(57)【要約】  本発明は、マグネトウェッティングに基づいて可変焦点レンズ及び関係したデバイスに関係し、ここで、二つの流体は、それら流体の一方が磁気的に影響を受けやすいものであるが、メニスカスで接触した状態にある。メニスカスの形状は、印加された磁場の勾配の手段によって、制御される。チャンバーの壁とメニスカスとの間の接触角が、保存される。チャンバーの内部の又は外部の壁に対する特別な整形の実施は、接触角を保存する一方で、可変焦点レンズにおけるより良好なレンズの形状及びより低い水準のレンズの歪曲に帰着する。
2008544311.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点レンズであって、
当該可変焦点レンズは、第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、該流体は、不混和性であり且つメニスカスで接触した状態にあり、且つ、該第二の流体は、それの形状を磁場の影響の下で変えることができるものであり、
当該可変焦点レンズは、また、該流体チャンバーの少なくとも一部に傾斜磁場を印加する手段を含み、
該メニスカスがチャンバーの壁に接触する一定の接触角の物理的な要件によって歪曲させられる、該メニスカスの形状は、該傾斜磁場の印加の下で、曲率を、該曲率が該チャンバーの壁に近い高い歪曲の第一の領域及び該チャンバーの壁から離れた低い歪曲の第二の領域を含むように、含む、可変焦点レンズにおいて、
該曲率は、該高い歪曲の第一の領域において該曲率が、該低い歪曲の第二の領域における該曲率の外挿に近づくように、補償壁の区域によって配置されることを特徴とする、可変焦点レンズ。
【請求項２】
前記壁の区域は、の前記壁の区域の形状に重ねられた可変の局所的な形状の不連続な領域へと細分される、請求項１に記載の可変焦点レンズ。
【請求項３】
前記第二の流体は、強磁性流体を含む、請求項１又は２に記載の可変焦点レンズ。
【請求項４】
前記傾斜磁場を印加する手段は、少なくとも二つの独立な電気伝導性のコイルを含む、請求項１乃至３のいずれかに記載の可変焦点レンズ。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変焦点レンズを含む固体照明デバイス。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変焦点レンズを含む光学デバイス。
【請求項７】
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変焦点レンズを含む画像取得デバイス。
【請求項８】
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変焦点レンズを含む光学記録デバイス。
【請求項９】
請求項１乃至４のいずれかに記載の可変焦点レンズを含む電話機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焦点が二つの流体の間におけるメニスカスの形状の操作によって変化させられる可変焦点レンズに関係する。特に、本発明は、マグネトウェッティングレンズに関係し、ここで、印加された磁場における変化は、メニスカスの形状における変化を開始する。可変焦点レンズは、一般に、第一の流体及び第二の流体を含有する流体チャンバーを含み、流体は、不混和性であり且つメニスカスで接触した状態にあり、且つ、第二の流体は、それの形状を、磁場の影響の下で変えることができるものであり、且つ、また流体チャンバーの少なくとも一部に傾斜磁場を印加するための手段をも含む。一定の接触角の物理的な要件によって歪曲させられる、メニスカスの形状は、傾斜磁場の印加の下で、ある曲率を、曲率がチャンバーの壁に近い高い歪曲の第一の領域及びチャンバーの壁から離れた低い歪曲の第二の領域を含むように、含む。
【背景技術】
【０００２】
可変焦点レンズは、国際公開第０３／０６９３８０号パンフレット（特許文献１）から知られたものであり、そこでは、メニスカスの調節用の機構は、エレクトロウェッティングの技術である。このような技術において、メニスカスで接触した状態における二つの不混和性の液体を含有する、セルに印加された電圧における変化は、セルの壁との液体の接触角における変化を生じさせ、その変化は、次には、メニスカスの界面の形状を変化させる。
【０００３】
マグネトウェッティングセルに基づいた可変焦点レンズにおいては、傾斜磁場が、セルに印加される。存在する液体の一方は、メニスカスの曲率における変化を生じさせるためには、磁場に応答して、それの形状を変えることができるものでなければならない。このような流体は、例えば、強磁性流体であることがある。マグネトウェッティングに基づいた可変焦点レンズは、（この出願の優先日にはまだ公開されない）欧州特許出願公開第０４１０２４３７．３号明細書（特許文献２）において議論されたものである。
【０００４】
可変焦点レンズは、しばしば、空間が重視される又はコストの考慮が重要であるデバイスに組み込まれる。このようなデバイスは、固体照明デバイス、光学デバイス、写真の性能を備えた携帯電話機、画像取得デバイス、及び光学記録デバイスを含む。
【０００５】
マグネトウェッティングに基づいた知られた可変焦点レンズにおける不都合は、傾斜磁場が印加されるとすぐの、特にレンズの縁での、レンズにおける歪曲である。
【特許文献１】国際公開第０３／０６９３８０号パンフレット
【特許文献２】欧州特許出願公開第０４１０２４３７．３号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、より低い水準の歪曲を有するマグネトウェッティングに基づいた可変焦点レンズを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この目的は、本発明に従って、曲率が、高い歪曲の第一の領域において曲率が、低い歪曲の第二の領域における曲率の外挿に近づくように、補償壁の区域によって配置されるという点で特徴付けられた、マグネトウェッティングに基づいた可変焦点レンズの提供によって、達成される。
【０００８】
強磁性流体又は傾斜磁場によって影響を及ぼされるどんな流体も、磁場に対して露出させられるとすれば、流体は、磁場の強度を増加させる方向における体積力を経験する。これらの力は、磁場を生じさせる電流を運ぶコイルの近くで最も強いものである：可変焦点レンズの場合には、最も強い力が、流体を収容するチャンバーの壁に見出されることはありそうなことである。言い換えれば、流体によって経験された体積測定の力は、チャンバーにわたって径方向の位置に依存するものである。磁力は、流体の輸送を可能にするが、しかし、チャンバーの壁と流体（及び、従ってメニスカス）の接触角に効果を有するものではない。メニスカスは、流体が、それの出発のメニスカスの上又は下に移動させられる、即ち、新しいメニスカスが、出発の位置と交差する線を有するように、形状を変化させる傾向がある。一般には、メニスカスは、バルクの流体において球面の形状に向かう傾向があり、傾斜磁場が印加されるとき、チャンバーの壁に向かって球面のものから逸脱する。
【０００９】
まとめると、流体の体積及び接触角の変換の組み合わせは、傾斜磁場が印加されるとき有効なレンズの面積を低減する望まれないメニスカスの縁の挙動に至る。歪曲は、特にメニスカスの縁の近くに、メニスカスの形状における凹凸によってレンズへと導入される。
【００１０】
本発明に従って、流体を含有するチャンバーの壁は、壁がメニスカスと接触した状態にあることがある領域において、整形される。壁は、第一近似において、数値計算によって、設計される。様々な界面張力から、最初に、接触角が、計算される。次に、第一の壁の形状が、接触角の制約、両方の液体の一定の体積の制約、及び、理想的なメニスカスの形状の仮定から計算される。メニスカスの形状を、最初の計算のためには、球面のものとして近似することができる。現実の磁場を前提として、壁の形状をさらに精密にするために、バルクの流体の力を考慮に入れるさらなる計算が、行われることがあるか、又は、実験が、最初の壁の形状の試作品について行われることもある。壁において、接触角は、保存されたままである（物理的な要件）。
【００１１】
壁の形状は、特定の用途又はデバイスに適合させるために仕立てられることがある。壁の形状は、縁における理想的なメニスカスの形状が、より正確に保存されること、及び、よって、メニスカスの全体的な形状が、メニスカスのより少ない望まれない縁の変形と共に、より良好に制御されることを可能にする（現実の接触角は、流体及びチャンバーの注意深い選択によって望ましい値として選ばれることがあり、接触角は、系の保存された性質である）。従って、メニスカスの界面の曲率を、より容易に、より穏やかに、及び、まっすぐなチャンバーの壁の場合におけるものよりも良好なレンズ形状で、調整することができる。縁の効果が、低減されると、レンズの形状は、また、セルにわたって、より遠くへ延在し、より大きい有効なレンズ面積を与える。ゼロの磁場の勾配における曲率は、メニスカスが壁に接する場所における壁の方向付け及び接触角によって決定される。
【００１２】
９０度の接触角について、壁の上で決定された形状は、球面のメニスカスの表面が、メニスカスの曲率に独立なものであるようなものになる。よって、この特定の場合について、合計の表面エネルギーは、それの曲率に独立なものである。その結果として、実際には、曲率を変化させるために要求された力、場、及びエネルギーは、非常に低いものであることになる。メニスカスの位置の安定性については、しかしながら、場を小さすぎないように選ぶことが、より良好なことである。あるいは又は加えて、９０度から（わずかに）逸脱する接触角又は理想的なものから（わずかに）逸脱する壁を、十分な安定性を得るために選ぶことができる。
【００１３】
本発明のさらなる実施形態においては、壁の区域は、壁の区域の形状に重ねられた可変な局所的な形状の不連続な領域へと細分される。連続的な範囲の可能性のあるメニスカスの位置の代わりに、一連の階段が、連続体に沿った特定の区間で位置決めされる。このように、チャンバーの壁は、上に述べたように、接触角が保存されることを及びメニスカスの形状の利点が存在することを可能にするような方式で、全体的に整形されなければならないが、しかし、メニスカスの不連続な所望の位置と一致する追加の形状が存在するのである。これらの追加の形状は、多数の形態、例えば、くさび、微小球体、半球体、錐体、又はチャンバーの壁におけるメニスカスについての好適な領域を形成することが可能などんな他の形状をもとり得るであろう。
【００１４】
壁の不連続化が、好適なメニスカスの位置のポケットを可能にするであろうことは、予見されることである。これらの安定な状態の間で移動するために、連続体に沿って移動するために必要とされるよりも多くの、余分のエネルギーが、要求されるであろう。このように、不連続な位置は、保護されると共に安定なものである。本発明に従った最適化された壁の形状によれば、メニスカスの形状は、また、縁の効果をあまり被りがちなものではなく、且つ、このように、これらの不連続な位置において、より良好な全体的な形状及びより大きい有効なレンズ面積を有する。また、不連続な位置は、メニスカスの界面の不必要な傾きを予防するために好都合なものであり得る。メニスカスに利用可能な位置の連続体を狭めることによって、壁におけるメニスカスの精密な位置を、より精密に定義すると共に従ってチャンバーにわたってより正確に整列させることができる（しかし、許容された公差は、より小さいものになる）。不連続な位置までメニスカスを移動させると共に次にメニスカスが安定な様式で動かないようにされるための十分なパワーを提供するために磁場がオンに切り替えられる状況を有すること、磁場が、オフに切り替えられ、それによって所望の曲率及び場所にメニスカスを補足することは、また、予見されることである。これは、可変焦点レンズを含有するデバイスのパワー消費量について肯定的な利益を有し、且つ、デバイスにおける加熱の効果を低減する。
【００１５】
本発明のさらなる実施形態において、第二の流体は、強磁性流体を含む。原則として、十分な磁気モーメントを有する全ての流体を、本発明において利用することができる。しかしながら、強磁性流体は、傾斜磁場において強磁性流体は、均質な磁性流体として応答し、その流体は、最も高い流速密度の領域まで移動するというさらなる利点を有する。強磁性流体は、多相の液体の形態をとることがあり、ここで、磁性粒子は、コロイド状の懸濁液に保持される。
【００１６】
強磁性流体は、通常、液体の担体におけるサブドメインの磁性粒子の安定なコロイド状の懸濁液である。約１０ｎｍの平均の大きさを有する、粒子は、たとえ強い磁場の勾配が強磁性流体に印加されるときでも粒子の凝集を予防する、安定化分散剤（界面活性剤）でコートされる。界面活性剤は、担体のタイプに調和させられなければならず、且つ、粒子の間における引力のファン・デル・ワールス力及び磁力を克服しなければならない。多数の用途に対して重大な、コロイドの及び熱的な安定性は、界面活性剤の選抜によって大いに影響される。典型的な強磁性流体は、体積で５％の磁性の固体、１０％の界面活性剤、及び８５％の担体を含有することがある。
【００１７】
本発明のさらなる実施形態において、傾斜磁場を印加するための手段は、少なくとも二つの独立な電気伝導性のコイルを含む。可変焦点レンズにおける磁場の印加は、しばしば、単一の電流を運ぶコイルによって生じさせられた磁場で達成される。９０度の接触角及びゼロの磁場における平坦なメニスカスの輪郭での円筒形の壁の場合には、二つの独立なコイルの使用は、メニスカスが、凸のものから凹のものまで最大限の範囲の移動を通じて移動させられることを可能にし、それによってデバイスの性能を向上させる。しかしながら、中間の位置の安定性が、次に、得られる必要がある。９０度から強く逸脱する接触角について、単一のコイルは、十分なものである。
【００１８】
あるいは、傾斜磁場を印加するための手段は、メニスカスの位置の領域におけるチャンバーのまわりに配置された、整形された軟らかい磁性材料の形態をとることがあり、その磁性材料は、第二の均質な磁場によって磁化にかけられる。
【００１９】
本発明のさらなる実施形態において、固体の照明デバイスは、上のそれの異なる実施形態に記載されたような可変焦点レンズを含む。固体の照明デバイスの一般的な目標は、デバイスにおける単純な光源によって放射された一次光の幅広い空間的な分布を方向付けると共に必要であればコリメートすることである。特に、ある一定の場所である一定の瞬間に要望されるような光源の立体角を制御することは、使用することができます。本発明において記載されたような可変焦点レンズを利用することによって、光の立体角を、望まれるように、且つどんな機械的な移動も無しに、制御することができる。レンズの形状は、縁の効果をあまりこうむりがちなものではなく、且つ、従って、全て歪曲をあまりこうむりがちなものではない。それは、小さい現代的な固体の一次光源のＬＥＤ（発光ダイオード）との組み合わせにおける使用について高度に適切なものである。１立方ｍｍの程度における、非常に小さい寸法は、可能である。パワーの要件は、都合良く、低いものである。このようなデバイスは、自動車産業、交通信号機、周囲照明のような、多様なエリアの用途における使用に適切なものである。
【００２０】
本発明のさらなる実施形態において、上のそれの異なる実施形態に記載されるような可変焦点レンズは、異なるデバイスに組み込まれることがある。基本的なレンズユニットは、小さいものであり、低い電圧及びパワーで動作し、移動する機械的な部分を有することなく、且つ、潜在的に相対的に安価なものである。このようなユニットは、光学デバイス、画像取得デバイス、又は電話機のようなデバイスにおける従来のレンズを取り替えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本発明のこれらの及び他の態様を、図面を参照して、さらに記載することにする。
【００２２】
図１は、マグネトウェッティングの原理に基づいた従来のタイプの可変焦点レンズを図解する。チャンバー１は、第一の流体２及び第二の流体３を含有し、それら流体は、不混和性であり、且つ、それら流体は、メニスカス４を介して接触した状態にある。第二の流体３は、それの体積測定の形状が、磁場の存在で変更されるという性質を有する。このような流体３は、強磁性流体であることがある。メニスカス４は、チャンバー１の一つ以上の壁と接触した状態にある。チャンバーの壁並びに第一の及び第二の流体２及び３が相接する接触角５が、存在する。この接触角５の値は、選ばれた流体２及び３に、並びに、チャンバー１の壁の性質（壁がコートされたものであるかどうか、又はそれらが構築される材料のタイプ）に、依存する。このように、接触角５は、系の性質である。チャンバー１のまわりに、チャンバー１におけるメニスカス４の場所を囲むように位置決めされるものは、電気伝導性のコイル６である。このコイル６は、電圧供給７へ接続される。電流がコイル６を流れるとき、チャンバー１における流体３に作用する磁場が、発生させられる。磁気的な擾乱に対して影響を受けやすいものである第二の流体３は、流体の輸送を可能にする体積力を経験する。第二の流体３（及び第一の流体２）によって占有された空間は、変化し、その結果としてメニスカス４の曲率を変える。印加された磁場の強度が増加させられるとき、メニスカスの曲率の変化は、より多く生じさせられる。チャンバー１を通過する光ビーム８は、第一の及び第二の流体２及び３の間の屈折率における変化によって、並びに、メニスカス４の曲率によって、影響を及ぼされる。図に示された配置において、効果は、焦点９に向かった光の光線を収束させることである。メニスカスの曲率が強ければ強いほど、光ビーム８における効果は、より多くなる。
【００２３】
このように、磁場の強度における変化は、可変焦点レンズの集束パワーに直接的に関係付けられる。しかしながら、磁場の強度における変化は、他の結果無しには、無いものである。接触角５は、メニスカス４とチャンバー１の壁との間における接触の点に何も保存されない系の特徴である。流体が、磁場の印加を増加させる際に、より歪曲したものになると、メニスカス４の形状は、（選ばれた）相対的に平坦な出発の位置からますます逸脱する。壁との接触の点に向かってチャンバー１の中央の領域から離れたメニスカス４の曲率の形状を維持することは、より困難なものになる。メニスカスの歪曲は、壁の近くに最も生じさせられる。このように、利用可能な有効なレンズの面積は、低減され、且つ、レンズの性能は、影響を及ぼされる。さらに、メニスカス４の曲率をさらに変化させることが、より困難になると、要求される電気的なエネルギー及びパワーの量もまた、増加することになる。このパワーの消費は、可変焦点レンズを含有するデバイスを限定していると共にそのデバイスにおいて望ましくないものである。
【００２４】
本発明の実施形態の実施によって、メニスカスの形状、有効なレンズの面積の喪失、並びに増加したエネルギー及びパワーの消費に伴った問題を回避する一方で、接触角を維持することができる。本発明は、静止してか、又は、磁気の影響の下での流体の移動の間にかのいずれかで、メニスカス４が接触する所でチャンバー１の（外部の又は内部の）壁の形状を変化させるものである。系が、第一の及び第二の流体２及び３の特性並びに固定された接触角に帰着する壁の材料又はコーティング、並びにチャンバー１の大きさを参照することによって、設計されるとき、壁の要求された形状を計算する（見積もる）ことができる。目的は、メニスカス４が曲率を変化させることを可能にする一方で、レンズの面積のより多くのものにわたってレンズの形状を改善することである。
【００２５】
本発明の実施形態が、図２に示される。レンズチャンバー２０には、２１及び２２のような断面図に示された、円筒形の壁が提供される。第一の及び第二の流体２３及び２４は、チャンバー２０に存在し、第二の流体２４は、強磁性流体である。第一の及び第二の流体２３及び２４は、メニスカスで接触した状態にあり、そのメニスカスは、（ここに示されない手段によって）印加された磁場に従った六つの可能な位置において、図に示される。メニスカス２５は、特定の接触角２６で壁に接触する。円筒形の壁２１及び２２は、それぞれ、特別な壁の区域２７及び２８を含有する。壁の区域２７及び２８は、接触角２６の保存、流体２３及び２４の体積の保存、並びに所望のメニスカス／レンズの形状を考慮に入れることで、数値計算によって決定されてきた形状に形成される。
【００２６】
この特定の図及び実施形態において、流体及び壁（コーティング）によって必然的に決められた接触角は、９０度であることが仮定され、且つ、メニスカスの形状は、半球面（３次元（３Ｄ））及び円形の一部（２次元（２Ｄ））によって近似される。
【００２７】
図２に示された全てのメニスカスの位置は、壁の形状のおかげで縁におけるメニスカスの形状２５を改善してきたものであり、特にメニスカスの縁で、より少ない歪曲を備えた高いメニスカスの曲率、及び、このようにより大きい有効なレンズの面積を有することを可能とする。
【００２８】
図３は、本発明のさらなる実施形態、この場合には、固体照明デバイスに関係したもの、を示す。このデバイスのチャンバー３０において、第一の及び第二の流体３１及び３２が、存在すると共にメニスカス３３で接触したものである。メニスカス３３の四つの位置が、図に示されるが、しかし、（図において区域３４及び３５として示された）内部の壁に沿った位置の連続体は、可能なものである。接触角３６は、物理的に、マグネトウェッティングレンズにおいて保存された量であり、且つ、その結果として、各々のメニスカスの位置について同じものである。
【００２９】
固体の照明デバイスの一般的な目標は、単一の光源３７によって放射される一次光の幅広い空間的な分布を、通常コリメートするために、制御することである。図については、（示されない）一次光源は、発光ダイオード（ＬＥＤ）である。“白色ＬＥＤ”については、小さい波長の（青色の）ＬＥＤが、白色光に近づくように全ての色を発生させる蛍光体（phosphors）に埋め込まれる。ＬＥＤに加えて、光源３７は、また、（示されない）基板及び（示されない）電子部品を含有することがある。電子部品は、また、コイルを流れる電流の操作のために（示されない）制御回路部品を含むことがあり、それらコイルは、メニスカス３３を駆動すると共に位置決めするための磁場を発生させるために使用される。
【００３０】
図において、接触角３６は、９０度に設定されるが、しかし、これは、材料の特性に依存して、別の角度であるように選ばれることがある。内部の壁との接触の線の付近における縁の効果は、内部の壁の所望の形状によって低減され、それによって、より良好な全体的なレンズの性能を与える。磁場の影響の下におけるメニスカスの移動は、異なるレンズの曲率を、且つ、従って、異なる光の分布を生じさせる。
【００３１】
図４は、可変焦点レンズに適用された本発明の実施形態を示す。チャンバー４０は、（ここにおいて、ラベルを付けられない）二つの流体を含み、それら流体の一方は、強磁性流体であり、且つ、それら流体は、メニスカスで接触したものである。チャンバー４０は、また、二つの独立な電気伝導性のコイル４１及び４２を含む。ここにおいて考慮された出発の位置で、流体の間におけるメニスカス４３は、示されたような位置にあり、且つ、流体の体積の保存に従う一方で、相対的に平坦なものである。ここにおいて、流体の体積は、メニスカスが平坦なものであろうというときはいつでも、より低い流体が、中位の線４３まで充填するであろうというようなものである一方で、接触角４４が、接触角が９０度であるように（流体及び壁又は壁をコートする材料の選抜を介して）選択される。加えて、メニスカスの形状は、全て球体と仮定される。しかしながら、これは、他の接触角及びメニスカスの形状について限定するものとして考慮されるべきではない。図において、接触角４４は、９０度として選ばれ、且つ、界面のメニスカス４３は、湾曲した容器の壁４５の中央に位置決めされ、その壁は、本発明に従って整形される。電流が、コイル４１を流れるとき、より低い流体は、その結果として、チャンバー４０の中央の付近で矢印４６で指示されるように、下方に移動する一方で、チャンバー４０の壁の付近で（出発の位置に関して）上方に移動することになる。流体が、それの新しい位置にあるとき、メニスカス４７は、壁４５の曲率及び固定された接触角４４の結果として、ほとんどチャンバー４０の全体の直径にわたって、ほとんど球形のものに湾曲させられることになる。電流がコイル４２を流れるときには、反対のことが起こり、チャンバー４０の中央における流体の移動の結果として生じる方向は、矢印４８によって指示され、且つ、メニスカス４９は、示されたような位置を有する。壁４５の曲率は、最も良好なレンズの形状が、且つこのように、有効な面積の最も低い歪曲及び喪失と共に、得られることを保証する。ある範囲の可能なレンズの形状は、コイル４１又は４２を流れる電流に依存する。この例において、可能なレンズの曲率は、主として、コイルの位置に、及び、より少ない程度であるにせよコイルの電流に、依存する。例においては、全てのメニスカスの曲率が、傾斜磁場の欠如において同じ又はほとんど同じ総エネルギーを有するため、出発の位置は、いずれのコイルの電流の欠如においても、必ずしも安定なものではない。
【００３２】
図５は、本発明の改良を図解し、ここで、レンズチャンバー５０の壁の区域は、すでに特別に整形されたものであり、且つ、一連の壁の区域の階段を含むように、さらに設計される。チャンバー５０は、存在する第一の及び第二の流体５１及び５２を有する、可変焦点レンズを形成し、第二の流体５２は、強磁性流体であると共に（示されない）チャンバー５０へ磁場を印加するための手段によって影響され、第一の及び第二の流体５１及び５２は、メニスカス５３で接触した状態にある。ここに示されたメニスカス５３は、平衡の位置に配置される。先に記載したように、メニスカス５３の位置における変化を、チャンバー５０へ印加された傾斜磁場における変化によって果たすことができる。図２において、メニスカスが、連続的な壁の区域２７にわたって移動することが自由なものである、類似の状況が示され、等価な壁の区域５４は、チャンバー５０に存在するものである。これは、より低いエネルギーが、レンズの作用を果たすために、メニスカス５３を移動させることが要求されると、利点を有する。しかしながら、このような幅広い範囲の可能なメニスカスの位置で、傾きが発達し得るし、それによってレンズの性能に収差を含むという結果と共に、壁５４における接触の全ての点で正確なメニスカス５３の位置を制御することは、困難なことであり得る。特別に整形された壁の区域５４の利点を利用するために、メニスカスの位置におけるより良好な制御を獲得する一方で、一連の階段が、メニスカスがチャンバー５０の壁と接触する領域において（特別な整形５４の領域にわたって）、チャンバー５０の設計に導入される。壁の区域の階段のいくつかが、本発明の背後における原理を図解するために、５５、５６、及び５７のラベルが付けられるが、しかし、図５に詳細に示されるように、壁の区域の階段の数は、ラベルが付けられた領域に限定されるものではない。
【００３３】
ここにおいて考慮された出発の位置では、メニスカスの一つの部分は、それの上部の点で第一の壁の区域５５と接触した状態にある。傾斜磁場が、チャンバー５０へ印加されると、メニスカス５３は、第二の流体５２における局所的な体積の変化により移動することが強制される。この場合には、第一の壁の区域５５における流体５２は、壁の区域５５に沿って下方に移動することになる。結局のところ、それは、第一の壁の区域５５と第二の壁の区域５６との間の接合部と接触することになる。接合部のこの領域におけるメニスカス５３についての好適な場所は、付加的に、壁の区域５５及び５６の余分な整形によってか、又は、特別なコーティングを備えた表面を局所的に調製することによって、保証されることがある。壁の区域５５、５６及び５７は、図においては一連の平坦な領域として図解されるが、しかし、これらは、くさび、微小球体、又はメニスカス５３について低いエネルギー状態の局在化されたポケットを形成することが可能な他の形状の形態をとることができるであろう。第一の壁の区域５５と第二の壁の区域５６との間の好適な場所で、チャンバーへ印加された磁場における変化は、メニスカス５３を、壁に沿って連続的にではなく、二つの好適な場所の間で不連続的に、移動させる。メニスカス５３についての第三の好適な場所を、ガイドラインとしての最適なメニスカスの位置と共に設計された第三の壁の区域５７の導入と共に加え、且つ、印加された磁場のさらなる増加によって到達することができる。この例では、流体の系のエネルギーは、全ての六つの平衡の位置においてレンズの曲率とほとんど又は完全に独立なものである：平衡の位置の間でのみ、エネルギーが、（ここにおいてはわずかに）より高いものであり、そのエネルギーは、場が切り替えられるとき、六つの可能なメニスカスの曲率の各々を安定化させることを助ける（平行な位置の数は、系の設計に依存して可変である）。このように、全体的な壁の区域５４によって許容された、エネルギー及びパワーの利点、並びに、増加したレンズの面積及び改善されたレンズの形状の利点は、維持される（か、又は、新しい平衡の位置に到達するとすぐに、場をオフに切り替えることによって改善されることさえある）。位置の連続体内で、より好適な位置を、メニスカスの位置及び傾きのより精密な制御のために、例えばより小さい壁の区域の領域５５、５６及び５７を使用することによって、なお、良好なレンズの特性と共に、明確に定めることができるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】図１は、先行技術において知られたような、マグネトウェッティング可変焦点レンズの概略図である。
【図２】図２は、本発明に従った整形されたチャンバーの壁の区域を備えた可変焦点レンズについての本発明の実施形態である。
【図３】図３は、固体の照明デバイスについての本発明の実施形態である。
【図４】図４は、二つの独立な電気伝導性のコイルを備えたマグネトウェッティングに基づいて可変焦点レンズについての本発明の実施形態である。
【図５】図５は、本発明に従った整形された壁の区域に重ねられた階段状の壁の区域を含む本発明の実施形態である。
【符号の説明】
【００３５】
１，４０    チャンバー
２，２３，３１，５１    第一の流体
３，２４，３２，５２    磁場の影響を受けやすい第二の流体
４，２５，３３，５３    メニスカス
５，２６，３６，４４    接触角
６    電気伝導性のコイル
７    電圧供給Ｖ
８    光ビーム
９    焦点
２０，５０    レンズチャンバー
２１，２２    円筒形の壁の区域
２７，２８    壁の区域
Ｗ    有効なレンズの幅
３０    デバイスチャンバー
３４，３５    内部の壁の区域
３７    光源
４１，４２    独立な電気伝導性のコイル
４３    出発点におけるメニスカス
４５    曲面のコンテナの壁
４６    コイル４１における電流によって生じた磁場による流体の移動を示す矢印
４７    コイル４１の起動に従うメニスカスの曲率
４８    コイル４２における電流によって生じた磁場による流体の移動を示す矢印
４９    コイル４２の起動に従うメニスカスの曲率
５４    整形された壁の区域
５５    第一の壁の区域
５６    第二の壁の区域
５７    第三の壁の区域
【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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【国際調査報告】
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