(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022111178
(43)【公開日】2022-07-29
(54)【発明の名称】静電気作動装置を備えた眼鏡
(51)【国際特許分類】
G02C 7/06 20060101AFI20220722BHJP
G02C 11/00 20060101ALI20220722BHJP
G02B 3/14 20060101ALI20220722BHJP
【ＦＩ】
G02C7/06
G02C11/00
G02B3/14
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022087489
(22)【出願日】2022-05-30
(62)【分割の表示】P 2019511703の分割
【原出願日】2017-08-30
(31)【優先権主張番号】1658119
(32)【優先日】2016-09-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR
(71)【出願人】
【識別番号】519005336
【氏名又は名称】ラクラリー
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】特許業務法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ベルジェ ブルーノ
(57)【要約】
【課題】限られた量の流体を、可逆的にかつ摩擦を低減した上で圧送する。
【解決手段】本発明は、静電気作動装置（１００）を備えた眼鏡に関する。この静電気作動装置１００を備えた眼鏡は、少なくとも１つの第１チェンバー（１１０）と、形状可変電極を有する電極チェンバー（５００）と、を備える。形状可変電極は、第１電極チェンバー（６１５）及び第２電極チェンバー（６２５）を形成するように、電極チェンバー（５００）内に配置されている。
【選択図】図４
【解決手段】本発明は、静電気作動装置（１００）を備えた眼鏡に関する。この静電気作動装置１００を備えた眼鏡は、少なくとも１つの第１チェンバー（１１０）と、形状可変電極を有する電極チェンバー（５００）と、を備える。形状可変電極は、第１電極チェンバー（６１５）及び第２電極チェンバー（６２５）を形成するように、電極チェンバー（５００）内に配置されている。
【選択図】図４
【特許請求の範囲】
【請求項1】
静電気作動装置（１００）を備えた度数可変式である眼鏡であって、該静電気作動装置（１００）は、少なくとも１つの、
外側に向って抜け出る第１プライマリー流体通路（１１１）を有する第１チェンバー（１１０）と、
第１プライマリー表面部（２１０）、前記第１チェンバー（１１０）を少なくとも部分的に区画する第２プライマリー表面部（２２０）、及び、複数の第２プライマリー流体通路（２３０）を有するプライマリー隔壁部（２００）と、
前記第１プライマリー表面部（２１０）に隣接して区画される電極チェンバー（５００）と、
第１形状可変電極表面部及び第２形状可変電極表面部を有し、かつ第１電極チェンバー（６１５）及び第２電極チェンバー（６２５）を形成するように前記電極チェンバー（５００）内に配置される形状可変電極（６００）と、
少なくとも第１位置（６９１）と第２位置（６９２）との間で前記形状可変電極（６００）を作動させるように、該形状可変電極（６００）と協働するよう構成された電極と、を備え、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記第１形状可変電極表面部と前記第１プライマリー表面部（２１０）との間に設けられているとともに、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置（６９１）と前記第２位置（６９２）との間で作動するときに、前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）を介して前記第１チェンバー（１１０）と流体的に連通し、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記第２電極チェンバー(６２５)から流体的に遮断されるとともに、前記静電気作動装置（１００）は、前記第１プライマリー流体通路（１１１）と少なくとも１つの第２プライマリー流体通路（２４０）は、流体が、第１チェンバー１１０において往復運動することにより、限られた体積のみを可逆的に圧送するように構成されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
外側に向って抜け出る第１プライマリー流体通路（１１１）を有する第１チェンバー（１１０）と、
第１プライマリー表面部（２１０）、前記第１チェンバー（１１０）を少なくとも部分的に区画する第２プライマリー表面部（２２０）、及び、複数の第２プライマリー流体通路（２３０）を有するプライマリー隔壁部（２００）と、
前記第１プライマリー表面部（２１０）に隣接して区画される電極チェンバー（５００）と、
第１形状可変電極表面部及び第２形状可変電極表面部を有し、かつ第１電極チェンバー（６１５）及び第２電極チェンバー（６２５）を形成するように前記電極チェンバー（５００）内に配置される形状可変電極（６００）と、
少なくとも第１位置（６９１）と第２位置（６９２）との間で前記形状可変電極（６００）を作動させるように、該形状可変電極（６００）と協働するよう構成された電極と、を備え、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記第１形状可変電極表面部と前記第１プライマリー表面部（２１０）との間に設けられているとともに、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置（６９１）と前記第２位置（６９２）との間で作動するときに、前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）を介して前記第１チェンバー（１１０）と流体的に連通し、
前記第１電極チェンバー（６１５）は、前記第２電極チェンバー(６２５)から流体的に遮断されるとともに、前記静電気作動装置（１００）は、前記第１プライマリー流体通路（１１１）と少なくとも１つの第２プライマリー流体通路（２４０）は、流体が、第１チェンバー１１０において往復運動することにより、限られた体積のみを可逆的に圧送するように構成されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項2】
請求項１に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、少なくとも１つの
外側に向って抜け出る第１セカンダリー流体通路（１２１）を有する第２チェンバー（１２０）と、
前記第１プライマリー表面部（２１０）に面する第１セカンダリー表面部（３１０）、第２セカンダリー表面部（３２０）、及び、複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）を有し、かつ前記第２チェンバー（１２０）を少なくとも部分的に区画するセカンダリー隔壁部（３００）と、を備え、
前記第２電極チェンバー（６２５）は、前記第２形状可変電極表面部と前記第１セカンダリー表面部（３１０）との間に設けられているとともに、
形状可変な前記第２電極チェンバー（６２５）は、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置（６９１）と前記第２位置（６９２）との間で作動するときに、前記複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）を介して前記第２チェンバー（１２０）と流体的に連通する
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
外側に向って抜け出る第１セカンダリー流体通路（１２１）を有する第２チェンバー（１２０）と、
前記第１プライマリー表面部（２１０）に面する第１セカンダリー表面部（３１０）、第２セカンダリー表面部（３２０）、及び、複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）を有し、かつ前記第２チェンバー（１２０）を少なくとも部分的に区画するセカンダリー隔壁部（３００）と、を備え、
前記第２電極チェンバー（６２５）は、前記第２形状可変電極表面部と前記第１セカンダリー表面部（３１０）との間に設けられているとともに、
形状可変な前記第２電極チェンバー（６２５）は、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置（６９１）と前記第２位置（６９２）との間で作動するときに、前記複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）を介して前記第２チェンバー（１２０）と流体的に連通する
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項3】
請求項２に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記電極チェンバー（５００）の寸法、及び／又は、前記プライマリー隔壁部（２００）と前記セカンダリー隔壁部（３００）との間の壁間距離（ｇ）は、６００μｍ未満である
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記電極チェンバー（５００）の寸法、及び／又は、前記プライマリー隔壁部（２００）と前記セカンダリー隔壁部（３００）との間の壁間距離（ｇ）は、６００μｍ未満である
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項4】
請求項３に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記プライマリー隔壁部（２００）と前記セカンダリー隔壁部（３００）との間の壁間距離（ｇ）は変化している
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記プライマリー隔壁部（２００）と前記セカンダリー隔壁部（３００）との間の壁間距離（ｇ）は変化している
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項5】
請求項１から４のいずれか１項に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記形状可変電極は、形状可変誘電層（６６０）と、少なくとも１つの導電部と、を有する
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記形状可変電極は、形状可変誘電層（６６０）と、少なくとも１つの導電部と、を有する
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項6】
請求項１から５のいずれか１項に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記プライマリー隔壁部（２００）は、プライマリー隔壁部表面領域（２９０）と、プライマリー導電性パッド（２７０）と、を備え、
前記プライマリー導電性パッド（２７０）は、主要プライマリー表面領域（２７２）を有する主要プライマリー導電性パッド（２７１）と、補助プライマリー表面領域（２７４）を有する少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド（２７３）と、を有し、
前記主要プライマリー導電性パッド（２７１）と、前記少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド（２７３）は、互いに電気的に遮断されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記プライマリー隔壁部（２００）は、プライマリー隔壁部表面領域（２９０）と、プライマリー導電性パッド（２７０）と、を備え、
前記プライマリー導電性パッド（２７０）は、主要プライマリー表面領域（２７２）を有する主要プライマリー導電性パッド（２７１）と、補助プライマリー表面領域（２７４）を有する少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド（２７３）と、を有し、
前記主要プライマリー導電性パッド（２７１）と、前記少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド（２７３）は、互いに電気的に遮断されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項7】
請求項６に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記プライマリー隔壁部（２００）は、前記形状可変電極（６００）における前記少なくとも１つの導電部から、前記プライマリー隔壁部（２００）における前記プライマリー導電性パッド（２７０）を絶縁するように構成された第１絶縁層（２０６）を有している
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記プライマリー隔壁部（２００）は、前記形状可変電極（６００）における前記少なくとも１つの導電部から、前記プライマリー隔壁部（２００）における前記プライマリー導電性パッド（２７０）を絶縁するように構成された第１絶縁層（２０６）を有している
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項8】
請求項６又は７に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記主要プライマリー導電性パッドと前記補助プライマリー導電性パッドの間、及び／又は、補助プライマリー導電性パッドと別の補助プライマリー導電性パッドの間のパッド間距離（ｓ）は、１０μｍと１ｍｍの間に設定される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記主要プライマリー導電性パッドと前記補助プライマリー導電性パッドの間、及び／又は、補助プライマリー導電性パッドと別の補助プライマリー導電性パッドの間のパッド間距離（ｓ）は、１０μｍと１ｍｍの間に設定される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項9】
請求項２から８のいずれか１項の静電気作動装置（１００）を備えた眼鏡において、
前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）は、第１プライマリー開口部表面領域（２３９）を有し前記第１プライマリー表面部（２１０）上に設けられる第１プライマリー開口部と、第２プライマリー開口部表面領域（２４１）を有し前記第２プライマリー表面部（２２０）上に設けられる第２プライマリー開口部と、を備え、前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）は、前記第２プライマリー開口部表面領域（２４１）よりも小さい、及び、
前記複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）は、第１セカンダリー開口部表面領域（２４９）を有し前記第１セカンダリー表面部（３１０）上に設けられる第１セカンダリー開口部と、第２セカンダリー開口部表面領域を有し前記第２セカンダリー表面部（３２０）上に設けられる第２セカンダリー開口部と、を備え、前記第１セカンダリー開口部表面領域は、前記第２セカンダリー開口部表面領域よりも大きい
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）は、第１プライマリー開口部表面領域（２３９）を有し前記第１プライマリー表面部（２１０）上に設けられる第１プライマリー開口部と、第２プライマリー開口部表面領域（２４１）を有し前記第２プライマリー表面部（２２０）上に設けられる第２プライマリー開口部と、を備え、前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）は、前記第２プライマリー開口部表面領域（２４１）よりも小さい、及び、
前記複数の第２セカンダリー流体通路（３３０）は、第１セカンダリー開口部表面領域（２４９）を有し前記第１セカンダリー表面部（３１０）上に設けられる第１セカンダリー開口部と、第２セカンダリー開口部表面領域を有し前記第２セカンダリー表面部（３２０）上に設けられる第２セカンダリー開口部と、を備え、前記第１セカンダリー開口部表面領域は、前記第２セカンダリー開口部表面領域よりも大きい
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項10】
請求項６及び請求項９に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）における前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）の和は、プライマリー開口部表面領域を形成し、及び、前記複数の第２セカンダリー流体通路における前記第１セカンダリー開口部表面領域の和は、セカンダリー開口部表面領域を形成するとともに、
ここで、
前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）の大きさと、前記第２プライマリー開口部表面領域（２４１）の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、
前記プライマリー開口部表面領域の大きさと、前記プライマリー隔壁部表面領域（２９０）の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、
前記第１セカンダリー開口部表面領域の大きさと、前記第２セカンダリー開口部表面領域の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、及び／又は、
前記セカンダリー開口部表面領域の大きさと、前記セカンダリー隔壁部表面領域の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記複数の第２プライマリー流体通路（２３０）における前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）の和は、プライマリー開口部表面領域を形成し、及び、前記複数の第２セカンダリー流体通路における前記第１セカンダリー開口部表面領域の和は、セカンダリー開口部表面領域を形成するとともに、
ここで、
前記第１プライマリー開口部表面領域（２３９）の大きさと、前記第２プライマリー開口部表面領域（２４１）の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、
前記プライマリー開口部表面領域の大きさと、前記プライマリー隔壁部表面領域（２９０）の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、
前記第１セカンダリー開口部表面領域の大きさと、前記第２セカンダリー開口部表面領域の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定され、及び／又は、
前記セカンダリー開口部表面領域の大きさと、前記セカンダリー隔壁部表面領域の大きさとの比は、０．００１と０．５の間に設定される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項11】
請求項２に従属する場合における、請求項３から１０のいずれか１項に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記プライマリー隔壁部（２００）及び前記セカンダリー隔壁部（３００）のうちの少なくとも１つの隔壁部は、部分的に、少なくとも１つの結晶性材料によって形成されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記プライマリー隔壁部（２００）及び前記セカンダリー隔壁部（３００）のうちの少なくとも１つの隔壁部は、部分的に、少なくとも１つの結晶性材料によって形成されている
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項12】
請求項１から１１のいずれか１項に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記第１電極チェンバー（６１５）は第１容積部を有し、及び／又は、前記第２電極チェンバー（６２５）は第２容積部を有し、
前記第１容積部及び／又は前記第２容積部は、静電容量の測定によって調整される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記第１電極チェンバー（６１５）は第１容積部を有し、及び／又は、前記第２電極チェンバー（６２５）は第２容積部を有し、
前記第１容積部及び／又は前記第２容積部は、静電容量の測定によって調整される
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【請求項13】
請求項１から１２のいずれか１項に記載された静電気作動装置を備えた眼鏡において、
前記形状可変電極を作動させるように構成された電源供給部（８１０）と、
前記電源供給部（８１０）から前記形状可変電極（６００）へ交流電流及び／又は交流電圧を供給するように構成された電圧制御部（８２０）と、を備える
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
前記形状可変電極を作動させるように構成された電源供給部（８１０）と、
前記電源供給部（８１０）から前記形状可変電極（６００）へ交流電流及び／又は交流電圧を供給するように構成された電圧制御部（８２０）と、を備える
ことを特徴とする静電気作動装置を備えた眼鏡。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、液体用の変位装置を備えた眼鏡の技術分野に関する。この変位装置を備えた眼鏡は、特に、仏国特許出願公開第１６／５６６１０号明細書に記載されているように、レンズ内の液体を用いることによって患者の視力を向上させるための、可変式眼科用装置に用いられる。より具体的には、本発明は、静電気ポンプ、詳しくは、少なくとも１つの流体を変位させる薄膜部を用いた静電気作動装置を取り扱う。
【背景技術】
【0002】
多量の流体を変位させるために使用される旧来の装置は、例えば、圧電アクチュエータを用いたＭＥＭＳのような微細加工技術によって設計されてきた。こうした概念によって提起される主な問題は、それら装置が、通常、液体の小さな流動の、パイプを通じた連続的な循環のような連続的な動作のために設計されているということである。結果として、それらは緩慢であることから、大変低い電力効率、例えば０．１未満の電力効率を示す。それらが、限られた量の液体を可逆的に圧送するニーズ、及び、低消費電力のニーズには適応されないことは明らかである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
本発明は、流体の静電気作動装置を備えた眼鏡に関連する。この装置を備えた眼鏡は、液体レンズの屈折力を調整するために、変形可能な電極を有する流体セルへと流体を圧送するように機能する。連続的な静電気作動装置とは対照的に、本発明に係る静電気作動装置は、限られた体積を圧送するように機能するばかりでなく、大いに可逆的にかつ摩擦を低減した上で圧送することになろう。この静電気作動装置は、度数可変式眼鏡として、可変流体レンズを用いた眼鏡の一部とされる。本発明の一態様によれば、本発明に係る２つの静電気作動装置は、左右それぞれについて眼鏡のつるに配置してもよいし、バッテリによって作動されてもよい。
【課題を解決するための手段】
【0004】
この課題を解決すべく、本発明は、その第１の側面によれば、静電気作動装置を備えた度数可変式の眼鏡を提供する。この静電気作動装置は、少なくとも１つの、外側に向って抜け出る第１プライマリー流体通路を有する第１チェンバーと、第１プライマリー表面部、前記第１チェンバーを少なくとも部分的に区画する第２プライマリー表面部、及び、複数の第２プライマリー流体通路を有するプライマリー隔壁部と、前記第１プライマリー表面部に隣接して区画される電極チェンバーと、第１形状可変電極表面部及び第２形状可変電極表面部を有し、かつ第１電極チェンバー及び第２電極チェンバーを形成するように前記電極チェンバー内に配置される形状可変電極と、少なくとも第１位置と第２位置との間で前記形状可変電極を作動させるように、該形状可変電極と協働するよう構成された電極と、を備え、前記第１電極チェンバーは、前記第１形状可変電極表面部と前記第１プライマリー表面部との間に設けられているとともに、前記第１電極チェンバーは、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置と前記第２位置との間で作動するときに、前記複数の第２プライマリー流体通路を介して前記第１チェンバーと流体的に連通する。
【0005】
この構成によれば、電極チェンバーの内外に第１流体を押し込む第２流体を、変位させることができる。本発明の別の側面によれば、形状可変電極の移動を制御するために、電極チェンバーの膨張に制限が付与されることになる。
【0006】
本発明の一実施形態によれば、第１電極チェンバーは、第２電極チェンバーからは流体的に遮断される。換言すれば、本発明の一実施形態によれば、第１電極チェンバーは、第２電極チェンバーとは流体的に連通していない。
【0007】
したがって、前記の構成によれば、第１電極チェンバーと第１チェンバーとの間で第１流体を移動させるとともに、第２チェンバーと第２電極チェンバーとの間で第２流体を移動させることができる。
【0008】
また、本発明の一実施形態によれば、前記静電気作動装置は、少なくとも１つの、外側に向って抜け出る第１セカンダリー流体通路を有する第２チェンバーと、前記第１プライマリー表面部に面する第１セカンダリー表面部、第２セカンダリー表面部、及び、複数の第２セカンダリー流体通路を有し、かつ前記第２チェンバーを少なくとも部分的に区画するセカンダリー隔壁部と、を備え、前記第２電極チェンバーは、前記第２形状可変電極表面部と前記第１セカンダリー表面部との間に設けられているとともに、前記第２形状可変電極チェンバーは、前記形状可変電極が少なくとも前記第１位置と前記第２位置との間で作動するときに、前記複数の第２セカンダリー流体通路を介して前記第２チェンバーと流体的に連通する。
【0009】
この構成によれば、第２流体を変位させることがきる。本発明の別の側面によれば、流体間でアンタゴニスト変位を有することになる。このことは、第１流体が電極チェンバーから押し出されるときに、第２流体が電極チェンバー内に導入されることを意味している。
【0010】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、６００μｍ未満である。
【0011】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、４００μｍ未満である。
【0012】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、２００μｍ未満である。
【0013】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、５μｍと１７５μｍの間である。
【0014】
この構成によれば、各種流体に対し、より強力なポンプ圧を作用させることができる。
【0015】
本発明の一実施形態によれば、前記電極チェンバーの寸法、及び／又は、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、変化している。
【0016】
本発明の一実施形態によれば、前記電極チェンバーの寸法、及び／又は、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、空間的に変化している。
【0017】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部は、前記セカンダリー隔壁部との間に、０度と６０度の間、特に０度と４５度の間、好ましくは０度と３０度の間となる角度を形成するように構成されている。
【0018】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間の壁間距離は、前記プライマリー隔壁部と前記セカンダリー隔壁部との間に、０度と６０度の間、特に０度と４５度の間、好ましくは０度と３０度の間となる角度を形成するように変化している。
【0019】
この構成によれば、第１電極チェンバー及び第２電極チェンバーの容積を、良好に制することができる。
【0020】
本発明の一実施形態によれば、形状可変電極は、形状可変誘電層と、少なくとも１つの導電部と、を有する。
【0021】
この構成によれば、電場を介して電極を変位させることができる。
【0022】
本発明の一実施形態によれば、プライマリー隔壁部は、プライマリー隔壁部表面領域と、プライマリー導電性パッドと、を備え、前記プライマリー導電性パッドは、主要プライマリー表面領域を有する主要プライマリー導電性パッドと、補助プライマリー表面領域を有する少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッドと、を有し、前記主要プライマリー導電性パッドと、前記少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッドは、互いに電気的に遮断されている。
【0023】
この構成によれば、電極をディジタル制御するとともに、電極の動作を離散的なゾーンに分割し、ひいては押圧される流体容積のための離散的なステップをもたらすことができる。
【0024】
本発明の一実施形態によれば、セカンダリー隔壁部は、セカンダリー隔壁部表面領域と、セカンダリー導電性パッドと、を備え、前記セカンダリー導電性パッドは、主要セカンダリー表面領域を有する主要セカンダリー導電性パッドと、補助セカンダリー表面領域を有する少なくとも１つの補助セカンダリー導電性パッドと、を有し、前記主要セカンダリー導電性パッドと、前記少なくとも１つの補助セカンダリー導電性パッドは、互いに電気的に遮断されている。
【0025】
この構成によれば、電極をディジタル制御するとともに、電極の動作を離散的なゾーンに分割し、ひいては押圧される流体容積のための離散的なステップをもたらすことができる。
【0026】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部は、前記プライマリー隔壁部における前記プライマリー導電性パッドから、前記形状可変電極における前記少なくとも１つの導電部を絶縁するように構成された第１絶縁層を有している。
【0027】
本発明の一実施形態によれば、前記セカンダリー隔壁部は、前記セカンダリー隔壁部における前記セカンダリー導電性パッドから、前記形状可変電極における前記少なくとも１つの導電部を絶縁するように構成された第２絶縁層を有している。
【0028】
本発明の一実施形態によれば、前記主要プライマリー導電性パッドと前記補助プライマリー導電性パッドの間、及び／又は、補助プライマリー導電性パッドと別の補助プライマリー導電性パッドの間のパッド間距離は、１０μｍと１ｍｍの間に設定される。
【0029】
この構成によれば、プライマリー導電性パッドの間を絶縁することができる。
【0030】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部及び前記セカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部は、部分的に、少なくとも１つの結晶性材料によって形成されている。
【0031】
本発明の一実施形態によれば、前記結晶性材料は、シリコン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、サファイア、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、又は、ここまでに述べた材料からなる合金である。
【0032】
この構成によれば、エッチングを施すことができる、プライマリー隔壁部及びセカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部を提供することができる。
【0033】
本発明の一実施形態によれば、前記プライマリー隔壁部及び前記セカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部は、部分的に、少なくとも１つの半結晶性材料によって形成されている。
【0034】
本発明の一実施形態によれば、前記半結晶性材料は、ポリマー、ソル－ゲル、シリコン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、サファイア、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、又は、ここまでに述べた材料からなる合金である。
【0035】
この構成によれば、エッチング又は異方性エッチングを施すことができる、プライマリー隔壁部及びセカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部を提供することができる。
【0036】
本発明の一実施形態によれば、プライマリー隔壁部及びセカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部は、多孔質材料、天然繊維又は人工繊維によって、部分的に形成される。
【0037】
本発明の一実施形態によれば、前記天然繊維又は前記人工繊維は、配向又は非配向とされている。
【0038】
本発明の一実施形態によれば、前記多孔質材料、前記天然繊維又は前記人工繊維は、ポリマー、エラストマー、アモルファスカーボン、ケブラー、カーボン又は金属から部分的に形成される。
【0039】
この構成によれば、実質的に平坦な隔壁部を得ることができる。
【0040】
本発明の一実施形態によれば、前記第１電極チェンバーは第１容積部を有し、及び／又は、前記第２電極チェンバーは第２容積部を有し、前記第１容積部及び／又は前記第２容積部は、静電容量の測定によって調整される。
【0041】
この構成によれば、静電容量の測定、より正確には、例えば静電容量に依存した、弛緩型発振器の周波数を測定することにより、第１容積部及び第２容積部を調整することができる。
【0042】
本発明の一実施形態によれば、前記第１電極チェンバーは第１容積部を有し、及び／又は、前記第２電極チェンバーは第２容積部を有し、前記静電気作動装置における静電容量は、前記第１容積部及び／又は前記第２容積部とともに変化する。
【0043】
本発明の一実施形態によれば、前記第１位置は、前記第１形状可変部における第１プライマリー接触面を定義し、前記第１形状可変部における前記第１プライマリー接触面は、前記第１位置における、前記第１形状可変部と、前記第１プライマリー表面部との接触面を示す。
【0044】
本発明の一実施形態によれば、前記第２位置は、前記第１形状可変部における第２プライマリー接触面を定義し、前記第１形状可変部における前記第２プライマリー接触面は、前記第２位置における、前記第１形状可変部と、前記第１プライマリー表面部との接触面を示す。
【0045】
本発明の一実施形態によれば、前記第１プライマリー接触面は、前記第１位置と、前記第１形状可変部の先端と、の間に設けられる。
【0046】
本発明の一実施形態によれば、前記第２プライマリー接触面は、前記第２位置と、前記第１形状可変部の先端と、の間に設けられる。
【0047】
本発明の一実施形態によれば、前記第２プライマリー接触面は、前記第１プライマリー接触面よりも広い。
【0048】
本発明の一実施形態によれば、前記第１形状可変部と前記第１プライマリー表面部によって形成されるキャパシティは、前記形状可変電極が前記第１位置から前記第２位置へ作動するときに増加する。
【0049】
本発明の一実施形態によれば、前記第１形状可変部と前記第１プライマリー表面部によって形成されるキャパシティは、前記形状可変電極が前記第２位置から前記第１位置へ作動するときに減少する。
【0050】
本発明の一実施形態によれば、前記第１位置は、前記第２形状可変部における第１セカンダリー接触面を定義し、前記第２形状可変部における前記第１セカンダリー接触面は、前記第１位置における、前記第２形状可変部と前記第１セカンダリー表面部との接触面を示す。
【0051】
本発明の一実施形態によれば、前記第２位置は、前記第２形状可変部における第２セカンダリー接触面を定義し、前記第２形状可変部における前記第２セカンダリー接触面は、前記第２位置における、前記第２形状可変部と前記第１セカンダリー表面部との接触面を示す。
【0052】
本発明の一実施形態によれば、前記第１セカンダリー接触面は、前記第１位置と、前記第２形状可変部の先端と、の間に設けられる。
【0053】
本発明の一実施形態によれば、前記第２セカンダリー接触面は、前記第２位置と、前記第２形状可変部の先端と、の間に設けられる。
【0054】
本発明の一実施形態によれば、前記第２セカンダリー接触面は、前記第１セカンダリー接触面よりも狭い。
【0055】
本発明の一実施形態によれば、前記第２形状可変部と前記第１セカンダリー表面部によって形成されるキャパシティは、前記形状可変電極が前記第１位置から前記第２位置へ作動するときに減少する。
【0056】
本発明の一実施形態によれば、前記第１形状可変部と前記第１セカンダリー表面部によって形成されるキャパシティは、前記形状可変電極が前記第２位置から前記第１位置へ作動するときに増加する。
【0057】
このように、第１容積部及び第２容積部は相補的であり、静電気作動装置が第１容積部の量をｄＶだけ変化させたときに、第２容積部の量がｄＶだけ変化することになる。
【0058】
本発明の一実施形態によれば、前記静電気作動装置は、前記形状可変電極を作動させるように構成された電源供給部と、前記電源供給部から前記形状可変電極へ交流電流及び／又は交流電圧を供給するように構成された電圧制御部と、を備える。
【0059】
この構成によれば、形状可変電極を作動させることができる。
【0060】
本発明の一実施形態によれば、前記複数の第２プライマリー流体通路は、第１プライマリー開口部表面領域を有し前記第１プライマリー表面部上に設けられる第１プライマリー開口部と、第２プライマリー開口部表面領域を有し前記第２プライマリー表面部上に設けられる第２プライマリー開口部と、を備え、前記第１プライマリー開口部表面領域は、前記第２プライマリー開口部表面領域よりも小さい、及び／又は、前記複数の第２セカンダリー流体通路は、第１セカンダリー開口部表面領域を有し前記第１セカンダリー表面部上に設けられる第１セカンダリー開口部と、第２セカンダリー開口部表面領域を有し前記第２セカンダリー表面部上に設けられる第２セカンダリー開口部と、を備え、前記第１セカンダリー開口部表面領域は、前記第２セカンダリー開口部表面領域よりも大きい。
【0061】
本発明の一実施形態によれば、前記複数の第２プライマリー流体通路における前記第１プライマリー開口部表面領域の和は、プライマリー開口部表面領域を形成し、及び／又は、前記複数の第２セカンダリー流体通路における前記第１セカンダリー開口部表面領域の和は、セカンダリー開口部表面領域を形成する。
【0062】
本発明の一実施形態によれば、前記第１プライマリー開口部表面領域は、前記第２プライマリー開口部表面領域よりも小さく、かつ前記第１プライマリー開口部表面領域と前記第２プライマリー開口部表面領域との比は、０．００１と０．５の間に設定され、前記プライマリー開口部表面領域は、前記プライマリー隔壁部表面領域よりも小さく、かつ前記プライマリー開口部表面領域と前記プライマリー隔壁部表面領域との比は、０．００１と０．５の間に設定され、前記第１セカンダリー開口部表面領域は、前記第２セカンダリー開口部表面領域よりも小さく、かつ前記第１セカンダリー開口部表面領域と前記第２セカンダリー開口部表面領域との比は、０．００１と０．５の間に設定され、及び／又は、前記セカンダリー開口部表面領域は、前記セカンダリー隔壁部表面領域よりも小さく、かつ前記セカンダリー開口部表面領域と前記セカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．００１と０．５の間に設定される。
【0063】
本発明の一実施形態によれば、前記第１プライマリー開口部表面領域は、前記第１セカンダリー開口部表面領域よりも小さく、かつ前記第１プライマリー開口部表面領域と前記第１セカンダリー開口部表面領域との比は、０．０１と０．４の間に設定され、前記プライマリー開口部表面領域は、前記プライマリー隔壁部表面領域よりも小さく、かつ前記プライマリー開口部表面領域と前記プライマリー隔壁部表面領域との比は、０．０１と０．４の間に設定され、前記第１セカンダリー開口部表面領域は、前記第２セカンダリー開口部表面領域よりも小さく、かつ前記第１セカンダリー開口部表面領域と前記第２セカンダリー開口部表面領域との比は、０．０１と０．４の間に設定され、及び／又は、前記セカンダリー開口部表面領域は、前記セカンダリー隔壁部表面領域よりも小さく、かつ前記セカンダリー開口部表面領域と前記セカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．０１と０．４の間に設定される。
【0064】
この構成によれば、静電気による作動を最大化すべく、薄膜部に面する広い電極面積を得ると同時に、隔壁部を通じた効果的な流体的連通を得ることができる。
【0065】
本発明は、前述の実施形態のうちの１つに係る静電気作動装置と、前記形状可変電極を作動させるように構成された電源供給部と、を備えた眼鏡に関する。
【0066】
本発明の一実施形態によれば、前記眼鏡は、前記電源供給部から前記形状可変電極へ交流電流を供給するように構成された電圧制御部を備える。
【0067】
本発明における前述の目的、他の目的、特徴部、様相、及び、利点は、添付された図面を参照してなされる実施形態についての詳細な説明を通じて明らかになろう。なお、本発明は、添付された図面の内容には制限されない。
【図面の簡単な説明】
【0068】
【発明を実施するための形態】
【0069】
本発明における特定の実施形態が、添付の図面を参照して詳細に説明されることになる。一貫性を保つために、種々の図面において類似した要素には、類似した符号が付されている。
【0070】
以下に続く本発明の実施形態の詳細な説明においては、本発明の理解のためにより多くを提供するべく、多数の具体的なディテールが明らかにされる。しかしながら、他の例では、記載を不必要に複雑化することのないように、周知の特徴部は、記述されていない。
【0071】
・第１の実施形態に係る本発明の詳細な説明
図１に示される第１の実施形態によると、単一指向性の力のみが適用されるように構成された静電気作動装置１００が開示されている。静電気作動装置１００は、第１チェンバー１１０を備えている。第１チェンバー１１０は、第１流体を含むように構成されている。
図１に示される第１の実施形態によると、単一指向性の力のみが適用されるように構成された静電気作動装置１００が開示されている。静電気作動装置１００は、第１チェンバー１１０を備えている。第１チェンバー１１０は、第１流体を含むように構成されている。
【0072】
この第１流体は、第１プライマリー流体通路１１１を通過するように構成され得る。このことは、第１流体が、操作された粘度（engineered viscosity）を有し得ることを意味している。この第１プライマリー流体通路１１１は、外側に向って抜け出ており、好ましくは、第１チェンバー１１０の表面上に抜け出ている。この第１プライマリー流体通路１１１は、第１チェンバー１１０の一側に配置してもよい。
【0073】
第１チェンバー１１０は、少なくとも部分的には、プライマリー隔壁部２００によって区画されている。このプライマリー隔壁部２００は、第１プライマリー表面部２１０と、第２プライマリー表面部２２０と、複数の第２プライマリー流体通路２３０と、を有している。第２プライマリー表面部２２０は、第１チェンバー１１０に面しており、より詳細には、第２プライマリー表面部２２０は、第１プライマリー流体通路１１１に面している。プライマリー隔壁部２００は、プライマリー隔壁部表面領域２９０を有しており、又は、より正確には、第２プライマリー表面部２２０は、第１チェンバー１１０に面するプライマリー隔壁部表面領域２９０を有している。
【0074】
不図示の実施形態によれば、第１プライマリー流体通路１１１は、第２プライマリー表面部２２０に面しておらず、側壁部上に配置されている。第１プライマリー表面部２１０は、第２プライマリー表面部２２０の反対側にある。このことは、第１プライマリー表面部２１０が第１チェンバー１１０の外部にあること、及び、複数の第２プライマリー流体通路２３０は、第１チェンバー１１０の外部と、第１チェンバー１１０の内部とを連通させていることを意味している。
【0075】
複数の第２プライマリー流体通路２３０は、少なくとも１つの第２プライマリー流体通路２４０を有しており、この第２プライマリー流体通路２４０を介して、第１流体が第１チェンバー１１０に入り込んだり、第１流体が第１チェンバー１１０から排出されたりする。ある構成では、第１流体は、第１プライマリー流体通路１１１を介して第１チェンバー１１０に入り込むとともに、その第１チェンバー１１０を横断し、少なくとも１つの第２プライマリー流体通路２４０を介して第１チェンバーから排出され、あるいは逆も同様であり、言い換えれば、第１プライマリー流体通路１１１と少なくとも１つの第２プライマリー流体通路２４０は、第１流体が、第１チェンバー１１０において往復運動することができるようになっている。
【0076】
第１チェンバー１１０に隣接するプライマリー隔壁部２００の一側には、電極チェンバー５００が配置されている。この電極チェンバー５００は、第１プライマリー表面部２１０に隣接して区画されているとともに、変形可能な形状可変電極６００を有している。
【0077】
この形状可変電極６００は、第１電極チェンバー６１５及び第２電極チェンバー６２５を形成するように、電極チェンバー５００の内部に配置されている。換言すれば、電極チェンバー５００は、２つの容積部（第１電極容積部６１１と、第２電極容積部６２１）に分割され得る主要容積部を有している。第１電極チェンバー６１５は、第２電極チェンバー６２５とは、流体的に連通していない。
【0078】
形状可変電極６００は、第１形状可変電極表面部６０１と、第２形状可変電極表面部６０２と、を有している。第１電極チェンバー６１５は、第１形状可変電極表面部６０１と、第１プライマリー表面部２１０と、の間に設けられている。そして、第１電極チェンバー６１５は、形状可変電極６００が第１位置６９１と第２位置６９２との間で作動させられたときには、少なくとも１つの第２プライマリー流体通路２４０を介して第１チェンバー１１０と流体的に連通することになる。
【0079】
静電気作動装置１００は、プライマリー隔壁部２００の一部をなす電極を備えている。この電極は、第１位置６９１と第２位置６９２との間で形状可変電極６００を作動させるように、形状可変電極６００と協働するよう構成されている。第１電極チェンバー６１５は、第１電極容積部６１１を有しており、第２電極チェンバー６２５は、第２電極容積部６２１を有している。
【0080】
形状可変電極６００は、変形可能な形状可変誘電層６６０と、変形可能な形状可変導電層６７０と、を有している。形状可変電極６００は、一側がメタライズされた誘電材料から形成してもよい。好ましい材料は、ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のあらゆる薄膜状のポリマー、又は、無機物からなりかつ良好な誘電性を有する形状可変電極６００を用いてもよい。
【0081】
形状可変導電層６７０と、プライマリー隔壁部２００と、の間に電圧が印加されると、換言すれば、形状可変電極６００とプライマリー隔壁部２００とが帯電されると、形状可変電極は、電場を介することにより、帯電されたプライマリー隔壁部２００に引き寄せられる。形状可変電極６００は、変形されて、前記隔壁部における流体通路を介して幾つかの流体を変位させる。
【0082】
・第２の実施形態に係る本発明の詳細な説明
図２に示される第２の実施形態によると、第１の実施形態に係る前述した特徴部に加えて、電極チェンバー５００は、セカンダリー隔壁部３００を備えている。セカンダリー隔壁部３００は、第１セカンダリー表面部３１０と、第２セカンダリー表面部３２０と、複数の第２セカンダリー流体通路３３０と、を有している。複数の第２セカンダリー流体通路３３０は、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０を有している。セカンダリー隔壁部３００における第１セカンダリー表面部３１０は、プライマリー隔壁部２００における第１プライマリー表面部２１０に面している。換言すれば、電極チェンバー５００は、第１セカンダリー表面部３１０と第１プライマリー表面部２１０との間に設けられている。
図２に示される第２の実施形態によると、第１の実施形態に係る前述した特徴部に加えて、電極チェンバー５００は、セカンダリー隔壁部３００を備えている。セカンダリー隔壁部３００は、第１セカンダリー表面部３１０と、第２セカンダリー表面部３２０と、複数の第２セカンダリー流体通路３３０と、を有している。複数の第２セカンダリー流体通路３３０は、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０を有している。セカンダリー隔壁部３００における第１セカンダリー表面部３１０は、プライマリー隔壁部２００における第１プライマリー表面部２１０に面している。換言すれば、電極チェンバー５００は、第１セカンダリー表面部３１０と第１プライマリー表面部２１０との間に設けられている。
【0083】
セカンダリー隔壁部３００に隣接して、第２チェンバー１２０が設けてもよい。この第２チェンバー１２０は、第２流体を含むように構成されており、静電気作動装置１００の内部に設けられているとともに、１つの実施形態に係る第１チェンバー１１０と同様である。この第２チェンバー１２０は、第１セカンダリー流体通路１２１を含んでいる。第１セカンダリー流体通路１２１は、第２流体を第２チェンバー１２０へと送り込むように構成されている。換言すれば、第２流体は、第１セカンダリー流体通路１２１を介して第２チェンバー１２０を出入りすることができる。
【0084】
この第２流体は、第１セカンダリー流体通路１２１を流通するように構成されている。このことは、第２流体が、操作された粘度を有し得ることを意味している。この第１セカンダリー流体通路１２１は、第２チェンバー１２０の一側に配置されている。
【0085】
第２チェンバー１２０は、少なくとも部分的には、セカンダリー隔壁部３００によって区画されている。このセカンダリー隔壁部３００は、第１セカンダリー表面部３１０と、第２セカンダリー表面部３２０と、複数の第２セカンダリー流体通路３３０と、を有している。第２セカンダリー表面部３２０は、第２チェンバー１２０に面しており、より詳細には、第２セカンダリー表面部３２０は、第１セカンダリー流体通路１２１に面している。第１セカンダリー表面部３１０は、第２セカンダリー表面部３２０の反対側にある。このことは、第１セカンダリー表面部３１０が第１チェンバー１１０の外部にあること、及び、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３３０は、第２チェンバー１２０の外部と、第２チェンバー１２０の内部とを連通させていること、を意味している。セカンダリー隔壁部３００はセカンダリー隔壁部表面領域を有しており、あるいは、より正確には、第２セカンダリー表面部３２０は、第２チェンバー１２０に面するセカンダリー隔壁部表面領域を有している。
【0086】
複数の第２セカンダリー流体通路３３０は、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０と、この少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０を介して、第２流体が第２チェンバー１２０に入り込んだり、第２流体が第２チェンバー１２０から排出されたりする。ある構成では、第２流体は、第１セカンダリー流体通路１２１を介して第２チェンバー１２０に入り込むとともに、その第２チェンバー１２０を横断し、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０を介して第２チェンバー１２０から排出され、あるいは逆も同様であり、言い換えれば、第１セカンダリー流体通路１２１と少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３３０は、第２流体が、第３チェンバー１３０において往復運動することができるようになっている。
【0087】
第２電極チェンバー６２５は、第２形状可変電極表面部６０２と、第１セカンダリー表面部３１０と、を有している。そして、第２電極チェンバー６２５は、形状可変電極６００が第１位置６９１と第２位置６９２との間で作動させられたときには、少なくとも１つの第２セカンダリー流体通路３４０を介して第２チェンバー１２０と流体的に連通している。
【0088】
・第３の実施形態に係る本発明の詳細な説明
図３に示される第３の実施形態によると、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００は、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の間隙又は壁間距離が電極チェンバー５００の一側から他側に向うにつれて増大するように、くさび形状又は傾斜形状を形成している。間隙ｇの厚みの勾配は、後述のように、電圧による静電気作動装置１００のスムースな移行を保証している。
図３に示される第３の実施形態によると、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００は、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の間隙又は壁間距離が電極チェンバー５００の一側から他側に向うにつれて増大するように、くさび形状又は傾斜形状を形成している。間隙ｇの厚みの勾配は、後述のように、電圧による静電気作動装置１００のスムースな移行を保証している。
【0089】
プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００における少なくとも１つ隔壁部は、プライマリー導電性パッドを有している。ここで、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００は、両隔壁部の間に６００μｍ未満、好ましくは、両隔壁部の間に２００μｍ未満の壁間距離ｇを有している。図３に示される実施形態によれば、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、傾斜を有するように変化する。
【0090】
より詳細には、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間に、０度と６０度の間、特に０度と４５度の間、好ましくは０度と３０度の間となる角度を形成するように変化している。
【0091】
さらに、例えば、高さ、長さ、幅等、電極チェンバー５００の寸法を変化させることにより、この特定の第３の実施形態を第１の実施形態に置き換えることもできる。
【0092】
・第４の実施形態に係る本発明の詳細な説明
図４に示される第４の実施形態によると、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００は、高電圧及び低電圧、又は、その逆と、共通基準又は電気的な接地部におけるＰＥＴ製の形状可変電極６００と、に接続されることにより、電極の一部をなす。より詳細には、第１プライマリー表面部２１０上にはプライマリー導電性パッド２７０が設けられているとともに、高電圧及び低電圧、又は、その逆と電気的に接続されている第１セカンダリー表面部３１０にはセカンダリー導電性パッドが設けられており、ＰＥＴ製の形状可変電極６００は、共通基準又は電気的な接地部に変形可能な形状可変導電層６７０を有している。
図４に示される第４の実施形態によると、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００は、高電圧及び低電圧、又は、その逆と、共通基準又は電気的な接地部におけるＰＥＴ製の形状可変電極６００と、に接続されることにより、電極の一部をなす。より詳細には、第１プライマリー表面部２１０上にはプライマリー導電性パッド２７０が設けられているとともに、高電圧及び低電圧、又は、その逆と電気的に接続されている第１セカンダリー表面部３１０にはセカンダリー導電性パッドが設けられており、ＰＥＴ製の形状可変電極６００は、共通基準又は電気的な接地部に変形可能な形状可変導電層６７０を有している。
【0093】
形状可変導電層６７０が形状可変電極６００の両側に配置されている特定の実施形態においては、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００は、絶縁層２０６によって絶縁されることになる。この絶縁層２０６は、例えばプラズマＣＶＤ又は減圧ＣＶＤのような化学蒸着、例えばスパッタリング又は電子ビーム物理蒸着のような物理蒸着、原子層堆積、及び／又は、セリグラフィーといった手法のうちの少なくとも１つの方法によって形成することができるが、こうした手法には限定されない。この絶縁層２０６は、例えば、パリレン、酸化アルミニウム、二酸化ケイ素、又は、ガラス製としてもよい。
【0094】
実際、プライマリー隔壁部２００は、プライマリー隔壁部２００から形状可変電極６００を絶縁するように構成された第１絶縁層２０６を有している。特に、形状可変電極６００は、少なくとも１つの導電部を有しており、及び／又は、プライマリー隔壁部２００は、プライマリー導電性パッド２７０を有している。この構成では、プライマリー隔壁部２００は、プライマリー隔壁部２００におけるプライマリー導電性パッド２７０から、形状可変電極６００における少なくとも導電部を絶縁するように構成された第１絶縁層２０６を有している。
【0095】
同様に、セカンダリー隔壁部３００は、セカンダリー隔壁部３００から形状可変電極６００を絶縁するように構成された第２絶縁層３０６を有している。特に、形状可変電極６００は、少なくとも１つの導電部を有しており、及び／又は、セカンダリー隔壁部３００は、セカンダリー導電性パッドを有している。この構成では、セカンダリー隔壁部３００は、セカンダリー隔壁部３０６におけるセカンダリー導電性パッドから、形状可変電極６００における少なくとも１つの導電部を絶縁するように構成された第２絶縁層３０６を有している。
【0096】
したがって、形状可変電極は、例えばアルミニウム導電層のような導電層によって両側が被覆されており、そうした形状可変電極から、前記隔壁部が絶縁されている。ＰＥＴ製の形状可変電極の両側は、接地／共通電極を形成しており、電気的に導通するように接続され得る。そして、金属製の隔壁部の各々は、電極としてもよい。中間形状可変部６０２は、その範囲の半ばにて、約０Ｖとなり得る。共通電極と、隔壁部の一方との間に電圧が印加されると、ＰＥＴ製の形状可変電極６００、より詳細には、ＰＥＴ製の形状可変電極６００における中間形状可変部６０２が、例えば右方へと変位する傾向にある。
【0097】
第１プライマリー表面部２１０は、プライマリー導電性表面領域２６０を有している。このプライマリー導電性表面領域２６０は、前述した第１絶縁層２０６を介することにより、部分的に又は全体的に、形状可変電極６００の形状可変導電層６７０から絶縁されている。この第１絶縁層は、部分的に又は全体的に、第１プライマリー表面部２１０におけるプライマリー導電性表面領域２６０と、形状可変電極６００における形状可変導電層６７０と、の間に電気的な接触がないように、プライマリー導電性表面領域２６０を絶縁している。この特定の実施形態においては、形状可変導電層６７０は、形状可変誘電層６６０における一側に設けられている。
【0098】
第１セカンダリー表面部３１０は、セカンダリー導電性表面領域３６０を有している。このセカンダリー導電性表面領域３６０は、前述した第２絶縁層３０６を介することにより、部分的に又は全体的に、形状可変電極６００の形状可変導電層６７０から絶縁されている。この絶縁層は、部分的に又は全体的に、第１セカンダリー表面部３１０におけるセカンダリー導電性表面領域３６０と、形状可変電極６００における形状可変導電層６７０と、の間に電気的な接触がないように、セカンダリー導電性表面領域３６０を絶縁している。この特定の実施形態においては、形状可変導電層６７０は、形状可変誘電層６６０における他側に設けられている。
【0099】
特定の実施形態においては、第１プライマリー表面部２１０上のプライマリー導電性表面領域２６０、及び、第１セカンダリー表面部３１０上のセカンダリー導電性表面領域３６０は、部分的に又は全体的に、第１絶縁層２０６及び第２絶縁層３０６を介することにより、形状可変電極６００の形状可変導電層６７０から絶縁することができる。すなわち、形状可変導電層６７０は、形状可変誘電層６６０の両側に設けられており、すなわち、形状可変誘電層６６０は、部分的に又は全体的に、２つの形状可変導電層６７０に挟まれた状態にある。この構成では、第１絶縁層２０６及び第２絶縁層３０６は、形状可変導電層６７０及び／又は形状可変電極に面している。
【0100】
・第５の実施形態に係る本発明の詳細な説明
図５は、ディジタル制御のために複数のプライマリー導電性パッド２７０を備えた、プライマリー隔壁部２００の実施形態を示している。簡素化を目的として、及び、静電気作動装置１００のより良い理解を確保するために、プライマリー隔壁部２００のみが図示されている。この実施形態は、逐語的に、セカンダリー隔壁部３００、又は、形状可変電極６００に置換してもよい。
図５は、ディジタル制御のために複数のプライマリー導電性パッド２７０を備えた、プライマリー隔壁部２００の実施形態を示している。簡素化を目的として、及び、静電気作動装置１００のより良い理解を確保するために、プライマリー隔壁部２００のみが図示されている。この実施形態は、逐語的に、セカンダリー隔壁部３００、又は、形状可変電極６００に置換してもよい。
【0101】
この変形例においては、プライマリー隔壁部２００の電極は、プライマリー導電性パッド２７０を意味しており、種々のパッドに分割されている。プライマリー導電性パッド２７０における各パッドは、個別に帯電されている。各パッドは、電源ＯＮ又は電源ＯＦＦに切り替えることができ、帯電されているパッドの面積に比例した体積の流体を押圧することになる。各パッドは、電圧源に接続されている。この電圧源は、対応する電極の全領域が押圧されるのを十分に保証するような電圧に対応している。この実施形態によれば、プライマリー隔壁部２００は絶縁材料から形成されているとともに、薄膜状の金属製フィルムが、塗布方法、セリグラフィーによって、プライマリー隔壁部２００上に堆積され、巨視的な応用方法、又は、他のあらゆる方法によって接着されている。別の実施形態によれば、各種の金属製隔壁部が、力学的に支持するために、基礎となる絶縁性支持媒体によって支持され得る。
【0102】
プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００における少なくとも１つの隔壁部は、両隔壁部の間に６００μｍ未満、好ましくは、両隔壁部の間に２００μｍ未満の壁間距離ｇを有しているとともに、プライマリー導電性パッドを有している。図３に示される実施形態によれば、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、傾斜を有するように変化する。
【0103】
より詳細には、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間に、０度と６０度の間、特に０度と４５度の間、好ましくは０度と３０度の間となる角度を形成するように変化している（一様ではない）。
【0104】
プライマリー導電性パッドは、少なくとも２つの導電性パッドを有している。少なくとも２つの導電性パッドは、両パッドの間に、１０μｍと１ｍｍの間、又は、１０μｍと５００μｍの間のパッド間距離ｓを有している。そして、プライマリー導電性パッドというよりは、少なくとも２つのプライマリー導電性パッドが、前述した、プライマリー導電性表面領域２６０によって、プライマリー隔壁部表面領域２９０を、少なくとも部分的に覆っている。
【0105】
プライマリー導電性パッドにおける少なくとも２つのプライマリー導電性パッドは、主要プライマリー表面領域２７２を有する主要プライマリー導電性パッド２７１と、補助プライマリー表面領域２７４を有する少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド２７３と、を備えている。主要プライマリー表面領域２７２と、補助プライマリー表面領域２７４は、プライマリー導電性表面領域２６０内に設けられている。
【0106】
主要プライマリー導電性パッド２７１と、少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド２７３は、互いに、電気的に遮断されている（互いに絶縁されている）。プライマリー導電性表面領域２６０は、主要プライマリー表面領域２７２及び補助プライマリー表面領域２７４がプライマリー導電性パッドを形成することから、主要プライマリー表面領域２７２と、補助プライマリー表面領域２７４と、を有している。
【0107】
補助プライマリー表面領域２７４の大きさは、公比及び初項を有する等比数列、又は、初項及び公差を有する等差数列によって定義することができる。主要プライマリー表面領域２７２の大きさは、等比数列における初項、又は、等差数列における初項とみなすことができる。
【0108】
例えば、主要プライマリー表面領域２７２の大きさが、１単位面積に等しい場合、第１補助プライマリー表面領域２７４の大きさは、２単位面積に等しく、第２補助プライマリー表面領域２７４の大きさは、４単位面積に等しくなる。この構成では、形状可変電極６００は、１及び７単位面積と物理的に接触した状態にある。換言すれば、第１電極チェンバー５００は、８つまでの、ファインチューニングを許容する種々の押圧される流体体積６１１を有している。
【0109】
大変有用となる、全体にわたった別の実施形態は、図２の静電気作動装置１００と、図４及び５の特徴部と、を組み合わせてなる。これは、双極性の静電気作動装置１００となるとともに、例えば第２流体の全体量を調整することで、０Ｖの焦点が、中間視での鮮明な視界に調整されることになる。０Ｖでの流体の休止位置に関連して、装置は、能動的に、液体を一方向に押し込んだり、液体を他方向に引き込んだりすることができる。特に、眼科用装置においてこの装置を使用した場合、このことは、眼科用装置における休止位置が、中距離視界となることを意味している。ポンプは、遠くの視界、又は、近くの視界が両方とも見えるように、両方向にレンズを作動させることができる。
【0110】
さらに、両方の隔壁部上、つまり、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００上、並びに／又は、形状可変電極６００上にパッド構造を設けることができる。少なくとも２つのプライマリー導電性パッド、主要プライマリー導電性パッド２７１、及び、少なくとも１つの補助プライマリー導電性パッド２７３は、それらパッドの間で、又は、セカンダリー隔壁部３００上に設けられる少なくとも２つのセカンダリー導電性パッド、主要セカンダリー導電性パッド、及び、少なくとも１つの補助セカンダリー導電性パッドとともに、整列される必要はない。換言すれば、主要セカンダリー導電性パッドは、整列されたり、主要プライマリー導電性パッド２７１に面したりする必要はない。少なくとも２つのセカンダリー導電性パッド、及び／又は、少なくとも２つのプライマリー導電性パッドにおける各導電性パッドが、個別に、正多角形状を有していたり、非正多角形状を有していたり、することも、正確には必須ではない。
【0111】
・隔壁部の構造についての詳細な説明
図６は、シリコンウエハの異方性エッチングを用いたミクロ流体用隔壁部の製造方法を示している。この方法は、この発明に適した、図６上に示されたものと同様のパターンを製造することができる。
図６は、シリコンウエハの異方性エッチングを用いたミクロ流体用隔壁部の製造方法を示している。この方法は、この発明に適した、図６上に示されたものと同様のパターンを製造することができる。
【0112】
本発明の特定の実施形態においては、プライマリー隔壁部及びセカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部が、部分的には、少なくとも１つの結晶性又は半結晶性材料によって形成されている。より詳細には、プライマリー隔壁部２００及びセカンダリー隔壁部３００のうちの少なくとも１つの隔壁部が、ポリマー、ソル－ゲル、シリコン、二酸化ケイ素、酸化アルミニウム、サファイア、ゲルマニウム、ヒ化ガリウム、リン化インジウム、又は、ここまでに述べた材料からなる合金といった、少なくとも１つの結晶性又は半結晶性材料によって形成されている。
【0113】
前述した実施形態の代替として、プライマリー隔壁部及びセカンダリー隔壁部のうちの少なくとも１つの隔壁部が、多孔質材料、天然繊維又は人工繊維によって、部分的に形成されてもよい。配向又は非配向とされた天然繊維又は人工繊維を用いることもできる。あらゆる場合において、多孔質材料、天然繊維又は人工繊維は、ポリマー、エラストマー、アモルファスカーボン、ケブラー、カーボン又は金属から部分的に形成してもよい。
【0114】
複数の第２プライマリー流体通路２３０における前述の第２プライマリー流体通路２４０は、第１プライマリー開口部表面領域２３９を有し第１プライマリー表面部２１０上に設けられる第１プライマリー開口部と、第２プライマリー開口部表面領域２４１を有し第２プライマリー表面部２２０上に設けられる第２プライマリー開口部と、を備えている。ここで、第１プライマリー開口部表面領域２３９は、第２プライマリー開口部表面領域２４１よりも小さくしてよい。
【0115】
第２セカンダリー流体通路３３０における第２セカンダリー流体通路３４０は、第１セカンダリー開口部表面領域を有し、第１セカンダリー表面部３１０上に設けられる第１セカンダリー開口部と、第２セカンダリー開口部表面領域を有し、第２セカンダリー表面部３２０上に設けられる第２セカンダリー開口部と、を備えている。ここで、第１セカンダリー開口部表面領域は、第２セカンダリー開口部表面領域よりも大きくしてもよい。
【0116】
複数の第２プライマリー流体通路２３０における第１プライマリー開口部表面領域２３９の和は、プライマリー開口部表面領域を形成してもよく、及び／又は、複数の第１セカンダリー流体通路における第１セカンダリー開口部表面領域の和は、セカンダリー開口部表面領域を形成してもよい。
【0117】
一般的に、第１プライマリー開口部表面領域２３９は、第２プライマリー開口部表面領域２４１よりも小さくしてもよく、第１プライマリー開口部表面領域２３９と第２プライマリー開口部表面領域２４１との間の比は、０．００１と０．５の間としてもよい。これに加えて、又は、これに代えて、第１セカンダリー開口部表面領域は、第２セカンダリー開口部表面領域よりも小さくしてもよく、第１セカンダリー開口部表面領域と第２セカンダリー開口部表面領域との間の比は、０．００１と０．５の間としてもよい。
【0118】
第１プライマリー開口部表面領域２３９は、プライマリー隔壁部表面領域２９０よりも小さくしてもよく、第１プライマリー開口部表面領域２３９とプライマリー隔壁部表面領域２９０との比は、０．００１と０．５の間としてもよい。これに加えて、第１セカンダリー開口部表面領域は、セカンダリー隔壁部表面領域よりも小さくしてもよく、第１セカンダリー開口部表面領域とセカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．００１と０．５の間としてもよい。
【0119】
プライマリー開口部表面領域は、プライマリー隔壁部表面領域２９０よりも小さくしてもよく、プライマリー開口部表面領域とプライマリー隔壁部表面領域２９０との比は、０．００１と０．５の間としてもよい。これに加えて、セカンダリー開口部表面領域は、セカンダリー隔壁部表面領域よりも小さくしてもよく、セカンダリー開口部表面領域とセカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．００１と０．５の間としてもよい。
【0120】
特に、第１プライマリー開口部表面領域２３９とプライマリー隔壁部表面領域２９０との間の比は、０．０１と０．４の間としてもよく、第１セカンダリー開口部表面領域とセカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．０１と０．４の間としてもよい。
【0121】
特に、プライマリー開口部表面領域とプライマリー隔壁部表面領域２９０との比は、０．００１と０．５の間としてもよく、セカンダリー開口部表面領域とセカンダリー隔壁部表面領域との比は、０．００１と０．５の間としてもよい。
【0122】
もちろん、エッチングに係る他の技術を、同様に適用することができる。シリコン、ガラス、セラミックス、酸化物、金属の異方性又は等方性エッチング等を用いることができる。
【0123】
例えばポリマー、エラストマー、アモルファスカーボン、又は、酸化アルミニウムから成る多孔質材料を用いることによって、複数の第２プライマリー流体通路２３０を備えたプライマリー隔壁部２００を製造するための別の方法を想到することもできる。
【0124】
例えばポリマー、ケブラー、カーボン、金属のような、配向又は非配向とされて組み合わされた如何なる繊維からなる天然又は人工繊維を用いることを、プライマリー隔壁部２００を製造するために想到することもできる。
【0125】
プライマリー隔壁部２００は、例えば、穴を有する層、及び、支持用の層といった様々な層からなる複合層として形成することもできる。
【0126】
・静電気作動装置の制御についての詳細な説明
静電気作動装置１００の制御は、電圧、及び／又は、静電容量、及び／又は、個々の容積部によって実行される。プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、システム全体の寸法に応じて、典型的には６００μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満とされるべきである。静電気作動装置１００は、下式によって与えられる差圧によって流体を変位させることができる。
静電気作動装置１００の制御は、電圧、及び／又は、静電容量、及び／又は、個々の容積部によって実行される。プライマリー隔壁部２００とセカンダリー隔壁部３００との間の壁間距離ｇは、システム全体の寸法に応じて、典型的には６００μｍ未満、好ましくは２００μｍ未満とされるべきである。静電気作動装置１００は、下式によって与えられる差圧によって流体を変位させることができる。
【0127】
【数1】
【0128】
上式から見て取れるように、圧力に作用する静電気の効果は、電圧の２乗Ｖ２に比例する。静電気作動装置を作動させるために、交流電圧を用いることができる。交流電圧を用いることで有利になる。実際、交流電圧の使用は、単極性電圧が連続的に適用され得る材料及び液体におけるデューティを抑制し、ひいては、静電気作動装置１００における効率が長期的に減少するようになる。
【0129】
上式は、電場によって押圧される液体を絶縁しているときに適用される。結果として、液体は、静電気作動装置１００が正確に働くために、正確に操作されなければならない。水のような導電性液体については、それら液体は、電場の存在しない、静電気作動装置１００の一部内のみに配置することができる。例えば、実施形態１においては、水は、チェンバー６２５内に配置することができる。誘電性液体については、それら液体は、これまでに提示された如何なる実施形態におけるチェンバー内に配置することができる。多少の導電性を有するも誘電性といえる中間の液体については、通常、その液体の振る舞いがほとんど純粋に誘電的でありかつ、その導電性を無視することができるような交流電圧周波数が存在することになる。そうしたレジームのもとで働くように、静電気作動装置１００を操作することが必要になる。
【0130】
静電気作動装置１００の制御は、電圧の変化、ひいては、その変化が差圧をもたらすことによって実行することができる。そうした差圧は、所定の体積を押圧することに相当し、押圧される流体の体積と、差圧との間の相関関係は、光学的な変形可能膜の弾性によって与えられることになる。ある場合には、静電気作動装置１００の外部に設けられる形状可変電極の弾性は、静電気によって作動して押圧される体積の正確な値を保証するには不十分となり得る。
【0131】
変更可能な間隙ｇを有し、かつ図３に示される実施形態は、静電気作動装置１００のレスポンスを拡大させることができ、ある電圧が、押圧される流体の所定体積に対応することになる。実際、例えば図２においては、全ての流体が静電気作動装置１００から押し出されるような、突然の電圧閾値が存在し得る。図３においては、勾配が、電圧レスポンスについて拡大を保証するとともに、ひいては、静電気作動装置１００により押圧される流体の量を、電圧の精密制御によって制御することが可能になる。
【0132】
システムの静電容量を通じて、静電気作動装置１００を制御することができる。ここで、図２を参照すると、形状可変電極６００としてもよい共通電極と、プライマリー隔壁部２００又はセカンダリー隔壁部３００との間の全体的な静電容量は、中間形状可変部６０２の位置に応じて変化する。ここで、形状可変共通電極６００と、プライマリー隔壁部２００との間に例えば最大電圧が印加された状態では、形状可変電極６００は、静電気作動装置１００の全領域にわたって、反対側の表面に当たることになろう。２つの電極の間の静電容量は、最大値となろう。プライマリー隔壁部２００－形状可変共通電極６００間、又は、プライマリー隔壁部２００－形状可変共通電極６００間とセカンダリー隔壁部３００－形状可変共通電極６００間との両方で静電容量をモニターすることで、圧力とは独立して、静電気作動装置１００によって変位されることになる流体の体積についての知識に至ることになる。したがって、静電気作動装置１００は、このパラメータ上で要求されるサーボ制御を用いることで、静電容量によって制御可能である。
【0133】
前記静電容量は、外部装置（ＬＣＲブリッジ、又は、他のあらゆるキャパシタンス・メータ）を用いるか、あるいは、デバイス・コントローラとして使用される機能とは別に、小型化された回路に含まれる小規模な回路構成によって測定することができる。それら小型化された回路は、例えば、いわゆる“静電容量感知”を通じてタッチパッドを検知するための、超小型化された特定用途向け集積回路（略してＡＳＩＣ）において、既に広く流布されている。これらの回路を用いた様々な測定原理が存在する。静電容量に依存した、弛緩型発振器の周波数を測定することができる。あるいは、一方は公知の値に固定され、他方は測定されるべき未知のキャパシタであり直列とされた２つのキャパシタにおける交流電流又は交流電圧の値を用いることができる。未知のキャパシタ上で交流電圧を測定することは、未知の静電容量の値を推測するための方法を提供する。
【0134】
静電気作動装置１００を制御する別の方法としては、電極を種々の電極に分割することによって、容積部を、分離された副容積部に分割してもよい。図５は、変位される体積について所望の分解能が得られるように、種々の形状とされた導電性パッドを有するプライマリー導電性パッド２７０の一式を例示している。図５上では、隔壁部、及びその導電性パッドのみが示されているが、静電気作動装置１００の残部は、上述した図面と同様である。図５の例では、プライマリー隔壁部２００は、絶縁性材料から形成されており、プライマリー導電性パッド２７０の一式は、プライマリー隔壁部２００上に配置されている。外部と接続することで、個々の導電性パッドを異なる電圧に設定することができる。各導電性パッドは、それぞれ、対応するゾーンが作動することを保証するように、電圧源に接続されることになる。他の導電性パッドは、対応するゾーンが作動しないように、接地されることになる。電圧は、作動されるゾーンにおいては、流体が、形状可変電極６００によって十分に押圧されるように、十分に高くされるべきである。各ゾーンは、ＯＮ又はＯＦＦと、２通りに作動される。図５は、特定の実施形態を示している。この特定の実施形態においては、導電性パッド毎に異なるエリアが設定されており、各導電性パッドは、直前のパッドについて比例した表面積を有している。これにより、Ｎ個の電極のみを使いながらも、静電気作動装置１００の注入量について、異なるステップを作り出すことができる。他の方法は、より高い分解能を作り出すために、中間電圧を含むことになる。
【0135】
図２に示される実施形態は、特に、２つの流体作動について簡素である。一方に偏してメタライズされた形状可変電極６００は、プライマリー隔壁部２００と、セカンダリー隔壁部３００と、の間に閉じ込められている。ＰＥＴメタリゼーションの逆側に位置する隔壁部は、一電極として機能するよう、通電することになる。ＰＥＴ製の形状可変電極６００におけるメタリゼーションは、他電極となる。電圧を印加したとき、形状可変電極６００は、他の隔壁部電極に引き寄せられ、そのことで、電極として機能する導電性隔壁部の側部に在る流体を押圧することになる。図８は、そうした変化についての実験記録を示している。
【0136】
図８において、曲線Ｃ０１はδＰ＝１００Ｐａに対応し、曲線Ｃ０２はδＰ＝２００Ｐａに対応し、曲線Ｃ０３はδＰ＝３００Ｐａに対応している。グラフは、電圧Ｖに対してプロットされた、サンプルの静電容量Ｃを示している。本出願における他の部分で説明されてきたように、静電容量は、隔壁部に接触している形状可変フィルムの量を反映している。グラフは、所定の電圧にて、フィルムが、オフ状態とオン状態との間で遷移を生じることを示している。この遷移電圧は、明らかに、静電気作動装置１００が作動しなければならない圧力とともに変化する。上図において、上ってゆく曲線と下ってゆく曲線とが異なっており、ヒステリシスな振る舞いも見て取れる。
【0137】
・形状可変電極の位置についての詳細な説明
形状可変電極６００の様々な位置について、図９を参照して説明する。
形状可変電極６００の様々な位置について、図９を参照して説明する。
【0138】
形状可変電極６００の各位置において、この電極は、第１形状可変部６０１と、中間形状可変部６０２と、第２形状可変部６０３と、を備えている。
【0139】
ここで、第１形状可変部６０１は、第１プライマリー表面部２０１と物理的に接触したり、これに近接したり、する部位をいう。
【0140】
また、第２形状可変部６０３は、第１セカンダリー表面部３１０と物理的に接触したり、これに近接したり、する部位をいう。
【0141】
そして、中間形状可変部６０２は、第１形状可変部６０１と第２形状可変部６０３を連結するとともに、第１プライマリー表面部２１０と第１セカンダリー表面部３１０とを横断する部位をいう。この中間形状可変部６０２は、第１プライマリー表面部２１０及び第１セカンダリー表面部３１０のいずれとも、物理的には接触しない、としてもよい。
【0142】
第１方向に形状可変電極６００に作動させると、中間形状可変部が第１方向に移動するとともに、第１流体が、複数の第２プライマリー流体通路２３０を介して第１電極チェンバー６１５から第１チェンバー１１０に押し出される。このことは、第１電極の容積、つまり第１電極容積部６１１が減少したときに、それと同時に、複数の第２プライマリー流体通路２３０において遮断される第２プライマリー流体通路２４０の数が増加すること、あるいは、第１流体が、複数の第２プライマリー流体通路２３０を介して第１電極チェンバー６１５から第１チェンバー１１０へ移動したり、その逆方向に移動したりするのを妨げるように、第１形状可変部６０１が第１プライマリー表面部２１０に接近することを意味している。
【0143】
反対の第２方向に形状可変電極６００が作動すると、中間形状可変部が第２方向に移動するとともに、第２流体が、複数の第２セカンダリー流体通路３３０を介して第２チェンバー１２０に向けて変位する。そのとき、第２電極チェンバー６２５の容積、つまり第２電極容積部６２１が減少すると同時に、複数の第２セカンダリー流体通路３３０において遮断されない又は被覆されない第２セカンダリー流体通路３４０の数が増加し、あるいは、第２流体が、複数の第２セカンダリー流体通路３３０を介して第２電極チェンバー６２５から第２チェンバー１２０へ移動したり、その逆方向に移動したりするのを妨げるように、第２形状可変部６０３が第１セカンダリー表面部３１０に接近することになる。
【0144】
中間形状可変部６０２は、第２形状可変部６０３とともに第１電極チェンバー６１５を部分的に形成してもよく、第１形状可変部６０１とともに第２電極チェンバー６２５を部分的に形成してもよい。
【0145】
図９に示されるように、第１位置６９１及び第２位置６９２は、第１形状可変部６０１の変化に関連して定義してもよい。換言すれば、第１位置６９１は、第１形状可変部６０１における第１プライマリー接触面を定義してもよい。第１形状可変部６０１における第１プライマリー接触面は、第１位置６９１における、第１形状可変部６０１と、第１プライマリー表面部２１０との接触面を示してもよい。第２位置６９２は、第１形状可変部６０１における第２プライマリー接触面を定義しもよい。第１形状可変部６０１における第２プライマリー接触面は、第２位置６９２における、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０との接触面を示してもよい。第２プライマリー接触面は、第１プライマリー接触面よりも広い。換言すれば、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０によって形成されるキャパシティは、形状可変電極６００が第１位置６９１から第２位置６９２へ作動するときに増加し、それとは反対に、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０によって形成されるキャパシティは、形状可変電極６００が第２位置６９２から第１位置６９１へ作動するときに減少してもよい。第２形状可変部６０３については、第２位置６９２が、第２形状可変部６０３における第２セカンダリー接触面を定義してもよい。第２形状可変部６０３における第２セカンダリー接触面は、第２位置６９２における、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０との接触面を示してもよい。第１位置６９１は、第２形状可変部６０３における第１セカンダリー接触面を定義してもよい。第２形状可変部６０３における第１セカンダリー接触面は、第１位置６９１における、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０との接触面を示してもよい。第２セカンダリー接触面は、第１セカンダリー接触面よりも狭い。換言すれば、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０によって形成されるキャパシティは、形状可変電極６００が第１位置６９１から第２位置６９２へ作動するときに減少し、それとは反対に、第１形状可変部６０１と第１セカンダリー表面部３１０とによって形成されるキャパシティは、形状可変電極６００が第２位置６９２から第１位置６９１へ作動するときに増加してもよい。
【0146】
形状可変電極６００が第１位置６９１から第２位置６９２へ移動するときには、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０との接触面が、第１プライマリー接触面から第２プライマリー接触面へと拡大すると同時に、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０との接触面が、第１セカンダリー接触面から第２セカンダリー接触面へと縮小してもよい、と理解することができる。
【0147】
そして相反的には、形状可変電極６００が第２位置６９２から第１位置６９１へ移動するときには、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０との接触面が、第２プライマリー接触面から第１プライマリー接触面へと縮小すると同時に、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０との接触面が、第２セカンダリー接触面から第１セカンダリー接触面へと拡大してもよい。
【0148】
アンタゴニスト作用が存在したり、第１電極チェンバー６１５及び第２電極チェンバー６２５がアンタゴニストであったりしてもよい、と解釈することができる。アンタゴニスト作用は、形状可変電極がある位置から他の位置へ作動するときに観測され得る。実際、形状可変電極が変形している最中、遮断されない第２プライマリー流体通路２４０の数は、第１形状可変部６０１が複数の第２プライマリー流体通路２３０を部分的に遮断するときに減少する。これは、第１形状可変部６０１と第１プライマリー表面部２１０との接触面が、第１プライマリー接触面から第２プライマリー接触面へと増大するからである。第１流体は、第１電極チェンバー６１５から、複数の第２プライマリー流体通路２３０を介して第１チェンバー１１０へと移動し、第１電極チェンバー６１５の容積、つまり第１電極容積部６１１は、減少する。
【0149】
それと同時に、遮断されない第２セカンダリー流体通路３３０の数は、第２形状可変部６０３が複数の第２セカンダリー流体通路３３０と部分的に、物理的に接触しないときに増加する。これは、第２形状可変部６０３と第１セカンダリー表面部３１０との接触面が、第１セカンダリー接触面から第２セカンダリー接触面へと減少するからである。第２流体は、第２チェンバー１２０から、複数の第２セカンダリー流体通路３３０を介して第２電極チェンバー６２５へと移動し、第２電極チェンバー５００の容積、つまり第２電極容積部６２１は、増大する。
【0150】
・眼鏡についての詳細な説明
特許出願ＦＲ１６／に記載されているように、図１０は、静電気作動装置１００によって押圧される流体を用いた前述の実施形態の１つに係る、静電気作動装置１００を備えた眼鏡８００を示している。特に、２つの静電気作動装置１００が、それぞれ、２つの眼鏡８００のつる部にそれぞれ配置されている。眼鏡８００は、形状可変電極６００を作動させることを目的として前記電極と形状可変電極に接続されるよう構成された、静電気作動装置１００のための電源供給部８１０を備えている。第１プライマリー表面部２１０と物理的に接触する第１形状可変部６０１と、第１セカンダリー表面部３１０と物理的に接触する第２形状可変部６０３と、の比は、電圧制御部８２０を介して制御され得る。この電圧制御部８２０は、電源供給部８１０から形状可変電極へと交流電流を供給するように構成されている。第１チェンバー１１０及び第２チェンバー１２０は、流体のための内部キャビティを形成するようにアクティブグラスを２等分したものと流体的に接続されている。２等分されたうちの一方は前部であり、かつ他方は後部である。視覚的形状可変薄膜部と呼ばれる変形可能な薄膜部は、２等分されたものにクランプされており、２つの流体の仕切を分割している。２つの流体仕切の間の差圧を変化させることで、視覚的形状可変薄膜部を変形させることになり、そのことで、２つの流体が異なる屈折率を有するために、視力を変化させることになる。眼鏡８００におけるガラスは全て透明としてもよい。好ましくは、２等分された各々が異なる屈折率を有するとともに、それぞれが、対応する流体の屈折率に適合した屈折率を有することになる。このことは、流体のキャビティ、及び、流体を中央領域へ導くトンネル部を見えなくすることができるという点で有効である。
特許出願ＦＲ１６／に記載されているように、図１０は、静電気作動装置１００によって押圧される流体を用いた前述の実施形態の１つに係る、静電気作動装置１００を備えた眼鏡８００を示している。特に、２つの静電気作動装置１００が、それぞれ、２つの眼鏡８００のつる部にそれぞれ配置されている。眼鏡８００は、形状可変電極６００を作動させることを目的として前記電極と形状可変電極に接続されるよう構成された、静電気作動装置１００のための電源供給部８１０を備えている。第１プライマリー表面部２１０と物理的に接触する第１形状可変部６０１と、第１セカンダリー表面部３１０と物理的に接触する第２形状可変部６０３と、の比は、電圧制御部８２０を介して制御され得る。この電圧制御部８２０は、電源供給部８１０から形状可変電極へと交流電流を供給するように構成されている。第１チェンバー１１０及び第２チェンバー１２０は、流体のための内部キャビティを形成するようにアクティブグラスを２等分したものと流体的に接続されている。２等分されたうちの一方は前部であり、かつ他方は後部である。視覚的形状可変薄膜部と呼ばれる変形可能な薄膜部は、２等分されたものにクランプされており、２つの流体の仕切を分割している。２つの流体仕切の間の差圧を変化させることで、視覚的形状可変薄膜部を変形させることになり、そのことで、２つの流体が異なる屈折率を有するために、視力を変化させることになる。眼鏡８００におけるガラスは全て透明としてもよい。好ましくは、２等分された各々が異なる屈折率を有するとともに、それぞれが、対応する流体の屈折率に適合した屈折率を有することになる。このことは、流体のキャビティ、及び、流体を中央領域へ導くトンネル部を見えなくすることができるという点で有効である。
【0151】
【表1】
【0152】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0153】
前述した説明から明らかなように、この装置の主な用途は、電子眼鏡８００である。それにもかかわらず、この装置は、顕微鏡、望遠鏡、フォロプター、眼底カメラ、及び、全ての眼科用装置のように、人間の眼の前に配置され得る如何なる接眼レンズ、又は、如何なる装置に適用することができる。
【0154】
加えて、前述した装置１００は、生物学用途、試験、診断及び医療装置のためのミクロ流体用装置に用いることができる。そうした医療装置には、コンタクトレンズ、眼球内へのインプラント、並びに、薬品運搬のための小さな静電気作動装置１００、及び、生物学的な流体試験のための小さな静電気作動装置１００のような、非視覚的な医療装置が含まれる。これら医療装置は、人体の外部に設けられたり、人体の内部に埋め込まれたりするものであり、実際、小さな消費電力で限られた量の流体を押し出す必要があるものである。
【0155】
加えて、装置１００は、化学、物理学、化学工学、生物学、生物工学、環境工学、化学工業、航空学、電気工業、電気装置といったあらゆる分野において、流体を変位させるために使用されるあらゆる流体装置に適用することができる。
【符号の説明】
【0156】
１００ 静電気作動装置
１１０ 第１チェンバー
１１１ 第１プライマリー流体通路
１２０ 第２チェンバー
１２１ 第１セカンダリー流体通路
２００ プライマリー隔壁部
２０６ 第１絶縁層
２１０ 第１プライマリー表面部
２２０ 第２プライマリー表面部
２３０ 第２プライマリー流体通路
２３９ 第１プライマリー開口部表面領域
２４０ 第２プライマリー流体通路
２４１ 第２プライマリー開口部表面領域
２４９ 第１セカンダリー開口部表面領域
２７０ プライマリー導電性パッド
２７１ 主要プライマリー導電性パッド
２７２ 主要プライマリー表面領域
２７３ 補助プライマリー導電性パッド
２７４ 補助プライマリー表面領域
２９０ プライマリー隔壁部表面領域
３００ セカンダリー隔壁部
３１０ 第１セカンダリー表面部
３２０ 第２セカンダリー表面部
３３０ 第２セカンダリー流体通路
５００ 電極チェンバー
６００ 形状可変電極
６１５ 第１電極チェンバー
６２５ 第２電極チェンバー
６６０ 形状可変誘電層
６９１ 第１位置
６９２ 第２位置
８００ 眼鏡
８１０ 電源供給部
８２０ 電圧制御部
ｇ 壁間距離
ｓ パッド間距離
１１０ 第１チェンバー
１１１ 第１プライマリー流体通路
１２０ 第２チェンバー
１２１ 第１セカンダリー流体通路
２００ プライマリー隔壁部
２０６ 第１絶縁層
２１０ 第１プライマリー表面部
２２０ 第２プライマリー表面部
２３０ 第２プライマリー流体通路
２３９ 第１プライマリー開口部表面領域
２４０ 第２プライマリー流体通路
２４１ 第２プライマリー開口部表面領域
２４９ 第１セカンダリー開口部表面領域
２７０ プライマリー導電性パッド
２７１ 主要プライマリー導電性パッド
２７２ 主要プライマリー表面領域
２７３ 補助プライマリー導電性パッド
２７４ 補助プライマリー表面領域
２９０ プライマリー隔壁部表面領域
３００ セカンダリー隔壁部
３１０ 第１セカンダリー表面部
３２０ 第２セカンダリー表面部
３３０ 第２セカンダリー流体通路
５００ 電極チェンバー
６００ 形状可変電極
６１５ 第１電極チェンバー
６２５ 第２電極チェンバー
６６０ 形状可変誘電層
６９１ 第１位置
６９２ 第２位置
８００ 眼鏡
８１０ 電源供給部
８２０ 電圧制御部
ｇ 壁間距離
ｓ パッド間距離
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】