【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】特别是包括自动聚焦、图像稳定和超分辨率的光学设备，特别是摄像机说明书本专利技术涉及根据权利要求1的前序部分的光学设备。此外，本专利技术涉及用于生产这种光学设备的方法。前述类型的光学设备通常包括：透明且可弹性膨胀(expand，伸缩、扩展、拉伸)的膜；与膜相对或面向膜的光学元件；壁构件，其中，光学元件和膜连接到壁构件，使得形成具有容积的容器，其中，至少膜、光学元件和所述壁构件界定所述容积；驻留在所述容积中的流体；以及附接到膜的外侧的透镜成形构件，该外侧背离所述容积。基于上述，本专利技术根本的问题是提供一种光学设备，该光学设备允许在对光学设备进行简单的校准的同时，允许以简单的方式调整设备的焦距，以及调节光束方向(例如，为了图像稳定、光束重定向或超分辨率的目的)。该问题通过具有权利要求1的特征的光学设备来解决。光学设备的优选实施方式陈述在对应的从属权利要求中并且在下文进行描述。根据权利要求1，根据本专利技术的光学设备包括：透明且可弹性膨胀的膜；面向膜的光学元件；壁构件，其中光学元件和膜连接到壁构件，使得形成具有容积(容器的内部空间)的容器；驻留在所述容积中的流体；以及透镜...
【技术保护点】
1.光学设备(1)，包括：‑透明且能弹性膨胀的膜(10)，‑光学元件(20)，所述光学元件面向所述膜(10)，‑壁构件(300)，其中，所述光学元件(20)和所述膜(10)连接到所述壁构件(300)，使得形成具有容积(V)的容器(2)，‑流体(F)，所述流体驻留在所述容积(V)中，以及‑透镜成形部件(11)，所述透镜成形部件与所述膜(10)接触，以用于限定所述膜(10)的曲率可调节区域(10c)，所述区域(10c)面向所述光学元件(20)，以及‑周向透镜镜筒(50)，所述周向透镜镜筒围成开口(50c)，在所述开口中布置有由所述透镜镜筒(50)保持的至少一个刚性透镜(51)，...
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.02 EP 16158246.5;2016.07.08 EP 16178616.5;1.光学设备(1)，包括：-透明且能弹性膨胀的膜(10)，-光学元件(20)，所述光学元件面向所述膜(10)，-壁构件(300)，其中，所述光学元件(20)和所述膜(10)连接到所述壁构件(300)，使得形成具有容积(V)的容器(2)，-流体(F)，所述流体驻留在所述容积(V)中，以及-透镜成形部件(11)，所述透镜成形部件与所述膜(10)接触，以用于限定所述膜(10)的曲率可调节区域(10c)，所述区域(10c)面向所述光学元件(20)，以及-周向透镜镜筒(50)，所述周向透镜镜筒围成开口(50c)，在所述开口中布置有由所述透镜镜筒(50)保持的至少一个刚性透镜(51)，以及-致动器装置(40)，所述致动器装置被设计成：使所述光学元件(20)在轴向方向(A)上相对于所述透镜成形部件(11)移动，所述轴向方向(A)被定向成垂直于所述透镜成形部件(11)延伸所沿着的平面，或者使所述透镜成形部件(11)在轴向方向(A)上相对于所述光学元件(20)移动，所述轴向方向(A)被定向成垂直于所述刚性透镜(51)延伸所沿着的平面，以便调节驻留在所述容积(V)内部的所述流体(F)的压力并且进而调节所述区域(10c)的曲率。2.根据权利要求1所述的光学设备，其特征在于，所述光学设备(1)被设计成下述中的至少一种：-使所述光学元件(20)相对于所述透镜成形部件(11)延伸所沿着的所述平面倾斜，特别是以便将所述容积(V)形成为棱镜，特别是用于提供光学图像稳定，-使所述透镜成形部件(11)相对于所述刚性透镜(51)延伸所沿着的所述平面倾斜，特别是以便将所述容积(V)形成为棱镜，特别是用于提供光学图像稳定，-使所述容器(2)相对于所述透镜镜筒(50)平行于所述透镜成形部件(11)延伸所沿着的所述平面移动，特别是用于提供光学图像稳定，-使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)和/或相对于所述容器(2)平行于所述刚性透镜(51)延伸所沿着的所述平面移动，特别是用于提供光学图像稳定，-使所述透镜镜筒(50)与所述容器(2)一起移动，特别是用于提供光学图像稳定，特别是平行于所述光学设备(1)的图像传感器(52)移动，其中，所述透镜镜筒(50)布置在所述图像传感器(52)的前方，-使所述透镜镜筒(50)与所述容器(2)一起倾斜，特别是用于提供光学图像稳定，特别是相对于所述光学设备(1)的图像传感器(52)倾斜，其中，所述透镜镜筒(50)布置在所述图像传感器(52)的前方。3.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)被设计成：使所述光学元件(20)相对于所述平面倾斜，特别是以便将所述容积(V)形成为棱镜，以用于使穿过所述容积(V)的光偏转。4.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)被设计成：使所述透镜成形部件(11)相对于所述刚性透镜(51)延伸所沿着的所述平面倾斜，特别是以便将所述容积(V)形成为棱镜，以用于使穿过所述容积(V)的光偏转。5.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)被设计成：使所述容器(2)相对于所述透镜镜筒(50)平行于所述平面移动，特别是用于使穿过所述容积(V)的光偏转。6.根据权利要求1或2所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)被设计成：使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)和/或相对于所述容器(2)平行于所述刚性透镜(51)延伸所沿着的所述平面移动，特别是用于使穿过所述容积(V)的光偏转。7.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)连接到所述周向透镜镜筒(50)。8.根据权利要求7所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)被设计成：使所述透镜镜筒(50)在所述轴向方向(A)上移动，以用于使所述透镜成形部件(11)在所述轴向方向(A)上移动。9.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)被等离子结合到所述膜(10)。10.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)与所述透镜镜筒(50)一体地形成，并且所述透镜成形部件形成所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)的一部分或者从所述透镜镜筒的面部侧(50b)突出，其中特别地，所述透镜成形部件(11)连接到所述膜(10)。11.根据权利要求1至9中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)由连接到所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)的周向构件(11)特别是周向材料层(11)形成，其中特别地，所述周向构件(11)连接到所述膜(10)。12.根据权利要求11所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)是模具插入件，所述模具插入件嵌入所述透镜镜筒的所述面部侧的凹部中。13.根据权利要求11所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)用胶合物(116)胶合到所述透镜镜筒(50)，以便将所述透镜成形部件(11)连接到所述透镜镜筒(50)。14.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒(50)包括从所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)突出的突出部(110)，所述突出部(110)被配置成当所述透镜成形部件(11)与所述突出部(110)以形状配合的方式接合时使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)居中。15.根据权利要求14所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)被配置成环绕所述突出部(110)。16.根据权利要求14所述的光学设备，其特征在于，所述突出部(110)被配置成环绕所述透镜成形部件(11)。17.根据权利要求14至16中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒(50)的所述面部侧(50b)包括至少一个凹部(111)，所述至少一个凹部形成所述突出部(110)的不连续性，使得空气能够从所述透镜镜筒(50)的外部穿过所述凹部(111)进入与所述膜(10)相邻并被所述透镜成形部件(11)围绕的区域(R)中。18.根据权利要求14至16中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒(50)包括至少一个通道(112)，所述至少一个通道在所述突出部(110)下方延伸，并且特别地在所述透镜镜筒(50)的所述面部侧(50b)下方延伸，使得空气能够从所述透镜镜筒(50)的外部穿过所述至少一个通道(112)进入与所述膜(10)相邻并被所述透镜成形部件(11)围绕的区域(R)中。19.根据权利要求14至16中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒50包括至少一个通道(113)，使得空气能够从所述透镜镜筒(50)的外部穿过所述至少一个通道(113)进入与所述膜(10)相邻并被所述透镜成形部件(11)围绕的区域(R)中，其中特别地，所述至少一个通道(113)包括第一区段(113a)以及与所述第一区段(113a)流体连通的第二区段(113b)，所述第一区段在所述透镜镜筒(50)的径向方向上从所述透镜镜筒(50)的横向外侧(50a)延伸到所述透镜镜筒(50)中，并且所述第二区段(113b)平行于所述透镜镜筒(50)的光轴延伸并通向所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)。20.根据权利要求13或者根据引用权利要求13时的权利要求14至19中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒(50)在所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)上包括至少一个胶合物袋体(115)，以用于接收所述胶合物(116)，其中所述至少一个胶合物袋体(115)布置在所述透镜成形部件(11)下方。21.根据权利要求15和20所述的光学设备，其特征在于，所述至少一个胶合物袋体(115)在所述透镜镜筒(50)的径向方向上与所述突出部(110)相比进一步向外延伸。22.根据权利要求16和20所述的光学设备，其特征在于，所述至少一个胶合物袋体(115)在所述透镜镜筒(50)的径向方向上与所述突出部(110)相比进一步向内延伸。23.根据权利要求16、20或22中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述至少一个胶合物袋体(115)在所述突出部(110)下方延伸。并且特别地通向所述透镜镜筒(50)的横向外侧(50a)，使得能够从所述横向外侧(50a)接近至少一个胶合物袋体(115)，以用于将所述胶合物(116)施加到所述至少一个胶合物袋体(115)。24.根据权利要求20所述的光学设备，其特征在于，所述至少一个胶合物袋体(115)包括伸长的弯曲形状。25.根据权利要求20、22或24中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜镜筒(50)包括至少一个通孔(117)，所述通孔(117)沿着所述透镜镜筒(50)的光轴延伸并且通向所述至少一个胶合物袋体(115)，使得所述胶合物(116)能够经由所述通孔(117)施加到所述至少一个胶合物袋体(115)。26.根据权利要求13或者根据引用权利要求13时的权利要求14至19中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述胶合物(116)是双面胶带(118)，所述双面胶带布置在所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)上、位于所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)与所述透镜成形部件(11)之间。27.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)布置在所述透镜镜筒(50)的外部、位于所述透镜镜筒(50)的前方。28.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)经由所述膜(10)被支撑在所述透镜成形部件(11)上。29.根据权利要求1至9中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)至少部分地特别是完全地布置在所述透镜镜筒(50)的所述开口(50c)中。30.根据权利要求29所述的光学设备，其特征在于，所述光学元件(20)形成所述透镜镜筒(50)的最顶部刚性透镜。31.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述光学设备(1)包括围绕所述透镜镜筒(50)的壳体(60)。32.根据权利要求31所述的光学设备，其特征在于，所述壳体(60)包括凹部(66)，所述凹部被配置用于以形状配合的方式接收所述透镜镜筒(50)，其中特别地，所述凹部(66)还被配置成在将所述透镜镜筒(50)安装到所述壳体(60)中时引导所述透镜镜筒(50)。33.根据权利要求31或32所述的光学设备，其特征在于，所述壁构件(300)经由至少一个弹簧构件(302)连接到所述壳体(60)，使得所述壁构件(300)弹性地耦接到所述壳体(60)，使得当所述壁构件(300)被移出搁置位置时，在所述壁构件(300)上施加有恢复力。34.根据权利要求32或33所述的光学设备，其特征在于，所述凹部(66)包括内螺纹(66f)，所述内螺纹被配置成与所述透镜镜筒(50)的外螺纹(50f)接合，以用于调节所述透镜镜筒(50)到所述光学设备(1)的图像传感器(52)的距离。35.根据权利要求32或34所述的光学设备，其特征在于，所述凹部(66)包括周向梯级(66a)，所述周向梯级形成止挡部，以用于使所述透镜镜筒(50)相对于所述光学设备(1)的图像传感器(52)处于适当位置。36.根据权利要求1至9、27、29至35中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件(11)连接到透镜成形部件承载件(310)，其中，所述透镜成形部件承载件(310)包括连接到所述透镜成形部件(11)的腿部(311)，其中，相应的腿部(311)从所述透镜成形部件(11)起穿过形成在所述透镜镜筒(50)中的关联的槽(53)向外延伸。37.根据权利要求36所述的光学设备，其特征在于，所述相应的腿部(311)连接到用于保持所述致动器装置(40)的磁体(42)或线圈或其他部件的关联的保持构件(312)，其中，相应的保持构件(312)布置在所述透镜镜筒(50)的外部。38.根据权利要求36或37所述的光学设备，其特征在于，所述相应的腿部(311)包括第一区段(311a)和第二区段(311b)，所述第一区段延伸穿过所述槽(53)，所述第二区段连接到所述第一区段(311a)并以相对于所述第一区段(311a)呈一角度的方式延伸，并且其中，所述第二区段(311b)在所述透镜镜筒(50)的外部沿着所述透镜镜筒(50)的横向外侧(50a)以及沿着或平行于所述透镜镜筒(50)的光轴延伸。39.根据权利要求36至38中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件承载件(310)包括弹簧构件(314)，其中，相应的弹簧构件(314)连接到所述透镜成形部件承载件(310)的关联的腿部(311)，其中，所述弹簧构件(314)被配置成使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)居中。40.根据权利要求36至39中的一项所述的光学设备，其特征在于，相应的槽(53)被形成为进入所述透镜镜筒(50)的底部(50d)中，所述底部(50d)背离所述容器(2)，其中特别地，所述相应的槽(53)沿着所述透镜镜筒(50)的光轴延伸。41.根据权利要求40所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)从所述透镜镜筒(50)的所述底部(50d)插入所述开口(50c)中并且通过所述透镜镜筒(50)的内部的周向表面区域(54)居中，其中，所述容器(2)以形状配合的方式与所述表面区域(54)接合。42.根据权利要求39以及根据权利要求40或41所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件承载件(310)与所述透镜成形部件(11)一起从所述透镜镜筒(50)的所述底部(50d)插入所述开口(50c)中，其中，每个弹簧构件(314)在所述透镜镜筒(50)的内部的关联的表面区域(55)上都布置有端部区段(314a)，以便使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒50居中。43.根据权利要求36至39中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述相应的槽(53)被形成为进入所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)中，所述面部侧(50b)背离所述光学设备(1)的图像传感器(52)，其中特别地，所述相应的槽(53)沿着所述透镜镜筒(50)的光轴延伸。44.根据权利要求43所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)与所述透镜成形部件(11)和所述透镜成形部件承载件(310)一起插入单独的透镜镜筒顶部部件(58)中以形成一子组件，所述子组件从所述面部侧(50b)插入所述透镜镜筒(50)中，使得所述容器(2)和所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)居中，并且所述相应的腿部(311)布置在其关联的槽(53)中。45.根据权利要求43所述的光学设备，其特征在于，所述透镜成形部件承载件(310)与所述透镜成形部件(11)一起从所述透镜镜筒(50)的面部侧(50b)插入所述透镜镜筒(50)的开口(50c)中，其中，每个弹簧构件(314)在所述透镜镜筒(50)的内部的关联的表面区域(56)上或在相邻的塑料透镜上布置有端部区段(314a)，以便使所述透镜成形部件(11)相对于所述透镜镜筒(50)或所述相邻的塑料透镜居中。46.根据权利要求43或45所述的光学设备，其特征在于，所述容器(2)从所述透镜镜筒(50)的所述面部侧(50b)插入所述开口(50c)中，并且通过所述透镜镜筒(50)的内部的周向表面区域(57)居中，其中所述容器(2)以形状配合的方式与所述表面区域(57)接合。47.根据前述权利要求中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)包括：一个或多个导电线圈(41)，特别是三个或四个线圈(41)；以及至少一个磁体(42)；其中，每个线圈(41)都面向所述至少一个磁体(42)，并且其中，每个线圈(41)都被配置成与所述至少一个磁体(42)相互作用，使得当电流被施加到线圈(41)时，相应的线圈(41)和所述至少一个磁体(42)相对于彼此根据所述相应的线圈(41)中的电流的方向进行移动。48.根据权利要求1至46中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)包括：一个或多个导电线圈(41)，特别是三个或四个线圈(41)；以及对应数量的磁体(42)；其中，每个磁体(42)恰好与所述线圈(41)中的一个线圈关联，其中，每个线圈(41)都面向其关联的磁体(42)，并且其中，每个线圈(41)都被配置成与其关联的磁体(42)相互作用，使得当电流被施加到线圈(41)时，相应的线圈(41)和其关联的磁体(42)相对于彼此根据所述相应的线圈(41)中的电流的方向进行移动。49.根据权利要求1至46中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述致动器装置(40)包括一个或多个导电线圈(41)，特别是三个或四个线圈(41)，其中，每个线圈(41)都围绕关联的磁体(42)，并且其中，每个线圈(41)都被配置成与所述关联的磁体(42)相互作用，使得当电流被施加到线圈(41)时，取决于相应的线圈(41)中的电流的方向，所述相应的线圈(41)和所述关联的磁体(42)相互吸引或相互排斥。50.根据权利要求47至49中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述相应的线圈(41)包括绕线圈轴线(A")卷绕的导体(410)，所述线圈轴线垂直于所述平面或所述光学元件(20)延展。51.根据权利要求31以及根据权利要求47至50中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述至少一个磁体(42)或所述多个磁体(42)布置在所述壳体上，并且所述线圈(41)连接到所述壁构件(300)。52.根据权利要求31以及根据权利要求47至50中的一项所述的光学设备，其特征在于，所述至少...
【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔·阿施万登，马库斯·盖斯纳，
申请(专利权)人：奥普托图尼康苏默尔股份公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH
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