(57)【要約】本発明は、メニスカス（２４）を形成するように、軸（１４）の周りの回転対称性を有し、非混和性であり且つ異なる光屈折率を有し、異なる電気導電性を有する１つの第１の透明流体（２０）と１つの第２の透明流体（２２）とを有するチャンバ（１０）、及びメニスカスの曲率を変えるための手段（３０，４０）を有する可変焦点距離レンズに関する。本発明にしたがって、メニスカスの曲率を変える手段は、前記チャンバの軸に対して非対称な電場を印加する手段を有する。本発明はカメラの製造におけるアプリケーションを有する。
2008519300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可変焦点距離レンズであって：
メニスカスを形成するように、軸の周りの回転対称性を有し、非混和性であり且つ異なる光屈折率を有する１つの第１の透明流体と１つの第２の透明流体とを有するチャンバ；及び
前記メニスカスの曲率を変えるための手段：
を有する可変焦点距離レンズであり、
前記メニスカスの前記曲率を変えるための手段は、前記チャンバの前記軸に対して非対称の電場を印加する手段を有する；
ことを特徴とする可変焦点距離レンズ。
【請求項２】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、非対称性電場を印加する前記手段は、前記チャンバの周りに径方向にセグメント化された少なくとも１つの電極と、前記電極の少なくとも１つのセグメントに少なくとも１つの極性電圧を選択的に印加するための手段と、を有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項３】
請求項２に記載の可変焦点距離レンズであって、前記径方向にセグメント化された電極と組み合わされた１つの対向電極を有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項４】
請求項２に記載の可変焦点距離レンズであって、前記セグメント化電極は円形であり、前記チャンバ軸に中心を置くように前記チャンバの周りに備えられている、可変焦点距離レンズ。
【請求項５】
請求項２に記載の可変焦点距離レンズであって、前記セグメント化電極は、前記チャンバ軸に対して垂直方向の前記チャンバの１つの壁に対して備えられている、可変焦点距離レンズ。
【請求項６】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記チャンバ軸にしたがって対称性電場を印加する手段をまた、有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項７】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記非対称性電場を印加する手段は、前記チャンバ軸に対してオフセンターの少なくとも１つの環状電極と、前記環状電極に極性電圧を印加する手段と、を有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項８】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記電場を印加する手段は、前記チャンバ軸に対して９０°の角度を成す面において前記チャンバの周りにある少なくとも１つの環状電極と、前記電極に極性電圧を印加する手段と、を有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項９】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記チャンバ軸に対して垂直な面において加速度に対して感応する少なくとも１つの加速度器であって、該加速度器は、前記加速度器の影響下で前記メニスカスの歪みに対応するように、非対称性成分を有する補正電場の生成を制御するように電場を印加する手段に接続されている、加速度器をまた、有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項１０】
請求項９に記載の可変焦点距離レンズであって、前記チャンバ軸に対して平行な軸において感応する少なくとも１つの加速度器であって、該加速度器は、前記非対称電場の振幅を制御するように、非対称電場を印加する手段に接続されている、加速度器をまた、有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項１１】
請求項１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記チャンバ壁の一部の方に前記メニスカスの異方性歪みを検出するための手段であって、該手段は、前記歪みと同じ方向及び前記歪みと反対の方向の成分を有する電場を生成するように、非対称電場を印加する手段に接続されている、手段をまた、有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記メニスカスの前記歪みを検出する前記手段は、前記チャンバの周りに備えられているセグメント化電極と、前記セグメント化電極の各々と参照電極との間の電気容量を測定するための少なくとも１つの容量計と、を有する、可変焦点距離レンズ。
【請求項１３】
請求項１１に記載の可変焦点距離レンズであって、前記歪みを検出する前記手段は、前記レンズを通る制御光ビームを方向付けるための少なくとも１つの光源と、前記メニスカスの歪みの影響下で前記光ビームの移動に対して感応するマトリクスセンサであって、該センサは電場の印加を制御するように非対称電場を印加する前記手段に接続されている、マトリクスセンサと、を有する、可変焦点距離レンズ。
【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レンズに関する。特に、本発明は、２つの非混和性液体の組み合わせにより構成されるレンズであって、それらの２つの非混和性液体は異なる光屈折率を有し、それらの界面でメニスカスを有する、レンズに関する。それらのレンズの焦点距離は、それらの液体に印加される電場により変えられる。
【０００２】
電気制御により、それらのレンズの焦点距離を迅速に且つ容易に変更することが可能であることは、光学系を機械的に動かすように意図されている体積の大きい光学系又はモーターを統合することが困難である装置全てについて、特に有利である。
【０００３】
本発明は、レンズ又は光学装置、特に、デジタルカメラ又は携帯電話用カメラのような記録装置の製造におけるアプリケーションを目的とする。
【背景技術】
【０００４】
最新技術については、欧州特許第Ｂ１  ０１９７５８号明細書及び国際公開第０３／０６９３８０号パンフレットに記載されている。
【０００５】
レンズメニスカスを構成する液体は、円筒状又は円錐状チャンバのような、回転対称性を有するチャンバに収容されている。光線は、そのレンズを、そのレンズの軸に対して多かれ少なかれ平行に、その円筒形又は円錐台形の端面に入射及び出射することにより横断する。それ故、それらの液体により構成されるメニスカスはまた、回転対称性を有する。
【０００６】
用いられるそれらの流体の一は絶縁性流体である一方、他の流体は導電性である。
【０００７】
それらの液体により構成されるメニスカスの曲率半径を変更するように、チャンバ壁におけるそれら液体の濡れ性を変えることができる電場がそれらの液体に印加される。より正確には、電場は、チャンバに位置付けられ且つ液体から電気的に絶縁された電極と導電性液体にまたがって印加される。
【０００８】
それらの液体の選択、電極の位置、チャンバの形及び印加電圧はメニスカスの曲率を決定する。印加される電場に作用することにより、メニスカスの曲率を変えること、反転させること、及び半径を制御することが可能である。まさにチャンバのように、電極はレンズの軸の周りで回転対称性を有する。それ故、チャンバの軸の周りの回転対称性をまた、有する規則的なメニスカスを得ることができる。この点は、レンズにより生成される画像を変形させないために重要である。
【特許文献１】欧州特許第Ｂ１  ０１９７５８号明細書
【特許文献２】国際公開第０３／０６９３８０号パンフレット
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記のレンズにおいて、微小レンズが適切に構成されて、画像形成するということに基づいている。円筒形チャンバ及び液体の体積が大き過ぎるとき、画像変形が起こる。画像変形は、液体を変形させ、チャンバの軸の周りのメニスカスの回転対称性を乱す重力の影響に主に原因する。実際には、可変焦点距離を有するレンズは数ｍｍのみの直径を有する。
【００１０】
それらのレンズは、それ故、明らかに不十分な光学開口を有することを犠牲にして、非常に小さい画像センサを備えた装置のみで用いられることが可能である。
【００１１】
可変焦点距離を有するレンズを備えることができる記録装置は、例えば、景色又はポートレートフレーミングに若しくはオーバーヘッド又はローアングルショットに対応する幾つかの異なるポジションで使用されることが可能である。重力の影響下での画像の撹乱は、それ故、変わり易い。
【００１２】
本発明の目的は、上記の困難性を有しない可変焦点距離レンズを提供することである。
【００１３】
一目的は、特に、地球の重力の影響を受けないレンズであって、レンズの開口径はこの影響により制限されない、レンズを提供することである。
【００１４】
他の目的は、記録装置を備えた記録装置により課せられる振動、運動又は加速のないレンズ又はレンズにより形成される画像を得ることである。
【００１５】
上記の目的を達成するために、更に適切には、本発明の目的は、可変焦点距離レンズであって：
−  軸の周りに回転対称性を有し、メニスカスを形成するように、非混和性であり且つ異なる光屈折率を有し、異なる電気導電性を有する１つの第１の透明流体と、１つの第２の透明流体とを有するチャンバ、並びに
−  そのメニスカスの曲率を変えるための手段、
を有する可変焦点距離レンズである。
【００１６】
本発明にしたがって、メニスカスの曲率を変えるための手段は、前記チャンバの軸に関して非対称な電場を印加する手段を有する。
【００１７】
それらの液体に印加される非対称な電場は種々の機能のために用いられることが可能である。その主機能は、液体における重力の影響にも拘わらず、チャンバの軸の周りのメニスカスの回転対称性を維持することである。換言すれば、更に強力な電場がそれらの液体に、重力の方向に対して垂直な方向に及び反対方向に印加されることが可能である。
【００１８】
他の機能は、レンズチャンバの軸に必ずしも沿っていない方向の光軸を有するように、チャンバ軸の周りのメニスカスの回転対称性を意図的に壊すことである。カメラにおいては、このことは、光軸が捕捉されるべき画像において選択された対象領域の方を自動的に指し示されるようにすることを可能にする。それに伴う領域の増加はまた、レンズの全体的な焦点距離を変えることにより可能である。
【００１９】
可変焦点距離レンズの基本的な構造については、先行技術に関連して上で既に説明した。それ故、非混和性液体、チャンバ及びメニスカス対称性の曲率を変えるように意図された１つ又はそれ以上の“主”電極の存在については、文献欧州特許第Ｂ１  ０１９７５８号明細書及び国際公開第０３／０６９３８０号パンフレットを参照することができる。メニスカスを構成するように用いられる液体又は流体は異なる電気導電性を有することに留意する必要がある。好適には、それら２つの液体の一は絶縁性液体に匹敵する液体であり、他の液体は導電体に匹敵する液体である。以下の説明においては、最も弱い導電性を有する液体は絶縁性液体と呼ばれる一方、最も高い導電性を有する液体は導電性液体と呼ばれる。
【００２０】
本発明にしたがったレンズの特定の実施形態においては、非対称性の電場を印加する手段は、メニスカスの曲率を局所的に変えるように、チャンバの周りにおいて径方向にセグメント化された少なくとも１つの環状電極と、少なくとも１つの電極セグメントにより少なくとも１つの極性電圧の選択的印加の手段とを有することが可能である。
【００２１】
電極セグメントの一に極性電圧を選択的に印加するということは、このセグメントを他のセグメントに印加される電位と異なる電位に上げることを意味する。このことは、非対称性電場が生成されることを可能にする。更に適切には、これは、回転対称性のない電場か又は、回転対称性を有するが、回転対称軸がチャンバの軸と一致していない又はそれと平行でない電場である。
【００２２】
セグメント化電極のセグメントの一に選択的に印加される極性電圧は、導電性液体と接している、対向電極に対して、同じ電極の１つ又はそれ以上のセグメントに関して、又は、対称性電場を印加するように意図された主電極に関して規定されることが可能である。
【００２３】
選択可能な極性電圧に対して、セグメント化電極のセグメント全てに対して共通の主電圧を重畳することがまた、可能である。このように、対称性の及び連続して主電極を用いることは、メニスカスの曲率を変えるためには、もはや必要ない。実際には、セグメントに印加される共通の極性の成分は、メニスカスの曲率を対称的に変えるように作用し、その選択可能電圧は、補償するように非対称電場を印加するように作用する、又は非対称性変形をもたらす。
【００２４】
用語“対称性”及び“非対称性”は、ここでは、チャンバ軸に対する関係において意味するものである。
【００２５】
特に、セグメント化電極に、非対称性電場を印加する手段は、それ故、対称性電場を印加する付加手段と組み合わされる又は組み合わされないことが可能である。チャンバ軸に関して、対称性電場を印加する手段は、必要に応じて、その軸に中心を置き、チャンバの側壁に備えられた１つ又はそれ以上の連続的環状電極と、チャンバの端壁に備えられた他の電極とを有することが可能である。
【００２６】
本発明の他の有効な実施形態にしたがって、非対称性電場を印加する手段は、チャンバの周りにあり、チャンバ軸に関してオフセンターである対称中心を有する少なくとも１つの連続的環状電極と、電極に極性電圧を印加する手段とを有する。
【００２７】
１つ又はそれ以上の環状電極は、チャンバ軸に対して垂直な面内に広がっている又は広がっていない。
【００２８】
環状電極のオフセンター化は、電極と液体との間の距離がチャンバ軸の周りで測定される角度にしたがって変化可能であり、それ故、非対称性電場をもたらすようにする効果を有する。
【００２９】
オフセンター電極は、上記の実施形態の両方のモードの効果を組み合わせるように連続的である、又はセグメント化されることが可能である。
【００３０】
オフセンター電極は単独であることが可能である。複数のオフセンター電極はまた、複数の中心又は偏心を有することが可能である。
【００３１】
環状電極のオフセンターは、電極が円形でなく、偏心、例えば、楕円又は長円を有することから又は、電極が円形であるが、その中心はチャンバ軸にないことからもたらされることが可能であることに留意する必要がある。
【００３２】
上記実施形態をまた、実行可能でない、本発明の他の実施形態にしたがって、レンズは、チャンバ軸に対して９０°の角度にある面内でチャンバの周りにある、チャンバ軸に中心を置く少なくとも１つの環状電極と、その電極に極性電圧を印加する手段とを有する。
【００３３】
この場合、電極は円形である又は円形でないことが可能である。
【００３４】
チャンバ軸と“傾いた”電極とによる角度は、電極が構成するリングの種々の部分は、液体と電気的接触状態にある対向電極又は導電性液体から異なる距離にある。
【００３５】
実施形態の他のモードと比較して、非対称性電場は、傾いた電極及び対向電極又はレンズの主電極にまたがって電圧を印加することによりもたらされることが可能である。
【００３６】
例えば、監視用カメラ等の特定の記録装置、特に固定装置は、常に同様に重力の影響下にある。補正のための非対称性電場は、液体レンズの何れの変形を有効に補正するように備えられることが可能である。しかしながら、カメラのような可搬型装置は、種々の場所で使用されることが可能である。レンズにおける重力の影響は、それ故、変わり易い。
【００３７】
重力の影響の変わり易さを考慮するように、本発明にしたがったレンズは、チャンバ壁の一部の方へのメニスカスの何れの異方性変形を検出する手段を備えることが可能である。この場合、変形を検出する手段が、その方向と反対の非対称性成分を有する電場を生成するように、非対称性電場を印加する手段に接続される。更に適切には、これは、変形方向における成分であり、変形に対して対向している。
【００３８】
非対称性電場を生成するための手段と組み合わされた検出手段は、自動補正サーボシステムを有する。これは、カメラの動きによらず、レンズにより形成される画像を歪ませないように、レンズの回転対称性を維持することが可能である。
【００３９】
サーボ接続及びレンズメニスカスの曲率補正は、重力の影響を補正するばかりでなく、例えば、カメラによりもたらされる振動又は動きからもたらされる何れの他の加速を補正するために有用である。
【００４０】
メニスカスの歪みを検出する手段は、例えば、チャンバの周りに備えられたセグメント化電極と、電極セグメントの各々と参照電極との間の電気容量を測定するための少なくとも１つの容量計とを有することが可能である。
【００４１】
参照電極は、導電体液体と接する又は主電極と接することが可能である電極である。一方で、導電体液体は、他方で、セグメント化電極のセグメントの各々は、連続的な容量性プレートをそれぞれ、有する。それらの容量の誘電体は、チャンバの絶縁性壁と非導電体液体の一部とを有する。
【００４２】
それ故、メニスカスの歪みは、一部の容量については誘電体の厚さを増加させ、他については厚さを減少させる効果を有する。
【００４３】
セグメントにおいて測定される電気容量は、それ故、導電体液体の非対称性の動きによって変わらず、それ故、メニスカスの歪みは数量化されることが可能である。容量計の測定により、補正電場を生成する手段に制御信号が供給される。
【００４４】
他の実施形態にしたがって、歪みを検出する手段は、メニスカスの歪みの影響下で光ビームの動きに感応するマトリクスセンサの方に、レンズを通る光ビームを制御して方向付けるための光学系と結合された少なくとも１つの光源を有することが可能である。マトリクスセンサは、例えば、レンズを備えた記録装置の画像センサである。そのセンサは、電場の印加を制御するように非対称の電場を印加する手段に接続されている。
【００４５】
この場合、光の透過時のメニスカスの非対称性歪みの影響は、必要な補正を与えるように直接、用いられる。
【００４６】
他の実施形態にしたがって、メニスカスの歪みの検出手段は、チャンバの光軸に対して垂直な面内で感応する加速度器を、この面内の加速度の方向を検出するように、有することが可能である。加速度器は、加速度の影響下でメニスカスの歪みに対応するように、重力の加速度の方向における非対称成分を有する補正電場の生成を制御するように電場を印加する手段に接続されている。検出された加速度は、レンズによりもたらされる何れの加速度、特に、重力による加速度であることが可能である。
【００４７】
加速度器を用いる手段は、歪みを検出する直接的な手段ではなく、間接的な手段である。実際には、その手段は、歪みの原因を検出する。
【００４８】
特に、及び簡単な方法で、重力線及び方向を検出することにより、加速度器は、印加される電場の非対称性の方向を適用するように、フレーミングの種類、即ち、ポートレート又は景色が決定されることを決定することを可能にする。
【００４９】
加速度器はまた、チャンバ軸に対して平行な軸に感応性を備えることが可能である。加速度器は、それ故、電場の振幅、特に、適用される極性電圧の振幅を制御するように、非対称性の電場を印加する手段に接続される。電圧の振幅は、チャンバ軸において加速度器によりもたらされる加速度に反比例する。
【００５０】
実際には、与えられる補正電場の振幅は、この場合、重力の方向はカメラのレンズの軸に対して垂直であるために、その軸が多かれ少なかれ水平であるとき、最大である。
【００５１】
しかしながら、レンズの軸が多かれ少なかれ鉛直であるとき、例えば、装置が上側に向けられているとき、重力は、非対称性にメニスカスをもはや歪めることはなく、補正電場は最小化される又は０になることが可能である。
【００５２】
複数の加速度器を用いることが可能である。しかしながら、３つの感度の軸を有する加速度器は、レンズによりもたらされる加速度に対応するために必要な非対称性な電場の電場線、方向及び振幅を同時に決定するように必要な信号を供給するように適合されている。
【００５３】
本発明の他の特徴及び有利点については、添付図を参照して、以下の説明で明らかになる。その説明は単に例示であって、制限的なものではない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５４】
以下の説明においては、複数の図の同一の、類似する又は等価の部分には、それらの図の間の参照を容易にするように同じ参照番号が付けられている。
【００５５】
図１の可変焦点距離レンズは、軸１４に対して平行に伸びている側壁１２と、軸１４に対して垂直である端壁１６及び１８を有する直円筒の形状のチャンバ１０を有する。
【００５６】
端壁は、光透過材料から成り、入射面及び出射面はレンズを有する。入射及び出射面は、特に、固体の固定焦点距離レンズを有することが可能である。側壁１２は、好適には、電気絶縁性材料から成る。
【００５７】
互いに絶縁された複数のセグメント３２を有する環状電極３０がチャンバ１０の周りに備えられている。更に正確には、それらのセグメントは、電気絶縁性支持部として機能する側壁１２に対して備えられている。セグメントの数は、好適には、３つより多いか又はそれに等しい。
【００５８】
レンズは、異なる光屈折率を有する、シリコンオイル又はアルカンのような第１の透明な電気絶縁性液体２０と、第１の透明な電気絶縁性液体２０と非混和性である、第２の透明な電気絶縁性液体２２とを有する。例えば、これは、塩の水溶液又は何れの他の導電体液体である。好適には、第１及び第２の透明な電気絶縁性液体は同じような密度を有する。
【００５９】
それらの液体の界面はメニスカス２４を形成する。
【００６０】
対向電極３４は、導電体液体２２と電気的に接するように、端壁１８に備えられ、その端壁の構成要素となっている。対向電極３４は、透明な導電体材料、例えば、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）から成り、その壁全体１８を覆っている。他の実施形態においては、その対向電極はその端壁の構成要素となっている。対向電極が不透明であるとき、中央開口又は透明な光路３６が備えられる。
【００６１】
対向電極と組み合わされたセグメント化電極３０は２つの役割を有する。第１の役割は、軸１４の周りで可変の多かれ少なかれ対称的な電場を生成することである。この電場は、側壁１２における液体の濡れ性を変え、レンズの焦点距離を変えるメニスカスの一様で軸方向に対称的な歪みをもたらす。
【００６２】
装置の他の実施形態にしたがって、この第１の役割は、セグメント化電極に付加される連続的な電極に割り当てられることが可能である。
【００６３】
セグメント化電極の第２の役割は、存在する対称性電場に重畳される又はそれと置き換えられる非対称性電場を生成することである。その非対称性電場は、意図されたメニスカス２４の歪みがまた、その電場を非対称性にするようにするために用いられることが可能である。このことは、レンズの光軸が対称軸１４に関して回転することを可能にする。
【００６４】
液体に作用する外部の力に対応する非対称性電場を用いることがまた、可能であり、そのことは、メニスカスを歪ませる傾向にある。この場合、非対称性電場は、メニスカスを対称的な形状に戻し、液体によりもたらされる力又は加速度に対応する効果を有する。
【００６５】
非対称性電場の両方の機能、即ち、この場合、光軸を補正する機能及び光軸を回転させる機能は、組み合わされることが可能である。
【００６６】
電極の電気制御モジュール４０は、非常に単純な方式で表されている。幾つかの電圧電源４２は、対向電極３４とセグメント化電極のセグメント３２のそれぞれの各々との間に接続されている。可変電圧電源は、複数のセグメントが複数の電位に上げられることを可能にする。
【００６７】
簡略化された実施形態においては、セグメントの一に選択的に印加される単独の電圧電源は、非対称性電場を生成するために十分である。複数の電源及び電極セグメントは、しかしながら、非対称性電場のプロファイルがより精細に制御されることを可能にする。
【００６８】
共通電圧電源４４はまた、セグメント化電極全体のセグメントの電位を変えるように、それ故、メニスカスの曲率及びレンズの焦点距離を制御するように備えられることが可能である。
【００６９】
最終的には、電圧は、破線で表されている電圧電源４６により示されているように、セグメント化電極のセグメントにまたがって、直接、印加されることが可能である。
【００７０】
図において示されている複数の電圧電源は、単に例示のために与えられていて、必要に応じて、反転されることが可能である。
【００７１】
図２は、本発明にしたがったレンズの第２の有効な実施形態を示している。
【００７２】
可変電圧電源は、対抗電極３４及び主環状電極にまたがって接続されている。
【００７３】
連続的な主電極はチャンバの側面に備えられ、調節可能な対称性電場がレンズの焦点距離の調節を制御するように生成されることを可能にする。
【００７４】
対向電極は、端壁１６の一に形成されている。その対向電極は導電体液体と電気的に接触している。
【００７５】
径方向のセグメント化電極３１は、反対側の端壁１８に備えられている。好適には、そのセグメント化電極は、チャンバ内に有する液体から電気的に絶縁されたまま保たれるように、その端壁の外側に備えられている。
【００７６】
電極３１のセグメント３２は、光路３６の周りに備えられている。このことは、不透明な金属がそれらの製造のために用いられることを可能にする。
【００７７】
電気制御モジュール４０の電圧電源４２は、共通電圧電源４４の電圧に（から）選択的電圧を加える（減じる）ように、主電極とセグメント化電極のセグメントとにまたがって接続される。
【００７８】
図３は、非対称性電場を印加する手段の他の有効な実施形態を簡略化して示している。チャンバ１０の測壁１２は、互いに絶縁された連続的環状電極６０及び６２により囲まれている。しかしながら、それらの電極は、チャンバ軸に対して垂直方向には広がっていないが、このチャンバ軸に対して９０°の角度を成す平面内に広がっている。それらの傾いた環状電極は、参照として取られた対向電極又は他の電極に対して種々の電位にそれらの電極を上げるように、前図のモジュールに匹敵するモジュール４０に接続されている。
【００７９】
単独の傾いた環状電極が、非対称電場をもたらすために十分であることが可能である。しかしながら、好適には、複数の傾き角度を有する複数のそのような電極が備えられている。
【００８０】
簡略化のために、対称性電場を生成するように意図された１つ又はそれ以上の主電極がまた、図から省略されている。そのような電極は、しかしながら、焦点距離を制御するために備えられているものである。
【００８１】
図３に匹敵するように、図４は、他の有効なレンズの実施形態について示している。環状電極６４及び６６は、チャンバ軸１４に対してもはや、傾いていないが、そのチャンバ軸に対して垂直である。しかしながら、電極６４及び６６はオフセンターである。この場合、それらの電極は、直径がチャンバの直径より大きく、対称中心はチャンバ軸１４に対してずれている円形電極である。それ故、電位差がオフセンターの電極及び参照電極を横断して印加されるとき、上記のように、非対称電場が生成される。変形として、電極６４及び６６は非円であって、偏心していることが可能である。
【００８２】
レンズの実施形態のモードが何であろうと、非対称性電場を生成する手段及び電気制御モジュール４０は、このレンズを透過してセンサに捕捉される画像の対称領域の方にレンズの光軸を向けるように制御されることが可能である。その同じ手段はまた、液体への重力の影響下又は加速度の影響下で、メニスカスの何れの歪みに対応するように制御されることが可能である。この場合、特定の手段が、備えられる対応する電場の電場線及び方向を確立するように設計される。図５は、単独で又は組み合わされて実施されることが可能であるそのような手段を示している。
【００８３】
第１手段は、メニスカスの歪みを検出するように意図されている。その第１手段は、レンズの絶縁性液体の境界となっている領域で、チャンバ壁と接している、レンズの周りにある円形のセグメント化電極３３を有する。これは、非対称性電場を印加するように、図１を参照して説明したセグメント化電極３０に全く類似する電極である。その電極は“容量計電極”と呼ばれる。
【００８４】
容量計電極３３の各々のセグメントは容量計７０に接続されている。容量計７０は、導電体液体と接する対向電極３４及び電極３３の各々のセグメントに亘る電気容量を測定する。実際には、容量計電極の各々のセグメントは、第２プレートが導電体液体であり且つ絶縁性液体が誘電体である容量性プレートから成る。この場合、チャンバの絶縁性壁はまた、誘電体の構成要素を構成する。
【００８５】
メニスカスが１つ又はそれ以上のセグメントの方向で歪んでいるとき、導電体液体は、このセグメントに近づき、その誘電体の厚さは局所的に減少する。関連電極セグメントについて測定される電気容量は、したがって、増加する一方、反対側に位置するセグメントについては、電気容量は減少する。
【００８６】
種々のセグメントについて容量計により成される測定は制御信号に変換される。その信号は、補正非対称電場の生成の助けによりセグメント化電極３０に印加される電圧を制御するように電気制御モジュール４０に供給される。例えば、測定された電気容量が小さい領域においては、強い電場が印加される。
【００８７】
図５は、容量計３３の電極、非対称性電場を生成するためのセグメント化電極３０及び対称性電場を印加するための主電極５０を示している。しかしながら、単独のセグメント化電極が３つの機能のために又はそれら３つの機能のうちの２つのために用いられることが可能であることに留意する必要がある。
【００８８】
メニスカスの何れの歪みを検出するように意図された他の手段は、レンズの背後に備えられた画像センサ８０を有する。この画像センサは、例えば、デジタルカメラに備えられる種類のマトリクスセンサである。センサ８０にレンズを通して、明るくされた対象物、例えば、光源の画像を投影する、レンズと反対の側に備えられた、１つ又はそれ以上の光学系８２がセンサと結合されている。図５の実施例においては、画像センサは端面１８近くに位置付けされ、２つの光学系８２はレンズの端壁１６近くに位置付けられている。それらの光学系は、例えば、スポットを形成するように、レンズを通してセンサに一様な光源の画像を投影する。
【００８９】
メニスカス２４が歪んでいる場合、図５に示すように、センサ８０に投影された明るいスポットは移動する。スポットの移動の方向及び大きさは、電気制御モジュール４０に補正信号を供給するために考慮される。カメラにおいては、そのスポットの移動の測定は、必要な補正を決定するように、周期的に、好適には、各々のショットの直前に行われる。
【００９０】
光学系８２は、有利であることに、レーザ源から製造されることが可能である。
【００９１】
有効な補正電場を確立するために有用である第３手段は、メニスカスの何れの歪みを間接的に検出する。この第３手段は加速度器９０である。その加速度器は、好適には、互いに直交している感度の３つの異なる軸を有する。加速度器は、各々の軸についての測定信号を供給する。その加速度器は、重力加速度ばかりでなく、レンズを備えた装置にユーザによりもたらされる人工的な加速度に対して感応する。各々の軸にしたがった信号の第１線形結合は、チャンバ軸に対して垂直の面内の加速度を決定するように用いられる。第２線形結合は、チャンバ軸と一致する加速とを決定するように用いられる。線形結合の選択は、レンズチャンバの軸１４に対する感度の軸の方向に依存する。感度の軸の位置がチャンバ軸に対して平行であるとき、この軸についての信号は、補正電場の強度を制御するために直接、用いられることが可能である。その場合、非対称補正電場の電場線及び方向を固定するように、直交する軸が用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】第１実施形態を示す、本発明にしたがった可変焦点距離レンズを示す簡略化された模式図である。
【図２】他の実施形態を示す、本発明にしたがった可変焦点距離レンズを示す簡略化された模式図である。
【図３】他の実施形態を示す、本発明にしたがった可変焦点距離レンズを示す簡略化された模式図である。
【図４】他の実施形態を示す、本発明にしたがった可変焦点距離レンズを示す簡略化された模式図である。
【図５】補正電場の複数の制御実施形態を示す、本発明にしたがった可変焦点距離レンズを示す簡略化された模式図である。
【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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【国際調査報告】
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