用于光学图像稳定和聚焦调节的透镜配件制造技术

本发明专利技术涉及可调节或可调谐的透镜配件，其中可变形的非流体透镜体夹在可弯曲的透镜盖和后窗之间以形成透镜。透镜配件具有致动器系统，该致动器系统具有可独立寻址的致动器，用于在沿光轴的方向上向透镜盖施加力以改变透镜的整体形状。致动器系统具有用于调节透镜的光功率的聚焦调节模式和其中使透镜的光轴倾斜的光学图像稳定模式。

Lens accessories for optical image stabilization and focus adjustment

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学图像稳定和聚焦调节的透镜配件
本专利技术涉及用于诸如紧凑型相机的光学装置的可调节或可调谐的透镜系统，特别是用于辅助光学图像稳定和聚焦调节的可调节透镜系统。
技术介绍
自动聚焦(AF)和图像稳定是大多数紧凑型相机中的共同特征，并且正在不断努力使执行此类任务的系统更小、更便宜、并且更强健，同时提高光学质量。US5,315,435提出了一种用于透射和折射光束以稳定图像的可变棱镜单元。该单元具有两块平板，其中两块平板之间有液体，其中一块平板被固定，并且致动器压在另一块平板上以产生将折射光束的光楔。可变棱镜单元不提供任何聚焦能力，并且图像形成和自动聚焦需要额外的光学元件。众所周知，将液体用于光学功能也是困难的，并且与用于例如移动电话的透镜的大量制造不兼容。WO2008/100153描述了一种具有图像稳定布置和自动聚焦能力的装置。该装置具有柔性透镜体，该柔性透镜体夹在涉及透明棱镜的可弯曲薄盖和其中心区域可弯曲以形成透镜的可弯曲薄盖之间。两个可弯曲薄盖都涉及可以使棱镜倾斜并调节透镜焦距的致动器。棱镜和透镜是独立操作的，并且因此该装置需要两组致动器-每侧的盖上一组-并且致动器是在盖上形成的压电致动器，这限制了光学孔径的大小或导致成本无效的解决方案，这是因为它将需要增加装置的尺寸。在上面提到的两种图像稳定解决方案中，致动器响应于相机中的运动检测器进行操作，从而抵消了相机的微小移动，以使图像沿相反方向移动，从而使图像不会在相机内部固定的图像传感器上移动。
技术实现思路
专利技术内容本专利技术的目的是提供一种透镜，该透镜可以利用简单但有效的致动机构来致动。本专利技术的可替选的目的是提供一种透镜配件，该透镜配件是可调谐的并且可用于光学图像稳定(OIS)和聚焦调节(FA)。本专利技术的另一个可替选的目的是提供一种这样的透镜配件，其中在光学图像稳定和聚焦调节两者中使用相同的致动器集合和相同的透镜盖。本专利技术的另一个目的是提供这样的透镜配件，其成本有效并且使得更大的光学孔径成为可能。在第一方面，本专利技术提供了一种光学透镜配件(1)，其包括：-框架(6)、可弯曲的透明透镜盖(4)和连接到所述框架的透明后窗(3)，诸如其中所述透镜盖和/或所述后窗具有非零的Sag；-透明可变形的非流体透镜体(2)，其夹在所述透镜盖和所述后窗(3)之间，以形成具有光轴(5)和第一光功率的透镜；-致动器系统(7、8)，用于向所述透镜盖施加力以改变所述透镜的整体形状，所述致动器系统包括一个或多个(诸如至少三个)可独立寻址的致动器(7、8)，每个致动器均连接至所述框架并且适于在至少基本上沿所述光轴(5)的方向上向所述透镜盖施加力；其中所述致动器系统(7、8)具有聚焦调节模式，其中所述一个或多个(诸如所有)致动器被寻址为在相同的方向上向所述透镜盖(4)施加力，以调节所述透镜的光功率/Sag；和/或其中所述致动器系统(7、8)具有光学图像稳定模式，其中所述一个或多个致动器中的每个被寻址为以沿所述透镜盖的边缘变化的方式向所述透镜盖(4)施加不同的力以倾斜所述透镜的光轴(5)，其中所述透镜盖(4)在其周向区部上包括一个或多个加强件(24)，诸如环形加强件(23)，用于分布由在所述透镜盖(4)的较大区域上施加的力引起的所述光轴周围的非对称变形和应变，其中所述致动器系统(7、8)被布置为相对于所述框架(6)移位所述透镜盖(4)的边沿的至少一部分，诸如全部。本专利技术对于提供简单但有效的致动机构可以是有利的。例如，加强环可以使能应变的分布，并且透镜盖的边沿相对于框架的移位可以使能利用透镜体的作用-反作用力来使透镜盖成形和/或倾斜。可以采用单个致动器，可选地具有引导装置，该引导装置用于在从单个致动器(可能围绕光轴非旋转地)施加力时引导透镜盖。多个致动器可能有利于提供-诸如经由将它们分布在光轴周围-倾斜(在光学图像稳定模式下)和/或在光轴周围对称地施加力(在聚焦调节模式下)。“加强件”可以被理解为相对于透镜盖(至少在其附接的部分处)增加透镜盖和加强件配件的刚性的元件，诸如其中加强件元件具有比透镜盖更高的刚性(诸如刚性可以定义为沿光轴的厚度乘以在沿光轴的方向上的杨氏模量)。加强件元件可以具有足够高的刚性，以使其基本上不变形，诸如在致动时不被致动系统变形。加强件可以是包围、诸如完全包围光轴的加强环。“其周向区部”可以被理解为相对于光轴径向移位的透镜盖上的区域，诸如大于从光轴到透镜盖远离光轴的边沿的距离的50％。在第一可替选的方面，本专利技术提供了一种光学透镜配件，其包括：-框架、可弯曲的透明透镜盖和连接到该框架的透明后窗，其中该透镜盖和/或后窗具有非零的Sag；-透明可变形的非流体透镜体，其夹在透镜盖和后窗之间，以形成具有光轴和第一光功率的透镜；-致动器系统，用于向透镜盖施加力以改变透镜的整体形状，该致动器系统包括至少三个可独立寻址的致动器，每个致动器均连接至框架并且适于在至少基本上沿着光轴的方向上向透镜盖施加力；其中致动器系统具有聚焦调节模式(以下也称为“聚焦模式”)，其中所有致动器都被寻址为在相同的方向上向透镜盖施加力，以调节透镜的光功率/Sag；并且其中致动器系统具有光学图像稳定模式，其中致动器被寻址以沿透镜盖的边缘变化的方式向透镜盖施加不同的力以倾斜透镜的光轴。注意，方面和实施例可以与可替选的方面和实施例组合。在第二方面，本专利技术提供一种物镜模块，其包括根据第一方面的透镜配件。在第三方面，本专利技术提供一种相机，该相机包括根据第一方面的透镜配件和3轴运动传感器，该3轴运动传感器被连接以提供指示相机向致动器系统的移动的信号。在下文中，将总结许多优选和/或可选的特征、元件、示例和实施方式。在适用的情况下，关于一个实施例或方面描述的特征或元件可以与其他实施例或方面组合或应用于其他实施例或方面。另外，由专利技术人实现的对本专利技术的潜在机构的解释是出于解释性目的而提出，并且不应在事后分析中用于推导本专利技术。在第四方面，本专利技术提供一种光学装置，例如相机、显微镜、双目镜或望远镜、一副眼镜或风镜、可穿戴显示器等，包括根据第一方面的透镜配件。透镜配件可以是光学装置中的额外组件，被包括在光学透镜堆叠的设计中，或者具有包括该透镜配件的透镜模块。在实施例中，提出了一种光学装置，其包括根据第一方面的透镜配件，其中该光学装置是相机、显微镜、双目镜或望远镜、一副眼镜或风镜、可穿戴显示器、紧凑型相机中的任何一个。在第五方面，本专利技术提供了一种用于制造根据第一方面的透镜配件的方法，所述方法包括：-提供框架，-提供至少一个致动器，诸如至少三个可独立寻址的致动器，-将至少一个致动器连接到框架。可以理解，通过提供至少一个致动器并将所述至少一个致动器连接到框架，则在将致动器连接到框架之前，该致动器是诸如可操作致动器的致动器。这可以被认为不同于提供框架并且然后将材料沉积在框架上，其最终变为致动器，但在未连接至本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学透镜配件(1)，包括：/n-框架(6)、可弯曲的透明透镜盖(4)和连接到所述框架的透明后窗(3)，诸如其中所述透镜盖和/或所述后窗具有非零的Sag；/n-透明可变形的非流体透镜体(2)，其夹在所述透镜盖和所述后窗(3)之间，以形成具有光轴(5)和第一光功率的透镜；/n-致动器系统(7、8)，用于向所述透镜盖施加力以改变所述透镜的整体形状，所述致动器系统包括一个或多个诸如至少三个可独立寻址的致动器(7、8)，每个致动器均连接至所述框架并且适于在至少基本上沿所述光轴(5)的方向上向所述透镜盖施加力；/n其中所述致动器系统(7、8)具有以下聚焦调节模式：在该模式中所述一个或多个诸如所有致动器被寻址为在相同的方向上向所述透镜盖(4)施加力，以调节所述透镜的光功率/Sag；和/或/n其中所述致动器系统(7、8)具有以下光学图像稳定模式：在该模式中所述一个或多个致动器中的每个被寻址为以沿所述透镜盖的边缘变化的方式向所述透镜盖(4)施加不同的力以倾斜所述透镜的光轴(5)，/n其中所述透镜盖(4)在其周向区部上包括一个或多个加强件(24)，诸如环形加强件(23)，用于分布由在所述透镜盖(4)的较大区域上施加的力引起的所述光轴周围的应变和非对称变形，/n其中所述致动器系统(7、8)被布置为相对于所述框架(6)移位所述透镜盖(4)的边沿的至少一部分，诸如全部。/n...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170630 EP 17179006.6;20170630 EP 17179023.11.一种光学透镜配件(1)，包括：
-框架(6)、可弯曲的透明透镜盖(4)和连接到所述框架的透明后窗(3)，诸如其中所述透镜盖和/或所述后窗具有非零的Sag；
-透明可变形的非流体透镜体(2)，其夹在所述透镜盖和所述后窗(3)之间，以形成具有光轴(5)和第一光功率的透镜；
-致动器系统(7、8)，用于向所述透镜盖施加力以改变所述透镜的整体形状，所述致动器系统包括一个或多个诸如至少三个可独立寻址的致动器(7、8)，每个致动器均连接至所述框架并且适于在至少基本上沿所述光轴(5)的方向上向所述透镜盖施加力；
其中所述致动器系统(7、8)具有以下聚焦调节模式：在该模式中所述一个或多个诸如所有致动器被寻址为在相同的方向上向所述透镜盖(4)施加力，以调节所述透镜的光功率/Sag；和/或
其中所述致动器系统(7、8)具有以下光学图像稳定模式：在该模式中所述一个或多个致动器中的每个被寻址为以沿所述透镜盖的边缘变化的方式向所述透镜盖(4)施加不同的力以倾斜所述透镜的光轴(5)，
其中所述透镜盖(4)在其周向区部上包括一个或多个加强件(24)，诸如环形加强件(23)，用于分布由在所述透镜盖(4)的较大区域上施加的力引起的所述光轴周围的应变和非对称变形，
其中所述致动器系统(7、8)被布置为相对于所述框架(6)移位所述透镜盖(4)的边沿的至少一部分，诸如全部。


2.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述透镜盖和/或所述后窗具有非零的Sag。


3.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述致动器系统包括至少三个可独立寻址的致动器(7、8)。


4.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述致动器系统(7、8)具有以下聚焦调节模式：在该模式中所有致动器都被寻址为在相同的方向上向所述透镜盖(4)施加力，以调节所述透镜的光功率/Sag；并且
其中所述致动器系统(7、8)具有以下光学图像稳定模式：在该模式中致动器被寻址为以沿所述透镜盖的边缘变化的方式向所述透镜盖(4)施加不同的力以倾斜所述透镜的光轴(5)。


5.根据权利要求1所述的透镜配件(1)，其中，所述致动器系统(7、8)通过以下方式而能同时在所述聚焦调节模式和所述图像稳定模式下操作：寻址每个致动器以施加力，该力至少基本上是在这些模式中将施加的力的总和。


6.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，在所述聚焦调节模式下的致动器系统(7、8)能够将所述透镜的整体形状从其中所述透镜具有第一光功率的第一整体形状改变为其中所述透镜具有第二光功率的第二整体形状，并且所述第一光功率和所述第二光功率之间的差，光功率范围，为至少2屈光度。


7.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述一个或多个致动器(7、8)定位在所述透镜体(2)旁边、在所述透镜盖(4)的周向区部和所述后窗(3)之间。


8.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述一个或多个致动器(7、8)每个涉及悬臂(14)，其第一端连接至所述框架(6)，并且第二端适于接合所述透镜盖(4)以施加所述力，并且其中每个悬臂包括压电材料层(15)，并且致动器的寻址涉及在所述压电材料上施加电压。


9.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，还包括中心构件(9、10、25、26)，所述中心构件定位在所述透镜体(2)内或附近并且在所述光轴上，当在朝着所述后窗(3)的方向上致动所述透镜盖时，所述中心构件致使所述透镜体提供来自所述透镜体的反作用力的径向变化，所述反作用力随着半径的增大而减小。


10.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，还包括机械止动件(21)，所述机械止动件(21)限制所述透镜盖(4)在至少基本上沿所述光轴的方向上的运动。


11.根据权利要求7所述的透镜配件(1)，其中，所述机械止动件(21)由所述框架(6)的部分形成，并且在所述透镜盖的周向区部上的一个或多个加强件(24)被定位成通过所述机械止动件接合。


12.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述透镜盖(4)和/或所述后窗(3)具有至少10μm、15μm或至少20μm的Sag。


13.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，还包括与所述透镜盖(4)相邻的第一光学止动件和与所述后窗(3)相邻的第二光学止动件，其中，所述第一光学止动件和所述第二光学止动件是不透明的并且限定了开口的圆周，所述圆周垂直于所述光轴并且与所述光轴同心，并且限定了所述透镜配件(1)的光学孔径。


14.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述后窗(3)用作所述移动电话相机的盖玻璃。


15.根据前述权利要求中任一项所述的透镜配件(1)，其中，所述透镜盖(4)在其周向区部上包括环形加强件(23)，其用于分布由在薄膜的较大区域上施加的力引起的所述光轴周围的非对称变形和...

【专利技术属性】
技术研发人员：皮埃尔·克雷恩，弗拉基米尔·卡尔塔晓夫，珍妮·塔帕尼·凯皮奈恩，尼古拉斯·塔拉罗恩，拉尔斯·亨利克森，
申请(专利权)人：珀莱特股份有限公司，
类型：发明
国别省市：挪威;NO