JP7433906B2 - 液体レンズ - Google Patents
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Description
2015年12月1日に発行された、「LIQUID LENS ARRAYS」と題する米国特許第9,201,174号(「‘174号特許明細書」)が、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。2016年10月13日公開の「METHOD TO PREVENT EMULSION IN A LIQUID LENS」と題する米国特許出願公開第2016/0299264(「‘264号公開明細書」)が、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。2016年11月15日に発行された、「ROOM TEMPERATURE GLASS-TO-GLASS,GLASS-TO-PLASTIC AND GLASS-TO-CERAMIC/SEMICONDUCTOR BONDING」と題する米国特許第9,492,990号(「‘990号特許明細書」)が、参照により、その全体が本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載の一部の実施形態は、液体レンズに関連することができ、液体レンズは、容積を有するチャンバー、チャンバー内に収容された第1の流体、及びチャンバー内に収容された第2の流体を有することができる。第1の流体と第2の流体とは、実質的に不混和性であって、第1の流体と第2の流体との間に流体界面を形成することができる。液体レンズは、第1及び第2の流体から絶縁された1つ以上の第1の電極、及び第1の流体と電気的に連通する1つ以上の第2の電極を有することができる。流体界面の位置が、第1及び第2の電極間に印加される電圧に少なくとも部分的に基づくように、液体レンズを構成することができる。液体レンズは、(例えば、光軸に沿って)光を透過するように構成された窓部を有することができる。液体レンズは、(例えば、光軸に沿って軸方向に)窓部を変位させてチャンバーの容積を変化させるように構成された屈曲部を備えることができる。
液体レンズであって、
容積を有するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された第1の流体と、
前記チャンバー内に収容された第2の流体であって、前記第1の流体と前記第2の流体とは実質的に不混和性であり、前記第1の流体と前記第2の流体との間に流体界面を形成する、第2の流体と、
前記第1の流体及び前記第2の流体から絶縁された1つ以上の第1の電極と、
前記第1の流体と電気的に連通する1つ以上の第2の電極であって、前記流体界面の位置が、前記第1及び第2の電極間に印加される電圧に少なくとも部分的に基づくように、前記液体レンズが構成されている、第2の電極と、
光軸に沿って光を透過するように構成された窓部と、
前記窓部を前記光軸に沿って軸方向に変位させ、前記チャンバーの前記容積を変化させるように構成された屈曲部であって、前記窓部と同じ材料で構成された屈曲部と、
を備えた液体レンズ。
前記屈曲部が前記窓部と一体成形されている、実施形態1及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記窓部及び前記屈曲部がガラスで構成されている、実施形態1~2及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
ガラス板が前記窓部及び前記屈曲部を含み、前記屈曲部が、前記窓部を囲む複数の同心円の凹部を含み、前記複数の同心円の凹部が、前記ガラス板の交互の面に形成されている、実施形態1~3及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部が、前記屈曲部の曲がりから屈曲部変位距離だけ軸方向に変位し、前記窓部が、該窓部の曲がりから窓部湾曲距離だけ軸方向に変位し、前記屈曲部変位距離が前記窓部湾曲距離より大きい、実施形態1~4及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部湾曲距離に対する前記屈曲部変位距離の比が少なくとも2対1である、実施形態5記載の液体レンズ。
前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記屈曲部変位距離と前記窓部湾曲距離との比が少なくとも4対1である、実施形態5記載の液体レンズ。
前記比が12対1以下である実施形態6又は7記載の液体レンズ。
前記窓部が柔軟であり、前記屈曲部が前記窓部より更に柔軟である、実施形態1~8及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記窓部が、実質的に球形の曲率又は実質的に放物面の曲率を有するように屈曲する、実施形態9記載の液体レンズ。
前記窓部の厚さが、前記屈曲部の厚さより厚い、実施形態1~10及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部が前記窓部の外周の周囲に配置された実施形態1~11及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部が、該屈曲部に入射した光が前記液体レンズを透過するのを阻止する、実施形態1~12及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
1℃当たり0.1ジオプター以下の熱誘導屈折力変化率を有する、実施形態1~13及び17~19いずれか1項記載の液体レンズ。
1℃当たり少なくとも0.02の熱誘導屈折力変化率を有する、実施形態14記載の液体レンズ。
カメラシステムであって、
実施形態1~15及び17~19いずれか1項記載の液体レンズと、
カメラモジュールであって、
イメージセンサー、及び
前記イメージセンサーに光を誘導するように構成された、1つ以上の固定レンズであって、前記カメラモジュールを動作させると、前記1つ以上の固定レンズの焦点距離を変化させる熱が発生する、固定レンズを有するモジュールと、
を備え、
前記カメラモジュールからの熱が、前記液体レンズに伝達されるように、前記液体レンズが前記カメラモジュールに熱的に連結され、前記液体レンズに伝達された熱が、前記窓部を屈曲させて前記液体レンズの焦点距離を変化させ、前記カメラモジュール内の1つ以上の固定レンズの前記焦点距離の変化に少なくとも部分的に対抗する、カメラシステム。
液体レンズであって、
容積を有するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された第1の流体と、
前記チャンバー内に収容された第2の流体であって、前記第1の流体と前記第2の流体とは実質的に不混和性であって、前記第1の流体と前記第2の流体との間に流体界面を形成する、第2の流体と、
前記第1の流体及び前記第2の流体から絶縁された1つ以上の第1の電極と、
前記第1の流体と電気的に連通する1つ以上の第2の電極であって、前記流体界面の位置が、前記第1及び第2の電極間に印加される電圧に少なくとも部分的に基づくように、前記液体レンズが構成されている、第2の電極と、
光軸に沿って光を透過するように構成された窓部と、
前記窓部を前記光軸に沿って軸方向に変位させ、前記チャンバーの前記容積を変化させるように構成された屈曲部と、
を備え、
前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部の周辺部が屈曲部変位距離だけ軸方向に変位するように、前記屈曲部が湾曲し、
前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部の中心部が前記屈曲部変位距離より大きい合計窓変位距離だけ軸方向に変位するように前記窓部が湾曲し、
前記屈曲部変位距離が、前記合計窓変位距離の60%~95%である、
液体レンズ。
前記屈曲部変位距離が、前記合計窓変位距離の70%~90%である、実施形態17記載の液体レンズ。
前記屈曲部変位距離が、前記合計窓変位距離の80%~85%である、実施形態17記載の液体レンズ。
液体レンズであって、
第1の端部及び第2の端部を有する空洞であって、光軸が前記第1の端部から前記第2の端部まで延びる空洞と、
前記空洞内の複数の流体であって、少なくとも1つの流体界面を形成し、光軸が前記少なくとも1つの流体界面を通して延びる、複数の流体と、
前記空洞の前記第1の端部の半径方向外側に配置された支持構造体と、
材料板であって、
前記空洞の前記第1の端部の上方に配置された窓部であって、該窓部を通して前記光軸が延びる窓部、
前記窓部の半径方向外側に配置された取付部であって、前記支持構造に取り付けられた取付部、及び
前記窓部と前記取付部との間の屈曲部であって、前記窓部より薄い屈曲部
を有する材料板と、
を備えた液体レンズ。
前記窓部、前記取付部、及び前記屈曲部を有する前記材料板が、ガラス板である、実施形態20記載の液体レンズ。
前記屈曲部が複数の同心円の凹部を有する、実施形態20又は21記載の液体レンズ。
前記材料板が、第1の面及び該第1の面に対向する第2の面を有し、前記屈曲部が、
前記板の前記第1の面に第1の凹部を有し、
前記第1の凹部に隣接する第2の凹部であって、前記板の前記第2の面に位置する凹部を有する、実施形態20~22いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部が、
前記第1の面に、前記第2の凹部に隣接する第3の凹部、及び
前記第2の面に、前記第3の凹部に隣接する第4の凹部を有する、実施形態23記載の液体レンズ。
前記屈曲部がガラスで構成され、前記屈曲部の少なくとも一部が、0.1マイクロメートル~0.5マイクロメートルの厚さを有する、実施形態20~24いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部がガラスで構成され、前記屈曲部の少なくとも一部が、0.15マイクロメートル~0.4マイクロメートルの厚さを有する、実施形態20~24いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部がガラスで構成され、前記屈曲部の少なくとも一部が、0.2マイクロメートル~0.3マイクロメートルの厚さを有する、実施形態20~24いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部が、前記窓部の厚さの5%~40%の厚さを有する、実施形態20~27いずれか1項記載の液体レンズ。
前記屈曲部が、前記窓部の厚さの10%~30%の厚さを有する、実施形態20~27いずれか1項記載の液体レンズ。
前記材料板が、前記空洞に面する窪みを有し、該窪みが、前記屈曲部の少なくとも一部及び前記窓部の少なくとも一部にわたって延びる、実施形態20~29いずれか1項記載の液体レンズ。
102 空洞(チャンバー)
104 極性流体
105 流体界面
106 非極性流体
108 下部窓部
110 上部窓部
112 第1の電極
114 絶縁材料
116 第2の電極
120 屈曲部
124 屈曲部の軸方向変位距離
126 窓部の軸方向変位距離
128 取付部
134a~f 凹部
140 窪み
202 カメラモジュール
Claims (9)
- 液体レンズであって、
容積を有するチャンバーと、
前記チャンバー内に収容された第1の流体と、
前記チャンバー内に収容された第2の流体であって、前記第1の流体と前記第2の流体とは実質的に不混和性であり、前記第1の流体と前記第2の流体との間に流体界面を形成する、第2の流体と、
前記第1の流体及び前記第2の流体から絶縁された1つ以上の第1の電極と、
前記第1の流体と電気的に連通する1つ以上の第2の電極であって、前記流体界面の位置が、前記第1及び第2の電極間に印加される電圧に少なくとも部分的に基づくように、前記液体レンズが構成されている、第2の電極と、
光軸に沿って光を透過するように構成された窓部と、
前記窓部を前記光軸に沿って軸方向に変位させ、前記チャンバーの前記容積を変化させるように構成された屈曲部であって、前記窓部と同じ材料で構成された屈曲部と、
を備え、
少なくとも1つの凹部を有する前記屈曲部は、前記窓部の厚さの範囲内に前記窓部と一体形成されていることを特徴とする液体レンズ。 - 前記窓部及び前記屈曲部がガラスで構成されていることを特徴とする、請求項1記載の液体レンズ。
- ガラス板が前記窓部及び前記屈曲部を含み、前記屈曲部が、前記窓部を囲む複数の同心円の前記凹部を含み、前記複数の同心円の凹部が、前記ガラス板の交互の面に形成されていることを特徴とする、請求項1又は2記載の液体レンズ。
- 前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部が、前記屈曲部の曲がりから屈曲部変位距離だけ軸方向に変位し、前記窓部が、該窓部の曲がりから窓部湾曲距離だけ軸方向に変位し、前記屈曲部変位距離が前記窓部湾曲距離より大きいことを特徴とする、請求項1~3いずれか1項記載の液体レンズ。
- 前記液体レンズが屈曲状態にあるとき、前記窓部湾曲距離に対する前記屈曲部変位距離の比が少なくとも2対1であることを特徴とする、請求項4記載の液体レンズ。
- 前記窓部の前記厚さが、前記屈曲部の厚さより厚いことを特徴とする、請求項1~5いずれか1項記載の液体レンズ。
- 1℃当たり0.1ジオプター以下の熱誘導屈折力変化率を有することを特徴とする、請求項1~6いずれか1項記載の液体レンズ。
- 1℃当たり少なくとも0.02ジオプターの熱誘導屈折力変化率を有することを特徴とする、請求項7記載の液体レンズ。
- カメラシステムであって、
請求項1~8いずれか1項記載の液体レンズと、
カメラモジュールであって、
イメージセンサー、及び
前記イメージセンサーに光を誘導するように構成された、1つ以上の固定レンズであって、前記カメラモジュールを動作させると、前記1つ以上の固定レンズの焦点距離を変化させる熱が発生する、固定レンズを有するモジュールと、
を備え、
前記カメラモジュールからの熱が、前記液体レンズに伝達されるように、前記液体レンズが前記カメラモジュールに熱的に連結され、前記液体レンズに伝達された熱が、前記窓部を屈曲させて前記液体レンズの焦点距離を変化させ、前記カメラモジュール内の1つ以上の固定レンズの前記焦点距離の変化に少なくとも部分的に対抗することを特徴とするカメラシステム。
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