特許 7433906 液体レンズ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-09

(45)【発行日】2024-02-20

(54)【発明の名称】液体レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/14 20060101AFI20240213BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20240213BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20240213BHJP

   G03B 17/02 20210101ALI20240213BHJP

【ＦＩ】

G02B3/14

G02B7/02 F

G02B7/04 Z

G03B17/02

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2019543096

(86)(22)【出願日】2018-02-07

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-03-12

(86)【国際出願番号】 US2018017228

(87)【国際公開番号】W WO2018148283

(87)【国際公開日】2018-08-16

【審査請求日】2021-02-08

【審判番号】

【審判請求日】2023-03-02

(31)【優先権主張番号】62/457,076

(32)【優先日】2017-02-09

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(73)【特許権者】

【識別番号】397068274

【氏名又は名称】コーニング インコーポレイテッド

(74)【代理人】

【識別番号】100073184

【弁理士】

【氏名又は名称】柳田 征史

(72)【発明者】

【氏名】カラム，レイモンド ミラー

(72)【発明者】

【氏名】イン，ミン

【合議体】

【審判長】神谷 健一

【審判官】井口 猶二

【審判官】大▲瀬▼ 裕久

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２７６４９１（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特表２００６－５２７３８８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

G02B 3/14

G02B 26/00

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【発明の詳細な説明】

【関連技術の相互参照】

【0001】

本願は、参照により、全体が本明細書に組み込まれ、本明細書の一部を構成する、２０１７年２月９日出願の「ＬＩＱＵＩＤ ＬＥＮＳＥＳ」と題する、米国仮特許出願第６２／４５７，０７６号の米国特許法第１１９条（e）項に基づく優先権を主張するものである。

【0002】

引用
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。

【技術分野】

【0003】

本明細書に開示の一部の実施形態は液体レンズに関連している。

【背景技術】

【0004】

様々な液体レンズが知られているが、液体レンズを改良する必要性が依然として残っている。

【発明の概要】

【0005】

特定の例示的な実施形態が、例示を目的として以下に要約してある。実施形態は、本明細書に記載の特定の実装形態に限定されるものではない。実施形態は、幾つかの新規な機能を有することができ、そのいずれも、本明細書に記載の望ましい属性に必須又は単独で貢献するものではない
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。

【0006】

一部の実施形態において、屈曲部は窓と同じ材料で構成されている。屈曲部は窓部と一体成形することができる。窓部及び屈曲部はガラスで構成することができる。ガラス板は窓部及び屈曲部を含むことができ、屈曲部は、窓部を囲む複数の同心円の凹部を含むことができる。複数の同心円の凹部は、ガラス板の交互の面に形成することができる。

【0007】

液体レンズが屈曲状態にあるとき、窓部が、屈曲部の曲がりから屈曲部変位距離だけ（例えば、軸方向に）変位することができ、窓部は、窓部の曲がりから窓部湾曲距離だけ（例えば、軸方向に）変位することができる。屈曲部変位距離は窓部湾曲距離より大きくてよい。窓部湾曲距離に対する屈曲部変位距離の比は少なくとも２対１、少なくとも４対１、及び／又は１２対１以下とすることができる、但し、本明細書に記載の様々な別の値を使用することができる。窓部は柔軟であってよい。一部の実施例において、屈曲部は窓部より更に柔軟であってよい。窓部は、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ことができる。窓部の厚さは、屈曲部の厚さより大きくてよい。屈曲部は、屈曲部に入射した光が液体レンズを透過するのを阻止することができる。

【0008】

液体レンズは、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ができる。液体レンズは、少なくとも１℃当たり０．０２ジオプターの熱誘導屈折力変化率を有することができる。本明細書に記載のように、様々な別の値を使用することができる。

【0009】

一部の実施形態はカメラシステムに関連することができ、カメラシステムは、液体レンズとカメラモジュールとを備えることができ、カメラモジュールは、イメージセンサー、及びイメージセンサーに光を誘導する１つ以上の固定レンズを有することができる。カメラモジュールを動作させると、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し得る。カメラモジュールからの熱が液体レンズに伝達されるように、液体レンズをカメラモジュールに熱的に連結することができる。前記液体レンズに伝達された熱によって、窓部が屈曲して液体レンズの焦点距離が変化し、カメラモジュール内の１つ以上の固定レンズの焦点距離の変化に少なくとも部分的に対抗することができる。

【0010】

本明細書に開示の一部の実施形態は、液体レンズに関連することができ、この液体レンズは、容積を有するチャンバーと、チャンバー内に収容された第１の流体と、チャンバー内に収容された第２の流体とを備えることができる。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の流体及び第２の流体から絶縁された１つ以上の第１の電極と、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、窓部を（例えば、光軸に沿って軸方向に）変位させて空洞の容積を変化させるように構成することができる屈曲部を有することができる。

【0011】

一部の実施形態において、液体レンズが屈曲状態にあるとき、窓部の周辺部が屈曲部変位距離だけ（例えば、軸方向に）変位するように、屈曲部が湾曲することができる。液体レンズが屈曲状態にあるとき、窓部の中心部が屈曲部変位距離より大きい合計窓変位距離だけ（例えば、軸方向に）変位するように、窓部を湾曲させることができる。屈曲部変位距離が、合計窓変位距離の６０％～９５％であってよい。屈曲部変位距離が、合計窓変位距離の７０％～９０％であってよい。屈曲部変位距離が、合計窓変位距離の８０％～８５％であってよい。

【0012】

本明細書に開示の様々な実施形態は、液体レンズに関連することができ、液体レンズは第１の端部及び第２の端部を有する空洞を備えることができる。光軸が第１の端部から第２の端部まで延びることができる。液体レンズは空洞内に複数の流体を有することができ、複数の流体は少なくとも１つの流体界面を形成している。光軸が少なくとも１つの流体界面を通して延びることができる。液体レンズは支持構造体を有することができ、支持構造体は、空洞の第１の端部の半径方向外側に配置することができる。材料板は窓部を有することができ、窓部は空洞の第１の端部の上方に配置することができる。光軸は窓部を通して延びることができる。板は取付部を有することができ、取付部は窓部の半径方向外側に配置することができる。取付部は支持構造体に取り付けることができる。板は屈曲部を有することができ、屈曲部は窓部と取付部との間であってよい。

【0013】

屈曲部は窓部より薄くてよい。窓部、取付部、及び屈曲部を有する材料板は、ガラス板であってよい。屈曲部は複数の同心円の凹部を有することができる。材料板は第１の面及び第１の面に対向する第２の面を有することができる。屈曲部は板の第１の面に第１の凹部を有し、第１の凹部に隣接する第２の凹部を有することができる。第２の凹部は板の第２の面に位置することができる。屈曲部は第２の凹部に隣接する第３の凹部であって、板の第１の面に位置することができる凹部を有することができる。屈曲部は第３の凹部に隣接する第４の凹部であって、板の第２の面に位置することができる凹部を有することができる。

【0014】

屈曲部はガラスで構成することができ、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、０．１５マイクロメートル～０．４マイクロメートル、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ことができる、但し、本明細書に記載の様々な別の値を使用することができる。屈曲部は、窓部の厚さの５％～４０％、又は窓部の厚さの１０％～３０％の厚さを有することができる、但し、本明細書に記載の様々な値を使用することができる。材料板は、空洞に面する窪みを有することができる。窪みは、屈曲部の少なくとも一部及び／又は窓部の少なくとも一部にわたって延びることができる。

【0015】

一部の実施形態において、屈曲部は１つ以上の起伏、例えば、少なくとも２つの起伏を有することができる。屈曲部は非線形パターンの繰り返しを含む断面形状を有することができる。屈曲部は環状屈曲部であってよい。屈曲部は窓部を囲むことができる。屈曲部は、第１及び第２の流体のうちの少なくとも一方と流体連通するように構成することができる。液体レンズは更なる窓部を有することができ、更なる窓部は（例えば、光軸に沿って）光を透過するように構成することができる。窓部は更なる窓部と平行であってよい。第１の流体は極性流体であってよい。第１の流体は水溶液であってよい。第１の流体は導電性流体であってよい。第２の流体は絶縁性流体であってよい。第２の流体は油であってよい。

【0016】

液体レンズは、液体レンズ内の圧力変化によって第１の窓が変位したとき、液体レンズの１つ以上の光学特性を実質的に維持することができる。１つ以上の光学特性は、液体レンズの焦点距離を含むことができる。実質的に維持される１つ以上の光学特性は、球面収差量を含むことができる。一部の実施形態において、液体レンズは、屈曲状態において、非屈曲状態と比較してより短い焦点距離を有することができる。

【0017】

一部の実施形態において、カメラシステムが液体レンズ及び液体レンズと光学的に連通するカメラモジュールを備えることができる。カメラモジュールは、（例えば、カメラモジュールに発生した）熱が液体レンズに伝達されるように、液体レンズと伝熱連通することができる。カメラモジュールはイメージセンサーを有することができる。カメラモジュールは、イメージセンサーに光を誘導するように構成された１つ以上の集束光学要素を有することができる。１つ以上の集束光学要素は１つ又は複数の固定レンズを含むことができる。カメラモジュールは電気回路を有することができる。

【0018】

液体レンズは、第１の窓を変位させて、カメラモジュール内の熱膨張によるカメラモジュールの光学特性の変化に少なくとも部分的に対抗することができる。液体レンズは、カメラモジュールの光学特性の変化の５０％以内の相違で光学特性の変化に対抗することができる。液体レンズは、カメラモジュールの光学特性の変化の２５％の以内の相違で光学特性の変化に対抗することができる。光学特性は焦点距離又は屈折力であってよい。一部の実施形態において、（例えば、カメラモジュールの動作によって発生した）熱が、カメラモジュールの焦点距離を長くし、（例えば、カメラモジュールから液体レンズに伝達された）熱が、液体レンズの焦点距離を短くすることができる。カメラモジュールの焦点距離は、第１の量だけ長くなり、液体レンズの焦点距離は、第２の量だけ短くなる。第２の量は、第１の量の５０％以内の相違とすることができる。第２の量は第１の量の２５％以内の相違とすることができる。

【0019】

一部の実施形態は、液体レンズの窓アセンブリに関連することができる。窓アセンブリは、透明窓要素及び可撓性部材を含むことができ、可撓性部材は透明窓を移動させるように構成することができる。可撓性部材は、透明窓と同じ材料で構成することができる。透明窓及び可撓性部材はガラスで構成することができるが、本明細書記載の別の材料も使用することができる。

【0020】

一部の実施形態は、液体レンズの窓アセンブリに関連することができる。窓アセンブリは可撓性透明窓要素及び可撓性部材を含むことができ、可撓性部材は透明窓を変位させるように構成することができる。可撓性部材は、可撓性透明窓と比較して、より柔軟であってよい。窓アセンブリは、窓要素が屈曲して、実質的に球面又は放物面曲率を有するように構成することができる。

【0021】

一部の実施形態は、カメラシステムに関連することができ、カメラシステムはイメージセンサーを有するカメラモジュールを備えることができる。カメラモジュールを動作させると熱が発生し、カメラモジュールの光学特性が変化し得る。一部の実施例において、例えば、カメラモジュールからの熱が液体レンズに伝達されるように、液体レンズをカメラモジュールに熱的に連結することができる。液体レンズは、（例えば、液体レンズに伝達された、及び／周囲温度からの）熱によって、カメラモジュールの光学特性の変化に少なくとも部分的に対抗する、液体レンズの光学特性の変化が生じるように構成することができる。カメラモジュールの光学特性は、カメラモジュールの１つ又は複数の集束光学要素の焦点距離であってよい。液体レンズの光学特性は液体レンズの焦点距離であってよい。

【0022】

一部の実施形態は、本明細書に開示の様々な液体レンズ、カメラシステム、窓要素、又は他の装置のいずれかを製造する方法に関連することができる。一部の実施形態は、本明細書に開示の様々な液体レンズ、カメラシステム、窓要素、又は他の装置のいずれかを使用する方法に関連することができる。

【0023】

一部の実施形態は、カメラモジュールに使用される液体レンズアセンブリを設計する方法に関連することができる。本方法は、カメラモジュールを加熱するステップ、カメラモジュールの加熱ステップ中にカメラモジュールの光学特性を監視するステップ、光学特性とカメラモジュールの温度との関係を測定するステップ、及びカメラモジュールの光学特性とカメラモジュールの温度との関係に少なくとも部分的に基づいて、液体レンズ設計の物理パラメータを設定するステップを含むことができる。

【0024】

本方法は、カメラモジュールと一緒に動作している、液体レンズの設計に関わる物理パラメータを有する液体レンズを試験するステップを含むことができる。本方法は、少なくとも部分的に試験に基づいて、液体レンズ設計の物理パラメータを調整するステップを含むことができる。カメラモジュールと一緒に動作している液体レンズの試験には、液体レンズをカメラモジュールに伝熱連通させるステップを含むことができる。カメラモジュールと一緒に動作している液体レンズの試験には、コンピューターを使用して、液体レンズの光学特性に与える温度変化の影響をモデル化するステップを含むことができる。カメラモジュールを加熱するステップは、カメラモジュールを動作させて熱を発生させるステップを含むことができる。カメラモジュールを加熱するステップは、外部熱源からカメラモジュールに熱を加えるステップを含むことができる。

【0025】

光学特性とカメラモジュールの温度との関係を測定するステップは、各々が対応する温度における光学パラメータの測定値に対応する複数の点を記録するステップを含むことができる。関係を測定するステップは、複数の点に、曲線を当てはめるステップを含むことができる。液体レンズの物理パラメータを設定するステップは、液体レンズの窓要素の厚さを設定するステップを含むことができる。液体レンズの物理パラメータを設定するステップは、液体レンズの窓要素の形状を設定するステップを含むことができる。液体レンズの物理パラメータを設定するステップは、液体レンズの可撓性部材の弾性を設定するステップを含むことができる。液体レンズの物理パラメータを設定するステップは、液体レンズの絶縁層の厚さを設定するステップを含むことができる。液体レンズの物理パラメータを設定するステップは、液体レンズの空洞の高さを設定するステップを含むことができる。光学特性は焦点距離を含むことができる。光学特性は屈折力を含むことができる。

【0026】

一部の実施形態は、液体レンズアセンブリを設計する方法に関連することができる。本方法は、液体レンズアセンブリを加熱するステップ、液体レンズアセンブリの加熱中に、液体レンズアセンブリの光学特性を監視するステップ、光学特性と液体レンズアセンブリの温度との関係を測定するステップ、及び液体レンズアセンブリの光学特性と温度との関係に少なくとも部分的に基づいて、液体レンズアセンブリの物理パラメータを設定するステップを含むことができる。

【0027】

本方法は、物理パラメータを有する液体レンズアセンブリの光学特性を試験することを含むことができ、場合によって、少なくとも部分的に、試験に基づいて液体レンズアセンブリの物理パラメータを調整するステップを含むことができる。光学特性は、液体レンズアセンブリの焦点距離又は屈折力を含むことができる。液体レンズアセンブリの物理パラメータは、窓要素及び液体レンズの温度変化に応じて窓要素を移動するように構成された可撓性部材を有する窓アセンブリの構成を含むことができる。

【0028】

一部の実施形態は、液体レンズアセンブリを設計する方法に関連することができる。本方法は、液体レンズアセンブリの光学特性と温度との関係を受け取るステップ、及び液体レンズアセンブリの光学特性と温度との関係に少なくとも部分的に基づいて、液体レンズアセンブリの物理的パラメータを設定するステップを含むことができる。

【図面の簡単な説明】

【0029】

同様の機構には同様の参照番号が付してある、以下の図面を参照して、特定の実施形態について詳細に説明する。図面は例示を目的とするものであって、実施形態は図に示す特定の実装形態に限定されるものではない。

【図1A】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図1B】屈曲状態の屈曲部を有する、液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図2A】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図2B】屈曲状態の屈曲部を有する、液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図3】屈曲状態の屈曲部を有する、液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図4】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図5】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図6】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図7】カメラシステムの例示的な実施形態を示す図。

【図8】液体レンズを設計するための例示的な方法を示すフローチャート。

【図9】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図10】屈曲部を有する液体レンズの例示的な実施形態の断面図。

【図11】液体レンズの窓部要素の例示的な実施形態の１／４を示す図。

【図12】液体レンズの窓部要素の例示的な実施形態の１／４の断面図。

【図13】屈曲状態の液体レンズの窓部要素の例示的な実施形態の１／４を示す図。

【図14】液体レンズの柔軟な窓部要素の１／４の例を示す図。

【図15】液体レンズの窓部要素の例示的な実施形態の上面斜視図。

【図16】液体レンズの窓部要素の下面斜視図。

【図17】液体レンズの窓部要素の上面図。

【図18】液体レンズの窓部要素の下面図。

【図19】液体レンズの窓部要素の断面図。

【図20】液体レンズの窓部要素の屈曲部を含む部分断面図。

【図21】屈曲形態状態の屈曲部及び窓部の１／４を示す図。

【図22】屈曲形態状態の屈曲部及び窓部の１／４を示す図。

【図23】液体レンズの例示的な実施形態を示す図。

【図24】屈曲部の例示的な実施形態を示す図。

【図25】窓部要素の例示的な実施形態の断面図。

【図26】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図27】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図28】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図29】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図30】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図31】窓部要素の別の例示的な実施形態の断面図。

【図32】液体レンズの試験データを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0030】

液体レンズは、（例えば、液体レンズに封入された流体の）熱膨張及び／又は収縮に対応する等、膨張及び／又は収縮するように構成された空洞又はチャンバーを備えることができる。液体レンズに関連付けられたカメラモジュールの動作や周囲温度の変化等に起因して液体レンズに加わる熱によって、液体レンズの空洞に含まれる１つ以上の流体等、液体レンズが熱膨張する可能性がある。液体レンズは、液体レンズの圧力変化を緩和するために、屈曲又は撓むように構成された窓部（例えば、上部窓部及び／又は下部窓部）を備えることができる。一部の実施例において、屈曲した窓部の曲率によって液体レンズの屈折力が変化し、液体レンズを用いて生成した画像の焦点がずれることがある。一例として、一部の実装形態において、窓部の部分が３０マイクロメートル（例えば、非球形に）偏位する可能性があり、窓部が屈曲することによって屈折力が数ジオプター変化し得る。窓部が屈曲すると、液体レンズを用いて生成した画像に光学収差（球面収差や非球面収差等）が生じる可能性もある。一部の実施例において、屈曲した窓部は、非球形曲率、略ガウス曲率、３次若しくは４次曲率、又は不規則な曲率を有し得る。液体レンズの光学画像安定化（ＯＩＳ）機能を用いている場合等において、窓部が屈曲すると画像に影が生じ得る。一部の実施例において、例えば、レンズに十分な熱が加わり、窓部が偏位して破損する点まで流体が膨張した場合等、窓部が屈曲すると、液体レンズの構造的完全性が損なわれる可能性もある。

【0031】

一部の実施形態において、光学収差及び／又は焦点ボケを抑制又は回避するために、屈曲して膨張又は収縮に対応する代わりに、窓部が（例えば、液体レンズの光軸に沿って軸方向に）変位するように液体レンズを構成することができる。一部の実施例において、液体レンズは、ガラスの窓部と一体成形することができる波形の環状ガラス屈曲部を有することができる。別の屈曲部構造を用いることもできる。例えば、金属又は他の材料で構成された屈曲部を、参照により本明細書に組み込まれる '９９０特許明細書に開示の室温接合技術等を用いて、ガラスの窓部に接合することができる。窓部の半径方向外側又は窓部の外側の周囲に可撓性部材を配置することができ、可撓性部材は、屈曲せずに、窓部が（例えば、光軸に沿って軸方向に）平行移動するように又は制御された屈曲で変形して、液体レンズの空洞内の容積の膨張を補正することができる。一部の実装形態において、窓部は、例えば、可撓性部材より少ない量（例えば、球形に）屈曲又は湾曲することができる。窓部は、屈曲した窓部の曲率の形状を制御するために、異なる厚さ及び／又は異なる材料の領域（例えば、同心円領域）を有することができる。液体レンズの熱量に起因して屈曲した窓部の形状によって、対応する熱量によってカメラモジュールに内に生じた屈折力の変化に、少なくとも部分的に対抗する屈折力の変化がもたらされるように窓部を設計することができる。

【0032】

図１Ａは液体レンズ１００の例示的な実施形態の断面図である。図１の液体レンズ１００、及び本明細書に記載の他の液体レンズは、‘１７４号特許明細書、及び‘２６４号公開明細書に開示の液体レンズと同じ又は同様の機構を有し、‘１７４号特許明細書、‘２６４号公開明細書、及び‘９９０号特許明細書に開示の技法と同様の技法を用いて構成することができる。液体レンズは、極性流体１０４及び非極性流体１０６等、流体界面１０５を形成する少なくとも２つの実質的に不混和性の流体を含む、空洞又はチャンバー１０２を備えることができる。２つの流体１０４及び１０６は十分に不混和性であり、流体界面１０５は、屈曲すると、レンズとしての屈折力で光を屈折させることができる。空洞１０２は錐台又は円錐台形状を有する部分を備えることができる。空洞１０２は、傾斜した側壁を有することができる。空洞は、側壁が互いに接近している狭い部分と、側壁がより離れている広い部分とを有することができる。図示の向きにおいて、狭い部分が空洞の下端にあり、広い部分が空洞の上端にあってよいが、本明細書に開示の液体レンズ１００は、様々な他の向きに配置することができる。透明板を有することができる下部窓部１０８は空洞１０２の下方にあってよく、透明板を有することができる上部窓部１１０は空洞１０２の上方にあってよい。下部窓部１０８は、空洞１０２の狭い部分又はその近傍に配置することができ、上部窓部１１０は空洞１０２の広い部分又はその近傍に配置することができる。第１の１つ又は複数の電極１１２は、絶縁材料１１４によって空洞内の流体から絶縁することができる。第２の１つ又は複数の電極１１６は、極性流体１０４と電気的に連通することができる。第２の１つ又は複数の電極１１６は、極性流体１０４に接触することができる。一部の実施形態において、第２の１つ又は複数の電極１１６は、極性流体１０４に容量結合することができる。例えば、液体レンズの焦点距離を変えるために、電極１１２と１１６の間に電圧を印加して、流体１０４と１０６の間の流体界面１０５の形状を制御することができる。例えば、図１Ａは、（例えば、駆動電圧がないことに対応する静止位置であってよい）第１の位置にある、流体インターフェース１０５を備えた液体レンズ１００を示し、図１Ｂは、（例えば、第１の駆動電圧値に対応することができる）第２の位置にある、流体インターフェース１０５を備えた液体レンズ１００を示している。液体レンズ１００は、駆動電圧を変えることによって、異なる量の屈折力を生成することができる。

【0033】

液体レンズ１００は、図１Ｂから分かるように、変形することによって、窓部１１０が（例えば、対称軸及び／又は液体レンズ１００の光軸１０３に沿って軸方向に）移動することができるように構成することができる、屈曲部又は可撓性部材１２０を有することができる。図１Ｂの実施形態において、窓部１１０が、軸方向外側に距離１２４だけ押圧されている。例えば、液体レンズ１００に熱が加わると、液体レンズ１００の構成要素（例えば、流体１０４及び１０６の一方又は両方）が（例えば、熱膨張によって）膨張する可能性があり、それによって上部窓部１１０が軸方向外側に距離１２４だけ押圧され得る。より少ない熱が加わると、窓部１１０はより小さい距離偏位し、より多くの熱が加えられると、窓部１１０はより大きい距離偏位する。

【0034】

屈曲部又は可撓性部材１２０は空洞１０２の縁部、上部窓部１１０の周囲、及び／又は上部窓部１１０から半径方向外側に配置することができる。可撓性部材１２０は、液体レンズの光軸を中心に回転対称であってよい。可撓性部材１２０は、３６０度完全に広がることができ、上部窓部１１０を囲むことができる。一部の実施形態において、可撓性部材１２０は、上部窓部１１０と同じ材料（例えば、ガラス材料）で構成することができる。可撓性部材１２０は、本明細書に記載のように、可撓性部材１２０が変形することができるように、窓部１１０の厚さより薄い厚さを有することができる。例えば、可撓性部材１２０は、窓部１１０の厚さの７０％、６０％、５０％、４０％、３０％、２０％、１０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の２つによって区切られた任意の範囲の厚さを有することができる、但し、一部の実装形態では、これ等の範囲以外の他の値を使用することができる。

【0035】

可撓性部材１２０は、図１Ａ及び１Ｂから分かるように、１つ以上の起伏を有することができ、これによって、屈曲部１２０の変形を促して上部窓部１１０を変位させることができる。可撓性部材の一部の実装形態において、１、２、３、４、５、又はそれ以上の起伏を有することができる。一部の実施形態において、可撓性部材１２０は、図２Ａ及び２Ｂから分かるように、起伏を有していない。一部の実施形態において、可撓性部材１２０は、窓部１１０の半径方向外側縁部に直接隣接配置された可撓性領域である。一部の実施形態において、屈曲部又は可撓性部材１２０は、窓部１１０の内側部分より薄い、窓部１１０の外側部分であってよい。

【0036】

可撓性部材１２０は、液体レンズ１００に入射及び／又は対応するカメラモジュールのセンサーに到達する迷光の量を低減するバッフルとして機能することができる。可撓性部材１２０は、迷光を反射し、迷光を吸収し、迷光を拡散し、センサー等に衝突しない経路に沿って迷光を誘導することができる。

【0037】

一部の実施形態において、上部窓部１１０は、変位しても実質的に平面のままであって、例えば、液体レンズ１００の屈折力が、変位した上部窓部１１０の形状によって実質的に変化しない。一部の実施形態において、温度が２０℃～６０℃に変化すると、５ジオプター、４ジオプター、３ジオプター、２ジオプター、１ジオプター、０．５ジオプター、０．２５ジオプター、これ未満、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の屈折力の変化をもたらすように、液体レンズ１１０を構成することができる、但し、一部の実施例では、他の値を使用することができる。上部窓部１１０は、２０ｍｍ、１５ｍｍ、１２ｍｍ、１０ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、これ未満、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の直径を有することができる、但し、一部の実装形態では、他の値を使用することができる。

【0038】

図３に示す一部の実施形態において、窓部１１０は、屈曲部又は可撓性部材１２０と同様に、屈曲するように構成することができる。窓部１１０は、可撓性部材１２０よりも可撓性が低くてよい。屈曲したとき、可撓性部材１２０からの軸方向変位距離１２４は、屈曲した窓部１１０の軸方向変位距離１２６より大きくてよい。窓部１１０からの軸方向変位距離１２６に対する屈曲部１２０からの軸方向変位距離１２４の比は、１対１、１．５対１、２対１、２．５対１、３対１、４対１、５対１、６対１、８対１、１０対１、１２対１、これ等の間の任意の値、又はこれらの比の任意の組み合わせによって区切られた任意範囲の比であってよい、但し、一部の実施形態は別の比も可能である。窓部１１０の軸方向変位距離１２６の曲がりに対する軸方向変位距離の合計（例えば、距離１２４と１２６の合計）の比は、２対１、２．５対１、３対１、４対１、５対１、６対１、８対１、１０対１、１２対１、１５対１、これ等の間の任意の値、又はこれ等の比の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲であってよい、但し、一部の実施形態は別の比も可能である。屈曲部１２０の曲がり（例えば、距離１２４）によって、例えば、軸方向に、窓部の全変位（例えば、距離１２４＋距離１２６）の５０％、６０％、７０％、８０％、８５％、９０％、９３％、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲を生成することができる、但し、別の実装形態も可能である。

【0039】

一部の実施形態において、窓部１１０の曲率が実質的に球形、実質的に放物面、又は三次若しくは二次曲率形状を有するように、可撓性部材１２０及び／又は窓部１１０を構成することができる。屈曲した窓部１１０の別の曲率形状も可能である。液体レンズによって生成された画像に、実質的に球面収差、及び場合によって、実質的に光学収差をもたらすことなく、窓部１１０が変位（例えば、一部の実施形態において屈曲）することができるように、可撓性部材１２０及び／又は窓部１１０を構成することができる。液体レンズ１００は、２０℃～６０℃の間で動作させると、１マイクロメートル、０．７マイクロメートル、０．５マイクロメートル、０．４マイクロメートル、０．３マイクロメートル、０．２マイクロメートル、０．１マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の波面誤差が生じる可能性がある、但し、一部の実施形態では他の値もあり得る。

【0040】

図４において、液体レンズ１００は加工窓部１１０を備えることができる。窓部１１０は、異なる厚さ及び／又は窓部１１０が屈曲したときに特定の形状（例えば、実質的に球形、実質的に放物面等）を成すように選択された異なる材料の領域（例えば、同心円領域）を有することができる。窓部１１０は、厚さが連続的に変化する領域を有することができる。窓部１１０の一方又は両方の表面は、静止時湾曲を成すことができる。図４の実施形態において、窓部は実質的に平坦な上面又は外面、及び凹状の下面又は内面を有する平凹である。この構成によって、窓部１１０が、より薄い中央領域でより大きく屈曲し、より厚い外側領域でより少なく屈曲することができる。多くの変形が可能である。窓部１１０は、図５に示すように、例えば、実質的に平坦な上面又は外面、及び凸状の下面又は内面を有する平凸であってよい。平凸窓部１１０は、窓部１１０のより厚い中央部分が、より薄い外側部分と比較して屈曲が少なくなるようにすることができる。一部の実施例において、特に窓部１１０の材料が極性流体１０４の屈折率に近い屈折率を有している場合、平坦な上面又は外面が、（例えば、極性流体と窓部の湾曲下面又は内面との間の界面が光を大きく屈折させないように）、窓部１１０によって屈曲されていないときにもたらされる屈折力を低減することができる。一部の実施例において、上面又は外面及び下面又は内面の両方が湾曲を成す（例えば、両凹面、両凸面、又はメニスカス形状を有する）ことができる。窓部１１０の所望の屈曲に応じて、様々な異なる窓部形状を使用することができる。図６の実施形態等、一部の実施形態において、別個の屈曲部又は可撓性部材１２０を省略することができる。窓部１１０自体が、別個の可撓性部材１２０なしで屈曲されたときに、窓部１１０が所望の形状を成すように構成された厚さ及び／又は材料を有することができる。

【0041】

一部の実施形態において、熱が発生したとき、窓部１１０が屈曲して屈折力をもたらし、対応するカメラモジュールで生じた屈折力の変化を補償することができる。図７は、カメラシステム２００の例示的な実施形態を示す図である。カメラシステム２００は、本明細書に開示の液体レンズのいずれかに関連して説明する機構を有することができる液体レンズ１００、及びカメラモジュール２０２を備えることができる。カメラモジュール２０２は、イメージセンサー（例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ）又は相補型金属酸化物半導体（ＣＭＯＳ）センサー）、及び電子回路を備えることができる。一部の実施形態において、カメラモジュール２０２は、１つ以上の固定レンズ（例えば、レンズスタック）及び／又は１つ以上の可動レンズ、又は他の集束光学素子を備えることができる。一部の実施形態において、液体レンズ１００は、カメラモジュールと一緒に動作して、可変焦点及び／又は光学画像手振れ補正を提供することができる。一部の実施形態において、カメラモジュール２０２の動作によって、電子回路及び／又は可動レンズ等の可動要素等から熱が発生し得る。カメラモジュール２０２から発生した熱は、液体レンズ１００に伝達され、熱膨張が生じ得る。本明細書に記載のように、液体レンズ１００は、（例えば、窓部１１０を変位及び／又は屈曲させることによって）熱膨張に対応することができる。

【0042】

一部の実施例において、カメラモジュール２０２からの熱は、カメラモジュール２０２の１つ以上の光学特性に影響を与える可能性がある。例えば、熱によって、１つ以上の固定又は可動レンズ等のカメラモジュールの構成要素に熱膨張が生じる可能性がある。カメラモジュール２０２が動作して熱が発生するにつれ、カメラモジュール２０２の屈折力が変化する可能性がある。例えば、熱によって熱膨張が生じ、１つ以上のレンズの膨張及び／又は取付部品による１つ以上のレンズの位置ずれが生じる可能性がある。一部の実施例において、カメラモジュール２０２からの熱によって、カメラモジュールの焦点距離が長くなる可能性がある。これが、カメラモジュール２０２によって生成された画像に多少のボケをもたらし得る。カメラモジュール２０２の熱によって、多くの光学的効果が生じる可能性がある。一部の実施例において、熱によって、カメラモジュールの焦点距離が短くなり得る。

【0043】

前述のように、カメラモジュール２０２からの熱は、対応する液体レンズ１００に伝達され、窓部１１０を移動（例えば、屈曲）させ、液体レンズ１００の１つ以上の光学特性に影響を及ぼす可能性がある。液体レンズ１００に伝達されたカメラモジュール２０２からの熱による光学的効果によって、カメラモジュール２０２の熱によってカメラモジュール２０２内に生成された光学的効果に少なくとも部分的に対抗することができる。例えば、カメラモジュール２０２の熱量によって、カメラモジュールの１つ以上のレンズの焦点距離が長くなった場合、液体レンズ１００に伝達された対応する熱によって、液体レンズの焦点距離を短くすることができる。カメラモジュール２０２の熱量によって、カメラモジュールの１つ以上のレンズの焦点距離が短くなった場合、液体レンズ１００に伝達される対応する熱によって、液体レンズの焦点距離を長くすることができる。カメラモジュール２０２の熱量によって、カメラモジュールの屈折力がある量（例えば、１ジオプター）変化した場合、液体レンズ１００に伝達される対応する熱によって、液体レンズの屈折力が、逆の対応する量（例えば、－１ジオプター）変化するように、液体レンズ１００を構成することができる。一部の実施形態において、液体レンズ１００内における熱の光学的効果によって、カメラモジュール２０２内の対応する熱の光学的効果に対し、２％、５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、４０％、５０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲内の相違で対抗することができる、但し、一部の実装形態において、これ等の範囲以外の値を使用することができる。例えば、１ジオプターの屈折力の変化をもたらすカメラモジュールの熱によって、窓部が移動して屈折力を－０．５ジオプター、－０．７５ジオプター、－１ジオプター、－１．２５ジオプター、－１．５ジオプター、又はこれ等の間の任意の値変化させる熱を液体レンズに生じさせることができる。

【0044】

図８は、カメラモジュール２０２内の熱によって生じた光学効果に対抗するように構成された窓部１１０を有するように、液体レンズ１００を設計するための例示的な方法３００を示すフローチャートである。ブロック３０２において、カメラモジュール２０２を動作させて、カメラモジュール２０２内に熱を発生させることができる。一部の実施形態において、カメラモジュール２０２の周囲温度を上昇させる等、外部の熱源から熱を加えることができる。ブロック３０４において、発生した熱によって温度が変化するにつれ、カメラモジュール２０２の焦点距離及び／又は屈折力を監視することができる。図８の例は、屈折力又は焦点距離の変化に関するものであるが、同様の方法を適用して、発生した熱に起因する他の光学的特性の変化を補償することができる。ブロック３０６において、温度変化に対する焦点距離又は屈折力の変化の関数をプロットすることができるこれにより、液体レンズ１００における所望の対応する応答を示すことができる。

【0045】

ブロック３０８において、液体レンズ１００を設計することができる。一部の実施形態において、液体レンズ１００の様々な側面が、アプリケーションパラメータによって制約され得るか、又はブロック３０８の前に設計されている可能性がある。ブロック３０８において、熱が液体レンズ１００に伝達されるにつれ、ブロック３０６でプロットした屈折力又は焦点距離の変化に少なくとも部分的に対抗するように、液体レンズ１００の１つ以上の側面（例えば、窓部１１０及び／又は可撓性部材１２０）を設計することができる。一部の実施形態において、特定の窓部形状が液体レンズ１００の温度変化にどのように反応するか予測する等、コンピュータモデリングを利用して、液体レンズ１００の１つ以上の側面を設計することができる。一部の実施形態において、液体レンズ１００の温度は、カメラモジュール２０２の温度と異なり得る。例えば、一部の熱は外気に失われる可能性があり、液体レンズ１００がカメラモジュール２０２に連結される方法によって、カメラモジュール２０２から液体レンズ１００に伝達される熱量に影響を与える可能性がある。一部の実施形態において、カメラモジュール２０２から液体レンズ１００に対する予測熱伝達を用いて、液体レンズ１００の設計に影響を及ぼすことができる。例えば、比較的少量の熱が、カメラモジュール２０２から液体レンズ１００に伝達される場合には、比較的少量の熱のみが液体レンズ１００に伝達さたとき、窓部１１０が十分に屈曲して、十分な対抗屈折力を与えることができるように、より薄く設計することができる。コンピュータモデリングを利用して、カメラモジュール２０２から液体レンズ１００に対する熱伝達を予測又は推定することができる。熱による屈折力の変化を制御するために調整することができる液体レンズ１００のパラメータの例には、窓部１１０の厚さ、屈曲部１２０の厚さ、屈曲部１２０の起伏数、窓部１１０のサイズ（例えば、直径）、空洞１０２のサイズ、窓部１１０及び／又は屈曲部１２０に使用される材料、及び本明細書に記載の液体レンズ１００の他の機構が含まれる。

【0046】

ブロック３１０において、液体レンズ１００を試験することができる。一部の実施例において、液体レンズを製造して物理的に試験することができる。例えば、液体レンズ１００及びカメラモジュール２０２をそれぞれ接合することができ、カメラモジュール２０２を動作させて熱を発生させることができる。熱が発生し温度が上昇する際、カメラモジュール２０２及び液体レンズ１００の両方を含むカメラシステム２００の焦点距離又は屈折力を監視することができる。ブロック３１２において、ブロック３１０における試験結果を考慮して、必要に応じ、液体レンズ１００の構成を調整することができる。カメラモジュールによって熱が発生したとき、カメラシステム２００の焦点距離又は屈折力が必要以上に変化した場合、液体レンズ１００の構成を調整して、カメラモジュール内の熱の光学的効果によりよく対抗することができる。一部の実施形態において、ブロック３１０において、カメラモジュール２０２なしで液体レンズ１００を試験することができる。液体レンズに熱を加えることができ、屈折力又は焦点距離の変化を監視して、カメラモジュール２０２の屈折力又は焦点距離の変化と比較することができる。一部の実施形態において、液体レンズ３１０は、製造したサンプルを経験的に試験するのではなく、コンピュータモデリングを利用して試験することができる。方法３００の様々なブロックを繰り返すことができる。液体レンズ試験（ブロック３１０）及び液体レンズ構成の調整（ブロック３１２）を複数回実施することができる。一部の実施形態において、同様に又は代わりに、カメラモジュール２０２に対して調整を行うことができ、及び／又は液体レンズ１００をカメラモジュール２０２に連結するための取り付け機構に対して調整を行う（例えば、液体レンズ１００伝達される熱量を増減する）ことができる。一部の実施形態において、複数のカメラモジュール２０２及び液体レンズ１００を試験して、試験精度を向上させることができる。例えば、ブロック３０２及び３０４を複数回（例えば、２０、５０、１００回、又はそれ以上）実施して、様々な結果をブロック３０６のプロットに組み合わせる（例えば、平均する）ことができる。同様に、複数の液体レンズを製造及び試験して、試験精度を向上させることができる。

【0047】

多くの変形が可能である。例えば、本方法は、ブロック３０６における焦点距離又は屈折力の変化の関数プロットをスキップすることができる。ブロック３０６におけるプロットを生成せずに、コンピュータモデリングプログラムは、カメラモジュール２０２の試験データを使用して、推奨される液体レンズを設計するか、設計パラメータを生成することができる。一部の実施形態において、調整が必要ない場合等には、ブロック３１２をスキップすることができる。一部の実施形態において、コンピュータモデリングを利用して、すべての試験及び設計を実施することができる。

【0048】

本明細書において、上部窓部１１０に関連する様々な実施形態が記載されているが、これ等の機構は下部窓部１０８にも適用することができる。本明細書に記載のように、一部の実施形態において、上部窓部１１０及び下部窓部１０８のいずれか一方又は両方が、屈曲部又は可撓性部材１２０を有することができ、及び／又は屈曲するように構成することができる。図９は、下部窓部１０８が（例えば、軸方向下方に）変位して、熱による熱膨張に対応することができるように、屈曲部１２０に連結された下部窓部１０８（例えば、空洞１０２の狭い端部又はその近傍）を有する液体レンズ１００の例示的な実施形態を示す図である。図１０は、両方の窓部１０８及び１１０が（例えば軸方向に）変位して（例えば、 流体１０４及び１０６）の熱膨張に対応することができるように、上部窓部１１０及び下部窓部１０８の両方が屈曲部１２０を有する液体レンズ１００の例示的な実施形態を示す図である。下部窓部１０８及び上部窓部１１０は、温度の変化に応じて、反対方向に移動するように構成することができる。下部窓部１０８及び上部窓部１１０は、温度の変化に応じて、同量又は異なる量移動するように構成することができる。下部窓部１０８は、温度の変化に応じて、上部窓部１１０が（例えば、軸方向）移動する距離の５０％、６０％、７０％、８０％、９０％、１００％、１１０％、１２０％、１３０％、１４０％、又は１５０％の距離（例えば、軸方向に）移動することができる。窓部１０８及び／又は１１０が移動する距離は、窓部１０８及び／又は１１０の最も変位した部分（例えば、湾曲窓部形状の頂点）で測定することができる。本明細書に記載の様々な機構、パラメータ、方法等は、上部窓部１１０のみの屈曲部１２０、下部窓部１０８のみの屈曲部、又は上部窓部１１０及び下部窓部１０８の両方の屈曲部１２０実現することができる。空洞又はチャンバー１０２の容積を増大させて熱膨張に対応することに関連して、様々な実施形態が記載されているが、本明細書に記載の液体レンズ１００は、空洞又はチャンバー１０２の容積を減少させて、熱収縮（例えば、冷却温度による）に対応することができるように構成することもできる。例えば、窓部１１０を（例えば、軸方向に）流体インターフェース１０５に向けて、又は空洞１０２内に変位させることができ、これによって、空洞１０２の容積を減少させることができる。流体インターフェース１０５に向けて窓部１１０を内側に湾曲させ、チャンバー又は空洞１０２の容積を減少させることもできる。

【0049】

図１１は、液体レンズ窓部要素の部分斜視図である。図１２は、液体レンズ窓部要素の断面図である。図１３は、屈曲形態の液体レンズ窓部要素の部分斜視図である。図１１～１３は、窓部要素の１／４を示している。本明細書に開示の窓部要素の実施形態は、上部窓部１１０及び／又は下部窓部１０８に使用することができるが、概して、説明を簡単にするために、上部窓部１１０に関連して説明する。窓部要素は、透明窓部１１０、屈曲部１２０、及び取付部１２８を有することができる。透明窓部１１０を中央領域に配置することができ、屈曲部１２０が透明窓部１１０から半径方向外側に配置され、及び／又は取付部１２８が屈曲部１２０から半径方向外側に配置されている。取付部１２８は、窓部要素の周辺に配置することができる。取付部１２８は、（例えば、‘９９０号特許明細書に開示の室温接合技術、接着剤、留め具、又はその他の適切な方法を使用して）基板又は他の下部支持構造若しくは材料に取り付けて、例えば、図１Ａ～図６に見られるように、液体レンズ１００上に窓部要素を配置することができる。屈曲部１２０によって、取付部１２８を透明窓部１１０に連結することができる。屈曲部１２０は、透明窓部１１０及び／又は取付部１２８より柔軟であってよい。屈曲部１２０は、透明窓部１１０及び／又は取付部１２８より薄くすることができる。例えば、屈曲部１２０の材料は、透明窓部１１０及び取付部１２８のいずれか一方又は両方の厚さ１３２の５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲である厚さ１３０を有することができる、但し、一部の実装形態において、別の値も使用することができる。一部の実施例において、透明窓部１１０及び取付部が同じ厚さを有するか、又はどちらか一方が５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲において、他方より厚い又は薄い厚さを有することができる。

【0050】

屈曲部１２０は、透明窓部１１０及び／又は取付部１２８と同じ材料（例えば、ガラス材料）で、例えば、１つの一体部品として一体的に形成することができる。ガラス、セラミック、ガラスセラミック、又は高分子材料等、様々な種類の透明材料を使用することができる。例えば、透明材料は、ケイ酸塩ガラス（例えば、アルミノケイ酸塩ガラス、ホウケイ酸塩ガラス）、石英、アクリル（例えば、ポリ（メチルメタクリレート）（ＰＭＭＡ）、ポリカーボネート等を含むことができる。窓部要素は、厚さ１３２を有する透明材料（例えば、ガラス）片（例えば、板）から形成することができる。材料を除去して、屈曲部１２０のより薄い（例えば、厚さ１３０を有する）領域を形成することができる。エッチング、フォトリソグラフィ、レーザーアブレーション、ミリング、コンピューター数値制御（ＣＮＣ）ミリング、又はその他の適切な技術を使用することができる。驚いたことに、ガラスは概して脆弱な材料であるにもかかわらず、例えば図１３に示すように、薄いガラス屈曲部１２０が破損せずに屈曲することが見出された。

【0051】

屈曲部１２０は、窓部１１０を囲むリング屈曲部であってよい。１つ以上の環状凹部１３４ａ～ｄを材料に形成することができる。凹部１３４ａ～ｄは、３６０度にわたって完全に延び、円等の閉じた形状を形成することができるが、楕円、正方形、長方形、又は他の多角形等の他の形状を使用することもできる。凹部１３４ａ～ｄは、同じ中心点を有し、異なる半径又は異なる幅を有する等の同心円であってよい。第１の凹部１３４ａは、透明窓部１１０に隣接配置することができる。凹部１３４ａの半径方向内側の縁が、透明窓部１１０の外周を画成することができる。凹部１３４ａ～ｄは、半径方向に各々隣接する凹部から実質的に等距離に離間させることができる。半径方向外側に移動して、交互の面に凹部１３４ａ～ｄを配置することができる。例として、第１の凹部１３４ａを上面に配置し、第２の凹部１３４ｂを下面に配置し、第３の凹部１３４ｃを上面に配置し、第４の凹部１３４ｄを下面に配置することができる。凹部１３４ａ～ｄは、例えば、図１２から分かるように、１つ以上の起伏を形成することができる。屈曲部１２０は、反復する非線形パターンを含む断面形状を有することができる。１つの凹部１３４ａを隣接する（例えば、反対の面に形成される）凹部１３４ｂから分離する壁は、厚さ１３０を有することができる。凹部１３４ａ～ｄは、凹部の底部の材料が、隣接する凹部１３４ａ～ｄ間の壁の厚さ１３０と実質的に同じ厚さを有し得る深さを有することができる。一部の実施形態において、底部と壁との厚さの相違は５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲であってよいが、別の構成も可能である。凹部１３４ａ～ｄは、実質的に同じ断面形状、断面サイズ、及び／又は深さを有することができる。凹部１３４ａ～ｄは、台形の断面形状を有することができるが、半円、部分楕円、三角形、正方形、長方形、又は他の多角形等の別の形状を使用することができる。凹部１３４ａ～ｄの位置の半径又は幅が異なり得ることを除き、凹部１３４ａ～ｄは、同じサイズ及び形状を有することができる。

【0052】

図１３は、液体レンズ１００等の熱膨張によって誘発され得る屈曲状態の屈曲部１２０及び透明窓部１１０を示す図である。屈曲部１２０は透明窓部１１０より薄くて柔軟であるため、屈曲部１２０は透明窓部１１０より大きく変形する。本明細書に記載のように、屈曲部１２０の変位距離１２４が、透明窓部１１０の変位距離１２６より大きくてよい。図１４は、屈曲部１２０を有さない液体レンズ窓部１１０の例を示している。図１４は、液体レンズ等の熱膨張によって誘発され得る屈曲位置にある窓部１１０を示している。可撓性窓部１１０は、全体にわたり実質的に一定の厚さを有することができる。図１３の窓部１１０の軸方向変位１２６は、図１３の屈曲部１２０の変形によって、かなりの量の膨張に対応することができるため、図１４の窓部１１０の軸方向変位１２６よりも大幅に小さくすることができる。また、図１３の窓部１１０は、（例えば、図１４において、専用の屈曲部１２０なしで熱膨張に対応できるように、窓部１１０全体がより薄く柔軟に構成されているため）図１４の窓部１１０より厚くすることができ、その結果、図１３の窓部１１０の変形が少なくなる。図１４の窓部１１０の半径方向内側部分（例えば、図１３の窓部１１０と同じ半径を有する部分）の軸方向変位のみを考慮した場合、図１３の実施形態では、窓部変位１２６が更に少ない。図１４のアプローチと比較して、図１３の実施形態では、光センサーに到達して画像を生成する光を透過する窓部１１０部分の変形を少なくすることができる。従って、図１３の実施形態は、温度変化による屈折力の変化をより小さくすることができる。図１４の窓部は、屈曲すると概してガウス形状になる。図１３の窓部は、概して球形又は放物線形状を有することができ、図１４のガウス形状より、生成される光学収差を少なくすることができる。

【0053】

図１５は、液体レンズ窓部要素の例示的な実施形態の上面斜視図である。図１６は、液体レンズ窓部要素の下面斜視図である。図１７は、液体レンズ窓部要素の上面図である。図１８は、液体レンズ窓部要素の下面図である。図１９は、液体レンズ窓部要素の断面図である。図２０は、液体レンズ窓部要素の屈曲部１２０を含む部分断面図である。図２１及び図２２は、屈曲形態の屈曲部１２０及び窓部１１０の１／４を示す図である。液体レンズ窓部要素について、液体レンズ１００の上部窓部１１０に関連して説明するが、同様の窓部要素を液体レンズ１００の下部窓部要素１０８として使用することができる。図１５～２２の窓部要素は、図１１～１３の窓部要素と同様であってよく、図１１～１３に関連して説明した特徴は、繰り返さないが、図１５～２２の実施形態に適用することができる。

【0054】

半径方向内側の凹部１３４ａ（例えば、第１の凹部１３４ａ）は、下面（例えば、液体レンズ１００の空洞１０２に面する側）に形成することができる。第２の凹部１３４ｂは、上面（例えば、液体レンズ１００の空洞１０２と反対の側）に形成することができる。第３の凹部１３４ｃは下面に形成することができる。第４の凹部１３４ｄ（例えば、半径方向外側の凹部１３４ｄ）は上面に形成することができる。凹部１３４ａ～ｄは、半円形の断面形状を有することができる。凹部１３４ａ～ｄは、エッチングによって形成することができるが、本明細書に記載のものを含む様々な別の技術を用いて凹部１３４ａ～ｄを形成することができる。凹部１３４ａ～ｄの側面が湾曲形状であるため、隣接する凹部１３４ａ～ｄ間の壁は様々な厚さを有し得る。例えば、凹部の縁部１３６において、隣接する凹部間の壁は比較的厚くなり得る。凹部１３４ａ～ｄの深さの約半分において（例えば、図２０の位置１３８において）、隣接する凹部間の壁は比較的薄くなり得る。図２０に示すように、隣接する凹部間（例えば、凹部１３４ｃと１３４ｄとの間）の壁は、薄い部分において厚さ１３０ａを有し得る。凹部１３４ａ～ｄは、凹部１３４ａ～ｄの基部の材料が厚さ１３０ｂを有し得る深さを有することができる。壁の厚さ１３０ａ及び基部の厚さ１３０ｂは実質的に同じであってよい。壁の厚さ１３０ａと基部の厚さ１３０ｂとの相違は５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲であってよいが、別の構成も可能である。

【0055】

図２１及び２２は、屈曲形態の屈曲部１２０及び窓部１１０を示す図である。屈曲部１２０は、窓部１１０より（例えば、窓部の頂点又は最も変位した部分で測定したとき）多く軸方向に変位することができる。窓部１１０の軸方向変位距離１２６の曲げに対する軸方向変位距離の合計（例えば、距離１２４と１２６の合計）の比は、２対１、２．５対１、３対１、４対１、５対１、６対１、８対１、１０対１、１２対１、１５対１、これ等の間の任意の値、又はこれ等の比の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲であってよい、但し、一部の実施形態は別の比をもたらすこともできる。

【0056】

一部の実施形態において、空洞１０２に面した窓部要素の面（例えば、上部窓部１１０の下面）は、窪み１４０を有することができる。窪み１４０は、屈曲部１２０の一部又は全部にわたって延びることができる。窪み１４０は、透明窓部１１０の一部又は全部にわたって延びることができる。取付部１２８は、窓部１１０より厚くすることができる。取付部１２８は、屈曲部１２０の高さ（例えば、凹部１３４ａ～ｄによって形成された起伏の高さ）より厚くすることができる。例えば、図２０に示すように、取付部１２８は厚さ１４２を有することができ、窓部１１０は厚さ１４４を有することができる。屈曲部１２０は、窓部１１０の厚さと同じ高さ１４４を有することができる。窪み１４０は、図２０に示すように、深さ１４６を有することができる。一部の実施例において、透明窓部１１０及び／又は屈曲部１２０の高さは、取付部１２８の厚さより５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲小さくてよい。窪み１４０は、凹部１３４ａ～ｄの前又は後に形成することができる。例えば、窪み１４０は、（例えば、エッチング又は他の適切な技術を用いて）ガラス板の片面に形成することができる。凹部１３４ａ及び１３４ｃは、（例えば、エッチング又は他の任意の適切な技術を用いて）窪み１４０の基部に形成することができる。凹部１３４ｂ及び１３４Ｄは、窪み１４０及び／又は凹部１３４ａ及び１３４ｃの前又は後のいずれかにおいて、ガラス板の反対の面に（例えば、エッチング又は他の任意の適切な技術を用いて）形成することができる。一部の実施例において、窪み１４０は、凹部１３４ａ及び１３４ｃの後に形成することができる。例えば、一部の実装形態において、窪み１４０を形成することによって、凹部１３４ａ及び１３４ｃの深さが減少するであろう。

【0057】

窪み１４０は、屈曲部１２０及び／又は窓部１１０と液体レンズ１００の下部構造との間に間隙を形成することができる。この間隙は、屈曲部１２０及び／又は窓部１１０が下部構造に接触するのを妨げることができる。間隙によって、電極と液体レンズ内の流体との間に電気的接続を形成することができる。図２３は、上部窓部１１０の窓部要素の下面に窪み１４０を有する液体レンズ１００の例示的な実施形態を示す図である。円錐台形構造が、窓部要素の取付部１２８のレベルまで延びることができる。窪み１４０は、屈曲部１２０及び／又は窓部１１０が、円錐台形構造の上面又は端部に触れることを妨げることができる。一部の実施例において、第２の電極１１６が、円錐台形構造の上方位置、又は円錐台形構造の上面に位置する極性流体１０４に接触することができる。第２の電極１１６は、屈曲部１２０の真下の位置において極性流体１０４と接触することができる。窪み１４０は、極性流体１０４が屈曲部１２０の下方の領域を満たし、第２の電極１１６に接触することができるように間隙を生成することができる。一部の実施例において、図２３から分かるように、屈曲部１２０の一部又は全部を、空洞１０２の円錐台部分の半径方向外側に配置することができる。

【0058】

（例えば、ガラス板から形成された）窓部要素は、０．５マイクロメートル、０．７マイクロメートル、１．０マイクロメートル、１．２マイクロメートル、１．４マイクロメートル、１．５マイクロメートル、１．７マイクロメートル、２．０マイクロメートル、２．５マイクロメートル、３マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さ（例えば、図１２の厚さ１３２又は図２０の厚さ１４２）を有することができる、但し、一部の実施形態において、（例えば、より規模の大きい液体レンズに対し）別のサイズを使用することもできる。一部の実施例において、取付部１２８及び／又は窓部１１０は、０．５マイクロメートル、０．７マイクロメートル、１．０マイクロメートル、１．２マイクロメートル、１．４マイクロメートル、１．５マイクロメートル、１．７マイクロメートル、２．０マイクロメートル、２．５マイクロメートル、３マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さを有することができる、但し、一部の実施形態において、（例えば、より規模の大きい液体レンズに対し）別のサイズを使用することもできる。窓部１１０は（例えば、取付部１２８の厚さ１４２と同じ）板の全厚又は窪み１４０の厚さ１４６によって減少した厚さ１４４を有することができる。一部の実施例において、窪み１４０は、０．１マイクロメートル、０．１５マイクロメートル、０．２マイクロメートル、０．２５マイクロメートル、０．３マイクロメートル、０．３５マイクロメートル、０．４マイクロメートル、０．４５マイクロメートル、０．５マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さ１４６を有することができる、但し、別のサイズも使用することができる。隣接する凹部間（例えば、凹部１３４ｃと１３４ｄの間）の壁は、０．１マイクロメートル、０．１５マイクロメートル、０．２マイクロメートル、０．２５マイクロメートル、０．３マイクロメートル、０．３５マイクロメートル、０．４マイクロメートル、０．４５マイクロメートル、０．５マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さ１３０ａを有することができる、但し、別のサイズも使用することができる。凹部１３４ａ～ｄの基部は、０．１マイクロメートル、０．１５マイクロメートル、０．２マイクロメートル、０．２５マイクロメートル、０．３マイクロメートル、０．３５マイクロメートル、０．４マイクロメートル、０．４５マイクロメートル、０．５マイクロメートル、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さ１３０ｂを有することができる、但し、別のサイズも使用することができる。本開示は、本明細書に記載、及び／又は図面に示す様々な機構の様々な寸法間の比及び比較を含むものと考えている。

【0059】

多くの変形が可能である。例えば、一部の実施形態において、窪み１４０を省略することができる。例えば、図２４は、図２０と同様の屈曲部１２０及び窓部１１０を示しているが、窪み１４０はない。図２４の実施形態は、取付部１２８と係合する棒又は別の隆起構造を有する液体レンズ１００と共に使用することができる。図２４の実施形態は、空洞１０２の円錐台形部分の上方に懸架された屈曲部１２０を有する液体レンズ１００と共に使用することができる（例えば、図１Ａ及び１Ｂ参照）。

【0060】

図２５に示す一部の実施形態において、窓部１１０の一部又は全部は窪み１４０を有していない。窪み１４０は、屈曲部１２０の一部又は全部にわたって延びることができるが、窓部１１０にわたって延びてはいない。窪み１４０は、窓部１１０を囲むことができる環状窪みであってよい。一部の実施例において、窪み１４０は、窓部１１０の一部に重なることができるが、窓部１１０の中央領域までは延びていない（例えば、センサーに到達して画像を生成する光を透過する窓部１１０の部分までは延びていない）。屈曲部１２０は、窓部１１０の厚さよりも５％、１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲より小さい高さ（例えば、起伏の高さ）を有することができる。

【0061】

本明細書に開示の屈曲部１２０は、任意の適切な数の凹部及び／又は起伏を有することができる。４つの凹部１３４ａ～１３４ｄを備えたいくつかの実施形態が示してあるが、別の凹部数を使用することもできる。図２６は、６つの凹部１３４ａ～ｆを有する屈曲部１２０の例示的な実施形態を示す図である。図２７は、３つの凹部１３４ａ～ｃを有する屈曲部１２０の例示的な実施形態を示す図である。屈曲部１２０は、１、２、３、４、５、６、８、１０、１２、それ以上、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の凹部１３４を有することができる、但し、別の構成も可能である。屈曲部１２０は、１、２、３、４、５、６、それ以上、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の起伏を有することができる、但し、別の構成も可能である。

【0062】

一部の実施形態において、屈曲部１２０は起伏を有していない。屈曲部１２０は比較的薄い領域を有することができる。凹部１３４を材料（例えばガラス）に形成して、屈曲部１２０の薄い領域を形成することができる。図２８は、図２０と同様であるが、単一の凹部１３４が薄い屈曲部１２０形成している例示的な実施形態を示している。片側の窪み１４０a及び反対側の凹部１３４によって、薄い屈曲部１２０を形成することができる。屈曲部１２０は、透明窓部１１０及び取付部１２８のいずれか一方又は両方の厚さの１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の厚さを有することができる、但し、一部の実装形態において別の値も使用することができる。窪み１４０の深さは、凹部１３４の厚さの１０％、１５％、２０％、２５％、３０％、３５％、４０％、４５％、５０％、５５％、６０％、６５％、７０％、７５％、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲とすることができる、但し、一部の実装形態において別の値も使用することができる。

【0063】

図２９に示す一部の実施形態において、窪み１４０を省略することができる。屈曲部１２０は、上部窓部１１０について図２９に示すように、液体レンズの空洞の反対側に面する窓部要素の面に形成された凹部１３４等によって形成することができる。一部の実施例において、屈曲部１２０は、図３０の上部窓部１１０に示すように、液体レンズの空洞に面する窓部要素の面に形成された凹部１３４等によって形成することができる。図３１において、第１の凹部１３４ａと第２の凹部１３４ｂとを材料の反対側に配置して、２つの凹部１３４ａｂ間の材料に屈曲部１２０を形成することができる。凹部１３４ａ及び１３４ｂは、例えば、同じ形状、深さ、サイズ、及び／又は位置を有する、少なくとも部分的に対称とすることができる。

【0064】

図１５～２２による上部窓部１１０及び屈曲部１２０を使用して、液体レンズの試験を実施した。図３２は、温度が２２℃～６０℃に変化したときのジオプターで測定した屈折力の変化を示す図である。この試験では、液体レンズを５０ボルトで駆動した。線Ａは、図１５～２２による屈曲部１２０を有する液体レンズに対して行った試験のデータを示している。線Ｂは、屈曲部１２０を有さない液体レンズ（例えば、図１４と同様）に対して行った試験のデータを示している。屈曲部１２０を有する液体レンズ（線Ａ）に関し、屈折力が約１８．７ジオプターから約２２．１ジオプターに変化し、変化量が約３．４ジオプターであった。屈曲部１２０を有さない液体レンズ（線Ｂ）に関し、屈折力が約１５．５ジオプターから約２１．８ジオプターに変化し、変化量が約６．３ジオプターであった。従って、屈曲部１２０は、温度が変化したときの熱膨張から生じる屈折力の変化を低減することができる。本明細書に開示の屈曲部１２０を有する液体レンズは、１℃当たり０．１５ジオプター、１℃当たり０．１４ジオプター、１℃当たり０．１３ジオプター、１℃当たり０．１２ジオプター、１℃当たり０．１１ジオプター、１℃当たり０．１ジオプター、１℃当たり０．０９ジオプター、１℃当たり０．０８ジオプター、１℃当たり０．０７ジオプター、１℃当たり０．０６ジオプター、１℃当たり０．０５ジオプター、１℃当たり０．０４ジオプター、１℃当たり０．０３ジオプター、１℃当たり０．０２ジオプター、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意の範囲の熱誘導屈折力変化率を有し得る。液体レンズは、２０ｍｍの直径、１５ｍｍ、１２ｍｍ、１０ｍｍ、８ｍｍ、６ｍｍ、５ｍｍ、４ｍｍ、３ｍｍ、２ｍｍ、これ以下、これ等の間の任意の値、又はこれ等の値の任意の組み合わせによって区切られた任意範囲の直径を有する窓部１１０を備えることができる、但し、一部の実装形態において、別のサイズを使用することができる。

【0065】

本開示は特定の実施形態及び実施例を含んでいるが、当業者は、範囲が具体的に開示された実施形態を超えて他の代替実施形態及び／又は使用、並びにその明白な改良及びその均等物に及ぶことを理解するであろう。加えて、実施形態のいくつかの変形を詳細に示し、説明したが、当業者には、本開示に基づいて、他の改良が容易に明らかになるであろう。また、実施形態の特定の特徴及び態様の様々な組み合わせ又は小組み合わせが可能であり、それも本開示の範囲に属するものと考えている。当然のことながら、開示した実施形態の様々な特徴及び態様を互いに組み合わせるか、又は置換して、実施形態の各種の態様を構成することができる。本明細書に開示のいずれの方法も、列挙された順序で実行する必要はない。従って、前述の特定の実施形態によって、範囲が限定されるべきではないことを意図している。

【0066】

別に明記しない限り、又は使用される文脈上別に解釈されない限り、特に「ｃａｎ」、「ｃｏｕｌｄ」、「ｍｉｇｈｔ」、又は「ｍａｙ」等の条件用語は、概して、特定の実施形態は、特定の機構、要素、及び／又はステップを含むが、別の実施形態は含んでいないことを暗示することを意図している。従って、かかる条件用語は、概して、１つ以上の実施形態に機構、要素、及び／又はステップが何等かの形で必要であること、又は特定の実施形態において、ユーザー入力又はプロンプトの有無に関わらず、これ等の機構、要素、及び／又はステップを実行するか否かを決定するロジックを、１つ以上の実施形態が必ず含んでいることを示唆するものではない。本明細書における見出しは、読者の便宜を図るためだけのものであって、範囲を限定することを意味するものではない。

【0067】

更に、本明細書に記載の装置、システム、及び方法は、様々な改良及び代替形態が容易であるが、その特定の例を図面に示し、本明細書に詳述してある。しかし、当然のことながら、本開示は、開示した特定の形態又は方法に限定されるものではなく、反対に、説明した様々な実装形態の精神及び範囲に属するすべての改良、均等部、代替形態を網羅するものである。更に、１つの実装形態又は実施形態に関連する特定の機能、態様、方法、特徴、特性、品質、属性、要素等の本明細書における開示は、本明細書に記載の別のすべての実装形態又は実施形態において使用することができる。本明細書に開示の方法は、列挙された順序で実行する必要はない。本明細書に開示の方法は、専門家が取る特定の行動を含むことができるが、これ等の行動の任意のサードパーティーの命令も、明示的又は暗示的に含むことができる。

【0068】

本明細書に開示の範囲は、ありとあらゆる重複、部分範囲、及びこれ等の組み合わせも含む。「以下」、「少なくとも」、「より大きい」、「より小さい」、「間の」等の用語は、記述された数字を含む。「約」や「略」等の用語が前に付いている数字は、記述された数字を含み、状況に基づいて（例えば、±５％、±１０％、±１５％等、その状況下において合理的に可能な限り）正確に解釈する必要がある。例えば、「約３．５ｍｍ」は「３．５ｍｍ」を含む。「実質的に」等の用語が先行する語句は、記述された語句を含み、状況に基づいて（例えば、その状況下において合理的に可能な限り）解釈する必要がある。例えば、「実質的に一定」は「一定」を含む。別に明記しない限り、すべての測定値は、周囲温度及び圧力を含む標準条件におけるものである。

【0069】

以下、本発明の好ましい実施形態を項分け記載する。

【0070】

実施形態１
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。

【0071】

実施形態２
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。

【0072】

実施形態３
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。

【0073】

実施形態４
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。

【0074】

実施形態５
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。

【0075】

実施形態６
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。

【0076】

実施形態７
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。

【0077】

実施形態８
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。

【0078】

実施形態９
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。

【0079】

実施形態１０
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。

【0080】

実施形態１１
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。

【0081】

実施形態１２
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。

【0082】

実施形態１３
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。

【0083】

実施形態１４
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。

【0084】

実施形態１５
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。

【0085】

実施形態１６
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。

【0086】

実施形態１７
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。

【0087】

実施形態１８
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。

【0088】

実施形態１９
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。

【0089】

実施形態２０
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。

【0090】

実施形態２１
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。

【0091】

実施形態２２
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。

【0092】

実施形態２３
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。

【0093】

実施形態２４
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。

【0094】

実施形態２５
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。

【0095】

実施形態２６
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。

【0096】

実施形態２７
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。

【0097】

実施形態２８
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。

【0098】

実施形態２９
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。

【0099】

実施形態３０
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。

【符号の説明】

【0100】

１００ 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

【図1A】

【図1B】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】