光学元件，带有光学元件的棱镜以及带有棱镜和光学元件的成像光学系统技术方案

光学元件(1)包括密封容积(15)、第一窗(11)、第二窗(12)和膜(13)，其中膜(13)沿横向包围密封容积(15)，并且膜(13)沿垂直于横向的方向包围密封容积(15)，或者第一窗(11)和第二窗(12)沿垂直于横向的方向包围密封容积(15)，其中密封容积(15)通过相对于第二窗(12)倾斜第一窗(11)来变形，其中第一窗(11)和第二窗(12)由固体结构(14)分开，并且固体结构(14)布置为相对于第二窗(12)引导第一窗(11)的运动，使得密封容积(15)内的压力恒定。使得密封容积(15)内的压力恒定。使得密封容积(15)内的压力恒定。

【技术实现步骤摘要】
光学元件，带有光学元件的棱镜以及带有棱镜和光学元件的成像光学系统


[0001]此处及下文所述的光学元件是对可见光透明的光学元件，并且特别适用于移动电话成像光学系统的棱镜。

技术实现思路

[0002]光学元件包括密封容积，其完全由固体以液密方式包围。光学元件包括第一窗和第二窗。尤其是，第一窗和第二窗构成光学元件的光学表面。例如，按预期方式与光学元件相互作用的光在所述光学表面处折射。第一窗和第二窗可包括玻璃、丙烯酸或萤石。尤其是，第一窗和第二窗的材料可以不同。光学元件包括膜，该膜是薄的弹性固体，以便能够包围流体。尤其是，膜和第一窗和第二窗包括对可见波长范围内的电磁辐射透明的材料。
[0003]膜沿横向包围密封容积。此处以及下文中，横向是不超过第一窗或第二窗的方向。此处以及下文中，假定光轴垂直于第一窗和第二窗的主延伸平面以非偏转状态延伸。尤其是在光学元件的调整状态下，其中第一窗和第二窗相对于彼此平行，光轴垂直于第一窗和第二窗的主延伸平面来延伸，而横向相对于光轴垂直地延伸。沿着光轴，密封容积由第一窗和第二窗所界定。另选地，膜在垂直于横向的方向上包围密封容积。根据此替代方案，膜布置在密封容积与第一窗之间，且膜布置在密封容积与第二窗之间。尤其是，膜在所有侧上完全封装密封容积。
[0004]密封容积可变形。尤其是，密封容积包括流体材料，其中当密封容积变形时，流体材料的形状可被改变。尤其是，密封容积通过相对于第二窗倾斜第一窗来变形。密封容积可通过相对于第一窗倾斜第二窗或者倾斜第一窗和第二窗来变形。
[0005]第一窗和第二窗彼此间隔开，其中固体结构布置在第一窗和第二窗之间。固体结构布置为引导第一窗和第二窗相对于彼此的运动。尤其是，固体结构相对于第二窗引导第一窗或者相对于第一窗引导第二窗。尤其是，在第一窗和第二窗均可倾斜的情况下，固体结构布置为引导第一窗和第二窗的运动。固体结构包括刚性的、优选为非弹性的材料，以便如果对第一窗和/或第二窗施加力，保持第一窗和第二窗分开。力可以由致动器或加速力来施加。加速力可通过掉落光学元件来得到。
[0006]第一窗和第二窗相对于彼此的运动被引导为，使得密封容积内的压力恒定。优选地，如果对第一窗或第二窗或同时两个窗施加力，密封容积内的压力最多改变0.1bar，更优选最多0.01bar。尤其是，固体结构布置为限定第一窗或第二窗的至少一个倾斜轴线，其中倾斜轴线对准为，使得当将第一窗和第二窗相对于彼此倾斜时，密封容积内的压力保持恒定。尤其是，如俯视图沿光轴可见，倾斜轴线沿第一窗和/或第二窗对称轴延伸。尤其是，倾斜轴线沿第一窗或第二窗对液体容积的界面延伸。
[0007]此处及下文所述的光学元件能够安装到成像光学系统中。成像光学系统可集成到移动电话内。
[0008]典型的现代移动电话在垂直于显示屏的平面方向上为薄的。移动电话的摄影机需
要长的光路。透镜与图像传感器之间的光路通常超过移动电话垂直于显示屏平面的长度。为了解决此问题，折叠元件安装到光路中。折叠元件可布置为折叠光路，通常90
°
。因此，图像传感器可布置为相对于相应物镜的第一光学表面成一角度，通常为90
°
。
[0009]移动电话为手持设备，其遭受振动，振动可由手的挥动造成。振动能够引起图像不必要的失真或其他光学误差。为了解决此问题，光学元件布置为通过调整第一窗与第二窗之间的角度，光学地补偿振动。通常，光学元件包括包围流体的两个窗。致动器布置为控制窗的倾斜，使得由手的挥动引起的振动被光学地补偿。
[0010]移动电话是便携设备，通常携带在袋或裤口袋内。因此，存在移动电话掉落的高风险。掉落移动电话引起移动电话内光学元件的加速力，以及由此引起光学元件的加速力。
[0011]本光学元件基于以下考量。由于密封容积内变大的压力，内含流体的光学元件倾向于受损并失效。在传统的光学元件中，加速力造成密封容积内变大的压力。在可调棱镜中，加速力引起两个窗朝向彼此加速，在它们之间的液体容积内产生变大的压力。由于变大的压力，膜和/或窗承受高应力，这最终会毁坏光学元件。
[0012]本光学元件利用了当通过引导第一窗和第二窗相对于彼此的相对运动来对光学元件施加力时，防止窗或膜损坏的理念。
[0013]在传统光学元件中，液体容积内的最大压力受限于通过硬止挡来先至第一窗相对于第二窗的最大相对偏转。然而，硬止挡不保持压力恒定。因此，加速力仍然造成液体容积内压力的增大。进一步地，硬止挡限制了第一窗和第二窗相对于彼此的最大倾斜，这对于光学元件的预期操作是不利的。
[0014]有利地，当对光学元件施加力时，本光学元件的固体结构引导第一窗相对于第二窗的运动，反之亦然。尤其是，固体结构防止第一窗相对于第二窗沿光轴的平移。尤其是，固体结构不限制窗相对于彼此的最大倾斜。因此，膜和/或第一窗或第二窗因加速力而损坏的风险被降低。
[0015]根据一个实施例，固体结构构成第一倾斜轴线。第一倾斜轴线沿密封容积与第一窗的第一界面延伸。另选地，第一倾斜轴线沿密封容积与第二窗的第二界面延伸。此处以及下文中，第一界面由第一窗界定密封容积的面积来限定，或者第一界面由第一窗大面积连接到膜的面积来限定。此处以及下文中，第二界面由第二窗界定密封容积的面积来限定，或者第二界面由第二窗大面积连接到膜的面积来限定。
[0016]根据一个实施例，固体结构构成第二倾斜轴线。第二倾斜轴线沿第一界面或第二界面延伸。第二倾斜轴线相对于第一倾斜轴线倾斜地延伸。优选地，第一倾斜轴线和第二倾斜轴线相对于彼此垂直延伸。尤其是，绕第一倾斜轴线的倾斜运动独立于绕第二倾斜轴线的倾斜运动来受控。尤其是，第一倾斜轴线和第二倾斜轴线沿共同界面或不同界面延伸。
[0017]根据一个实施例，如在相应界面的俯视图所示，第一倾斜轴线和/或第二倾斜轴线沿相应第一界面或第二界面的对称轴延伸。就此，俯视图是沿光轴所示为透视的。例如，第一倾斜轴线沿第一界面和第一界面对称轴延伸。第二倾斜轴线可沿第二界面和第二界面对称轴延伸。有利地，绕相应第一界面或第二界面对称轴倾斜第一窗和第二窗，有利地最小化密封容积内的压力变化。
[0018]根据一个实施例，固体结构布置在密封容积内。尤其是，固体结构布置在光学元件作用区内。作用区是密封容积的一部分，光在预期操作期间穿过该部分。固体结构可以是可
吸收可见光的，使得它可以影响图像质量。如果固体结构是吸收性的，光学元件沿成像系统光路的定位尤其相关，以便最小化由于光路中的吸收性固体结构引起的成像缺陷。
[0019]固体结构和流体可以完全填充密封容积。流体可以是对可见光透明。因此，可见光在流体内的吸收或折射可忽略。
[0020]另选地，固体结构布置在密封容积内，并且固体结构对可见光透明。尤其是，固体结构具有不同于透明流体折射率的折射率，其差距最多为0.1，优选最多0.01。
[0021]根据一个实施例，固体结构具有球形或柱形。假如，固体结构具有球形，第一窗和第二窗在固体结构的相反侧上与本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.光学元件(1)，包括密封容积(15)、第一窗(11)、第二窗(12)和膜(13)，其中所述膜(13)沿横向包围密封容积(15)，并且所述膜(13)沿垂直于横向的方向包围密封容积(15)，或者第一窗11和第二窗12沿垂直于横向的方向包围密封容积15，其中所述密封容积(15)通过相对于第二窗(12)倾斜第一窗(11)来变形，其中第一窗(11)和第二窗(12)由固体结构(14)分开，并且所述固体结构(14)布置为相对于第二窗(12)引导第一窗(11)的运动，使得所述密封容积(15)内的压力恒定。2.根据权利要求1所述的光学元件(1)，其中所述固体结构(14)构成第一倾斜轴线(211)，所述第一倾斜轴线(211)沿所述密封容积与第一窗(11)的第一界面延伸，或者所述第一倾斜轴线(211)沿所述密封容积与第二窗(12)的第二界面延伸。3.根据权利要求2所述的光学元件(1)，其中所述固体结构(14)构成第二倾斜轴线(212)，所述第二倾斜轴线(212)沿第一界面或第二界面延伸，其中所述第二倾斜轴线(211、212)相对于第一倾斜轴线(211)倾斜地延伸。4.根据权利要求2或3所述的光学元件(1)，其中在相应界面的俯视图所示，第一倾斜轴线和/或第二倾斜轴线沿相应第一界面或第二界面的对称轴延伸。5.根据权利要求1
‑
3所述的光学元件(1)，其中所述固体结构(14)布置在所述密封容积(15)内，其中所述密封容积(15)填充有对可见光透明的流...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰内斯，
申请(专利权)人：奈科特伦斯瑞士股份公司，
类型：发明
国别省市：