FR3037152A1 - Dispositif optique a ouverture variable - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif optique (100) à ouverture variable, comprenant : - une membrane déformable (1) comprenant une zone centrale optique (1a), - un support (10, 12) auquel une zone d'ancrage périphérique (1c) de ladite membrane (1) est liée, - une première cavité remplie d'un volume constant d'un premier fluide (2) transparent dans une gamme de longueur d'ondes déterminée, ladite cavité étant délimitée au moins en partie par une première face de ladite membrane (1) et une paroi du support (10), - au moins un dispositif d'actionnement (5) d'une région (1b) de la membrane située entre la zone d'ancrage périphérique (1c) et la zone centrale optique (1a) de la membrane, configuré pour fléchir ladite région (1b) de la membrane par application d'une tension électrique d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du premier fluide (2) vers le centre ou vers la périphérie de la première cavité, ledit déplacement de fluide étant destiné à déformer la zone centrale (1a) de la membrane, ledit dispositif optique (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un volume constant d'un liquide (3) opaque dans ladite gamme de longueur d'ondes déterminée, en contact au moins localement avec une seconde face de la membrane (1) opposée à la première face et avec un second fluide (4) transparent dans ladite gamme de longueurs d'onde déterminée et non miscible avec ledit liquide opaque (3).

Description

1 DISPOSITIF OPTIQUE A OUVERTURE VARIABLE DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif optique à ouverture variable, également appelé diaphragme, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel dispositif. ARRIERE PLAN DE L'INVENTION Un diaphragme est un élément mécanique interposé sur le trajet d'un faisceau lumineux dans un système optique afin de définir la quantité de lumière transmise ainsi que l'ouverture du système. Un tel dispositif est notamment utilisé dans les systèmes d'imagerie à haute performance car il peut assurer des fonctions de contrôle du flux lumineux ou de réglage de la profondeur de champ. Il peut également bloquer les rayons diffractés dans le système optique et minimiser les aberrations de l'ensemble optique.

Le diaphragme à iris, décrit dans le document US 21470 [1] est encore largement utilisé dans les systèmes optiques récents et évolués. Il est composé d'un assemblage de lamelles mobiles en nombre variable suivant la taille de l'objectif. Un mécanisme fait tourner les lamelles et permet donc de régler l'ouverture. Plusieurs limitations sont associées à ce type de diaphragme.

Tout d'abord, il s'agit d'une solution complexe et onéreuse. La complexité de la structure mécanique (mécanisme de déplacement des lamelles) engendre des difficultés d'assemblage. De plus, pour obtenir une ouverture quasi-circulaire (généralement nécessaire pour un système optique), il faut intégrer un nombre suffisant de lamelles mobiles. Le coût de fabrication d'un tel diaphragme est élevé et cette solution technologique s'avère donc onéreuse. D'autre part, la puissance électrique consommée par un tel dispositif est élevée. En effet, la force requise pour le changement d'ouverture est impactée par les frictions entre les pièces mécaniques mobiles. Il est donc nécessaire d'utiliser des moteurs puissants pour modifier l'ouverture.

Par ailleurs, la structure mécanique complexe et les moteurs utilisés rendent un tel dispositif particulièrement encombrant. Enfin, l'usure des pièces mécaniques mobiles limite la fiabilité du diaphragme dans le temps. En gardant la même approche que le diaphragme à iris, de nouvelles solutions mécaniques ont été développées ces dernières années [2, 3]. Parmi ces solutions mécaniques, certaines sont à base d'actionnement par des MEMS (microsystèmes électromécaniques) pour optimiser l'encombrement et réduire la consommation. Tel est le cas dans les références [2, 3] susmentionnées.

3037152 2 Toutefois, ces solutions ne surmontent pas toutes les limitations du diaphragme à iris. En effet, ces technologies de diaphragme mécanique conservent toutes un encombrement élevé et une complexité de fabrication principalement liée au principe même de fonctionnement. De plus, la plupart d'entre elles ne permettent pas d'obtenir 5 une ouverture quasi-circulaire requise pour les systèmes optiques. Depuis plusieurs années, de nouvelles solutions non mécaniques ont été développées. Notamment, plusieurs solutions fluidiques ont été développées en alternative aux solutions mécaniques. Un état de l'art de des diaphragmes à ouverture variable à 10 structure fluidique est détaillé dans la thèse de Philipp Müller [4], dont une brève synthèse est présentée ci-dessous en référence aux figures 12A à 12G. Chacune de ces figures représente un même dispositif respectif dans deux configurations d'ouverture. Dans la solution technologique présentée sur la figure 12A, le dispositif optique 200 comprend une pluralité de demi-sphères 201 en élastomère transparent pressées contre 15 un substrat 202 en PMMA en encapsulant un liquide opaque 203. La pression et la quantité de liquide opaque situé entre les demi-sphères 201 et le substrat 202 sont ajustées de façon à laisser plus ou moins passer la lumière et ainsi ajuster le diamètre d'ouverture. A cet effet, le dispositif comprend une entrée 204 de liquide opaque couplée à un système tel qu'une pompe (non représentée) externe au dispositif 200. Ce dispositif 20 est particulièrement intéressant pour créer un réseau de diaphragmes. Cependant, un tel dispositif n'est pas intégré, le système de mise sous pression du liquide opaque étant déporté à l'extérieur du dispositif, de sorte que cette solution est encombrante. Le dispositif 300 illustré sur la figure 12B comprend une membrane déformable 301 et un volume constant d'un liquide opaque 302 contenu dans une première cavité 25 délimitée en partie par la membrane 301. Sur la face opposée au liquide opaque 302, la membrane 301 est en contact avec un gaz 303, par exemple de l'air, contenu dans une seconde cavité. Ladite seconde cavité comprend une entrée 304 de gaz couplée à un système déporté (non illustré) de mise sous pression dudit gaz. Une pression plus ou moins importante est appliquée sur la membrane 301 par l'intermédiaire du gaz 303 30 introduit ou retiré de la cavité par l'entrée 304. Le liquide opaque est chassé par la membrane, faisant varier l'ouverture du diaphragme. On retrouve le même inconvénient que la solution précédente (solution non intégrée) du fait du système de mise sous pression déporté. Le dispositif 400 illustré sur la figure 12C comprend un liquide opaque 401 35 emprisonné entre un substrat de verre 402 et une membrane déformable 403 actionnée par un actionneur piézoélectrique annulaire agencé à la périphérie de la membrane. Sous l'effet de l'actionneur, le liquide opaque 401 est chassé du centre du dispositif et le centre de la membrane se plaque progressivement sur le substrat 402. Cette solution est 3037152 3 intégrée, le liquide opaque 401 étant encapsulé à volume constant sans qu'il soit nécessaire de prévoir une d'entrée / sortie de liquide ni de système de mise sous pression extérieur). Toutefois, l'encombrement reste important (de l'ordre de 25 mm de côté). Un inconvénient majeur de cette solution est la médiocre qualité optique résultante. En effet, 5 lorsque la membrane 403 se plaque contre le substrat 402, il peut rester localement une faible quantité de liquide opaque qui pénalise la qualité optique de l'ensemble. De plus, l'interface solide / solide entre la membrane et le verre induit généralement une forte erreur sur le front d'ondes et une médiocre qualité optique de la partie passante du diaphragme. Une fois la membrane 403 et le substrat 402 en contact, l'adhésion entre les 10 deux matériaux respectifs peut compliquer voire empêcher le fonctionnement inverse et le retour du liquide opaque sur tout ou partie de cette zone. Le dispositif 500 illustré sur la figure 12D comprend une pluralité de micro-canaux 501 concentriques et une arrivée 502 de liquide opaque 503. Comme les dispositifs des figures 12A et 12B, cette solution n'est pas intégrée.

15 Le dispositif 600 illustré sur la figure 12E comprend un liquide 601 opaque et un liquide 602 transparent au faisceau lumineux à transmettre, ainsi que deux entrées (601a, 602a) / sorties (601b, 602b) pour chacun desdits liquides. Ce système est très complexe et ne permet d'atteindre que de faibles variations d'ouverture. De plus, le volume de liquide dans le dispositif n'est pas constant et des systèmes extérieurs au dispositif sont 20 nécessaires au fonctionnement pour assurer l'écoulement laminaire des deux liquides. Dans les exemples illustrés sur les figures 12F et 12G, le dispositif 700, respectivement 800 comprend deux liquides, l'un opaque et l'autre transparent au faisceau lumineux à transmettre et des électrodes pour ajuster la mouillabilité de l'un desdits liquides. Le principe de fonctionnement est dans ces deux cas basé sur l'électro- 25 mouillage, technique bien connue dans le domaine de la fluidique. Dans le cas de la figure 12F, une électrode 701 transparente en ITO suffit à faire varier la mouillabilité du liquide opaque 703 (et donc son rayon de courbure) vis-à-vis d'un matériau diélectrique hydrophobe 702 et à ouvrir plus ou moins la zone centrale du dispositif (le liquide transparent étant désigné par le repère 704). Dans le cas de la figure 12G, le principe est 30 le même mais l'électrode unique est remplacée par plusieurs électrodes 801 interdigitées pour maîtriser au mieux la forme de l'interface entre les liquides respectivement transparent 803 et opaque 804 (le diélectrique hydrophobe étant désigné par le repère 802). Dans ces deux cas de figure, la solution est intégrée (les liquides sont encapsulés à volume constant, pas besoin d'entrée / sortie ni de système complémentaire extérieur).

35 Les inconvénients relatifs à ces deux solutions sont l'épaisseur significative du dispositif (typiquement 2 mm) et la forte tension électrique d'alimentation requise (typiquement 100 V). Cette dernière caractéristique complexifie l'utilisation et le pilotage du dispositif et impacte significativement le coût de la solution.

3037152 4 BREVE DESCRIPTION DE L'INVENTION Un but de l'invention est donc de concevoir un dispositif optique à ouverture variable qui soit plus compact que les dispositifs existants, qui soit peu onéreux à fabriquer et qui implique une consommation électrique faible.

5 Conformément à l'invention, il est proposé un dispositif optique à ouverture variable, comprenant : - une membrane deformable comprenant une zone centrale optique, - un support auquel une zone d'ancrage périphérique de ladite membrane est liée, - une première cavité remplie d'un volume constant d'un premier fluide transparent 10 dans une gamme de longueur d'ondes déterminée, ladite cavité étant délimitée au moins en partie par une première face de ladite membrane et une paroi du support, - au moins un dispositif d'actionnement d'une région de la membrane située entre la zone d'ancrage périphérique et la zone centrale optique de la membrane, configuré pour fléchir ladite région de la membrane par application d'une tension électrique 15 d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du premier fluide vers le centre ou vers la périphérie de la première cavité, ledit déplacement de fluide étant destiné à déformer la zone centrale de la membrane, ledit dispositif optique étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un volume constant d'un liquide opaque dans ladite gamme de longueur d'ondes déterminée, en 20 contact au moins localement avec une seconde face de la membrane opposée à la première face et avec un second fluide transparent dans ladite gamme de longueurs d'onde déterminée et non miscible avec ledit liquide opaque. De manière particulièrement avantageuse, le volume de liquide opaque est choisi pour que : 25 - dans une situation de repos où aucune tension électrique n'est appliquée au dispositif d'actionnement, le liquide opaque recouvre au moins une partie de la membrane de sorte à procurer une ouverture présentant un premier diamètre, et - dans une situation d'actionnement où une tension électrique non nulle est appliquée au dispositif d'actionnement, la partie centrale de la membrane présentant une 30 courbure différente de la courbure au repos, le liquide opaque recouvre au moins une partie de la membrane de sorte à procurer une ouverture présentant un second diamètre différent du premier diamètre. L'ouverture de ce dispositif optique peut éventuellement être nulle, auquel cas le dispositif optique obture complètement le champ optique et peut ainsi être assimilé à un 35 obturateur (« shutter » selon la terminologie anglo-saxonne). Selon d'autres caractéristiques avantageuses de l'invention, considérées seules ou en combinaison : 3037152 5 - le dispositif comprend en outre une seconde cavité opposée à la première cavité par rapport à la membrane, ladite seconde cavité contenant le liquide opaque et un volume constant du second fluide transparent ; - le liquide opaque et le second fluide transparent présentent sensiblement la même 5 densité ; - les premier et second fluides transparents présentent sensiblement le même indice de réfraction ; - la première et la seconde cavité présentent une paroi transparente opposée à la membrane ; 10 - la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend un filtre optique sur sa face opposée à la cavité ; - la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend une optique fixe sur sa face opposée à la cavité respective ; - la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend un 15 dispositif à focale variable ; - ladite paroi peut présenter une ouverture centrale et ledit dispositif à focale variable comprend : - une membrane déformable fermant ladite ouverture, une zone périphérique de la membrane déformable étant ancrée sur ladite paroi, 20 - au moins un dispositif d'actionnement d'une région de la membrane située entre la zone d'ancrage périphérique et la zone centrale de la membrane, configuré pour fléchir ladite région de la membrane par application d'une tension électrique d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du fluide vers le centre ou vers la périphérie de la cavité ; 25 - la membrane comprend une structure de rigidification comprenant des alvéoles qui délimitent, dans la zone centrale optique de ladite membrane, au moins deux régions déformables ; - le second fluide transparent est agencé dans la seconde cavité sous la forme d'une pluralité de volumes élémentaires agencés chacun en regard d'une alvéole 30 respective ; - le second fluide transparent est agencé sous la forme d'un unique volume continu en regard des alvéoles ; - le second fluide transparent est agencé sur la paroi de la seconde cavité opposée à la membrane déformable sous la forme d'une pluralité de volumes élémentaires ; 35 - le dispositif d'actionnement est piézoélectrique. Un autre objet concerne un procédé de fabrication d'un tel dispositif optique à ouverture variable. Ledit procédé comprend les étapes suivantes : 3037152 6 - fourniture d'un dispositif à focale variable comprenant la membrane déformable, le dispositif d'actionnement et le premier liquide transparent dans la première cavité, - dispense d'un volume déterminé du liquide opaque sur la membrane déformable. De manière particulièrement avantageuse, dans le cas où le dispositif optique est 5 pourvu d'une seconde cavité contenant le liquide opaque et le second fluide transparent, le procédé comprend les étapes suivantes : - fourniture du dispositif optique à focale variable obtenu par le procédé tel que décrit ci-dessus, - fourniture d'un second substrat et dispense du second fluide transparent sur ledit 10 second substrat sous la forme d'au moins une goutte, - collage du second substrat sur le dispositif optique à focale variable, de sorte à encapsuler le second fluide transparent et le liquide opaque entre le second substrat et la membrane déformable.

15 BREVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre, en référence aux dessins annexés sur lesquels : - les figures 1A et 1B sont des vues en coupe d'un dispositif optique selon un mode de réalisation de l'invention, respectivement au repos et à l'état actionné, 20 - la figure 2 est une vue similaire à la figure 1B, sur laquelle ont été représentés les déplacements du premier fluide transparent et du liquide opaque lors de l'actionnement du dispositif, - les figures 3A à 3C sont des vues en coupe d'un dispositif optique selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel l'ouverture présente un diamètre non nul au 25 repos, respectivement au repos et dans deux configurations d'actionnement envisageables, - les figures 4A à 4C sont des vues en coupe d'un dispositif optique selon différents modes de réalisation intégrant diverses fonctionnalités additionnelles, - les figures 5A et 5B sont des vues en coupe d'un dispositif optique selon un 30 mode de réalisation de l'invention dans lequel le liquide opaque et le second fluide transparent ne sont pas encapsulés dans une cavité, respectivement au repos et à l'état actionné, - les figures 6A à 6D illustrent différentes configurations du dispositif optique selon l'invention au repos, 35 - les figures 7A et 7B sont des vues en coupe d'un dispositif optique au repos selon deux modes de réalisation de l'invention dans lesquels la mouillabilité du second fluide transparent vis-à-vis de la paroi de la seconde cavité est différente, 3037152 7 - les figures 8A et 8B sont des vues en coupe d'un dispositif optique comprenant un réseau de diaphragmes selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel la membrane comporte une structure de rigidification et le second fluide transparent est agencé sous la forme d'un réseau de gouttelettes, respectivement au repos et à l'état 5 actionné, - les figures 9A et 9B sont des vues en coupe d'un dispositif optique comprenant un réseau de diaphragmes selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel la membrane comporte une structure de rigidification et le second fluide transparent est agencé sous la forme d'un unique volume continu, respectivement au repos et à l'état 10 actionné, - les figures 10A et 10B sont des vues en coupe d'un dispositif optique comprenant un réseau de diaphragmes selon un mode de réalisation de l'invention dans lequel le second fluide transparent est agencé sous la forme d'un réseau de gouttelettes, respectivement au repos et à l'état actionné, 15 - les figures 11A à 11E illustrent différentes étapes de la fabrication d'un dispositif optique à ouverture variable selon un mode de réalisation de l'invention, - les figures 12A à 12G illustrent des dispositifs optiques à ouverture variable appartenant à l'état de la technique. Pour des raisons de lisibilité des figures, les dispositifs ne sont pas nécessairement 20 représentés à l'échelle. D'une figure à l'autre, des signes de référence identiques désignent des éléments similaires, qui ne sont donc pas décrits en détail à chaque nouvelle figure. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION 25 Les figures lA et 1B illustrent un mode de réalisation d'un dispositif optique 100 à ouverture variable selon l'invention, respectivement au repos (c'est-à-dire en l'absence d'application d'une tension électrique), procurant dans ce cas une ouverture nulle, et à l'état actionné (une tension électrique d'actionnement étant appliquée), procurant dans ce cas une ouverture présentant un diamètre optique D non nul.

30 Ledit dispositif 100 comprend une membrane deformable 1 comprenant une zone centrale la qui définit un champ optique du dispositif et un support 10, 12 auquel une zone d'ancrage périphérique lc de ladite membrane est liée. La membrane et une paroi du support délimitent au moins en partie une première cavité qui est remplie d'un volume constant d'un premier fluide 2 transparent dans une 35 gamme de longueur d'ondes déterminée. Ladite gamme de longueur d'ondes comprend typiquement la gamme de longueurs d'onde qui doit être transmise au travers dudit dispositif optique. La membrane 1 est en contact, par une première face principale, avec 3037152 8 le premier fluide 2. La membrane est également transparente dans ladite gamme de longueur d'onde. Par membrane, on entend tout film souple et étanche, de sorte que la membrane forme une barrière deux fluides situés de part et d'autre de la membrane.

5 Le premier fluide transparent 2 est suffisamment incompressible pour se déplacer vers la partie centrale de la première cavité lorsque l'on applique un effort sur la membrane dans la direction dudit fluide (et inversement, vers la périphérie de la première cavité lorsque l'on applique un effort sur la membrane dans une direction opposée audit fluide), cet effort étant appliqué dans une partie intermédiaire entre la zone d'ancrage et la 10 partie centrale de la membrane. La forme du support et de la membrane peut présenter avantageusement une forme de révolution autour de l'axe optique du dispositif optique, mais l'homme du métier pourra choisir toute autre forme sans pour autant sortir de la portée de la présente invention. D'autre part, la seconde face principale de la membrane 1 - opposée à la première 15 face - est en contact avec un volume constant d'un liquide 3 opaque dans ladite gamme de longueur d'ondes déterminée. Ledit liquide opaque est en outre en contact avec un second fluide 4 transparent dans ladite gamme de longueurs d'onde déterminée et non miscible avec ledit liquide opaque. Dans le mode de réalisation illustré sur les figures lA et 1B, le liquide opaque 3 et le 20 second fluide transparent 4 sont contenus ensemble dans une seconde cavité située de l'autre côté de la première cavité par rapport à la membrane 1. Le second fluide transparent 4 présente alors un volume constant. Toutefois, comme on le verra dans un autre mode de réalisation décrit plus bas (cf. figures 5A-5B), le liquide opaque et le second fluide transparent ne sont pas 25 nécessairement contenus dans une cavité spécifique. Il est en effet possible que le liquide opaque soit maintenu en contact avec la seconde face principale de la membrane du fait de sa mouillabilité vis-à-vis du matériau de la membrane, et que le second fluide transparent soit l'air ambiant. Le dispositif optique 100 comprend par ailleurs au moins un dispositif 30 d'actionnement 5 d'une région 1b de la membrane - dite région d'actionnement - située entre la zone d'ancrage périphérique le et la zone centrale optique la de la membrane. Ledit dispositif d'actionnement 5 est configuré pour fléchir ladite région 1b de la membrane par application d'une tension électrique d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du premier fluide transparent vers le centre ou vers la périphérie de 35 la première cavité, ledit déplacement de fluide étant destiné à déformer la zone centrale de la membrane en modifiant la pression de fluide exercée sur ladite zone centrale. L'homme du métier connaît différents dispositifs d'actionnement utilisables pour actionner des membranes.

3037152 9 Ces dispositifs reposent sur différentes technologies, parmi lesquelles on peut citer l'actionnement piézoélectrique, l'actionnement électrostatique, électromagnétique, thermique ou encore à base de polymères électro-actifs. On pourra à cet égard se référer à une description détaillée de tels dispositifs 5 d'actionnement mis en oeuvre dans des dispositifs optiques à focale variable décrits dans les documents [5]-[10]. Le choix de la technologie d'actionnement et le dimensionnement du dispositif d'actionnement dépend des performances attendues (par exemple la consommation électrique), des contraintes auxquelles il sera soumis pendant le fonctionnement du 10 dispositif, ainsi que des considérations relatives à la tension électrique d'actionnement à appliquer. Par exemple, un dispositif d'actionnement particulièrement efficace repose sur la technologie piézoélectrique. On rappelle qu'un actionneur piézoélectrique comporte un bloc de matériau 15 piézoélectrique pris en sandwich totalement ou partiellement entre deux électrodes destinées, lorsqu'elles sont alimentées, à appliquer un champ électrique au matériau piézoélectrique. Ce champ électrique est utilisé pour commander une déformation mécanique du bloc de matériau piézoélectrique. Le bloc de matériau piézoélectrique peut être monocouche ou multicouche et s'étendre au-delà d'une électrode. De préférence, on 20 choisit comme matériau piézoélectrique du PZT. Le dispositif d'actionnement peut comprendre un unique actionneur sous la forme d'une couronne ou bien de plusieurs actionneurs distincts (par exemple sous forme de poutres) régulièrement répartis sur la circonférence de la membrane. Eventuellement, les actionneurs peuvent être capables de fléchir dans deux sens 25 opposés. Le dispositif d'actionnement peut être agencé sur la face intérieure de la membrane, sur la face extérieure ou encore à l'intérieur de la membrane. Eventuellement, le dispositif d'actionnement peut s'étendre en partie sur la zone d'ancrage périphérique.

30 Au repos (figure 1A), la membrane 1 est plane et le liquide opaque 3 forme une couche sensiblement uniforme recouvrant la seconde face de la membrane 1. Dans cette situation, le liquide opaque empêche tout rayonnement incident sur le dispositif 100 d'être transmis. En d'autres termes, le rayon du diaphragme ainsi formé est nul. Lorsqu'une tension électrique est appliquée sur dispositif d'actionnement (figure 1B), 35 le premier fluide transparent 2 déforme le centre de la membrane. En effet, ledit fluide est chassé au centre de la première cavité par le dispositif d'actionnement 5, exerce une pression sur la partie centrale la de la membrane et change ainsi son rayon de courbure.

3037152 10 Inversement, le liquide opaque 3 est chassé vers la périphérie de la membrane 1, dans la région d'actionnement 1 b. A partir d'une certaine tension électrique (dont la valeur dépend du volume de liquide opaque et de la géométrie de la membrane), la déflection du dispositif 5 d'actionnement 5 est suffisamment importante pour accueillir assez de liquide opaque 3 pour dégager le centre de la membrane. La déformation centrale de la membrane cumulée à l'écoulement de liquide opaque vers la périphérie de la membrane permet de dégager progressivement le centre du dispositif en laissant la membrane 1 entrer en contact avec le second fluide transparent 4.

10 L'ouverture de diamètre D ainsi créée laisse passer le rayonnement incident. Plus l'actionnement est accentué (en augmentant la tension appliquée), plus l'ouverture est grande. Comme on le voit mieux sur la figure 2, qui représente le même dispositif que la figure 1B, les flèches A représentent le déplacement du premier fluide transparent 2 dans 15 la première cavité, et les flèches B représentent le déplacement du liquide opaque 3 qui en résulte dans la seconde cavité. Par rapport aux solutions existantes, l'invention permet de cumuler de nombreux avantages : - la solution est totalement intégrée, c'est-à-dire sans aucun élément extérieur tel 20 qu'une pompe ou autre et présente ainsi un faible encombrement (de 3 à 10 mm de côté par exemple), - l'interface optique proposée est de bonne qualité. En effet, l'interface solide / fluide entre la membrane et le second fluide transparent est compatible avec une erreur sur le front d'onde satisfaisante, 25 - l'épaisseur d'un tel dispositif est optimisée (typiquement 400 pm à 700 pm), - la tension d'actionnement requise reste faible (typiquement 15V pour un dispositif d'actionnement piézoélectrique) et la consommation électrique associée peut être extrêmement faible (de l'ordre de 0,1 pW), - le temps de réponse correspondant à cette invention est élevé (typiquement 30 quelques ms), - le coût de fabrication peut être très compétitif en bénéficiant d'une fabrication collective (de type waferlevel). Dans l'exemple illustré sur la figure 1A, le dispositif au repos (0 V) ne présente aucune ouverture optique (diamètre nul). Toutefois, il est tout à fait possible que le 35 dispositif au repos (0 V) présente une ouverture de diamètre DO non nul, comme illustré sur la figure 3A. Dans ce cas, cette ouverture optique peut être augmentée à un diamètre D1 > DO (figure 3B) ou diminuée à un diamètre D2 < DO (figure 3C) en appliquant une tension 3037152 11 électrique sur le dispositif d'actionnement, en fonction de la conception de l'actionnement et de son sens de déflection. Dans l'exemple illustré sur les figures lA et 2A, la première cavité est délimitée par la membrane 1 et un premier substrat 11 relié à la membrane par un support périphérique 5 10. De même, la seconde cavité est délimitée par la membrane 1 et un second substrat 13 relié à la membrane 1 par un support périphérique 12. La zone d'ancrage de la membrane est incluse entre les supports périphériques 10 et 12. Lesdits premier et second substrats 11, 13 sont transparents dans la gamme de longueur d'onde dans laquelle le dispositif optique 100 doit transmettre un faisceau 10 lumineux. Lesdits substrats peuvent être par exemple des lames de verre à faces parallèles. De manière avantageuse, l'un au moins desdits substrats 11, 13 peut également embarquer des fonctions de filtre optique, de puissance optique au dispositif et/ou de variation de focale.

15 Ainsi, dans le mode de réalisation de la figure 4A, le premier substrat 11 est pourvu, sur sa face opposée à la première cavité, d'un filtre optique 110, anti-reflet et/ou infrarouge. Dans le mode de réalisation de la figure 4B, le premier et le second substrat 11, 13 sont chacun pourvus d'une optique fixe respective 111, 130 qui permet en outre 20 d'apporter une puissance optique constante au dispositif 100. Dans le mode de réalisation de la figure 4C, le premier substrat 11 présente une ouverture centrale 112 qui est obturée par une membrane deformable 1'. La membrane 1' est du même type que la membrane 1 mais peut présenter des dimensions et/ou des propriétés mécaniques différentes. La zone périphérique 1 c' de la membrane 1' est 25 ancrée entre le substrat 11 et le support périphérique 10. Par ailleurs, un dispositif 5' d'actionnement de la membrane 1' est agencé dans une région 1 b' intermédiaire entre la partie centrale la' de la membrane 1' et la zone d'ancrage périphérique. Le dispositif 5' peut être du même type que le dispositif 5 ou être basé sur une autre technologie d'actionnement. La membrane 1' et son dispositif d'actionnement 5' permettent de faire 30 varier la focale du dispositif 100. En effet, en fonction de la tension électrique d'actionnement appliquée au dispositif 5', une partie du premier fluide transparent peut être chassée vers le centre ou vers la périphérie de la première cavité, et modifier ainsi la courbure de la partie centrale 1 a' de la membrane 1'. Naturellement, les fonctionnalités présentes dans les modes de réalisation des 35 figures 4A-4C peuvent être combinées entre elles ou être incorporées à l'un uniquement des substrats sans pour autant sortir du cadre de la présente invention.

3037152 12 Le volume de liquide opaque et la mouillabilité dudit liquide vis-à-vis de la membrane sont choisis pour permettre le fonctionnement décrit ci-dessus, à savoir une variation entre : - une situation de repos où aucune tension électrique n'est appliquée au dispositif 5 d'actionnement, le liquide opaque recouvrant alors au moins une partie de la membrane de sorte à procurer une ouverture présentant un premier diamètre (nul ou non), et - une situation d'actionnement où une tension électrique non nulle est appliquée au dispositif d'actionnement, la partie centrale de la membrane présentant alors une courbure différente de la courbure au repos, le liquide opaque recouvrant au moins une 10 partie de la membrane de sorte à procurer une ouverture présentant un second diamètre (nul ou non) différent du premier diamètre (supérieur ou inférieur à celui-ci). Le liquide opaque est par exemple un liquide ou une huile comprenant des pigments et/ou des colorants en quantité suffisante pour bloquer le faisceau lumineux incident. Par exemple, le liquide opaque peut être choisi parmi les liquides suivants : le carbonate de 15 propylène, l'eau, un liquide d'indice, une huile optique ou un liquide ionique, une huile silicone, un liquide inerte à forte stabilité thermique et à faible pression de vapeur saturante. La mouillabilité du liquide opaque vis-à-vis de la membrane peut être ajustée en choisissant un matériau adapté pour la membrane et/ou en appliquant des traitements de 20 surface hydrophobes ou hydrophiles à la membrane. De tels traitements sont connus en eux-mêmes et ne seront donc pas décrits en détail ici. On pourra se référer par exemple aux documents suivants : [11] pour l'effet de traitements plasma ; [12] pour l'effet de l'état de surface et de la rugosité des matériaux ; [13] pour des exemples de matériaux (comme le Cytop TM particulièrement hydrophobe et le SiO2 hydrophile).

25 Dans un mode de réalisation illustré sur les figures 5A et 5B, le liquide opaque n'est pas encapsulé dans une cavité dédiée et est simplement en contact avec l'air ambiant, qui constitue le second fluide transparent mentionné plus haut. Ce mode de réalisation peut être obtenu simplement en déposant le liquide opaque sur la face extérieure de la membrane d'un dispositif optique à focale variable.

30 L'étalement du liquide opaque 3 sur la membrane 1 peut être ajusté et contrôlé en fonction du volume de liquide déposé, de sa mouillabilité sur la membrane, de la préparation de surface de la membrane, de sa structuration ou encore de la déformation initiale de la membrane. Comme mentionné plus haut, la configuration du liquide opaque au repos n'est pas 35 nécessairement une couche d'épaisseur uniforme. D'autre part, la membrane deformable n'est pas nécessairement plane dans la situation de repos. Enfin, la position du dispositif d'actionnement illustrée sur les différentes figures n'est pas limitative. Ainsi, les 3037152 13 actionneurs peuvent être défléchis vers le haut ou vers le bas au repos indépendamment de la courbure de la partie centrale de la membrane. Les figures 6A-6D illustrent de manière non limitative différentes configurations du dispositif 100 au repos, c'est-à-dire en l'absence d'application d'une tension électrique 5 d'actionnement. Il est à noter que ces configurations peuvent également être rencontrées dans une forme d'exécution dans laquelle des volumes constants du liquide opaque et du second fluide transparent sont encapsulés dans une cavité. Dans le cas de la figure 6A, la mouillabilité du liquide opaque vis-à-vis de la membrane - qui est plane dans ce mode de réalisation - et du support périphérique 12 10 est telle que le liquide opaque 3 ne forme pas une couche d'épaisseur uniforme mais une couche de forme concave dont l'épaisseur est plus importante à la périphérie de la membrane qu'au centre. La couche de liquide opaque 3 étant continue, l'ouverture du dispositif optique 100 est nulle. Dans le cas de la figure 6B, la mouillabilité du liquide opaque vis-à-vis de la 15 membrane - qui est plane dans ce mode de réalisation - et du support périphérique 12 est telle que le liquide opaque 3 ne forme pas une couche d'épaisseur uniforme mais une couche de forme convexe dont l'épaisseur est plus importante au centre de la membrane qu'à la périphérie. La couche de liquide opaque 3 étant continue, l'ouverture du dispositif optique 100 est nulle.

20 Dans le cas de la figure 6C, la membrane n'est pas plane mais sa partie centrale 1a présente une concavité dans laquelle est reçu le liquide opaque 3. La surface du liquide opaque 3 opposée à la membrane est quant à elle plane. La couche de liquide opaque 3 étant continue, l'ouverture du dispositif optique 100 est nulle. Dans le cas de la figure 6D, la membrane est convexe dans sa partie centrale la, de 25 sorte que le liquide opaque 3 s'étend de part et d'autre du sommet de la partie centrale 1 a. L'ouverture du dispositif optique 100 est donc non nulle. Toutefois, ce mode de réalisation peut être sensible à la gravité. En effet, en fonction du volume de liquide opaque, de la géométrie de la membrane et de la mouillabilité entre le liquide opaque et la membrane deformable, un tel mode de 30 réalisation peut engendrer un dispositif ayant des performances optiques différentes selon son orientation. Pour éviter ce problème et limiter les effets de la gravité sur les performances électro-optiques du dispositif, un fluide transparent de même densité que le liquide opaque peut avantageusement être utilisé.

35 Par ailleurs, le mode de réalisation des figures 5A et 5B est susceptible de présenter également un autre inconvénient. En effet, la potentielle différence d'indice de réfraction entre le premier fluide transparent et l'air ambiant engendre une variation de focale du dispositif couplée à la variation d'ouverture optique.

3037152 14 Pour éviter un tel effet, les premier et second fluides transparents peuvent être choisis pour présenter des indices de réfractions identiques (par exemple en utilisant un même gaz ou un même liquide). Ceci permet également d'éviter de s'affranchir de la variation de focale due à la déformation de la membrane entre l'état de repos et l'état 5 d'actionnement (cf. figures 1A et 1B par exemple), si la variation de focale n'est pas recherchée et que l'on souhaite uniquement faire varier l'ouverture. Pour optimiser simultanément la transmission de l'ensemble, on peut également choisir un ou des fluide(s) transparent(s) ayant un indice de réfraction similaire voire proche de la membrane et du ou des substrat(s).

10 Pour ces raisons, une forme d'exécution préférée de l'invention concerne un dispositif optique dans lequel le second fluide transparent est encapsulé à volume constant dans une seconde cavité avec le liquide opaque. Ainsi, on peut choisir le second fluide transparent (avantageusement identique au premier fluide transparent) et on contrôle mieux le comportement du liquide opaque sous l'effet de la gravité.

15 Pour former une telle cavité, on utilise avantageusement un second substrat tel que représenté sur les figures 1A à 4C. Au repos (tension d'actionnement nulle), la position au repos de la membrane ainsi que les volumes respectifs de liquide opaque et de second fluide et leur position dans le dispositif optique déterminent une ouverture initiale du dispositif.

20 Pour faciliter la variation d'ouverture et adapter la gamme d'ouverture accessible, différentes configurations sont possibles en plus des configurations illustrées sur les figures 6A-6D décrites plus haut. Les figures 7A et 7B illustrent deux modes de réalisation d'un dispositif optique 100 au repos (tension d'actionnement nulle). Dans les deux cas, la membrane 1 est plane au 25 repos. Dans le cas de la figure 7A, le second fluide transparent 4 présente une mouillabilité plus grande vis-à-vis du second substrat 13 que dans le cas de la figure 7B. Ceci se traduit par un angle de raccordement plus faible entre le volume de second fluide transparent et la surface du second substrat. Il en résulte, dans le cas de la figure 7A, une ouverture nulle du dispositif optique 100, alors que l'ouverture présente un diamètre DO 30 non nul dans le cas de la figure 7B. Le second substrat 13 peut être fonctionnalisé pour déterminer l'étalement du second fluide transparent à son contact. En termes de fonctionnalisation, on peut notamment citer tout traitement de surface localisé destiné à ajuster la mouillabilité du second fluide sur le second substrat. On peut également envisager l'apport local de 35 matériau hydrophile / hydrophobe sur le second substrat. Un troisième mode de réalisation permet de réaliser un réseau de diaphragmes à ouverture variable.

3037152 15 A cet effet, comme illustré sur les figures 8A-8B, la membrane 1 comprend une structure de rigidification 14 qui délimite, dans la partie centrale de la membrane, au moins deux régions déformables élémentaires et qui définit le comportement mécanique de la membrane (notamment sa raideur) dans les régions de la partie centrale de la 5 membrane s'étendant entre lesdites régions déformables élémentaires. Selon un mode de réalisation, la structure de rigidification peut comprendre une pluralité de nervures qui s'étendent perpendiculairement à la surface de la membrane. De manière alternative, la structure de rigidification peut comprendre une couche s'étendant sur la partie centrale de la membrane et présentant des ouvertures délimitant 10 au moins deux régions déformables de la membrane. L'utilisation d'une structure de rigidification sous forme de nervures est particulièrement préférée pour réaliser un grand nombre de régions déformables élémentaires dans la partie centrale de la membrane. La faible épaisseur des nervures permet en effet de maximiser le nombre de régions déformables distinctes dans la partie 15 centrale de la membrane. Inversement, l'utilisation d'une structure de rigidification sous forme de couche présentant des ouvertures est préférée pour la réalisation d'un petit nombre de régions déformables élémentaires. De manière avantageuse, la structure de rigidification est agencée de sorte à former 20 des alvéoles, la portion de membrane située à l'intérieur de chaque alvéole étant déformable. Chaque portion de membrane située à l'intérieur d'une alvéole est apte à se déformer de manière réversible, depuis une position de repos (qui peut être plane ou non), sous l'action d'un déplacement du premier fluide transparent, qui fait varier 25 l'épaisseur de fluide se trouvant au niveau de la partie centrale de chaque membrane. Lesdites portions de membrane peuvent présenter une raideur identique d'une région de la membrane à l'autre ou au contraire présenter une raideur différente, ladite raideur pouvant notamment être ajustée par un changement local d'épaisseur ou de matériau de la membrane.

30 Le liquide opaque est en contact avec la membrane déformable, par exemple du côté de la structure de rigidification 14. Le second fluide transparent 4 (qui dans ce cas est un liquide) est disposé sur le second substrat 13 avant assemblage du dispositif 100 sous la forme de réseau de gouttelettes en regard du réseau d'alvéoles de la membrane déformable. Cet agencement 35 en gouttelettes est obtenu en ajustant localement la mouillabilité du second fluide transparent vis-à-vis du second substrat. On forme ainsi, dans chaque alvéole, un réseau de dispositifs optiques élémentaires à ouverture variable.

3037152 16 Au repos (figure 8A), le liquide opaque 3 recouvre toute la surface de chaque alvéole. Chaque dispositif optique élémentaire présente alors une ouverture nulle. Sous l'application d'une tension électrique d'actionnement (figure 8B), chaque région déformable élémentaire de la membrane se déforme suite au déplacement du 5 premier fluide transparent 2 par le dispositif d'actionnement 5. Il en résulte que le liquide opaque est chassé vers la périphérie de chaque alvéole, permettant ainsi de mettre en contact la membrane avec le second fluide transparent et ainsi de procurer une ouverture non nulle de diamètre DO. Dans l'exemple illustré sur la figure 8B, le diamètre d'ouverture DO est identique 10 pour tous les diaphragmes élémentaires du réseau en cours d'actionnement. Cependant, en ajustant le volume et/ou la forme du réseau de gouttelettes du second fluide transparent, on peut obtenir des diamètres d'ouverture différents sur le réseau de diaphragme en cours d'actionnement. Selon un autre mode de réalisation illustré sur les figures 8A-8B, le réseau de 15 diaphragmes peut être obtenu sans disposer le second fluide transparent sous forme de réseau. En intégrant le second fluide d'un seul tenant, un réseau de diaphragme peut également être réalisé. Comme on peut le voir sur la figure 9A, qui représente le dispositif optique 100 au repos, le second fluide transparent 4 se présente sous la forme d'une couche continue 20 recouvrant la surface du second substrat 13. Le liquide opaque 3 recouvre la surface de la membrane dans toutes les alvéoles définies par la structure de rigidification 14. Sous l'application d'une tension électrique d'actionnement (figure 9B), chaque région déformable élémentaire de la membrane se déforme suite au déplacement du premier fluide transparent 2 par le dispositif d'actionnement 5. Il en résulte que le liquide 25 opaque est chassé vers la périphérie de chaque alvéole, permettant ainsi de mettre en contact la membrane avec le second fluide transparent et ainsi de procurer une ouverture non nulle au moins dans certaines alvéoles. Dans l'exemple illustré sur la figure 9B, le diamètre d'ouverture du réseau de diaphragmes n'est pas identique d'une alvéole à l'autre. Ainsi, une ouverture d'un 30 diamètre D2 est obtenu dans les alvéoles situées le plus au centre de la membrane, un diamètre D1 inférieur à D2 est obtenu dans les alvéoles entourant lesdites alvéoles centrales, et aucune ouverture n'est obtenue dans les alvéoles situées à la périphérie du réseau. Toutefois, on ajustant le volume ou la forme de l'étalement du second fluide transparent, on peut obtenir un même diamètre d'ouverture sur le réseau de diaphragme 35 en cours d'actionnement. Une autre solution pour obtenir un réseau de diaphragmes présentant des diamètres différents en situation d'actionnement consiste à utiliser un dispositif optique 100 3037152 17 dépourvu de la structure de rigidification 14 et à disposer le second fluide transparent 4 selon un réseau de gouttelettes. Les figures 10A et 10B illustrent un tel dispositif 100 respectivement au repos et à l'état actionné.

5 Au repos, la membrane 1 est plane et le liquide opaque recouvre toute la surface de la membrane 1. Le dispositif optique présente donc une ouverture nulle. Sous l'effet d'une tension électrique d'actionnement, la partie centrale la de la membrane se déforme et vient en contact avec au moins les gouttelettes de second fluide transparent 4 situées au centre du second substrat 13. Dans ce cas, les dispositifs 10 optiques élémentaires présentent une ouverture de diamètre non nul, le diamètre étant d'autant plus grand que le dispositif optique élémentaire est proche du centre du dispositif 100. En revanche, pour les dispositifs optiques élémentaires situés à la périphérie, la membrane 1 reste en contact avec le liquide opaque 3, de sorte que lesdits dispositifs présentent une ouverture nulle.

15 Le dispositif optique tel que décrit ci-dessus peut être fabriqué au moyen de techniques de microfabrication. En particulier, le procédé de fabrication peut comprendre les étapes suivantes. En référence à la figure 11A, on fournit un dispositif à focale variable comprenant la membrane déformable 1 ancrée entre les supports périphériques 10, 12, le dispositif 20 d'actionnement 5 et le premier liquide transparent 2 encapsulé entre la membrane 1, le support périphérique 10 et le premier substrat 11. La fabrication d'un tel dispositif est connue en elle-même, notamment des documents [5]-[10]. Ensuite, en référence à la figure 11 B, on dispense un volume déterminé du liquide opaque 3 sur la membrane déformable 1. Un traitement de surface préalable peut être 25 mis en oeuvre si nécessaire afin d'optimiser la mouillabilité du liquide opaque sur la membrane déformable. En référence à la figure 11C, on fournit le second substrat 13 sur lequel on dépose un cordon de colle périphérique 14, par exemple par sérigraphie, et on dispense le second fluide transparent 4 (ici, un liquide) sur le second substrat sous la forme d'une 30 unique goutte (cas de la figure 11C) ou d'un réseau de gouttes (non illustré) selon le mode de réalisation considéré. Ledit substrat peut avoir subi un traitement de surface adapté pour ajuster la mouillabilité du second fluide transparent. Ensuite, en référence à la figure 11D, on colle au moyen du cordon 14 le second substrat 13 sur le dispositif à focale variable de la figure 11B de sorte à encapsuler le 35 liquide opaque 3 et le second fluide transparent 4. Le procédé d'encapsulation utilisé est bien connu dans l'état de la technique, notamment des procédés utilisés pour encapsuler les cristaux liquides dans les écrans LCD. Le procédé décrit sur la figure 11 D est connu sous le nom de "One Drop Filling" (collage sur liquide). Dans le cas où le second fluide 3037152 18 transparent est un gaz, on utilise un procédé de collage classique. Ledit collage peut être non hermétique si ledit fluide est de l'air (l'air pouvant librement entrer ou sortir de la seconde cavité. Dans le cas où le second fluide transparent est différent de l'air ambiant, ledit collage doit en revanche être hermétique.

5 Le second fluide transparent 4 et le liquide opaque 3 étant non miscibles, ils forment deux entités distinctes dans la cavité ainsi créée. On obtient alors le dispositif optique 100 illustré sur la figure 11E. L'invention procure donc un dispositif optique à ouverture variable compact, de faible consommation électrique et facile à fabriquer à l'aide de procédés microsystèmes 10 collectifs. A cet égard, un tel dispositif est particulièrement adapté aux caméras miniatures pour la téléphonie mobile. D'autres applications avantageuses concernent l'industrie, le domaine médical, l'automobile, la sécurité et défense.

15 La présente invention peut également trouver des applications dans le domaine de l'éclairage ou encore de l'affichage. REFERENCES [1] US21470 20 [2] "Sliding-blade MEMS iris and variable optical attenuator", Journal of Micromechanics and Microengineering, 14:1700-1710, 2004 [3] US 2015/037024 [4] Thèse de Philipp Müller, "Tunable optofluidic apertures", Research in Microoptics, Volume 11, éditée par Prof. Dr. Hans Zappe, Department of Microsystems 25 Engineering - IMTEK, Université de Freiburg, 2012, paragraphe 1.2 [5] FR 2919073 [6] FR 2919074 [7] FR 2930352 [8] FR 2938349 30 [9] FR 2950153 [10] FR 2950154 [11] "Wettability Tests of Polymer Films and Fabrics and Determination of Their Surface Energy by Contact-Angle Methods", Daphne Pappas, Craig Copeland, Robert Jensen, ARL-TR-4052, March 2007 35 [12] "Wettability Switching Techniques on Superhydrophobic Surfaces", Nanoscale Res Lett (2007) 2:577-596 [13] "Electrowetting: from basics to applications", J. Phys.: Condens. Matter 17 (2005) R705-R774

Claims (17)

1. REVENDICATIONS1. Dispositif optique (100) à ouverture variable, comprenant : - une membrane déformable (1) comprenant une zone centrale optique (1a), - un support (10, 12) auquel une zone d'ancrage périphérique (1c) de ladite membrane (1) est liée, - une première cavité remplie d'un volume constant d'un premier fluide (2) transparent dans une gamme de longueur d'ondes déterminée, ladite cavité étant délimitée au moins en partie par une première face de ladite membrane (1) et une paroi du support (10), - au moins un dispositif d'actionnement (5) d'une région (1 b) de la membrane située entre la zone d'ancrage périphérique (1c) et la zone centrale optique (1a) de la membrane, configuré pour fléchir ladite région (1 b) de la membrane par application d'une tension électrique d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du premier fluide (2) vers le centre ou vers la périphérie de la première cavité, ledit déplacement de fluide étant destiné à déformer la zone centrale (1a) de la membrane, ledit dispositif optique (100) étant caractérisé en ce qu'il comprend en outre un volume constant d'un liquide (3) opaque dans ladite gamme de longueur d'ondes déterminée, en contact au moins localement avec une seconde face de la membrane (1) opposée à la première face et avec un second fluide (4) transparent dans ladite gamme de longueurs d'onde déterminée et non miscible avec ledit liquide opaque (3).
2. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le volume de liquide opaque (3) est choisi pour que : - dans une situation de repos où aucune tension électrique n'est appliquée au dispositif d'actionnement (5), le liquide opaque (3) recouvre au moins une partie de la membrane (1) de sorte à procurer une ouverture présentant un premier diamètre, et - dans une situation d'actionnement où une tension électrique non nulle est appliquée au dispositif d'actionnement (5), la partie centrale (1a) de la membrane présentant une courbure différente de la courbure au repos, le liquide opaque (3) recouvre au moins une partie de la membrane (1) de sorte à procurer une ouverture présentant un second diamètre différent du premier diamètre.
3. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une seconde cavité opposée à la première cavité par rapport à la membrane (1), ladite seconde cavité contenant le liquide opaque (3) et un volume constant du second fluide transparent (4). 3037152 20
4. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le liquide opaque (3) et le second fluide transparent (4) présentent sensiblement la même densité.
5. 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que les 5 premier et second fluides transparents (2, 4) présentent sensiblement le même indice de réfraction.
6. 6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la première et la seconde cavité présentent une paroi transparente (11, 13) opposée à la 10 membrane (1).
7. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend un filtre optique (110) sur sa face opposée à la cavité. 15
8. 8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend une optique fixe (111, 130) sur sa face opposée à la cavité respective. 20
9. 9. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que la paroi transparente de la première et/ou de la seconde cavité comprend un dispositif à focale variable.
10. 10. Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite paroi (11) présente une ouverture centrale (112) et en ce que ledit dispositif à focale variable 25 comprend : - une membrane déformable (1') fermant ladite ouverture (112), une zone périphérique de la membrane déformable (1') étant ancrée sur ladite paroi (11), - au moins un dispositif d'actionnement (5') d'une région de la membrane située entre la zone d'ancrage périphérique et la zone centrale de la membrane, configuré pour 30 fléchir ladite région de la membrane par application d'une tension électrique d'actionnement de sorte à déplacer une partie du volume du fluide vers le centre ou vers la périphérie de la cavité.
11. 11. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce la 35 membrane (1) comprend une structure de rigidification (14) comprenant des alvéoles qui délimitent, dans la zone centrale optique (1a) de ladite membrane, au moins deux régions déformables. 3037152 21
12. 12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le second fluide transparent (4) est agencé dans la seconde cavité sous la forme d'une pluralité de volumes élémentaires agencés chacun en regard d'une alvéole respective. 5
13. 13. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que le second fluide transparent (4) est agencé sous la forme d'un unique volume continu en regard des alvéoles.
14. 14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 10, caractérisé en ce que le 10 second fluide transparent (2) est agencé sur la paroi de la seconde cavité opposée à la membrane déformable sous la forme d'une pluralité de volumes élémentaires.
15. 15. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 14, dans lequel le dispositif d'actionnement (5) est piézoélectrique. 15
16. 16. Procédé de fabrication d'un dispositif optique (100) à ouverture variable selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - fourniture d'un dispositif à focale variable comprenant la membrane déformable (1), le dispositif d'actionnement (5) et le premier liquide transparent (2) dans la première 20 cavité, - dispense d'un volume déterminé du liquide opaque (3) sur la membrane déformable (1).
17. 17. Procédé de fabrication d'un dispositif optique (100) à ouverture variable selon 25 l'une des revendications 3 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - fourniture du dispositif optique à focale variable obtenu par le procédé selon la revendication 16, - fourniture d'un second substrat (13) et dispense du second fluide transparent (4) sur ledit second substrat (13) sous la forme d'au moins une goutte, 30 - collage du second substrat (13) sur le dispositif optique à focale variable, de sorte à encapsuler le second fluide transparent (4) et le liquide opaque (3) entre le second substrat (13) et la membrane déformable (1).