特許 7500542 配向非依存性コマ補償液体レンズ

(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】2024-06-07

(45)【発行日】2024-06-17

(54)【発明の名称】配向非依存性コマ補償液体レンズ

(51)【国際特許分類】

   G02B 3/12 20060101AFI20240610BHJP

   G02C 7/08 20060101ALI20240610BHJP

   G02B 15/00 20060101ALI20240610BHJP

   G02B 7/04 20210101ALI20240610BHJP

   G02B 7/28 20210101ALI20240610BHJP

   G02B 7/02 20210101ALI20240610BHJP

   G02B 26/08 20060101ALI20240610BHJP

【ＦＩ】

G02B3/12

G02C7/08

G02B15/00

G02B7/04 Z

G02B7/28 Z

G02B7/02 F

G02B26/08 H

【請求項の数】 13

(21)【出願番号】P 2021509920

(86)(22)【出願日】2019-08-22

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2021-12-16

(86)【国際出願番号】 EP2019072524

(87)【国際公開番号】W WO2020039047

(87)【国際公開日】2020-02-27

【審査請求日】2022-08-05

(31)【優先権主張番号】18190314.7

(32)【優先日】2018-08-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】18198367.7

(32)【優先日】2018-10-02

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】19162999.7

(32)【優先日】2019-03-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(31)【優先権主張番号】19182421.8

(32)【優先日】2019-06-25

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】515100639

【氏名又は名称】オプトチューン スウィツァランド アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100149032

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 敏明

(72)【発明者】

【氏名】ニーデラー，デイヴィッド アンドレアス

(72)【発明者】

【氏名】スモルカ，ステファン

【審査官】池田 博一

(56)【参考文献】

【文献】国際公開第２０１４／１８１４１９（ＷＯ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１７６８９８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特表２００７－５１８１３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００７－５３８３３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００９／０１９５８８２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】独国特許出願公開第１０２００７００４０８０（ＤＥ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１６／００７００３８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１４／０１６８６０３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｂ ３／１２

Ｇ０２Ｃ ７／０８

Ｇ０２Ｂ １５／００

Ｇ０２Ｂ ７／０４

Ｇ０２Ｂ ７／２８

Ｇ０２Ｂ ７／０２

Ｇ０２Ｂ ２６／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

－ 第１の質量密度（ρ_１）及び第１の屈折率（ｎ_１）を備える第１の透明な液体（Ｌ１）で充填される第１のチャンバー（Ｃ１）、
－ 第２の質量密度（ρ_２）及び第２の屈折率（ｎ_２）を備える第２の透明な液体（Ｌ２）で充填される第２のチャンバー（Ｃ２）、
－ 前記２つのチャンバー（Ｃ１、Ｃ２）を互いに分離し、かつ第１の液体（Ｌ１）及び第２の液体（Ｌ２）に接触する透明かつ弾性変形可能な第１の膜（１２）であって、前記第１の質量密度（ρ_１）は、前記第２の質量密度（ρ_２）よりも大きく、かつ前記第１の屈折率（ｎ_１）は、前記第２の屈折率（ｎ_２）よりも小さい、又は、前記第１の質量密度（ρ_１）は、前記第２の質量密度（ρ_２）よりも小さく、かつ前記第１の屈折率（ｎ_１）は、前記第２の屈折率（ｎ_２）よりも大きい、前記第１の膜（１２）、
－ 第２の透明かつ弾性変形可能な第２の膜（２２）であって、周囲の空気から第２のチャンバー（Ｃ２）を区切る役割を果たし、調整可能な曲率を有する、前記第２の膜（２２）、
－ 円周方向の第１の側壁（１０）であって、第１の側面（１０ａ）及び第２の側面（１０ｂ）を備え、前記第２の側面（１０ｂ）は第１の側面（１０ａ）から離れた方向を向く、前記第１の側壁（１０）、及び
－ 第１の透明かつ硬質のカバー要素（１１）であって、前記第１の側壁（１０）の前記第１の側面（１０ａ）に接続され、かつ前記第１の膜（１２）は前記第１のチャンバー（Ｃ１）を包囲するために前記第１の側壁（１０）の前記第２の側面（１０ｂ）に接続される、前記第１のカバー要素（１１）
を備える、レンズ（１）。

【請求項2】

前記レンズ（１）の光軸（Ａ）が水平位置にある場合、前記第１の膜（１２）は、前記第１の液体（Ｌ１）に面している表面（１２０）に、少なくとも凸部（１２ｄ）と、少なくとも凹部（１２ｅ）とを形成することを特徴とする、請求項１に記載のレンズ（１）。

【請求項3】

前記第１の膜の剛性ｓ_１、及び前記第２の膜の剛性ｓ_２は、次式：

【数1】

によって与えられる、請求項１～２のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項4】

前記レンズ（１）は、円周方向の第１の側壁（１０）を備え、前記第１の側壁（１０）は、第１の側面（１０ａ）及び第２の側面（１０ｂ）を備え、前記第２の側面（１０ｂ）は、前記第１の側面（１０ａ）から離れる方向を向き、かつ前記レンズ（１）は、第１の透明なカバー要素（１１）を備え、前記第１のカバー要素（１１）は、前記第１の側壁（１０）の第１の側面（１０ａ）に接続され、かつ前記第１の膜（１２）は、前記第１のチャンバー（Ｃ１）を形成するために、前記第１の側壁（１０）の前記第２の側面（１０ｂ）に接続され、及び／又は前記レンズ（１）は、前記第１の側壁（１０）に接続される第２の側壁（２０）を備え、前記第２の側壁（２０）は、第１の側面（２０ａ）及び第２の側面（２０ｂ）を備え、前記第２の側壁（２０）の前記第２の側面（２０ｂ）は、前記第２の側壁（２０）の第１の側面（２０ａ）から離れる方向を向き、かつ前記第２の側壁（２０）の第１の側面（２０ａ）は、前記第１の膜（１２）に接続され、かつ前記第２の側壁（２０）の第２の側面（２０ｂ）は、前記第２のチャンバー（Ｃ２）を形成するために、前記第２の膜（２２）に接続されることを特徴とする、請求項１～３のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項5】

前記第１の側壁（１０）の前記第２の側面（１０ｂ）の円周方向の縁（３１ａ）、及び／又は前記第２の側壁（２０）の前記第１の側面（２０ａ）の円周方向の縁（３１ｂ）は、前記第１の膜（１２）の部分（１２ａ）を規定する第１のレンズ成形器を形成し、前記第１の膜（１２）の前記部分（１２ａ）は、調整可能な曲率を備え、かつ前記第２の側壁（２０）の第２の側面（２０ｂ）の円周方向の縁（３１ｃ）は、前記第２の膜（２２）の部分（２２ａ）を規定する第２のレンズ成形器を形成し、前記第２の膜（２２）の前記部分（２２ａ）は、調整可能な曲率を備えることを特徴とする、請求項４に記載のレンズ（１）。

【請求項6】

前記レンズ（１）は、前記第１の膜（１２）に接続される第１のレンズ成形器（３０ａ）及び前記第２の膜（２２）に接続される第２のレンズ成形器（３０ｂ）を備え、前記第１及び第２のレンズ成形器（３０ａ、３０ｂ）は、前記第２のチャンバー（Ｃ２）内の前記第２の液体（Ｌ２）に浸漬され、かつ前記第１のレンズ成形器（３０ａ）は、前記第１の膜（１２）の部分（１２ａ）を規定する円周方向の内縁（３１ａ）を備え、前記第１の膜（１２）の前記部分（１２ａ）は、調整可能な曲率を備え、かつ前記第２のレンズ成形器（３０ｂ）は、前記第２の膜（２２）の部分（２２ａ）を規定する円周方向の内縁（３１ｂ）を備え、前記第２の膜（２２）の前記部分（２２ａ）は、調整可能な曲率を備えることを特徴とする、請求項４に記載のレンズ（１）。

【請求項7】

前記第１の側壁（１０）は、弾性的に変形可能であることを特徴とする、請求項４、又は請求項４を参照する場合の請求項５又は６のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項8】

前記レンズ（１）は、円周方向の縁（３１）を備えるレンズ成形器（３０）を備え、前記レンズ成形器（３０）の円周方向の縁（３１）が前記第２の膜（２２）の部分（２２ａ）、並びに前記第１の膜（１２）の部分（１２ａ）を規定するように、前記レンズ成形器は、前記第２の膜（２２）の円周方向の境界領域（２２ｃ）に接続され、かつ前記第２の膜（２２）の前記境界領域（２２ｃ）は、前記第１の膜（１２）の円周方向の境界領域（１２ｃ）に接続され、それぞれの前記部分（１２ａ、２２ａ）は、調整可能な曲率を備え、かつ２つの前記膜（１２、２２）は、前記第２のチャンバー（Ｃ２）を包囲することを特徴とする、請求項１～４のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項9】

前記第１の膜（１２）及び前記第２の膜（２２）が第２のチャンバー（Ｃ２）を形成するように、前記第１の膜（１２）は、前記第１の側壁（１０）の第２の側面（１０ｂ）に接続される円周方向の境界領域（１２ｃ）を備え、かつ前記第２の膜（２２）は、前記第１の膜（１２）の境界領域（１２ｃ）に接続される円周方向の境界領域（２２ｃ）を備えることを特徴とする、請求項６に記載のレンズ（１）。

【請求項10】

前記第１の側壁（１０）は、レンズ成形器を形成し、前記第１の側壁（１０）の前記第２の側面（１０ｂ）の円周方向の、縁（３１）は、前記第１の膜（１２）の部分（１２ａ）、並びに前記第２の膜（２２）の部分（２２ａ）を規定し、前記第１の膜（１２）の前記部分（１２ａ）は、調整可能な曲率を備え、かつ前記第２の膜（２２）の前記部分（２２ａ）は、調整可能な曲率を備えることを特徴とする、請求項４～８のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項11】

前記第１の膜（１２）の剛性、前記第２の膜（２２）の剛性、前記質量密度（ρ_１、ρ_２）及び前記屈折率（ｎ_１、ｎ_２）は、前記第１及び前記第２の膜（１２、２２）の重力誘発コマ収差が補償されるように適合されていることを特徴とする、請求項１～１０のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項12】

前記レンズ（１）は、アクロマートを形成し、前記カバー要素（１１）は、前記第１の膜（１２）に対面する凹表面（１１ｂ）を備える平凹のカバー要素（１１）であることを特徴とする、請求項１～１１のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【請求項13】

前記レンズ（１）は、円周方向の第１の側壁（１０）を備え、前記第１の側壁（１０）は、第１の側面（１０ａ）及び第２の側面（１０ｂ）を備え、前記第２の側面（１０ｂ）は、前記第１の側面（１０ａ）から離れる方向を向き、かつ前記レンズ（１）は、第１の透明なカバー要素（１１）を備え、前記第１のカバー要素（１１）は、前記第１の側壁（１０）の前記第１の側面（１０ａ）に接続され、かつ前記第１の膜（１２）は、前記第１のチャンバー（Ｃ１）を形成するために、前記第１の側壁（１０）の前記第２の側面（１０ｂ）に接続され、かつ前記レンズ（１）は、第２の側壁（２０）を備え、前記第２の側壁（２０）は、第１の側面（２０ａ）及び第２の側面（２０ｂ）を備え、前記第２の側壁（２０）の前記第２の側面（２０ｂ）は、前記第２の側壁（２０）の前記第１の側面（２０ａ）から離れる方向を向き、かつ前記第２の側壁（２０）の前記第１の側面（２０ａ）は、前記第１の膜（１２）に接続され、かつ前記第２の側壁（２０）の前記第２の側面（２０ｂ）は、前記第２のチャンバー（Ｃ２）を形成するために、前記第２の膜（２２）に接続されることを特徴とする、請求項１～２のいずれか一項に記載のレンズ（１）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液体レンズに関する。

【0002】

特に、本発明の目的は、液体レンズの重力コマの問題を解決すること、すなわち、球面収差の低減、特に重力誘発波面収差の低減を提供することである。

【背景技術】

【0003】

重力誘発垂直コマ収差（本明細書では重力コマともいう）は、非回転対称の膜形状をもたらす静水圧差によって引き起こされる。言い換えれば、レンズ内の液体の重量により、レンズの下部での膜の変形が上部よりもいくらか高くなる。

【0004】

例えば、図１に示すとおり、断面Ａでは、断面Ｂよりも光路（レンズの厚み）がより小さい。容器から同じ距離にある異なる位置で生じる局所的な偏向／屈折力は、光学収差を誘発する液体レンズ全体で異なる。これまでのところ（例えば図２を参照）、重力コマは、硬質の非調整可能なコマプレートで補正される。しかし、これは１つの固定された配向及び特定の膜の偏向に対してのみ機能する。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

したがって、本発明の目的は、重力コマを低減するための、より特にいずれの重力誘発性収差を低減するための改良されたレンズを提供することである。

【0006】

「重力誘発収差」という用語は、特に、加速が不在の場合に適合される球形の、円筒形の、又は任意のゼルニケ項の組み合わせなどの膜形状からの膜形状の偏りによって引き起こされる加速依存の収差を指す。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この課題は、請求項１に記載のレンズによって解決される。本発明に従ったレンズの好ましい実施形態は、下位請求項に記載され、かつ以下において記載される。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】液体レンズにおける重力コマの発生を説明するための液体レンズの図式的な断面図である。

【図2】硬質の光学的要素を用いて重力誘発コマを補償する一般的な方法を示す。

【図3】本発明に従うレンズの実施形態の図式的断面図を示し、レンズは、中立状態の２つの膜、及び第１のチャンバー内の第１の液体、及び第２のチャンバー内の第２の液体を封入するための硬質のカバー要素を備え、カバー要素に隣接する第１のチャンバーに第１の液体をポンプして出し入れすることによって焦点距離が調整される。

【図4】図３に記載のレンズを示し、ここでは、膜は、第１のチャンバーにポンプされる第１の液体に起因する偏向状態にある。

【図5】図３に示される実施形態の改変の図式的断面を示し、膜は偏向状態にある。

【図6】図３に示される実施形態の更なる改変の図式的断面を示し、膜は偏向状態にある。

【図7】図３に示される実施形態の更なる改変の図式的断面図を示し、ここでは、第２の液体は、レンズの外側の第２の膜に隣接して配置される第２のチャンバーにポンプして出し入れする。

【図7A】図３に示される実施形態の更なる改変の図式的断面図を示し、ここでは、第１のカバー要素１１は、２つの曲面を有する。

【図8】重力誘発コマ収差を示す液体レンズを形成するために、液体レンズの側壁に取り付けられているカバー要素の図式的断面図を示す。

【図9】重力誘発コマ収差の補償を含むレンズを形成するために、図８の側壁に取り付けられている改変されたカバー要素の図式的断面図を示す。

【図10】図３に示される実施形態の更なる改変の図式的断面図を示し、ここでは、レンズは、２つの対向する硬質のカバー要素を備える。

【図11】本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示し、レンズは、２つの対向する硬質のカバー要素を備え、特に、組み合わされるレンズの重力誘発コマ収差の補償を提供するために、更なるレンズに取り付けられるように構成される独立した補正要素として機能するように構成される。

【図12】２つの対向する硬質のカバー要素及び弾性変形可能な側壁を備える本発明に従うレンズの更なる実施形態（Ａ）及び実施形態（Ｂ）の図式的断面図を示す。

【図13】本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示し、レンズは、レンズの焦点距離を調整するための可動レンズ成形器を備える。

【図13A】本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示し、レンズは、レンズの焦点距離を調整するための可動レンズ成形器及び作動膜を備える。

【図14】レンズの焦点距離を調整するための可動レンズ成形器を備える、本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示す。

【図15】浸漬レンズ成形器を備える本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示す。

【図16】アクロマートとして構成される本発明に従うレンズの更なる実施形態の図式的断面図を示す。

【図17】コマ補償なしの液体レンズの外膜上の重力誘発コマ収差に関するデータを示す。

【図18】本発明による全体的なコマ補償の最適化を例示するデータを示す。

【図19】４０ｍｍの開口レンズの重力誘発コマ収差の補償に関する実験データを示す。

【図20】光学ズームの構成要素としての本発明に従う２つのレンズを示し、（Ａ）は広角ズーム状態を示し、（Ｂ）は望遠ズーム状態を示す。

【図21】本発明に従うレンズの更なる実施形態を示し、これは、コマ補償を含む凸レンズ又は凹レンズを形成するように調節することができるレンズの実装に対応し、（Ａ）は、負の焦点距離を有するレンズの状態を示し、（Ｂ）は、正の焦点距離を有するレンズの状態を示す。

【図22】異なるサイズの開口部分を有する膜を有する実施形態を示す。

【図23】異なるサイズの開口部分を有する膜を有する実施形態を示す。

【図24】レンズの開口部を制限するための開口要素を有する実施形態を示す。

【図25】重力誘発コマを負う弾性膜、及び楕円膜を有する従来の焦点調整レンズについてのシミュレーション結果を示す。

【図26】眼鏡の形態における本発明の一実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0009】

請求項１によれば、レンズが開示され、前記レンズは以下を備える：
－ 第１の質量密度（ρ_１）及び第１の屈折率（ｎ_１）を備える第１の透明な液体（Ｌ１）で充填される第１のチャンバー（Ｃ１）、
－ 第２の質量密度（ρ_２）及び第２の屈折率（ｎ_２）を備える第２の透明な液体（Ｌ２）で充填される第２のチャンバー（Ｃ２）、及び
－ ２つのチャンバー（Ｃ１、Ｃ２）を互いに分離し、第１の液体（Ｌ１）及び第２の液体（Ｌ２）に接触する、透明かつ弾性変形可能な第１の膜（１２）であって、前記質量密度（ρ１、ρ２）及び前記屈折率（ｎ_１、ｎ_２）は、レンズ（１）の加速依存収差、特に重力誘発収差、特に重力誘発コマ収差が低減又は防止されるように選択される、前記第１の膜（１２）。

【0010】

本発明の独立した実現において、本発明は、以下に開示されるとおり請求することができる：
レンズであって、以下を備える：
－ 第１の質量密度及び第１の屈折率を備える第１の透明な液体で充填される第１のチャンバー、
－ 第２の質量密度及び第２の屈折率を備える第２の透明な液体で充填される第２のチャンバー、及び
－ ２つのチャンバーを互いに分離し、第１の液体及び第２の液体と接触する、透明かつ弾性的に変形可能な第１の膜であって、前記質量密度及び前記屈折率は、レンズの重力誘発コマ収差が低減又は防止されるように選択される、前記第１の膜。

【0011】

特に、一実施形態では、レンズの光軸が水平位置にある場合に、第１の膜は、レンズの前記重力誘発コマ収差を低減又は防止するように、第１の液体に対面する表面上に少なくとも凸部及び少なくとも凹部を形成する。

【0012】

さらに、本発明の一実施形態によれば、質量密度及び屈折率は、レンズの重力誘発コマ収差が、レンズの光軸の配向とは無関係に低減又は防止されるように選択される。

【0013】

本発明に従うレンズが重力誘発コマ収差を補償又は低減する一方で、前記レンズはさらに、焦点距離を調整するための弾性膜を有するレンズに内在する任意の重力誘発の表面の収差又は変化を黙示的に補償及び低減することに留意されたい。

【0014】

特に、本発明に従うレンズは、任意の外部、特に液体の加速を引き起こす時間変化する力によって誘発される膜表面収差を補償及び／又は低減するように暗黙的に構成される。

【0015】

したがって、例えば、本発明に従うレンズが眼鏡に備えられる場合には、例えば歩行時などの装着者の動き（すなわち加速）に起因する収差も同様に低減又は防止される。

【0016】

さらに、非円形の膜について、「コマ」という用語は、重力などの外力に起因して膜に誘発される収差として理解される必要があることに留意されたい。

【0017】

丸い膜の場合、コマだけでなく、傾きも本発明に従うレンズによって補償及び／又は低減される。

【0018】

本発明はまた、レンズに代えて光学素子にも適用することが可能である。このような光学素子は、請求項１の特徴を含むことが可能である。

【0019】

さらに、「重力誘発コマ」又は「重力誘発コマ収差」という用語は、下位請求項において、又は本明細書に記載される個々の実施形態において、例えば「加速依存性収差」と置き換えることが可能である。

【0020】

明示的に異なるように指定されない限り、本明細書全体を通して、本発明に従うレンズの任意の膜又は膜の調整可能な部分は、非円形の、丸くない形状を有することができることが明示的に言及されている。

【0021】

さらに、一実施形態によれば、第１の質量密度は第２の質量密度よりも小さく、かつ第１の屈折率は第２の屈折率よりも大きい。

【0022】

さらに別の実施形態によれば、第１の質量密度は第２の質量密度よりも大きく、かつ第１の屈折率は第２の屈折率よりも小さい。

【0023】

さらに、一実施形態によれば、レンズは、第２の透明かつ弾性変形可能な膜を備え、第２の膜は第１の膜に対面している。

【0024】

さらに、第１のチャンバー内に第１の液体を保持するために、レンズは、実施形態に従って円周方向の第１の側壁を備える。さらに、前記第１の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備えることが可能であり、この第２の側面は第１の側面から離れた方向を向いている。さらに、一実施形態によれば、レンズは、第１の透明なカバー要素を備えることが可能であり、このカバー要素は、側壁に（すなわち、一体的に又は別個の要素として）接続されている。特に、第１の透明なカバー要素は、第１の側壁の第１の側面に接続することが可能であり、この第１の膜は、第１のチャンバーを包囲する第１の側壁の第２の側面に接続されている。しかしながら、カバー要素はまた、側壁と一体的に形成することができ、この第１の膜は、次いで側壁の側面部（上記第２の側面と称される）に接続される。

【0025】

特に、カバー要素は、第１の膜又は第２の膜とは対照的に、硬質のカバー要素である。

【0026】

さらに、一実施形態によれば、レンズは、第１の側壁に接続される第２の側壁を備え、第２の側壁は、第１の側面と第２の側面を備え、第２の側壁の第２の側面は、第２の側壁の第１の側面から離れる方向を向き、かつ第２の側壁の第１の側面は、第１の膜に接続され、かつ第２の側壁の第２の側面は、第２のチャンバーを包囲するように、特に第１の膜は、第１の側壁と第２の側壁との間、特にカバー要素と第２の膜との間に配置されるように、第２の膜に接続される。

【0027】

例えば、「接続される」という用語は、特に、例えば、第２の側壁への第１の側壁の機械的な連結のように、２つの部品の機械的な連結又は接合されるアセンブリを指す。機械的な連結は、特定の実施形態における第１の側壁及び第２の側壁のような、同心性に配置され、かつ等しい直径を有する、２つの部品、例えば２つの環形状の要素によって、対面する直接的な当接によってもたらされる。

【0028】

さらに、同じ文脈において、「接続される」という用語は、特に、特定の実施形態に従う第１及び第２の側壁などの、異なる直径の２つの環形状の要素の間の機械的連結又は接続を指す。

【0029】

いくつかの実施形態では、第１の特に環形状の壁などの第１の要素の外径は、第２の特に環状の側壁などの第２の要素の内径よりも大きく、又はその逆もある。

【0030】

さらに、「接続される」という用語に関してなお同じ文脈において、第１の側壁と第２の側壁との間、又はより全般的に第１の要素と第２の要素との間の機械的連結は、この第１の側壁と第２の側壁との間（又はより全般的に第１の要素と第２の要素との間）の機械的連結、すなわち接続を容易にする第３の構成要素を備え、かつ含む。この第３の構成要素は、例えば、１つ又は複数の：弾性クリップ；リング、例えばエラストマー材料のリング；糸を含むリング；１つ以上の弾性クリップ構成要素を備えるリング；膜材料及び／又は膜部分；接着材料；及びハンダ付け材料を含む。いくつかの実施形態では、膜材料は、第１の側壁と第２の側壁との間で圧縮される。

【0031】

いくつかの実施形態では、第１の側壁が第２の側壁の内径よりも小さい外径を有する場合、第３の構成要素は、例えば、第２の側壁の開口部と第１の側壁の対向する開口部とを包囲する円状バッフルとして、第１の環と第２の環との間の機械的接続を確立する膜又は膜部分である。

【0032】

例えば、この膜は、第１の側壁の開口部にシールを形成し、かつ第２の側壁の開口部にシールを形成する。

【0033】

例えば、第１の側壁と第２の側壁とを接続する膜の環状部分には、引っ張り応力、例えば半径方向の応力に供される。

【0034】

例えば、１つ又は複数のこの接続構成要素には、１つ又は複数の：弾性クリップ；ねじ山；低挿入力ソケット；ゼロ挿入力機構、例えばレバー、リベット、ねじ、クランプ、接着剤、バイオネット（ｂａｙｏｎｅｔ）コネクタ、スロット、及び磁石を含む。

【0035】

第１の部品と第２の部品との間の接続を形成する方法は、非限定的に：例えば力を挿入するステップ；例えば接着剤を使用する接着ステップ；ろう付けステップ；溶接ステップ、例えばプラズマ溶接；ハンダ付けステップ；磁化場を形成することを含むステップ；クランプステップ；真空成形ステップ；第１の環と第２の環との間の１つ又は複数の第３の構成要素を配置することを含むステップ；第１の環と第２の環との間に１つ又は複数の第３の構成要素を延伸することを含むステップ；及び第１の環と第２の環との間に１つ又は複数の第３の構成要素を圧縮することを含むステップ、を含む１つ又は複数のステップが挙げられる。

【0036】

更なる実施形態によれば、第１の側壁の第２の側面の円周方向の、特に円形の縁、及び／又は第２の側壁の第１の側面の円周方向の、特に円形の縁が、第１の膜の部分を規定する第１のレンズ成形器を形成し、前記第１の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備え、かつ第２の側壁の第２の側面の円周方向の、特に円形の縁が、第２の膜の前記部分を規定する第２のレンズ成形器を形成し、前記第２の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備える。この膜のこれらの部分に作用することで、それぞれの曲率を変化させるように、レンズの焦点距離を調整することができる。

【0037】

さらに、代替的な実施形態によれば、レンズは、第１の膜に接続される第１のレンズ成形器及び第２の膜に接続される第２のレンズ成形器を備え、この第１及び第２のレンズ成形器は、第２のチャンバー内の第２の液体に浸漬され、かつ第１のレンズ成形器は、第１の膜の部分を規定する円周方向の、特に円形の内縁を備え、第１の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備え、かつ第２のレンズ成形器は、第２の膜の部分を規定する円周方向の、特に円形の内縁を備え、第２の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備える。

【0038】

さらに、一実施形態によれば、第２の側壁は、第２の側壁の第１の側面に形成された円周方向の窪みを備え、第１の側壁及び第１の側壁の第２の側面に接続される第１の膜は、前記窪みに挿入される。

【0039】

特に、この実施形態は、前記窪みに挿入される硬質のカバー要素が、重力コマ補正を可能にする代替要素によって前に置き換えられている場合に有利である。次いで、この置換要素は、第１の側壁と、カバー要素及びそれに接続される第１の膜とによって形成することができる。

【0040】

さらに、一実施形態によれば、第１の側壁は、特にレンズが第１及び／又は第２の液体の熱膨張を補償することを可能にするように、弾性変形可能であり、特にベローズとして形成される。

【0041】

さらに、一実施形態によれば、レンズは、例えば円周方向の、特に円形の内縁を備える環状レンズ成形器を備え、レンズ成形器の円周方向の、特に円形の縁が第２の膜の部分並びに第１の膜の部分を規定するように、前記レンズ成形器は、第２の膜の円周方向の境界領域へ接続され、かつ第２の膜の境界領域は、第１の膜の円周方向の境界領域に接続され、それぞれの前記部分は、調整可能な曲率を備え、かつ前記２つの膜は、第２のチャンバーを包囲している。

【0042】

さらに代替的な実施形態によれば、第１の膜及び第２の膜が第２のチャンバーを包囲するように、第１の膜は、第１の側壁の第２の側面へ接続される円周方向の境界領域を含み、かつ第２の膜は、第１の膜の境界領域へ（例えば、合同の様式で）接続される円周方向の境界領域を含む。

【0043】

特に、一実施形態では、第１の側壁は、（例えば、環状の）レンズ成形器を形成し、第１の側壁の第２の側面の円周方向の、特に円形の縁は、第１の膜の部分、並びに第２の膜の部分を規定し、前記第１の膜の部分は、調整可能な曲率を備え、かつ前記第２の膜の部分は、調整可能な曲率を備える。

【0044】

さらに、本発明に従うレンズの一実施形態によれば、第１の膜の剛性、第２の膜の剛性、第１のチャンバーの体積、第２のチャンバーの体積、前記質量密度及び前記屈折率は、第１の膜及び第２の膜の重力誘発コマ収差が、特にゼロに補償されるように適合されている。

【0045】

特に、一実施形態によれば、第１の膜の表面形状Ｚ_７ ^（１）及び第２の膜の面形状Ｚ_７ ^（２）のゼルニケ係数は次式のように選択される：

【数1】

【0046】

特に、当該最新技術に従う硬質の補償と比較して、結果として得られる波面は、液体レンズと同一の重力依存性を有し、すべての方向でコマを補償する。

【0047】

本発明の別の実施形態によれば、第１の膜及び第２の膜は、同じ材料から生成される。

【0048】

本発明の別の実施形態によれば、第１の膜は第１の開口部を備え、第２の膜は第２の開口部を備え、第１の開口部及び第２の開口部は、光が伝播することができるそれぞれの膜上の領域によってそれぞれ規定される。

【0049】

本発明の一実施形態によれば、第１の開口部分及び第２の開口部分は、同じ大きさを有し、特に、第１の質量密度ρ_１は、第２の質量密度ρ_２よりも大きく、かつ第１の屈折率ｎ_１は、第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0050】

さらに別の実施形態によれば、第１の膜の剛性ｓ_１及び第２の膜の剛性ｓ_２は、次式により与えられる：

【数2】

特に、第１の開口部分及び第２の開口部分は、同じ大きさ、特に同じ半径を有する場合、又はレンズが本質的にコリメート光を投射又は受けるように構成されている場合であり、特に、ここで、第１の質量密度ρ_１は、第２の質量密度ρ_２よりも大きく、かつ第１の屈折率ｎ_１は、第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0051】

この実施形態は、入射光の開口角は比較的小さい、すなわち、入射光は本質的にコリメートされている望遠レンズ系などの光学系において、コマ補償レンズを可能にする。

【0052】

本発明の一実施形態によれば、第１の開口部分は第２の開口部分よりも小さく、特に、第１の質量密度ρ_１は、第２の質量密度ρ_２よりも大きく、かつ第１の屈折率ｎ_１は、第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0053】

本発明の別の実施形態によれば、第１の膜の剛性ｓ１及び第２の膜の剛性ｓ２は、次式によって与えられる：

【数3】

式中、Ｒ_１は、第１の開口部分の半径であり、Ｒ_２は、第２の開口部分の半径であり、特に第１の開口部分又は第１の半径は、第２の開口部分又は第２の半径よりも小さいサイズであり、特に、第１の質量密度ρ_１は、第２の質量密度ρ_２よりも大きく、かつ第１の屈折率ｎ_１は、第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0054】

この実施形態は、入射光の開口角が比較的大きい、すなわち入射光が発散する広角レンズ系などの光学系において、コマ補償レンズを可能にする。

【0055】

この実施形態はさらに、膜剛性比率

【数4】

が低減されたコマ補正レンズを可能にし、したがって、物理的な膜要件を緩和する。

【0056】

本発明の別の実施形態によれば、第１の膜の厚さｔ_１及び第２の膜の厚さｔ_２は、次式によって与えられる：

【数5】

式中、Ｒ_１は、第１の開口部分の半径であり、Ｒ_２は、第２の開口部分の半径であり、特に、第１の開口部分又は第１の半径は、第２の開口部分又は第２の半径よりも小さいサイズの場合であり、特に、第１の質量密度ρ_１は、第２の質量密度ρ_２よりも大きく、かつ第１の屈折率ｎ_１は、第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0057】

本発明の別の実施形態によれば、第１の側壁は、第１の開口部分を規定又は形成し、第２の側壁は、第２の開口部分を規定又は形成する。

【0058】

さらに、本発明の別の実施形態によれば、第１の開口部分は、調整可能な曲率を備える第１の膜の部分であり、及び／又は第２の開口部分は、調整可能な曲率を備える第２の膜の部分である。

【0059】

本発明の別の実施形態によれば、レンズは、第１の開口要素を備え、第１の開口要素は、第１の膜の光学開口部、特に第１の開口部分を制限する。

【0060】

本発明の別の実施形態によれば、レンズは第２の開口要素を備え、第２の開口要素は、第２の膜の光学的開口部、特に第２の開口部分を制限する。

【0061】

本発明の別の実施形態によれば、第１及び／又は第２の開口要素は、第１及び／又は第２のレンズ成形器に備えられる、又はそれと一体的に形成される。

【0062】

本発明の別の実施形態によれば、レンズは、第１の透明なカバー要素に備えられる開口要素を備える。

【0063】

本発明の別の実施形態によれば、第１の開口要素は、第１の透明なカバー要素に備えられる。

【0064】

本発明の別の実施形態によれば、第２の開口要素は、第２の透明なカバー要素に備えられる。

【0065】

さらに、一実施形態によれば、レンズはアクロマートを形成し、特に第１のカバー要素は、第１の膜に対面する凹面を備える平凸カバー要素である。特に、第１のカバー要素は、ポリカーボネートから形成することができ、ｎ＝１．５８の屈折率を備えることができる。特に、第１のカバー要素に隣接する第１のチャンバー内の第１の液体は、第２の液体よりも大きな分散及び／又は屈折率を備える。特に、第１の液体の第１の屈折率はｎ_１＝１．５７であり得、一方、第２の液体の第２の屈折率はｎ_２＝１．３であり得る。

【0066】

さらに、本発明の実施形態によれば、レンズは、円周方向の第１の側壁を備え、第１の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備え、第２の側面は、第１の側面から離れる方向を向き、かつレンズは、透明な第１のカバー要素を備え、かつ第１のカバー要素は、第１の側壁の第１の側面に接続され、かつ第１の膜は、第１のチャンバーを包囲するために第１の側壁の第２の側面に接続され、かつレンズは、第２の側壁を備え、第２の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備え、第２の側壁の第２の側面は、第２の側壁の第１の側面から離れる方向を向き、かつ第２の側壁の第１の側面は、第１の膜に接続され、かつ第２の側壁の第２の側面は、第２のチャンバーを包囲するために透明な第２のカバー要素に接続され、その結果、特に、第１の膜は、第１の側壁と第２の側壁との間に、特に２つのカバー要素の間に配置される。特に、第１の膜とは対照的に、カバー要素は硬質のカバー要素である。

【0067】

本発明の別の実施形態によれば、第１のカバー要素は、第１の液体に面する第１の曲面、及び特に、大気などのレンズの外側に面する第１の曲面の反対側に配置される第２の曲面を有し、第１及び／又は第２の曲面は、第１のカバー要素が硬質のレンズを形成するように曲率を示す。

【0068】

本発明の別の実施形態によれば、第１のカバー要素は、第１の液体に面する第１の曲面、及び特に大気などのレンズの外側に面する第１の曲面の反対側に配置される第２の曲面を有し、特に、第１及び第２の曲面は、同じ曲率、特に同じ曲率半径を有する、又は第１及び第２の曲面は、正のメニスカスレンズ又は負のメニスカスレンズのいずれかを形成する異なる曲率を有する。

【0069】

この実施形態は、調節可能な焦点屈折力（ｆｏｃａｌ ｐｏｗｅｒ）の範囲をオフセットすることを可能にする。例えば、カバー要素に負の屈折力を提供する負のメニスカスを提供することによって、レンズは、純粋に正の屈折力の範囲を有することからシフトすることができ（カバー要素の表面が例えば平面である場合のように）、例えば、０．５ｄｐｔ～３ｄｐｔから、純粋に負の屈折力の範囲、例えば－３ｄｐｔ～－０．５ｄｐｔである。

【0070】

別の実施形態によれば、カバー要素の第１及び／又は第２の表面は、円錐又は円柱などの収差の光学的補正を提供するように形成される。

【0071】

本発明の更なる実施形態によれば、レンズは、第１のチャンバーと流動接続（ｆｌｏｗ ｃｏｎｎｅｃｔｉｏｎ）するアクチュエータ及びポンプリザーバを備え、アクチュエータは、第１の膜の前記部分及び／又は第２の膜の前記部分の曲率を調整し、それによりレンズの焦点距離を調整するために、第１の液体をポンプリザーバから第１のチャンバーに、又は第１のチャンバーからポンプリザーバにポンプするように構成されている。

【0072】

特に、一実施形態では、第２のチャンバーは、アクチュエータによって生成される第１のチャンバー内の第１の液体の圧力変化を補償するために、弾性変形可能な壁部分によって少なくとも部分的に区切られる。

【0073】

さらに、本発明の代替的な実施形態によれば、レンズは、第２のチャンバーと流動接続するアクチュエータ及びポンプリザーバを備え、アクチュエータは、第１の膜の前記部分及び／又は第２の膜の前記部分の曲率を調整するために、第２の液体を、ポンプリザーバから第２のチャンバーに、又は第２のチャンバーからポンプリザーバにポンプするように構成される。

【0074】

特に、一実施形態では、第１のチャンバーは、アクチュエータによって生成される第２のチャンバー内の第２の液体の圧力変化を補償するために、弾性変形可能な壁部分によって少なくとも部分的に区切られている。

【0075】

さらに、本発明によるレンズの実施形態によれば、レンズは、更なるレンズに取り付けられるように構成され、更なるレンズは、透明なカバー要素、透明かつ弾性的に変形可能な膜、及び側壁を備え、更なるレンズのカバー要素及び更なるレンズの膜は、更なるレンズのチャンバーを包囲するために、更なるレンズの側壁に接続され、更なるレンズのチャンバーは、透明な第３の液体で充填され、かつレンズは、レンズの第１のカバー要素と、更なるレンズの膜との間に空隙が形成されるように、更なるレンズに取り付けられるように構成される。

【0076】

本明細書では、特に、この実施形態では、レンズは、例えば、重力コマを補償するために別のレンズに取り付けることができるスタンドアロンの補正レンズ要素を形成する。

【0077】

特に、本発明の一態様によれば、レンズ及び更なるレンズを含むレンズ系（ｓｙｓｔｅｍ）が開示され、レンズの第１のカバー要素と、更なるレンズの膜との間に空隙が形成されるように、更なるレンズがレンズに取り付けられる。

【0078】

さらに、本発明の実施形態によれば、レンズの側壁は、特に、第１及び第２の（特に硬質）カバー要素に形状変化荷重を付与することなく、第１及び第２の液体の熱膨張を可能にするように、弾性変形可能である。

【0079】

特に、一実施形態によれば、レンズの側壁は、レンズの光軸に平行な方向に、及び／又は前記光軸に垂直に延びる半径方向に弾性変形可能である。

【0080】

特に、一実施形態では、第１の側壁はベローズとして形成される。さらに、一実施形態によれば、第２の側壁は、ベローズとして形成される。

【0081】

さらに、一実施形態によれば、第１の側壁の剛性及び第２の側壁の剛性は、第１の液体の体積熱膨張係数及び第２の液体の体積熱膨張係数に対して、レンズの焦点屈折力及び／又はコマ収差補償が液体の温度に対して一定のままであるように、適合される。特に、前記側壁の前記剛性は、等しくすることができる。

【0082】

さらに、代替的な実施形態によれば、第１のチャンバーの体積及び第２のチャンバーの体積は、第１の液体の体積熱膨張係数に対して、及び第２の液体の体積熱膨張係数に対して、レンズの焦点屈折力及び／又はコマ収差補償が液体の温度に対して一定のままであるように適合される。特に、本明細書では、側壁の剛性を等しくすることができる。

【0083】

さらに、代替的な実施形態によれば、第１のチャンバーは、第１のカバー要素に形状変化荷重を与えることなく第１の液体の熱膨張を可能にするように、弾性変形可能な第１の容器と流動接続し、かつ第２のチャンバーは、第２のカバー要素に形状変化荷重を与えることなく第２の液体の熱膨張を可能にするように、弾性変形可能な第２の容器と流動接続している。

【0084】

本発明のさらに別の実施形態によれば、レンズは、円周方向の第１の側壁を備え、第１の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備え、第２の側面は、第１の側面から離れる方向を向き、かつレンズは、第１の透明なカバー要素を備え、第１のカバー要素は、第１の側壁の第１の側面に接続され、かつ第１の膜は、第１のチャンバーを包囲するために、第１の側壁の第２の側面に接続され、かつレンズは、可動レンズ成形器の第１の側面で第１の膜に接続される環状可動レンズ成形器を備え、かつ第２の膜は、２つの膜及び可動レンズ成形器が第２のチャンバーを包囲するように、円周方向の境界領域で可動レンズ成形器の第２の側面に接続され、可動レンズ成形器の第２の側面は、可動レンズ成形器の第１の側面から離れる方向を向いている。

【0085】

さらに、一実施形態によれば、可動レンズ成形器は、第１の膜の一部を規定する第１の円周方向の、特に円形の縁、及び第２の膜の一部を規定する反対側の第２の円周方向の、特に円形の縁を備え、第１の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備え、かつ第２の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備える。

【0086】

本明細書では、特に、両方の膜は同じ様式で全調節範囲にわたって変形することができ（膜が同じ予ひずみ又は初期条件を備えると仮定して）、したがって、正味のレンズコマは調整範囲を通して一定のままである。これはまた、コマの影響を受ける光路の距離を最小化する可能性もあり、さらに、より柔らかい膜を（アクチュエータによって作用される）作動膜として使用することを可能にし、それによってレンズを作動させるのに必要な力の量を低減する。

【0087】

さらに、本発明の別の実施形態によれば、第２の側壁の第２の側面の円周方向の、特に円形の縁は、第２の膜の部分を規定する第２のレンズ成形器を形成し、第２の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備える。

【0088】

さらに、可動レンズ成形器を備える代替的な実施形態によれば、レンズは、円周方向の第１の側壁を備え、第１の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備え、第２の側面は、第１の側面から離れる方向を向き、かつレンズは、第１の透明なカバー要素を備え、第１のカバー要素は、第１の側壁の第１の側面に接続され、かつ第１の膜は、第１のチャンバーを包囲するために第１の側壁の第２の側面に接続され、かつレンズは、第２の側壁を備え、第２の側壁は、第１の側面及び第２の側面を備え、第２の側壁の第２の側面は、第２の側壁の第１の側面から離れる方向を向き、かつ特に、第１の膜は、第１の側壁と第２の側壁との間に、特にカバー要素と第２の膜との間に配置されるように、第２の側壁の第１の側面は、第１の膜に接続され、かつ第２の側壁の第２の側面は、第２の膜に接続されて第２のチャンバーを包囲する。

【0089】

さらに、可動レンズ成形器を備える別の実施形態によれば、可動レンズ成形器は、第２の膜の形状のみを調整するように構成及び配置される。

【0090】

特に、一実施形態では、第１の側壁は、固定レンズ成形器を形成し、第１の側壁の第２の側面の円周方向の、特に円形の縁は、第１の膜の部分を規定し、第１の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備え、かつレンズは、可動レンズ成形器の第１の側面を有する第２の膜に接続される可動レンズ成形器を備え、可動レンズ成形器の第１の側面は、第２の膜の部分を規定する円周方向、特に円形の縁部を備え、第２の膜の前記部分は、調整可能な曲率を備える。

【0091】

さらに、本発明の一実施形態によれば、第１のチャンバー内の第１の液体の体積及び第２のチャンバー内の第２の液体の体積は、レンズの焦点距離の熱ドリフトが低減又は防止されるように適合される。言い換えれば、前記体積は、体積熱膨張の差及び２つの液体の屈折率の差に依存する。特に、一実施形態では、第２の液体の屈折率は、第１の液体の屈折率よりも大きい。

【0092】

さらに、一実施形態によれば、レンズは、第１及び第２の膜の前記部分の曲率を変化させ、それによって、レンズの焦点距離を変化させるように、第１及び／又は第２の側壁に対して可動レンズ成形器を移動させるように構成されるアクチュエータを備える。

【0093】

さらに、本発明によるレンズのさらに別の実施形態によれば、レンズの第１又は第２のチャンバーを区切る壁は、それぞれの液体の熱膨張を可能にする少なくとも１つの可撓性領域を含む。

【0094】

さらに、例えば第２のチャンバー内の第２の液体の、例えば正のゲージ圧を選択することによって、例えば第１の液体をポンプするためのアクチュエータが非作動（オフ）の場合に、第２のチャンバー内の第２の液体は、第１のチャンバーが凹レンズ部分を形成し、かつレンズの全焦点距離が負であるような圧力を備えるように、かつアクチュエータが作動（オン）の場合に、ポンプリザーバから第１のチャンバーに第１の液体をポンプして、第２のチャンバーは凸レンズ部分を形成し、かつレンズの焦点距離は正であるように（ここで特に、第１の膜は平面であり得、レンズの透明な（第１の）カバー要素に平行に延びることができる）、チャンバーの形状に影響を与えることが一実施形態に従って可能である。好ましくは、一実施形態によれば、第２のチャンバーの凸形状にもかかわらず（アクチュエータがオフの場合）レンズは、第２のチャンバーの凹形状に起因する全体的に負の焦点距離を有するように、第１の液体は、第２の液体よりも高い屈折率を備える。

【0095】

本明細書の文脈における「非作動」という用語は、特に、アクチュエータがオフにされる、又はアクチュエータに作用する平衡力によってアクチュエータが移動する位置に適合することを指し、例えば、１つ又は複数のレンズ、及び１つ又は複数の液体の圧力の機械的特性によって与えられる。したがって、例えば、非作動のアクチュエータは、例えば、アクチュエータによって力が生成されない初期アクチュエータの位置に戻る。

【0096】

次に、「作動」という用語は、特に、アクチュエータが力を生成し、例えば、選択されたアクチュエータ位置に作動される状態を指す。

【0097】

本発明の更なる態様によれば、眼鏡、特に仮想現実及び拡張現実のための眼鏡が開示され、この眼鏡は、本発明に従って、眼鏡ごとに（又は眼鏡を装着する人間の眼ごとに）１つ又は複数のレンズ（レンズの数は構成によって異なる）を備える。レンズは、導波路、波反射器、バードバス（ｂｉｒｄ ｂａｔｈ）設計など、仮想コンテンツを表示するための、さまざまな方法と組み合わせることができる。

【0098】

さらに、本発明に従うレンズは、光学ズーム装置にも使用することができる。本明細書では、このような２つのレンズは、ズーム装置の光路に沿って、例えば、２つのレンズの共通の光軸の方向に互いに向くように配置されている。

【0099】

さらに、本発明の別の実施形態によれば、レンズはコンタクトレンズとして形成される。さらに、本発明の実施形態、及び本発明の更なる特徴及び利点は、図を参照して以下に記載する。

【0100】

多くの実施形態及び実施例では、レンズのいくつかの構成要素は、１つ又は複数の円形の形状、開口部、縁、及び輪郭を有するように開示されているが、任意の前記実施形態及び実施例は、１つ又は複数の卵形、楕円形、及び多角形の開口部、縁、又は輪郭などの非円形を有する前記構成要素を有することも可能であることが明示的に記載されている（例えば、図２５を参照）。

【0101】

図１は、側壁１０及び透明なカバー要素１１と共に透明な液体Ｌを収容するためのチャンバーを包囲する膜１２の非理想の、特に非回転対称の形状をもたらす静水圧差によって、液体レンズにおいてどのように重力誘発コマ収差が引き起こされるかを例示する。いくつかの実施形態では、カバー要素１１は、屈折力を有することができることに留意されたい。

【0102】

例えば、断面Ａでは、光路（レンズの厚さ）は断面Ｂよりも小さい。レンズの容器から同じ距離にあるさまざまな位置での結果として生じる局所的な偏向／屈折力は、非球形、特に非理想的な膜形状に起因する光学収差を誘発する液体レンズ全体で異なる。このような波面誤差は、膜１２を変形させる液体Ｌの重量の結果である。

【0103】

図２に示されるとおり、そのような重力コマは、通常、硬質の調整不可能なコマプレート１１ａを用いて補償される。しかし、これは１つの固定の方向及び特定の膜の偏向に対してのみ機能する。

【0104】

この問題を解決するために、本発明は、例えば、図３に示すとおりのレンズ１を提案する。レンズ１は、第１の質量密度ρ_１及び第１の屈折率ｎ_１を備える第１の透明な液体Ｌ１で充填される第１のチャンバーＣ１、第２の質量密度ρ_２及び第２の屈折率ｎ_２を備える第２の透明な液体Ｌ２で充填される第２のチャンバーＣ２、及び２つのチャンバーＣ１、Ｃ２を互いに分離し、第１の液体Ｌ１及び第２の液体Ｌ２に接触する、透明かつ弾性的に変形可能な第１の膜１２を備える。さらに、レンズは、第２の透明かつ弾性変形可能な膜２２を備えることができ、第２の膜２２は、第１の膜１２に対面し、第２のチャンバーＣ２を区切る役割も果たす。

【0105】

好ましくは、前記質量密度ρ_１、ρ_２及び前記屈折率ｎ_１、ｎ_２は、前記レンズ１の重力誘発コマ収差が低減又は防止されるように選択される。特に、レンズ１の光軸Ａが水平位置にある場合、レンズ１の前記重力誘発コマ収差を低減又は防止するように、第１の膜１２は、第１の液体Ｌ１に面する表面１２０上に、少なくとも凸部１２ｄ及び少なくとも凹部１２ｅを形成する。特に、レンズ１の光軸Ａの向きに関係なく、レンズ１の重力誘発コマ収差が低減又は防止されるように、質量密度ρ_１、ρ_２及び屈折率ｎ_１、ｎ_２が選択される。

【0106】

特に、図３に示す実施形態では、第１の質量密度ρ_１は第２の質量密度ρ_２よりも大きく、第１の屈折率ｎ_１は第２の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0107】

本発明の実施例によれば、第１の液体Ｌ１は、屈折率ｎ_１＝１．３０、かつ質量密度ρ_１＝１９００ｋｇ／ｍ^３を備え、第２の液体は、屈折率ｎ_２＝１．３８、かつ質量密度ρ_２＝１２００ｋｇ／ｍ^３を備える。さらに、一実施例によれば、第２の膜２２は、第１の膜１２の剛性より５～１０倍大きい剛性を備える。

【0108】

特に、本明細書に記載の剛性は、ポアソン比、それぞれの膜の材料の厚さ、及びヤング率によって定義され、特に、適用された工学的応力に対する工学的ひずみに対応する。

【0109】

「剛性」という用語は、特に、所与の圧力又は圧力勾配に対する１つ又は複数の第１及び第２の膜の膨張の大きさを指す。

【0110】

特に、第１の液体Ｌ１及び第２の液体Ｌ２の特性を交換することができ、液体レンズチャンバーＣ１、Ｃ２のパラメータを調整した後、コマ補償機能を同じ様式で維持することができる。

【0111】

図３に示されるとおり、レンズ１は中立状態で示されており、一方、図４は、アクチュエータ５１によって第１の液体Ｌ１をポンプリザーバ５０から第１のチャンバーにポンプすることによって達成することができる膜の偏向状態（すなわち、レンズ１の焦点距離の低減）を示している。しかしながら、本発明の重力誘発コマ収差の補償はまた、レンズ／膜の凹状態の場合にも機能する。

【0112】

特に、図４は、チャンバーＣ１、Ｃ２の断面Ａに関して、光路（レンズの厚さ）が、断面Ｂ下よりも小さいことを示している。しかしながら、平均屈折率は、断面Ｂの場合のように高い（より大きな偏向）。したがって、全体として、システム１は、チャンバーＣ１、Ｃ２から同じ距離で結果として生じる偏向がすべての断面で類似し、これにより、光学収差を抑制する。

【0113】

特に、図３及び図４に示す実施形態では、レンズ１は、円周方向の第１の側壁１０を備え、第１の側壁１０は、第１の側面１０ａ及び第２の側面１０ｂを備え、第２の側面１０ｂは、第１の側面１０ａから離れる方向を向き、かつレンズ１は、第１の透明なカバー要素１１を備え、この硬質のカバー要素１１は、第１の側壁１０の第１の側面１０ａに接続され、かつ第１の膜１２は、第１のチャンバーＣ１を包囲するために第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続される。あるいは、硬質のカバー要素１１はまた、第１の側壁１０と一体的に形成され得る（これは、第１の側壁１０及びカバー要素１１を備える他の実施形態にも適用され得る）。次いで、第１の膜１２は、側壁１０の側面部１０ｂ（又は第１のチャンバーＣ１を包囲するための第１の側壁１０のその他の部分）に接続される。

【0114】

さらに、レンズ１は、第１の側壁１０に接続される第２の側壁２０を備え、第２の側壁２０は、第１の側面２０ａ及び第２の側面２０ｂを備え、第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは、第２の側壁２０の第１の側面２０ａから離れる方向を向き、かつ第２の側壁２０の第１の側面２０ａは、第１の膜１２に接続され、かつ第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは、第２のチャンバーＣ２を包囲するために第２の膜２２に接続される。したがって、第１の膜１２は、第１の側壁１０と第２の側壁２０との間、特にカバー要素１１と第２の膜２２との間に配置される。

【0115】

特に、図４に示すとおり、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂの円形の縁３１ａ及び／又は第２の側壁２０の第１の側面２０ａの円形の縁３１ｂは、第１の膜１２の部分１２ａを規定する第１のレンズ成形器を形成し、第１の膜１２の前記部分１２ａは、調整可能な曲率を備える。さらに、第２の側壁２０の第２の側面２０ｂの円形の縁３１ｃは、第２の膜２２の部分２２ａを規定する第２のレンズ成形器を形成し、第２の膜２２の前記部分２２ａもまた、調整可能な曲率を備える。

【0116】

膜１２、２２のこれらの部分１２ａ、２２ａに作用してそれぞれの曲率を変化させることで、レンズの焦点距離を調整することができる。特に、既に上記されるとおり、それぞれの曲率は、第１の液体Ｌ１をポンプリザーバ５０から流動接続５０Ｆを介して第１のチャンバーに、又はその逆にポンプで送ることによって調整することができる。

【0117】

さらに、本発明は、例えば、図３に示すとおり、外側（第２）の液体Ｌ２は、内側（第１）の流液Ｌ１が第１の膜１２を透過することから保護し、互換の液体Ｌ１、Ｌ２の数及び屈折率、粘度、熱膨張、密度、アッベ数などの新しい物理的特性の範囲を増加させるという利点を提供することができる。特に、例えば図３に示すとおり、第１の液体Ｌ１は環境から完全に被包化されることが可能である。特に、図３に示す実施形態は、界面配列が第１の液体－膜 膜－空気である従来の液体レンズ（例えば図１を参照）を、上記の利点を提供する界面配列である第１の液体－膜 膜－第２の液体に置き換える。図５及び図６では、代替的なレンズ形跡の構成を含む本発明に従うレンズ１の実施形態を示す。

【0118】

図５によれば、レンズ１は例えば円形内縁３１を含む環状レンズ成形器３０を備え、このレンズ成形器３０は、第２の膜２２の円周方向の境界領域２２ｃに接続され、かつ第２の膜２２の境界領域２２ｃは、次に、レンズ成形器３０の円形の縁３１が第２の膜２２の前記部分２２ａ、並びに第１の膜１２の前記部分１２ａを規定するように、第１の膜１２の円周方向の境界領域１２ｃに接続され、ここでは２つの膜１２、２２は、第２のチャンバーＣ２を包囲する。したがって、２つの膜は、（単一の）第１の側壁１０とレンズ成形器３０との間に固定されている。

【0119】

さらに、あるいは、図６に示されるとおり、第１の膜１２及び第２の膜２２がまた第２のチャンバーＣ２を包囲するように、第１の膜１２は、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続される円周方向の境界領域１２ｃを備え、かつ第２の膜２２は、第１の膜１２の境界領域１２ｃに（例えば、合同の様式で）接続される円周方向の境界領域２２ｃを備える。ここで、特に、第１の側壁１０自体が、例えば、環状レンズ成形器を形成して、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂの円形の縁３１は、第１の膜１２の前記部分１２ａ、並びに第２の膜２２の前記部分２２ａを規定する。

【0120】

さらに、図７に示すとおり、本発明に従う設計では、非常に柔軟であり、また、レンズの焦点距離を調整する代わりに第２のチャンバーＣ２を作動させることも可能であり、すなわち、ここでは、アクチュエータ５１を用いて第２の液体Ｌ２が第２のチャンバーＣ２内に又は第２のチャンバーＣ２の外にポンプされることが可能であるように、ポンプリザーバ５０は、第２のチャンバーとの流動接続５０Ｆの状態にある。

【0121】

さらに、図７Ａに示すとおり、本発明に従う設計では、第１のカバー要素１１が湾曲することによって提供される付加的な屈折力をレンズが示すように、第１のカバー要素１１は、第１のチャンバー内の第１の液体Ｌ１に面する第１の曲面１１－１、及びレンズの外側、例えば大気に面する第２の曲面１１－２を有する。さらに、図８及び図９によれば、本発明に従うレンズは、コマ補償機能をレンズ１のカバー要素１１に大部分組み込むことができる。

【0122】

これに関して、図８は、重力誘発コマ収差を示す液体レンズを形成するために膜２２を備える通常の液体レンズの側壁２０に取り付けられるカバー要素１１０の図式的断面図を示す。

【0123】

本発明では、そのような通常のカバー要素１１０を、第１のチャンバーを包囲するために第１の側壁及び第１の膜１２に取り付けられているカバー要素１１で置き換えることを可能にしている。図８に示されるとおり、重力誘発コマ収差の補償を含むレンズ１を形成するためにこの構造が第２の側壁２０に取り付けられることが可能となる。特に、第２の側壁２０は、第２の側壁２０の第１の側面２０ａに形成される円周方向の窪み２１を備え、第１の側壁１０及び第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続される第１の膜１２は、補償されるレンズ１を形成するために前記窪み２１に挿入される。

【0124】

さらに、図１０に示されるとおり、レンズが２つの可撓性膜１２、２２を備える必要はない。特に、第２の膜２２は、レンズ１の光軸の方向において第１のカバー要素１１に面する、更なる透明かつ硬質のカバー要素２２によって置き換えることができる。

【0125】

ここでは、第１のチャンバーＣ１と流動接続５０Ｆの状態にあるポンプリザーバ５０に加えて、レンズ１は、ポンプリザーバ５０の圧力変化を考慮に入れるために、弾性変形可能な容器６０又は可撓性側壁６０を備える。特に、第１の液体Ｌ１及び第２の液体Ｌ２の特性を交換することができ、液体レンズチャンバーＣ１、Ｃ２のパラメータの調整後、コマ補償機能が再び保証される。

【0126】

図１１は、本発明に従うレンズ１のさらに別の実施形態を示し、ここでは、レンズ１は、特に独立した補正要素を形成する。

【0127】

特に、図１１によれば、レンズ１は、円周方向の第１の側壁１０を備え、第１の側壁１０は、第１の側面１０ａ及び第２の側面１０ｂを備え、第２の側面１０ｂは、第１の側面１０ａから離れる方向を向き、かつレンズは、透明な第１のカバー要素１１を備え、第１のカバー要素１１は、第１の側壁１０の第１の側面１０ａに接続され、かつ第１の膜１２は、第１のチャンバーＣ１を形成又は包囲するために、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続され、かつレンズ１は、第２の側壁２０を備え、第２の側壁２０は、第１の側面２０ａ及び第２の側面２０ｂを備え、第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは第２の側壁２０の第１の側面２０ａから離れる方向を向き、かつ第１の膜１２が第１の側壁１０と第２の側壁２０との間に、特に、２つのカバー要素１１、２２との間に配置されるように、第２の側壁２０の第１の側面２０ａは、第１の膜１２に接続され、かつ第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは、第２のチャンバーＣ２を形成又は包囲するために透明な第２のカバー要素２２に接続される。

【0128】

特に、２つの側壁１０、２０は、好ましくは、弾性変形可能であり、レンズ１の焦点屈折力及び／又はコマ収差の補償を変化させることなく、液体Ｌ１及びＬ２の熱膨張を可能にする。

【0129】

特に、図１１の右側に示されるとおり、レンズ１は、更なるレンズ２に取り付けられるように構成され、更なるレンズ２は、カバー要素１１０、膜４２、及び側壁１００を備え、更なるレンズ２のカバー要素１１０、及び更なるレンズ２の膜４２は、更なるレンズ２のチャンバーＣ３を包囲するように、更なるレンズ２の側壁１００に接続され、更なるレンズ２のチャンバーＣ３は、透明な第３の液体Ｌ３で充填され、かつレンズ１は、レンズ１の第１のカバー要素１１と、更なるレンズ２の膜４３との間に空隙４３が形成されるように、更なるレンズ２に取り付けられるように構成される。特に、図１１に示す実施形態では、レンズ１及びレンズ２を備えるシステム全体の重力誘発コマ収差を補償するために、第１の液体Ｌ１の質量密度は第２の液体Ｌ２の質量密度よりも大きく、かつ第１の液体Ｌ１の屈折率ｎ_１は第２の液体の屈折率ｎ_２よりも小さい。

【0130】

図１１に示される組み合わされたレンズの焦点距離を調整するために、第３の液体Ｌ３がチャンバーＣ３内に、又はチャンバーＣ３外に、例えば本明細書で記載されるとおりのポンプリザーバを使用して、ポンプすることができるようにレンズ１、２は構成されることが可能である。

【0131】

図１２は、硬質の対向するカバー要素１１、２２、及びカバー要素１１、２２の間に配置された（単一の）第１の膜１２を備える更なる実施形態（例えば、独立した矯正要素の形態）を示し、レンズ１は、特にベローズとして（又は他としては弾性変形可能な側壁として）形成され、環状レンズ成形器３０を関連するカバー要素１０、２０にそれぞれ接続する側壁１０、２０をさらに備え、第１の膜１２は、透明な膜１２の光学的に作動（曲率調整可能な）部分１２ａを規定するためにレンズ成形器３０に接続される。膜１２はまた、他の方法で側壁１０、２０に接続され得る。一実施形態では、別個のレンズ成形器３０が省かれ得る。

【0132】

ここで、レンズ１の側壁は、外側カバー要素（例えばガラス／プラスチック構造物）１１、２２に形態変化荷重を付与することなく、液体Ｌ１、Ｌ２の熱膨張を可能にするように、順応性である。側壁１０、２０は、それぞれの側壁１０、２０の軸方向及び／又は半径方向の拡張を可能にするように設計され得る。あるいは、側壁１０、２０は、順応性のある流体容器６０、６１へのチャネルを備えて堅くてもよく、それによって熱膨張を可能にする。特に、順応性のある側壁１０、２０の剛性は、レンズ１の焦点屈折力及び／又は重力コマ補償が液体Ｌ１、Ｌ２の温度にわたって一定のままであるように、封入された液体Ｌ１、Ｌ２の体積熱膨張係数に対して相対的に調節されてもよい。

【0133】

さらに、図１２の下部に示されているとおり、チャンバーＣ１、Ｃ２内の液体Ｌ１、Ｌ２の体積は、例えば同等の剛性を有する順応性のある壁１０、２０を利用する場合に、膜１２が温度範囲にわたって一定の形状を維持するように、液体Ｌ１、Ｌ２の体積熱膨張係数に関して調節されてもよい。

【0134】

さらに、図１３は、本発明によるレンズ１の実施形態を示しており、両方の膜１２、２２が調整範囲を通して同等に剛性を増加させ（同じ初期の膜特性と仮定する）、したがって、正味のレンズコマは調整範囲を通して一定のままであるように、両方の液体Ｌ１、Ｌ２は、作動部分の一部分である。特に、これはまた、コマの影響を受ける光路の距離を最小化する可能性もあり、これは、より広い視野（ＦＯＶ）及び大きなレンズ偏向にとって重要である可能性がある。さらに、これはまた、より柔らかい膜を作動膜として使用することを可能にし、それにより、レンズ１を作動させるのに必要な力の量を低減する。

【0135】

「作動膜」という用語は、特に、例えば、硬い膜で使用される力よりも小さい力でレンズ成形器３０を動かすことを含む方法によるチャンバーの圧縮が可能である可撓性の、前記チャンバーの特に側面の壁の部分として使用される膜１２又は２２を指す。

【0136】

特に、図１３に示すとおり、レンズ１は、円周方向の第１の側壁１０を備え、第１の側壁１０は、第１の側面１０ａ及び第２の側面１０ｂを備え、第２の側面１０ｂは、第１の側面１０ａから離れる方向を向き、レンズ１は、第１の透明かつ硬質のカバー要素１１を備え、この第１のカバー要素１１は、第１の側壁１０の第１の側面１０ａに接続され、かつ第１の膜１２は、第１のチャンバーＣ１を形成／包囲するための第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続され、かつレンズ１は、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００で第１の膜１２に接続される環状可動レンズ成形器３０を備える。さらに、第２の膜２２は、２つの膜１２、２２及び可動レンズ成形器３０は、第２のチャンバーＣ２を包囲するように、円周方向の境界領域２２ｃで、可動レンズ成形器３０の第２の側面３０１へ接続され、ここで可動レンズ成形器３０の第２の側面３０１は、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００から離れる方向を向いている。

【0137】

特に、可動レンズ成形器３０は、第１の膜１２の部分１２ａを規定する第１の円形の縁３１ａ、及び第２の膜２２の部分２２ａを規定する対向する第２の円形の縁３１ｂを備え、第１の膜１２の前記部分１２ａは、調整可能な曲率を備え、かつ第２の膜２２の前記部分２２ａは、調整可能な曲率を備える。

【0138】

レンズ１の焦点距離を変更するために、レンズ１は、可動レンズ成形器３０を第１の側壁１０に対して動かして、第１及び第２の膜１２、２２の前記部分１２ａ、２２ａの曲率を変更し、それによるレンズ１の焦点距離を変更するように構成されるアクチュエータ５１をさらに備える。

【0139】

レンズ成形器がチャンバーＣ１、Ｃ２を圧縮する場合（又はそのような圧縮が削減される場合）、部分１２ａ、２２ａが弾性的に変形するように液体Ｌ１、Ｌ２が非圧縮性である事実によって、前記部分１２ａ、２２ａの曲率の変化が及ぼされる。

【0140】

図１３Ａは、本発明に従うレンズ１の別の例示的な実施形態を示す。レンズ１は、円周方向の第１の側壁１０を備え、第１の側壁１０は、第１の側面１０ａ及び第２の側面１０ｂを備え、第２の側面１０ｂは、第１の側面１０ａから離れる方向を向き、かつレンズ１は、第１の透明かつ硬質のカバー要素１１を備え、第１のカバー要素１１は、第１の側壁１０の第１の側面１０ａに接続され、かつ第１の膜１２は、第１のチャンバーＣ１を形成／包囲するために、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続される。第１の膜１２は、第１の側壁１０を越えて横方向に延びる。可動レンズ成形器３０は、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００で第１の膜１２に接続される。さらに、第２の膜２２は、２つの膜１２、２２及び可動レンズ成形器３０が第２の液体Ｌ２で第２のチャンバーＣ２を包囲するように、可動レンズ成形器３０の第２の側面３０１に接続され、可動レンズ成形器３０の第２の側面３０１は、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００から離れた方向を向いている。

【0141】

第１の膜１２と同様に、第２の膜２２は、第１の側壁１０を越えて横方向に延びる。可動レンズ成形器３０は、レンズ１の外周に配置される。第１の膜１２はまた、作動膜として機能する。
レンズ１の焦点距離を変更するために、レンズ１は、可動レンズ成形器３０を第１の側壁１０に対して動かして、第１及び第２の膜１２、２２の前記部分１２ａ、２２ａの曲率を変更し、それによるレンズ１の焦点距離を変更するように構成されるアクチュエータ５１をさらに備える。

【0142】

図１４は、可動レンズ成形器を使用する本発明に従うレンズ１の更なる実施形態を示す。ここでは、特に、チャンバーＣ１、Ｃ２内の液体の体積は、レンズ１の正味の熱焦点屈折力ドリフトを最小にするように選択される。特に、前記体積は、液体Ｌ１、Ｌ２の体積熱膨張係数、及び２つの液体Ｌ１、Ｌ２の相対屈折率ｎ_１、ｎ_２の関数である。図１３に示す実施形態では、第２の液体Ｌ２は、好ましくは、より高い屈折率の液体である。

【0143】

特に、図１４に示されるとおり、レンズ１は、円周方向の第１の側壁１０を備え、第１の側壁１０は、第１の側面１０ａ及び第２の側面１０ｂを備え、第２の側面１０ｂは、第１の側面１０ａとは反対側を向き、レンズ１は、第１の透明なカバー要素１１を備え、第１の透明なカバー要素１１は、第１の側壁１０の第１の側面１０ａに接続され、かつ第１の膜１２は、第１のチャンバーＣ１を形成／包囲するために第１の側壁１０の第２の側面１０ｂに接続され、かつレンズ１は、第２の側壁２０を備え、第２の側壁２０は、第１の側面２０ａ及び第２の側面２０ｂを備え、第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは、第２の側壁２０の第１の側面２０ａから離れる方向を向き、かつ第２の側壁２０の第１の側面２０ａは、第１の膜１２に接続され、かつ第１の膜１２が第１の側壁１０と第２の側壁１０との間、特にカバー要素１１と第２の膜２２との間に配置されるように、第２のチャンバーＣ２形成／包囲するために第２の側壁２０の第２の側面２０ｂは、第２の膜２２に接続される。

【0144】

特に、第１の側壁１０は、固定のレンズ成形器を形成し、第１の側壁１０の第２の側面１０ｂの円形の縁３１ａは、第１の膜１２の部分１２ａを規定し、第１の膜１２の前記部分１２ａは、調整可能な曲率を備え、かつレンズ１は、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００で、第２の膜２２へ接続される前記可動レンズ成形器３０を備え、可動レンズ成形器３０の第１の側面３００は、第２の膜２２の部分２２ａを規定する円形の縁３１ｂを備え、第２の膜２２の前記部分２２ａは、調整可能な曲率を備える。

【0145】

また、ここでは、レンズ１は、好ましくは、第１及び／又は第２の側壁１０、２０に対して可動レンズ成形器３０を動かして、第１及び第２の膜１２、２２の前記部分１２ａ、２２ａの曲率を変化させ、それによりレンズ１の焦点距離を変化させるように構成されるアクチュエータ５１を備える。

【0146】

さらに、図１５は、特に浸漬レンズ成形器を備えるレンズ用のコマ補正のカバー要素の形態において本発明に従うレンズ１の更なる実施形態を示す。特に、浸漬レンズ成形器（例えば、眼鏡（ｓｐｅｃｔａｃｌｅｓ）又は拡張現実眼鏡（ａｕｇｍｅｎｔｅｄ ｒｅａｌｉｔｙ ｇｌａｓｓｅｓ））を備えるレンズ１に対して受動コマ補償を生成するために、第１の膜１２の第２の浸漬レンズ成形器を導入することが有利であり、特に２つのレンズ成形器、すなわち、第１及び第２のレンズ成形器３０ａ、３０ｂは、好ましくは、互いに対して整列している。

【0147】

特に、図１５によれば、レンズ１は、第１の膜１２に接続される第１のレンズ成形器３０ａ、及び第２の膜２２に接続される第２のレンズ成形器３０ｂを備え、第１及び第２のレンズ成形器３０ａ、３０ｂは、第２のチャンバーＣ２内の第２の液体Ｌ２に浸漬され、かつ第１のレンズ成形器３０ａは、第１の膜１２の部分１２ａを規定する円形の内縁３１ａを備え、第１の膜１２の前記部分１２ａは、調整可能な曲率を備え、かつ第２のレンズ成形器３０ｂは、第２の膜２２の部分２２ａを規定する円形の内縁３１ｂを備え、第２の膜２２の前記部分２２ａは、調整可能な曲率を備える。また、ここでは、焦点距離は、本明細書に記載されるとおり（例えば、ポンプリザーバを使用することによって）第１の液体を第１のチャンバーＣ１内に、若しくは第１のチャンバーＣ１外にポンプすることによって、又は第２の液体を第２のチャンバーＣ２内に、若しくは第２のチャンバーＣ２外にポンプすることによって調整することができる。

【0148】

図１６にさらに示されるとおり、本明細書に記載の各レンズはまた、アクロマートを形成することができ、特に第１のカバー要素１１は、第１の膜１２に対して面する凹面１１ｂを含む平凹カバー要素１１として設計することができる。特に、第１のカバー要素１１は、ポリカーボネートから形成することができ、ｎ＝１．５８の屈折率を備えることができる。特に、第１のカバー要素１１に隣接する第１のチャンバーＣ１内の第１の液体Ｌ１は、第２の液体Ｌ２よりも大きな分散及び／又は屈折率を備えることができる。特に、第１の液体Ｌ１の第１の屈折率ｎ_１はｎ_１＝１．５７であり得、一方、第２の液体Ｌ２の第２の屈折率ｎ_２はｎ_２＝１．３であり得る。

【0149】

最後に、図１７～１９は、コマ収差補償のない通常の液体レンズ設計と比較して、本発明がどれほど良好に機能するかを例示している。

【0150】

特に、図１７は、２つの液体Ｌ１、Ｌ２を（硬質のカバー要素１１と共に）閉じ込める２つの膜１２、２２を備える液体レンズの重力誘発コマ収差を示す。

【0151】

ここで、外膜２２は、最初は平面の膜を有する容器を使用して、２．２μｍのコマを含む。光学伝達関数（ＯＴＦ）を示す右側のグラフによると、明らかな光学品質の劣化が観察される。

【0152】

さらに、図１８は、本発明に従うレンズ１に対応するデータを示し、外膜２２上に２．２μｍのコマが存在し、一方、補償のために内膜１２上に１０μｍのコマが使用される。光学伝達関数（ＯＴＦ）を示すグラフからも推察できるように、図１７に示すコマ収差を補償しない場合に比べて、残留収差のみ見ることができ、光学画質の劣化が非常に小さくなっていることが観察される。

【0153】

さらに、図１９は、本発明を使用することにより、重力誘発コマ収差の１０倍を超える減少が達成することができることを示している。

【0154】

さらに、図２０は、本発明に従う第１のレンズ１及び本発明に従う第２のレンズ１’を含む光学ズーム装置４を示す。両レンズ１、１’は、したがって、重力コマを減少させる。

【0155】

特に、両レンズ１、１’は、図２０に示されるとおり、第１の液体Ｌ１、Ｌ１’で充填される第１のチャンバーＣ１、Ｃ１’、及び第２の液体Ｌ２、Ｌ２’で充填される第２のチャンバーＣ２、Ｃ２’を形成する、透明なカバー要素１１、１１’、並びに第１及び第２の膜１２、２２；１２’、２２’を備える。両方のレンズ１、１’において、第１の液体Ｌ１、Ｌ１’は、カバー要素１１、１１’、及び外側の第２の膜２２、２２’を有する第２のチャンバーＣ２、Ｃ２’から第１のチャンバーＣ１、Ｃ１’を分離する第１の膜１２、１２’との間に配置される。

【0156】

２つのレンズ１、１’は、光学ズーム装置４の光軸Ａ方向に互いに対面している。

【0157】

光学ズーム装置４は、第１のレンズ１と第２のレンズ１’との間に配置される第１の硬質のレンズスタック４００、並びに第２のレンズ１’とイメージセンサ４０３との間に配置される第２の硬質のレンズスタック４０１をさらに備えることができる。さらに、ＩＲフィルタ４０２は、イメージセンサ４０３の前方、すなわちイメージセンサ４０３と第２の硬質のレンズスタック４０１との間に配置することができる。

【0158】

特に、各レンズ１、１’の各カバー要素１１の外面は、イメージセンサ４０３とは反対側を向き、すなわち、第２の膜２２のそれぞれの外面は、イメージセンサ４０３の方を向き得る。

【0159】

特に、図２０（Ａ）は、レンズ１、１’が、焦点距離に関して光学ズーム装置４が広角状態を想定するように調整される場合の光学ズーム装置４を示しており、第２の膜２２は凹状の曲率を備える。

【0160】

これとは対照的に、図２０（Ｂ）は、レンズ１、１’が、焦点距離に関して、光学ズーム装置４が望遠状態を想定するように調整される場合の光学ズーム装置４を示している。ここで、一実施形態では、第２のレンズ１’の第２の膜２２’は、例えば、顕著な凹状の曲率を備え、一方、第１のレンズ１の第２の膜２２は、例えば、凸状の曲率を備える。

【0161】

最後に、図２１に示されるとおり、本発明はまた、コマ補償を含む凸凹状のレンズ１の形態におけるレンズ１、すなわち、図２１（Ａ）に示される状態から（特にアクチュエータ５１がオフにされる場合に、レンズ１が負の焦点距離を備える）別の状態（図２１（Ｂ）参照）（レンズ１が正の焦点距離を備える）へ調整され得るレンズ１の実施形態を実装することも可能にする。一実施形態によれば、これは、例えば、アクチュエータ５１がオフに調節される場合に（図２１（Ａ）を参照）レンズ１が負の焦点距離を備えるように、かつアクチュエータが作動される場合に焦点距離が正の値に切り替わるように（図２１（Ｂ）を参照）、第２のチャンバーＣ２内の第２の液体Ｌ２に正のゲージ圧を与えることによって達成される。

【0162】

特に、図３と同様に、図２１によるレンズは、透明なカバー要素１１と、第１の膜１２との間に配置される第１のチャンバーＣ１を備え、第１のチャンバーＣ１に存在する第１の液体Ｌ１は、第２のチャンバーＣ２に配置される第２の液体Ｌ２の屈折率ｎ_２よりも大きい屈折率ｎ_１を備え、この第２のチャンバーＣ２は、一方の側が第１の膜１２によって区切られ、かつ他方の側が第２の膜２２によって区切られている。両方の透明な膜１２、２２は、ポンピングによって、例えば、アクチュエータ５１を使用して、ポンプリザーバ５０から流動接続５０Ｆを介し、第１のチャンバーＣ１内へ、又は第１のチャンバーＣ１からポンプリザーバ５０内へ、第１の液体Ｌ１をポンプすることによって調整することができる曲率を有する部分１２ａ、２２ａを含む。特に、第１の液体Ｌ１のポンピングは、ポンプリザーバ５０を覆う第１の膜１２の部分上でアクチュエータ５１によって動かされるピストン５１ａで作用することによって達成することができる。横方向に、ポンプリザーバ５０は、第１の側壁１０によって区切ることができる。後者の第１の側壁１０は、第１のチャンバーＣ１を形成するために第１の膜１２に接続される側面１０ｂを備えることができる。さらに、第１の側壁１０は、カバー要素１１と一体的に形成されることが可能である。カバー要素１１はまた、別個の要素であってもよい（上記も参照）。さらに、第１の膜１２は、（第１の膜１２が接続可能な）第２の側壁２０と、第２の側壁２０に接続される第２の膜２２と共に、第２のチャンバーＣ２を区切る。

【0163】

アクチュエータ５１が非作動状態にある場合は、第２のチャンバーＣ２内の第２の液体Ｌ２の圧力は、第２のチャンバーＣ２の両凸形状、及び例えば第１のチャンバーＣ１の平凹形状を導く正のゲージ圧に対応するように調整される。後者は高屈折率の液体Ｌ１を含み、レンズ１は負の焦点距離を想定し、すなわち凹レンズ１に対応する（図２１（Ａ）参照）。しかし、アクチュエータ５１が作動状態にある場合には、ピストン５１ａを引っ張り、それに伴ってポンプリザーバ５０から第１のチャンバーＣ１内に第１の液体Ｌ１をポンプする。これで、第１チャンバーＣ１が平坦になり、第２液体Ｌ２が第２膜２２に向かって押し出される。その結果、第２のチャンバーＣ２はこれ以降凸状のレンズ部分を形成し、一方で、第１のチャンバーＣ１は、レンズ１の正の焦点距離を導く平面形状を備える。よって、この時、レンズ１は、凸レンズ１に相当している。

【0164】

特に、アクチュエータ５１は、電気永久磁石、ボイスコイル磁石であり得る、若しくは備え得る、又はリラクタンスアクチュエータとして形成され得る。記載の様式におけるピストン５１ａを移動させることができる他の形態のアクチュエータもまた考えられる。

【0165】

チャンバーＣ１、Ｃ２が凹レンズ１から凸レンズ１に、又はその逆に切り替わるように作用するために、第１の液体Ｌ１をポンプする代わりに、第２の液体Ｌ２をポンプすることもまた考慮することができる。

【0166】

図２２は、図３及び図４に示されるものと類似の実施形態を示す。したがって、図３及び図４との相違点のみを精査する。図３及び図４の対応する部分で既に詳しく説明されている特徴についてはここでは繰り返さず、対応する部分が参照される。図３及び図４とは対照的に、図２２に示す実施形態では、第１の側壁１０の円周方向の縁よりも小さい円周方向の縁を有する第２の側壁２０を有するレンズ１が提供され、例えば、第２の側壁２０の開口部の半径は、第１の側壁１０の開口部の半径よりも小さい。

【0167】

この形状は、半径Ｒ_１を有する第１の膜１２上の第１の開口部（半径Ｒ_１を制限する水平の破線で示される）、及び第２の膜２２上の第２の開口部（半径Ｒ_２を制限する水平の破線で示される）を規定する。開口部は、特に、レンズ１を通して伝搬する入射光又は出射光の開口角又は発散角（円錐形の破線で示されるとおり）によって規定される。

【0168】

第１の壁１０は、第１のレンズ成形器として機能し、かつ第２の壁２０は第２のレンズ成形器として機能する。

【0169】

図２３では、図３、図４及び図２２の実施形態と類似の実施形態が示される。したがって、ここでは新しい機能又は異なる機能のみを詳しく説明し、一方で、他の機能については、図３、４、及び２２の対応する段落が参照される。

【0170】

図２２とは対照的に、図２３に示される実施形態は、第１の側壁１０の円周方向の縁よりも大きな円周方向の縁を有する第２の側壁２０を有するレンズ１、例えば、第２の壁２０の開口部の半径は、第１の壁１０の開口部の半径よりも大きいレンズ１を提供する。

【0171】

この形状は、半径Ｒ_１を有する第１の膜１２上の第１の開口部（半径Ｒ_１を制限する水平の破線で示される）、及び第２の膜２２上の第２の開口部（半径Ｒ_２を制限する水平の破線で示される）を規定する。開口部は、特に、レンズを通して伝搬する入射光又は出射光の開口角又は発散角（円錐形の破線で示されるとおり）によって規定される。

【0172】

第１の壁１０は、第１のレンズ成形器として機能し、かつ第２の壁２０は第２のレンズ成形器として機能する。

【0173】

この実施形態では、図２２及び図３に示すレンズと比較して剛性比を低減することを可能にし、一方で、同様のコマ補償をなお実現することができる。第２の膜２２の剛性は、第１の膜１２の剛性よりも（約５～１０倍と比較して）約３～５倍小さくすることができ、これにより、相当する良好な膜厚比につながる。

【0174】

図２４では、図５及び図６と類似の実施形態が示される（図５及び図６の参照符号は、図２４と同じ特徴を指す）。図２４は、第２の膜２２上に配置される特化した第２の開口要素４２を有するレンズを示す。第２の開口要素４２は、第２の（及びしたがって第１の）開口部分、及び全体的なレンズの光学的な開口を定義及び制限する。レンズに出入りする発散光の開口角（２本の円錐形の破線で囲まれている）は、前記開口素子４２によって制限される。

【0175】

図２５は、従来の液体レンズのための非円形である楕円形のレンズ成形器のシミュレーションを示しており、液体レンズの弾性膜は本質的にｘ軸及びｙ軸に沿って延びる。色分けは、ｚ軸（光軸）に沿った膜の拡張を指す。重力は負のｙ値に沿って示される。この図からわかるとおり、レンズの液体は、高い膜の外観を有する（正のｚ値）レンズの下半分に凸状の突出、及びレンズの上半分に凹状の窪み（負のｚ値）をもたらす。本発明によるレンズを用いることで、非円形レンズ形状における重力誘発コマも同様に補償することができる。

【0176】

非円形の膜を有する非円形の調整可能なレンズの形状が与えられることで、重力効果は、第１の膜と同じ又はスケーリングされた領域、及び等方的に増加又は減少した形態を有する第２の膜を用いて補償することができる。

【0177】

図２６は、拡張現実又は仮想現実の表示のための眼鏡を備える本発明の実施形態を示す。

【0178】

眼鏡３は、眼鏡を着用するためのテンプル２６１６、２６２６を備える。また、眼鏡は、着用時に眼鏡３の着用者の目の前に配置される第１の眼鏡２６１０及び第２の眼鏡２６２０を接続するノーズブリッジ２６０１を備える。

【0179】

第１及び第２の眼鏡２６１０、２６２０は、それぞれ、本発明に従う第１のレンズ２６１１、２６２１、並びに本発明に従う第２のレンズ２６１２、２６２２を備える。レンズ２６１１、２６２１、２６１２、２６２２はそれぞれ、液体レンズにおいて一般的に発生する加速依存性収差を防止する、又は少なくとも低減するように構成される。

【0180】

各眼鏡の第１及び第２のレンズは、それらの光軸Ａ１、Ａ２が整列するように配置されている。各眼鏡２６１０、２６２０の第１及び第２のレンズ２６１２、２６２２は、光軸Ａ１、Ａ２に沿ってスタックを形成し、各眼鏡２６１０、２６２０の第１のレンズ２６１１、２６２１と、第２のレンズ２６２１、２６２２との間には、導波路２６１５、２６２５が配置され、導波路２６１５、２６２５、特に第１及び第２のレンズ２６１１、２６２１、２６１２、２６２２それぞれは、眼鏡３を着用する着用者の各眼に仮想コンテンツを表示するように配置及び構成される。

【0181】

本発明によるレンズはまた、コンタクトレンズとして使用及び形成することもできる。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図7A】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図13A】

【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】