ES2439318T3 - Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas - Google Patents

Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas Download PDF

Info

Publication number
ES2439318T3
ES2439318T3 ES10762153.4T ES10762153T ES2439318T3 ES 2439318 T3 ES2439318 T3 ES 2439318T3 ES 10762153 T ES10762153 T ES 10762153T ES 2439318 T3 ES2439318 T3 ES 2439318T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
variable power
image
optical
optical system
power optical
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Active
Application number
ES10762153.4T
Other languages
English (en)
Inventor
Iain A. Neil
James H. Jannard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Blackeye Optics LLC
Original Assignee
Blackeye Optics LLC
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 Blackeye Optics LLC filed Critical Blackeye Optics LLC
Application granted granted Critical
Publication of ES2439318T3 publication Critical patent/ES2439318T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G02B15/14—Optical objectives with means for varying the magnification by axial movement of one or more lenses or groups of lenses relative to the image plane for continuously varying the equivalent focal length of the objective
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/02—Simple or compound lenses with non-spherical faces
    • G02B3/04—Simple or compound lenses with non-spherical faces with continuous faces that are rotationally symmetrical but deviate from a true sphere, e.g. so called "aspheric" lenses
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
    • G03B17/00—Details of cameras or camera bodies; Accessories therefor
    • G03B17/02—Bodies
    • G03B17/12—Bodies with means for supporting objectives, supplementary lenses, filters, masks, or turrets

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Mechanical Light Control Or Optical Switches (AREA)

Abstract

Un sistema óptico de potencia variable sobre un eje óptico común para formar una imagen final de unobjeto, teniendo dicho sistema un lado de objeto y un lado de imagen y al menos una imagen realintermedia entre el objeto y la imagen final, comprendiendo dicho sistema: al menos un primer componente óptico de potencia variable (101) situado entre el objeto y una imagen realintermedia (108), en el que el primer componente óptico de potencia variable varía la potencia para cambiarla amplificación de la imagen real intermedia; y al menos un segundo componente óptico de potencia variable (102) situado entre la imagen real intermedia(108) y la imagen final (107), en donde el segundo componente óptico de potencia variable varía la potenciapara cambiar la amplificación de la imagen final; caracterizado porque al menos uno de dicho primer y segundo componentes ópticos de potencia variable es estacionario en eleje óptico y comprende al menos dos líquidos con diferentes propiedades de refracción y al menos unasuperficie de contacto de forma variable (171, 172, 173) entre los dos líquidos, con variaciones de la formade la superficie de contacto que producen un cambio de potencia óptica en el sistema óptico; y en dondeun tope óptico (109) está situado entre el objeto y la imagen intermedia.

Description

Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas
Antecedentes
La presente invención se refiere a sistemas ópticos de potencia variable.
Algunos diseños del lentes de aumento o zoom agrupan las lentes utilizadas en el diseño, con un gripo que se utiliza enormemente para el aumento, un segundo grupo que se utiliza ampliamente para mantener una imagen enfocada, y un tercer grupo utilizado para mantener el plano de la imagen estacionario. También se puede utilizar un cuarto grupo para formar una imagen nítida. El grupo de enfoque se puede ajustar enfocando las lentes de aumento en cualquier posición de longitud focal sin la necesidad de referencia para otras longitudes focales de la lente de aumento. El grupo de aumento (o “variador”) produce un cambio de ampliación significativo durante el aumento. El grupo de lentes que estabiliza el plano de la imagen también se puede utilizar para proporcionar ampliación.
Las características deseables en una lente de aumento incluyen una relación de aumento elevada y un campo de visión de ángulo amplio. A medida que el alcance del aumento se incrementa, generalmente la longitud y peso también aumenta. Los productos de consumidor tañes como teléfonos móviles y cámaras de apuntar y disparar son a menudo pequeñas y de peso ligero, de manera que las lentes incluidas en esos productos están restringidas por tamaño y peso. Además, cuando el alcance de un sistema de lentes aumenta, generalmente los problemas de enfoque también aumentan normalmente en el amplio campo de las posiciones de aumento de visión.
El documento US 2006/227415 muestra un sistema óptico de potencia variable que forma una imagen intermedia y caracteriza una lente líquida que es estacionaria.
Sumario
La presente invención está definida en la reivindicación 1. Las celdas de lentes líquidas comprenden dos o más fluidos en una cámara. Estos fluidos entran en contacto para formar una superficie que es variable mediante, por ejemplo, a través de nudos eléctricos. Un fluido puede ser, por ejemplo, uno o más gases, uno o más líquidos, o una mezcla de uno o más sólidos y uno o más líquidos. La utilización de celdas de lentes líquidas para sustituir uno o más grupos de lentes da lugar a las opciones de configuración adicionales para la trayectoria óptica. Muchas cámaras de apuntar y disparar y cámaras de teléfono móvil no tienen gran cantidad de espacio para una lente grande. El uso de celdas líquidas en combinación con repliegues o redirección del eje de radiación permite mejores sistemas de lentes de aumento en estos paquetes de cámara pequeños. Las cámaras mayores también se pueden beneficiar.
Breve descripción de los dibujos
Las Figuras 1A-1D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuestas que emplea seis celdas de lentes liquidas, con una superficie de líquidos que varían para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figuras 2A-2D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplea cuando celdas de lente líquidas, con una superficie de líquidos que puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figuras 3A-3D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplea cuando celdas de lente líquidas, con una superficie de los líquidos que se puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figs. 4A-4D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuestas que empelan cuatro celdas de lentes líquidas, con una superficie de los líquidos que se puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figs. 5A-5D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplea tres celdas de lente líquida, como una superficie de los líquidos que puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figs. 6A-6D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplean tres celdas de lente líquidas, con una superficie de líquidos que se puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figs. 7A-7D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplean dos celdas de lente líquidas, con una superficie de líquidos que se puede variar para proporcionar una gama de posiciones de aumento.
Las Figs. 8A-8D son diagramas ópticos de un sistema de lentes de aumento compuesto que emplean un grupo de lentes móviles y dos celdas de lente líquidas, con una superficie de líquidos que se puede variar para proporcionar 2 5
una gama de posiciones de aumento.
La Fig. 9 ilustra un diagrama de bloques de una cámara con una lente de aumento.
Descripción detallada
En la siguiente descripción se hace referencia a los dibujos adjuntos. Se entiende que se pueden utilizar otras estructuras y/o realizaciones sin que se salgan del campo de la invención.
Las celdas de lentes liquidas modifican la trayectoria óptica sin basarse en el movimiento mecánico de la celda líquida. Una celda de lentes líquidas que comprende primer y segundo líquidos en contacto se puede configurar de manera que una superficie óptica en contacto entre los líquidos en contacto tenga una forma variable que puede ser sustancialmente simétrica con reacción a un eje óptico de la celda de lente líquida. Una pluralidad de elementos de lentes se podría alinear a lo largo de un eje óptico común y estar dispuestos para recoger la radiación ye emana de un espacio lateral de objeto y enviarla a un espacio lateral de imagen. Las celdas de lentes líquidas se pueden insertar en una trayectoria óptica formada por la pluralidad de elementos de lentes que están alineados a lo largo del eje óptico común. El eje óptico de la celda de lente líquida podría ser paralela al eje óptico común, o podrían estar en ángulo o descentrada con respecto al eje óptico común.
Los sistemas de lentes líquidas contemplados actualmente tendrán una diferencia de índice de refracción de aproximadamente 0,2 o más, preferiblemente al menos aproximadamente 0,3, y en algunas realizaciones al menos aproximadamente 0,4. El agua tiene un índice de refracción de aproximadamente 1,3 y la adición de sal puede permitir variar el índice de refracción a aproximadamente 1,48. Los aceites ópticos adecuados pueden tener un índice de refracción de al menos aproximadamente 1,5. Incluso utilizando líquidos con más altos, más bajos o más altos y mas bajos índices de refracción, por ejemplo un aceite de índice de refracción alto, el rango de variación de potencia permanece limitado. Este rango limitado de variación de potencia normalmente proporciona menos cambio de amplitud que el de un grupo de lentes móviles. Por lo tanto, en un sistema óptico de potencia variable simple, para proporcionar aumento a la vez que se mantiene una posición de superficie de imagen constante la mayoría del cambio de amplificación se puede proporcionar mediante un grupo de lentes móviles y la mayoría de la compensación de desenfoque en la superficie de la imagen durante el cambio de amplificación se puede proporcionar mediante la celda líquida.
Se ha de observar que se puede utilizar más grupos de lentes móviles o más celdas móviles o ambas cosas. Ejemplos de uno o más grupos de lentes móviles utilizados en combinación con una o más celdas líquidas se describen en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 12/246.224 titulada “Liquid Optics Zoom Lens and Imaging Apparatus” presentada el 6 de Octubre de 2008.
El tamaño y las propiedades de los elementos de lente utilizados en un sistema introducen restricciones que se deben considerar en el diseño del sistema de lentes. Por ejemplo, el diámetro de uno o más elementos de lente puede limitar el tamaño de una imagen formada en una superficie de imagen. Para sistemas de lentes con propiedades variables, tales como un sistema óptico de potencia variable, los componentes ópticos pueden cambiar en base a la variación de los elementos de lentes. De este modo, un primer elemento de lente puede restringir un sistema de lentes en una primera configuración de aumento, mientras que un segundo elemento de lente restringe el sistema de lentes en una segunda configuración de aumento. Como ejemplo, los rayos de reborde para un rayo de luz se puede aproximar al borde exterior de un elemento de lente en un extremo del rango de aumento, mientras está a una distancia significativa del borde exterior del mismo elemento de lente en el otro extremo del rango de aumento.
Las Figs. 1A-1D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que forma una imagen intermedia 108 y una imagen final 107. Como se ilustra el tope 109 está situado justo después de la celda de lente de líquido 104 en la parte de transmisión de la lente. El sistema óptico de potencia variable se puede utilizar, por ejemplo, con una cámara. La Fig. 1A ilustra la relación de aumento en la posición amplia, y la Fig. 1D ilustra la relación de aumento en la posición de telefoto.
El sistema óptico de potencia variable ilustrado en las Figs. 1A-1D no tiene grupos de lentes móviles. En su lugar, el aumento y un foco contante en la imagen final se realiza a través de seis celdas de lentes líquidas 101, 102, 103, 104, 105 y 106 teniendo cada una de las celdas de lentes líquidas una superficie variable 111, 112, 113, 114, 115 y
116. Se puede utilizar un sistema de control para controlar la forma variable de la superficie óptica de contacto en las celdas de lentes líquidas 101, 102, 103, 104, 105 y 106.
Se ha de entender que las celdas líquidas podrían cada una comprender múltiples superficies, siendo las superficies controlables y/o fijas. En algunas realizaciones, las celdas de lentes líquidas podrían comprender una combinación de dos o más celdas líquidas. Una placa puede estar situada entre las celdas combinadas. La placa puede tener una potencia óptica que puede ser establecida como deseada para el diseño. Las celdas de lentes líquidas también pueden tener placas en las superficies exteriores. En algunas realizaciones, las placas en las superficies exteriores pueden proporcionar potencia óptica o una función de repliegue. Las placas y los otros elementos pueden ser esféricos o asféricos para mejorar las características ópticas.
Los elementos de lente individuales pueden estar construidos a partir de materiales de fase sólida, tales como vidrio, plástico, materiales cristalinos o semiconductores o pueden estar construidos utilizando materiales líquidos o gaseosos tañes como agua o aceite. El espacio entre los elementos de lente podría contener uno o más gases. Por ejemplo, se podría utilizar aire normal, nitrógeno o helio. Alternativamente, el espacio entre los elementos de lentes podría ser un vacío. Cuando se utiliza “Aire” en esta invención, se ha de entender que se utiliza en un sentido amplio y puede incluir uno o más gases, o un vacío. Los elementos de lente pueden tener revestimientos tales como un filtro de rayos ultravioleta.
Los líquidos de una celda de lentes líquidas pueden tener un volumen fijo, y la forma de la superficie exterior de las lentes líquidas puede ser fija. En las figuras adjuntas, algunas de las celdas líquidas están ilustradas de manera que sugieres variación de volumen de los líquidos y/o variación en la forma de la superficie exterior de la celda de lentes líquidas. Esto también significa que los puntos de vértice de las superficies se desplazan axialmente. Las ilustraciones fueron generadas mediante software de ordenador sin restricciones en la forma o volumen de las celdas de lentes líquidas. Las figuras adjuntas ilustran los conceptos de utilización de celdas de lentes líquidas en un sistema óptico de potencia variable, y se pueden hacer modificaciones apropiadas de las distintas celdas de lentes líquidas que se pueden utilizar.
Los elementos de lentes ilustrados en las Figs. 1A-1D están dispuestos para formar una imagen intermedia 108. Aunque la localización y tamaño de la imagen intermedia 108 como los cambios de posición de aumento, permanece entre las celdas de lentes líquidas 101 y 102. Aunque las Figs. 1A-1D ilustran un grupo de elementos ópticos de objetivo segundos por un grupo de elementos ópticos de transmisión, también se podría utilizar múltiples grupos de transmisión para conseguir mayores amplificaciones. La amplificación adicional se puede conseguir con fluidos de índice de refracción altos.
La utilización de celdas de lentes líquidas para remplazar uno o más grupos de lentes móviles da lugar a opciones de configuración adicionales para la trayectoria óptica. La sustitución de grupos de lentes móviles por celdas de lentes líquidas facilita las posibilidades de diseño adicionales. Por ejemplo, un diseño óptico lineal puede dar lugar a una lente que sea mayor de lo deseado. El uso de celdas de lentes líquidas en lugar de un grupo móvil facilita el uso de elementos ópticos tales como repliegues para redirigir el eje de radiación y reducir la longitud física de una lente. Aunque la longitud total de la trayectoria óptica a través de la lente pueda seguir siendo la misma, las celdas de lentes líquidas pueden proporcionar espacio estratégico para el repliegue, lo que reduce la longitud en una o más direcciones. Esto permite que sean utilizadas longitudes de lentes totales mayores que en paquetes de cámara más pequeños. Por ejemplo, muchas cámaras de apuntar y disparar y cámaras de teléfono móvil no tienen gran cantidad de espacio para una lente grande. La utilización de celdas líquidas en combinación con repliegues permite mejores sistemas de lente en estos paquetes de cámara pequeños. Las cámaras más grandes también se benefician de la reducción de la longitud de paquete de cámara lo que podría requerir un sistema de lentes que no utilizase repliegues. La utilización de celdas de lentes líquidas también puede permitir un diámetro menor, especialmente hacia la parte delantera del diseño de lente y especialmente para un campo amplio de posiciones de visión. El repliegue en combinación con un diámetro delantero relativamente pequeño, comparado con los diseños de lentes de aumento de grupo móvil puede proporcionar paquetes de cámara más compactos y conformaos más ergonómicamente.
Las Figs. 2A-2D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza cinco celda líquidas 121, 122, 123, 124 y 125, teniendo cada celda líquida una superficie variable 131, 132, 133, 134 y 135. El tope 129 está situado justo después de la celda líquida 123 en el grupo de elementos ópticos de transmisión. El sistema óptico forma una imagen intermedia 128 y una imagen final 127.
Las Figs. 3A-3D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza cinco celdas líquidas 121, 122, 123, 124 y 125, teniendo cada celda líquida una superficie variable 131, 132, 133, 134 y 135. El diseño es similar al diseño ilustrado en las Figs. 2A-2D, pero el tope 129 está situado en el grupo de elementos ópticos de objetivo. Esto puede mejorar la calidad de la imagen y puede permitir celdas líquidas con diámetros más pequeños, pero también reducir la iluminación relativa.
Las Figs. 4A-4D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza cuatro celdas líquidas 141, 142, 143 y 144, cada una con celdas de lente líquida que tiene una superficie variable 151, 152, 153 y 154. El tope 149 está situado en el grupo de lentes de transmisión. El sistema óptico forma una imagen intermedia 148 y una imagen final 147.
Las Figs. 5A-5D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza tres celdas líquidas 161, 162 y 163 teniendo cada celda líquida una superficie variable 171, 172 y 173. El tope 169 está situado en el grupo de lentes de transmisión. El sistema óptico forma una imagen intermedia 168 y una imagen final 167.
Las Figs. 6A-6D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza tres celdas líquidas 161, 162 y 163, tendiendo cada celda líquida una superficie variable 171, 172 y 173. El tope 169 está situado en el grupo de lente de objetivo. El sistema óptico forma una imagen intermedia 168 y una imagen final 167.
Las Figs. 7A-7D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza dos celdas líquidas 181, 182, teniendo cada celda líquida una superficie variable 191, 192. El tope 189 está situado en el grupo de lente objetivo. El sistema óptico forma una imagen intermedia 188 y una imagen final 187.
Las Figs. 8A-8D ilustran diagramas ópticos de un sistema óptico de potencia variable compuesto simplificado que utiliza dos celdas líquidas 201, 202, teniendo cada celda líquida una superficie variable 211 y 212. La realización ilustrada también tiene un grupo de lentes móvil 203. Una imagen intermedia se forma en la superficie de imagen 208 entre las celdas líquidas 201 y 202. La configuración de elementos ópticos da lugar a una imagen final 207 que es mayor que las imágenes finales obtenidas en realizaciones anteriores. Esto permite el uso de un sensor de imagen más grande, tales como sensores de 11 mm a 28 mm y superiores. Un grupo de lente móvil se utiliza cerca del sensor debido a que el diámetro de una celda líquida puede no ser suficientemente grande para conseguir el rendimiento adecuado. Se ha de mencionar que, la imagen final 207 es también más grande que los rayos de reborde en la superficie variable de celda de lente líquida 211 y 212.
Para cada uno de los diseños de mente mostrados en las Figs. 1-8, un listado producid por el software de diseño óptico CodeV versión 9,70 disponible de Optical Research Associates, Pasadena, CA USA está incorporada aquí como parte de esta memoria.
La Fig. 9 ilustra un diagrama de bloques de una cámara 100 con una lente de aumento 302. La Fig. 9 ilustra también un módulo de control de lente 304 que controla el movimiento y funcionamiento de los grupos de lentes 302. El módulo de control 304 incluye un circuito electrónico que controla el radio de curvatura de la celda de lente líquida. Los niveles de señal electrónica apropiados para varias posiciones de foco y posiciones de aumento se pueden determinar por adelantado y colocar en una o más tablas de consulta. Alternativamente, el circuito analógico o una combinación de circuito y una o más tablas de consulta pueden generar los niveles de señal apropiados. En una realización, se utilizan uno o más polinomios para determinar los niveles de señal electrónica apropiados. Los puntos a lo largo de lo polinomios podrían ser almacenados en una tabla de consulta o el polinomio podría ser implementado con el circuito. Las tablas de consulta, polinomios y/o otros circuitos pueden utilizar variables para la posición de aumento, posición de foco, temperatura u otras condiciones.
Los efectos térmicos también se pueden considerar en el control del radio de curvatura de la superficie entre los líquidos. El polinomio o tabla de consulta puede incluir una variable adicional relacionada con los efectos térmicos.
El módulo de control 304 puede incluir controles de preajuste de ajustes de aumento específicos o longitudes focales. Estos ajustes se pueden almacenar por el usuario en fabricante de la cámara.
La Fig. 9 ilustra un módulo de captura de imagen 306 que recibe una imagen óptica correspondiente a un objeto externo. La imagen es transmitida a lo largo de un eje óptico a través de la lente 302 al módulo de captura de imagen 306. El módulo de captura de imagen 306 puede utilizar una variedad de formatos, tales como película (por ejemplo almacenamiento de película, o película de imagen quieta) o tecnología de detección de imagen electrónica (por ejemplo una disposición CCD, dispositivo CMOS o circuito de recogida de video). El eje óptico puede ser lineal,
o puede incluir repliegues.
El módulo de almacenamiento de imagen 308 mantiene la imagen capturada en, por ejemplo, la memoria de abordo
o en la película, cinta o disco. En una realización, el medio de almacenamiento es extraíble (por ejemplo una memoria temporal, un carrete de película, cartucho de memoria o disco).
El módulo de transferencia de imagen 310 proporciona la transferencia de la imagen capturada a otros dispositivos. Por ejemplo, el módulo de trasferencia de imagen 310 puede utilizar una o una variedad de conexiones tales como, por ejemplo, un puerto USB una conexión multimedia IEEE 1394, un puerto Ethernet, conexión inalámbrica de Bluetooth, conexión inalámbrica IEEE 802.11, conexión de componente de vídeo, o conexión de S-Video.
La cámara se puede implementar en una variedad de formas, tales como una cámara de vídeo, una cámara de teléfono móvil, una cámara fotográfica digital, o una cámara de película.
Las celdas líquidas en los grupos de aumento y focos se pueden utilizar para proporcionar estabilización, como se ha descrito en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 12/327.666 titulada “Liquid Optics Image Stabilization” presentada el 3 de diciembre de 2008, incorporad como referencia en su totalidad. Utilizando grupos de lentes no móviles, se pueden utilizar repliegues para reducir el tamaño total como está descrito en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 12/327.651 titulada “Liquid Optics with folds Lens and Imaging Apparatus” presentada el 3 de diciembre de 2008. Se pueden utilizar uno o más grupos de lentes móviles en combinación con una o más celdas líquidas como está descrito en la Solicitud de Patente de Estados Unidos Nº 12/246.224 titulada “Liquid Optics Zoom Lens and Imaging Apparatus” presentada el 6 de octubre de 2008.
Se ha de observar los expertos encontrarán evidentes distintas modificaciones y cambios. Se entiende que tales cambios y modificaciones están incluidos dentro del campo de la invención como está definida por las reivindicaciones adjuntas.

Claims (11)

  1. REIVINDICACIONES
    1. Un sistema óptico de potencia variable sobre un eje óptico común para formar una imagen final de un
    objeto, teniendo dicho sistema un lado de objeto y un lado de imagen y al menos una imagen real 5 intermedia entre el objeto y la imagen final, comprendiendo dicho sistema:
    al menos un primer componente óptico de potencia variable (101) situado entre el objeto y una imagen real intermedia (108), en el que el primer componente óptico de potencia variable varía la potencia para cambiar la amplificación de la imagen real intermedia; y
    al menos un segundo componente óptico de potencia variable (102) situado entre la imagen real intermedia
    (108) y la imagen final (107), en donde el segundo componente óptico de potencia variable varía la potencia para cambiar la amplificación de la imagen final; caracterizado porque
    15 al menos uno de dicho primer y segundo componentes ópticos de potencia variable es estacionario en el eje óptico y comprende al menos dos líquidos con diferentes propiedades de refracción y al menos una superficie de contacto de forma variable (171, 172, 173) entre los dos líquidos, con variaciones de la forma de la superficie de contacto que producen un cambio de potencia óptica en el sistema óptico; y en donde
    un tope óptico (109) está situado entre el objeto y la imagen intermedia.
  2. 2. El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 1, en el que la variación del primer y segundo componentes ópticos de potencia variable proporciona aumento o zoom.
    25 3. El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 1, en el que la variación del primer y segundo componentes ópticos de potencia variable proporciona enfoque.
  3. 4.
    El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 1, en el que la variación del primer componente óptico de potencia variable proporciona enfoque.
  4. 5.
    El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 2, en el que la variación del segundo componente óptico de potencia variable proporciona enfoque.
  5. 6. El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 1, en el que la variación del primer y segundo 35 componentes ópticos de potencia variable proporciona una combinación de aumento y enfoque.
  6. 7.
    El sistema óptico de potencia variable de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el que el primer componente óptico de potencia variable comprende al menos un grupo de lentes móvil.
  7. 8.
    El sistema óptico de potencia variable de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 6, en el que el segundo componente óptico de potencia variable comprende al menos un grupo de lentes móvil.
  8. 9.
    El sistema óptico de potencia variable de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 7, en el que el segundo componente óptico de potencia variable es estacionario, comprendiendo además el sistema óptico de
    45 potencia variable al menos un grupo de lentes móviles situado entre la imagen real intermedia y una imagen final.
  9. 10.
    El sistema óptico de potencia variable de cualquiera de las Reivindicaciones 1 a 9, en el que al menos una superficie óptica tiene un perfil asférico.
  10. 11.
    El sistema óptico de potencia variable de la Reivindicación 1, en el que un iris está situado sustancialmente en una ubicación superior para proporcionar una apertura variable.
  11. 12.
    Un método para formar una imagen de un objeto, que comprende las etapas de:
    55 formar una imagen final de un objeto sobre un lado de objeto de un sistema óptico de potencia variable;
    formar al menos una imagen real intermedia entre el objeto y la imagen final, teniendo el sistema óptico al menos un segundo componente óptico de potencia variable;
    variar la potencia de un primer componente óptico de potencia variable situado entre el objeto y la imagen real intermedia para cambiar la amplificación de la imagen real intermedia;
    variar la potencia de un segundo componente óptico de potencia variable situado entre la imagen real 65 intermedia y la imagen final para cambiar la amplificación de la imagen final; caracterizado porque
    al menos uno del primer y segundo componentes ópticos de potencia variable es estacionario en el eje óptico y comprende al menos dos líquidos con diferentes propiedades de refracción y al menos una superficie de contacto de forma variable entre los dos líquidos, con variaciones en la forma de la superficie de contacto que producen un cambio óptico en el sistema óptico; y en el que
    un tope óptico está situado entre el objeto y la imagen real intermedia.
ES10762153.4T 2009-04-10 2010-03-29 Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas Active ES2439318T3 (es)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16852309P 2009-04-10 2009-04-10
US168523P 2009-04-10
PCT/US2010/029069 WO2010117731A2 (en) 2009-04-10 2010-03-29 Variable power optical system

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2439318T3 true ES2439318T3 (es) 2014-01-22

Family

ID=42934162

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES10762153.4T Active ES2439318T3 (es) 2009-04-10 2010-03-29 Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas

Country Status (10)

Country Link
US (2) US8638496B2 (es)
EP (1) EP2417488B1 (es)
JP (1) JP5695028B2 (es)
KR (1) KR101642169B1 (es)
CN (2) CN106886084B (es)
AU (1) AU2010234888B2 (es)
CA (1) CA2758207C (es)
ES (1) ES2439318T3 (es)
TW (1) TWI476455B (es)
WO (1) WO2010117731A2 (es)

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101505699B1 (ko) 2007-10-08 2015-03-24 블랙아이 옵틱스, 엘엘씨 액체 옵틱스 줌 렌즈 시스템 및 이미징 장치
CN101821658B (zh) 2007-12-04 2014-02-26 黑眼睛光学有限公司 变焦透镜系统和照相机系统
KR101524329B1 (ko) 2007-12-04 2015-05-29 블랙아이 옵틱스, 엘엘씨 하나 또는 복수의 리퀴드 렌즈를 사용한 이미지 안정화 시스템
CN106886084B (zh) 2009-04-10 2019-02-12 黑眼睛光学有限公司 可变焦度光学系统
CN102388325B (zh) 2009-04-10 2015-04-22 黑眼睛光学有限公司 可变焦度光学系统
JP5713786B2 (ja) 2011-04-26 2015-05-07 キヤノン株式会社 ズームレンズおよびそれを有する撮像装置
KR101942976B1 (ko) 2012-09-28 2019-01-28 삼성전자주식회사 광학 줌 프로브
US9715612B2 (en) * 2012-12-26 2017-07-25 Cognex Corporation Constant magnification lens for vision system camera
US9529181B2 (en) * 2013-10-10 2016-12-27 Nittoh Kogaku K.K. Zoom lens system and imaging apparatus
TWI494599B (zh) * 2014-03-12 2015-08-01 Silicon Touch Tech Inc 光學變焦結構
KR20160025721A (ko) 2014-08-28 2016-03-09 정규헌 상,하부 비깃을 한번에 묶어 고정하는 빗자루
US10656098B2 (en) * 2016-02-03 2020-05-19 Kla-Tencor Corporation Wafer defect inspection and review systems
JP6833446B2 (ja) * 2016-10-24 2021-02-24 キヤノン株式会社 コンバータ装置及びそれを有する撮像装置
JP2021521483A (ja) * 2018-04-19 2021-08-26 オプトチューン コンシューマー アーゲー 光学ズーム装置
CN108732728A (zh) * 2018-04-23 2018-11-02 华为技术有限公司 一种透镜系统及镜头
CN109884778B (zh) * 2019-03-15 2021-05-25 苏州思源科安信息技术有限公司 一种宽工作距虹膜成像镜头
CN110661953B (zh) * 2019-10-14 2021-09-07 Oppo广东移动通信有限公司 摄像头模组和终端设备
EP4235248A1 (en) 2022-02-28 2023-08-30 Opto Engineering S.p.A. Zoom lens

Family Cites Families (88)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3161718A (en) * 1961-07-12 1964-12-15 William Kurasch Variable power fluid lens
US3366437A (en) * 1963-03-23 1968-01-30 Sankyo Kigaku Kogyo Kabushiki Zoom lens having two movable negative lens members disposed between two positive lens members
FR2425085A1 (fr) * 1978-05-05 1979-11-30 Quantel Sa Objectif a longueur focale variable
JPS59116712A (ja) 1982-12-24 1984-07-05 Canon Inc 変倍光学系
US4784479A (en) * 1984-05-30 1988-11-15 Canon Kabushiki Kaisha Varifocal optical system
JPS60254014A (ja) 1984-05-30 1985-12-14 Canon Inc 変倍光学系
US4871240A (en) * 1986-12-22 1989-10-03 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens system having a lens unit with a variable refractive power
JPS63208817A (ja) 1987-02-25 1988-08-30 Canon Inc 屈折力可変レンズを有した変倍光学系
JPH01129221A (ja) 1987-11-13 1989-05-22 Canon Inc 屈折力可変レンズを有した変倍光学系
JP3109815B2 (ja) * 1990-05-16 2000-11-20 キヤノン株式会社 像安定撮影レンズ系
JPH06160779A (ja) 1992-11-25 1994-06-07 Canon Inc 可変頂角プリズム装置を有した防振光学系
JPH09138345A (ja) 1994-12-28 1997-05-27 Konica Corp カメラ
FR2769375B1 (fr) * 1997-10-08 2001-01-19 Univ Joseph Fourier Lentille a focale variable
JP3673634B2 (ja) 1997-12-22 2005-07-20 キヤノン株式会社 撮像装置およびズーム制御方法
US6166864A (en) * 1998-03-10 2000-12-26 Canon Kabushiki Kaisha Zoom lens and optical apparatus using the same
US6781622B1 (en) * 1998-06-26 2004-08-24 Ricoh Company, Ltd. Apparatus for correction based upon detecting a camera shaking
US6992700B1 (en) * 1998-09-08 2006-01-31 Ricoh Company, Ltd. Apparatus for correction based upon detecting a camera shaking
JP2000338533A (ja) * 1999-05-28 2000-12-08 Olympus Optical Co Ltd 手ぶれ補正装置
US6449081B1 (en) * 1999-06-16 2002-09-10 Canon Kabushiki Kaisha Optical element and optical device having it
JP4360504B2 (ja) * 1999-07-26 2009-11-11 オリンパス株式会社 ズームレンズ
JP4083355B2 (ja) * 1999-10-08 2008-04-30 オリンパス株式会社 撮像装置
US6373640B1 (en) 2000-01-28 2002-04-16 Concord Camera Corp. Optical systems for digital cameras
US6702483B2 (en) * 2000-02-17 2004-03-09 Canon Kabushiki Kaisha Optical element
JP4521919B2 (ja) 2000-03-03 2010-08-11 キヤノン株式会社 光学装置
US6806988B2 (en) * 2000-03-03 2004-10-19 Canon Kabushiki Kaisha Optical apparatus
US7672059B2 (en) * 2000-10-20 2010-03-02 Holochip Corporation Fluidic lens with electrostatic actuation
US7072086B2 (en) * 2001-10-19 2006-07-04 Batchko Robert G Digital focus lens system
US6965480B2 (en) * 2001-06-19 2005-11-15 Lucent Technologies Inc. Method and apparatus for calibrating a tunable microlens
US6538823B2 (en) * 2001-06-19 2003-03-25 Lucent Technologies Inc. Tunable liquid microlens
JP2003005410A (ja) 2001-06-21 2003-01-08 Canon Inc 電子写真感光体、及び該電子写真感光体を有するプロセスカートリッジ及び電子写真装置
JP2003057410A (ja) * 2001-08-21 2003-02-26 Canon Inc 光学素子および光学機器
JP2003228003A (ja) * 2002-02-04 2003-08-15 Olympus Optical Co Ltd 観察光学系
JP4311905B2 (ja) * 2002-02-05 2009-08-12 オリンパス株式会社 光学系
JP2003233007A (ja) 2002-02-07 2003-08-22 Olympus Optical Co Ltd ズーム光学系及びそれを用いた撮像装置
US7126903B2 (en) * 2002-02-14 2006-10-24 Koninklijke Philips Electronics N. V. Variable focus lens
WO2004010199A2 (en) * 2002-07-22 2004-01-29 Panavision, Inc. Zoom lens system
DE60334023D1 (de) 2002-10-25 2010-10-14 Koninkl Philips Electronics Nv Zoomlinse
US6952313B2 (en) * 2003-03-17 2005-10-04 Nokia Corporation Method and device for image zooming
JP4220543B2 (ja) * 2003-03-17 2009-02-04 ノキア コーポレイション 画像の横方向調整のための方法および装置
JP3924546B2 (ja) 2003-04-04 2007-06-06 三菱電機株式会社 撮像装置
JP2004333640A (ja) 2003-05-01 2004-11-25 Olympus Corp 可変光学素子、光学ユニット及び撮像装置
JP4046163B2 (ja) 2003-05-27 2008-02-13 松下電器産業株式会社 撮像装置
KR20050033308A (ko) * 2003-10-06 2005-04-12 삼성전기주식회사 액체 렌즈를 이용한 휴대용 단말기의 줌 카메라 및 그제어 시스템과 제어방법
CN101825762A (zh) * 2003-10-23 2010-09-08 安德里斯·奥布雷斯基 成像光学系统
US7141290B2 (en) * 2003-12-01 2006-11-28 Xymid, Llc Stitch-bonded fabrics utilizing stretchable substrates
GB0406337D0 (en) * 2004-01-07 2004-04-21 Koninkl Philips Electronics Nv Zoom optical system
EP1709477A1 (en) * 2004-01-30 2006-10-11 Koninklijke Philips Electronics N.V. Variable focus lens package
US7535649B2 (en) 2004-03-09 2009-05-19 Tang Yin S Motionless lens systems and methods
US7317580B2 (en) * 2004-03-12 2008-01-08 Konica Minolta Opto, Inc. Zoom lens
US7408717B2 (en) * 2004-04-24 2008-08-05 Koninklijke Philips Electronics N.V. Liquid-based optical device, method for controlling such a device and electronic device
US7616877B2 (en) * 2004-08-25 2009-11-10 Panavision Imaging, Llc Method and apparatus for controlling a lens, and camera module incorporating same
JP2006064946A (ja) * 2004-08-26 2006-03-09 Fuji Photo Film Co Ltd 光学素子、レンズユニット、および撮像装置
JP2006064947A (ja) 2004-08-26 2006-03-09 Fuji Photo Film Co Ltd 光学素子、レンズユニット、および撮像装置
KR100616616B1 (ko) * 2004-09-01 2006-08-28 삼성전기주식회사 카메라 모듈의 자동 초점조절 광학계
US20060072019A1 (en) 2004-09-29 2006-04-06 Stavely Donald J System and method for detecting image capture device movement with two dual axis linear accelerometers
JP5119567B2 (ja) * 2004-09-30 2013-01-16 カシオ計算機株式会社 カメラ
US7413306B2 (en) * 2004-11-18 2008-08-19 Amo Manufacturing Usa, Llc Sphero cylindrical eye refraction system using fluid focus electrostatically variable lenses
FR2878338B1 (fr) * 2004-11-24 2007-03-02 Varioptic Sa Monture de lentille a focale variable
JP2006178077A (ja) 2004-12-21 2006-07-06 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
US7253966B2 (en) * 2004-12-24 2007-08-07 Pentax Corporation Zoom lens system
JP2006235476A (ja) * 2005-02-28 2006-09-07 Fuji Photo Film Co Ltd 光学素子、光学ユニット、および撮像装置
US7403344B2 (en) 2005-02-28 2008-07-22 Siimpel Corporation Lens Assembly
FR2883987B1 (fr) 2005-03-31 2008-02-01 Varioptic Sa Systeme optique de formation d'image a reglage de puissance
US7227682B2 (en) * 2005-04-08 2007-06-05 Panavision International, L.P. Wide-range, wide-angle compound zoom with simplified zooming structure
US7224535B2 (en) * 2005-07-29 2007-05-29 Panavision International, L.P. Zoom lens system
US7265911B2 (en) * 2005-08-22 2007-09-04 Eastman Kodak Company Zoom lens system having variable power element
JP2007094170A (ja) 2005-09-29 2007-04-12 Nikon Corp 正立変倍アフォーカル光学系
JP2007121611A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
JP2007121821A (ja) 2005-10-31 2007-05-17 Sony Corp 光学素子
KR100711254B1 (ko) * 2005-11-01 2007-04-25 삼성전기주식회사 액체 줌 렌즈
JP4884783B2 (ja) 2006-01-19 2012-02-29 富士フイルム株式会社 結像変倍光学系およびこれを用いた撮像装置
WO2007100081A1 (ja) 2006-03-03 2007-09-07 Nikon Corporation 露光方法及び装置、並びにデバイス製造方法
KR100759510B1 (ko) * 2006-03-08 2007-09-18 삼성전기주식회사 액체 렌즈
KR100771795B1 (ko) 2006-04-20 2007-10-30 삼성전기주식회사 액체렌즈를 구비하는 줌 광학계
EP1870740A1 (en) * 2006-06-20 2007-12-26 Varioptic Multiple liquid lens driver
CN101490583A (zh) 2006-07-13 2009-07-22 皇家飞利浦电子股份有限公司 变焦光学系统、以及具有该变焦光学系统的相机和装置
US7724347B2 (en) * 2006-09-05 2010-05-25 Tunable Optix Corporation Tunable liquid crystal lens module
US8027096B2 (en) * 2006-12-15 2011-09-27 Hand Held Products, Inc. Focus module and components with actuator polymer control
JP2008170874A (ja) 2007-01-15 2008-07-24 Sony Corp ズームレンズ及び撮像装置
KR101505699B1 (ko) 2007-10-08 2015-03-24 블랙아이 옵틱스, 엘엘씨 액체 옵틱스 줌 렌즈 시스템 및 이미징 장치
KR101524329B1 (ko) 2007-12-04 2015-05-29 블랙아이 옵틱스, 엘엘씨 하나 또는 복수의 리퀴드 렌즈를 사용한 이미지 안정화 시스템
CN101821658B (zh) 2007-12-04 2014-02-26 黑眼睛光学有限公司 变焦透镜系统和照相机系统
EP2071367A1 (en) 2007-12-13 2009-06-17 Varioptic Image stabilization circuitry for liquid lens
CN106886084B (zh) 2009-04-10 2019-02-12 黑眼睛光学有限公司 可变焦度光学系统
CN102388325B (zh) 2009-04-10 2015-04-22 黑眼睛光学有限公司 可变焦度光学系统
TWI420140B (zh) * 2009-09-09 2013-12-21 Ind Tech Res Inst 變焦鏡頭模組
CN102053344B (zh) * 2009-10-28 2014-03-12 财团法人工业技术研究院 变焦镜头模块
JP5590901B2 (ja) * 2010-02-03 2014-09-17 キヤノン株式会社 屈折力可変素子

Also Published As

Publication number Publication date
US8638496B2 (en) 2014-01-28
TWI476455B (zh) 2015-03-11
JP2012523585A (ja) 2012-10-04
EP2417488B1 (en) 2013-11-06
WO2010117731A2 (en) 2010-10-14
EP2417488A4 (en) 2012-09-19
KR20120004457A (ko) 2012-01-12
CA2758207A1 (en) 2010-10-14
CA2758207C (en) 2018-05-22
US20100259817A1 (en) 2010-10-14
AU2010234888A2 (en) 2011-11-24
AU2010234888A1 (en) 2011-10-20
TW201106019A (en) 2011-02-16
US9285511B2 (en) 2016-03-15
EP2417488A2 (en) 2012-02-15
CN106886084B (zh) 2019-02-12
US20140285883A1 (en) 2014-09-25
CN106886084A (zh) 2017-06-23
WO2010117731A3 (en) 2011-01-13
KR101642169B1 (ko) 2016-07-22
AU2010234888B2 (en) 2014-06-26
JP5695028B2 (ja) 2015-04-01
CN102388332A (zh) 2012-03-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2439318T3 (es) Sistema óptico de zoom que comprende lentes líquidas
ES2525260T3 (es) Sistema óptico de potencia variable
ES2528124T3 (es) Lente de zoom de tipo telefoto que tiene una lente líquida en un grupo fijo
JP5635404B2 (ja) 液体光学ズームレンズ及び撮像装置
JP2011509416A (ja) 液体光学による像の安定化
RU2569429C1 (ru) Инфракрасный объектив с плавно изменяющимся фокусным расстоянием