CN115038993A - 具有固定透镜整形元件和可移动透明窗口的液体透镜 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有可调光焦度的液体透镜(1)，其至少包括以下部件：透镜容积(VL)，所述透镜容积具有布置在第一透明膜(21)与和所述第一膜(21)相对的第二透明膜(22)之间的第一透明液体(L1)，‑其中，所述第一膜(21)具有面向所述透镜容积(VL)外的第一侧(21‑1)和面向相反方向，特别地面向所述透镜容积(VL)的第二侧(21‑2)，‑其中，所述第二膜(22)具有面向所述透镜容积(VL)的第一侧(22‑1)和面向相反方向，特别地面向所述透镜容积(VL)外部的第二侧(22‑2)，‑布置在所述第一膜(21)上的透镜整形元件(3)，所述透镜整形元件(3)具有限定所述第一膜(21)的具有可调曲率的透镜区域(21a)的周向孔径(3a)，‑刚性透明窗口元件(5)，所述刚性透明窗口元件连接到所述第二膜(22)，覆盖所述第二膜(22)的窗口部分(22a)，其中，所述窗口元件(5)被所述第二膜的自由部分周向地围绕，使得所述窗口元件(5)能够相对于所述透镜整形元件(3)移动，从而弯曲所述第二膜(22)的所述自由部分(22b)并且调节所述透镜容积(VL)中的液体压力，使得所述第一膜(21)在所述透镜区域(21a)中的曲率被调节，并且因此所述透镜(1)的所述光焦度被调节。

Description

具有固定透镜整形元件和可移动透明窗口的液体透镜
技术领域
本发明涉及液体透镜、光学系统和用于控制透镜或系统的方法。
背景技术
在本领域中，基于膜的液体透镜是已知的。透镜在施加到透镜容积中的不可压缩液体的机械力下操作，其中响应于所施加的力，覆盖透镜容积的膜调节其曲率，并且因此调节透镜的光焦度。
为此，液体透镜具有第一膜和与第一膜相对的刚性透明盖元件，其中液体布置在膜和盖元件之间。
透镜还包括周向地包围液体的壁部分。第一膜可以连接到壁部分。
致动力借助于可移动透镜整形元件被提供到液体透镜。透镜整形元件在透镜容积的外部，布置在第一膜上，并且包括限定第一膜的可调节透镜区域的孔，在该可调节透镜区域内，第一膜可以在致动时沿着光轴调节其曲率。在透镜整形元件的孔周围，存在第一膜的自由膜部分，其允许膜弯曲并且提供用于致动的必要弹性。
通过将透镜整形元件朝向或远离透镜容积移动，调节第一膜的曲率。
这种设计具有几个缺点。
例如，在透镜的组装期间，透镜的光轴由侧壁限定。因此，具有其孔径的透镜整形元件需要被布置成完美地以光轴为中心，以忽略像差和相对于光轴的光束平移。
此外，当沿着透镜的光轴致动透镜整形元件时，不能防止透镜整形元件的残余侧向移动。然而，这些侧向移动导致膜的可调节透镜区域的光轴的移动，并且还导致相对于透镜的光轴的潜在不对称的膜曲率。这导致在调节透镜的光焦度时不期望的侧向图像偏移。
此外，透镜不提供用于补偿或控制光束平移的装置。
而且，第一膜必须提供特定的刚度，使得可以实现透镜的期望光学特性。然而，对于致动，更希望具有低刚度，这允许低致动力，并因此允许透镜的节能控制。这导致透镜设计中的目标冲突，这在没有妥协的情况下是不能解决的。
通常，本领域已知的透镜需要一定的预定建造空间，对于许多应用，应减小该预定建造空间。
发明内容
本发明的目的是提供一种解决现有技术中已知的透镜的问题的透镜。该目的通过具有权利要求1的特征的液体透镜来实现。
有利的实施例在从属权利要求中描述。
根据权利要求1，液体透镜具有可调节的光焦度，并且至少包括以下部件：
-透镜容积，其具有第一透明液体，所述第一透明液体布置在第一透明的，特别是可弹性变形的膜与第二透明的，特别是可弹性变形的膜之间，所述第二膜与所述第一膜相对，
-其中所述第一膜具有面向所述透镜容积外的第一侧和在相反方向上面向所述透镜容积的第二侧，
-其中所述第二膜具有面向所述透镜容积的第一侧和在相反方向上面向所述透镜容积外的第二侧，
-透镜整形元件，其布置在所述第一膜上，特别地连接到所述第一膜，更特别地固定连接到所述第一膜，所述透镜整形元件具有限定所述第一膜的透镜区域的周向孔，所述第一膜具有可调节的曲率，
-透明的，特别地刚性的和/或大块的窗口元件，其连接到所述第二膜，特别地其中所述窗口元件特别固定地连接到所述第二膜的第二侧，覆盖所述第二膜的窗口部分，其中所述窗口元件由所述第二膜的自由的、特别地未覆盖窗口的部分周向地围绕，使得所述窗口元件能够相对于所述透镜整形元件移动，由此弯曲所述第二膜的自由部分并且调节所述透镜容积中的液体压力，使得调节所述透镜区域中的第一膜的曲率并且因此调节透镜的光焦度。
根据本发明的实施例，光路沿着光轴延伸通过窗口元件和第一膜的透镜区域。
术语“光路”特别地限定透镜的部分，特别是透镜容积的光传播通过其以受透镜影响的部分，即，光路特别地不包括可能以不对传播通过透镜的光的波前的预期改变做出贡献的方式传播通过透镜的残余杂散光。
透镜整形元件的通光孔径通过所述透镜区域的圆周包围限定第一膜的透镜区域。当调节透镜容积中的压力时，第一膜的透镜区域可以通过采用凸形形状即以向外突出的方式或者通过采用凹形形状即以向内突出的方式响应于透镜容积中的压力而改变其曲率。第一膜的透镜区域的曲率变化允许透镜以明确限定的方式调节其光焦度。根据实施例，第一膜也可以改变其在透镜区域外的其它部分处的曲率，然而，这些部分在透镜的光路之外并且对透镜的光学特性没有贡献。
根据本发明的另一实施例，响应于透镜容积中的压力变化，第一膜的曲率导致透镜改变其光焦度，该曲率仅发生在第一膜的透镜区域中。
这种压力变化可以通过窗口元件朝向或远离透镜整形元件的相对运动或倾斜而引起。
窗口元件可以是不具有孔的板状窗口，其具有连接到第二膜的第二侧的至少一个平面表面。
根据本发明的另一实施例，透镜包括透镜主体，其中透镜主体至少包括透镜整形元件、第一膜、第二膜以及透镜容积。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件是透镜主体的固定部件。因此，通过相对于透镜主体移动窗口元件，可以便于透镜的光焦度或棱镜的调节。
在第一实施例中，透镜的光焦度和/或棱镜的调节可以借助于例如由致动器提供的致动力来促进，该致动力被配置成使窗口元件朝向或远离透镜整形元件并且因此朝向或远离透镜主体移动，特别是在透镜主体和透镜整形元件保持在固定位置处时。在第二实施例中，可以通过例如由致动器提供的致动力来促进透镜的光焦度和/或棱镜的调节，该致动力被配置为使透镜主体和/或透镜整形元件朝向或远离窗口元件移动，特别是在窗口元件保持在固定位置时。两个实施例都提供了窗口元件相对于透镜整形元件和/或透镜主体的相对运动。
换句话说，特别地，可以通过向透镜整形元件、窗口元件或透镜主体施加致动力来调节透镜的光焦度和/或棱镜度。致动力导致窗口元件和透镜整形元件的相对运动。所述运动导致透镜容积中的液体的位移，由此改变透镜区域中的第一膜的曲率和/或透镜区域中的第一膜相对于窗口元件的倾斜。
根据本发明的另一实施例，透镜包括壳体，其中透镜整形元件刚性地，即不可移动地连接到壳体，其中窗口元件不连接到壳体或可移动地连接到壳体。
根据本发明的另一实施例，在致动时，通过相对于固定的壳体致动窗口元件和/或通过相对于固定的窗口元件致动壳体，壳体相对于窗口元件移动。窗口元件可以固定到透镜的保持装置。
即使窗口元件在致动时相对于透镜主体或壳体表现出残余的侧向移动，透镜的光学质量也保持不受影响，因为光轴和透镜区域中的曲率形状未改变。
此外，致动不使透镜整形元件相对于透镜主体或壳体移动，这提供了关于第一膜和第二膜的更大的稳健性和选择自由度。
此外，由于光轴的位置基本上由透镜整形元件的孔的位置限定，因此减小了组装公差对光轴位置的影响。
窗口元件在第二膜上的定位公差不影响透镜的光学质量。
根据一个实施例，透镜包括用于相对于透镜的光轴偏转光束的棱镜功能。可以通过使窗口元件相对于透镜整形元件的孔径倾斜来解决棱镜功能。
根据本发明的一个实施例，该窗口元件被形成为平板。
根据本发明的一个实施例，该窗口元件具有第一平坦表面以及第二表面，该第一平坦表面被固定地连接，即附接到该第二膜上，该第二表面面向该第一平坦表面的相反方向。
根据本发明的一个实施例，该窗口元件的第二表面是平面的。在这种情况下，窗口可以向透镜引入棱镜能力，但是没有光焦度。
根据本发明的另一实施例，该窗口元件的第一或第二表面是弯曲的。在这种情况下，窗口元件向透镜提供一些额外的光焦度。特别地，窗口元件是具有预定光焦度的刚性透镜。
根据本发明的实施例，笛卡尔或圆柱坐标系的z轴正交地延伸穿过透镜整形元件的孔径。
根据本发明的实施例，笛卡尔坐标系的x轴和y轴平行于透镜整形元件的孔径延伸。
根据本发明的实施例，透镜的光轴正交地延伸穿过透镜整形元件的孔径的中心。
根据透镜的物理要求，可以选择孔径和第二开口的相对尺寸。
第二开口的尺寸基本上限定了致动窗口元件所需的行程或力，更准确地说，致动力和行程取决于窗口元件和第二膜的自由部分的尺寸以及第二膜的刚度。
应当注意，在说明书的上下文中，致动元件也被称为活塞整形器。
还应当注意，在本说明书的上下文中，透镜整形元件也被称为透镜整形器。
注意，透镜区域不必是圆形的，而是可以具有各种形状，例如椭圆形、矩形或多边形。
还应注意，在说明书的上下文中，术语偏转单元特别地指第一膜的透镜区域和透镜整形元件。
还应当注意，术语“容器”在说明书的上下文中特别是指具有或不具有透镜整形元件的壁部分(对于壁部分的细节，进一步参见下文)。
在本说明书的上下文中，透镜整形元件也可以称为透镜整形器。
利用根据本发明的透镜，窗口元件可以相对于固定布置的透镜整形元件或固定布置的透镜主体主动地移动。可以利用致动器来促进窗口元件的移动，以调节透镜的光焦度或棱镜度。
或者，包括透镜整形元件以及第一和第二膜的透镜主体可以相对于固定布置的窗口元件主动地移动。可以利用致动器来促进透镜主体或透镜整形元件的移动，以调节透镜的光焦度或棱镜度。
应当注意，根据本发明，透镜整形元件单独例如相对于第一和第二膜的运动是不可能的，因为透镜整形元件相对于第一膜和第二膜固定，特别是相对于透镜主体固定。这允许提供与液体透镜相比具有改进的致动特性的更稳健的透镜，其中透镜整形元件单独地并且相对于透镜主体例如第一膜和第二膜移动，并且其中窗口元件相对于透镜主体处于固定关系。
还应当注意，如果透镜包括壁部分，则可以替代地或附加地限定窗口元件相对于透镜整形元件的相对移动，这对于本发明的一些实施例是公开的。在具有壁部分的实施例中，相对运动可以由相对于壁部分可移动的窗口元件限定，其中透镜整形元件相对于壁部分保持在固定位置和定向。壁部分可以被认为是透镜主体的一部分。
在现有技术中，透镜整形元件总是相对于壁部分移动。
在一些实施例中，透镜具有沿光轴在100μm和2mm之间的延伸。
在一些实施例中，该透镜整形元件具有沿着光轴在25μm与200μm之间，特别是100μm的延伸。
在一些实施例中，窗口元件具有沿着光轴在50μm与200μm之间，特别是150μm的延伸。
根据本发明的另一实施例，透镜容积特别地仅由第一膜和第二膜封闭，其中第一膜和第二膜以密封方式彼此连接以形成透镜容积，特别地，其中第一膜和第二膜在透镜容积的侧向部分处周向连接，特别地，其中侧向部分围绕第一膜的透镜区域周向延伸并且围绕第二膜的自由部分周向延伸。
该实施例提供了一种垫状透镜，其不具有可能为透镜容积提供额外稳定性的壁部分或刚性元件。因此，该实施例特别轻并且制造起来较不复杂。
特别地，透镜整形元件布置在第一膜的透镜区域和侧向部分之间。
该实施例还可以包括用于刚性附接透镜整形元件的壳体，使得窗口元件相对于透镜整形元件的运动不会导致透镜整形元件也移动，使得致动不会有效地发生。
根据本发明的另一实施例，第一膜和第二膜以膜套筒的形式一体地形成，该膜套在膜套筒的开口处密封地连接，特别是在透镜的周边部分处密封地连接。
该实施例允许更容易的制造，并且提供更短的接缝长度，这又导致更稳定和坚固的透镜。
在本说明书的上下文中，术语套筒特别地指圆柱形或形态上等同或类似的圆柱形几何形状，其中圆柱形壁由一体地包括第一膜和第二膜的膜形成。换句话说，膜套筒是管形膜。
在套筒的开口处，密封的膜包括透镜的液体。
根据本发明的另一实施例，透镜容积形成或包括第一容积，该第一容积包括第一液体。
该实施例允许各种类型的透镜。根据第一替代方案，透镜仅包括一种液体，即第一液体，并且透镜容积是第一容积。根据第二替代方案，透镜包括均被包括在透镜容积中的多种液体，例如两种液体，其中第一液体被包括在第一容积中，并且其他液体被包括在透镜容积的其他(子)容积中。即，当透镜包括多于一种液体时，透镜容积可以包括多个子容积，其中第一容积也可以被认为是透镜容积的子容积。
根据本发明的另一实施例，透镜包括第二容积中的第二液体，其中第二容积至少部分地布置在透镜的光轴上和/或完全以透镜的光轴为中心，特别是沿着透镜的z轴，其中第一液体和第二液体以及第一容积和第二容积通过分离膜部分彼此分离。
该实施例允许例如由于重力而发生的加速度引起的光学像差补偿。
通过适当地选择第一和第二液体的物理特性，可以实现加速度引起的光学像差补偿。
加速度引起的光学像差也可能由倾斜于光轴冲击透镜的任何力引入。
根据该实施例，第一和第二容积基本上沿着透镜的光轴彼此堆叠，并且围绕透镜的光轴周向地延伸。
分离膜部分可以是第三膜，或者它可以是第二膜的特别成一体的部分，其被布置成使得它将第一容积与第二容积分离。例如，在第二容积布置在第二膜的一部分和窗口元件之间的情况下，后者是可能的，其中第二容积密封在第二膜的所述部分和窗口元件之间。
第一和第二容积以液密方式彼此分开，使得第一和第二容积中的液体不能交换。应注意，膜部分不是第一和第二液体的液体界面，而是由与液体不同的材料制成。
根据本发明的另一实施例，第二液体布置并密封在窗口元件和第二膜之间。特别地，第二膜仅在窗口元件的圆周部分处与窗口元件连接其第二侧，从而将第二液体包封在第二膜的一体部分和窗口元件之间，特别地其中所述一体部分形成分离膜部分，特别地其中分离膜部分利用对应于第二膜的第二侧与第二液体接触，并且利用对应于第二膜的第一侧与第一液体接触。
有利地，该实施例不需要第三膜，因此不太复杂且更坚固。
此外，在致动时，第二容积基本上保持相同的尺寸，并且第二膜的一体部分(即，分离膜部分)不改变尺寸，这允许低致动力，特别是因为仅第二膜的自由部分和第一膜的透镜区域必须由透镜容积中的压力变化而改变形状。
特别地，窗口元件的周边部分具有比透镜的通光孔径，特别是透镜整形元件的通光孔径更大的尺寸。有利地，在透镜的整个通光孔径上发生加速度相关的像差补偿。在透镜具有圆形孔径的情况下，第二膜的围绕窗口元件的圆周部分具有比透镜整形元件的通光孔径更大的直径。以类似的方式，这可以应用于不同形状的透镜通光孔径，特别是透镜整形元件的通光孔径。
根据本发明的另一个实施例，分离膜部分由第三膜构成，特别地由第三膜形成，更特别地由第三膜一体形成，其中第三膜具有第一侧和第二侧，其中第三膜的第二侧面向与第三膜的第一侧相反的方向。
该实施例允许在将第一容积和第二容积分开方面的透镜容积的更有区别的结构。例如，第三膜可以附接到透镜的部件，例如壁部分、第一膜和/或第二膜。
根据本发明的另一实施例，第一液体布置在第一膜和第三膜之间。根据该实施例，第一和第三膜完全或部分地限制第一容积。第三膜可以附接到第一膜，使得第一容积仅由第一膜和第三膜界定。为了制造这种透镜，有几种方法来生产这种仅有膜的第一容积和第二容积，第一容积也可以仅由膜形成，例如通过第一和第二膜。
应注意，所有膜不只是第一和第二液体的液体界面，而是由不同于液体的材料制成。
根据本发明的另一实施例，第二液体，以及因此第二容积布置在第三膜和第二膜之间。该实施例例如与前一实施例互补，其中第一容积布置在第一和第三膜之间。
特别地，透镜容积包括在第一膜和第二膜之间，其中第三膜布置在透镜容积内。
根据本发明的另一实施例，第二容积包括在透镜容积中。
该实施例是对说明书中使用的术语的说明。
根据本发明的另一实施例，第二容积由第三膜和第二膜封闭，特别是完全形成和封闭。该实施例可以与其它实施例结合使用，以形成基本上仅由膜形成的垫状透镜。
根据本发明的另一实施例，第三膜的第二侧沿周向地连接到第二膜的第一侧，特别地，其中具有第二液体的第二容积形成在第二膜的一部分特别是窗口部分和第三膜的一部分之间。
根据该实施例，例如，该第二膜以其第二侧在该窗口元件的整个侧面上附接到该窗口元件上并且以第一侧第二膜面向第二容积。第三膜又以其第二侧面向第二容积，并且第三膜可以以其第一侧面向第一容积。特别地，在第二和第三膜的一些边缘部分处，膜可以彼此附接并密封地连接，以形成第二容积。
根据本发明的另一实施例，第三膜连接到透镜整形元件。
根据本发明的另一实施例，第一膜连接到透镜整形元件的第一侧，并且其中第三膜连接到透镜整形元件的第二侧，使得第一容积封闭在透镜整形元件的孔径中。
该实施例为第一容积提供侧向结构稳定性，并且可以更精确地限定透镜的物理特性。此外，根据该实施例，在致动时，第一和第三膜(以及第二膜的自由部分)将被迫改变它们的曲率。这允许通过利用第一和第二液体之间的折射率的变化由第三膜进行附加的光焦度调节。根据该实施例，第一和第三膜的曲率将都是凸的或都是凹的。由于两个膜都附接到透镜整形元件上，它们表现出相同的通光孔径，使得通光孔径对于两个膜完全重叠和相同，这允许高光学性能透镜。此外，第一和第三膜的曲率与窗口元件的潜在倾斜无关，并且因此完全由透镜中在致动时的压力变化和透镜整形元件的通光孔径限定，这有助于高质量透镜。该实施例所需的致动力相对较高，因为根据该实施例，三个膜必须在致动时弯曲(与仅弯曲两个膜(即第一膜和第二膜)的实施例相比)。
根据本发明的另一个实施例，第三膜周向地连接到第一膜，并且第一容积形成在第一膜和第三膜之间，特别地，其中第三膜的第一侧与第一液体接触，并且第三膜的第二侧与第二液体接触。特别地，第一容积仅由第一膜和第三膜形成。
根据该实施例，由于第三膜仅暴露于非常小的弯曲力，因此致动力可以相对较低。
根据本发明的另一实施例，第三膜以其第一侧连接到第一膜的第二侧。
根据本发明的另一实施例，第一液体具有第一折射率n1，第二液体具有第二折射率n2，其中第一和第二折射率彼此不同。
这允许克服透镜的各种问题。
可以利用具有不同折射率的两种液体解决的一个问题是液体透镜的光焦度的温度补偿。
根据本发明的另一实施例，第一液体和第二液体具有不同的折射率，并且选择第一液体和第二液体的材料、界定第一容积和第二容积的膜的曲率，使得第一和第二液体的容积的温度引起的变化以及第一和第二液体的折射率的温度引起的变化得到补偿，由此透镜的光焦度在不同温度的范围上保持基本恒定。
例如，第一液体可以具有1.3±0.05的折射率，并且第二液体可以具有1.45±0.05的折射率。当温度升高时，第一和第二液体都膨胀。因此，当温度升高时，界定第一容积和第二容积的膜的曲率分别以类似的方式变化。有利地，包括具有不同折射率的两种液体的透镜能够实现固有的温度补偿，这导致透镜的特别可靠的性能。
在两种液体的折射率不同的情况下，也可以补偿或消除加速度引起的像差。
根据本发明的另一实施例，第一液体具有第一质量密度和第一折射率，第二液体具有第二质量密度和第二折射率，其中第一和第二液体的第一和第二折射率以及第一和第二质量密度被选择为使得透镜的加速度引起的像差(例如重力引起的像差，例如重力彗差或通过相对于重力沿着不同方向定向透镜而引起的姿态效应)被补偿，。
本领域技术人员将理解，质量密度和折射率的某些组合将仅表现为使得光路被两种液体调节，使得所述像差被补偿。
根据本发明的另一实施例，第二液体的第二质量密度高于第一液体的第一质量密度，并且第二折射率小于第一液体的第一折射率，或者反之亦然。
液体的这种物理性质的组合允许加速度引起的像差补偿或至少减小。
根据本发明的另一个实施例，第一膜具有第一刚度，并且分离膜部分，特别是第三膜具有分离膜部分刚度，特别是其中第一膜的厚度和分离膜部分的厚度基本上相等，其中第一刚度和分离膜部分刚度根据关系式选择：
Figure BDA0003702531330000091
其中ρ1是第一液体的第一质量密度，ρ2是第二液体的第二质量密度，n1是第一液体的第一折射率，n2是第二液体的第二折射率。
根据本发明的另一实施例，第一膜具有第一厚度t1，并且分离膜部分具有分离膜部分厚度ts，特别地，其中第一膜的刚度和分离膜部分的刚度基本上相等，其中第一厚度和分离膜厚度根据以下关系式选择：
Figure BDA0003702531330000092
其中ρ1是第一液体的第一质量密度，ρ2是第二液体的第二质量密度，n1是第一液体的第一折射率，n2是第二液体的第二折射率。
根据本发明的另一个实施例，第一膜的刚度和/或分离膜部分的刚度在0.1MPa和10MPa的范围内。
在该范围内，一方面致动力是可管理的，另一方面，膜变得足够坚固以持续长时间。
根据本发明的另一实施例，第一膜的膜厚度和/或分离膜部分的厚度在2μm至200μm的范围内。
该厚度范围允许坚固的膜和适度的致动力。
根据本发明的另一实施例，第一和/或第二折射率在1.26和1.6的范围内。特别地，第一液体的第一折射率在1.3±0.05的范围内，并且第二液体的第二折射率在1.45±0.05的范围内。
根据本发明的另一实施例，第一质量密度和/或第二质量密度在1kg*m-3和1.8kg*m-3的范围内。
根据本发明的另一实施例，透镜包括连接到窗口元件的致动元件。特别地，致动元件用作致动装置的连接装置。这样，致动元件可以与窗口元件一体地形成、胶合或焊接。
在一些实施例中，致动元件具有沿着光轴在50μm与200μm之间，特别是100μm的延伸。
致动元件可以具有以光轴为中心的通光孔径，或者可以关于光轴不对称地形成。
致动元件可以由与窗口元件不同的材料或相同的材料形成。窗口元件可以由玻璃或透明聚合物形成。
根据本发明的另一实施例，致动元件在窗口元件的圆周部分处特别地以刚性方式连接到窗口元件，使得窗口元件能够由致动元件围绕至少一个轴线相对于透镜整形元件的孔径倾斜和/或朝向或远离透镜整形元件的孔径平移地移动。
可以通过相对于透镜的光轴向致动元件提供不对称的力来实现窗口元件的倾斜。可以使用窗口元件的倾斜以为透镜提供棱镜功能。
通过向致动元件提供对称的力，可以实现平移。窗口元件沿着光轴的平移可以用于调节透镜的光焦度，因为至少第一膜的透镜区域的曲率通过窗口元件的这种平移运动来调节。
根据本发明的另一个实施例，致动元件具有由致动元件包围的通光孔径，使得光可以穿过致动元件的通光孔径并穿过窗口元件。通光孔径可以以透镜的光轴为中心。特别地，致动元件的通光孔径可以大于透镜整形元件的通光孔径。
根据本发明的另一个实施例，致动元件包括刚性部分和至少一个阻尼元件，其中阻尼元件可以至少部分地布置在窗口元件和致动元件的刚性部分之间，和/或其中阻尼元件可以布置在致动元件的刚性部分的外部部分，其中阻尼元件比窗口元件和致动元件的刚性部分软，其中阻尼元件连接到窗口元件，特别是在窗口元件的圆周部分处。
阻尼元件例如允许用于致动窗口元件的更大的行程，这进而允许使用不同类型的致动器，由于降低的致动精度要求，这些致动器可能更具成本效益。
阻尼元件也吸收外部冲击。
根据本发明的另一个实施例，该致动元件包括一个弹簧元件，这样使得提供给该窗口元件的致动力是经由该弹簧元件传递的，特别地其中该弹簧元件被形成为基本上平行于该窗口元件延伸的一个弹性金属片。
弹簧元件特别地允许致动器的更大行程，这导致增加的致动精度和公差以及使用较便宜的致动器制造透镜。
此外，弹簧元件可以用作机械冲击的吸收器。
根据本发明的另一实施例，窗口元件的连接致动元件的周边部分具有比透镜整形元件的孔径更大的直径，特别是更大的通光孔径，特别是比壁部分的第一开口更大(参见下文)，使得通过透镜的光路保持不受致动元件的阻挡，特别是其中窗口元件的周边部分的直径，特别是通光孔径如此大，使得即使致动元件相对于透镜整形元件的孔径倾斜，光路也保持不受致动元件的阻挡。
当孔径是圆形时，术语直径直接与圆形孔径的直径相关。如果为透镜选择另一种形状的孔径，则致动元件的孔径必须大到使得致动元件不阻挡通过透镜整形元件的通光孔径的光路。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件被固定地布置在空间中，而窗口元件被可移动地布置在空间中，特别地其中透镜整形元件相对于可移动窗口元件被固定地布置在外部系统或壳体或光学系统处，使得通过相对于在空间中保持固定的透镜整形元件移动窗口元件，例如相对于外部系统、壳体或光学系统固定，来促进调节透镜的光焦度。
该实施例基本上涉及一种由致动器移动的窗口元件。
窗口元件的移动可以包括倾斜运动和/或平移运动，特别是平行于或沿着光轴的运动。
根据本发明的另一实施例，包括透镜整形元件的透镜主体被配置成被致动或移动，其中窗口元件被固定地布置在空间中，而透镜主体被可移动地布置在空间中，其中窗口元件可以被刚性地连接到透镜的壳体、外部系统或光学系统，使得通过相对于在空间中保持固定的窗口元件移动透镜主体，例如相对于外部系统、壳体或光学系统固定，来促进调节透镜的光焦度或棱镜。
根据本发明的另一实施例，窗口元件被配置成被致动或移动，其中包括透镜整形元件的透镜主体被固定地布置在空间中，而窗口元件被可移动地布置在空间中，其中透镜主体并且因此透镜整形元件可以被刚性地连接到透镜的壳体、外部系统或光学系统，使得通过相对于在空间中保持固定的透镜主体移动窗口元件，例如相对于外部系统、壳体或光学系统固定，来促进调节透镜的光焦度。
根据本发明的另一实施例，透镜包括侧壁部分，特别是围绕透镜容积周向地延伸的刚性侧壁部分，特别是至少侧向和/或径向地封闭透镜容积，其中壁部分具有第一侧和第二侧，第一侧具有面向第一膜的第一开口，第二侧具有与第一开口相对的第二开口，其中第二开口围绕第二膜的自由部分周向地延伸，特别是其中壁部分的第二侧连接，特别是粘合、等离子体粘合或胶合到第二膜的第一侧，从而特别地将第一液体密封在透镜容积中，特别是其中透镜整形元件相对于壁部分布置在固定的取向和位置处。
壁部分由透镜主体构成，并且具有相对于透镜主体的固定取向。
特别地，壁部分沿光轴的延伸范围在100μm至1,000μm的范围内，特别是350μm。
壁部分特别是透镜的结构稳定部件。
壁部分可以由不透明材料制成，以减少杂散光。
壁部分可以具有圆柱形或环面形状。
根据透镜设计，壁部分也可以具有垂直于光轴延伸的多边形或椭圆形横截面。
壁部分的第一和/或第二开口可以不同于透镜整形元件的通光孔径。
特别地，壁部分的第一和第二开口以透镜的光轴为中心，特别地，壁部分的开口包封透镜的光轴。
特别地，壁部分的第一和第二开口以透镜的光轴为中心相对于彼此同心地布置。
根据本发明的另一实施例，壁部分与第一膜的第二侧连接，特别是以第一侧附接到第一膜的第二侧。
连接可以通过胶水、粘合或焊接技术来促进。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件布置在透镜容积内，并且通过透镜整形元件的第一侧沿周向连接到第一膜的第二侧，从而形成第一膜的透镜区域。特别地，透镜整形元件部分地界定透镜容积。例如，透镜整形元件与透镜容积中的液体直接接触。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件的孔径，特别是透镜区域小于壁部分的第二开口。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件的孔径，特别是透镜区域，大于或等于壁部分的第二开口的尺寸。
根据本发明的另一实施例，第三膜周向地连接到壁部分和/或透镜整形元件。在另一实施例中，壁部分的特征被特别地更详细地限定。
根据本发明的另一实施例，第三膜以其第一侧连接到壁部分的第一侧。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件特别地以透镜整形元件的第二侧连接到壁部分的第一侧。
该实施例特别包括其中透镜整形元件布置在透镜容积内部的实施例。
根据本发明的另一实施例，壁部分与透镜整形元件一体地形成，特别地其中壁部分的第一开口由透镜整形元件的通光孔径形成。在相同的意义上，透镜整形元件可以被认为是与壁部分一体地形成，特别地，其中透镜整形元件的孔由侧壁部分的第一开口形成。
该实施例允许较不复杂的透镜制造工艺，因为透镜组件需要较少的部件。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件布置在第一膜的第一侧上并且连接到第一膜的第一侧，特别地，其中透镜整形元件以其第二侧连接到第一膜的第一侧。
根据本发明的另一实施例，壁部的第一侧以密封方式连接到第一膜的第二侧。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件的孔径，特别是透镜区域小于壁部分的第一开口。该实施例允许透镜在窗口元件的一侧上具有比在透镜整形元件的一侧上更大的孔径。根据该实施例可以减少杂散光。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件由周向地包围孔的壁结构组成，特别地其中，壁结构具有环面形状，特别地其中，壁结构形成透镜整形元件的矩形、正方形、椭圆形、椭球形或圆形的孔径。
根据该实施例，透镜整形元件可以形成为环或在形态上与环相同。
特别地，透镜整形元件具有外径和内径，其中内径对应于透镜整形元件的通光孔径。
这种形式的透镜整形元件易于制造、可广泛通用并且本质上是稳定的。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件是环形元件，特别地其中环形元件具有透镜整形元件的矩形、正方形、卵形、椭圆形或圆形孔径。
根据本发明的另一个实施例，透镜整形元件与侧壁部分重叠地布置，使得在壁部分和透镜整形元件之间形成刚性连接，或者其中透镜整形元件与侧壁部分非重叠地布置，特别地其中透镜整形元件连接到透镜的一部分或者外部构件，该外部构件可以相对于窗口元件固定地布置。
根据本发明的另一实施例，壁部分包括围绕第一开口的周向凹部，其中透镜整形元件布置在周向凹部中并且连接到壁部分，特别地，其中透镜整形元件形成为对应于凹部形状，使得在组装状态下采用相对于壁部分的明确限定的位置。该实施例允许在制造期间精确地组装透镜。
根据本发明的另一个实施例，窗口元件，特别是由窗口元件覆盖的区域，更特别是第二膜的窗口部分，大于透镜整形元件的孔径，特别是其中窗口元件大于透镜整形元件的孔径，即使窗口元件相对于透镜整形元件的孔径倾斜。
该实施例基本上使得窗口元件在相对于透镜整形元件的通光孔径的任何取向上都不可见，因为窗口元件没有边缘可以干扰传播通过透镜的入射光。
根据本发明的另一实施例，壁部分的第二开口的尺寸大于、小于或等于壁部分的第一开口的尺寸。
根据本发明的另一实施例，壁部分的第一和第二开口彼此平行地延伸，特别是在x-y平面中，特别是与透镜的z轴正交地延伸。
根据本发明的另一实施例，壁部分包括在第一和第二开口之间的台阶状轮廓，例如轮廓中的不连续部分，在该处壁部分的直径改变，特别地其中台阶由沿着平行于壁部分的第一和第二开口的平面延伸的壁部分的突起形成，特别地其中突起由透镜整形元件形成。
该实施例允许更大程度地减少杂散光。
根据本发明的另一实施例，第一膜具有第一刚度k1和/或第一厚度，且第二膜具有第二刚度k2和/或第二厚度，其中第二刚度k2和/或第二厚度小于第一刚度k1和/或第一厚度。
该实施例允许相对低的致动力，因为可以用很小的力来促进第二膜的自由部分的弯曲，而第一膜由于其与第二膜相比增加的刚度/厚度而变得相对坚固。
根据本发明的另一实施例，第一膜具有第一厚度t1，第二膜具有第二厚度t2，其中第二厚度t2小于第一厚度t1。
该实施例允许相对低的致动力，因为可以用很小的力来促进第二膜的自由部分的弯曲，而第一膜由于其与第二膜相比增加的刚度/厚度而变得相对坚固。
根据本发明的另一实施例，透镜整形元件形成用于透镜容积、第一容积和/或第二容积的侧壁部分。
根据本发明的另一实施例，透镜包括以下部件：
-致动元件，其刚性地连接，特别是附接到窗口元件，其中所述致动元件从具有侧向移动器元件的窗口元件侧向延伸超过壁部分，并且包括在侧向移动器元件上侧向布置超过壁部分的线圈部分，其中所述线圈部分包括一个或多个线圈，其中所述一个或多个线圈被布置在线圈部分上，使得所述一个或多个线圈以所述至少一个线圈的线圈轴线沿着壁部分延伸，特别是朝向透镜整形元件的侧向平面延伸，特别是基本上平行于透镜的z轴延伸，
-对于每个线圈，相应的磁性部分，其中所述磁性部分布置在透镜的壁部分处，使得能够在所述至少一个线圈中感应出洛伦兹力，该洛伦兹力向致动元件并且由此向窗口部分提供倾斜力，使得能够调节透镜的屈光力。
透镜的这个实施例允许透镜的洛伦兹力引起的致动。
线圈特别地围绕透镜容积周向地延伸，其相应的线圈轴线基本上平行于透镜的光轴。
在透镜致动时，可能至少一些线圈将采用相对于光轴略微倾斜的状态。这种倾斜运动以及线圈沿光轴的侧向运动可能受到硬止挡的限制。
特别地，磁性部分包括至少一个磁体，特别是一个永磁体或多个磁体，其对应于壁部分处的线圈布置。
该实施例允许即使在存在其他外部磁场的情况下也能稳健地致动透镜。
根据本发明的另一实施例，透镜包括相对于整形元件刚性地连接到透镜的硬止挡部分，其中硬止挡部分在线圈部分上侧向延伸一定距离，使得沿着线圈部分特别是移动器元件的z轴的至少一个方向的运动被线圈部分和硬止挡元件之间的所述距离被机械地限制。
在用于线圈的控制信号将导致透镜被调整到超出调节范围的情况下，该实施例为透镜提供了机械冲击保护以及过驱动保护。
根据本发明的另一实施例，透镜包括机械止挡装置，该机械止挡装置布置在透镜处，使得窗口元件相对于固定布置的透镜主体，特别是固定地布置的透镜整形元件沿着光轴的移动和/或与光轴正交的移动被机械止挡装置限制，特别是沿着前后方向，或者其中止挡装置布置在透镜处，使得透镜主体，特别是透镜整形元件相对于固定地布置的窗口元件沿着光轴的移动和/或与光轴正交的移动被机械止挡装置限制，特别是沿着前后方向。
例如，该止挡装置限制窗口元件和透镜整形元件沿光轴的相对运动。特别地，该止挡装置不限制窗口元件相对于透镜整形元件的倾斜。该实施例允许透镜的机械冲击保护和过驱动状态，特别是当透镜内置光学系统时。
根据本发明的另一方面，该问题通过一种包括光学组件的透镜镜筒来解决，该光学组件具有至少一个具有固定焦距的固体透镜，并且其中该透镜镜筒进一步包括根据前述实施例中的任一个的透镜。
特别地，透镜镜筒包括周向地包封光学组件以及根据本发明的透镜的刚性筒筒壁，其中光学组件和透镜固定地布置在透镜镜筒中，使得透镜镜筒可以作为预制的电光部件用在光学系统中。
根据透镜镜筒的另一实施例，液体透镜作为第一光学部件(除了例如透明窗口的保护性光学元件之外)被布置在透镜镜筒的第一和/或第二开口处，特别地，其中光学组件被完全光学地布置在透镜镜筒中的液体透镜的后面或前面。
因此，术语光学部件特别涉及被配置成改变入射光的波前的光学元件。
根据一个实施例，可以通过致动将透镜从负透镜改变为正透镜，或者可以通过致动将透镜从正透镜改变为负透镜。
例如，在透镜的非致动状态下，第一膜为凹形弯曲的，并且在致动时，第一膜变为凸形弯曲的。或者，在透镜的非致动状态下，第一膜为凸形弯曲，并且在致动后，第一膜变为凹形弯曲。有利地，在负透镜和正透镜之间的切换使得能够实现特别大的调谐范围和可调谐透镜的通用应用。
根据本发明的第二方面，该问题通过一种光学系统来解决，该光学系统包括根据任一前述实施例的透镜，其中该系统包括至少一个透镜，即具有固定焦距的常规刚性玻璃或聚合物透镜，以及沿着该系统的光轴布置的光学传感器，特别是图像传感器，其中液体透镜和至少一个固体透镜沿着该系统的光轴固定地布置在透镜镜筒，特别是透镜镜筒中，特别地其中液体透镜的第一膜比液体透镜的第二膜更靠近传感器。
根据本发明的另一方面，该问题还通过根据本发明的用于调节液体透镜的光焦度的磁阻电动机组件来解决。
根据本发明的另一实施例，磁阻电动机组件由光学系统构成。
根据本发明的另一实施例，光学系统是广角、微距、远距或变焦系统。
根据本发明的另一实施例，光学系统包括第一光学组件和第二光学组件，第一光学组件具有至少一个具有固定焦距的透镜，第二光学组件包括至少一个具有固定焦距的透镜，其中第一和第二光学组件连接到刚性透镜镜筒，特别是透镜镜筒，其中液体透镜相对于光学系统的光路布置在第一和第二光学组件之间。
根据本发明的另一实施例，该系统包括第一控制电路，其被配置成向液体透镜的致动组件提供电信号，该致动组件被配置成响应于光学系统的移动而倾斜透镜的窗口元件，使得传感器上的图像被稳定，特别地其中第一控制电路被配置成控制具有固定焦距的至少一个透镜的位置。
该实施例允许例如在例如包括例如照相机的图像传感器的移动电话的手持设备中的图像稳定。
根据本发明的另一实施例，液体透镜被布置在用于将图像聚焦到传感器的系统中。
根据本发明的另一实施例，液体透镜被布置在用于稳定传感器上的图像位置的系统中。
通过相应地响应于所记录的系统运动而倾斜窗口元件，可以实现图像稳定。
由于透镜的致动相对较快，所以也较快地实现图像稳定，使得可以利用光学系统获取更清晰的图像。
根据本发明的另一方面，该问题通过一种方法来解决，特别是一种计算机实现的方法，用于控制根据本发明的液体透镜或光学系统的光学特性，例如光焦度以及棱镜度，其中该方法包括以下步骤：
-响应于由计算机或处理器单元提供的第一控制信号，使特别地包括连接到窗口元件的致动组件相对于透镜整形元件的孔径倾斜窗口元件，使得光束相对于液体透镜的光轴偏转，和/或
-响应于由所述计算机或所述处理器单元提供的第二控制信号，使致动组件相对于透镜整形元件的孔径平移地移动窗口元件，特别地沿着光轴，使得液体透镜的光焦度被调节。
根据本发明的另一方面，该问题通过一种方法来解决，特别是一种计算机实现的方法，用于控制根据本发明的液体透镜或光学系统的光学特性，例如光焦度以及棱镜度，其中该方法包括以下步骤：
-响应于由计算机或处理器单元提供的第一或第三控制信号，使连接到透镜主体和/或透镜整形元件的致动组件使透镜主体和/或透镜整形元件相对于窗口元件倾斜，和/或
-响应于由计算机或处理器单元提供的第二或第四控制信号，使透镜组件相对于窗口元件平移地移动透镜主体和/或透镜整形元件，特别地沿着光轴，使得液体透镜的光焦度被调节。
具体实施方式
附图被附加到权利要求书中，并且伴随有解释所示出的实施例和本发明的各个方面的各个特征的文本。在附图中示出的和/或在附图的文本中提到的每个单独的特征可以并入(也以分离的方式)到与根据本发明的装置有关的权利要求中。
在图1A中，示出了通过根据本发明的透镜1的示意性横截面。透镜1具有沿着笛卡尔坐标系的z轴延伸的(如具有x、y和z的箭头所示)光轴OA。透镜1侧向地沿所述坐标系的x和y轴延伸。虽然x轴可以沿着图片平面指向，但是y轴可以指向图片平面外，反之亦然。
透镜1包括由第一膜21、第二膜22和刚性侧壁部分4以及透镜整形元件3包围的透镜容积VL。
在图1A的实施例中，侧壁部分4和透镜整形元件3彼此一体地形成。
但是，为了与透镜1的其它实施例一致，透镜整形元件3和壁部分4被看作透镜1的不同部件。壁部分4具有面向第一膜21的第一侧4-1(参见图4)和面向相反方向的第二侧4-2。壁部分4包括在第一侧4-1上的第一开口4a和在第二侧4-2上的第二开口4-2。透镜整形元件3具有包括透镜1的光轴OA的通光孔径3a，从而形成用于第一膜21的透光透镜区域21a，其中在第一膜21的透镜区域21a中是可变形的，并且光可以经由透镜区域21a传播通过透镜1。
透镜整形元件3形成为具有围绕透镜区域的通光孔径3a的环形构件，其中壁部分4也形成为环形构件。
壁部分4和透镜整形元件3围绕透镜1的光轴OA周向地延伸。
第一膜21是透明的可扩张膜，即可弹性变形的膜，并且具有背离透镜容积VL的第一侧21-1和面向透镜容积VL的第二侧21-2。
第一膜21以其第二侧21-2密封地并且周向地附接到透镜整形元件3的第一侧3-1。
壁部分4的开口4a、4b大于透镜整形元件3的孔径3a。第二膜22以膜22的第一侧22-1密封地并且周向地连接到壁部分4的第二侧4-2，并且覆盖壁部分4的第二开口4b。
第二膜22是透明的且可膨胀的膜。
第二膜22的第一侧22-1面向透镜容积VL，且第二膜22的第二侧22-2背向透镜容积VL。
第二膜22的第一侧22-1和第一膜21的第二侧21-1与由第一和第二膜21、22和壁部分4以及透镜整形元件3包封在透镜容积VL中的透镜1的第一液体L1直接接触。
刚性透明窗口元件5在第二膜22的第二侧22-2处连接到第二膜22。
窗口元件5在第二膜22的窗口部分22a上围绕光轴OA对称地延伸。第二膜22的窗口部分2a由第二膜22的未被窗口元件5覆盖的自由部分22b周向地包封，使得窗口元件可以沿着z轴移动并且在一定程度上也沿着x轴和/或y轴侧向地延伸。窗口元件5的任何运动将导致第二膜22的自由部分22a弯曲，以允许窗口元件5的运动。
因此，窗口元件5不直接连接到(而是仅经由第二膜22的自由部分22a)壁部分4或透镜整形元件3，并且因此能够相对于壁部分4以及透镜整形元件3移动。
致动元件6在连接部分5b处刚性地连接到窗口元件5，并且形成窗口元件5的通光孔径5a。通光孔径5a包括窗口元件5的光轴OA。
致动元件6远离窗口元件5侧向延伸，并且允许向窗口元件5提供致动力。
图1A示出了当没有致动力施加到致动元件6时的透镜1。
图1B示出了与图1A中所描绘的相同的透镜，但是具有施加到致动元件6的致动力(由致动元件6旁边的箭头A指示)。在一侧，致动力将窗口元件5推向透镜整形元件3的通光孔径3a，并且在窗口元件5的另一侧(朝向透镜容积VL外)，将窗口元件5拉离透镜整形元件3的孔径3a。
可以看到，第二膜22的自由膜部分22b相应地弯曲和伸展。
在图1B所示的情况下，实现了窗口元件5朝向透镜整形元件3的通光孔径3a的净移动，这最终也在第一膜21上产生弯曲力，使得第一膜21在透镜区域21a处被推离透镜整形元件3的孔径3a，从而形成对称的凸的膜表面。因此，通过移动窗口元件5，可以调整透镜1的屈光力。
尽管窗口元件5相对于壁部分4和透镜整形元件3具有不对称的倾斜状态，但是第一膜21的透镜区域21a的弯曲围绕透镜1的光轴OA对称地发生。特别地，透镜整形元件3的通光孔径3a独立于窗口元件5的致动状态而限定透镜1的光轴OA。这允许透镜1的更大的制造和组装公差。并且，相对于窗口元件5的致动，通过使壁部分4的第一和/或第二开口4a、4b大于透镜整形元件3的通光孔径3a而实现更大的公差。特别地，窗口元件5具有比透镜整形元件3的通光孔径3a更大的孔径5a，这允许甚至更大的制造公差而不影响透镜1的光学质量。
窗口元件5相对于透镜整形元件3移动的优点在于，透镜区域21a的变形总是相对于光轴OA对称，而与任何不对称运动无关的是窗口元件5相对于透镜整形元件3的侧向移动(例如，沿着x或y轴)。这允许根据本发明的透镜1的更好的光学性能，特别是防止了由于透镜区域21a的非中心和/或非对称表面形状而导致的传播通过透镜1的波前的任何侧向偏移。
在本领域已知的构造中，在透镜整形元件相对于壁部分(或窗口元件)移动的情况下，透镜整形元件的任何侧向移位或不对称运动都会导致第一膜的相应的不对称变形。
为了说明这一点，在图1C中示出了相同的透镜1，但是这次施加了致动力，该致动力将窗口元件5在两侧上以相同的程度推向透镜整形元件3的孔径3a。
由于透镜容积VL中的不可压缩的第一液体L1，致动力使得透镜区域21a向透镜整形元件3的孔径3a的外部弯曲。透镜区域21a的形状也关于光轴OA对称。
因此，通过相应地倾斜窗口元件5，可以调节传播通过透镜1的光的波前，以补偿关于透镜组件或光学系统中的透镜1的光轴的轻微偏移。换句话说，通过窗口元件5的不对称致动，可以在透镜1中集成附加的棱镜功能。
对于透镜1，通过将窗口元件5拉离透镜整形元件3的孔径3a，这使得透镜区域21a以对称的凹面方式变形，也可以实现负屈光力。这在图1D中示出。
第二膜22可以比第一膜21更软，即，更不硬，这允许透镜1的更低的致动力。
此外，通过使透镜整形元件3相对于可移动窗口元件5固定，减小了沿透镜1的z轴的几何延伸。
在图2中，通过透镜1的示意性截面图示出了与图1A中类似的处于平衡状态的透镜1。与图1相比，在图2中，透镜整形元件3的孔3a和壁部分4的开口4a和4b具有相同的尺寸。因此，透镜整形元件3和壁部分基本上形成为圆柱体。
注意，致动元件6的窗口元件5上的孔径5a小于透镜区域21a。
这允许由孔径5a提供的透镜1的附加孔径功能，其减少透镜1的杂散光和重像效应。
在图3中，示出了透镜的实施例，其中壁部分4的开口4a、4b小于透镜整形元件3的通光孔径3a，并因此小于透镜区域21a。这为透镜1提供了一些额外的孔径，当透镜1用于从窗口元件5一侧进入透镜1的大入射角的光时特别有用。这种设计抑制了由于壁部分4的较小开口4a、4b而由大入射角的光引起的杂散光。
图4示出了与图1的实施例类似的实施例，不同之处在于壁部分4和透镜整形元件3形成为例如通过胶水彼此连接的单独构件。
这允许由不同的材料制造壁部分4和透镜整形元件3，特别地，其中透镜整形元件3可以包括金属化合物或磁性化合物，其对于致动元件6的致动能力可能是必要的。
图5示出了一个实施例，其中透镜整形元件3被布置在透镜容积VL之外。壁部分4现在形成了包围透镜容积VL的容器侧壁，第一液体L1被包括在透镜容积VL中。
壁部分4的第一侧4-1与第一膜21的第二侧21-2周向地密封连接，并且壁部分4的第二侧4-2与第二膜22的第二侧22-2周向地连接。
壁部分4的第一开口4a小于壁部分4的第二开口4b。壁部分4基本上由两个具有不同直径的环形部分形成。
透镜整形元件3的第二侧3-2连接到第一膜21的第一侧21-1。透镜整形元件3的孔径3a略小于壁部分4的第一开口4a。
透镜整形元件3通过第一膜21与壁部分4具有重叠部分而刚性地连接到壁部分4。
应当注意，窗口元件5和对应的孔径5a大于透镜整形元件3的孔径3a，使得在窗口元件5的倾斜致动配置中，透镜整形元件3的通光孔径3a不受致动元件6的阻挡或影响。
在图6中，示出了图5的透镜1的类似实施例，其中透镜整形元件3与壁部分4非重叠地布置。透镜整形元件3可以通过透镜1的壳体构件(未示出)或另一外部部件(未示出)相对于壁部分固定。该实施例允许在透镜的组装期间由外部部件(即透镜整形元件3)限定透镜1的通光孔径，这增加了组装期间的制造公差，并且提供了使用不同形状的透镜整形元件3的增加的灵活性，而不需要重新设计透镜1，即透镜1的主体保持相同，同时透镜区域21a的尺寸和形状可以通过选择具有适当形状的通光孔径3a(例如圆形、矩形或椭圆形)的适当透镜整形元件3来限定。
在图7中，示出了关于透镜整形元件3和壁部分4的另一实施例。
壁部分4包括凹部，透镜整形元件3被包括在透镜容积VL内。这允许透镜整形元件3与壁部分4的更大的接触面积，这进而允许透镜整形元件3与壁部分4之间的更稳定的连接。此外，透镜整形元件3可以由与壁部分4不同的材料制成。
图8示出了与图1类似的实施例。
除了图1的实施例之外，致动元件6包括刚性部分6a，该刚性部分沿着窗口元件5的平面侧向延伸而不遮挡窗口孔径5a。刚性部分6a可以是环形或臂状。刚性部分6a经由阻尼元件6b连接到窗口元件5，并且刚性部分6a在其外部部分处布置有另一阻尼元件6c。阻尼元件6b、6c比致动元件6的刚性部分6a和窗口元件5更软，并且被配置成吸收振动并提供致动元件6的较大行程，该行程仅部分地平移到透镜区域21a。致动元件6的较大行程又增加了透镜1的致动灵敏度，因为当窗口元件5从其平衡位置移动时，行程被阻尼元件6b、6c部分地吸收(例如，通过变形/压缩/延伸)。这进而允许使用具有较低行程分辨率并且更具成本效益的致动器。
利用如图9A和9B所示的透镜1可以实现类似的效果。
这里，致动元件6包括从窗口元件5侧向延伸的弹簧元件6s。在此，弹簧元件6s允许致动元件6的更大行程。行程(即致动元件6的移动)不完全转移到透镜区域21a，而是部分地被弹簧元件6s的变形吸收，如图9B所示。
图10示出了没有刚性壁部分4的透镜1的实施例。
具有第一液体L1的透镜容积VL仅由第一膜21和第二膜22完全封闭。
在第一变型中，第一膜21和第二膜22是两个单独的膜，这两个单独的膜在透镜容积VL的侧向膜部分21-22处密封地且周向地连接，例如胶合或等离子体结合，其中，侧向部分21-22围绕第一膜21的透镜区域21a周向地延伸并且围绕第二膜22的自由部分22b周向地延伸。
这允许将不同的膜用于第一膜21和第二膜22。
在另一变型中，第一膜21和第二膜22例如通过套筒状膜一体地形成，并且在所述套筒的开口处密封。
如前面的实施例所示，透镜整形元件3布置在透镜容积VL之外(但是也可以布置在透镜容积VL之内)。
在相对于透镜整形元件3致动窗口元件5时，透镜区域21a向外或向内弯曲。同时，侧向部分21-22和/或自由部分22b也可能弯曲。这提供了阻尼效应，其进而允许更大的行程致动，从而导致透镜1的更高的致动分辨率。
由于不需要壁部分，所以可以相对成本有效地制造根据该实施例的透镜1。
下面，描述根据本发明的透镜1的几个先进实施例，其可以与图1至10的实施例结合。根据一些实施例的透镜1可以被配置成补偿加速度引起的像差，例如重力引起的彗差。
为此目的，透镜1包括包含第一液体L1的第一容积V1和具有第二液体L2的单独的第二容积V2。因此，透镜容积VL被分成第一容积V1和第二容积V2。
可以选择第一和第二液体L1、L2的物理特性，使得补偿加速度引起的像差。这种物理性质包括第一和第二液体L1，L2的折射率n1，n2以及质量密度ρ1，ρ2。同时，可以调节第一膜21和第二膜22以及第三膜部分20、23的一些特性，这些特性例如是膜的刚度，或者可以调节膜的厚度，这进而可能影响膜的刚度。
图11中示出了被配置成补偿加速度引起的像差的这种透镜1之一的示例。由于图11的透镜的许多特征与图1的特征相同，因此为了避免重复，仅详细阐述不同的特征。显然，图2至10所示的实施例也可以相应地修改，以提供加速度引起的像差补偿。
图11的透镜1与图1的透镜的不同之处在于，透镜1另外包括分离膜部分20、23，其将透镜容积VL基本上划分为包括第一液体L1的第一容积V1和包括第二液体L2的第二容积V2。第一和第二容积V1、V2被布置为使得沿着光轴OA并且特别地在窗口元件孔径5a的整个侧向范围上布置第一和第二液体L1、L2的层。
分离膜部分20具有面向第一容积V1并与第一液体L1接触的第一侧20-1和面向相反方向并与第二液体L2接触的第二侧20-2。
在图11的实施例中，分离膜部分20是具有相应侧23-1和23-2的分离的第三膜23。第三膜23以其第二侧面23-2密封地且周向地连接到第二膜22的第一侧22-1，使得第二容积V2仅由第三膜23和第二膜22形成。第二膜22和第三膜23可以例如通过等离子体结合或胶水连接。
第二膜22和在一些实施例中的第三膜23覆盖壁部分4的第二开口4-2，并因此将第一液体L1与壁部分4和覆盖透镜整形元件3的通光孔径3a的第一膜21密封在一起，使得形成第一容积V1。
如图1所示，窗口元件5在窗口元件5的一侧上连接到第二膜22的第二侧22-2。
图11的透镜1的其它特征基本上与图1的特征相同。
响应于改变窗口元件5的透镜容积VL相对于透镜整形元件3的净容积的相对运动，透镜区域21a弯曲并形成凹面或凸面透镜表面。第三膜23的膜形状和第二容积V2几乎不受这种运动的影响。
因此，保持了对于先前实施例已经详细描述的透镜区域21a的曲率的鲁棒和精确的调整。另外，图11的透镜1被配置成补偿可能由重力或另一加速力引起的加速度引起的像差。
为了以有意义的方式发生这种补偿效应，该力必须具有不与透镜1的光轴OA对准的力分量。
通过相对于液体L1、L2的第一质量密度ρ1和第二质量密度ρ2调节第一和第二液体L1、L2的折射率n1、n2，可以补偿这种加速度引起的像差。
例如，第一液体L1的折射率n1可被选择为高于第二液体L2的折射率n2，而第一液体L1的质量密度ρ1被选择为小于第二液体L1的质量密度ρ2。
这允许调节通过透镜容积VL的光路长度，使得加速度引起的像差可以被完全补偿。
此外，可以根据下式得出第三膜23或分离膜部分20的膜刚度kS与第一膜21的刚度k1之间的关系式
Figure BDA0003702531330000231
在本说明书的另一部分中给出了将膜20、23、21的厚度与折射率n1、n2相关联的其它关系，并且这些关系也可应用于该实施例。
图12示出了图11的实施例的变型。这里，分离膜部分20与第二膜22一体地形成22c。为了提供第二容积V2，第二膜22仅在窗口元件5的周向部分5c处通过其第二侧22-2密封地连接至窗口元件5，使得在第二膜22的一体部分22c与窗口元件5之间形成容积。因此，第二膜22的第二侧22-2在一体部分22c的区域上面向第二容积V2。
对于该实施例，不需要第三膜，这降低了制造成本。
膜的刚度和厚度的关系可以相应地应用于第一膜21和第二膜22。
图11和12中所示的实施例允许较低的致动力，并且因此允许较低的功耗，因为第三膜23或一体膜部分22c在致动窗口元件5时不弯曲，而仅弯曲第一膜21的透镜区域21a(以及第二膜22的自由部分22b)。
在图13中，示出了根据本发明的透镜1的另一实施例，其具有加速度引起的像差补偿。
透镜1包括作为分离膜部分20的第三膜23。
与图11和12的实施例相反，在图13中，第三膜23沿着光轴OA布置在壁部分4和透镜整形元件3之间，并且将透镜容积分成第一容积V1和第二容积V2，其中，利用第三膜23的第一侧23-1，第三膜23与第一液体L1接触，并且利用第三膜23的第二侧23-2，第三膜23与第二液体L2接触。
第一膜21密封透镜容积VL且特别是在透镜整形元件3的第一侧3-1处的第一容积V1，其中透镜区域21a由通光孔径3a形成，其中第二薄膜22密封透镜容积VL且特别是在壁部分4的第二侧4-2处的第二容积V2。
因此，第一液体L1被包封在由第一膜21、第三膜23和透镜整形元件3形成的第一容积V1中，其中第二液体L2被包封在由第二膜22、第三膜23和壁部分4形成的第二容积V2中。
为了组装，第三膜23连接在透镜整形元件3和壁部分4之间，特别是连接在透镜整形元件3的第二侧3-2和壁部分4的第一侧4-1之间。透镜整形元件3和壁部分4可以由不同的材料形成。特别地，壁部分4可以包括电永磁化合物并且可以以非圆形方式成形(当沿着z轴观察时)，而致动元件6可以包括相应的金属化合物，使得磁阻驱动力可以由这两个元件引起，从而使致动元件6相对于壁部分4移动，并且因此可以实现透镜1的屈光力的调节。可替换地，致动元件6包括电永磁化合物，并且壁部分4由金属化合物例如钢制成。为此目的，一个或多个线圈(未示出)可以布置在壁部分4附近。透镜整形元件3可以由玻璃或聚合物制成。
图13中所示的实施例使得第三膜23也弯曲，当窗口元件被致动时，并且因此取决于第一L1和第二液体L2的折射率n1、n2，第三膜23可以对透镜1的屈光力有贡献，这在某些情况下可能是有利的。
图14表示本发明的加速度引起的像差补偿透镜1的一个实施例。透镜1具有一体形成的透镜整形元件3和壁部分4，类似于图1所示的透镜。另外，形成膜部20的第三膜23以其第一侧23-1、20-1密封地连接到第一膜21的第二侧21-2，使得包括第一液体L1的第一容积V1形成在第一膜21和第三膜23之间。包括第二液体L2的第二容积V2形成在第三膜23、第二膜22、透镜整形元件3和壁部分4之间。
第一膜21和第三膜23可以通过等离子体结合而连接。
图15示出了透镜1的实施例，其包括附加的第二壁部分7，该第二壁部分与第二壁部分7的第一侧7-1圆周地接触第二膜22的第二侧22-2。第二壁部分7与第二侧7-2连接或与窗口元件5一体地形成。第二壁部分7的开口7a将窗口部分22a限定为柔性透镜区域，在该区域内第二膜22可以改变其表面以调节透镜1的屈光力。第一容积V1被包封在第一膜21、透镜整形元件3、壁部分4和第二膜22之间。第二容积V2被第二膜22、第二壁部分7和窗口元件5包封。
壁部分4以其第二侧4-2连接到第二膜22的第一侧22-1，并且以其第一侧4-1面对透镜整形元件3的第二侧3-2。
如图15所示，壁部分4、7的开口4a、7a和透镜整形元件3的孔径都是不同的，这允许在孔径设计方面与磁阻电动机结合的更大灵活性。
虽然透镜整形元件3可以由玻璃或聚合物制成，但是壁部分4可以由诸如钢的金属化合物制成，并且致动元件6由电永磁化合物制成，使得借助于布置在壁部分4处的线圈组件(未示出)，致动元件6可以相对于透镜整形元件移动，从而引起透镜1的屈光力的变化。第二壁部分7由相对于电磁致动的中性材料制成。第二壁部分7可以看作是窗口元件5的一部分。事实上，第二壁部分7可以由与窗口元件5相同的材料制成，或者甚至与窗口元件5一体形成。
在用致动元件6致动时，窗口元件5和第二壁部分7在第二膜22的接触部分22g上施加力，该接触部分对应于第二壁部分7的第一侧7-1。
这使得第一膜21在透镜区域21a中改变其形状，即其曲率，并且第二膜22相应地在窗口部分22a中改变其形状，这取决于两个膜21、22的刚度。这允许提供具有加速度引起的像差补偿的双凸透镜或双凹透镜1。
在本发明的另一个实施例中，如图16所示的透镜1包括包封在第一膜21、与透镜整形元件3一体形成的圆柱形壁部分4和第三膜23之间的第一容积V1，其中第一膜21连接到透镜整形元件3的第一侧3-1，第三膜23连接到壁部分4的第二侧4-2。第二容积V2包围在第三膜23和周向地连接到第三膜23的第二膜22之间，使得第二容积V2具有垫状结构。在第二膜22的第二侧22-2上，布置了窗口元件5。该实施例在结构上类似于图11的实施例，不同之处在于第三膜23附接到壁部分4而不是附接到第二膜22。
图17中的实施例是图11的实施例的进一步发展。除了图11的实施例之外，一体形成的壁部分4和透镜整形元件3的横截面与图11的实施例稍微不同，因为台阶状轮廓由更连续的轮廓43代替。然而，主要区别在于，在透镜容积VL的外侧上的第一膜21的第一侧21-1上，附加构件8连接到透镜1，其用作透镜1的孔径。附加构件8具有中心孔8a，其沿着光轴OA放置在距第一膜21的距离D处。这允许制造具有各种尺寸的孔径的透镜1，其可以模块化地应用于透镜1。距离D允许第一膜21朝向附加构件8的孔径8a弯曲而不接触所述孔径8a。
图18和图19所示的实施例涉及一种允许特别轻质的透镜1的透镜设计。图18和19的透镜1类似于图10的透镜，其公开了枕状透镜容积VL。
除了图10的透镜之外，图18和19的透镜1均被修改以补偿由具有第一和第二容积V1、V2以及第一液体L1和第二液体L2而引起的加速度引起的像差。透镜容积VL包括第一容积V1和第二容积V2。第一容积V1由在圆周部分21-22处密封地连接到第二膜22的第一膜21和第二膜22完全包封。第二膜22在其第二侧22-2的圆周部分5c处连接到窗口元件5，而第二膜22的窗口部分22a一体地包括分离膜部分20。在分离膜部分20和窗口元件5之间，第二液体L2被包括在第二容积V2中。这种结构已经在图12中详细描述，其也可以应用于图18。透镜整形元件3的第二侧3-2从透镜容积VL的外部连接到第一膜21的第一侧21-1。透镜1的任何致动经由窗口元件5提供，其中透镜整形元件3保持在固定位置，这允许如先前详细阐述的固定透镜整形元件3的有利效果。为此目的，透镜整形元件3径向地突出远离光轴OA，使得其可以刚性地连接到固定构件(未示出)。窗口元件5可以至少沿着z轴被致动，其中第一膜21，特别是透镜区域21a可以响应于窗口元件5的致动而改变其在透镜整形元件3的通光孔径3a中的曲率。
与图8相反，其中窗口元件5侧向延伸超过透镜整形元件3的通光孔径3a，这减少了由于窗口元件5的边缘效应而引起的杂散光，使得窗口元件5基本上不可见，在图19A和图19B的实施例中情况不同，其中窗口元件5较小并且不延伸超过透镜整形元件3的通光孔径3a，并且与图18的窗口元件相比更轻。
在图19中，第二容积仅仅由第二膜22和窗口元件形成，其中在图19B中，第二容积仅仅由第三膜23和第二膜包封。在两个实施例中，在致动时，第二透镜容积V2基本上保持为相同尺寸。
如图10中详细描述的，对于图19A和图19B的实施例，第一膜21和第二膜22可以是两个单独的膜或由在套筒21-22的开口处连接的套筒状膜制成。
图20示出了由图14和图10的实施例的组合产生的透镜1的枕状实施例的实施例。然而，与图14的实施例相比，图20的实施例具有仅由第一膜21和第二膜22形成的枕状透镜容积VL，在透镜容积VL内没有固体部件。透镜1包括第三膜23，其在透镜容积VL的内侧上连接到第一膜21，即第三膜23以其第一侧23-1连接到第一膜21的第二侧21-2，使得第一容积V1形成在这些膜21、23之间。第二容积V2仅由第一、第二和第三膜21、22、23形成。在透镜容积VL的外侧，透镜整形元件3连接到第一膜21，并且窗口元件5连接到第二膜22。通过相对于保持固定的透镜容积VL和透镜整形元件3移动窗口元件5或者通过相对于保持固定的窗口元件5移动透镜容积VL和透镜整形元件3(作为整体)来促进致动。
如图20中可见，第一膜21在其平衡位置(即，当不执行窗口元件的致动时)采用凸形形状，使得透镜1在其平衡状态具有屈光力。这显然可以应用于本发明的所有实施例。类似地，可以调节透镜1，使得在其平衡位置，第一膜21采用凹形。通过调节透镜容积VL内的第一液体L1的压力可以实现两种平衡状态。
图21公开了被配置成补偿如先前图的透镜的加速度引起的像差的透镜1。
这里，透镜容积VL由枕状第二透镜容积V2形成，该枕状第二透镜容积仅由第二膜22和第三膜23形成，在其内部没有刚性部件。在其边缘部分22-23处，第三膜23和第二膜22密封地连接以密封第二容积V2中的第二液体L2。
第一透镜容积V1由第三膜23、透镜整形元件3和第一膜21包围。
透镜整形元件3的第一侧3-1与第一膜21相连，其第二侧3-2与第三膜23相连。
透镜整形元件3径向地突出远离通光孔径3a，使得固定构件(未示出)可以连接到透镜整形元件3。
窗口元件5通过第二膜22的窗口部分22a至第二膜22而连接至第二膜22的第二侧22-2。
图22至25集中于根据本发明的透镜的驱动组件。虽然实施例仅示出了没有加速度引起的像差补偿的透镜，但是应当注意，具有在第一容积V1和第二容积V2中分离的透镜容积VL用于加速度补偿的实施例也可以相同的方式配备有致动组件。
图22至图25中所示的致动组件的共同设计是致动线圈9被布置成可相对于透镜整形元件3移动。
在图22至25中，在窗口元件5处，致动元件6远离窗口元件5侧向延伸，使得其突出超过透镜1的壁部分4。在三维视图中，这可以借助于单独的突出臂构件6a或者借助于环状或盘状结构6a。在本说明书的上下文中，该侧向突出构件也被称为侧向移动器元件部分6a。如前面实施例详细描述的，致动元件6可以包括阻尼元件(未示出)。致动元件6还可以用作如图22至图25所示的用于透镜1的孔径，从而限制了在窗口元件5一侧的透镜1的孔径。
在侧向超出壁部分4的突出构件6a的外部部分6d处，设置了线圈部分6e，其中所述线圈部分6e包括一个或多个线圈9。典型地，四个或更多个线圈9围绕壁部分4周向地布置在突出构件6a上。在图22至25中仅能看到两个线圈9。当处于平衡状态时，线圈9延伸为其线圈轴线基本上平行于透镜1的光轴OA。与线圈9相对应，透镜1包括磁性部分10，特别地包括永磁体10，特别地为永久环形磁体或多个单独磁体的形式。磁性部分10刚性地连接到壁部分4，位于面对线圈9的透镜容积VL的外侧。这样，线圈9被布置成与透镜容积的外部上的对应的磁性部分10相对。在线圈9和磁性部分10之间提供了预定的侧向距离或气隙50，使得线圈9相对于磁性部分10自由移动和倾斜到一定程度。磁性部分10的磁极N、S相对于光轴OA以径向或侧向方式布置，使得磁偶极子矢量基本上垂直于线圈轴定向。线圈9沿光轴OA至少部分地与磁性部分10重叠。通过如上所述地定向和定位线圈轴线和磁极，借助于洛伦兹力，相对于壁部分4致动窗口元件5并因此致动透镜整形元件3成为可能。因此，通过向线圈9提供适当的电流，实际上可以实现窗口元件5相对于透镜整形元件3的任何移动。
线圈9可以围绕线圈部分的实心轴线(未示出)缠绕。
这种致动组件的优点在于，与基于磁阻的致动组件相比，其对外部磁场的敏感性较小。
图22的实施例还包括硅透镜整形元件3，其侧向延伸超过壁部分4和透镜容积VL，使得其为线圈沿光轴的运动提供硬止挡。此外，硬止挡部分11在透镜整形元件3的外部部分3e处连接到透镜整形元件3，其中所述硬止挡部分11以类似壳体的方式围绕致动元件6的线圈部分和突出构件6d延伸，使得硬止挡部分也从透镜1的另一侧提供给致动元件6。
两个硬止挡限制线圈在两个方向上沿着光轴OA的运动范围，使得意外的过驱动或冲击引起的运动将不会对致动组件造成损害。
在图23中，透镜整形元件3浮动地布置在第一膜21上，即，其不与壁部分4刚性接触。
在图23的实施例中，壁部分4由磁性部分10构成，这降低了透镜1的组装复杂性。
透镜1包括单独的硬止挡部分11，其被配置成限制线圈9朝向透镜1的透镜整形元件3所位于的一侧的移动。
在图24中，示出了与图22非常相似的实施例，但是没有任何硬止挡部分或类似壳体的特征。
与图22相反，线圈9被附接到刚性线圈部分6e，并且不围绕线圈部分6e的轴线缠绕。
在图25中，示出了一个例子，其示出了线圈9的电接触。为此，对于每个线圈9，接触构件12被布置在透镜1的第一侧(即，透镜1的布置有第一膜21的一侧)。接触构件12包括弹簧状构件12a，其将线圈9与壁部分4和磁性部分10在线圈9的背离突出构件6a的一侧物理连接。弹簧状构件12a提供恢复力，而同时所述构件12a被配置成向线圈9供电，以控制窗口元件5的取向和位置，并因此控制透镜1的屈光力。
弹簧状构件12a可以形成为板簧。
在图26和27中示出了不同的致动组件。该致动基于磁阻驱动。
为此，线圈9固定地布置在透镜1的壁部分，线圈轴线的方向沿着垂直于透镜1的光轴9a延伸的侧向平面(在透镜进入绘图平面的角度方向上或在绘图平面之外)指向。壁部分4由金属化合物制成，例如铁。类似地，致动元件6，特别是致动元件6的突出部分包括金属化合物，例如铁，或由金属化合物构成。
可以使用导电材料代替金属化合物。
当电流施加到线圈9时，在致动元件6的突出构件6a中感应磁阻力，使得可以控制窗口元件5的位置和取向。壁部分4将所述力放大到1000倍。如前面详细描述的，关于透镜整形元件3、膜21、22(特别是20、23)等的布置的透镜1的设计可以以类似的方式适应于前面的实施例。
图27给出了将图26的实施例适配到被配置为补偿加速度引起的像差的透镜的示例。
图27的透镜基本上对应于图11和/或12的透镜1。另外，图27的透镜包括图26中布置的致动组件。
基于磁阻的致动提供了非常紧凑的透镜设计。
在图28中示出了一个示例，其中透镜整形元件3与透镜容积VL相结合可以相对于作为光学系统100的一部分的窗口元件5移动。
图28的透镜1包括附加的光学组件13，该光学组件包括可以粘合到窗口元件5的另一透镜13a。透镜容积VL由第一和第二膜21、22以及与透镜整形元件3一体形成的壁部分4包围(类似于图2)。
窗口元件5与光学组件13一起刚性地附接到不移动的某个固定构件(未示出)，并且可以连接到透镜的壳体。为了调节透镜1的屈光力，致动器14，例如压电致动器，连接到包括透镜容积VL、第一和第二膜21、22以及透镜整形元件3的透镜主体。致动器14可以以端部14e刚性连接到固定构件(未示出)，并且以连接部分14c刚性连接到透镜主体。
通过提供由致动器14产生的致动力，透镜主体可以相对于窗口元件5移位，使得透镜主体相对于窗口元件5移位。这样，实现了窗口元件5相对于透镜整形元件3的相对移动，而透镜整形元件3不相对于壁部分4、第一和第二膜21、22移动，即相对于透镜主体移动。
在图29到30中，光学系统100的各种实施例包括阵列检测器102形式的光学传感器，例如布置在系统100的光轴上的照相机，该光轴对应于透镜1的光轴OA。该系统还包括光学组件101，该光学组件包括至少一个硬透镜101L。
在图29中，透镜1和光学组件101被布置成彼此相距固定距离，而透镜1位于系统的光进入系统的一侧，即，透镜1具有到阵列检测器102的最大距离。
透镜1可以向阵列检测器102提供图像的聚焦。
在图30A中，系统100包括两个透镜组件110、120，其中根据本发明的透镜1位于透镜组件110、120之间。这样，透镜1可以用于光学系统100的变焦功能。在图30A中，透镜1以其第一膜21面向阵列检测器102，其中在图30B中，透镜1以其第一膜背离检测器102。
透镜1可以例如通过相应地倾斜窗口元件5来提供光学图像稳定，或者也通过倾斜窗口组件来提供超分辨率成像，使得在后一种情况下透镜1的感应棱镜将图像投影到阵列检测器102上的不同部分上。
在图31A和图31B中，示出了根据本发明的透镜1的两个三维视图。在图31A中，透镜整形元件3具有圆形、盘形形状，其中在图31B中，透镜整形元件3具有额外的突起，其可以用于将透镜整形元件附接和定向到外部固定元件(未示出)。
在图31A和图31B中，窗口元件5连接到致动元件6，该致动元件包括多个突出构件6a，致动器可以连接到该突出构件。
在图32中示出了透镜的一个示例，该示例展示了窗口元件5相对于透镜主体或透镜整形元件3的相对移动可以通过以下方式来实现，即通过主动地致动窗口元件5并且使透镜整形元件与透镜主体相对于窗口元件固定，或者通过主动地致动透镜整形元件或透镜主体并且使窗口元件5相对于透镜整形元件或透镜主体固定。两种致动方法都提供了根据本发明的透镜新颖透镜设计的期望优点。
双箭头200指示示例性致动方向。

Claims (68)

1.一种具有可调光焦度的液体透镜(1)，至少包括以下部件：
-透镜容积(VL)，所述透镜容积具有布置在第一透明膜(21)与和所述第一膜(21)相对的第二透明膜(22)之间的第一透明液体(L1)，
-其中，所述第一膜(21)具有面向所述透镜容积(VL)外的第一侧(21-1)和面向相反方向的第二侧(21-2)，
-布置在所述第一膜(21)上的透镜整形元件(3)，其中所述透镜整形元件(3)具有限定所述第一膜(21)的具有可调曲率的透镜区域(21a)的周向孔径(3a)，
-其中，所述第二膜(22)具有面向所述透镜整形元件(3)的第一侧(22-1)和面向相反方向的第二侧(22-2)，
-刚性透明窗口元件(5)，所述刚性透明窗口元件连接到所述第二膜(22)，其中，所述窗口元件(5)由所述第二膜(22)的自由部分(22b)周向地围绕，使得所述窗口元件(5)能够相对于所述透镜整形元件(3)移动。
2.根据权利要求1中的一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜容积(VL)仅由所述第一膜(21)和所述第二膜(22)包封，其中，所述第一膜(21)和所述第二膜(22)以密封方式彼此连接以形成所述透镜容积(VL)，特别地，其中，所述第一膜(21)和所述第二膜(22)在所述透镜容积(VL)的侧向部分(21-22)处周向地连接，特别地，其中，所述侧向部分(21-22)围绕所述第一膜(21)的所述透镜区域(21a)周向地延伸并且围绕所述第二膜(22)的所述自由部分(22b)周向延伸。
3.根据权利要求2所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)和所述第二膜(22)以膜套筒的形式一体地形成，所述膜套筒在所述膜套筒的开口处密封地连接。
4.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜容积(VL)形成或包括包含所述第一液体(L1)的第一容积(V1)。
5.根据权利要求4所述的透镜(1)，其中，所述透镜(1)包括在第二容积(V2)中的第二液体(L2)，其中所述第二容积(V2)至少部分地布置在所述透镜(1)的所述光轴(OA)上，特别是沿着所述透镜(1)的所述z轴，其中所述第一液体(L1)和所述第二液体(L2)以及所述第一容积(V1)和所述第二容积(V2)通过分离膜部分(20)彼此分离。
6.根据权利要求5所述的透镜(1)，其中，所述第二液体(L2)被布置和密封在所述窗口元件(5)与所述第二膜(22)之间，从而在所述第二膜(22)的一体部分(22c)与所述窗口元件(5)之间包封所述第二液体(L2)。
7.根据权利要求5至6中任一项所述的透镜(1)，其中，所述分离膜部分(20)由第三膜(23)构成，其中所述第三膜(23)具有第一侧(23-1)和第二侧(23-2)，其中所述第三膜(23)的所述第二侧(23-2)面向与所述第三膜(23)的所述第一侧(23-1)相反的方向。
8.根据权利要求7所述的透镜(1)，其中，所述第一液体(L1)布置在所述第一膜(21)和所述第三膜(23)之间。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第二液体(L2)布置在所述第三膜(23)和所述第二膜(22)之间。
10.根据权利要求5至9中任一项所述的透镜，其中，所述第二容积(V2)被所述透镜容积(VL)包括。
11.根据权利要求9或10所述的透镜(1)，其中，所述第二容积(V2)由所述第三膜(23)和所述第二膜(22)包封，特别是完全形成和包封。
12.根据权利要求7或10中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第三膜(23)以其第二侧(23-2)周向地连接到所述第二膜(22)的所述第一侧(22-1)。
13.根据权利要求7至12中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第三膜(23)连接到所述透镜整形元件(3)。
14.根据权利要求13所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)连接到所述透镜整形元件(3)的所述第一侧(3-1)，并且其中，所述第三膜(23)连接到所述透镜整形元件(3)的所述第二侧(3-2)，使得所述第一容积(V1)被包封在所述透镜整形元件(3)的所述周向孔径(3a)中。
15.根据权利要求7至13中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第三膜(23)周向地连接到所述第一膜(21)，并且所述第一容积(V1)形成在所述第一膜(21)和所述第三膜(23)之间。
16.根据权利要求15所述的透镜(1)，其中，所述第三膜(23)以其第一侧(23-1)连接到所述第一膜(21)的所述第二侧(21-2)。
17.根据权利要求5至16中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一液体(L1)具有第一折射率(n1)，并且所述第二液体(L2)具有第二折射率(n2)，其中所述第一折射率和所述第二折射率彼此不同。
18.根据权利要求17所述的透镜，其中，所述第一液体(L1)和所述第二液体(L2)的成分、界定所述第一容积(V1)和所述第二容积(V2)的所述膜(21，22)的曲率被选择为使得，具有所述第一液体(L1)的所述第一容积(V1)的温度诱发的改变、具有所述第二液体(L2)的所述第二容积(V2)的温度诱发的改变以及所述第一和所述第二液体(L1，L2)的所述第一和所述第二折射率(n1，n2)的温度诱发的改变被补偿，由此所述透镜(1)的所述光焦度对于不同温度保持基本恒定。
19.根据权利要求17或18中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一液体(L1)具有第一质量密度(ρ1)，所述第二液体(L2)具有第二质量密度(ρ2)，其中所述第一和第二液体(L1，L2)的所述第一和第二折射率(n1，n2)以及所述第一和第二质量密度(ρ1，ρ2)被选择为使得所述透镜(1)的加速度引起的像差被补偿，所述加速度引起的像差例如由所述透镜(1)相对于重力沿着不同方向定向引起的重力彗差或姿态效应。
20.根据权利要求19所述的透镜(1)，其中，所述第二液体(L2)的所述第二质量密度(ρ2)高于所述第一液体(L1)的所述第一质量密度(ρ1)，并且所述第二折射率(n2)小于所述第一液体(L1)的所述第一折射率(n1)。
21.根据权利要求19或20中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)具有第一刚度k1，并且所述分离膜部分(20)，特别是所述第三膜(23)具有分离膜部分刚度ks，特别是其中所述第一膜(21)的厚度和所述分离膜部分(20)的厚度基本上相等，其中所述第一刚度和所述分离膜部分刚度ks根据关系式来选择：
Figure FDA0003702531320000041
其中ρ1是所述第一液体(L1)的第一质量密度，ρ2是所述第二液体(L2)的第二质量密度，n1是所述第一液体(L1)的第一折射率，n2是所述第二液体(L2)的第二折射率。
22.根据权利要求19至21中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)具有第一厚度t1，并且所述分离膜部分(20)具有分离膜部分厚度ts，特别地其中所述第一膜(21)的刚度和所述分离膜部分(20)的刚度基本上相等，其中所述第一厚度和所述分离膜厚度根据以下关系式来选择：
Figure FDA0003702531320000042
其中ρ1是所述第一液体(L1)的第一质量密度，ρ2是所述第二液体(L2)的第二质量密度，n1是所述第一液体(L1)的第一折射率，n2是所述第二液体(L2)的第二折射率。
23.根据权利要求21或22所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)的刚度和/或所述分离膜部分(20)的刚度在0.1MPa至10MPa的范围内。
24.根据权利要求22和23中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)的膜厚度和/或所述分离膜部分(20)的厚度在2μm至200μm的范围内。
25.根据权利要求17至24中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一折射率和/或所述第二折射率在1.26至1.6的范围内。
26.根据权利要求19至25中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一质量密度和/或所述第二质量密度在1kg*m-3和1.8kg*m-3的范围内。
27.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜(1)包括围绕所述透镜容积(VL)周向延伸的，特别是至少侧向地包封所述透镜容积(VL)的侧向壁部分(4)，其中，所述壁部分(4)具有第一侧(4-1)和第二侧(4-2)，所述第一侧具有面向所述第一膜(21)的第一开口(4a)，所述第二侧具有与所述第一开口(4a)相对的第二开口(4b)，其中，所述第二开口(4b)围绕所述第二膜(22)的所述自由部分(22b)周向延伸，特别是其中，所述壁部分(4)的所述第二侧(4-2)连接，特别是粘接、等离子体粘接或胶合到所述第二膜(22)的所述第一侧(22-1)，特别是由此密封所述透镜容积(VL)中的所述第一液体(L1)，特别地，其中，所述透镜整形元件(3)相对于所述壁部分(4)布置在固定的取向和位置。
28.根据权利要求7和27所述的透镜(1)，其中，所述第三膜周向地连接到壁部分(4)和/或连接到所述透镜整形元件(3)。
29.根据权利要求7和27或28所述的透镜(1)，其中，所述第三膜(23)以其第一侧(23-1)连接到所述壁部分(4)的所述第一侧(4-1)。
30.根据权利要求27至29中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)通过所述壁部分(4)的所述第一侧(4-1)连接到所述第一膜(21)的所述第二侧(21-2)。
31.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)布置在所述透镜容积(VL)内部，并且特别地以所述透镜整形元件(3)的第一侧(3-1)连接至所述第一膜(21)的所述第二侧(21-2)，从而形成所述第一膜(21)的所述透镜区域(21a)。
32.根据权利要求27至31中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)特别地通过所述透镜整形元件(3)的第二侧(3-2)连接到所述壁部分(4)的所述第一侧(4-1)。
33.根据权利要求27至32中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)与所述壁部分(4)一体地形成，特别地，其中，所述透镜整形元件的所述孔径(3a)由所述侧壁部(4)的所述第一开口(4a)形成。
34.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜(1)包括连接到所述窗口元件(5)的致动元件(6)。
35.根据权利要求34中任一项所述的透镜(1)，其中，所述致动元件(6)在所述窗口元件(5)的圆周部分(5b)处特别地以刚性方式连接到所述窗口元件(5)，使得所述窗口元件(5)能够由所述致动元件(6)围绕至少一个轴线相对于所述透镜整形元件(3)的孔径(3a)倾斜和/或朝向或远离所述透镜整形元件(3)的孔径(3a)平移地移动。
36.根据权利要求34或35所述的透镜(1)，其中，所述致动元件(6)具有由所述致动元件(6)包封的通光孔径(5a)，使得光可以穿过所述致动元件(6)的所述通光孔径(5a)并且穿过所述窗口元件(5)。
37.根据权利要求34至36中任一项所述的透镜(1)，其中，所述致动元件(6)包括刚性部分(6a)和阻尼元件(6b，6c)，其中所述阻尼元件(6b)至少部分地布置在所述窗口元件(5)与所述致动元件(6)的刚性部分(6a)之间，其中所述阻尼元件(6b，6c)比所述窗口元件(5)和所述致动元件(6)的刚性部分(6a)更软，其中所述阻尼元件(6b)连接到所述窗口元件(5)，特别地在所述窗口元件(5)的圆周部分(5b)处。
38.根据权利要求34至37中任一项所述的透镜(1)，其中，所述致动元件(6)包括弹簧元件(6s)，使得提供给所述窗口元件(5)的致动力经由所述弹簧元件(6s)传递，特别地其中所述弹簧元件(6s)形成为基本上平行于所述窗口元件(5)延伸的弹性金属片。
39.根据权利要求35至38中任一项所述的透镜(1)，其中，所述致动元件(6)所连接的所述窗口元件(5)的所述圆周部分(5b)具有比所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)更大的直径，特别是更大的通光孔径(5a)，特别是大于壁部分(4)的所述第一开口(4a)，使得通过所述透镜(1)的光路没有所述致动元件(6)，特别地，其中，所述窗口元件(5)的所述圆周部分(5b)的所述直径，特别地所述通光孔径(5a)足够大，由此，即使所述致动元件(6)相对于所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)倾斜，所述光路也没有所述致动元件(6)。
40.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)被固定地布置，而所述窗口元件(5)被可移动地布置在所述透镜处，特别地，其中，所述透镜整形元件(3)被固定地布置在外部或光学系统(100)处，使得通过相对于保持固定的所述透镜整形元件(3)移动所述窗口元件(5)来促进调节所述透镜(1)的光焦度。
41.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)布置在所述第一膜(21)的所述第一侧(21-1)上并且连接到所述第一侧，特别地，其中，所述透镜整形元件(3)以其第二侧(3-2)连接到所述第一膜(21)的所述第一侧(21-1)。
42.根据权利要求27至41中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)的所述第一侧(4-1)以密封方式连接至所述第一膜(21)的所述第二侧(21-2)。
43.根据权利要求27至42中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)的孔径(3a)，特别是透镜区域(21a)小于所述壁部分(4)的第一开口(4a)。
44.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)由周向地包封所述孔径(3a)的壁结构组成，特别地，其中，所述壁结构具有环面形状，特别地其中所述壁结构形成所述透镜整形元件(3)的矩形、正方形、椭圆形、椭球形或圆形的孔径(3a)。
45.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)是环形元件，特别地其中所述环形元件具有所述透镜整形元件(3a)的矩形、正方形、卵形、椭圆形或圆形的孔径(3a)。
46.根据权利要求27至45中任一项所述的透镜(1)，其中，所述透镜整形元件(3)与所述侧壁部分(4)重叠布置，使得在所述壁部分(4)和所述透镜整形元件(3)之间形成刚性连接，或者其中所述透镜整形元件(3)与所述侧壁部分(4)不重叠布置，特别地其中所述透镜整形元件(3)连接到所述透镜(1)的一部分或相对于所述窗口元件(5)固定地布置的外部构件(100，101)。
47.根据权利要求27至46中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)包括围绕所述第一开口(4a)的周向凹部，其中，所述透镜整形元件(3)布置在所述周向凹部中并且连接到所述壁部分(4)。
48.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述窗口元件(5)，特别是由所述窗口元件(5)覆盖的区域(5a)，更特别地所述第二膜(22a)的窗口部分，大于所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)，特别地，其中，所述窗口元件(5)，特别是所述窗口元件(5)的直径如此大，使得即使所述窗口元件(5)相对于所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)倾斜，所述窗口元件也在所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)的整个范围上延伸。
49.根据权利要求27至48中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)的所述第二开口(4b)在尺寸上大于、小于或等于所述壁部分(4)的所述第一开口(4a)。
50.根据权利要求27至48中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)的所述第一开口(4a)和所述第二开口(4b)彼此平行地延伸，特别是在x-y平面中，特别是与所述透镜(1)的z轴正交地延伸。
51.根据权利要求27至50中任一项所述的透镜(1)，其中，所述壁部分(4)包括在所述第一开口(4a)与所述第二开口(4b)之间的台阶，在所述台阶处所述壁部分(4)的直径改变，特别地其中所述台阶由所述壁部分(4)的突起形成，所述突起沿着平行于所述壁部分(4)的所述第一开口(4a)和所述第二开口(4b)的平面延伸，特别地其中所述突起由所述透镜整形元件(3)形成。
52.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)具有第一刚度k1，并且所述第二膜(22)具有第二刚度k2，其中所述第二刚度k2小于所述第一刚度k1。
53.根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中，所述第一膜(21)具有第一厚度t1，并且所述第二膜(22)具有第二厚度t2，其中所述第二厚度t2小于所述第一厚度t1。
54.根据权利要求27至53中任一项所述的透镜，其中，所述透镜整形元件(3)形成用于所述透镜容积(VL)、所述第一容积(V1)和/或所述第二容积(V2)的所述侧壁部分(4)。
55.根据权利要求27至54中任一项所述的透镜，其中，所述透镜包括以下部件
-致动元件(6)，其刚性地连接到所述窗口元件(5)，其中所述致动元件(6)从具有侧向移动器元件部分(6a)的所述窗口元件侧向延伸超过所述壁部分(4)，并且包括线圈部分，所述线圈部分侧向地布置成超过所述移动器元件上的所述壁部分，其中所述线圈部分包括一个或多个线圈，其中所述一个或多个线圈布置在所述线圈部分上，使得所述一个或多个线圈以所述至少一个线圈的线圈轴线沿着所述壁部分延伸，特别地朝向所述透镜整形元件的侧向平面延伸，特别地基本上平行于所述透镜的z轴，
-对于每个线圈，相应的磁性部分，其中所述磁性部分布置在所述透镜的所述壁部分处，使得能够在所述至少一个线圈中感应出洛伦兹力，所述洛伦兹力向所述移动器元件并且由此向所述窗口部分提供倾斜力，使得能够调节所述透镜的屈光力。
56.根据权利要求55所述的透镜，其中，所述透镜包括相对于所述整形元件刚性地连接到所述透镜的硬止挡部分，其中，所述硬止挡部分在所述线圈部上方侧向延伸一定距离，使得所述线圈部分特别是所述移动器沿着所述z轴的至少一个方向的运动被所述线圈部分与所述硬止挡元件之间的所述距离机械地限制。
57.根据前述权利要求中任一项所述的透镜，其中，所述透镜(1)包括机械止挡装置(11)，所述机械止挡装置布置在所述透镜(1)处，使得所述窗口元件(5)相对于固定地布置的透镜主体的移动，特别是相对于所述固定地布置的透镜整形元件(3)沿着所述光轴(OA)的移动被所述机械止挡装置限制，特别是沿着所述光轴(OA)的前后方向的移动，或者其中，所述机械止挡装置布置在所述透镜(1)处，使得所述透镜主体的移动，特别是所述透镜整形元件(3)相对于所述固定地布置的窗口元件(5)沿着所述光轴(OA)的移动被所述机械止挡装置限制，特别是沿着所述光轴的前后方向的移动。
58.根据权利要求57所述的透镜，其中，所述机械止挡装置(11)包括布置在所述透镜整形元件(3)、所述致动元件或所述壁部分(4)上的突出部分。
59.根据前述权利要求中任一项所述的透镜，其中，所述透镜(1)被配置为在致动时从负透镜变为正透镜，和/或其中所述透镜被配置为在致动时从正透镜变为负透镜。
60.一种光学系统(100)，包括根据前述权利要求中任一项所述的透镜(1)，其中所述系统(100)包括沿着所述系统(100)的光轴(OA)布置的至少一个固体透镜(101)或固体光学窗口以及光学传感器(102)，特别是图像传感器，其中所述液体透镜(1)和所述至少一个固体透镜(101)沿着所述系统(100)的光轴(OA)固定地布置在透镜镜筒中，特别是其中所述液体透镜(1)的第一膜(21)比所述液体透镜(1)的第二膜(22)更靠近所述传感器(102)。
61.根据权利要求60所述的系统，其中，所述系统包括磁阻电动机组件，所述磁阻电动机组件被配置和布置成调节所述液体透镜(1)。
62.根据权利要求60或61所述的系统(100)，其中，所述光学系统(100)是广角、微距、远距或变焦系统。
63.根据权利要求60至62中任一项所述的系统(100)，其中，所述光学系统(100)包括具有至少一个具有固定焦距的透镜的第一光学组件(110)以及包括至少另一个具有固定焦距的透镜的第二光学组件(120)，其中所述第一光学组件(110)和所述第二光学组件(120)连接到刚性透镜镜筒上，其中所述液体透镜(1)相对于所述光学系统(100)的光路布置在所述第一光学组件(110)与所述第二光学组件(120)之间，并且其中所述窗口元件(5)或所述透镜整形元件(3)被固定地附接和连接到所述第一光学组件(110)和/或所述第二光学组件(120)和/或所述透镜镜筒上。
64.根据权利要求60至63中任一项所述的系统(100)，其中，所述系统(100)包括第一控制电路，所述第一控制电路被配置成向所述液体透镜(1)的致动组件提供电信号，所述致动组件被配置成响应于所述光学系统(100)的移动而使所述透镜(1)的所述窗口元件(5)倾斜，从而使得所述传感器(102)上的图像被稳定。
65.根据权利要求60至64中任一项所述的系统(101)，其中，所述液体透镜(1)布置在所述系统(100)中，用于将图像聚焦到所述图像传感器(102)。
66.根据权利要求60至65中任一项所述的系统(100)，其中，所述液体透镜(1)布置在所述系统(100)中，用于稳定所述图像传感器(102)上垂直于所述系统的光轴方向的图像位置。
67.一种方法，特别是一种用于控制根据权利要求1至59中任一项所述的液体透镜(1)或根据权利要求60至66中任一项所述的系统(100)的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-响应于由计算机或处理器单元提供的第一控制信号，使特别地包括连接到所述窗口元件(5)的所述致动元件(6)的致动组件相对于所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)倾斜所述窗口元件(5)，使得光束相对于所述液体透镜(1)的光轴(OA)偏转，和/或
-响应于由所述计算机或所述处理器单元提供的第二控制信号，使所述致动组件相对于所述透镜整形元件(3)的所述孔径(3a)平移地移动所述窗口元件(5)，特别地沿着所述光轴(OA)平移地移动，使得所述液体透镜(1)的光焦度被调节。
68.一种方法，特别地根据权利要求67所述的方法，特别地用于控制根据权利要求1至59中任一项所述的液体透镜(1)或根据权利要求60至66中任一项所述的系统(100)的计算机实现的方法，包括以下步骤：
-响应于由计算机或处理器单元提供的第一或第三控制信号，使连接到所述透镜主体和/或所述透镜整形元件(3)的致动组件使所述透镜主体和/或所述透镜整形元件(3)相对于窗口元件(5)倾斜，和/或
-响应于由所述计算机或所述处理器单元提供的第二或第四控制信号，使所述透镜组件相对于所述窗口元件(5)平移地移动所述透镜主体和/或所述透镜整形元件(3)，特别地沿着所述透镜(1)的光轴(OA)平移地移动，使得所述液体透镜(1)的光焦度被调节。
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