JP6360823B2 - 連続冠状部形成圧電作動変形可能メンブレンを有する光学デバイス - Google Patents
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Description
1.1 プレート
1.5 フレーム
2 メンブレン
2.1 中央区域
2.2 中間区域
2.3 固定区域
2a 層
2b 主層
2c 強化層
3 空洞、皿部
3.1 皿部の底部
4 流体
4’ 第2の流体
5 作動手段
5.1 圧電アクチュエータ
5.10 ユニット圧電アクチュエータ
5.2 補助圧電アクチュエータ
6 空洞
20a、20b 電極
21 圧電材料のブロック
23 電源
50 梁
70 受動圧電アクチュエータ
80 対物レンズ
81 画像センサ
82 基板
83 レンズ、光学ブロック
83.1、83.2 レンズ
95 補償手段
95.1 熱バイモルフ要素
96 膨張接続部
100 基板
101 犠牲層
107 孔
200 第2のメンブレン
201 保護キャップ
202 開口
B 圧電バイモルフ
C、C’ 圧電材料の連続冠状部
Caux 補助不連続冠状部
Cint 内側冠状部
L、L’ 液体レンズ
z1 半径方向区域
z2 縦方向区域
Claims (19)
- ある量の液体または気体の流体を閉じ込める支持体(1)上の固定区域(2.3)と、静止位置から可逆的に変形可能な中央区域(2.1)と、圧電材料の単一の作動連続冠状部(C)とを含む変形可能メンブレン(2)をもつ光学デバイスであって、前記単一の作動連続冠状部(C)が、1つまたは複数の圧電アクチュエータ(5.1)を収容し、前記圧電アクチュエータの各々は1対の電極が前記単一の作動連続冠状部(C)を挟むことによって形成され、前記単一の作動連続冠状部と前記電極とが前記中央区域(2.1)に重なることなく前記中央区域(2.1)のまわりの少なくとも中間区域(2.2)内の前記メンブレンの中に少なくとも部分的に統合されて固定され、前記固定区域(2.3)と前記中央区域(2.1)との間の前記中間区域のメンブレン(2)を偏らせて前記流体(4)を移動させ、前記静止位置に対して前記中央区域(2.1)を変形させるように、前記単一の作動連続冠状部及び前記電極が作動時に半径方向に収縮または拡大し、前記メンブレン(2)の前記中間区域(2.2)から前記中央区域(2.1)へ、または逆へ前記流体(4)を移動させ、前記単一の作動連続冠状部(C)及び前記電極と、前記単一の作動連続冠状部(C)及び前記電極が固定される前記メンブレン(2)とが少なくとも1つの圧電バイモルフ(B)を形成する、光学デバイス。
- 前記メンブレン(2)が、少なくとも前記中間区域内に、主層(2b)と強化層(2c)とを備え、前記単一の作動連続冠状部及び前記電極が、前記主層(2b)と前記強化層(2c)との間に挿入され、前記メンブレン(2)が、前記中央区域において強化層(2c)を備えない、請求項1に記載の光学デバイス。
- 1対の電極のうちの少なくとも1つの電極(20a)が2つ以上の圧電アクチュエータに共通である、請求項1または2に記載の光学デバイス。
- 前記単一の作動連続冠状部(C)及び前記電極が、さらに、前記メンブレン(2)の前記固定区域(2.3)に、およびオプションとして直接前記支持体(1)に固定される、請求項1から3のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記メンブレン(2)が、少なくとも前記中間区域(2.2)において、層(2c、2b)のスタックを含み、前記スタック内に、より大きい剛性の強化層(2c)およびより小さい剛性の層(2b)とを含み、前記より大きい剛性の層(2c)が前記圧電バイモルフ(B)の一部である、請求項1から4のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記メンブレン(2)が、前記中央区域(2.1)、前記中間区域(2.2)、および前記固定区域(2.3)において延びる連続層(2b)を含む、請求項1から5のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 1つまたは複数の圧電アクチュエータ(5.2)を収容する圧電材料の不連続冠状部(Caux)を含む前記メンブレン(2)に固定された補助作動手段(5’)をさらに含み、前記不連続冠状部(Caux)が前記単一の作動連続冠状部(C)と同心で取り付けられ、前記補助作動手段(5’)と、それが固定される前記メンブレン(2)とが少なくとも1つの圧電バイモルフを形成する、請求項1から6のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 温度に応じて前記光学デバイスの焦点レンズの変動を補償する補償手段(95)を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記単一の作動連続冠状部(C)に収容された前記圧電アクチュエータ(5.1)のうちの少なくとも1つが前記補償手段として使用される、請求項8に記載の光学デバイス。
- 前記補償手段(95)が、前記中間区域(2.2)に突き出ることによって前記固定区域(2.3)で前記メンブレン(2)に固定された、または前記流体(4)を基準にして前記メンブレン(2)に向き合った前記支持体(1)に取り付けられた連続冠状部として配置される1つまたは複数の熱バイモルフ(95.1)を含む、請求項8に記載の光学デバイス。
- 前記単一の作動連続冠状部(C)が、互いに別々にまたは同時にすべて一緒に作動することができる、または、グループ単位で同時に作動することができる1つ以上の圧電アクチュエータ(5.1)を収容する、請求項1から10のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 圧電材料のモニタリング連続冠状部(C’)に配置され、前記中間区域(2.2)においておよびオプションとして前記固定区域(2.3)において前記メンブレン(2)に固定され、場合によっては正圧電効果により動作可能であり、前記メンブレン(2)の変形をモニタリングするために専用に設けられる1つまたは複数の圧電アクチュエータ(70)を含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記支持体(1)に取り付けられた保護キャップ(201)をさらに含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記保護キャップ(201)が、前記中央区域(2.1)で開口(202)を備えるか、または気密であり、別の流体(4’)を閉じ込める、請求項13に記載の光学デバイス。
- 前記メンブレン(2)が、ポリジメチルシロキサン、ポリメチルメタクリレート、ポリテレフタレートエチレン、ポリカーボネート、パリレン、エポキシ樹脂、感光性ポリマー、シリコーンから選択された有機材料、または、シリコン、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、多結晶シリコン、窒化チタン、ダイヤモンド状炭素、スズインジウム酸化物、アルミニウム、銅、ニッケルから選択された無機質材料で製作される、請求項1から14のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 流体(4、4’)の各々が、炭酸プロピレン、水、屈折率液体、光学オイル、もしくはイオン液体から選択された液体、または空気、窒素、およびヘリウムから選択された気体である、請求項1から15のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 前記圧電材料が、PZT、窒化アルミニウム、ポリフッ化ビニリデンもしくはそのトリフルオロエチレンとのコポリマー、酸化亜鉛、チタン酸バリウム、ニオブ酸鉛、およびチタン酸ビスマスから選択された材料である、請求項1から16のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- レンズまたはミラーであることを特徴とする、請求項1から17のいずれか一項に記載の光学デバイス。
- 請求項1から18のいずれか一項に記載の少なくとも1つの光学デバイス(L、L’)を含むことを特徴とするカメラ。
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