ES2631909T3

ES2631909T3 - Sistema de estabilización de imagen que comprende dos lentes líquidas

Info

Publication number: ES2631909T3
Application number: ES08857959.4T
Authority: ES
Inventors: James H. Jannard; Iain A. Neil
Original assignee: Blackeye Optics LLC
Current assignee: Blackeye Optics LLC
Priority date: 2007-12-04
Filing date: 2008-11-20
Publication date: 2017-09-06
Anticipated expiration: 2028-11-20
Also published as: TW200928426A; WO2009073388A3; CN101896850A; US20090141352A1; CN101896850B; WO2009073388A2; US8687281B2; US9581736B2; AU2008331643A1; TWI541541B; KR101524329B1; JP2011509416A; EP2217960B1; AU2008331643B2; CA2706002A1; EP2217960A2; CA2706002C; KR20100113058A; US20140211312A1

Abstract

Un sistema de estabilización de imagen, que comprende: una pluralidad de elementos de lente (72) alineados en un eje óptico común; una primera celda de lente líquida (70) que tiene un eje óptico que está desplazado del eje óptico común en una primera dirección, comprendiendo la primera celda de lente líquida un primer y un segundo líquido de contacto, en el que una superficie óptica de contacto entre los líquidos de contacto tiene una forma variable que es sustancialmente simétrica a su propio eje óptico y es asimétrica al eje óptico común; quedando el eje óptico de la primera celda de lente líquida sustancialmente estático en respuesta a cambios en la forma variable de la superficie de contacto; y una segunda celda de lente líquida (71) que tiene un eje óptico que está desplazado del eje óptico común en una segunda dirección opuesta a la primera dirección; en el que la pluralidad de elementos de lente (72), la primera celda de lente líquida (70) y la segunda celda de lente líquida (71) están configurados para recoger radiación que emana de un espacio lateral del objeto y proporcionar al menos estabilización parcial de la radiación suministrada a un espacio lateral de la imagen.

Description

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DESCRIPCION

Sistema de estabilizacion de imagen que comprende dos lentes Uquidas Solicitudes relacionadas Antecedentes Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un sistema de lentes opticas que emplea optica lfquida para estabilizar una imagen.

Descripcion de la tecnica relacionada

En una lente, la estabilizacion de la imagen optica cambia una trayectoria optica para estabilizar una imagen que llega a un sensor. Por ejemplo, puede moverse un elemento de lente flotante ortogonalmente al eje optico de la lente. Alternativamente, la estabilizacion mecanica de la imagen mueve el sensor que captura la imagen para contrarrestar el movimiento de la camara. Sin embargo, estos dispositivos de estabilizacion de imagen se basan en el movimiento mecanico de elementos de lente o sensores.

El documento US 6936809 B2 describe un metodo y dispositivo para el ajuste lateral de una imagen que comprende una lente deformable en un dispositivo de obtencion de imagenes y que aplica un campo electrico a la lente deformable. El documento US 2007/263293 A1 describe un dispositivo flmdico electrostaticamente accionado que es capaz de proporcionar una lente de longitud focal variable.

Sumario

Las celdas de lente lfquida pueden modificar una trayectoria optica sin basarse en el movimiento mecanico de la celda lfquida, proporcionandose asf compensacion de la vibracion para estabilizar una imagen. Una celda de lente lfquida puede usarse con otros elementos de lente alineados a lo largo de al menos dos ejes opticos.

La celda de lente lfquida es como se define en la reivindicacion 1.

Pueden usarse dos celdas de lente lfquida para estabilizar una imagen en una unica direccion lineal. La estabilizacion puede corregir, por ejemplo, la inestabilidad horizontal o vertical.

En otra realizacion, cuatro o mas celdas de lente lfquida estan configuradas para proporcionar estabilizacion de la radiacion suministrada a un espacio lateral de la imagen. Dos de las celdas de lente lfquida pueden proporcionar estabilizacion en una direccion, mientras que las otras dos celdas de lente lfquida proporcionan estabilizacion en otra direccion. Las cuatro o mas celdas de lente lfquida pueden juntas proporcionar estabilizacion en cualquier direccion.

Una celda de lente lfquida que comprende un primer y un segundo lfquido de contacto puede configurarse de manera que una superficie optica de contacto entre los lfquidos de contacto tenga una forma variable que es sustancialmente simetrica con respecto a un eje optico de la celda de lente lfquida. Podnan alinearse una pluralidad de elementos de lente a lo largo de un eje optico comun y disponerse para recoger radiacion que emana de un espacio lateral del objeto y suministrarse a un espacio lateral de la imagen. La celda de lente lfquida podna insertarse en una trayectoria optica formada por la pluralidad de elementos de lente que estan alineados a lo largo del eje optico comun. El eje optico de la celda de lente lfquida podna ser paralelo al eje optico comun, o podna estar a un angulo con respecto al eje optico comun.

Puede usarse un sistema de control electronico para controlar la forma variable de la superficie optica de contacto en una celda de lente lfquida. Pueden usarse un acelerometro, giroscopo laser, o similares, para detectar el movimiento de uno o mas elementos de lente, y la forma de la superficie optica de contacto puede entonces variarse para compensar el movimiento de los elementos de lente con el fin de estabilizar la imagen.

El sistema de control puede configurarse para detectar el movimiento panoramico de la camara, de manera que no se corrija el desplazamiento de imagen debido al movimiento panoramico. El sistema de control tambien puede configurarse para compensar diversos tipos de movimiento. Por ejemplo, el sistema de control puede compensar vibracion que tiene una frecuencia superior a 2 Hz.

Una primera celda de lente lfquida y una segunda celda de lente lfquida pueden controlarse en tandem para proporcionar estabilizacion en al menos una direccion para que la radiacion se suministre a un espacio lateral de la imagen. La potencia de la primera celda de lente lfquida puede ser sustancialmente igual y opuesta a la potencia de la segunda celda de lente lfquida de manera que el enfoque en un plano de la imagen se fije axialmente. Pueden

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establecerse la potencia de la primera celda de lente Ifquida y una potencia de la segunda celda de lente Ifquida para proporcionar enfoque en un plano de la imagen.

En una realizacion, un primer par de celdas de lente lfquida estan desplazadas la una de la otra en una direccion, y un segundo par de celdas de lente lfquida desplazadas la una de la otra en una direccion sustancialmente perpendicular a la primera direccion. El primer par de celdas de lente lfquida proporciona estabilizacion de imagen en la direccion de desplazamiento del primer par, y el segundo par de celdas de lente lfquida proporciona estabilizacion de imagen en la direccion de desplazamiento del segundo par.

Un primer par de celdas de lente lfquida pueden estar desplazados entre sf en una direccion, y un segundo par de celdas de lente lfquida pueden estar desplazadas entre sf en una direccion sustancialmente diferente, siendo la magnitud de desplazamiento del segundo par de celdas de lente lfquida mayor o menor que la magnitud de desplazamiento del primer par de celdas de lente lfquida. Por ejemplo, un intervalo de estabilizacion para el primer par de celdas de lente lfquida puede ser superior a dos veces un intervalo de estabilizacion para el segundo par de celdas de lente lfquida.

En cualquiera de estas realizaciones, podnan usarse una o mas celdas de lente lfquida adicionales para compensar efectos termicos, ajustar el enfoque de radiacion que se suministra a un espacio lateral de la imagen o como parte de una configuracion de zoom.

Breve descripcion de los dibujos

La FIG. 1 es un diagrama de bloques de una camara.

La FIG. 2 es un diagrama optico de un sistema de lentes de zoom que emplea lfquidos.

Las FIG. 3A y 3B son diagramas opticos de la celda lfquida del sistema de lentes de zoom de la FIG. 2 que muestran la forma de la superficie entre los lfquidos.

Las FIG. 4A, 4B y 4C son diagramas opticos del sistema de lentes de zoom de la FIG. 2 que ilustran diferentes posiciones de los grupos de lentes de zoom y formas de superficie entre los lfquidos para producir diferentes longitudes focales y distancias de enfoque.

Las FIG. 5A, 5B y 5C son diagramas de rendimiento de la funcion de transferencia de modulacion del sistema de lentes de zoom de las FIG. 4A, 4B y 4C.

Las FIG. 6A y 6B son diagramas opticos de un sistema de lentes que emplea lfquidos para estabilizar una imagen en una direccion.

Las FIG. 7A y 7B son diagramas opticos de un sistema de lentes que emplea lfquidos para estabilizar una imagen en cualquier direccion.

Las FIG. 8A, 8B y 8C son diagramas opticos del sistema de lentes de las FIG. 7A y 7B que ilustran diferentes posiciones de los grupos de lentes de zoom y las formas de superficie entre los lfquidos para producir diferentes longitudes focales y distancias de enfoque.

Las FIG. 9A, 9B, 9C y 9D son diagramas opticos del sistema de lentes de las FIG. 7A y 7B que ilustran diferentes posiciones de los grupos de lentes de zoom y formas de superficie entre los lfquidos para estabilizar una imagen.

Las FIG. 10A, 10B, 10C y 10D son diagramas opticos del sistema de lentes de las FIG. 7A y 7B que ilustran diferentes posiciones de los grupos de lentes de zoom y formas de superficie entre los lfquidos para estabilizar una imagen.

Las FIG. 11A, 11B y 11C son diagramas de rendimiento de la funcion de transferencia de modulacion del sistema de lentes como se configura en las FIG. 8A, 8B y 8C.

Las FIG. 12A, 12B, 12C y 12D son diagramas de rendimiento de la funcion de transferencia de modulacion del sistema de lentes como se configura en las FIG. 9A, 9B, 9C y 9D.

Las FIG. 13A, 13B, 13C y 13D son diagramas de rendimiento de la funcion de transferencia de modulacion del sistema de lentes como se configura en las FIG. 10A, 10B, 10C y 10D.

Descripcion detallada

En la siguiente descripcion de realizaciones preferidas, se hace referencia a los dibujos adjuntos que forman una parte del presente documento, y en las que se muestran a modo de ilustracion realizaciones espedficas en las que la invencion puede ponerse en practica. Debe entenderse que pueden utilizarse otras realizaciones y pueden hacerse cambios estructurales sin apartarse del alcance de la invencion.

La solicitud de patente provisional de EE.UU. N.° 60/783.338 presentada el 8 de octubre de 2007 y titulada "Liquid Optics Lente de zoom and Imaging Apparatus" desvela un sistema de lentes de zoom que emplea optica lfquida para proporcionar funcionalidad de zoom y de enfoque. Tambien puede usarse optica lfquida para proporcionar estabilizacion. Realizaciones a modo de ejemplo usando optica lfquida se desvelan en el presente documento.

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Optica liquida en un sistema de lentes de zoom

La FIG. 1 ilustra un diagrama de bloques de una camara 100 con una lente de zoom 102. Una lente de zoom es un ensamblaje de elementos de lente con la capacidad de variar la longitud focal. Los elementos de lente individuales pueden fijarse en el sitio, o deslizarse axialmente a lo largo del cuerpo de la lente. Un grupo de lentes puede consistir en uno o mas elementos de lente. Al menos un grupo de lentes movil proporciona variacion del aumento de un objeto. A medida que el al menos un grupo de lentes se mueve para realizar el aumento, tambien puede moverse la posicion del plano focal. Puede moverse al menos otro grupo de lentes movil para compensar el movimiento del plano focal para mantener una posicion constante del plano focal. La compensacion del movimiento del plano focal tambien puede lograrse mecanicamente moviendo el ensamblaje de lentes completo a medida que cambia el aumento de la lente.

Los elementos de lente individuales pueden construirse a partir de materiales en fase solida, tales como materiales de vidrio, plastico, cristalinos o semiconductores, o pueden construirse usando materiales lfquidos o gaseosos tales como agua o aceite. El espacio entre los elementos de lente podna contener uno o mas gases. Por ejemplo, podna usarse aire normal, nitrogeno o helio. Alternativamente, el espacio entre los elementos de lente podna ser un vado. Cuando se usa "aire" en la presente divulgacion, debe entenderse que se usa en un amplio sentido y puede incluir uno o mas gases, o un vado.

Una lente de zoom frecuentemente tendra tres o mas grupos de lentes moviles para lograr las funciones de zoom y de enfoque. Una leva mecanica puede conectar dos grupos de lentes moviles para realizar el zoom, y un tercer grupo de lentes movil puede usarse para enfocar.

El intervalo de zoom se determina en parte por el intervalo de movimiento para los elementos de lente moviles. Mayores intervalos de zoom requieren espacio adicional para el movimiento de los elementos de lente. Uno o mas de los grupos de lentes moviles pueden sustituirse por un grupo de lentes que implementa la tecnologfa de celda lfquida. Debido a que las celdas lfquidas no requieren espacio para el movimiento axial, puede reducirse la longitud del diseno de lente que contiene los grupos de lentes moviles. Alternativamente, el espacio que se habna usado para el movimiento axial de los grupos de lentes moviles puede usarse para incluir elementos opticos adicionales o pliegues. Aunque una celda lfquida no requiere espacio para el movimiento, puede ser parte de un grupo de lentes movil.

Una celda lfquida puede usarse para tanto hacer zoom como enfocar. En una realizacion, se usa un grupo de lentes movil con un grupo de lentes que implementa la tecnologfa de celda lfquida. No hay necesidad de una leva mecanica con un grupo de lentes movil. Ni tener una leva permite movimientos adicionales.

Se usan uno o mas grupos de lentes moviles con una o mas celdas lfquidas para lograr hacer el zoom y enfocar. Un unico grupo de lentes movil y una unica celda lfquida pueden realizar tanto el zoom, enfoque, como la compensacion de efectos termicos. En una implementacion, un sistema de zoom tiene al menos un primer y segundo grupo de lentes. El primer grupo de lentes tiene potencia relativamente alta, y el segundo grupo de lentes tiene potencia relativamente baja, siendo la potencia de la lente equivalente a la inversa de la longitud focal de la lente. El primer grupo de lentes comprende lentes de vidrio convencional u otros solidos y el segundo grupo de lentes comprende al menos una lente lfquida.

Una celda lfquida usa dos o mas lfquidos para formar una lente. La longitud focal de la lente se determina parcialmente por el angulo de contacto entre los lfquidos y la diferencia en el mdice de refraccion de los lfquidos. El intervalo de variacion de potencia esta limitado por la diferencia en el mdice de refraccion de los lfquidos empleados y el intervalo finito del radio de curvatura en la interfase superficial entre los lfquidos debido a limitaciones de espacio. La publicacion de solicitud de patente de EE.UU. N.° 2006/0126190 desvela una lente que emplea la deformacion de una gota de lfquido mediante electrohumectacion. La patente de EE.UU. 6.936.809 desvela usar tecnologfa de electrohumectacion para desplazar lateralmente una imagen formada en un plano de la imagen.

Los sistemas de lente lfquida actualmente contemplados tendran una diferencia en el mdice de refraccion de al menos aproximadamente 0,2, preferentemente al menos aproximadamente 0,3, y en algunas realizaciones al menos aproximadamente 0,4. El agua tiene un mdice de refraccion de aproximadamente 1,3, y anadir sal puede permitir variar el mdice de refraccion a aproximadamente 1,48. Aceites opticos adecuados pueden tener un mdice de refraccion de al menos aproximadamente 1,5. Incluso utilizando lfquidos con indices de refraccion mas altos, mas bajos o mas altos y mas bajos, por ejemplo un aceite de mdice de refraccion mas alto, el intervalo de variacion de potencia sigue siendo limitado. Este intervalo limitado de variacion de potencia normalmente proporciona menos cambio de aumento que el de un grupo de lentes movil. Por tanto, en un sistema de lentes de zoom simple, para proporcionar zoom mientras que se mantiene una posicion de plano de la imagen constante, la mayor parte del cambio de aumento puede proporcionarse por un grupo de lentes movil y la mayor parte de la compensacion del desenfoque en el plano de la imagen durante el cambio de aumento puede proporcionarse por una celda lfquida. Sin embargo, debe observarse que pueden utilizarse mas grupos de lentes moviles o mas celdas lfquidas, o ambos.

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El grupo de lentes movil pueden tener una potencia positiva o negativa. La celda Ifquida puede tener un intervalo de potencia variable donde la potencia es siempre positiva, siempre negativa o va de positiva a negativa, o viceversa.

La apropiada disposicion del grupo de lentes movil y la celda lfquida proporciona una amplia relacion de zoom superior a 2x y preferentemente superior a 3x mientras que ofrece buena calidad de la imagen a lo largo de todo el intervalo de zoom. La disposicion, ademas del zoom, tambien pueden proporcionar enfoque a diferentes distancias del objeto en un amplio intervalo de enfoque que utiliza variacion de potencia disponible adicional de la celda lfquida, el grupo de lentes movil, o ambos. Esta variacion de potencia adicional proporcionada por la celda lfquida o el grupo de lentes movil o ambos para el enfoque esta facilmente disponible. Como un grupo de lentes movil no requiere necesariamente una leva con un sitio fijo de movimiento, la posicion del grupo de lentes de zoom movil puede ajustarse para hacer zoom y enfocar. La obtencion de imagenes de alto rendimiento se logra utilizando tanto el grupo de lentes de zoom movil como la celda lfquida hacer zoom y enfocar.

Tambien es posible sustituir el grupo de lentes de zoom movil con al menos una celda lfquida. Esto aumentana la complejidad del sistema optico y puede hacer que el sistema optico tenga otras desventajas, tales como cambio de aumento reducido.

La FIG. 1 tambien ilustra un modulo de control de lentes 104 que controla el movimiento y la operacion de los grupos de lentes en la lente 102. El modulo de control 104 incluye circuitos electronicos que controlan el radio de curvatura en la celda de lente lfquida. Los circuitos electronicos pueden tambien controlar la posicion del grupo de lentes movil. Pueden determinarse niveles de senal electronica apropiados para diversas posiciones de enfoque y posiciones de zoom por adelantado y ponerse en una tabla de busqueda. Alternativamente, circuitos analogos o una combinacion de circuitos y una tabla de busqueda pueden generar los niveles de senal apropiados. En una realizacion, se usa un polinomio para determinar los niveles de senal electronica apropiados. Puntos a lo largo del polinomio podnan almacenarse en una tabla de busqueda o el polinomio podna implementarse con los circuitos.

Tambien pueden considerarse efectos termicos en el control del radio de curvatura de la superficie entre los lfquidos o la posicion de grupos de lentes moviles o ambos. El polinomio o la tabla de busqueda pueden incluir una variable adicional relacionada con los efectos termicos.

El modulo de control 104 puede incluir controles prefijados para ajustes de zoom espedficos o longitud focales. Estos ajustes pueden ser almacenados por el usuario o fabricante de la camara.

La FIG. 1 ilustra ademas un modulo de captura de imagenes 106 que recibe una imagen optica correspondiente a un objeto externo. La imagen se transmite a lo largo de un eje optico a traves de la lente 102 al modulo de captura de imagenes 106. El modulo de captura de imagenes 106 puede usar una variedad de formatos, tales como pelfcula (por ejemplo, rollo de pelfcula o pelfcula de imagenes fijas), o tecnologfa electronica de deteccion de imagenes (por ejemplo, una matriz de CCD, dispositivo CMOS o circuito de captacion de imagenes de video). El eje optico puede ser lineal, o puede incluir pliegues.

El modulo de almacenamiento de imagenes 108 mantiene la imagen capturada en, por ejemplo, memoria interna o en la pelfcula, cinta o disco. En una realizacion, el medio de almacenamiento es movil (por ejemplo, memoria rapida, contenedor de pelfcula, cartucho o disco de cinta).

El modulo de transferencia de imagenes 110 proporciona transferencia de la imagen capturada a otros dispositivos. Por ejemplo, el modulo de transferencia de imagenes 110 puede usar una o una variedad de conexiones tales como un puerto USB, conexion multimedia IEEE 1394, puerto Ethernet, conexion inalambrica Bluetooth, conexion inalambrica IEEE 802.11, conexion de componente de video o conexion S-Video.

La camara 100 puede implementarse en una variedad de formas, tales como una camara de video, una camara de telefono movil, una camara fotografica digital o una camara cinematografica.

Una realizacion de una lente de zoom se describira ahora a modo de un ejemplo de diseno. Refiriendose primero a la FIG. 2, cada elemento de lente se identifica por la letra "E", seguido de un numero de 1 a 20 y la configuracion general de cada elemento de lente se representa, pero el radio real de cada superficie de lente se expone mas adelante en la Tabla 1. La lente, objetivo, diafragma o iris y superficies de imagen se identifican por un numero de 1 a 36. Los tres grupos de lentes se identifican en la FIG. 2 por la letra "G", seguido de un numero de 1 a 3 y la celda de lente lfquida se identifica por las letras "LC" y comprende superficies opticas 19 a 23. El eje optico se identifica en la FIG. 2 por un numero 38.

Cada elemento de lente tiene su superficie opuesta identificada por un numero de superficie separado, pero consecutivo, como, por ejemplo, el elemento de lente E1 tiene las superficies de lente 2 y 3, el elemento de lente E9 tiene las superficies de lente 17 y 18, etc., como se muestra en la FIG. 2. La localizacion del objeto del que va a obtenerse una imagen, particularmente como se refiere a la distancia de enfoque, se identifica por una lmea vertical y el numero 1 en el eje optico 38 y la superficie de imagen real se identifica por el numero 36. Todas las superficies

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de lente son esfericas o planas, excepto las superficies de lente 4 y 8 que son superficies asfericas que no son esfericos, ni planas, sino rotacionalmente simetricas alrededor del eje optico.

Antes de describir las caractensticas detalladas de los elementos de lente, se dara una amplia descripcion de los grupos de lentes y sus posiciones axiales y movimiento, y, la celda de lente lfquida y la variacion en la forma de la superficie de lfquidos de contacto para el sistema de lentes de zoom 60.

La potencia positiva o negativa de cada grupo de lentes se define como la inversa de la longitud focal. La potencia optica resultante de cada grupo de lentes es del siguiente modo: el grupo de lentes de objetivo G1 es positivo, el grupo de lentes de zoom G2 es negativo y el grupo de lentes traseras G3 es positivo, desde un valor positivo mas bajo a un valor positivo mas alto a medida que la forma de la superficie en la celda lfquida vana. La flecha horizontal con puntas de flecha en ambos extremos en la porcion superior de la FIG. 2 indica que el grupo de lentes de zoom G2 es movil en ambas direcciones axiales.

Aunque solo los elementos de lente se muestran ffsicamente en la FIG. 2, debe entenderse que se proporcionan dispositivos mecanicos y mecanismos para soportar los elementos de lente y para causar el movimiento axial del grupo de lentes de zoom movil en un alojamiento de lentes o cilindro. Ademas, debe entenderse que los circuitos electronicos cambian el perfil de la superficie optica variablemente formada en la celda de lente lfquida.

Los datos de construccion y fabricacion de lentes para el sistema de lentes de zoom 60 anteriormente descrito se exponen mas adelante en la Tabla 1. Los datos en la Tabla 1 se dan a una temperatura de 25 °C (77 °F) y presion atmosferica normal (760 mm Hg). En toda esta memoria descriptiva, las mediciones son en milfmetros (mm) con la excepcion de las longitudes de onda que son en nanometros (nm). En la Tabla 1, la primera columna "Artfculo" identifica cada elemento optico y cada localizacion, es decir, plano del objeto, plano de la imagen, etc., con el mismo numero o etiqueta que se usa en la FIG. 2. La segunda columna identifica el "Grupo" al que ese elemento optico (lente) pertenece con los mismos numeros usados en la FIG. 2. La tercera columna "Superficie" es una lista de los numeros de superficie del objeto (lmea "1" en la FIG. 2 y "Objeto" en la Tabla 1), el diafragma (iris) 13 y cada una de las superficies reales de las lentes, como se identifica en la FIG. 2. La cuarta columna "Posicion de enfoque" identifica tres posiciones de enfoque tfpicas (F1, F2 y F3) para el sistema de lentes de zoom 60 en el que hay cambios en la distancia (separacion) entre algunas de las superficies enumeradas en la tercera columna y hay cambios en el radio de curvatura de la superficie 21 enumerada en la tercera columna, como se describe mas adelante mas minuciosamente. La quinta columna "Separacion" es la distancia axial entre esa superficie (tercera columna) y la siguiente superficie. Por ejemplo, la distancia entre la superficie S2 y la superficie S3 es 1,725 mm.

La sexta columna, encabezada por la leyenda "Radio de curvatura", es una lista del radio de curvatura de la superficie optica para cada superficie, significando un signo menos (-) que el centro del radio de curvatura esta a la izquierda de la superficie, como se observa en la FIG. 2 y significando "Infinito" una superficie opticamente plana. Los asteriscos (*) para las superficies 4 y 8 indican que estas son superficies asfericas para las que el "radio de curvatura" es un radio base. El uso de superficies asfericas proporciona la correccion de aberraciones en la lente de zoom mientras que permite un tamano general mas pequeno y una configuracion mas simple. La formula y coeficientes para los perfiles de superficie de las superficies asfericas 4 y 8 estan gobernados por la siguiente ecuacion:

imagen1

donde:

c = curvatura de la superficie (c=1/r donde r es el radio de curvatura) y = altura de la apertura radial de la superficie medida del eje X y Y, donde:

imagen2

k = coeficiente conico

A, B, C, D, E, F = coeficientes de deformacion de orden 4°, 6°, 8°, 10°, 12° y 14°, respectivamente, z = posicion de un perfil superficial para un valor y dado o medido a lo largo del eje optico desde el polo (es decir, vertice axial) de la superficie

Los coeficientes para la superficie 4 son:

k=-0,6372

A=+0,9038x10-6

B=+0,2657x10-8

C=-0,1105x10"10

D=+0,4301x10-13

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E=-0,8236x10'16

F=+0,6368x10'19

Los coeficientes para la superficie 8 son:

k=+0.0000

A=+0,5886x10-4

B=-0,5899x10-6

C=+0,8635x10-8

D=-0,5189x10'10

E=-0,1186x10'11

F=+0,1631x10'13

Las columnas siete a nueve de la Tabla 1 se refieren al "Material" entre esa superficie (tercera columna) y la siguiente superficie a la derecha en la FIG. 2, indicando la columna "Tipo" si hay una lente (vidrio) o espacio vado (Aire) o lente lfquida (Lfquido) entre aquellas dos superficies. Las lentes de vidrio y lfquidas se identifican por el vidrio optico o lfquido en la columna "Codigo". Por comodidad, todo el vidrio de la lente se ha seleccionado de vidrio disponible de Ohara Corporation y la columna "Nombre" enumera la identificacion de Ohara para cada tipo de vidrio, pero debe entenderse que puede usarse cualquier vidrio equivalente, similar o adecuado. Por tanto, se ha seleccionado el lfquido de lente de aceite de un lfquido disponible de Cargille Laboratories, Inc., y el agua esta comunmente disponible de diversas fuentes, pero debe entenderse que puede usarse cualquier lfquido equivalente, similar o adecuado. El lfquido de agua en la superficie 20 tiene los siguientes indices de refraccion 1,331152, 1,332987, 1,334468 y 1,337129 a longitudes de onda respectivas 656,27, 589,29, 546,07 y 486,13 nanometros. El lfquido de aceite en la superficie 21 tiene los siguientes indices de refraccion 1,511501, 1,515000, 1,518002 y 1,523796 a longitudes de onda respectivas 656,27, 589,29, 546,07 y 486,13 nanometros.

La ultima columna de la Tabla 1 encabezada "Diametro de apertura" proporciona el maximo diametro para cada superficie a traves del cual pasan los rayos de luz. Todos los maximos diametros de apertura, excepto por la superficie de diafragma 13, se dan a una longitud de onda de 546,1 nanometros para un diametro de imagen maximo de aproximadamente 6 mm y numeros F de F/2,8 a F/4,0 en el plano de la imagen, para todas las posiciones de zoom y de enfoque. El diametro de apertura maximo de la superficie de diafragma 13 se da en la Tabla 1 a una longitud de onda de 546,1 nanometros y un numero F de F/2,8 en el plano de la imagen para la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F1. En el plano de la imagen 36, el diametro de apertura maximo se da como un valor aproximado.

TABLA 1

Prescripcion optica

Artfculo: Grupo Superficie Posicion de enfoque Separacion Radio de Curvatura (mm) Tipo Material Nombre Codigo Diametro de apertura (mm)

Objeto: 1 F1 Infinito Infinito Aire



: F2 1016,2500



: F3 378,7500

E1: G1 2 Todas 1,7250 59,1716 Vidrio SLAM66 801350 37,161


: 3 Todas 0,0750 34,5954 Aire 35,567

E2: G1 4 Todas 6,7565 *33,0488 Vidrio SFPL51 497816 35,618


: 5 Todas 0,0750 2758,9929 Aire 35,182

E3: G1 6 Todas 5,8657 32,7151 Vidrio SFPL53 439950 33,680


: 7 F1 TABLA 2 - Aire 33,034





: 2981,4301



: F2 TABLA 2



: F3 TABLA 2

E4: G2 8 Todas 0,7652 *461,6464 Vidrio SLAH64 788474 14,273


: 9 Todas 3,8333 8,3339 Aire 11,605

E5: G2 10 Todas 2,6582 -12,6370 Vidrio SFPL53 439950 11,587

E6: G2 11 Todas 3,2165 18,1883 Vidrio SLAM66 801350 12,383


: 12 F1 TABLA 3 -55,4718 Aire 12,337



: F2 TABLA 3



: F3 TABLA 3

Diafragma: G3 13 Todas 0,6371 Infinito 6,708

/ iris

E7: G3 14 Todas 5,7168 -26,3844 Vidrio SLAH65 804466 6,757

E8: G3 15 Todas 2,6250 9,3177 Vidrio STIH53 847238 8,304


: 16 Todas 0,8432 -16,3366 Aire 8,533

E9: G3 17 Todas 2,5647 -9,2859 Vidrio SLAH58 883408 8,508

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Prescripcion optica

Radio de Material Diametro

Artfculo: Grupo Superficie Posicion de enfoque Separacion Curvatura (mm) Tipo Nombre Codigo de apertura (mm)


: 18 Todas 2,2767 -11,1961 Aire 9,665

E10: G3 19 Todas 0,4500 Infinito Vidrio SBSL7 516641 10,151

E11: G3 20 Todas 1,5000 Infinito Lfquido AGUA 10,201

E12: G3 21 F1 1,5000 TABLA 4 Lfquido ACEITE T300 10,367








: 04091-








: AB



: F2 TABLA 4



: F3 TABLA 4

E13: G3 22 Todas 0,4500 Infinito Vidrio SBSL7 516641 10,584


: 23 Todas 0,0750 Infinito Aire 10,642

E14: G3 24 Todas 3,1583 120,2680 Vidrio SLAH65 804466 10,680

E15: G3 25 Todas 0,6000 -7,2241 Vidrio STIH10 728285 10,724


: 26 Todas 0,0750 13,8153 Aire 10,634

E16: G3 27 Todas 3,0844 13,7118 Vidrio SBSM10 623570 10,696


: 28 Todas 0,3424 -11,1618 Aire 10,713

E17: G3 29 Todas 0,6000 -9,5071 Vidrio STIH13 741278 10,652


: 30 Todas 0,0750 68,8748 Aire 11,180

E18: G3 31 Todas 1,7063 18,2078 Vidrio SLAL13 694532 11,589


: 32 Todas 26,6908 -115,6915 Aire 11,592

E19: G3 33 Todas 3,1085 10,2784 Vidrio SNPH1 808228 9,888

E20: G3 34 Todas 2,7193 -9,9003 Vidrio SLAH58 883408 9,581


: 35 Todas 2,6192 58,0014 Aire 7,805

Imagen: 36 Todas 0.0000 Infinito Aire 6,008

El sistema de lentes de zoom 60 esta provisto de un diafragma optico en la superficie 13 que controla el diametro de la apertura a traves de la que pueden pasar los rayos de luz en ese punto. El diafragma optico es la localizacion en la que esta situado un iris ffsico (o diafragma). El iris esta situado antes del grupo de lentes trasero G3 y es axialmente estacionario con ese grupo de lentes. Observese que en la FIG. 4A, los rayos del borde pasan a traves del lado del eje de las marcas en tic de la superficie de diafragma optico 13 de forma que el sistema de lentes de zoom no tiene vineteado de haces de luz en ninguna posicion de campo, posicion de zoom y posicion de enfoque. Sin embargo, observese que el numero F vana a traves de las posiciones de zoom y de foco y el iris se abre o cierra por consiguiente. El diametro del iris en las posiciones de zoom Z1-Z8 para la posicion de enfoque F1 es 6,71, 6,39, 5,96, 5,53, 5,18, 4,84, 4,63 y 4,61. Esto muestra que el iris localizado en 13 debe aproximarse a medida que aumenta la longitud focal. En comparacion con la posicion de enfoque F1, el diametro del iris en las posiciones de zoom Z1-Z8 para las posiciones de enfoque F2 y F3 cambia una pequena cantidad inferior a 0,3 mm de diametro para mantener los mismos numeros F en cuanto a la posicion de enfoque F1.

Con referencia a la Tabla 1, para ilustrar el alcance y la versatilidad del diseno hay ocho posiciones de zoom Z1, Z2, Z3, Z4, Z5, Z6, Z7 y Z8 diferentes y tres posiciones de enfoque F1, F2 y F3 diferentes expuestas en los datos que, en efecto, proporcionan datos espedficos para veinticuatro (8 x 3 = 24) combinaciones de posiciones diferentes para el grupo de lentes de zoom movil G2 y la superficie optica de forma variable 21.

Las longitudes focales del sistema de lentes de zoom 60 para las posiciones de zoom Z1-Z8 en la posicion de enfoque F1, a una longitud de onda de 546,1 nanometros son: 5,89, 7,50, 11,25, 15,00, 18,75, 30,00, 41,25 y 45,00 mm, respectivamente. Los numeros F correspondientes para las longitudes focales para las posiciones de datos Z1- Z8, a una longitud de onda de 546,1 nanometros son: 2,80, 2,90, 3,05, 3,25, 3,45, 3,70, 3,95 y 4,00, respectivamente.

Para la posicion de enfoque F1, se supone que el plano del objeto 1 esta en el infinito, para F2 el plano del objeto 1 esta a una distancia intermedia de aproximadamente 1016,25 mm, y para F3 el plano del objeto 1 esta a una distancia proxima de aproximadamente 378,75 mm (es decir, 378,75 mm alejada del plano de la imagen). En cada una de estas tres posiciones de enfoque F1, F2 y F3, los grupos de lentes G1 y G3 siguen en la misma posicion a traves del intervalo completo de movimiento del grupo de lentes de zoom G2. Las Tablas 2 y 3 proporcionan los valores de separacion de las superficies 7 y 12 y la Tabla 4 proporciona los radios de curvatura de la superficie 21 para las posiciones de zoom Z1-Z8 y F1-F3.

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TABLA 2

Valores de separacion para la superficie 7

Superficie: Foco Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

7: F1 0,0832 5,7132 13,7126 18,4633 21,6974 27,4007 30,5400 31,309

7: F2 0,0902 5,7486 13,6468 18,3289 21,5154 27,0776 30,0174 30,7361

7: F3 0,0750 5,6942 13,4674 18,1217 21,3355 26,7467 29,5798 30,2701

TABLA 3

Valores de separacion para la superficie 12

: Superficie Foco Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

: 12 F1 31,5294 25,8992 17,8996 13,1486 9,9140 4,2101 1,0701 0,3000

: 12 F2 31,5178 25,8581 17,9590 13,2762 10,0892 4,5268 1,5870 0,8729

: 12 F3 31,5324 25,9120 18,1380 13,4831 10,2689 4,8577 2,0248 1,3384






: TABLA 4




: Radios de curvatura para la superficie 21

Superficie Foco: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

21: F1 -33,9902 -40,9700 -60,9667 -84,8892 - 106,7630 -101,7297 ' -58,3998 -48,6792

21: F2 -34,3890 -42,0587 -65,5384 -101,1799 - 154,9184 -370,2777 ' -263,5374 -212,3139

21: F3 -35,0134 -43,6001 -72,6330 -133,7178 - 351,2333 214,4454 125,5481 115,8049

Se entendera que el enfoque continuo esta disponible entre las posiciones de enfoque extremas F1 y F3, que el zoom continuo esta disponible entre las posiciones de zoom extremasZI y Z8, y que cualquier combinacion de zoom y enfoque continuo esta disponible dentro de los intervalos de enfoque y zoom descritos con el sistema de lentes 60.

El sistema de lentes de zoom 60 mostrado en la FIG. 2 y prescito en la Tabla 1 tiene longitudes focales para los grupos de lentes G1 y G2 de 54,30 y -12,25 mm, respectivamente. Por tanto, los grupo de lentes G3, debido a la forma variable de la superficie optica 2l entre los lfquidos, tiene una longitud focal variable que tiene un valor mmimo de +30,18 mm y un valor maximo de +38,97 mm en la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F1, y la posicion de zoom Z8 y la posicion de enfoque F3, respectivamente. La celda lfquida LC del sistema de lentes de zoom 60 se muestra en las FIGS. 3A y 3B, demostrando los dos radios de curvatura extremos de la Tabla 1 de la superficie optica de forma variable 21 entre los lfquidos. En las FIG. 3A y 3B, los dos radios de curvatura de la superficie 21 son aproximadamente -33,99 y +115,80 mm, respectivamente. Las dos longitudes focales extremas de la celda lfquida LC, en las FIG. 3A y 3B, son -185,20 y 630,97 mm, respectivamente. Esta diferencia ocurre en la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F1, y la posicion de zoom Z8 y la posicion de enfoque F3. En esta realizacion, el volumen de los dos lfquidos entre las superficies 20, 21 y 21, 22 vana a medida que cambia la forma de la superficie variable. Sin embargo, tambien es posible mantener un volumen constante para cada lfquido aplicando cambios pequenos, iguales pero opuestos, a la separacion axial entre las superficies 20, 21 y 21,22.

Con referencia ahora a las FIG. 4A, 4B y 4C, el sistema de lentes de zoom 60 se muestra con el grupo de lentes de zoom en diversas posiciones, la forma de la superficie variable en la celda lfquida en diversas posiciones y con trazos de rayos de luz para aquellas posiciones. La FIG. 4A representa la posicion de enfoque F1 y la posicion de zoom Z1 para las que se exponen datos anteriormente en la Tabla 1 con foco infinito y una pequena longitud focal de aproximadamente 5,9 mm. La FIG. 4B representa la posicion de enfoque F2 y la posicion de zoom Z3 de la Tabla 1 con un foco intermedio y una longitud focal de aproximadamente 11,3 mm. La FIG. 4C representa la posicion de enfoque F3 y la posicion de zoom Z8 de la Tabla 1 con foco proximo y una longitud focal de aproximadamente 44,8 mm.

Las FIG. 4A, 4B y 4C muestran tres localizaciones axiales del grupo de lentes de zoom G2 con tres formas de superficie correspondientes para la superficie optica variable 21 para las posiciones de zoom y de enfoque respectivas; Z1, F1 y Z3, F2 y Z8, F3.

El rendimiento optico del sistema de lentes de zoom 60 se da en las FIG. 5A, 5B y 5C, en las que se muestra los datos de la funcion de transferencia de modulacion ("MTF") policromatica basada en difraccion (modulacion frente a frecuencia espacial) en porcentaje (%) para cinco posiciones de campo diferentes en tres combinaciones diferentes de las posiciones de zoom y de enfoque expuestas en la Tabla 1, concretamente (Z1, F1), (Z3, F2) y (Z8, F3) que son ejemplos representativos. Las posiciones de campo se exponen en dos valores, tanto la altura de imagen normalizada (mm) como el angulo espacial del objeto real (grado) del eje optico. Los porcentajes de MTF son a las longitudes de onda y las ponderaciones expuestas en la esquina superior derecha de las FIG. 5A, 5B y 5C y se muestran graficamente para las direcciones tangencial (T) y radial (R) de medicion en el plano de la imagen 36. Observese que los valores tangencial y radial son iguales a la posicion de campo axial (EJE) y se representan con solo un grafico. La frecuencia espacial maxima mostrada es 90 ciclos/mm que dado el diametro de imagen de aproximadamente 6 mm y la eleccion del tamano de pfxeles del detector puede proporcionar imagenes de alta calidad de al menos hasta resolucion de television de alta definicion (HDTV), concretamente 1920 pfxeles horizontalmente por 1080 pfxeles verticalmente. La MTF a una frecuencia espacial es una medicion relativamente estandar del rendimiento optico, en la que el valor "90 ciclos/mm" significa 90 pares de lmeas negras y blancas por

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milfmetro en un diagrama del que se determina la claridad. El valor de MTF mas alto es aproximadamente el 89 % al campo radial completo para la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F2. El valor de MTF mas bajo es aproximadamente el 58 % a campo tangencial completo para la posicion de zoom Z8 y la posicion de enfoque F3. La iluminacion relativa minima es aproximadamente del 75 % en la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F1. En general, valores de iluminacion relativa mas alta son mejores, debido a que un numero bajo significa que la luz esta descendiendo en las esquinas de la imagen. Se prefiere iluminacion relativa de campo completo alto para los detectores del estado de la tecnica, que tienen una respuesta constante a luz en todas las areas y reproduciran fielmente el sombreado de las esquinas de la imagen junto con cambios a la imagen durante el zoom. Iluminacion inferior al 50 % puede producir sombreado en un detector electronico, pero probablemente sera aceptable para la pelfcula. La distorsion positiva mas alta es +3,04% en la posicion de zoom Z3 y la posicion de enfoque Fl y la distorsion negativa mas baja es -2,98 % en la posicion de zoom Z1 y la posicion de enfoque F3. El llamado problema de "respiracion" de lentes en general (pero que puede ser mas predominante en lentes de zoom) en el que la imagen cambia el tamano de foco lejano a proximo esta practicamente ausente en el sistema de lentes de zoom 60 a la longitud focal corta del intervalo de zoom donde es el mas perceptible debido a la gran profundidad de campo. La respiracion mas baja es del -0,2 % en la posicion de zoom Zl y la posicion de enfoque F3 y la respiracion mas alta es del -19,5 % en la posicion de zoom Z8 y la posicion de enfoque F3. La respiracion es el porcentaje de cambio en el angulo de campo maximo desde el foco infinito hasta un foco seleccionado. Por consiguiente, a foco infinito (F1), la respiracion es cero debido a que es el campo de referencia de la vista.

Todos los datos de rendimiento se dan a una temperatura de 25 °C (77 °F), presion atmosferica normal (760 mm Hg), y a las aperturas completas disponibles en el sistema de lentes de zoom 60. Sin embargo, el sistema de lentes de zoom 60 proporciona rendimiento sustancialmente constante, como por ejemplo los valores de MTF, en un intervalo de temperatura de 0 ° a 40 °C (32 ° a 104 °F) y, si una pequena degradacion en el rendimiento (MTF) es aceptable, el intervalo operable de temperatura puede extenderse a -10 ° a 50 °C (14 ° a 122 °F) o mas. Para un cambio en la temperatura, el rendimiento optimo puede lograrse por el ajuste axial adicional del grupo de lentes de zoom G2 o el cambio adicional de la forma de la superficie optica de contacto 21 o una combinacion de ambos juntos. Esto puede ocurrir en todas las posiciones de zoom y de enfoque. A temperaturas bajas de aproximadamente 0 °C (32 °F) o por debajo, para evitar la congelacion (formacion de un solido), los lfquidos pueden necesitar calentarse o sustituirse con lfquidos dopados de un modo similar al anticongelante que se anade al agua en el radiador de un coche para operacion a baja temperatura. Sin embargo, observese que estos cambios de temperatura del material no deben preferentemente cambiar significativamente las caractensticas opticas de los lfquidos.

Aunque la realizacion descrita usando el sistema de lentes de zoom 60 es de las dimensiones apropiadas para su uso con un diametro de 6 mm (el llamado sensor de chip de un tercio de pulgada), las dimensiones de este sistema de lentes de zoom pueden ser apropiadamente aumentadas o disminuidas de escala para su uso con diversos formatos de imagen de pelfcula y de detectores electronicos.

Entre las muchas ventajas del sistema de lentes de zoom 60 esta la de proporcionar zoom en un amplio intervalo de longitudes focales que utilizan solo un grupo de lentes de zoom que se mueven axialmente. El diseno del sistema de lentes de zoom 60 crea un sistema de lentes de alto rendimiento y mecanicamente menos complejo que los sistemas de lentes de zoom de alto rendimiento mas convencionales que requieren al menos dos grupos de lentes de zoom que se mueven axialmente y mecanica correspondiente. El diseno de lentes unico del sistema de lentes de zoom 60 proporciona enfoque en una gran region de la distancia de enfoque sin grupos de lentes moviles adicionales y mecanica correspondiente. El diseno desvelado del sistema de lentes de zoom 60 es a modo de ejemplo, y otros disenos entraran dentro del alcance de la invencion. Otras caractensticas y ventajas del sistema de lentes de zoom 60 apareceran para aquellos expertos en la materia a partir de la descripcion anterior y los dibujos adjuntos.

Optica liquida en un sistema de lentes que emplea estabilizacion de imagen

Las Figs. 6A y 6B muestran un diagrama optico de un sistema de lentes que emplea lfquidos para estabilizar una imagen. La Fig. 6A muestra el sistema de lentes en el plano YZ, donde las celdas de lente lfquida 70 y 71 estan fuera de eje, descentradas y ligeramente inclinadas a lo largo del eje Y. La Fig. 6B muestra el sistema de lentes en el plano XZ, donde las celdas de lente lfquida 70 y 71 estan centradas a lo largo del eje X. En este sistema de lentes simplificado, la luz pasa desde el espacio del objeto a traves de un elemento de lente 72. En el otro lado del iris, la luz pasa a traves de las celdas de lente lfquida 70 y 71. El elemento de lente 73 converge la luz sobre el plano de la imagen 74.

El diagrama optico en la FIG. 6A ilustra los efectos de inclinar, o girar, la lente en el plano YZ. Como se ilustra, el inclinar en el plano YZ hace que una imagen en el plano de la imagen 74 se desplace hacia arriba o abajo. Las celdas de lente lfquida 70 y 71 estan posicionadas de manera que puedan controlarse en tandem para compensar los efectos de inclinacion de la lente en el plano YZ.

Las Fig. 7A y 7B muestran un diagrama optico de un sistema de lentes 80 que emplea cuatro celdas de lente lfquida para estabilizar una imagen. El sistema de lentes 80 puede usarse con una camara 100. La Fig. 7A muestra el

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sistema de lentes 80 en el plano YZ, y la Fig. 7B muestra el sistema de lentes 80 en el plano XZ. El sistema de lentes 80 comprende un primer grupo de lentes de objetivo estacionarias 81, un segundo grupo de lentes moviles 82, iris 83, un tercer grupo de lentes estacionarias 84, una primera celda de lente lfquida 85, un cuarto grupo de lentes estacionarias 86, segunda a quinta celdas de lente lfquida 87, 88, 89, 90 y un quinto grupo de lentes estacionarias 91. La imagen se forma en el plano de la imagen 92. Las celdas de lente lfquida 87 y 88 estan desplazadas en direcciones opuestas a lo largo del eje y, y las celdas de lente lfquida 89 y 90 estan desplazadas en direcciones opuestas a lo largo del eje x. Por consiguiente, el control de las formas de superficie variable de las celdas de lente lfquida 87 y 88 proporciona estabilizacion en el plano de la imagen 92 de la imagen a lo largo del eje y, y control de las formas de superficie variable de las celdas de lente lfquida 89 y 90 proporciona estabilizacion en el plano de la imagen 92 de la imagen a lo largo del eje x.

La configuracion ilustrada en las Fig. 7A y 7B muestra las celdas de lente lfquida como alineada a lo largo del eje z. Alternativamente, las celdas de lente lfquida podnan estar inclinadas hacia el eje z, ademas de estar desplazadas a lo largo del eje x o eje y, o las celdas de lente lfquida podnan estar inclinadas hacia el eje z sin estar desplazadas a lo largo del eje x y el eje y. El desplazamiento de las celdas de lente lfquida a lo largo del eje x o eje y, o ambos, aumenta el diametro ffsico de las celdas de lente en el sistema 80. El inclinar las celdas de lente lfquida puede permitir la reduccion o eliminacion de los desplazamientos en las direcciones en x e y, que puede reducir el diametro ffsico de las celdas de lente lfquida, y puede permitir una mejor estabilizacion de imagen.

La potencia optica y las longitudes focales de cada grupo de lentes que no contienen celdas de lente lfquida en las Fig. 7A y 7B es del siguiente modo: el grupo de lentes de objetivo 81 es positivo y +54,700 mm, el grupo de lentes moviles 82 es negativo y -12,165 mm, el grupo de lentes 84 es positivo y +70,285 mm, el grupo de lentes 86 es positivo y +42,266 mm, y el grupo de lentes traseras 91 es positivo y +19,147 mm.

La TABLA 5 expone la configuracion general de los elementos de lente ilustrados en las Figs. 7A y 7B. Los datos en la Tabla 5 se dan a una temperatura de 25 °C (77 °F) y presion atmosferica normal (760 mm Hg). El intervalo de longitud focal es aproximadamente 6 mm a 45mm. El intervalo del campo de vista es aproximadamente 56,7 ° a 7,7 ° (incluyendo distorsion en la posicion de enfoque infinita F1). La relacion de zoom es aproximadamente 7,5x (7,5:1). El tamano de imagen es aproximadamente 06 mm usando un formato 16:9. El intervalo de enfoque es aproximadamente infinito (posicion de enfoque F1) a 378,25 mm (posicion de enfoque F3) como se mide de un objeto al vertice de la superficie de lente de potencia mas proxima. El intervalo de banda de onda es aproximadamente 486 nm a 656 nm. El sistema de lentes 80 proporciona estabilizacion de imagen en el intervalo de aproximadamente ±1/4 de media altura de la imagen y ±1/8 de media anchura de la imagen desde al menos aproximadamente una longitud focal de 15 mm a 45 mm.

TABLA 5

Prescripcion optica

Material

o Q_ 3 c5: _o 3 O < Superficie TD £ ® 'O 3 o cr CO £ o C CL <D 'O o 2 TO ^ o. E 0 F co B. Radio de curvatura (mm) o Q_ i- 0 _Q E o z o O) 'o O ^ CM 2 79 -1—< 0 ZS pi


: 1 F1 Infinito Infinito Aire



: F2 1016,2500



: F3 378,7500

81: El 2 Todas 1,7250 59,1203 Vidrio SLAM66 801350 20,488

81: 3 Todas 0,0750 34,4944 Aire 19,360

81: E2 4 Todas 7,2445 *32,9559 Vidrio SFPL51 497816 19,362

81: 5 Todas 0,0750 -1679,0367 Aire 19,149

81: E3 6 Todas 5,8060 32,1676 Vidrio SFPL53 439950 17,393

81: 7 F1 TABLA 6 603,6202 Aire 17,043



: F2 TABLA 6



: F3 TABLA 6

82: E4 8 Todas 0,7652 *421,5729 Vidrio SLAH64 788474 7,306

82: 9 Todas 4,0063 8,3253 Aire 5,910

82: E5 10 Todas 2,6582 -12,7245 Vidrio SFPL53 439950 5,900

82: E6 11 Todas 3,2165 18,4437 Vidrio SLAM 66 801350 6,360

82: 12 F1 TABLA 7 -56,6544 Aire 6,350



: F2 TABLA 7



: F3 TABLA 7

83: Iris/ 13 Todas 0,6371 Infinito Aire TABLA 8

: diafragma

84: E7 14 4,3421 -26,4053 Vidrio SLAH65 804466 3,531

Material

o Q_ 3 c5: _o 3 O < 0 O t 0 Q_ 3 a) 0 "O C 0 'O 3 o cr CO £ o c CL 0 C 'O o 0 0 p- Q- E 0 c CO £ Radio de curvatura (mm) o Q_ 0 _Q E o z o O) 'o O 0 ■° CM 2 79 -1—< 0 ZS pi

84: E8 15 2,7592 10,8849 Vidrio STIH53 847238 4,471

84: 16 1,9504 -19,6033 Aire 4,660

84: E9 17 3,4944 -10,0360 Vidrio SLAH58 883408 4,759

84: 18 2,2880 -12,3751 Aire 5,698

85: E10 19 0,4500 Infinito Vidrio SBSL7 516641 6,036

85: E11 20 1,5000 Infinito Lfquido AGUA 6,064

85: E12 21 F1 1,5000 TABLA 9 Lfquido ACEITE T300 6,131



: F2 TABLA 9 04091-



: F3 TABLA 9 AB

85: E13 22 0,4500 Infinito Vidrio SBSL7 516641 6,305

85: 23 0,0750 Infinito Aire 6,343

86: E14 24 5,5805 30,2458 Vidrio SLAH65 804466 6,443

86: E15 25 0,5250 -12,3375 Vidrio STIH10 728285 6,358

86: 26 0,0864 12,5297 Aire 6,147

86: E16 27 3,0569 12,7154 Vidrio SBSM10 623570 6,175

86: 28 0,2334 -17,0356 Aire 6,170

86: E17 29 0,5250 -15,0264 Vidrio STIH13 741278 6,148

86: 30 0,0750 17,7536 Aire 6,261

86: E18 31 1,9042 17,3661 Vidrio SLAL13 694532 6,310

86: 32 0,0750 -48,1100 Aire 6,323

87: E19 33 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 9,837

87: E20 34 1,2011 Infinito Lfquido AGUA 9,823

87: E21 35 F1 3,1684 TABLA 10 Lfquido ACEITE T300 9,777



: F2 TABLA 10 04091-



: F3 TABLA 10 AB

87: E22 36 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 9,683

87: 37 0,0750 Infinito Aire 9,662

88: E23 38 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 9,691

88: E24 39 1,2011 Infinito Lfquido AGUA 9,676

88: E25 40 F1 3,1684 TABLA 11 Lfquido ACEITE T300 9,644



: F2 TABLA 11 04091-



: F3 TABLA 11 AB

88: E26 41 0,6000 Infinito Vidrio SB SI /7 516641 9,570

88: 42 0,0750 Infinito Aire 9,549

89: E27 43 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 10,051

89: E28 44 1,2011 Infinito Lfquido AGUA 10,036

89: E29 45 F1 3,1684 TABLA 12 Lfquido ACEITE T300 9,988



: F2 TABLA 12 04091-



: F3 TABLA 12 AB

89: E30 46 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 9,893

89: 47 0,0750 Infinito Aire 9,869

90: E31 48 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 516641 9,901

90: E32 49 1,2011 Infinito Lfquido AGUA 9,885

90: E33 50 F1 3,1684 TABLA 13 Lfquido ACEITE T300 9,830



: F2 TABLA 13 04091-



: F3 TABLA 13 AB

90: E34 51 0,6000 Infinito Vidrio SBSL7 51664J 9,735

90: 52 0,0750 Infinito Aire 9,710

91: E35 53 3,6122 19,2354 Vidrio SNPH1 808228 5,281

91: E36 54 5,6250 -12,3087 Vidrio SLAH58 883408 4,996

91: 55 3,1160 *-47,2988 Aire 4,142

92: 56 0,0000 Infinito Aire 2,995

Todas superficies en los grupos 87 y 88 estan descentradas a lo largo del eje y -4,3915 mm y +4,3915 mm, respectivamente, y todas superficies en los grupos 89 y 90 estan descentradas a lo largo del eje y -3,9888 mm y +3,9888 mm, respectivamente. Todas las otras superficies estan alineadas en el eje optico. Los asteriscos (*) para 5 las superficies 4, 7 y 53 indican que estas son superficies asfericas. Los coeficientes para la superficie 4 son:

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

k=-0,5673

A=+0,9038x10-6

B=+0,2657x10-8

C=-0,1105x10"10

D=+0,4301x10-13

E=0,82396x10-16

F=+0,6368x10-19

Los coeficientes para la superficie 7 son:

k=+0,0000

A=+0,5886x10-4

B=0,5899x10-6

C=+0,8635x10-8

D=-0,5189x10"10

E=-0,1186x10-11

F=0,1631x10-13

Los coeficientes para la superficie 53 son:

k=+0,0000

A=-0,5302x10-4

B=+0,8782x10-6

C=+0,7761x10-7

D=-0,1700x10-8

E=-0,1965x10-9

F-+0,6903x10-11

Las longitudes focales del sistema de lentes 80 para las posiciones de zoom Z1-Z8 en la posicion de enfoque F1 son 6,0003, 7,6131, 11,4304, 15,2474. 19,1105, 30,4619, 41,4244 y 44,9809. Los numeros F correspondientes para las posiciones de zoom Z1-Z8 son 2,80, 2,90, 3,05, 3,25, 3,45, 3,70, 3,95 y 4,00.

Para la posicion de enfoque F1 se supone que el plano del objeto es infinito, para F2 el plano del objeto esta una distancia intermedia de aproximadamente 1016,25 mm, y para F3 el plano del objeto esta a una distancia proxima de aproximadamente 378,75 mm (es decir, 378,75 mm lejos del plano de la imagen). Los grupos de lentes 81, 84, 86 y 91 siguen en la misma posicion en todo el intervalo completo de movimiento del grupo de lentes de zoom 82.

Las FIG. 8A, 8B y 8C son diagramas opticos del sistema de lentes 80 que muestran a modo de ejemplo posiciones de zoom y de enfoque. En la FIG. 8A, el sistema de lentes 80 esta configurada para la posicion de enfoque F1 (el

plano del objeto esta en el infinito) y la posicion de zoom Z1 (numero F es 2,80). En la FIG. 8B, el sistema de lentes

80 esta configurado para la posicion de enfoque F2 (el plano del objeto esta en 1016,25 mm) y la posicion de zoom

Z3 (numero F es 3,05). En la FIG. 8C, el sistema de lentes 80 esta configurado para la posicion de enfoque F3 (el

plano del objeto esta a 378,75 mm) y la posicion de zoom Z8 (numero F es 4,00).

La TABLA 6 proporciona los valores de separacion para la ultima superficie de lente en el grupo de lentes 81 y la primera superficie de lente en el grupo de lentes 82 para las posiciones de enfoque F1-F3 y las posiciones de zoom Z1-Z8.

TABLA 6

Valores de separacion entre 81 y 82

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1: 0,0832 5,7132 13,7126 18,4633 21,6974 27,4007 30,5400 31,3096

F2: 0,0902 5,7486 13,6468 18,3289 21,5154 27,0776 30,0174 30,7361

F3: 0,0750 5,6942 13,4674 18,1217 21,3355 26,7467 29,5798 30,2701

La TABLA 7 proporciona los valores de separacion para la ultima superficie de lente en el grupo de lentes 82 y el iris 83 para las posiciones de enfoque F1-F3 y las posiciones de zoom Z1-Z8.

TABLA 7



: Valores de separacion entre 82 y 83

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1: 31,5294 25,8992 17,8996 13,1486 9,9140 4,2101 1,0701 0,3000

F2: 31,5178 25,8581 17,9590 13,2762 10,0892 4,5268 1,5870 0,8729

F3: 31,5324 25,9120 18,1380 13,4831 10,2689 4,8577 2,0248 1,3384

5

10

15

20

25

La TABLA 8 proporciona el diametro del iris para las posiciones de enfoque F1-F3 y las posiciones de zoom Z1-Z8 del sistema de lentes 80.

TABLA 8

: Diametro de iris

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1: 6,8689 6,5249 6,0962 5,6645 5,3219 4,9624 4,6915 4,6532

F2: 6,8405 6,5175 6,0861 5,6557 5,2920 4,8816 4,5571 4,5206

F3: 6,8181 6,5033 6,0661 5,6219 5,2403 4,7783 4,4132 4,3444

Las TABLAS 9-13 proporcionan los radios de curvatura para las celdas de lente lfquida 85, 87,88, 89 y 90 para las posiciones de enfoque F1-F3 y las posiciones de zoom Z1-Z8 del sistema de lentes 80.

TABLA 9

Curvatura de la celda de lente lfquida 85

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1: -33,9902 -40,9700 -60,9667 -84,8892 -106,7630 -101,7297 -58,3998 -48,6792

F2: -34,3890 -42,0587 -65,5384 -101,1799 -154,9184 -370,2777 -263,5374 -212,3139

F3: -35,0134 -43,6001 -72,6330 -133,7178 -351,2333 214,4454 125,5481 115,8049

TABLA 10

Curvatura de la celda de lente lfquida 87

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1 F2 F3: 102,5591 116,0979 125,4857 118,4781 120,8199 126,5081 117,4984 118,4138 134,1777 114,8844 110,3387 117,6565 103,1855 105,4622 117,0787 99,1788 105,8294 126,2995 111,2567 116,9056 145,9466 118,9702 104,4870 152,4400

: Z1 Z2 TABLA 11 Curvatura de la celda de lente lfquida 88 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1 F2 F3: 93,9427 102,4836 111,5822 107,5303 107,8382 110,9116 107,7701 106,2717 94,5008 106,8706 100,5026 101,6873 97,5084 97,6282 102,7035 95,8461 101,0075 119,1600 104,8436 111,6798 146,3138 108,5809 104,0436 155,5935

: Z1 Z2 TABLA 12 Curvatura de la celda de lente lfquida 88 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1 F2 F3: 113,3675 94,2380 85,9634 92,6206 92,5926 91,2575 99,3336 101,7948 109,5104 104,1798 117,8766 120,2033 122,1950 130,3253 127,2392 118,7964 125,2099 108,9338 88,3338 101,0682 88,7114 79,6583 112,6550 84,6877

TABLA 13

Curvatura de la celda de lente lfquida 90

: Z1 Z2 Z3 Z4 Z5 Z6 Z7 Z8

F1: 92,0520 81,7616 88,9468 96,1130 117,8374 119,5041 86,4587 76,4900

F2: 81,8570 81,1371 90,3718 106,1190 118,5283 118,2341 94,7431 108,6137

F3: 75,0422 77,4766 87,3137 98,8610 104,4282 100,8203 87,2180 83,8997

Los valores proporcionados en las Tablas 9-13 son para condiciones cuando la imagen es estable, y no se necesita correccion para inestabilidad. Cuando se detecta inestabilidad, los radios de curvatura para las celdas de lente lfquida se ajustan para compensar. La Tabla 14 proporciona los radios de curvatura para las celdas de lente lfquida 85, 87, 88, 89 y 90 en las posiciones de enfoque F2 y la posicion de zoom Z8 del sistema de lentes 80 para desplazamientos a modo de ejemplo en la direccion x de -0,5000 grados y 0,5000 grados y en la direccion y de 0,4500 grados y -0,4500 grados.

TABLA 14

Estabilizacion de celdas de lente lfquida en la posicion de zoom 8 y la posicion de enfoque 2

Desplazamiento y (grados): Desplazamiento x (grados) Curvatura 85 Curvatura 87 Curvatura 88 Curvatura 89 Curvatura 90

+0,5000: 0,0000 -212,3139 58,4594 -275,2157 88,1999 78,5201

-0,5000: 0,0000 -212,3139 -3112,4429 45,3929 109,7978 121,1403

0,0000: +0,4500 -212,3139 128,0860 193,7925 40,6736 -1791,4629

0,0000: -0,4500 -212,3139 84,8003 101,7532 -191,6639 43,2782

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

Las FIG. 9A, 9B, 9C y 9D son diagramas opticos del sistema de lentes 80 configurado como se muestra en la Tabla 14. La FIG. 9A ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion y de +0,5000 grados. La FIG. 9B ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion y de -0,5000 grados. FIG. 9C ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion x de +0,4500 grados. La FIG. 9D ilustra estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion x de -0,4500 grados.

La TABLA 15 proporciona los radios de curvatura para celdas de lente lfquida 85, 87, 88, 89 y 90 en las posiciones de enfoque F1 y la posicion de zoom Z4 del sistema de lentes 80 para desplazamientos a modo de ejemplo en la direccion x de +1,5000 grados y -1,5000 grados y en la direccion y de +1,2200 grados y -1,2200 grados.

TABLA 15

Estabilizacion de celdas de lente lfquida en la posicion de zoom 4 y la posicion de enfoque 1

+ 1,5000: 0,0000 -84,8892 51,5591 -271,8934 143,7170 72,8023

-1,5000: 0,0000 -84,8892 -762,4547 42,5943 103,3767 143,1168

0,0000: + 1,2200 -84,8892 140,6245 113,4484 43,9052 -341,3372

0,0000: -1,2200 -84,8892 86,3979 81,3499 -145,4669 46,5625

Las FIGS. 10A, 10B, 10C y 10D son diagramas opticos del sistema de lentes 80 configurado como se muestra en la Tabla 15. La FIG. 10A ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion y de -1,5000 grados. La FIG. 10B ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion y de +1,5000 grados. La FIG. 10C ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion x de +1,2200 grados. La FIG. 10D ilustra la estabilizacion de imagen para un desplazamiento en la direccion x de -1,2200 grados.

La potencia optica e intervalos de longitud focal de los datos de la celda de lente lfquida dados en las Tablas 5-15 es del siguiente modo: la primera celda 85 es negativa a positiva y -185,198 mm a +630,972 mm, la segunda celda 87 es positiva a negativa y +280,924 mm a -4154,291 mm, la tercera celda 88 es positiva a negativa y +232,078 mm a - 1481,432 mm, la cuarta celda 89 es positiva a negativa y +221,613 mm a -792,587 mm y la quinta celda 90 es positiva a negativa y +235,804 mm a -1859,801 mm.

El rendimiento optico del sistema de lentes 80 se da en las FIGS. 11A-11C, 12A-12D y 13A-13D. Las FIG. 11A-11C se corresponden con la configuracion optica ilustrada en las FIG. 8A-8C. Las FIG. 12A-12D se corresponden con la configuracion optica ilustrada en las FIG. 9A-9D. Las FIG. 13A-13D se corresponden con la configuracion optica ilustrada en las FIG. 10A-10D.

Se muestran los datos de la funcion de transferencia de modulacion ("MTF") policromatica basada en difraccion (modulacion frente a frecuencia espacial) en porcentaje (%) para cinco posiciones de campo diferentes en tres combinaciones diferentes de las posiciones de zoom y de enfoque expuestas en la Tabla 5, concretamente (Z1, F1), (Z3, F2) y (Z8, F3) que son ejemplos representativos. Las cinco posiciones de campo (eje y cuatro esquinas) se exponen como angulos de campo x-y en grados. Los porcentajes de MTF son a las longitudes de onda y ponderaciones expuestas en la esquina superior derecha de las FIG. 11A-11C, 12A-12D y 13A-13D y se muestran graficamente para las direcciones de medicion x e y en el plano de la imagen 92.

El sistema de lentes 80 tiene caractensticas de distorsion similares a las dadas para el sistema de lentes 60 con una distorsion de campo completo ligeramente elevada que es ligeramente asimetrica debido a las celdas de lente lfquida descentradas. El sistema de lentes 80 esta sustancialmente no vineteado y la iluminacion relativa correspondiente es muy alta y similar a la dada para el sistema de lentes 60. El sistema de lentes 80 tiene una caractenstica de respiracion sustancialmente similar a la dada para el sistema de lentes 60.

La maxima frecuencia espacial mostrada es 60 ciclos/mm que dado el diametro de imagen de aproximadamente 6 mm y la eleccion del tamano de pfxeles de detector puede proporcionar imagenes de alta calidad al menos hasta resolucion de television aproximadamente estandar (SDTV), concretamente 720 pfxeles horizontalmente por 480 pfxeles verticalmente. A la longitud focal larga, la posicion de enfoque (Z8, F3) proxima, que es normalmente menos importante en la practica que las posiciones de distancia lejana e intermedia, F1 y F2, el rendimiento optico (MTF) se reduce aproximadamente el 55 % en la FIG. 11C. Sin embargo, a distancias mas largas y operando estabilizacion, el rendimiento optico (MTF) se mantiene por encima de aproximadamente el 60 %. El grupo de lentes movil 82 puede moverse axialmente durante la estabilizacion, y los radios variables de curvatura de las celdas de lente lfquida pueden cambiar independientemente durante la estabilizacion, permitiendo la realizacion de rendimiento optico hasta o superando 90 ciclos/mm que es aproximadamente equivalente a resolucion de HDTV.

Las FIG. 12A-12D se corresponden con la configuracion optica ilustrada en las FIG. 9A-9D.

Las FIG. 13A-13D se corresponden con la configuracion optica ilustrada en las FIG. 10A-10D.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

La realizacion ilustrada en las FIGS. 7-10 utiliza una celda de lente Uquida 85 para el enfoque, zoom y compensacion termica; las celdas de lente lfquida 87 y 88 principalmente para la estabilizacion de la radiacion entrante se desviaron en la direccion y; y las celdas de lente lfquida 89 y 90 principalmente para la estabilizacion de la radiacion entrante se desviaron en la direccion x. El grupo de lentes movil 82 proporciona principalmente zoom.

En otra realizacion, la celda de lente lfquida 85 puede eliminarse del sistema, y las celdas de lente lfquida 87, 88, 89 y 90 restantes podnan proporcionar zoom, enfoque y estabilizacion. La celda de lente lfquida 85 tambien podna sustituirse con elementos de lente no lfquida. Ademas, puede permitirse que el grupo de lentes movil 82 se mueva axialmente durante la estabilizacion, todos de los radios de curvatura variables de la celda de lente lfquida pueden cambiar durante la estabilizacion o ambos. Esto puede mejorar el rendimiento optico del sistema de lentes 80, especialmente en la esquina del campo de vista durante la estabilizacion.

En lugar de usar dos pares de celdas de lente lfquida, el sistema de lentes 80 podna emplear un par de celdas de lente lfquida para proporcionar estabilizacion en una unica direccion. Por ejemplo, puede desearse reducir la inestabilidad vertical, mientras que la inestabilidad en la direccion horizontal puede tolerarse mejor.

El tamano de desplazamiento de una celda de lente lfquida desde el eje optico determina, de algun modo, la cantidad de estabilizacion que puede proporcionarse por esa celda de lente lfquida. Sin embargo, el diametro de apertura eficaz disminuye a medida que una celda de lente lfquida se aleja del eje optico. En una realizacion, un primer par de celdas de lente lfquida se desplaza del eje optico una cantidad que es diferente del desplazamiento para un segundo par de celdas de lente lfquida. Un primer par de celdas de lente lfquida podna proporcionar mayor estabilizacion en la direccion vertical debido a un elevado desplazamiento, mientras que un segundo par de celdas de lente lfquida proporciona menos estabilizacion pero una apertura mayor en la direccion horizontal debido a una disminucion del desplazamiento del eje optico.

Pueden usarse diversos tipos de sensores para detectar el movimiento del sistema de lente. Por ejemplo, pueden usarse sensores de velocidad angular, girosensores piezoelectricos, sensores de aceleracion, o sensores de deteccion optica para detectar el movimiento. La patente de EE.UU. N.° 6.992.700 desvela ejemplos de sistemas para detectar el movimiento.

Los sensores de movimiento proporcionan informacion a un controlador que determina radios de curvatura apropiados para las celdas de lente lfquida 85, 87, 88, 89 y 90. El controlador tambien determina la posicion apropiada para el grupo de lentes 82. La publicacion de solicitud de patente de EE.UU. 2006/0045504 desvela el control de un sistema de lentes. La patente de EE.UU. 6.987.529 desvela otro ejemplo para controlar un sistema de lentes.

Pueden determinarse por adelantado niveles de senal electronica apropiados para controlar los radios de la celda de lente lfquida y ponerse en una tabla de busqueda. Alternativamente, circuitos analogos o una combinacion de circuitos y una tabla de busqueda pueden generar los niveles de senal apropiados. En una realizacion, se usa un polinomio para determinar los niveles de senal electronica apropiados. Puntos a lo largo del polinomio podnan almacenarse en una tabla de busqueda o el polinomio podna implementarse con circuitos.

Aunque las figuras ilustran la estabilizacion de imagen para una lente de zoom, la estabilizacion de imagen tambien es aplicable a cualquier dispositivo de control de radiacion optica, tal como una lente de enfoque fijo, una lente de zoom, una lente anamorfica, un sistema de rele optico, y similares.

Las celdas de lente lfquida tambien pueden usarse en combinacion con otros elementos opticos para lograr la estabilizacion. Por ejemplo, una celda de lente lfquida puede emparejarse con un prisma para mejorar el rendimiento de estabilizacion. El movimiento de elementos de lente puede producir un desplazamiento en la localizacion de imagenes en un sensor, una inclinacion de la imagen en el sensor, o un desplazamiento en el descentrado. Podna usarse una celda de lente lfquida para compensar la inclinacion de la imagen en el sensor, y otros elementos de lente podnan compensar el desplazamiento en el descentrado o tanto la inclinacion como el descentrado. Un sensor podna tener pfxeles adicionales, y podnan usarse un algoritmo de deteccion del movimiento, acelerometros, o giroscopos para determinar la localizacion de imagenes en los pfxeles y asf compensar el desplazamiento de la imagen.

Claims

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

REIVINDICACIONES

1. Un sistema de estabilizacion de imagen, que comprende:

una pluralidad de elementos de lente (72) alineados en un eje optico comun;

una primera celda de lente lfquida (70) que tiene un eje optico que esta desplazado del eje optico comun en una primera direccion, comprendiendo la primera celda de lente lfquida un primer y un segundo lfquido de contacto, en el que una superficie optica de contacto entre los lfquidos de contacto tiene una forma variable que es sustancialmente simetrica a su propio eje optico y es asimetrica al eje optico comun; quedando el eje optico de la primera celda de lente lfquida sustancialmente estatico en respuesta a cambios en la forma variable de la superficie de contacto; y

una segunda celda de lente lfquida (71) que tiene un eje optico que esta desplazado del eje optico comun en una segunda direccion opuesta a la primera direccion;

en el que la pluralidad de elementos de lente (72), la primera celda de lente lfquida (70) y la segunda celda de lente lfquida (71) estan configurados para recoger radiacion que emana de un espacio lateral del objeto y proporcionar al menos estabilizacion parcial de la radiacion suministrada a un espacio lateral de la imagen.
2. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que la estabilizacion es a lo largo de una direccion lineal.
3. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que la radiacion suministrada al espacio lateral de la imagen se estabiliza sustancialmente en la direccion vertical.
4. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que el eje optico comun de la pluralidad de elementos de lente (72) no esta alineado con el eje optico de la primera celda de lente lfquida (70).
5. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que la forma de la superficie optica de contacto esta electronicamente controlada para proporcionar estabilizacion de la radiacion suministrada al espacio lateral de la imagen.
6. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, que comprende ademas un acelerometro para detectar el movimiento de al menos uno de la pluralidad de elementos de lente (72).
7. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 6, en el que el movimiento detectado del acelerometro se usa para controlar la forma variable de los lfquidos de contacto.
8. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, que comprende ademas un giroscopo laser para detectar movimiento de al menos uno de la pluralidad de elementos de lente.
9. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que la forma de la superficie optica de contacto es variable a una frecuencia superior a 5 Hz.
10. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, que comprende ademas un mecanismo de deteccion de tipo movimiento, de forma que no se estabilice el movimiento panoramico.
11. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que no se estabiliza el movimiento que tiene una frecuencia inferior a 2 Hz.
12. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que el eje optico de la primera celda de lente lfquida (70) es paralelo al eje optico comun.
13. El sistema de estabilizacion de imagen de la reivindicacion 1, en el que el eje optico de la primera celda de lente lfquida (70) esta a un angulo con respecto al eje optico comun.