JP7308739B2 - 軸方向追従部を備える可変音響式屈折率分布型レンズ - Google Patents
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Claims (18)
- 可変音響式屈折率分布型(TAG)レンズであって、
制御可能な音波発生要素と、
屈折性流体と、
内部に空洞を持ったレンズケースと、
を備え、
前記屈折性流体の動作ボリュームが前記空洞に収容され、前記制御可能な音波発生要素は前記レンズケースの内部において前記動作ボリュームを貫通する光路を中心として配置され、前記TAGレンズの軸方向は前記光路の光軸に対して平行であると規定され、
前記屈折性流体の前記動作ボリュームは、前記音波発生要素による音波の発生に応答して前記光路に沿って屈折率の変化を生じることによって、
前記TAGレンズは、前記音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合に、前記TAGレンズの周期的に変調される光学パワーに変動を与えるよう制御され、
前記レンズケースは、
概ね前記軸方向に沿って設けられるケース壁部と、
概ね前記軸方向を横断する方向に設けられる第1及び第2のケース端部と、
を備え、
各ケース端部は、ウィンドウ搭載部において前記光路に沿って搭載されたウィンドウを含む中央配置ウィンドウ構成と、少なくとも部分的に前記ケース壁部に位置合わせされて前記ケース壁部に密閉されたケース端縁部と、を含み、
各ウィンドウ搭載部は、前記光軸に直交する前記ウィンドウ搭載部の最も遠い内面、及び外面にそれぞれ一致する、2つの平行なウィンドウ実装境界面の間に画定されたウィンドウ実装面厚みを有し、
前記各ケース端部は、更に、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部と前記ケース端縁部との間に結合されて、それらに密閉された軸方向追従部を含み、
前記軸方向追従部は、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部を所定位置に保持し、前記音波発生要素に前記周期的駆動信号が印加された場合に、関連付けられた前記ケース端縁部に対する関連付けられたウィンドウ搭載部の軸方向偏向振幅を増大させるように構成され、
前記各ケース端部において、その軸方向追従部は、関連付けられた前記ウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で75%である、前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる第1の低減厚さ領域を含み、
前記第1の低減厚さ領域は、前記光軸を中心として少なくとも270度の対応する角度にわたって、関連付けられた前記ウィンドウの周りに設けられている、TAGレンズ。 - 各ケース端部において、前記第1の低減厚さ領域は、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で65%である前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる、請求項1に記載のTAGレンズ。
- 各ケース端部において、前記第1の低減厚さ領域は、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの最大で55%である前記軸方向に沿った低減材料厚さによって特徴付けられる、請求項1に記載のTAGレンズ。
- 各ケース端部において、前記第1の低減厚さ領域は、前記第1の低減厚さ領域と同一の広がりを持つか又は前記第1の低減厚さ領域よりも大きい第1のくぼみ表面を含み、前記第1のくぼみ表面は、関連付けられたケース端部の隣接表面に対して前記軸方向にくぼみ、前記第1の低減厚さ領域の前記低減材料厚さを前記軸方向に沿って画定する、
請求項1に記載のTAGレンズ。 - 前記ケース端部のうち少なくとも1つは、ウィンドウ搭載部と、ケース端縁部と、軸方向追従部とを含み、これらは全て単一の連続した材料片で形成され、前記第1のくぼみ表面は前記単一の連続した材料片に形成された溝の表面部分を含む、
請求項4に記載のTAGレンズ。 - 前記TAGレンズは概ね円筒形の形状を有し、前記単一の連続した材料片に形成された前記溝は環状溝である、
請求項5に記載のTAGレンズ。 - 少なくとも1つのケース端部の前記第1のくぼみ表面は、当該ケース端部の内面に位置付けられている、
請求項4に記載のTAGレンズ。 - 内面に位置付けられた前記第1のくぼみ表面を含む少なくとも1つのケース端部の前記軸方向追従部は、更に、そのケース端部の外面に位置付けられた第2のくぼみ表面を含み、前記第2のくぼみ表面は、関連付けられたケース端部の隣接面に対して前記軸方向にくぼみ、前記光軸を中心として少なくとも270度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部の周りに設けられている、
請求項7に記載のTAGレンズ。 - 前記第2のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第1のくぼみ表面の少なくとも一部と位置合わせされるように構成され、前記第2のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第1の低減厚さ領域の少なくとも一部の前記低減材料厚さを画定する、
請求項8に記載のTAGレンズ。 - 前記第2のくぼみ表面は、前記軸方向に沿って前記第1のくぼみ表面のどの部分とも位置合わせしないように構成され、
前記第1及び第2のくぼみ表面の最も遠いくぼみ部分にそれぞれ一致する第1及び第2の面の間の前記軸方向に沿った分離距離は、最大で、関連付けられたウィンドウ搭載部の前記ウィンドウ実装面厚みの55%である、
請求項8に記載のTAGレンズ。 - 前記第1及び第2のくぼみ表面は、それぞれ前記光軸を中心として360度の対応する角度にわたって設けられる環状くぼみ表面を含む、
請求項8に記載のTAGレンズ。 - 各ケース端部において、
関連付けられたケース端縁部は、前記光軸にノミナルで直交する当接面を画定する部分を含み、
関連付けられたウィンドウ搭載部の全ての外面は、この関連付けられたウィンドウ搭載部の前記増大した軸方向偏向振幅よりも大きい前記軸方向の距離だけ、前記当接面に対して前記軸方向にくぼんでいる、
請求項1に記載のTAGレンズ。 - 少なくとも1つのケース端部において、
関連付けられたケース端縁部はその外周を取り囲む搭載表面を含み、
前記搭載表面は、前記光軸に直交する半径方向に沿って前記搭載表面に力を加える搭載要素を受容するように構成され、
少なくとも1つのケース端部は、更に、半径方向ひずみ吸収路又は半径方向追従曲げ要素のうち少なくとも一方を含む半径方向ひずみ分離構成を含み、
前記半径方向ひずみ分離構成は、前記光軸を中心として少なくとも270度の対応する角度にわたって設けられ、その搭載表面と関連付けられた軸方向追従部の前記第1の低減厚さ領域との間に前記半径方向に沿って位置付けられている、
請求項1に記載のTAGレンズ。 - 前記TAGレンズは概ね円筒形の形状を有し、
前記第1の低減厚さ領域は環状領域であり、
前記半径方向ひずみ吸収路は、その少なくとも1つのケース端部の外面に形成された環状溝を含む、
請求項13に記載のTAGレンズ。 - 前記半径方向ひずみ吸収路を形成する前記環状溝は、前記ケース端縁部と前記第1の低減厚さ領域との間に位置付けられている、
請求項14に記載のTAGレンズ。 - 前記半径方向ひずみ吸収路を形成する前記環状溝は、前記ケース端縁部に位置付けられ、隣接する半径方向追従曲げ要素の内壁を形成するように構成され、
前記半径方向追従曲げ要素は、環状の形状を有し、搭載面である外周面を有する、
請求項14に記載のTAGレンズ。 - 各ケース端部の少なくとも前記軸方向追従部及び前記中央配置ウィンドウ構成は、関連付けられたケース端縁部に対する前記ウィンドウ搭載部の軸方向並進を含む前記TAGレンズの共振モードを与えるように構成され、
関連付けられたケース端縁部に対する前記ウィンドウ搭載部の前記軸方向並進の振幅で示されるその共振モードの共振帯域幅は、前記音波発生要素に印加される前記周期的駆動信号の周波数を含む、
請求項1に記載のTAGレンズ。 - 可変音響式屈折率分布型(TAG)レンズであって、
制御可能な音波発生要素と、
屈折性流体と、
内部に空洞を持ったレンズケースと、
を備え、
前記屈折性流体の動作ボリュームが前記空洞に収容され、前記制御可能な音波発生要素は前記レンズケースの内部において前記動作ボリュームを貫通する光路を中心として配置され、前記TAGレンズの軸方向は前記光路の光軸に対して平行であると規定され、
前記屈折性流体の前記動作ボリュームは、前記音波発生要素による音波の発生に応答して前記光路に沿って屈折率の変化を生じることによって、
前記TAGレンズは、前記音波発生要素に周期的駆動信号が印加された場合に、前記TAGレンズの周期的に変調される光学パワーに変動を与えるよう制御され、
前記レンズケースは、
概ね前記軸方向に沿って設けられるケース壁部と、
概ね前記軸方向を横断する方向に設けられる第1及び第2のケース端部と、
を備え、
各ケース端部は、ウィンドウ搭載部において前記光路に沿って搭載されたウィンドウを含む中央配置ウィンドウ構成と、少なくとも部分的に前記ケース壁部に位置合わせされて前記ケース壁部に密閉されたケース端縁部と、を含み、
前記各ケース端部は、更に、関連付けられたウィンドウ搭載部とケース端縁部との間に結合されて、それらに密閉された軸方向追従部を含み、
前記軸方向追従部は、関連付けられたウィンドウ搭載部を所定位置に保持し、前記音波発生要素に前記周期的駆動信号が印加された場合に、関連付けられたケース端縁部に対する関連付けられたウィンドウ搭載部の軸方向偏向振幅を増大させるように構成され、
各ケース端部において、少なくともその軸方向追従部は、平均密度を無孔密度の最大で75%に低減させた多孔度を含む金属組成の材料領域を含み、
前記材料領域は、前記光軸を中心として少なくとも270度の対応する角度にわたって、関連付けられたウィンドウ搭載部を取り囲んで設けられている、
TAGレンズ。
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