JP2008521061A - 液体の静電的に焦点可変なレンズを用いた、球・円柱眼屈折システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図5
Description
球面等価(SE) =S/2
0〜90°のクロス円柱(C+) =(C/2)cos(2A)
45〜135°のクロス円柱(Cx)=(C/2)sin(2A)
C45=2・Cx (1)
同時に、それは、球面等価屈折力SEcx=C45/2=Cxを生成する。この値は、必要とされるSEを部分的に供給するための正しい符号を持つか持たないであろうが、この値を、SE値から差し引いて、さらにどれぐらいのSE値が必要であるかを見る。これはSE’=SE−Cxと呼ばれる。ここで、この値が、他の2つの可変円柱レンズによって、必要とされるC+成分の供給に加えて、供給されなければならない。
SE−Cx=Co/2+C90/2
C+=Co/2−C90/2
SE−Cx+C+=Co
SE−Cx−C+=C90
Claims (36)
- 光路が通り抜ける、少なくとも1つのオープニングを決めている、少なくとも1つのハウジングと、
1つ以上の液体/液体界面を形成するように、前記少なくとも1つのオープニング内に配置されている複数の液体と、
複数のエレクトロウェッティング電位を印加するように、前記少なくとも1つのオープニングに結合されている電位ソースであって、第1の入力に応じて、前記1つ以上の液体/液体界面が、前記光路の少なくとも1つの円柱向きを変化させるように、前記エレクトロウェッティング電位の少なくとも1つを変更するように構成されているソースと、
を備えてなる光学装置。 - 前記1つ以上の液体/液体界面が、第2の入力に応じて、球面屈折力を変更するように、また、前記1つ以上の液体/液体界面が、第3の入力に応じて、円柱屈折力を変更するように、前記ソースが、第2の入力に応じて、前記少なくとも1つのエレクトロウェッティング電位を変えるように構成されており、前記1つ以上の液体/液体界面が、前記光路に沿う球・円柱屈折力を持つ請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのハウジングが、内部に第1の液体/液体界面を持つ第1のオープニングと、内部に第2の液体/液体界面を持つ第2のオープニングと、を決めており、前記第1のオープニングと前記第2のオープニングとが、各々、矩形断面を有しており、
第1のエレクトロウェッティング電位の変更が、前記第1の液体界面の第1の可変円柱屈折力に変化を生じさせ、前記第1の可変円柱屈折力が、前記光路と交差して、水平方向に延びる第1の円柱向きを持ち、
第2のエレクトロウェッティング電位の変更が、前記第2の液体界面の第2の可変円柱屈折力に変化を生じさせ、前記第2の可変円柱屈折力が、前記光路と交差して、水平方向に延びる第2の円柱向きを持ち、
前記第1の円柱向きが、前記光路の周りに、前記第2の円柱向きから角度的にずれる、
請求項1に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのハウジングが、内部に第3の液体/液体界面を持つ第3のオープニングを決めており、前記第3のオープニングが、矩形断面を有しており、
第3のエレクトロウェッティング電位の変更が、前記第3のオープニング内に配置された第3の液体/液体界面の第3の可変円柱屈折力に変化を生じさせ、前記第3の可変円柱屈折力が、前記光路と交差して、水平方向に延びる第3の円柱向きを持ち、前記第3の円柱向きが、前記光路の周りに、前記第1と前記第2の円柱軸から角度的にずれる、
請求項3に記載の装置。 - 前記第1の円柱向きが、前記第2の円柱向きに実質的に直交し、また、前記第3の円柱向きが、約45度だけ、前記第1の円柱向きから角度的にずれる請求項4に記載の装置。
- 前記第1のオープニングの、対向し合う側部に沿う第1、第2の電極、および、前記第2のオープニングの、対向し合う側部に沿う第3、第4の電極を、さらに備える請求項3に記載の装置。
- 前記ハウジングが、前記光路の周囲に配置された壁を備え、前記壁を巡る周縁に分布した、複数の導電体をさらに備える請求項1に記載の装置。
- 前記導電体が、電極アレイを定めており、前記アレイの各電極が、前記アレイの2つの隣接する電極の間の周縁に配置されていて、それらの電極から電気的に絶縁されている請求項7に記載の装置。
- 前記パワー・ソースが、前記光路の周囲に、一連の周縁電位を印加する請求項7に記載の装置。
- 前記一連の電位が、DC電圧の、実質的に正弦波であるパターン(以下、正弦波パターンと言う)を有し、そして、前記パワー・ソースが、第2の入力に応じて、前記正弦波パターンの振幅を変更して、前記光路に沿う円柱屈折力を変更するように構成されている請求項9に記載の装置。
- 前記パワー・ソースが、前記第1の入力に応じて、前記光路の周囲に、前記正弦波電圧パターンを回転させるように構成されている請求項10に記載の装置。
- 前記パワー・ソースが、第3の入力に応じて、前記パターンの平均電圧を変更して、前記光路に沿う球面屈折力を変えるように構成されている請求項11に記載の装置。
- 前記光学装置が、前記少なくとも1つのハウジング内の前記液体の移動を、前記装置の他の移動を生じさせることなく、生じさせることによって、第2の入力に応じて円柱屈折力を変更し、また、前記第1の入力に応じて前記円柱向きを変更する請求項1に記載の装置。
- 少なくとも−20.0ジオプタから少なくとも約+20.0ジオプタまでの範囲にわたって前記円柱屈折力を変更することができ、約180度にわたって前記円柱向きを変更することができ、そして、少なくとも−6.0から少なくとも+6.0までの範囲にわたって球面屈折力を変更することができる請求項13に記載の装置。
- 前記パワー・ソースがプロセッサを備え、前記プロセッサが、前記第1と前記第2の入力に応じて、前記複数のエレクトロウェッティング電位を決定する請求項13に記載の装置。
- 前記プロセッサが、さらに、第3の入力に応じて、前記エレクトロウェッティング電位を決定して、前記光路に沿う球面光学屈折力を変更する請求項15に記載の装置。
- 光路が通り抜ける第1の角柱形のオープニングを持つ第1のハウジングであって、前記第1のオープニングが、第1の表面と第2の表面を持っており、前記第2の表面が、中間に前記光路を置いて、前記第1の表面からずれている、ハウジングと、
前記第1と前記第2の表面を横切る第1の液体/液体界面を形成するように、前記オープニング内に配置されている複数の液体と、
前記第1と前記第2の表面に第1の可変電位を印加して、前記光路に沿う、前記液体/液体界面の第1の可変円柱屈折力を変化させるために、前記第1と前記第2の表面に結合されている電位ソースと、
を備えてなる液体円柱レンズ装置。 - 前記第1の可変円柱屈折力が、前記第1のオープニングの端部表面を横切る第1の向きを持ち、前記電位ソースが前記端部表面に他の電位を印加し、前記他の電位が、前記第1の電位と異なる請求項17に記載の液体円柱レンズ装置であって、さらに、
第2のオープニングを持つ第2のハウジングであって、前記第2のオープニングが、中間に前記光路を置く第3の表面と第4の表面を持っている、第2のハウジングと、
前記第2のオープニング内に配置されている複数の液体であって、それらの複数の液体の間に第2の液体/液体界面を決めている複数の液体と、
前記第3と前記第4の表面に第2の可変電位を印加して、第2の向きを持つ第2の可変円柱屈折力を変化させるために、前記第3と前記第4の表面に結合されている前記パワー・ソースであって、前記第2の向きが、前記第1の向きに対して、前記光路の周りに角度的にずれている、前記パワー・ソースと、
第3のオープニングを持つ第3のハウジングであって、前記第3のオープニングが、中間に前記光路を置く第5の表面と第6の表面を持っている、第3のハウジングと、
前記第3のオープニング内に配置されている複数の液体であって、それらの複数の液体の間に第3の液体/液体界面を形成させている複数の液体と、
前記第5と前記第6の表面に第3の可変電位を印加して、第3の向きを持つ第3の円柱屈折力を変化させるために、前記第5と前記第6の表面に結合されている前記電位ソースであって、前記第3の向きが、前記第1と前記第2の軸から角度的にずれていて、前記液体円柱レンズ装置が、前記光路に沿う球面屈折力、前記光路に沿う円柱屈折力、前記光路に沿う円柱向きを変更することが可能である、前記電位ソースと、
を備えてなる液体円柱レンズ装置。 - 軸方向に延びる光路が通り抜ける、少なくとも1つのオープニングを決めている、少なくとも1つのハウジングと、
少なくとも1つの液体/液体界面を形成するように、前記少なくとも1つのオープニング内に配置されている複数の液体と、
前記光路を囲む周縁に分布している複数の導電体と、
前記複数の導電体に、複数の相異なるエレクトロウェッティング電位を同時に印加するように、前記導電体に結合されている電位ソースであって、前記液体/液体界面を変えて、前記光路に沿う球・円柱屈折力を制御可能に変更するように構成されているソースと、
を備えてなる光学装置。 - 前記ソースは、
前記1つ以上の液体/液体界面が、円柱向きを、前記光路の周囲に回転させるように、第1の入力に応じて、
前記1つ以上の液体/液体界面が、前記光路に沿う球面屈折力を変更するように、第2の入力に応じて、そして、
前記1つ以上の液体/液体界面が、円柱屈折力を変更するように、第3の入力に応じて、
前記エレクトロウェッティング電位を変えるように構成されている請求項19に記載の装置。 - 前記少なくとも1つのハウジングが、内部に第1の液体/液体界面を持つ第1のオープニングと、内部に第2の液体/液体界面を持つ第2のオープニングを決めており、前記第1と前記第2のオープニングが、各々、矩形断面を有する請求項19に記載の装置。
- 前記複数の導電体が、前記第1のオープニングの対向し合う側部に沿う第1と第2の電極、および、前記第2のオープニングの対向し合う側部に沿う第3と第4の電極を有する請求項21に記載の装置。
- 前記ハウジングが、前記光路の周囲に配置された壁を備え、そして、前記壁を巡る周縁に分布した、複数の導電体をさらに備える請求項19に記載の装置。
- 前記パワー・ソースが、前記光路の周囲に、DC電圧の、実質的に正弦波である周縁パターンを印加する請求項23に記載の装置。
- 光路が通り抜ける、少なくとも1つのオープニングを決めている、少なくとも1つのハウジングと、
1つ以上の液体/液体界面を形成するように、前記少なくとも1つのオープニング内に配置されている複数の液体と、
前記少なくとも1つのオープニングに近接している複数の導電体と、
少なくとも1つのエレクトロウェッティング電位を印加するために、前記導電体に結合されている電位ソースと、
を備えてなるフォロプタまたは自動レフラクタであって、前記ソースが、前記1つ以上の液体/液体界面を変えて、
前記光路に沿う球面屈折力と、
前記光路に沿う円柱屈折力と、
前記光路に沿う円柱向きと、
のなかから選択された1つ以上の特性を、制御可能に変更するように構成されている、フォロプタまたは自動レフラクタ。 - 少なくとも1つのエレクトロウェッティング電位を印加することによって、光路に沿う円柱向きを変化させるように、1つ以上の液体/液体界面を設定するステップ、
を含む、液体レンズの光学方法。 - 前記少なくとも1つの電位を変化させることによって、前記光路に沿う球面屈折力を増加させるように、前記1つ以上の液体/液体界面を再設定するステップ、
をさらに含む請求項26に記載の光学方法。 - 前記少なくとも1つの電位を変化させることによって、前記円柱屈折力の円柱向きを変化させるように、前記1つ以上の液体/液体界面を再設定するステップ、
をさらに含んでなる請求項27に記載の光学方法。 - 前記少なくとも1つの電位に応じて、かつ、前記光路に沿う他の動きを伴うことなく、液体を動かすことによって、円柱屈折力、円柱向き、球面屈折力が、制御可能に変更される請求項28に記載の光学方法。
- 前記少なくとも1つの液体/液体界面の第1の曲率と、前記少なくとも1つの液体/液体界面の、前記第1の曲率と異なる第2の曲率と、を同時に実現するように、前記光路の周囲で、複数の、周縁に沿って相異なるエレクトロウェッティング電位を同時に印加して、光路によって横切られる、少なくとも1つの液体/液体界面を形成するステップ、
を含む液体レンズの光学方法。 - 前記第1の曲率と、前記第2の曲率とは、単一の液体/液体界面に沿って配置され、そして、前記光路の軸の周りに、角度的にずれ合う請求項30に記載の光学方法。
- 前記第1の曲率が平坦であり、前記液体/液体界面が円柱レンズを形成する請求項31に記載の光学方法。
- 前記第1と前記第2の曲率が、平坦でない請求項31に記載の光学方法。
- 前記液体/液体界面が、球・円柱レンズを形成する請求項33に記載の光学方法。
- 前記液体/液体界面が、非球・円柱レンズを形成する請求項33に記載の光学方法。
- 光路が通り抜ける、少なくとも1つのオープニングを決めている、少なくとも1つのハウジングと、
少なくとも1つの液体/液体界面を形成するように、前記少なくとも1つのオープニング内に配置されている複数の液体と、
前記少なくとも1つのオープニングに結合されている電位ソースであって、複数のエレクトロウェッティング電位を同時に印加し、それによって、前記少なくとも1つの液体/液体界面が、球面屈折力と円柱屈折力を制御可能に変化させるように、構成されているソースと、
を備えてなる光学装置。
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