(57)【要約】  制御可能な光学システムは、流動体の間の接触面は境界表面（１５、８８ａ、８８ｂ）を定める第１及び第２の流動体を収容する容器と、境界表面の形状を電気的に制御する電極配置（１４、１６、８６，８７）と、を有する光学部品を有する。駆動回路は、動作モード及び非動作省電力モードで動作する。また蓄積キャパシターは、非動作モードの間、電極配置に信号を維持する。帰還は、境界表面条件を考慮して駆動回路のモード間の切り替えを制御するために用いられる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御可能な光学システムであって：
流動体の間の接触面は境界表面を定める第１及び第２の流動体を収容する容器と、前記境界表面の形状を電気的に制御する電極配置と、を有する光学部品；
前記電極配置に印加される信号を制御し、動作モード及び非動作省電力モードで動作可能な駆動回路；
前記駆動回路が非動作モードである場合、前記電極配置に信号を維持する駆動信号蓄積キャパシター；
境界表面条件を検知する検知配置；及び
前記駆動回路を動作モードと非動作省電力モードとの間で、前記検知配置の出力に従い切り替える帰還制御ループ、を有する制御可能な光学システム。
【請求項２】
前記帰還制御ループは、イネーブル信号を前記駆動回路へ供給する波形生成器を有する、請求項１記載のシステム。
【請求項３】
前記波形生成器は、制御可能なデューティーサイクル及び／又は周波数を有する、請求項２記載のシステム。
【請求項４】
前記検知配置は、前記電極配置の第１及び第２の電極の間のキャパシタンスを測定するキャパシタンス検知配置を有する、前記請求項の何れか記載のシステム。
【請求項５】
前記検知配置は、電極配置電圧を測定する電圧測定回路を有する、請求項１乃至３の何れか１項記載のシステム。
【請求項６】
前記検知配置は、前記電極配置を流れる電流を測定する電流測定回路を有する、請求項１乃至３の何れか１項記載のシステム。
【請求項７】
制御可能な光学レンズシステムを有し、前記光学部品はレンズを有し、及び前記境界表面はレンズ表面を有する、前記請求項の何れか記載のシステム。
【請求項８】
前記帰還制御ループは、前記電極配置駆動信号を更に制御しオートフォーカス機能を実施する、請求項７記載のシステム。
【請求項９】
前記検知配置は、画像センサーを有する、請求項７又は８記載のシステム。
【請求項１０】
前記電極配置は、底部電極及び側壁電極を有する駆動電極配置を有する、前記請求項の何れか記載のシステム。
【請求項１１】
側壁電極は、前記容器を囲む環状電極を有する、請求項１０記載のシステム。
【請求項１２】
前記第１の流動体は電気的感受性のある液体を有し、及び前記第２の流動体は電気的感受性のない液体を有し、並びに前記第１及び第２の流動体の両方は、実質的に光学的に透明である、前記請求項の何れか記載のシステム。
【請求項１３】
制御可能な光学絞りシステムを有し、前記光学部品は絞りを有し、及び前記境界表面は絞り開口部を定める、請求項１乃至６の何れか１項記載のシステム。
【請求項１４】
前記電極配置は、底部電極及び側壁電極を有する駆動電極配置を有する、請求項１３記載のシステム。
【請求項１５】
側壁電極は非対称である、請求項１４記載のシステム。
【請求項１６】
前記第１の流動体は電気的感受性のある液体を有し、及び前記第２の流動体は電気的感受性のない液体を有し、並びに前記第１及び第２の流動体の一方は実質的に光学的に透明であり、及び前記第１及び第２の流動体の他方は実質的に光学的に不透明である、請求項１３乃至１５の何れか１項記載のシステム。
【請求項１７】
制御可能な光学部品を駆動する方法であって、前記部品は、流動体の間の接触面は境界表面を定める第１及び第２の流動体を収容する容器と、前記境界表面の形状を電気的に制御する電極配置と、を有し、前記方法は：
境界表面条件を検知する段階；及び
前記電極配置を制御し、動作及び非動作状態の間で切り替える段階、を有し、前記動作状態では電極配置駆動信号は前記電極配置へ供給され、及び前記非動作状態では前記電極配置駆動信号は蓄積キャパシターにより供給され、前記電極配置の周期的制御は前記検知された境界条件に依存して制御される、制御可能な光学部品の駆動方法。
【請求項１８】
前記電極配置が切り替えられる周波数は、前記検知された境界条件に依存して選択される、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記電極配置が切り替えられるデューティーサイクルは、前記検知された境界条件に依存して選択される、請求項１７又は１８記載の方法。
【請求項２０】
前記境界表面条件を検知する段階は、前記電極配置の第１及び第２の電極の間のキャパシタンスを測定する段階を有する、前記請求項の１７乃至１９の何れか１項記載の方法。
【請求項２１】
前記境界表面条件を検知する段階は、電極配置電圧を測定する段階を有する、請求項１７乃至１９の何れか１項記載の方法。
【請求項２２】
前記境界表面条件を検知する段階は、前記電極配置へ流れる電流を測定する段階を有する、請求項１７乃至１９の何れか１項記載の方法。
【請求項２３】
制御可能な光学レンズシステムを駆動するために、前記境界表面はレンズ表面を有する、請求項１７乃至２２の何れか１項記載の方法。
【請求項２４】
前記電極配置駆動信号を制御する段階を更に有し、オートフォーカス機能を実施する、請求項２３記載の方法。
【請求項２５】
レンズ設定を検知する段階は、画像センサーを用い捉えられた画像の焦点条件を検出する段階を有する、請求項２３又は２４記載の方法。
【請求項２６】
制御可能な光学絞りシステムを駆動するため、前記光学部品は絞りを有し、及び前記境界表面は絞り開口部を定める、前記請求項１７乃至２２の何れか１項記載の方法。
【請求項２７】
ＤＣ電圧は前記電極配置に印加され、及び前記方法は、反対極性のパルスを前記電極配置に印加する段階を更に有する、請求項１７乃至２６の何れか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特に所謂エレクトロウェッティング（電気毛管現象としても知られる）を用いた、制御可能な光学部品に関する。本発明は、例えば光学用レンズ又は絞りに関する。
【背景技術】
【０００２】
エレクトロウェッティングレンズは、２つの混和できない液体、例えば電気的に絶縁された油及び導電性塩溶液を収容する容器を有する。そして当該流動体の間の凹凸レンズは、屈折率境界を定め、及び従ってレンズ機能を果たす。凹凸レンズの形状は、電気的に制御可能であり、レンズの出力を変化する。流動体は、液体、蒸気、ガス、プラズマ又はそれらの混合を有して良い。
【０００３】
レンズ形状の電気的制御は、外部環状制御電極を用い達成される。またエレクトロウェッティング効果は、容器の内側の端における凹凸レンズの接触角を制御し、それにより凹凸レンズの形状を変化させるために用いられる。
【０００４】
エレクトロウェッティングレンズの基本的な設計及び動作は、当業者に良く知られている。例として、特許文献１を参照する。
【０００５】
エレクトロウェッティングレンズは小型であり、如何なる機械的可動部分を有さず、可変焦点機能を提供可能である。エレクトロウェッティングレンズは種々の用途、特に空間的制限がある用途、電力消費が最小に保たれるべき用途、例えば携帯電話のカメラにおける使用に提案されている。
【０００６】
エレクトロウェッティングレンズはまた、オートフォーカスカメラのレンズとしての使用に適した候補として認識されている。従来のオートフォーカスレンズに勝るエレクトロウェッティングレンズの利点は、速い焦点合わせ速度である。標準的に、無限大にある対象から５ｃｍにある対象へ向けて１０ｍｓ以内に焦点を変更可能である。
【０００７】
エレクトロウェッティングレンズは、静電的に作動され、及び従ってＤＣ電圧により駆動される場合に非常に小さい電力しか使用しない。しかしながら、エレクトロウェッティングレンズは、バッテリーにより供給される電圧より非常に高い電圧を必要とする。また必要な電圧を生成する駆動回路は、有意な電力消費を有する。特に、これらの電圧を供給するためにＤＣ−ＤＣコンバーターが必要とされる。
【０００８】
図１は、知られているエレクトロウェッティングレンズの設計を図示する。また図２は、レンズ形状を定めるパラメータを示す。
【０００９】
図１の左部分は、レンズの内部を示す。レンズは、電気的感受性のある液体（例えば極性のある、導電性の又は分極性の）、例えば塩水を基礎とする構成要素１０（以下では単に水として参照される）と、非導電性液体、例えば油を基礎とする構成要素１２（以下では単に油として参照される）と、を収容する容器を有する。底部電極１４及び円周側面電極１６は、レンズの出力を制御する。側面電極は、絶縁体により液体から分離される。絶縁体は、容器の側面壁を形成し、レンズの電気的動作の間、キャパシター誘電層として動作する。この動作は、当業者に良く知られている。特許文献１を参照する。
【００１０】
エレクトロウェッティングレンズの光出力は、２つの液体の接触面において形成された凹凸レンズの半径により決定される。半径は、壁における凹凸レンズの接触角θ（図２に示される）から引き出され得る。この接触角は、次の関係式に支配される：
【数１】
2008521043.tif 000003
ここでθは凹凸レンズが壁と共に作る角度、Ｖは印加電圧、γｃｉは水／油の表面張力、γｗｃは壁／水の表面張力、及びγｗｉは壁／油の表面張力、εｒは絶縁層（容器壁）の浸透率、及びｄは絶縁層の厚さである。結果として、凹凸レンズの半径は印加電圧に直接関係し、そしてレンズは従って電圧制御装置である。
【００１１】
高電圧は、レンズを駆動するために必要とされる（１００Ｖ程度）。及びこのため、駆動回路は、レンズシステムの電力消費の主な貢献者である。
【００１２】
本発明は、駆動回路を間欠的に動作し及び駆動信号を蓄積キャパシターに蓄積することにより省電力を提供する。システムの正しい作用が異なる動作条件で保証されるよう、駆動回路の動作／非動作状態の間の切り替えは、レンズ設定条件に従い制御される。
【００１３】
本発明のレンズシステムを（本発明のある好適な用途として）記載する前に、従来のオートフォーカスレンズシステムが、図３を参照して記載される。図３は、知られているオートフォーカスエレクトロウェッティングレンズカメラのブロック図を示す。
【００１４】
カメラは、入射光を受信し及びＣＣＤ又は画像センサーアレイの形式の画像センサー３４に画像の焦点を合わせるレンズモジュール３０を有する。
【００１５】
エレクトロウェッティングレンズモジュール３０は、エレクトロウェッティングレンズに加え多数の従来のレンズと、高電圧信号を生成し特定の距離に画像の焦点を合わせる駆動装置と、を有する。駆動装置は、実際にはレンズ／カメラモジュール３０の外部にあって良い。
【００１６】
画像センサー３４は入射光を検知し、及び入射光を例えばＲＧＢ又はＹＵＶ形式で、メモリーに格納され得る電気信号へ変換する。
【００１７】
信号プロセッサー３６は、オートフォーカスアルゴリズム３８、鮮鋭度検出装置４０及びビデオ信号プロセッサー４２を有する。鮮鋭度信号は、画像の高周波数成分から引き出される。オートフォーカスアルゴリズム３８は、フォーカスエラー信号を、特定の瞬間における鮮鋭度信号の差分から引き出す。またオートフォーカスアルゴリズム３８の制御ループは、レンズ駆動信号３９を生成し、レンズを駆動する。
【００１８】
本発明は、駆動回路が間欠的に動作される制御システムを提供する。電力消費を最小化する駆動方式を引き出すため、最初に必要なことは、レンズ充電特性を分析することである。これらの特性は、レンズ駆動電圧が蓄積キャパシターにより供給される場合、当該電圧のリップルを決定する。
【００１９】
図４は、エレクトロウェッティングレンズの簡易等価回路図を示す。レンズは直列抵抗Ｒｓとして、並列抵抗Ｒｐと並列のレンズキャパシタンスＣｌｅｎｓと共に、モデル化され得る。直列抵抗Ｒｓは、放電過程に影響せず、従って無視され得る。レンズを放電するために要する時間は、誘電体被覆（面積、厚さ、及び誘電率）により定められるキャパシタンスＣｌｅｎｓ、及び誘電体被覆を通じる漏れにより定められる並列抵抗Ｒｐに依存する。各レンズは、これら２つの値のいくつかの相違を有して良い。従って各レンズの放電時間は異なり得る。放電時間はまた、環境条件、例えば温度及び湿度に依存して良い。及び用いられる外部及び内部の絶縁体はまた、これらの効果に影響する。更に、漏れは、ＰＣＢの導体の間で生じ、同様に放電時間を短縮し得る。
【００２０】
レンズが蓄積キャパシターから駆動される場合、キャパシターの放電により電圧が降下すると、レンズの焦点に変化が生じる。またキャパシターを最初に動作電圧まで充電する必要がある。図４は、電極駆動電圧を蓄積し駆動回路の間欠的動作を可能にするために用いられる追加キャパシターＣｓｔｏｒａｇｅを示す。
【００２１】
実際の値は、レンズキャパシタンスＣｌｅｎｓは１００ｐＦ、レンズ抵抗Ｒｐａｒａｌｌｅｌは１００ＭΩである。追加蓄積キャパシターＣｓｔｏｒａｇｅは、例として１０ｎＦのキャパシタンスを有して良い。
【００２２】
駆動装置ＩＣは、約１００Ｖの駆動電圧を（標準的に）２．５Ｖの供給電圧から生成する必要があり、及び約２４ｍＷを消費する。この電力消費の大部分は、駆動装置内部の高電圧を生成するための切り替え損失により、レンズを駆動することにより引き起こされるものではない。
【００２３】
以下の計算では、１％のＣｌｅｎｓの放電が許容されること、及びこの電圧リップルは撮像特性に不利に影響しないこととする。従って、レンズが１００Ｖで焦点を合わせられる場合、駆動装置は、レンズにかかる電圧が９９Ｖになるまでオフに切り替えられ得る。
【００２４】
Ｃｌｅｎｓ及びＣｓｔｏｒａｇｅを９９Ｖから１００Ｖまで再充電するために要する時間は、電源の内部抵抗に依存する。この時間は１００μｓ程度を要すると見なされ得る。放電時間は、次式で計算され得る。
【００２５】
【数２】
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ここでＵ１＝９９Ｖ、及びＵ０＝１００Ｖである。
【００２６】
発振周期は、上式を用い設定され得る。与えられた例である図では、放電時間（９９％までの）は１０ｍｓである。これは、駆動回路が制御される発振周波数を設定するために用いられ得る。
【００２７】
レンズ及び駆動装置の電力消費は、次式のようになる：
（１００μｓ／１０ｍｓ）×２４ｍＷ＝０．２４ｍＷ
従って、十分大きな蓄積キャパシターを、適切な切り替え電子素子と共に用いることは、電力消費を１００倍低減させる。
【００２８】
間欠的駆動方式のある可能な実施は、駆動方式の基礎を、あらゆる状況であらゆるレンズに対し安全である最悪の場合の条件に置くことである。この手法は実施が簡単であり、如何なる帰還制御も必要としない。これは、しかしながら、省電力を最適化しない。これはまた、起動が遅い。
【特許文献１】国際公開第０３／０６９３８０号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明は、駆動回路を間欠的に動作し及び駆動信号を蓄積キャパシターに蓄積することにより省電力を提供する。システムの正しい作用が異なる動作条件で保証されるよう、駆動回路の動作／非動作状態の間の切り替えは、レンズ設定条件に従い制御される。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明によると、制御可能な光学システムが提供される。当該光学システムは：
流動体の間の接触面は境界表面を定める第１及び第２の流動体を収容する容器と、当該境界表面の形状を電気的に制御する電極配置と、を有する光学部品；
当該電極配置に印加される信号を制御し、動作モード及び非動作省電力モードで動作可能な駆動回路；
当該駆動回路が非動作モードである場合、当該電極配置に信号を維持する駆動信号蓄積キャパシター；
境界表面条件を検知する検知配置；及び
当該駆動回路を動作モードと非動作省電力モードとの間で、当該検知配置の出力に従い切り替える帰還制御ループ、を有する。
【００３１】
本発明のシステムは、駆動回路を間欠的に動作することにより、省電力を提供する。システムの正しい作用が異なる動作条件で保証されるよう、駆動回路の動作状態の間の切り替えは、境界表面条件に従い制御される。この境界表面は、レンズ表面又は絞りの開口を定めて良い。
【００３２】
駆動信号蓄積キャパシターは、間欠的動作の結果としての電極配置信号のリップルが所望の境界内にあることを保証するよう設計される。これは種々のパラメータ、例えばレンズの条件（例えばレンズが定常状態条件に駆動されている場合、又は焦点変化が実行されている場合）及びレンズが古くなった程度に依存する。帰還システムは、これらの因子を考慮に入れる。
【００３３】
帰還制御ループは、望ましくは、イネーブル信号を駆動回路へ供給するタイミング生成器を有する。また当該信号は、制御可能なデューティーサイクル及び／又は周波数を有して良く、及び画像センサーのフレームレートと同期されて良い。
【００３４】
帰還制御ループは、更に電極配置駆動信号を制御しオートフォーカス機能をレンズシステムで実施するためであって良い。更に、同一のレンズ設定検知配置は、オートフォーカス帰還信号を提供するために用いられ得る。
【００３５】
検知配置は、電極配置の第１及び第２の電極の間のキャパシタンスを測定するキャパシタンス検知配置を有して良い。
【００３６】
代案として、検知配置は、画像センサー、電極配置電圧を測定する電圧測定回路又は電極配置へ流れる電流を測定する電流測定回路を有し得る。
【００３７】
本発明はまた、制御可能な光学部品を駆動する方法を提供する。当該部品は、流動体の間の接触面は境界表面を定める第１及び第２の流動体を収容する容器と、当該境界表面の形状を電気的に制御する電極配置と、を有する。当該方法は：
境界表面条件を検知する段階；及び
当該電極配置を制御し、動作及び非動作状態の間を切り替える段階、を有し、当該動作状態では電極配置駆動信号は当該電極配置へ供給され、及び当該非動作状態では電極配置駆動信号は蓄積キャパシターにより供給され、電極配置の周期的制御は検知された境界条件に依存して制御される。
【００３８】
本発明の例は、添付の図面を参照し詳細に説明される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
本発明の好適な手法は、駆動方式が一般的な条件に合わせられ得るよう、及び異なる起動駆動条件も提供され得るよう、帰還を設けることである。
【００４０】
図５は、本発明のシステムを示す。
【００４１】
駆動回路５０は別個に示され、高電圧源５２及びスイッチ５４を有する。スイッチ５４は、レンズ３０及び追加蓄積キャパシター５６への高電圧の印加を制御する。本発明によると検知配置５８が設けられる。検知配置５８は駆動回路５０を制御する帰還制御ループの一部を形成する。
【００４２】
検知配置５８はレンズ設定を検出する。及びこの検出は、レンズの物理的形状の直接検出であって良く、又はレンズにより捉えられた画像の分析に基づいて良い。それぞれの場合に、検知配置５８は、制御システム６０へ帰還信号を提供する。制御システム６０は、イネーブル信号６２を駆動回路５０へ提供する。制御システム６０は、標準的にマイクロコントローラー又はデジタルシグナルプロセッサーのＰＩ制御装置として実施される。制御システム６０は、イネーブル信号６２の切り替え周波数、及びイネーブル信号６２のデューティーサイクルをも決定する。
【００４３】
図５に示された例では、制御システム６０は、デューティーサイクル信号６６及び周波数信号６８を提供するデジタルシグナルプロセッサー６４を有する。周波数信号６８は、低周波数発振器７０を制御する。また当該発振器の信号は、デューティーサイクル信号６６の制御下で、ブロック波形生成器７２により用いられる。
【００４４】
実際には、ユニット７０及び７２は単一のタイミング制御部として実施され得、３個の入力（同期用フレームレート７４、周波数６８、及びデューティーサイクル６６）を有する。タイミング制御部からの出力は、再びイネーブル信号６２である。
【００４５】
制御システム６０はまた、入力７４として供給されるフレームレートに依存して制御される。
【００４６】
レンズシステムの初期（起動）動作中、イネーブル信号６２はＨｉｇｈに保持され、レンズが動作電圧まで充電された時に、高速応答を可能にする。所望のレンズ電圧、又は安定レンズ状態が、検知配置５８により検出された場合、制御システムは閉ループ制御モードで動作し、及びイネーブル信号６２は調節され省電力を提供する。
【００４７】
駆動回路５０はまた、制御入力７６を有する。制御入力７６は、レンズシステムがオンに切り替えられた場合、Ｈｉｇｈになる。
【００４８】
図６は、本発明のシステムの動作を示し、並びにイネーブル入力６２、制御入力７６に印加される波形、及び結果として生じるレンズ電圧Ｖｌｅｎｓを示すために用いられる。
【００４９】
図６に示されるように、イネーブル信号６２は、最初のＯＮ期間を有する。一方、レンズ電圧は定常状態値まで充電される。続いて、周期的イネーブル信号６２は、所望のレンズ電圧を維持するために用いられる。
【００５０】
初期パルスは、起動条件を提供し、高速な初期応答時間を可能にする。
【００５１】
以上に示されたように、発振周期は、レンズ及び追加キャパシター配置のＲＣ時定数に依存して設定される。レンズと環境条件（例えば温度及び湿度）の間の相違の結果として、この発振周波数は、周期的に較正される必要があって良い。
【００５２】
この較正を実行するため、レンズキャパシタンス及び追加キャパシタンスは、充電され得る。そして駆動回路５０は従ってオフに切り替えられる。時間は、次に、ＲＣ時定数が計算され得る特定のレベルまでレンズが放電されるまで測定される。特に、
ｔｄｉｓｃｈａｒｇｅ〜５×Ｒｐ（Ｃｌｅｎｓ＋Ｃｓｔｏｒａｇｅ）
ＲＣ時定数を決定するためにキャパシタンスを完全に放電する必要はない。決定されたＲＣ時定数は、次に以上に説明された方法で用いられ、所望の発振周波数を得る。
【００５３】
発振器７０及びイネーブル信号６２は、レンズシステムのフレームレートと同期される必要がある。これが、図５のフレームレート入力７４の目的である。特に、駆動回路は、センサーが捉えたデータのフレームを読み出している場合、ディスエーブルにされなければならない。
【００５４】
以上に概略が説明されたように、本発明は、駆動回路の適切な制御を決定するため、レンズ条件の帰還を用いる。
【００５５】
レンズ条件を検知することは、他の目的で帰還制御機能を提供するために望ましいことが、既に理解されている。例えば、絶縁体（電極と流動体の間）の遅い充電により、電圧と油−水の凹凸レンズの正確な位置との関係はドリフトされ、及び帰還システムはこのドリフトを補償し得る。従来のエレクトロウェッティングレンズは、底部電極及び円周壁電極を有する。電極にわたるキャパシタンスが測定されレンズの形状に関する帰還を提供することが提案されている。特に、凹凸レンズの形状と位置は、電圧が印加された場合に、環状電極の効果的な大きさが変化するように変化する（効果的な大きさは、電極と接触した水の面積に依存し、凹凸レンズの位置が変化すると変化する）。結果として生じるキャパシタンスの変化は測定され得る。そしてこのキャパシタンスは、レンズの光出力を測定するための適度に正確なパラメータであると考えられている。レンズ条件をこのように検知することは、長期に渡り一定の焦点深度を維持する方法として従来提案されてきた。
【００５６】
この容量検知手法はまた、必要な帰還信号を提供するために用いられ得る。追加キャパシターはレンズキャパシタンスと比較して大きいので、小さいキャパシタンスの差は検出される必要がない。ブリッジ回路は、この目的のために用いられ得る。
【００５７】
代案の手法は、既存の画像センサーを用い、特定の対象の焦点の変化を測定することである。再び、この情報は、制御システムの帰還信号として用いられ得る。
【００５８】
この場合、カメラ又は対象が互いに対して移動する場合、対象の焦点もまた変化する。そしてこれは、同一の駆動電圧の受信ではなく、オートフォーカス制御ループにより再焦点合わせの必要がある。システムは従って、必要な再焦点合わせ動作、又は必要な再充電動作の間を区別する機能が必要である。この追加機能は簡単に提供され得る。例えば、対象が認識されるか、又は画像の内容が検出され得る。対象が同一の大きさ及び形状を維持していても対象の鮮鋭度が変化する場合、レンズは放電していて、及び駆動回路はイネーブルにされる必要がある。鮮鋭度が変化し及び対象の外観も変化する場合、オートフォーカスアルゴリズムが動作される必要がある。
【００５９】
更なる代案は、電極配置駆動電圧の電圧測定を用いることである。高インピーダンス測定回路を用い電圧を測定することは、放電時間に有意な影響を与えない。またＦＥＴソースフォロワ回路は、この目的のために用いられ得る。電圧測定動作は、それ自体電力を消費する。そして全体の電力消費を低減するために、この測定はサンプルを採られ得る。
【００６０】
更なる可能性は、レンズへ（又はレンズから）流れる電流を測定することである。電圧降下は、追加キャパシタンスを通じて流れる電流を測定することにより、追加キャパシターと直列の抵抗を適用することにより、及び抵抗にかかる電圧を測定することにより、得られる。再び、この電流測定はまた電力を消費し、及び従ってサンプルを採られ、この追加電力消費を最小化する。
【００６１】
上述の帰還測定の代案として、駆動回路がオンに切り替えられた場合に追加蓄積キャパシターを充電するために必要な電荷流が測定され得る。そしてこの電荷流は漏れ電流の表示を提供し、及び従って駆動回路のスタンバイ時間を決定し得る。
【００６２】
レンズは、以上の例のような単純な底面と円周電極より複雑な電極配置を有して良い。
【００６３】
本発明は、例えば携帯電話のカメラにおけるエレクトロウェッティングレンズの使用に適用され得る。画像分析又は画像投影が必要とされる製造ライン又は他の対象処理動作のような、エレクトロウェッティングレンズの他の使用は、しかしながら当業者に明らかである。
【００６４】
複数の光学レンズは、光学配置に用いられ得る。例えば、エレクトロウェッティングズームレンズは、２つのレンズ部品から形成され得る。
【００６５】
本発明は、光が透過する種々の大きさの開口を提供するための光学絞りで用いられて良い。
【００６６】
図７は、光学絞りの知られている動作を図示する。また図７はレンズと同じ構造を有するが、２つの流動体の１つは不透明である。流動体間の境界の形状の制御は、従って光が通過する開口の大きさを変化するために用いられ得る。
【００６７】
図７に示されるように、絞りシステムはまた、第１及び第２の流動体８０、８２を有する。流動体８２（電気的感受性のある流動体である）は、不透明である。システムは、勿論透明である底面電極８６と、側壁電極８７とを有する。誘電体層はまた８４として示される。側壁電極は、標準的に長方形の容器の片側のみにあり、及び従って非対称である。
【００６８】
２つの可能な境界流動体の境界は、図７に示される。これらの境界は、それらの間で装置が制御され得る極限である。境界位置８８ａでは、不透明な液体８２は光の通過を部分的に遮断するが、光を通過させる領域がある。境界位置８８ｂでは、不透明な液体８２は光の通過を完全に遮断する。このように、電極８６、８７は、制御可能な絞り機能を提供するために用いられ得る。
【００６９】
駆動電圧を蓄積するために導入された追加キャパシターは、標準的にレンズキャパシタンスより少なくとも１０倍大きく、望ましくは１００倍以上大きい。追加キャパシターは望ましくは追加回路部品として実施されるが、レンズ又は絞り（又は他の切り替え可能な光学部品）の設計を変更し、例えば異なる誘電体被覆を通じて更に大きいキャパシタンスを提供することが可能である。これは本発明の範囲に包含され、従って駆動信号蓄積キャパシターは、設計に用いられる材料の不可欠な部分であって良い。
【００７０】
上述のＤＣ駆動方式は、ＡＣ駆動方式におけるような繰り返し充電動作が必要ないので、電荷流が低いという利点を有する。しかしながら、材料の物理的特性により、絶縁体の充電が生じ、レンズ特性に劣化を生じ得る。これは、反対極性の短いパルスを周期的に印加することにより克服され得る。これは、蓄積された余分な充電を除去し得るが、境界の形状の変化を避けるため十分短い期間が用いられ得る。このパルスは、例えばレンズを全ブリッジ回路と接続することにより生成され得る。またこの選択的部品は、図５に８０として示される。
【００７１】
１つの詳細な例のみが、レンズシステムに関し以上に与えられた。他の用途及び詳細な実施は、当業者に明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】エレクトロウェッティングレンズの知られている設計を示す。
【図２】レンズの動作の説明を助ける、レンズのパラメータを示す。
【図３】エレクトロウェッティングレンズを用いる、知られているオートフォーカスカメラを示す。
【図４】本発明のシステム及び方法で用いられるレンズ及び追加蓄積キャパシターの簡略化された回路図を示す。
【図５】本発明によるレンズシステムの例を示す。
【図６】レンズがどのように制御されるかを説明するために用いられる。
【図７】本発明が適用され得るエレクトロウェッティングの絞りの知られている設計を示す。
【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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