MX2011007487A - Sistemas electro-activos de enfoque y acercamiento. - Google Patents

Abstract

Los aspectos de la presente invención proporcionan sistemas de enfoque dinámico y sistemas de acercamiento dinámico que no tienen partes móviles. Los sistemas de enfoque dinámico pueden incluir una lente electro-activa, una lente de enfoque fijo en comunicación óptica con la lente electro-activa y un plano focal. Los sistemas de acercamiento dinámico pueden incluir una primera lente electro-activa una segunda lente electro-activa, una lente de enfoque fijo y un plano focal. Las lentes electro-activas de la presente invención pueden tener un poder óptico ajustable para proporcionar capacidad de enfoque variable. Los sistemas de enfoque dinámico y los sistemas de acercamiento dinámico pueden incluir un controlador para modificar los poderes ópticos ajustables de las lentes electro-activas. Los sistemas de enfoque dinámico pueden enfocarse sobre objetos a varias distancias en base al poder óptico controlado de las lentes electro-activas incluidas. Los sistemas de acercamiento dinámico pueden proporcionar amplificación y reducción en base al poder óptico controlado de las lentes electro-activas incluidas.

Description

SISTEMAS ELECTRO-ACTIVOS DE ENFOQtJE Y ACERCAMIENTO REFERENCIA CRUZADA A SOLICITUDES RELACIONADAS Esta solicitud reivindica la prioridad e incorpora mediante la referencia en su totalidad, las siguientes solicitudes provisionales: Solicitud de E.U. No. 61/144,796, presentada el 15 de enero de 2009; y Solicitud de E.U. No. 61/225,065, presentada el 13 de julio de 2009.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Campo de la Invención La presente invención se refiere en general a sistemas ópticos electro-activos. Más específicamente, la presente invención proporciona sistemas ópticos electro-activos mejorados que tienen capacidades dinámicas de enfoque y acercamiento.

Técnica Anterior Los sistemas ópticos de enfoque y los sistemas ópticos de acercamiento convencionales requieren partes móviles. Como consecuencia, los dispositivos que incorporan estos sistemas convencionales pueden ser voluminosos, pesados y propensos a fallas debido a la contaminación por partículas. Además, los sistemas ópticos de enfoque y los sistemas de acercamiento convencionales también pueden ser propensos a fallas por golpes y vibración.

Por consiguiente, se necesitan sistemas ópticos de enfoque mejorados y sistemas ópticos de acercamiento mejorados que no requieran partes móviles. Al obviar la necesidad de partes móviles, los dispositivos que incorporan los sistemas ópticos de enfoque y acercamiento mejorados pueden producirse más delgados y más ligeros. También pueden producirse para ser más tolerantes a los golpes y a la vibración y pueden ser menos propensos a fallas debidas a la contaminación por partículas.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS/FIGURAS La Figura 1 ilustra un primer sistema de enfoque dinámico de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

La Figura 2 ilustra un segundo sistema de enfoque dinámico de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

La Figura 3 ilustra un sistema de lentes de acercamiento convencional.

La Figura 4 ilustra el sistema de lentes de acercamiento convencional de la Figura 3 en una disposición de acercamiento o telefoto.

La Figura 5 ilustra un sistema de acercamiento de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

La Figura 6 ilustra un segundo sistema de acercamiento de acuerdo con un aspecto de la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Los aspectos de la presente invención proporcionan sistemas de enfoque dinámico que no tienen partes móviles. Por ejemplo, todas las lentes y planos focales, o una porción de los mismos, pueden estar inmóviles a lo largo de un eje óptico en los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención. Los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención pueden incluir una lente electro-activa, una lente de enfoque fijo en comunicación óptica con la lente electro-activa y un plano focal. El plano focal puede colocarse para recibir la luz enfocada por la combinación de la lente electro-activa y la lente de enfoque fijo. Las lentes electro-activas de la presente invención pueden tener un poder óptico ajustable para proporcionar capacidad de enfoque variable. Los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención pueden incluir un controlador para modificar el poder óptico ajustable de la lente electro-activa. Los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención pueden enfocarse en objetos a varias distancias en base al poder óptico variable controlado de la lente electro-activa. La luz enfocada por los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención puede encontrarse en forma de luz visible u otro tipo de radiación electromagnética, tal como por ejemplo, luz ultravioleta o infrarroja.

Los aspectos de la presente invención proporcionan sistemas de acercamiento dinámico que no tienen partes móviles. Por ejemplo, todas las lentes y planos focales, o una porción de los mismos, pueden estar inmóviles a lo largo de un eje óptico en los sistemas de acercamiento dinámico de la presente invención. Los sistemas de acercamiento dinámico de la presente invención pueden incluir una primera lente electro-activa, una segunda lente electro-activa, una lente de enfoque fijo y un plano focal. La primera lente electro-activa, la segunda lente electro-activa y la lente de longitud focal fija pueden estar en comunicación óptica. El plano focal puede colocarse para recibir la luz enfocada por la combinación de la primera lente electro-activa, la segunda lente electro-activa y la lente de enfoque fijo. Los sistemas de acercamiento dinámico de la presente invención pueden incluir un controlador para modificar los poderes ópticos ajustables de las lentes electro-activas. Los sistemas de acercamiento dinámico de la presente invención pueden proporcionar aumento y reducción en base a los poderes ópticos variables controlados de las lentes electro-activas. Los sistemas de acercamiento dinámico y los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención pueden utilizarse en combinación uno con el otro y/o en combinación con cualquier número de lentes electro-activas o de enfoque fijo adicionales .

La Figura 1 ilustra un sistema de enfoque dinámico 100 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. El sistema de enfoque dinámico 100 puede proporcionar la capacidad de enfocarse en objetos colocados a varias distancias sin el uso de alguna parte o componente móvil (i.e., los componentes constituyentes pueden ser inmóviles uno con respecto al otro a lo largo de un eje óptico) . El sistema de enfoque dinámico 100 puede comprender una lente electro-activa 102 y una lente de enfoque fijo 104 colocadas para estar en comunicación óptica entre si. La lente de enfoque fijo 104 se representa como una lente biconvexa solamente para propósitos ilustrativos y no se limita a ello. Es decir, la lente de enfoque fijo 104 puede ser cualquier tipo de lente que tenga un poder óptico fijo o estático.

El sistema de enfoque dinámico 100 se muestra en la Figura 1 comprendiendo solamente una lente electro-activa 102 y solamente una lente de enfoque fijo 104, pero no se limita a ello. Es decir, el sistema de enfoque dinámico 100 de la presente invención puede incluir cualquier número de lentes electro-activas y cualquier número de lentes de enfoque fijo. Además, cualquier número de lentes electro-activas y cualquier número de lentes de enfoque fijo del sistema de enfoque dinámico 100 de la presente invención pueden disponerse de cualquier manera y no se limitan a la disposición particular de la lente electro-activa 102 y la lente de enfoque fijo 104 representadas en la Figura 1. Más específicamente, cualquier número de lentes electro-act,ivas y cualquier número de lentes de enfoque fijo pueden colocarse en cualquier orden y con cualquier separación (incluyendo sin separación) entre las lentes electro-activas y las lentes de enfoque fijo. Como un ejemplo, la lente de enfoque fijo 104 puede colocarse enfrente de la lente electro-activa 102 en contraste con la disposición representada en la Figura 1.

El sistema de enfoque dinámico 100 también puede comprender un plano focal 106. El plano focal 106 puede ser un dispositivo acoplado por carga (CCD) , un dispositivo semiconductor complementario de óxido de metal (CMOS) , una cámara (e.g., cámara de película) u otro dispositivo capaz de recibir y/o procesar una imagen enfocada por la combinación de la lente electro-activa 102 y la lente de enfoque fijo 104. La lente electro-activa 102 puede ser cualquier lente electro-activa capaz de ajusfar, alternar o afinar el poder óptico proporcionado por. la lente mediante la aplicación de electricidad. En general, la lente electro-activa 102 puede comprender un primer sustrato 108, una capa electro-activa 110 que comprende cristal líquido, y un segundo sustrato 112.

La lente electro-activa 102, la lente de enfoque fijo 104 y el plano focal 106 pueden encontrarse en posiciones espaciales fijas. Es decir, el sistema de enfoque dinámico 100 puede proporcionar capacidad de enfoque (e.g., funcionalidad de auto-enfoque) sin ningún componente o parte móvil .

El sistema de enfoque dinámico 100 puede proporcionar cualquier número de puntos de enfoque. En particular, el sistema de enfoque dinámico 100 puede enfocar la luz proveniente de objetos colocados a cualquier distancia 114 alejados del sistema de enfoque dinámico 100 sobre el plano focal 106. El plano focal 106 puede colocarse a cualquier distancia 116 desde los elementos de enfoque (e.g., la lente electro-activa 102 y la lente de enfoque fijo 104, como se muestra en la Figura 1) del sistema de enfoque dinámico 100. En general, la distancia 116 entre el plano focal 106 y los elementos de enfoque del sistema de enfoque dinámico 100 puede determinarse por la aplicación en la cual se emplea el sistema de enfoque dinámico 100, como se entenderá fácilmente por el experto en la técnica. Por ejemplo, cuando se utiliza en un teléfono móvil, la distancia 116 puede ser menor que la que puede utilizarse en una aplicación de cámara digital portátil.

En general, la lente de enfoque fijo 104 puede proporcionar cualquier poder óptico fijo - por ejemplo, variando de 20 a 350 dioptrías. El poder óptico fijo proporcionado por la lente de enfoque fijo 104 puede depender de numerosos factores incluyendo la distancia 116 y el poder óptico variable proporcionado por la lente electro-activa 102. Dependiendo del tipo y la construcción de la lente electro-activa 102, la lente electro-activa puede proporcionar múltiples poderes ópticos distintos y/o continuamente variables dentro de un rango de poderes ópticos posibles. El rango de poderes ópticos posibles puede incluir poderes ópticos positivos, negativos y/o neutros a modo de proporcionar capacidad de enfoque variable.

Como un ejemplo ilustrativo no limitante, la lente de enfoque fijo 104 puede proporcionar un poder óptico fijo de 51 dioptrías y la lente electro-activa puede proporcionar un rango de poderes ópticos de -1.0 dioptrías a 1.0 dioptrías en incrementos cuantificados de 0.5 dioptrías. Por consiguiente, la lente electro-activa 102 puede controlarse para proporcionar poderes ópticos de -1.0, -0.5, 0.0, 0.5 y 1.0 dioptrías de tal manera que los elementos de enfoque del sistema de enfoque dinámico 100 puedan proporcionar poderes ópticos combinados de 50.0, 50.5, 51.0, 51.5 y 52 dioptrías. En base a la distancia de la imagen - i.e., la distancia 116 entre los elementos de enfoque y el plano focal 106 - el sistema de enfoque dinámico 100 puede enfocar objetos a varias diferentes distancias. Para una distancia de imagen 116 ejemplar de 2 cm, el sistema de enfoque dinámico puede proporcionar diferentes puntos de enfoque a aproximadamente infinitos, 2 m, 1 m, 2/3 m, y ½ m. El tamaño de la abertura del sistema de enfoque dinámico 100 también puede afectar el rango de los puntos de enfoque (e.g., profundidad de campo) de tal manera que el rango ajustable pueda ser esencialmente continuo .

La Figura 2 ilustra un sistema de enfoque dinámico 200 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. Como con el sistema de enfoque dinámico 100, el sistema de enfoque dinámico 200 puede proporcionar la capacidad de enfocar objetos a varias distancias sin el uso de alguna parte o componente móvil (i-, e., los componentes constituyentes pueden estar inmóviles uno con respecto al otro a lo largo de un eje óptico) . El sistema de enfoque dinámico 100 puede comprender una lente electro-activa 102, una primera lente de enfoque fijo 202 y una segunda lente de enfoque fijo 204 colocadas para encontrarse todas en comunicación óptica.

El sistema de enfoque dinámico 200 opera de una manera similar al sistema de enfoque dinámico 100 descrito anteriormente con la excepción de que los elementos de enfoque del sistema de enfoque dinámico 200 - la lente electro-activa 102 y las lentes primera y segunda de enfoque fijo 202 y 204 - se combinan para formar una lente o elemento de lente compuesta combinada (mientras que los elementos de enfoque del sistema de enfoque dinámico 100 pueden visualizarse como elementos distintos separados físicamente apartados uno del otro) . En general, el sistema de enfoque dinámico de la presente invención puede utilizar cualquier combinación de elementos de enfoque compuestos o separados utilizando cualquier número de lentes de enfoque fijo y de lentes electro-activas. Además, el sistema de enfoque dinámico de la presente invención puede colocar ya sea una lente electro-activa más cerca del objeto visualizado (y una lente de enfoque fijo más lejos del objeto visualizado -e.g., como se muestra en la Figura 1) o puede colocar una lente de enfoque fijo más cerca del objeto visualizado (y una lente electro-activa más lejos del objeto visualizado). En cambio, el sistema de enfoque dinámico de la presente invención puede colocar ya sea una lente electro-activa más cerca de un plano focal (y una lente de enfoque fijo más lejos del plano focal - e.g., como se muestra en la Figura 1) o puede colocar una lente de enfoque fijo más cerca del plano focal (y una lente electro-activa más lejos del plano focal) .

Como se describió anteriormente, la lente electro-activa 102 puede ser cualquier lente electro-activa 102 capaz de ajusfar o modificar el poder óptico que proporciona. Las lentes electro-activas ejemplares que pueden utilizarse como la lente electro-activa 102 pueden incluir: una lente electro activa grabada-con diseño, una lente electro-activa con electrodos litográficamente estampados y una lente electro-activa que utilice puentes resistivos litográficamente estampados .

Una lente electro-activa grabada-con diseño puede fabricarse al grabar un patrón (e.g., un patrón refractivo o difractivo) en un material de sustrato (e.g., un material plástico oftálmico) . Este patrón grabado puede después recubrirse con un conductor transparente (e.g., óxido de indio estaño - ITO) y una capa de alineamiento para crear una dirección de alineamiento preferida para el cristal liquido. Otro sustrato no grabado similar también puede recubrirse con ITO y una capa de alineamiento. Los dos sustratos pueden después unirse en cercana proximidad. Después el cristal liquido puede sellarse dentro del hueco entre los sustratos.

Los materiales de sustrato y el material de cristal liquido pueden seleccionarse de modo que cada uno tenga el mismo índice de refracción cuando la lente electro-activa se encuentre en un estado apagado. Cuando la lente electro-activa se coloca en un estado encendido, el índice del cristal líquido birrefringente puede cambiar de tal modo que el cristal líquido tenga un índice de refracción diferente al índice de refracción de los dos sustratos. Como resultado, el patrón grabado puede volverse funcional y puede modificar el poder óptico de la lente electro-activa.

La Patente de E.U. No. 5,712,721, la Patente de E.U. No. 6, 517,203 y la Solicitud de Patente de E.U. No. 12/408,973, presentada el 23 de marzo de 2009, describen cada una ejemplos de lentes electro-activas grabadas-con diseño que pueden utilizarse para formar la lente electro-activa 102 y se incorporan cada una en la presente mediante la referencia en su totalidad.

Una lente electro-activa litográficamente estampada puede utilizar un sustrato recubierto con ITO que subsecuentemente se estampa litográficamente para formar electrodos de anillos concéntricos que se aislan eléctricamente entre si. El sustrato estampado puede acoplarse entonces con otro sustrato con un electrodo de referencia similar al sustrato de referencia para una lente electro-activa grabada-con diseño. Después el cristal liquido puede sellarse entre los dos sustratos. Puede aplicarse entonces un conjunto de diferentes voltajes a cada uno de los anillos para crear un gradiente en el Indice de refracción del cristal liquido, creando asi una lente que proporciona poder óptico dinámico. Este procedimiento de diseño también permite que la lente electro-activa proporcione poderes ya sea positivos o negativos como una función del gradiente de voltaje colocado a través de los electrodos .

La Patente de E.U. No. 6,517, 203, la Patente de E.U. No. 7, 264, 354 y la Solicitud de Patente de E.U. No. 12/135,587, presentada el 9 de junio de 2008, describen cada una ejemplos de lentes electro-activas litográficamente estampadas que pueden utilizarse para formar la lente electro-activa 102 y se incorporan cada una en la presente mediante la referencia en su totalidad.

Una lente electro-activa litográficamente estampada que utiliza puentes resistivos puede utilizar electrodos de anillo litográficamente estampados que no están aislados uno del otro. En su lugar, cada electrodo estampado puede conectarse a los electrodos estampados adyacentes utilizando puentes resistivos. El uso de puentes resistivos puede permitir que se establezca una pequeña diferencia de potencial de voltaje entre los electrodos adyacentes. Esta estructura permite agrupar entre si muchos electrodos y dirigirlos y controlarlos con un solo voltaje. Como resultado, se elimina la necesidad de grandes números de lineas distribuidoras o lineas de control cuando se utilizan cientos de electrodos. Adicionalmente, este diseño puede proporcionar una lente electro-activa más "ajustable" como se apreciará por el experto en la técnica pertinente. Es decir, puede lograrse un gran número de perfiles de fase óptica, o poderes de lente esférica, simplemente al ajusfar el perfil de voltaje a través de la lente, permitiendo un control de poder óptico esencialmente análogo o similar a análogo.

La Solicitud de Patente de E.U. No. 12/410,889 presentada el 25 de marzo de 2009 y la Solicitud Provisional de Patente de E.U. No. 61/269,110 presentada el 19 de junio de 2009 describen cada una ejemplos de lentes electro-activas litográficamente estampadas que utilizan puentes resistivos que pueden utilizarse para formar la lente electro-activa 102 y se incorporan cada una en la presente mediante la referencia en su totalidad.

La Figura 3 ilustra un sistema de lentes de acercamiento 300 convencional. El sistema de lentes de acercamiento 300 convencional requiere de partes móviles - en particular, una o más lentes móviles - para proporcionar la operación de acercamiento. El sistema de lentes de acercamiento 300 convencional comprende una primera lente 302, una segunda lente 304, una tercera lente 306, una cuarta lente 308 y un plano focal 310. La primera lente 302 es una lente convergente. La segunda lente 304 es una lente divergente. La tercera lente 306 es una lente convergente. La cuarta lente 308 es una lente convergente y puede funcionar como un elemento de enfoque.

Cualquiera o todos los componentes del sistema de acercamiento 300 convencional pueden ser movibles y se requiere que al menos un componente se mueva para proporcionar la funcionalidad de acercamiento deseada. El sistema de acercamiento 300 convencional, como se representa en la Figura 3, requiere que al menos la segunda lente 304 sea móvil. El sistema de acercamiento 300 convencional se muestra en la Figura 3 en una disposición de gran angular. Específicamente, la segunda lente 304 se ha alejado del objeto visualizado (i.e., lejos de la primera lente 302). El alejamiento de la segunda lente 304 desde la primera lente 302 reduce el aumento de un objeto visualizado, ya que sustancialmente todos los rayos de luz incidentes sobre la primera lente 302 se enfocan sobre el plano focal 310.

La Figura 4 ilustra el sistema de lentes de acercamiento 300 convencional en una disposición de acercamiento o telefoto. Específicamente, la segunda lente 304 se ha movido más cerca del objeto visualizado (i.e., más cerca de la primera lente 302). El movimiento de la segunda lente 304 más cerca de la primera lente 302 incrementa el aumento del objeto visualizado ya que solamente una porción de todos los rayos de luz incidentes sobre la primera lente 302 se enfoca sobre el plano focal 310.

La Figura 5 ilustra un sistema de acercamiento 500 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. El sistema de acercamiento 500 puede comprender una primera lente electro-activa 102-A, una segunda lente electro-activa 102-B, un elemento de enfoque 504, y un plano focal 506. El elemento de enfoque 504 se ilustra como una lente biconvexa, pero no se limita a ello. Es decir, el elemento de enfoque 504 puede ser por ejemplo, cualquier lente de enfoque fijo. El plano focal 506 puede ser un dispositivo acoplado por carga (CCD) , o una cámara u otro dispositivo capaz de recibir y/o procesar la luz emitida por el elemento de enfoque 504. El sistema de acercamiento 500 puede incluir una o más lentes de enfoque fijo adicionales y no se limita a la disposición y separación de componentes representada en la Figura 5. Por ejemplo, la primera lente electro-activa 102-A y/o la segunda lente electro-activa 102-B pueden combinarse con una o más lentes de enfoque fijo (e.g., colocadas en comunicación óptica con las mismas) para incrementar el poder óptico que puede proporcionarse del que puede proporcionarse por estas lentes electro-activas cuando operan solas.

Las lentes electro-activas primera y segunda 102-A y 102-B pueden ser cualquiera de las lentes electro-activas descritas anteriormente. Las lentes electro-activas primera y segunda 102-A y 102-B y el elemento de enfoque 504 y el plano focal 506 pueden estar separados a cualquier distancia fija deseada o requerida. El sistema de acercamiento 500 puede proporcionar la misma funcionalidad de acercamiento que el sistema de acercamiento 300 convencional sin la necesidad de algunas partes o componentes móviles. Es decir, el sistema de acercamiento 500 puede proporcionar funcionalidad de acercamiento y de gran angular cuando se visualiza un objeto a una distancia 502 estando cada uno de sus componentes constituyentes (e.g., las lentes electro-activas primera y segunda 102-A y 102-B, el elemento de enfoque 504 y el plano focal 506) fijo e inmóvil.

Para proporcionar una disposición de acercamiento o telefoto, la primera lente electro-activa 102-A puede controlarse para proporcionar un poder óptico negativo (e.g., cantidad negativa o divergente) y la segunda lente electro-activa 102-B puede controlarse para proporcionar un poder óptico positivo (e.g., cantidad positiva o convergente). Como se apreciará por el experto en la técnica pertinente, esta combinación particular de lentes de poder óptico negativo y positivo puede incrementar el aumento del objeto visualizado ya que solamente una porción de todos los rayos de luz incidentes sobre la primera lente electro-activa 102-A puede enfocarse sobre el plano focal 506.

Para proporcionar una disposición de gran angular, la primera lente electro-activa 102-A puede controlarse para proporcionar poder óptico positivo (e.g., positivo o convergente) y la segunda lente electro-activa 102-B puede controlarse para proporcionar poder óptico negativo (e.g., cantidad negativa o divergente) . Como se apreciará por el experto en la técnica pertinente, esta combinación particular de lentes de poder óptico positivo y negativo puede reducir el aumento de un objeto visualizado (o reducción) ya que sustancialmente todos los rayos de luz incidentes sobre la primera lente electro-activa 102-A pueden enfocarse sobre el plano focal 506.

Cuando ambas lentes electro-activas 102-A y 102-B se encuentran en un estado "apagado" (e.g., cuando cada una de las lentes electro-activas 102-A y 102-B proporciona un poder óptico de cero o neutro) , puede crearse una imagen no amplificada de un objeto visualizado sobre el plano focal 506.

Como se describió anteriormente, el sistema de acercamiento 500 de la presente invención puede utilizarse en combinación o puede incluir cualquier número de lentes de enfoque fijo o lentes electro-activas adicionales. Además, el sistema de acercamiento 500 puede utilizarse en combinación con un sistema de enfoque dinámico de la presente invención (e.g., el sistema de enfoque dinámico 100 y/o 200), y puede hacerlo de tal manera que el sistema de enfoque dinámico mantenga el enfoque de la imagen amplificada o reducida sobre el plano focal a medida que varia la distancia del objeto.

El sistema de acercamiento 500, o una porción del mismo, también pueden utilizarse en conjunción con sistemas de acercamiento convencionales tales como los descritos anteriormente. En tales configuraciones - que pueden combinar elementos de lente inmóviles y elementos de lente móviles - el movimiento de los elementos de lente móviles puede proporcionar un primer nivel de ajuste (e.g., un ajuste aproximado) y los elementos de lente inmóviles (e.g., las lentes electro-activas y cualquier lente de enfoque fijo inmóvil) pueden proporcionar un segundo nivel de ajuste (e.g., un ajuste de precisión). Estos sistemas de la presente invención pueden ser útiles cuando se desean cambios en los niveles de acercamiento que están más allá de un rango que pueden suministrar independientemente ya sea los sistemas mecánicos o los sistemas de acercamiento electro-activos, o cuando se requiere que la velocidad de cambio del acercamiento sea más rápida que la que puede proporcionar el sistema mecánico por si solo.

La Figura 6 ilustra un sistema de acercamiento 600 de acuerdo con un aspecto de la presente invención. Como se muestra en la Figura 6, el sistema de acercamiento 600 puede comprender una primera lente 602, una segunda lente 604, una tercera lente 606, una cuarta lente 608 y un plano focal 610. La primera lente 602 puede ser una lente convergente. La segunda lente 604 puede ser una lente divergente. La tercera lente 606 puede ser una lente convergente. La cuarta lente 608 puede ser una lente convergente y puede funcionar como un elemento de enfoque. El sistema de acercamiento 600 puede incluir también una lente electro-activa 612. La lente electro-activa puede ser cualquiera de las lentes electro-activas descritas anteriormente (e.g., cualquiera de las variaciones en diseño o construcción descritas anteriormente con respecto a la lente electro-activa 102).

El sistema de acercamiento 600 no se limita a la configuración representada en la Figura 6. Es decir, el sistema de acercamiento 600 no se limita a la disposición y la separación particulares de los elementos de lente constituyentes mostrados. Además, la lente electro-activa 612 y la segunda lente 604 pueden combinarse para formar una lente compuesta o pueden estar físicamente separadas una de la otra (e.g., como se muestra en la Figura 6). Adicionalmente, la lente electro-activa 612 puede colocarse enfrente de la segunda lente 604. De acuerdo con un aspecto de la presente invención, cada uno de los componentes de lente constituyentes del sistema de acercamiento 600 puede ser inmóvil. Bajo este escenario, incluso la segunda lente 604 puede estar inmóvil y la lente electro-activa 612, al ajustarse entre los poderes ópticos positivo y negativo, puede utilizarse para ajustar la capacidad de acercamiento total del sistema de acercamiento 600.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, cada uno de los componentes de lente constituyentes del sistema de acercamiento 600 - diferente a la segunda lente 600 - puede ser inmóvil. Bajo este escenario, el movimiento mecánico de la segunda lente 604 puede proporcionar un ajuste de acercamiento aproximado y el ajuste de la lente electro-activa 612 puede proporcionar un ajuste de acercamiento de precisión para el sistema de acercamiento 600.

De acuerdo con un aspecto de la presente invención, cualquiera de los grupos de lentes representados en la Figura 6 puede modificarse para incluir una lente electro-activa para proporcionar ajustes adicionales de poder óptico de cualquier grupo de lentes o elemento de lente.

Los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención (e.g., el sistema de enfoque dinámico 100 y/o 200) y los sistemas de acercamiento de la presente invención (e.g., los sistemas de acercamiento 500 y/o 600) pueden operarse o manipularse por medio de un controlador programable local o remoto. El controlador puede activar y desactivar y controlar los poderes ópticos proporcionados por las lentes electro-activas y los elementos de los sistemas ópticos dinámicos de la presente invención. El controlador puede manipular los sistemas ópticos dinámicos de la presente invención automáticamente o puede responder al usuario o al control o entrada manual .

Los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención (e.g., el sistema de enfoque dinámico 100 y/o 200) y los sistemas de acercamiento de la presente invención (e.g., los sistemas de acercamiento 500 y/o 600) proporcionan numerosos beneficios sobre los sistemas de enfoque convencionales y los sistemas de acercamiento convencionales. Específicamente, como se describió anteriormente para ciertos aspectos de la presente invención, ni los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención ni los sistemas de acercamiento dinámico de la presente invención requieren partes o componentes móviles. Por consiguiente, estos sistemas de la presente invención pueden producirse más delgados y de peso más ligero que los sistemas convencionales comparables. Sin la necesidad de incluir un sistema para mover los componentes constituyentes, los sistemas de la presente invención pueden construirse con menos componentes dando como resultado costos de fabricación comparables o más bajos .

Además, los sistemas de enfoque dinámico de la presente invención y los sistemas de acercamiento de la presente invención pueden producirse utilizando lentes electro-activas delgadas. Como resultado, puede mejorarse la velocidad de cambio del enfoque en comparación con los sistemas convencionales. Adicionalmente, la falta de partes móviles permite que los sistemas de la presente invención sean más tolerantes a golpes y vibración y hace a estos sistemas más herméticos a la contaminación por partículas. Por consiguiente, los sistemas de la presente invención pueden reducir la probabilidad de fallas debidas al polvo, suciedad y desgaste y rompimiento.

Conclusión Aunque se han descrito anteriormente diversas modalidades de la presente invención, debe entenderse que éstas se han presentado a manera de ejemplo y no como limitación. Será evidente para el experto en la técnica pertinente que pueden realizarse varios cambios en forma y detalle en las mismas sin apartarse del espíritu y alcance de la invención. En consecuencia, la presente invención solamente debe definirse de acuerdo con las siguientes reivindicaciones y sus equivalentes.

Claims (20)

REIVINDICACIONES

1. Un sistema que comprende: una primera lente; una segunda lente en comunicación óptica con la primera lente; y un plano focal colocado para recibir luz enfocada por una combinación de la primera lente y la segunda lente, comprendiendo el plano focal un dispositivo acoplado por carga (CCD) o un dispositivo semiconductor complementario de óxido de metal (CMOS) ; en donde: la primera lente, la segunda lente y el plano focal se encuentran inmóviles con respecto entre si a lo largo de un eje óptico; la primera lente se separa físicamente de la segunda lente por una primera distancia predeterminada; la primera lenta electro-activa se separa físicamente del plano focal por una segunda distancia predeterminada; y la primera lente es electro-activa.

2. El sistema de la reivindicación 1, en donde: La primera lente tiene un poder óptico ajustable, adaptado para proporcionar una capacidad de enfoque variable.

3. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el poder óptico ajustable de la primera lente se adapta para variarse dentro de un rango predeterminado de poderes ópticos.

4. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el poder óptico ajustable de la primera lente se adapta para variarse continuamente dentro de un rango de poderes ópticos.

5. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el poder óptico ajustable de la primera lente se adapta para variarse discretamente dentro de un rango de poderes ópticos.

6. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la primera lente se adapta para ajustarse entre un poder óptico positivo y un poder óptico negativo.

7. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la primera lente comprende un sustrato grabado-con diseño .

8. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la primera lente comprende electrodos litográficamente estampados.

9. El sistema de la reivindicación 1, en donde: La primera lente comprende puentes resistivos litográficamente estampados.

10. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además: un controlador adaptado para modificar el poder óptico ajustable de la primera lente,

11. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la segunda lente tiene un poder fijo.

12. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la segunda lente es electro-activa.

13. El sistema de la reivindicación 1, en donde: la primera lente tiene un primer poder óptico ajustable adaptado para proporcionar una primera capacidad de enfoque variable y la segunda lente es electro-activa y tiene un segundo poder óptico ajustable adaptado para proporcionar una segunda capacidad de enfoque variable.

14. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el sistema se adapta para proporcionar amplificación o reducción cuando la primera lente se controla para proporcionar un poder óptico negativo y la segunda lente es electro-activa y se controla para proporcionar un poder óptico positivo.

15. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el sistema se adapta para proporcionar amplificación o reducción cuando la primera lente se controla para proporcionar un poder óptico positivo y la segunda lente es electro-activa y se controla para proporcionar un poder óptico negativo.

16. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además; un controlador adaptado para modificar el poder óptico ajustable de la segunda lente, en donde la segunda lente es electro-activa.

17. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además: una tercera lente, en donde la tercera lente: tiene un poder óptico fijo; se separa físicamente de la primera lente por una tercera distancia predeterminada; es inmóvil con respecto a la primera lente y a la segunda lente a lo largo del eje óptico; y se encuentra en comunicación óptica con la primera lente, la segunda lente y el plano focal.

18. El sistema de la reivindicación 1, que comprende además: una tercera lente, en donde la tercera lente: es electro-activa; se separa físicamente de la primera lente por una tercera distancia predeterminada; es inmóvil con respecto a la primera lente y a la segunda lente a lo largo del eje óptico; y se encuentra en comunicación óptica con la primera lente, la segunda lente y el plano focal.

19. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el plano focal comprende un dispositivo acoplado por carga (CCD) .

20. El sistema de la reivindicación 1, en donde: el plano focal comprende un dispositivo semiconductor complementario de óxido de metal (CMOS) .