(57)【要約】  球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有するレンズ膜を備えた変形可能光学レンズを提供する。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有するレンズ膜を備えた変形可能光学レンズであって、
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とする変形可能光学レンズ。
【請求項２】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項３】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項２に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項４】
前記ゼルニケ多項式は、前記レンズ膜の半径方向位置がレンズ成形器の半径に等しい時に１に等しい正規化半径方向位置を有することを特徴とする請求項１に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項５】
球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を有する膜を備えた変形可能光学レンズであって、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする変形可能光学レンズ。
【請求項６】
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ［４，０］多項式は、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分であることを特徴とする請求項５に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項７】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項６に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項８】
明確に定義されたレンズ成形器縁部を有するレンズ成形器と、
前記明確に定義されたレンズ成形器縁部と同心の固定中実レンズと、
前記固定中実レンズを位置合わせするバレルと、
前記レンズ成形器に接着剤なしで直接に取り付けられるが補助的化学物質を許容する変形可能レンズ膜と、
を含むことを特徴とする変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項９】
前記レンズ成形器は、シリコンから構成され、前記変形可能レンズ膜は、シロキサンから構成されることを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１０】
前記レンズ成形器は、二酸化シリコンの層を含むことを特徴とする請求項９に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１１】
前記変形可能レンズ膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含み、
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）、及びゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１２】
前記バレルは、前記レンズ成形器又は前記固定中実レンズのいずれかの中に形成されることを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１３】
明確に定義されたレンズ成形器縁部の直径が、１ｍｍと１０ｍｍの間であることを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１４】
変形可能光学レンズが、球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含み、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１５】
前記レンズ成形器は、半金属、金属、金属及び半金属合金、金属及び半金属酸化物、燐化物、ホウ化物、硫化物、窒化物、ガラス、又はプラスチック材料から構成されることを特徴とする請求項１４に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１６】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項１４に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１７】
前記レンズは、該レンズを前記レンズ成形器との接触を失うことなく凹形状に調整することかできるように接着剤なしで結合されることを特徴とする請求項８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項１８】
変形可能光学レンズサブシステムであって、
レンズ成形器と、
中間材料を用いて前記レンズ成形器に間接的に取り付けられた変形可能レンズ膜と、
を含み、
前記レンズ成形器は、シリコンから構成され、前記変形可能レンズ膜は、シロキサンから構成され、
前記変形可能レンズ膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含み、該球状キャップ及び該ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とするサブシステム。
【請求項１９】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項２０】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１９に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項２１】
前記変形可能光学膜は、球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含み、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする請求項１８に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項２２】
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ［４，０］多項式は、前記変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分であることを特徴とする請求項２１に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項２３】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項２２に記載の変形可能光学レンズサブシステム。
【請求項２４】
ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含む少なくとも１つのゼルニケ多項式に従って成形されるように構成された膜を有する変形可能光学レンズを与える段階と、
２つの前記ゼルニケ多項式を用いて前記変形可能光学レンズのモデルを約２マイクロメートル内で与える段階と、
前記変形可能光学レンズの前記モデルを用いて、該変形可能光学レンズとの組合せで機能する少なくとも第１の固定レンズを構成する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項２５】
前記変形可能光学レンズの前記モデルを用いて、前記第１の固定レンズとの組合せで機能する少なくとも第２の固定レンズを構成する段階を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
前記少なくとも１つのゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項２４に記載の方法。
【請求項２７】
前記少なくとも１つのゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
変形可能光学レンズであって、
球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含む約１．４という屈折率を有する変形可能膜であって、該球状キャップ及び該ゼルニケ多項式が、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である前記変形可能膜と、
前記変形可能膜によって少なくとも部分的に閉じ込められ、約１．２７〜１．９の間の屈折率を有する光学流体であって、有機構造、半有機構造、及び無機骨格構造から構成される群から選択された構造を有する無色のフッ素化液体を含む前記光学流体と、
を含むことを特徴とする変形可能光学レンズ。
【請求項２９】
前記光学流体は、パーフルオロ（ヒドロ）カーボン、パーフルオロポリエーテル、シロキサン、及びフッ素化側鎖から構成された群から選択されることを特徴とする請求項２８に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項３０】
前記光学流体は、パーフルオロポリエーテルを含むことを特徴とする請求項２８に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項３１】
前記光学流体は、分散液を含むことを特徴とする請求項２８に記載の変形可能光学レンズ。
【請求項３２】
レンズ成形器と変形可能レンズ膜との両方の面を調製する段階と、
接着剤を用いずに前記変形可能レンズ膜を前記レンズ成形器に直接に結合する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項３３】
前記変形可能レンズと前記レンズ成形器の間の前記直接結合は、該レンズ成形器内の二酸化シリコン層を通じて起こることを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３４】
前記レンズ成形器は、半金属、金属、金属及び半金属酸化物、硫化物、窒化物、ガラス、又はプラスチック材料から構成され、前記結合する段階は、直接結合を助けるために補助化学物質を利用することを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３５】
前記補助化学物質は、接着促進剤を含み、又は該化学物質は、前記直接結合を強化する薄く平滑なガラス質コーティングを形成することを特徴とする請求項３４に記載の方法。
【請求項３６】
前記変形可能レンズ膜は、第１の側面と第２の側面を含み、
前記変形可能レンズ膜を前記レンズ成形器に直接に結合する段階は、未処理状態で又は補助化学物質で処理された状態で該変形可能レンズ膜の前記第１の側面を該レンズ成形器に直接に結合する段階を含む、
ことを特徴とする請求項３２に記載の方法。
【請求項３７】
第１の変形可能光学レンズと、
第２の変形可能光学レンズと、
反射面と、
前記第１及び第２の変形可能光学レンズと前記反射面とによって定義された折り返し光軸と、
前記折り返し光軸に沿って延びる光路と、
を含むことを特徴とする多光学要素アセンブリ。
【請求項３８】
前記反射面は、ミラー、プリズム、又は適応要素を含むことを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項３９】
前記反射面は、前記第１の変形可能レンズと前記第２の変形可能レンズの間に配置されることを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４０】
前記反射面は、前記第１の変形可能レンズと前記第２の変形可能レンズとの両方のいずれかの側に配置されることを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４１】
前記第２の変形可能光学レンズと画像センサの間に配置された少なくとも２つの固定レンズ、
を更に含むことを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４２】
前記第１及び第２の変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って膜−空気界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有する膜を含み、
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ前記変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４３】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項４２に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４４】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項４３に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４５】
前記第１及び第２の変形可能光学レンズは、球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成され、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする請求項３７に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４６】
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ［４，０］多項式は、前記変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分であることを特徴とする請求項４５に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４７】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項４６に記載の多光学要素アセンブリ。
【請求項４８】
光学装置であって、
光学ハウジングと変形可能光学レンズとを通って延びる軸に位置合わせされ、該光学ハウジングによって少なくとも部分的に封入された変形可能光学レンズと、
流体を少なくとも部分的に閉じ込める少なくとも１つの流体リザーバと、
周囲構造と、
前記周囲構造と前記光学ハウジングの間に配置され、該光学ハウジングと少なくとも部分的な接触状態にある少なくとも１つのエラストマー構造と、
を含み、
前記少なくとも１つのエラストマー構造及び前記周囲構造は、前記少なくとも１つの流体リザーバと前記変形可能光学レンズとの間で流体が交換される時に通るチャネルの少なくとも一部分を形成し、
そのために前記周囲構造及び前記少なくとも１つのエラストマーパッドの配置が、熱エネルギ及び機械力が外部エンティティから前記変形可能光学レンズまでの間で伝達されるのを低減又は防止するのに有効である、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項４９】
固定レンズを更に含み、
前記周囲構造及び前記少なくとも１つのエラストマーパッドの前記配置は、熱エネルギ及び機械力が前記固定レンズに伝達されるのを低減又は防止するのに有効である、
ことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５０】
前記周囲構造及び前記エラストマー構造は、単一部品を生成するように二段階工程でモールド成形されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５１】
前記外部エンティティは、ポンプを含むことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５２】
前記少なくとも１つの流体リザーバと前記変形可能光学レンズの間の流体の交換を引き起こすように作動されるポンプを更に含み、
前記ポンプは、ポンプハウジングを有し、
前記ポンプハウジング及び周囲構造は、互いに機械的に結合される、
ことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５３】
前記ハウジングは、前記ポンプからの反応力を支持することを特徴とする請求項５２に記載の光学装置。
【請求項５４】
前記周囲構造及び前記ハウジングは、接着剤を用いて結合されることを特徴とする請求項５２に記載の光学装置。
【請求項５５】
前記流体の圧力が、前記周囲構造によって少なくとも部分的に支持されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５６】
前記周囲構造は、前記少なくとも１つのリザーバの一部分を形成することを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５７】
前記少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、
前記周囲構造は、前記第１のリザーバの少なくとも一部と前記第２のリザーバの少なくとも一部を形成する、
ことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５８】
前記周囲構造は、低い熱伝導率を可能にする材料から構成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項５９】
前記ポンプハウジングは、電気機械変換器の一部分を形成することを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６０】
前記ポンプハウジングは、スチール、ニッケル−鉄、及びコバルト−鉄材料からなる群から選択された軟磁性材料から構成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６１】
前記エラストマー構造は、シロキサン、発泡体、及びゲルからなる群から選択された材料から構成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６２】
前記エラストマー構造は、紫外線の透過を可能にすることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６３】
前記少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、
前記エラストマー構造は、前記第１のリザーバの少なくとも一部と前記第２のリザーバの少なくとも一部を形成する、
ことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６４】
前記エラストマー構造は、変形可能材料から構成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６５】
前記エラストマー構造は、複数の面を含み、該エラストマー構造は、該複数の面のうちの少なくとも１つに沿って機械的制限を受けないことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６６】
前記エラストマー構造は、直方体として形成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６７】
前記エラストマー構造は、該エラストマー構造の変形を可能にするための又は前記光学ハウジングへの熱エネルギの伝達を低減するためのポケットを含むことを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６８】
停止具が、前記ポンプの潜在的な偏位を制限するためなどに置かれることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項６９】
前記エラストマー構造は、光学装置の外部から内部への光学流体のニードル注入を可能にするために自己修復又は自己閉鎖材料から構成されることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項７０】
前記エラストマー構造は、チャネルの一部を形成し、かつ前記流体と接触状態にあることを特徴とする請求項４８に記載の光学装置。
【請求項７１】
前記エラストマー構造は、約１００*１０＾６ｍ／ｍ／ｃの熱膨張率を有する材料から構成されることを特徴とする請求項７０に記載の光学装置。
【請求項７２】
前記エラストマー構造は、２００*１０＾６ｍ／ｍ／ｃを超える熱膨張率を有する材料から構成されることを特徴とする請求項７０に記載の光学装置。
【請求項７３】
前記チャネルは、圧力下の容積で同じ圧力下で前記変形可能光学レンズに入ることになる前記流体よりも遙かに小さく膨張し、該チャネル膨張は、該同じ圧力下で該レンズに入る該流体の約１０％よりも小さいことを特徴とする請求項７０に記載の光学装置。
【請求項７４】
前記チャネルは、シリコーンチューブ又はシリコーンとより硬質の材料とで作られた複合材チューブを含み、該チューブは、前記光学液体の高い熱膨張を部分的に補償するのに有効な有効体積熱膨張を有し、それによって該流体膨張を補償するのに必要とされる余分のモータ移動の量を低減することを特徴とする請求項７０に記載の光学装置。
【請求項７５】
前記少なくとも１つのリザーバは、同じ平面に配置される第１のリザーバ及び第２のリザーバを含むことを特徴とする請求項７０に記載の光学装置。
【請求項７６】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズと、
第１の変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジング内に配置されたバレルであって、該バレル内に前記固定レンズ及び前記変形可能光学レンズのうちの少なくとも一方が少なくとも部分的に配置された前記バレルと、
前記光学ハウジングに装着された反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサを通過するセンサ軸及び該センサ軸の入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、前記反射面を通過する前記物体軸及び前記センサ軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、該反射面で向け直され、次に該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含み、
そのために前記光学ハウジングは、前記センサ軸に沿って前記変形可能光学レンズを位置合わせし、かつ該センサ軸から半径方向に外向きに延びる方向に該変形可能光学レンズを位置合わせするように構成かつ配置される、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項７７】
前記バレル及び前記光学ハウジングは、互いに一体的に形成されることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項７８】
前記反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素であることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項７９】
前記反射面は、移動要素を含むことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８０】
前記反射面は、変形するが、光学装置の他の要素に対して固定位置に留まることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８１】
前記光学ハウジング及び前記バレルは、光学アラインメント構造を形成し、
前記光学アラインメント構造は、前記物体軸と前記センサ軸とを通って延びる平面に関して大部分が対称である、
ことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８２】
前記第１の変形可能光学レンズとは別のアセンブリとして構成された第２の変形可能光学レンズを更に含むことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８３】
前記光路は、前記反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８４】
第１のリザーバ及び第２のリザーバを更に含み、
前記第１のリザーバは、第１のアクチュエータシールを含み、前記第２のリザーバは、第２のアクチュエータシールを含み、
前記第１のアクチュエータシール及び前記第２のアクチュエータシールは、実質的に同じ平面にある、
ことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８５】
第１のリザーバ及び第２のリザーバを更に含み、
前記第１のリザーバは、第１のアクチュエータシールを含み、前記第２のリザーバは、第２のアクチュエータシールを含み、
前記第１のアクチュエータシール及び前記第２のアクチュエータシールは、切断平面の同じ側にある、
ことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８６】
前記光学ハウジングは、実質的に対称な流体開口部を含み、そのために前記周囲構造は、該光学ハウジングの両側に配置されることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８７】
前記光学ハウジングは、前記第１の変形可能レンズの近くにある空気が開口部を辿り、該空気を光学装置の外側に通気することを可能にするように構成されることを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項８８】
前記開口部は、汚染物質が膜の光学活性区域に入るのを防止するためにフィルタによって覆われることを特徴とする請求項８７に記載の光学装置。
【請求項８９】
第２の変形可能レンズを更に含み、
前記第１の変形可能レンズ及び前記第２の変形可能レンズは、同じ開口部を共有する、
ことを特徴とする請求項８７に記載の光学装置。
【請求項９０】
前記第１の変形可能光学レンズに連通する第１の膜を移動するのに有効であるアクチュエータシールを更に含むことを特徴とする請求項７６に記載の光学装置。
【請求項９１】
前記アクチュエータシールは、膜、蛇腹構造要素、ダイヤフラム、及び前記流体の粘性が該シールを通って流れるには過度に高い時に密封されるチャネル開口部から構成された群から選択される要素であることを特徴とする請求項９０に記載の光学装置。
【請求項９２】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズと、
第１の変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジング内に配置されたバレルであって、該バレル内に前記固定レンズ及び前記変形可能光学レンズのうちの少なくとも一方が少なくとも部分的に配置された前記バレルと、
前記光学ハウジングに装着された反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサを通過するセンサ軸及び該センサ軸に対して非平行に配置された物体軸であって、前記反射面を通過する前記物体軸及び前記センサ軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、次に、該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含み、
そのために前記光学ハウジングは、前記センサ軸に沿って前記変形可能光学レンズを位置合わせし、かつ該センサ軸から半径方向に外向きに延びる方向に該変形可能光学レンズを位置合わせするように構成かつ配置される、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項９３】
前記バレル及び前記光学ハウジングは、互いに一体的に形成されることを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９４】
前記反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含むことを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９５】
前記反射面は、移動要素を含むことを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９６】
前記反射面は、変形するが、光学装置の他の要素に対して固定位置に留まることを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９７】
前記光学ハウジング及び前記バレルは、光学アラインメント構造を形成し、
前記光学アラインメント構造は、前記物体軸と前記センサ軸とを通って延びる平面に関して大部分が対称である、
ことを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９８】
前記第１の変形可能光学レンズとは別のアセンブリとして構成された第２の変形可能光学レンズを更に含むことを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項９９】
前記光路は、前記反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項９２に記載の光学装置。
【請求項１００】
光学装置であって、
光学ハウジングと、
前記光学ハウジングに配置された反射器と、
膜、レンズ成形器、流体、及びバレルを含む変形可能光学レンズと、
を含み、
前記レンズ成形器は、明確に定義されたレンズ成形器縁部を定め、該明確に定義されたレンズ成形器縁部は、変形可能光学レンズ軸が該縁部に対して中心化され、かつ平面に対して垂直である平面に全体的に配置され、
前記バレルは、前記光学ハウジングと接触状態にあり、
そのために像物体が、前記光学ハウジングの外側に位置付けられ、
光学装置が、更に
前記像物体から前記反射器までかつ該反射器からセンサまで延びる光路、
を含む、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１０１】
前記バレル及び前記光学ハウジングは、前記光路に対する前記変形可能光学レンズ軸のアラインメントを与える予め決められたかつ限られた数の接点で他方に接触することを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０２】
前記接点は、前記光路に沿って位置の変化を達成するように配置されることを特徴とする請求項１０１に記載の光学装置。
【請求項１０３】
前記接点は、前記軸の周りで角度的に分離されることを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０４】
前記レンズ成形器は、内面を含み、該内面は、光を散乱させるようにスカラップ加工されることを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０５】
前記膜は、１つの側に膜−空気境界及び別の側に膜−流体境界を形成し、該膜は、散乱光を最小にするために該膜−流体境界よりも該膜−空気境界でより平滑であることを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０６】
前記膜は、平滑な側面とより粗い側面を有し、
前記平滑な側面は、前記レンズ成形器に取り付けられる、
ことを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０７】
前記レンズ成形器は、非プラスチック材料から構成されることを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０８】
前記非プラスチック材料は、スチール又はシリコンを含むことを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１０９】
前記レンズ成形器は、コーティングを更に含むことを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１１０】
前記レンズ成形器は、アパーチャ又はバッフルを更に含むことを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１１１】
第１のアクチュエータシール及び第２のアクチュエータシールを更に含み、
前記第１のアクチュエータシールは、第１の流体を通して前記変形可能光学レンズと連通しており、前記第２のアクチュエータシールは、第２の流体を通して第２の変形可能光学レンズと連通している、
ことを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１１２】
第１及び第２のアクチュエータシールが、ロール構造にモールド成形されることを特徴とする請求項１１１に記載の光学装置。
【請求項１１３】
前記第１及び第２のアクチュエータシールは、流体圧を受けない時に実質的に平坦であることを特徴とする請求項１１１に記載の光学装置。
【請求項１１４】
前記流体は、光学装置の断電状態において圧力下にあることを特徴とする請求項１００に記載の光学装置。
【請求項１１５】
前記第１及び第２のアクチュエータシールは、光学装置が断電状態にある時に湾曲していることを特徴とする請求項１１３に記載の光学装置。
【請求項１１６】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズと、
第１の変形可能光学レンズと、
第２の変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジング内に配置された少なくとも１つのバレルであって、前記第１の変形可能光学レンズ及び前記第２の変形可能光学レンズが該少なくとも１つのバレル内に少なくとも部分的に配置された前記少なくとも１つのバレルと、
前記光学ハウジングに装着された第１の反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサを通過するセンサ軸及び該センサ軸の反射面との入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、該反射面において併置される前記物体軸及び前記センサ軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、該反射面で向け直され、次に該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１１７】
第１のポンプ及び第２のポンプを更に含み、
前記第１のポンプは、第１の流体を第１のリザーバから前記第１の変形可能光学レンズに移動し、前記第２のポンプは、第２の流体を第２のリザーバから前記第２の変形可能光学レンズに移動する、
ことを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１１８】
前記第１の変形可能光学レンズは、膜を含むことを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１１９】
前記膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含み、
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ前記膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とする請求項１１８に記載の光学装置。
【請求項１２０】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１１９に記載の光学装置。
【請求項１２１】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１２０に記載の光学装置。
【請求項１２２】
前記膜は、球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含み、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする請求項１１８に記載の光学装置。
【請求項１２３】
前記球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、前記膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分であることを特徴とする請求項１２２に記載の光学装置。
【請求項１２４】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項１２３に記載の光学装置。
【請求項１２５】
前記第１の変形可能光学レンズは、膜を含み、該膜は、いずれかの非球面形状を有するように制御されることを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１２６】
前記第１の反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素であることを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１２７】
前記光路は、前記第１の反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１２８】
前記光学ハウジングの前記端部に配置された第２の反射面を更に含むことを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１２９】
前記第１の変形可能レンズは、第１の膜を含み、前記第２の変形可能レンズは、第２の膜を含み、該第１の膜及び該第２の膜は、複数の凸形状及び凹形状を有するように構成可能であることを特徴とする請求項１１６に記載の光学装置。
【請求項１３０】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズと、
第１の変形可能光学レンズと、
第２の変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジング内に配置された少なくとも１つのバレルであって、前記第１の変形可能光学レンズ及び前記第２の変形可能光学レンズが該少なくとも１つのバレル内に少なくとも部分的に配置された前記少なくとも１つのバレルと、
前記光学ハウジングに装着された第１の反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサを通過するセンサ軸及び他方に対して非平行に配置された物体軸であって、前記反射面を通過する前記物体軸及び前記センサ軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、次に、該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１３１】
第１のポンプ及び第２のポンプを更に含み、
前記第１のポンプは、第１の流体を第１のリザーバから前記第１の変形可能光学レンズに移動し、前記第２のポンプは、第２の流体を第２のリザーバから前記第２の変形可能光学レンズに移動する、
ことを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１３２】
前記第１の変形可能光学レンズは、膜を含むことを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１３３】
前記膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形可能であるように構成された光学活性部分を含み、
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ前記膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である、
ことを特徴とする請求項１３２に記載の光学装置。
【請求項１３４】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１３３に記載の光学装置。
【請求項１３５】
前記ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含むことを特徴とする請求項１３３に記載の光学装置。
【請求項１３６】
前記膜は、球状キャップ半径を有する球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を有し、
前記ゼルニケ［４，０］多項式の大きさが、前記球状キャップ半径に依存する、
ことを特徴とする請求項１３２に記載の光学装置。
【請求項１３７】
前記球状キャップ及び前記ゼルニケ［４，０］多項式は、前記膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分であることを特徴とする請求項１３６に記載の光学装置。
【請求項１３８】
前記ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率が、レンズ成形器縁部直径に依存することを特徴とする請求項１３７に記載の光学装置。
【請求項１３９】
前記第１の変形可能光学レンズは、膜を含み、該膜は、いずれかの非球面形状を有するように制御されることを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１４０】
前記第１の反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素であることを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１４１】
前記光路は、前記第１の反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１４２】
前記光学ハウジングの前記端部に配置された第２の反射面を更に含むことを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１４３】
前記第１の変形可能レンズは、第１の膜を含み、前記第２の変形可能レンズは、第２の膜を含み、該第１の膜及び該第２の膜は、複数の凸形状及び凹形状を有するように構成可能であることを特徴とする請求項１３０に記載の光学装置。
【請求項１４４】
軸と、
前記軸の周りに配置された少なくとも１つの変形可能光学レンズを含む光学部分と、
前記少なくとも１つの変形可能レンズを作動させるように構成され、前記軸の周りに配置されたポンプ部分と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１４５】
前記ポンプ部分は、前記光学部分の一方の側に配置されることを特徴とする請求項１４４に記載の光学装置。
【請求項１４６】
前記ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、前記光学部分は、該第１の部品と該第２の部品の間に配置されることを特徴とする請求項１４４に記載の光学装置。
【請求項１４７】
ポンプ部分と、
光学部分であって、
光学ハウジング、
前記光学ハウジング内に配置された第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズ、
前記光学ハウジング内に配置された反射面、
前記光学ハウジングの端部に配置されたセンサ、
を含み、
そのために前記ポンプ部分は、少なくとも１つの流体リザーバと前記第１の変形可能光学レンズの間かつ該少なくとも１つの流体リザーバと前記第２の変形可能光学レンズの間で流体交換を引き起こすように構成される、
前記光学部分と、
軸であって、該軸がポンプの一部分と交差するように前記ポンプ部分及び前記光学部分が該軸の周りに配置された前記軸と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１４８】
前記ポンプ部分は、前記光学部分の一方の側に配置されることを特徴とする請求項１４７に記載の光学装置。
【請求項１４９】
前記ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、前記光学部分は、該第１の部品と該第２の部品の間に配置されることを特徴とする請求項１４７に記載の光学装置。
【請求項１５０】
前記少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、該第１のリザーバ及び該第２のリザーバは、同じ平面に配置されることを特徴とする請求項１４７に記載の光学装置。
【請求項１５１】
少なくとも１つの流体チャネルが、前記ポンプ部分の第１の側面部分と前記光学部分の第２の側面部分とに沿って前記軸に対してほぼ平行な方向に形成され、かつ延びており、該少なくとも１つの流体チャネルは、前記少なくとも１つのリザーバと前記第１の変形可能レンズの間かつ該少なくとも１つのリザーバと前記第２の変形可能レンズの間の流体の交換を可能にするように構成されることを特徴とする請求項１４７に記載の光学装置。
【請求項１５２】
前記少なくとも１つの流体チャネルは、第１の材料部分及び第２の材料部分から形成されることを特徴とする請求項１５１に記載の光学装置。
【請求項１５３】
前記第１の材料部分は、前記第２の材料部分とは異なる材料を含むことを特徴とする請求項１５２に記載の光学装置。
【請求項１５４】
前記少なくとも１つの流体チャネルは、熱流体膨張の効果を最小にするか又は排除する材料から構成された管状構造を含むことを特徴とする請求項１５１に記載の光学装置。
【請求項１５５】
前記少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、
前記第１のリザーバから前記第１の変形可能光学レンズへの流体の第１の移動が、前記第２のリザーバから前記第２の変形可能光学レンズへの流体の第２の移動よりも弱い流体抵抗に遭遇する、
ことを特徴とする請求項１４７に記載の光学装置。
【請求項１５６】
光学装置であって、
第１の軸が貫通して延びる変形可能光学レンズと、
第２の軸が貫通して延びる固定レンズと、
第３の軸が貫通して延びるセンサと、
前記第１の軸、前記第２の軸、及び前記第３の軸に沿って辿る光路と、
を含み、
前記第１の軸、前記第２の軸、及び前記第３の軸は、前記センサまで前記光路を辿る像の像品質を改善するように自動的に位置合わせされる、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１５７】
前記第１の軸、前記第２の軸、及び前記第３の軸は、像の光路に自動的に位置合わせされることを特徴とする請求項１５６に記載の光学装置。
【請求項１５８】
前記第１の軸、前記第２の軸、及び前記第３の軸は、像の光路から半径方向外向きの方向に自動的に位置合わせされることを特徴とする請求項１５７に記載の光学装置。
【請求項１５９】
第１の軸が貫通して延びる変形可能光学レンズと、
第２の軸が貫通して延びるセンサと、
第３の軸が貫通して延びる固定レンズと、
前記第１の軸及び前記第２の軸に沿って辿る光路であって、反射面が、該第１の軸、該第２の軸に位置合わせされ、該第１の軸、該第２の軸、及び前記第３の軸のうちの１又は２以上が、前記センサまで該光路を辿る像の像品質を改善するように自動的に位置合わせされる前記光路と、
を含むことを特徴とする光学装置。
【請求項１６０】
前記第１の軸と前記第２の軸の間の角度が、前記像品質を改善するために自動的に変更されることを特徴とする請求項１５９に記載の光学装置。
【請求項１６１】
前記第３の軸は、像の光路から半径方向外向きの方向に自動的に位置合わせされることを特徴とする請求項１６０に記載の光学装置。
【請求項１６２】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
前記光学ハウジング内に配置された中実レンズと、
前記光学ハウジング内に配置された変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジングの前記端部に結合されたセンサと、
前記センサを通過するセンサ軸及び該センサ軸の入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、反射面を通過する前記物体軸及び前記センサ軸と、
を含み、
そのために前記反射面、前記センサ、中実レンズ、又は前記変形可能光学レンズのうちの少なくとも１つが、該センサまで光路を辿る像の像品質を改善するように移動可能又は調節可能である、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１６３】
バレルを更に含み、
前記バレルは、前記光学ハウジング内に配置され、
前記変形可能光学レンズは、前記バレル内に少なくとも部分的に配置される、
ことを特徴とする請求項１６２に記載の光学装置。
【請求項１６４】
前記光学ハウジングに装着された反射面を更に含むことを特徴とする請求項１６３に記載の光学装置。
【請求項１６５】
前記反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含むことを特徴とする請求項１６４に記載の光学装置。
【請求項１６６】
光路が、前記光学ハウジング内に配置され、該光路は、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、該光路は、該反射面で向け直され、次に、該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、該光路は、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過することを特徴とする請求項１６２に記載の光学装置。
【請求項１６７】
ポンプであって、
中心部分と外側部分とを有する磁気回路帰還構造であって、該外側部分が、第１の壁部分と第２の壁部分を含み、該中心部分が、該第１の壁部分と該第２の壁部分の間に配置された前記磁気回路帰還構造と、
前記中心部分の第１の部分の周りで延びる第１のコイル及び該中心部分の第２の部分の周りで延びる第２のコイルと、
第１の磁石と、
第２の磁石と、
第１のアクチュエータと、
第２のアクチュエータと、
を含み、
そのために前記第１のコイルに印加された第１の電流が、前記第１のアクチュエータの第１の移動を生じる第１の力を生成し、該第１のアクチュエータの該第１の移動は、第１の変形可能光学レンズと連通し、
そのために前記第２のコイルに印加された第２の電流が、前記第２のアクチュエータの第２の移動を生じる第２の力を生成し、該第２のアクチュエータの該第２の移動は、第２の変形可能光学レンズと連通する第２の膜を移動するのに有効である、
ことを特徴とするポンプ。
【請求項１６８】
前記第１の変形可能光学レンズに連通する第１の膜を移動するのに有効である第１のアクチュエータシールを更に含むことを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１６９】
前記アクチュエータシールは、膜、蛇腹構造要素、ダイヤフラム、及び流体の粘性が該シールを通って流れるには過度に高い時に密封されるチャネル開口部から構成された群から選択される要素であることを特徴とする請求項１６８に記載のポンプ。
【請求項１７０】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは、ピストン状構造であることを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７１】
前記第１のアクチュエータ及び前記第２のアクチュエータは、前記アクチュエータシールに対して平行な平面内でほぼ円形であることを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７２】
前記第１の磁石及び前記第２の磁石は、前記中心部分に向けて偏極されることを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７３】
前記第１の磁石及び前記第２の磁石は、前記中心部分から離れるように偏極されることを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７４】
前記第１の磁石は、前記第１の壁部分の上に張り出すことを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７５】
前記第１の磁石は、前記第１の壁部分と前記第１のコイルの間に配置され、該第１の磁石はまた、該第１の壁部分と前記第２のコイルの間に配置され、
前記第２の磁石は、前記第２の壁部分と前記第１のコイルの間に配置され、該第２の磁石はまた、該第２の壁部分と前記第２のコイルの間に配置される、
ことを特徴とする請求項１６７に記載のポンプ。
【請求項１７６】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズ及び変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジングに装着された反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサと前記反射面とを通過するセンサ軸及び該センサ軸に対してほぼ垂直であり、かつ該反射面を通過する物体軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、該反射面で向け直され、次に該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含み、
前記光学ハウジングは、
第１の部分の第１の端部で第１の界面を含む第１の部分と、
前記第１の部分とは非一体であり、かつ第２の部分の第２の端部で第２の界面を含む第２の部分と、
を含み、
前記第１の界面は、前記第２の部分に対する前記第１の部分のアラインメントが達成されるように前記第２の界面に結合かつ嵌合する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１７７】
前記反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含むことを特徴とする請求項１７６に記載の光学装置。
【請求項１７８】
前記光路は、前記反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項１７６に記載の光学装置。
【請求項１７９】
前記界面は、前記第１の部分上に第１のフランジ及び前記第２の部分上に第２のフランジを含むことを特徴とする請求項１７６に記載の光学装置。
【請求項１８０】
前記界面は、前記第１の部分上にアラインメント特徴部を含むことを特徴とする請求項１７６に記載の光学装置。
【請求項１８１】
前記第１の部分又は前記第２の部分内に配置されたバレルを更に含むことを特徴とする請求項１７６に記載の光学装置。
【請求項１８２】
前記バレルは、前記変形可能光学レンズを保持することを特徴とする請求項１８１に記載の光学装置。
【請求項１８３】
前記バレルは、前記固定レンズを保持することを特徴とする請求項１８２に記載の光学装置。
【請求項１８４】
光学装置であって、
端部を有する光学ハウジングと、
固定レンズ及び変形可能光学レンズと、
前記光学ハウジングに装着された反射面と、
前記光学ハウジングの前記端部に配置されたセンサと、
前記センサ及び前記反射面を通過するセンサ軸及び該センサ軸に対して非平行に配置され、かつ該反射面を通過する物体軸と、
前記光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から前記反射面まで前記物体軸を辿り、次に、該光学ハウジングの前記端部での前記センサまで前記センサ軸を辿り、前記変形可能光学レンズ及び前記固定レンズを通過する光路と、
を含み、
前記光学ハウジングは、
第１の部分の第１の端部で第１の界面を含む第１の部分と、
前記第１の部分とは非一体であり、かつ第２の部分の第２の端部で第２の界面を含む第２の部分と、
を含み、
前記第１の界面は、前記第２の部分に対する前記第１の部分のアラインメントが達成されるように前記第２の界面に結合かつ嵌合する、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１８５】
前記反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含むことを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１８６】
前記光路は、前記反射面で約９０度の角度で向け直されることを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１８７】
前記第２の部分は、大部分が前記第１の部分の内側に配置されることを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１８８】
前記界面は、前記第１の部分上に第１のフランジ及び前記第２の部分上に第２のフランジを含むことを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１８９】
前記界面は、前記第１の部分上にアラインメント特徴部を含むことを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１９０】
前記第１の部分又は前記第２の部分内に配置されたバレルを更に含むことを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１９１】
前記第１の部分及び前記第２の部分の各々が、変形可能光学レンズを含むことを特徴とする請求項１８４に記載の光学装置。
【請求項１９２】
前記バレルは、前記変形可能光学レンズを保持することを特徴とする請求項１９１に記載の光学装置。
【請求項１９３】
前記バレルは、前記固定レンズを保持することを特徴とする請求項１９２に記載の光学装置。
【請求項１９４】
光学装置であって、
レンズ成形器を含む第１の変形可能光学レンズと、
光学ハウジング内に配置されたバレルであって、該バレル内に前記変形可能光学レンズが少なくとも部分的に配置された前記バレルと、
前記レンズ成形器と前記バレルの間に配置された第１の接点セットと、
前記バレルと前記光学ハウジングの間に配置された第２の接点セットと、
を含み、
前記第１の接点セットは、前記第２の接点セットからある距離だけ分離され、該距離は、機械応力又は熱応力が少なくとも部分的に緩和されることを可能にするのに十分である、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１９５】
前記第１の接点セット及び前記第２の接点セットは、前記バレル、前記光学ハウジング、及び該バレルと該光学ハウジングから構成される群から選択された場所に配置されることを特徴とする請求項１９４に記載の光学装置。
【請求項１９６】
前記距離は、要素の角度位置の差によって生成されることを特徴とする請求項１９４に記載の光学装置。
【請求項１９７】
前記距離は、要素の軸線方向位置の差によって生成されることを特徴とする請求項１９４に記載の光学装置。
【請求項１９８】
光学装置であって、
膜及びレンズ成形器、流体及びバレルを有する変形可能光学レンズであって、該レンズ成形器が、上面、内面、外面を有する前記変形可能光学レンズと、
前記内面と前記上面の交線での明確に定義されたレンズ成形器縁部と、
を含み、
前記レンズ成形器縁部は、全体的に平面にあり、
変形可能光学レンズ軸が、前記縁部に対して中心化され、かつ前記平面に対して垂直であり、
前記レンズ成形器の前記内面は、前記変形可能光学レンズ軸を取り囲み、
前記レンズ成形器の前記外面は、前記内面を取り囲み、前記膜は、張力下にあり、かつ前記上面に結合され、
外縁が、前記上面と前記外面によって形成され、前記膜は、それが実質的に該外縁の内側であるように切断される、
ことを特徴とする光学装置。
【請求項１９９】
前記レンズ成形器は、該レンズ成形器の前記上面よりも小さい面積を有する底面を更に含むことを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２００】
前記内面は、スカラップ加工されることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０１】
前記外面の最大直径が、前記外縁にあることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０２】
内縁及び前記外縁は、同心であることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０３】
前記外面は、前記軸に対して前記バレルを位置合わせするように構成されることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０４】
前記膜は、前記レンズ成形器の前記外縁まで延び、該膜は、上面と底面を有し、該膜の該底面は、該レンズ成形器の前記上面に結合され、該膜の該上面は、該膜の該底面よりも小さい面積のものであることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０５】
前記膜は、それが前記レンズ成形器の前記外縁に達しないように切断されることを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０６】
前記明確に定義されたレンズ成形器縁部は、前記流体が加圧され、かつ前記膜が撓む時に該膜を抑制することを特徴とする請求項１９８に記載の光学装置。
【請求項２０７】
前記撓んだ膜は、前記軸に対して軸対称であることを特徴とする請求項２０６に記載の光学装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
〔関連出願への相互参照〕
本出願は、その内容の全体が引用によって本明細書に組み込まれている２０１３年７月２６日出願の「変形可能光学レンズに関する方法及び装置（Ｍｅｔｈｏｄ  ａｎｄ  Ａｐｐａｒａｔｕｓ  Ｐｅｒｔａｉｎｉｎｇ  ｔｏ  ａ  Ｄｅｆｏｒｍａｂｌｅ  Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｌｅｎｓ）」という名称の米国特許仮出願第６１８５８７０６号に対する「３５  Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１１９（ｅ）」の下での利益を主張するものである。
【０００２】
本出願は、選択的に変形可能な光学レンズを有する光学系を含む光学レンズに関する。
【背景技術】
【０００３】
レンズは、光を透過及び屈折させて入射光を望ましい方式で（典型的に）収束又は発散させる光学デバイスである。レンズは、典型的には、ガラス又は透明プラスチックで製造される。多くのレンズは、球面レンズであり、従って、球の面の一部である面を有する。そのような面は、凸（レンズから外向きに膨らむ）、凹（レンズの中に凹む）、又は平面（平坦）とすることができる。他のレンズは非球面レンズである。
【０００４】
カメラ（デジタルカメラを含む）のようなデバイスは、典型的に、対応する視野からの入射光を最適な画像取込面（フィルム及び能動ピクセルセンサ（ＡＰＳ）などのような）の上にフォーカスさせるために１又は２以上のレンズを利用する。時にはそのような光路の１又は２以上のレンズベースのパラメータを調節することが有利である可能性がある。例えば、像を画像取込面上にフォーカスさせるために被写体にズームイン又は被写体からズームアウトするように光路に沿ってレンズ（又はレンズの群）を軸線方向に物理的に移動することは公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、適用設定を特徴付ける物理的制約は、そのような移動を常に容易に受け入れるとは限らない。例えば、利用可能空間の不足、摩擦、滑り−粘着、又は初期レンズアラインメント又はレンズ形状を確立することに関する問題は、従来の移動レンズ式ズームアセンブリの使用を妨げる場合がある。更に別のデバイスは、広範囲にわたる環境条件に遭遇し、かつ落下して硬質面に衝突するときに高い加速を引き起こす可能性がある。
【０００６】
本発明の開示のより完全な理解のために、以下に続く詳細説明及び添付図面を参照されたい。
【０００７】
当業者は、図内の要素が簡略化及び明瞭化のために例示したものであることを認めるであろう。ある一定のアクション及び／又は段階を特定の発生順序で説明又は描く場合があることが更に認められるであろうが、当業者は、順番に関するそのような特定性が実際には要求されないことを理解するであろう。本明細書に特定の意味を別途示す場合を除き、本明細書に使用する用語及び表現は、それらの対応するそれぞれの調査研究分野に関するそのような用語及び表現に合致する通常の意味を有することも理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズアセンブリの概略側面ブロック図である。
【図２】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズの上面平面図である。
【図３】いくつかのゼルニケ多項式表現の図である。
【図４】本発明の様々な実施形態による略側面図である。
【図５】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズ、バレル細部、レンズ成形器、及びアラインメント技術に関する様々な図のうちの１つである。
【図６】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズ、バレル細部、レンズ成形器、及びアラインメント技術に関する様々な図のうちの１つである。
【図７】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズ、バレル細部、レンズ成形器、及びアラインメント技術に関する様々な図のうちの１つである。
【図８】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズ、バレル細部、レンズ成形器、及びアラインメント技術に関する様々な図のうちの１つである。
【図９】本発明の様々な実施形態によるレンズ成形器の断面形状及び膜の引き戻しを示す図５〜図８に示すアセンブリの詳細図である。
【図１０Ａ】本発明の様々な実施形態による球状キャップ及び膜をこれに付加する方法の説明図である。
【図１０Ｂ】本発明の様々な実施形態によるゼルニケ多項式の大きさと変形可能レンズの撓みへのその依存性とを示すグラフである。
【図１０Ｃ】本発明の様々な実施形態による膜へのレンズ成形器取り付けとレンズ成形器機構とを示す図である。
【図１０Ｄ】本発明の様々な実施形態による膜形状の態様、球状キャップとの膜形状の関係、変化する座標系を示すグラフである。
【図１０Ｅ】本発明の様々な実施形態による膜形状の態様、球状キャップとの膜形状の関係、変化する座標系を示すグラフである。
【図１０Ｆ】本発明の様々な実施形態による縁部ベースのレンズ成形器の概略図である。
【図１０Ｇ】本発明の様々な実施形態による面ベースのレンズ成形器の概略図である。
【図１０Ｈ】本発明の様々な実施形態による気圧軽減を与える装置の概略図である。
【図１１】本発明の様々な実施形態による光学装置の部品の外観図である。
【図１２】本発明の様々な実施形態による図１１の光学装置の部品の切り欠き図である。
【図１３】本発明の様々な実施形態による図１１及び図１２の光学装置の部品の片側断面図である。
【図１４】本発明の様々な実施形態による光学要素と様々な撓み段階にある膜とを示す光学装置の片側断面図である。
【図１５】本発明の様々な実施形態による光学要素と様々な撓み段階にある膜とを示す光学装置の片側断面図である。
【図１６】本発明の様々な実施形態による光学要素と様々な撓み段階にある膜とを示す光学装置の片側断面図である。
【図１７Ａ】本発明の様々な実施形態によるセンサから本明細書に使用する結像される物体までの光路を示す側面図である。
【図１７Ｂ】本発明の様々な実施形態によるΘ角度と方向を示す反射面の側面図である。
【図１７Ｃ】本発明の様々な実施形態によるΦ角度と方向を示す反射面の斜視図である。
【図１８】本発明の様々な実施形態による本明細書に使用する座標系を示す側面図である。
【図１９】本発明の様々な実施形態による本明細書に使用する座標系を像から発してセンサに衝突する光線と共に示す側面図である。
【図２０】本発明の様々な実施形態による本明細書に使用する座標系を像から発してセンサに衝突する光線と共に示す側面図である。
【図２１Ａ】本発明の様々な実施形態による変形可能光学レンズと、センサと、反射器と、光学要素とを示す光学装置の側面図である。
【図２１Ｂ】本発明の様々な実施形態による反射面パッド接点の斜視図である。
【図２１Ｃ】本発明の様々な実施形態によるｒ方向とｚ方向のアラインメント機構を示す概略図である。
【図２２Ａ】本発明の様々な実施形態によるＤ字形切断部の例を示す図である。
【図２２Ｂ】本発明の様々な実施形態によりレンズ成形器を保持するバレル内のＤ字形切断部から角度的にオフセットされ、特徴部を例示的な物理的部品に対してスケーリングして示す光学装置内に使用されるＤ字形切断部の図である。
【図２２Ｃ】本発明の様々な実施形態によるスケーリングして示す角度オフセットを有する図２２Ｂのデバイスの例を示す図である。
【図２２Ｄ】本発明の様々な実施形態によるスケーリングして示す角度オフセットを有する図２２Ｂのデバイスの別の例を示す図である。
【図２２Ｅ】本発明の様々な実施形態による連続ｚ軸接点間のオフセットの例を示す図である。
【図２３】本発明の様々な実施形態による光学アラインメント構造の斜視切り欠き図である。
【図２４】本発明の様々な実施形態による光学アラインメント構造の側面切り欠き図である。
【図２５】本発明の様々な実施形態による光学アラインメント構造の側面切り欠き図である。
【図２６】本発明の様々な実施形態による光学装置を示す端面図である。
【図２７】本発明の様々な実施形態による図２６の装置を示す斜視切り欠き図である。
【図２８】本発明の様々な実施形態による光学装置を示すブロック図である。
【図２９】本発明の様々な実施形態による図２８のカメラモジュールを示す斜視図である。
【図３０】本発明の様々な実施形態による図２９のカメラモジュールを示す外観側面及び上面図である。
【図３１】本発明の様々な実施形態による流体の場所を強調表示する図３０のカメラモジュールを示す側面切り欠き図である。
【図３２】本発明の様々な実施形態による流体の場所を強調表示する図３０のカメラモジュールを示す側面切り欠き図である。
【図３３】本発明の様々な実施形態による図３２のカメラモジュールを示す斜視切り欠き図である。
【図３４】本発明の様々な実施形態により図３３のカメラモジュールを示すシールドを表示していないカメラモジュールの斜視図である。
【図３５】本発明の様々な実施形態による図３４のカメラモジュールの一部分を示す斜視図である。
【図３６】本発明の様々な実施形態による図３４のカメラモジュールの一部分を示す斜視図である。
【図３７】本発明の様々な実施形態による様々な流体容積の図である。
【図３８】本発明の様々な実施形態による様々な流体容積の図である。
【図３９】本発明の様々な実施形態により内部発生した力とこれらの力に対する反応とを示す示力図である。
【図４０】本発明の様々な実施形態により内部発生した力とこれらの力に対する反応とを示す示力図である。
【図４１】本発明の様々な実施形態による様々な光学トポロジーのうちの１つを示す図である。
【図４２】本発明の様々な実施形態による様々な光学トポロジーのうちの１つを示す図である。
【図４３】本発明の様々な実施形態による様々な光学トポロジーのうちの１つを示す図である。
【図４４】本発明の様々な実施形態による様々な光学トポロジーのうちの１つを示す図である。
【図４５】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図４６】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図４７】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図４８】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図４９】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図５０】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図５１Ａ】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図５１Ｂ】本発明の様々な実施形態による本発明の手法を用いて達成される画像安定化の例を示す図である。
【図５２Ａ】本発明の様々な実施形態による光学ハウジングの複数の部分への分割を示す図である。
【図５２Ｂ】本発明の様々な実施形態による光学ハウジングの複数の部分への分割を示す図である。
【図５２Ｃ】本発明の様々な実施形態による光学ハウジングの複数の部分への分割を示す図である。
【図５２Ｄ】本発明の様々な実施形態による光学ハウジングの複数の部分への分割を示す図である。
【図５２Ｅ】本発明の様々な実施形態による光学ハウジングの複数の部分への分割を示す図である。
【図５３Ａ】本発明の様々な実施形態によるインライン光学装置を示す図である。
【図５３Ｂ】本発明の様々な実施形態によるインライン光学装置を示す図である。
【図５３Ｃ】本発明の様々な実施形態によるインライン光学装置を示す図である。
【図５３Ｄ】本発明の様々な実施形態によるインライン光学装置を示す図である。
【図５４Ａ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｂ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｃ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｄ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｅ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｆ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｇ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｈ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｉ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｊ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｋ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｌ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｍ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５４Ｎ】本発明の様々な態様によるポンプ及びモータの様々な態様のうちの１つを示す図である。
【図５５】本発明の様々な実施形態による光学系のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
結像光学系の機能に対する一態様は、レンズが明確に定義された(well-defined)形状を有し、レンズが正しい位置にあり、かつそれが製品の寿命にわたって維持されることである。変形可能光学レンズの形状は、膜材料特性と、膜が装着される方法と、部品を最終状態まで加工する際にシステムを取り扱う方法と、当然ながらそれに印加される圧力との関数である。本明細書に説明するようにこれらの工程を修正することは、ユーザが望ましい形状を取得し、かつ製品の寿命にわたってこの形状を維持させることを可能にすることができる。
【００１０】
変形可能光学レンズシステムの光学機能は、空気膜界面での可撓性膜の形状と、光学流体の特性と、流体を閉じ込めるように機能する固定中実レンズの形状及び光学特性とによって少なくとも部分的に決定される。本明細書に説明する変形可能光学レンズ膜／空気形状を制御する手法は、次に、複合光学系内で使用可能であるようにモデルを用いてこの形状を更に定義する。
【００１１】
一部の態様において、球状キャップと１又は２以上のゼルニケ多項式とを用いて成形可能又はモデル化可能である形状を有するように構成された変形可能光学レンズを提供する。より具体的には、変形可能光学レンズは、軸対称表現のみを用いて成形可能又はモデル化可能である。一手法により、変形可能光学レンズは、球状キャップ及び１又は２以上の軸対称ゼルニケ多項式のみを用いてモデル化可能であるように構成される。
【００１２】
球状キャップは、本質的に軸対称表現である。上述の手法に準じて、ゼルニケ多項式も軸対称表現式である。これらの点に関する有用な例は、ゼルニケ［０，０］、ゼルニケ［２，０］、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）、ゼルニケ［６，０］、ゼルニケ［８，０］、及びゼルニケ［２*ｎ，０］（ｎは整数）などを含む。
【００１３】
一手法により、変形可能光学レンズ１０１は、変形可能レンズを真の測定物理形態の例えば２ミクロン内にモデル化するのに十分な表現のみを用いてモデル化される。特に、光学モデルは、変形可能光学レンズの撓み範囲にわたってゼルニケ［４，０］形状を定義することができる。
【００１４】
１つの特定の例では、球状キャップ及びゼルニケ多項式を用いてモデル化可能であるように構成された変形可能光学レンズを提供する。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。別の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。別の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。他の例が可能である。
【００１５】
少しの間だけ図１０Ａを参照すると、パーセント撓みは、レンズ半直径１００２（一般的にａで表す）に対するレンズ高１００１（一般的にｈとして表し、光軸１００５とインラインである）の比に１００を乗じたものとして定義される。球１００４は、長さＲ＝（Ａ＾２＋ｈ＾２）／（２ｈ）の半径１００３（一般的にＲで表す）を有することになる。従って、０％撓みは平坦であり、球の半径は無限大に等しく、それに対して１００％は、高さｈと半直径Ａが等しい場合である。この慣例に従うと、正の撓み数は、凸レンズに対応し、負の撓みは、凹レンズに対応する。
【００１６】
ゼルニケ［４，０］係数の大きさは、一般的に、パーセント撓みの関数として増大する。更に、大きさは、レンズ成形器の内径の関数である。少しの間だけ図１０Ｂを参照すると、ゼルニケ［４，０］係数（ｙ軸上に示す）の大きさは、一般的に、パーセント撓み（ｘ軸上に示す）の関数として増大することを見ることができる。
【００１７】
別の例では、球状キャップ及びゼルニケ多項式を用いてモデル化可能であるように構成された変形可能光学レンズを提供する。ゼルニケ多項式の各々の大きさは、変形可能光学レンズの撓みに依存する。１つの他の例では、球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。別の例では、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさは、変形可能光学レンズのパーセント撓みの大きさと共に増大する。別の態様において、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ直径に依存する。小型化設計では、レンズは、多くの場合に、１ｍｍの範囲から１０ｍｍの範囲の間のレンズ直径を有すると考えられる。更に別の例では、ゼルニケ［０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式の大きさは、変形可能光学レンズのパーセント撓みの大きさと共に増大し、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【００１８】
そのようなモデルは、変形可能光学レンズのいずれかの与えられた時点での形状に従って変形可能レンズに光を送り、そこからの光を受け入れるように適切に最適化されることになる周辺光学系（１又は２以上の特定のレンズのような）を設計するのに容易に使用される。
【００１９】
従って、上述のようにモデル化可能である形状に変形可能光学レンズを制限することにより、１又は２以上のレンズは、変形可能光学レンズに対する一連の形状にわたって有用な性能を与えることができる光路及びレンズアセンブリを集合体でもたらすようにより容易に定義かつ設計される。例えば、これらの教示を使用して、フォーカス、３×倍率、並びに強化マクロ性能であるがこれらに限定されない機能を有する小型カメラのための極めて小さくかつ比較的廉価なズームレンズをもたらすことができる。
【００２０】
図１及び図２は、変形可能光学レンズアセンブリ１００を提示している。変形可能光学レンズ１０１の一部分は、変形可能光学レンズ１０１の外側境界を定義する円周フレームを含むレンズ成形器１０３に直接に固定される変形可能レンズ膜１０２を含む。
【００２１】
一手法により、変形可能レンズ膜１０２は、透明シロキサンを含み、レンズ成形器１０３は、シリコンを含む。これらの要素を構成するのに、様々な他の材料を使用することができる。
【００２２】
レンズ成形器１０３は、金属、半金属、金属及び半金属酸化物、及び合金で構成することができると考えられる。金属酸化物及び半金属酸化物の例として、ＴｉＯ2、ＣａＴｉＯ3、及びＳｉＯ2が挙げられ、ＧａＩｎ、ＩｎＧａＡｓ、ＧａＴｅ又はＧｅＴｅＳｂ、及びスチールは、使用することができる合金の例である。材料の他の例が可能である。
【００２３】
一手法により、レンズ成形器は、修飾半導体工程又は他のエッチング技術を用いて形成されたシリコンを含む。レンズ成形器は、二酸化シリコン層を形成する。この二酸化シリコーン層は、次に、シロキサン膜に直接に、すなわち、接着剤又はクリップ又はタックなどのような他の取り付け機構なしに結合する。これらの要素を構成するのに、様々な他の材料を使用することができる。
【００２４】
成形器への膜の結合を強化し、使用材料の範囲を広げるために表面処理を使用することができる。酸化物層を形成するあらゆる材料は、活性化によって膜に直接に結合することになる。上述の材料及び他の材料は、促進剤、プラズマ、又は他の処理に更に露出することができ、それによって膜への直接の成形器の結合が強化されることになる。促進剤の場合に、非常に薄い層、特に材料の単層がベース成形器と膜の間に存在することになるが、この層は、有意な厚みを有する粘着剤ではない。
【００２５】
膜はまた、ポリウレタン、エチレンビニルコポリマー（ＥＶＡＬ）、ｎ−ブチルアクリレート／ＰＭＭＡコポリマー、エチレンプロピレンジエンコポリマー（ＥＰＤＭ）、スチレン−ブタジエンコポリマー、シロキサンコポリマー、グラフトシロキサン、又はあらゆる他の透明又は半透明可撓性膜のような様々な材料で構成することができる。材料の他の例が可能である。
【００２６】
シロキサン材料族は、シリコーンを含むと理解される（その中でシロキサン官能基は、いわゆる骨格を形成する）。更に、材料は、ＳｉＯ2充填材、ＭＱ樹脂充填材、遷移金属酸化物充填材（ＴｉＯ2等であるがこれに限定されない）、及びカルサイト化合物、並びに親水性面に対する接着促進剤等であるがこれらに限定されない添加剤を含むことができる。一態様において、シロキサン膜は、反対の面よりも平滑な片面を有することができる。この実施形態では、粗い方の面１０４は、レンズ成形器１０３から離れる方向に向く（かつ以下に説明する光学流体に対面する）。従って、シロキサン膜の平滑な方の面１０５は、レンズ成形器１０３に対面する。他の例では、これらの面は、ほぼ同じ平滑度レベルを有する。
【００２７】
この例では、シロキサン膜は、シリコンレンズ成形器１０３の平坦面にそれと同延的に取り付けられる（同じ空間的又は時間的な範囲又は境界を有する）。この特定の実施形態では、シロキサン膜は、シリコンレンズ成形器１０３の二酸化シリコン層に直接に、すなわち、接着剤又はクリップ又はタックなどのような他の取り付け機構なしに取り付けられる。例えば、一方又は両方の構成要素のプラズマ露出に続いて、一方の構成要素を他方に接着するシロキサン対二酸化シリコン結合を生成するために、レンズ成形器１０３とシロキサン膜とが高温（摂氏６０度から２００度のような）で互いに密な接触状態にされる。
【００２８】
膜又はレンズ成形器、基板及び／又はアパーチャのいずれかの補助化学的調製への露出のような他の形態の面調製を通して結合機構を開始することも可能である。全てのそのような場合に、最終結合の性質は、同じ（かつ特に「直接」）であり、接着剤又は他の取り付け機構は使用されず、又を必要とされない。
【００２９】
一態様において、化学組成と比較した面粗度によって結合が支配される可能性があることは認められるであろう。一例では、プラズマに関する最適パラメータ（及び元来アルミニウムにおいてより高い面粗度）が使用される時に、アルミニウムフィルムとシロキサンフィルムを結合することができる。
【００３０】
一手法により、レンズ成形器１０３が上述の膜との接触状態にされる間に、予備張力が与えられた膜が平坦に保持される。典型的な適用設定では、膜はレンズ成形器１０３の周囲を超えて延びることになる。一手法により、レンズ成形器１０３の底部コーナ／縁部１０６は正方形であり、縁部１０６は、それに沿って膜を端正かつ正確に切断する（例えば、当該縁部１０６に対抗して膜を引っ張ることにより）ための切断ツールとして機能することができるように十分に鋭い。膜の切断制御及び予備緊張は、膜を縁部から引き戻すことになる９０１。そのような手法は、膜のうちのいずれかの部分がレンズ成形器１０３の外側周囲を超えて延びたままに留まるのを回避し、レンズ成形器１０３とバレル５００の間の接点９０２の品質を改善し、それは、完成した変形可能光学レンズアセンブリ１００を対応するバレル内に本明細書に開示するように正確にかつ依然として容易に配置することを容易にする。それは、光学装置におけるシロキサン／シリコンアセンブリのより良好な公差制御を可能にする。
【００３１】
少しの間だけ図１０Ｃを参照すると、変形可能光学レンズ１０１は、レンズ成形器１０３に直接に固定される変形可能レンズ膜１０２を含む。膜の縁部は切断されており、１０２０とラベル付けした矢印の方向にレンズ成形器に沿って収縮する。アパーチャ１０２２も、図示のように配備される。この実施形態において、面１９０は、空気シロキサン界面が存在する面であり、レンズの形状を決定し、光学性能に大きく寄与する。面１９１は、流体膜界面になり、レンズの光学機能に対して殆ど影響を持たない。
【００３２】
上述のように、膜は、レンズ成形器１０３に直接に取り付けることができる。そのような手法を使用することは、膜１０２の光学部分が、何らかの可変粘着剤面又はクランプからではなく、明確に定義された正確なレンズ成形器縁部２０１（図２に表しており、図１０Ｆでは１００６である）から「開始」されることを確実にすることに役立つ。これは、次に、変形可能光学レンズ１０１に関する軸対称性と、これらの教示による特にレンズが設計通りに変形することによる得られるレンズの有効なモデル化機能とを確実にするのに役立つ。製造工程を制御することにより、成形器１０３の内縁上の面は、迷光によって引き起こされる像の劣化を低減するようにスカラップ加工１９２を用いて製造することができる。粗化又はマットブラック化を使用することができる。他の手法が可能である。一態様において、これらの効果のうちのいずれかを発生させる時に、明確に定義されたレンズ成形器縁部２０１の品質に影響を及ぼさないことが確実でなければならない。明確に定義されたレンズ成形器縁部２０１は、一部の例では約１．０ｍｍと１０ｍｍの間である。
【００３３】
合わせ面の品質を維持しながらのレンズ成形器１０３への膜１０２の直接取り付けは、レンズ成形器の位置と全体アセンブリの他の構成要素に対する取り付け膜の位置とに関する寸法を確実にすることにも役立つ。不規則な粘着工程、挟着工程、又は膜切断工程によって発生するピストン誤差、傾斜誤差、偏心誤差、及び不規則縁部誤差が回避され、従って、他の光学要素に対するアラインメント精度が、主としてレンズ成形器１０３及び膜１０２の精度によって支配されることを確実にする。図８は、バレル５００の近くにあるが、まだその中に設置されていない上述の変形可能光学レンズ１０１を描示している。更に、図９は、バレル５００内に設置された場合の変形可能光学レンズ１０１に関するある一定の詳細内容を描示している。
【００３４】
変形可能光学レンズアセンブリ１００は、リザーバ１０７を含む。このリザーバ１０７は、１又は２以上のチャネル１０９を通して流体１０８によってレンズ１０１に水圧結合される。このように構成された場合に、光学流体１０８は、レンズ１０１内に押し込むことができ、それによって上述の膜が外向きに変形され（参照番号１１０で表記している仮想線によって表すように）、又はリザーバ１０７に向けて押し戻すことができ、それによって膜は内向きに変形される（参照番号１１１で表記している仮想線によって表すように）。光学流体１０８のこの移動は、リザーバ１０７と作動可能に結合するポンプ１１２が制御することができ、好ましい制御回路１１３が、更にポンプ１１２を制御することができる。多くの実施において、レンズ１０１の移動は、仮想線１１１の形状が凸から凹に変えることができるようなものとすることができる。この工程は可逆であり、反復可能である。システム内の光学流体の容積を調節することにより、レンズ１０１の残りの位置を凸から平坦へ、更に凹に調整することができる。レンズの初期状態を変更するためのこの容積の調整は、ポンプ１１２の効率を最大にするように機能する。システムが断電された時にレンズ及びリザーバが加圧状態になるように、システムを過充填することを選択することができ、それによってレンズ湾曲が凸状態に保たれることになる。レンズは、凸から凹に移動することができるにしても、単一方向のアクチュエータ及び駆動回路しか必要とされないように、システムの大きい過充填を使用することができる。
【００３５】
変形可能膜１０２及び光学流体１０８は、一連の屈折率を有することができる。変形可能膜１０２は、例えば、約１．３５から約１．６５まで（例えば、１．４等）の屈折率を有することができる。光学流体１０８は、約１．２５から約１．７５まで（例えば、１．３等）の屈折率を有することができる。特に高いＲＩを有する新しい部類の流体として、分散液を添加することができる。光学流体を混合し、異なる光学特性を有するサブ波長サイズの成分を添加することにより、分散流体を生成することができる。分散液を使用することにより、流体の屈折率を修正し、１．９５程度の大きさの値まで高めることができる。このようにして分散流体のアッベ数を修正することができる。これらの分散液のための溶剤は、パーフルオロエーテル又はシロキサンとすることができる。これに加えて、流体を合成することができると考えられる。流体の他の例が可能である。１つの膜／流体手法により、これらの２つのレンズ構成要素の間の屈折率に関して、０．１又はそれよりも小さい差が好ましい。膜の粗い方の面が光学流体１０８との接触を有することで、光学性能に対して無視することができる影響しか存在しないことになる。光学流体１０８は、様々な材料のうちのいずれかを含むことができる。多くの適用設定に対して、パーフルオロポリエーテル又はパーフルオロカーボン又は部分的にフッ素化されたエーテル又は炭化水素が、これらの点に関して十分に機能することになる。一態様において、蒸気圧が殆どゼロであり、流体が膜を膨張させない限り、いかなる流体も使用することができる。
【００３６】
上述のように構成された場合に、変形可能光学レンズアセンブリ１００を通過する光１１４は、変形可能光学レンズ１０１自体内の光学流体１０８の量の選択的制御によって様々な選択方式で屈折させることができる。とは言っても、そのような変形可能光学レンズアセンブリ１００は、多くの適用設定において、１又は２以上の他のレンズとの併用で最適に機能することになると予想することができる。
【００３７】
上述の他のレンズの必要性を念頭に、本教示は、上述の好ましい１つの（又は好ましい複数の）球状キャップ及び軸対称ゼルニケ多項式を用いて変形可能光学レンズ１０１のモデルを与え、次いで、このモデルを用いて周辺光学設計をこの変形可能光学レンズとの組合せで機能するように最適化することをサポートする。上述のように、軸対称ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、並びにＮｏｌｌ［１１］（図３に参照番号３０１で表記している）として表される多項式を含むことができる。本明細書に使用する「軸対称」は、軸に関して対称であり、従って、回転方向に不変であることを意味する。斜視で見ると、この特定のゼルニケ多項式は幾分ソンブレロ帽子を連想させるか、又は側面から見ると、幾分大文字の「Ｍ」を連想させる。「Ｍ」字形状は好ましい実施形態ではあるが、ゼルニケ係数を正と負の両方とすることができることに注意しなければならない。例えば、一般的な場合に「Ｍ」字形状と「Ｗ」字形状の両方を有することができることになる。材料の選択、予備緊張、及び膜をレンズ成形器に結合するのに使用される処理は、レンズ形状に影響を及ぼし、それを制御するのに役立つことになる。
【００３８】
実際に上述の軸対称ゼルニケ多項式は、完全な球状キャップの面からの変形可能光学レンズ１０１の偏位を表している。本教示により、使用材料、調整工程、及び膜をレンズ成形器１０３に結合する方式の選択によって球形状及びＭ字形状が制御され、それによってＭ字形状の変化が部分毎に最小にされる。従って、変形可能光学レンズ１０１の予想変形範囲にわたってＭ字形状を定義するための上述の光学モデルを設計し、この光学モデルに対処する対応する光学系を設計することができる。
【００３９】
図４は、２つのそのような変形可能光学レンズ１０１（１０１Ａ及び１０１Ｂ）を複数の他のレンズ４０１及びプリズム４０２との組合せに使用するアセンブリ４００を提示している。このアセンブリ４００は、最新のスマート電話又はパッド／タブレット方式のコンピュータ内に配置されたカメラのような小型カメラとして機能することができる。当該シーンからの光４０３が、第１の容器レンズ４０５と変形可能光学レンズのうちの第１のもの１０１Ａとを通してアセンブリ４００に入射し、その後に、第２の変形可能光学レンズ１０１Ｂを含む後続レンズ列を通るように光を屈曲させるプリズム４０２に入射し、更に対応する像を取り込むセンサ平面４０６に到達する。
【００４０】
上述のように構成された場合に、変形可能光学レンズ１０１Ａ及び１０１Ｂの一方又は両方は、アセンブリ４００に光学ズーム、フォーカス、及びマクロ機能を与えるように選択的に変形することができる。この光学ズーム機能は、レンズが、対応するハウジングから外向きに機械的に延び出すことを必要とせず、そのような機能に対応するために別途アセンブリ４００の外部寸法を変化させることも必要としないことを認めるであろう。従って、そのようなアセンブリは、典型的な作動状況及びスマート電話のようなデバイス制約に適応するのに極めて適している。
【００４１】
各レンズ４０１の正確な形態、サイズ、及び相対的な場所は、当然ながら対応する適用設定の特定の必要性に伴って変化することになる。とう言っても、多くの適用設定に対して、これらのレンズ４０１のうちの少なくとも多くを双非球面ではなくとも、少なくとも非球面にすることが非常に役立つことになる。一般的には、当業者は、センサ平面４０６において可能な最良の像をもたらすようにそのようなパラメータが選択されると理解すべきであろう。とう言っても、上記に挙げた点を繰り返し説明すると、これらのレンズ４０１のうちの１又は２以上は、上述のモデルを用いて変形可能光学レンズ１０１Ａ及び１０１Ｂの予想レンズ形状範囲に対応するように設計することができる。これらのモデルは、そのような点に関してこれらの変形可能光学レンズ１０１Ａ及び１０１Ｂの屈折挙動をこれらのモデルがもたらされる時のこれらの他のレンズ４０１のサイズ、形態、及び位置に基づいて正確に表すので、全体的に、アセンブリ４００全体の作動倍率範囲にわたって高品質の像がもたらされる。
【００４２】
これらの様々なレンズ４０１、並びにプリズム４０２は、例えば、ガラス又はプラスチックを含むあらゆる適切な材料で形成することができる。一手法により、プリズムは、面上にいずれかの反射コーティングを必要とすることなく高い反射率をもたらすために、内部全反射を使用するように構成される。ミラーのような他の反射面を使用することもできると考えられる。これらの反射面は、能動的に移動することができ、又は別の適応面とすることができる。
【００４３】
本明細書に説明する変形可能光学レンズは、好ましくは、バレル内に閉じ込められ、バレルは、光学ハウジング内に配置される。図５〜図９は、これらの点に関して適切に機能することができるバレルに関する詳細に対する様々な図を提示している。図５〜図７は、例えば、参照番号５０１で表記した対応する長円によって強調表示する３つの離間した半径方向センタリングＤ字形切断部を有するバレル５００を提示している。この例では、バレル５００は、参照番号５０２で表記した対応する楕円で強調表示す３つの離間したチップ／チルトｚ軸位置決めパッドを更に含む。
【００４４】
これら３つのパッドは、図２に示すアセンブリの精度に起因して膜１０２の作動範囲にわたって膜１０２を精密に配置する変形可能レンズ成形器１０３を支持するための三脚として実質的に機能する。特に、設計者は、これらのパッドのうちの１又は２以上に適切な修正を加えることによって後の変更を行うことができる。幾分同様に、Ｄ字形切断部は、レンズ１０１の面のセンタリングをするように機能し、この場合にも下流の修正が、完全適合をもたらすことをかなり容易にする。この実施形態では、パッドは、Ｄ字形切断部と垂直に位置合わせされない（側部パッド）。このように構成された場合に、バレルモールドの内径部がレンズ１０１と直接接触することは決してなく、従って、変形可能光学レンズ１０１を適切に位置合わせし、それを向けることに関してより少ない問題にしか遭遇しない。
【００４５】
上述の教示は、様々な方式で特徴付けることができる。一態様において、変形可能光学レンズは、球状キャップ及びゼルニケ多項式を用いてモデル化可能であるように構成される。
【００４６】
一部の態様において、球状キャップとゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式は、２マイクロメートル内で変形可能な光学レンズをモデル化するのに十分である。他の態様において、２つのゼルニケ多項式は、軸対称ゼルニケ多項式を含む。更に他の態様において、２つのゼルニケ多項式は、１及び１１というＮｏｌｌの指数を含む。
【００４７】
他の例では、変形可能光学レンズサブシステムは、レンズ成形器と変形可能レンズ膜とを含む。膜は、接着剤なしでレンズ成形器に直接に取り付けられる。一部の態様において、レンズ成形器はシリコンから構成され、変形可能レンズ膜はシロキサンから構成される。
【００４８】
他の例では、２つのゼルニケ多項式を用いてモデル化可能であるように構成された変形可能光学レンズを提供する。２つのゼルニケ多項式は、変形可能光学レンズのモデルを形成するのに使用される。変形可能光学レンズのモデルは、変形可能光学レンズとの組合せで機能する少なくとも第１の固定レンズを構成するのに使用される。他の態様において、変形可能光学レンズのモデルは、第１の固定レンズとの組合せで機能する少なくとも第２の固定レンズを構成するのに使用される。
【００４９】
更に他の例では、変形可能光学レンズは、約１．４という屈折率を有する変形可能膜と光学流体とを有する変形可能膜を含む。光学流体は、変形可能膜によって少なくとも部分的に閉じ込められ、約１．３という屈折率を有する。一部の態様において、光学流体は、パーフルオロポリエーテルを含む。
【００５０】
他の例では、レンズ成形器と変形可能レンズ膜との両方の洗浄及び面調製を提供する。変形可能レンズ膜は、接着剤のような第３の材料を用いずにレンズ成形器に直接に結合される。一部の態様において、変形可能レンズ膜の平滑な方の面が、レンズ成形器に直接に結合される。
【００５１】
更に他の例において、多光学要素アセンブリは、第１の変形可能光学レンズと、第２の変形可能光学レンズと、プリズムとを含む。プリズムは、第１の変形可能光学レンズと第２の変形可能光学レンズの間に配置される。
【００５２】
一態様において、第２の変形可能光学レンズと画像センサの間に少なくとも２つの固定レンズが配置される。別の態様において、２つの固定レンズは、変形可能光学レンズのうちの少なくとも１つのモデルの関数として構成された補正レンズを含む。他の態様において、モデルは、２つのゼルニケ多項式を用いて少なくとも１つの変形可能光学レンズを特徴付ける。一部の例では、２つのゼルニケ多項式は、軸対称ゼルニケ多項式を含む。一部の他の例では、２つのゼルニケ多項式は、１及び１１というＮｏｌｌの指数を含む。
【００５３】
本発明の手法は、様々な数学的な表現、関係、式、及び原理に従って又は即して成形されるように構成されたレンズをもたらすことを認めるであろう。次いで、１つのそのような表現を説明する。
【００５４】
この例示的説明では、以下を使用する。
【００５５】
Ｒ＝曲率半径
【００５６】
ｒ＝半径方向位置
【００５７】
Ｃ＝曲率ｃ＝１／Ｒ
【００５８】
Ａ＝レンズ成形器縁部によって定義されるレンズの半直径。これは、膜の開始点である。
【００５９】
ｒ／Ａ＝正規化半径方向位置
【００６０】
Ａｒｅｆ＝基準レンズアパーチャの半直径
【００６１】
Ｚ＝レンズのサグ
【００６２】
ａ１＝ピストン項（ゼルニケ０項）
【００６３】
ａ１１＝１次球面収差項
【００６４】
ｐ１−ｐ７＝球面収差の曲率依存項
【００６５】
ｋ１−ｋ２＝球面収差の直径依存項
【００６６】
膜形状を表す球面成分（Ｃ＝１／Ｒ）は、次式になる。
【００６７】
2016525718.tif 000003
【００６８】
ピストン項（ゼルニケ０項）は、次式として表すことができる。
【００６９】
2016525718.tif 000004
【００７０】
更に、１次球面収差を表す項は、次式になる。
【００７１】
2016525718.tif 000005
【００７２】
更に、変形可能レンズは、その頂点から次式として定義することができる。
【００７３】
2016525718.tif 000006
【００７４】
これらを合わせると、次式が与えられる。
【００７５】
2016525718.tif 000007
【００７６】
しかし、球状キャップのレンズ頂点位置は、形状が変化する（すなわち、調整が行われる）時に変化する。図１０Ｄに示すように、強い撓み状態における膜の形状を１８０とラベル付けした曲線によって表しており、対応する球状キャップを１８１とラベル付けしている。中間の撓み状態における膜の形状を１８２とラベル付けした曲線によって表しており、対応する球状キャップを１８３とラベル付けしている。最も弱いように示す撓み状態における膜の形状を１８４とラベル付けした曲線によって表しており、対応する球状キャップを１８５とラベル付けしている。「球状キャップ」は、球を両方の断面を完全に横断して切断したものが球状キャップであることを意味する。膜の移動と共に、頂点がｚ軸を上下に移動することを見ることができる。例えば、球の頂点は、膜が撓んでいる時よりも膜が平坦である時に軸の低い方にある。
【００７７】
残差効果１８７も存在し、かつレンズの位置及び球状キャップ曲面の間の差である。開始点１８８は、膜の撓みが発生し始める点を表している。２次元図内ではこれは点のように見えるが、当業者は、３次元空間内ではこれが円を表すことを認識するであろう。縁部ベースのレンズ成形器では、この点は固定され、円は一定の半径を有する。面ベースのレンズ成形器では、点は移動することができ、一方、依然として明確に定義された円は、レンズの撓みに依存する半径を有する。
【００７８】
上式は、開始点を基準として用いて書き直すことができる。図１０Ｅに示すグラフは、この変換を示しており、ゼルニケ項を残差に当て嵌めている。この場合に、開始点でのサグは、次式の頂点方程式から単純に減算される。
【００７９】
2016525718.tif 000008
【００８０】
上式は、次に次式になる。
2016525718.tif 000009
【００８１】
この式の第３の項は、ピストン項が次式であるように選択される場合に、ピストン寄与と１次球面収差寄与との和に対応する。
【００８２】
2016525718.tif 000010
【００８３】
2016525718.tif 000011
【００８４】
球面収差項は、全て一定ではなく、レンズの撓み及びアパーチャに依存する。
【００８５】
2016525718.tif 000012
【００８６】
かつ依存性の形態は、次式であることが明らかになっている。
【００８７】
2016525718.tif 000013
【００８８】
次いで、図１０Ｆを参照すると、縁部ベースのレンズ成形器の一例を説明している。膜１００２は、シリコンレンズ成形器１００４に結合されたシロキサンである。図示のように、光軸１００３（例えば、本明細書の他の箇所で説明する折り返し光軸、物体軸、又はセンサ軸）は、内部に膜１００２及びレンズ成形器１００４が配置された光学装置を通って延びている。開始点１００６は固定され、かつ膜１００２が開始する点である。点１００６は固定され、開始角度は変化する。例えば、１つの時点で、第１の開始角度１００８が存在する。第２の時点では、第２の開始角度１０１０が存在する。他の開始角度が可能である。
【００８９】
次いで、図１０Ｇを参照すると、面ベースのレンズ成形器の一例を説明している。膜１００２は、シリコンレンズ成形器１００４に結合されたシロキサンである。図示のように、光軸１００３（例えば、本明細書の他の箇所で説明する折り返し光軸、物体軸、又はセンサ軸）は、内部に膜１００２及びレンズ成形器１００４が配置された光学装置を通って延びている。第１の開始点１００６は、膜１００２が１つの時点で撓みに依存して開始する点である。第２の開始点１００７は、膜１００２が別の時点で膜撓みに依存して開始する点である。図１０Ｆの例とは対照的に、膜が開始点でレンズ成形器に対して常に直角であるので、開始角度は、固定されたままに留まる。レンズ成形器１００４は、モールド成形、旋盤製作、又はソフトリソグラフィ等によって平滑な軸対称形状を生成することができる手法によって構成／実施することができる。
【００９０】
図１０Ｂと図１０Ｃに示す両方のシステムは、望ましい光学機能をもたらすように構成及び制御することができる。
【００９１】
次いで、図１０Ｈを参照して、気圧軽減を与える装置１０５０の一例を説明する。この装置は、膜１０５２と、レンズ成形器１０５４と、光学ハウジング１０５６と、固定レンズ１０５８とを含む。光学流体１０６０は、チャネル１０６２を通してリザーバ１０６４と交換される。膜１０５２の片面には空気１０６６がある。光学ハウジング１０５６を通して気圧軽減チャネル１０６８が延びている。フィルタ１０７０が、そうでなければ気圧軽減チャネル１０６８を通過する可能性がある汚染物質から光学装置１０５０の内部を保護する。
【００９２】
空気１０６６は、一態様において気圧軽減チャネル１０６８を通してポンプ排気される。実際に、空気リザーバは、装置１０５０の外側に位置付けられる。このようにして空間が節約され、膜上には弱い逆圧しか存在せず、モジュール１０５０内で公称大気圧を維持することができる。
【００９３】
図１０Ｈは、システムの概略図を表している。一部の態様において、２変形可能レンズシステム内の両方の膜の前部に空気が存在する。一部の例では、システムは、膜の前部にある両方の空気チャンバが、光学ハウジングを通して、更に両方のシステムのための単一フィルタを通して排気されるように構成される。この構成はコスト低減という利点を有し、更に、この光学系は、膜を空気に対して反対方向に移動する傾向を有するように構成されるので、共有フィルタは、完全に平行なシステムよりも弱い空気流にしか遭遇しないことになる。
【００９４】
次いで、図１１〜図１６を参照して、光学装置の一例を説明する。明瞭化のために、図１１〜図１３は、軸を通る光の経路を示しており、図１４〜図１６は、光学装置内の光学構成要素を示している。
【００９５】
ここで特に図１１、図１２、及び図１３を参照して光学装置１１００を説明する。光学装置１１００は、光学ハウジング１１０１と、バレル１１０２と、回路基板１１０３とを含む。光学装置１１００を通して、より具体的には、光学装置１１００内の光学要素を通して折り返し光軸１１１１が延びている。折り返し光軸１１１１は、センサ軸１１３０と物体軸１１３２を含む。光学構成要素に対しては、図１４〜図１６に関して以下に詳細に説明する。一般的には、バレル１１０２は中空円筒形構成要素であり、プラスチックのような材料で構成することができる。材料の他の例が可能である。同様に、光学ハウジング１１０１は中空円筒形構成要素であり、同じくプラスチックのような材料で構成することができる。これらの図では、別個の構成要素として示すが、光学ハウジング１１０１とバレル１１０２は、単一の一体的構成要素として形成することができることを認めるであろう。更に、これらの図には１つの光学ハウジングを示すが、他の構成要素を保持するのに分割光学ハウジングを使用することができることを認めるであろう。
【００９６】
光学ハウジング及びバレルは、光学アラインメント構造の少なくとも一部を形成し、光学アラインメント構造は、平面１１０４に関して大部分が対称である。図示のように、平面１１０４は、物体軸１１３２及びセンサ軸１１３０を通って延びている。物体軸１１３２とセンサ軸１１３０は非平行であり、平面１１０４に配置され、単一点１１３３において交差する。平面１１０４は、図４、図１２、図１３、図１４、図１５、図１６、図１９、図２０、図２１Ａ、図２１Ｃ、図５１Ａ、図、及び図４９においてアセンブリを切断し、極めて同様に図５２Ａにおいてアセンブリを切断するのに使用される平面である。
【００９７】
センサ１１１２は、回路基板１１０３に結合される。センサ１１１２は、感知光からの光学情報を電気信号に変換する。センサ１１１２は、一例ではプラスチックから構成されるセンサハウジングに配置される。他の材料を使用することができる。回路基板１１０３は、センサ１１１２から受け入れた電気信号を処理する。センサ保護器又はガラスカバー（図１４〜図１６に示す）が、センサを覆って保護することができる。一態様において、センサ保護器は赤外線フィルタである。回路基板１１０３は、様々な処理機能を実施する電子構成要素の組合せを有することができる。例えば、処理機能は、画像安定化と、画像処理機能と、モータに対する制御機能とを含むことができる。機能の他の例が可能である。回路基板１１０３は、熱センサと、加速度計と、ポンプへの相互接続部（変形可能レンズの内外に流体を移動するために使用される）とを含むことができる。構成要素の他の例が可能である。切断平面１１０４は、装置１１００を通って延びている。これらの点に関して、図１２は、切断平面１１０４における断面図を示している。
【００９８】
装置１１００内に配置された光線束エンベロープ１１３４が示されている。光線束エンベロープ１１３４は、切断平面１１０４内で光学装置１１００を通過する光の広がりを示している。光線束エンベロープ１１３４は、光学画像を形成するのに使用される全ての光線を含むわけではなく、これらの光線の外径を定義する光線を含む。これらの点に関して、光線束エンベロープ１１３４は、全てのレンズ視野及び全ての物体距離に対処する際の最外側光線を定義する面を有する。言い換えれば、光線束エンベロープ１１３４は単一光線ではなく、像を形成するのに使用されるいずれかの与えられた場所における最外側光線である。光線束エンベロープ１１３４は、膜の光学活性部分又は光学活性区域を定義する。すなわち、膜のうちで光線束エンベロープ１１３４と接触する全ての部分が、膜の光学活性部分を構成する。次いで、膜及びシステムの他の光学構成要素を説明する。光線束エンベロープ１１３４の形状は、固定と可変の両方のレンズ、アパーチャ、バッフル、及びセンサの幾何学形状の関数である。
【００９９】
次いで、図１４、図１５、及び図１６を参照して、図１１、図１２、及び図１３の光学装置の光学要素の一例を説明する。光学要素は、第１の膜１４０１と、第２の膜１４０２と、第１のレンズ成形器１４０５と、第２のレンズ成形器１４０７と、第１の固定硬質レンズ１４０６と、第２の固定硬質レンズ１４０８と、第３の固定硬質レンズ１４１０と、第４の固定硬質レンズ１４１２と、第５の固定硬質レンズ１４１４と、第６の固定硬質レンズ１４１６と、センサガラス１４１８と、反射面１４２２とを含む。センサガラス１４１８は、センサ１４１９を覆って保護する。一部の例では、センサガラス１４１８は赤外線フィルタを含む。
【０１００】
膜１４０１及び１４０２の移動部分は、レンズ成形器の縁部によって境界が定められ（本明細書の他の箇所で説明する）、光線が通過する光学部分を有する。一例では、膜１４０１及び１４０２はシロキサンから構成される。材料の他の例が可能である。
【０１０１】
第１の膜１４０１及び第２の膜１４０２は、それぞれ第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズの構成要素である。第２の膜１４０２は、第２の変形可能光学レンズの一部である。光線束エンベロープ１１３４は、入射する物体像からの光線を含む。上述のように、包絡面１１３４は単一光線ではなく、いずれかの与えられた場所における最外側光線は、像を形成するのに使用される。
【０１０２】
像及び光線は、折り返し光軸１３１１に沿って第１の固定硬質レンズ１４０６、膜１４０１を通り、反射面１４２２によって反射され、第２の固定硬質レンズ１４０８、第２の膜１４０２を通り、更に連続して固定硬質レンズ１４１０、１４１２、１４１４、１４１６、センサガラス１４１８を通り、その後に、センサ１４１９によって感知される。変形可能光学レンズの他の構成要素を下記で更に詳細に説明する。
【０１０３】
換言すればかつここで図１１、図１２、及び図１３も参照して、光学ハウジング内に光路が配置され、この光路は、一般的に折り返し光軸を辿る。より具体的には、光路は、装置に対して外部の物体から反射面１４２２まで物体軸１１３２を辿る。光路は、反射面１４２２において屈曲し、そうでなければ向け直され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサ１４１９までセンサ軸１１３０を辿る。光路は、様々な変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する。光線束エンベロープは、一般的にこの経路を辿る。
【０１０４】
光学ハウジング１１０１は、変形可能光学レンズをセンサ軸１１３０に沿って位置合わせし（以下により詳細に説明する）、更に変形可能光学レンズをセンサ軸１１３０から半径方向に外向きに延びる方向にも位置合わせするように構成かつ配置される。
【０１０５】
一部の態様において、光学ハウジング１１０１は、レンズのようなデバイスの内部構成要素との複数の接点を有する。一例では、各レンズを半径方向に位置合わせする上で光学ハウジング１１０１の間の３つの接点が使用される。５つのレンズが使用される場合に、光学ハウジング１１０１の内面上に１５個の接点（一実施形態において）が存在する。特に接点に関するこの複雑系のモールド成形部分は反射面装着特徴部を含むので、光学ハウジング１１０１の固有軸は歪曲することになる。良好な光学性能に対しては、レンズを折り返し光軸１１１１に対して光学的に位置合わせさせなければならない。従って、個々の接点は、各レンズが接点との接触状態にされる場合に、各レンズ軸が折り返し光軸１１１１とインラインになるように位置合わせするように配置される。これに代えて、光学ハウジングが変形するときに、レンズ合わせ面の最終アラインメントがレンズを所定位置にもたらすように、偏心モールドピンを使用することができる。他の例では、各部品に対して複数のモールド空洞を製造することができ、整合工程を通してレンズを折り返し光軸１１１１とのアラインメントにすることができる。
【０１０６】
固定硬質レンズ１４０６、１４０８、１４１０、１４１２、１４１４、及び１４１６は、例えば、プラスチックから構成される。ガラス及び他の材料を使用することができる。これらのレンズは中実であり、時間と共に変化しない形状を有する。固定硬質レンズの各々は、光学部分と機械部分を含む。機械部分は、半径方向アラインメント面と第１のｚ軸アラインメント面とを含む。ｚ軸は、折り返し軸に沿って位置合わせされる。更に、固定硬質レンズを光学ハウジング又はバレルに装着するための装着特徴部が設けられる。光学部分は、形状が球面又は非球面とすることができる。一例では、ヤング率は、一般的に１Ｇｐａよりも大きくなる。別の態様において、屈折率範囲は、約１．４５から１．７までである。更に別の態様において、アッベ数は１５及び６５である。これらのパラメータに対して他の値を使用することができる。
【０１０７】
第１の変形可能光学レンズは、第１のレンズ成形器１４０５と、第１の膜１４０１と、固定硬質レンズ１４０６と、第１の膜１４０１と固定硬質レンズ１４０６の間の流体とを含む。一部の態様において、第１の変形可能光学レンズは、バレル（例えば、バレル１１０２）を更に含み、それによって境界が定められる。
【０１０８】
第２の変形可能光学レンズは、第２のレンズ成形器１４０７と、第２の膜１４０２と、固定硬質レンズ１４０８と、第２の膜１４０２と固定硬質レンズ１４０８の間の流体とを含む。一部の態様において、第２の変形可能光学レンズは、バレル（例えば、バレル１１０２）を更に含み、それによって境界が定められる。
【０１０９】
反射面１４２２は、光線束エンベロープ１１３４の入射光線を一例では約９０度の角度で反射する。反射面１４２２は、少数の例を挙げると、プリズム、ミラー、又は適応要素とすることができる。
【０１１０】
膜１４０１及び１４０２は、光学装置の作動モードに依存して移動する。図１４に示すものでは、膜１４０１及び１４０２は、装置が望遠モードにあり、無限遠にフォーカスされることを示す位置に示されている。図１５に示すものでは、膜１４０１及び１４０２は、装置が広角モードにあり、無限遠にフォーカスされることを示す位置にある。「広角モード」は、視野が一般的に６０度から７０度程度であることを意味する。「望遠モード」は、視野が一般的に１５度と７０度の間にあることを意味する。より大きいズーム値は、より小さい角度を与え、より広角の角度は、より大きい角度を与える。他の値が可能である。基準として、図１６には、平坦で非加圧状態にある膜が示されている。
【０１１１】
次いで、図１７Ａ〜図１７Ｃ、図１８、図１９、及び図２０を参照して、本明細書に説明する光学装置による座標系の例を説明する。この座標系は、本明細書に説明する光学装置の構造及びこの構造における要素の相対位置決めのうちのいずれにも適用することができることを認めるであろう。
【０１１２】
光線は、物体１７０３から延びている。物体１７０３からは物体軸１７０４が延び、物体軸１７０４は、一例ではプリズムである反射面１７０７まで延びている。反射面１７０７からはセンサ軸１７０５がセンサ１７０２まで延び、センサ軸１７０５は、物体軸１７０４に対して約９０度の角度にある。物体軸１７０４とセンサ軸１７０５は、一緒に折り返し光軸１７０１を形成する。折り返し１７０８は、折り返し軸が屈曲する場所であり、一態様では約９０度である。他の角度が可能である。折り返し光軸１７０１からは、半径方向ベクトル（Ｒ方向）１７０４が半径方向に外向きに延びている。
【０１１３】
図１７Ａに示すように、センサ１７０２からＺ方向ベクトル１７１０が延びている。別のＺ方向ベクトルが、反射面から物体１７０３まで延びている。Ｚ方向は、折り返し光軸の方向であり、それに対してＲ方向は、折り返し光軸に対して垂直な方向である。
【０１１４】
次いで、図１９を参照して、物体１７０３からは光線束１７１４が反射面１７０７まで延び、更にセンサ１７０２まで延びている。図２０に示すように、光センサ及びアラインメント要素が導入される。より具体的には、第１の固定レンズ１７５０、第２の固定レンズ１７５２、第３の固定レンズ１７５４、第４の固定レンズ１７５６、第５の固定レンズ１７５８、第６の固定レンズ１７６０、第１の膜１７６２、第２の膜１７６４、第１のレンズ成形器１７６６、第２のレンズ成形器１７６８、及び反射面１７７０が示されている。光線束は、像を形成するのに使用される全ての光線の部分集合である。
【０１１５】
次いで、特に図１７Ｂを参照して、構成要素のθ方向の移動が示されている。反射面１７０７は、作図面から飛び出して延びるピボット軸１７８０を有する。入射光線１７８３からの入射角１７８２（α１）が測定され、この入射角１７８２は、反射面１７０７の面１７８５に対する法線であるベクトルに対するものである。角度７８１（β１）及びθ１は、入射角の２倍である。θ１は、センサ軸１７０５と物体軸１７０４の間の分離角を定義する。第１の位置では、入射角１７８２は４５度であり、θは９０度である。しかし、反射面１７０７は、ピボット軸１７８０の周りで１７８６とラベル付けした矢印に示す方向に回転させることができる。入射角１７０２はα２まで増大し、それによってθは、第２の値θ２に増大される。この場合に、θ２は９０度よりも大きいまで増大される。角度１７８１（β２）及びθ２は、入射角の２倍である。更に、β２−β１＝２（θ２−θ１）である。他の例では、回転は、１７８６でラベル付けしている矢印の方向と反対のものであり、角度は減少する。
【０１１６】
次いで、特に図１７Ｃを参照して、構成要素のφ方向の移動が示されている。反射面を通ってφ軸１７９０が延びている。全反射面１７０７をφ軸１７９０の周りに、１７９２とラベル付けした矢印に示す方向に回転させることができる。
【０１１７】
次いで、図２１Ａを参照して光学装置２１００を説明し、特に変形可能光学レンズ及びその作動を示す。装置２１００は、第１の（上部）変形可能光学レンズ２１２６と第２の（下部）変形可能光学レンズ２１２５とを含む。
【０１１８】
上部変形可能光学レンズ２１２６は、第１のバレル２１１２と、第１のレンズ成形器２１０８と、第１の膜２１０４と、第１の反応器固定レンズ２１１６と、第１の光学流体２１２２とを含む。
【０１１９】
下部変形可能光学レンズ２１２８は、第２のバレル２１１４と、第２のレンズ成形器２１１０と、第２の膜２１０６と、第２の硬質固定レンズ２１１８と、第２の光学流体２１２４とを含む。光学ハウジング（図２１Ａには示していないが、図２１Ｃに示す）が、これらの構成要素を封入する。言い換えれば、変形可能光学レンズは、光学ハウジングに配置されたバレルに存在する。一部の例では、バレルは、光学ハウジングとは別個の独立した要素である。他の例では、バレルと光学ハウジングは同じで継ぎ目のない一体的要素である。
【０１２０】
膜２１０４及び２１０６は、レンズ成形器の縁部によって（ある直径を有するレンズ成形器縁部により）境界が定められ、光線が通過する光学活性部分を有する。一例では、膜２１０４及び２１０６はシロキサンから構成される。材料の他の例が可能である。
【０１２１】
膜２１０４及び２１０６の各々は、レンズの片面上に膜−空気境界を形成し、レンズの他方の面上に膜−流体境界を形成する。一態様において、膜は、光を散乱させるために膜−流体境界よりも膜−空気境界において平滑である。レンズ成形器２１０８及び２１１０は非プラスチック材料から構成され、一部の例では、非プラスチック材料はスチール又はシリコンである。材料の他の例を使用することができる。レンズ成形器２１０８及び２１１０は、アパーチャ（固定又は可変／調節可能のいずれか）を含むか又はそれに関連付けることができる。形状及び材料に基づいて、様々な製造工程を使用することができ、半導体方式処理、研削、モールド成形成長の全てを様々な材料形態に対する実現可能製造技術とすることができる。
【０１２２】
固定硬質レンズ２１１６及び２１１８は、流体２１２２及び２１２４と接触状態にあり、これらの流体を閉じ込めるのに役立つ。固定硬質レンズ２１１６及び２１１８は、例えば、プラスチックから構成される。他の材料を使用することができる。固定硬質レンズ２１１６及び２１１８は中実であり、時間と共に変化しない形状を有する。固定硬質レンズ２１１６及び２１１８の各々は、光学部分と機械部分を含む。機械部分は、半径方向アラインメント面と第１のｚ軸アラインメント面とを含む。更に、固定硬質レンズを光学ハウジング又はバレルに装着するための装着特徴部が設けられる。光学部分は、形状が球面又は非球面とすることができる。一例では、ヤング率は、一般的に１Ｇｐａよりも大きくなる。別の態様において、屈折率範囲は、約１．４５から１．７までである。更に別の態様において、アッベ数は１５及び６５である。これらのパラメータに対して他の値を使用することができる。
【０１２３】
上述のように、変形可能光学部分は、変形可能光学レンズの活性光学部分を含む。活性光学部分は、光学流体と光学「バケット」を含む。更に、より具体的には、変形可能光学部分は、膜の光学活性部分を含む。膜のこの光学活性部分は、光線束エンベロープの外側光線によって境界が定められ、状態に依存する。変形可能光学部分内に更に含まれるのは、光学流体（撓みに依存して変化する）である。固定硬質レンズの一部分（「固定硬質レンズ光学部分」）も、変形可能光学部分内に含まれる。固定硬質レンズ光学部分は、固定硬質レンズの第１の面（流体と接触状態にある）と、固定硬質レンズの第２の面（空気と接触状態にある）とを含む。固定硬質レンズ光学部分は、光線束内の外側光線によって境界が定められる。
【０１２４】
本明細書の他の箇所で説明するように、第１の光学流体２１２２は、第１のリザーバと第１の変形可能光学レンズ２１２６との間で第１の流体チャネルを通って移動する。同様に、第２の光学流体２１２４は、第２のリザーバと第１の変形可能光学レンズ２１２８との間で第２の流体チャネルを通って移動する。流体の移動は、対応する膜の形状を変更し、それによってレンズの光学特性を変更する。
【０１２５】
装置２１００内には、センサ２１０２及び反射面２１２０が更に含まれる。反射面２１２０は、プリズム、ミラー、又はあらゆる他の反射性の変形可能光学要素とすることができる。折り返し光軸２１１１が物体から延び、図示のように装置を通って延びている。
【０１２６】
レンズ成形器２１０８及び２１１０は、レンズ成形器縁部（対応する膜に接触する）と、半径方向装着特徴部（レンズ成形器を保持するバレル上のＤ字形切断部のような）と、ｚ軸装着特徴部（パッドのような）とを含む。レンズ成形器２１０８及び２１１０は、アパーチャを含むことができ、光を散乱させるための１又は２以上の追加の構造を含むことができる。レンズ成形器２１０８及び２１１０の機能は、対応する膜を成形し、位置決めすることである。これらの縁部は、膜の移動が開始又は始まる開始点と考えることもできる。また、この縁部は、縁部（静的線形要素、図１０Ｆ）である必要はなく、面（図１０Ｇとして示す動的面積要素）とすることができることにも注意しなければならない。
【０１２７】
一態様において、これらの手法は、光学部分を含むカメラモジュールに展開することができる。カメラモジュールの光学部分は、光学ハウジング（例えば、図１１〜図１３の光学ハウジング１１０１）と、少なくとも１つの変形可能レンズ（例えば、レンズ２１２６又は２１２８）とを含む。変形可能レンズは、レンズ成形器（例えば、レンズ成形器２１０８又は２１１０）を含む。カメラモジュールの光学部分は、少なくとも１つの固定硬質レンズ（例えば、固定硬質レンズ２１１６又は２１１８）と、反射面（例えば、反射面２１２０）と、光学部分の外部にある物体と反射面との間で延びる第１の軸（本明細書では時によって「物体軸」として記載している）と、反射面から少なくとも１つの変形可能レンズ及び少なくとも１つの固定硬質レンズを通ってセンサまで延びる第２の軸（本明細書では時によって「センサ軸」として記載している）とを更に含む。第１の軸と第２の軸は、互いに対してほぼ垂直であり、一緒に本明細書に説明する折り返し軸を形成する。物体から入射する光は、折り返し軸に沿う経路を通過する。レンズ成形器及び固定硬質レンズは不動のものであり、光学ハウジングに対して固定される。光学ハウジングは、これらの構成要素のアラインメントのための主要アラインメントデバイスとして機能する。
【０１２８】
一部の態様において、変形可能レンズ及び反射面は、いかなる介在構造も用いずに光学ハウジングによって直接に支持される。他の例では、光学ハウジング内にバレル（例えば、バレル１１０２）が配置され、少なくとも１つの変形可能レンズはバレルに結合される。構成要素を所定位置に固定するのに接着剤を使用することができる。一部の例では、反射面はプリズム又はミラーを含む。反射面の他の例が可能である。
【０１２９】
上述のように、本明細書に提示する光学デバイスは、様々なアパーチャ及びバッフルを含むことができる。より具体的には、これらは、主アパーチャであって光線束エンベロープを円形に定義するアパーチャ絞りを含むことができる。別の例では、周辺遮蔽アパーチャは、矩形（又は他の）形状の光線束エンベロープを定義する角切りアパーチャである。構造内で迷光が反射するのを阻止するバッフルを使用することができる。バッフルは、不透明（例えば、黒染の）リングとすることができる。バッフルの他の例が可能であり、他の構造を使用することができる。光学設計要件に従ってこれらの部品を位置合わせすることは、部分的に光学ハウジングによって実施される別の機能である。
【０１３０】
次いで、図２１Ｂを参照して、接点２１５０を有する反射面２１２０の一例を説明する。接点２１５０は、光学ハウジングからの突出部、粘着箇所、又は反射面を装着、固定、及び／又は位置合わせするために使用される他の配置とすることができる。図２１Ｂでは、反射面２１２０は、反射面２１２３と光がプリズムを通過することを可能にする反射防止被覆面２１２５とを有するプリズムである。面２１２３は、ミラーのように被覆することができ、又は光を屈曲させるための内部全反射を拠り所とすることができる。
【０１３１】
次いで、図２１Ｃを参照して、Ｒ方向及びＺ方向のアラインメントを示す光学装置２１６０の例を説明する。光学装置２１６０は、上部バレル群２１６２（変形可能光学レンズを含む）と、光学ハウジング２１６４と、内部バレル群２１６６（変形可能光学レンズを含む）と、固定中実レンズ２１６８、２１７０、２１７２、及び２１７４と、センサハウジング群２１７６（センサを含む）と、プリズム群２１７８とを含む。これらの構成要素の作動は、本明細書の他の箇所で記載されている。
【０１３２】
半径方向アラインメント特徴部２１８０（例えば、Ｄ字形切断部）は、様々な要素をＲ方向に位置合わせする。ｚ軸アラインメント特徴部（例えば、パッド）は、要素をｚ方向に位置合わせする。言い換えれば、半径方向アラインメント特徴部２１８０及びｚ軸アラインメント特徴部２１８２の使用は、システム性能を最適化し、像品質を改善（最適化）するように様々な要素の位置をシフトさせ、調節し、又は変更することを可能にする。
【０１３３】
Ｄ字形切断部及びパッドは、好ましいアラインメント特徴部であるが、他のもが可能である。アラインメントのための他の工程の中でも取りわけ偏心部品及びシムを使用することができる。光学ハウジングとその中にあるバレルとは互いに結合される。結合配置は、バレル内の様々な光学構成要素をある軸に沿って位置合わせする。構成要素が位置合わせされない場合に、装置は正しく機能しなくなり、像品質は劣化することになる。
【０１３４】
次いで、図２２Ａを参照して、Ｄ字形切断部（本明細書で解説する構成要素のうちの一部のものに使用される）の一例を説明する。図示のように、断面図に示す円筒チューブは、平坦な側面２２０１と円形の側面２２０３とを含み、光学ハウジングはＤ字形切断部を使用する。Ｄ字形切断部は、本明細書の他の箇所で上述したＲ方向アラインメントをもたらすために、以下に説明する例のうちの一部のものに使用される。Ｄ字形切断部は、像がこの部品の外側半径を表す内側Ｄ字形切断部と、像がこの部品の内側を表す外側Ｄ字形切断部との両方とすることができる。図２２Ｃで説明するいくつかの部品（例えば、バレル２２０４）には、これらの両方を存在させることができる。
【０１３５】
図２２Ｂに示すＤ字形切断部の一例（本明細書で解説する構成要素のうちの一部のものに使用される）を説明する。光学ハウジング２２０６の半径方向に内部に配置されたバレル２２０４の半径方向に内部にレンズ成形器２２０２が配置される。バレル２２０４は、光学ハウジングからの突出部２２１０が延びるクロッキング特徴部（又は、凹部）２２０８を含む。突出部２２１０は平坦な面を有する。図示のように、円筒チューブ（断面に示す）は、平坦な側面２２０２と円形の側面２２０４とを含み、光学ハウジングはＤ字形切断部を使用する。Ｄ字形切断部は、本明細書の他の箇所で上述のＲ方向のアラインメントをもたらすために、以下に説明する例のうちの一部のものに使用される。
【０１３６】
Ｄ字形切断部のサイズ、形状、及び位置により、レンズ成形器２２０２（及びレンズ成形器内の光学系、すなわち、変形可能光学レンズ又は固定光学レンズ）の位置をＲ方向に調節することができる。図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２２Ｄは、構成要素をＲ軸に沿って示す断面図である。
【０１３７】
図２２Ｃは、光学ハウジング２２０６の半径方向に内部に配置されたバレル２２０４の半径方向に内部に配置されたレンズ成形器２２０２を含む。この例では、バレル２２０４からの突出部２２２０が、光学ハウジング２２０６からのＤ字形切断部２２２２に接点２２２４で接触し、バレル２２０４のＤ字形切断部２２２６が、レンズ成形器２２０２に接点２２２８で接触する。これらの接点は、異なる半径方向位置にあり、角度距離２２３０だけ分離される。一態様における半径方向間隔の性質は、内側接点と外側接点を有する。それによって２２０４において応力緩和を起こし、レンズ成形器２２０２を保護することが可能になる。
【０１３８】
図２２Ｄは、光学ハウジング２２０６の半径方向に内部に配置されたバレル２２０４の半径方向に内部に配置されたレンズ成形器２２０２を含む。この例では、光学ハウジング２２０６上のＤ字形切断部２２４０が、バレル２２０４に接点２２４２で接触する。バレル２２０４上のＤ字形切断部２２４４は、レンズ成形器２２０２に接点２２４６で接触する。接点２２４２と２２４６は異なる半径方向位置にあり、距離２２４８だけ分離される。同様に、半径方向間隔の性質は、内側接点と外側接点にある。それによって２２０４において応力緩和を起こし、レンズ成形器２２０２を保護することが可能になる。
【０１３９】
図２２Ｅは、光学ハウジング２２０６の半径方向に内部に配置されたバレル２２０４の半径方向に内部に配置されたレンズ成形器２２０２を含む。この図は、ｚ軸に沿った断面図を示している。この軸には、接点でｚ軸分離幅が存在し、応力緩和に使用することができる長さ２２５０を提供する。この応力緩和は、図２２Ｄ及び図２２Ｃに記述したものと同様である。
【０１４０】
本明細書に提示する変形可能光学レンズでは、一般的にレンズ成形器（例えば、レンズ成形器２２０２）が使用され、一般的に、レンズ成形器は、バレルに使用される材料とは異なる熱膨張率を有する材料で製造される。レンズ成形器は、良好な光学性能を達成する上で形状及び位置において精度を有するべきである部品でもある。一例では、シリコンがレンズ成形器として使用され、シリコンは、セ氏度変化当たり約２．６*１０＾−６ｍ／ｍの膨張係数を有し、バレルにおけるポリカーボネートは、セ氏当たり約７０*１０＾−６ｍ／ｍの膨張係数を有することができる。光学ハウジングでは、更に別の材料を使用することができる。膨張係数の間の差は、モジュールの温度が変化するときに応力を累積させる可能性がある。それによって時に不具合が引き起こされる場合があり、同じく場合によって光学性能の劣化が引き起こされる可能性もある。例えば、図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２２Ｄに示すようにシステムを生成することにより、上述の部品における応力をある程度まで緩和することを可能にすることができる。図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２２Ｄの例では、バレル２２０４が光学ハウジング２２０６によって硬直することなく自由に屈曲することが可能になるように、光学ハウジング２２０６の接点とレンズ成形器２２０２の接点との間に角度分離幅２２３０又は２２４８が存在する。図２２Ｅの例では、光学ハウジング２２０６の接点とレンズ成形器２２０２の接点との間にｚ軸間隔２２５０が存在し、それによって同じくバレル２２０４がより自由に屈曲することが可能になる。これらのシステムは、レンズ成形器２２０２を保持しているバレル構造の高い可撓性を可能にし、従って、光学的に際疾い状態にあるレンズ成形器２２０２内の応力を低下させる。
【０１４１】
次いで、図２３、図２４、及び図２５を参照して、本発明の手法の光学装置におけるＤ字形切断部の使用の更に別の例を説明する。これらの図のうちの一部は、構造の異なる要素内に製造された様々なＤ字形切断部を示す光学アラインメント構造の切り欠き図を示している。Ｄ字形切断部は、レンズをＲ方向に位置合わせする（本明細書の他の箇所で説明するように）。光学アラインメント構造の形状は複雑であるので、モールド成形工程において歪曲及び変形する可能性がある。Ｄ字形切断部は、モールド工程（光学ハウジングを構成又は形成するのに使用される）における不完全性にも関わらず全ての光学要素を折り返し光軸２３０４に対して位置合わせすることができるように構成、寸法決定、成形、及び製造される。言い換えれば、バレル及び光学ハウジングは、センサ軸に沿った変形可能光学レンズの第１のアラインメントと、変形可能光学レンズを通って延びる軸から半径方向外向きの方向の第２のアラインメントとを与える予め決められたかつ限られた数の接点で他方に接触する。
【０１４２】
光学ハウジング２３０２は、図示のように、折り返し光軸２３０４とセンサ光軸２３０６とを有する。光学ハウジング２３０２はバレル２３１２を含む。バレル２３１２及び光学ハウジング２３０２は、予め決められたかつ限られた数の接点又は接触面で他方に接触し、センサ光軸２３０６（センサ２３１２から反射面２３１４まで延びる）に沿った変形可能光学レンズの第１のアラインメントを与え、更にセンサ軸２３０６から半径方向外向きの方向の第２のアラインメントを与える。
【０１４３】
光学ハウジング２３０２内に製造されたＤ字形切断部２３０８及び２３１０が示されている。Ｄ字形切断部２３０８及び２３１０は、バレルの集中化を維持するために設けられる。「集中化」は、レンズ軸を折り返し光軸に位置合わせすることを意味する。
【０１４４】
バレル２３１２は、光学アラインメント構造２３０２内に存在し、そこに配置される。Ｄ字形切断部２３１０は、良好な光学品質を達成するようにモールド成形工程において調節されるので、バレル２３１２の集中化を維持する。
【０１４５】
図２５に示すように、Ｄ字形切断部２３１４は、レンズをＲ方向に位置合わせする。この例では、レンズ成形器２３０９も示されている。バレル２３１２は、光学アラインメント構造のアラインメントをレンズ成形器２３０９に伝達する。言い換えれば、バレルが位置合わせするので、レンズ成形器２３０９も位置合わせされ、その結果、変形可能光学レンズの構成要素が位置合わせする。
【０１４６】
次いで、図２６及び図２７を参照して、光学アラインメント構造の別の例を説明する。図２６及び図２７は、図１１〜図１３に示すデバイスの別の図であることを認めるであろう。図２６に示す図は、光学アラインメント構造の内部を構造のセンサ側から反射面（例えば、プリズム）に向けて覗き込む端面断面図である。光学ハウジング２６０１はバレル２６２２を封入する。バレル２６２２は変形可能光学レンズを含む。アラインメント構造の形状は複雑であるので、モールド成形工程において歪曲及び変形する可能性がある。チップ／チルトパッド２６０２は、光学構成要素（例えば、変形可能光学レンズ）をｚ軸線方向（すなわち、センサ軸に沿う方向）に位置合わせする。パッド２６０２は、レンズ成形器２６２０と光学ハウジング２６０１内の別の構成要素の間に配置される。
【０１４７】
次いで、図２７を参照して、光学ハウジングが複合機械部品であることを見ることができる。円形のＤ字形切断部がこの部品の管状断面に存在するだけではなく、上部変形可能光学レンズをｚ方向に位置合わせするためにチップ／チルトパッド２６０３も存在する。チップ／チルトパッド２６０４は、反射面２６０６を光学装置内の他の光学要素に位置合わせする。図２７に示すように、チップ／チルトパッド２６０３及び２６０４は、構成要素を調節量である移動量（距離）だけｚ方向に移動することによって構成要素をこの方向に位置合わせする。パッド２６０３及び２６０４は、プリズムとバレルとを位置合わせされている。位置合わせするとは、パッドが、光が通過することを可能にするようにプリズムとバレルが位置合わせかつ位置決めされるような寸法にされることを意味する。次いで、本発明の手法の他の態様に移ると、外部発生源から発生する機械エネルギ、熱エネルギ、又は他の力がシステムの光学部分に達するのを（例えば、固定と変形可能の両方の様々なレンズに達するのを）防止することが有利である。説明するように、機械エネルギ又は熱エネルギがシステムの光学部分に達するのを防止するために、周囲構造及び様々なエラストマー構造又はパッド（又は他の構造）が使用される。これらの構造は、確実に入り込む残りのエネルギの効果を最小にするのにも使用される。一態様において、周囲構造及びパッドは、流体がリザーバから変形可能光学レンズに通って移動するチャネルを形成する。周囲構造及びパッドは、機械エネルギを吸収するように機能する。更に、周囲構造及びパッドは、熱エネルギ伝達に対する障壁として機能する。正しい材料を選択することにより、これらの部品を膨脹させて流体膨張効果を最小にするように設計することができる。
【０１４８】
一態様において、製造可能性の懸念から、２つの部品（物理的分離性よりも材料によって定義される周囲構造及びパッド）が使用される。明らかなように、射出モールド成形手法を用いて蛇行した湾曲チャネルを有する単一部品を構成するのは困難である（不可能ではないにしても）。何らかの理由で単一部品が使用された場合に、この部品は十分な熱的又は機械的な障壁として機能することにはならない。２つの異なる材料を用いた二段階射出モールド成形部分が同じ部品に存在することができることに注意しなければならない。この部品は、単一物品として製造供給元から届くことになるが、この状況では２つの部品であると考えられる。蛇行又は湾曲した部品は、流体の粘性に起因する損失に対してモータ（流体を移動する構成要素）を光学要素（例えば、レンズ）に近い状態に保たなければならないことで必要である。周囲構造とパッドは一緒に機能して、リザーバから可変レンズまでのチャネルを形成する。
【０１４９】
「周囲構造」は、装置の各部分を取り囲む支持構造を意味する。それは、プラスチックのような様々なタイプの材料で構成することができる。「エラストマーパッド又は構造」は、光学構成要素を位置合わせするために使用することができるが、光学装置に対して隔離機能を与えるためにも利用することができるエラストマー構造を意味する。
【０１５０】
「リザーバ」は、流体を保持するバケットを意味する。リザーババケットは、アクチュエータシール（例えば、膜）、周囲構造、及び流体チャネルへの入口のようないくつかの異なる部品から構成することができる。流体チャネルは、リザーバと変形可能光学レンズとに対して開いており、リザーバを変形可能光学レンズに接続する。流体チャネルは、周囲構造又はエラストマー膜、光学部分、及びリザーバの入口のような様々な構成要素で構成することができる複数の部分を有することができる。
【０１５１】
次いで、図２８〜図４０を参照して、本発明の手法による隔離構造をここで説明する。この構造は、光学ハウジング２８９２と、バレル２８９０と、エラストマーパッド又はエラストマー構造２８０２と、周囲構造２８０６と、ポンプ２８１２とを含む。ポンプ２８１２（及びポンプ内のモータ）は、熱的及び／又は機械的な力２８１４を生成し、その構成要素は、ポンプハウジング２８５５内に含まれる。これらの構成要素は、モータ（例えば、コイル、磁石、磁束帰還構造）を含む。図示のように、光学ハウジング２８９２とバレル２８９０は別個の要素である。他の例では、これらは、一体化された同じ要素とすることができる。変形可能光学レンズ２８０４は、バレル２８９０内に閉じ込められる。
【０１５２】
隔離構造は、変形可能光学レンズ２８０４を含む光学系から力２８１４を隔離（例えば、吸収又は消散）する。チャネル２８１６は、一般的にエラストマー構造２８０２のうちの１つと周囲構造２８０６の間に形成される。リザーバ２８１０とレンズ２８０４の間でチャネル２８１６を通して、２８１８とラベル付けした矢印に示すように流体が交換される。
【０１５３】
光学流体の容積膨張係数は、殆どの固体材料と比較して非常に高く、例えば、セ氏度当たり０．００１０よりも大きい。大きい流体熱膨張に起因して、変形可能レンズの撓みは、システム温度が変化するときに変化する。この変化は、更に別のモータ移動（例示的なポンプ及びモータに対しては本明細書の他の箇所で説明する）によって補償しなければならない。従って、必要とされる余分なモータ移動量を低減するためには、流体膨張効果を低減することが望ましい。シリコーン及び他のエラストマー体の体積熱膨張係数は、一般的に殆どの固体材料と比較して非常に高く、例えば、０．０００９Ｌ／Ｌ毎℃である。この値は、プラスチックの熱膨張率、例えば、０．０００２Ｌ／Ｌ毎℃又はアルミニウム合金の熱膨張率、例えば、０．００００７Ｌ／Ｌ毎℃と比較することができる。エラストマー構造は、一例ではシリコーンから構成され、従って、流体の熱拡大を部分的に補償する機能をもたらす。
【０１５４】
本明細書で説明する長い流体チャネル（例えば、チャネル２８１６）は、システムの全流体容積を増大させ、従って、流体の熱膨張効果が増幅される。上述のように、光学流体の容積膨張係数は、固体材料と比較して非常に高く、例えば、０．００１１である。大きい流体熱膨張に起因して、変形可能レンズの撓みは、システムの温度が変化するときに変化する。この変化は、更に別のモータ移動によって補償される。従って、必要とされる余分なモータ移動量を低減するためには、流体膨張効果を低減することが望ましい。長い流体チャネル（例えば、チャネル２８１６）は、あらゆるタイプの材料又は材料の組合せで構成することができる。シリコーンの体積熱膨張係数は、殆どの固体材料と比較して非常に高く、例えば、０．０００９Ｌ／Ｌ毎℃である。この値は、プラスチックの熱膨張率、例えば、０．０００２Ｌ／Ｌ毎℃又はアルミニウム合金の熱膨張率、例えば、０．００００７Ｌ／Ｌ毎℃と比較することができる。長い流体チャネル（例えば、チャネル２８１６）は、流体の熱膨張を一般的に補償することになるシリコーンチューブで製造することができる。シリコーンチューブは、組立ての容易さに関しては理想的でない可能性がある。シリコーンと、プラスチックのようなより硬質の材料とを組み合わせる別の幾何学形状を使用することができる。例示的幾何学形状を図２８〜図４０に示している。プラスチックは、構造に硬質性を追加する機能をもたらし、流体チャネルの経路を成形するのに役立たせることができる。プラスチックとシリコーンの複合構造の有効体積熱膨張は、それ自体がシリコーンの熱膨張とほぼ同一であり、従って、純粋なシリコーンチューブが行うのと同じく流体の熱膨張を一般的に補償するように決定することができる。
【０１５５】
図２８の例は、簡略化のために１つのレンズ、１つのモータ、及び１つのリザーバを示している。周囲構造２８０６は、リザーバ２８１０の一部を形成し、一例ではシロキサン、ポリカーボネート、又はＬＣＰのような低熱伝導率材料から構成される。材料の他の例を使用することができる。別の例では、周囲構造２８０６は、２つのリザーバの全部又は一部を形成することができる。複数のリザーバを形成する単一部品は、コスト及び組立ての観点から有利になる。
【０１５６】
エラストマー構造２８０２は、シロキサン、発泡体、又はゲルのような様々な材料で構成することができる。材料の他の例を使用することができる。エラストマー構造２８０２は、ＵＶ光の透過を可能にすることができ、チャネル及びリザーバのシールを生成する上で接着剤の硬化を可能にする。一部の態様において、エラストマー構造２８０２は１つの流体チャネルを形成し、それに対して他の態様において、エラストマー構造２８０２は２つの流体チャネルを形成する。他の態様において、エラストマー構造２８０２は１つのリザーバを形成し、それに対して他の態様において、エラストマー構造は２つのリザーバを形成する。
【０１５７】
一態様において、周囲構造２８０６及びポンプハウジング２８５５は、硬質構造を形成する。一態様において、周囲構造２８０６及びエラストマー構造２８０２によって流体圧が支持されるが、他の要素が流体圧を支持することができる。ポンプハウジング２８５５によって反応力が支持される。周囲構造とモータハウジングは、接着剤を通して接続される。接着剤はピンを形成し、従って、それは、接着剤の不良の後に機能することになる。
【０１５８】
部品は撓むので、追加の接触が可能である。例えば、ピストンが過度の運動を有するのを阻止するために周囲構造２８０６、エラストマー構造２８０２、又はポンプハウジング２８５５内に停止部品を追加することができる。この停止部品の追加は、光学装置のフォーカス範囲を制限するために行うか、又は衝撃荷重の場合の更に別の保護として行うことができる。これらの特徴部は、リザーバに配置される場合に、流体流れの余分な抵抗を最小にするように設計されることになる。これらの特徴部は、それ自体がアクチュエータシールを潜在的に損傷することにならない区域内に設置されることになることを確実にするようにも設計されることになる。
【０１５９】
レンズ２８０４は、単一レンズとすることができることを認めるであろう。しかし、図のうちの一部のものでは、２つのレンズ２８０４Ａ及び２８０４Ｂは、２８０４Ｂを上部レンズとし、２８０４Ｂを下部レンズとして示している。これらのレンズの作動原理は同じである。また、図のうちの一部のものに示すように、２つのポンプ（各レンズに対して１つ、各々がモータを有する）、２つのリザーバ、２つのチャネル等が存在することができることも理解すべきであろう。第１のポンプ又はアクチュエータ２８０７は、第１の流体２８１１を第１のレンズ２８０４Ａ内に移動する。第２のポンプ又はアクチュエータ２８０９は、第２の流体２８１３を第２のレンズ２８０４Ｂ内に移動する。光学ハウジング２８３３は、バレル２８３５を含む。可変レンズ２８０４Ｂは膜２８３７を含む。
【０１６０】
特に図２９〜図３６に示すように、これらの構成要素は、アセンブリ２８２０の一部である。アセンブリ２８２０はカメラモジュールとすることができる。光学アセンブリは、可変レンズ２８０４、並びに固定レンズ２８３０、２８３２、２８３４、２８３６、及び２８３８を含む。
【０１６１】
エラストマー構造２８０２は、一態様において、レンズバレルを外力から隔離するエラストマーパッドである。各エラストマー構造は制限区域２８４０を有する。非制限区域２８４２は、パッドが変形して光学ハウジングを外力から保護することを可能にする。制限区域２８４０は、２つの物体の間の接点であり、移動しない。
【０１６２】
製造中にはニードルを使用することができ、エラストマー構造２８０２を貫通してそれを挿入することにより、チャネルのうちのいずれかの中に流体がポンプ注入される。エラストマー構造２８０２が可撓性を有することにより、この挿入を達成することができる。ニードルによって作られた孔又は開口部は、一部の例ではエラストマー構造２８０２の材料に基づいて自己閉鎖するように構成することができる。
【０１６３】
次いで、図３７及び図３８を参照して、装置内の光学流体の形状が示されている。すなわち、いかなる封入構造もない流体自体の形状が示されている。図示のように、上部流体形状２８６３（リザーバを上部変形可能光学レンズに接続するバレル内の第１の開口部２８６９を有する）と、下部流体形状２８６５（リザーバを下部変形可能光学レンズに接続するハウジング内の第２の開口部２８６７を有する）とが存在する。他の例が可能である。
【０１６４】
次いで、特に図３９及び図４０を参照して、内部発生した力と、これらの力に対する反応とを示す自由体図を説明する。力は、モータの作動と流体の加圧とによって発生する。ここで特に図３９を参照して、力２８７１は、アクチュエータから硬質アクチュエータ構造上への反応である。力２８７２は、アクチュエータから周囲構造上へ配分された力である。力２８７３は、流体を光学系に与えるための流体チャネル内の開口部によって引き起こされる弱い流体圧力である。力２８７４は、弱い流体圧力からの配分された反応である。周囲構造と硬質アクチュエータ構造は単体と考えられる。
【０１６５】
次いで、図４０を参照して、光学アセンブリ（バレルとレンズを含む）上の力を示す自由体図を説明する。ハウジングとバレルとレンズとを含む光学アセンブリは、単体と考えられる。
【０１６６】
力２８７５は、光学流体圧からの弱い力であり、力２８７３に等しく、それに対向する。力２８７６は、弱い圧力に対する配分された反応であり、力２８７４に等しく、それに対向する。反応は、光学系を支持するエラストマー構造によって作用される。
【０１６７】
エラストマー装着構造は、モジュール上への外部荷重が、光学系ではなく硬質アクチュエータ構造によって担持されることを確実にする。光学系は外力のうちの大部分を担持することにはならないので、光学アセンブリは変形せず、レンズのミスアラインメントを引き起こさない。エラストマーパッドは、低い熱伝導率のものであり、それによってモータから光学アセンブリへの熱流を低減する。
【０１６８】
次いで、図４１〜図４４を参照して、様々な光学トポロジーを説明する。これらの図（全て光学装置の側面図）では、様々な光学構成要素を異なる方式、順序、及び構成で配置することができることを見ることができる。
【０１６９】
図４１は、折り返し光軸４１０１と、センサ４１０２と、反射面４１０６と、第１の変形可能光学レンズ４１０７と、第２の変形可能光学レンズ４１０９とを有する光学装置の側面図である。
【０１７０】
図４２は、折り返し光軸４２０１と、センサ４２０２と、反射面４２０３と、第１の変形可能光学レンズ４２０４と、第２の変形可能光学レンズ４２０６とを有する光学装置の側面図である。図４１の例と比較すると、この例は、第１の変形可能光学レンズ４２０４と第２の変形可能光学レンズ４２０６とを含む。更に、図４１の例と比較すると、この例は、第１の変形可能光学レンズが、光路内で反射面の背後の位置に移動されていることを示している。すなわち、光線は、最初に反射面に衝突し、それに続いて変形可能光学レンズを通過する。
【０１７１】
図４３は、折り返し光軸４３０１と、センサ４３０２と、第１の反射面４３０３と、第２の反射面４３０４と、第１の変形可能光学レンズ４３０５と、第２の変形可能光学レンズ４３０６とを示している。図４１及び図４２の例と比較すると、第２の反射面が追加されている。
【０１７２】
次いで、図４４を参照して、更に別の光学トポロジーを説明する。このトポロジーは、折り返し光軸４４０１と、センサ４４０２と、第１の反射面４４０３と、第２の反射面４３０４と、第１の変形可能光学レンズ４３０５と、第２の変形可能光学レンズ４３０６とを含む。図４４の例では、第１の変形可能光学レンズ４４０５が、図４１に示す位置に移動される。
【０１７３】
次いで、図４５〜図５０を参照して、本発明の手法によって達成される画像安定化の例を説明する。一般的には、画像安定化は、光学装置の要素の位置の自動調節によって達成することができ、フィードバックを利用するか又は利用しない場合もある。より具体的には、構成要素の移動又は像位置の変化が検出され、この移動に対する補償が与えられる。光学装置の内部又はカメラモジュールの外部に検出器を配置することができる。検出及び調節の複数の経路／アルゴリズムを使用することができる。本明細書の他の箇所で説明するように、構成要素を適切なアラインメントに移動するために小型モータを使用することができる。
【０１７４】
図４５は、折り返し光軸４５０１と、センサ４５０２と、反射面４５０３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ４５０５と、傾斜光軸４５０５とを含む光学装置の側面図を示している。反射器４５０３は、４５０６とラベル付けした矢印に示すように回転／傾斜される。本明細書の他の箇所で上述したように、この調節はθ方向に行われる。この移動は、光線の方向を変更し、望ましくない移動を補償するのに適している。
【０１７５】
図４６は、折り返し光軸４６０１と、センサ４６０２と、反射面４６０３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ４６０４と、傾斜光軸４６０５とを示している。反射面４６０３は、４６０６とラベル付けした矢印に示す方向に回転／傾斜される。その結果、本明細書の他の箇所で上述したように、調節はφ方向に行われている。図４６に示す図は、光学装置内を下向きに覗き込むように示すものであり、図４５にあるような側面図ではない。
【０１７６】
図４７は、折り返し光軸４７０１と、センサ４７０２と、反射面４７０３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ４７０４とを含む光学装置の側面図を示している。センサ４７０２は、４７０５とラベル付けした矢印に示す方向に平行移動することができる。
【０１７７】
図４８は、折り返し光軸４８０１と、センサ４８０２と、反射面４８０３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ４８０４とを含む光学装置の上面図を示している。センサ４８０２は、４８０５とラベル付けした矢印に示す方向に平行移動することができる。図４８に示す図は、光学装置内を下向きに覗き込むように示すものであり、図４５又は図４７にあるような側面図ではない。
【０１７８】
図４９は、折り返し光軸４９０１と、センサ４９０２と、反射面４９０３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ４９０４と、移動中実レンズ又は移動中実レンズ群４９０５とを含む光学装置の側面図を示している。レンズ４９０５は、４９０６とラベル付けした矢印に沿って移動することができる。
【０１７９】
図５０は、折り返し光軸５００１と、センサ５００２と、プリズム５００３と、少なくとも１つの変形可能光学レンズ５００４と、移動中実レンズ又は移動中実レンズ群５００５とを含む光学装置の上面図を示している。レンズ５００５は、５００６とラベル付けした矢印に沿って移動することができる。図５０に示す図は、光学装置内を下向きに覗き込むように示すものであり、図４５、図４７、又は図４９にあるような側面図ではない。
【０１８０】
次いで、図５１Ａ〜図５１Ｂを参照して、光学装置における光学画像安定化を更に詳しく説明する。光学装置５１０２は、端部５１０６を有する光学ハウジング５１０４を含む。光学ハウジング５１０４内には固定レンズ５１０８が配置される。光学ハウジング５１０４内には、更に変形可能光学レンズ５１１０が配置される。
【０１８１】
光学ハウジング５１０４内にはバレル５１１２が配置され、変形可能光学レンズ５１１０は、少なくとも部分的にバレル５１１２内に配置される。光学ハウジング５１０４には反射面５１１４が装着される。光学ハウジング５１０４の端部５１０６にはセンサ５１１６が結合される。
【０１８２】
センサ軸５１２０が、センサ５１１６及び反射面５１１４を通過する。センサ軸５１２０と同じ平面に、それとは非平行に物体軸５１２２が存在し、物体軸５１２２は、反射面５１１４を通過する。
【０１８３】
光路５１２４（折り返し光路）が存在し、光学ハウジング５１０４内に配置される。光路５１２４は、装置に対して外部の物体５１２６から反射面５１１４まで物体軸５１２２を辿る。光路５１２４は、反射面５１１４において向け直され、次いで、光学ハウジング５１０４の端部にあるセンサ５１１６までセンサ軸５１２０を辿る。光路５１２４は、変形可能光学レンズ５１１０及び固定レンズ５１０８を通過する。反射面５１１４、センサ５１１６、又は変形可能光学レンズ５１１０は、光路をセンサ５１１６まで辿る像の像品質を改善するように移動又は調節される。
【０１８４】
構成要素（固定レンズ５１０８、変形可能光学レンズ５１１０、バレル５１１２、反射器５１１４、センサ５１１６）の各々又はこれらの構成要素の組合せを像品質を改善し、センサ５１１６における像を安定化させるように自動的に所定位置に調節することができる。これらの点に関して、モータ（又は他のアクチュエータ）５１６０が、構成要素（例えば、固定レンズ５１０８、変形可能光学レンズ５１１０、バレル５１１２、反射器５１１４、センサ５１１６）をローラ又は可撓性ロッド５１６６上で移動するためのコネクタ５１６２を有する。他の作動手法を使用することができる。この例では様々なモータ５１６０が様々な光学構成要素に結合される。
【０１８５】
本明細書の他の箇所で上述したように、様々な光学構成要素を光学ハウジングに含むことができる。同じく上述のように、このハウジングは、単一部品のモールド成形構造とすることができる。しかし、他の例では、構造を互いに結合される複数の別個の構成要素に分割することができる。説明するように、この手法が利用される場合に、ある一定の利点を達成することができる。
【０１８６】
次いで、図５２Ａ〜図５２Ｅを参照して、光学ハウジングを別個の部分に分断する一例を説明する。この例では３つの部分を示すが、いかなる個数のバレルを使用することができることを認めるであろう。
【０１８７】
光学ハウジングの第１の部分５２０２と光学ハウジングの第２の部分５２０４とが、第１の界面５２０６において互いに結合される。第２の部分５２０４と光学ハウジングの第３の部分５２０８とが、第２の界面５２１０において互いに結合される。装置は、第１の固定レンズ５２１２と、第２の固定レンズ５２１４と、センサ５２１６と、第１の変形可能光学レンズ５２１８（第１の膜５２２０と第１の容器レンズ又は固定レンズ５２２２とを含む）と、第２の変形可能光学レンズ５２２４（第２の膜５１２６と第２の容器レンズ又は固定レンズ５２２８とを含む）と、反射面５２３０（例えば、プリズム）とを含む。異なる構成要素の間には粘着剤５２３２が適用される。
【０１８８】
これらの部分は、組立てが完了する前には開いているので、装置の部品（例えば、変形可能光学レンズ）を容易に組み立てることができ、光学構成要素を容易挿入することができる。光学ハウジングを別個の部分に分割することにより、レンズ成形器と容器レンズの両方を設置する薄幅の支持体が流体チャネルにおいて更に可能になる。
【０１８９】
次いで、特に図５２Ｂ及び図５２Ｃを参照して、別の態様において、界面５２０６及び５２１０を様々な異なる方式で構成することができる。第１の手法では、第１の部分５２０２上に第１のフランジ５２４０が構成され、第２の部分５２０４上に第２のフランジ５２４２が構成される。フランジ５２４０及び５２４２の各々は、その各コーナに配置された孔（又は開口部）５２４４を有する。孔５２４４の各々を通してピン５２４６が配置される。その結果、部品が互いに結合される時にアラインメントが容易に達成される。この手法は、全ての部分の間に同じく適用することができる。
【０１９０】
第２の手法では、第２の部分５２０４と第３の部分５２０８とがセンタリング特徴部を用いて中心化される。一例では、（第２のバレルとセンサとの間で）各コーナがセンタリング特徴部５２５０を有する。タブ５２５２が、隣接するセンタリング特徴部５２５０の間に置かれる。２つの部分が接続されると同時に、これらの部分は、センタリング特徴部５２５０を用いて自動的に中心化される。
【０１９１】
次いで、図５２Ｅを参照して、第２の部分５２０４とセンサハウジングの間の接続部が示されている。各コーナはセンタリング特徴部５２７０を有する。クロッキング特徴部又はタブ５２７２が使用され、センタリング特徴部５２７０内への挿入によってアラインメントが与えられる。
【０１９２】
本発明の手法は、軸対称バレルアラインメントの要件を排除し、代わりに光学ハウジングの部分を界面のコーナにおいて位置合わせする。これらの手法は、いかなる端部からの装置の組み立ても可能にし、流体チャネルを有する近接して位置する要素の組立てを可能にする。
【０１９３】
次いで、図５３を参照して、ポンプ部分５３０２と光学部分５３０４とを端合わせで配置する光学アセンブリ５３００の一例を説明する。一般的にポンプ部分５３０２は、リザーバと変形可能光学レンズの間の流体の交換をもたらすためにピストンを移動する電気機械アクチュエータを含む。これらのアクチュエータは、少数の例を挙げれば、電磁、圧電、静電、磁歪とすることができる。磁場リニアアクチュエータにおけるボイスコイルの一例を本明細書の他の箇所で説明する。
【０１９４】
光学部分５３０４は、光学ハウジング５３０６と、その中に配置された第１の変形可能光学レンズ５３０８及び第２の変形可能光学レンズ５３１０とを含む。光学ハウジング５３０６内には反射面５３４０が配置される。光学ハウジング５３０６の端部にはセンサ５３３８が配置される。
【０１９５】
ポンプ部分５３０２は、第１の流体リザーバ５３０７と第１の変形可能光学レンズ５３０８の間の流体の交換をもたらすように構成される。ポンプ部分５３０２は、第２の流体リザーバ５３０９と第２の変形可能光学レンズ５３１０の間の流体の交換をもたらすようにも構成される。
【０１９６】
図５３のシステムの作動の一例では、センサ軸５３２０はセンサ５３０８及び反射面５３４０を通り、物体軸５３２２は、センサ軸に対してほぼ垂直であり、反射面５３４０を通過する。光学ハウジング内には、像に対する光路が設けられる。光路は、装置に対して外部の物体から反射面５３４０まで物体軸を辿る。光路は、反射面５３４０において屈曲され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサ５３３８までセンサ軸５３２０を辿る。光路は、変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する。
【０１９７】
センサ軸は、モータ部分５３０２の全長及び光学部分５３０４の全長を通って延びている。第１の流体チャネル５３４４及び第２の流体チャネル５３４５が形成され、これらの流体チャネルは、モータ部分５３０２の側面及び光学部分５３０４の側面に沿ってセンサ軸５３２０に対してほぼ平行な方向に延びている。流体チャネル５３４４、５３４５は、モータ部分５３０２内のリザーバ５３０７、５３０９と、第１の変形可能レンズ及び第２の変形可能レンズの間の流体の交換を可能にするように構成される。
【０１９８】
流体チャネル５３７０及び５３７２は、リザーバと変形可能光学レンズとの間で流体を供給する。チャネル５３７０及び５３７２は、第１の構造５３７４と第２の構造５３７６の間に形成することができる。本明細書に使用する「チャネル」は、流体が通過する空き空間及びこの空き空間を閉じ込める（空き空間を形成する）構造を意味する。
【０１９９】
別の例では、光学装置は軸を含む。光学部分は、軸の周りに配置された少なくとも１つの変形可能光学レンズを含む。ポンプ部分は、少なくとも１つの変形可能レンズを作動させるように構成され、軸の周りに配置される。一部の例では、ポンプ部分は、光学部分の一方の側に配置される。他の例では、ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、光学部分は、第１の部品と第２の部品の間に配置される。
【０２００】
更に別の例では、光学装置は、ポンプ部分と光学部分とを含む。光学部分は、光学ハウジングと、その中に配置された第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズと、光学ハウジング内に配置された反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサとを含む。ポンプ部分は、少なくとも１つの流体リザーバと第１の変形可能光学レンズとの間、及び少なくとも１つの流体リザーバと第２の変形可能光学レンズとの間で流体の交換をもたらすように構成される。光学部分は、軸と、ポンプ部分と、軸の周りに配置された光学部分とを更に含む。
【０２０１】
一部の例では、ポンプ部分は、光学部分の一方の側に配置される。他の例では、ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、光学部分は、第１の部品と第２の部品の間に配置される。他の例では、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、第１のリザーバ及び第２のリザーバは同じ平面に配置される。
【０２０２】
一部の態様において、流体チャネルが、ポンプ部分の第１の側面部分と、光学部分の第２の側面部分とに沿って、軸に対してほぼ平行な方向に形成されて延びている。少なくとも１つの流体チャネルは、少なくとも１つのリザーバと第１の変形可能レンズとの間、及び少なくとも１つのリザーバと第２の変形可能レンズとの間の流体の交換を可能にするように構成される。
【０２０３】
一部の例では、少なくとも１つの流体チャネルは、第１の材料部分と第２の材料部分とで形成される。一部の態様において、第１の材料部分は、第２の材料部分とは異なる材料を含む。他の態様において、少なくとも１つの流体チャネルは、管状構造を含み、管状構造は、熱流体膨張の効果を最小にするか又は排除する材料から構成される。これらの部品は、少数の例を挙げると、互いに粘着させる、互いに溶接する、一体モールド成形する、又は二段階工程を用いて製造することができる。
【０２０４】
他の例では、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含む。第１のリザーバから第１の変形可能光学レンズへの流体の第１の移動は、第２のリザーバから第２の変形可能光学レンズへの流体の第２の移動よりも弱い流体抵抗に遭遇する。
【０２０５】
一部の態様において、ポンプは、中心部分と外側部分を有する磁気回路帰還構造を含む。外側部分は、第１の壁部分と第２の壁部分とを含む。中心部分は、第１の壁部分と第２の壁部分の間に配置される。
【０２０６】
中心部分の第１の部分の周りで第１のコイルが延び、中心部分の第２の部分の周りで第２のコイルが延びている。更に、第１の磁石と第２の磁石とが含まれる。第１のコイル内に第１のアクチュエータが少なくとも部分的に移動可能に配置され、第２のコイル内に第２のアクチュエータが少なくとも部分的に移動可能に配置される。
【０２０７】
第１のコイルに印加される第１の電流が、第１のアクチュエータの第１の移動をもたらす第１の力を生成し、第１のアクチュエータの第１の移動は、変形可能光学レンズと連通する第１の膜を移動するのに有効である。
【０２０８】
第２のコイルに印加される第２の電流が、第２のアクチュエータの第２の移動をもたらす第２の力を生成し、第２のアクチュエータの第２の移動は、変形可能光学レンズと連通する第２の膜を移動するのに有効である。
【０２０９】
一部の態様において、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、ピストン状構造である。他の例では、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、断面がほぼ円形である。ピストンの面積は、変形可能光学レンズ内に押し込まれる流体の量に対して強い影響を有する。望ましいのは、最小にされた高さを有するモータ構造を有することであり、従って、異なるアスペクト比を有する他のピストン断面が重要である場合がある。ピストンの大きい面積を尚も必要とする高さ制限を有する場所では、楕円形、長円形、及びレーストラック形状が、円よりも有利になる。
【０２１０】
他の例では、第１の磁石及び第２の磁石は、ネオジウム−鉄−ホウ素磁石又はサマリウムコバルト磁石から製造される。磁石は、中心部分に向けて偏極される。他の態様において、第１の磁石及び第２の磁石は、中心部分から離れるように偏極される。両方の偏極の事例において、デバイスは、中心構造に関して磁気的にほぼ対称である。他の例では、第１の磁石は、第１の壁部分の上に張り出し、この張り出しは、組立てを助けることになり、コイルを通って流れる磁束量を最適化するのに大いに役立つ。
【０２１１】
一部の他の態様において、第１の磁石は、第１の壁部分と第１のコイルの間に配置され、更に第１の壁部分と第２のコイルの間にも配置される。第２の磁石は、第２の壁部分と第１のコイルの間に配置され、更に第２の壁部分と第２のコイルの間にも配置される。
【０２１２】
次いで、具体的に図５４Ａ〜図５４Ｈを参照して、光学モータ装置５４００の１つの特定例を説明する。モータ装置５４００は、中心部分５４０４と外側部分５４０６とで形成された磁気回路帰還構造５４０２を含む。外側部分５４０６は、第１の壁部分５４０８と第２の壁部分５４１０とを含む。可撓性ハーネス５４１１は、電流をコイル（以下に説明する）に供給するインタフェースである。可撓性ハーネス５４１１は、熱センサ、移動センサ、アクチュエータ駆動チップ、コネクタ、及び他の構成要素を含むことができる。
【０２１３】
中心部分５４０４は、第１の壁部分５４０８と第２の壁部分５４１０の間に配置される。中心部分５４０４の第１の部分５４１４の周りには第１のコイル５４１２が延び、中心部分５４０４の第２の部分５４１８の周りには第２のコイル５４１６が延びている。第１の壁部分５４０８と第１のコイル５４１２の間には第１の磁石５４２０が配置される。第１の磁石５４２０は、第１の壁部分５４０８と第２のコイル５４１６の間にも配置される。第２の壁部分５４１０と第１のコイル５４１２の間には第２の磁石５４２２が配置される。第２の磁石５４２２は、第２の壁部分５４１０と第２のコイル５４１６の間にも配置される。
【０２１４】
第１のコイル５４１２内には第１のピストン５４３０が少なくとも部分的に移動可能に配置される。第２のコイル５４１６内には第２のピストン５４３２が少なくとも部分的に移動可能に配置される。第１のコイル５４１２に印加される第１の電流が、第１のピストン５４３０の第１の移動を生成する第１の力を生成する。第１のピストン５４３０の第１の移動は、第１のリザーバと連通する第１の膜又はアクチュエータシールを移動するのに有効である。第１の膜の移動は、第１のリザーバと第１の変形可能光学レンズの間の流体の交換を発生させるのに有効である。
【０２１５】
第２のコイル５４１６に印加される第２の電流は、第２のピストン５４３２の第２の移動を生成する第２の力を生成する。第２のピストン５４３２の第２の移動は、第２のリザーバ５４４０と連通する第２の膜又はアクチュエータシールを移動するのに有効である。第２の膜の移動は、第２のリザーバと第２の変形可能光学レンズの間の流体の交換を発生させるのに有効である。
【０２１６】
構造を通して平面５４１３が延びている。磁束経路５４１５及び５４１７が延びている。各モータは、バネ５４１９により、又はバネコイル５４２１とボビン５４２３とによって別のアセンブリに装着することができる。
【０２１７】
次いで、図５４Ｆ〜図５４Ｎを参照して、１又は２以上のモータを有するポンプを説明する。これらの図は、ポンプ／モータの上面図（並びに磁気帰還構造又はヨークの側面図）を含み、構成要素の様々な配置を示している。他の配置が可能である。磁気帰還構造又はヨークは、軟磁性材料から製造される。これらの軟磁性材料は、少数の例を挙げれば、スチール材料、ニッケル−鉄材料、又はニッケルコバルト材料を含むことができる。
【０２１８】
ここで図５４Ｆを参照して、装置５４５０は、ヨーク（磁気帰還構造）５４５２と、第１の磁石５４５６と、第２の磁石５４５８とを含む。平面５４６０がこの構造５４５０を二分する。ヨーク５４５２は、第１の中心部分５４６２と、第２の中心部分５４６４とを有する。ヨーク５４５２は、第１の壁５４６８と第２の壁５４７０とを含む外側部分５４６６を有する。第１の中心部分５４６２を第１のコイル５４７２が取り囲み、第２の中心部分５４６４を第２のコイルが取り囲む。構造５４００は、平面５４６０に関して対称である。この例では、ヨーク５４５２は、単一部品として形成される。構造は、別個のＵ字形要素から製造された２つの部品とすることができる。構造は、単一部品とすることができる。構造は、大きい幅広のＵ字形状として形成された外面と、別個の部品である中心部品とを有することができる。構造の内側に２つの間隙を生成するための多くの構造が可能である。図５４Ｇは、図５４Ｆの装置の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、それに対して図５４Ｈは、図５４Ｆの装置の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【０２１９】
次いで、図５４Ｉを参照して、装置５４５０は、ヨーク（磁気帰還構造）５４５２と、第１の磁石５４５６と、第２の磁石５４５７と、第３の磁石５４５８と、第４の磁石５４５９とを含む。平面５４６０が構造５４５０を二分する。ヨーク５４５２は、第１の中心部分５４６２と、第２の中心部分５４６４とを有する。ヨーク５４５２は、第１の壁５４６８と第２の壁５４７０とを含む外側部分５４６６を有する。第１の中心部分５４６２を第１のコイル５４７２が取り囲み、第２の中心部分５４６４を第２のコイルが取り囲む。この例では、ヨーク５４５２は、互いに取り付けられた（例えば、粘着剤、溶着、又はあらゆる他の取り付け手順により）２つの部品で形成される。図５４Ｊは、図５４Ｉの装置の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、それに対して図５４Ｋは、図５４Ｉの装置の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【０２２０】
次いで、図５４Ｌを参照して、装置５４５０は、ヨーク（磁気帰還構造）５４５２と、第１の磁石５４５６と、第２の磁石５４５７と、第３の磁石５４５８と、第４の磁石５４５９とを含む。平面５４６０がこの構造５４５０を二分する。ヨーク５４５２は、第１の中心部分５４６２と、第２の中心部分５４６４とを有する。ヨーク５４５２は、第１の壁５４６８と第２の壁５４７０とを含む外側部分５４６６を有する。第１の中心部分５４６２を第１のコイル５４７２が取り囲み、第２の中心部分５４６４を第２のコイルが取り囲む。この例では、ヨーク５４５２は、互いに取り付けられた（例えば、粘着剤、溶着、又はあらゆる他の取り付け手順により）２つの部品で形成される。図５４Ｉ〜図５４Ｋの例と比較すると、コイルは、磁石の外側に配置される。図５４Ｍは、図５４Ｌの装置の線Ａ−Ａに沿った断面図であり、それに対して図５４Ｎは、図５４Ｌの装置の線Ｂ−Ｂに沿った断面図である。
【０２２１】
次いで、図５５を参照して、光学系５５００の一例を説明する。カメラモジュール５５０２は、制御システム５５０４に結合される。制御システム５５０４は、カメラモジュール５５０２の内部及び／又はカメラモジュール５５０２の外部にあるソフトウエアに実施することができる。カメラモジュール５５０２は、全ての光学系、モータ、コネクタなどを含む。カメラモジュール５５０２は、結像部分５５２０と、インタフェース部分５５２２と、ポンプ部分５５２４とを含む。
【０２２２】
結像部分５５２０は、全ての構成要素を光学ハウジング及びバレル内に含む。結像部分５５２０は、像を形成するのに使用される全ての光学要素を含む。一態様において、結像部分５５２０は、変形可能光学レンズ（バレル、流体、固定硬質レンズ、レンズ成形器、及び膜）と、光学ハウジングと、他の固定硬質レンズと、アパーチャと、センサと、センサハウジングと、カバーガラスとを含む。
【０２２３】
インタフェース部分５５２２は、周囲構造と、エラストマーパッドと、他の部分への接点と、流体とを含む。ポンプ部分５５２４は、電気エネルギを機械力に変換するためのモータ（例えば、コイル、磁石、磁気帰還構造）と、移動するアクチュエータ（例えば、ピストン）とを含む。アクチュエータの移動は、流体を移動する（例えば、チャネルを通して液体を変形可能光学レンズまで移動するシール又は膜を移動することにより）。
【０２２４】
これらの実施形態の多くのものにおいて、変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有するレンズ膜を有する。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２２５】
他の態様において、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。他の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０２２６】
他の例では、ゼルニケ多項式は、レンズ膜の半径方向位置がレンズ成形器の半径に等しい時に１に等しい正規化半径方向位置を有する。
【０２２７】
上述の実施形態のうちの他のものでは、レンズ膜を有する変形可能光学レンズは、球状キャップ及びある一定の選択されたゼルニケ多項式だけに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有する。
【０２２８】
一例では、球状キャップ、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式、及びゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式のみが、レンズの形状を２ミクロンの範囲でモデル化するのに十分である。
【０２２９】
別の例では、ゼルニケ多項式は、球状キャップ、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式、及びゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式のみを含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２３０】
別の例において、レンズのｚ軸配置ではなく、その曲率のみを問題とすべき場合に、ゼルニケ多項式は、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式のみを含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２３１】
他の例が可能である。
【０２３２】
上述の実施形態の更に他のものでは、膜を有する変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を有する。球状キャップは球状キャップ半径を有し、ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０２３３】
他の態様において、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。他の例では、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【０２３４】
上述の実施形態の他のものにおいて、変形可能光学レンズサブシステムは、明確に定義されたレンズ成形器縁部を有するレンズ成形器と、明確に定義されたレンズ成形器縁部と同心の固定中実レンズと、固定中実レンズを位置合わせするバレルと、レンズ成形器に接着剤なしで直接に取り付けられるが、補助的な化学物質を許容する変形可能レンズ膜とを含む。
【０２３５】
一部の態様において、レンズ成形器はシリコンから構成され、変形可能レンズ膜はシロキサンから構成される。他の態様において、レンズ成形器は、二酸化シリコン層を含む。
【０２３６】
他の例では、変形可能レンズ膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式、及びゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２３７】
他の態様において、バレルは、レンズ成形器又は固定中実レンズのいずれかの中に形成される。他の例では、明確に定義されたレンズ成形器縁部の直径は、１ｍｍと１０ｍｍの間である。
【０２３８】
更に他の例では、変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップは球状キャップ半径を有し、ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０２３９】
更に他の例では、レンズ成形器は、半金属、金属、金属及び半金属合金、金属及び半金属酸化物、硫化物、窒化物、燐化物、ホウ化物、ガラス又はプラスチック材料から構成される。他の例では、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。他の態様において、レンズをレンズ成形器との接触を失うことなく凹形状に変えることかできるように、レンズは接着剤を用いずに結合される。
【０２４０】
上述の実施形態の他のものにおいて、変形可能光学レンズサブシステムは、レンズ成形器と、レンズ成形器に中間材料を用いて間接的に取り付けられた変形可能レンズ膜とを含む。レンズ成形器はシリコンから構成され、変形可能レンズ膜はシロキサンから構成される。変形可能レンズ膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含み、球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２４１】
他の態様において、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。更に他の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０２４２】
更に他の態様において、変形可能光学膜は、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップは球状キャップ半径を有し、ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０２４３】
一例では、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。他の態様において、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【０２４４】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、少なくとも１つのゼルニケ多項式に従って成形されるように構成された膜を有する変形可能光学レンズが与えられる。ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含む。２つのゼルニケ多項式を用いて、変形可能光学レンズのモデルが、約２マイクロメートル内で形成される。変形可能光学レンズのモデルを用いて、少なくとも第１の固定レンズが、変形可能光学レンズとの組合せで機能するように構成される。
【０２４５】
他の態様において、変形可能光学レンズのモデルを用いて、少なくとも第２の固定レンズが、第１の固定レンズとの組合せで機能するように構成される。他の例では、少なくとも１つのゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。他の例では、少なくとも１つのゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０２４６】
これらの実施形態の更に他のものでは、変形可能光学レンズは、膜が、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含み、球状キャップ及びゼルニケ多項式が、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、かつ変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である約１．４という屈折率を有する変形可能膜と、変形可能膜によって少なくとも部分的に閉じ込められ、かつ約１．２７〜１．９の間、好ましくは約１．２９〜１．６の間、特に約１．３という屈折率を有する光学流体とを含む。
【０２４７】
光学流体は、有機構造、半有機構造、及び無機骨格構造から構成される群から選択される構造を有する無色のフッ素化液体を含む。
【０２４８】
一態様において、光学流体は、パーフルオロ（ヒドロ）カーボン、パーフルオロポリエーテル、シロキサン、及びフッ素化側鎖から構成される群から選択される。更に他の例では、光学流体は、パーフルオロポリエーテルを含む。他の例では、光学流体は、分散液を含む。
【０２４９】
上述の実施形態の他のものにおいて、レンズ成形器と変形可能レンズ膜との両方の面調製が実施される。任意的に、洗浄を実施することができる。変形可能レンズ膜は、レンズ成形器に接着剤のような第３の材料を用いずに直接に結合される。
【０２５０】
他の態様において、変形可能レンズとレンズ成形器の間の直接結合は、レンズ成形器内の二酸化シリコン層を通して発生する。他の例では、直接結合は、結合を助けるための補助化学物質を利用する。他の例では、補助化学物質は接着促進剤を含み、又はこの化学物質は、直接に結合を強化する薄く平滑なガラス質コーティングを形成する。
【０２５１】
更に他の態様において、変形可能レンズ膜は第１の側面と第２の側面とを含み、変形可能レンズ膜をレンズ成形器に直接に結合する段階は、変形可能レンズ膜の第１の側面を未処理状態で又は補助化学物質で処理された状態でレンズ成形器に直接に結合する段階を含む。
【０２５２】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、多光学要素アセンブリは、第１の変形可能光学レンズと、第２の変形可能光学レンズと、反射面と、第１及び第２の変形可能光学レンズと反射面とによって定義された折り返し光軸と、折り返し光軸に沿って延びる光路とを含む。
【０２５３】
他の例では、反射面は、ミラー、プリズム、又は適応要素を含む。他の態様において、反射面は、第１の変形可能レンズと第２の変形可能レンズの間に配置される。他の例では、反射面は、第１の変形可能レンズと第２の変形可能レンズの両方のいずれかの側に配置される。
【０２５４】
更に他の例では、第２の変形可能光学レンズと画像センサの間に少なくとも２つの固定レンズが配置される。他の態様において、第１及び第２の変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って膜−空気界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を有する膜を含む。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。
【０２５５】
他の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。他の態様において、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０２５６】
第１及び第２の変形可能光学レンズは、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成され、球状キャップは球状キャップ半径を有する。ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０２５７】
他の態様において、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、変形可能光学レンズを約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。他の例では、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【０２５８】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、光学ハウジングと変形可能光学レンズとを通って延びる軸に位置合わせされ、かつ光学ハウジングによって少なくとも部分的に封入された変形可能光学レンズと、流体を少なくとも部分的に閉じ込める少なくとも１つの流体リザーバと、周囲構造と、周囲構造と光学ハウジングの間に配置され、かつ光学ハウジングと少なくとも部分的な接触状態にある少なくとも１つのエラストマー構造とを含む。
【０２５９】
少なくとも１つのエラストマー構造及び周囲構造は、少なくとも１つの流体リザーバと変形可能光学レンズとの間で流体が交換される際に通るチャネルの少なくとも一部分を形成する。周囲構造及び少なくとも１つのエラストマーパッドの配置は、熱エネルギ及び機械力が外部エンティティから変形可能光学レンズの間で伝達されるのを低減又は防止するのに有効である。
【０２６０】
他の態様において、固定レンズが設けられ、周囲構造及び少なくとも１つのエラストマーパッドの配置は、熱エネルギ及び機械力が固定レンズに伝達されるのを低減又は防止するのに有効である。他の例では、周囲構造は、固定レンズと変形可能光学レンズとのアラインメントを維持するように構成される。他の態様において、エンティティはポンプを含む。他の態様において、周囲構造とエラストマー構造は、単一部品を生成するように二段階工程でモールド成形される。
【０２６１】
他の例では、ポンプが設けられ、少なくとも１つの流体リザーバと変形可能光学レンズの間の流体の交換をもたらすように作動される。ポンプはポンプハウジングを有し、ポンプハウジングと周囲構造とは互いに機械的に結合される。
【０２６２】
他の態様において、ハウジングは、ポンプからの反応力を支持する。他の例では、周囲構造とハウジングは接着剤を用いて結合される。他の態様において、流体の圧力は、周囲構造によって少なくとも部分的に支持される。他の例では、周囲構造は、少なくとも１つのリザーバの一部分を形成する。
【０２６３】
他の態様において、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバと第２のリザーバを含み、周囲構造は、第１のリザーバの少なくとも一部と第２のリザーバの少なくとも一部とを形成する。他の例では、周囲構造は、低い熱伝導率を可能にする材料から構成される。
【０２６４】
他の態様において、ポンプハウジングは、電気機械変換器の一部分を形成する。他の例では、ポンプハウジングは、スチール、ニッケル−鉄、及びコバルト−鉄材料のような軟磁性材料から構成される。
【０２６５】
更に他の態様において、エラストマー構造は、シロキサン、発泡体、及びゲルから構成された群から選択される材料から構成される。他の例では、エラストマー構造は、紫外線の透過を許す。
【０２６６】
更に他の態様において、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含む。エラストマー構造は、第１のリザーバの少なくとも一部と第２のリザーバの少なくとも一部とを形成する。
【０２６７】
他の例では、エラストマー構造は、変形可能材料から構成される。他の態様において、エラストマー構造は複数の面を含み、複数の面のうちの少なくとも１つに沿って機械的に制限を受けない。
【０２６８】
他の例では、エラストマーパッドは、直方体として形成される。他の態様において、エラストマー構造は、エラストマー構造の変形を可能にするための又は光学ハウジングへの熱エネルギの伝達を軽減するためのポケットを含む。他の例では、ポンプの潜在的な偏位を制限することなどのための停止具が配置される。他の例では、エラストマー構造は、光学装置の外部から内部への光学流体のニードル注入を可能にするために自己修復材料又は自己閉鎖材料から構成される。
【０２６９】
他の例では、エラストマーパッドは、エラストマー構造の変形を可能にするためのポケットを含む。他の態様において、エラストマー構造は、光学ハウジングへの熱エネルギの伝達を軽減するためのポケットを含む。他の例では、エラストマー構造は、光学装置の外部から内部への光学流体のニードル注入を可能にするために自己修復材料から構成される。他の態様において、エラストマー構造は、チャネルの一部を形成し、流体と接触状態にある。エラストマー構造は、約１００*１０＾６ｍ／ｍ／ｃの熱膨張率を有する材料から構成される。
【０２７０】
他の態様において、エラストマー構造は、２００＊１０＾６ｍ／ｍ／ｃよりも大きい熱膨張率を有する材料から構成される。他の例では、チャネルは、圧力下の容積において、同じ圧力下で変形可能光学レンズに流入することになる流体よりも極めて小さくしか膨張せず、チャネル膨張は、同じ圧力下でレンズに流入する流体の約１０％よりも小さい。他の態様において、チャネルは、シリコーンチューブ、又はシリコーンとそれよりも硬質の材料とで製造された複合材チューブを含む。チューブは、光学液体の高い熱膨張を部分的に補償するのに有効な有効体積熱膨張を有し、それによってこの流体膨張を補償するのに必要とされる余分のモータ移動量を低減する。
【０２７１】
他の例では、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含む。第１のリザーバ及び第２のリザーバは同じ平面に配置される。
【０２７２】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズと、第１の変形可能光学レンズと、光学ハウジング内に配置されたバレルであって、少なくとも部分的にその中に固定レンズ及び変形可能光学レンズのうちの少なくとも一方が配置される上記バレルと、光学ハウジングに装着された反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサを通過するセンサ軸及びセンサ軸の入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、反射面を通過する上記物体軸及びセンサ軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、反射面で向け直され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿って変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。光学ハウジングは、センサ軸に沿って変形可能光学レンズを位置合わせし、かつセンサ軸から半径方向に外向きに延びる方向に変形可能光学レンズを位置合わせするように構成かつ配置される。
【０２７３】
他の態様において、バレルと光学ハウジングは、互いに一体化されるように形成される。他の例では、反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素である。
【０２７４】
更に他の態様において、反射面は、移動要素を含む。他の例では、反射面は変形するが、光学装置の他の要素に対して固定された位置に留まる。他の例では、光学ハウジングとバレルは光学アラインメント構造を形成し、光学アラインメント構造は、物体軸とセンサ軸とを通って延びる平面に関して大部分が対称である。
【０２７５】
更に他の態様において、第１の変形可能光学レンズとは別個のアセンブリとして構成された第２の変形可能光学レンズが設けられる。他の例では、光路は、反射面において約９０度の角度で向け直される。
【０２７６】
他の例では、第１のリザーバ及び第２のリザーバが設けられる。第１のリザーバは第１のアクチュエータシールを含み、第２のリザーバは第２のアクチュエータシールを含み、第１のアクチュエータシール及び第２のアクチュエータシールは実質的に同じ平面にある。
【０２７７】
他の例では、第１のリザーバ及び第２のリザーバが設けられる。第１のリザーバは第１のアクチュエータシールを含み、第２のリザーバは第２のアクチュエータシールを含む。第１のアクチュエータシール及び第２のアクチュエータシールは、切断平面の同じ側にある。
【０２７８】
更に他の例では、光学ハウジングは、実質的に対称な流体開口部を含み、周囲構造が、光学ハウジングの反対側面上に配置されるようにする。更に他の例では、光学ハウジングは、第１の変形可能レンズの近くにある空気が開口部を辿り、空気を光学装置の外側に通気することを可能にするように構成される。
【０２７９】
他の態様において、汚染物質が膜の光学活性区域に進入するのを防止するために、開口部はフィルタによって覆われる。他の例では、光学装置は、第２の変形可能レンズを更に含む。第１の変形可能レンズと第２の変形可能レンズとは、同じ開口部を共有する。
【０２８０】
他の例では、光学装置は、第１の変形可能光学レンズと連通する第１の膜を移動するのに有効なアクチュエータシールを更に含む。他の態様において、アクチュエータシールは、膜、蛇腹構造要素、ダイヤフラム、及び流体の粘性がシールを通して流れるには過度に高い場合に密封されるチャネル開口部から構成された群から選択される要素である。
【０２８１】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズと、第１の変形可能光学レンズと、光学ハウジング内に配置されたバレルであって、少なくとも部分的にその中に固定レンズ及び変形可能光学レンズのうちの少なくとも一方が配置される上記バレルと、光学ハウジングに装着された反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサを通過するセンサ軸及びセンサ軸に対して非平行に配置された物体軸であって、反射面を通過する上記物体軸及びセンサ軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿って変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。光学ハウジングは、センサ軸に沿って変形可能光学レンズを位置合わせされ、かつセンサ軸から半径方向に外向きに延びる方向に変形可能光学レンズを位置合わせするように構成かつ配置される。
【０２８２】
他の態様において、バレルと光学ハウジングは、互いに一体化されるように形成される。反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含む。更に他の例では、反射面は、移動要素を含む。他の例では、反射面は変形するが、光学装置の他の要素に対して固定された位置に留まる。
【０２８３】
他の例では、光学ハウジングとバレルは、光学アラインメント構造を形成し、光学アラインメント構造は、ある平面に関して大部分が対称である。この平面は、物体軸とセンサ軸とを通って延びている。
【０２８４】
他の態様において、光学装置は、第１の変形可能光学レンズとは別個のアセンブリとして構成された第２の変形可能光学レンズを更に含む。他の態様において、光路は、反射面において約９０度の角度で向け直される。
【０２８５】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、光学ハウジングと、光学ハウジングに配置された反射器と、膜、レンズ成形器、流体、及びバレルを有する変形可能光学レンズと、ほぼ平面にあり、明確に定義されたレンズ成形器縁部であって、この縁部に対して変形可能光学レンズ軸が中心化され、変形可能光学レンズ軸がこの平面に対して直角である上記明確に定義されたレンズ成形器縁部を定義するレンズ成形器と、光学ハウジングと接触状態にあるバレルと、光学ハウジングの外側にある像物体と、像物体から反射器まで、更に反射器からセンサまで延びる光路とを含む。
【０２８６】
一部の態様において、バレルと光学ハウジングは、光路への変形可能光学レンズ軸のアラインメントを与える予め決められたかつ限られた数の接点で互いに接触する。他の例では、接点は、光路に沿った位置変化を起こすように配置される。更に他の例では、接点は、軸の周りで角度的に分離される。
【０２８７】
他の例では、レンズ成形器は、内面を含み、内面は、光を散乱させるようにスカラップ加工される。他の態様において、膜は、片面上に膜−空気境界、及び他方の面上に膜−流体境界を形成し、散乱光を最小にするために、膜は、膜−流体境界よりも膜−空気境界において平滑である。
【０２８８】
他の例では、膜は、平滑な面と粗い面とを有し、平滑な面は、レンズ成形器に取り付けられる。更に他の例では、レンズ成形器は、非プラスチック材料から構成される。一部の他の例では、非プラスチック材料は、スチール又はシリコンを含む。
【０２８９】
他の態様において、レンズ成形器は、コーティングを更に含む。他の例では、レンズ成形器は、アパーチャ又はバッフルを含む。更に他の態様において、光学装置は、第１のアクチュエータシール及び第２のアクチュエータシールを更に含む。第１のアクチュエータシールは、第１の流体を通して上述の変形可能光学レンズと連通しており、第２のアクチュエータシールは、第２の流体を通して第２の変形可能光学レンズと連通している。他の態様において、第１のアクチュエータシール及び第２のアクチュエータシールは、ロール構造にモールド成形される。
【０２９０】
他の例では、第１及び第２のアクチュエータシールは、流体圧を受けない時には実質的に平坦である。一部の態様において、流体は、光学装置の断電状態において圧力下にある。他の態様において、第１及び第２のアクチュエータシールは、光学装置の断電状態にある時に湾曲状態にある。
【０２９１】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズと、第１の変形可能光学レンズと、第２の変形可能光学レンズと、光学ハウジング内に配置された少なくとも１つのバレルであって、少なくとも部分的にその中に第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズが配置される上記少なくとも１つのバレルと、光学ハウジングに装着された第１の反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサを通過するセンサ軸及びセンサ軸の反射面との入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、反射面において併置される上記物体軸及びセンサ軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、反射面で向け直され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿り、変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。
【０２９２】
他の例では、光学装置は、第１のポンプ及び第２のポンプを更に含む。第１のポンプは、第１の流体を第１のリザーバから第１の変形可能光学レンズに移動し、第２のポンプは、第２の流体を第２のリザーバから第２の変形可能光学レンズに移動する。
【０２９３】
他の態様において、第１の変形可能光学レンズは、膜を含む。一部の例では、膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形されるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、約２マイクロメートル内で膜をモデル化するのに十分である。
【０２９４】
他の態様において、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。他の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０２９５】
更に他の例では、膜は、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップは球状キャップ半径を有し、ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０２９６】
更に他の例では、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。他の態様において、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【０２９７】
他の例では、第１の変形可能光学レンズは膜を含み、膜は、いずれかの非球面形状を有するように制御される。他の例では、第１の反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素である。
【０２９８】
他の態様において、光路は、第１の反射面において約９０度の角度で向け直される。他の例では、光学装置は、第２の反射面を更に含み、第２の反射面は、光学ハウジングの端部に配置される。
【０２９９】
更に他の例では、第１の変形可能レンズは第１の膜を含み、第２の変形可能レンズは第２の膜を含む。第１の膜及び第２の膜は、複数の凸形状と凹形状とを有するように構成可能である。
【０３００】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズと、第１の変形可能光学レンズと、第２の変形可能光学レンズと、光学ハウジング内に配置された少なくとも１つのバレルであって、少なくとも部分的にその中に第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズが配置される上記少なくとも１つのバレルと、光学ハウジングに装着された第１の反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサを通過するセンサ軸及びこの他方の軸に対して非平行に配置された物体軸であって、反射面を通過する上記物体軸及びセンサ軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿り、変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。
【０３０１】
一部の例では、光学装置は、第１のポンプ及び第２のポンプを更に含む。第１のポンプは、第１の流体を第１のリザーバから第１の変形可能光学レンズに移動し、第２のポンプは、第２の流体を第２のリザーバから第２の変形可能光学レンズに移動する。
【０３０２】
他の態様において、第１の変形可能光学レンズは、膜を含む。一部の例では、膜は、球状キャップとゼルニケ多項式とに従って空気−膜界面にわたって成形可能であるように構成された光学活性部分を含む。球状キャップ及びゼルニケ多項式は、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式を含み、約２マイクロメートル内で膜をモデル化するのに十分である。
【０３０３】
一部の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［０，０］、（Ｎｏｌｌ［１］）多項式を更に含む。他の例では、ゼルニケ多項式は、ゼルニケ［２，０］、（Ｎｏｌｌ［４］）多項式を更に含む。
【０３０４】
一部の例では、膜は、球状キャップとゼルニケ［４，０］多項式とに従って成形されるように構成された光学活性部分を有し、球状キャップは球状キャップ半径を有する。ゼルニケ［４，０］多項式の大きさは球状キャップ半径に依存する。
【０３０５】
一部の例では、球状キャップ及びゼルニケ［４，０］多項式は、膜を約２マイクロメートル内でモデル化するのに十分である。他の例では、ゼルニケ［４，０］、（Ｎｏｌｌ［１１］）多項式の大きさの増加率は、レンズ成形器縁部直径に依存する。
【０３０６】
他の例では、第１の変形可能光学レンズは膜を含み、膜は、いずれかの非球面形状を有するように制御される。他の例では、第１の反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素である。
【０３０７】
他の例では、光路は、第１の反射面において約９０度の角度で向け直される。更に他の例では、光学装置は、第２の反射面を含む。第２の反射面は、光学ハウジングの端部に配置される。更に他の例では、第１の変形可能レンズは第１の膜を含み、第２の変形可能レンズは第２の膜を含む。第１の膜及び第２の膜は、複数の凸形状と凹形状とを有するように構成可能である。
【０３０８】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、軸と、この軸の周りに配置された少なくとも１つの変形可能光学レンズを含む光学部分と、少なくとも１つの変形可能レンズを作動させるように構成され、かつ軸の周りに配置されたポンプ部分とを含む。
【０３０９】
一部の例では、ポンプ部分は、光学部分の一方の側に配置される。他の例では、ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、光学部分は、第１の部品と第２の部品の間に配置される。
【０３１０】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、ポンプ部分と、光学ハウジング、光学ハウジング内に配置された第１の変形可能光学レンズ及び第２の変形可能光学レンズ、光学ハウジング内に配置された反射面、及び光学ハウジングの端部に配置されたセンサを含む光学部分とを含む。ポンプ部分は、少なくとも１つの流体リザーバと第１の変形可能光学レンズとの間、及び少なくとも１つの流体リザーバと第２の変形可能光学レンズ及び軸との間で流体の交換をもたらすように構成される。ポンプ部分及び光学部分は、軸の周りにこの軸がポンプの一部分と交差するように配置される。
【０３１１】
他の態様において、ポンプ部分は、光学部分の一方の側に配置される。更に他の例では、ポンプ部分は、第１の部品と第２の部品を含み、光学部分は、第１の部品と第２の部品の間に配置される。他の態様において、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含み、第１のリザーバ及び第２のリザーバは、同じ平面に配置される。
【０３１２】
他の例では、少なくとも１つの流体チャネルが、ポンプ部分の第１の側面部分と光学部分の第２の側面部分とに沿って、軸に対してほぼ平行な方向に形成されて延びている。少なくとも１つの流体チャネルは、少なくとも１つのリザーバと第１の変形可能レンズとの間、及び少なくとも１つのリザーバと第２の変形可能レンズの間の流体の交換を可能にするように構成される。
【０３１３】
他の例では、少なくとも１つの流体チャネルは、第１の材料部分と第２の材料部分とで形成される。他の態様において、第１の材料部分は、第２の材料部分とは異なる材料を含む。
【０３１４】
他の例では、少なくとも１つの流体チャネルは、管状構造を含む。管状構造は、熱流体膨張の効果を最小にするか又は排除する材料から構成される。
【０３１５】
他の態様において、少なくとも１つのリザーバは、第１のリザーバ及び第２のリザーバを含む。第１のリザーバから第１の変形可能光学レンズへの流体の第１の移動は、第２のリザーバから第２の変形可能光学レンズへの流体の第２の移動よりも弱い流体抵抗に遭遇する。
【０３１６】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、第１の軸が貫通して延びる変形可能光学レンズと、第２の軸が貫通して延びる固定レンズと、第３の軸が貫通して延びるセンサと、第１の軸、第２の軸、及び第３の軸を辿る光路とを含む。第１の軸、第２の軸、及び第３の軸は、光路をセンサまで辿る像の品質を改善するように自動的に位置合わせされる。
【０３１７】
一部の例では、第１の軸、第２の軸、及び第３の軸は、像の光路と自動的に位置合わせされる。他の態様において、第１の軸、第２の軸、及び第３の軸は、像の光路から半径方向外向きの方向に自動的に位置合わせされる。
【０３１８】
上述の実施形態の更に他のものにおいて、光学装置は、第１の軸が貫通して延びる変形可能光学レンズと、第２の軸が貫通して延びるセンサと、第３の軸が貫通して延びる固定レンズと、第１の軸及び第２の軸を辿る光路と、第１の軸、第２の軸に位置合わせされた反射面とを含む。第１の軸、第２の軸、及び／又は第３の軸は、センサまで光路を辿る像の像品質を改善するように自動的に位置合わせされる。
【０３１９】
他の例では、第１の軸と第２の軸の間の角度は、像品質を改善するように自動的に変更される。他の態様、すなわち、請求項１６０の光学装置において、第３の軸は、像の光路から半径方向外向きの方向に自動的に位置合わせされる。
【０３２０】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、光学ハウジング内に配置された中実レンズと、光学ハウジング内に配置された変形可能光学レンズと、光学ハウジングの端部に結合されたセンサと、センサを通過するセンサ軸及びセンサ軸の入射角の２倍の角度で配置された物体軸であって、反射面を通過する上記物体軸及びセンサ軸とを含む。反射面、センサ、中実レンズ、又は変形可能光学レンズのうちの少なくとも１つは、センサまで光路を辿る像の像品質を改善するように移動可能又は調節可能である。
【０３２１】
他の例では、光学装置は、バレルを更に含む。バレルは、光学ハウジング内に配置され、変形可能光学レンズは、少なくとも部分的にバレル内に配置される。他の態様において、光学装置は、反射面を更に含む。反射面は、光学ハウジングに装着される。他の例では、反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含む。
【０３２２】
他の例では、光学ハウジング内に光路が配置される。光路は、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿る。光路は、反射面で向け直され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿って変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する。
【０３２３】
上述の実施形態の他のものにおいて、ポンプは、磁気回路帰還構造と、第１のコイルと、第２のコイルと、第１のアクチュエータと、第２のアクチュエータとを含む。磁気回路帰還構造は、中心部分と外側部分を有する。外側部分は、第１の壁部分と第２の壁部分を含み、中心部分は、第１の壁部分と第２の壁部分の間に配置される。第１のコイルは、中心部分の第１の部分の周りで延び、第２のコイルは、中心部分の第２の部分の周りで延びている。第１のコイルに印加される第１の電流は、第１のアクチュエータの第１の移動をもたらす第１の力を生成し、第１のアクチュエータの第１の移動は、第１の変形可能光学レンズと連通する。第２のコイルに印加される第２の電流は、第２のアクチュエータの第２の移動をもたらす第２の力を生成し、第２のアクチュエータの第２の移動は、第２の変形可能光学レンズと連通する第２の膜を移動するのに有効である。
【０３２４】
他の態様において、ポンプは、第１の変形可能光学レンズと連通する第１の膜を移動するのに有効な第１のアクチュエータシールを更に含む。他の例では、アクチュエータシールは、膜、蛇腹構造要素、ダイヤフラム、及び流体の粘性がシールを通して流れるには過度に高い場合に密封されるチャネル開口部から構成された群から選択される要素である。更に他の例では、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、ピストン状構造である。
【０３２５】
更に他の態様において、第１のアクチュエータ及び第２のアクチュエータは、アクチュエータシールと平行な平面内でほぼ円形である。更に他の例では、第１の磁石及び第２の磁石は、中心部分に向けて偏極される。他の態様において、第１の磁石及び第２の磁石は、中心部分から離れるように偏極される。更に他の例では、第１の磁石は、第１の壁部分の上に張り出す。他の態様において、第１の磁石は、第１の壁部分と第１のコイルの間に配置され、更に第１の壁部分と第２のコイルの間にも配置され、第２の磁石は、第２の壁部分と第１のコイルの間に配置され、更に第２の壁部分と第２のコイルの間にも配置される。
【０３２６】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズ及び変形可能光学レンズと、光学ハウジングに装着された反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサ及び反射面を通過するセンサ軸及びセンサ軸に対してほぼ垂直であって反射面を通過する物体軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、反射面で向け直され、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿り、変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。
【０３２７】
光学ハウジングは、第１の端部に第１の界面を含む第１の部分と、第２の端部に第２の界面を含み、第１の部分とは非一体的な第２の部分とを含む。第２の部分に対する第１の部分のアラインメントが提供されるように、第１の界面は、第２の界面に結合かつ嵌合する。
【０３２８】
他の例では、反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含む。他の態様において、光路は、反射面において約９０度の角度で向け直される。他の例では、界面は、第１の部分の上に第１のフランジ、及び第２の部分の上に第２のフランジを含む。
【０３２９】
更に他の態様において、界面は、第１の部分の上にアラインメント特徴部を含む。他の例では、第１の部分又は第２の部分内にバレルが配置される。更に他の例では、バレルは、変形可能光学レンズを保持する。更に他の例では、バレルは、固定レンズを保持する。
【０３３０】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、端部を有する光学ハウジングと、固定レンズ及び変形可能光学レンズと、光学ハウジングに装着された反射面と、光学ハウジングの端部に配置されたセンサと、センサ及び反射面を通過するセンサ軸及びセンサ軸に対して非平行に配置されて反射面を通過する物体軸と、光学ハウジング内に配置され、装置に対して外部の物体から反射面まで物体軸を辿り、次いで、光学ハウジングの端部にあるセンサまでセンサ軸を辿り、変形可能光学レンズ及び固定レンズを通過する光路とを含む。
【０３３１】
光学ハウジングは、第１の端部に第１の界面を含む第１の部分と、第２の端部に第２の界面を含み、第１の部分とは非一体的な第２の部分とを含む。第２の部分に対する第１の部分のアラインメントが提供されるように、第１の界面は、第２の界面に結合かつ嵌合する。
【０３３２】
他の態様において、反射面は、プリズム、ミラー、及び適応要素から構成された群から選択される要素を含む。他の例では、光路は、反射面において約９０度の角度で向け直される。他の態様において、第２の部分は、大部分が第１の部分の内側に配置される。他の例では、界面は、第１の部分の上に第１のフランジ、及び第２の部分の上に第２のフランジを含む。
【０３３３】
他の例では、界面は、第１の部分の上にアラインメント特徴部を含む。更に他の態様において、第１の部分又は第２の部分内にバレルが配置される。他の例では、第１の部分及び第２の部分の各々が、変形可能光学レンズを含む。更に他の例では、バレルは、変形可能光学レンズを保持する。他の態様において、バレルは、固定レンズを保持する。
【０３３４】
上述の実施形態の他のものでは、光学装置は、第１の変形可能光学レンズを含む。第１の変形可能光学レンズは、レンズ成形器を含む。光学ハウジング内にバレルが配置され、変形可能光学レンズは、少なくとも部分的にバレル内に配置される。レンズ成形器とバレルの間には第１の接点セットが配置される。バレルと光学ハウジングの間には第２の接点セットが配置される。第１の接点セットは、第２の接点セットからある距離だけ分離される。この距離は、機械応力又は熱応力を少なくとも部分的に緩和することを可能にするのに十分である。
【０３３５】
他の例では、第１の接点セット及び第２の接点セットは、バレル、光学ハウジング、及びバレルと光学ハウジングから構成される群から選択される場所に配置される。他の例では、距離は、要素の角度位置の差によって生成される。他の例では、距離は、要素の軸線方向位置の差によって生成される。
【０３３６】
上述の実施形態の他のものにおいて、光学装置は、変形可能光学レンズを含む。変形可能光学レンズは、膜と、流体と、バレルとを有する。レンズ成形器は、上面と、内面と、外面とを有する。内面と上面の交線には、明確に定義されたレンズ成形器縁部が配置される。レンズ成形器縁部は、ほぼ平面にあり、この縁部に対して変形可能光学レンズ軸が中心化され、変形可能光学レンズ軸は、この平面に対して直角である。レンズ成形器の内面は、変形可能光学レンズ軸を取り囲む。レンズ成形器の外面は内面を取り囲み、膜は、張力下にあって、上面に結合される。上面と外面とによって外縁が形成され、膜は、実質的に外縁の内側にあるように切断される。
【０３３７】
他の態様において、レンズ成形器は、底面を更に含み、底面は、レンズ成形器の上面よりも小さい面積を有する。他の例では、内面は、スカラップ加工される。他の態様において、外面の最大直径は、外縁にある。他の例では、内縁と外縁とは同心である。外面は、バレルを軸に対して位置合わせするように構成される。
【０３３８】
一部の例では、膜は、レンズ成形器の外縁まで延び、膜は、上面と底面を有する。他の例では、膜の底面は、レンズ成形器の上面に結合され、膜の上面は、膜の底面よりも小さい面積のものである。
【０３３９】
更に他の例では、膜は、レンズ成形器の外縁に達しないように切断される。明確に定義されたレンズ成形器縁部は、流体が加圧されて膜が撓んだ時に膜を制限する。撓んだ膜は、軸に対して軸対称である。
【０３４０】
本明細書では、本発明者に明らかになった本発明を実施するための最良のモードを含む本発明の好ましい実施形態を記述した。例示した実施形態は、例示的なものに過ぎず、本発明の範囲を限定すると捉えるべきではないことを理解しなければならない。これらの点に関して一例として、特定のレンズ形状を表すためのゼルニケ多項式表現の使用は、これらの点に関して１つの手法に過ぎず、本教示は、上記内容を支持する特定のレンズ形状を表し、かつ適切な材料選択、工程制御、及びレンズ成形器への膜の高精度の適用を通してこのレンズ形状を達成するのを助ける他の手法（他の数学的手法のような）を容易に受け入れるであろう。
【符号の説明】
【０３４１】
１００  変形可能光学レンズアセンブリ
１０１  変形可能光学レンズ
１０２  変形可能レンズ膜
１０３  レンズ成形器
１１４  通過する光
【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１０Ａ】
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【図１０Ｂ】
2016525718.tif 000024
【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１０Ｇ】
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【図１０Ｈ】
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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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【図１５】
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【図１６】
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【図１７Ａ】
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【図１７Ｂ】
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【図１７Ｃ】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１Ａ】
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【図２１Ｂ】
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【図２１Ｃ】
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【図２２Ａ】
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【図２２Ｂ】
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【図２２Ｃ】
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【図２２Ｄ】
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【図２２Ｅ】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１Ａ】
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【図５１Ｂ】
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【図５２Ａ】
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【図５２Ｂ】
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【図５２Ｃ】
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【図５２Ｄ】
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【図５２Ｅ】
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【図５３Ａ】
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【図５３Ｂ】
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【図５３Ｃ】
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【図５３Ｄ】
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【図５４Ａ】
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【図５４Ｂ】
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【図５４Ｃ】
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【図５４Ｄ】
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【図５４Ｅ】
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【図５４Ｆ】
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【図５４Ｇ】
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【図５４Ｈ】
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【図５４Ｉ】
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【図５４Ｊ】
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【図５４Ｋ】
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【図５４Ｌ】
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【図５４Ｍ】
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【図５４Ｎ】
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【図５５】
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【国際調査報告】
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