(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エレクトロウェッティングを用いる可変構造を備える流体メニスカスを提供するための装置であって、
流体接触側壁層を含む流体チャンバを含み、前記流体接触側壁層は、前記流体チャンバの周囲を定め、
メニスカスによって分離される２つの異なる流体を含み、前記メニスカスの外周は、前記流体接触側壁層によって拘束され、
電圧が印可されないときに、前記外周の周りの異なる位置に配置される、第一エレクトロウェッティング側壁セグメント電極及び第二エレクトロウェッティング側壁セグメント電極を含み、
選択的なメニスカス構造を形成するよう、前記第一エレクトロウェッティング側壁セグメント電極と共通電極との間、並びに、前記第二エレクトロウェッティング側壁セグメント電極と前記共通電極との間に異なる電圧を提供するための電圧制御システムを含み、
前記共通電極は前記流体チャンバの一端に配置される、装置。
【請求項２】
前記第一エレクトロウェッティング側壁セグメント電極及び前記第二エレクトロウェッティング側壁セグメント電極は、前記周囲の周りで相互に離間する、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記周囲の周りの対向位置に配置される１つ又はそれ以上の対のエレクトロウェッティング側壁セグメント電極を含む、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
対向して位置する二対のエレクトロウェッティング側壁セグメント電極を含み、前記対は前記周囲の周りに互いに実質的に直交して配置される、請求項３に記載の装置。
【請求項５】
前記エレクトロウェッティング側壁セグメント電極は、前記周囲の周りに実質的に環状に配置される、請求項２乃至４のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項６】
各エレクトロウェッティング側壁セグメント電極の幅は、隣接する２つのエレクトロウェッティング側壁セグメント電極間の距離よりも小さく、各々は前記流体接触側壁層の周りの角距離で測定される、請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項７】
各エレクトロウェッティング側壁セグメント電極の幅は、隣接する２つのエレクトロウェッティング側壁セグメント電極間の距離よりも大きく、各々は前記流体接触側壁層の周りの角距離で測定される、請求項２乃至５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項８】
前記隣接するエレクトロウェッティング側壁セグメント電極は、漸進的に変化する電圧変化を前記隣接するエレクトロウェッティング側壁セグメント電極に亘って提供可能な電気抵抗材料によって接続される、請求項１乃至７のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項９】
前記電圧制御システムは、前記エレクトロウェッティング側壁セグメント電極の電圧パターンを循環可能であるよう構成される、請求項１乃至８のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１０】
前記エレクトロウェッティング側壁セグメント電極を回転軸の周りで物理的に回転するための機械的システムを含む、請求項１乃至９のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１１】
光学軸に沿って放射ビームを放射するための放射源をさらに含む、請求項１乃至１０のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１２】
前記電圧制御システムは、前記流体メニスカスによって、可変量の入射放射ビームの偏向を提供するために、前記エレクトロウェッティング側壁セグメント電極に亘って電圧を印加可能であるように構成され、前記偏向は、前記放射ビームの前記光学軸の整列の変化を含む、請求項１乃至１１のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１３】
前記流体メニスカスによる前記偏向が屈折的性質であるように構成される、請求項１２に記載の装置
【請求項１４】
前記流体メニスカスによる前記偏向が反射的性質であるように構成される、請求項１２に記載の装置
【請求項１５】
前記流体接触側壁層の第一側部での前記流体メニスカスの第一接触角度が９０°以下であり、且つ、前記流体接触側壁層の第二側部での前記流体メニスカスの第二接触角度が９０°以上である流体メニスカス構造を提供するよう構成される、請求項１乃至１４のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１６】
前記流体接触側壁層の第一側部での前記流体メニスカスの第一接触角度及び前記流体接触側壁層の第二側部での前記流体メニスカスの第二接触角度の双方が９０°以下である流体メニスカス構造を提供するよう構成される、請求項１乃至１５のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１７】
アナモルフィック流体メニスカス構造を提供するよう構成される、請求項１乃至１６のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１８】
前記流体チャンバ内の前記異なる流体は実質的に同一の密度である、請求項１乃至１７のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項１９】
２つ又はそれ以上の独立して制御可能な流体メニスカスを含む、請求項１乃至１８のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２０】
映像シーンを記録するための映像センサと、可変構造を備える流体メニスカスを提供するための請求項１に記載の装置とを含む、装置。
【請求項２１】
前記流体メニスカス及びコントローラが、
記録されるべき前記映像シーンの第一領域を前記センサに向って方向付ける前記可変流体メニスカスの第一構造と、
記録されるべき映像シーンの異なる第二領域を前記センサに向かって方向付ける前記可変流体メニスカスの第二構造と、
を少なくとも提供するために、前記メニスカスの形状を変更するよう構成される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
少なくとも前記第一領域及び前記第二領域を使用して前記映像シーンの単一映像を構築するための映像プロセッサをさらに含む、請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
入射光ビームを異なって偏向するために、可変流体メニスカス構造を提供するよう構成される、請求項２１又は２２のうちのいずれか１項に記載の装置。
【請求項２４】
当該装置の動作を検知するための動作検知器をさらに含み、前記コントローラは、検知された当該装置の動作に応じて可変流体メニスカスの構造を制御するよう構成される、請求項２１乃至２３のうちのいずれか１項に記載の装置
【請求項２５】
生体内での使用のためのカプセルを含む医療用映像装置であって、前記カプセルは、生体内映像シーンを記録するための映像センサと、エレクトロウェッティングを用いて可変構造を備える流体メニスカスを提供するための請求項１に記載の装置とを含む、医療用映像装置。
【請求項２６】
前記可変流体メニスカス構造はレンズである、請求項２５に記載の医療用映像装置。
【請求項２７】
第一生体内映像シーンを前記映像センサに撮影するための前記可変流体メニスカスの第一構造と、
異なる第二生体内映像シーンを前記映像センサに撮影するための前記可変流体メニスカスの第二構造と、
を少なくとも提供するために、前記構造の前記可変流体メニスカスの形状を変更するよう構成されるコントローラを含む、請求項２５又は２６に記載の医療用映像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は可変流体メニスカス構造を形成するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
可変メニスカスは国際公開第ＷＯ９９／１８４５６号に記載されている。この構成において、レンズは導電性液体を満たされたチャンバを含み、絶縁性、非混和性液体の液滴がチャンバの表面区域に保持されている。疎水性層とそれに隣接する親水性層の組み合わせによって、液滴は区域内に位置付けられる。チャンバ内の電極への電圧の印加は、液滴のレンズ効果を示す上面をより凸面にする。１つの実施態様において、疎水性層及び親水性層は円筒面に沿って配置され、液滴の側部は円筒面に沿って軸方向に位置付けられ、それによって、電圧が印加されないときには親和性層によって、電圧が印加されるときには円筒の側部に沿った軸方向に配置された一連の電極によって中心化される。
【０００３】
さらなる可変メニスカスは、国際公開第ＷＯ００／５８７６３号に記載されているような配置を有する。絶縁液体の液滴の中心化のために提案されている手段は、調節可能レンズ内の絶縁層に形成された朝顔形の口をした凹部である。凹部の側部は、液滴を凹部の中心に維持し、液滴上に凸状態レンズ表面をもたらすような配置とされている。凹部の基部は凹部の側部と同一の材料で形成されているので、もしレンズが作用すべきであるなら、そのような材料は透明であるよう選択されなければならない。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の従来技術配置のような可変メニスカスを改良することが本発明の目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の第一の特徴に従えば、エレクトロウェッティングを用いた可変構造を備える流体メニスカスをもたらすための装置が提供されている。当該装置は、
流体接触側壁層を含む流体チャンバを含み、流体接触側壁層は、流体チャンバの周囲を定め、
メニスカスによって分離される２つの異なる流体を含み、メニスカスの外周は、流体接触側壁層によって拘束され、
電圧が印可されないときに外周の周りの異なる位置に配置される、第一エレクトロウェッティング側壁セグメント電極及び第二エレクトロウェッティング側壁セグメント電極を含み、
選択的なメニスカス構造を形成するよう、第一エレクトロウェッティング側壁セグメント電極と共通電極との間、並びに、第二エレクトロウェッティング側壁セグメント電極と共通電極との間に異なる電圧を提供するための電圧制御システムを含む。
【０００６】
本発明のこの特徴の装置は、光学装置として用いられると、装置の光学軸の周りで対称的に回転しない所望の流体メニスカス構造の形成を提供する。例えば、光学軸の周りで傾斜され及び／又は非点収差の構造を提供し得る。流体メニスカス構造の範囲は、可変で制御可能なように構成され得る。例示的なメニスカス構造は、平坦形状と、三次元まで光を屈折的又は反射的に角偏向可能な非晶質レンズ形状を含む。メニスカス構造は、電極構造及び共通電極に亘って印加される可変電圧パターンの印加の下で正確且つ効率的に形成され得る。同一の装置及び異なる種類の電圧パターンを用いて、メニスカスレンズ構造の他の種類、例えば、概ね球形のレンズ形状及びより複合的なレンズ形状も形成し得る。
【０００７】
本発明のさらなる特徴に従えば、映像シーンを記録するための映像センサと、可変の流体メニスカスと、流体メニスカスの形状を変えるよう構成されたコントローラとを有し、コントローラは、少なくとも、記録されるべき映像シーンの第一の領域を映像センサ方向に向ける第一構造と、記録されるべき映像シーンの第二の異なる領域を映像センサ方向に向ける第二構造とをもたらすことを特徴とする装置が提供される。
【０００８】
本発明のこの特徴の装置は、高解像度スキャナの必要なしに、記録されるべき標的映像シーンの高解像度デジタル映像を可能にする。現在の映像記録方法は、効果で複雑な映像センサの使用を含む。本発明のこの特徴は、可変流体メニスカス装置を用いることで、標的映像シーンの高解像度デジタル映像の効率的且つ簡単な記録のための新しい手段を提供する。
【０００９】
加えて、この映像シーン記録技法は、デジタル映像のための既知の超解像方法に対する様々な利点を提供する。これらの利点は、記録された映像シーンに１回だけ適用されるべき効果的な映像向上アルゴリズムの可能性を含み、個々の映像領域が１つに縫合される。また、個々の映像領域は良好に撮影されるので、記録された映像の全体を得るために適用される縫合技術は比較的簡単な映像処理ステップである。
【００１０】
本発明のさらなる特徴に従えば、エレクトロウェッティングによって可変構造を備える流体メニスカスをもたらすための装置が提供される。この装置は、各々可変構造を有する第一流体メニスカス及び第二流体メニスカスを、各々異なる流体間に形成する１組の流体と、第一及び第二流体メニスカスの構造を変化させるために、流体の組に作用するよう配置された１組の電極と、第一及び第二メニスカスを選択された構造に形成するよう、選択された電圧を電極の組に提供するための電極制御システムとを含む。
【００１１】
装置は、２つの異なるメニスカスを選択された構造に形成することによって、２つのステップで放射ビームの波面を変更するために用いられ得る。第一のそのような変更は、第一メニスカスに亘る放射ビームの経路によってもたらされ、第二のそのような変更は、第二メニスカスに亘る放射ビームの経路によってもららされる。１つの実施態様において、流体の組は単一の流体チャンバ内に含まれる。この実施態様において、流体の１つは、第一及び第二メニスカス間に配置される中央共通流体要素を形成するのが好ましい。他の実施態様において、流体の組は２つの流体チャンバに配置される。各チャンバは、第一及び第二メニスカスの１つを包含する。１つの実施態様において、電極は、第一及び第二メニスカスの構造が別々に制御可能であるよう配置される。さらなる実施態様において、電極は、第一及び第二メニスカスの構造が相互に依存して制御されるよう構成される。
【００１２】
本発明のさらなる特徴に従えば、生体内での使用のためのカプセルを有する医療用映像装置が提供され、カプセルは、生体内映像シーンを記録するための映像センサと、可変流体メニスカス構造とを有する。
【００１３】
可変流体メニスカス構造はレンズ及び／又は偏向器であり得る。偏向器としての構造の動作のために、医療用映像装置は、構造の可変流体メニスカスの形状を変化させるよう構成されたコントローラを備えるのが好ましく、コントローラは、少なくとも、第一生体内映像シーンを映像センサに撮影するための可変流体メニスカスの第一構造と、異なる第二生体内映像シーンを映像センサに撮影するための可変流体メニスカスの第二構造とを提供する。
【００１４】
この構成において、カプセルは、連続的に可変な集束及び／又は可変な指向性映像機能を、コンパクト、低消費電力且つ軽量なモジュール内に備え得る。
【００１５】
本発明の機能及び利点は、添付の図面に基づいて例示によってのみ与えられている本発明の好適実施態様に関する以下の記載から明らかになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１乃至３は、本発明の実施態様に従って可変のアナモルフィックメニスカスレンズ形状を形成するための装置を示す断面図である。この実施態様の装置は、可変集束アナモルフィックメニスカスレンズであり、例えば、半導体レーザのような適当な光源３によって提供される光ビームの光学軸１の周りに間隔的に並列に配置される複数のエレクトロウェッティング電極（側壁セグメント電極と呼ぶ）の円筒形配置を含む。しかしながら、以下の全ての実施態様において、装置が例えばカメラで用いられるならば、光源は例えば映像シーンに置換し得ることが留意されるべきである。レンズの構造及び機能に関する記載は以下の通りである。
【００１７】
図４は、この実施態様におけるレンズの光学軸１の周りの複数のセグメント電極の構造を示す断面図であり、光学軸１に直交して取られている。側壁セグメント電極は組にグループ化されており、２ａ及び２ａ'並びに２ｂ及び２ｂ'等のように例示されている。組の部材の１つは、光学軸１の反対側で、他の部材と平行して位置している。セグメント電極２に可変電圧パターンを印加するために、電圧制御回路（図示せず）が電極構造に接続されている。
【００１８】
セグメント電極２の配置は、流体接触層１０と共に、前方エレメント４と後方エレメント６とによって封止された管を形成することで、２つの流体を包む流体チャンバ５を形成している。この実施態様において、前方素子４及び後方素子６の各々は透明である。
【００１９】
この実施態様において、２つの流体は、シリコーンオイル又はアルカンのような非導電性且つ非極性の第一流体Ａと、水性塩溶液のような導電性且つ極性の第二流体Ｂと、の形態の２つの非混和性液体から成る。レンズが向きに関係なく即ち２つの液体間の重力効果に依存することなく機能するように、２つの液体は同等の密度を有するように構成されるのが好ましい。これは第一及び第二液体成分の適切な選択によって達成され得る。
【００２０】
液体Ａのために用いられるオイルの選択に依存して、オイルの屈折率は１．２５〜２．００の間で変化し得る。同様に、液体Ｂが水性塩溶液である場合、加えられる塩の量に依存して、屈折率は１．３３〜１．６０の間で変化し得る。エチレングリコールのような代替的な導電性液体を用いることで、高い屈折率が達成され得ることが留意されるべきである。この実施態様において、液体は第一液体Ａが第二液体Ｂよりも高い屈折率を有するよう選択されている。
【００２１】
側壁セグメント電極は、例えば、金属のような導電性材料で形成され、例えば、パリレンで形成された絶縁層８によって被覆されている。各個別のセグメント電極は隣接する電極に対しても絶縁されている。セグメント電極の配置によって描かれる円筒形内面は連続的で均一な厚さの流体接触層１０によって被覆されており、それは流体チャンバの円筒形壁に対するメニスカスの接触角度におけるヒステリシスを低減する。流体接触層は例えばデュポン社によって製造されている絶縁性のＴｅｆｌｏｎ（ＴＭ）ＡＦ１６００のような非晶質過フッ化炭化水素で形成されるのが好ましい。電圧の印加がないとき、第二流体による流体接触層の湿潤性は、流体接触層１０に対するメニスカス１４の交差部の両側で同一であるのが好ましい。代替的に、絶縁層及び流体接触層は、単純に単一の連続的で均一な厚さのＴｅｆｌｏｎＴＭＡＦ１６００であってもよい。
【００２２】
この実施態様において、管状形状の共通の端壁電極１２は、流体チャンバの一端に、即ち、後方素子近傍に配置されている。端壁電極１２は流体チャンバ内の少なくとも一部に配置されることで、電極は第二流体Ｂに作用する。
【００２３】
この実施態様における２つの液体Ａ及びＢは非混和性液体であることから、メニスカス１４によって２つの流体本体を分離する傾向にある。メニスカス１４は流体接触層１０と接触して位置する１つの連続的な縁部を有する。側壁電極と端壁電極との間に電圧が印加されないとき、流体接触層は第二液体Ｂよりも高い湿潤性を第一液体Ａに対して有する。エレクトロウェッティングの故に、第二液体Ｂによる湿潤性は、側壁セグメント電極２及び端壁電極１２との間の電圧の印加の下に変化し、それは縁部（流体接触層１０と２つの液体Ａ及びＢとの間の接触線）でのメニスカスの接触角度を変える傾向にある。よって、メニスカスの形状は各セグメント電極２で印加される電圧に応じて変化する。
【００２４】
図１乃至３は、側壁セグメント電極２が同一の印加電圧と平行して駆動される場合を例示しており、よって、メニスカスは多様な異なる回転的に対称な概ね球形のレンズ形状を選択している。可変なアナモフィックなレンズ形状を生成するために、異なる電極に対する異なる電圧レベルの印加が、制御されたパターンで、どのように用いられるかを後述する。
【００２５】
図１を参照すると、例えば０Ｖ〜２０Ｖの間の低い電圧Ｖ１が側壁セグメント電極２と端壁電圧との間に印加されるとき、メニスカスは第一の凹面のメニスカス形状を取る。この構造において、メニスカスと流体接触層１０との間の初期接触角度θ１は、液体Ｂで計測されると、例えば約１４０°である。第二液体Ｂよりも高い第一液体Ａの屈折率の故に、この構造では、メニスカスによって形成されたレンズ（ここではメニスカスレンズと呼ぶ）は比較的高い負の出力を有する。
【００２６】
メニスカス形状の凹面を低減するために、側壁セグメント電極２と端壁電極１２との間により大きな電圧が印加される。図２を参照すると、絶縁層の厚さに依存して、２０Ｖ〜１５０Ｖの間の中間電圧Ｖ２が電極間に印加されると、メニスカスは、図１のメニスカスに比べて増大した極率半径を有する第二凹面形状を取る。この構造において、第一液体Ａと流体接触層１０との間の中間接触角度θ２は例えば約１００°である。第二液体Ｂよりも高い第一液体Ａの屈折率の故に、この構造のメニスカスレンズは比較的低い負の出力を有する。
【００２７】
凸面のメニスカス形状を生成するために、さらに大きな電圧が側壁セグメント電圧２と端壁電圧１２との間に印加される。図３を参照すると、例えば１５０Ｖ〜２００Ｖの比較的高い電圧が電極間に印加されると、メニスカスは凸面のメニスカス形状を取る。この構造において、第一液体Ａと流体接触層１０との間の最大接触角度θ３は、例えば６０°である。第二液体Ｂよりも高い第一液体Ａの屈折率の故に、この構造におけるメニスカスレンズは正の出力を有する。
【００２８】
よって、印加される電圧の変化を通じて、多様な相違する概ね球形のメニスカスレンズ形状が、１つの側壁セグメント電極の組の平面に生成され得る。
【００２９】
アナモルフィックレンズは、概ね直交し且つ軸方向に分離した２つの焦線に入射光線を集束する。アナモルフィックレンズは、２つの概ね直交する軸において、異なる値の焦点出力又は倍率を示す。これらの軸の１つは円柱軸と呼ばれ、光学軸に対して直交する平面に配置されている。これらの焦点特性は光学条件「非点収差」を特徴付ける。アナモルフィックレンズ形状は、概ね円筒形で概ね球面円柱の性質の形状を含む。
【００３０】
個別の異なる電圧を各側壁セグメント電極の組２ａ及び２ａ'並びに２ｂ及び２ｂ'等と端壁電極１２とに亘って印加することによって、アナモルフィックメニスカスレンズの形状は、可変な焦点出力及び／又は可変な非点収差の量及び種類で形成し得る。印加電圧は、側壁セグメント電極間でメニスカスレンズの周方向に漸進的に変化する。平均印加電圧は焦点出力に関係するのに対し、最大の電圧変化は円筒値に関係する。
【００３１】
図７は、アナモルフィックレンズ形状を生成するために印加される電圧パターンにおける電圧の相対値を示すグラフである。電極に印加される電圧の如何なる相対値も、光学軸６５の周りの電極の角位置の中心に対応する適切な角度位置での２つの線６４，６６の間の半径距離を取ることによって決定され得る。以下において、これらの角度位置は、図５ａを用いて描かれたセグメント電極の配置の周辺の周りの位置に対応している。グラフ表示は、流体メニスカスレンズの光学軸に直交する断面図に対応するこの電圧変化の直交軸に関するプロットを示している。グラフ表示は、相互に直交し合って配置された第一軸６０及び第二軸６２を示している。第一軸６０はメニスカス形状の円柱軸に対応している。円形の円周線６４は、光学軸周りでのセグメント電極３０（図７に図示せず）の中心の全ての可能な位置を示すために用いられている。相互に直交し合う２組の長方形セグメント電極の中心に対応する場所の各々が６８及び７０に示されており、この場合、各々、軸６０及び６２に沿って位置している。
【００３２】
印加電圧線６６は、電極配置の円周線６４上の地点に対応する電圧の印加値を相対的に示している。この表示において、印加電極線６６上の地点と円周線６４上の対応地点との間の半径距離は、相対的な印加電圧を示しており、共通の放射状直線は軸６０又は６２のいずれか一方の特定の角度に位置している。例として、これは図７に例示されている。そこでは、ラベル７２は印加電圧線上の地点を示し、ラベル７４は円周線６４上の対応地点を示している。これらの地点の双方は、この場合、軸６２から角度θで共通の放射状直線７６に沿って位置している。
【００３３】
印加電圧線６６上の地点と円周線６４上の対応地点との間の半径距離が大きければ大きい程、相対的な印加電圧も大きい。例えば、図６が示すように、比較的高い電圧が場所７０によって表されるセグメント電極の組に亘って印加されるのに対し、比較的低い電圧が場所６８によって表されるセグメント電極の組に亘って印加される。場所７０によって表わされるセグメント電極の組の部材と場所６８によって表わされるセグメント電極の数との間に配置された各中間セグメント電極３０に亘って印加される電圧は徐々に減少する。
【００３４】
適当な手段、例えば、手動動作される印加電圧コントローラによる、側壁セグメント電極の組と端壁電極との間の印加電圧のパターンの電子循環は、得られるべきアナモルフィックレンズの円柱軸を正しい角度位置にし得る。
【００３５】
この実施態様において、各セグメント電極の幅は、電極の円筒形配置の内径の半分以下、好ましくは、８分の１以下である。流体チャンバの円筒壁間のメニスカス接触角度の個々の段部によって引き起こされる顕著な影響をメニスカスレンズの中心で観測することを低減するために、これは十分な数、好ましくは、１６又はそれ以上のセグメント電極の使用を含む。
【００３６】
図５はレンズの光学軸に直交して取られた平断面図であり、アナモルフィックレンズ形状を生成するための代替的なエレクトロウェッティング電極の構造を示している。４つの長方形のセグメント電極４１，４２，４３，４４が、それらの長手縁部を平行にして、正方形構造でレンズの光学軸４５の周りで間隔的に配置されることによって、四角形の囲いを形成している。この実施態様において、対向するセグメント電極４１及び４３並びに４２及び４４は組として配置されている。セグメント電極の内面は、例えばＴｅｆｌｏｎ（ＴＭ）ＡＦ１６００で形成された、連続的な均一の厚さの電気絶縁された流体接触層４６で被覆されており、それはメニスカス縁部を拘束している。
【００３７】
図４に示されているセグメント電極の構造を代替的な４つのセグメント電極の構造によって置換し、図１、４及び５を参照すると、側壁セグメント電極と第一実施態様における環状電極１２と類似する端壁電極との間に電圧パターンを印加し得る。セグメント電極の組のための異なる印加電極の組み合わせを通じて、概ね円筒形又は球面円柱形のアナモルフィックレンズ形状を、各個別のセグメント電極壁とメニスカスレンズとの間の異なる接触角度で達成し得る。
【００３８】
この実施態様では、アナモルフィックレンズの円柱軸が光学軸４５の周りで自動的に且つ機械的に回転されるよう、レンズ回転機構が提供されている。これによって、可変アナモルフィックレンズは正しく角度的に位置付けられる。
【００３９】
図７は、前記の実施態様で記載されたように、この実施態様で適用し得る印加電極電圧のパターンが例示されている。この特別の実施態様において、この構造の２組のセグメント電極（４１及び４３並びに４２及び４４）の各々は、角位置において、図面のラベル６８及び６８'並びに７０及び７０'に対応している。
【００４０】
図６はレンズの光学軸に対し直交して取られた平断面図であり、アナモルフィックレンズ形状を生成するための代替的なエレクトロウェッティング電極構造がさらに示されている。この電極構造は光学収差が低減されたレンズ形状を達成するために用いられている。
【００４１】
本発明の他の実施態様の前記代替的な電極構造に記載されているように、この実施態様のセグメント電極５２は導電性材料、例えば、金属によって形成されている。電極の配置によって描かれる囲みの内面は、例えばＴｅｆｌｏｎ（ＴＭ）ＡＦ１６００で形成された、連続的で均一な厚さの電気絶縁性の流体接触層５８で被覆されており、それはメニスカス縁部を拘束している。セグメント電極５２は、その長手縁部を平行にして、光学軸５０の周りに間隔的に配置されることで、囲いを定めている。各個別の電極の長手縁部は、隣接する電極の平行で且つ隣接する長手縁部に電気抵抗フィルム５６によって接続されている。フィルム５６は電極５２よりも導電性が小さいことが理解されるべきである。側壁に沿った各セグメント電極５２の幅は、抵抗フィルム５６に接続された個別のセグメント電極の２つの隣接する長手縁部の間の距離と同一若しくはより小さいことが好ましい。
【００４２】
隣接する電極の間の抵抗フィルム５６の幅に亘って、電極の２つの印加電圧の間の電圧の変化は、不連続な変化ではなく、漸進的な変化である。その結果、流体メニスカスと流体接触層５８との間の接触角度は、抵抗フィルム５６の幅に沿って徐々に変化する。接触角度はセグメント電極５２の幅に亘って一定に維持される。しかしながら、抵抗フィルム５６によって接続された個々のセグメント電極の隣接する長手縁部の間の距離に対する、セグメント電極のより小さな幅は、流体の縁部に沿った接触角度の非連続的な変化をさらに低減することを助ける。これらの要因は、メニスカスレンズの光学収差が低減されることを確実にする。
【００４３】
図４に示されているセグメント電極の構造をこの代替的なセグメント電極構造によって置換し、図４及び６を参照すると、動作方法は、前記の代替的な電極構造において記載された方法と概ね類似する。
【００４４】
アナモルフィックレンズ形状は、対向するセグメント電極と端壁電極との組に亘る異なる印加電圧の組み合わせによって達成し得る。
【００４５】
図７を参照すると、前記の２つの実施態様において記載されているように、セグメント電極に亘る印加電極パターンは、それらの実施態様に記載されているように、光学軸５０周りの角度間隔で変化する。電極５２の数は４又はそれ以上の任意の数である。さらに、光学軸５０の周りのアナモルフィックメニスカスレンズの正しい角度位置決めは、セグメント電極と端壁電極との組に亘る印加電圧パターンの光学軸５０周りの回転によって達成される。
【００４６】
図８は、本発明の実施態様に従った屈折光偏向に適した流体メニスカス構造を示す側断面図である。この実施態様は様々な特徴で前記実施態様と類似し、図１、２及び３に関して記載された素子と類似の要素は、１００ずつ数が増大されて図８で提供されており、前記の記載がここに適用されるものと理解されるべきである。側壁セグメント電極１４１及び１４３は図５に例示されているような電極４１及び４３に類似しており、よって、１００だけ数が増大されている。この実施態様において、第２の組の側壁セグメント電極が存在する（図示せず）。第２の電極の組の電極は図５の電極４２及び４４と類似し、よって、１４２及び１４４と番号が付されている。断面で見ると、この第２の電極の組は、図５に例示されている電極の組４１及び４３並びに４２及び４４の配置と同様な配置で、第１の電極の組１４１及び１４３に対して直交して位置している。これらの電極に関する前記の記載はここに適用されると理解されるべきである。
【００４７】
端壁電極１１２及び側壁電極１４１に亘る印加電極Ｖ４は、液体Ａと流体接触層１１０との間に例えば６０°の流体接触角度θ４を生じさせる。同様に、端部電極１１２及び側壁電極１４３に亘る印加電極Ｖ５は流体接触角度θ５を生じさせる。この実施態様において、印加電圧Ｖ４、Ｖ５は、接触角度θ４及びθ５の合計が１８０°であるように選択されている。この条件の結果、端壁電極を備える側壁電極１４２及び１４４の双方に亘る印加電圧（ここでは各々Ｖ６及びＶ７と呼ぶ）が相互に実質的に同一であり、且つ、流体接触角度θ６及びθ７が各９０°であるような適切な値であるときに、液体Ａと液体Ｂとの間に平坦な流体メニスカスが得られる。
【００４８】
平坦な流体メニスカス８０によって、光源１０３からの第一光学軸１０１を備えた入射光は、一次元に、側壁電極１４１及び１４３に対し直交する方向に偏向されることで、第二光学軸８２を備えた出射光ビームを生成する。第一光学軸及び第二光学軸は偏角φ１によって相互に関係する。接触角度θ４及びθ５の合計が継続して１８０°に等しいことを条件として、偏角φ１は印加電極電圧Ｖ４、Ｖ５の変化によって変化し得る。
【００４９】
印加電圧Ｖ４及びＶ５を相互に交換することによって、同一の角度平面において、第二光学軸８２と第一光学軸１０１との間に負の偏角φ１が得られる。例として、流体接触角度θ１の可能な最小値は約６０°である。液体Ａが例えば修正シリコーンオイルのような１．６０の回折率を備えた高回折オイルであり、液体Ｂが１．３３の回折率を備えた水である場合、偏角φ１の最大値は約９°である。この小さな角度は、得られるべき光ビームの正確な偏向を可能とする。約９°の偏角φ１の負の値と結合されて、総偏角φＴ（図示せず）は、光の入射ビームに関して約１８°に等しい。
【００５０】
さらに、この実施態様において、対応する流体接触角度θ６及びθ７（図示せず）が１８０°に等しいよう、端壁電圧１１２と側壁電圧１４２又は１４４の各々（図示せず）とに亘る印加電圧Ｖ６及びＶ７を制御することによって、偏角φ１の平面に対し直交する平面における入射光ビームのさらなる一次元の偏向が達成される。印加電圧Ｖ６及びＶ７の値が相互に均等でないように選択されることで、流体接触角度θ６及びθ７は９０°に等しくない。印加電極電圧Ｖ６，Ｖ７を変化させることによって、θ６及びθ７の合計が１８０°に等しく維持しながら、第一光学軸１０１を備えた光の入射ビームは、偏角φ１に対して直交する平面に位置する第二偏角φ２（図示せず）によって偏向し得る。再度、同一の角度平面における偏角φ２の負の値は、印加電圧Ｖ６及びＶ７を相互に交換することによって達成可能である。
【００５１】
従って、２つの偏角φ１及びφ２を共に選択的に変化させることによって、入射光ビームを三次元に偏向し得る。
【００５２】
前述の実施態様に関しては、エレクトロウェッティング電極を光学軸１０１の周りで回転し得るように回転機構が設けられている。これによって、流体メニスカスの正しい角度位置が得られる。
【００５３】
図９は、本発明の実施態様に従った屈折光偏向に適した流体メニスカス構造を示す側断面図である。本発明のこの実施態様は、達成されるべき約３８°の入射光ビームの総偏角φＴを可能にし、前記の実施態様よりも大きな総偏角である。前述の実施態様に関しては、図１、２、３及び５との関係で記載された素子と類似するこの実施態様の素子は、図９では２００ずつ増大された数で提供されており、前記の記載がここに適用されると理解されるべきである。この実施態様において、環状であり且つ前方素子２０４に隣接する第二端壁電極８４が設けられている。この第二端壁電極は少なくとも一部が流体チャンバ内に配置されることで、電極は液体Ｂ（図９においてはＢ'と印されている）の第二流体層に作用する。液体Ｂの第二層（ラベルＢ'）は、第一流体メニスカス８６によって、液体Ａの層から分離されている。第二流体メニスカス８８は液体層Ａ及びＢを分離している。液体Ｂ'は、前記実施態様で記載された液体Ｂと同一の液体から成る。しかしながら、液体Ｂ'は、液体Ａと非混和性で、導電性があり、且つ、好ましくは、液体Ａ及びＢと実質的に同等な密度の代替的な流体であってもよいことが留意されるべきである。
【００５４】
この実施態様において、軸方向に離間した２組のエレクトロウェッティング電極が、側壁の周囲の周りで離間して図５に示されるように配置されている。１つの組は電極２４１ａ，２４３ａを含む。他の組は電極２４１ｂ，２４３ｂを含む。前記の実施態様の類似の記載に従えば、第二端壁電極８４及び側壁電極２４１又は２４３の各々に亘る印加電極Ｖ８及びＶ１０は、対応する流体接触角度θ８及びθ１０を変化させる。流体接触角度θ８及びθ１０の合計が１８０°に等しいとき、第一流体メニスカス８６は平坦である。同様に、第一端壁電極２０６及び側壁電極２４１及び２４３の各々に亘る印加電圧Ｖ９及びＶ１１が変化することによって、第二流体メニスカス８８の形状を変化し得る。印加電圧Ｖ９及びＶ１１で、流体接触角度θ９及びθ１１の合計が１８０°に等しいとき、第二メニスカス８８は平坦である。
【００５５】
平坦な第一流体メニスカス８６によって、第一光学軸２０１を備えた光源２０３からの入射光ビームは、側壁電極２４１，２４３の平面に一次元に偏向される。偏向された光ビームは第二光学軸９０を有し、第一光学軸２０１に偏角φ３で角度的に関係する。第二光学軸９０を備えた偏向された光ビームは、平坦な第二流体メニスカス８８によってさらに偏向される。結果としてさらに偏向された光ビームは、第二光学軸９０に偏角φ４で角度的に関係する第二光学軸９２を有する。偏角φ３及びφ４の合計は、可変流体メニスカス装置による入射光ビームの結合偏角を生む。前記の実施態様において詳述されているように、各端壁電極２０４，２０６及び側壁電極２４１，２４３に対し直交して位置する各側壁電極２４２，２４４（図示せず）の各々に亘ってさらに電圧を印加することによって、光源２０３からの入射光ビームを偏角φ３、φ４の平面に対し直交するさらに角度面に偏向し、よって、入射光ビームを三次元に偏向するよう、平坦なメニスカス８６及び８８を制御し得る。前述のように、側壁電極の組に亘る印加電圧を相互に置換することによって、偏角φ３，φ４の負の値を達成し得る。
【００５６】
前述の実施態様に類似して、流体メニスカスの正しい角度位置を達成するために、電気的に或いは提供されている回転機構を用いることによって、この実施態様のエレクトロウェッティング電極を光学軸２０１の周りで回転し得る。
【００５７】
さらに想定される実施態様において、チャンバの周囲の周りに離間した単一の組の電極のみを用いて、２つの平坦な流体メニスカス８６，８８が相互に平行に位置するよう配置されている。そのような実施態様は、図９を用いて図示され且つ記載された可変プリズムと類似の可変プリズム又はビームスプリッタを含む用途に用い得る。
【００５８】
図１０は、屈折光偏向に適した流体メニスカス構造を示す側断面図である。本発明のこの実施態様は、前記実施態様のためよりも大きな約１００°の入射光ビームの総偏角φＴを達成し得る。
【００５９】
前述の実施態様に関しては、図１、２、３及び５との関係で記載された素子と類似するこの実施態様の素子は、図１０では３００ずつ増大された数で提供されており、前記の記述がここに適用されると理解されるべきである。この実施態様において、側壁電極３４１，３４３の組は相互に平行に位置しない。同様のことが側壁電極３４２，３４４（図示せず）の直交する組に当て嵌まる。この実施態様において、側壁電極は錐形(frustrum)として配置されている。
【００６０】
前記の実施態様の類似の記載に従うように、端壁電極３１２及び側壁電極３４１又は３４３の各々に亘る印加電圧Ｖ１２，Ｖ１３の変化は、対応する流体接触角度θ１２及びθ１３を変化させる。流体接触角度θ１２及びθ１３が適切な値であると、平坦な流体メニスカス９４が液体Ａ及びＢの間に得られる。前記の実施態様に関しては、光源３０３からの第一光学軸３０１を備えた入射光ビームは、メニスカス９４によって、一次元に、第二光学軸９６を備えた方向に偏向される。第一及び第二光学軸は偏角φ５で相互に関係する。偏角φ５の負の値は、印加電圧Ｖ１２及びＶ１３を相互に置換することによって得ることが可能である。前記の実施態様の三次元偏向のような類似の光ビームの三次元偏向は、（図示されず、且つ、側壁電極の組３４１及び３４３に対し直交する）側壁電極３４２又は３４４及び端壁電極３１２に亘る印加電圧によって達成され得る。同様に、エレクトロウェッティング電極の光学軸３０１の周りの回転は適切な電気的又は機械的回転機能によって達成され得る。
【００６１】
図１１は、反射的光屈折に適した流体メニスカスの側断面を簡易に示している。換言すれば、流体メニスカスは反射鏡のように機能する。入射光ビームの最大の総偏角φＴは約１２５°である。前記の実施態様に関しては、図１、２、３及び５との関係で記載された素子と類似するこの実施態様の素子は、図１１では４００ずつ増大された数で提供されており、前記の記載がここに適用されると理解されるべきである。この実施態様において、側壁電極４４１及び４４３並びに４４２及び４４４（図示せず）は相互に平行に位置しない縁部を有する。側壁電極が相互に平行に位置する縁部を有することは、代替として想定される。相互に平行に位置する縁部を有するとしても、電極が三角形構造に配置されることもさらに考えられる。この実施態様において、材料が透明である点を除き、側壁電極は前記の記載と同様の材料で形成されている。加えて、流体接触層４１０も透明である。
【００６２】
前記の実施態様と類似の方法において、印加電圧Ｖ１４及びＶ１５が側壁電極４４１又は４４３の各々及び端壁電極４０６に亘って印加される。これらの印加電圧の変化は、対応する流体接触角度θ１４及びθ１５の各々を生じる。印加電圧Ｖ１４及びＶ１５、従って、流体接触角度θ１４及びθ１５の適当な値の故に、液体Ａ及びＢの間の流体メニスカス９８は平坦な形状である。第一光学軸４０１を備えた光源４０３からの入射光ビームは透明な側壁電極（図１１では側壁電極４４１として示されている）を通過し、アプローチ角ψ１でメニスカス９８を打つ。代替的に、入射光ビームは、側壁電極それ自体を通過するのではなく、２つの側壁電極の隣接する縁部間の空間を通過し得る。アプローチ角ψ１は臨界角値以下であり、入射光ビームはメニスカス９８によって反射的に偏向されて、第二光学軸９９に従って進行する。第一光学軸４０１及び第二光学軸９９は偏角φ６によって関係する。アプローチ角ψ１が臨海値以下であることを条件として、メニスカス９８が平坦に維持されるのを確実にしつつ、印加電圧Ｖ１４，Ｖ１５、よって、流体接触角度θ１４，θ１５の変化によって、偏角φ６は一次元で変化し得る。端壁電極４０６及び側壁電極４４２又は４４４（図示せず）に亘ってさらに電圧を印加することによって、入射光ビームの三次元の反射を達成し得る。平坦なメニスカスを確実にするために、印加電圧は適当な値である必要がある。メニスカス９８を打撃する入射光ビームの第二アプローチ角ψ２（図示せず）が臨界角以下であるとき、偏角φ６の平面に対し直交する角度面における入射光ビームの反射が発生する。入射光ビームの三次元偏向は、双方の偏角の組み合わせによって達成される。前記の実施態様に関して、メニスカスの正しい角度位置を達成するために、回転機構によって、エレクトロウェッティング電極を第二光学軸９９の周りで回転し得る。
【００６３】
図１２は、光ビームの偏向及び集束に適した本発明の実施態様を側断面で示している。
【００６４】
この実施態様は様々な点で前記の実施態様に類似しており、図１、２、３及び４との関係で記載された素子と類似する素子は、図１２では５００ずつ増大された数で提供されており、前記の記載がここに適用されると理解されるべきである。
【００６５】
前記の実施態様において詳述されたように、端壁電極５１２及び側壁電極５０２ａ又は５０２ａ'の各々に亘って電圧Ｖ１６，Ｖ１７を印加することによって、対応する流体接触角度θ１６，θ１７を生じる。流体接触角度θ１６，θ１７の合計が１８０°に等しくないとき、液体Ａ及びＢの間の流体メニスカス５１４は球形又は球面円柱形状を示す。印加電圧Ｖ１６，Ｖ１７、よって、対応する流体接触角度θ１６，θ１７の変化の故に、メニスカス５１４の曲率及び曲率の傾斜は変化し得る。第一光学軸５０１を備える光源５０３からの入射光ビームはメニスカス５１４によって偏向され、第二光学軸１６に従って進行する。第一光学軸５０１及び第二光学軸１６は偏角φ７によって関係する。側壁電極５０２ａ，５０２ａ'が相互に平行に位置しないとき、偏角φ７は約６２．５°の値まで取り得る。側壁電極５０２ａ，５０２ａ'が相互に平行であるとき、約９°の最大偏角φ７を生じる。第一光学軸５０１と平行な光学軸を有する光源０３からのさらなる入射光ビームは、メニスカス５１４上の異なる地点における異なる偏角でメニスカスによって偏向されることで、焦点１８で集束する。印加電圧Ｖ１６，Ｖ１７の変化は、入射光ビームの偏角、並びに、側壁電極の組５０２の平面における焦点１８の位置に一次元の角度変化を生じさせる。印加電圧Ｖ１６及びＶ１７を相互に置換することによって、同一角度面内の第二光学軸８２と第一光学軸１０１の間にφ７の負の偏角が得られる。
【００６６】
端壁電極５１２及びさらなる側壁セグメント電極の組、例えば、図４において２ｂ，２ｂ'と印された側壁セグメント電極に類似する側壁セグメント電極に亘る印加電圧の類似の変化によって、入射光ビームの三次元の偏向を達成し得る。印加電圧の変化は、メニスカス５１４の曲率の類似の変化、従って、光ビームの偏角及び焦点１８の双方の変化を生じる。
【００６７】
この実施態様における光ビームの偏向は屈折の性質であるが、反射的な偏向も考えられることが留意されるべきである。
【００６８】
メニスカス構造の変化の切替速度、従って、印加電極電圧Ｖ１６，Ｖ１７の変化の結果としてのメニスカス５１４の偏向特性は、液体Ａ及びＢの双方の粘度、流体チャンバ５のサイズ及びメニスカスの曲率の変更の程度に依存する。
【００６９】
この例において、円筒形の流体チャンバ５の直径は２ｍｍであり、切替速度は１０ｍｓの範囲内である。円筒形の流体チャンバ５の直径は、数センチメータ〜数マイクロメータの範囲の寸法であり得る。
【００７０】
本発明のこの実施態様の１つの用途は、高解像度デジタルカメラである。固形の光学レンズと組み合わせて、図５及び図８又は図１０を用いた前記本発明の代替的な実施態様を用いることによって、この用途を達成し得ることも考えられる。現在の方法は、標的映像シーンのより高解像度映像を得るために、より大量の画素を備えた高価な映像センサを用いることを含む。本発明のモザイク化方法では、図１３に示されるように、センサが複数回動作して、標的映像シーン２０の高解像度映像を撮影する。本発明のこの実施態様を例えばカメラのようなセンサ内へ適切に組み込みことによって、標的映像シーンは分割によって幾つかの領域に記録される。この例では、モザイク化パターンに従って、映像シーン２０は４つの連続的な領域２２，２４，２６，２８に分割されている。領域映像を撮影する前に、初期的に各領域にズームインし、且つ、各領域に集束することで、各領域のデジタル映像はカメラによって個別的に且つ連続的に記録される。この実施態様において詳細に記載されたように、このズームイン及び集束は、エレクトロウェッティング電極に亘る印加電圧の変化を利用して流体メニスカスの構造を変化することによって達成される。メニスカスの曲率を敏速に変化させる能力、よって、カメラが標的映像シーンのさらなる領域にズームインし且つ集束する敏速性は、記録されるべき全体的な映像のより効率的で高解像度を可能にする。これを達成するために、標的映像シーンの記録された映像を全体的に構成するよう、映像シーンの領域２２，２４，２６，２８の個別に記録された映像は相互に位置的にマップされる。個別に記録された標的領域映像２２，２４，２６，２８が正しく完全に整列しない場合、例えば多項式(polynominal)技法のような歪み補正技法を適用し得る。個別の標的領域映像を相互に整列し縫合する作業は、個別に記録された映像領域内の標的映像シーンの機能３０の特定を用いても達成し得る。補正に基づいたそのような単純な縫合機能の例は平均化フィルタである。高品質の縫合のために、ウェーブレット又は他のマルチスケール技法を用い得る。映像記録が移動するビデオである場合、標的映像シーンの類似の外観を特定し、よって、縫合機能を提供するために、映像シーン外観の動作の推定を用い得る。
【００７１】
図１４は、本発明のさらなる実施態様に従って構成されたカプセルカメラを概略的に示す断面図である。カプセルカメラは、摂取後、患者の体内で生体内撮影するために構成されており、例えば、胃腸管の映像シーンを撮る。カプセルは防水性を有し、且つ、５ｃｍ×３ｃｍ以下の寸法の透明な外側ハウジング３０を有することで、カプセルは患者によって容易に摂取され得る。上記の任意の実施態様に従った流体メニスカスレンズ３２は、光電荷転送撮像素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）映像センサのような映像センサの前で、カプセルハウジング３０内に位置し、映像シーンの可変集束及び／又は可変偏向をセンサに提供する。２つの光源、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）がレンズ３２近傍に配置され、光を周囲の映像領域に投射する。さらに、カプセルは制御ユニット４０を含む。制御ユニット４０は、映像記憶メモリ及び／又は映像を外部ピックアップ装置に送信するマイクロ波送信機のような映像送信装置と、バッテリ又は電力を生成するために、磁気信号を用いて外部から駆動され得る磁気コイルセットのような電源４２とを含む。上記の実施態様のいずれか１つに従って構成された可変集束及び／又は可変偏向流体メニスカスレンズ３２を使用することによって、カプセルは連続的に可変な集束及び／又は可変な指向性映像機能をコンパクト、低電力消費且つ軽量なモジュール内に備える。レンズ３２は単一又は二重メニスカスズームレンズであってもよい。二重メニスカスレンズの場合、ズーム機能の遂行を容易にするために、２つのメニスカスは同一の光学軸に沿って配置される。
【００７２】
本発明の実施態様の用途は、光ビームの偏向を含む装置の他の構成に関連する。１つのそのような例は、回転反射鏡へのレーザビームの反射を含むバーコードスキャナの使用にある。本発明は、読み取られるバーコード上のレーザスポット強度の最大化、よって、スキャナ感度の最大化を含む利益を提供する。加えて、スキャナのサイズを低減し得る。
【００７３】
さらなる用途は、集束可能流体レンズを組み込んだ三次元レーザスキャナに関係する。流体レンズに対して走査される基体を移動することによって、走査が遂行される。本発明は、非移動の基体を走査するメニスカスレンズの変化によって達成されるべきより効率的な走査を可能とする。
【００７４】
さらなる用途は、道路機能への自動車ヘッドランプの光ビームの集束及び照準を包含する。例えば、ヘッドランプは道路のカーブを追跡して、ドライバーに道路のより良好な視界を提供する。
【００７５】
他の用途は、照明器具のための新しい照明の可能性にある。複数の特別の照明効果を生成するために、例えばＬＥＤからの光ビームの束は、本発明によって個別に偏向（収束及び照準の双方）され得る。光ビームの束への代替的な適用は、視覚的に明瞭な視界をもたらすよう平行に配置されたウィンドウに組み込まれた偏向的な流体メニスカスを包含するが、偏向的なメニスカスを無作為な又は湾曲した構造へ切替えた後、ウィンドウは入射光を拡散するか、或いは、光が特定角度でウィンドウを通過することのみを許容する。
【００７６】
本発明の撮影用途は、「振止ショット」自動カメラ又は双眼鏡装置への可変流体メニスカスの組み込みを包含する。そのような装置は、メニスカス構造の制御された変化によって、選択されたシーン部分で視野を追跡し且つ維持し得る。この制御された変化は動作センサによって影響され得る。動作センサは１組の加速度計を含み、撮影シーンに対するカメラの動作を検知する。装置は単一の電気的制御可能な素子のみを必要とする。光ファイバ用途では、メニスカス構造の制御された変化によって、本発明は信号をファイバ配列内で第一ファイバから第二ファイバへ切り替えるために用い得る。
【００７７】
上記の実施態様は本発明の例示的な実施例と理解されるべきである。本発明のさらなる実施態様が考えられる。
【００７８】
本発明のさらに考えられる実施態様として、流体本体の使用は、液体を含む液体に限定されない。流体の１つは代替的に気体を含むことも可能である。
【００７９】
本発明の全ての実施態様において、電圧は、電極の組及び端壁電極にではなく、個別のセグメント電極に亘って印加され得ることに留意すべきである。そのようにして、独立且つ相違する印加電圧を各個別のセグメント電極に印加することが可能であり、その結果、より複合的なメニスカスレンズ形状の構成が得られる。これは平坦なメニスカス形状を含み、その方向的及び回転的な向きを電気的に制御し得る。
【００８０】
上記の実施例において、流体Ａは流体Ｂよりも高い屈折率を有するが、流体Ａは流体Ｂよりも低い屈折率を有してもよい。例えば、流体Ａは水よりも低い屈折率を有するフッ素化されたオイルであってもよい。この場合、非晶質フッ素化重合体層は用いられないのが好ましい。何故ならば、それはフッ素化されたオイルを溶解し得るからである。代替的な流体接触層は例えばパラフィン層である。
【００８１】
上記の実施態様との関係で適用可能な他の変形は、屈折光偏向が記載されている実施態様に関して、入射光ビームの代替的な屈折光偏向を包含し、逆の場合も同じである。
【００８２】
本発明の実施態様において、入射光ビームのさらなる光偏向（屈折的又は反射的）が装置の透明電極によって遂行されることもさらに考えられる。これらの電極の形成のための適切な材料の選択は、材料の光偏向特性に依存し得る。
【００８３】
実施態様の任意の１つに関して記載された如何なる機能も、単独で、或いは、記載されている他の機能との組み合わせで用い得ること、さらに、他の任意の実施態様の１つ又はそれ以上の機能との組み合わせ、或いは、他の如何なる実施態様との組み合わせでも用い得ることが理解されるべきであるう。
【００８４】
さらに、本発明の範囲から逸脱しないで、上記に記載されていない均等物及び変形を用いることも可能で、それらは添付の特許請求の範囲において定められる。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】本発明の実施態様に従った多様な集束段階における可変アナモルフィックレンズ形状装置を単純に示す側断面図である。
【図２】本発明の実施態様に従った多様な集束段階における可変アナモルフィックレンズ形状装置を単純に示す側断面図である。
【図３】本発明の実施態様に従った多様な集束段階における可変アナモルフィックレンズ形状装置を単純に示す側断面図である。
【図４】本発明の実施態様に従った可変アナモルフィックレンズ形状装置で用いられる電極構造を示す平断面図である。
【図５】本発明の実施態様に従った可変アナモルフィックレンズ形状装置で用いられる代替的な電極構造を示す平断面図である。
【図６】本発明の実施態様に従った可変アナモルフィックレンズ形状装置で用いられるさらに代替的な電極構造を示す平断面図である。
【図７】本発明の実施態様に従った電極構造に亘る印加電圧を示すグラフである。
【図８】本発明の実施態様に従った、屈折光偏向に適した流体メニスカス装置を簡易に示す側断面図である。
【図９】本発明の実施態様に従った、屈折光偏向に適した流体メニスカス装置を簡易に示す側断面図である。
【図１０】本発明の実施態様に従った、屈折光偏向に適した流体メニスカス装置を簡易に示す側断面図である。
【図１１】本発明に従った、屈折光偏向に適した流体メニスカス装置を簡易に示す側断面図である。
【図１２】本発明の実施態様に従った光ビームを偏向及び集束可能な流体メニスカス装置を示す側断面図である。
【図１３】本発明の実施態様に従ったモザイク化方法を用いて構成された捕捉映像シーンを示す概略図である。
【図１４】本発明の実施態様に従って配置されたカプセルカメラの断面を示す概略図である。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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