KR20080031299A

KR20080031299A - 렌즈

Info

Publication number: KR20080031299A
Application number: KR1020087001626A
Authority: KR
Inventors: 제임스 알버트 프라지어; 피터 데니손 파크스
Original assignee: 글로벌 바이오닉 옵틱스 피티와이 엘티디
Priority date: 2005-06-21
Filing date: 2006-06-20
Publication date: 2008-04-08
Also published as: EP1896877A4; CN101238395A; AU2006261575A1; WO2006135960A1; EP1896877A1; CA2613104A1; GB2427484A; GB0513347D0; JP2008544318A; US20090116118A1

Abstract

유체(14)를 포함하는 공동들 사이에 형성하는 제1 및 제2 벽(12, 10)을 포함하는 렌즈가 설명되어 있다. 벽들(12) 중 적어도 하나는 가요성이며, 렌즈의 배율을 변경하기 위해서, 적어도 하나의 가요성 벽의 형상을 변경하도록 공동 내의 유체(14)의 양이 변화될 수 있다. 하나 이상의 가요성 벽은 벽(들)의 주연부에 인접하게 벽(들)에 형성된 적어도 하나의 홈(15)을 가질 수 있다. 또 다른 구조에서, 가요성 벽 및 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합된다. 또 다른 구조에서, 렌즈는 가요성 벽과 제2 벽을 포함한다. 가요성 벽은 탄성적이고, 그 중앙 영역에서 더 얇으며, 제2 벽에 대하여 변위될 수 있다. 또한, 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 설명되어 있다.

가요성 벽, 유체, 공동, 렌즈, 배율

Description

렌즈 {LENS}

관련 특허 출원

본 특허 출원은 발명의 명칭이 "렌즈"인, 프라지어 제임스 알버트(James Albert Frazier) 등의 명의로 2005년 6월 21일자로 출원된 미국 가특허 출원 제60/692,486호와, 글로벌 바이오닉 옵틱스 피티와이 엘티디(Global Bionic Optic Pty Ltd)의 명의로 2005년 6월 29일자로 출원된 영국 특허 출원 제0513347.5호의 우선일의 권리를 주장하며, 이들 출원 각각은 본 명세서에 참조로 통합되어 있다.

기술분야

본 발명은 렌즈, 특히 팽창가능한 렌즈에 관한 것이다.

팽창가능한 렌즈는 이런 렌즈가 가변 초점 길이를 갖기 때문에 유용하다. 또한, 이들 렌즈는 줌 렌즈로서 사용될 수 있다.

1997년 11월 4일자로 플로이드(Floyd)에게 허여된 미국 특허 제5,684,637호는 공동을 한정하면서 그 에지들에 의해 보유되는 두 개의 가요성 박막(memberane)을 포함하는 팽창가능한 렌즈를 개시하고 있다. 박막들 사이의 공동은 유체로 충전된다. 또한, 이 렌즈는 포트를 구비하며, 이 포트를 통해 유체가 공동 내로 주입되거나, 공동으로부터 제거될 수 있다.

1988년 3월 17일자로 공개된 지멘스 아게(Siemens AG)의 독일 특허 공보 DE 3630700 A1호는 두 개의 굴절면에 의해 한정되어 있는 유체 투명 광학 매체를 포함하는 팽창가능한 렌즈를 개시하고 있다. 두 개의 면들 중 적어도 하나는 가요성 투명 필름으로 형성된다. 두 개의 면들 사이의 유체의 체적을 변화시킴으로써, 가요성 필름의 형상이 변경될 수 있고, 렌즈의 초점 길이가 변화될 수 있다.

이런 팽창가능한 렌즈의 문제점은 가요성 박막 또는 필름에 의해 형성되는 굴곡이 박막의 전체 영역에 걸쳐 일정하지 않다는 것이다.

가요성 박막의 에지가 하우징 내에 클램핑되어야만 하기 때문에, 박막의 에지에 근접한 렌즈의 굴곡은 박막의 중앙에서의 굴곡과 동일하지 않다. 결과적으로, 유효하게 사용할 수 있는 렌즈 개구는 가요성 박막의 실제 크기보다 매우 작다.

또한, 팽창가능한 렌즈는 중력에 의해서도 영향을 받는데, 그 이유는 유체가 렌즈의 최하부로 유동하는 경향이 있고, 결과적으로, 렌즈의 최하부를 향한 융기(bulging)를 초래하기 때문이다. 이런 융기는 렌즈의 전체 영역에 걸쳐 비균일 곡률을 초래한다.

1997년 1월 21일자로 출원된 일본 특허 출원 제9-20932호에 대해 1998년 8월 7일자로 공개된 일본 특허 출원 공개 제10-206609호는 렌즈를 형성하는 가요성 캡슐의 형상을 변형시킴으로써, 굴절 배율을 제공하는 렌즈를 개시하고 있다. 도16a는 캡슐 내로의 유체 유동을 가능하게 하도록, 가압기(도시 생략)를 구비한 벨로우즈형(bellows-form) 탱크의 형태인, 입구를 포함하는 렌즈(1610)를 예시한다. 캡 슐 두께는 캡슐의 중앙을 향해 감소한다. 특히, 캡슐은 벨로우즈 또는 콘서티나형(concertina-like) 구조체(1610) 형태의 주연부를 갖는다. 주연부 상의 이 벨로우즈 구조체(1610)는 캡슐이 확장되거나 측방향 변위될 수 있게 하여 렌즈(1610)의 형상을 자유롭게 변형시킬 수 있게 한다. 그러나, 도16b에 도시된 바와 같이, 이는 바람직하지 않은 방식으로 렌즈 형상(1610)의 변형(1610')을 초래한다.

따라서, 개선된 팽창가능한 렌즈가 필요하다.

본 발명의 일 태양에 따라서, 그 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하는 렌즈가 제공되고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 힌지를 위하여 제1 가요성 벽의 외주를 향해 내부에 형성된 제1 홈을 구비하는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하는 렌즈가 제공되고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

제1 벽은 제1 표면 및 제2 표면에 의해 한정될 수 있고, 홈은 제1 벽의 제1 표면에 형성될 수 있다.

제1 벽의 제1 표면은 오목면이고, 제1 벽의 제2 표면은 평면일 수 있다. 제1 벽의 제1 표면 및 제2 표면은 오목면일 수 있다.

렌즈는 제1 벽의 외주를 향한 제2 홈을 더 포함하고, 제2 홈은 제1 벽의 제2 표면에 형성된다.

제1 홈은 v자형 단면 또는 c자형 단면을 가질 수 있다.

홈은 환형일 수 있다.

제1 벽은 그 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아질 수 있고, 홈의 깊이는 홈의 정점 또는 기부와 제2 표면 사이의 최소 거리가 제1 벽의 중앙 영역에서의 제1 벽의 두께와 실질적으로 동일하도록 이루어질 수 있다.

제1 벽 및 제2 벽은 배럴 장착부 내에 수납될 수 있다. 제1 벽 및 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하는 렌즈가 제공되며, 제1 벽과 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합되고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

제1 벽 및 제2 벽은 유동성 유체 실리콘 고무 화합물을 사용하여 함께 접합될 수 있다. 유동성 유체 실리콘 고무 화합물은 트리아세트옥시(에틸)실란[triacetoxy(ethyl)silane] 또는 메틸 트리아세트옥시(에틸)실란을 포함할 수 있다.

임의의 상술한 태양에서, 제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면 및 제2 표면에 의해 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 표면 중 적어도 하나는 오목면이다.

제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면 및 제2 표면에 의해 형성될 수 있으며, 제1 및 제2 표면 중 적어도 하나는 볼록면이다.

제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면과 제1 표면에 실질적으로 평행한 제2 표면에 의해 형성될 수 있다.

제2 벽은 폴리카보네이트 또는 유리로 형성될 수 있다. 대안적으로, 제2 벽은 가요성일 수 있다. 또한, 제2 벽은 그 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아질 수 있다.

렌즈는 유체가 관통 유동할 수 있는 공동 내로의 적어도 하나의 포트를 더 포함할 수 있다. 렌즈는 유체가 관통 유동할 수 있는 공동 내로의 복수의 포트를 포함할 수 있으며, 복수의 포트는 렌즈의 원주 둘레로 이격 배치된다. 복수의 포트는 렌즈의 원주 둘레에 균등하게 이격 배치될 수 있다. 유체는 적어도 하나의 포트를 통해 공동 내외로 흐를 수 있다. 적어도 하나의 포트가 제2 벽을 통해 형성될 수 있다. 적어도 하나의 포트는 제2 벽에 접합된 튜브를 포함할 수 있다. 튜브는 폴리에틸렌 또는 실리콘 튜브를 포함할 수 있다.

유체는 오일, 글리세린 및 수분에 기초한 제품 중 하나를 포함할 수 있다.

각각의 가요성 벽은 탄성일 수 있다.

각각의 가요성 벽은 가변 팽창할 수 있는 광학적으로 투명한 합성 균질 재료로 된 신장 가능하고, 유연하며, 여러 가지 형태의 디스크를 포함하는 구성요소로 형성될 수 있다.

각각의 가요성 벽은 실리콘 고무, 플라스틱 재료, 아크릴 재료, 가요성 폴리카보네이트, 에폭시 수지 및 폴리에스테르 중 하나로부터 형성될 수 있다.

렌즈는 공동과 유체 연통하는 유체 저장소를 더 포함할 수 있다. 렌즈는 저장소 및 공동이 적어도 하나의 포트 또는 홈에 의해 형성된 연속 원형 채널을 통해 영구 연결되는 폐쇄 회로의 별개의 밀봉 패키지를 형성할 수 있다.

렌즈는, 저장소로부터 유체를 방출하거나 렌즈 공동으로부터 유체를 배출하기 위해, 펌프, 피스톤, 플런저, 종래의 포커스 배럴(focus barrel) 또는 저장소의 바깥쪽으로 인가된 임의의 힘 제공기(force-provider)를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 렌즈를 포함하는 카메라가 제공된다. 렌즈는 그 중심 영역을 향하여 점진적으로 더 얇아지는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 다른 태양에 따르면, 렌즈를 포함하는 카메라가 제공된다. 렌즈는 힌지를 위한 제1 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 렌즈를 포함하는 카메라가 제공된다. 렌즈는 제1 가요성 벽과 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합되며, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 조명 소자와 렌즈를 포함하는 조명 시스템이 제공된다. 렌즈는 그 중심 영역을 향하여 점진적으로 더 얇아지는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 조명 소자와 렌즈를 포함하는 조명 시스템이 제공된다. 렌즈는 힌지를 위한 제1 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 조명 소자와 렌즈를 포함하는 조명 시스템이 제공된다. 렌즈는 제1 가요성 벽과 제2 벽을 포함하고, 제1 벽 및 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합되며, 제1 벽 및 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 렌즈의 중심 영역을 향하여 점진적으로 더 얇아지는 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 암형 프로파일 유리(female profile glass), 아크릴 또는 실리카 옵틱스(optics) 또는 플라스틱 몰드(mould)에 대하여 가요성 벽을 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 힌지를 위하여 가요성 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 암형 프로파일 유리, 아크릴 또는 실리카 옵틱스, 또는 플라스틱 몰드에 대하여 가요성 벽을 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명의 태양에 따라서, 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 암형 프로파일 유리, 아크릴 또는 실리카 옵틱스, 또는 플라스틱 몰드에 대하여 가요성 벽을 성형하는 단계와, 가요성 벽을 공동을 한정하기 위한 다른 벽과 함께 접합, 용접 또는 융합시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 렌즈의 중심 영역을 향하여 점진적으로 더 얇아지는 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 제1 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 스피닝(spinning), 원심분리(centrifuging), 가스의 도입, 버블(bubble) 또는 유동의 이용, 주입(pour), 견인 진공 기술(draw vacuum technology)의 단계를 포함한다.

본 발명의 다른 태양에 따라서, 힌지를 위하여 가요성 벽의 외주를 향해 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 렌즈를 위한 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 스피닝, 원심분리, 가스의 도입, 버블 또는 유동의 이용, 주입, 견인 진공 기술의 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이 제공되며, 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 형성한다. 이 방법은 스피닝, 원심분리, 가스의 도입, 버블 또는 유동의 이용, 주입, 견인 진공 기술에 의해 가요성 벽을 형성하는 단계와, 가요성 벽을 공동을 한정하기 위한 다른 벽과 함께 접합, 용접 또는 융합시키는 단계를 포함한다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 제1 벽의 중심 영역에서 탄성이고 더 얇은 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하는 렌즈가 제공되고, 제1 벽의 적어도 중심 영역은 제2 벽에 대하여 변위될 수 있다.

제1 및 제2 벽은 변위 매체와 연통될 수 있다. 변위 매체는 유체를 포함한다. 제1 및 제2 벽 사이의 변위 매체의 체적은 가변적이다.

제1 벽은 제1 벽의 중심 영역 내에서 점진적으로 더 얇아질 수 있다.

다양한 렌즈 형상이 제1 및 제2 벽 사이의 변위 매체의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있다.

제1 및 제2 벽은 변위 매체를 수용하기 위한 공동을 한정한다.

가요성 벽은 상기 벽의 주연부에 인접하여 내부에 형성된 적어도 하나의 홈을 갖는다.

가요성 벽 및 제2 벽은 공동을 한정하기 위해 함께 접합, 용접 또는 융합될 수 있다.

본 발명의 또 다른 태양에 따라서, 렌즈가 제공된다. 이 렌즈는 그 중심 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지는 광학 렌즈에 사용되기 적합한 재료로 이루어진 가요성 벽으로서, 가요성 벽의 주연부를 향해 내부에 형성된 적어도 하나의 홈을 갖는 가요성 벽과, 광학 렌즈에 사용되기 적합한 재료로 이루어진 다른 벽을 포함하며, 제1 벽 및 제2 벽이 평행하게 구성되고 유체를 수용하기 위한 공동을 한정하고, 다양한 렌즈의 형상이 벽들 사이의 유체의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있다.

다른 벽은 가요성일 수 있다. 또한, 다른 가요성 벽은 그 중심 영역을 향해 점진적으로 더 얇아질 수 있다. 대안적으로, 제2 벽은 강성일 수 있다.

벽들은 각각의 벽의 주연부에서 함께 접합, 용접 또는 융합될 수 있어서 그 사이에 밀봉부를 형성한다. 대안적으로, 렌즈는 벽들을 함께 유지하는 환형 클램프 또는 벽을 수납하는 배럴 장착부를 더 포함할 수 있다.

렌즈는 벽들 사이의 유체의 연통을 위해 벽들 중 하나를 통해 또는 벽들 사이에 형성된 적어도 하나의 포트를 포함한다. 렌즈는 적어도 하나의 포트에 결합된 유체 저장소를 더 포함할 수 있다.

렌즈는 렌즈를 투과하는 방사선에 대해 투명하고 적절한 열적 안정성을 갖는 유체를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 소수의 실시예가 도면을 참조하여 이후에 기술될 것이다.

도1a 내지 도1d는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도3a 내지 도3c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도4a 및 도4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도5a 내지 도5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도6a 내지 도6d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도7a 및 도7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도8a 및 도8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도9a 및 도9b는 두 개의 렌즈를 포함하는 다중 요소 시스템을 도시한 측단면도이다.

도10a 내지 도10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 측단면도이다.

도11a 내지 도11c는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한 전방단면도, 측단면도 및 사시도이다.

도12는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 카메라를 도시한 사시도이다.

도13은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈를 포함하는 초점을 맞출 수 있는 광 시스템을 도시한 사시도이다.

도14a 및 도14b는 본 발명의 실시예가 실시될 수 있는 홈의 두 개의 구성을 도시한 가요성 벽의 부분측면도이다.

도15는 서로에 대하여 변위된 더 깊은 홈들이 형성되는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈의 측면도이다.

도16a 및 도16b는 각각 초기 상태 및 변형된 상태에서 주연부 내에 벨로우즈 또는 콘서티나 형의 섹션을 갖는 기존의 렌즈 구조의 측단면도이다.

렌즈와, 렌즈를 제조하고 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법들이 이후에 기술될 것이다. 후속하는 기술에서, 특정 유체, 강성 벽 재료, 가요성 벽 재료, 집속력(focal power) 등을 포함하는 다수의 특정 상세가 설명된다. 그러나, 이러한 기재로부터, 변경 및/또는 대체가 본 발명의 범주 및 사상으로부터 벗어나지 않고 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 다른 상황에서, 특정한 상세는 본 발명을 모호하게 하지 않기 위해서 생략될 수도 있다.

동일하거나 또는 유사한 번호의 도면 부호를 갖는 단계 및/또는 구성에 대한 임의의 하나 이상의 첨부된 도면을 참조하면, 이들 단계 및/또는 구성들은, 반대 의도가 보이지 않는 한, 이러한 기술의 목적을 위하여 동일한 기능 또는 작동을 갖는다. 또한, 단지 간결함을 추구하기 위해, 재료의 상세, 형상, 구성 등이 제1 실시예에 대해 설명된다. 당업자라면, 이들 상세가 다른 실시예에 대해서 반복되지 않을 수도 있지만, 명시적으로 그렇지 않다고 개시되지 않는다면, 필요한 경우 다른 실시예에 대해 적절한 변형을 적용할 수 있다는 것을 쉽게 이해할 것이다.

명세서의 문맥에서, 단어 "포함한다(comprising)"는 "본질적으로 구성되거나(consisting essentially or)" 혹은 "단지 구성되는(consisting only of)"이 아닌 "원칙적으로 포함하지만 필수적으로 단독적이지 않는(including principally, but not necessarily solely)"이라는 제한되지 않는 비한정적인 의미를 갖는다. "포함하는(comprise, comprises)"과 같은 단어 "포함한다(comprising)"의 변화는 대응하는 의미들을 갖는다.

상세한 설명의 항목들은 다음과 같은 섹션으로 구성된다.

1. 2개의 가요성 벽들을 갖는 렌즈

2. 렌즈의 작동

3. 렌즈의 일반적인 상세

4. 렌즈 및 렌즈용 가요성 벽의 제조

5. 2개의 가요성 벽들을 갖는 다른 렌즈

6. 용접, 접합 또는 융합된 가요성 및 강성 벽들을 갖는 렌즈

7. 강성 및 가요성 벽들을 갖는 다른 렌즈

8. 다중 요소 시스템

9. 카메라 및 조명 시스템을 포함하는 렌즈 용도

이후 섹션에서는 전술한 순서로 상세하게 설명한다.

1. 2개의 가요성 벽들을 갖는 렌즈

도8a 및 도8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 그 중심 영역을 향해 더 얇아지는 제1 가요성 벽(80)과, 또한 그 중심 영역을 향해 더 얇아지는 제2 가요성 벽(82)을 포함한다. 가요성 벽(80, 82) 각각은 바람직하게 웨이퍼의 주연에서보다 웨이퍼의 중심에서 더 얇은 두께로 테이퍼된 웨이퍼이다. 가요성 벽의 중앙 영역은 변위될 수 있다. 본 실시예에서, 벽들(80, 82)은 유체(84)를 수용하는 공동을 한정하도록 구성된다. 양쪽 벽들(80, 82)은 광학 렌즈에서 사용하기에 적합한 재료로 이루어진다. 가요성 벽(80, 82) 각각은 가변 팽창할 수 있는 광학 투명도를 갖는 합성 균질 재료로 된 신축 가능하고 유연하며 다양한 형태의 디스크를 포함하는 구성요소로 형성될 수도 있다. 본 발명의 이러한 실시예 및 다른 실시예에 따른 가요성 벽은, 렌즈에 의해 투과되는 방사선에 대해 투명하고 애초의 원위치로 사실상 복귀할 수 있는 메모리를 갖는 안정하고 균질이며 신축 가능한 재료로 형성된다. 본 실시예에서, 가요성 벽들(80, 82)은 폴리카보네이트(polycarbonate)로 이루어진다. 특정 재료가 제시되어 있지만, 본 개시에 비추어 당업자라면 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 다른 재료들이 사용될 수 있음을 이해할 것이다. 임의의 적합한 재료는 방사선에 투과되고 안정적이거나 신축 가능하거나 가요성이며 바람직하게 탄성인 특성을 갖는 재료가 제공되어 사용 될 수 있다. 이러한 재료들은, 예를 들어, 실리콘 고무, 플라스틱, 아크릴, 가요성 폴리카보네이트, 에폭시 수지, 폴리에스테르, 폴리머 또는 열가소성 물질을 포함한다. 만약 용접 또는 용합이 벽들(80, 82)을 결합하는데 사용되면, 벽들은 유사 재료들로 이루어진다. 만약 접합이 벽들(80, 82)을 결합하는데 사용되면, 벽들은 유사하지 않은 재료들로 이루어질 수도 있다.

벽들(80, 82)은 도8a 및 도8b의 도시된 실시예에서 주연에서 서로 직접 접촉하고, 그 각각의 주연들에서 함께 접합된다. 함께 접합된 벽들이 이러한 실시예 및 다른 실시예에 대해 개시되어 있지만, 예를 들어, 용접 또는 배럴 장착부를 이용하는 것과 같이 벽들을 함께 유지하거나 수납하기 위한 다른 기구들이 사용될 수 있음은 당업자들에게 명백할 것이다. 사용될 수 있는 벽들을 함께 결합하는 다른 방법은, 예를 들어, 열가소성 물질로 이루어진 가요성 벽들(80, 82)에 사용될 수 있는 초음파 용접이다. 벽들을 함께 유지하기 위한 또 다른 기구는 가변 하중 또는 힘으로 환형에 의한 환형 클램핑을 이용하는 것이다. 벽들(80, 82)의 주연들 사이에 유체 밀봉이 형성된다. 배럴 장착부가 채용되면, 벽들(80, 82) 중 하나 이상과 배럴 장착부 사이의 밀봉은, 압력에 의해, 또는 다른 밀봉 기구들이 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 채용될 수 있지만, 예를 들어 적절한 에폭시 또는 밀봉제를 이용하는 다른 실시예들에서 실행될 수도 있다. 본 실시예에서, 2개의 벽들(80, 82)은 서로 직접 접합하고, 제공된 포트는 벽들(80, 82)에 의해 형성된 렌즈의 내부 공동과 연통할 수 있다.

유체(84)는 공동 내로 가요성 벽들(80, 82) 사이에서 연장하는 포트(83)를 거쳐 공동 내로 삽입되고 공동으로부터 제거된다. 포트(83)는 2개의 벽들(80, 82) 사이에 접합된 가요성 튜브를 포함한다. 포트(83)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이의 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체(84)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽들(80, 82)은 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 이동이 유발된다. 유체(84)는 변위 매체로서 작용하고, 포트(83)를 거쳐 공동 내로 삽입되어 공동으로부터 제거된다. 변위 매체는 가요성 벽들(80, 82)을 변위시킬 수 있다.

렌즈 공동을 채우는데 사용된 유체(84)는 렌즈에 의해 투과되는 방사선에 투명하고 렌즈에 의해 집속되는 방사선에 의해 악영향을 받지 않도록 적합한 열적 안정성을 갖는 임의의 균질, 비부식적 또는 비반응성 유체일 수 있다. 유체(84)는 오일, 글리세린, 실리콘 오일, 식물성 오일, 파라핀 또는 수분에 기초한 제품도 포함할 수 있다. 특히, 존슨즈 상표의 베이비 오일[Johnson's(R) Baby Oil]이 적합한 유체라는 것을 알 수 있다. 바람직하게, 유체(84)는 렌즈에 의해 투과되는 방사선에 의한 유체의 임의의 가열이 렌즈 공동 내에서 렌즈에 의한 방사의 투과에 악영향을 줄 수 있는 기포가 형성되는 것을 유발하지 않도록 가스를 제거할 수 있다. 유체(84)는 렌즈가 추가적으로 색 필터로서 사용될 수 있도록 선택적으로 착색될 수 있다.

렌즈의 프로파일 상의 중력의 영향을 감소시키기 위해서, 공동 내의 유체(84)의 양은 최소화하는 것이 바람직하다. 이는 공동의 체적을 최소화하기 위해서 제1 벽(80)과 제2 벽(82) 사이의 간격을 감소시킴으로써 행해진다. 만약 더 크거나 더 두꺼운 렌즈가 요구되면, 렌즈의 최하부를 향해 융기하는 것을 방지하고, 또한 가요성 벽들(80, 82)의 바람직하지 않은 진동을 방지하기 위해서 더욱 요변성(thixotropic)인 유체가 사용될 수 있다. 대안적으로, 더 두꺼운 가요성 벽이 사용될 수 있다. 공동 내의 유체(84)의 양이 최소일 때, 가요성 벽들은 서로에 대해 거의 편평할 수 있다. 일부의 경우에, 단지 유체의 적은 양이 2개의 벽들(80, 82)을 분리한다.

가요성 벽들(80, 82)은 포지티브(positive) 또는 네거티브(negative) 렌즈 프로파일을 생성하기 위해서 공동 내로 유체(84)를 주입하거나 공동으로부터 유체(84)를 제거함으로써 굽혀질 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예 및 다른 실시예에 따른 가요성 벽은 얕은 프로파일을 가질 수 있고, 얇고 방사상으로 수축 및/또는 팽창 가능할 수 있다. 가장 얇은 지점에서, 가요성 벽들(80, 82)은 수 밀리미터 이하의 두께를 가질 수 있다. 일반적으로, 가요성 벽들(80, 82)의 가장 얇은 지점은 렌즈의 물리적 및/또는 광학적 중심에 상응한다. 가장 얇은 지점의 주연에서, 가요성 벽들(80, 82)은 요구되는 렌즈의 직경 및 요구되는 선명한 구경(clear aperture)의 크기에 따라 상당한 두께일 수 있다. 또한, 가요성 벽들(80, 82)은 탄성일 수 있다.

가요성 벽들(80, 82) 각각의 두께는, 가요성 벽들(80, 82)이 감소된 가요성을 갖고 공동 내의 유체 상에서의 중력의 영향이 감소되도록, 더 큰 직경의 광학적 시스템을 위해 증가될 수 있다. 이러한 감소된 가요성은 가요성 벽들(80, 82)의 저부를 향한 가요성 벽들(80, 82)의 융기를 방지하고, 가요성 벽들(80, 82)의 원주 둘레의 일정한 프로파일을 보장한다. 또한, 가요성 벽들(80, 82)의 두께는 어느 정도의 프로파일 휨 및 변동을 요구하는 시스템에 대해 변경될 수도 있다.

본 실시예에서, 가요성 벽들(80, 82)에는 홈(81)이 서로의 대향 측부 상에 있는 구조로 벽들(80, 82)의 각 표면에 1개씩 있는 2개의 환형 홈(81)이 제공된다. 2개의 대향하는 대향 홈이 도8a 및 도8b에 도시된 실시예에서 수행되지만, 단일 환형 홈이 각 벽의 어느 표면에든지, 양호하게는 벽들(80, 82) 사이의 공동의 내부면을 형성하는 각각의 벽(80, 82)의 표면에, 다른 실시예로 수행될 수 있다. 이러한 구성이 힌지로서 잘 작동하기 때문에, 벽들(80, 82)의 대향 표면들에 2개의 환형 홈(81)이 바람직하다. 그러나, 벽들(80, 82)의 일 표면에 단일 홈이 실시될 수 있다. 이는 수용 가능한 힌지 기능을 제공하기 위해 벽들(80, 82)에 보다 깊은 홈을 형성하는 것을 포함한다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 2개의 환형 홈은 서로 대향하여 위치 설정되기보다는, 2개의 홈이 이하에 설명되는 도14b 및 도15에 도시된 바와 같이 서로에 대해 변위될 수 있도록 실시될 수 있다. 이러한 실시예에서, 보다 깊은 홈이 실시될 수 있다.

도14a에서, 2개의 대향하여 위치 설정된 환형 홈(1411)은 가요성 벽(1410) 내에 형성된다. 그러나, 도14b에 도시된 바와 같이, 보다 깊은 홈(1451)은 가요성 벽(1450)의 대향 벽들에 형성될 수 있고, 서로에 대해 오프셋(offset)되거나 변위될 수 있다. 또한, 홈(1451)은 도14a의 경우보다 더 깊을 수 있다. 도14b의 홈(1451)은 힌지로서 기능할 수 있다. 도14b의 설계는 벽(1450)에 약간 덜 가요성인 재료를 사용하는 것을 가능하게 할 뿐만 아니라 비록 모두가 아닌 대부분의 압축력 또는 장력을 포함하게 할 수 있다. 이로써, 이는 가능한 배(pear) 형상 문제 및 중력의 영향에 저항할 것이다.

도8의 실시예를 다시 참조하면, 벽의 각 표면에 1개씩 있는 환형 홈(81)은 v자형 단면을 가지며, 벽(80, 82)의 주연부에 인접하여 위치 설정되며, 2개의 벽들은 (예를 들어, 접합, 용접 또는 융합에 의해) 결합된다. 각 홈(81)의 정확한 위치는 벽들(80, 82)의 주연 에지에 대해 변할 수 있다. 도8a 및 도8b에 도시된 환형 홈은 "둥글게 된(rounded)" 또는 "무딘(blunt)" v자형 단면을 양호하게 갖는다. 대안적으로, 홈(81)은 "예리한(sharp)" v자형 단면을 가질 수 있다. 홈은 그 표면을 가로질러 가요성 벽의 곡률의 일치를 향상시키기 위해 힌지로서 작용한다. 홈(81)은 본 실시예에서 v자형 단면을 갖지만, 다른 형상의 홈, 예를 들어 c자형 홈이 실시될 수 있다. 통상적으로, v자형 홈이 더욱 정밀하기 때문에 v자형 홈이 c자형에 비해 바람직하다.

홈 기부의 깊이는 2개의 기부 사이의 거리가 그 중심에서 가요성 벽의 두께와 동일하거나 실질적으로 동일하도록 되어 있다. 본 실시예에서 거리가 그 중심에서 가요성 벽(80, 82)의 두께와 동일하거나 실질적으로 동일하지만, 얻어진 홈이 힌지로서 충분히 충분하게 기능하도록 제공된 본 발명의 범주 및 사상에서 벗어나지 않으면서 홈 기부들 사이의 다른 거리가 실시될 수 있다.

특히, 2개의 벽(80, 82)이 함께 근접하게 이격되거나 서로 직접 접촉하여, 변위 매질을 벽(80, 82)들 사이에 유지하지 않으면서 2개의 벽들(80, 82) 사이에 공동을 거의 또는 전혀 남겨두지 않은 구성으로, 가요성 벽(80, 82)의 내부면에서의 홈(81)은 2개의 벽들(80, 82) 사이에 각각의 포트(83)로부터의 유체(84)의 분산 을 용이하게 할 수 있다. 도8a 및 도8b에 도시된 바와 같은 실시예에서, 내부의 홈(81)은 용매가 공동 내로 멀리 갈 수 있기 전에 홈(81) 내에 벽(80, 82)들 사이로 진입하거나 적하하는 임의의 화학 용매를 수집하기 쉬움에 따라, 내부 홈(81)은 2개의 벽이 함께 화학적으로 접합되는 경우에 유리하다.

가요성 벽(80)의 외부면(86) 및 가요성 벽(82)의 외부면(85)은 렌즈의 작동 표면들이다.

2. 렌즈의 작동

도8a에서, 제2 가요성 벽(82)으로부터 가장 먼 제1 가요성 벽(80)의 제1 표면(86)이 실질적으로 평면이고 제2 가요성 벽(82)에 가장 근접한 제1 가요성 벽(80)의 제2 표면(88)이 오목하도록 제1 가요성 벽(80)이 위치설정되도록, 유체(84)의 양이 제어된다. 또한, 유체의 양은, 제1 가요성 벽(80)에 가장 근접한 제2 가요성 벽(82)의 제1 표면(85)이 오목하고 제1 가요성 벽(80)으로부터 가장 먼 제2 표면(87)이 실질적으로 평면이 되도록, 제2 가요성 벽(82)이 위치 설정되는 것을 결정한다.

도8b에서, 제2 가요성 벽(82)으로부터 가장 먼 제1 가요성 벽(80)의 제1 표면(86)이 볼록하고 제2 가요성 벽(82)에 가장 근접한 제1 가요성 벽(80)의 제2 표면(88)이 오목하도록 제1 가요성 벽(80)이 위치설정되도록, 유체(84)의 양이 제어된다. 유사하게, 유체의 양은, 제1 가요성 벽(80)에 가장 근접한 제2 가요성 벽(82)의 제1 표면(85)이 오목하고 제1 가요성 벽(80)으로부터 가장 먼 제2 가요성 벽(82)의 제2 표면(87)이 볼록하도록, 제2 가요성 벽(82)이 위치 설정되는 것을 결 정한다.

공동 내의 유체(84)의 양을 도8a에 도시된 양으로부터 도8b에 도시된 양으로 변경함으로써, 렌즈의 집속력이 더욱 포지티브 배율(positive power)로 변경된다. 예를 들어, 본 명세서에 설명된 다양한 실시예에서의 렌즈는 약 -9 디옵터 내지 약 +9 디옵터의 배율 범위를 가질 수 있으며, 적어도 상기 범위의 일부를 포함할 수 있다. 다른 배율은 본 발명의 범주 및 기술 사상에서 벗어나지 않으면서 실시될 수 있다.

3. 렌즈의 전체적인 상세

따라서, 본 발명의 상기 실시예는 유체(84)를 수용하기 위한 공동을 한정하는 제1 및 제2 벽(80, 82)을 포함하는 렌즈를 제공한다. 본 실시예에서, 벽(80, 82) 모두는 가요성이며, 각각의 벽(80, 82)의 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지게 되어서, 다양한 렌즈 형상이 공동 내의 유체(84)의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있다. 이러한 가요성 벽들(80, 82) 각각은 보다 큰 강도, 더 우수한 메모리 및 평면 벽 기반 시스템보다 우수한 품질의 휨을 제공한다. 이러한 가요성 벽들은 또한 중앙 영역에 영향을 미치며(즉, 우선적으로 팽창시키거나 수축시키며), 범위를 통한 프로파일의 정확한 변경이 정밀하게 한정되게 한다. 이후에 설명되는 본 발명의 다른 실시예에서는, 2개의 가요성 벽이 아니라, 단일 가요성 벽이 제2 가요성 벽을 대신하여 강성 벽과 조합하여 이용될 수 있다.

주연부를 향한 적어도 1개의 홈(81)은 다양한 렌즈 형상이 공동 내의 유체(84)의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있도록 하는 힌지를 한정한다. 본 발명 의 전술한 실시예 및 이후에 설명되는 본 발명의 다른 실시예에서, 렌즈는 가변적이다. 렌즈는 한계 내에서 프로파일 및 이에 따른 렌즈의 초점 길이를 가변적으로 원활하게 변경하기 위해 폐쇄 회로 유체 작동에 의존될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 렌즈 및 이후에 설명되는 렌즈는, 렌즈가 투과하도록 이용되는 방사를 굴절시키는 유리, 아크릴, 복합체 또는 임의의 다른 재료로 통상적으로 생성되는 임의의 렌즈를 대체하는데 이용될 수 있다. 이러한 렌즈는 시스템이 단순한 단일 요소 또는 다중 요소 설계로 이루어지든지 아니든지 간에 임의의 포커싱 시스템 내에 이용될 수 있다. 이러한 렌즈의 사용은 연속 가변 유압 렌즈 시스템으로 이어진다. 본 발명의 실시예에 따른 렌즈가 사용될 수 있는 특정 용도는 소비재 광학계(consumer optics)(휴대 전화 카메라, 전문가용 및 비전문가용 카메라, 스틸 및 비디오 카메라), 조명, 시력측정 및 안과학, 장난감 광학계(toy optics), 관찰면(watch face), 자동 광학계 및 임의의 형태의 산업용, 화학용 및 군용 광학계를 포함한다. 본 발명의 하나 이상의 실시예에 따른 렌즈는 간단한 단일 요소 포커스 및 줌 유닛에 사용하기에 특히 적절하다.

본 실시예의 제2 벽(82)은 가요성이고, 이후에 설명되는 바와 같이 다른 실시예에서 제2 벽은 강성일 수 있다. 제1 및 제2 벽 양쪽 모두가 가요성일 때, 두 개의 벽은 서로에 대해 작동될 수 있다.

본 발명의 본 실시예 및 다른 실시예에 따른 렌즈는 원형일 수 있다. 렌즈는 매우 작거나 매우 큰 직경을 가질 수 있다. 벽(80, 82)의 크기 및 구성은 렌즈의 용도 및 구성에 따라 변경될 수 있다. 일반적으로, 적어도 하나의 환형 홈이 벽의 주연 근처의 벽면에 형성된다.

다른 실시예에서, 제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면과, 제1 표면에 실질적으로 평행한 제2 표면에 의해 한정될 수 있다. 따라서, 가요성 벽(80)은 강성 평면에 대해 작동될 수 있다. 또한, 강성 재료는 예를 들어, 폴리카보네이트, 아크릴 또는 유리일 수 있다. 이후에 설명되는 바와 같이 본 발명의 다른 실시예에서, 제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면 및 제2 표면에 의해 한정될 수 있으며, 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나는 오목면이다. 대안적으로, 제2 벽은 강성 재료로 형성될 수 있고, 제1 표면 및 제2 표면에 의해 한정될 수 있으며, 제1 표면 및 제2 표면 중 적어도 하나는 볼록면이다. 따라서, 강성 제2 벽은 임의의 프로파일을 취할 수 있고, 가요성 제1 벽은 임의의 프로파일의 제2 벽에 대해 작동될 수 있다. 제2 벽의 강성 재료는 렌즈에 의해 투과되는 방사선에 대해 투명한 유리 또는 아크릴을 포함할 수도 있다.

이후에 설명되는 다른 실시예에서, 렌즈의 제1 및 제2 벽은 장착부, 양호하게 배럴 장착부 내에 지지된다. 만약 제1 및 제2 벽이 그 각각의 주연에 근접하여 직접 함께 접합되면, 장착부와 벽 사이에 형성되는 복잡한 기계적인 밀봉이 필요 없게 된다. 대신에, 유체는 2개의 벽에 의해 형성되는 공동 내에 포함되고, 배열체는 제조하기에 더 쉽고 더 저렴하며, 사용시 파손될 가능성이 더 적을 수 있다. 제1 및 제2 벽은 (예를 들어, 재고번호 제692-542호인 RS 부품으로부터 이용가능한)유동성 유체 실리콘 고무 화합물을 사용하여 함께 접합될 수 있다. 화합물은 트리아세트옥시(에틸)실란 또는 메틸 트리아세트옥시(에틸)실란을 포함할 수도 있 다. 대안적으로, 제1 및 제2 벽은 함께 용접, 화학적 접합 또는 융합될 수도 있다. 이러한 융합은 벽의 적어도 일 부분을 가열하는 단계를 포함한다. 2개의 벽을 함께 결합하는 이들 방법들은 벽들을 함께 접합하여 얻은 것과 동일한 장점을 배럴 장착부에 제공한다.

본 발명의 본 실시예 및 다른 실시예에 따른 렌즈는 유체가 유동할 수 있는 공동 내에 적어도 하나의 포트를 더 포함한다. 더 양호하게, 도8a 및 도8b에는 단일 포트(83)만이 도시되었지만, 렌즈는 유체가 유동할 수 있는 공동 내에 복수의 포트(83)를 포함한다. 복수의 포트(83)는 렌즈의 주연을 중심으로 이격된다. 복수의 포트(83)는 렌즈의 주연을 중심으로 동일하게 이격된다. 예를 들어, 렌즈는 대략 120˚의 각도로 서로 이격되는 세 개의 포트(83)를 포함할 수도 있다. 렌즈의 주연을 중심으로 포트를 동일하게 이격시킴으로써, 유체(84)가 공동 내에 동일하게 분배될 가능성이 더 크므로, 렌즈는 회전식으로 대칭인 프로파일을 갖게될 가능성이 더 크다. 유체(84)는 적어도 하나의 포트(83)를 통해 공동 내외로 유동하게 될 수 있다.

도1a 내지 도1d에 도시된 실시예를 참조하여 이후에 설명되는 바와 같이, 렌즈의 벽이 배럴 장착부로 지지될 때, 각각의 포트는 배럴 장착부를 통해 연장할 수 있다. 이와 달리, 각각의 포트는 렌즈의 가요성 벽을 통해 또는 렌즈의 강성 벽을 통해 연장할 수 있다. 대안적으로, 포트는 제1 벽과 제2 벽 사이에 접합될 수 있다. 포트는 벽들 중 하나를 통해 몰딩 또는 천공된 구멍에 접합 또는 융합되는 튜브를 포함할 수 있다. 예를 들어, 튜브는 폴리카보네이트 렌즈로 몰딩되거나 폴리 카보네이트 렌즈를 통해 천공된 구멍에 적절한 용매로 접합되는 폴리에틸렌(polythene) 또는 실리콘 튜브일 수 있다. 튜브는 아크릴 또는 폴리카보네이트로 또한 형성될 수 있고, 벽들 중 하나에 용접 또는 접합될 수 있다. 튜브는 렌즈 크기에 대해 적절한 직경일 수 있다. 포트가 제1 및 제2 벽 사이에 또는 렌즈의 가요성 벽을 통해 연장하면, 공동 내의 포트의 입구는 가요성 벽의 내부면에 형성되는 홈에 대응할 수 있다.

유체 저장소는 벽에 의해 형성되는 공동 내로 또는 공동으로부터 유체와 연통하도록 적어도 하나의 포트를 통해 렌즈에 연결될 수 있다. 유체 저장소는 최종 렌즈 조립체에 통합될 수도 있어서, 시스템은 적어도 하나의 포트를 통해 영구적으로 연결되는 렌즈 공동 및 저장소를 갖는 폐쇄된 회로의 개별 밀봉된 패키지를 형성한다. 예를 들어, 유체 저장소는 벽이 수납되는 배럴 장착부 내에 수납될 수 있다.

유체(84)는 저장소로부터 유체를 방출하고 또는 렌즈 공동으로부터 유체를 배출하는데 사용될 수 있는 펌프, 피스톤, 플런저, 종래의 포커스 배럴 또는 저장소의 외부에 인가되는 임의의 힘 제공기를 사용하여, 저장소로부터 공동 내로 그리고 그 반대로 이동될 수 있다. 그러므로, 양호하게, 저장소는 저장소와 렌즈 공동 사이에 소정의 방향으로 유체를 이동시키도록 포지티브 구동력을 생성하여 각각의 가요성 벽과 나란히 효율적으로 작동하도록 메모리의 강도 및 충분한 탄성을 가질 수 있다. 힘 제공기는 공동 내로 또는 공동 외부로 유체를 펌핑하여서 렌즈를 팽창 및 수축시키는데 사용될 수도 있다. 힘 제공기는 공동을 향해 가요성 벽을 당 기도록 진공을 발생시키는데 또한 사용될 수도 있다.

각각의 가요성 벽(80, 82)이 본 발명의 본 실시예 및 다른 실시예에 따른 공동에 인접한 표면에 적어도 하나의 홈(81)을 포함할 때, 적어도 하나의 홈은 적어도 하나의 포트와 일체로 형성될 수도 있다.

대안적으로, 렌즈는 홈을 통해 렌즈 공동 내로 유체를 제공하기 위한 연속 채널을 포함할 수 있다. 공동에 인접한 벽의 표면의 홈은 유체가 공동 내로 진입할 때, 공동 주위로 유체의 분산을 용이하게 할 수 있다. 특히, 이것은 2개의 벽이 함께 근접하여 이격되거나 서로 초기에 접합하여 두 벽 사이에 공동을 거의 남겨두지 않거나 또는 남겨두지 않는 렌즈 구성을 위한 것이다. 예를 들어, 유체는 벽이 서로 분리될 때까지 홈 주위로 유동하여서 공동 내에 유체가 분산하는 것을 도울 수 있다.

가요성 벽이 홈을 포함할 때, 이 홈은 최대 만곡점에서 렌즈의 주연부에 근접하여 위치될 수 있다. 그러한 홈은 힌지로서 작용한다. 홈은 환형일 수 있으며, 제1 벽의 어느 한 면, 즉 제2 벽에 가장 근접한 면 또는 제2 벽으로부터 가장 먼 면 중 어느 하나의 면 상에 형성될 수 있다. 홈은 제1 벽을 제2 벽에 용접 또는 접합하는 것을 허용하도록 제1 벽의 주연부로부터 적절한 거리를 두고 위치될 수 있다. 렌즈가 홈을 포함하고 제1 벽이 제1 면 및 제2 면에 의해 한정될 때, 홈은 제1 벽의 제1 면에 형성될 수 있다. 제1 벽의 제1 면은 오목면일 수 있고, 제1 벽의 제2 면은 평면일 수 있다. 대안적으로, 제1 벽의 제1 면 및 제2 면 모두가 오목면일 수 있다. 대안적으로, 제1 벽의 제1 면 및 제2 면 모두가 평면일 수 있 다.

유체가 공동으로 공급되거나 공동으로부터 제거될 때, 가요성 벽의 하나의 면은 볼록한 형상을 취할 수 있고, 가요성 벽의 하나의 면은 오목한 형상을 취할 수 있다. 볼록면 상의 임의의 홈은 볼록면 내의 인장력을 해제하는 작용을 하는 반면, 오목면 상의 임의의 홈은 오목면 내의 압축력을 해제하는 작용을 한다. 그 결과, 더 개선되고 더 매끄러운 렌즈의 곡률이 만들어진다.

제1 벽이 홈을 가진 제1 면과 제2 면에 의해 한정될 때, 제1 벽은 제1 벽의 주변을 향하여 제2 홈을 또한 가질 수 있으며, 제2 홈은 제1 벽의 제2 면에 형성된다. 가요성 벽이 각각의 면에 홈을 포함할 때, 2개의 홈이 정렬되는 것이 바람직하다.

렌즈의 벽이 적어도 하나의 홈을 갖는다면, 홈은 v자형 단면을 가질 수 있다. 홈은 무딘 단부를 갖는 것이 바람직하며, 홈에 인접한 가요성 벽 내의 응력을 해제하기 위해 둥글게 형성된 기부를 갖는다. 예를 들어, 홈은 c자형 단면을 가질 수 있다. 무딘 단면을 갖거나 또는 둥글게 형성된 기부를 가진 홈은 그러한 홈의 사용시에 가요성 벽의 피로 또는 파손의 가능성이 낮아지기 때문에 바람직하다.

홈이 제1 벽의 제1 면에 형성될 때, 제1 벽은 그 중심 영역을 향할수록 점진적으로 더 얇아질 수 있고, 홈의 깊이는 홈의 꼭지점 또는 기부와 제2 표면 사이의 최소 거리가 제1 벽의 중심 영역에서의 두께와 실질적으로 동일한 정도일 수 있다.

가요성 벽이 가요성 벽의 각각의 면에 홈을 가질 때, 가요성 벽은 그 중심 영역을 향할수록 점진적으로 더 얇아질 수 있고, 홈들은 홈들의 꼭지점 또는 기부 가 가요성 벽의 중심 영역에서의 두께와 실질적으로 동일하도록 배열될 수 있다.

4. 렌즈 및 렌즈용 가요성 벽의 제조

가요성 벽의 성형은 "암형" 프로파일 유리, 아크릴 또는 실리카 광학계, 고품질 플라스틱 성형물에 대해, 또는 예를 들어 스피닝, 원심분리, 가스의 도입, 버블 또는 유동, 주입, 견인 진공 기술에 의해 정밀하게 실행될 수 있다. 경화되기 전의 재료가 스스로 수평화되는 특성은 특히 가치가 있다. 대안적으로, 가요성 벽의 성형은 사출 성형에 의해 실행될 수 있다. 예를 들어, 가요성 벽을 형성하기 위해 열가소성 물질이 사출 성형될 수 있다. 모든 성형 표면 재료는 안정적이고, 생산되는 가요성 벽에 대해 비접착성이며, 주조되는 가요성 벽에 실질적으로 완벽한 표면 품질을 부여하기에 충분히 높은 등급의 표면 특성을 가져야 한다. 대안적으로, 가요성 벽은 적합한 재료의 시트로부터 스탬핑 가공될 수도 있다.

5. 2개의 가요성 벽을 가진 다른 렌즈

도6a 내지 도6d는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 2개의 가요성 벽(60, 62)을 갖는 렌즈를 도시한다. 렌즈는 중심 영역을 향해 더 얇아지는 제1 가요성 벽(60)과, 또한 중심 영역을 향해 더 얇아지는 제2 가요성 벽(62)을 포함한다. 제1 및 제2 벽(60, 62)은 유체(64)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(60, 62)들은 유사한 재료들로 이루어질 수 있고, 도8a 및 도8b를 참고하여 위에서 설명된 이전의 실시예에 따라 서로 결합될 수 있다. 도6a 내지 도6d에 도시된 실시예는 힌지로서 기능하도록 벽(60, 62)에 형성되는 환형 홈을 갖지 않는다. 또한, 벽(60, 62)들은 서로 용접, 접합 또는 융합되지 않는다. 대신에, 가요성 벽(60, 62)들은 배럴 장착부(61) 내에 평행하게 수납된다.

벽(60, 62)은 서로 이격되며, 배럴 장착부(61)의 내부 표면의 환형 홈에 끼워맞춤된다. 도6에서 벽(60, 62)들 사이의 간격 또는 거리는 단지 설명의 목적에서 과장되어 있다(즉, 더 이격되어 있음). 벽(60, 62)들은 그들 사이의 유체(64)의 양을 최소화하기 위해 서로 훨씬 더 가깝게 이격되는 것이 바람직하고, 사실상 벽(60, 62)들은 서로 맞닿아 있을 수 있다. 각각의 벽(60, 62)은 장착부(61)의 사각형의 노치형 홈과의 결합을 위한 편평한 주연부 에지를 갖는다. 벽(60, 62)들은 배럴 장착부(61) 내에 수납된다. 배럴 장착부가 본 실시예 및 여타 실시예에 개시되어 있지만, 당업자에게는 예를 들어 접합 또는 용접과 같은, 벽들을 함께 유지하기 위한 다른 기구가 실시될 수 있다는 것이 자명할 것이다. 유체(64)는 포트(63)를 통해 공동에 도입되고 포트(63)를 통해 공동으로부터 제거되며, 포트(63)는 배럴 장착부(61)을 통해 공동 내로 연장된다. 포트(63)는 공동과 유체 저장부(도시되지 않음) 사이의 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체(64)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(60, 62)들이 이동되어 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있다.

도6a 내지 도6d에 도시된 가요성 벽(60, 62)들은 그 표면에 형성되는 환형 홈을 갖지 않으며, 배럴 장착부(61)에 의해 제 위치에 유지된 벽(60, 62)들에 하나 이상의 환형 홈이 형성될 수 있다. 또한, 배럴 장착부가 도6a 내지 도6d에 도시되어 있지만, 당업자에게 공지된 다른 기술들 중 접합, 용접, 융합 및 초음파 용접을 포함하는, 벽(60, 62)들을 서로 결합하는 다른 기구가 실시될 수 있다.

도6a에서는, 제2 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 벽(60)의 제1 면(66)이 오 목하고 제2 가요성 벽(62)에 가장 가까운 제2 면(68)이 볼록하도록 제1 가요성 벽(60)이 위치되게 유체(64)의 양이 제어된다. 또한, 제1 가요성 벽(60)에 가장 가까운 벽(62)의 제1 면(65)이 볼록하고 제1 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 제2 면(67)이 오목하도록 제2 가요성 벽(62)이 위치되게 유체(64)의 양이 결정된다.

도6b에서는, 제2 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 제1 면(66)이 오목하고 제2 가요성 벽(62)에 가장 가까운 제2 면(68)이 실질적으로 평면이 되도록 제1 가요성 벽(60)이 위치되게 유체(64)의 양이 제어된다. 유사하게, 제1 가요성 벽(60)에 가장 가까운 제1 면(65)이 실질적으로 평면이고 제1 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 제2 면(67)이 오목하도록 제2 가요성 벽(62)이 위치되게 유체(64)의 양이 결정된다.

도6c에서는, 제2 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 제1 면(66)이 실질적으로 평면이고 제2 가요성 벽(62)에 가장 가까운 제2 면(68)이 오목하도록 제1 가요성 벽(60)이 위치되게 유체(64)의 양이 제어된다. 또한, 제1 가요성 벽(60)에 가장 가까운 제1 면(65)이 오목하고 제1 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 제2 면(67)이 실질적으로 평면이 되도록 제2 가요성 벽(62)이 위치되게 유체의 양이 결정된다.

도6d에는, 유체(64)의 양이 제어됨으로써, 제1 가요성 벽(60)은 제2 벽(62)으로부터 가장 먼 그 제1 표면(66)이 볼록하고 제2 벽(62)에 대해 가장 근접한 제2 표면(68)이 오목하도록 위치된다. 또한, 제1 가요성 벽(60)에 대해 가장 근접한 그 제1 표면(65)이 오목하고 제1 가요성 벽(62)으로부터 가장 먼 그 제2 표면(67)이 볼록하도록 제2 가요성 벽(62)이 위치되게 유체의 양이 결정된다.

공동 내의 유체(64)의 양을 도6a에 도시된 양으로부터 도6d에 도시된 양으로 변화시킴으로써, 렌즈의 집속력이 음으로부터 양으로 변화된다.

6. 용접, 접합 또는 융합된 가요성 및 강성 벽을 구비하는 렌즈

도4a 및 도4b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 그 중앙 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(40) 및 강성 메니스커스(meniscus) 오목 벽(42)을 포함한다. 강성 벽(42)의 만곡된 벽은 가요성 벽(40)에 면하며, 강성 벽(42)의 편평한 표면은 가요성 벽(40)의 반대쪽에 면한다. 벽(40, 42)은 유체(44)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 가요성 벽(40)에는 2개의 환형 홈(41)이 구비되며, 벽의 각각의 표면에 하나씩 구비된다. v자형 홈은 가요성 벽(40)에 대한 힌지로서 작용한다. 다른 형상의 홈도 실시될 수 있다. 본 실시예에서, 벽(40, 42)은 서로 직접 접촉한다. 도4a 및 도4b에 도시된 실시예에서 벽(40, 42)을 수납하기 위해 배럴 장착부가 사용되지 않는다. 대신에, 벽(40, 42)은 자체의 각각의 주연부에서 함께 접합된다. 본 실시예 및 다른 실시예에 대해 접합이 개시되지만, 예를 들면 용접 또는 배럴 장착부의 사용과 같은 벽을 함께 유지하기 위한 다른 기구도 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명확하다. 벽들은 강성 벽(42)에 면하는 가요성 벽(40)의 홈(41)의 최외측 에지에 인접한 지점에서 함께 접합된다. 본 실시예에서 포트는 강성 벽(42)의 주연 에지로부터 상기 강성 벽(42)의 내측 만곡된 표면으로 연장된다. 유체(44)는 포트(43)를 통해 공동 내로 삽입되고 공동으로부터 제거되며, 상기 포트(43)는 강성 벽(42)을 통해 공동 내로 연장되고, 강성 벽(42)을 통해 천공된 구멍으로 또는 구멍 내로 접합된 가요성 튜브를 포함한다. 포트(43)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이의 유체 연통을 제공한다. 공동의 유체(44)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(40)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 이동될 수 있다.

따라서, 본 실시예에서, 렌즈는 제1 가요성 벽(40), 및 유체(44)를 수용하기 위한 공동을 한정하는 제2 벽(42)을 포함한다. 다양한 렌즈 형상이 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있으며, 제1 벽(40) 및 제2 벽(42)은 함께 접합, 용접 또는 융합된다.

예를 들어, 도4a에서, 유체(44)의 양이 제어됨으로써, 가요성 벽(40)은 강성 벽(42)에 대해 가장 근접한 제1 표면(46)이 볼록하고 강성 벽(42)으로부터 가장 먼 제2 표면(48)이 오목하도록 위치된다.

도4b에서, 유체(44)의 양이 제어됨으로써, 가요성 벽(40)은 강성 벽(42)에 대해 가장 근접한 제1 표면(46)이 오목하고 제2 강성 벽(42)으로부터 가장 먼 제2 표면(48)이 볼록하도록 위치된다.

공동 내의 유체(44)의 양을 도4a에 도시된 양으로부터 도4b에 도시된 양으로 변화시킴으로써, 렌즈의 집속력이 음으로부터 양으로 변화된다.

도7a 및 도7b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 그 중앙 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(70) 및 평평한 볼록 강성 벽(72)을 포함한다. 벽(70, 72)은 유체(74)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 강성 렌즈(72)의 편평한 표면은 가요성 벽(70)에 대면하며, 가요성 벽(72)의 만곡된 표면은 가요성 벽(70)의 반대쪽에 면한다. 가요성 벽(70)은 가요성 벽(70)의 외측 표면에 환 형 홈(71)을 구비한다. 홈은 그 표면을 가로질러 가요성 벽(40)의 곡률의 일관성을 향상시키기 위해 힌지로서 작용한다. 단일의 환형 홈(71)이 도7a 및 도7b에 도시되어 있지만, 벽(70)은 예를 들면 도4a 및 도4b에 도시된 구조와 같은 2개의 환형 홈을 구비할 수도 있다. 대안적으로, 벽(70)은 홈이 없이 구현될 수도 있다. 벽(70, 72)은 서로 직접 접촉되며, 자체의 각각의 주연부에서 함께 용접된다. 본 실시예 및 다른 실시예에 대해 벽을 함께 용접하는 것이 개시되지만, 예를 들면 접합 또는 배럴 장착부의 사용과 같은 벽을 함께 유지하기 위한 다른 기구도 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명확하다. 유체(74)는 포트(73)를 통해 공동 내로 삽입되고 공동으로부터 제거되며, 상기 포트(73)는 강성 벽(72)을 통해 공동 내로 연장되고, 강성 벽(72)을 통해 천공된 구멍으로 또는 구멍 내로 접합된 가요성 튜브를 포함한다. 포트(73)는 공동과 유체 저장소(도시되지 않은) 사이의 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체(74)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(70)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 이동될 수 있다. 예를 들면, 도7a에서, 유체(74)의 양이 제어됨으로써, 가요성 벽은 강성 벽(72)에 대해 가장 근접한 제1 표면(76)이 오목하고 강성 벽(72)으로부터 가장 먼 제2 표면(78)이 실질적으로 편평하도록 위치된다.

도7b에서, 유체(74)의 양이 제어됨으로써, 가요성 벽(70)은 강성 벽(72)에 대해 가장 근접한 제1 표면(76)이 오목하고 제2 강성 벽(72)으로부터 가장 먼 제2 표면(78)이 볼록하도록 위치된다.

공동 내의 유체(74)의 양을 도7a에 도시된 양으로부터 도7b에 도시된 양으로 변화시킴으로써, 렌즈의 집속력이 보다 양으로 변화된다.

7. 강성 및 가요성 벽을 구비하는 다른 렌즈

도1a 내지 도1d는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 편평한 가요성 아크릴 벽(10) 및 가요성 폴리카보네이트 벽(12)을 포함하며, 상기 가요성 폴리카보네이트 벽(12)은 그 중앙 영역을 향해 더 얇아진다. 상기 2개의 벽은 광학적 렌즈에 사용하기에 적합한 재료로 제작된다. 구체적 재료가 언급되었지만, 본 발명의 범위 및 사상을 벗어나지 않고 다른 재료들도 실시될 수 있다는 것은 본 개시 내용을 고려할 때 당업자에게 명확하다. 예를 들면, 강성 벽(10)은 대안적으로 유리, 폴리카보네이트, 또는 합성물로 제작될 수도 있다.

가요성 벽(12)은 양호하게는 웨이퍼의 주연부보다 웨이퍼의 중앙부에서 더 얇은 두께로 테이퍼지는 웨이퍼이다. 가요성 벽(12)은 가변적으로 팽창 가능한 광학적으로 명확한 합성의 균일한 재료로 이루어진 신축 가능한, 유연한, 여러 형태의 디스크를 포함하는 성분으로 형성될 수 있다. 본 발명의 본 실시예 및 다른 실시예에 따른 가요성 벽은 안정되고, 균일하며 신축 가능한 재료로 형성되며, 상기 재료는 렌즈에 의해 투과되는 방사선에 대해 투과성이고, 실질적으로 애초의 원래 위치로 복귀될 수 있는 기억을 갖는다. 이러한 재료는 예를 들면 실리콘 고무, 플라스틱, 아크릴, 가요성 폴리카보네이트, 에폭시 수지, 폴리에스테르 또는 열가소성 물질을 포함한다. 재료가 방사선에 대해 투과성이고 안정된, 신축 가능한 또는 가요성의 그리고 양호하게는 탄성의 성질을 갖는다면, 임의의 적합한 재료도 사용될 수 있다. 가요성 벽의 중앙 영역은 강성 벽에 대해 변위될 수 있다. 본 실시 예에서, 벽(10, 12)은 벽(10, 12)을 이격시킴으로써 유체(14)를 수용하기 위한 공동을 한정하도록 구성된다.

벽(10, 12)은 형태가 원형이고, 형태가 관형 또는 원통형인 배럴 장착부(11) 내에 하우징된다. 본 실시예에서, 배럴 장착부(11)의 내부면은 또한 공동을 한정한다. 벽(10, 12)은 서로 상대적으로 이격되어 있고 배럴 장착부(11)의 내부면 내의 환형 홈에 끼워 맞춤되어 있다. 각각의 벽(10, 12)은 장착부(11) 내의 사각형의 노치형 홈과 결합하기 위한 편평한 주연 에지부를 갖는다. 각각의 벽(10, 12)의 주연부와 배럴 장착부(11) 사이에 유체 밀봉부가 형성된다. 하나 이상의 벽(10, 12)과 배럴 장착부(11) 사이의 밀봉부는, 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 다른 밀봉 메카니즘이 채용될 수 있지만, 압력에 의해 또는 다른 구현예에서 예를 들어 적합한 에폭시 또는 방수제를 사용하여 실시될 수 있다. 본 실시예에서 벽(10, 12)은 배럴 장착부에서 개별 홈을 사용하여 이격되어 있지만, 꼭 그럴 필요는 없다. 예를 들어, 포트가 벽(10, 12)에 의해 형성된 렌즈의 내부 공동과 연통할 수 있다면, 2개의 벽(10, 12)은 배럴 장착부 내에 형성되어 있는 하나의 홈에서 서로 직접 인접할 수 있다. 본 실시예 및 다른 실시예에서 비록 배럴 장착부가 개시되어 있지만, 벽들 사이에서 유체 밀봉부가 형성된다면, 예를 들어 접착 또는 용접과 같이 벽들을 함께 유지시키기 위한 다른 기구가 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백할 것이다. 유체(14)는 변위 매체로서 역할을 하고 포트(13)를 통해 공동으로 삽입 및 제거될 수 있으며, 상기 포트(13)는 배럴 장착부(11)를 통해 연장하고 공동과 연통한다. 변위 매체는 가요성 벽(12)을 강성 벽(10)에 상대적으 로 변위시킬 수 있다. 포트(13)는 공동과 (도시되지 않은) 유체 보유기 사이에 유체 연통을 제공한다. 상기 공동 내의 유체(14) 체적을 제어 및 변경하여서, 가요성 벽(12)은 다양한 렌즈 모양이 형성될 수 있도록 이동한다.

렌즈 공동을 충전하는 데 사용되는 유체(14)는, 렌즈에 의해 투과된 복사에 투과성이고 렌즈에 의해 초점이 맞춰진 복사에 의해 악영향을 받지 않도록 적합한 열 안정성을 가지는 임의의 균질한, 비부식성, 또는 비반응성 유체일 수 있다. 유체(14)는 오일, 글리세린, 실리콘 유지, 식물성 유지, 파라핀, 또는 심지어 수분에 기초한 제품을 포함할 수 있다. 특히, 등록 상표 존슨즈 베이비 오일이 적합한 유체인 것으로 판명되었다. 양호하게는, 유체(14)는 렌즈에 의해 투과된 방사에 의한 유체의 임의의 가열이 렌즈에 의한 방사의 전달에 악영향을 줄 수 있는 버블을 렌즈 공동 내에서 형성하지 않도록, 가스가 제거될 수 있다. 유체(14)는 렌즈가 추가적으로 컬러 필터로서 사용될 수 있도록, 선택적으로 착색될 수 있다.

렌즈의 프로파일 상에 중력의 영향을 감소시키기 위해, 공동 내에서 유체(14)의 양은 양호하게는 최소화된다. 이것은 공동의 체적을 최소화하도록 제1 벽(12)과 제2 벽(10) 사이의 거리를 감소시켜서 수행된다. 더 크거나 두꺼운 렌즈가 요구된다면, 렌즈의 최하위 부분을 향해 융기하는 것을 방지하고 가요성 벽(12)의 바람직하지 못한 진동을 방지하도록 요변성이 더 많은 유체가 사용될 수 있다. 공동 내의 유체(14)의 양이 최소일 때, 작은 양의 유체가 2개의 벽을 분리하는 상태로, 가요성 벽은 강성 벽에 대해 거의 편평할 수 있다.

가요성 벽(12)은, 포지티브 또는 네거티브의 렌즈 프로파일을 생성하도록, 유체(14)를 공동 안쪽으로 가압하거나 유체(14)를 공동으로부터 제거하여 구부려질 수 있다. 본 발명의 이러한 실시예 및 다른 실시예에 따른 가요성 벽은 얇은 프로파일을 가질 수 있고 반경 방향으로 수축 및/또는 팽창 가능하다. 가요성 벽(12)은 그의 가장 얇은 지점에서 수 밀리미터 이하의 두께를 가진다. 가요성 벽(12)의 가장 얇은 지점은 일반적으로 렌즈의 물리적 및/또는 광학적 중심에 해당한다. 가요성 벽(12)은 요구되는 렌즈의 직경 및 요구되는 선명 구경의 크기에 따라, 벽의 가장 얇은 지점 주위로 상당한 두께일 수 있다. 가요성 벽(12)은 또한 탄성적이다.

가요성 벽(12)의 두께는, 가요성 벽(12)이 감소된 가요성을 가지고 공동 내에서 유체 상의 중력 효과가 감소되도록, 더 큰 직경의 광학 시스템에 있어서 증가될 수 있다. 이렇게 감소된 가요성은 가요성 벽(12)이 가요성 벽(12)의 바닥을 향해 융기되는 것을 방지하고 가요성 벽(12)의 주연부 주위로 일정한 프로파일을 보장한다. 가요성 벽(12)의 두께는 더 많은 또는 더 작은 프로파일 만곡부 및 변동을 요구하는 시스템에 있어서 변경될 수 있다.

본 실시예에서, 벽(12)의 각각의 표면에서의 홈(15)이 서로의 대향하는 측부 상에 있는 형상으로, 가요성 벽(12)에는 2개의 환형 홈(15)이 제공된다. 본 실시예에서, 홈(15)의 최외부 에지는 배럴 장착부(11)의 내부면에 또는 그에 근접하여 위치된다. 홈(15)은 본 실시예에서 c자형 단면을 가지지만, 예를 들어 v자형 홈과 같은 다른 형상의 홈이 실시될 수 있다. 홈의 기부의 깊이는 2개의 기부 사이의 거리가 가요성 벽(12)의 중심에서의 두께와 동등하거나 사실상 동등하도록 한다. 본 실시예에서 상기 거리는 가요성 벽(12)의 중심에서의 두께와 동등하거나 사실상 동등하지만, 결과적인 홈이 힌지로서 충분히 기능을 한다면 홈의 기부들 사이의 다른 거리가 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 실시될 수 있다. 홈(15)은 가요성 벽(12)의 그 표면을 가로지르는 곡률의 일정함을 개선하기 위해 힌지 역할을 한다. 가요성 벽(12)의 내부면의 홈(15)은, 2개 벽(10, 12) 사이에서 유지되는 변위 매체 없이 2개 벽(10, 12)이 서로 더 밀접하게 이격되거나 서로 직접 인접한 구조에서 특히, 2개 벽(10, 12) 사이의 포트(13)로부터 유체(14)의 분산을 용이하게 한다.

도1a에서, 강성 벽(10)에 가장 가까운 제1 표면(16)은 볼록하고 강성 벽(10)으로부터 가장 먼 제2 표면(18)은 오목하게 가요성 벽(12)이 위치되도록, 유체의 양은 제어 또는 변경된다. 가요성 벽(12)의 이러한 굽힘 또는 그 중심 영역에서의 변위는 유체(14)를 공동으로부터 (도시되지 않은) 유체 보유기로 흡입하여 실행된다.

도1b에서, 강성 벽(10)에 가장 가까운 제1 표면(16)은 사실상 편평하고 강성 벽(10)으로부터 가장 먼 제2 표면(18)은 오목하게 가요성 벽(12)이 위치되도록, 유체의 양은 제어 또는 변경된다.

도1c에서, 강성 벽(10)에 가장 가까운 제1 표면(16)은 오목하고 강성 벽(10)으로부터 가장 먼 제2 표면(18)은 사실상 편평하게 가요성 벽(12)이 위치되도록, 유체의 양은 제어 또는 변경된다.

도1d에서, 강성 벽(10)에 가장 가까운 제1 표면(16)은 오목하고 강성 벽(10) 으로부터 가장 먼 제2 표면(18)은 볼록하게 가요성 벽(12)이 위치되도록, 유체의 양은 제어 또는 변경된다.

공동 내의 유체(14)의 양을 도1a에 도시된 양으로부터 도1d에 도시된 양으로 변경하여, 렌즈의 집속력은 네거티브의 배율로부터 포지티브의 배율로 변화된다. 예를 들어, 렌즈는 약 -9 내지 +9 디옵터의 배율 범위를 가질 수 있다. 다른 배율이 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않고 실시될 수 있다.

도2a 및 도2b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 중심 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(20) 및 강성 메니스커스 볼록 벽(22)을 포함한다. 메니스커스 볼록 벽(22)은 주연부에서보다 중심부에서 더 얇다. 또한, 상기 2개의 벽(20, 22)은 제1 실시예의 벽(10, 12)에 대해 각각 기재된 재료로 구성될 수 있다. 벽(20, 22)은 유체(24)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 가요성 벽(20)은 제1 면(26)에서 환형 홈(25)이 제공된다. 홈(25)은 c자형 단면을 가지지만, 다른 형상의 홈도 가질 수 있으며, 가요성 벽(20)의 다른 면(28)과 홈(25)의 기부 사이의 거리는 가요성 벽의 중심에서의 두께와 동일하거나 대략 동일하다. 또한, 이 실시예에서는 상기 거리가 동일하거나 대략 동일하지만, 홈의 기부와 다른 면(28) 사이의 다른 거리는 제공된 생성 홈이 힌지로서 충분히 기능하도록 실시될 수도 있다. 홈(25)은 그 표면을 가로지르는 가요성 벽의 곡률의 일치성를 개선하도록 힌지와 같이 작용한다.

벽(20,22)은 배럴 장착부(21)에 수용된다. 배럴 장착부가 본 실시예 및 다른 실시예를 위해 기재되는 반면, 벽들을 함께 보유하기 위해 다른 기구가 예를 들 어, 접착 및 용접 등으로 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 배럴 장착부(21)의 구성과 벽 및 장착부의 구성은 도1a 내지 도1d에 기재된 것과 동일하다. 유체(24)는 배럴 장착부(21)를 통해 공동으로 연장하는 포트(23)를 통해 공동으로 삽입되고 또한 공동으로부터 제거된다. 포트(23)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에서 유체 연통하도록 제공된다. 공동에서 유체(24)의 체적을 제어함으로써, 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 가요성 벽(20)이 이동되도록 유발한다.

도2a에서, 강성 벽(22)에 가장 근접한 제1 면(26)이 볼록해지고 강성 벽(22)으로부터 가장 먼 제2 벽(28)이 오목해지도록 가요성 벽(20)이 위치되게 유체의 양이 제어된다.

도2b에서, 강성 벽(22)에 가장 근접한 제1 면(26)이 볼록해지고 강성 벽(10)으로부터 가장 먼 제2 벽(28)이 오목해지도록 가요성 벽(20)이 위치되게 유체의 양이 제어된다.

도2a에 도시된 양으로부터 도2b에 도시된 양으로 공동 내의 유체(24)의 양을 변화시킴으로써, 렌즈의 포집속력이 더욱 포지티브가 되도록 변화된다.

도3a 내지 도3b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 중심 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(32) 및 강성의 평평한 오목 벽(30)을 포함한다. 벽(30)의 평면은 가요성 벽(32)과 면한다. 벽(30, 32)은 유체(34)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(30, 32)은 각각에 대해 이격되어 배럴 장착부(31)의 내부 표면의 환형 홈에 끼워 맞춰진다. 각각의 벽(30, 32)은 장착부(31)의 사각형의 노치형 홈과 결합하기 위한 편평한 주연 에지부를 갖는다. 가요성 벽(32)은 벽의 각각의 표면 중 한 곳에 두 개의 환형 홈(35)을 가진다. 홈은 c자형 단면을 가지며, 두 개의 기부들 사이의 거리가 가요성 벽(32)의 중심부에서의 두께와 동일하거나 대체로 동일한 기부의 깊이를 가진다. 또한, 이 실시예에서는 상기 거리가 동일하거나 대략 동일하지만, 홈의 기부와 다른 면(28) 사이에 다른 거리는 제공된 생성 홈이 힌지로서 충분히 기능하도록 실시될 수 있다. 홈은 표면을 가로지르는 가요성 벽의 곡률의 일치성를 개선하도록 힌지와 같이 작용한다. 벽(30,32)은 배럴 장착부(31) 내에 수납된다. 배럴 장착부가 본 실시예 및 다른 실시예를 위해 기재되는 반면, 벽들을 함께 보유하기 위해 다른 기구가, 예를 들어, 접착 및 용접 등으로 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 유체(34)는 배럴 장착부(31)를 통해 공동으로 연장하는 포트(33)를 통해 공동으로 삽입되고 또한 공동으로부터 제거된다. 포트(33)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에서 유체 연통하도록 제공된다. 공동 내의 유체(34)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(32)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있게 이동하도록 유발된다.

도3a에서, 강성 벽(30)에 가장 근접한 제1 면(36)이 볼록해지고 강성 벽(30)으로부터 가장 먼 제2 벽(38)이 오목해지도록 가요성 벽(32)이 위치되게 유체(34)의 양이 제어된다.

도3b에서, 강성 벽(30)에 가장 근접한 제1 면(36)이 오목해지고 강성 벽(30)으로부터 가장 먼 제2 벽(38)이 대체로 평면이 되도록 가요성 벽(32)이 위치되게 유체(34)의 양이 제어된다.

도3c는 강성 벽(30)에 가장 근접한 제1 면(36)이 오목해지고 강성 벽(30)으 로부터 가장 먼 제2 벽(28)이 볼록해지도록 가요성 벽(32)이 위치되게 유체(34)의 양이 제어된다.

도3a 내지 도3c 각각에서, 벽들(30, 32) 사이의 유체(34)의 체적은 증가된다. 도3a에 도시된 양으로부터 도3c에 도시된 양으로 공동 내 유체(34)의 양을 변화시킴으로써, 렌즈의 집속력이 네거티브의 배율로부터 포지티브의 배율로 변화된다.

도5a 내지 도5d는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 중심 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(52) 및 강성의 평평한 볼록 벽(50)을 포함한다. 벽들(50, 52)은 유체(54)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 가요성 벽(52)은 벽의 각각의 표면 중 한 곳에 두 개의 환형 홈(55)을 가진다. 홈은 c자형 단면을 가지며, 두 개의 기부들 사이의 거리가 가요성 벽(52)의 중심부에서의 두께와 동일하거나 대체로 동일한 기부의 깊이를 가진다. 이 실시예에서는 상기 거리가 동일하거나 대략 동일하지만 이것은 중요하지 않다. 본 발명의 범주 및 사상을 벗어나지 않으면서 다른 거리가 구현될 수 있다. 홈은 표면을 가로지르는 가요성 벽의 곡률의 일치성를 개선하기 위해 힌지와 같이 작용한다. 벽들(60,62)은 서로에 대해 이격된다. 이 실시예에서, 강성 벽(50)의 굴곡면은 가요성 벽(52)으로부터 이격되어 면하지만, 강성 벽(50)의 평면은 가요성 벽(52)에 면한다. 벽(50, 52)은 배럴 장착부(51)에 수납된다. 이 실시예에서, 강성 벽(50)은 사각형의 주연 에지부를 갖지 않는 대신, 벽의 일 측면에의 굴곡면 및 벽의 다른 측면에의 확대된 평면을 가져 예리한 에지부를 갖게 된다. 배럴 장착부(51)는 강성 벽(50)의 주연부와 결합하기 위해 내부 면에 왕복운동 가능하게 형성된 홈을 갖는다. 이 실시예에서, 가요성 벽(52)은 장착부(51)에서 대응하는 사각형의 노치형 홈과 조화를 이루는 사각형의 주연 에지부를 가진다. 배럴 장착부가 본 실시예 및 다른 실시예를 위해 기재되는 반면, 벽들을 함께 유지하기 위해 다른 기구가, 예를 들어, 접착 및 용접 등으로 실시될 수 있다는 것이 당업자에게 명백하다. 유체(54)는 배럴 장착부(51)를 통해 공동으로 연장하는 포트(53)를 통해 공동 내로 삽입되고 또한 공동으로부터 제거된다. 포트(53)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에서 유체 연통하도록 제공된다. 공동에서 유체(54)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(52)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있게 이동하도록 유발된다.

도5a에서, 강성 벽(50)에 가장 근접한 제1 표면(56)이 볼록하며 강성 벽(50)으로부터 가장 먼 제2 표면(58)이 오목하도록 가요성 벽(52)이 위치되게 유체(54)의 양이 제어된다.

도5b에서, 강성 벽(50)에 가장 근접한 제1 표면(56)이 사실상 평면이고 강성 벽(50)으로부터 가장 먼 제2 표면(58)이 오목하도록 가요성 벽(52)이 위치되게 유체(54)의 양이 제어된다.

도5c에서, 강성 벽(50)에 가장 가까운 제1 표면(56)이 오목하고 강성 벽(50)으로부터 가장 먼 제2 표면(58)이 사실상 평면이 되도록 가요성 벽(52)이 위치되게 유체(54)의 양이 제어된다.

도5d에서, 강성 벽(50)에 가장 가까운 제1 표면(56)이 오목하고 강성 벽(50)으로부터 가장 먼 제2 표면(58)이 볼록하도록 가요성 벽(52)이 위치되게 유체(54) 의 양이 제어된다.

공동 내의 유체(54)의 양을 도5a에 도시된 양에서 도5d에 도시된 양으로 변화시켜서, 렌즈의 집속력이 더욱 포지티브로 변경된다.

도10a 내지 도10c는 본 발명의 추가의 실시예를 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 사실상 편평한 강성 벽(10)과 중심 영역을 향하여 더 얇아지는 가요성 벽(112)을 포함한다. 벽(110, 112)은 유체(114)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(110, 112)은 본 실시예에서 이격된다. 가요성 벽(112)은 벽의 제1 표면(116)에 환형 홈(115)을 구비한다. 홈(115)은 v자형 단면을 가지며, 홈(115)의 기부와 가요성 벽(112)의 다른 표면(118) 사이의 거리는 그 중심에서 가요성 벽(112)의 두께와 동일하거나 사실상 동일하다. 본 실시예에서는 거리가 동일하거나 사실상 동일하지만, 본 발명의 범위와 사상을 벗어나지 않으면서 다른 거리도 실시될 수 있다. 벽(110, 112)은 배럴 장착부(111) 내에 수납된다. 본 실시예와 다른 실시예에서 배럴 장착부가 개시되었지만, 예를 들어 접착이나 용접 등과 같이 벽을 함께 유지하기 위한 다른 기구가 실시될 수 있는 것을 당업자라면 알 것이다. 가요성 벽(112)을 통해 연장된 포트(113)를 통해 유체(114)가 공동으로 삽입되거나 공동으로부터 제거된다. 포트(113)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체(114)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(112)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 이동하게 된다.

예를 들어, 도10a에서 강성 벽(110)에 가장 근접한 벽(112)의 제1 표면(116)이 사실상 평면이고 강성 벽(110)으로부터 가장 먼 제2 표면(118)이 오목하게 되도 록 가요성 벽(112)이 위치되게 유체(114)의 양이 제어된다.

도10b에서, 강성 벽(110)에 가장 근접한 제1 표면(116)이 오목하고 강성 벽(110)으로부터 가장 먼 제2 표면(118)이 볼록하도록 가요성 벽(112)이 위치되게 유체(114)의 양이 제어된다.

도10c에서, 강성 벽(110)에 가장 근접한 제1 표면(116)이 오목하고 강성 벽(110)으로부터 가장 먼 제2 표면(118)이 볼록하도록 강성 벽이 위치되게 유체의 양이 제어된다.

공돈 내의 유체(114)의 양을 도10a에 도시된 양에서 도10c에 도시된 양으로 변화됨으로써, 렌즈의 집속력이 더욱 포지티브로 변화된다.

도11a 내지 도11c는 본 발명의 추가 실시예를 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 사실상 평면인 강성 벽(120)과 중심 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(122)을 포함한다. 벽(120, 122)은 유체(124)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(120, 122)은 배럴 장착부(121)에 수납된다. 본 실시예와 다른 실시예에서 배럴 장착부가 개시되었지만, 예를 들어 접착이나 용접 등과 같이 벽을 서로 유지하기 위한 다른 기구도 실시될 수 있음을 당업자에게는 명백하다. 도11a와 도11b에 도시된 바와 같이 렌즈의 주연 주변으로 균일하게 이격되고 배럴 장착부(121)을 통해 공동 내로 연장된 포트(123)를 통해 유체(124)가 공동 내로 삽입되거나 공동으로부터 제거된다. 포트(123)는 공동과 유체 저장소(140) 사이에 유체 소통을 제공한다. 공동 내의 유체(124) 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(122)은 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 이동하게 된다. 또한, 렌즈는 가요성 벽(122)의 주연부에 v자형 단면의 환형 홈(130)을 포함한다. 강성 벽(120)에 가장 근접한 가요성 벽의 제1 표면에 홈이 형성된다. 홈은 표면에 걸쳐 가요성 표면의 곡률의 균일성을 향상시키기 위해 힌지 역할을 한다. 무딘 v자형이나 c자형 단면의 홈이 대신 실시될 수 있다. 또한, 가요성 벽은 하나 이상의 홈(130)을 가질 수 있다.

도15는 본 발명의 다른 실시예를 따른 렌즈를 도시한다. 렌즈는 사실상 평면인 강성 벽(1500)과 중심 영역을 향해서 더 얇아지는 가요성 벽(1510)을 포함한다. 벽(1500, 1510)은 유체를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(120, 122)은 예를 들어 접착 또는 용접되며, 벽을 서로 유지하기 위해 다른 기구가 실시될 수 있다. 렌즈 원주 주변으로 균일하게 이격되며 공동 내로 연장된 포트(1503)을 통해 유체가 공동 내로 삽입되거나 공동으로부터 제거된다. 포트(1503)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(1510)은 다양한 렌즈 형상이 형성되도록 이동하게 된다. 가요성 벽(1510)은 가요성 벽(1510)의 주연부 주변에 2개의 v자형 단면의 환형 홈(1511)을 가진다. 본 실시예에서 홈(1511)은 벽(1510)의 대향측에서 변위되거나 서로 오프셋되며, 홈이 서로 대향하게 위치된 경우에서 보다 더 깊어질 수 있다. 또한, 홈(1511)은 그 표면에 걸쳐 가요성 벽(1510)의 곡률의 균일성을 향상시키기 위해 힌지 역할을 한다. 무딘 v자형 또는 c자형 단면의 홈이 대신 실시될 수 있다.

8. 다중 요소 시스템

도9a와 도9b는 본 발명의 실시예를 따른 두 개의 렌즈를 포함하는 다중 요소 시스템을 도시한다. 시스템은 사실상 평면인 강성 벽(90)과 중심 영역을 향해 더 얇아지는 가요성 벽(92)을 포함하는 본 발명의 실시예를 따른 제1 렌즈를 포함한다. 벽(90, 92)은 유체(94)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 본 실시예에서, 두 개의 벽(90, 92)은 약간 이격되어 있다. 가요성 벽(92)은 벽의 각 표면에 하나씩 두 개의 환형 홈(95)을 구비한다. 홈은 c자형 단면을 가지며, 기부 깊이는 두 개의 기부 사이의 거리가 중심에서 가요성 벽(92)의 두께와 동일하거나 사실상 동일하게 된다. 또한, 거리가 본 실시예와 동일하거나 사실상 동일하지만, 반드시 필수적인 아니다. 다른 거리가 실시될 수 있다. 홈은 표면에 걸쳐 가요성 벽의 곡률의 균일성을 향상시키기 위해 힌지 역할을 한다. 벽(90, 92)은 배럴 장착부(91)의 내면에 형성된 사각형의 노치형 홈과 사각형 주연 에지의 정합 결합으로 배럴 장착부(91)에 수납된다. 본 실시예와 다른 실시예에서 배럴 장착부가 개시되었지만, 예를 들어 접착이나 용접 등과 같이 벽을 함께 유지하기 위한 다른 기구가 실시될 수 있음을 당업자는 알 것이다. 배럴 장착부(91)을 통해 공동 내로 연장된 포트(93)을 통해 유체(94)는 공동 내로 삽입되고 공동으로부터 제거된다. 포트(93)는 공동과 유체 저장소(도시 생략) 사이에 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체(94)의 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(92)은 다양한 렌즈 형상이 형성되도록 이동하게 된다.

도9a에서, 가요성 벽(92)은 강성 벽(90)에 가장 근접한 가요성 벽(92)의 제1 표면(96)이 오목하게 되고 강성 벽(90)으로부터 가장 먼 제2 표면(98)이 대체로 평면이 되도록 가요성 벽(92)이 위치되게 유체(94)의 양이 제어된다.

시스템은 평평한 오목형(plano concave) 강성 벽(100)과 중심부로 갈수록 얇아지는 가요성 벽(102)을 포함하는 본 발명의 실시예에 따른 제2 렌즈를 더 포함한다. 벽(100)과 벽(102)은 유체(104)를 수용하기 위한 공동을 한정한다. 벽(100)의 만곡면은 가요성 벽(92)과 대면하고 가요성 벽(102)으로부터 떨어져 있다. 강성 벽(100)의 평 표면은 가요성 벽(102)에 면한다. 가요성 벽(102)에는 상기 가요성 벽(102)의 각각의 표면에 두 개의 환형 홈(105)이 제공된다. 홈은 c자형상의 단면을 가지며, 홈의 기부의 깊이는 양 기부 사이의 간격이 동일하거나 또는 가요성 벽(102)의 중심부에서의 두께와 대체로 동일하도록 형성된다. 본 실시예에서 상기 간격은 동일하거나 대체로 동일하지만, 이는 본 발명에서 근본적인 특징부는 아니다. 홈은 가요성 벽의 표면에 걸쳐 가요성 벽의 곡률의 일치성을 향상시키기 위해 힌지로서 기능한다. 벽(100, 102)은 배럴 장착부(91)에 하우징된다. 유체(104)는 배럴 장착부(91)를 통과하여 공동으로 연장되는 포트(103)를 통해 공동으로 삽입되고 이로부터 제거된다. 포트(103)는 공동과 (도시되지 않은) 유체 저장소 사이에서 유체 연통을 제공한다. 공동 내의 유체 체적을 제어함으로써, 가요성 벽(102)이 다양한 렌즈의 형상을 형성할 수 있도록 이동하게 된다.

도9a에서, 강성 벽(100)에 가장 근접한 가요성 벽(102)의 제1 표면(106)이 오목하고 강성 벽(100)으로부터 가장 먼 제2 표면(108)이 대체로 평면이 되도록 가요성 벽(102)이 위치되게 유체(104)의 양이 제어된다.

도9b에서, 강성 벽(90)에 가장 근접한 가요성 벽(92)의 제1 표면(96)이 오목하고 강성 벽(90)으로부터 가장 먼 제2 표면(98)이 볼록하도록 가요성 벽(92)이 위 치되게 유체(94)의 양이 제어된다. 강성 벽(100)에 가장 근접한 가요성 벽(102)의 제1 표면(106)이 오목하고 강성 벽(100)으로부터 가장 먼 제2 표면(108)이 볼록하도록 가요성 벽(102)이 위치되게 유체(104)의 양이 제어된다.

도9a에 도시된 유체의 양을 도9b에 도시된 유체의 양으로 공동 내의 유체(94, 104)의 양을 변화시킴으로써, 다중 요소 시스템의 전체적인 집속력이 더욱 양호해진다.

본 기술 분야의 당업자는 본 개시 내용의 관점에서 도9에 도시된 렌즈의 특정 조합뿐만 아니라 전술한 실시예에 따른 다른 렌즈의 조합이 실시될 수 있다는 것을 명확히 알 것이다.

9. 카메라 및 조명 시스템을 포함한 렌즈의 적용

본 발명의 실시예에 따른 렌즈 및 다중 요소 시스템의 용도는 다양한 분야에 적용된다. 이런 적용례로서는 카메라 및 조명 시스템이 있다.

도12는 본 발명의 실시예에 따른 렌즈(210)를 포함하는 카메라(200)를 도시한다. 전술한 임의의 실시예에 따른 렌즈는 전반적으로 도면부호 210으로 도시되어 나타나 있는 렌즈로 실시될 수 있다. 카메라는 이미지 캡처 시스템을 포함하며, 상기 이미지 캡처 시스템은 아날로그 장치에서 필름을 사용하거나 또는 디지털 카메라에서 전자 장치일 수 있다.

도13은 본 발명의 실시예에 따른 렌즈(310)를 포함하는 조명 시스템(300)을 도시한다. 전술한 임의의 실시예에 따른 렌즈는 전반적으로 도면부호 310으로 도시되어 나타나 있는 렌즈로 실시될 수 있다. 조명 시스템은 빛을 방사하기 위한 발광 소자도 포함한다.

전술한 임의의 실시예에 따른 벽(들)은, 예를 들면 항반사성 코팅, 항진 코팅, 또는 항자외선 코팅과 같은 표준 렌즈 코팅으로 코팅될 수 있다. 렌즈는 폴리카보네이트, 폴리머 및 폴리에스테르와 같은 코팅을 수용할 수 있는 재료로 제작된다.

렌즈와, 렌즈를 제작하는 방법 및 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법과 관련하여, 본 발명에 따른 몇몇 실시예들이 설명되었다. 전술한 내용의 관점에서, 본 발명의 사상 및 범주로부터 벗어나지 않으면서 이들 실시예들에 대한 다양한 변경 및/또는 교체가 가능하다는 것은 본 기술분야의 당업자에게 자명하다.

Claims

힌지를 위하여 제1 가요성 벽의 외주를 향해 내부에 형성된 제1 홈을 구비하는 제1 가요성 벽과,

제2 벽을 포함하며,

상기 제1 벽 및 상기 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정하는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 벽은 제1 표면과 제2 표면에 의해 한정되고, 홈은 상기 제1 벽의 제1 표면에 형성되는 렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1 벽의 제1 표면은 오목면이고, 상기 제1 벽의 제2 표면은 평면인 렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1 벽의 제1 표면 및 제2 표면 모두는 오목면인 렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1 벽의 외주를 향하여 제2 홈을 더 포함하며, 상기 제2 홈은 상기 제1 벽의 제2 표면에 형성되는 렌즈.
제1항에 있어서, 제1 홈은 v자형의 단면을 갖는 렌즈.
제1항에 있어서, 제1 홈은 c자형의 단면을 갖는 렌즈.
제1항에 있어서, 홈은 환형인 렌즈.
제2항에 있어서, 상기 제1 벽은 그 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지게 되고, 홈의 깊이는 홈의 정점 또는 기부와 제2 표면 사이의 최소 거리가 상기 제1 벽의 중앙 영역에서의 상기 제1 벽의 두께와 실질적으로 동일한 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 벽 및 상기 제2 벽은 배럴 장착부 내에 수납되는 렌즈.
제1항에 있어서, 상기 제1 벽 및 상기 제2 벽은 함께 접합, 용접 또는 융합되는 렌즈.
제1항에 있어서, 제2 벽은 강성 재료로 형성되고 제1 표면 및 제2 표면에 의해 한정되며, 제1 및 제2 표면 중 적어도 하나는 볼록면인 렌즈.
제1항에 있어서, 제2 벽은 강성 재료로 형성되고, 제1 표면과 상기 제1 표면 에 실질적으로 평행한 제2 표면에 의해 한정되는 렌즈.
제1항에 있어서, 제2 벽은 폴리카보네이트 또는 유리로 형성되는 렌즈.
제1항에 있어서, 제2 벽은 가요성인 렌즈.
제15항에 있어서, 제2 벽은 그 중앙 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지게 되는 렌즈.
제1항에 있어서, 유체가 관통 유동할 수 있는 공동 내로 적어도 하나의 포트를 더 포함하는 렌즈.
제17항에 있어서, 유체가 관통 유동할 수 있는 공동 내로 복수의 포트를 포함하며, 상기 복수의 포트는 상기 렌즈의 원주 둘레로 이격 배치되는 렌즈.
제18항에 있어서, 복수의 포트는 렌즈의 원주 둘레에 균등하게 이격 배치되는 렌즈.
제17항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서, 유체는 상기 적어도 하나의 포트를 통해 공동 내외로 유동할 수 있는 렌즈.
제17항에 있어서, 상기 적어도 하나의 포트는 제2 벽을 통해 형성되는 렌즈.
제17항에 있어서, 적어도 하나의 포트는 제2 벽에 접합된 튜브를 포함하는 렌즈.
제22항에 있어서, 튜브는 폴리에틸렌 또는 실리콘 튜브를 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서, 유체는 오일, 글리세린 및 수분에 기초한 제품 중 하나를 포함하는 렌즈.
제1항에 있어서, 각각의 가요성 벽은 탄성인 렌즈.
제1항에 있어서, 각각의 가요성 벽은 가변 팽창할 수 있는 광학적으로 투명한 합성 균질 재료로 된 신장 가능하고, 유연하며, 여러 가지 형태의 디스크를 포함하는 구성요소로 형성되는 렌즈.
제1항에 있어서, 각각의 가요성 벽은 실리콘 고무, 플라스틱 재료, 아크릴 재료, 가요성 폴리카보네이트, 에폭시 수지 및 폴리에스테르 중 하나로부터 형성되는 렌즈.
제1항에 있어서, 공동과 유체 연통하는 유체 저장소를 더 포함하는 렌즈.
제28항에 있어서, 렌즈는 상기 유체 저장소 및 공동이 홈에 의해 형성된 연속 원형 채널 또는 적어도 하나의 포트를 통해 영구히 연결되는 폐쇄 회로의 개별 밀봉 패키지를 형성하는 렌즈.
제28항에 있어서, 유체 저장소로부터 유체를 방출하거나 렌즈 공동으로부터 유체를 배출하기 위하여, 펌프, 피스톤, 플런저, 통상적인 포커스 배럴 또는 유체 저장소의 바깥쪽으로 인가된 임의의 힘 제공기를 더 포함하는 렌즈.
렌즈를 포함하는 카메라이며,

렌즈는, 힌지를 위하여 제1 가요성 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하며,

상기 제1 벽 및 상기 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정하는 카메라.
조명 소자와,

렌즈를 포함하는 카메라이며,

렌즈는, 힌지를 위한 제1 가요성 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 제1 가요성 벽과, 제2 벽을 포함하며,

상기 제1 벽 및 상기 제2 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 한정하는 조명 시스템.
힌지를 위하여 가요성 벽의 외주를 향하여 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이며, 상기 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 한정하고, 상기 방법은 암형 프로파일 유리, 아크릴 또는 실리카 옵틱스, 또는 플라스틱 몰드에 대하여 가요성 벽을 성형하는 단계를 포함하는 렌즈용 가요성 벽 제조 방법.
힌지를 위하여 가요성 벽의 외주를 향해 내부에 형성된 제1 홈을 갖는 렌즈용 가요성 벽을 제조하는 방법이며, 상기 가요성 벽은 공동 내의 유체의 체적을 제어함으로써 다양한 렌즈 형상들이 형성될 수 있도록 유체를 수용하기 위한 공동을 적어도 부분적으로 한정하고, 상기 방법은 스피닝, 원심분리, 가스의 도입, 버블 또는 유동의 이용, 주입, 견인 진공 기술의 단계를 포함하는 렌즈용 가요성 벽 제조 방법.
가요성 벽의 중심 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지는 광학 렌즈의 사용에 적합한 재료로 이루어진 가요성 벽과,

광학 렌즈의 사용에 적합한 재료로 이루어진 다른 벽을 포함하며,

상기 가요성 벽은 상기 가요성 벽의 주연부를 향해 내부에 형성된 적어도 하나의 홈을 구비하고, 상기 제1 벽 및 제2 벽은 평행하게 구성되고 유체를 수용하기 위한 공동을 한정하고, 다양한 렌즈의 형상이 벽들 사이의 유체의 체적을 제어함으로써 형성될 수 있는 렌즈.
제35항에 있어서, 상기 다른 벽은 가요성인 렌즈.
제36항에 있어서, 상기 다른 가요성 벽은 그 중심 영역을 향해 점진적으로 더 얇아지게 되는 렌즈.
제35항에 있어서, 상기 제2 벽은 강성인 렌즈.
제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 벽들은 각각의 벽의 주연부에서 함께 접합, 용접 또는 융합되어서 그 사이에 밀봉부를 형성하는 렌즈.
제37항 또는 제38항에 있어서, 상기 벽들을 함께 유지하는 환형 클램프 또는 상기 벽을 수납하는 배럴 장착부를 더 포함하는 렌즈.
제35항에 있어서, 상기 벽들 사이의 유체의 연통을 위해 상기 벽들 중 하나를 통해 또는 상기 벽들 사이에 형성된 적어도 하나의 포트를 포함하는 렌즈.
제41항에 있어서,상기 적어도 하나의 포트에 결합된 유체 저장소를 더 포함하는 렌즈.
제35항 또는 제41항에 있어서, 상기 렌즈를 투과하는 방사선에 대해 투명하고 적절한 열적 안정성을 갖는 유체를 더 포함하는 렌즈.