JP2024522401A - 収差を低減した制御可能な光偏向デバイス - Google Patents

Abstract

本発明は、プリズムと、面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、プリズムの当該面の１つの反対に配置される反射部材と、他の面を通して透過する偏向した光線を屈折させて屈折した出射光線にするために、プリズムの当該他の面の反対に配置される屈折部材と、プリズムの面と反射部材及び屈折部材との間に配置される第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体と、反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムであって、第２のアクチュエータシステムが、屈折部材を傾けて、当該第１の出射平面における屈折した出射光線の同じ第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムとを備える、可変光偏向デバイスに関する。【選択図】図２

Description

本発明は、プリズム状の偏向デバイス等の光偏向デバイス、収差及び歪曲を低減することを目的とした設計、そのような光偏向デバイス等を組み込んだカメラシステム、特にカメラシステムに関し、制御可能な偏向特性は、光学画像安定化を達成するために用いられる。

光学画像安定化を用いて、改善した画像の鮮明さを得るためにカメラの意図しない動きを補正する。既知の方法は、撮像システムのレンズの制御された動き又は画像センサの制御された動きを含む。

そのような既知の解決法は従来のカメラに適している場合があるが、本発明者らは、改善された解決法がスマートフォンのカメラ等の小型カメラに役立つことを見つけた。

画像の質が非常に重要であり、したがって、光学画像安定化の解決法は、依然として画像収差の許容可能なレベルをもたらすことが可能であるべきである。

本発明者らは、そのような問題及び他の問題を解決しようと本発明を考案する。

本発明の目的は、小型カメラに適した光学画像安定化のための解決策を提供することである。特に、少ない画像歪曲及び少ない色収差を含む、改善された画像収差特徴に関して改善された撮像の質とともに解決策を提供することが目的である。さらに、大幅な画像安定化修正に関する、低減された画像歪曲及び低減された色収差を達成することが目的である。

本発明の第１の態様において、
少なくとも第１の面、第２の面及び第３の面を有するプリズムであって、第１の面が入射光線を屈折させて屈折した入射光線にするためのものである、プリズムと、
第２の面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、第２の面の反対に配置される反射部材と、
第３の面を通して透過する偏向した光線を屈折させて屈折した出射光線にするために、第３の面の反対に配置される屈折部材と、
第２の面及び第３の面とそれぞれの反射部材及び屈折部材との間に配置される、第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体と、
第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムであって、第１のアクチュエータシステムが、反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置され、第２のアクチュエータシステムが、屈折部材を傾けて、当該第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムと、
を備える可変光偏向デバイスが提供される。

有利には、傾いた反射部材及び屈折部材並びに反射部材と屈折部材とを有するプリズムを接続する非流体は、光学画像安定化システムにおいて用いられ得るのに適している可変光偏向デバイスの改善された収差特徴をもたらす。

特に、大幅な画像安定化修正が必要な場合、大幅な傾斜角、例えば、最大１０度までの傾斜角等の１度より大きい傾斜角を必要とする。そのような大幅な傾斜角は、通常の単一傾斜構成において、通常、大幅な画像歪曲及び色収差をもたらすが、出射平面における同じ伝播偏角を独立して調整するように配置された２つの独立傾斜配置手段を有する本構成において、画像歪曲及び色収差を最小限に抑えることが可能である。

第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムは、互いに独立にして反射部材及び屈折部材の傾斜を変えるように配置される。すなわち、反射部材の傾斜角ａ１及び屈折部材の傾斜角ａ２、出射平面において定義された両方は独立して調整され得る。

国際公開第２０２０／０７４７１１号は、小型カメラモジュールとともに使用する光学アセンブリを開示する。光学アセンブリは、光学素子を通した光を偏向させるように配置される光学反射表面と、透明な弾性非流体と、１つ以上のアクチュエータを備えるアクチュエータシステムと、１つ以上のアクチュエータによる屈曲及び／又は変位を受けるように配置されるアクチュエータ構成要素とを備える。アクチュエータ構成要素の配向は、調整可能な屈折力又はビーム偏向をもたらすためにアクチュエータの作動によって変えられ得る。

国際公開第２０２０／０７４７１１号はビーム偏向器も開示するが、国際公開第２０２０／０７４７１１号は、両方とも偏向部材及び屈折部材等の２つの偏向手段の傾斜を制御するように配置される、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムを開示しない。

しかしながら、２つの独立傾斜システムを制御する複雑性が増したにも関わらず、２つの制御可能な傾斜システムにより、画像歪曲及び色収差等の画像収差を低減できる。

一実施形態によると、反射部材は、第２の面に対する第１の鋭角ａ１を有して配置され、屈折部材は、第３の面に対する第２の鋭角ａ２を有して配置され、可変光偏向デバイスは、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式に従って、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムによってもたらされる傾斜を制御するように配置される、制御システムを更に備える。

有利には、反射部材及び屈折部材は、所定の数式に従って、例えばａ１及びａ２の方程式等に従って、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２を調整するように制御することができ、その結果、画像歪曲及び／又は色収差が低減され、また、ジッタ角に依存する方程式に従って第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の変数を制御することによって光学画像安定化を達成する。

一実施形態によると、所定の数式はジッタ角に依存し、ジッタ角は第１の面における軸主光線の入射角であり、軸主光線は、物点と、第３の面の下流に位置する撮像システムの入射瞳の中心とを接続する入射光線であり、物点は、ゼロジッタの状況で、物空間における光軸に位置する。

代替的だが同等に、ジッタ角は、撮像システム、すなわちプリズムの下流に配置される撮像システムの軸主光線に基づいて定義され得る。軸主光線は、軸上の物点と撮像システムの入射瞳の中心とを接続する基準光線である。ジッタが導入されると、可変光偏向デバイスを含む電子デバイスの回転若しくは並進、又は物体の並進のいずれかに起因して、軸上の物体は、ジッタによる光軸の変化に関する軸主光線の軸及び角度からずれる。軸上の物体が位置する軸は、プリズムによって折り曲げられる物空間における撮像システムの光軸である。したがって、この基準の軸主光線に基づいて、ジッタ角は、軸主光線と、第１の面又はプリズムの入射面に対する垂直ベクトルとの間の角度として定義され得る。

概して、ジッタ角βｉは、基準の入射角に対する入射光線の入射角の偏差を記述する。

ジッタ角回転等のジッタ角は、例えば、加速度計又はジャイロによって、かつ、加速度測定値に応じて、可変光偏向デバイスを収容する電子デバイスの回転を決定することによって測定され得る。電子デバイスの回転は、基準の入射角に対する入射光線の入射角の偏差又は変化と同等である。ジッタ角の並進は、例えば、移動物体に起因して、電子デバイスに備えられるプロセッサ及びプロセッサによって実行されるように配置されるアルゴリズムの使用によって決定することができ、アルゴリズムは、画像センサからのデジタル画像において、例えば、特徴を追跡することによって、すなわち、ピクセル追跡によってジッタ並進を決定するように配置される。決定されたジッタ並進は、反射部材及び屈折部材の傾斜角を制御するために対応するジッタ角に転換され得る。

一実施形態によると、所定の数式は、それぞれのプリズム並びに第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体の２つ以上のアッベ数Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３及び／又は２つ以上の屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３に更に依存する。

すなわち、形状可変体及びプリズムの両方の屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３が異なる一般的な場合、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式は、以下の式に基づいて決定され得る。

第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２は厳密にこの式と等しい必要はないが、この式からずれてもよく、上記の式に基づいて、例えば、他の条件が合致する必要がある場合に最適化アルゴリズムに基づいて決定され得ることを理解されたい。

第２の形状可変体及びプリズムの屈折率ｎ１及びｎ３のみが異なる構成において、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式は、以下の式に基づいて決定され得る。

ここで、「基づく」は、厳密な方程式からの偏差が、理想的な数式から最大＋／－３０パーセントの偏差等の範囲内で許容可能であることを意味する。

有利には、異なる屈折率及びアッベ数を有するプリズム及び形状可変体の１つ又は両方を構成することによって、色収差を更に低減することができる。

一実施形態によると、所定の数式は、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の比率が、第１の鋭角及び第２の鋭角の異なる値について一定又はほぼ一定であることを規定する。

有利には、形状可変体及びプリズムの屈折率が等しい又はほぼ等しい可変光偏向デバイスについて、画像歪曲及び色収差は、２対１の割合で低減することができ、画像安定化は、傾斜角の比率の制約を受ける傾斜角ａ１、ａ２を調整することによって、同時に達成することができる。

一実施形態によると、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定である比率は、それぞれのプリズム並びに第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体の２つ以上のアッベ数及び／又は２つ以上の屈折率に依存する。

したがって、第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体並びにプリズムの２つ又は全ては、異なる屈折率及び／又は異なるアッベ数を有する。

すなわち、形状可変体及びプリズムの両方の屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３が異なる一般的な場合、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定の比率は以下によって与えられる。

プリズム及び第２の形状可変体の屈折率ｎ１及びｎ３のみが異なる構成において、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定の比率は、以下によって与えられる。

再度、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の比率は、上記の方程式のみに基づく必要はなく、したがって、理想の数式から最大＋／－３０パーセントの偏差等、厳密な方程式からずれてもよい。

有利には、形状可変体及びプリズムの屈折率が等しいわけではない可変光偏向デバイスについて、画像歪曲及び色収差は、所定の数式によって規定された比率が合致する際に低減することもでき、画像安定化は、傾斜角ａ１、ａ２の所定の方程式に従って傾斜角ａ１、ａ２を調整することによって、同時に達成することができる。

プリズムは、三角形のプリズム、又は接続された三角形のプリズムを含むプリズム、又は接続された三角形のプリズムの形を有するプリズム、例えば２つの接続された三角形のプリズムであってもよい。

屈折部材は、反射部材の下流に位置し、すなわちその結果、入射光が、屈折部材を介して屈折して出る前に、反射部材によって反射される。

反射部材は、第２の面に対する第１の鋭角ａ１を有して配置され、屈折部材は、第３の面に対する第２の鋭角ａ２を有して配置され、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムによってもたらされる傾斜は制御可能であり、その結果、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の比率が異なる傾斜値について一定又はほぼ一定である。

アクチュエータシステムは、傾斜値を制御し、すなわち、ジッタを補正するために傾斜値を変えるが、比率ａ２／ａ１が一定又はほぼ一定である制約を受け、定数は、プリズム及び形状可変体の屈折率及びアッベ数に依存し得る。

可変光偏向デバイスは、第１の鋭角及び第２の鋭角を制御するように配置される制御システムを更に備える。

一実施形態において、第１の透明な形状可変体及びプリズムは、それぞれ、異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１を有し、第１の透明な形状可変体及びプリズムの異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１は、それぞれ、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）に基づく。

一例において、第２の透明な形状可変体及びプリズムは、異なる屈折率ｎ３、ｎ１及び異なるアッベ数Ｖ３、Ｖ１を有する。この例において、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定の比率は、ａ２／ａ１＝２（ｎ１－１）／（ｎ３－１）＊Ｖ３／Ｖ１によって与えられる。

条件ａ２／ａ１＝２（ｎ１－１）／（ｎ３－１）＊Ｖ３／Ｖ１が満たされると、又は部分的に満たされると、第２の透明な形状可変体及びプリズムが異なる屈折率ｎ３、ｎ１を有する場合、色収差が低くなる。方程式ａ１＝βｉ／２［（ｎ１－１） Ｖ３／Ｖ１－ｎ１］及びａ２＝βｉ（ｎ１－１）／（ｎ３－１）［（ｎ１－１）－Ｖ１／Ｖ３ ｎ１］に従って、入射角βｉに応じた傾斜角ａ１、ａ２を更に制御することによって、制御した傾斜角に起因した出射ビームの方向の結果として生じる変化がジッタ角を補正する。

本発明の第２の態様は、可変光偏向デバイスであって、
少なくとも第１の面、第２の面及び第３の面を有するプリズムであって、第１の面が入射光線を屈折させて屈折した入射光線にするためのものである、プリズムと、
第２の面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、第２の面の反対に配置される反射部材と、
第２の面と反射部材との間に配置される第１の透明な形状可変体と、
反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステムと、
を備え、第１の透明な形状可変体及びプリズムが、それぞれ、異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１を有し、第１の透明な形状可変体及びプリズムの異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１が、それぞれ、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）に基づく、可変光偏向デバイスに関する。

プリズム及び第１の透明な形状可変体の異なる屈折率及びアッベ数により、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）が満たされると、又は屈折率及びアッベ数が差Δ＝Ｖ２－２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）を最小限に抑えることに基づいて選択されると、色収差が低くなる。

第２の態様と同様に、可変光偏向デバイスは、
少なくとも第１の面、第２の面及び第３の面を有するプリズムを設けることであって、第１の面が入射光線を屈折させて屈折した入射光線にするためのものであることと、
第２の面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、第２の面の反対に配置される反射部材を設けることと、
第２の面と反射部材との間に配置される第１の透明な形状可変体を設けることと、
反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステムを設けることと、
によって得られ、プリズム及び第１の透明な形状可変体を設けることが、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）に基づいてプリズムの屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１を決定することを含み、その結果、プリズム及び第１の透明な形状可変体が、それぞれ、異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１を有する。

さらに、第２の態様と同様に、可変光偏向デバイスを製造する方法が提供され、方法は、
少なくとも第１の面、第２の面及び第３の面を有するプリズムを設けることであって、第１の面が入射光線を屈折させて屈折した入射光線にするためのものであることと、
第２の面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、第２の面の反対に配置される反射部材を設けることと、
第２の面と反射部材との間に配置される第１の透明な形状可変体を設けることと、
反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステムを設けることと、
を含み、プリズム及び第１の透明な形状可変体を設けることが、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）に基づいてプリズムの屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１を決定することを含み、その結果、プリズム及び第１の透明な形状可変体（２４１）が、それぞれ、異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１を有する。

一実施形態によると、可変光偏向デバイスは、第１の出射平面に垂直又はほぼ垂直な第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角を変えるように配置される、偏向手段を備える。

それによって、システムは、２つの寸法におけるジッタを補正することができる。

一実施形態によると、偏向手段は、反射部材又は屈折部材を更に傾けて、第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム又は第２のアクチュエータシステムを備える。

それに応じて、第２のアクチュエータシステムは、２つの垂直又はほぼ垂直の軸の周りの屈折部材の傾斜をもたらすように配置される。

一実施形態によると、偏向手段は、第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角を変えるために、偏向した光線を偏向させて更に偏向した光線にするように配置される更なる反射部材を備える。

有利には、第１の反射部材と独立して制御される追加の反射部材は、第１の反射部材によってもたらされる偏向方向に対して異なる方向に、例えば垂直に、光線の偏向をもたらす。

更なる屈折部材は、反射部材の下流及び屈折部材の上流に位置してもよい。第１の出射平面及び／又は第２の出射平面は、第３の面に垂直又はほぼ垂直に配置されてもよい。

一実施形態によると、プリズムは、
第４の面であって、更なる反射部材が、偏向した光線を偏向させて更に偏向した光線にするために、第４の面の反対に配置され、屈折部材が更に偏向した光線を屈折させるために配置されるように配置される、第４の面と、
第４の面と更なる反射部材との間に配置される第３の透明な形状可変体と、
更なる反射部材を傾けて、第１の出射平面に垂直な第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角を変えるように配置される、第３のアクチュエータシステムと、
を備える。

更なる反射部材は、第４の面に対する第３の鋭角を有して配置される。第３のアクチュエータシステムは、第３の鋭角を変えて、屈折した出射光線の第２の伝播偏角の変化を達成するように配置される。

一実施形態によると、可変光偏向デバイスは、反射部材、更なる反射部材及び屈折部材のいずれかの傾斜を測定するように配置される、少なくとも１つの傾斜センサを更に備える。

一実施形態によると、第１の透明な形状可変体及び／又は第２の透明な形状可変体は、第１の透明で変形可能な非流体及び第２の透明で変形可能な非流体であり、プリズムの第２の面及び第３の面の少なくとも１つが非流体材料で形成されるように、プリズムは、第１の透明で変形可能な非流体及び第２の透明で変形可能な非流体と同じ変形可能な非流体材料を含む。

有利には、同じ変形可能な非流体材料からプリズム並びに第１の形状可変体及び／又は第２の形状可変体を形成することによって、異なる構成要素は同じ屈折率を有する。

本発明の第５の態様は、第１の態様、第２の態様及び第３の態様のいずれかによる光学可変光偏向デバイス及び画像センサを備えるカメラモジュールに関する。

第５の態様によるカメラモジュールは、光学画像安定化及び／又は画像合焦を実行するために１つ以上のアクチュエータシステムを制御するプロセッサを備えてもよい。

本発明の第６の態様は、第５の態様によるカメラモジュールを備える電子デバイスに関する。電子デバイスは、スマートフォン等の電話、スマートウォッチ等の時計、タブレット、ラップトップ、カメラ又は他のデバイスのいずれかであってもよい。

本発明の第７の態様は、画像を得るための第６の態様による電子デバイスの使用に関する。

要約すれば、本発明は、プリズムと、面を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線を偏向した光線として偏向するために、プリズムの当該面の１つの反対に配置される反射部材と、他の面を通して透過する偏向した光線を屈折させて屈折した出射光線にするために、プリズムの当該他の面の反対に配置される屈折部材と、プリズムの面と反射部材及び屈折部材との間に配置される、第１の透明な形状可変体及び第２の透明な形状可変体と、反射部材を傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムとを備え、第２のアクチュエータシステムが、屈折部材を傾けて、当該第１の出射平面における屈折した出射光線の同じ第１の伝播偏角を変えるように配置される、可変光偏向デバイスに関する。

概して、本発明の様々な態様及び実施形態は、本発明の範囲内で可能ないずれかの方法で組み合わせてもよいし、結びつけてもよい。本発明のこれらの態様、特徴及び／又は利点及び他の態様、特徴及び／又は利点は、以降に記述される実施形態から明らかであり、それらを参照して説明される。

本発明の実施形態は、単に例として、図面を参照して記述される。

可変光偏向デバイスを示す図である。 カメラモジュールを備える電子デバイスの断面図である。 低減された歪曲及び色収差並びに光学画像安定化の改善された精度をもたらす可変光偏向デバイスの一実施形態を示す図である。 可変光偏向デバイスの異なる構成を示す図である。 可変光偏向デバイスの異なる構成を示す図である。 可変光偏向デバイスの異なる構成を示す図である。 プリズムが、直角のプリズム等の第１の接続された三角形のプリズム及び第２の接続された三角形のプリズムを含む、可変光偏向デバイスの一実施形態を示す図である。 図５の実施形態の詳細を示す図である。 低減された色収差をもたらす可変光偏向デバイスの一実施形態を示す図である。 異なる構成要素の異なる屈折率である可変光偏向デバイスの代替的な一実施形態を示す図である。 可変光偏向デバイスの異なる構成の性能値を有する表である。 可変光偏向デバイスの異なる構成の性能値を有する表である。 可変光偏向デバイスの異なる構成の性能値を有する表である。 可変光偏向デバイスの異なる構成の性能値を有する表である。 可変光偏向デバイスに備えられ得る傾斜センサを示す図である。 可変光偏向デバイスに備えられ得る傾斜センサを示す図である。 ジッタ角を定義する図である。

図１Ａは、鏡等の反射部材１２０の傾斜を制御することによって入射光線１１１を偏向するように配置される、可変光偏向デバイス１９０を示す。光線１１１は、プリズム１００の第１の面１０１を通して屈折し、第２の面１０２を通して屈折し、第２の面１０２に戻るように反射し、その後第３の面１０３を介してプリズム１００から屈折して出る。制御可能な鏡の傾斜を用いて、第１の出射平面（ｘｙ平面）、或いは第２の垂直な出射平面（ｘｚ平面）における屈折した出射光線の伝播角は、反射部材１２０の傾斜を制御することによって意図しないカメラジッタを補正するために制御することができ、それによってカメラの光学画像安定化が達成される。出射平面は、入射光線１１１の入射の平面に対して定義されてもよく、例えば、第１の出射平面は、入射の平面によって、又はそれに対して定義されてもよい。代替的には、出射平面は、基準座標系における第３の面又は平面に垂直な平面として定義されてもよい。概して、出射平面は静止平面である。

カメラジッタだけでなく、物体の動き又はジッタも補正することができる。したがって、可変光偏向デバイスは、物体の動きを補正するように制御することができ、すなわち、撮像された物体が画像センサ上で静止するように、可変光偏向デバイスを制御することができる。

光偏向デバイス１９０及び光学画像安定化の使用の一例は、参照により本明細書の一部をなす国際公開第２０２０／０７４７１１号に記述される。

図１Ｂは、カメラモジュール２１０を備える電子デバイス１５０の断面図を示す。電子デバイス１５０は、スマートフォン等の電話、スマートウォッチ等の時計、タブレット、ラップトップ、カメラ又は他の電子デバイスであってもよい。

電子デバイス１５０は、開口部１５１を介して光を受けるように配置され得る、光偏向デバイス１９０を備える。開口部１５１は、透明なプレート等の窓を備えてもよい。光偏向デバイス１９０は、例えば、９０度の偏向によって、受けた光の入射光線を、伝播方向、例えば偏向した光が電子デバイスの長尺方向にそって伝播することができる伝播方向に折り曲げる。電子デバイス１５０の長尺長さは、デバイスの厚さＴよりも大幅に長くてもよく、厚さは、開口部２２０の平面に垂直又はほぼ垂直な方向に延在する。

開口部１５１は、光を光学可変光偏向デバイスに透過するように配置される透明なカバー部材に備えられ得る。

偏向デバイス１９０は、カメラモジュール２１０の一部を形成してもよく、これは、偏向した光を受けるように配置される画像センサ１５２及び任意でレンズ１５３又は偏向した光の通路に配置される他の光学構成要素を更に備え得る。カメラモジュール２１０は、例えば国際公開第２０２０／０７４７１１号に記述される制御可能な屈折力を有する可変レンズを更に備え得る。

カメラモジュール２１０又は電子デバイス１５０は、反射部材１２０又は以下に記述される屈折部材を傾けるように配置される、アクチュエータシステムを制御するプロセッサを備える、制御システム１９９を更に備え得る。

図１Ａ及び図１Ｂは光学画像安定化の原則を示すが、本発明者らは、図１Ａの設計が歪曲（光学収差）及び色収差の低減を達成するために改善され得ることを実現した。歪曲とは、入射ビーム及び出射ビームの伝播方向の変化が異なることを意味する。

図２は、低減された歪曲及び色収差並びに改善された精度をもたらす可変光偏向デバイス１９０の一実施形態を示す。

概して、プリズム１００は、少なくとも第１の面１０１、第２の面１０２及び第３の面１０３を有し、第１の面は、入射光線１１１を屈折させて屈折した入射光線１１２にするためのものである。面１０１、１０２、１０３は平らな面である。

プリズム１００は、直角のプリズム等の三角形のプリズムであってもよく、又は他の幾何学形状を有してもよい。プリズムは、２つ以上の接続された三角形のプリズム５９１、５９２（図５を参照）等の２つ以上の光学素子から組み立てられてもよい。代替的には、プリズム１００は、モノリシックであるが、２つの接続された三角形のプリズム等の接続された三角形のプリズムの形状を有する。

反射部材１２０は、第２の面１０２を通してプリズムに戻るように屈折した入射光線１１２を偏向した光線１１３として偏向するために、第２の面１０２の反対に配置される。

光偏向デバイス１９０は、反射部材１２０の下流に位置し、第３の面を通して透過する偏向した光線１１３を屈折させて屈折した出射光線２１４にするために、第３の面１０３の反対に配置される、屈性部材２３０を更に備える。したがって、屈折した出射光線２１４は、カメラモジュール２１０の画像センサ１５２に向けて伝播し得る。

第１の透明で変形可能な非流体２４１及び第２の透明で変形可能な非流体２４２は、第２の面１０２及び第３の面１０３と、それぞれの反射部材１２０及び屈折部材２３０との間に挟持される。

透明で変形可能な非流体２４１、２４２は、弾性軟質材料から作られることが好ましい。非流体２４１、２４２は、軟質ポリマから作られてもよく、これは、シリコン、ポリマジェル、架橋ポリマ又は部分的架橋ポリマのポリマネットワーク及び混和性油又は油の組合せ等の、複数の異なる材料を含んでもよい。非流体の弾性率は、３００Ｐａより大きくてもよく、それによって通常動作における重力に起因した変形を避けられる。非流体の屈折率は、１．３より大きく又は空気の屈折率より少なくとも大きくてもよい。非流体２４１、２４２は、プリズム１００及び屈折部材２３０の屈折率と等しいか、ほぼ等しいか、又は近い屈折率を有し、非流体の境界における反射を低減することができる。流体形状の可変体と比較して、透明で変形可能な非流体は、伸縮自在に変形可能であってもよく、ゼロより大きい剛性率を有してもよい。

透明で変形可能な非流体の代替形として、本体２４１、２４３、５４３のいずれか１つ以上は、流体、すなわち、柔軟な封入に含められる油又は水ベースの液体等の流体を含む形状可変体であってもよい。例えば、流体は、軟質箔等の透明な軟質材料によって封入されてもよい。

したがって、概して透明な本体２４１、２４３、５４３は、透明な形状可変体であり、これは、透明で変形可能な非流体又は透明な流体として具体化されてもよく、異なる透明な形状可変体が２つの可能性にそれぞれ応じることによって構成されてもよいことを含む。

本明細書の例及び実施形態は、透明で変形可能な非流体を主に指すが、その代わり、形状可変な流体に同じく基づくことができる。したがって、例及び実施形態は、変形可能な非流体から作られる本体２４１、２４３、５４３に限定されないだけでなく、流体又は一般に形状可変体に基づいた解決法を含む。

非流体２４１、２４２により、第１の面１０１から第３の面１０３の屈折率は、空気の屈折率よりも大きい。それに応じて、非流体は、プリズム並びに反射部材及び屈折部材の面と光学的に接続される。

非流体２４１、２４２又は形状可変体２４１、２４２の１つ以上、プリズム１００及び屈折部材２３０は、同じ屈折率及びアッベ数を有してもよく、又はそれらは、例えば、他で記述される色収差を低減する目的で、異なる屈折率及びアッベ数を有してもよい。

例えば、プリズム１００が１つ以上の透明で変形可能な非流体２４１、２４２と同じ非流体材料から作られる場合に、同じ屈折率は達成される。例えば、第２の面及び第３の面又は一般に、反射部材１２０、５２０及び屈折部材２３０のいずれかに接するいずれかのプリズムの面がプリズム１００の非流体材料の境界面として形成されるか、又は非流体２４１、２４２の１つ以上が非流体のプリズム体と一体化して形成されるように、プリズムは作られ得る。非流体のプリズム体の第１の面１０１は、ガラス板等の透明部材を含む。

光偏向デバイス１９０は、第１のアクチュエータシステム２５１及び第２のアクチュエータシステム２５２を更に備える。アクチュエータシステムのそれぞれは、１つ以上のアクチュエータを含んでもよい。アクチュエータは、リニア圧電変位アクチュエータ又はモータ等のリニア変位アクチュエータであってもよい。反射部材２５１及び屈折部材２５２は、リニアアクチュエータ変位に対応してヒンジ接続部の周りを回転するように、ヒンジ接続部２５１ａ、２５２ａを介してヒンジ結合されてもよい。

第１のアクチュエータシステム２５１は、反射部材を傾けて、第１の出射平面、ここではｘｙ平面における屈折した出射光線２１４の第１の伝播偏角Ｄ１を変えるように配置される。第１の伝播偏角Ｄ１は、入射光線１１１及び出射光線２１４の方向の間の角度差である。すなわち、第１の伝播偏角Ｄ１は、入射光線１１１のジッタ角βｉに対する出射光線２１４の出射角βｏによって定義される。したがって、伝播偏角Ｄ１は、所与の入射角の入射光線１１１及び結果としてもたらされる出射光線の間の角度差である。

第１の伝播偏角Ｄ１及び第１の伝播偏角Ｄ２（以下のＤ２を参照）は、他の方法で、しかしながら一般に、伝播偏角Ｄ１が平面又は３Ｄ空間における入射ビーム１１１の角度及び出射ビーム２１４の角度の間の差に関する角度として定義されるように、定義され得る。

第１の伝播偏角Ｄ１及び第２の伝播偏角Ｄ２を定義する目的は、ジッタ角βｉ及び屈折率ｎ又は複数の屈折率ｎ１、ｎ２における変化に起因する第１の伝播偏角Ｄ１及び第２の伝播偏角Ｄ２における変化が最小限に抑えられる解決策を達成することである。したがって、本質は、第１の伝播偏角Ｄ１及び／又は第２の伝播偏角Ｄ２がジッタ角βｉ及び屈折率における変化について可能な限り一定に近づくよう保たれ、画像歪曲及び色収差を最小限に抑える解決策を達成することである。本発明の例によると、そのような解決策は、特定の方法で反射部材及び屈折部材の傾斜角を制御することによって、及び／又は特定の屈折率を有するプリズム及び１つ以上の形状可変体を構成することによって、達成される。

図１３は、ジッタ角βｉの定義を提供する。したがって、ジッタ角βｉは、第１の面１０１における軸主光線９８６の入射角であり、すなわち、軸主光線９８６及び第１の面１０１に対する垂直線にわたる平面における、軸主光線９８６及び第１の面１０１に対する垂直線の間の角度である。同等に、ジッタ角βｉは、軸主光線９８６と、物空間における折り曲げられる光軸又は撮像システム１５３の光軸のいずれかの光軸９８５との間の角度であり、すなわち、撮像システム１５３は画像センサ１５２上に物体９８３を撮像するように配置される撮像レンズを備える。光軸９８５は、撮像システム１５３のレンズによって定義される光軸である。

撮像システム１５３は、可変光偏向デバイス１９０に備えられる必要はないが、例えば、電子デバイス１５０又は他のシステムにおける光偏向デバイスとともに用いられることが理解される。

軸主光線９８６は、第１の面１０１の上流の物空間における物点９８３と、第３の面１０３の下流に位置する撮像システムの入射瞳９８１の中心とを接続する光線、例えば、入射光線１１１によって定義される。軸主光線は、プリズム１０１によって折り曲げられる。

入射瞳は、撮像システム１５３の撮像レンズによって形成される開口絞り、例えば開口絞り９８２の画像である。

物点９８３は、ゼロジッタの状況で、物空間における折り曲げられた光軸９８５に位置する物点として定義される。したがって、物点９８３は、ゼロジッタの状況で光軸９８３に位置するという意味で、軸上の物点である。

ジッタが導入されると、電子デバイス１５０の回転若しくは並進又は物点９８３の並進によって、例えば、高速移動物体の撮像によって、軸上の物点９８３は、軸、及び、光軸に対する軸主光線９８６の角度、すなわち軸主光線９８６の入射角からずれ、ジッタに応じて変わる。

したがって、この基準の軸主光線９８６に基づいて、ジッタ角βｉは、第１の面１０１に対する軸主光線９８６の入射角として定義され得る。

それに応じて、可変光偏向デバイス１９０を備える電子デバイスが回転するか又は物体が移動すると、軸主光線９８６は、角度、すなわちジッタ角である入射角を生み出す一方、他の入射光線の入射角は、相応して変わる。入射角又はジッタ角βｉは、入射平面、すなわち、プリズム１０１の第１の面１０１に対して垂直な表面にわたる平面及び軸主光線９８６の伝播ベクトルにおいて定義される。

代替的に又は加えて、ジッタが電子デバイス１５０の回転のみに起因する状況で、ジッタ角βｉは、「基準の入射光線」の入射角として定義され得る。基準の入射光線は、ゼロジッタの状況で、第１の面１０１に対して垂直である入射光線１１１である。したがって、ゼロジッタの状況で、基準の入射光線は、第１の面１０１の垂直線に対する角度βｉを生み出す。したがって、入射角である角度βｉは、ジッタ角を与える。

本明細書において、ジッタ角βｉ及び入射角βｉは、交換可能に用いられる。

第２のアクチュエータシステム２５２は、屈折部材２３０を傾けて、同じ第１の出射平面、ここではｘｙ平面における屈折した出射光線２１４の第１の伝播偏角Ｄ１を変えるように配置される。

図２に示すように、反射部材１２０は、第２の面１０２に対する第１の鋭角ａ１を有して配置され、屈折部材２３０は、第３の面１０３に対する第２の鋭角ａ２を有して配置される。図３を参照して以下に示されるように、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の比率が２に等しい又は２にほぼ等しいように角度ａ１、ａ２を制御することによって、画像歪曲及び色収差を低減することができる。

第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２並びに第３の鋭角ａ３及び第４の鋭角ａ４は、その平らな面等の、反射部材又は屈折部材の反射面又は屈折面と、プリズム１０１、５９１、５９２の関連面との間の角度を定義する。さらに、鋭角は、反射部材及び屈折部材の傾斜軸又は回転軸に垂直な平面、又は同等に、反射部材及び屈折部材の反射面及び屈折面に垂直、かつ傾斜角から独立したプリズムの反対面に垂直な平面において定義される。

図３Ａは、プリズムに対する第１の鋭角ａ１に配向される反射部材１２０のみを構成するプリズム１００を示す。図３Ａに示される角度及び反射の法則に基づいて、第１の伝播偏角Ｄ１は以下のように決定され得る。

スネルの法則は、第１の面１０１及び第３の面１０３における以下の関係を与える。
ｓｉｎβｏ＝ｎｓｉｎ（φ＋２ａ_１）
ｓｉｎβｉ＝ｎｓｉｎφ
これから、第１の偏角Ｄ１は以下のように表され得る。

小さい角度に関するこの式は以下のように近似され得る。

ここで、この例における屈折率ｎは、形状可変体２４１及びプリズム１００の屈折率である。これから、屈折率ｎの偏角Ｄ１の依存性に関して、色収差が以下であることになる。

これは、色収差の量が、第１の鋭角ａ１の変化とともに線形に変化することを意味する。

入射光線１１１の入射角βｉの第１の偏角Ｄ１の歪曲又は依存性は、Ｄ１、ｄＤ１／ｄβｉの非近似的な方程式から決定され得る。これは一定ではない結果を与えることが証明され得る。理想的には、導関数ｄＤ１／ｄβｉは、１又は－１と等しくなるべきであり、すなわち入射光線１１１の角度変化により、出射光線２１４の同じ角度変化が与えられるべきである。

図３Ｂは、第２の鋭角ａ２に配向される屈折部材２３０のみを構成するプリズム１００を示す。図３ｂにおいて示される角度及び反射の法則に基づいて、第１の伝播偏角Ｄ１は、以下のように決定され得る。

スネルの法則は、第１の面１０１、第３の面１０３における以下の関係を与える。
ｓｉｎβｉ＝ｎｓｉｎφ
ｓｉｎβｏ＝ｎｓｉｎ（φ－ａ_２）

これから、第１の偏角Ｄ１は以下のように表され得る。

小さい角度βｉに関するこの式は以下のように近似され得る。

これから、色収差及び歪曲は上記のように決定され得る。色収差は以下である。

したがって、色収差は、第２の鋭角ａ２とともに線形に変化する。

歪曲は以下である。

再度、歪曲は一定ではなく、１又は－１と等しくないことが証明され得る。

したがって、図３Ｂにおける構成も、いくつかの色収差及び歪曲を明示する。

図４は、それぞれの反射部材１２０及び屈折部材２３０に対して定義される、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２とともに反射部材１２０及び屈折部材２３０の両方を構成するプリズム１００を示す。図４に示される角度及び反射の法則に基づいて、第１の伝播偏角Ｄ１は以下のように決定され得る。

スネルの法則は、第１の面１０１及び第３の面１０３における以下の関係を与える。
ｓｉｎβｉ＝ｎｓｉｎφ
ｓｉｎβｏ＝ｎｓｉｎ（φ＋２ａ_１－ａ_２）

これから第１の偏角Ｄ１は以下のように表され得る。

小さい角度βｉに関する式は以下のように近似され得る。

第１の鋭角及び第２の鋭角がａ_２＝２ａ_１＝βｉに従って選択される場合、第１の偏角は以下のように簡略化され得る。

これから、色収差及び歪曲は、次のようになる。色収差は以下である。

歪曲は以下である。

図３Ａ、図３Ｂ、図４の例において、ｎは屈折率であり、これは非流体又は形状可変体２４１、２４２及びプリズム１００の両方に関して同じである。

一実施形態によると、プリズムは、非流体２５１、２５３、５４３の１つ以上と同じ非流体材料を含み、その結果、プリズムは１つ以上の第１の透明な非流体、第２の透明な非流体及び第３の透明な非流体と同じ非流体材料を含み、プリズムのそれぞれの第２の面、第３の面及び／又は第４の面は非流体材料で形成される。このように、屈折率は、非流体及びプリズムを通して同じである。

それに応じて、条件ａ_２＝２ａ_１＝βｉが満たされると、色収差及び歪曲は、ゼロ又はほぼゼロに低減される。βｉは、例えばカメラの不安定な扱いに起因して、本明細書でジッタとして参照される入射角における不所望な変化を記述する。本明細書において、βｉは、第１の出射平面、すなわちｘｙ平面における入射角のみを含んでもよく、又は入射角の２つの構成要素、すなわちｘｙ平面における入射角及びｘｚ平面における入射角を含んでもよい。したがって、βｉの定義は、第１の出射平面、すなわちｘｙ平面におけるＤ１の変化を引き起こすｚ軸の周りの不所望な回転を記述するジッタ構成要素Δβｚ、及び第２の出射平面、すなわちｙｚ平面における第２の伝播偏角Ｄ２の変化を引き起こすｘｙ平面の軸の周りの不所望な回転を記述するジッタ構成要素Δβｘｙの文脈に依存する。

概して、ジッタ角βｉは、同じ入射光線がジッタに起因して回転するプリズムに当たる場合、基準の入射角に対する入射光線１１１の入射角の偏差Δβｉ、例えば、非ゼロ入射角に対するプリズムの基準配向に当たる入射光線のゼロ入射角の偏差を記述する。同等に、ジッタ角βｉは、基準配向に対するカメラモジュール２１０の配向の偏差を記述する。

したがって、ジッタ角偏差Δβｉに対応する入射角βｉは、ｚ軸の周りの不所望な回転を記述するジッタ構成要素Δβｚ、及びｘｙ平面における軸の周りの不所望な回転を記述するジッタ構成要素Δβｘｙに分解され得る。便宜のために、本明細書の例及び実施形態は、Δβｚ等の特定の構成要素が用いられる場合にもβｉのみを参照し得る。

カメラモジュール２１０の制御システムは、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の角度の比率が２又はほぼ２に等しいように、それらを制御するように配置され得る。

一実施形態によると、第２のアクチュエータシステム２５２は、ｘ軸等のｘｙ平面における軸の周りの屈折部材２３０を傾けて、第１の出射平面、したがってｘｙ平面に垂直である第２の平面における屈折した出射光線２１４の伝播方向Ｄ２、例えば第２の伝播偏角Ｄ２を変えるように更に配置され得る。

任意で、ｘｙ平面における軸の周りの屈折部材２３０を傾けることに加えて又は代替的に、第１のアクチュエータシステム２５１はｘｙ平面における軸、例えばｘ軸の周りの反射部材１２０を傾けて、当該第２の出射平面における屈折した出射光線２１４の伝播方向又は第２の伝播偏角Ｄ２を変えるように更に配置され得る。

それに応じて、可変光偏向デバイス１９０は、第１の出射平面に垂直又はほぼ垂直である第２の出射平面における屈折した出射光線２１４の伝播角Ｄ２を変えるように配置される、屈折部材２３０及び／又は反射部材１２０によって具体化される偏向手段を更に備え得る。概して、第１の出射平面及び第２の出射平面は垂直である必要はないが、少なくとも、第２の伝播偏角Ｄ２の構成要素及び第１の伝播偏角Ｄ１の垂直な構成要素が垂直な出射平面において定義されるように、少なくとも平行ではない。便宜のために、図２、図３Ａ及び図３Ｂ、図４は、第２の伝播偏角Ｄ２又は第２の出射平面を示さない。互いに垂直であることに加えて、第１の出射平面及び／又は第２の出射平面は、第３の面１１３に垂直又はほぼ垂直である。

本明細書でｚ軸ジッタΔβｚとして参照されるｚ軸の周りの電子デバイス１５０の意図しない回転を補正するために、反射部材１２０及び屈折部材２３０の第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２は、Δａ１＝Δβｚ／２及びΔａ２＝Δβｚに従って、第１の鋭角変数Δａ１及び第２の鋭角変数Δａ２によって調整されるべきである。同様に、本明細書においてｘｙ平面ジッタΔβｘｙとして参照されるｘｙ平面における軸の周りの電子デバイス１５０の意図しない回転は、ｘｙ平面における軸の周りの屈折部材２３０の傾斜を、任意でｘｙ平面における軸の周りの反射部材１２０の傾斜と併せて制御することによって、補正され得る。

それに応じて、制御システム１９９は、ジッタ角βｉに依存した傾斜変数Δａ１及びΔａ２をもたらすことによって、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式に従って第１のアクチュエータシステム２５１及び第２のアクチュエータシステム２５２によってもたらされる傾斜を制御するように配置される。条件ａ_２＝２ａ_１＝βｉは、Δａ１＝Δβｚ／２及びΔａ２＝Δβｚであるように、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の数式を与える。

条件ａ_２＝２ａ_１＝βｉは、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の比率が一定又はほぼ一定に制御され、すなわち２又はほぼ２に等しいように制御されるべきであると規定する。

図５は、可変光偏向デバイス１９０の一実施形態を示し、プリズム１００が直角のプリズム等の第１の接続された三角形のプリズム５９１及び第２の接続された三角形のプリズム５９２を備える。第１のプリズム及び第２のプリズムは同じ屈折率を有し、透明な接着剤の使用によって接続され得ることが好ましい。第１の面１０１、第２の面１０２及び第３の面１０３が示され、第１の面は入射光線１１１を屈折させて屈折した入射光線１１２にするためのものである。第１の面１０１、第２の面１０２及び第３の面１０３は、第２の面１０２及び第３の面１０３の反対に配置される反射部材１２０及び屈折部材２３０とともに示される。

代替的には、図５のプリズム１００はモノリシックに形成され得る。

図５の実施形態は、第２の出射平面における屈折した出射光線２１４の第２の伝播偏角Ｄ２を変えるために、偏向した光線１１３を偏向して更に偏向した光線１１３ａにするように配置される更なる反射部材５２０を更に含み得る。したがって、更なる反射部材５２０は、第２の平面における出射ビーム２１４を偏向する偏向手段を具体化し得る。更なる反射部材５２０は、入射光線１１１の伝播に関して、反射部材１２０及び屈折部材２３０の間に位置する。

図６は、より詳細に図５の実施形態を示し、上部の図はｘｙ平面における第１のプリズム５９１及び第２のプリズム５９２の側面図を示し、下部の図は、ｚｙ平面における第１のプリズム５９１及び第２のプリズム５９２の側面図を示す。

上部の図は、第１の面１０１で屈折して屈折した入射光線１１２になる、かつ反射部材１２０で反射して図２のような偏向した光線１１３になる入射光線１１１を示す。偏向した光線１１３は、接続されたプリズムの面を介して第２のプリズム５９２に透過される。

偏向した光線１１３は、上述したような第２の伝播偏角Ｄ２を変えるために、更なる光学反射部材５２０によって反射され得る。

図６に示されるように、更なる反射部材５２０は、プリズム１００の第４の面５０４の反対に配置され、その結果、更なる偏向した光線１１３ａは、第１の偏向した光線１１３の偏向方向に垂直又はほぼ垂直な方向において偏向される。それによって、屈折部材２３０は、更なる反射部材５２０の下流に配置される。

第３の透明で変形可能な非流体５４３又は一般に第３の形状可変体５４３は、第４の面５０４及び更なる反射部材５２０の間に配置され、第３のアクチュエータシステム５５４は、更なる反射部材５２０を傾けて、第２の伝播偏角Ｄ２の所望の変化を達成するように配置される。更なる反射部材５２０及び第４の面５０４の間の角度は、第３の鋭角ａ３を定義する。

第２の鋭角ａ２（図６には図示せず）は、ｘｚ平面に定義され、屈折部材２３０は、第１の出射平面、ここではｘｚ平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角Ｄ１を変えるために、ｙ軸の周りで傾けて第２の鋭角ａ２を変えるように配置される。

第２のアクチュエータシステム２５２は、第２の出射平面、ここではｙｚ平面における屈折した出射光線２１４の第２の伝播偏角Ｄ２を変えるために、ｘ軸の周りで屈折部材２３０を傾けてｙｚ平面において定義される第４の鋭角ａ４を変えるように更に構成され得る。

それに応じて、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２における変化は、第１の出射平面における屈折した出射光線の第１の伝播偏角Ｄ１を協同して変える。第３の鋭角ａ３及び第４の鋭角ａ４における変化は、第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角Ｄ２を協同して変える。

ｘｙ平面、すなわちｘｙ平面ジッタΔβｘｙにおける軸の周りの電子デバイス１５０の意図しない回転を補正するために、第３の鋭角ａ３及び第４の鋭角ａ４は、Δａ３＝Δβｘｙ／２及びΔａ４＝Δβｘｙに従って、変数Δａ３及びΔａ４によって調整されるべきである。

任意で、反射部材１２０は、ｘｙ平面における軸（例えば、ｘｙ平面における、かつ第２の面１０２と平行な軸、本明細書で第１の斜辺回転軸として参照される）の周りで傾けて、第２の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角Ｄ２を変えるように更に構成され得る。同様にかつ任意で、更なる反射部材５２０は、ｙｚ平面における軸の周りで傾けて、第１の出射平面における屈折した出射光線の第２の伝播偏角Ｄ１を変えるように構成され得る。

図８、図９及び図１０は、光偏向デバイス１００を通して透過した画像光線のＯＩＳ精度、色収差、歪曲、アクチュエータストローク及び画像回転に関して、可変光偏向デバイスの異なる構成の性能パラメータを示す。ＯＩＳ精度は、ジッタ補正なしの同じ画像と比較して、画像センサ１５２上のジッタ（例えば、μｍで表される）について訂正された画像の最大偏差である。

システムパラメータは、１５ｍｍ、３．２Ｆ値、１／３インチセンサ、及び６ｍｍ高さ（ｘ方向）であるプリズムの撮像レンズシステムの効率的な焦点距離を有する。全ての場合、カメラジッタ角度の広さ、すなわちユーザによるカメラの不安定の把持で引き起こされるカメラの回転は、ｘ軸及びｚ軸の周りの３度である。

２Ｄ傾きプリズム（図８）は、本発明の一部ではない基準事例を示し、光学画像安定化（ＯＩＳ）は、ｘ軸及び第１の斜辺回転軸等の２つの垂直軸の周りのプリズム全体を回転させることによって達成される。見られるように、ＯＩＳ精度は非常に良いわけではない。

２Ｄ ＰＯＩＳ（図８）は、反射部材１２０のみが存在し、これがｚ軸及び第１の斜辺回転軸の周りで傾けられるように構成される場合を示す。見られるように、ＯＩＳ精度は依然として非常に良いわけではない。

２Ｄウェッジ（図８）は、屈折部材２３０のみが存在し、これがｘ軸及びｚ軸の周りで傾けられるように構成される場合を示す。ＯＩＳ精度及び画像回転パラメータが改善されるが、色収差が犠牲となり、アクチュエータストロークが向上する。

図８において、ｚ方向における色収差の値が低い又はゼロであるので、色収差はｘ方向についてのみ与えられる。

１Ｄ ＰＯＩＳ＋２Ｄウェッジ（図８）は、図２及び図４における例に対応する場合を示すが、屈折部材２３０は、２つの垂直軸、ここではｘ軸及びｚ軸の周りで傾けられるように構成される。屈折部材２３０がΔβｚジッタの必要なｚ方向補正をもたらす必要があるので、５１７μｍの屈折部材２３０のｘ傾斜ストロークは比較的高い。アクチュエータストロークは、現在の傾斜軸について与えられ、ｈは、斜辺方向傾斜を示す。ＯＩＳ精度は、ｚ方向における３９μｍ精度及びｘ方向における０精度だけ向上した。

２×１Ｄ傾きプリズム（図９）は、本発明の一部ではない場合を示し、光学画像安定化（ＯＩＳ）は、ｚ軸の周りで第１のプリズム５９１を回転させることによって、かつｘ軸の周りで第２のプリズム５９２を回転させることによって達成される。見られるように、ほぼ完全な結果が得られる。しかしながら、中実プリズム体の回転は、複雑かつ大きいアクチュエータシステムを必要とし、したがって、小型カメラモジュールに適さない。

２×１Ｄ ＰＯＩＳ（図９）は、第１のプリズム５９１が反射部材１２０とともに提供され、第２のプリズム５９２が更なる反射部材５２０とともに提供される場合を示す。それに応じて、屈折部材は用いられない。反射部材１２０は、ｚ軸の周りでのみ傾けられ、更なる反射部材５２０は、ｘ軸の周りでのみ傾けられる。性能パラメータは、例えば、２Ｄ ＰＯＩＳ解決策と比較すると明らかに改善される。

２×１Ｄ ＰＯＩＳ＋２Ｄウェッジ（図９）は、図５及び図６に対応する場合を示し、第１のプリズム５９１は、ｚ軸の周りで傾けるように配置される反射部材１２０とともに提供され、第２のプリズム５９２は、ｘ軸の周りで傾けるように配置される更なる反射部材５２０とともに提供される。第２のプリズム５９２は、ｙ軸及びｚ軸の周りで傾けるように配置される屈折部材２３０とともに更に提供される。この構成では、性能パラメータはほぼ完全である。

２×２Ｄ傾きプリズム（図１０）は、本発明の一部ではない場合を示し、光学画像安定化（ＯＩＳ）は、ｘ軸及びｚ軸の周りで第１のプリズム５９１を回転させることによって、かつｘ軸及びｙｚ平面における軸（例えば、ｙｚ平面における、かつ第４の面５０４と平行な軸、本明細書において第２の斜辺回転軸として参照される）の周りで第２のプリズム５９２を回転させることによって達成される。全性能パラメータは完全であるが、複雑かつ小型ではないアクチュエータシステムを必要とする。

２×２Ｄ ＰＯＩＳ＋２Ｄウェッジ（図１０）は、第１のプリズム５９１がｚ軸及び第１の斜辺回転軸の周りで傾けるように配置される反射部材１２０とともに提供され、第２のプリズム５９２がｘ軸及び第２の斜辺回転軸の周りで傾けるように配置される更なる反射部材５２０とともに提供される場合を示す。第２のプリズム５９２は、ｙ軸及びｚ軸の周りで傾けるように配置される屈折部材２３０とともに提供される。この構成では、性能パラメータは、些細な歪曲のみでほぼ完全である。

図７Ａは、可変光偏向デバイス１９０の一実施形態７９０を示す。以前の実施形態と同様に、可変光偏向デバイス７９０は、プリズム１００、反射部材１２０、第１の透明で変形可能な非流体２４１及び第１のアクチュエータシステム２５１を備える。以前の実施形態と同様に、可変光偏向デバイス７９０は、屈折部材２３０、第１のプリズム５９１及び第２のプリズム５９２並びに更なる反射部材５２０の１つ以上を任意で備え得る（これらの代替形態は図示せず）。可変光偏向デバイス７９０は、色収差を最小限に抑えるために特に有利であり得る。

この実施形態によると、色収差は、それぞれ、プリズム１００及び第１の透明で変形可能な非流体２４１の異なる屈折率ｎ１、ｎ２、任意でアッベ数Ｖ１、Ｖ２を選択することによって最小限に抑えられ、その結果、プリズム１００及び第１の透明で変形可能な非流体２４１のアッベ数Ｖ１、Ｖ２はそれぞれ、条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）を満たす。明らかに、実際には、条件が完全に満たされるように屈折率ｎ１、ｎ２を選択することはほぼ不可能であり、したがって、実際には、条件が少なくとも部分的に満たされるように、又は例えば、Ｖ２－２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）の差が所与の閾値を下回るように、屈折率ｎ１、ｎ２並びにＶ１及びＶ２はこの条件に基づいて決定される。

プリズム及び非流体２４１に利用可能な限られた材料数で、又は利用可能なプリズム及び非流体の材料に基づいて、条件を最も満たす材料及び／又はプリズムが選択され得る。非流体２４１の材料は、その構成に基づいて、例えば、アッベ数の条件を最適化するために選択されたプリズムと併せて、設計され得る。代替的には、非流体２４１の材料は定められ、又は選択される利用可能な材料は少ない。非流体（又は流体）材料が選択される場合、上記の条件に最も合致するプリズムの材料が選択される。

屈折法則及び反射法則のスネルの法則を使用することにより、以下の関係が決定される。

入射角βｉであり、及び媒介物、例えば空気の屈折率、すなわち入射ビーム１１１が移動する屈折率が１であると想定した場合、以下の関係が決定され得る。
ｓｉｎβｉ＝ｎ１ ｓｉｎβ′
ｎ１ ｓｉｎθ＝ｎ２ ｓｉｎθ′
Γ＝－Γ′
ｎ２ ｓｉｎλ＝ｎ１ ｓｉｎλ′
ｎ１ ｓｉｎφ＝ｎ２ ｓｉｎφ′
θ＝β′＋π／４
Γ＝θ′＋ａ１
λ＝Γ′－ａ１
φ＝γ′＋π／４

ａ１及びβｉがゼロに近い場合、方程式は以下のように簡略化され得る。
φ’＝－βｉ－２（２ｎ２－ｎ１）ａ_１

屈折率ｄｎ１及びｄｎ２における変数に関して、出射角φ′の変数は以下のように与えられる。

ここで「∂／∂」は、偏微分を示し、「ｄ」は、関連変数の変数を示す。

プリズムの無彩色挙動の条件は、ｄφ’＝０である。プリズム１００及び第１の透明で変形可能な非流体２４１のアッベ数並びにプリズムは、それぞれ以下である。

式においてｄｎ１及びｄｎ２をｄφ’＝０に代入することによって、かつアッベ数Ｖ１及びＶ２を用いることによって、ゼロ色収差は以下の場合に得られ得る。

それに応じて、図７Ａの構成では、色収差は、上記の条件が満たされる場合、入射角βｉのいずれかの値について最小限に抑えられる。

図７Ｂは、可変光偏向デバイス１９０の代替的な一実施形態７９１を示す。以前の実施形態と同様に、可変光偏向デバイス７９１は、プリズム１００、反射部材１２０及び屈折部材２３０、第１の透明で変形可能な非流体２４１及び第２の透明で変形可能な非流体２４２、並びに第１のアクチュエータシステム２５１及び第２のアクチュエータシステム２５２（図示せず）を備える。以前の実施形態と同様に、可変光偏向デバイス７９１は、第１のプリズム５９１及び第２のプリズム５９２、並びに更なる反射部材５２０（図示せず）を任意で備え得る。

プリズム１００は、所与の屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１を有する。第１の非流体２４１は、屈折率ｎ２及びアッベ数Ｖ２を有する。屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１は、それぞれ屈折率ｎ２及びアッベ数Ｖ２と等しい又はほぼ等しい場合があり、又は第１の非流体２４１及びプリズム１００は、屈折率及びアッベ数について異なる値を有する場合がある。

第２の非流体２４２は、屈折率ｎ３及びアッベ数Ｖ３を有し、ｎ３及びＶ３はそれぞれ、プリズムの屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１とは異なる。代替的には、屈折率ｎ１及びアッベ数Ｖ１は、それぞれ、屈折率ｎ３及びアッベ数Ｖ３に等しい又はほぼ等しい場合がある。

したがって、この例によると、概して第１の透明な形状可変体２４１及び第２の透明な形状可変体２４２並びにプリズム１００の２つ又は全ては、異なる屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３及び異なるアッベ数Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３を有する場合がある。

可変光偏向デバイス７９１は、色収差及び歪曲を最小限に抑えることに関して改善した性能を示す。

この例によると、３つの構成要素全てが異なる屈折率及びアッベ数を有する場合、すなわちｎ１≠ｎ２≠ｎ３、Ｖ１≠Ｖ２≠Ｖ３である場合、色収差は、以下の公式による第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定の比率を決定することによって最小限に抑えられる。

一例において、ｎ１はｎ２と等しい又はほぼ等しく、Ｖ１はＶ２と等しい又はほぼ等しいが、ｎ１≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ３である場合、色収差は、以下の公式による第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の間の一定又はほぼ一定の比率を決定することによって最小限に抑えられる。

したがって、プリズム１００の所与の屈折率ｎ１、ｎ２、ｎ３及びアッベ数Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３並びに第１の非流体２４１及び第２の非流体２４２、第１のアクチュエータシステム２５１及び第２のアクチュエータシステム２５２（便宜のためにアクチュエータは図７Ｂに図示せず）は、比率ａ２／ａ１がゼロ又は最小限の色収差の条件と等しい又はほぼ等しいように制限することができ、条件はａ２／ａ１の関連式によって与えられる。

さらに、ジッタΔβｚ、すなわちｚ軸の周りの不所望な回転を補正するために、第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式は以下の方程式によって与えられる。

これは、ｎ１≠ｎ２≠ｎ２及びＶ１≠Ｖ２≠Ｖ３であり、βｉは、ｚ軸の周りの不所望な回転を記述するジッタ構成要素Δβｚを参照する一般的な場合である。ｎ１はｎ２に等しい又はほぼ等しい、かつＶ１はＶ２に等しい又はほぼ等しいが、ｎ１≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ３である場合、方程式は、以下のように解かれる。

上記の方程式は、図７Ｂに基づいて屈折法則及び反射法則のスネルの法則を使用することによって決定することができる。

ｎ１≠ｎ２≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ２≠Ｖ３、入射角βｉである一般的な場合、かつ周辺の媒介物、例えば空気の屈折率は屈折率１を有すると想定した場合、以下の関係が決定され得る。
ｓｉｎβｉ＝ｎ１ ｓｉｎβ′
ｎ１ ｓｉｎθ＝ｎ２ ｓｉｎθ′
Γ＝－Γ′
ｎ２ ｓｉｎλ＝ｎ１ ｓｉｎλ′
ｎ１ ｓｉｎδ＝ｎ３ ｓｉｎδ′
ｎ３ ｓｉｎφ＝ｓｉｎφ′
θ＝β′＋π／４
Γ＝θ′＋ａ１
λ＝Γ′－ａ１
δ＝λ′＋π／４
φ＝λ′＋ａ２

ａ１及びβｉがゼロに近い場合、方程式は以下のように簡略化され得る。
φ’＝－βｉ－２（２ｎ２－ｎ１）ａ１＋ｎ３ａ２

屈折率ｄｎ１、ｄｎ２及びｄｎ３における変数に関して出射角φ′の変数は、以下のように与えられる。

ここで、「∂／∂」は、偏微分を示し、「ｄ」は関連変数の変数を示す。

プリズムデバイス１９０の無彩色挙動の条件がｄφ’＝０である。プリズム１００並びに第１の透明で変形可能な非流体２４１及び第２の透明で変形可能な非流体２４２のアッベ数及びプリズムは、それぞれ以下である。

式においてｄｎ１、ｄｎ２及びｄｎ３をｄφ’＝０に代入することによって、かつアッベ数Ｖ１、Ｖ２及びＶ３の式を用いることによって、ゼロ色収差の条件は以下になる。

これは一般的な場合であり、及び

これはｎ１≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ３のみの場合である。

したがって、第２の鋭角ａ２及び第１の鋭角ａ１の比率は、上記の方程式によって与えられる定数に等しい又はほぼ等しくなるべきである。

加えて、ジッタΔβｚを補正するために、条件
φ’＋ａ２＝０ ⇒ －βｉ－２（２ｎ２－ｎ１）ａ１＋（ｎ３－１）ａ２＝０
は、プリズムの出射からの主光線及び光軸が一致するのを確実にするために満たされなければならない。この条件は以下の条件に対応する。

これは上記で用いられたものである。

ゼロ色収差の条件を上記の方程式に代入することによって、傾斜角、すなわち第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２は、以下のようにジッタ角βｉ（本明細書において、βｉはｚ回転ジッタΔβｚを表す）の関数として決定することができる。

これは一般的な場合であり、及び

これはｎ１≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ３のみの場合である。

可変光偏向デバイス７９１の構成では、反射部材１２０及び屈折部材２３０は、ｘｙ平面Δβｘｙにおける軸の周りのｚ軸ジッタΔβｚ及びジッタを補正するように偏向デバイスを有効化するため、ｘｙ平面における単数及び複数のｚ軸の周りでその両方を傾けるように構成される。この場合において、ｚ軸の回転について第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２を決定する上記の方程式に加えて、反射部材及び屈折部材と平行な軸等のｘｙ平面における軸の周りのそれぞれの反射部材１２０及び屈折部材２３０の回転の角度ａ１ｘｙ及びａ２ｘｙは、以下の式に従って、Δβｘｙジッタを補正するように決定され得る。

これは、ｎ１≠ｎ２≠ｎ３及びＶ１≠Ｖ２≠Ｖ３の一般的な場合である。

図１１は、ゼロ色収差又は最小限の色収差を得る上記の条件によって最適化される、可変光偏向デバイス７９０、７９１の第２の列及び第３の列における性能パラメータを示す。無彩色可変光偏向デバイス７９０、７９１は、（第１の列において）図８の２Ｄ ＰＯＩＳと比較される。

図１１における２つの場合に関するシステムパラメータ及びカメラジッタ角度の広さは、図８～図１０と同じである。

図１１の表における他の収差パラメータは、２Ｄ ＰＯＩＳの場合及び無彩色２Ｄ ＰＯＩＳの場合と同様である。

無彩色に最適化された解決策は、無彩色に最適化された解決策を達成するために、光偏向デバイス１９０、例えば、図８～図１０に示される異なる構成の任意の他の実施形態と組み合わせて、かつ図２～図６と併せて記述され得る。

図１２Ａは、可変光偏向デバイス１９０、７９０に備えられ得る傾斜センサ９５１を示す。傾斜センサは、反射部材１２０、更なる反射部材５２０及び屈折部材２３０のいずれかの傾斜を測定するように配置される。

傾斜センサ９５１は、分岐光ビーム等の光ビーム９５３を、反射部材１２０、５２０及び屈折部材２３０のいずれかの背面９５４に向けて透過するように配置される光源９５２を備える。ビーム９５３は、背面９５４によって反射され、したがって、ビーム９５３の伝播方向は、反射部材１２０、５２０又は屈折部材２３０の傾斜によって影響される。

背面９５４とは、プリズム１００、５９１、５９２から離れた方を向く側を意味する。背面９５４は、反射特性をもたらすようにめっきされ得る。

傾斜センサ９５１は、傾斜によって引き起こされる光ビーム９５３の変化を測定するように配置される光検知器９６１を更に備える。光ビーム９５３の変化は、光検知器９６１上の光ビーム９５３のスポットの位置の変化及び／又は光検知器９６１上の光ビーム９５３のスポットのサイズの変化を伴う場合がある。

例えば、光検知器９６１は、少なくとも４つの個々の光検知器９６２とともに構成されてもよく、個々の光検知器９６２のそれぞれは、個々の光検知器に当たる光のパワーと関連する出力信号を生成することができる。個々の光検知器９６２からの信号出力を処理することによって、例えば、個々の出力を比較することによって、反射部材又は屈折部材の傾斜における変化を決定することができる。測定される傾斜は、フィードバック制御システム等のアクチュエータシステム２５１、２５２の制御において用いることができ、測定される傾斜及び所望の傾斜角の間の差は最小限に抑えられる。

図１２Ｂは、光源９５２が個々の光検知器９６２の中心に、すなわち全ての光検知器９６２が光源９５２を取り囲むように配置される、代替的な一実施形態を示す。この構成において、光源９５２及び光検知器９６２の平面は、反射部材又は屈折部材の背面と平行又はほぼ平行である場合がある。

Claims (18)

1. 可変光偏向デバイス（１９０）であって、
   少なくとも第１の面（１０１）、第２の面（１０２）及び第３の面（１０３）を有するプリズム（１００）であって、前記第１の面が、入射光線（１１１）を屈折させて屈折した入射光線（１１２）にするためのものである、プリズムと、
   前記第２の面を通して前記プリズムに戻るように前記屈折した入射光線（１１２）を偏向した光線（１１３）として偏向するために、前記第２の面（１０２）の反対に配置される反射部材（１２０）と、
   前記第３の面を通して透過する前記偏向した光線（１１３）を屈折させて屈折した出射光線（２１４）にするために、前記第３の面（１０３）の反対に配置される屈折部材（２３０）と、
   前記第２の面及び第３の面と前記それぞれの反射部材及び屈折部材との間に配置される、第１の透明な形状可変体（２４１）及び第２の透明な形状可変体（２４２）と、
   第１のアクチュエータシステム（２５１）及び第２のアクチュエータシステム（２５２）であって、前記第１のアクチュエータシステムが、前記反射部材を傾けて、第１の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の第１の伝播偏角（Ｄ１）を変えるように配置され、前記第２のアクチュエータシステムが、前記屈折部材を傾けて、前記第１の出射平面における前記屈折した出射光線の前記第１の伝播偏角（Ｄ１）を変えるように配置され、前記第１の伝播偏角（Ｄ１）が、前記入射光線（１１１）の方向と前記出射光線（２１４）との間の角度差である、第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムと、
   を備える、可変光偏向デバイス。
2. 前記反射部材（１２０）が、前記第２の面（１０２）に対する第１の鋭角ａ１を有して配置され、前記屈折部材（２３０）が、前記第３の面（１０３）に対する第２の鋭角ａ２を有して配置され、前記可変光偏向デバイス（１９０）が、前記第１の鋭角ａ１及び第２の鋭角ａ２の所定の数式に従って、前記第１のアクチュエータシステム（２５１）及び第２のアクチュエータシステム（２５２）によってもたらされる前記傾斜を制御するように配置される制御システム（１９９）を更に備える、請求項１に記載の可変光偏向デバイス。
3. 前記所定の数式が、ジッタ角（βｉ）に依存し、前記ジッタ角（βｉ）が前記第１の面（１０１）における軸主光線（９８６）の入射角であり、前記軸主光線が、物点（９８３）と、前記第３の面（１０３）の下流に位置する撮像システム（１５３）の入射瞳（９８１）の中心とを接続する入射光線（１１１）であり、前記物点（９８３）が、ゼロジッタの状況で、物空間における光軸（９８５）に位置する、請求項２に記載の可変光偏向デバイス。
4. 前記所定の数式が、それぞれのプリズム並びに前記第１の透明な形状可変体（２４１）及び第２の透明な形状可変体（２４２）の２つ以上のアッベ数（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）及び／又は２つ以上の屈折率（ｎ１、ｎ２、ｎ３）に更に依存する、請求項３に記載の可変光偏向デバイス。
5. 前記所定の数式が、前記第２の鋭角ａ２と前記第１の鋭角ａ１との比率が前記第１の鋭角及び第２の鋭角の異なる値に関して一定又はほぼ一定であることを規定する、請求項２～４のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
6. 前記第２の鋭角ａ２と前記第１の鋭角ａ１との間の前記一定又はほぼ一定の比率が、それぞれのプリズム並びに第１の透明な形状可変体（２４１）及び第２の透明な形状可変体（２４２）の前記２つ以上のアッベ数（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）及び／又は２つ以上の屈折率（ｎ１、ｎ２、ｎ３）に依存する、請求項５に記載の可変光偏向デバイス。
7. 前記第１の透明な形状可変体（２４１）及び第２の透明な形状可変体（２４２）並びに前記プリズム（１００）の２つ又は全てが、異なる屈折率（ｎ１、ｎ２、ｎ３）及び／又は異なるアッベ数（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３）を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
8. 可変光偏向デバイス（７９０）であって、
   少なくとも第１の面（１０１）、第２の面（１０２）及び第３の面（１０３）を有するプリズム（１００）であって、前記第１の面が、入射光線（１１１）を屈折させて屈折した入射光線（１１２）にするためのものである、プリズムと、
   前記第２の面を通して前記プリズムに戻るように前記屈折した入射光線（１１２）を偏向した光線（１１３）として偏向するために、前記第２の面（１０２）の反対に配置される反射部材（１２０）と、
   前記第２の面と前記反射部材との間に配置される、第１の透明な形状可変体（２４１）と、
   前記反射部材を傾けて、第１の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の第１の伝播偏角（Ｄ１）を変えるように配置される、第１のアクチュエータシステム（２５１）と、
   を備え、
   前記第１の透明な形状可変体（２４１）及び前記プリズム（１００）が、異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１をそれぞれ有し、前記第１の透明な形状可変体（２４１）及び前記プリズム（１００）の前記異なる屈折率ｎ２、ｎ１及びアッベ数Ｖ２、Ｖ１が、それぞれ条件Ｖ２＝２Ｖ１（ｎ２－１）／（ｎ１－１）に基づく、可変光偏向デバイス。
9. 前記第１の出射平面に垂直又はほぼ垂直の第２の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の第２の伝播偏角（Ｄ２）を変えるように配置される偏向手段を備え、前記第２の伝播偏角（Ｄ２）が前記入射光線（１１１）及び前記出射光線（２１４）の方向の間の角度差に関する、請求項１～８のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
10. 前記偏向手段が、前記反射部材又は前記屈折部材を更に傾けて、前記第２の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の前記第２の伝播偏角（Ｄ２）を変えるように配置される、前記第１のアクチュエータシステム（２５１）又は第２のアクチュエータシステム（２５２）を備える、請求項９に記載の可変光偏向デバイス。
11. 前記偏向手段が、前記第２の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の前記第２の伝播偏角（Ｄ２）を変えるために、前記偏向した光線（１１３）を偏向させて更に偏向した光線（１１３ａ）にするように配置される、更なる反射部材（５２０）を備える、請求項９～１０のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
12. 前記プリズムが、
    第４の面（５０４）であって、前記更なる反射部材（５２０）が、前記偏向した光線（１１３）を偏向させて更に偏向した光線（１１３ａ）にするために、前記第４の面（５０４）の反対に配置され、前記屈折部材（２３０）が更に偏向した光線（１１３ａ）を屈折させるために配置されるように配置される、第４の面と、
    前記第４の面（５０４）と前記更なる反射部材（５２０）との間に配置される、第３の透明な形状可変体（５４３）と、
    前記更なる反射部材（５２０）を傾けて、前記第１の出射平面に垂直な前記第２の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の前記第２の伝播偏角（Ｄ２）を変えるように配置される、第３のアクチュエータシステム（５５４）と、
    を備える、請求項１１に記載の可変光偏向デバイス。
13. 前記第１のアクチュエータシステム及び第２のアクチュエータシステムが、前記それぞれ第１の鋭角ａ１及び／又は前記第２の鋭角ａ２を変えて、前記第１の出射平面における前記屈折した出射光線（２１４）の第１の伝播偏角（Ｄ１）の変化を達成するように配置される、請求項１～１２のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
14. 前記反射部材（１２０）、前記更なる反射部材（５２０）及び前記屈折部材（２３０）のいずれかの傾斜を測定するように配置される少なくとも１つの傾斜センサを更に備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
15. 前記第１の透明な形状可変体（２４１）及び／又は前記第２の透明な形状可変体（２４２）が、第１の透明で変形可能な非流体及び第２の透明で変形可能な非流体であり、前記プリズムの前記第２の面（１０２）及び第３の面（１０３）の少なくとも１つが非流体材料で形成されるように、前記プリズムが、前記第１の透明で変形可能な非流体及び第２の透明で変形可能な非流体と同じ前記非流体材料を含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の可変光偏向デバイス。
16. 請求項１～１５のいずれか一項に記載の光学可変光偏向デバイス（１９０、７９０、７９１）及び画像センサ（１５２）を備える、カメラモジュール（２１０）。
17. 請求項１６に記載のカメラモジュール（１６０）を備える、電子デバイス（１５０）。
18. 画像を得るための、請求項１７に記載の電子デバイスの使用。
    
    

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