EA039634B1 - Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment - Google Patents

Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment Download PDF

Info

Publication number
EA039634B1
EA039634B1 EA202090160A EA202090160A EA039634B1 EA 039634 B1 EA039634 B1 EA 039634B1 EA 202090160 A EA202090160 A EA 202090160A EA 202090160 A EA202090160 A EA 202090160A EA 039634 B1 EA039634 B1 EA 039634B1
Authority
EA
Eurasian Patent Office
Prior art keywords
lens
cover
optical
lens cover
drive system
Prior art date
Application number
EA202090160A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
EA202090160A1 (en
Inventor
Пьер Краен
Владимир Карташов
Янне Тапани Кильпинен
Николя Таллярон
Лаш Хенриксен
Original Assignee
Полайт Аса
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Полайт Аса filed Critical Полайт Аса
Priority claimed from PCT/EP2018/067511 external-priority patent/WO2019002524A1/en
Publication of EA202090160A1 publication Critical patent/EA202090160A1/en
Publication of EA039634B1 publication Critical patent/EA039634B1/en

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00Simple or compound lenses
    • G02B3/12Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02CSPECTACLES; SUNGLASSES OR GOGGLES INSOFAR AS THEY HAVE THE SAME FEATURES AS SPECTACLES; CONTACT LENSES
    • G02C7/00Optical parts
    • G02C7/02Lenses; Lens systems ; Methods of designing lenses
    • G02C7/08Auxiliary lenses; Arrangements for varying focal length
    • G02C7/081Ophthalmic lenses with variable focal length
    • G02C7/085Fluid-filled lenses, e.g. electro-wetting lenses
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10NELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N30/00Piezoelectric or electrostrictive devices
    • H10N30/20Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators
    • H10N30/204Piezoelectric or electrostrictive devices with electrical input and mechanical output, e.g. functioning as actuators or vibrators using bending displacement, e.g. unimorph, bimorph or multimorph cantilever or membrane benders
    • H10N30/2047Membrane type
    • H10N30/2048Membrane type having non-planar shape
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/08Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the direction of light

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Ophthalmology & Optometry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

The invention relates to adjustable or tuneable lens assembly where a deformable, non-fluid lens body is sandwiched between a bendable lens cover and a back window to form a lens. The lens assembly has an actuator system with individually addressable actuators for applying force to the lens cover in direction along the optical axis to change an overall shape of the lens. The actuator system has a focus adjustment mode to adjust the optical power of the lens and an optical image stabilisation mode where the optical axis of the lens is tilted.

Description

Область техники, к которой относится настоящее изобретениеThe field of technology to which the present invention relates

Настоящее изобретение относится к регулируемым или настраиваемым системам линз для оптических устройств, таких как компактные камеры, в частности к регулируемым системам линз, способствующим оптической стабилизации изображения и регулировке фокусного расстояния.The present invention relates to adjustable or adjustable lens systems for optical devices such as compact cameras, and in particular to adjustable lens systems that aid in optical image stabilization and focal length adjustment.

Предшествующий уровень техники настоящего изобретенияBackground of the Invention

Большинство компактных камер характеризуется наличием таких стандартных функций, как автофокусировка (AF) и стабилизация изображения; и за то, чтобы сделать системы, выполняющие указанные задачи, более компактными, дешевыми и надежными с одновременным повышением оптического качества, ведется непрекращающаяся борьба.Most compact cameras come with standard features such as autofocus (AF) and image stabilization; and there is an ongoing struggle to make systems that perform these tasks more compact, cheaper and more reliable while improving optical quality.

В документе US 5315435 представлен регулируемый призменный блок для передачи и преломления луча света с целью стабилизации изображения. Этот блок снабжен двумя пластинами, между которыми находится жидкость, причем одна из пластин выполнена неподвижной; при этом предусмотрены приводы для оказания давления на другую пластину с целью создания оптического клина, который будет преломлять луч света. Регулируемый призменный блок не обеспечивает какие-либо возможности фокусировки, и для формирования изображения и автофокусировки требуются дополнительные оптические элементы. Также известно, что использование жидкости для обеспечения оптических функций затруднено и не совместимо с массовым производством линз, например, линз для мобильных телефонов.US 5,315,435 presents an adjustable prism unit for transmitting and refracting a beam of light in order to stabilize an image. This block is equipped with two plates, between which there is a liquid, and one of the plates is fixed; while actuators are provided for exerting pressure on the other plate in order to create an optical wedge that will refract the light beam. The adjustable prism unit does not provide any focusing capability, and additional optical elements are required for imaging and autofocus. It is also known that the use of liquid to provide optical functions is difficult and not compatible with the mass production of lenses, such as lenses for mobile phones.

В документе WO 2008/100153 раскрыто устройство, обладающее как функцией стабилизации изображения, так и возможностями автофокусировки. Это устройство характеризуется наличием гибкого тела линзы, зажатого между тонкой сгибаемой крышкой, включающей в себя прозрачную призму, и тонкой сгибаемой крышкой, центральная часть которой может изгибаться, формируя линзу. Обе тонкие сгибаемые крышки снабжены приводами, которые могут наклонять призму и регулировать фокусное расстояние линзы. Призма и линза функционируют независимо друг от друга, и поэтому устройству необходимо два комплекта приводов - по одному на каждой из сторон крышки линзы; а поскольку приводы представляют собой пьезоэлектрические приводы, располагаемые на крышках, что ограничивает размер оптической апертуры или дает экономически невыгодное решение, то требуется увеличение размеров устройства.WO 2008/100153 discloses a device having both an image stabilization function and autofocus capabilities. This device is characterized by having a flexible lens body sandwiched between a thin foldable cover including a transparent prism and a thin foldable cover whose central portion can flex to form a lens. Both thin foldable covers are equipped with actuators that can tilt the prism and adjust the focal length of the lens. The prism and lens function independently of each other, and therefore the device needs two sets of actuators - one on each side of the lens cover; and since the actuators are piezoelectric actuators located on covers, which limits the size of the optical aperture or makes it economically unprofitable, an increase in the size of the device is required.

В обоих указанных решениях, обеспечивающих стабилизацию изображения, приводы срабатывают по сигналу датчиков движения в камере для противодействия ее небольшим смещениям, перемещая изображение в противоположном направлении с тем, чтобы изображение не переходило датчик изображения, занимающий неподвижное положение внутри камеры.In both of these image stabilization solutions, the actuators are triggered by motion sensors in the camera to counteract slight movement of the camera, moving the image in the opposite direction so that the image does not go over the image sensor that is stationary inside the camera.

Краткое раскрытие настоящего изобретенияBrief summary of the present invention

Одна из целей настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить линзу, которая может приводиться в действие с помощью простого, но эффективного приводного механизма.One of the objectives of the present invention is to provide a lens that can be actuated by a simple but effective actuating mechanism.

Альтернативная цель настоящего изобретения заключается в том, чтобы предложить линзу в сборе, которая может подстраиваться и использоваться, как при оптической стабилизации изображения (OIS), так и при регулировке фокусного расстояния (FA).An alternative object of the present invention is to provide a lens assembly that can be adjusted and used in both optical image stabilization (OIS) and focal length adjustment (FA).

Другая альтернативная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить такую линзу в сборе, в которой для оптической стабилизации изображения и регулировки фокусного расстояния используется один и тот же комплект приводов и одна и та же крышка линзы.Another alternative objective of the present invention is to provide such a lens assembly that uses the same set of actuators and the same lens cover for optical image stabilization and focal length adjustment.

Еще одна альтернативная цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить такую линзу в сборе, которая была бы экономически выгодной и обеспечивала бы возможность увеличения оптической апертурной диафрагмы.Yet another alternative object of the present invention is to provide a lens assembly that is cost effective and that allows for an increase in the optical aperture stop.

Согласно первому аспекту настоящего изобретения предложена оптическая линза 1 в сборе, содержащая рамку 6, сгибаемую прозрачную крышку 4 линзы и прозрачное заднее окошко 3, соединенное с рамкой, причем крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом;According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical lens assembly 1 comprising a frame 6, a foldable transparent lens cover 4 and a transparent rear window 3 connected to the frame, the lens cover and/or rear window having non-zero deflection;

прозрачное деформируемое нежидкостное тело 2 линзы, зажатое между крышкой линзы и задним окошком 3 таким образом, что образуется линза, которая характеризуется наличием оптической оси 5 и обладает первой оптической силой;a transparent deformable non-liquid lens body 2 sandwiched between the lens cover and the rear window 3 so as to form a lens that has an optical axis 5 and has a first optical power;

приводную систему 7, 8, прилагающую усилие к крышке линзы для изменения общей формы линзы, причем приводная система содержит один или несколько, например по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода 7, 8, каждый из которых соединен с рамкой и выполнен с возможностью приложения усилия к крышке линзы в направлении, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси 5;a drive system 7, 8 applying force to the lens cover to change the overall shape of the lens, the drive system comprising one or more, for example at least three separately actuated drives 7, 8, each of which is connected to the frame and configured to apply force to the lens cover in a direction at least substantially along the optical axis 5;

при этом приводная система 7, 8 предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором один или несколько приводов, например все приводы, предназначены для приложения усилия к крышке 4 линзы в одном и том же направлении для регулировки оптической силы/прогиба линзы; и/или при этом приводная система 7, 8 предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором каждый привод из числа одного или нескольких приводов предназначен для приложения разных усилий к крышке 4 линзы, варьирующихся вдоль обода крышки линзы, чтобы наклонять оптическую ось 5 линзы;wherein the drive system 7, 8 provides a focal length adjustment mode in which one or more drives, such as all drives, are designed to apply force to the lens cover 4 in the same direction to adjust the power/deflection of the lens; and/or wherein the drive system 7, 8 provides an optical image stabilization mode in which each drive of one or more drives is designed to apply different forces to the lens cover 4, varying along the rim of the lens cover, to tilt the optical axis 5 of the lens;

при этом крышка 4 линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементовwhile the cover 4 of the lens contains one or more elements in its peripheral area

- 1 039634 жесткости, таких как кольцевые элементы 23 жесткости, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, возникающих в результате приложения усилий к участкам крышки 4 линзы большой площади; и при этом приводная система 7, 8 выполнена с возможностью смещения по меньшей мере части, например, всего края крышки 4 линзы относительно рамки 6.- 1 039634 stiffness, such as ring stiffeners 23, which serve to distribute stress and asymmetric deformations around the optical axis resulting from the application of forces to areas of the cover 4 of the lens of a large area; and at the same time, the drive system 7, 8 is configured to shift at least a part, for example, the entire edge of the lens cover 4 relative to the frame 6.

Настоящее изобретение может обеспечить преимущество, состоящее в том, что оно предлагает простой, но эффективный приводной механизм. Например, кольцо жесткости обеспечивает возможность распределения напряжения, а смещение края крышки линзы относительно рамки обеспечивает возможность использования сил действия и противодействия тела линзы для придания крышке линзы определенной формы и/или для ее наклона. Может быть использован всего один привод, необязательно снабженный направляющим устройством, которое направляет перемещение крышки линзы (возможно не вращательное относительно оптической оси) после приложения усилия единственным приводом. Может оказаться целесообразным использовать множество приводов для обеспечения наклона (в режиме оптической стабилизации изображения), например, за счет их распределения вокруг оптической оси и/или для симметричного приложения усилия вокруг оптической оси (в режиме регулировки фокусного расстояния).The present invention can provide the advantage that it provides a simple yet effective drive mechanism. For example, the stiffening ring allows the stress to be distributed, and the offset of the lens cap edge relative to the frame allows the action and reaction forces of the lens body to be used to shape and/or tilt the lens cap. A single drive may be used, optionally provided with a guide that directs the movement of the lens cover (possibly non-rotational about the optical axis) after force is applied by the single drive. It may be useful to use a plurality of actuators to provide tilt (in optical image stabilization mode), for example, by distributing them around the optical axis and/or to apply force symmetrically around the optical axis (in focal length adjustment mode).

Под элементом жесткости может пониматься элемент, усиливающий жесткость крышки линзы и элемента жесткости в сборе относительно крышки линзы (по меньшей мере, в месте его прикрепления), причем жесткость элемента жесткости превышает жесткость крышки линзы (при этом жесткость может быть определена как толщина вдоль оптической оси, помноженная на модуль упругости в направлении вдоль оптической оси). Элемент жесткости может обладать достаточно большой жесткостью, благодаря чему он по существу не деформируется, например не подвергается деформации при срабатывании приводной системы. Элементом жесткости может служить кольцо жесткости, охватывающее (например, полностью охватывающее) оптическую ось.A stiffener can be understood as an element that reinforces the rigidity of the lens cover and the stiffener assembly relative to the lens cover (at least at the place of its attachment), and the stiffness of the stiffening element exceeds the stiffness of the lens cover (in this case, the stiffness can be defined as the thickness along the optical axis multiplied by the modulus of elasticity in the direction along the optical axis). The stiffener may have a stiffness sufficiently high that it does not substantially deform, for example, does not deform when the drive system is actuated. The stiffening element can be a stiffening ring enclosing (for example, completely enclosing) the optical axis.

Под периферийным участком может пониматься участок крышки линзы, радиально отстоящий от оптической оси на расстояние, например, превышающее 50% расстояния от оптической оси до края крышки линзы.A peripheral region may be understood to mean a region of the lens cover radially spaced from the optical axis by a distance, for example, greater than 50% of the distance from the optical axis to the edge of the lens cover.

Согласно первому альтернативному аспекту настоящего изобретения предложена оптическая линза в сборе, содержащая рамку, сгибаемую прозрачную крышку линзы и прозрачное заднее окошко, соединенное с рамкой, причем крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом;According to a first alternative aspect of the present invention, there is provided an optical lens assembly comprising a frame, a foldable transparent lens cover, and a transparent rear window connected to the frame, the lens cover and/or rear window having non-zero deflection;

прозрачное деформируемое нежидкостное тело линзы, зажатое между крышкой линзы и задним окошком таким образом, что образуется линза, которая характеризуется наличием оптической оси и обладает первой оптической силой;a transparent deformable non-liquid lens body sandwiched between the lens cover and the rear window so as to form a lens that has an optical axis and has a first optical power;

приводную систему, прилагающую усилие к крышке линзы для изменения общей формы линзы, причем приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода, каждый из которых соединен с рамкой и выполнен с возможностью приложения усилия к крышке линзы в направлении, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси;a drive system applying force to the lens cover to change the overall shape of the lens, the drive system comprising at least three separately actuated drives, each of which is connected to the frame and is configured to apply force to the lens cover in a direction at least substantially along the optical axis;

при этом приводная система предусматривает режим регулировки фокусного расстояния (именуемый в настоящем документе также режимом фокусировки), в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и при этом приводная система предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором приводы предназначены для приложения усилия к крышке линзы, которое варьируется вдоль обода крышки линзы, чтобы наклонять оптическую ось линзы.wherein the drive system provides for a focal length adjustment mode (herein also referred to as a focus mode) in which all drives are designed to apply force to the lens cap in the same direction to correct the lens power/deflection; and wherein the drive system provides an optical image stabilization mode in which the drives are designed to apply a force to the lens cover that varies along the rim of the lens cover to tilt the optical axis of the lens.

Следует отметить, что аспекты и варианты осуществления настоящего изобретения могут комбинироваться с альтернативными аспектами и вариантами осуществления настоящего изобретения.It should be noted that aspects and embodiments of the present invention may be combined with alternative aspects and embodiments of the present invention.

Согласно второму аспекту настоящего изобретения предложен модуль объектива, содержащий линзу в сборе согласно первому аспекту.According to a second aspect of the present invention, there is provided a lens module comprising a lens assembly according to the first aspect.

Согласно третьему аспекту настоящего изобретения предложена камера, содержащая линзу в сборе согласно первому аспекту и трехосные датчики движения, подключенные таким образом, чтобы они могли передавать на приводную систему сигналы, указывающие на перемещение камеры.According to a third aspect of the present invention, there is provided a camera comprising a lens assembly according to the first aspect and triaxial motion sensors connected so that they can transmit signals indicative of camera movement to a drive system.

Ниже суммирован ряд предпочтительных и/или необязательных признаков, элементов, примеров и вариантов осуществления настоящего изобретения. Признаки или элементы, раскрытые в привязке к одному из вариантов осуществления или аспектов настоящего изобретения, при необходимости могут комбинироваться с другими вариантами осуществления или аспектами или применяться к другим вариантами осуществления или аспектам. Кроме того, разъяснения в отношении лежащего в основе механизма настоящего изобретения, реализованные его авторами, носят исключительно иллюстративный характер и не должны использоваться при анализе постфактум для выведения настоящего изобретения.A number of preferred and/or optional features, elements, examples and embodiments of the present invention are summarized below. Features or elements disclosed in connection with one of the embodiments or aspects of the present invention may, if necessary, be combined with other embodiments or aspects or applied to other embodiments or aspects. In addition, explanations regarding the underlying mechanism of the present invention implemented by the inventors are for illustrative purposes only and should not be used in ex post analysis to derive the present invention.

Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения предложено оптическое устройство, например камера, микроскоп, бинокль или телескоп, пара очков или окуляров, носимый дисплей и т.п., содержащее линзу в сборе согласно первому аспекту настоящего изобретения. Линза в сборе может представ- 2 039634 лять собой дополнительный компонент оптического устройства, включенный в состав пакета оптических линз, или характеризоваться наличием модуля объектива, содержащего линзу в сборе.According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an optical device such as a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and the like, comprising a lens assembly according to the first aspect of the present invention. The lens assembly may be an additional component of the optical device included in the optical lens package, or be characterized by the presence of a lens module containing the lens assembly.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения предложено оптическое устройство, содержащее линзу в сборе согласно первому аспекту настоящего изобретения, причем оптическим устройством может служить любое устройство из числа камеры, микроскопа, бинокля или телескопа, пары очков или окуляров, носимого дисплея и компактной камеры.In one embodiment, the present invention provides an optical device comprising a lens assembly according to the first aspect of the present invention, wherein the optical device can be any of a camera, a microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and a compact camera.

Согласно пятому аспекту настоящего изобретения предложен способ получения линзы в сборе согласно первому аспекту, причем указанный способ предусматривает подготовку рамки;According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a lens assembly according to the first aspect, said method comprising preparing a frame;

подготовку по меньшей мере одного привода, например по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов; и соединение по меньшей мере одного привода с рамкой.preparing at least one actuator, such as at least three separately actuated actuators; and connecting at least one drive to the frame.

Следует понимать, что за счет подготовки по меньшей мере одного привода и соединения по меньшей мере одного привода с рамкой такой привод становится приводом, пригодным к эксплуатации, перед соединением привода с рамкой. Этот способ может рассматриваться как отличный от способа, в котором сначала обеспечивается наличие рамки, а затем на эту рамку наносится материал, который в итоге становится приводом, но который ни в каком отношении не является приводом, который не соединен с рамкой. Одно из преимуществ пятого аспекта может состоять в том, что обеспечивается возможность отдельного изготовления (раздельных) приводов. Преимущество такого решения, в свою очередь, может заключаться в том, что эти отдельно производимые (раздельные) приводы могут производиться эффективно, например, в большом количестве в расчете на одну пластину (с высокой плотностью). Еще одно возможное преимущество может состоять в том, что остальные части линзы в сборе не подвергаются воздействию производственных условий в процессе изготовления приводов. Например, в процессе производства приводов может потребоваться переход к более высоким температурам, а это может сделать невозможным включение в линзу определенных материалов, таких как пластмассы, если приводы должны производиться на рамке; но использование указанных материалов становится возможным при добавлении приводов (готовых, раздельных).It should be understood that by preparing at least one drive and connecting at least one drive to the frame, such a drive becomes a usable drive before connecting the drive to the frame. This method can be considered different from the method in which the frame is first provided and then a material is applied to this frame, which eventually becomes a drive, but which is in no way a drive that is not connected to the frame. One advantage of the fifth aspect may be that it is possible to manufacture (separate) actuators separately. The advantage of such a solution, in turn, can be that these separately produced (separate) drives can be produced efficiently, for example, in large quantities per plate (with high density). Another possible advantage would be that the rest of the lens assembly is not exposed to manufacturing conditions during the manufacture of the actuators. For example, during the production of actuators, a transition to higher temperatures may be required, and this may make it impossible to include certain materials, such as plastics, in the lens if the actuators are to be produced on the frame; but the use of these materials becomes possible with the addition of drives (ready-made, separate).

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения предложен способ, в котором подготовка по меньшей мере одного привода, например по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов, предусматривает подготовку по меньшей мере одного привода, отделенного от рамки.According to one embodiment of the present invention, a method is provided in which the preparation of at least one actuator, for example at least three separately actuated actuators, provides for the preparation of at least one actuator separated from the frame.

Согласно шестому аспекту настоящего изобретения предложено использование линзы в сборе согласно первому аспекту для выполнения одной или нескольких операций, таких как настройка фокуса, например настройка фокуса любого из таких устройств, как камера, микроскоп, бинокль или телескоп, пара очков или окуляров, носимый дисплей и компактная камера;According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the use of a lens assembly according to the first aspect to perform one or more operations such as adjusting the focus, such as adjusting the focus of any of such devices as a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and compact camera;

наклон оптической оси и необязательное выполнение оптической стабилизации изображения, например наклон оптической оси и выполнение оптической стабилизации изображения любого из таких устройств, как камера, микроскоп, бинокль или телескоп, пара очков или окуляров, носимый дисплей и компактная камера.tilting the optical axis and optionally performing optical image stabilization, such as tilting the optical axis and performing optical image stabilization of any of such devices as a camera, a microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and a compact camera.

Прогиб проиллюстрирован на фиг. 1, и он определяется как высота поверхности линзы от ее хорды, описываемая следующей формулой:The deflection is illustrated in Fig. 1, and it is defined as the height of the lens surface from its chord, described by the following formula:

где величина R обозначает радиус кривизны (центральной части крышки линзы); а величина D обозначает длину хорды, равную диаметру апертуры.where the value of R denotes the radius of curvature (the central part of the lens cover); and the value D denotes the length of the chord equal to the diameter of the aperture.

Заданный прогиб не ограничен конкретными значениями диаметра апертуры или радиуса кривизны; и, таким образом, он адаптирован для линз разных размеров и прочности. В других вариантах осуществления настоящего изобретения предпочтительно, чтобы естественный ненулевой прогиб крышки линзы и/или заднего окошка составлял по меньшей мере 10 мкм, например, 15 мкм или по меньшей мере 20 мкм.The specified deflection is not limited to specific aperture diameters or curvature radii; and thus it is adapted to lenses of different sizes and strengths. In other embodiments, implementation of the present invention, it is preferable that the natural non-zero deflection of the lens cover and/or rear window was at least 10 microns, for example, 15 microns or at least 20 microns.

Ниже представлено отношение прогиба к оптической силе (ОР):Below is the ratio of deflection to optical power (OR):

ОР = 5 Sag где величина n обозначает индекс преломления тела линзы.OP = 5 Sag where the value of n denotes the index of refraction of the lens body.

В предпочтительных вариантах осуществления настоящего изобретения первая оптическая сила составляет по меньшей мере 5 диоптрий, например, по меньшей мере, 10 диоптрий или по меньшей мере 20 диоптрий.In preferred embodiments of the present invention, the first power is at least 5 diopters, such as at least 10 diopters or at least 20 diopters.

Естественный прогиб или оптическая сила линзы обеспечивает преимущество, поскольку большинство небольших регулируемых линз предшествующего уровня техники характеризуется нулевой или незначительной естественной оптической силой, что дает полную оптическую силу при максимальном напряжении, возможно, всего в несколько диоптрий. Соответственно, такие линзы обычно должны ком- 3 039634 бинироваться со стандартной линзой с оптической силой, относительно которой осуществляется регулировка. В таких линзах используются деформируемые крышки, плоские или почти плоские при нулевом напряжении.The natural deflection or power of the lens provides an advantage since most prior art small adjustable lenses have no or little natural power, giving full power at maximum power, perhaps as little as a few diopters. Accordingly, such lenses typically must be combined with a standard power lens to which the adjustment is made. Such lenses use deformable covers that are flat or nearly flat at zero stress.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения естественная оптическая сила линзы в сборе не является нулевой, а составляет по меньшей мере 0,1 диоптрии; например, по меньшей мере 1 диоптрию; например, по меньшей мере 2 диоптрии; например, по меньшей мере 5 диоптрий; например, по меньшей мере 10 диоптрий или, например, по меньшей мере 100 диоптрий. В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы и/или заднее окошко обладают по существу нулевой или полностью нулевой оптической силой, например, менее 1 диоптрии; например, менее 0,1 диоптрии или, например, 0 диоптрий (при этом оптическая сила, такая как значительная оптическая сила, обеспечивается за счет придания телу рефракционной линзы определенной формы крышкой линзы и/или задним окошком). В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы характеризуется ненулевым прогибом.In one of the embodiments of the present invention, the natural power of the lens assembly is not zero, but is at least 0.1 diopter; for example, at least 1 diopter; for example, at least 2 diopters; for example, at least 5 diopters; for example, at least 10 diopters or, for example, at least 100 diopters. In one of the embodiments of the present invention, the lens cover and/or the rear window have essentially zero or completely zero optical power, for example, less than 1 diopter; for example, less than 0.1 diopter, or, for example, 0 diopter (whereby the optical power, such as a significant optical power, is provided by shaping the body of the refractive lens into a certain shape by the lens cover and/or the rear window). In one embodiment of the present invention, the lens cover has non-zero deflection.

В режиме регулировки фокусного расстояния точка фокусировки линзы смещается вдоль оптической оси путем регулирования прогиба, оптической силы или фокусного расстояния, т.е. разными способами, характеризующими изменение. Такая регулировка фокусного расстояния часто используется в системах автофокусировки (AF), где фокусное расстояние регулируется по факту измерения фокуса в изображении.In the focal length adjustment mode, the focal point of the lens is shifted along the optical axis by adjusting the deflection, optical power or focal length, i.e. different ways of characterizing the change. This focal length adjustment is often used in autofocus (AF) systems, where the focal length is adjusted by the fact that focus is measured in the image.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система в режиме фокусировки может изменять общую форму линзы путем преобразования первой общей формы, при которой линза характеризуется первой оптической силой, во вторую общую форму, при которой линза характеризуется второй оптической силой; при этом разница между первой оптической силой и второй оптической силой, т.е. диапазон оптической силы, составляет по меньшей мере 2 диоптрии.In one of the preferred embodiments of the present invention, the drive system in the focus mode can change the general shape of the lens by converting the first general shape, in which the lens is characterized by a first optical power, into a second general shape, in which the lens is characterized by a second optical power; while the difference between the first optical power and the second optical power, i.e. power range is at least 2 diopters.

В режиме оптической стабилизации изображения оптическая ось линзы наклоняется. Когда линза в сборе включена в модуль объектива, результатом этого наклона будет по существу небольшое (для малых углов) поперечное смещение изображения, сформированного датчиком изображения. За счет генерирования сигналов (например, в камере согласно третьему аспекту настоящего изобретения), указывающих на перемещение камеры, это поперечное смещение может быть использовано для противодействия небольшим смещениям камеры и, таким образом, для стабилизации изображения. Следовательно, в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система в режиме OIS (оптической стабилизации изображения) активирует приводы по сигналам с датчиков движения, указывающим на перемещение рамки. В предпочтительном варианте приводная система может наклонять оптическую ось линзы по меньшей мере на ±0,5° при частоте по меньшей мере 20 Гц.In optical image stabilization mode, the optical axis of the lens is tilted. When a lens assembly is included in a lens module, this tilt will result in a substantially small (for small angles) lateral shift in the image produced by the image sensor. By generating signals (eg, in a camera according to the third aspect of the present invention) indicative of camera movement, this lateral offset can be used to counteract small camera movements and thus to stabilize the image. Therefore, in one of the preferred embodiments of the present invention, the drive system in OIS (optical image stabilization) mode activates the drives on signals from motion sensors indicating the movement of the frame. Preferably, the drive system can tilt the optical axis of the lens by at least ±0.5° at a frequency of at least 20 Hz.

Поскольку и для регулировки фокусного расстояния, и для стабилизации изображения используются одни и те же по меньшей мере три привода, настоящее изобретение обеспечивает преимущество, состоящее в том, что в этом случае требуется меньшее число приводов в сравнении с решениями предшествующего уровня техники, где выполнение указанных функций обеспечивается отдельными комплектами приводов. Аналогичным образом, поскольку и для регулировки фокусного расстояния, и для стабилизации изображения используется одна и та же мембранная крышка, настоящее изобретение обеспечивает преимущество над решениями предшествующего уровня техники, использующими отдельные поверхности/компоненты для выполнения указанных функций. В общем, такое решение приводит к снижению стоимости и упрощению конструкции (за счет меньшего количества подвижных деталей) устройства, а также к уменьшению его размеров.Since the same at least three actuators are used for both focus adjustment and image stabilization, the present invention provides the advantage that fewer actuators are required in this case compared to prior art solutions where the implementation of these functions are provided by separate sets of drives. Similarly, since the same membrane cover is used for both focal length adjustment and image stabilization, the present invention provides an advantage over prior art solutions using separate surfaces/components to perform these functions. In general, such a solution leads to a reduction in the cost and simplification of the design (due to fewer moving parts) of the device, as well as to a reduction in its size.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом.In one of the embodiments of the present invention, the lens cover and/or the rear window are characterized by non-zero deflection.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода 7, 8.In one of the embodiments of the present invention, the drive system includes at least three separately actuated drives 7, 8.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система 7, 8 предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке 4 линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и при этом приводная система 7, 8 предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором приводы предназначены для приложения разных усилий к крышке 4 линзы, которые варьируются вдоль обода крышки линзы, чтобы наклонять оптическую ось 5 линзы.In one embodiment of the present invention, the drive system 7, 8 provides for a focal length adjustment mode in which all drives are designed to apply force to the lens cover 4 in the same direction to correct the power/deflection of the lens; and while the drive system 7, 8 provides an optical image stabilization mode in which the drives are designed to apply different forces to the lens cover 4, which vary along the rim of the lens cover to tilt the optical axis 5 of the lens.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом;In one of the embodiments of the present invention, the lens cover and/or the rear window are characterized by non-zero deflection;

при этом приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода 7, 8; и приводная система 7, 8 предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке 4 линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и приводная система 7, 8 предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором приводы предназначены для приложения разных усилий к крышке 4 линзы, которые варьируются вдольwherein the drive system comprises at least three separately actuated drives 7, 8; and the drive system 7, 8 provides for a focal length adjustment mode in which all drives are designed to apply force to the lens cover 4 in the same direction to correct the lens power/deflection; and the drive system 7, 8 provides for an optical image stabilization mode in which the drives are designed to apply different forces to the lens cover 4 that vary along

- 4 039634 обода крышки линзы, чтобы наклонять оптическую ось 5 линзы.- 4 039634 lens cover rims to tilt the optical axis 5 of the lens.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система может приводиться в действие одновременно в режиме фокусировки и в режиме OIS путем выдачи каждому приводу команды на приложение усилия, представляющего собой по существу, по меньшей мере, сумму усилий, которые могли бы прикладываться в указанных режимах. Поскольку деформация крышки линзы может зависеть нелинейно от хода привода, изменение формы, обусловленное просто сложением усилий, которые могли бы прикладываться в каждом режиме, не обязательно дает в точности суммарный эффект указанных режимов. Подробнее это описано ниже.In one of the preferred embodiments of the present invention, the actuator system can be actuated simultaneously in the focus mode and in the OIS mode by issuing a command to each actuator to apply a force that is essentially at least the sum of the forces that could be applied in these modes. . Since the deformation of the lens cap may depend non-linearly on the stroke of the actuator, the change in shape due simply to the addition of the forces that might be applied in each mode does not necessarily give the exact sum effect of these modes. This is described in more detail below.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приводы могут прикладывать усилия в первом направлении, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси в сторону заднего окошка (втягивание) и/или во втором направлении, по существу, вдоль оптической оси в сторону от заднего окошка (толкание) относительно положения Ненапряженное или 0 вольт крышки линзы.In one of the preferred embodiments of the present invention, the actuators may apply forces in a first direction, at least substantially along the optical axis towards the rear window (retraction) and/or in a second direction, substantially along the optical axis away from the rear window. (pushing) relative to the position Unstressed or 0 volts of the lens cover.

Предпочтительный вариант исполнения зависит от типа привода и характеристик тела линзы. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения приводы могут, по меньшей мере, втягивать крышку линзы в сторону заднего окошка, изменяя ее форму и сжимая тело линзы. Это дает определенное преимущество, поскольку - в отличие от толкания - не требует жесткого соединения крышки линзы с ее телом. В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения приводы могут прикладывать усилие только в первом направлении относительно положения Ненапряженное или 0 вольт крышки линзы. Такие приводы могут обладать преимуществами, состоящими в более простой конструкции и меньшей стоимости. Предпочтение может отдаваться приводам, которые могут осуществлять как втягивание, так и толкание, поскольку они обеспечивают преимущество увеличенного общего хода и, соответственно, более эффективной деформации крышки линзы.The preferred embodiment depends on the type of drive and characteristics of the lens body. In one of the preferred embodiments of the present invention, the actuators can at least retract the lens cover towards the rear window, changing its shape and compressing the lens body. This has the advantage that, unlike pushing, it does not require the lens cover to be rigidly connected to its body. In another preferred embodiment of the present invention, the actuators may only apply force in the first direction relative to the Unstressed or 0 volt position of the lens cover. Such drives may have the advantage of simpler design and lower cost. Drives that can both push and pull can be preferred as they provide the advantage of increased overall travel and thus more efficient lens cover deformation.

Заданы следующие части крышки линзы: центральная часть, периферийный участок и обод; при этом центральная часть имеет, по меньшей мере, по существу сферическую форму, а периферийный участок представляет собой участок, который располагается между центральной частью и ободом крышки линзы.The following parts of the lens cover are given: the central part, the peripheral part and the rim; wherein the central portion is at least substantially spherical in shape, and the peripheral portion is the portion that is located between the central portion and the rim of the lens cover.

Крышка линзы может быть плоской или же ей может быть заранее придана определенная форма, обеспечивающая ненулевой прогиб. Линза выполнена сгибаемой, а это значит, что она обладает определенной гибкостью для изменения своей формы вследствие воздействия сил со стороны приводов и сил противодействия со стороны тела линзы. Однако жесткость крышки превышает жесткость тела линзы. В варианте осуществления, где используется крышка линзы с предварительно приданной формой фраза с предварительно приданной формой означает, что крышка линзы получила свою форму до начала сборки линзы в сборе. После сборки с телом линзы и задним окошком такая крышка линзы с предварительно приданной формой будет предпочтительно иметь колоколообразную форму (выпуклую или вогнутую) с центральной частью, имеющую сферическую или, по меньшей мере, по существу сферическую форму; но она может также иметь и асферическую форму, соответствующую форме поверхности обычной линзы. Это проиллюстрировано на фиг. 2, 3А и 6. Ненулевой прогиб, обусловленный предварительным приданием формы крышке линзы, должен замеряться, когда приводная система находится в неактивированном состоянии, т.е. когда линза находится в состоянии по умолчанию, в естественном состоянии или в состоянии нулевого напряжения.The lens cover may be flat or may be pre-shaped to provide non-zero deflection. The lens is made bendable, which means that it has a certain flexibility to change its shape due to the action of forces from the drives and counter forces from the lens body. However, the rigidity of the cap exceeds the rigidity of the lens body. In an embodiment where a pre-shaped lens cap is used, the phrase "pre-shaped" means that the lens cap was shaped prior to assembly of the lens assembly. Once assembled with the lens body and rear window, such a pre-shaped lens cover will preferably be bell-shaped (convex or concave) with a central portion having a spherical or at least substantially spherical shape; but it can also have an aspherical shape, corresponding to the shape of the surface of a conventional lens. This is illustrated in FIG. 2, 3A, and 6. Non-zero deflection due to preshaping of the lens cap should be measured when the drive system is in the non-activated state, i. when the lens is in its default state, natural state, or zero stress state.

Стандартным материалом для изготовления крышки линзы может служить стекло или пластмасса. При использовании стекла крышка линзы предпочтительно представляет собой мембрану толщиной 5-50 мкм. Такие стеклянные мембраны характеризуются как гибкостью, так и высокой прочностью. При использовании пластмассы предпочтение отдается пластмассам с хорошими оптическими свойствами (равномерной и высокой прозрачностью для всех длин волн излучения в видимой области спектра), при этом в предпочтительном варианте толщина крышки линзы составляет 20-500 мкм.The standard lens cap material is either glass or plastic. When glass is used, the lens cover is preferably a 5-50 µm thick membrane. Such glass membranes are characterized by both flexibility and high strength. When using plastics, preference is given to plastics with good optical properties (uniform and high transparency for all wavelengths in the visible region of the spectrum), while in the preferred embodiment, the thickness of the lens cover is 20-500 μm.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов жесткости, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, обусловленных приложением усилий к участкам мембраны большой площади. При необходимости выполнения операций, не предусматривающих каких-либо аберраций, один или несколько элементов жесткости предпочтительно представляют собой кольцо, охватывающее всю центральную часть. Это дает определенное преимущество, поскольку гарантирует, что периферийный участок будет перемещаться как единое целое даже при наличии минимального количества приводов, и поэтому предотвращаются локальные деформации. Одна из функций одного или нескольких элементов жесткости может состоять в том, чтобы в режиме OIS, в котором крышка наклонена, можно было сжать тело линзы с одной стороны без изменения оптической силы. В альтернативном варианте, когда кто-либо намеренно желает создать астигматизм более высокого порядка, вдоль периферийного участка может быть установлено множество дугообразных элементов жесткости в положениях, обеспечивающих их зацепление приводами во время приложения усилия.In one of the preferred embodiments of the present invention, the lens cover contains one or more stiffening elements in its peripheral area, which serve to distribute stress and asymmetric deformations around the optical axis due to the application of forces to large areas of the membrane. If it is necessary to carry out operations that do not involve any aberrations, one or more stiffeners are preferably a ring covering the entire central part. This has the advantage of ensuring that the peripheral portion will move as a unit even with a minimum number of drives, and therefore local deformations are prevented. One of the functions of one or more stiffeners may be that in the OIS mode, in which the cover is tilted, it is possible to compress the lens body from one side without changing the optical power. Alternatively, when one intentionally desires to create higher order astigmatism, a plurality of arcuate stiffeners may be provided along the circumferential portion in positions to engage the actuators during force application.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения приводная система выпол- 5 039634 нена с возможностью смещения по меньшей мере части, например всего края (например, обода), крышки линзы относительно рамки. Одно из возможных преимуществ этого решения состоит в том, что оно не требует частичной или полной деформации крышки линзы, которая неизбежна в тех случаях, когда край (например, обод) крышки линзы жестко соединен с рамкой. Например, наклон крышки линзы неизбежно повлек бы за собой деформацию крышки линзы, если бы край крышки линзы был жестко соединен с рамкой, но, когда приводы выполнены с возможностью смещения края крышки линзы относительно рамки, а край крышки линзы жестко не соединен с рамкой, эта деформация необязательна (что обеспечивает снижение энергопотребления и/или увеличивает диапазон наклона и/или фокусировки).According to one embodiment of the present invention, the drive system is configured to move at least a portion, such as the entire edge (eg, rim), of the lens cover relative to the frame. One of the possible advantages of this solution is that it does not require partial or complete deformation of the lens cover, which is inevitable in cases where the edge (eg, rim) of the lens cover is rigidly connected to the frame. For example, tilting the lens cover would inevitably deform the lens cover if the edge of the lens cover were rigidly connected to the frame, but when the actuators are configured to move the edge of the lens cover relative to the frame and the edge of the lens cover is not rigidly connected to the frame, this warping is optional (which reduces power consumption and/or increases tilt and/or focus range).

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов жесткости, таких как кольцевые элементы жесткости; при этом каждый привод из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов, каждый из которых соединен с рамкой, соединен с одним или несколькими элементами жесткости. Одно из возможных преимуществ этого решения состоит в том, что приводы могут прикладывать усилия к крышке линзы через один или несколько элементов жесткости путем толкания/втягивания рамки.According to one embodiment of the present invention, the lens cover comprises, in its peripheral portion, one or more stiffeners, such as ring stiffeners; wherein each drive from among at least three separately actuated drives, each of which is connected to the frame, is connected to one or more stiffening elements. One possible advantage of this solution is that the actuators can apply forces to the lens cover through one or more stiffeners by pushing/pulling the frame.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы соединена с рамкой через, например, исключительно через, приводную систему. Преимущество этого решения состоит в том, что оно облегчает контроль приводами положения и ориентации крышки линзы.According to one embodiment of the present invention, the lens cover is connected to the frame through, for example exclusively through, a drive system. The advantage of this solution is that it makes it easier for the actuators to control the position and orientation of the lens cover.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка линзы содержит один или несколько элементов жесткости, таких как кольцевые элементы жесткости, расположенные на ее периферийном участке; при этом крышка линзы соединена с рамкой через, например исключительно через, приводную систему и один или несколько элементов жесткости. Преимущество этого решения состоит в том, что оно облегчает контроль приводом положения и ориентации крышки линзы, а также в том, что приводы могут прикладывать усилия к крышке линзы через один или несколько элементов жесткости путем толкания/втягивания рамки.According to one of the embodiments of the present invention, the lens cover contains one or more stiffeners, such as ring stiffeners located on its peripheral portion; while the lens cover is connected to the frame through, for example exclusively through, the drive system and one or more stiffeners. The advantage of this solution is that it makes it easier for the actuator to control the position and orientation of the lens cover, and that the actuators can apply forces to the lens cover through one or more stiffeners by pushing/pulling the frame.

В отношении некоторых типов камер наблюдается стремление уменьшить их размеры, и для этого было бы целесообразно обеспечить высокоплотное размещение всех элементов линзы в сборе с целью уменьшения габаритных размеров линзы в сборе. Таким образом, в другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения приводы размещаются вблизи тела линзы между периферийным участком крышки линзы и задним окошком или задней частью рамки. Отличительная особенность, состоящая в том, что приводы могут прикладывать усилия только в первом и втором направлениях, а не по касательной к оптической оси, делает их особенно пригодными для такой установки.With some types of cameras, there is a desire to reduce their size, and for this it would be advisable to provide high-density placement of all elements of the lens assembly in order to reduce the overall dimensions of the lens assembly. Thus, in another preferred embodiment of the present invention, the actuators are placed proximate the lens body between the lens cover periphery and the rear window or rear frame. The distinctive feature that the actuators can only apply forces in the first and second directions and not tangentially to the optical axis makes them particularly suitable for such an installation.

В одном из вариантов осуществления настоящего изобретения один или несколько, например по меньшей мере три, отдельно срабатывающих привода устанавливаются между - частично или полностью - крышкой линзы или плоскостью (ободом) крышки линзы, например между периферийным участком крышки 4 линзы и задним окошком или задней частью рамки.In one of the embodiments of the present invention, one or more, for example at least three, separately actuated drives are installed between - partially or completely - the lens cover or the plane (rim) of the lens cover, for example between the peripheral portion of the lens cover 4 and the rear window or rear part framework.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения каждый привод из числа одного или нескольких указанных приводов содержит кронштейн с первым концом, соединенным с рамкой, и вторым концом, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с периферийным участком крышки линзы для приложения усилия. Предпочтительно, чтобы кронштейн отходил в направлении по касательной к точке зацепления периферийного участка. Это дает преимущество, состоящее в том, что обеспечивается возможность уплотнения привода вокруг крышки линзы или под ней. Путем изгибания или поворота кронштейна можно толкать периферийный участок вверх или вниз. Использование таких кронштейнов обеспечивает преимущество, состоящее в возможности увеличения длины хода. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения кронштейн содержит слой пьезоэлектрического материала, а активация привода предусматривает подачу напряжения на пьезоэлектрический материал.In one of the preferred embodiments of the present invention, each actuator of one or more of these actuators includes a bracket with a first end connected to the frame, and a second end configured to engage with the lens cover peripheral portion to apply force. Preferably, the bracket extends in a tangential direction to the engagement point of the peripheral portion. This has the advantage of allowing the drive to seal around or under the lens cover. By bending or turning the arm, the peripheral portion can be pushed up or down. The use of such brackets provides the advantage of being able to increase the stroke length. In one of the preferred embodiments of the present invention, the bracket contains a layer of piezoelectric material, and activation of the actuator involves applying voltage to the piezoelectric material.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения линия, прочерченная от точки соединения кронштейна с рамкой и до точки соединения кронштейна с крышкой линзы (например, через элемент жесткости, такой как кольцо жесткости), является непараллельной и характеризуется наименьшим углом по меньшей мере в 1°; углом, по меньшей мере в 5°; углом в пределах 5-175°, например, в пределах 10-170°, например, в пределах 20-160°, например, в пределах 30-150°, например, в пределах 45-135°, например, в пределах 60-120°, например, в пределах 75-105° или, например, в 90° относительно линии, прочерченной от точки соединения кронштейна с рамкой и до оптической оси.According to one embodiment of the present invention, a line drawn from the point of connection of the bracket to the frame and to the point of connection of the bracket to the lens cover (for example, through a stiffener such as a stiffener ring) is non-parallel and has a smallest angle of at least 1°; an angle of at least 5°; angle within 5-175°, for example, within 10-170°, for example, within 20-160°, for example, within 30-150°, for example, within 45-135°, for example, within 60- 120°, for example, within 75-105° or, for example, 90° relative to the line drawn from the connection point of the bracket with the frame and to the optical axis.

Это дает определенное преимущество, поскольку обеспечивается возможность уплотнения привода вокруг крышки линзы или под ней, причем при таком уплотнении вокруг крышки линзы или под ней сумма (такая как сумма каждой скалярной длины, а не векторная сумма) первого расстояния (от оптической оси до точки соединения кронштейна с крышкой линзы (например, через элемент жесткости, такой как кольцо жесткости)) и второго расстояния (от точки соединения кронштейна с крышкой линзы (например, через элемент жесткости) до точки соединения кронштейна с рамкой) составляет, например, более 101%, или составляет, например, более 105%, или составляет, например, более 110%, или составляет, например, более 125%, или составляет, например, более 142%, или составляет, например, более 150%, или составляет, например, более 200% от третьего расстояния (от оптической оси до точки соединенияThis is advantageous in that it allows the drive to be sealed around or under the lens cover, whereby the sum (such as the sum of each scalar length rather than the vector sum) of the first distance (from the optical axis to the junction point) is around or under the lens cover. of the bracket with the lens cover (for example, through a stiffener such as a stiffener ring)) and the second distance (from the point of connection of the bracket with the lens cover (for example, through the stiffener) to the point of connection of the bracket with the frame) is, for example, more than 101%, or is, for example, more than 105%, or is, for example, more than 110%, or is, for example, more than 125%, or is, for example, more than 142%, or is, for example, more than 150%, or is, for example, more than 200% of the third distance (from the optical axis to the connection point

- 6 039634 кронштейна с рамкой, причем третье расстояние соответствует сумме векторов, соответствующих векторам, которые соединяют конечные точки, задающие первое расстояние и второе расстояние соответственно). Это может обеспечить относительно большой ход при компактной конструкции. В случае, когда точка соединения (такая как точка соединения кронштейна с рамкой или точка соединения кронштейна с крышкой линзы или кольцом жесткости) пространственно выходит за границы математически бесконечно малой точки, например, если точка соединения фактически представляет собой планарную область или даже непланарную область, то под указанной точкой соединения следует понимать центроид или среднее геометрическое такой области.- 6 039634 bracket with a frame, and the third distance corresponds to the sum of the vectors corresponding to the vectors that connect the end points that define the first distance and the second distance, respectively). This can provide a relatively large stroke in a compact design. In the case where the connection point (such as the connection point of the bracket to the frame, or the connection point of the bracket to the lens cover or stiffener ring) spatially exceeds the limits of a mathematically infinitesimal point, for example, if the connection point is actually a planar region or even a non-planar region, then the specified connection point should be understood as the centroid or geometric mean of such a region.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один привод или, например, все приводы из числа одного или нескольких приводов, например из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8, образуют сборной узел с рамкой путем их соединения с рамкой методом склеивания, или приваривания, или скрепления винтами, или скрепления болтами, или приклепывания.According to one of the embodiments of the present invention, at least one drive or, for example, all drives from among one or more drives, for example, from among at least three separately actuated drives 7, 8, form an assembly with a frame by connecting them to the frame by the method gluing, or welding, or screwing, or bolting, or riveting.

Под фразой образуют сборной узел следует понимать соединение воедино двух отдельных частей, таких как отдельные функциональные элементы (например, кронштейн и рамка). Соединение может представлять собой соединение любого типа, например прямое соединение, анодная сварка или клеевое соединение.The phrase form a prefabricated assembly should be understood as the connection together of two separate parts, such as separate functional elements (for example, a bracket and a frame). The connection may be any type of connection, such as direct connection, anode welding or adhesive connection.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения линза 1 в сборе содержит пластик. Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения крышка 4 линзы и/или заднее окошко 3 содержат пластик, такой как полимеры, например органические полимеры.According to one embodiment of the present invention, the lens assembly 1 comprises plastic. According to one embodiment of the present invention, the lens cover 4 and/or rear window 3 comprise plastics such as polymers, eg organic polymers.

Согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения по меньшей мере один привод или, например, все приводы из числа одного или нескольких приводов, например из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8, имеют прямоугольную форму, если смотреть в направлении вдоль оптической оси. Это может давать определенное преимущество, поскольку такое решение представляет собой эффективный способ создания привода, обеспечивающий максимальную плотность в расчете на одну пластину.According to one of the embodiments of the present invention, at least one drive, or, for example, all of the drives of one or more drives, for example, of at least three separately triggered drives 7, 8, have a rectangular shape when viewed in the direction along the optical axis . This can be advantageous as it is an efficient way to create a drive that provides maximum density per wafer.

Каждый привод другого типа предпочтительно может включать в себя катушку и магнит, причем активация привода предусматривает пропускание тока через катушку.Each drive of a different type may preferably include a coil and a magnet, and activation of the drive involves the passage of current through the coil.

В предпочтительном варианте деформируемое нежидкостное тело линзы выполнено из упругого материала. Поскольку тело линзы не является жидкостным, для его удержания не требуется герметичный корпус, при этом отсутствует риск протечек. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения тело линзы выполнено из мягкого полимера, в качестве которого может использоваться ряд разных материалов, таких как силикон, полимерный гель, полимерная сетка со сшитыми или частично сшитыми полимерами и смешивающееся масло или сочетание масел. Использование мягкого полимера позволяет производить линзы, в которых полимер контактирует с воздухом, благодаря чему требуется гораздо меньше усилий при регулировке фокусного расстояния линзы. Это также облегчает производство, поскольку полимер удерживается на месте, даже если разные этапы производственного цикла локализованы в разных местах или на разных производственных объектах. Как было указано выше, это также позволяет создавать каналы утечки или пузырьки сжимаемого газа с целью уменьшения потребного усилия, необходимого для регулировки линзы и уменьшения напряжений, обусловленных колебаниями температуры и давления в окружающей среде.Preferably, the deformable non-fluid lens body is made of an elastic material. Because the lens body is non-liquid, it does not require a sealed housing to hold it, and there is no risk of leakage. In one preferred embodiment of the present invention, the lens body is made of a soft polymer, which can be a variety of materials such as silicone, polymer gel, cross-linked or partially cross-linked polymer network, and a miscible oil or combination of oils. The use of a soft polymer allows the production of lenses in which the polymer is in contact with air, which requires much less effort when adjusting the focal length of the lens. It also makes production easier because the polymer is held in place even if different steps in the production cycle are located in different locations or production facilities. As mentioned above, this also allows the creation of leak paths or bubbles of compressible gas to reduce the required force required to adjust the lens and reduce stresses due to temperature and pressure fluctuations in the environment.

Для того чтобы зафиксировать тело линзы в определенном положении и сконцентрировать его деформацию на участках непосредственно под крышкой линзы, линза в сборе дополнительно содержит конструктивные элементы, выполненные с возможностью ограничения деформации той части тела линзы, которая находится напротив крышки линзы. Эти конструктивные элементы предпочтительно располагаются на поверхности заднего окошка и контактируют с телом линзы.In order to fix the lens body in a certain position and concentrate its deformation in areas directly under the lens cover, the lens assembly additionally contains structural elements configured to limit the deformation of that part of the lens body that is opposite the lens cover. These structural elements are preferably located on the surface of the rear window and are in contact with the lens body.

Для лучшего преобразования прилагаемого усилия в деформацию крышки линзы и минимизации астигматизма при активации желательно, чтобы центр крышки линзы всегда совпадал с оптической осью даже во время наклона в режиме OIS. По этим причинам в одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения линза в сборе может содержать центральный элемент, располагающийся внутри или вблизи тела линзы и на оптической оси; при этом центральный элемент инициирует изменение телом линзы сил противодействия вдоль радиуса со стороны тела линзы при перемещении крышки линзы во втором направлении, причем силы противодействия уменьшаются по мере увеличения радиуса. Это изменение вдоль радиуса может быть обусловлено изменением жесткости тела линзы, и в этом случае частью тела линзы может являться центральный элемент с иным параметром материала (например, модулем упругости);To better convert applied force into lens cap deformation and minimize astigmatism upon activation, it is desirable that the center of the lens cap always align with the optical axis, even during tilt in OIS mode. For these reasons, in one of the preferred embodiments of the present invention, the lens assembly may include a central element located inside or near the lens body and on the optical axis; while the central element initiates a change in the lens body of the reaction forces along the radius from the side of the lens body when the lens cover is moved in the second direction, and the reaction forces decrease as the radius increases. This variation along the radius may be due to a change in the rigidity of the lens body, in which case the lens body may be part of a center element with a different material parameter (eg, modulus of elasticity);

объектом, отличным от тела линзы и более жестким в сравнении с телом линзы, который располагается в теле линзы и отцентрован по оптической оси;an object other than the lens body and more rigid than the lens body, which is located in the lens body and is centered along the optical axis;

изменением толщины тела линзы вдоль радиуса вследствие того, что центральный элемент характеризуется большей жесткостью в сравнении с телом линзы и располагается под телом линзы, что формирует центросимметричную вогнутую форму на конце тела линзы, который обращен в сторону заднего окошка.a change in the thickness of the lens body along the radius due to the fact that the central element is characterized by greater rigidity compared to the lens body and is located under the lens body, which forms a centrosymmetric concave shape at the end of the lens body, which faces the rear window.

- 7 039634- 7 039634

Эффект от всех этих внедрений состоит в том, что центральная часть тела линзы будет воспринимать элемент жесткости при приложении толкающего усилия сверху, и этот центр жесткости тела линзы служит точкой поворота и опорой для центральной области крышки линзы. Центр жесткости также обусловливает, что в режиме фокусировки, когда приводы втягивают крышку линзы, радиально изменяющиеся силы противодействия со стороны тела линзы изменяют прогиб крышки линзы (и, соответственно, оптическую силу) вместо того, чтобы просто сжимать тело линзы по вертикали, не изменяя прогиб. Кроме того, это способствует передаче усилий между разными частями крышки линзы и тела линзы в режиме OIS. Несколько разных вариантов осуществления центрального элемента описаны ниже в привязке к фигурам. В вариантах осуществления настоящего изобретения центральный элемент может проходить полностью или частично в направлении вдоль оптической оси от заднего окошка в сторону крышки линзы, занимая по меньшей мере 50%, например, по меньшей мере 75%, например, по меньшей мере 90% или, например, 100% от этого расстояния.The effect of all these embeddings is that the central portion of the lens body will receive a stiffener when pushed from above, and this center of stiffness of the lens body serves as the pivot point and support for the central region of the lens cap. The center of stiffness also causes that in focusing mode, when the lens cap is retracted by the actuators, the radially varying reaction forces from the lens body change the deflection of the lens cap (and thus the power) instead of simply compressing the lens body vertically without changing the deflection. . In addition, it facilitates the transmission of forces between different parts of the lens cap and lens body in OIS mode. Several different embodiments of the central element are described below in connection with the figures. In embodiments of the present invention, the central element may extend entirely or partially in the direction along the optical axis from the rear window towards the lens cover, occupying at least 50%, for example, at least 75%, for example, at least 90%, or, for example , 100% of this distance.

Крышка линзы прикреплена к телу линзы. Для обеспечения гарантии того, что крышка линзы, а возможно и тело линзы не сместится и/или не сломается при больших ускорениях, в предпочтительном варианте линза в сборе дополнительно содержит механические стопоры, ограничивающие перемещение крышки линзы, по меньшей мере, в первом и втором направлениях, а предпочтительно также и в перпендикулярной плоскости. Это обеспечивает преимущество, состоящее в улучшении характеристик линзы в сборе, выявленных в результате испытания путем сбрасывания.The lens cap is attached to the lens body. In order to ensure that the lens cover, and possibly the lens body, does not move and/or break under high accelerations, the lens assembly preferably further comprises mechanical stops to limit movement of the lens cover in at least the first and second directions. , and preferably also in the perpendicular plane. This provides the advantage of improving the performance of the lens assembly as determined by the drop test.

Механические стопоры могут быть сформированы частями рамки, которые могут охватывать приводы. В варианте осуществления настоящего изобретения, в котором крышка линзы содержит один или несколько элементов жесткости, один или несколько элементов жесткости предпочтительно располагаются таким образом, чтобы они входили в зацепление с механическими стопорами.The mechanical stops may be formed by frame portions which may enclose the actuators. In an embodiment of the present invention in which the lens cover comprises one or more stiffeners, the one or more stiffeners are preferably positioned to engage mechanical stops.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения поверхность заднего окошка напротив тела линзы характеризуется ненулевым прогибом (линзы плосковогнутой/выгнутой или двояковогнутой/двояковыпуклой формы), что обеспечивает естественную оптическую силу линзы. Заднее окошко предпочтительно обладает высоким оптическим качеством и предпочтительно выполнено из стекла или обычной оптической пластмассы, такой как поликарбонат. Заднее окошко предпочтительно характеризуется индексом преломления, близкого к индексу преломления тела линзы, поскольку устранена необходимость в наличии антибликового покрытия между задним окошком и телом линзы.In one of the preferred embodiments of the present invention, the surface of the rear window opposite the lens body is characterized by non-zero deflection (planoconcave/convex or biconcave/biconvex lenses), which provides the natural optical power of the lens. The rear window is preferably of high optical quality and is preferably made of glass or a conventional optical plastic such as polycarbonate. The rear window preferably has a refractive index close to that of the lens body, since the need for an anti-reflection coating between the rear window and the lens body is eliminated.

В предпочтительном варианте рамка представляет собой опорную конструкцию линзы в сборе, которая соединяет линзу в сборе с остальными частями модуля объектива или камеры. Рамка может представлять собой монолитную конструкцию или сборную конструкцию, составленную из разных частей. Заднее окошко обычно выполняется из материала, состав которого отличается от состава материала, используемого для изготовления рамки. Заднее окошко может также выполнять некоторые функции рамки и являться по существу частью рамки, т.е. заднее окошко может также служить основанием для фиксации приводов и механическим устройством сопряжения остальных частей модуля объектива или камеры.Preferably, the frame is a lens assembly support structure that connects the lens assembly to the rest of the lens or camera module. The frame can be a monolithic structure or a prefabricated structure made up of different parts. The rear window is usually made from a material composition that is different from the composition of the material used to make the frame. The back window may also perform some of the functions of the frame and be essentially part of the frame, ie. the rear window can also serve as a base for fixing the drives and a mechanical interface for the remaining parts of the lens module or camera.

Заднее окошко может образовывать покровное стекло для устройства с линзой в сборе, такого как камера мобильного телефона. Благодаря этому может быть сокращено количество слоев и улучшено оптическое качество за счет уменьшения бликов и улучшения светопроницаемости. Заднее окошко может быть снабжено антибликовым покрытием (ARC), а также выполнять функцию инфракрасного светофильтра, возможно в сочетании с фильтрующими свойствами тела линзы. В другом варианте осуществления настоящего изобретения заднее окошко образует часть прозрачной подложки сенсорного экрана. Такие сенсорные экраны являются стандартными для многих электронных устройствах, таких как мобильные телефоны, планшеты, мониторы компьютеров, устройства GPS (глобальной спутниковой навигационной системы), проигрыватели мультимедиа, часы и т.п. Такой чувствительный к прикосновениям экран может быть изготовлен на базе разных сенсорных технологий, таких как резистивные системы, емкостные системы, системы поверхностных акустических волн, инфракрасные и прочие системы, во всех из которых предусмотрено наличие прозрачной подложки на основании.The rear window may form a cover glass for a lens assembly such as a cell phone camera. Due to this, the number of layers can be reduced and the optical quality can be improved by reducing glare and improving light transmission. The rear window can be provided with an anti-reflective coating (ARC) and also function as an infrared light filter, possibly in combination with the filtering properties of the lens body. In another embodiment of the present invention, the rear window forms part of the transparent touch screen substrate. Such touch screens are standard on many electronic devices such as mobile phones, tablets, computer monitors, GPS (Global Positioning Satellite) devices, media players, watches, and the like. Such a touch-sensitive screen can be made using various touch technologies such as resistive systems, capacitive systems, surface acoustic wave systems, infrared and other systems, all of which are provided with a transparent substrate on the base.

Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена камера мобильного телефона, содержащая линзу в сборе согласно первому аспекту настоящего изобретения, причем ее заднее окошко используется в качестве покровного стекла камеры мобильного телефона.One embodiment of the present invention provides a mobile phone camera comprising a lens assembly according to the first aspect of the present invention, the rear window being used as a cover glass for the mobile phone camera.

Согласно одному из аспектов предложено использование линзы в сборе согласно первому аспекту настоящего изобретения в качестве части мобильного телефона, причем ее заднее окошко используется в качестве покровного стекла камеры мобильного телефона.In one aspect, the use of a lens assembly according to the first aspect of the present invention as part of a mobile phone is provided, with its rear window being used as a cover glass for a mobile phone camera.

В одном из альтернативных вариантов осуществления настоящего изобретения предусмотрен дополнительный полимерный слой между задним окошком и покровным стеклом на стороне заднего окошка, противоположной телу линзы. Это дает преимущество большей компактности и улучшений в плане светопроницаемости и паразитных изображений в сравнении с решениями предшествующего уровня техники, поскольку требуется меньшая поверхность раздела воздухо-стекло. Это также устраняет необходимость в антибликовом покрытии на поверхности заднего окошка.In one alternative embodiment of the present invention, an additional polymeric layer is provided between the rear window and the cover slip on the side of the rear window opposite the lens body. This has the advantage of greater compactness and improvements in light transmission and spurious images compared to prior art solutions because a smaller air-glass interface is required. It also eliminates the need for an anti-reflective coating on the surface of the rear window.

В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения линза в сборе соIn one of the preferred embodiments of the present invention, the lens assembly with

- 8 039634 держит оптическую апертурную диафрагму в виде первого оптического ограничителя, примыкающего к крышке линзы, и второго оптического ограничителя, примыкающего к заднему окошку; при этом первый и второй оптические ограничители являются непрозрачными и задают окружности отверстий (обычно круглого сечения, но может быть также предусмотрена иная форма), причем эти окружности располагаются перпендикулярно и концентрично относительно оптической оси и задают оптическую апертурную диафрагму линзы в сборе. Диаметр оптической апертурной диафрагмы предпочтительно составляет по меньшей мере 1 мм, например, по меньшей мере 2 мм или, по меньшей мере 3 мм или по меньшей мере 4 мм. Второй оптический ограничитель может представлять собой слой непрозрачного материала, нанесенный на обе стороны заднего окошка, например, методом печати.- 8 039634 holds an optical aperture diaphragm in the form of a first optical stop adjacent to the lens cover and a second optical stop adjacent to the rear window; in this case, the first and second optical stops are opaque and define the circles of the holes (usually of circular cross section, but another shape can also be provided), and these circles are located perpendicular and concentric with respect to the optical axis and define the optical aperture diaphragm of the lens assembly. The diameter of the optical aperture stop is preferably at least 1 mm, such as at least 2 mm or at least 3 mm or at least 4 mm. The second optical stop may be a layer of opaque material applied to both sides of the rear window, for example by printing.

Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена линза в сборе, в которой приводная система и крышка линзы сконфигурированы таким образом, что в режиме регулировки фокусного расстояния приводная система после своей активации опосредованно деформирует крышку линзы. Под термином опосредованно следует понимать, что приводная система располагается относительно крышки линзы таким образом, что деформация крышки линзы (в режиме регулировки фокусного расстояния) зависит от третьего элемента, такого как тело линзы и/или центральный элемент.One embodiment of the present invention provides a lens assembly in which the drive system and the lens cover are configured such that, in the focal length adjustment mode, the drive system indirectly deforms the lens cover after being activated. By indirect it should be understood that the drive system is positioned relative to the lens cover in such a way that the deformation of the lens cover (in zoom mode) depends on a third element such as the lens body and/or the central element.

Каждый аспект из числа первого, второго, третьего, четвертого, пятого и шестого аспектов настоящего изобретения может комбинироваться с любым другим аспектом из числа остальных аспектов. Эти и прочие аспекты настоящего изобретения станут очевидными после их разъяснения в привязке к вариантам осуществления настоящего изобретения, описанными ниже.Each aspect of the first, second, third, fourth, fifth and sixth aspects of the present invention may be combined with any other aspect of the remaining aspects. These and other aspects of the present invention will become apparent when they are explained in connection with the embodiments of the present invention described below.

Краткое описание фигурBrief description of the figures

Линза в сборе согласно настоящему изобретению подробно описана ниже в привязке к прилагаемым фигурам. На этих фигурах проиллюстрирован только один вариант реализации настоящего изобретения, который не должен рассматриваться как ограничивающий другие возможные варианты осуществления настоящего изобретения, входящие в объем прилагаемой формулы изобретения.The lens assembly according to the present invention is described in detail below in connection with the accompanying figures. These figures illustrate only one embodiment of the present invention, which should not be construed as limiting other possible embodiments of the present invention that fall within the scope of the appended claims.

На фиг. 1 показаны различные расчетные параметры линзы в сборе согласно настоящему изобретению.In FIG. 1 shows various design parameters for a lens assembly according to the present invention.

На фиг. 2 показан вид в поперечном разрезе линзы в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.In FIG. 2 is a cross-sectional view of a lens assembly according to one embodiment of the present invention.

На фиг. 3А и 3В представлены виды сбоку и сверху в поперечном разрезе линзы в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.In FIG. 3A and 3B are side and top cross-sectional views of a lens assembly according to one embodiment of the present invention.

На фиг. 4А-4С проиллюстрировано перемещение привода в варианте осуществления, который показан на фиг. 3А и 3В.In FIG. 4A-4C illustrate movement of the actuator in the embodiment shown in FIG. 3A and 3B.

На фиг. 5 представлен схематический обзор различных аспектов настоящего изобретения.In FIG. 5 is a schematic overview of various aspects of the present invention.

На фиг. 6 показан вид в поперечном разрезе линзы в сборе, иллюстрирующий ряд предпочтительных признаков и элементов согласно вариантам осуществления настоящего изобретения.In FIG. 6 is a cross-sectional view of a lens assembly illustrating a number of preferred features and elements in accordance with embodiments of the present invention.

На фиг. 7 показано, как может быть реализован механический стопор с использованием привода согласно варианту осуществления, который проиллюстрирован на фиг. 3А и 3В.In FIG. 7 shows how a mechanical stop can be implemented using an actuator according to the embodiment illustrated in FIG. 3A and 3B.

На фиг. 8 показана крышка линзы с кольцом жесткости.In FIG. 8 shows a lens cover with a stiffening ring.

На фиг. 9А-9С проиллюстрированы разные варианты осуществления центрального элемента.In FIG. 9A-9C illustrate various embodiments of the central element.

На фиг. 10A-10D показаны различные виды линзы в сборе согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.In FIG. 10A-10D show various views of a lens assembly according to one embodiment of the present invention.

На фиг. 11 показан вид в поперечном разрезе линзы в сборе с дополнительным полимерным слоем и покровным стеклом согласно одному из вариантов осуществления настоящего изобретения.In FIG. 11 is a cross-sectional view of a lens assembly with an additional resin layer and a cover slip according to one embodiment of the present invention.

На фиг. 12 представлен чертеж привода.In FIG. 12 is a drawing of the drive.

Подробное раскрытие настоящего изобретенияDetailed disclosure of the present invention

Из-за большого числа предпочтительных, но необязательных признаков и элементов они будут проиллюстрированы и описаны в привязке к ряду фигур, на каждой из которых показаны только некоторые признаки и элементы; причем ни на одной из фигур не отображены все возможные признаки и элементы. Если какие-либо признаки и элементы показаны или описаны вместе, то это не указывает на то, что они связаны или зависят друг от друга, если явным образом не подразумевается иное.Because of the large number of preferred but optional features and elements, they will be illustrated and described in conjunction with a series of figures, each showing only some of the features and elements; moreover, none of the figures displays all possible features and elements. If any features and elements are shown or described together, this does not indicate that they are related or dependent on each other, unless otherwise clearly implied.

Линза 1 в сборе согласно одному из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения, показанная на фиг. 2, содержит деформируемое нежидкостное тело 2 линзы, зажатое между задним окошком 3 и прозрачной гибкой крышкой 4 линзы, образуя линзу с оптической осью 5, перпендикулярной поверхности заднего окошка. Различные компоненты линзы в сборе удерживаются вместе рамкой 6, которая может содержать отдельные части, также выполняющие иные функции в составе линзы в сборе. Например, заднее окошко 3 может также служить опорой для других компонентов, и в этом отношении оно является частью рамки. Кроме того, предусмотрена приводная система 7 и 8, предназначенная для приложения усилия с целью изменения общей формы мембраны и линзы.An assembled lens 1 according to one of the preferred embodiments of the present invention, shown in FIG. 2 comprises a deformable non-liquid lens body 2 sandwiched between the rear window 3 and a transparent flexible lens cover 4 to form a lens with an optical axis 5 perpendicular to the surface of the rear window. The various components of the lens assembly are held together by a frame 6 which may contain separate parts that also perform other functions within the lens assembly. For example, the back window 3 can also serve as a support for other components, and in this respect it is part of the frame. In addition, a drive system 7 and 8 is provided to apply force to change the overall shape of the membrane and lens.

В варианте осуществления настоящего изобретения, который проиллюстрирован на фиг. 2, приводная система содержит катушку 7, прикрепленную к рамке, а также магнит или намагничиваемый элемент 8, прикрепленный к крышке линзы и возможно заходящий в катушку, но не прикрепленный к ней. В данном случае активация привода предусматривает пропускание тока через катушку с целью генериро- 9 039634 вания магнитного поля, оказывающего воздействие на магнит. На этой стадии, когда магнит или элемент отцентрован относительно продольной оси катушки, которая проходит параллельно оптической оси, силы, воздействующие на крышку линзы, будут направляться, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси.In the embodiment of the present invention, which is illustrated in FIG. 2, the drive system comprises a coil 7 attached to the frame and a magnet or magnetizable element 8 attached to the lens cap and possibly extending into but not attached to the coil. In this case, the activation of the drive involves passing a current through the coil to generate a magnetic field that affects the magnet. At this stage, when the magnet or element is centered about the longitudinal axis of the coil, which runs parallel to the optical axis, the forces acting on the lens cap will be directed at least substantially along the optical axis.

Еще одна предпочтительная приводная система показана вместе с линзой 30 в сборе на фиг. 3А и 3В. В данном случае привод снабжен кронштейном 14, противоположные концы которого соединены, соответственно, с рамкой 6 и крышкой линзы. Кронштейн может быть изогнут или повернут таким образом, что его конец, соединенный с крышкой, может перемещаться вверх/вниз относительно рамки. Кронштейн может быть изготовлен из силикона, причем он может изгибаться благодаря наличию слоя пьезоэлектрического материала на одной или обеих его сторонах, на который подается напряжение. За счет того, что кронштейн проходит по касательной относительно точки, где он соединяется с крышкой линзы, кронштейн может быть выполнен относительно длинным, но не занимающим дополнительное пространство. Чем длиннее привод, тем больше может быть его ход (расстояние, на которое перемещается точка соединения в сторону крышки линзы). Достижимый ход зависит не только от длины кронштейна (или пьезоэлектрического привода), но также и от толщины пластины под пьезопленкой. Если указанная толщина слишком велика, то ход будет небольшим, так как пьезоэлектрическое воздействие будет слишком слабым, чтобы обеспечить сильное изгибание. Если толщина слишком мала, то ход также будет небольшим, поскольку кронштейн не обеспечивает жесткую опору для пьезопленки. На фиг. 4А-4С показан кронштейн 14 при подаче разного напряжения на пьезоэлектрический материал 15 и итоговое изгибание кронштейна с изменением формы крышки 4 линзы.Another preferred drive system is shown in conjunction with lens assembly 30 in FIG. 3A and 3B. In this case, the drive is provided with a bracket 14, the opposite ends of which are connected to the frame 6 and the lens cover, respectively. The bracket can be bent or rotated so that its end connected to the cover can move up/down relative to the frame. The bracket may be made of silicone, and it may be bent due to the presence of a layer of piezoelectric material on one or both of its sides, which is energized. By having the bracket tangential to the point where it connects to the lens cap, the bracket can be made relatively long without taking up extra space. The longer the actuator, the greater its stroke (the distance that the connection point moves towards the lens cover) can be. The achievable stroke depends not only on the length of the arm (or piezoelectric actuator), but also on the thickness of the plate under the piezo film. If the specified thickness is too large, then the stroke will be small, since the piezoelectric effect will be too weak to provide strong bending. If the thickness is too thin, then the travel will also be small, since the bracket does not provide a rigid support for the piezo film. In FIG. 4A-4C show the bracket 14 when different voltages are applied to the piezoelectric material 15 and the resulting bending of the bracket to change the shape of the lens cap 4.

Наличие трех или более таких кронштейнов позволяет им функционировать синхронно для изменения формы линзы, что дает в итоге требуемый оптический эффект. Пунктирный профиль над крышкой 4 линзы, показанный на фиг. 2, иллюстрирует последствие одного из примеров перемещения (не в масштабе) в режиме регулировки фокусного расстояния (FA), где всем приводам дается команда на приложение усилия в одном и том же направлении для смещения периферийного участка вверх. Вследствие этого форма крышки линзы меняется в сторону более плоского профиля, что дает увеличенное фокусное расстояние (меньший прогиб и ОР). Аналогичным образом пунктирный профиль над крышкой 4 линзы, показанный на фиг. 3А, иллюстрирует последствие одного из примеров перемещения (не в масштабе) в режиме OIS, где приводам дается команда на приложение разных усилий к крышке линзы в первом или втором направлении, варьирующихся вдоль обода крышки линзы. Вследствие этого форма крышки линзы меняется таким образом, что оптическая ось наклоняется на угол 9, а фокусное расстояние/прогиб/ОР остается по существу без изменений.The presence of three or more of these brackets allows them to function in synchrony to change the shape of the lens, resulting in the desired optical effect. The dotted profile above the lens cover 4 shown in FIG. 2 illustrates the effect of one example of movement (not to scale) in focal length adjustment (FA) mode, where all actuators are commanded to apply force in the same direction to move the peripheral portion upward. As a result, the shape of the lens cover changes towards a flatter profile, resulting in increased focal length (less deflection and OD). Similarly, the dotted profile above the lens cover 4 shown in FIG. 3A illustrates the effect of one example of movement (not to scale) in the OIS mode, where the actuators are commanded to apply different forces to the lens cover in the first or second direction, varying along the rim of the lens cover. As a result, the shape of the lens cover is changed such that the optical axis is tilted by an angle of 9 and the focal length/deflection/OP remains substantially unchanged.

Как приводы 7 и 8, так и приводы 14 и 15, описанные выше, могут располагаться между крышкой линзы и задним окошком таким образом, чтобы они могли быть максимально уплотнены для уменьшения габаритных размеров линзы в сборе.Both actuators 7 and 8 and actuators 14 and 15 described above may be positioned between the lens cover and the rear window so that they can be sealed as much as possible to reduce the overall dimensions of the lens assembly.

Приводная система может содержать электронный процессор, управляющий приводами, т.е. снабжающий их корректными сигналами, что может также выполняться процессором модуля объектива или камеры. На фиг. 5 показан электронный процессор 16, соединенный с приводами 17 на линзе 50 в сборе. Этот процессор запрограммирован на управление приводами в режимах OIS и FA, руководствуясь входными данными, поступающими от датчика 18 двухмерного (2D) или трехмерного (3D) движения, соединенного с рамкой 6, и детектора 19 фокусировки, на который поступает свет, передаваемый линзой. Датчик фокусировки может представлять собой активный или пассивный датчик, такой как датчик фазовой или контрастной автофокусировки.The drive system may include an electronic processor that controls the drives, ie. supplying them with the correct signals, which can also be done by the processor of the lens or camera module. In FIG. 5 shows the electronic processor 16 connected to the actuators 17 on the lens assembly 50. This processor is programmed to control the actuators in the OIS and FA modes, guided by input data from a two-dimensional (2D) or three-dimensional (3D) motion sensor 18 connected to the frame 6, and a focus detector 19, which receives the light transmitted by the lens. The focus sensor may be an active or passive sensor, such as a phase or contrast autofocus sensor.

Как было указано выше, изменение формы, обусловленное сложением усилий, которые могли бы прикладываться в режимах OIS и фокусировки, не обязательно дает в точности суммарный эффект указанных режимов. Это объясняется тем, что изменение формы крышки линзы обычно находится в нелинейной зависимости от длины хода привода. Следует учитывать определенный ход привода, толкающий или втягивающий одну часть окружности на заданное расстояние, и приводящий в итоге к определенному изменению формы крышки линзы. Это изменение формы будет разным в зависимости от того, была ли вся окружность уже смещена в обоих направлениях или нет. Следовательно, простое сложение усилий, которые могли бы прикладываться в режимах OIS и FA, необязательно дают суммарный эффект этих усилий, прикладываемых по отдельности. Способ управления приводами в разных режимах может быть определен в результате процедуры поверки, во время которой осуществляется формирование изображения четко определенного объекта с использованием модуля объектива, а приводы приводятся в действие до тех пор, пока не будут получены определенные боковые смещения изображения и модели фокусировки/расфокусировки изображения. За счет регистрации значений, при которых отрабатывались приводы во время процедуры поверки, значения, подлежащие использованию для любого требуемого смещения или фокуса, могут быть рассчитаны методом интерполяции и экстраполяции. В альтернативном варианте нелинейный характер деформаций крышки линзы в функциональной зависимости от хода привода может быть известен заранее, что позволяет применить алгоритм сложения усилий приводов.As noted above, the change in shape due to the addition of forces that could be applied in the OIS and focus modes does not necessarily give the exact combined effect of these modes. This is because the change in the shape of the lens cover is usually non-linear with the length of the actuator stroke. Consideration must be given to a certain drive stroke pushing or pulling one part of the circle a given distance, and resulting in a certain change in the shape of the lens cover. This reshaping will be different depending on whether the entire circle has already been displaced in both directions or not. Therefore, simply adding the forces that could be applied in the OIS and FA modes does not necessarily give the sum effect of these efforts applied separately. The way the drives are controlled in different modes can be determined by a verification procedure during which a well-defined object is imaged using the lens module, and the drives are actuated until certain lateral image shifts and focus/defocus patterns are obtained. Images. By recording the values at which the actuators were run during the verification procedure, the values to be used for any desired offset or focus can be calculated by interpolation and extrapolation. Alternatively, the non-linear nature of the deformation of the lens cover as a function of the stroke of the drive can be known in advance, which allows applying the algorithm for adding the forces of the drives.

Крышка линзы может быть заранее сформована таким образом, чтобы придать линзе общую форму, обеспечивающую ненулевой прогиб. В данном случае центральная часть предварительно сформованнойThe lens cap may be preformed to give the lens an overall shape that provides non-zero deflection. In this case, the central part of the preformed

- 10 039634 мембраны имеет по существу сферическую форму, чтобы она могла выполнять функцию поверхности линзы, но возможно с небольшими отличиями для введения поправки на различные оптические аберрации. Предварительно приданная форма мембраны может быть колоколообразной (см. фиг. 2, 3А и 6), сферической (не показана) или иной. В случае использовании мембраны колоколообразной формы центральная часть может быть определена как лежащая в пределах точек перегиба на кривой, так как наружные области будут иметь вогнутую форму, и поэтому они не участвуют в фокусировке.- 10 039634 membrane has a substantially spherical shape so that it can function as a lens surface, but perhaps with slight differences to correct for various optical aberrations. The pre-shaped membrane may be bell-shaped (see FIGS. 2, 3A and 6), spherical (not shown) or otherwise. In the case of a bell-shaped membrane, the central part can be defined as lying within the inflection points on the curve, since the outer regions will be concave and therefore do not participate in focusing.

Тело линзы может иметь форму, соответствующую форме мембраны с предварительно приданной формой с тем, чтобы стыкование этих элементов не могло изменить форму мембраны. Это может быть сделано путем придания телу линзы определенной формы заранее, т.е. до начала сборки, или путем впрыска формующегося материала между задним окошком и мембраной. В одном из конкретных вариантов осуществления настоящего изобретения между задним окошком и мембраной впрыскивается жидкая реакционная смесь. Затем линза помещается в печь, где она выдерживается при высокой температуре в течение заданного времени с тем, чтобы жидкая реакционная смесь превратилась в вязкоупругий полимер в нежидком состоянии с предварительно приданной формой, например, с предварительно приданной формой, соответствующей форме мембраны с предварительно приданной формой.The lens body may be shaped to match the shape of the pre-shaped membrane so that the mating of these elements cannot change the shape of the membrane. This can be done by shaping the lens body in advance, i. prior to assembly, or by injecting moldable material between rear window and membrane. In one particular embodiment of the present invention, a liquid reaction mixture is injected between the rear window and the membrane. The lens is then placed in an oven where it is held at a high temperature for a predetermined time so that the liquid reaction mixture is converted to a viscoelastic polymer in a non-liquid preshaped state, e.g., preshaped to match the shape of the preshaped membrane.

Тело линзы не является жидкостным, и поэтому его модуль упругости предпочтительно превышает 300 Па, что предотвращает деформацию вследствие воздействия гравитационных сил в режиме нормальной эксплуатации. Тело линзы может быть выполнено из полимерной сетки со сшитыми или частично сшитыми полимерами и смешивающихся масел или сочетания масел, что в предпочтительном варианте дает индекс преломления тела линзы более 1,3.The lens body is not liquid, and therefore its elastic modulus preferably exceeds 300 Pa, which prevents deformation due to gravitational forces in normal use. The lens body may be made from a polymer network with cross-linked or partially cross-linked polymers and miscible oils or a combination of oils, which preferably results in a refractive index of the lens body greater than 1.3.

Как было указано выше, центральный элемент может инициировать изменение сил противодействия вдоль радиуса со стороны тела линзы при активации крышки линзы, причем это изменение вдоль радиуса может быть обусловлено изменением жесткости тела линзы, где частью тела линзы является центральный элемент с иным параметром материала (например, модулем упругости). Это проиллюстрировано на фиг. 2 и 3А, где тело линзы характеризуется наличием центрального элемента 9 или 10, расположенного на оптической оси и вдоль нее и обладающего жесткостью, превышающей жесткость остальной части тела линзы, но аналогичным индексом преломления. Этот центральный элемент может служить точкой поворота и опорой для крышки линзы, когда приводы толкают/втягивают его периферийный участок. Центральный элемент 9 может представлять собой четко выраженный участок с отличным от остальной части тела линзы модулем упругости, как это показано на фиг. 2. В альтернативном варианте центральный элемент 10 может быть сформирован в теле линзы, обеспечивая радиальный градиент модуля упругости, как это показано на фиг. 3А. Центральные элементы 9 и 10 могут быть сформованы методом неравномерного отверждения жидкой реакционной смеси, вследствие чего образуется вязкоупругий полимер в нежидком состоянии с радиально неравномерными - например, изменяемыми вдоль радиуса и/или радиально варьирующимися - параметрами материала;As mentioned above, the central element can initiate a change in the reaction forces along the radius from the side of the lens body when the lens cover is activated, and this change along the radius can be due to a change in the rigidity of the lens body, where the central element with a different material parameter is part of the lens body (for example, modulus of elasticity). This is illustrated in FIG. 2 and 3A, where the lens body is characterized by the presence of a central element 9 or 10 located on and along the optical axis and having a stiffness greater than that of the rest of the lens body, but with a similar refractive index. This central element can serve as a pivot point and support for the lens cover when the actuators push/retract its peripheral portion. The central element 9 may be a distinct area with a different modulus of elasticity from the rest of the lens body, as shown in FIG. 2. Alternatively, the central element 10 may be formed in the lens body to provide a radial modulus gradient as shown in FIG. 3A. The central elements 9 and 10 can be formed by the method of non-uniform curing of the liquid reaction mixture, resulting in the formation of a viscoelastic polymer in a non-liquid state with radially non-uniform - for example, variable along the radius and/or radially varying - material parameters;

объектом, отличным от тела линзы и более жестким в сравнении с телом линзы, который располагается в теле линзы и отцентрован по оптической оси, как это показано на фиг. 9А и 9В. На фиг. 9А центральным элементом служит шток или стержень, выполненный из материала с индексом преломления, идентичным или приближенным к телу линзы, но с более высоким модулем упругости. Поскольку в предпочтительном варианте крышка линзы должна быть соединена с телом линзы, центральный элемент может быть короче тела линзы с тем, чтобы он не был сквозным, как это показано на фиг. 9А. На фиг. 9В центральный элемент 25 представляет собой цилиндрический объект с радиусом r<<R, который располагается на оптической оси и вдоль нее, но не проходит через тело линзы до ее крышки. Из-за очень малого диаметра этот объект вряд ли можно будет разглядеть на сформированном изображении, так как единственным последствием будет уменьшение светосбора для создания изображения в соотношении (r/R)2. Таким образом, индекс преломления объекта не имеет значения, и этот объект необязательно должен быть прозрачным;an object other than the lens body and more rigid than the lens body, which is located in the lens body and is centered on the optical axis, as shown in FIG. 9A and 9B. In FIG. 9A, the central element is a rod or rod made of a material with a refractive index identical to or close to the lens body, but with a higher modulus of elasticity. Since the lens cover is preferably to be connected to the lens body, the central element may be shorter than the lens body so that it is not through, as shown in FIG. 9A. In FIG. 9B, the central element 25 is a cylindrical object with a radius r<<R, which is located on the optical axis and along it, but does not pass through the body of the lens to its cover. Due to the very small diameter, this object is unlikely to be seen in the generated image, since the only consequence will be a reduction in light collection to create an image in the ratio (r/R) 2 . Thus, the index of refraction of an object does not matter, and that object need not be transparent;

изменением толщины тела линзы вдоль радиуса вследствие того, что центральный элемент располагается таким образом, что он придает нижнему концу тела линзы центросимметричную вогнутую форму, как это показано на фиг. 9С. В данном случае заднее окошко характеризуется прогибом в направлении тела линзы, обеспечивающим оптическую силу, которое также служит центральным элементом 26, что дает радиально изменяемую толщину тела линзы.changing the thickness of the lens body along the radius due to the fact that the central element is located in such a way that it gives the lower end of the lens body a centrosymmetric concave shape, as shown in Fig. 9C. In this case, the rear window is characterized by a deflection in the direction of the lens body providing optical power, which also serves as a central element 26, which gives a radially variable thickness of the lens body.

Как было указано выше, линза в сборе может включать в себя механические стопоры, предотвращающие смещение и/или разрыв мембранной крышки и возможно тела линзы при больших ускорениях. Разные варианты реализации таких стопоров показаны на фиг. 6 и 7.As noted above, the lens assembly may include mechanical stops to prevent displacement and/or rupture of the membrane cap and possibly the lens body under high accelerations. Various embodiments of such stoppers are shown in FIG. 6 and 7.

На фиг. 6, в левой части линзы 60 в сборе, механические стопоры 21 образованы частями рамки, которые ограничивают перемещение периферийного участка крышки линзы в первом и втором направлениях. Привод здесь не показан. С правой стороны линзы 60 в сборе показаны приводы 7 и 8, описанные выше в привязке к фиг. 2. В данном случае механический стопор 21 ограничивает перемещение элемента 8, а также - за счет своего соединения с крышкой - и крышки.In FIG. 6, on the left side of the lens assembly 60, the mechanical stops 21 are formed by the frame parts which restrict the movement of the lens cover peripheral portion in the first and second directions. The drive is not shown here. Shown on the right side of the lens assembly 60 are the actuators 7 and 8 described above in connection with FIG. 2. In this case, the mechanical stop 21 restricts the movement of the element 8, as well as - due to its connection with the cover - and the cover.

На фиг. 7 показана крышка линзы и приводы 14 и 15, описанные выше в привязке к фиг. 3. В дан- 11 039634 ном случае кронштейн 15 снабжен выступом, заходящим в вырез, выполненный в рамке 6, обеспечивая тем самым механические стопоры 21 для конца кронштейна, соединенного с крышкой линзы.In FIG. 7 shows the lens cover and actuators 14 and 15 described above in connection with FIG. 3. In this case, the bracket 15 is provided with a protrusion that extends into the cutout made in the frame 6, thereby providing mechanical stops 21 for the end of the bracket connected to the lens cover.

На фиг. 6, в ее левой части, показан элемент 24 жесткости, покоящийся на крышке 3 линзы. Элементы жесткости могут повышать прочность точек зацепления механических стопоров или приводов и распределять усилия на участках большой площади, или же они могут использоваться для усиления жесткости участков между такими точками зацепления с целью обеспечения плавного изменения формы.In FIG. 6, on its left side, the stiffener 24 is shown resting on the lens cover 3. Stiffeners may increase the strength of the engagement points of mechanical stops or actuators and distribute forces over large areas, or they may be used to stiffen the regions between such engagement points to allow smooth shape change.

На фиг. 8 проиллюстрирован предпочтительный вариант осуществления одного отдельного кольцевого элемента 23 жесткости на периферийном участке крышки 4 линзы. Элементы жесткости могут быть изготовлены из металла или иного жесткого материала, обеспечивающего высокое отношение предела прочности к массе. Обычно их толщина составляет 50-200 мкм.In FIG. 8 illustrates a preferred embodiment of one single annular stiffener 23 on the periphery of the lens cover 4. The stiffeners may be made of metal or other rigid material providing a high tensile strength to weight ratio. Usually their thickness is 50-200 microns.

Одним из вариантов осуществления настоящего изобретения предложена линза в сборе, в которой крышка 4 линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько кольцевых элементов 23 жесткости, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, возникающих в результате приложения усилий к участкам крышки 4 линзы большой площади.One of the embodiments of the present invention proposed a lens assembly, in which the lens cover 4 contains in its peripheral area one or more ring stiffeners 23, which serve to distribute stress and asymmetric deformations around the optical axis resulting from the application of forces to areas of the cover 4 large area lenses.

Разные апертурные диафрагмы 11 и 12, установленные в разных положениях, показаны на фиг. 2, 3А и 6 (см. также фиг. 9А-9С и 11). Размер апертуры обычно лежит в пределах 1-6 мм, а диафрагмы могут быть выполнены из листа любого черного металла или печатного непрозрачного материала. Апертурными диафрагмами могут служить непосредственно заднее окошко и/или крышка линзы, а их толщина может варьироваться в диапазоне от нескольких микрон до нескольких десятков микрон.Different aperture diaphragms 11 and 12 installed in different positions are shown in FIG. 2, 3A and 6 (see also FIGS. 9A-9C and 11). Aperture size is usually in the range of 1-6 mm, and diaphragms can be made from any ferrous sheet or printed opaque material. Aperture diaphragms can directly serve as the rear window and/or lens cover, and their thickness can vary in the range from a few microns to several tens of microns.

Для того чтобы зафиксировать тело линзы в определенном положении и сконцентрировать изменение ее формы на участках непосредственно под крышкой линзы, линза в сборе может быть полузакрыта и предпочтительно дополнительно содержать конструктивные элементы 13 (см. фиг. 2), выполненные с возможностью ограничения деформации той части тела линзы, которая находится напротив крышки линзы. Эти конструктивные элементы предпочтительно располагаются на поверхности заднего окошка и контактируют с телом линзы, и могут быть обеспечены апертурной диафрагмой 12, показанной на фиг. 6 и 9А-9С.In order to fix the lens body in a certain position and to concentrate the change in its shape in the areas directly under the lens cover, the lens assembly can be semi-closed and preferably additionally contain structural elements 13 (see Fig. 2) made with the possibility of limiting the deformation of that part of the body lens, which is opposite the lens cover. These features are preferably located on the surface of the rear window and in contact with the lens body, and may be provided by the aperture stop 12 shown in FIG. 6 and 9A-9C.

Для того чтобы зафиксировать тело линзы в определенном положении и сконцентрировать изменение ее формы на участках непосредственно под крышкой линзы, линза в сборе может быть полузакрыта и предпочтительно дополнительно содержать конструктивные элементы 13 (ограждающие, например, охватывающие тело линзы и оптическую ось) (см. фиг. 2), выполненные с возможностью ограничения деформации той части тела линзы, которая находится напротив крышки линзы. Эти конструктивные элементы предпочтительно располагаются на поверхности заднего окошка и контактируют с телом линзы и могут быть обеспечены апертурной диафрагмой 12, показанной на фиг. 6 и 9А-9С.In order to fix the lens body in a certain position and to concentrate the change in its shape in the areas directly under the lens cover, the lens assembly can be semi-closed and preferably additionally contain structural elements 13 (enclosing, for example, covering the lens body and the optical axis) (see Fig. . 2), made with the possibility of limiting the deformation of that part of the lens body, which is located opposite the lens cover. These features are preferably located on the surface of the rear window and are in contact with the lens body and can be provided by the aperture stop 12 shown in FIG. 6 and 9A-9C.

В вариантах осуществления настоящего изобретения линза в сборе скомпонована таким образом, что между телом линзы и рамкой предусмотрено ненулевое расстояние в направлении, перпендикулярном оптической оси. Таким образом, тело линзы может не заполнять собой весь объем пространства, ограниченный рамкой, задним окошком и крышкой линзы. На практике это может стать преимуществом, состоящим в том, что отпадает необходимость в термокомпенсации.In embodiments of the present invention, the lens assembly is arranged such that a non-zero distance is provided between the lens body and the frame in a direction perpendicular to the optical axis. Thus, the lens body may not fill the entire volume of space defined by the frame, rear window, and lens cover. In practice, this can be an advantage in that there is no need for thermal compensation.

Крышка линзы и/или заднее окошко предпочтительно содержат один или несколько слоев или покрытий, таких как влагозащитный слой;The lens cover and/or rear window preferably comprise one or more layers or coatings such as a moisture barrier;

антибликовое покрытие и фильтрующий слой для длин волн инфракрасной области (ИК) спектра, выполняющий фильтрацию ИК-излучения.an anti-reflective coating; and an infrared (IR) wavelength filter layer that filters out IR radiation.

Один из возможных примеров реализации линзы в сборе 20 проиллюстрирован на фиг. 10A-10D, где показаны реальные относительные размеры различных компонентов. На разных видах суммированы компоненты, раскрытые в предшествующем описании:One possible implementation of a lens assembly 20 is illustrated in FIG. 10A-10D showing actual relative sizes of various components. In various views, the components disclosed in the foregoing description are summarized:

20: Линза в сборе.20: Lens assembly.

2: Тело линзы.2: Lens body.

3: Заднее окошко, также являющееся частью рамки 6.3: Rear window, also part of frame 6.

4: Крышка линзы.4: Lens cover.

6: Рамка или часть рамки.6: Frame or part of a frame.

14: Кронштейн.14: Bracket.

23: Кольцо жесткости с выступами, входящими в зацепление с кронштейном.23: Stiffening ring with lugs that engage with the bracket.

27: Уплотнение и/или крепление между кольцом жесткости и линзой, например, крышкой 4 линзы.27: Seal and/or fastening between stiffening ring and lens, eg lens cover 4.

28: Гибкие и/или противоскользящие подушки или шарниры (такие как шарниры, необязательно гибкие и/или противоскользящие), предотвращающие вращение кольца жесткости вокруг оптической оси при изгибании кронштейна. Следует понимать, что в условиях нормальной эксплуатации указанные подушки обеспечивают возможность отделения, например отделения друг от друга, кронштейна 14 и кольца 23 жесткости, тогда как шарниры не дают такой возможности (например, в условиях нормальной эксплуатации).28: Flexible and/or anti-slip pads or hinges (such as hinges, optionally flexible and/or anti-slip) to prevent the stiffening ring from rotating about the optical axis when the arm is bent. It should be understood that, under normal use conditions, said pads allow the bracket 14 and the stiffening ring 23 to separate, for example, from each other, while the hinges do not allow such a possibility (for example, under normal use conditions).

- 12 039634- 12 039634

29: Опора кронштейна, также являющаяся частью рамки 6.29: Bracket support, also part of frame 6.

На фиг. 10 показано, что приводы (кронштейны 14) соединены с рамкой 6 таким образом, что каждый кронштейн соединяет рамку 6 с кольцом 23 жесткости, а кольцо 23 жесткости соединяет приводы с крышкой 4 линзы. Таким образом, ни крышка линзы, ни кольцо жесткости жестко не соединены с рамкой. Крышка линзы и кольцо жесткости соединяются с рамкой только посредством приводов. Соответственно, активация приводной системы может сместить крышку линзы и кольцо жесткости, например край или обод крышки линзы, относительно рамки. Приводы прикладывают усилия к крышке линзы через кольцо жесткости. Для практических целей кольцо жесткости может считаться жестким (т.е. более жестким в сравнении с крышкой линзы), и поэтому приводная система непосредственно не деформирует крышку линзы, а просто напрямую смещает (вверх/вниз) крышку линзы или ее боковые стороны. Однако при перемещении крышки линзы вверх/вниз тело линзы прикладывает определенное усилие к крышке линзы, что может ее деформировать. Приводная система может наклонять крышку линзы таким образом, что это не влечет за собой обязательное изменение оптической силы тела линзы. Показанная на фиг. 10 линия, прочерченная от точки соединения кронштейна с рамкой и до точки соединения кронштейна с крышкой линзы (например, через элемент жесткости, такой как кольцо жесткости), не параллельна линии, прочерченной от точки соединения кронштейна с рамкой и до оптической оси.In FIG. 10 shows that the drives (brackets 14) are connected to the frame 6 in such a way that each bracket connects the frame 6 to the stiffening ring 23, and the stiffening ring 23 connects the drives to the lens cover 4. Thus, neither the lens cover nor the stiffening ring is rigidly connected to the frame. The lens cover and stiffening ring are connected to the frame only by means of drives. Accordingly, activation of the drive system may displace the lens cap and stiffening ring, such as the edge or rim of the lens cap, relative to the frame. The actuators apply forces to the lens cover through the stiffening ring. For practical purposes, the stiffening ring can be considered rigid (i.e., more rigid than the lens cap), and so the drive system does not directly deform the lens cap, but simply directly shifts (up/down) the lens cap or its sides. However, when the lens cover is moved up/down, the lens body applies a certain amount of force to the lens cover, which may deform it. The drive system can tilt the lens cover in such a way that it does not necessarily change the refractive power of the lens body. Shown in FIG. 10, a line drawn from the point of connection of the bracket to the frame to the point of connection of the bracket to the lens cover (for example, through a stiffener such as a stiffening ring) is not parallel to the line drawn from the point of connection of the bracket to the frame and to the optical axis.

Интеграция в устройства.Integration into devices.

Если линза в сборе должна быть интегрирована в устройство, которое уже снабжено покровным стеклом, использование заднего окошка в качестве покровного стекла может оказаться невозможным, и необходимо будет найти решение, которое обеспечит оптическое сопряжение линзы в сборе с устройством или ее интеграцию в это устройство. На фиг. 11 показана линза 32 в сборе с дополнительным полимерным слоем 30 и покровным стеклом 31. В данном случае дополнительный полимерный слой 30, который в предпочтительном варианте является пассивным, обеспечивает гибкий оптический интерфейс без необходимости использования поверхности раздела воздухо-стекло.If the lens assembly is to be integrated into a device that is already provided with a cover slip, it may not be possible to use the rear window as a coverslip and a solution will need to be found to allow the lens assembly to optically interface with or be integrated into the device. In FIG. 11 shows a lens 32 assembled with an additional polymer layer 30 and a cover slip 31. In this case, the additional polymer layer 30, which is preferably passive, provides a flexible optical interface without the need for an air-glass interface.

На фиг. 12 представлен чертеж привода, такого как привод 14, показанный на фиг. 10. Привод имеет прямоугольную форму. Единицы измерения выражены в миллиметрах. Толщина D может лежать в пределах 1-1000 мкм, например, 1 мкм, например, 10 мкм, например, 50 мкм, например, 100 мкм, например, 175 мкм, например, 200 мкм, например, 350 мкм или, например, 750 мкм. Согласно одному из примеров осуществления толщина D может составлять 175 мкм; отклонение может представлять собой двустороннее отклонение, составляющее ± 125 мкм при максимальном напряжении 50 В; нагрузка при максимальном отклонении лежит в пределах 10-40 мН; электрический контакт обеспечивается контактными площадками, пригодными для установления проводных соединений; система защита окружающей среды включает в себя пассивирующий слой, наносимый поверх всех светочувствительных слоев; а напряжение разрушения составляет 80 вольт.In FIG. 12 is a drawing of an actuator, such as actuator 14 shown in FIG. 10. The drive has a rectangular shape. Units of measurement are expressed in millimeters. The thickness D can be in the range of 1-1000 µm, for example 1 µm, for example 10 µm, for example 50 µm, for example 100 µm, for example 175 µm, for example 200 µm, for example 350 µm or for example 750 µm. According to one embodiment, the thickness D may be 175 µm; the deviation may be a two-sided deviation of ± 125 µm at a maximum voltage of 50 V; the load at the maximum deviation lies within 10-40 mN; electrical contact is provided by contact pads suitable for establishing wired connections; the environmental protection system includes a passivation layer applied over all photosensitive layers; and the breakdown voltage is 80 volts.

Ниже представлены следующие альтернативные варианты Е1-Е33 осуществления настоящего изобретения.Below are the following alternative options E1-E33 implementation of the present invention.

Е1. Оптическая линза в сборе, содержащая рамку, сгибаемую прозрачную крышку линзы и прозрачное заднее окошко, соединенное с рамкой, причем крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом;E1. An optical lens assembly comprising a frame, a foldable transparent lens cover and a transparent rear window connected to the frame, the lens cover and/or rear window having non-zero deflection;

прозрачное деформируемое нежидкостное тело линзы, зажатое между крышкой линзы и задним окошком таким образом, что образуется линза, которая характеризуется наличием оптической оси и обладает первой оптической силой; и приводную систему, прилагающую усилие к крышке линзы для изменения общей формы линзы, причем приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода, каждый из которых соединен с рамкой и выполнен с возможностью приложения усилия к крышке линзы в направлении, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси;a transparent deformable non-liquid lens body sandwiched between the lens cover and the rear window so as to form a lens that has an optical axis and has a first optical power; and a drive system applying force to the lens cover to change the overall shape of the lens, the drive system comprising at least three individually actuated drives, each of which is connected to the frame and configured to apply force to the lens cover in a direction of at least essentially along the optical axis;

при этом приводная система предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и при этом приводная система предусматривает режим оптической стабилизации изображения, приводы предназначены для приложения разных усилий к крышке линзы, варьирующихся вдоль обода крышки линзы, чтобы наклонять оптическую ось линзы.wherein the drive system provides a focal length adjustment mode in which all drives are designed to apply force to the lens cover in the same direction to correct the power/deflection of the lens; and while the drive system provides an optical image stabilization mode, the drives are designed to apply different forces to the lens cover, varying along the rim of the lens cover, to tilt the optical axis of the lens.

Е2. Линза в сборе по варианту Е1 осуществления, в которой приводная система может быть приведена в действие одновременно в режиме регулировки фокусного расстояния и в режиме стабилизации изображения путем выдачи команды каждому приводу на приложение усилия, представляющего собой, по меньшей мере, по существу сумму усилий, которые могли бы прикладываться в этих режимах.E2. The lens assembly of Embodiment E1, wherein the drive system can be actuated simultaneously in the zoom mode and in the image stabilization mode by instructing each drive to apply a force that is at least substantially the sum of the forces that could be applied in these modes.

Е3. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой приводная система в режиме регулировки фокусного расстояния может изменять общую форму линзы путем преобразования первой общей формы, при которой линза характеризуется первой оптической силой, во вторую общую форму, при которой линза характеризуется второй оптической силой; при этом разница между первой оптической силой и второй оптической силой, т.е. диапазон оптической силы, составляет по меньшей мере 2 диоптрии.E3. The lens assembly according to any of the preceding embodiments, wherein the drive system in the focal length adjustment mode can change the general shape of the lens by converting the first general shape, in which the lens has a first power, to the second overall shape, in which the lens has a second power ; while the difference between the first optical power and the second optical power, i.e. power range is at least 2 diopters.

- 13 039634- 13 039634

Е4. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой приводы располагаются вблизи тела линзы между периферийным участком крышки линзы и задним окошком.E4. A lens assembly as in any of the preceding embodiments, wherein the actuators are located proximate the lens body between the lens cover periphery and the rear window.

Е5. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой каждый из приводов снабжен кронштейном с первым концом, соединенным с рамкой, и вторым концом, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с крышкой линзы для приложения усилия, причем каждый кронштейн содержит слой пьезоэлектрического материала, а активация привода предусматривает подачу напряжения на пьезоэлектрический материал.E5. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, wherein each of the actuators is provided with a bracket with a first end connected to the frame and a second end configured to engage with the lens cover to apply force, each bracket comprising a layer of piezoelectric material, and activation of the actuator involves applying voltage to the piezoelectric material.

Е6. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно содержащая центральный элемент, расположенный внутри или вблизи тела линзы и на оптической оси, причем центральный элемент инициирует изменение телом линзы сил противодействия вдоль радиуса со стороны тела линзы при перемещении крышки линзы в сторону заднего окошка, причем силы противодействия уменьшаются по мере увеличения радиуса.E6. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, further comprising a central element located inside or near the lens body and on the optical axis, the central element initiating a change in the lens body of the reaction forces along the radius from the side of the lens body when the lens cover is moved towards the rear window, and the reaction forces decrease as the radius increases.

Е7. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно содержащая механические стопоры, ограничивающие перемещение крышки линзы в направлениях, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси.E7. A lens assembly as in any of the preceding embodiments, further comprising mechanical stops to restrict movement of the lens cover in directions at least substantially along the optical axis.

Е8. Линза в сборе по варианту Е7 осуществления, в которой механические стопоры образованы частями рамки, а один или несколько элементов жесткости на периферийном участке крышки линзы расположены таким образом, чтобы они входили в зацепление с механическими стопорами.E8. The lens assembly according to embodiment E7, in which the mechanical stops are formed by frame parts, and one or more stiffeners on the lens cover peripheral portion are located so that they engage with the mechanical stops.

Е9. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом, составляющим по меньшей мере 10, 15 или по меньшей мере 20 мкм.E9. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cover and/or rear window have non-zero sag of at least 10, 15, or at least 20 microns.

Е10. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, дополнительно содержащая первый оптический ограничитель, примыкающий к крышке линзы, и второй оптический ограничитель, примыкающий к заднему окошку; при этом первый и второй оптические ограничители являются непрозрачными и задают окружности отверстий, причем эти окружности располагаются перпендикулярно и концентрично относительно оптической оси и задают оптическую апертурную диафрагму линзы в сборе.E10. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, further comprising a first optical stop adjacent to the lens cover and a second optical stop adjacent to the rear window; while the first and second optical stops are opaque and set the circles of the holes, and these circles are perpendicular and concentric with respect to the optical axis and set the optical aperture diaphragm of the lens assembly.

E11. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой заднее окошко используется в качестве покровного стекла камеры мобильного телефона.E11. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, wherein the rear window is used as a mobile phone camera cover glass.

Е12. Линза в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка линзы содержит кольцевые элементы жесткости на своем периферийном участке, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, возникающих в результате приложения усилий к участкам мембраны большой площади.E12. A lens assembly according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cap comprises annular stiffeners in its peripheral portion which serve to distribute stress and asymmetrical deformations around the optical axis resulting from the application of forces to large areas of the membrane.

Е13. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько кольцевых элементов 23 жесткости, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, возникающих в результате приложения усилий к участкам крышки 4 линзы большой площади.E13. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, in which the lens cover 4 comprises, in its peripheral portion, one or more annular stiffeners 23, which serve to distribute stress and asymmetrical deformations around the optical axis resulting from the application of forces to areas of the cover 4 large area lenses.

Е14. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой приводная система 7, 8 выполнена с возможностью смещения по меньшей мере части, например, всего края крышки 4 линзы относительно рамки 6.E14. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, in which the drive system 7, 8 is configured to shift at least a portion, for example, the entire edge of the lens cover 4 relative to the frame 6.

Е15. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов жесткости, таких как кольцевые элементы 24 жесткости; при этом каждый привод из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8, каждый из которых соединен с рамкой, соединен с одним или несколькими элементами жесткости.E15. A lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cover 4 comprises, in its peripheral portion, one or more stiffeners such as ring stiffeners 24; wherein each drive from among at least three separately triggered drives 7, 8, each of which is connected to the frame, is connected to one or more stiffeners.

Е16. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы соединена с рамкой через, например исключительно через, приводную систему 7, 8.E16. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, in which the lens cover 4 is connected to the frame through, for example exclusively through, the drive system 7, 8.

Е17. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов жесткости, таких как кольцевые элементы 24 жесткости; при этом крышка 4 линзы соединена с рамкой через, например исключительно через, приводную систему 7, 8 и один или несколько элементов жесткости.E17. A lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cover 4 comprises, in its peripheral portion, one or more stiffeners such as ring stiffeners 24; while the lens cover 4 is connected to the frame through, for example exclusively through, the drive system 7, 8 and one or more stiffeners.

Е18. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой по меньшей мере один привод или, например, все приводы из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8 образуют сборной узел с рамкой путем их соединения с рамкой 6 методом склеивания, или приваривания, или скрепления винтами, или скрепления болтами, или приклепывания.E18. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, in which at least one drive or, for example, all drives from among at least three separately triggered drives 7, 8 form an assembly with a frame by connecting them to the frame 6 by gluing, or welding, or screwing, or bolting, or riveting.

E19. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой по меньшей мере один привод или все приводы из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8 имеют прямоугольную форму, если смотреть в направлении вдоль оптической оси.E19. Lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein at least one or all of the drives of at least three individually actuated drives 7, 8 are rectangular when viewed in a direction along the optical axis.

Е20. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, отличающаяся тем, что линза 1 в сборе содержит пластик.E20. A lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the lens assembly 1 comprises plastic.

Е21. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которойE21. Lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein

- 14 039634 крышка 4 линзы и/или заднее окошко 3 содержит пластик.- 14 039634 lens cover 4 and/or rear window 3 contains plastic.

Е22. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой естественная оптическая сила линзы 1 в сборе не является нулевой, а составляет по меньшей мере 0,1 диоптрии; например, по меньшей мере 1 диоптрию; например, по меньшей мере 2 диоптрии; например, по меньшей мере 5 диоптрий; например, по меньшей мере 10 диоптрий или, например, по меньшей мере 100 диоптрий.E22. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the natural power of the lens assembly 1 is not zero but at least 0.1 diopter; for example, at least 1 diopter; for example, at least 2 diopters; for example, at least 5 diopters; for example, at least 10 diopters or, for example, at least 100 diopters.

Е23. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы и/или заднее окошко 3 обладают по существу нулевой или полностью нулевой оптической силой, например менее 1 диоптрии или, например, менее 0,1 диоптрии, например, 0 диоптрий.E23. A lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cover 4 and/or rear window 3 have substantially zero or completely zero power, such as less than 1 diopter or, for example, less than 0.1 diopter, such as 0 diopter .

Е24. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой крышка 4 линзы характеризуется ненулевым прогибом.E24. A lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the lens cover 4 has non-zero deflection.

Е25. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода 7, 8 устанавливаются между крышкой 4 линзы или плоскостью крышки линзы, например, между периферийным участком крышки 4 линзы и задним окошком 3 или задней частью рамки 6.E25. Lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, in which at least three separately actuated actuators 7, 8 are installed between the lens cover 4 or the plane of the lens cover, for example, between the periphery of the lens cover 4 and the rear window 3 or the back of the frame 6 .

Е26. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой приводная система 7, 8 и крышка 4 линзы сконфигурированы таким образом, что в режиме регулировки фокусного расстояния приводная система после своей активации опосредованно деформирует крышку 4 линзы.E26. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein the drive system 7, 8 and the lens cover 4 are configured such that, in the focal length adjustment mode, the drive system indirectly deforms the lens cover 4 after being activated.

Е27. Линза 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления, в которой линия, прочерченная от точки соединения кронштейна с рамкой и до точки соединения кронштейна с крышкой линзы (например, через элемент жесткости, такой как кольцо жесткости), не параллельна линии, прочерченной от точки соединения кронштейна с рамкой и до оптической оси.E27. The lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments, wherein a line drawn from the point of connection of the bracket to the frame to the point of connection of the bracket to the lens cover (for example, through a stiffener such as a stiffener ring) is not parallel to a line drawn from the point connection of the bracket with the frame and up to the optical axis.

Е28. Оптическое устройство, содержащее линзу 1, 30, 60 и 32 в сборе по любому из предшествующих вариантов осуществления.E28. An optical device comprising a lens assembly 1, 30, 60 and 32 according to any of the preceding embodiments.

Е29. Оптическое устройство, содержащее линзу 1, 30, 60 и 32 в сборе по любому из предшествующих вариантов Е1-Е27 осуществления, отличающееся тем, что этим оптическим устройством может служить любое устройство из числа камеры, микроскопа, бинокля или телескопа, пары очков или окуляров, носимого дисплея и компактной камеры.E29. An optical device containing a lens assembly 1, 30, 60 and 32 according to any of the previous embodiments E1-E27, characterized in that this optical device can be any device from a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, wearable display and compact camera.

Е30. Камера мобильного телефона, содержащая линзу 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов Е1-Е27 осуществления, в которой заднее окошко 3 используется в качестве покровного стекла камеры мобильного телефона.E30. A mobile phone camera comprising a lens assembly 1 according to any of the preceding embodiments E1-E27, wherein the rear window 3 is used as a cover glass for a mobile phone camera.

Е31. Способ получения линзы 1 в сборе по любому из предшествующих вариантов Е1-Е27 осуществления, предусматривающий подготовку рамки 6;E31. The method of obtaining a lens assembly 1 according to any of the preceding options E1-E27 implementation, providing for the preparation of the frame 6;

подг отовку по меньшей мере одного привода, например, по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8;preparing at least one actuator, for example at least three separately actuated actuators 7, 8;

соединение по меньшей мере одного привода с рамкой 6.connection of at least one drive with frame 6.

Е32. Способ получения линзы 1 в сборе по варианту Е31 осуществления, в котором подготовка по меньшей мере одного привода, например, по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов 7, 8 предусматривает подготовку по меньшей мере одного привода, отделенного от рамки 6.E32. The method for obtaining the lens assembly 1 according to embodiment E31, in which the preparation of at least one drive, for example, at least three separately triggered drives 7, 8, provides for the preparation of at least one drive separated from the frame 6.

Е33. Использование линзы 1, 30, 60 и 32 в сборе по любому из предшествующих вариантов Е1-Е27 осуществления для выполнения одной или нескольких следующих операций:E33. Using the lens assembly 1, 30, 60 and 32 of any of the preceding embodiments E1-E27 to perform one or more of the following operations:

настройка фокуса, например настройка фокуса любого из таких устройств, как камера, микроскоп, бинокль или телескоп, пара очков или окуляров, носимый дисплей и компактная камера; и наклон оптической оси и необязательное выполнение оптической стабилизации изображения, например наклон оптической оси и выполнение оптической стабилизации изображения любого из таких устройств, как камера, микроскоп, бинокль или телескоп, пара очков или окуляров, носимый дисплей и компактная камера.focus adjustment, such as adjusting the focus of any of the following devices, such as a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and a compact camera; and tilting the optical axis and optionally performing optical image stabilization, such as tilting the optical axis and performing optical image stabilization of any of such devices as a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, a wearable display, and a compact camera.

В отношении вариантов Е1-Е33 осуществления, указанных выше, следует понимать, что ссылка на предшествующие варианты осуществления может относиться к предшествующим вариантам осуществления, включающим в себя варианты Е1-Е33 осуществления.With respect to Embodiments E1-E33 above, it is to be understood that reference to prior embodiments may refer to prior embodiments including Embodiments El-E33.

Хотя настоящее изобретение описано на конкретных примерах своего осуществления, оно ни в коем случае не должно рассматриваться как ограниченное представленными примерами. Объем заявленного изобретения определяется пунктами прилагаемой формулы изобретения. В контексте указанной формулы термины содержащий или содержит не исключают иные возможные элементы или стадии. Кроме того, упоминание чего-либо в единственном числе не должно трактоваться как исключающее множественное число. Использование ссылочных позиций в формуле изобретения в отношении элементов, обозначенных на фигурах, также не должно трактоваться как ограничивающее объем настоящего изобретения. Более того, отдельные признаки, упомянутые в различных пунктах формулы, могут быть эффективно объединены, а упоминание этих признаков в разных пунктах формулы не исключает того,Although the present invention has been described in terms of specific examples of its implementation, it should in no way be construed as being limited to the examples presented. The scope of the claimed invention is determined by the appended claims. In the context of the specified claims, the terms containing or contains do not exclude other possible elements or steps. Also, mentioning something in the singular should not be construed as excluding the plural. The use of reference numbers in the claims in relation to the elements designated in the figures should also not be construed as limiting the scope of the present invention. Moreover, separate features mentioned in different claims can be effectively combined, and the mention of these features in different claims does not exclude the possibility that

- 15 039634 что какое-либо сочетание этих признаков представляется возможным и может обеспечить определенное преимущество.- 15 039634 that any combination of these features is possible and may provide a certain advantage.

Claims (17)

1. Оптическая линза (1) в сборе, содержащая рамку (6), сгибаемую прозрачную крышку (4) линзы и прозрачное заднее окошко (3), соединенное с рамкой, причем крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом;1. An optical lens (1) assembly comprising a frame (6), a bent transparent lens cover (4) and a transparent rear window (3) connected to the frame, the lens cover and/or the rear window being characterized by non-zero deflection; прозрачное деформируемое нежидкостное тело (2) линзы, зажатое между крышкой линзы и задним окошком (3) таким образом, что образуется линза, которая характеризуется наличием оптической оси (5) и обладает первой оптической силой;a transparent deformable non-liquid body (2) of the lens, sandwiched between the lens cover and the rear window (3) so that a lens is formed, which is characterized by the presence of an optical axis (5) and has a first optical power; приводную систему (7, 8), прилагающую усилие к крышке линзы для изменения общей формы линзы, причем приводная система содержит по меньшей мере один отдельно срабатывающий привод (7, 8), каждый из которых соединен с рамкой и выполнен с возможностью приложения усилия к крышке линзы в направлении, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси (5), крышка (4) линзы соединена с рамкой через приводную систему (7, 8);a drive system (7, 8) applying force to the lens cover to change the overall shape of the lens, the drive system comprising at least one separately actuated drive (7, 8), each of which is connected to the frame and configured to apply force to the cover the lens in a direction at least substantially along the optical axis (5), the lens cover (4) is connected to the frame through a drive system (7, 8); при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором указанный по меньшей мере один привод предназначен для приложения усилия к крышке (4) линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и/или при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором каждый привод из числа одного или нескольких приводов предназначен для приложения разных усилий к крышке (4) линзы, варьирующихся вдоль обода крышки линзы с тем, чтобы наклонять оптическую ось (5) линзы;wherein the drive system (7, 8) provides for a focal length adjustment mode in which said at least one drive is designed to apply force to the lens cover (4) in the same direction to correct the optical power/deflection of the lens; and/or wherein the drive system (7, 8) provides an optical image stabilization mode in which each drive of one or more drives is designed to apply different forces to the lens cover (4), varying along the rim of the lens cover so as to tilt optical axis (5) of the lens; при этом крышка (4) линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов (24) жесткости, таких как кольцевые элементы (23) жесткости, которые служат для распределения напряжения и несимметричных деформаций вокруг оптической оси, возникающих в результате приложения усилий к участкам крышки (4) линзы большой площади; и при этом приводная система (7, 8) выполнена с возможностью смещения по меньшей мере части края крышки (4) линзы относительно рамки (6).at the same time, the lens cover (4) contains on its peripheral section one or more stiffening elements (24), such as ring stiffening elements (23), which serve to distribute stress and asymmetric deformations around the optical axis resulting from the application of forces to the cover sections (4) large area lenses; and at the same time, the drive system (7, 8) is configured to shift at least part of the edge of the lens cover (4) relative to the frame (6). 2. Линза (1) в сборе по п.1, в которой крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом.2. A lens assembly (1) according to claim 1, wherein the lens cover and/or rear window exhibits non-zero deflection. 3. Линза (1) в сборе по п.1, в которой приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода (7, 8).3. Lens assembly (1) according to claim 1, wherein the drive system comprises at least three individually actuated drives (7, 8). 4. Линза (1) в сборе по п.1, в которой приводная система содержит множество, например по меньшей мере три, отдельно срабатывающих приводов (7, 8), при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке (4) линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором приводы предназначены для приложения разных усилий к крышке (4) линзы, варьирующихся вдоль обода крышки линзы с тем, чтобы наклонять оптическую ось (5) линзы.4. The lens (1) assembly according to claim 1, in which the drive system contains a plurality, for example, at least three, separately triggered drives (7, 8), while the drive system (7, 8) provides for a focal length adjustment mode, in which all actuators are designed to apply force to the lens cover (4) in the same direction to correct the optical power/deflection of the lens; and while the drive system (7, 8) provides an optical image stabilization mode in which the drives are designed to apply different forces to the lens cover (4), varying along the rim of the lens cover so as to tilt the optical axis (5) of the lens. 5. Линза (1) в сборе по п.1, в которой приводная система содержит множество, например по меньшей мере три, отдельно срабатывающих приводов (7, 8); при этом приводная система (7, 8) может приводиться в действие одновременно в режиме регулировки фокусного расстояния и в режиме оптической стабилизации изображения путем выдачи каждому приводу команды на приложение усилия, представляющего собой, по меньшей мере, по существу сумму усилий, которые могли бы прикладываться в указанных режимах.5. The lens (1) assembly according to claim 1, in which the drive system contains a plurality, for example at least three, separately actuated drives (7, 8); in this case, the drive system (7, 8) can be actuated simultaneously in the mode of adjusting the focal length and in the mode of optical image stabilization by issuing a command to each drive to apply a force that is at least essentially the sum of the forces that could be applied in the specified modes. 6. Линза (1) в сборе по п.1, в которой приводная система (7, 8) в режиме регулировки фокусного расстояния может изменять общую форму линзы путем преобразования первой общей формы, при которой линза характеризуется первой оптической силой, во вторую общую форму, при которой линза характеризуется второй оптической силой; при этом разница между первой оптической силой и второй оптической силой, т.е. диапазон оптической силы, составляет по меньшей мере 2 диоптрии.6. The lens assembly (1) according to claim 1, in which the drive system (7, 8) in the focal length adjustment mode can change the general shape of the lens by converting the first general shape, in which the lens is characterized by the first optical power, into the second general shape , at which the lens is characterized by the second optical power; while the difference between the first optical power and the second optical power, i.e. power range is at least 2 diopters. 7. Линза (1) в сборе по п.1, в которой множество приводов (7, 8) располагается вблизи тела (2) линзы между периферийным участком крышки (4) линзы и задним окошком (3).7. Lens assembly (1) according to claim 1, in which a plurality of actuators (7, 8) are located near the lens body (2) between the peripheral portion of the lens cover (4) and the rear window (3). 8. Линза (1) в сборе по п.1, в которой каждый из множества приводов (7, 8) снабжен кронштейном (14) с первым концом, соединенным с рамкой (6), и вторым концом, выполненным с возможностью вхождения в зацепление с крышкой (4) линзы для приложения усилия, причем каждый кронштейн содержит слой пьезоэлектрического материала (15), а активация привода предусматривает подачу напряжения на пьезоэлектрический материал.8. Lens (1) assembly according to claim 1, in which each of the plurality of drives (7, 8) is provided with a bracket (14) with a first end connected to the frame (6) and a second end configured to engage with a lens cover (4) for applying force, each bracket contains a layer of piezoelectric material (15), and activation of the drive provides for applying voltage to the piezoelectric material. 9. Линза (1) в сборе по п.1, дополнительно содержащая центральный элемент (9, 10, 25, 26), располагающийся внутри или вблизи тела (2) линзы и на оптической оси; при этом центральный элемент инициирует изменение телом линзы сил противодействия вдоль радиуса со стороны тела линзы при переме-9. Lens (1) assembly according to claim 1, additionally containing a Central element (9, 10, 25, 26), located inside or near the body (2) of the lens and on the optical axis; in this case, the central element initiates a change in the lens body of the reaction forces along the radius from the side of the lens body when moving - 16 039634 щении крышки линзы в сторону заднего окошка (3), причем силы противодействия уменьшаются по мере увеличения радиуса.- 16 039634 pushing the lens cover towards the rear window (3), the reaction forces decreasing as the radius increases. 10. Линза (1) в сборе по п.1, дополнительно содержащая механические стопоры (21), ограничивающие перемещение крышки (4) линзы в направлениях, по меньшей мере, по существу вдоль оптической оси.10. Lens assembly (1) according to claim 1, further comprising mechanical stops (21) limiting the movement of the lens cover (4) in directions at least substantially along the optical axis. 11. Линза (1) в сборе по п.7, в которой механические стопоры (21) образованы частями рамки (6), а один или несколько элементов (24) жесткости на периферийном участке крышки линзы расположены таким образом, чтобы они входили в зацепление с механическими стопорами.11. The lens assembly (1) according to claim 7, in which the mechanical stops (21) are formed by parts of the frame (6), and one or more stiffening elements (24) on the peripheral section of the lens cover are arranged so that they engage with mechanical stops. 12. Линза (1) в сборе по п.1, дополнительно содержащая первый оптический ограничитель, примыкающий к крышке (4) линзы, и второй оптический ограничитель, примыкающий к заднему окошку (3); при этом первый и второй оптические ограничители являются непрозрачными и задают окружности отверстий, причем эти окружности располагаются перпендикулярно и концентрично относительно оптической оси и задают оптическую апертурную диафрагму линзы (1) в сборе.12. The lens (1) assembly according to claim 1, further comprising a first optical stop adjacent to the cover (4) of the lens, and a second optical stop adjacent to the rear window (3); wherein the first and second optical stops are opaque and set the circles of the holes, and these circles are perpendicular and concentric with respect to the optical axis and set the optical aperture diaphragm of the lens (1) assembly. 13. Линза (1) в сборе по п.1, в которой крышка (4) линзы содержит на своем периферийном участке один или несколько элементов жесткости, таких как кольцевые элементы (23) жесткости; при этом приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода (7, 8), причем каждый привод из числа по меньшей мере трех отдельно срабатывающих приводов (7, 8), каждый из которых соединен с рамкой, соединен с одним или несколькими элементами жесткости.13. The lens (1) assembly according to claim 1, in which the cover (4) of the lens contains in its peripheral area one or more stiffeners, such as annular stiffeners (23); at the same time, the drive system contains at least three separately actuated drives (7, 8), each drive from among at least three separately actuated drives (7, 8), each of which is connected to the frame, is connected to one or more stiffening elements . 14. Линза (1) в сборе по п.1, в которой по меньшей мере один привод или, например, все приводы из числа множества отдельно срабатывающих приводов (7, 8) образуют сборной узел с рамкой путем их соединения с рамкой (6) методом склеивания, или приваривания, или скрепления винтами, или скрепления болтами, или приклепывания.14. Lens (1) assembly according to claim 1, in which at least one drive or, for example, all drives from among a plurality of separately triggered drives (7, 8) form an assembly with a frame by connecting them to the frame (6) by gluing, or welding, or screwing, or bolting, or riveting. 15. Оптическое устройство, содержащее линзу (1, 30, 60 и 32) в сборе по п.1, отличающееся тем, что этим оптическим устройством может служить любое устройство из числа камеры, микроскопа, бинокля или телескопа, пары очков или окуляров, носимого дисплея и компактной камеры.15. An optical device containing a lens assembly (1, 30, 60 and 32) according to claim 1, characterized in that this optical device can be any device from a camera, microscope, binoculars or telescope, a pair of glasses or eyepieces, wearable display and compact camera. 16. Камера мобильного телефона, содержащая линзу (1) в сборе по п.1, в которой заднее окошко (3) используется в качестве покровного стекла камеры мобильного телефона.16. A mobile phone camera comprising a lens assembly (1) according to claim 1, in which the rear window (3) is used as a mobile phone camera cover glass. 17. Линза (1) в сборе по п.1, в которой крышка линзы и/или заднее окошко характеризуются ненулевым прогибом, при этом приводная система содержит по меньшей мере три отдельно срабатывающих привода (7, 8);17. The lens (1) assembly according to claim 1, in which the lens cover and/or the rear window are characterized by non-zero deflection, while the drive system contains at least three separately actuated drives (7, 8); при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим регулировки фокусного расстояния, в котором все приводы предназначены для приложения усилия к крышке (4) линзы в одном и том же направлении для корректировки оптической силы/прогиба линзы; и при этом приводная система (7, 8) предусматривает режим оптической стабилизации изображения, в котором приводы предназначены для приложения разных усилий к крышке (4) линзы, варьирующихся вдоль обода крышки линзы с тем, чтобы наклонять оптическую ось (5) линзы.wherein the drive system (7, 8) provides for a focal length adjustment mode in which all drives are designed to apply force to the lens cover (4) in the same direction to correct the optical power/deflection of the lens; and while the drive system (7, 8) provides an optical image stabilization mode in which the drives are designed to apply different forces to the lens cover (4), varying along the rim of the lens cover so as to tilt the optical axis (5) of the lens.
EA202090160A 2017-06-30 2018-06-28 Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment EA039634B1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP17179006 2017-06-30
PCT/EP2018/067511 WO2019002524A1 (en) 2017-06-30 2018-06-28 Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EA202090160A1 EA202090160A1 (en) 2020-05-18
EA039634B1 true EA039634B1 (en) 2022-02-18

Family

ID=59269888

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EA202090160A EA039634B1 (en) 2017-06-30 2018-06-28 Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment

Country Status (1)

Country Link
EA (1) EA039634B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210132417A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-06 China Jiliang University Smart Glasses with Eye Protection Function

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115209034A (en) * 2021-04-12 2022-10-18 深圳市万普拉斯科技有限公司 Camera module and electronic equipment

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008035983A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Sinvent As Polymer lens
WO2008100154A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 Polight As Flexible lens assembly with variable focal length
WO2008100153A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 Polight As A device for providing stabilized images in a hand held camera
US20100208194A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Amitava Gupta Variable focus liquid filled lens apparatus
US8072689B2 (en) * 2007-07-19 2011-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Optical device with means of actuating a compact deformable membrane
US20170045649A1 (en) * 2013-12-20 2017-02-16 Webster Capital Llc Optical device for stabilization of images

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008035983A1 (en) * 2006-09-21 2008-03-27 Sinvent As Polymer lens
WO2008100154A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 Polight As Flexible lens assembly with variable focal length
WO2008100153A1 (en) * 2007-02-12 2008-08-21 Polight As A device for providing stabilized images in a hand held camera
US8072689B2 (en) * 2007-07-19 2011-12-06 Commissariat A L'energie Atomique Optical device with means of actuating a compact deformable membrane
US20100208194A1 (en) * 2009-02-13 2010-08-19 Amitava Gupta Variable focus liquid filled lens apparatus
US20170045649A1 (en) * 2013-12-20 2017-02-16 Webster Capital Llc Optical device for stabilization of images

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20210132417A1 (en) * 2019-11-04 2021-05-06 China Jiliang University Smart Glasses with Eye Protection Function

Also Published As

Publication number Publication date
EA202090160A1 (en) 2020-05-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111033321B (en) Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment
Ren et al. Introduction to adaptive lenses
US10838115B2 (en) Optical system comprising a curved image sensor
US8605361B2 (en) Fluidic lens with reduced optical aberration
EP2034338A1 (en) Liquid Lens System
CN105980888A (en) Optical device for stabilizing images
JP2002228813A (en) Deformable mirror having displacement detecting function
EP3803490A1 (en) Optical element with stress distributing supporting structure
Moghimi et al. MOEMS deformable mirrors for focus control in vital microscopy
EA039634B1 (en) Lens assembly for optical image stabilization and focus adjustment
Moghimi et al. Improved micro-optoelectromechanical systems deformable mirror for in vivo optical microscopy
Zou et al. Miniature adjustable-focus camera module integrated with MEMS-tunable lenses for underwater applications
Yiu et al. A fluidic lens with reduced optical aberration
Moghimi Large-stroke deformable MEMS mirror for focus control
US9140897B2 (en) Optical system, optical module and method of manufacture thereof