KR20210108455A - 조정 가능한 광학 배율을 포함하는 렌즈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광배율 조절이 가능한 렌즈(1)에 관한 것으로, 렌즈(1)는 용기(2)를 포함하고, 여기서 용기(2)는: 투명한 유체(F1)로 채워진 렌즈 볼륨(V), 투명 유체(F1)로 채워지고 렌즈 볼륨(V)에 연결된 저장소 볼륨(R1), 컨테이너(2)의 측벽을 형성하는 프레임 구조(3)를 포함하며, 상기 프레임 구조는 상기 렌즈 볼륨(V)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 리세스(30)를 포함하고, 프레임 구조(3)는 저장소 볼륨(R1)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제2 리세스(31), 프레임 구조에 연결된 탄성 변형 가능하고 투명한 멤브레인(4), 멤브레인에 연결된 렌즈 성형 요소(5)로서, 렌즈 성형 요소(5)는 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인(4)의 영역(4a)을 정의하는 원주 에지(50a), 프레임 구조(3)에 연결된 투명한 바닥 벽(6)을 포함하여, 렌즈 볼륨(V)이 멤브레인(4)의 영역(4a)과 바닥벽, 및 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b) 사이에 배열되도록 한다다.

Description

조정 가능한 광학 배율을 포함하는 렌즈

본 발명에 관한 조절 렌즈를 갖는 광학 배율(또는 초점 거리)를 가지는 렌즈에 관한 것이다. 특히, 상기 렌즈는 망원 대물렌즈, 광각 대물렌즈, 매크로 대물렌즈 또는 줌 대물 렌즈와 같은 광학 장치에 사용하기에 적합하다.

이러한 광학 줌 시스템은 특히 두 가지 기본 특성, 즉 조절 가능한 초점 길이 또는 광학 배율(역시 초점 배율로 표시되는 광학 배율은 초점 거리의 역수와 동일하다) 뿐만 아니라, 고정된 이미지 평면을 포함한다. 기존의 광학 줌 시스템은 일반적으로 서로에 대해 변위될 수 있는 여러 렌즈 조립체로 구성된다. 여기서, 광학 줌 시스템의 초점 거리는 렌즈 조립체의 상기 변위에 의해 지속적으로 조정된다. 특별히, 개별 렌즈 조립체는 사전 정의된 방식으로 변위되어야 하므로 적절한 줌을 제공하기 위해 복잡한 기계/동력 시스템이 필요하다.

상기에 기초하여, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 비교적 작은 설치 공간을 포함하고, 광학 줌 장치의 렌즈 배럴에 대한 용이한 설치가 가능함은 물론, 렌즈의 광학 배율에 대한 정밀한 조정 작동을 가능하게 하는 개선된 렌즈를 제공하는 것이다.

상기 문제점은 청구항 1의 특징을 갖는 렌즈에 의해 해결된다.

본 발명의 바람직한 실시예는 각각의 종속항에 기재되어 있고 하기에 설명된다.

제 1항에 따르면, 조정 가능한 광학 배율을 갖는 렌즈가 개시되고, 여기서 상기 렌즈는 용기를 포함하고, 상기 용기는:

- 투명한 액체로 채워진 렌즈 볼륨,

- 투명 유체로 채워지고 렌즈 볼륨에 연결된 저장소 볼륨,

- 상기 렌즈 볼륨의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 리세스(특히 관통 개구의 형태로)와 저장소 볼륨의 적어도 일부를 수용하기 위해 제 2 리세스를 포함하며, 용기의 측벽을 형성하는 프레임 구조,

- 프레임 구조에 연결된 탄성 변형 가능하고 투명한 멤브레인,

- 멤브레인에 연결된 렌즈 성형 요소, 렌즈 성형 요소는 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인의 영역을 정의하는 둘레 방향(예: 원형) 에지를 포함하고, - 렌즈 볼륨이 멤브레인의 영역과 벽 사이에 배열되도록 프레임 구조에 연결된 적어도 부분적으로 투명한 바닥 벽,

- 저장소 볼륨에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재를 포함한다. 특히, 본 명세서에 기재된 모든 실시예에서, 투명 유체 및 특히 추가 유체(하기 참조)는 바람직하게는 각각 투명한 액체이다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 변형 가능한 벽 부재는 멤브레인의 상기 영역의 곡률을 조정하고 그에 따라 렌즈의 광학 배율을 조정하기 위해 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨으로 유체를 펌핑하도록 변형되도록 구성되거나, 제1항에 있어서, 상기 벽 부재는 상기 멤브레인 영역의 곡률을 조정하고 그에 따라 렌즈의 광학 배율을 조정하기 위해 렌즈 볼륨에서 렌즈 저장소 볼륨으로 유체를 펌핑하도록 변형되도록 구성된다.

더욱이, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 탄성 변형 가능한 벽 부재는 멤브레인의 상기 영역의 곡률과 그에 따른 렌즈의 광학 배율을 증가시키기 위해 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨으로 유체를 펌핑하도록 변형 구성된다. 또는 상기 벽 부재는 상기 멤브레인 영역의 곡률과 그에 따른 렌즈의 광학 배율을 감소시키기 위해 상기 렌즈 볼륨으로부터 상기 저장소 볼륨으로 유체를 펌핑하도록 변형 구성된다.

특히, 렌즈가 수렴 중일 때(예를 들어, 렌즈의 상기 영역이 볼록한 경우) 광학 배율은 양의 값인 반면, 렌즈가 발산하는 경우(예를 들어, 렌즈의 상기 영역이 오목한 경우) 광학 배율은 음이다. 특히, 멤브레인의 상기 영역의 곡률을 증가시키는 것은 예를 들어 멤브레인의 상기 영역이 평평한 상태에서 볼록한 상태로 또는 볼록한 상태에서 더 뚜렷한 볼록한 상태로; 또는 오목한 상태에서 덜 뚜렷한 오목한 상태로, 평평한 상태 또는 볼록한 상태로 변화한다는 것을 의미할 수 있다. 또한, 상기 렌즈의 곡률을 감소하는 것은 상기 영역이 평평한 상태에서 오목한 상태로; 또는 오목한 상태에서 더 뚜렷한 오목한 상태로; 또는 볼록한 상태에서 덜 뚜렷한 볼록한 상태, 평평한 상태 또는 오목한 상태로 변화한다는 것을 의미 할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 벽 부재에 대해 밀거나 벽 부재를 잡아당김으로써 벽 부재를 변형시키기 위해 상기 변형 가능한 벽 부재에 연결된(특히 접착된) 피스톤 구조를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 피스톤 구조는 피스톤 구조를 이동시키기 위한 액추에이터에 연결되도록 구성된다.

특히, 일 실시예에 따라, 피스톤 구조는 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재에 연결된 팔각형 바닥 표면을 포함한다. 바닥 표면은 또한 다른 모양을 가질 수 있다. 바람직하게는, 바닥면은 바닥면에 평행한 저장소 볼륨의 단면 및/또는 바닥면에 평행한 탄성적으로 변형가능한 벽 부재의 단면 형상에 대응하는 형상을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 피스톤 구조는 피스톤 구조는 대향하는 팔각형 상부 표면뿐만 아니라 상기 바닥 표면을 포함하는 플레이트에 의해 형성되고, 상부 표면은 액추에이터(예를 들어, 피스톤 구조에 대해 액추에이터를 위치 설정 및/또는 연결하기 위해)의 일부를 수용하도록 구성된 홀(예를 들어, 막힌 홀 또는 관통 홀)을 포함한다. 관통 홀의 경우 홀은 피스톤 구조의 상단 표면에서 하단 표면까지 연장된다.

또한, 일 실시예에 따르면, 저장소 볼륨은 팔각형 단면 영역(예를 들어, 플레이트/피스톤 구조의 상기 표면(s)에 평행한)을 포함한다. 저장소 볼륨은 다른 단면 모양을 가질 수도 있다(위 참조).

용기의 저장소 볼륨은 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 용기의 렌즈 볼륨 옆에 측방향으로 배열되며, 특히 용기는 상기 방향으로 길쭉한 형상을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 프레임 구조는 특히 사출 성형 부품의 형태로 적어도 하나의 모놀리식 플레이트 부재에 의해 형성된다. 선택적인 실시예에 따르면, 프레임 구조는 서로의 상부에 적층된 시트(특히 금속 시트)로 구성된다.

특히, 일 실시예에 따르면, 프레임 구조는 멤브레인에 연결된 상부 시트 및 상부 시트에 연결된 적어도 하나의 추가 시트를 포함한다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 추가 시트는 상부 시트와 비교하여 저장소 볼륨의 영역 및/또는 렌즈 볼륨의 영역에서 더 작은 내경을 포함할 수 있어, 용기의 프레임 구조의 내부 측면은 단차를 형성한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 바닥 벽은 편평한 투명 강성 플레이트에 의해 형성된다. 특히, 상기 플레이트는 유리 또는 폴리머 플레이트로 형성될 수 있다. 선택적으로, 바닥 벽은 유리 또는 중합체로 형성될 수 있는 강성 렌즈에 의해 형성될 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

또한, 선택적으로, 용기의 바닥 벽은 프레임 구조에 연결된 추가의 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인을 포함할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 투명 벽은 추가 멤브레인 상에 배열된 투명 강성 플레이트(또는 강성 렌즈)를 포함하여, 추가 멤브레인이 프레임 구조와 바닥 벽의 투명 플레이트(또는 강성 렌즈) 사이에 배열된다. 특히, 바닥벽의 투명 플레이트는 원형 플레이트일 수 있다. 특히, 투명 플레이트가나 강성 렌즈(용기의 바닥벽)가 강성일 수 있다는 사실은 그것이 바닥벽의 탄성 변형 가능한 멤브레인보다 더 강하다는 것을 의미한다. 바닥의 강성 플레이트는 또한 다른 광학적 특성을 포함할 수 있다. 특히, 바닥 벽의 강성 플레이트는 어떤 투명한 광학 요소라도될 수 있다.

또한, 실시예에 의하면, 렌즈 형성 요소는 예를 들어 평판으로 형성되고 멤브레인의 상기 영역을 정의하기 위해 상기 둘레 에지를 형성하는 제1 관통 개구를 포함하고, 상기 제1 관통 개구는 상기 멤브레인 영역에 의해 폐쇄된다.

특히, 일 실시예에서, 멤브레인의 곡률-조정 가능한 영역을 보호하기 위해, 렌즈 성형 요소는 멤브레인이 프레임 구조와 렌즈 성형 요소 사이에 배열되도록 프레임 구조에 연결되어, 특히 렌즈 성형 요소가 렌즈의 광축을 따라 멤브레인의 상기 영역 너머로 돌출한다.

특히, 렌즈 성형 요소는 용기가 렌즈 배럴의 슬롯에 용기를 삽입할 때 렌즈 배럴이 멤브레인 영역과 접촉할 수 없도록 렌즈 배럴의 광축에 수직으로 렌즈 배럴의 슬롯에 삽입될 수 있는 렌즈의 광학 축을 따라 멤브레인의 상기 영역으로부터 돌출한다. 특히, 상기 슬롯은 또한 렌즈 배럴의 개구에 인접한 렌즈 배럴의 단부에 배열될 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 성형 요소가 프레임 구조와 멤브레인 사이에 배열되도록 렌즈 성형 요소가 프레임 구조에 연결된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 프레임 구조의 제1 리세스는 렌즈 성형 요소의 제1 관통 개구의 둘레 에지의 내경보다 큰 내경을 포함한다. 이것은 멤브레인이 렌즈의 멤브레인막의 상기 영역의 형상을 정의하는 마지막 접촉 라인인 둘레 에지가 프레임 구조의 일부가 아니라 렌즈 성형 요소의 둘레 에지로부터 안쪽으로 돌출하는 것을 보장한다.

또한, 일 실시예에 따르면, 렌즈 성형 요소는 렌즈 성형 부재가 특히 유체에 침지되도록, 용기의 유체로부터 멀리 향하는 멤브레인의 외부 측면 또는 멤브레인의 내부 측면(내부 측면이 특히 외부 측면에서 멀어지는 방향을 향함)에 부착된 링 부재이다. 링 부재는 상기 둘레 에지를 형성하는 관통 개구를 포함하고, 특히 관통 개구는 상기 멤브레인 영역에 의해 폐쇄된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 성형 요소는 제2 관통 개구를 포함하고, 여기서 제2 관통 개구는 탄성 변형 가능한 벽 부재에 의해(예를 들어, 역시 멤브레인에 의해 덮인다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈 성형 요소의 제2 관통 개구는 팔각형 형상을 포함한다.

또한, 본 발명의 바람직한 실시예에 따르면, 용기의 탄성 변형 가능한 벽 부재는 멤브레인에 의해 형성된다. 즉, 멤브레인은 특히 프레임 구조의 양쪽 리세스 위로 연장되고 렌즈 볼륨 및 저장 용기 볼륨을 덮는다..

또한, 본 발명의 선택적인 실시예에 따르면, 탄성 변형 가능한 벽 부재는 또한 투명 및 탄성 변형 가능한 멤브레인의 상기 영역이 배치되는 측으로부터 멀어지는 렌즈의 용기의 측에 위치될 수 있고, 용기의 바닥 벽의 일부를 형성 할 수 있으며, 특히 탄성 변형 가능한 벽 부재는 이제 용기의 바닥 벽의 일부인 추가 멤브레인에 의해 형성될 수 있다.

여기서, 특히, 프레임 구조는 용기의 측벽의 일부를 형성하는 제1 프레임 요소를 포함할 수 있고, 여기서 제1 프레임 요소는 프레임 구조의 제1 리세스의 일부 및 프레임 구조의 제2 리세스의 일부를 형성하고, 상기 리세스의 이들 부분은 렌즈 볼륨과 용기의 측면 볼륨 사이에 유동 연결을 제공하도록 연결된다. 또한, 프레임 구조는 프레임 구조의 제 1 리세스의 일부 및 프레임 구조의 제 2 리세스의 일부를 형성하는 인접한 평행한 제 2 프레임 요소를 포함하며, 이들 리세스 부분은 분리된다. 특히, 제2 프레임 요소의 제1 리세스 부분은 용기의 바닥 벽에 의해 덮이고 제2 플레이트의 제2 리세스 부분은 피스톤 구조(위 참조)가 연결된 탄성 변형 가능한 부재(바닥 벽의 일부를 형성함)에 의해 덮인다. 특히, 바닥 벽은 제 2 프레임 요소의 제 1 및 제 2 리세스의 양쪽 부분을 덮는 추가 멤브레인을 포함하고(그리고 저장소 볼륨의 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재를 형성함), 바닥 벽의 투명한 강성 플레이트는 제2 프레임 요소의 제1 리세스의 일부이고, 추가 멤브레인은 바닥 벽의 투명 강성 플레이트와 제2 프레임 요소 사이에 배열된다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 멤브레인은 멤브레인 영역의 중력 유발 코마 수차를 줄이기 위해 추가 멤브레인보다 더 큰 두께(또는 사전 변형 또는 멤브레인의 다른 재료, 특히 다른 중합체로 인한 더 큰 강성도)를 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 프레임 구조(예를 들어 주로 렌즈의 광축 방향)을 변화 줄이기 위해 온도가 증가함에 따라 확장하도록 구성되는 광 전력 렌즈 인한 부피 증가 온도가 증가함에 따라 유체의 굴절률이 감소하고 온도가 증가함에 따라 유체의 굴절률이 감소한다.

또한, 온도가 증가함에 따라 유체의 부피가 증가하여 렌즈의 광학 배율이 증가하고 온도가 증가함에 따라 유체의 굴절률이 감소하여 광학 배율이 감소하는 균형을 이루기 위해, 저장 용기 볼륨은 저장 용기 볼륨 및/또는 렌즈 볼륨 사이의 흐름 연결을 제공하는 채널을 감소시키기 위해 프레임 구조의 제2 리세스의 기울어진 내부(또는 프레임 구조의 내부에 단차를 포함함)에 의해 한정된다. 저장소 볼륨은 렌즈의 광축을 따른 높이를 포함하고, 상기 높이는 렌즈의 광축을 따른 렌즈 볼륨 및/또는 저장소 볼륨의 높이보다 작으며, 및/또는 여기서 상기 채널은 저장소 볼륨의 직경 및/또는 렌즈 볼륨의 직경보다 작은 렌즈의 광축에 수직인 폭을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 용기는 렌즈의 광학 배율의 열 드리프트를 보상하기 위해 저장소 볼륨에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역을 포함하고, 여기서 렌즈는 렌즈의 광학 배율의 열 드리프트에 대응하기 위해 상기 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역을 변형시키도록 구성된 보상 액추에이터를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈는 렌즈의 온도(특히 저장소 내의 유체 및/또는 렌즈 볼륨)를 측정하기 위한 온도 센서를 포함하고, 여기서 렌즈는 렌즈의 광학 배율의 열 드리프트에 대응하기 위해 상기 온도를 나타내는 온도 센서의 출력 신호를 사용하여 보상 액추에이터를 제어하도록 구성된다. 온도 센서는 특히 이 요소 또는 프레임 구조가 열 전도성(예: 금속으로 형성됨)인 경우 렌즈 성형 요소 또는 프레임 구조에 위치할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 유체는 1.2 내지 1.4 범위의 굴절률(n_F)을 포함하고 및/또는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(n_membrane)은 1.3 내지 1.6 범위의 굴절률을 포함하고 및/또는 투명 플레이트(바닥 벽의)는 1.4에서 1.6 범위의 굴절률(n_bottom)을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 용기는 추가 투명한 유체로 채워진 추가 렌즈 볼륨을 둘러싸고, 추가의 렌즈 볼륨은 추가 유체가 렌즈 볼륨의 유체와 바닥 벽 사이에 배열되도록 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 분리 멤브레인에 의해 렌즈 볼륨과 분리되고, 상기 멤브레인 영역의 중력 유발 코마 수차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해, 추가 유체는 밀도 및 굴절률을 포함하고, 여기서 추가 유체의 밀도는 유체의 밀도보다 작고, 및 상기 추가 유체의 굴절률은 상기 유체의 굴절률보다 더 크다.

여기서, 특히, 프레임 구조는 용기의 측벽의 일부를 형성하는 제1 프레임 요소를 포함할 수 있고, 여기서 제1 프레임 요소는 프레임 구조의 제1 리세스의 일부 및 프레임 구조의 제2 리세스의 일부를 형성하고, 상기 리세스의 이들 부분은 렌즈 볼륨과 용기의 측면 볼륨 사이에 유동 연결을 제공하도록 연결된다. 또한, 프레임 구조는 추가 유체를 수용하기 위한 추가 렌즈 볼륨을 수용 하는 리세스를 포함하는 인접한 평행한 제2 프레임 요소를 포함하고, 상기 분리 멤브레인은 제1 프레임 요소와 제2 프레임 요소 사이에 배열된다. 더욱이, 특히, 제2 프레임 요소의 리세스는 용기의 상기 바닥벽에 의해 덮인다. 따라서, 제2 프레임 요소는 코마 수차 보정 플레이트를 형성한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 용기의 렌즈는 상기 용기의 렌즈 볼륨에 연결된(예를 통해 상기 채널을 통해) 추가 저장소 볼륨을 포함하고, 상기 용기는 상기 용기의 추가 저장소 볼륨에 인접한 탄성적으로 변형가능한 추가 벽 부재를 포함한다.

특히, 일 실시예에서, 용기의 저장소 볼륨 및 추가 저장소 볼륨은 렌즈의 광축에 수직인 방향으로 서로 마주보고 렌즈 볼륨의 대향 측면에 배열된다.

또한, 일 실시예에 따르면, 제1 렌즈의 용기의 프레임 구조는 용기의 추가 저장소 볼륨의 적어도 일부를 수용하기 위한 제3 리세스를 포함하고, 제3 리세스는 용기의 추가 벽 부재에 의해 특히 제 1 렌즈의 용기의 바닥 벽에 의해 덮인다.

또한, 일 실시예에 따르면, 렌즈 형성 요소는 제 3 관통 개구를 포함하고, 상기 제 3 관통 개구는 탄성적으로 변형가능한 추가 벽부재에 의해 (역시 멤브레인에 의해) 덮인다.

특히, 일 실시예에서, 제3 관통-개구는 팔각형 형상(또는 특히 추가 저장소 볼륨의 단면 형상에 대응하는 다른 형상)을 포함한다.

또한, 일 실시예에 따르면, 추가 벽 부재는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인에 의해 형성된다.

또한, 일 실시예에 따르면, 렌즈는 추가 벽 부재에 대해 밀거나 추가 벽 부재를 잡아당김으로써 추가 벽 부재를 변형시키기 위해 상기 추가 벽 부재에 연결(특히 접합 또는 접착) 되는 추가 피스톤 구조를 포함한다.

특히, 추가 피스톤 구조는 추가 피스톤 구조를 이동시키기 위한 추가 액추에이터에 연결되도록 구성된다.

특히, 일 실시예에 따르면, 추가 피스톤 구조는 탄성 변형 가능한 추가 벽 부재에 연결된 팔각형 바닥면을 포함한다.

또한, 추가 피스톤 구조는 대향하는 8각형 상부 표면 뿐만 아니라 상기 바닥 표면을 포함하는 플레이트에 의해 형성되며, 여기서 상부 표면은 추가 액추에이터의 일부를 수용하도록 구성된 홀(예를 들어, 막힌 홀 또는 관통 홀)을 포함 한다.

더욱이, 특히, 추가 저장소 볼륨은 추가 피스톤 구조를 형성하는 플레이트의 상기 표면에 평행한 팔각형 단면 영역을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라 렌즈는 멤브레인의 상기 영역의 곡률을 변경하고 그에 따라 렌즈의 광학 배율을 변경하도록 유체를 추가 저장소 볼륨으로부터 제1 렌즈의 렌즈 볼륨으로 또는 렌즈 볼륨에서 추가 저장소 볼륨으로 펌핑하도록 추가 피스톤 구조에 작용하도록 구성된 추가 액추에이터를 포함한다.

본 발명의 실시예에 따르면, 또는 추가 액추에이터는 상기 렌즈의 용기에 대해 별도로 조립되도록 구성된다.

특히, 추가 액추에이터는: 보이스 코일 또는 로렌츠 힘 모터, 피에조 드라이브, 나사 드라이브, 열활성 액추에이터, SMA(형상 기억 합금) 액추에이터, 자기 저항력 액추에이터 중 하나일 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 피스톤 구조에 작용하기 위해 사용되는 액추에이터는 지지 구조 및 피스톤 구조에 연결되고 지지 구조에 대해 제1 운동 방향으로 이동하도록 구성된 가동자를 포함하여, 피스톤 구조가 가동자에 의해 용기의 탄성 변형 가능한 벽 부재에 대해 밀려 유체를 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨 부분으로 펌핑하고 지지 구조에 대해 제2 운동 방향으로 밀리도록 하고, 가동자가 피스톤 구조를 통해 용기의 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재를 잡아당기도록 하여 유체를 렌즈 볼륨에서 저장소 공간으로 펌핑한다.

특히, 두 운동 방향은 반대 방향을 가리키며 렌즈의 광축과 평행한다. 특히, 가동자는 피스톤 구조에 일체로 연결되거나 피스톤 구조의 홀과 맞물릴 수 있다(위 참조).

특히, 가동자가 가동자가 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재에 대해 피스톤 구조를 밀 때, 피스톤 구조는 움푹 들어간 곳이 생겨서 액체를 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨으로 밀어내고, 렌즈의 상기 영역이 대응하는 볼록 형상을 전개하고 렌즈의 광학 배율이 증가하도록 한다. 또한, 가동자가 피스톤 구조를 잡아당길 때, 피스톤 구조는 바깥쪽으로 부풀어 오르고 이에 따라 렌즈 영역의 볼록한 곡률과 이에따른 광학 배율이 감소하도록 렌즈 볼륨에서 저장소 볼륨으로 유체를 펌핑하는 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재를 잡아당긴다.

특히, 일 실시예에 따르면, 지지 구조는 용기에 특히 렌즈 성형 요소에 장착된다. 따라서, 피스톤 구조의 작용에 대한 기준점은 열적 드리프트(예: 열팽창 용기)에 영향 받지 않는다. 따라서, 액추에이터는 렌즈로부터(예를 들어, 상기 액추에이터의 전기 코일로부터의 가열) 열적으로 분리된다.

특히, 지지 구조는 액추에이터의 하우징을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 가동자는 전기 코일을 포함하고, 상기 전기 코일은 코일에서 생성된 전류가 제1 전류 방향으로 흐르는 제1 부분을 포함하고, 그리고 여기서 전기 코일은 코일에서 생성된 전류가 제1 전류 방향과 반대인 제2 전류 방향으로 흐르는 제2 부분을 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코일이 2개의 자석 구조 사이에 배열되도록 제1 및 제2 자석 구조가 지지 구조에 장착되고, 제1항에 있어서, 각각의 자석 구조는 제1 자화를 갖는 제1 부분 및 제1 자화와 반대 방향으로 배향된 제2 자화를 갖는 제2 부분을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 제1 자석 구조의 제1 부분은 제2 자석 구조의 제1 부분과 마주하고, 코일의 제1 부분은 제1 자석 구조의 제1 부분과 제2 자석 구조의 제1 부분 사이에 배열되고, 제1 자석 구조의 제2 부분은 제2 자석 구조의 제2 부분과 마주하고, 코일의 제2 부분은 제1 자석 구조의 제2 부분과 제2 자석 구조의 제2 부분 사이에 배열된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 자석 구조의 제1 부분의 제1 자화는 제1 전류 방향에 수직으로 연장되고, 자석 구조의 제2 부분의 제2 자화는 제2 전류 방향에 수직으로 연장된다. 전류가 전기 코일을 통해 흐를 때 로렌츠 힘이 코일의 각 부분에 작용하도록 하며, 이 로렌츠 힘은 제1 및 제2 전류 방향의 방향에 따라 제1 운동 방향 또는 제2 운동 방향.(즉, 전기 코일의 극성)으로 가동자를 이동시킨다.

또한, 본 발명의 실시예에 따라, 렌즈는 멤브레인의 상기 영역의 곡률을 변경하고 그에 따라 렌즈의 광학 배율을 변경하도록 유체를 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨으로 또는 렌즈 볼륨에서 저장소 볼륨으로 펌핑하기 위해 추가 피스톤 구조에 작용하도록 구성된 추가 액추에이터를 포함한다. 특히, 추가 액추에이터는 상기 전기 코일 및 2개의 자석 구조를 포함하는 전술한 특정 액추에이터로서 구성될 수 있다. 특히, 일 실시예에서, 추가 액추에이터는 지지 구조 및 추가 피스톤 구조에 연결되고 추가 액추에이터의 지지 구조에 대해 제1 운동 방향으로 이동하도록 구성된 가동자 역시 포함하여, 피스톤 구조는 추가 저장소 볼륨에서 렌즈 볼륨으로 유체를 펌핑하기 위해 렌즈 용기의 탄성적으로 변형 가능한 추가 벽 부재에 대해 추가 액추에이터의 가동자에 의해 밀리고, 추가 액추에이터의 가동자가 추가 피스톤 구조를 통해 렌즈 용기의 탄성적으로 변형 가능한 추가 벽 부재를 잡아당기도록 하여 유체를 렌즈 볼륨에서 추가 저장소 볼륨으로 펌핑한다.

또 다른 실시예에 따르면, 렌즈의 렌즈 성형 요소는 또한 상기 둘레 에지를 포함하는 프레임 구조 자체에 의해 형성될 수 있으며, 여기서 렌즈는 멤브레인을 보호하기 위해 멤브레인의 상부에 배열된 보호 플레이트 부재를 포함한다. 멤브레인은 프레임 구조와 보호 플레이트 부재 사이에 끼워져 있다. 바람직하게는, 보호 플레이트 부재는 렌즈 볼륨과 연관된 제1 리세스와 정렬된 제1 관통 개구 및 저장소 볼륨과 연관된 제2 리세스와 정렬된 제2 관통 개구를 포함한다. 바람직하게는, 멤브레인은 프레임 구조, 특히 프레임 구조의 상부 시트에 접착된다. 더욱이, 특히, 렌즈 성형 요소는 위에서 설명된 프레임 구조의 상부 시트에 의해 형성될 수 있고, 상부 시트는 이후에 상기 둘레 에지를 포함한다. 바람직하게는, 탑 시트는 매우 정밀하게 형성될 수 있는 재료로 형성된다.

특히, 렌즈 성형 요소가 프레임 구조(예를 들어, 상부 시트에 의해)에 의해 형성되는 경우, 프레임 구조(특히 상부 시트)의 상기 둘레 에지는 바람직하게는 보호 플레이트 부재의 해당 관통 홀의 내부 직경보다 작은 내부 직경을 포함한다. 상기 경우 렌즈 형성 요소는 멤브레인과 상기 멤브레인 아래의 프레임 구조에 배치되고 상기의 둘레 렌즈 형성 요소는 바람직하게는 프레임 구조의 대응하는 제 1 리세스의 내경보다 작은 내경을 갖는다.

추가 실시예에 따르면, 렌즈 성형 요소는 실리콘으로(예를 들어, 실리콘 웨이퍼 재료로), 특히 결정질 실리콘으로 형성된다. 이것은 굴절된 렌즈 성형 요소의 결과인 비점 수차 또는 코마와 같은 파면 오류를 줄이는 성형기의 매우 우수한 평탄도를 달성 할 수 있도록 한다. 실리콘 재료는 정지층 또는 정의된 에칭 시간 및 리소그래피 마스크를 사용하여 예를 들어 채널을 생성하여 부분적으로 에칭될 수 있다. 특히, 일 실시예에서, 렌즈 볼륨부와 저장소 볼륨부를 연결하는 상기 채널의 적어도 일부는 상부 시트 내로 에칭된다.

본 발명의 또 다른 양태에 따르면, 본 발명에 따른 렌즈를 포함하는 광학 장치가 개시된다.

광학 장치의 일 실시예에 따르면, 광학 장치는 렌즈 배럴의 내부 공간을 둘러싸는 둘레 벽을 포함하는 렌즈 배럴을 포함하고, 여기서 적어도 하나의 강성 렌즈(또는 복수의 강성 렌즈)가 상기 렌즈 배럴의 내부 공간에 배열된다.

렌즈 배럴의 둘레 벽은 렌즈의 멤브레인의 상기 영역이 렌즈 배럴의 적어도 하나의 강성 렌즈를 향하도록(즉, 용기의 광축이 렌즈 배럴의 광축과 정렬됨) 렌즈의 광축에 수직으로 연장되는 삽입 방향으로 렌즈의 용기를 형태 맞춤 방식으로 수용하도록 구성된 제1 슬롯을 포함한다. 바람직한 실시예에 따르면, 렌즈의 렌즈 성형 요소는 렌즈의 용기가 렌즈 배럴의 제1 슬롯으로 삽입될 때 렌즈의 멤브레인의 상기 영역을 보호하도록 구성된다.

특히, 제1 슬롯은 또한 렌즈 배럴의 상기 단부에서 렌즈 배럴의 개구에 인접한 렌즈 배럴의 단부에 배열될 수 있다. 여기서, 특히, 제1 슬롯은 렌즈 배럴의 단부에서 렌즈 배럴의 둘레벽의 리세스에 의해 형성될 수 있다.

특히, 렌즈 배럴의 제1 슬롯은 빛이 적어도 하나의 강성 렌즈를 통해 렌즈 배럴을 통과하고 렌즈의 멤브레인의 상기 영역, 렌즈 볼륨의 유체 및 렌즈 용기의 바닥 벽을 통해 렌즈 용기를 통과할 수 있도록 렌즈 배럴의 제 1 슬롯은 형태 맞춤 방식으로 렌즈의 용기를 수용하도록 구성된다.

특히, 렌즈는 렌즈 배럴에 렌즈를 접착 함으로써 렌즈 배럴에 고정되도록 구성되며, 특히 제 1 슬롯은 렌즈가 제1 슬롯에 삽입될 때 렌즈 배럴에 대해 렌즈의 기계적 유격을 허용한다. 이렇게 하면 렌즈 배럴에 대해 렌즈를 최종 고정하기 전에 렌즈 배럴에 대해 렌즈를 정렬할 수 있으므로 높은 광학 품질(제조 허용 오차)을 달성할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 콘테이너가 상기 방향으로 렌즈 배럴의 슬롯에 삽입될 때, 탄성 변형 가능한 벽 부재에 연결된 피스톤 구조가 렌즈 배럴 외부에 배치되어 액추에이터의 용이한 설치가 가능하다.

특히, 실시예에 따르면, 렌즈 배럴은 정사각형, 직사각형 또는 원형 단면(특히 렌즈 배럴의 광축에 수직) 중 하나를 포함한다.

또한, 일 실시예에 따르면, 렌즈 배럴(특히 둘레 벽)은 입방체 또는 원통형 형상을 포함한다.

광학 장치의 추가 실시예에 따르면, 광학 장치는 광학 줌 장치이고 본 발명에 따른 추가 렌즈(즉, 청구항 1 내지 청구항 44 중 어느 한 항에 기재된 바와 같음)를 포함하고,

여기서, 일 실시예에 따르면, 렌즈 배럴의 둘레 벽은 렌즈의 광축에 수직으로 연장되는 삽입 방향으로 그리고 형태 맞춤 방식으로 추가 렌즈의 용기를 수용하도록 구성된 제2 슬롯을 포함하여, 추가 렌즈의 멤브레인의 상기 영역이 렌즈 배럴의 적어도 하나의 강성 렌즈및/또는 추가 렌즈의 멤브레인의 상기 영역(추가 렌즈의 용기가 제2 슬롯에 삽입될 때)를 향하게 된다(즉, 추가 렌즈의 광축이 렌즈 배럴의 광축과 정렬됨). 추가 렌즈의 렌즈 성형 요소는 제2 렌즈의 용기를 렌즈 배럴의 제2 슬롯에 삽입할 때 추가 렌즈의 멤브레인 영역을 보호하도록 구성된다.

특히, 렌즈 배럴의 제 2 슬롯은 형태 맞춤 방식으로 추가 렌즈의 용기를 수용하도록 구성되어, 빛이 적어도 하나의 강성 렌즈를 통해 렌즈 배럴을 통과하고 추가 렌즈의 멤브레인의 상기 영역을 통해 추가 렌즈의 용기, 추가 렌즈의 렌즈 볼륨 및 추가 렌즈의 용기의 바닥 벽을 통해 유체를 통과할 수 있다.

또한, 일 실시예에 따르면, 추가 렌즈의 용기가 상기 삽입 방향으로 렌즈 배럴의 제2 슬롯에 삽입될 때, 추가 렌즈의 탄성 변형 가능한 벽 부재에 연결된 추가 렌즈의 피스톤 구조는 렌즈 배럴 외부에 배열된다(따라서 추가 액추에이터를 쉽게 설치할 수 있음). 특히, 제 2 슬롯은 렌즈 배럴의 상기 단부에서 렌즈 배럴의 개구에 인접하는 렌즈 배럴의 단부에 배치될 수 있다. 여기서, 특히, 제 2 슬롯은 렌즈 배럴의 단부에서 렌즈 배럴의 둘레벽의 리세스에 의해 형성될 수 있다. 제1 슬롯은 상기 개구/제1 슬롯으로부터 더 멀리 배열될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 렌즈는 다음과 같은 다양한 상이한 용도에 사용될 수 있다.

- 광학 줌 카메라 모듈(본 발명에 따른 2개 이상의 렌즈, 또한 상기 참조); - 조정 가능한 망원경, 빔 익스팬더, 콜리메이터(두 개 이상의 액체 렌즈); - 카메라 용 자동 초점(AF)(망원, 광각, 접힌 망원 등);

- 카메라용 매크로 포커싱(망원, 광각, 접힌 망원 등);

- 연속 배율, 자동 초점, 일정한 작동 거리를 갖는 현미경(본 발명에 따른 2개 이상의 렌즈);

- 자동 초점, 광학 줌, 매크로(바코드 리더, 머신 비전 등)가 있는 IOT 비전;

- 작동 거리가 다른 레이저 프로젝션(빠른 자동 초점).

바람직하게는, 본 발명에 따른 렌즈는 +/-100dpt에서 +/-200dpt까지의 매우 큰 광 배율 범위를 허용하며, 이는 특히 이러한 렌즈가 광학 줌 장치에 사용되는 경우에 매우 유리하다.

다음에서, 본 발명의 실시예뿐만 아니라 추가 특징 이 청구범위에 첨부된 도면을 참조하여 설명된다

도 1은 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예의 사시도;
도 2는 A)는 렌즈의 실시예 및 렌즈 용기의 구성요소의 개략 단면도, (B)는 렌즈의 초기 광학 배율, (C) 및 (D)는 렌즈의 다른 광학 배율에 해당하는 멤브레인의 면적인 본 발명에 따른 렌즈의 광배율을 조절하는 원리;
도 3은 렌즈의 렌즈 성형 요소에 의한 렌즈의 멤브레인 보호를 입증하기 위해 복수의 강성 렌즈를 포함하는 렌즈 배럴에 삽입된 렌즈의 실시예의 개략적인 단면도;
도 4는 본 발명에 따른 렌즈의 액추에이터의 일 실시예로, 여기서 (A)는 초기 광학 배율 상태, (B) 및 (C)는 렌즈의 다른 광학 배율에 대응하는 렌즈의 멤브레인 영역의 상이한 편향이다;
도 5는 저장소 볼륨으로부터 렌즈 볼륨으로 또는 그 반대로 렌즈의 유체를 펌핑하기 위해 피스톤 구조에 의해 변형될 수 있는 변형 가능한 벽 부재의 자유(멤브레인) 길이를 도시하는 사시도(A) 및 개략적인 단면도(B);
도 6은 피스톤 구조(푸셔 스트로크)의 광출력 대 스트로크(A) 및 멤브레인(신축)의 광출력 대 스트레치(B);
도 7은 도 1에 도시된 본 발명에 따른 렌즈의 실시예의 프레임 구조에 대한 평면도;
도 8은 프레임 구조에 의해 둘러싸인 렌즈 볼륨의 직경과 관련하여 렌즈 성형 요소의 에지의 바람직한 치수를 설명하기 위해 도 1에 도시된 실시예의 사시도(A), 단면도(B) 및 개략적인 단면도(C);
도 9는 유체(B)의 온도에 대한 광학 배율(광학 배율)의 의존성을 입증하기 위해 2개의 상이한 온도(A)에 대한 렌즈의 실시예의 개략적인 단면도;
도 10은 본 발명에 따른 렌즈의 프레임 구조의 평면도(A) 및 굴절률 변화 효과에 대한 열 부피 팽창 효과의 균형을 맞추기 위해 감소된 총 부피를 포함하는 렌즈의 개략적 단면도;
도 11은 렌즈의 유체 볼륨에서 열적으로 유도된 증가를 보상하도록 온도(B)에 따라 팽창하는 프레임 구조를 사용하여 광학 배율(A)의 열 드리프트를 보상하여 할 가능성;
도 12는 렌즈의 광학 배율의 열 드리프트는 보상 액추에이터를 사용하여 능동 방식으로 보상될 수 있으며, (A)는 낮은 온도에 대한 광학 배율을 보정하는 보상 액추에이터, (B)는 높은 온도에 대한 광 배율을 보정하는 보상 액추에이터, 또한 (C)는 렌즈의 개별 구성 요소인 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예;
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 렌즈 배럴에 본 발명에 따른 하나 또는 두 개의 렌즈를 삽입;
도 14는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예에 따른 바람직한 인덱스 매칭;
도 15는 수차가 본 발명에 따른 렌즈의 실시예에 따라 더 단단한 멤브레인을 사용하여 감소될 수 있 액체 렌즈에서 중력에 의한 코마 수차의 효과;
도 16은 중력-유도 코마 수차를 보상하기 위해 추가 유체(예를 들어, 액체)로 채워진 추가 렌즈 볼륨을 포함하는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예;
도 17은 (A)는 렌즈 멤브레인의 광학 활성 영역의 상이한 상태, (B)는 렌즈 용기의 개별 구성요소인 본 발명에 따른 렌즈의 선택적인 실시예;
도 18은 (A)는 렌즈 멤브레인의 광학 활성 영역의 상이한 상태, (B)는 렌즈 용기의 개별 구성요소인 본 발명에 따른 렌즈의 또 다른 선택적인 실시예; 및
도 19는 (A)는 렌즈 멤브레인의 광학 활성 영역의 상이한 상태, (B)는 렌즈 용기의 개별 구성요소인 본 발명에 따른 렌즈의 다른 선택적인 실시예;
도 20은 렌즈의 프레임 구조가 다중 시트를 포함하는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예;
도 21은 시트가 프레임 구조의 내부에 단차를 형성하는 도 20에 도시된 실시예의 변형예;
도 22는 프레임 구조에 의해 경계가 정해진 저장소 볼륨은 경사진 내부를 포함하는 본 발명에 따른 렌즈의 일 실시예;
도 23은 렌즈 성형 요소가 렌즈의 멤브레인의 외부 측에 부착되는 링 부재로서 형성되는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예; 및
도 24는 렌즈 성형 요소가 렌즈의 멤브레인의 내부 측에 부착되는 링 부재로서 형성되는 본 발명에 따른 렌즈의 실시예.

도 1은 특히 광학 줌 장치에 사용하기 위한 본 발명에 따른 렌즈(1)의 실시예를 도시한다. 특히, 렌즈(1)는 바람직하게 평평하고 긴(예를 들어 직육면체) 용기(2)를 포함한다. 용기(2)는 투명 유체(예를 들어, 비압축성 투명 액체)(F1)로 채워진 렌즈 볼륨(V), 투명 유체(F1)로 채워지고 렌즈 볼륨(V)에 연결된(예를 들어 채널(32)을 통해) 저장 용기 볼륨(R1), 용기(2)의 측벽을 형성하는 프레임 구조(3)를 포함하고, 프레임 구조(3)는 렌즈 볼륨(V)의 적어도 일부를 수용하기 위한 관통 개구 형태의 제1 리세스(30)를 포함하고 및, 프레임 구조(3)는 저장소 볼륨(R1)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제2 리세스(31)(예를 들어, 관통 개구 형태)를 포함한다. 특히, 도 1에 도시된 바와 같이, 프레임 구조는 모놀리식 플레이트 부재(예: 사출 성형 부품의 형태)로 형성되지만 여러 부품(예: 금속 시트의 스택)으로 형성될 수도 있다.

또한, 용기(2)는 프레임 구조(3)에 연결된 탄성적으로 변형 가능하고 투명한 멤브레인(4), 멤브레인(4)에 연결된 렌즈 성형 요소(5)를 포함하고, 렌즈 성형 요소(5)는 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인(4)의 영역(4a)을 정의하는 원주 방향(바람직하게는 원형) 에지(50a), 프레임 구조(3)에 연결된 적어도 부분적으로 투명한 바닥 벽(6)을 포함하여, 렌즈 볼륨(V)이 멤브레인(4)의 영역(4a)과 바닥벽 및 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b)사이에 배치되도록 한다.

특히, 렌즈(1)는 멤브레인(4)에 대해 반대쪽 에서 프레임 구조(3)에 연결된 추가의 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(60)을 포함하고, 여기서 추가 멤브레인(60)은 바닥 벽(6)에 포함되다.

또한, 바닥 벽(6)은 추가 멤브레인(60) 상에 배열된 투명한 강성 플레이트(61)를 포함 할 수 있어서, 추가 멤브레인(60)은 원형 형상을 포함할 수 있는 강성 플레이트(61)와 프레임 구조(3) 사이에 배열된다.

바람직하게는, 상기 멤브레인(4, 60)들은 각 구성 요소들의 인터페이스를 형성하고 각각 기계적 버퍼로 작용한다.

또한, 각 멤브레인(4, 60)의 양면에 있는 재료의 서로 다른 열팽창 계수는 유연한 멤브레인 층(4, 60)에 의해 온도 변화 동안 완충된다. 또한, 각각의 멤브레인(4, 60)은 (예: 렌즈가 떨어지는 경우) 충격을 흡수하는 데 도움이 된다. 마지막으로, 각각의 멤브레인(4, 60)은 개별 구성요소 사이에 잘 정의된 거리를 달성하는 데 도움이될 수 있다.

특히, 예를 들어 도 1에서 렌즈 성형 요소(5)는 평판으로 형성되고 상기 원주 에지(50a)를 형성하는 제1(예를 들어, 원형) 관통 개구(50)를 포함하고, 여기서 제1 관통 개구(50)는 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)에 의해 폐쇄된다.

바람직한 실시예에 따르면, 멤브레인(4)은 프레임 구조(3)와 렌즈 성형 요소(5) 사이에 배열된다. 이것은 아래에서 더 설명될 멤브레인(4)을 보호하는 것을 허용한다.

렌즈(1)는 다음과 같은 재료로 형성될 수 있다. 특히, 피스톤 구조체(70)는 금속(자성 또는 비자성) 또는 폴리머와 같은 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 또한, 렌즈 성형 요소(5)는 금속(자성 또는 비자성), 플라스틱 재료(예: 폴리머), 유리 또는 실리콘으로 형성될 수 있다. 또한, 프레임 구조(3)는 금속 또는 플라스틱 재료(예를 들어, 폴리머), 또는 실리콘으로도 형성될 수 있다.

바닥 벽(6)(예를 들어, 투명 플레이트(61))은 적어도 한 면(예를 들어, 외부 및/또는 내부)에 반사 방지(AR) 코팅을 포함할 수 있고 및/또는 렌즈 형상을 포함할 수도 있다(즉, 평평하지 않지만 볼록하거나 오목한 표면으로 구성됨).

도 2는 본 발명에 따른 렌즈(1)의 광배율을 조절하는 작동원리를 나타낸다. 바람직하게는, 렌즈 성형 요소(5) 및 프레임 구조(3)는 광학적 정렬을 보장하도록 고정되고 피스톤 구조(푸셔 플레이트로도 표시됨)(70)는 비압축성 액체(F1)를 펌핑하는 데 사용된다. 리저버 볼륨을 렌즈 볼륨 V에 넣거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 특히, 광축(A) 방향의 프레임 구조(3)의 높이는 렌즈(1)의 멤브레인(4) 영역(4a)의 최대 편향을 정의한다.

특히, 렌즈(1)의 광배율을 조정하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 멤브레인(4)에 의해 바람직하게 형성되는 탄성 변형 벽 부재(4b)는 저장소 볼륨 R1에서 렌즈 볼륨 V로 또는 그 반대로 유체 F1을 펌핑하기 위해 변형되도록 구성되어(예를 들어, 도 2(B)에 도시된 바와 같이 평평한 초기 상태에서 시작하여), 유체 F1은 그에 따라 멤브레인(4)의 영역(4a)에 작용하고, 렌즈(1)의 광학적 배율을 증가시키기 위해 영역(4a)을 더 돌출시키거나(도 2(C) 참조), 또는 상기 영역(4a)의 곡률을 감소시켜(유체(F1)가 렌즈 볼륨에서 저장소 볼륨(R1)으로 펌핑될 때) 광학 배율을 감소시킨다(예를 들어, 도 2(D)). 특히, 변형 가능한 벽 부재(4b)에 작용하기 위해, 렌즈(1)는 바람직하게 벽 부재(4b)를 변형시키기 위해 벽 부재(4b)에 대해 밀어서(렌즈의 광출력 증가로 이어짐) 또는 벽 부재를 잡아당겨서(광출력 감소로 이어짐) 상기 변형 가능한 벽 부재(4b)에 접착되는 피스톤 구조(70)를 포함하는 것이 바람직하다.

이러한 방식으로, 렌즈(1)의 광학 배율은 연속적으로 조정될 수 있다.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 고정된 렌즈 성형 요소(5)(프레임 구조(3)에 대해)는 도 2와 관련하여 설명된 작동 동안 다른 구성요소(예를 들어, 여기서 렌즈 배럴(100)과 함께)에 대한 광학적 정렬을 유리한 방식으로 보장한다.

특히, 렌즈 성형 요소(5)는 프레임 구조(3)/ 용기(2)에 고정 되고 결과적으로 다른 광학 구성요소에 조립된다. 이것은 렌즈(1)의 광학 배율이 변경 되고 다른 광학 부품과의 정렬이 작동 중에 정확하게 유지될 때 렌즈 성형 요소(5) 및 프레임 구조(3)가 이동하거나 편심하지 않음을 의미 한다.

특히, 본 발명에 따른 렌즈(1)는 용기(2)의 저장소 볼륨(R1)이 삽입 방향에 대해 용기(2)의 렌즈 볼륨(V) 옆에 측방향으로 배열된다는 사실로 인해 렌즈(1)의 광축(A)에 수직인 삽입 방향으로 렌즈 배럴(100)에 용이하게 삽입될 수 있다(도 13(A) 및 (B) 참조). 따라서, 렌즈 볼륨은 렌즈 배럴(100)의 렌즈(103)와 정렬될 수 있지만, 저장소 볼륨(R1) 및 피스톤 구조(70)는 렌즈 배럴(100)의 외부에 배열되고 액추에이터(80)의 용이한 장착을 허용한다.

멤브레인(4)이 도 1, 3, 13에 도시된 바와 같이 렌즈 형성 요소(5)와 프레임 구조(3) 사이에 배치될 수 있다는 사실 때문에 상기 멤브레인(4)은 조립중 영역(4a)의 초기 편향이 0이 아닌 경우에도 렌즈 형성 요소(5)에 의해 효율적으로 보호될 수 있다. 또한, 렌즈의 후면은 각각의 렌즈(1, 1')의 용기(2)보다 약간 더 넓은 각각의 슬롯(101, 102)을 가짐으로써 보호될 수 있다. 그 결과, 각각의 렌즈(1, 1'/용기(2)는 멤브레인(4)을 스크래칭/파괴하지 않고 렌즈 배럴(100)에 슬라이드될 수 있다.

멤브레인(4)의 영역(4a)의 보호는 렌즈 배럴(100)의 슬롯(101)에 렌즈(1)의 용기(2)를 삽입할 때 렌즈 배럴(100)이 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)과 접촉할 수 없도록 용기(2)가 렌즈 배럴(100)의 광축(A')에 수직으로 렌즈 배럴(100)의 관련 슬롯(101)에 형태 끼워맞춤 방식으로 삽입될 수 있는 렌즈(1)의 광축(A) 방향으로 렌즈 성형 요소(5)가 멤브레인(4)의 영역(4a)으로부터 돌출한다는 사실로 인해 보장된다.

또한, 도 4는 가동 코일(83) 및 고정 자석 구조(84, 85)에 기초한 액추에이터(80)를 포함하는 가능한 작동 원리를 도시한다. 그러나 렌즈(1)의 유익한 설계로 인해, 임의의 적합한 액추에이터가 렌즈 및 렌즈(1)를 조립한 후, 특히 렌즈(1)를 렌즈 배럴(100)에 삽입한 후에 조립될 수 있다(예를 들어, 도 3 및 13 참조). 다른 가능한 액추에이터는 음성 코일 모터, 피에조 드라이브, 나사 드라이브, 열활성 액추에이터, SMA(형상 기억 합금) 액추에이터, 자기 저항력 액추에이터이다.

특히, 액추에이터(80)는 렌즈 형성 요소(5)에 고정되는 것이 바람직하다. 따라서 구동을 위한 기준점은 열적 드리프트(예, 용기(2)의 열팽창)에 영향받지 않고 액추에이터(80)가 렌즈(1)로부터 단열(예를 들어 코일(83)로부터의 가열로부터)된다. 특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 코일은 유체(F1)와 이격된다. 또한, 일 실시예에 따르면, 유체(F1)는 피스톤 구조(70)에 의해 코일로부터 단열된다.

특히, 도 4에 도시된 바와 같이, 액추에이터(80)는 액추에이터의 하우징을 형성할 수 있는 지지 구조(82)를 포함하고 바람직하게는 액추에이터를 렌즈 성형 요소(5) 및/또는 렌즈의 프레임 구조(3)에 장착하도록 구성된다. 이를 위해, 프레임 구조(3)는 지지 구조(82)와 맞물릴 수 있고 따라서 피스톤 구조(70)에 대한 액추에이터(80)의 적절한 위치 설정을 보장할 수 있는 예를들어 도 1 및 도 7에 표시된 돌출부(3c)를 포함할 수 있다.

또한, 액추에이터는 피스톤 구조(70)에 연결되고 지지 구조(82)에 대해 제1 운동 방향(B1)으로 이동하도록 구성된 가동자(83)를 포함하여 피스톤 구조(70)가 가동자(83)에 의해 탄성 변형 가능한 벽에 밀리도록 한다. 용기 볼륨(R1)으로부터 렌즈 볼륨(V)으로 유체(F1)를 펌핑하기 위해 용기(2)의 부재(4b)를 제2 운동 방향(B2)으로 지지 구조(82)에 대해 펌핑하여 가동자(83)가 용기(2)의 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b)를 당겨 피스톤 구조(70)를 통해 유체(F)를 렌즈 볼륨(V)에서 저장소 볼륨(R1)으로 펌핑하도록 한다.

특히, 두 개의 운동 방향(B1, B2)은 반대 방향을 가리키며 렌즈(1)의 광축(A)에 평행하다. 특히, 가동자(83)는 피스톤 구조(70)에 일체로 연결되거나 피스톤 구조(70)의 홀(70c)과 맞물릴 수 있다.

특히, 가동자(83)가 벽 부재(4b)에 대해 피스톤 구조(70)를 밀 때, 벽 부재(4b)는 함몰을 발생시키고 이에 따라 렌즈의 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)이 대응하는 볼록 형상을 전개하고 렌즈(1)의 광학 배율이 증가하도록 유체(F1)를 저장소 볼륨(R1)에서 렌즈 볼륨(V)으로 밀어 넣어는다. 또한, 가동자(83)가 피스톤 구조(70)를 잡아당길 때, 후자는 벽 부재(4b)를 잡아당겨 외부로 부풀어 오르므로 유체(F1)를 렌즈 볼륨(V)에서 저장소 볼륨(R1)으로 펌핑하여 영역(4a)의 볼록한 곡률이 되도록 한다. 렌즈(1)의 멤브레인(4)은 그에 따라 광학 배율이 감소한다. 따라서 도 4(B) 및 4(C)에 도시된 상태 사이의 임의의 중간 편향 상태가 연속적인 방식으로 실현될 수 있다.

특히, 가동자(83)는 전기 코일(84)을 포함하고, 전기 코일은 코일(84)에서 생성된 전류가 제1 전류 방향(I1)으로 흐르는 제1 부분(84a)을 포함하고, 전기 코일(84)은 코일(84)에서 생성된 전류는 제1 전류 방향(I1)과 반대인 제2 전류 방향(I2)으로 흐른다.

또한, 액추에이터(80)는 코일(83)이 2개의 자석 구조(84, 85) 사이에 배열되도록 지지 구조(82)에 장착되는 제1 및 제2 자석 구조(84, 85)를 포함하고, 여기서 각각의 자석 구조(84, 85)는 제1 자석 구조를 포함한다. 제1 자화(M1)를 갖는 부분(84a, 85a) 및 제1 자화(M1)와 반대인 제2 자화(M2)를 갖는 제2 부분(84b, 85b)을 포함한다. 자석 구조(84, 85)는 개별 자석으로부터 조립될 수 있거나 상기 자화(M1, M2)를 수용하도록 자화될 수 있다.

또한, 도 4(A)에 도시된 바와 같이, 제1 자석 구조(84)의 제1 부분(84a)은 제2 자석 구조(85)의 제1 부분(85a)과 마주하고, 코일(83)의 제1 부분(83a)은 제1 부분 사이에 배치된다. 제 1 자석 구조(84)의 제 1 부분(85a) 및 제 2 자석 구조(85)의 제 1 부분(85a), 여기서 제 1 자석 구조(84)의 제 2 부분(84b)은 제 2 자석 구조(85)의 제 2 부분(85b)을 향하고, 여기서 제 2 부분(83b)은 코일(83)은 제1 자석 구조(84)의 제2 부분(84b)과 제2 자석 구조(85)의 제2 부분(85b) 사이에 배열된다.

이러한 배열은 자석 구조(84, 85)의 제1 부분(84a, 85a)의 제1 자화(M1)가 제1 전류 방향(I1)에 본질적으로 수직으로 연장되고, 제2 부분(84b, 85b)의 제2 자화(M2)가 자석 구조(84, 85)은 제2 전류 방향(I2)에 본질적으로 수직으로 연장되어 전류가 전기 코일(83)을 통해 흐를 때 코일(83)의 각 부분(83a, 83b)에 로렌츠 힘이 작용하도록 하며, 로렌츠 힘은 제1 및 제2 전류 방향(I1, I2)의 방향(즉, 전기 코일의 극성)에 따라 제1 운동 방향(B1) 또는 제2 운동 방향(B2)으로 이동자(83)를 이동시킨다.

또한, 도 5는 가변 벽 부재(4b)를 특정 양만큼 변형시키는 데 필요한 액추에이터(예: 80)의 힘을 감소시키기 위해 저장소 볼륨의 R1 형상이 어떻게 선택될 수 있는지를 도시한다. 특히, 적절한 자유 멤브레인 길이(Lfree)를 선택함으로써 힘이 감소될 수 있으며, 여기서 피스톤 구조(70)의 형상은 바람직하게는 멤브레인 파열의 위험을 최소화하기 위해 자유 멤브레인 영역에 대한 높은 응력을 방지하도록 설계된다. 특히, Lfree를 증가시키면 힘이 감소하고 스트로크가 증가한다.

응력 감소를 달성하기 위한 이상적인 형상은 둥근 푸셔 플레이트(70)와 둥근 저장소 볼륨(V)일 것이다. 그러나, 도 5에 도시된 바와 같은 피스톤 구조의 저장소 볼륨 및 바닥 표면(70b)의 팔각형 형상은 프레임 구조(3)의 최소 외부 치수와 함께 비교적 낮은 멤브레인 응력에 대해 비교적 큰 저장소 볼륨 크기를 달성하도록 허용한다. 이것은 동일한 외부 치수 및 사용 가능한 액추에이터 힘에 대해 렌즈(1)의 광학 출력 범위를 최적화하는 데 유리하다.

따라서, 일 실시예에 따르면, 피스톤 구조(70)는 바람직하게는 벽 부재(4b)/막(4)에 작용하기 위한 팔각형 바닥 표면(70b)을 포함 하는 플레이트에 의해 형성된다. 상부 표면(70c)은 또한 팔각형 형상을 포함 할 수 있다. 더욱이, 저장소 볼륨(R1)은 바람직하게는 플레이트/피스톤 구조(70)의 바닥 표면(70b)에 평행한 팔각형 단면 영역을 포함한다.

도 6은 액추에이터 힘을 감소시키기 위한 피스톤 구조(70)의 바닥 표면(70b)의 최적 크기를 예시한다.

특히, 도 6의 좌측은 운동 방향(B1, B2)(푸셔 스트로크)에서 피스톤 구조(70)의 스트로크에 대한 광학적 배율(광 배율)을 도시한다. 이에 따르면, 큰 표면(70b)의 경우에 특정 광학적 배율에 도달하기 위해 약간의 스트로크만이 필요하다. 그러나 이것은 더 큰 액추에이터 힘을 필요로 한다(렌즈 1은 더 얇을 수 있음).

더 작은 표면(70b)의 경우, 더 큰 용기 높이(액추에이터가 더 약할 수 있음)를 필요로 하는 특정 광학 배율에 도달하기 위해 다소 큰 스트로크가 필요합니다.

또한, 우측은 광학 배율(optical power) 대 멤브레인(4) 영역(4a)의 스트레치(stretch)를 도시한다.

이에 따라, 큰 표면(70b) 푸셔 플레이트는 짧은 자유 멤브레인(L free) 및 멤브레인 영역(4a) 에서 높은 스트레치 및 따라서 높은 힘을 초래 한다.

이러한 관계를 통해 특정 설계 매개변수가 주어진 경우 이동과 액추에이터 힘 사이에서 최적을 찾을 수 있다. 특히, 작은 표면(70b)은 낮은 힘, 긴 이동거리 및 높은 프레임 구조(3/컨테이너(2))를 초래한다. 다른 한편으로, 큰 표면(70b)은 높은 힘, 짧은 이동 및 비교적 낮은 컨테이너/프레임 구조 높이를 초래한다.

도 7의 실시예에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)의 프레임 구조 3/용기(2)의 특정 디자인은 최소한의 외부 치수를 가지 면서 최대의 명확한 개구를 달성 할 수 있게한다. 이것은 최소한의 외부 치수 로 설치 공간을 줄이고 공간을 절약 할 수 있는 동시에 최대의 깨끗한 조리개 가 우수한 광학 품질을 보장하기 때문에 이점이 있다. 최대 펌프 저장 크기는 멤브레인(4)상의 스트레치를 (액추에이터에 의해 요구되는 힘 이하로) 줄이도록 허용한다. 도 7에 도시된 프레임 구조(3)는 사출성형, 기계가공, 레이저 커팅 또는 금속 시트의 스태킹에의해 제조될 수 있다. 특히, 렌즈 볼륨은 직경 D2를 갖는 원형 단면을 포함하는 반면, 프레임 구조는 렌즈 볼륨 V의 적어도 섹션을 따라 일정한 벽 두께 D5를 달성하기 위해 프레임 구조의 단부에서 만곡된 외벽을 포함한다. 또한, 렌즈 볼륨은 프레임 구조(3)의 채널(32)을 통해 렌즈 볼륨의 상기 직경보다 큰(예를 들어, 대각선) 직경 D5를 갖는 저장소 볼륨(R1)에 연결된다. 특히, 저장소 볼륨(R1)은 팔각형 형상을 포함한다.

도 8에 추가로 예시된 바와 같이, 평판으로서의 렌즈 성형 요소의 특정 디자인은 원형 관통 개구(50) 및 그 원형 에지(50a)를 포함하고, 이를 통해 렌즈(1)의 광학 배율을 조정하는 데(예: 구면 곡률에 대응하여) 사용되는 멤브레인 영역(4a)의 형상/경계를 정확하게 정의할 수 있다. 특히, 예를 들어, 직경(D1)은 5mm일 수 있다. 또한, 예로서, 두께(D3)는 0.3mm일 수 있다.

특히, 렌즈 성형 요소(5)는 530nm에서 0.2rms 람다보다 작은 원하는 파면 오차로 렌즈의 형상을 정의할 수 있다. 바람직하게는, 리세스(50)는 최소 비점 수차를 달성하기 위해 50㎛보다 작은 진원도를 포함한다. 더욱이, 에지(50a)는 바람직하게는 2μm 피크 대 골보다 작은 평탄도를 포함하며, 이는 또한 최소 비점수차를 달성할 수 있게 한다. 특히, 렌즈 성형 요소(5)는 다른 평평한 시트 재료의 금속으로 제조될 수 있다.

또한, 멤브레인(4)의 영역(4a)에 대한 적절한 경계 조건을 보장하기 위해, 프레임 구조(3)의 제1 리세스(30)는 바람직하게는 렌즈 성형 요소(5)의 제1 관통 개구(50)의 (동축) 원주 에지(50a)의 내경 D1보다 큰 내경 D2를 포함한다.

또한, 도 9에 나타낸 바와 같이 유체(F1)의 굴절률은 온도가 증가함에 따라 감소하여 온도가 증가함에 따라 렌즈의 광학 배율이 감소하게 된다. 또한, 광학 유체(예: 액체) F1의 부피는 온도가 증가함에 따라 증가하여 온도가 증가함에 따라 광학적 배율이 증가한다.

따라서 동일한 초기 광학 배율에 대해 렌즈 1에는 다른 액추에이터 스트로크가 필요합니다.

렌즈(1)의 전체 튜닝 범위에 도달하기 위해 더 높거나 더 낮은 온도에서. 이러한 드리프트는 초기 광학 배율 상태를 회복하기 위해 액추에이터(80)에 의해 보상될 수 있다.

도 10에 도시된 실시예에 따르면, 렌즈(1)의 광학 특성의 온도 유도 변화는 또한 렌즈(1)의 렌즈 볼륨 및 저장부 부피(V, R1)에 대한 적절한 치수를 사용하여 감소될 수 있다.

특히, 부피 팽창 효과와 굴절률 변화 효과의 균형을 맞추기 위해 렌즈(1)의 전체 부피 V, R1을 최소화할 수 있다. 이것은 총 볼륨을 감소시키기 위해 용기(2)에 경사진 측벽(3d)을 제공함으로써 달성될 수 있다. 또한 저장 용기 부피와 렌즈 볼륨 사이의 액체 채널 부피 감소도 사용할 수 있다. 채널(32) 볼륨의 이러한 감소는 액체 렌즈(마찰)의 적절한 작동 속도 가 유지될 수 있도록 이루어진다(채널이 작을수록 작동 속도가 더 작아짐). 결과적으로, 액체 렌즈의 작동 속도와 열 드리프트를 조정할 수 있다.

특히, 온도가 증가함에 따라 유체(F)의 부피가 증가하여 렌즈(1)의 광배율이 증가하는 것과 온도가 증가함에 따라 유체(F1)의 굴절률이 감소하여 광배수가 감소하는 것을 균형을 이루기 위해, 저장소 볼륨(R1)은 저장소 볼륨을 감소시키기 위해 실시예에 따른 프레임 구조(3)의 제2 리세스(31)의 경사진 내부(3d)에 의해 경계가 정해진다.

또한, 렌즈 볼륨(V)과 저장소 볼륨(R1) 사이의 유동 연결을 제공하는 채널(32)에는 렌즈(1)의 광축(A)을 따라 높이 H가 주어져, 높이(H)가 렌즈 볼륨(V)의 높이(H1) 및/또는 렌즈(1)의 광축(A)을 따른 저장부 볼륨(R1)의 높이(H2)보다 작도록 하여 상기 균형을 지지/달성하게 한다. 더욱이, 채널(32)에는 상기 균형을 달성/지원하기 위해 저장소 볼륨(R1)의 직경(D4) 및/또는 렌즈 볼륨(V)의 직경(D2)보다 작은 렌즈(1)의 광축(A)에 수직인 폭(W)이 주어질 수 있다.

또한, 도 11에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)의 용기(2)는 렌즈(1)의 광학적 배율의 수동적 온도 드리프트 보상을 제공하도록 구성될 수 있다. 이에 따라, 프레임 구조(3)의 재료는 프레임 구조(3)가 충분히 높은 열 팽창 계수를 포함하도록 유체(F1) 재료에 대해 선택될 수 있다(예를 들어, 적절한 플라스틱 재료). 그러면, 프레임 구조는 광학 유체(F1)의 팽창이 보상되고 멤브레인(4)의 영역(4a)의 편향 상태가 유지될 수 있도록 온도에 따라 팽창될 수 있다.

특히, 일 실시예에 따르면, 온도가 증가함에 따라 유체(F1)의 부피가 증가하고 특히 온도가 증가함에 따라 유체(F1)의 굴절률이 감소하기 때문에 프레임 구조(3)는 렌즈(1)의 광학 배율의 변화를 줄이기 위해 온도가 증가함에 따라 주로 렌즈의 광학 축(A)을 따라 확장하도록 구성된다.

도 11과 관련하여 설명된 수동 보상 방식에 대한 대안으로서, 보상 액추에이터(81)도 도 12에 도시된 바와 같이 능동 온도 보상을 달성하기 위해 사용될 수 있다. 특히, 보상 액추에이터(81)는 동일한 저장소 볼륨(R1)에 작용한다. 실제 액추에이터(80)가 광학 배율을 튜닝하는 동안, 보상 액추에이터(81)는 렌즈(1)의 온도가 변하는 경우에도 일정한 초기 광 배율 상태가 유지되도록 한다.

특히, 보상 액추에이터(81)는 온도 센서(90) 및 온도 보정된 드리프트 보정 작동 방식을 사용하여 렌즈(1)의 초기 광 배율 상태를 복구하도록 구성된다. 특히, 보상 액추에이터(81)는 일반적으로 더 긴 시간 규모에서 열 변화가 발생하기 때문에 느리게 움직이는 액추에이터(예를 들어, 스크류 드라이브)일 수 있다. 또한, 보상 액추에이터(81)는 열 활성 액추에이터(예를 들어, 음의 열 팽창 재료)일 수 있다.

도 12에 도시된 특정 실시예에 따르면, 용기(2)는 렌즈(1)의 광학 배율의 상기 열적 드리프트를 보상하기 위해 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역(60a)을 포함하고, 제1항에 있어서, 보상 액추에이터(81)는 렌즈(1)의 광학 배율의 열적 드리프트에 대응하기 위해 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역(60a)을 변형시키도록 구성된다. 또한, 온도 센서(90)는 렌즈(1)의 온도(특히 저장소 볼륨(R1) 및/또는 렌즈 볼륨(V) 내의 유체(F1))를 측정하도록 구성되며, 렌즈(1)는 렌즈(1)의 광학 배율의 열 드리프트에 대응하기 위해 상기 온도를 나타내는 온도 센서(90)의 출력 신호를 사용하여 보상 액추에이터(81)를 제어하도록 구성된다.

또한, 도 14는 굴절률 정합 및 렌즈(1)의 반사 방지 코팅의 제공을 예시한다. 바람직하게는, 광학 유체 또는 액체(F1)는 광학 오류 및 분산을 감소시키기 위해 큰 아베수를 포함한다. 특히, 반사 방지(AR) 코팅은 멤브레인(4)의 외부, 특히 영역(4a)에 제공되어 다중 반사, 고스팅 및 플레어를 방해한다.

또한, 멤브레인(4)과 유체 F1(OL) 사이의 인덱스 매칭 뿐만 아니라 광학 유체 또는 액체 F1에서 멤브레인(60), 플레이트(61)(예: 유리)(멤브레인은 광학 유체/액체 F1 및 유리)까지의 인덱스 매칭이 제공될 수 있다.

또한, 플레이트(예를 들어, 유리)(61)의 외측 또는 양면에도 반사 방지 코팅이 제공되는 것이 바람직하다.

특히, 유체(F1)는 1.2 내지 1.4 범위의 굴절률(nOL)을 포함하고 및/또는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(4 또는 60)(막)은 1.3 내지 1.6 범위의 굴절률을 포함하고/하거나 또는 (저부 벽(6)의) 투명 강성 플레이트(61)는 1.4 내지 1.6 범위의 굴절률(nglass)을 포함한다.

또한, 도 15는 액체 렌즈(1)를 사용할 때 직면할 수 있는 중력 효과를 예시한다. 특히, 렌즈(1)의 형상은 광학 액체/유체(F1) 및 멤브레인(4)에 작용하는 중력에 의해 정의된다. 렌즈(1)가 이제 수직 상태(수평 광축)로 기울어진 경우 유체(F1)가 처져 코마 유형 수차(중력 코마)를 유발한다. 따라서 얇은/부드러운 막(4)은 고 중력 코마를 유발하는 반면 두껍고/뻣뻣한 멤브레인(4)은 중력 코마를 감소시킨다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 렌즈(1)의 상기 영역(4a)을 형성하는 멤브레인(4)은 멤브레인(4)의 영역(4a)의 중력-유도 코마 수차를 감소시키기 위해 렌즈의 추가 멤브레인(60)보다 더 큰 두께를 포함한다.

더 얇은 멤브레인(60)은 이제 예를 들어 도 17과 함께 도시된 렌즈(1)를 조정하는 데 사용될 수 있다.

특히, 도 16에 도시된 실시예에 따르면, 2개의 광학 액체/유체(F1, F2)가 혼수 상태 보상을 위해 사용될 수 있다. 특히, 상기 실시예에서, 2개의 상이한 광학 액체/유체(F1, F2)는 얇은 분리 멤브레인(62)에 의해 분리되고, 이러한 유체 F1, F2의 굴절률, 부피 및 밀도뿐만 아니라 두 멤브레인(4, 62)의 두께/강도는 중력 혼수 상태를 줄이기 위해 최적화된다.

특히, 도 16에 도시된 바와 같이, 용기(2)는 추가의 투명한(혼수 상태 교정) 유체(F2)로 채워진 추가의 렌즈 볼륨(V2)을 둘러싸고, 추가 렌즈 볼륨(V2)은 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 분리 멤브레인(62)에 의해 렌즈 볼륨(V)으로부터 분리되어, 추가 유체(F2)가 렌즈 볼륨(V)의 유체(F1)와 바닥 벽(6) 사이에 배열되고, 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)의 중력 유발 코마 수차를 적어도 부분적으로 보상하기 위해, 추가 유체(F2)는 밀도(ρ2) 및 굴절률(n2)을 포함하고, 추가 유체(F2)의 밀도(ρ2)는 유체(F1)의 밀도(ρ1)보다 작고, 그리고 추가 유체(F2)의 굴절률(n2)은 보상이 달성되도록 유체(F1)의 굴절률(n1)보다 크다(멤브레인(4 및 62)의 재료 포페리가 주어짐).

여기서, 특히, 프레임 구조(3)는 용기(2)의 측벽의 일부를 형성하는 제1 프레임 요소(3a)를 포함할 수 있고, 여기서 제1 프레임 요소(3a)는 프레임 구조(3)의 제1 리세스(30)의 일부 및 프레임 구조(3)의 제 2 리세스(31)에 있어서, 상기 리세스(30, 31)의 이들 부분은(예를 들어, 채널(32)을 통해) 연결되어 렌즈 볼륨(V)과 용기(2)의 저장소 볼륨(R1) 사이의 유동 연결을 제공한다. 또한, 프레임 구조(3)는 추가 렌즈 볼륨(V2)을 수용하는 리세스(34)를 포함하는 인접한 평행한 제2 프레임 요소(3b)를 포함하고, 상기 분리 멤브레인(62)은 제1 프레임 요소(3a)와 제2 프레임 요소(3b) 사이에 배열된다. 제2 프레임 요소(3b)의 리세스(30)의 둘레 에지는 멤브레인(4)의 영역(4a)의 코마 수차가 보상되도록 추가 유체에 작용하는 중력으로 인해 변형되도록 구성된 분리 멤브레인의 영역(62a)을 정의한다. 이것은 위에서 설명한 유체(F1) 및 추가 유체(F2)(막 4 및 62가 제공됨)의 밀도 및 굴절률을 적절하게 선택함으로써 달성된다. 더욱이, 특히, 제2 프레임 요소(3b)의 리세스(33)는 용기(2)의 상기 바닥 벽(6)에 의해(예를 들어, 추가 멤브레인(60) 및 강성 플레이트(61)에 의해) 덮인다.

도 17은 또 다른 선택적인 렌즈 설계를 도시하며, 여기서 특히 상기 영역(4a)은 중력 코마를 감소시키기 위해 상대적으로 두꺼운 멤브레인(4)(추가 멤브레인(60)과 비교하여)에 의해 형성되는 반면, 더 얇은 추가 멤브레인(60)은 작동력을 줄이기 위해 펌프 작동 영역(변형 가능한 벽 부재)(4b)를 형성하기 위해 사용된다.

특히, 프레임 구조(3)는 용기(2)의 측벽의 일부를 형성하는 제1 프레임 요소(3a)를 포함할 수 있고, 여기서 제1 프레임 요소(3a)는 프레임 구조(3)의 제1 리세스(30)의 일부 및 프레임 구조(3)의 제2 리세스(31), 여기서 상기 리세스(30, 31)의 이들 부분은 (예를 들어, 채널(32)을 통해) 렌즈 볼륨과 용기의 측방향 볼륨 사이의 유동 연결을 제공하도록 연결된다. 또한, 프레임 구조(3)는 프레임 구조(3)의 제1 리세스(30)의 일부와 프레임 구조(3)의 제2 리세스(31)의 일부를 형성하는 인접한 평행한 제2 프레임 요소(3b)를 포함하며, 여기서 이러한 리세스 부분은 분리된다. 특히, 제2 프레임 요소(3b)의 제1 리세스(30)의 부분은 용기의 바닥벽(6)에 의해 덮이고, 제2 플레이트 요소(3b)의 제2 리세스(31)의 부분은 피스톤 구조(70)(위 참조)가 연결되는 탄성 변형 부재(4b)(바닥 벽(6)의 일부를 형성하는)에 의해 덮인다. 특히, 바닥 벽(6)은 제2 프레임 요소(3b)의 제1 및 제2 리세스(30, 31)의 양쪽 부분을 덮는(그리고 저장소 볼륨(R1)의 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b)를 형성함) 추가 멤브레인(60)을 포함하고, 여기서 투명한 바닥 벽(6)의 강성 플레이트(61)는 제2 프레임 요소(3b)의 제1 리세스(30)의 부분을 덮고, 추가 멤브레인(60)은 바닥 벽(6)의 투명 강성 플레이트(61)와 제2 프레임 요소(3b) 사이에 배열된다.

도 18은 렌즈(1)의 용기(2)의 또 다른 선택적인 디자인을 도시한다. 여기서, 예를 들어 도 1에 도시된 바와 같이 렌즈 성형 요소(5)와 프레임 구조(3) 사이에 멤브레인(4)을 배열하는 대신에, 멤브레인(4) 이 위에 배치된다. 렌즈 성형 요소가가 프레임 구조(3)와 멤브레인(4) 사이에 배열되도록 렌즈 성형 요소(5)의 상단을 덮는다. 또한, 플레이트(61)(예를 들어, 유리)는 멤브레인(4)으로부터 멀어지는 쪽을 향하는 측면에서 전체 프레임 구조를 덮는다. 특히, 이 설계는 용기(2)의 제조가 쉽도록 한다.

또한, 도 19는 렌즈(1)의 용기(2)의 또 다른 선택적인 설계를 도시한다. 여기서, 렌즈(1)는 전용 액추에이터(80)에 의해 각각 작동될 수 있는 두 개의 저장소 볼륨(R1, R2) 및 두 개의 피스톤 구조(70, 72 단일 액추에이터는 두 피스톤 구조(70, 72)에 작용할 수 있다. 2개의 액추에이터(예: 80)를 사용하는 것은 개별 액추에이터에 필요한 힘이 적고 개별 액추에이터에 의해 생성되어야 하는 스트로크가 적기 때문에 유리할 수 있다.

특히, 도 19에 도시된 바와 같이, 렌즈(1)는 제2 관통 개구(51)를 포함하는 렌즈 성형 요소(5)를 포함할 수 있고, 여기서 제2 관통 개구(51)는 탄성적으로 변형 가능한 추가 벽 부재(4c)(예를 들어, 멤브레인(4)에 의해)에 의해 덮이며, 제2 관통 개구(51)는 바람직하게는 팔각형 형상을 포함한다. 다른 모양도 가능하다.

특히, 용기(2)의 저장소 볼륨(R1)과 추가 저장소 볼륨(R2)은 렌즈(1)의 광축(A)에 수직인 방향으로 서로 마주보고 렌즈 볼륨(V)의 대향 측면에 배치된다.

특히, 렌즈(1)의 용기(2)의 프레임 구조(3)는 추가 저장소 볼륨(R2)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제3 리세스(33)를 포함 할 수 있으며, 제3 리세스(33)는 용기(2)의 추가 벽 부재(4c)에 의해, 특히 렌즈(1)의 용기(2)의 바닥 벽(6)에 의해(다른 쪽에서) 덮인다.

바람직하게는, 렌즈 성형 요소(5)는 또한 제3 관통 개구(52)를 포함하고, 여기서 제3 관통 개구(52)는 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4c)(예를 들어, 멤브레인(4)에 의해)에 의해 덮인다. 특히, 제3 관통 개구(52)도 팔각형 형상을 포함한다.

렌즈(1)는 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)의 곡률 및 그에 따라 렌즈(1)의 광학 배율을 변경하도록 유체 F1을 추가 저장소 볼륨 R2에서 렌즈 볼륨 V로 또는 렌즈 볼륨 V에서 추가 저장소 볼륨 R2로 펌핑하기 위해 벽 부재(4c)에 연결된 추가 피스톤 구조(72)에 작용하도록 구성된 추가 액추에이터(예: 80)를 포함할 수 있다.

또한 여기서 추가 액추에이터는 보이스 코일 모터, 피에조 드라이브, 스크류 드라이브, 열활성 액추에이터, SMA(형상 기억 합금) 액추에이터 또는 자기저항 액추에이터 중 하나일 수 있다. 특히, 추가 피스톤 부재(72)에 작용 하는 추가 액추에이터는 도 4와 관련하여 위에서 설명된 액추에이터(80)로 구성될 수 있다.

마지막으로, 본 발명에 따른 렌즈(1)는 렌즈 배럴(100)의 내부 공간(105)을 둘러싸는 원주벽(104)을 포함하는 렌즈 배럴(100)을 포함하는 광학 장치(10)에 사용하기에 특히 적합하며, 적어도 하나의 강성 렌즈(103)(또는 복수의 강성 렌즈)가 렌즈 배럴(100)의 상기 내부 공간(105)에 배열되고, 렌즈 배럴(100)의 원주벽(104)은 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)이 렌즈 배럴(100)의 적어도 하나의 강성 렌즈(103)를 향하도록(즉, 용기(A)의 광축이 렌즈 배럴(100)의 광축(A')과 정렬됨), 형태 맞춤 방식으로 렌즈(1)의 용기(2)를 수용하도록 구성된 제1 슬롯(101)을 포함하고, 렌즈(1)의 렌즈 성형 요소(5)는 렌즈(1)의 용기(2)를 렌즈 배럴(100)의 제1 슬롯(101)에 삽입할 때 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)을 보호하도록 구성된다.

렌즈 배럴(100)의 제1 슬롯(102)은 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 상기 영역(4a), 렌즈 볼륨(V)의 유체(F1) 및 렌즈(1)의 용기(2)의 바닥 벽(6)을 통해 (예를 들어, 렌즈(1)의 광축(A) 및 렌즈 배럴(100)의 광축(A')에 수직인 삽입 방향으로 슬롯(101)에 렌즈(1)의 용기(2)를 삽입함으로써) 빛이 렌즈(1)의 용기(100) 및 적어도 하나의 강성 렌즈(103)를 통해 렌즈 배럴(100)을 통과할 수 있도록 형태 맞춤 방식으로 렌즈(1)의 용기(2)를 수용하도록 구성된다. 특히, 용기(2)가 렌즈 배럴(100)의 제1 슬롯(101)에 삽입될 때, 탄성 변형 가능하게 연결된 피스톤 구조(70) 벽 부재(4b)는 렌즈 배럴(100) 외부에 배치된다.

동일한 방식으로 다수의 렌즈(1)(예를 들어, 2개 이상)가 광학 줌 장치(10)의 구성요소로서 사용/제공될 수 있으며, 여기서 각각의 렌즈(1)는 대응하는 슬롯(101, 102)을 통해 렌즈 배럴(100)에 삽입될 수 있는 반면, 각각의 멤브레인(4)은 여기에 설명된 대응하는 렌즈 성형 요소(5)에 의해 보호된다. 이러한 광학 줌 장치(10)는 도 4와 관련하여 설명되거나 렌즈(1)와 관련하여 본 명세서에서 청구된 바와 같이 각각의 렌즈(1, 1')에 대한 작동기(80)를 포함할 수 있다. 유리하게는, 이들 액추에이터(80)는 각각의 렌즈(1, 1')가 렌즈 배럴(100)에 삽입되었을 때 각각의 렌즈(1, 1')에 쉽게 장착될 수 있다.

도 20 내지 도 22는 본 발명에 따른 렌즈(1)의 다른 실시예를 도시한다.

도 20은 특히 접힌 카메라 장치, 텔레 장치 또는 줌 장치에 사용하기 위한 본 발명에 따른 렌즈(1)의 실시예를 도시한다. 특히, 이전과 같이, 렌즈(1)는 바람직하게는 평평하고 길쭉한(예를 들어, 직육면체) 용기(2)를 포함한다. 컨테이너(2)는 투명한 유체(예: 비압축성 투명 액체) F1으로 채워진 렌즈 볼륨 V, 투명 유체(F1)로 채워지고 렌즈 볼륨(V)에 연결된 저장소 볼륨(R1)(예를 들어, 채널(32)을 통해), 용기(2)의 측벽을 형성하는 프레임 구조(3)을 포함하고, 프레임 구조(3)는 렌즈 볼륨(V)의 적어도 일부를 수용하기 위한 관통 개구 형태의 제1 리세스(30)를 포함하고, 프레임 구조(3)는 저장소 볼륨(R1)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제2 리세스(31)(예를 들어, 관통 개구 형태)를 포함한다. 특히, 도 1과 대조적으로, 프레임 구조(3)는 이제 여기서 예를 들어 서로의 상부에 배열된 상부 시트(300) 및 추가 시트(301)를 포함하는 다중 시트(300, 301)로 구성된다.

도 21에 도시된 이 실시예의 변형에서, 추가 시트(301)는 상부 시트(300)와 관련하여 형성될 수 있다(예를 들어, 추가 시트(301)는 저장소 볼륨(R1) 및/또는 상부 시트(300)와 비교하여 렌즈 볼륨 V의 영역에서 용기(2)의 프레임 구조(3)의 내부 측면(3e)이 단차(3f)를 형성하도록 한다.

도 21에 도시된 본 실시예의 변형에서, 용기(2)의 프레임 구조(3)의 내부 측면(3e)이 단차(3f)를 형성하도록 추가 시트(301)는 상부 시트(300)와 관련하여 형성될 수 있다.(예를 들어, 추가 시트(301)는 상부 시트(300)와 비교하여 저장소 볼륨(R1)의 영역 및/또는 렌즈 볼륨(V)의 영역에서 더 작은 내경을 포함할 수 있다.)

선택적으로, 도 22에 도시된 바와 같이, 시트형 구조 대신에, 프레임 구조는 경사진 내부(3d)(예를 들어, 저장소 볼륨(R1)에 인접)를 포함하는 단일 플레이트 부재에 의해 형성될 수 있다. 이러한 기울어진 내부(3d) 또는 단차(3f)는 렌즈(1)의 광학 배율의 온도 의존성을 줄이기 위해 사용될 수 있다. 또한, 단차 3e는 프레임 구조(3)와 렌즈 성형 요소(5)의 간섭을 줄이는 데 사용될 수 있다(도 21 참조).

또한, 도 20 내지 도 22에 도시된 각각의 용기(2)는 프레임 구조(3)(예를 들어, 도 21의 상부 시트(300)에)에 연결된 탄성 변형가능하고 투명한 멤브레인(4), 멤브레인(4)에 연결된 렌즈 성형 요소(5)를 포함하고, 여기서 렌즈 성형 요소(5)는 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인(4)의 영역(4a)을 정의하는 원주 방향(바람직하게는 원형) 에지(50a)를 포함한다. 그러나, 렌즈 성형 요소(5)는 또한 프레임 구조(3), 특히 상부 시트(300)에 의해 형성될 수 있으며, 상부 시트(300)는 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인(4)의 영역(4a)을 정의하는 원주 에지(50a)를 포함한다. 여기에서, 도 20 및 도 22에 도시된 상부 플레이트 부재(5)는 프레임 구조(3)과 보호 플레이트 부재(5) 사이에 배치된 멤브레인(4)을 가짐으로써 멤브레인(4)을 보호하기 위해 멤브레인(4)의 상부에 배치된 보호 플레이트 부재(5)를 형성한다. 그 다음, 보호플레이트 부재(5)는 광의 통과를 허용하도록 제1 리세스(30)와 정렬된 제1 관통 개구(50) 및 제2 리세스(31)와 정렬된 제2 관통 개구(51)를 더 포함한다. 바람직하게는, 멤브레인(4)은 프레임 구조(3), 특히 프레임 구조(3)의 상부 시트(300)에 접착된다.

특히, 각각의 렌즈 성형 요소(5, 3 또는 300)는 실리콘(예를 들어, 실리콘 웨이퍼), 특히 결정질 실리콘으로 형성될 수 있다. 이것은 구부러진 렌즈 성형 요소의 결과인 비점 수차 또는 코마와 같은 파면 오류를 감소시키는 각각의 렌즈 성형 요소의 매우 우수한 평탄도를 달성할 수 있게 한다. 또한, 렌즈 볼륨(V)과 저장소 볼륨(R1)을 연결하는 채널(32)의 적어도 일부는 상부 시트(300) 내로 에칭될 수 있다.

또한, 도 1 및 도 2에 도시된 각 렌즈(1)는 20 내지 22는 바람직하게는 프레임 구조(3)(예를 들어 추가 시트(301))에 연결된 적어도 부분적으로 투명한 바닥 벽(6)을 포함하여 렌즈 볼륨(V)이 멤브레인(4)의 영역(4a)과 바닥 벽(6) 사이에 배열되도록 한다. 또한, 각각의 렌즈(1)는 바람직하게는 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b)를 포함한다.

특히, 렌즈(1)는 멤브레인(4)에 대해 반대쪽에서 프레임 구조(3)(예를 들어 추가 시트(301))에 연결된 추가의 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(60)을 포함할 수 있으며, 여기서 추가 멤브레인(60)은 바닥 벽(6)에 의해 포함된다.

또한, 바닥 벽(6)은 추가 멤브레인(60) 상에 배열될 수 있는 투명한 강성 플레이트(61)를 포함할 수 있어서, 추가 멤브레인(60)은 원형 형상을 포함할 수 있는 강성 플레이트(61)와 프레임 구조(3) 사이에 배치된다. 용기(2)는 강성 플레이트(31)에 인접한 추가의 강성 바닥 요소(63)를 포함할 수 있으며, 바닥 요소(63)는 불투명할 수 있다. 또한 여기서, 멤브레인(4, 60)은 각각의 구성요소 사이의 계면을 형성하고 각각 기계적 완충제로서 작용할 수 있다.

또한, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 렌즈 성형 요소(5)는 관통 홀을 포함하는 판형 구조 대신에 링 부재(5)에 의해 형성될 수도 있다.

도 23에 따르면, 렌즈 성형 부재(5)는 멤브레인(4)이 특히 링 부재(5) 주위로 연장되는 자유 부분을 포함하도록 멤브레인의 외부 측면(40a)에 부착될 수 있다. 이러한 링 부재(5)는 금속 또는 실리콘으로 형성될 수 있다.

원칙적으로 렌즈 성형 부재(5)는 멤브레인(4)과 함께 이동할 수 있지만 프레임 구조(3)와 렌즈 성형 요소 사이의 비교적 짧은 자유 멤브레인 길이로 인해 유체 F1이 (예: 액체)는 렌즈 볼륨 V로 펌핑되거나 저장소 볼륨 R1으로 전달된다.

도 24는 도 23의 렌즈(1)의 대안적인 실시예를 도시하고, 도 24에서, 렌즈 성형 요소/링 부재(5)는 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 내부 측면(40a)에 부착된다.

렌즈 성형 요소(5)는 프레임 구조(3)의 단차부에 배치될 수 있다. 또한, 링 부재(5)는 링 부재(5) 주위의 프레임 구조보다 약간 높을 수 있어, 멤브레인(4)이 렌즈 성형 요소(5)를 약간 누르도록(멤브레인(4)의 프리스트레인) 기계적 유격이 억제된다.

Claims (50)

1. 용기(2)를 포함하고 조정 가능한 광학 배율을 갖는 렌즈(1)에 있어서,
   상기 용기(2)는:
   - 투명한 유체(F1)로 채워진 렌즈 볼륨(V),
   - 투명 유체(F1)로 채워지고 렌즈 볼륨(V)에 연결된 저장소 볼륨(R1),
   - 렌즈 볼륨(V)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제1 리세스(30)와 저장소 볼륨(R1)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제2 리세스(31)를 포함하고, 용기(2)의 측벽을 형성하는 프레임 구조(3),
   - 프레임 구조(3)에 연결된 탄성 변형 가능하고 투명한 멤브레인(4),
   - 조정 가능한 곡률을 갖는 멤브레인(4)의 영역(4a)을 정의하는 원주 에지(50a)를 포함하고, 멤브레인(4)에 연결된 렌즈 성형 요소(5),
   - 렌즈 볼륨(V)이 멤브레인(4)의 영역(4a)과 바닥 벽 사이에 배열되도록 프레임 구조(3)에 연결된 투명한 바닥 벽(6), 및
   - 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
2. 제1항에 있어서, 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)는 유체(F1)를 저장소 볼륨(R1)으로부터 렌즈 볼륨(V)으로 펌핑하여 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)의 곡률 및 이에 따라 렌즈(1)의 광학 배율을 변경하도록 변형되게 구성되고, 및/또는 벽 부재(4b)는 유체(F1)를 렌즈 볼륨(V)으로부터 저장소 볼륨(R1)으로 펌핑하여 상기 멤브레인(4)의 영역(4a)의 곡률 및 이에 따라 렌즈(1)의 광학 배율을 변경하도록 변형되게 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 렌즈(1)는 벽 부재(4b)에 대해 미는 것에 의해 또는 벽 부재(4b)를 당겨서 벽 부재(4b)를 변형시키기 위해 상기 가변 벽 부재(4b)에 연결된 피스톤 구조(70)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
4. 제3항에 있어서, 피스톤 구조(70)는 피스톤 구조(70)를 이동시키기 위한 액추에이터(80)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 피스톤 구조(70)는 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)에 연결된 팔각형 바닥면(70b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
6. 제5항에 있어서, 피스톤 구조(70)는 대향하는 팔각형 상부 표면(70a)뿐만 아니라 바닥 표면(70b)을 포함하는 플레이트에 의해 형성되고, 상부 표면(70a)은 액추에이터(80)의 일부를 수용하도록 구성된 홀(70c)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
7. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 저장소 볼륨(R1)은 팔각형 단면적을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
8. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 용기(2)의 저장소 볼륨(R1)은 렌즈(1)의 광학 축(A)에 수직인 방향으로 용기(2)의 렌즈 볼륨(V) 옆에 측방향으로 배열되는것을 특징으로 하는 렌즈.
9. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 프레임 구조(3)는 적어도 하나의 모놀리식 플레이트 부재(3a)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
10. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 프레임 구조(3)는 서로의 상부에 적층된 시트(300, 301)로 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
11. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 프레임 구조(3)는 멤브레인(4)에 연결된 상부 시트(300) 및 상부 시트(300)에 연결된 추가 시트(301)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
12. 제11항에 있어서, 추가 시트(301)는 상부 시트(300)의 내경보다 작은 내경을 포함하여, 용기(2)의 프레임 구조(3)의 내측(3e)이 단차(3f)를 형성하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
13. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 바닥 벽(6)은 투명 플레이트(61)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈(1)는 프레임 구조(3)에 연결된 추가 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(60)을 포함하고, 추가 멤브레인(60)은 바닥 벽(6)에 포함되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
15. 제14항에 있어서, 바닥 벽(6)은 추가 멤브레인(60) 상에 배치된 투명 플레이트(61)를 포함하여, 추가 멤브레인(60)이 프레임 구조(3)와 투명 플레이트(61) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
16. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈 성형 요소(5)는 상기 원주 에지(50a)를 형성하는 제1 관통 개구(50)를 포함하고, 상기 제1 관통 개구(50)는 멤브레인(4)의 영역(4a)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
17. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)을 보호하기 위해, 렌즈 성형 요소(5)는 멤브레인(4)이 프레임 구조(3)와 렌즈 성형 요소(5) 사이에 배치되어, 특히 렌즈 성형 요소(5)가 렌즈(1)의 광축(A) 방향으로 멤브레인(4)의 영역(4a) 너머로 돌출되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
18. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소(5)가 프레임 구조(3)와 멤브레인(4) 사이에 배열되도록 렌즈 성형 요소(5)가 프레임 구조(3)에 연결되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
19. 제16항 또는 제17항에 있어서, 프레임 구조(3)의 제1 리세스(30)는 렌즈 성형 요소(5)의 제1 관통 개구(50)의 원주 에지(50a)의 내경(D1)보다 큰 내경(D2)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
20. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소(5)는 멤브레인(4)의 외부 측면(40a) 또는 내부 측면(40b)에 부착되는 링 부재이고, 상기 링 부재는 상기 원주 에지(50a)를 형성하는 관통 개구(50)를 포함하고, 상기 관통 개구(50)는 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
21. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소(5)는 제2 관통 개구(51)를 포함하고, 제2 관통 개구(51)는 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
22. 제21항에 있어서, 상기 제2 관통 개구(51)는 팔각형 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
23. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 용기(2)의 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)는 멤브레인(4)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
24. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)는 상기 바닥 벽(6)의 일부를 형성하고, 특히 탄성 변형 가능한 벽(4b)은 추가 멤브레인(60)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
25. 제24항에 있어서, 상기 멤브레인(4)은 상기 멤브레인(4)의 면적(4a)의 중력 유발 코마 수차를 감소시키기 위해 추가 멤브레인(60)보다 더 두꺼운 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
26. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 프레임 구조(3)는 온도가 증가함에 따른 유체(F1)의 볼륨의 증가 및 유체(F1)의 굴절률 감소로 인한 렌즈(1)의 광학 배율의 변화를 감소시키기 위해 온도가 증가함에 따라 팽창하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
27. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 온도 증가에 따른 유체(F1)의 볼륨 증가 및 유체(F1)의 굴절률 감소로 인한 렌즈(1)의 광학 배율 증가의 균형을 이루기 위해, 저장소 볼륨(R1)을 감소하도록 프레임 구조(3)의 제 2 리세스)31)의 경사진 내부)3D)에의해 경계를 이루고; 및/또는 렌즈 볼륨(V)과 저장소 볼륨(R1) 사이의 흐름 연결을 제공하는 채널(32)은 렌즈(1)의 광축(A)을 따른 높이(H)를 포함하며, 상기 높이(H)는 렌즈 볼륨(V)의 높이(H1) 및/또는 렌즈(1)의 광축(A)을 따른 저장부 볼륨(R1)의 높이(H2)보다 작거고; 및/또는 상기 채널(32)은 저장소 볼륨(R1)의 직경(D4) 및/또는 렌즈 볼륨(V)의 직경(D2) 보다 작은 렌즈(1)의 광축(A)에 수직인 폭(W)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
28. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 용기(2)는 렌즈(1)의 광학 배율의 열 드리프트를 보상하기 위해 저장소 볼륨(R1)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역(60a)을 포함하고, 상기 렌즈(1)는 상기 렌즈(1)의 광학 배율의 열 드리프트에 대응하도록 상기 탄성적으로 변형 가능한 벽 영역(60a)을 변형시키도록 구성된 보상 액츄에이터(81)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
29. 제28항에 있어서, 렌즈(1)는 상기 렌즈(1)의 온도를 측정하기 위한 온도 센서(90)를 포함하고, 렌즈(1)는 렌즈(1)의 광학 배율의 열 드리프트에 대응하기 위해 상기 온도를 나타내는 온도 센서(90)의 출력 신호를 사용하여 보상 액추에이터(81)를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
30. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 유체는 1.2 내지 1.4 범위의 굴절률(n_OL)을 포함하고 및/또는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(4)은 1.3 내지 1.6 범위의 굴절률(n_membrane)을 포함하며, 및/또는 투명 플레이트(61)는 1.4 내지 1.6 범위의 굴절률(n_glass)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
31. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 용기(2)는 추가 투명 유체(F2)로 채워진 추가 렌즈 볼륨(V2)를 둘러싸고, 추가 렌즈 볼륨(V2)는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 분리 멤브레인(62)에 의해 렌즈 볼륨(V)으로부터 분리되어, 추가 유체(F2)가 렌즈 볼륨(V)의 유체(F1)와 바닥 벽(6) 사이에 배열되도록 하고, 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)의 중력 유발 코마 수차를 보상하기 위해, 추가 유체(F2)는 밀도(ρ₂) 및 굴절률(n₂)을 포함하고, 추가 유체(F2)의 밀도(ρ₂)는 유체(F1)의 밀도(ρ₁)보다 작고, 추가 유체(F2)의 굴절률(n₂)은 유체(F1)의 굴절률(n₁)보다 큰 것을 특징으로 하는 렌즈.
32. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 용기(2)는 용기(2)의 렌즈 볼륨(V)에 연결된 추가 저장소 볼륨(R2)을 포함하고, 용기(2)는 상기 용기(2)의 추가 저장소 볼륨(R2)에 인접한 탄성적으로 변형 가능한 추가 벽 부재(4c)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
33. 제32항에 있어서, 용기(2)의 저장소 볼륨(R1)과 추가 저장소 볼륨(R2)은 렌즈(1)의 광축(A)에 수직인 방향으로 서로 대면하고 렌즈 볼륨(V)의 반대쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
34. 제32항 또는 제33항에 있어서, 렌즈(1)의 용기(2)의 프레임 구조(3)는 용기(2)의 추가 저장소 볼륨(R2)의 적어도 일부를 수용하기 위한 제3 리세스(33)를 포함하고, 상기 제3 리세스(33)는 용기(2)의 추가 벽 부재(4c), 및 특히 렌즈(1)의 용기(2)의 바닥 벽(6)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
35. 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소(5)는 제3 관통 개구(52)를 포함하고, 제3 관통 개구(52)는 탄성 변형 가능한 벽 부재(4c)에 의해 폐쇄되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
36. 제35항에 있어서, 상기 제3 관통 개구(52)는 팔각형 형상을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
37. 제32항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 추가 벽 부재(4c)는 투명하고 탄성적으로 변형 가능한 멤브레인(4)에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
38. 제32항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 렌즈(1)는 상기 추가 벽 부재(4c)를 밀거나 당김으로써 추가 벽 부재(4c)를 변형시키기 위해 상기 추가 벽 부재(4c)에 연결된 추가 피스톤 구조(72)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
39. 제38항에 있어서, 추가 피스톤 구조(72)는 추가 피스톤 구조(72)를 이동시키기 위한 추가 액추에이터(80)에 연결되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
40. 제3항 내지 제39항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈(1)는 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)의 곡률을 변경하고 그에 따라 렌즈의 광학 배율을 변경하도록 저장 용기 볼륨(R1)에서 렌즈(1)의 렌즈 볼륨(V)으로 또는 렌즈 볼륨(V)에서 저장 공간(R1)으로 유체(F1)를 펌핑하기 위해 피스톤 구조(70)에 작용하도록 구성된 액추에이터(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
41. 제40항에 있어서, 액추에이터(80)는 지지 구조(82) 및 피스톤 구조(70)에 연결되고 지지 구조(82)에 대해 제1 운동 방향(B1)으로 이동하도록 구성된 이동자(83c)를 포함하여, 피스톤 구조(70)가 가동자(83c)에 의해 용기(2)의 탄성 변형 가능한 벽 부재(4b)에 대해 밀리도록 유체(F1)를 저장 공간(R1)에서 렌즈 공간(V)으로 펌핑하고 지지 구조(82)에 대해 제2 운동 방향(B2)으로 펌핑하고, 가동자(83c)가 피스톤 구조(70)를 통해 용기(2)의 탄성적으로 변형 가능한 벽 부재(4b)를 잡아당겨 유체(F1)를 렌즈 공간(V)에서 저장 공간(R1)으로 펌핑하도록 하는 것을 것을 특징으로 하는 렌즈.
42. 제41항에 있어서, 지지 구조(82)는 용기(2), 특히 렌즈 성형 요소(5)에 장착되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
43. 제41항 또는 제42항에 있어서, 가동기(83c)는 전기 코일(83)을 포함하고, 전기 코일(83)은 코일(83)에서 생성된 전류가 제1 전류 방향(I1)으로 흐르는 제1 부분(83a)을 포함하고, 전기 코일(83)은 코일(83)에서 생성된 전류가 제 1 전류 방향(I1)과 반대 방향인 제2 전류 방향(I2)으로 흐르는 제2 부분(83b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
44. 제43항에 있어서, 코일(83)이 2개의 자석 구조(84, 85) 사이에 배열되도록 제1 및 제2 자석 구조(84, 85)가 지지 구조(82)에 장착되고, 각각의 자석 구조(84, 85)는 제1 자화(M1)를 갖는 제1 부분(84a, 85a) 및 제1 자화(M1)와 반대 방향으로 배향된 제2 자화(M2)를 갖는 제2 부분(84b, 85b)을 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
45. 제44항에 있어서, 제1 자석 구조(84)의 제1 부분(84a)은 제2 자석 구조(85)의 제1 부분(85a)과 마주하고, 코일(83)의 제1 부분(83a)은 제1 자석 구조(84)의 제1 부분(84a)과 제2 자석 구조(85)의 제1 부분(85a) 사이에 배열되고, 제1 자석 구조(84)의 제2 부분(84b)은 제2 자석 구조(85)의 제2 부분(85b)과 마주하고, 코일(83)의 제2 부분(83b)은 제1 자석 구조(84)의 제2 부분(84b) 및 제2 자석 구조(85)의 제2 부분(85b) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
46. 제41항 및 제44항 또는 제45항에 있어서, 상기 자석 구조(84, 85)의 제1 부분(84a, 85a)의 제1 자화(M1)는 제1 전류 방향(I1)에 수직으로 연장되고, 자석 구조(84, 85)의 제2 부분(84a, 85a)의 제2 자화(M2)는 제2 전류 방향(I2)에 수직으로 연장되어 전류가 전기 코일(83)을 통해 흐를 때 로렌츠 힘(F_L)이 코일(83)의 각 부분(83a, 83b)에 작용하게 되고, 상기 로렌츠 힘은 제 1 및 제 2 전류 방향(I1, I2)의 방향에 따라 가동자(83c)를 제1 운동 방향(B1) 또는 제2 운동 방향(B2)으로 이동시키는 것을 특징으로 하는 렌즈.
47. 제 38 항 또는 제 39 항 또는 제 40 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서, 제 38 항을 참조할 때, 렌즈(1)는 상기 멤브레인(4)의 영역(4a)의 곡률과 이에따라 렌즈(1)의 광학 배율을 변경하도록 추가 저장소 볼륨(R2)에서 렌즈 볼륨(V)으로 또는 렌즈 볼륨(V)에서 추가 저장소 볼륨(R2)으로 유체(F1)를 펌핑하기 위해 추가 피스톤 구조(72)에 작용하도록 구성된 추가 액추에이터(80)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
48. 전항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소는 상기 원주 에지(50a)를 형성하는 프레임 구조(3)에 의해 형성되고, 렌즈(1)는 멤브레인(4)을 보호하도록 멤브레인(4) 위에 배열된 보호 플레이트 부재(5)를 포함하는 것을 특징으로 하는 렌즈.
49. 제1항 내지 제48항 중 어느 한 항에 있어서, 렌즈 성형 요소(5)는 실리콘, 특히 결정질 실리콘으로 형성되는 것을 특징으로 하는 렌즈.
50. 전항 중 어느 한 항에 따른 렌즈(1)를 포함하는 광학 장치(10)에 있어서, 광학 장치(1)는 렌즈 배럴(100)을 포함하고, 상기 렌즈 배럴(100)은 렌즈 배럴(100)의 내부 공간(105)을 둘러싸는 둘레 벽(104)을 포함하고, 적어도 하나의 강성 렌즈(103)가 렌즈 배럴(100)의 내부 공간(103)에 배열되고, 렌즈 배럴(100)의 둘레 벽(104)은 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 영역(4a)이 렌즈 배럴(100)의 적어도 하나의 강성 렌즈(103)와 마주하도록 폼 피팅 방법으로 렌즈(1)의 용기(2)를 수용하도록 구성된 제1 슬롯(101)을 포함하고, 특히 렌즈(1)의 렌즈 성형 요소(5)는 렌즈(1)의 용기(2)를 렌즈 배럴(100)의 제1 슬롯(102)에 삽입할 때 렌즈(1)의 멤브레인(4)의 상기 영역(4a)을 보호하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 광학 장치.

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