用于光学图像稳定的可调棱镜制造技术

本发明专利技术涉及用于光学图像稳定的可调棱镜(1)，包括部件：‑容器(2)，该容器包括具有至少透明部分的膜(6)，容器(2)还包括面向膜(6)的透明刚性底部部分(5)，其中，膜(6)被连接到底部部分(5)，并且其中，容器(2)封围出填充有透明流体(3)的容积(7)；‑布置在膜(6)上的透明窗(8)，其中，膜(6)包括围绕窗(8)的外边缘(8a)延伸的可变形部分(6a)，使得窗(8)可以相对于底部部分(5)关于第一和/或第二轴线(201、202)倾斜。本发明专利技术还涉及包括可调棱镜(1)的成像系统(50)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学图像稳定的可调棱镜说明书本专利技术涉及在成像系统中用于光学图像稳定的可调棱镜以及包括该可调棱镜的成像系统。在现有技术中，在光学成像系统中很好地建立了光学图像稳定。例如，在手持式相机中例如移动电话中发现，如果没有采用图像稳定，例如由颤抖的手引起的相机的侧向或旋转运动将导致投射在相机的图像传感器上的图像侧向偏移(shift，移位、变位)。光学图像稳定是指通过相应地调整成像系统的成像光学件来补偿所述偏移或旋转或者甚至来防止这种侧向偏移的方法。这可以通过成像系统的光路中的可调棱镜来促进。一旦图像传感器的侧向运动被检测到，可调棱镜被调整使得入射光被可调棱镜偏转，以使得光在与没有运动的情况下撞击图像传感器的位置相同的位置撞击该图像传感器。棱镜的这种调节需要是相当快的并且棱镜的可移动部也应该优选地是轻的，以便减小惯性并促进短的响应时间。容器的被封围出的容积包括透明液体。为了便于使横越的光偏转离开可调棱镜的光轴，顶部部分和/或底部部分可以相对于光轴倾斜，这产生期望的偏转。光轴特别地正交地且居中地延伸穿过底部部分。然而，这些基于波纹管的可调棱镜需要壁构件被密封到底部部分和顶部部分。因此，这种可调棱镜的配置需要两个密封件。因此，在容积中被填充的液体的泄漏的问题必须被解决两次。此外，当没有向可调棱镜施加致动力时，可调棱镜不具有由顶部部分和底部部分呈现的经限定的静止(rest，搁置)状态。本专利技术的目的是提供需要仅一个密封件的可调棱镜，该可调棱镜提供稳定且可靠的操作并且该可调棱镜可以以特别地小的几何占地面积被制造，同时制造这种棱镜的成本比较地低。该目标通过具有权利要求1的特征的棱镜来实现。在从属权利要求中描述了有利的实施方式根据权利要求1，用于光学图像稳定的可调棱镜包括至少部件：-容器，该容器包括具有至少透明部分的膜，该容器还包括面向膜的至少一部分的透明刚性底部部分，其中，该膜被连接到底部部分特别地与底部部分接触和/或与底部部分连结，并且其中，该容器封围出填充有透明流体的容积，-被布置在膜上的并且特别地被连接到或被附接到膜的透明窗，其中，膜包括至少围绕窗的外边缘延伸的可变形部分，使得窗可以关于第一和/或第二轴线相对于底部部分倾斜。膜与底部部分的连结特别地通过自然地发生的粘附力实现。然而，也可能在制造期间的专用连结步骤期间实现膜和底部部分的连结。术语“可变形部分”特别地是指弹性地可扩展和/或可拉伸部分的膜部分。然而，注意到的是，膜部分不必是弹性的，而仅是可变形的。可调棱镜特别地是被配置使得光可以从底部部分横越可调棱镜到达窗的设备，并且其中，光以可调整即可调的角度被偏转，或者其中，光相对于棱镜的光轴被偏移。在后一情况下，可调棱镜也可以被称为光束移位器。可调棱镜被配置用于光学图像稳定，特别是在成像系统诸如相机中。因此，可调棱镜被配置成使入射光线偏移和/或倾斜，使得图像传感器上的图像保持在相同位置处，或者使得可以减少或防止图像传感器上的图像的运动。容器特别地被配置成在容积中存储液体或气体。因此，容器特别地是流体密封的，即气体密封的和/或对于液体不可渗透的。因此，该膜特别地对于该容积中包括的流体是不可渗透的。如果流体是空气，则膜对空气不必是不可渗透的。如果流体是液体，则膜对液体是不可渗透的。该膜至少在棱镜的通光孔隙内是透明的，特别是在膜的被布置成与底部部分相反的部分内是透明的。刚性底部部分特别地具有平坦的特别地至少在底部部分的区域内平坦的两个侧面，该区域在可调棱镜的通光孔隙内。底部部分的一侧面向容器的容积，并且另一侧面向相反方向。在流体具有与底部部分相同的折射率的情况下，底部部分的面向容积的侧不需要是平坦的。因此，可以想到一实施方式，其中，在可调棱镜的容积中的流体具有与底部部分实质上相同的折射率。平坦的刚性底部部分特别地不变更横越底部部分的光波的曲率，使得防止由于底部部分的聚焦或散焦效应引起的任何图像失真。仍然保持适用的是：当没有致动力被施加到窗上时，窗特别地平行于该底部部分延伸。该窗特别地被布置成在膜上在容器容积的外侧。此外，窗对膜的延伸的区域进行覆盖，而膜的可变形的特别是弹性可扩展的或可拉伸的部分未被窗覆盖。注意到的是，被窗覆盖的膜部分可以是可变形的，特别地也可以是弹性可扩展的。窗被布置在膜上，使得该窗关于至少第一轴线倾斜，即，窗能够关于至少第一轴线部分旋转。此外，当致动力被施加到窗时，不仅可以实现倾斜运动，而且还可以实现具有平移或侧向分量的运动，特别是沿着可调棱镜的光轴或正交于可调棱镜的光轴的运动。窗特别地关于至少一个枢转点旋转，该枢转点被定位在光轴与窗的外(即，面向容器的外部的)表面的交点处。明确地指出的是，窗可以被配置成也经受平移或侧向运动。但是，在流体不可压缩的情况下，例如，如果流体是不可压缩的液体，则可以在很大程度上防止沿光轴的运动。取决于旋转的自由度，窗也可以被配置成能够关于第一和第二轴线，即关于两个独立的轴线倾斜。该配置允许将横越光二维地偏转。窗的偶然平移运动分量不影响可调棱镜的偏转特性。然而注意到的是，在光轴与窗的外表面的交点处具有理想的枢转点的情况下，将不出现平移运动。窗特别地被布置在膜上，使得该窗可以朝向或远离底部部分移动和/或倾斜，其中，如果窗倾斜或移动，则弹性可扩展的膜部分通过窗的致动被拉伸。当没有致动力被施加到窗上时，膜松弛回到其原始状态，在该状态下，窗被特别地平行于底部部分进行对准。致动力可以是在窗上的推力、拉力或旋转力。由于该原因，窗可以被附接到膜，使得拉力可以被施加到膜上而使窗不会与膜分开，而是使膜与窗被拉到一起。窗特别地是平坦的。然后，横越该窗的光的曲率保持不变，使得防止由于窗的聚焦或散焦效应引起的任何图像失真。窗特别地沿二维延伸，例如沿x轴和y轴延伸。沿第三维度的延伸——此处为沿可调棱镜的光轴或z轴的延伸——与沿x轴和y轴的延伸相比小，但在棱镜被用作光束移位器并且容积填充有气体的情况下可以是相应的。第一轴线可以是x轴，并且第二轴线可以是y轴。因此，在窗经受平移或侧向运动的情况下，第一和/或第二轴线特别地经受相同的运动。在下文中，还公开了防止窗相对于底部部分进行平移运动的实施方式。根据本专利技术的可调棱镜的工作机制可以特别地利用以下步骤总结：向窗施加致动力，使窗关于至少一个轴线相对于可调棱镜的底部部分倾斜；膜甚至可以是易皱的和极其柔软的。膜的主要功能是潜在地对包括在容器中的液体进行密封。根据本专利技术的可调棱镜可以被构建的比较地紧凑并且呈许多不同的形状，使得其可以被应用在具有小空间的微型成像设备诸如移动电话中。根据另一实施方式，膜的可变形部分是弹性可扩展的。根据该实施方式，膜特别地是弹性膜，其中，术语“弹性”是指通过向膜施加力膜的反复地可扩展或可拉伸的特性。在膜是弹性膜的情况下，当力停止时，膜返回其原始本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.用于光学图像稳定的可调棱镜(1)，包括部件：/n-容器(2)，所述容器包括具有至少透明部分的膜(6)，所述容器(2)还包括面向所述膜(6)的透明刚性底部部分(5)，其中，所述膜(6)被连接到所述底部部分(5)，并且其中，所述容器(2)封围出填充有透明流体(3)的容积(7)，/n-布置在所述膜(6)上的透明窗(8)，其中，所述膜(6)包括可变形部分(6a)，所述可变形部分围绕所述窗(8)的外边缘(8a)延伸，使得所述窗(8)能够相对于所述底部部分(5)关于第一和/或第二轴线(201、202)倾斜。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171206 EP 17205771.3;20180615 EP 18178014.91.用于光学图像稳定的可调棱镜(1)，包括部件：
-容器(2)，所述容器包括具有至少透明部分的膜(6)，所述容器(2)还包括面向所述膜(6)的透明刚性底部部分(5)，其中，所述膜(6)被连接到所述底部部分(5)，并且其中，所述容器(2)封围出填充有透明流体(3)的容积(7)，
-布置在所述膜(6)上的透明窗(8)，其中，所述膜(6)包括可变形部分(6a)，所述可变形部分围绕所述窗(8)的外边缘(8a)延伸，使得所述窗(8)能够相对于所述底部部分(5)关于第一和/或第二轴线(201、202)倾斜。


2.根据权利要求1所述的可调棱镜(1)，其中，所述膜(6)与所述底部部分(5)密封地连接。


3.根据权利要求1所述的可调棱镜(1)，其中，所述可调棱镜(1)还包括部件：
-刚性壁构件(4)，其中，所述底部部分(5)和所述壁构件(4)被刚性地连接并且所述膜(6)密封地连接到所述壁构件(4)，其中，所述膜(6)的所述可变形部分(6a)在所述窗(8)的所述外边缘(8a)与所述壁构件(4)之间延伸。


4.根据前述权利要求中的一项所述的可调棱镜，其中，所述第一和/或第二轴线(201、202)平行于所述窗(8)的延伸平面延伸或在所述窗的延伸平面内延伸，并且特别地其中，所述第一和/或第二轴线(201、202)被定向成正交于彼此。


5.根据权利要求3或4中的一项所述的可调棱镜，其中，所述壁构件(4)至少在所述壁构件(4)的面向所述容积(7)的一侧上包括光吸收层(4a)，或者其中，所述壁构件(4)由光吸收化合物构成。


6.根据前述权利要求中的一项所述的可调棱镜，其中，所述可调棱镜(1)包括棱镜成形设备(9)，其中，所述棱镜成形设备(9)与所述窗(8)接触，其中，所述棱镜成形设备(9)具有特别地居中布置在窗(8)上的通光孔隙(9a)，其中，所述棱镜成形设备(9)被配置成：通过在所述窗(8)上传递致动力(300)，特别是在所述窗(8)的位于所述通光孔隙(9a)外侧的至少一个部段上传递致动力，使所述窗(8)关于所述第一和/或第二轴线(201、202)倾斜。


7.根据权利要求6所述的可调棱镜，其中，所述棱镜成形设备(9)的所述通光孔隙(9a)是透明且实心的，或者其中，所述棱镜成形设备(9)是透明且实心的。


8.根据权利要求6或7所述的可调棱镜，其中，所述棱镜成形设备(9)与所述窗(8)的两个相反部段接触，其中，所述部段位...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·文图拉，戴维·洛伊恩贝格尔，迈克尔·布勒，曼纽尔·阿施万登，斯特凡·斯莫尔卡，弗兰克·博斯，戴维·尼德雷尔，
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