適切な方法で実現されてもよく、たとえば、はんだ付け、溶接、締め付け又は接着によって実現されてもよい。
【００４８】
可変焦点レンズパッケージ１は、一連の３つのレンズを備える。可変焦点レンズパッケージ１上に当たった光は、レンズパッケージ１を通る光路をたどり、光は、上部レンズ部材７０、水８６、オイル８７及びこれら２つの流体の間のメニスカス８８、及び下部レンズ部材３０を通過する。水８６とオイル８７との間にあるメニスカス８８の形状を変更することによって、光を集束させることが、可能である。メニスカス８８の形状を変更する方法を、以下に説明する。
【００４９】
下部締め付けユニット２０ａは、締め付けアーム２２ａ及びこれらの締め付けアーム２２ａの折り曲げ部分２３ａを通って、本体１０の導電層と接続する。上部締め付けユニット２０ｂは、締め付けアーム２２ｂ、これら締め付けアーム２２ｂの折り曲げ部分２３ｂ、及び下部レンズ部材３０の上面３６に設けられた導電性材料の層を通って、水８６に接続する。
【００５０】
締め付けユニット２０ａ、２０ｂ間に電圧が印加されないとき、本体１０の通し穴１１の内面１５上の疎水性層（水８６に関する）の濡れ性は、オイル８７に関する上記層の濡れ性とは異なる。エレクトロウェッティングと称される効果により、水８６に関する疎水性層の濡れ性は、締め付けユニット２０ａ、２０ｂ間の電圧印加を受けて可変である。疎水性層の濡れ性が変化すると、疎水性層と２つの流体８６、８７との間の接触線で、水８６とオイル８７との間にあるメニスカス８８の接触角度が変化する。それにより、メニスカス８８の形状が調節される。それ故、メニスカス８８の形状は、印加電圧に依存する。メニスカス８８は、光路に位置し且つ光を屈折させる。そのため、このメニスカスを、可変焦点を有するレンズとして考えてもよい。
【００５１】
可変焦点レンズパッケージ１が、携帯電話における適用に適するようにするため、種々のパッケージ素子の寸法を、比較的小さくする必要がある。たとえば、本体１０の内径は３ｍｍ、本体１０の外径は６ｍｍ、及び本体１０の高さは、１ｍｍである。
【００５２】
まとめると、可変焦点レンズパッケージ１を、以下のように説明することができる。可変焦点レンズパッケージ１は、通し穴１１を有する環状の本体１０を備え、通し穴１１は、レンズ部材３０、７０によって閉鎖され、且つ封止リング５０、６０の手段によって封止される。通し穴１１は、一定量の水８６及びオイル８７で満たされ、水８６及びオイル８７は、メニスカス８８によって分離される。種々のレンズパッケージ素子が、締め付けユニット２０ａ、２０ｂを用いて互いに関して固定される。この構成により、非常に小型で且つ頑丈なレンズパッケージ１が、得られる。
【００５３】
本体１０の表面の一部分が、導電層で被覆される。メニスカス８８の形状は、この導電層と水８６との間の電圧の影響を受けて可変である。このような方法で、メニスカス８８は、調節可能な焦点を有するレンズとして適用可能である。
【００５４】
可変焦点レンズパッケージ１の封止リング５０、６０のうち１つは、水８６及びオイル８７とともに拡張し且つ収縮できるよう配置される。拡張及び収縮は、流体８６、８７の容積差を十分補償するまで成され、拡張及び収縮は、温度差によって引き起こされる。このやり方で、レンズ部材３０、７０の損傷並びに可変焦点レンズパッケージ１内の気泡及び／又は吸引キャビティの形成を、防止する。
【００５５】
当業者であれば、本発明の範囲は前述した例に限定されず、幾つかの修正及び変更が、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲から逸脱することなく可能であることが明らかであろう。
【００５６】
たとえば、可変焦点レンズパッケージ１の流体チャンバ８５を封止するために、示されるゴム封止リング５０、６０以外の手段を適用することが可能であることは明らかである。しかしながら、封止手段の少なくとも一部分が、水８６及びオイル８７の容積差を補償できるのに十分なほど、可撓性であることが重要である。
【００５７】
締め付けユニット２０ａ、２０ｂを、可変焦点レンズパッケージ１のコネクタとして適用する必要はない。但し、締め付けユニット２０ａ、２０ｂを適用することは、非常に有効な選択である。本発明の範囲内では、追加のコネクタを配置することが可能であり、そのうちの１つのコネクタが、本体１０の導電性部分と接触し、且つそのうちの別のコネクタが、可変焦点レンズパッケージ１の流体チャンバ８５内の水８６と接触する。
【００５８】
レンズ部材３０、７０のベース板３２、７４は、如何なる適切な形状をも有してもよく、たとえば方形又は六角形状であってもよい。後者は、示される可変焦点レンズパッケージ１の場合である。締め付けユニット２０ａ、２０ｂの形状、特に締め付けアーム２２ａ、２２ｂの位置は、ベース板３２、７４の形状に適合される。
【００５９】
本発明による可変焦点レンズパッケージ１の示される実施形態において、下部レンズ部材３０及び上部レンズ部材７０が適用され、それによりレンズパッケージ１は、実際に一連の３つのレンズを備える。追加のレンズを適用する必要はない。その代わり、少なくとも１つのレンズ部材３０、７０を、光を集束する機能のないカバーに取り替えることができる。
【００６０】
水８６及び油８７の容積の差を補償するために、種々の解決法が存在する。つまり、解決法とは、拡張部材の適用である。図示される可変焦点レンズパッケージ１に適用される解決法は、上部封止リング６０を包囲する弾性リング６５を備える。
【００６１】
可変焦点レンズパッケージ１は、携帯電話及びデジタル記録機器に用いられる光学走査装置のような可搬装置において適用されてもよい。
【００６２】
複数のレンズパッケージ１は、１つの行に位置していてもよく、レンズパッケージ１の通し穴１１は、ズームレンズを作成するために互いに関して整合する。
【００６３】
本発明によるレンズパッケージ１は、特に、カメラにおける適用のために意図され、それは更に、イメージセンサ及び相互接続する本体を備える。相互接続する本体は、相互接続する本体の第１表面及び第２表面上に配置された導電性トラックを備え、且つ導電性トラックは、たとえばイメージセンサ及び可変焦点レンズパッケージ１の両方との間で接続を確立できるように、駆動電子機器に、したがって、即ち接触パッドに形作られる。この点において、可変焦点レンズパッケージ１とカメラモジュール９０とを含有する筒８０の組み合わせが、すでに説明されたことを留意されたい。
【００６４】
カメラは、上述した可搬装置の一部であってもよく、更に入力手段、情報処理手段及び表示手段を含んでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの可変焦点レンズパッケージの断面図を線図的に示す。
【図２】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの組み立て方法を線図的に示す。
【図３】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの組み立て方法を線図的に示す。
【図４】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの組み立て方法を線図的に示す。
【図５】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの組み立て方法を線図的に示す。
【図６】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージの組み立て方法を線図的に示す。
【図７】本発明の好ましい実施形態による可変焦点レンズパッケージを含有する筒の斜視図及び筒が嵌め込まれたカメラモジュールを、線図的に示す。
【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６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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