JP2019070814A - 調整可能なレンズ装置 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (29)
- ‐ 透明で弾性膨張可能な膜(10)と、
‐ 前記膜(10)と向き合う光学素子(20)と、
‐ 壁部材(300)であって、前記光学素子(20)及び前記膜(10)が該壁部材(300)に結合されて体積(V)が形成される、壁部材(300)と、
‐ 前記体積(V)内に存在する流体(F)と、
‐ 前記膜(10)に取付けられたレンズ成形部材(11)と、
を備えるレンズ装置であって、
前記レンズ装置(1)は、前記光学素子(20)を前記レンズ成形部材(11)に対して軸方向(A)に移動させて前記体積(V)の中に存在する前記流体(F)の圧力及びそれにより前記膜(10)の曲率を調節するように設計されたアクチュエータ手段(40)を備え、前記軸方向(A)は、前記レンズ成形部材(11)がそれに沿って広がる平面に垂直に向き、及び、前記アクチュエータ手段(40)は、前記光学素子(20)を前記平面に対して傾斜させるように、具体的には前記体積(V)を、該体積(V)を透過する光を屈折させるためのプリズムに成形するように設計される、
ことを特徴とするレンズ装置。 - 前記アクチュエータ手段(40)は、前記光学素子(20)を軸方向に移動させると同時に傾斜させるように設計されることを特徴とする、請求項1記載のレンズ装置。
- 前記アクチュエータ手段(40)は、前記壁部材(300)に作用して前記光学素子(20)を軸方向に移動させ、及び該光学素子(20)を傾斜させるように設計されることを特徴とする、請求項1又は請求項2に記載のレンズ装置。
- 前記壁部材(300)は、プレート(300)の第1側面(300a)から該プレート(300)の第2側面(300b)まで延びる連続的窪み(301)を有するプレートによって形成され、該第2側面(300b)は該第1側面(300a)から離れる方向を向き、具体的には前記光学素子(20)が該第1側面(300a)に結合され、及び、具体的には前記膜(10)が該第2側面(300b)に結合されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ成形部材(11)は、前記壁部材(300)、具体的には、該壁部材(300)の前記第2側面(300b)に、具体的にはベローズ(30)の形態の変形可能壁(30)を介して結合されるか、又は前記レンズ成形部材(11)は、前記光学素子(20)に、具体的にはベローズ(30)の形態の変形可能壁(30)を介して結合されることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ成形部材(11)は支持体(50)に結合され、具体的には該支持体(50)は前記壁部材(300)の前記第2側面(300b)と向き合うことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記アクチュエータ手段(40)は、複数の導電コイル(41)、具体的には、2つ、3つ又は4つのコイル(41)を備え、これらコイルは、前記壁部材(300)の上に、具体的には前記窪み(301)に沿って配置され、具体的には各々のコイル(41)がその2つの隣接するコイル(41)から該窪み(301)に沿って等間隔に配置されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記アクチュエータ手段(40)は磁石手段を備え、具体的には該磁石手段は前記支持体(50)に結合され、及び、具体的には該磁石手段は複数の磁石(42)を備え、具体的には各々の磁石(42)が前記コイル(41)のうちの1つに関連付けられ、及び、前記磁石手段、具体的には前記磁石(42)は前記コイル(41)と相互作用するように設計され、その結果、電流がコイル(41)に印加されると、それぞれの該コイル(41)が、それぞれの該電流の向きに応じて、前記レンズ成形部材(11)に向かって移動するか又は該レンズ成形部材(11)から離れる方向に移動することを特徴とする、請求項1〜7のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、前記光学素子(20)の空間位置を検出するための位置センサ手段(60)を備えることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記光学素子(20)は透明であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記アクチュエータ手段(40)は少なくとも1つの磁石(300、303)を備え、具体的には、該少なくとも1つの磁石(300、303)は第1側面及び第2側面(300a、300b;303a、303b)を備え、該第2側面(300b、303b)は該第1側面(300a、303a)から離れる方向を向き、及び、具体的には該少なくとも1つの磁石(300、303)は環状又は輪状の形状を備え、その結果、該少なくとも1つの磁石(300、303)は、該磁石(300)の該第1側面(300a)から該磁石(300)の該第2側面(300b)まで延びる連続的窪み(301)を備えることを特徴とする、請求項1〜3、請求項9、請求項10のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記少なくとも1つの磁石(300)は、前記平面に垂直に、前記軸方向(A)に磁化されることを特徴とする、請求項11記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、前記少なくとも1つの磁石(300、303)に沿って延びる磁束帰還構造体(305)を備えることを特徴とする、請求項11又は請求項12に記載のレンズ装置。
- 前記帰還構造体(305)は環状又は輪状の形状を備えることを特徴とする、請求項13記載のレンズ装置。
- 前記アクチュエータ手段(40)は、前記平面又は前記光学素子(20)に対して垂直に伸びるコイル軸の周りに巻かれた導線を備えて前記少なくとも1つの磁石(300、303)に関連付けられた少なくとも1つのコイル(400、403)を備え、前記コイル(400)は前記少なくとも1つの磁石に沿って延び、該少なくとも1つの磁石と向き合い、その結果、電流が該少なくとも1つのコイル(400、403)に印加されると、該少なくとも1つの磁石(300、303)と該少なくとも1つのコイル(400、403)とが、該少なくとも1つのコイル(400、403)中の該電流の向きに応じて、互いに引き合うか又は互いに反発するようにさせるローレンツ力が生成されることを特徴とする、請求項11〜14のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記少なくとも1つのコイル(400)は、該コイル(400)の内側の第2部分(402)を囲む外側の第1部分(401)を備え、前記導線は、前記平面又は前記光学素子(20)に対して垂直に伸びる前記コイル軸の周りに、該コイル(400)の各部分(401、402)が前記少なくとも1つの磁石(300)に沿って延び、該少なくとも1つの磁石(300)と向き合うように巻かれ、前記第1部分(401)において、該導線は、該少なくとも1つのコイル(400)の該第2部分(402)内の該導線の巻方向と反対の巻方向を有し、その結果、電流が該少なくとも1つのコイル(400)に印加されると、該電流は該少なくとも1つのコイル(400)の該第1部分(401)内で一方向に流れ、該第2部分(402)内では反対方向に流れ、該少なくとも1つの磁石(300)と該少なくとも1つのコイル(400)とが、該コイル(400)の前記部分(401、402)内の該電流の向きに応じて、互いに引き合うか又は互いに反発するようにさせるローレンツ力が生成されることを特徴とする、請求項15記載のレンズ装置。
- 前記壁部材(300)又は該壁部材(300)の一部分は、前記少なくとも1つの磁石(300、303)によって形成され、具体的には前記光学素子(20)が該少なくとも1つの磁石(300、303)の前記第1側面(300a)に結合され、及び、具体的には前記膜(10)が該少なくとも1つの磁石(300、303(300a))の前記第2側面(300b)に結合され、及び、具体的には前記帰還構造体(305)が該少なくとも1つの磁石(300、303)の該第1側面(300a)に結合され、及び、具体的には該光学素子(20)が、前記帰還構造体(305)を介して該少なくとも1つの磁石(300)の該第1側面(300a)に結合されることを特徴とする、請求項11〜16のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記少なくとも1つのコイル(400、403)は、具体的には環状又は輪状の形状を有するコイルフレーム(406)によって保持され、該コイルフレーム(406)は具体的には前記少なくとも1つの磁石(300、303)と向き合い、及び、前記レンズ成形部材(11)は該コイルフレーム(406)に、具体的には一体的に結合されることを特徴とする、請求項11〜17のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記壁部材は、前記少なくとも1つのコイル(400、403)を保持するように設計されることを特徴とする、請求項11〜16のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記少なくとも1つの磁石(300、303)は前記レンズ成形部材(11)に、具体的には一体的に結合されることを特徴とする、請求項11〜16又は請求項19のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)はフィードバックセンサ(408)、具体的には、前記少なくとも1つの磁石(300、303)に対する前記少なくとも1つのコイル(400、403)の変位を計測するように設計された、又は該少なくとも1つのコイル(400、403)に対する該少なくとも1つの磁石(300、303)の変位を計測するように設計されたホールセンサを備えることを特徴とする、請求項1〜20のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、該レンズ装置の温度を計測するように設計された温度センサを備えることを特徴とする、請求項1〜21のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 磁界誘導プレート(407)が、前記少なくとも1つの磁石(300、303)と該磁界誘導プレート(407)の間の引力が強まるように配置され、該引力は、前記膜(10)がより大きくたわむときに該少なくとも1つの磁石(300、303)が該磁界誘導プレート(407)に向かって移動すると大きくなることを特徴とする、請求項1〜22のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記光学素子(20)は、反射表面を有するミラーとして形成されることを特徴とする、請求項1〜23のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、該レンズ装置(1)の相殺されるべき移動を検知するための移動センサ手段を備えることを特徴とする、請求項1〜24のいずれか1項に記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、前記移動センサ手段に結合された制御ユニットを備え、該制御ユニットは、該移動センサ手段によって検知された相殺されるべき移動に応じて、前記アクチュエータ手段(40)を制御するように設計され、その結果、前記光学素子(20)が、該アクチュエータ手段(40)により前記平面に対して傾斜されて、該レンズ装置(1)を透過する入射光ビーム(A’)の方向を、該検知された移動を相殺するように変えることを特徴とする、請求項25記載のレンズ装置。
- 前記レンズ装置(1)は、前記膜(10)の前記体積(V)から離れる方向を向く側にさらに別の体積(V’)を備え、該さらに別の体積(V’)はさらに別の流体(F’)で充填されることを特徴とする、請求項1〜26に記載のレンズ装置。
- 具体的には請求項1〜27のいずれか1項に記載のレンズ装置を用いて、レンズ装置(1)を調節する方法であって、該レンズ装置(1)は、透明で弾性膨張可能な膜(10)と、該膜(10)と向き合う光学素子(20)と、壁部材(300)であって、該光学素子(20)及び該膜(10)が該壁部材(300)に結合されて体積(V)が形成される、壁部材(300)と、該体積(V)内に存在する流体(F)と、該膜(10)に結合されたレンズ成形部材(11)とを備え、該光学素子(20)は該レンズ成形部材(11)がそれに沿って延びる平面に対して傾斜されて、該体積(V)を、該体積(V)を透過する光を屈折させるためのプリズムに成形し、及び、具体的には、該光学素子(20)が該レンズ成形部材(11)に対して軸方向(A)に動かされ、その結果、該体積(V)の中に存在する該流体(F)の圧力及びそれにより前記膜(10)の曲率が調節され、前記軸方向(A)は前記平面に垂直に向く、方法。
- 具体的には請求項1〜23、請求項25、請求項26、請求項27のいずれか1項に記載のレンズ装置を用いる手ぶれ補正の方法であって、該レンズ装置(1)は、透明で弾性膨張可能な膜(10)と、該膜(10)と向き合う光学素子(20)と、壁部材(300)であって、該光学素子(20)及び該膜(10)が該壁部材(300)に結合されて体積(V)が形成される、壁部材(300)と、該体積(V)内に存在する流体(F)と、該膜(10)に結合されたレンズ成形部材(11)とを備え、該レンズ装置(1)の相殺されるべき移動が検知され、及び、アクチュエータ手段(40)が、前記検知された相殺されるべき移動に応じて制御され、その結果、該光学素子(20)が、該レンズ成形部材(11)がそれに沿って延びる平面に対して、該アクチュエータ手段(40)によって傾斜されて、該レンズ装置(1)を透過する入射光ビーム(A’)の方向を、該検知された移動を相殺するように変える、方法。
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