Brevet FR2881231A1 — publié le 20060728

Contexte de l'invention La présente invention concerne des modules d'appareil photographique et appareils photographiques destinés à l'usage dans des téléphones cellulaires mobiles et ainsi de suite. Plus particulièrement, la présente invention concerne une unité de zoom destinée à l'usage dans de tels modules d'appareil photographique et appareils photographiques pour réaliser une variation focale. Description du contexte: Une unité de zoom a au moins deux lentilles, à savoir une lentille de changement de grossissement pour changer le grossissement de l'unité de zoom et une lentille de mise au point pour contrôler la position de mise au point. Ces lentilles doivent être déplacées individuellement pour réaliser la variation focale. Il doit être noté que les termes lentille de changement de grossissement et lentille de mise au point comme ils sont utilisés dans cette description comprennent chacun un système de lentilles comprenant une pluralité d'éléments de lentilles. En général, la position de la mise au point varie selon la distance de l'objet. A savoir, la position de mise au point pour prendre une image d'un objet à une listance infinie est différente de celle polir la prise de vue d'un objet à une distance proche. Pour compenser la variation de la position de mise au point, il est aussi nécessaire de déplacer la lentille de changement de grossissement et la lentille de mise ï.0 point (ajustant la mise au point). Les figures 3 (a) et 3 (b) représentent la relation de position entre une lentille fixe 10, une lentille de changement de grossissement 12, une lentille de mise au point 14 et un CI capteur de lumière 16. La figure 3 (a) représente la relation de position quand le grossissement du zoom est deux fois, par exemple, et l'objet est à une distance infinie. La figure 3 (b) représente la relation de position quand le grossissement du zoom est aussi deux fois et l'objet est à une distance proc le, par exemple 30 cm. Le numéro de référence 18 dénote une enveloppe (barillet d'objectif). Comme il est représenté sur les figures 3 (a) et 3 (b), même quand le grossissement est le même, la position de la lentille de mise au point 14 a besoin d'être déplacée entre a et b selon la distance entre l'unité de zoom et l'objet de manière à faire coïncider la position de mise au point avec la surface captant la lumière du CI capteur de lumière 16. La figure 4 représente la position de chaque lentille quand le grossissement est changé. Sur la figure 4, le numéro de référence 22 dénote la position de la lentille fixe 10 quand le grossissement est changé à une fois, deux fois et trois fois. Le numéro de référence 24 dénote la position de la lentille de changement de grossissement 12 qui change quand le grossissement est changé de la même manière que ci-dessus. Les numéros de référence 26 et 28 dénotent la position de la lentille de mise au point 14 qui change avec le changement de grossissement décrit ci-dessus. Quand la lentille de changement de grossissement 12 est changée comme il est représenLé par la position de lentille 24 pour changer le grossissement, la lentille de mise au point 14 est déplacée pour prendre la position de lentille 26 qui est uniquement déterminée par rapport à la position de lentille 24. Par exemple, quand l'objet est à une distance infinie, cependant, la lentille de mise au point 14 a besoin de prendre la position représentée par le numéro de référence 28. Quand l'objet est à une distance proche. par exemple 10 cm, la lentille de mise au point 14 a besoin de prendre la position représentée par le numéro de référence 26. En conséquence, l'unité de zoom nécessite un actionneur pour déplacer la lentille de changement de grossissement et un autre actionneur pour déplacer la position de la lentille de mise au point. La figure 5 est une vue schématique représentant une unité de zoom conventionnelle. L'unité de zoom a une lentille fixe 10, une lentille de changement de grossissement 12, une lentille de mise au point 14, et un CI capteur de lumièr 16 qui sont positionnés sur un axe optique L d'un barillet d'objectif 18. Un élément 30 supportant la lentille de changement de grossissement 12 est déplacé par un premier actionneur 34, et un élément 32 supportant la lentille de mise au point 14 est déplacé par un second actionneur 36. Du point de vue de l'obtention d'une unité de zoom compacte, ceper. dant, il est souhaitable de minimiser le nombre d'actionneurs. En même temps, les actionneurs sont des dispositifs qui doivent se déplacer avec précision, et, par 2881231 3 conséquent, des dispositifs onéreux à utiliser. Du point de vue de la réduction des coûts, aussi, la minimisation du nombre d'actionneurs est souhaitable. En même temps, une technique notable a été développée récemment A savoir, une nouvelle lentille qui est connue sous le nom de lentille de cristaux liquides a été proposée, dans laquelle une fonction de lentille est transmise à une cellule de cristaux liquides formée à partir d'une paire d[e substrats opposés plats en forme de plaque (par exemple, voir la publication non examinée de demande de brevet japonaise (KOKAI) No. Hei 6-130351). Il a aussi été proposé une lentille de cristaux liquides de type diffaction et une lentille de cristaux liquides de type diffraction multifocale capables d'ajuster la longueur focale rapidement et révéler une haute transmission pour la lumière incidente (par exemple, voir la publication non examinée de la demande de brevet japonaise (KOKAI) No. 2002-357804). Royal Philips Electroniques ont sorti une lentille liquide à longueur focale variable compacte le 3 mars 2004. La présente invention a été faite pour obtenir une unité de zoom compacte en utilisant les lentilles à cristaux liquides ou lentille liquide décrites ci-dessus capables d'ajuster la longueur focale rapidement. Résumé de l'invention En conséquence, un objet de la présente invention est de résoudre le problème décrit ci-dessus des systèmes d'objectif zoom conventionnels; du fait qu'au moins deux actionneurs sont nécessaires, il est difficile d'obtenir une réduction de taille, et les coûts augmentent de manière indésirable. La présente invention fournit un système d'objectif zoom ayant un axe optique. Le système d'objectif zoom comprend une lentille de changement de grossissement et une lentille de mise au point alignées sur l'axe optique. Une d'une lentille de cristaux liquides et une lentille liquide est alignée avec la lentille de changement de grossissement et la lentille de mise au point sur l'axe optique. Le système d'objectif zoom comprend en outre un actionneur et un dispositif de transmission de puissance raccordé de manière commandée à l'actionneur et à la lentille de changement de grossissement et la lentille de mise au point. Le dispositif 2881231 4 de transmission de puissance est commandé par l'actionneur pour déplacer la lentille de changement de grossissement et le lentille de mise au point individuellement le long de l'axe optique du système d'objectif zoom. Un conducteur applique une tension à l'une de la lentille de cristaux liquides et la lentille liquide pour changer l'indice de réfraction de celle-ci. Dans le système d'objectif zoom, l'actionneur change le grossissement du système d'objectif zoom, et le conducteur ajuste la tension appliquée à l'une de la lentille de cristaux liquides et la lentille liquide, ajustant ainsi précisément la position de mise au point du système d'objectif zoom. Le dispositif de transmission de puissance peut être un mécanisme de came. De plus, la présente invention fournit un appareil photographique ayant le système d'objectif zoom décrit ci-dessus. Le système d'objectif zoom selon la présente invention nécessite seulement un actionneur. Par conséquent, il devient possible de réduire la taille et les coûts du système d'objectif zoom et donc d'un appareil photographique ou un module d'appareil photographique ayant le même et aussi d'améliorer la facilité de fabrication de ces produits. Les objets, caractéristiques et avantages susmentionnés et d'autres, de la présente invention deviendront plus évidents à partir de la description suivrnte des modes de- réalisation préférés de celle-ci, pris conjointement avec les dessins accompagnateurs. Brève description des dessins La figure 1 est un diagramme représentant la position de chaque lentille dans un système d'objectif zoom selon la présente invention qui change selon le coefficient de zoom. La figure 2 est une vue schématique pour expliquer l'arrangement du système d'objectif zoom selon la présente invention. La figure 3a est un diagramme pour expliquer la relation entre la distance du système d'objectif zoom à un objet et la position de chaque lentille du système d'objectif zoom quand l'objet est à une distance infinie. 2881231 5 La figure 3b est un diagramme représentant la relation entre la distance du système d'objectif zoom à un objet et la position de chaque lentille du système d'objectif zoom quand l'objet est à une distance proche. La figure 4 est un diagramme représentant la position de chaque lentille dans 5 un système d'objectif zoom conventionnel qui change selon le grossissement du zoom et la distance du système d'objectif zoom à un objet. La figure 5 est une vue schématique montrant l'arrangement d'un système d'objectif zoom conventionnel. Description des modes de réalisation préférés Un mode de réalisation d'une unité de zoom selon la présente invention sera expliqué ci-dessous avec référence aux figures 1 et 2. La figure 2 est une vue schématique représentant un système d'objectif zoom selon la présente invention. L'unité de zoom a un barillet d'objectif 18. Une lentille de cristaux liquides 40, une lentille fixe 10, une lentille de changement de grossissement 12, une lentille de mise au point 14 et un CI capteur de lumière 16 sont positionnés le long d'un axe optique L du barillet d'objectif 18. L'unité de zoom a en outre un élément de support de lentille de changement de grossissement 43, un élément de support de lentille de mise au point 42, un actionneur 44, un mécanisme de came 45, et un conducteur de lentille de cristaux liquides 46. Le mécanisme de came 45 est placé entre l'actionneur 44 et les éléments de support 42 et 43 pour déplacer les éléments de support 42 et 43 vers les positions prédéterminées respectives sur l'axe optique L selon la force motrice à partir de l'actionneur 44. La position de la lentille de cristaux liquides 40 n'est pas nécessairement limitée à la position avant de la lentille fixe 10. La lentille de cristaux liquides 40 peut être positionnée entre toute paire de pièces adjacentes, à savoir la lentille fixe 10, la lentille de changement de grossissement 12, la lentille de mise au point 14, et le CI capteur de lumière 16 (la position 20 de celui- ci). La figure 1 représente une relation entre la position 50 de la ler tille de cristaux liquides 40, la position 52 de la lentille fixe 10, la position 54 de la lentille de changement de grossissement 12 et la position 56 de la lentille de mise au point 2881231 6 14 quand le grossissement de l'unité de zoom selon la présente invention est changé entre 1 et 3 fois. A savoir, dans l'unité de zoom selon la présente invention, le mécanisme de came 45 déteumine uniquement la position 56 de la lentille de mise au point 14 sur l'axe optique L par rapport à la position déplacée 54 de la lentille de changement de grossissement 12 le long de l'axe optique L. Quand le grossissement de l'unité de zoom est déterminé, la position de la mise au point coïncide essentiellement avec la surface captant la lumière 20 du CI capteur de lumière 16. De manière à positionner la mise au point sur Li surface recevant la lumière 20 de manière encore plus précise, cependant, il est nécessaire de faire quelque correction basée sur la distance entre l'unité de zoom et l'objet. Dans l'unité de zoom selon la présente invention, la correction de la position de mise au point est faite en utilisant la lentille de cristaux liquides 40, pas en déplaçant la lentille de mise au point 14 comme dans l'unité de zoom conventionnelle décrite ci- dessus. Le champ de la position de mise au point ajustable avec la lentille de cristaux liquides est relativement petit. Il est, cependant, possible de compenser le déplacement de la position de mise au point causé par un changement de la position de prise de vue rapprochée à la position de prise de vue à une distance infinie. Plus spécifiquement, dans l'unité de zoom selon la présente invention, la lentille de changement de grossissement 12 et la lentille de mise au point 14 sont déplacées par l'actionneur 44 le long de l'axe optique L pour effectuer un ajustement de position, obtenant ainsi le grossissement souhaité et faisant un ajustement grossier de la position de mise au point. En outre, la lentille de cristaux liquide:. 40 est contrôlée rapidement pour effectuer un ajustement précis de la position de mise au point. Dans l'ajustement de la position de mise au point, la position de la lentille de mise au point 14 est uniquement déterminée par rapport à la position de la lentille de changement de grossissement 12 par le mécanisme de came 45. La relation de position relative entre la lentille de mise au point 14 et la lentille de changement de grossissement 12 est déterminée par les caractéristiques de ces lentilles. Il doit être noté que le fait que le CI capteur de lumière 16 et le conducteur de lentille de cristaux liquides 46 soient fournis dans ou à l'extérieur du barillet d'objectif 18 est une question de modèle. 2881231 7 Bien que le mode de réalisation décrit ci-dessus utilise une lentille de cristaux liquides à titre d'exemple, une lentille liquide peut être utilisée pour construire une unité de zoom ayant la même fonction que celle ci-dessus. Dans le mode de réalisation précédent, la relation de position relative entre la lentille de mise au point 14 et la lentille de changement de grossissement 12 est déterminée par un mécanisme de came 45. Il sera, cependant, évident pour l'homme de l'art que le dispositif pour déterminer la relation de position relative décrite ci-dessus n'est pas nécessairement limité au mécanisme de came. Comme il a été déclaré ci-dessus, l'unité de zoom selon la présente nvention utilise une lentille de cristaux liquides ou une lentille liquide., réduisant ainsi le nombre d'actionneurs nécessaires à un seulement, contrairement aux unités de zoom conventionnelles, qui nécessitent au moins deux actionneurs. Ainsi, la présente invention offre un effet avantageux remarquable. Du fait qu'une unité de zoom peut être construite en utilisant seulement un actionneur, il devient possible d'obtenir une unité de zoom compacte, réduire les coûts et améliorer la facilité d'assemblage. Il devient aussi possible de réduire la taille et les coûts d'un appareil photographique en utilisant l'unité de zoom décrite ci-dessus. Il doit être noté que la présente invention n'est pas nécessairement limitée aux modes de réalisation précédents mais elle peut être modifiée de plusieurs manières sans s'éloigner du cadre de la présente invention. s REVENDICATIONS 1. Système d'objectif zoom ayant un axe optique, comprenant: une lentille de changement de grossissement et une lentille de mise au point alignées sur ledit axe optique; une d'une lentille de cristaux liquides et une lentille liquide alignée avec ladite lentille de changement de grossissement et ladite lentille de mise au point sur ledit axe optique; un actionneur un dispositif de transmission de puissance raccordé de nnanière commandée audit actionneur et à ladite lentille de changement de grossissement et ladite lentille de mise au point, ledit dispositif de transmission de puissance étant commandé par ledit actionneur pour déplacer ladite lentille de changement de grossissement et ladite lentille de mise au point individuellement le long de l'axe optique dudit système d'objectif zoom; et un conducteur qui applique une tension à ladite une desdites lentille de cristaux liquides et lentille liquide pour changer un indice de réfraction de celle-ci; dans lequel ledit actionneur change un grossissement dudit système d'objectif zoom, et ledit conducteur ajuste la tension appliquée à ladite une desdites lentille de cristaux liquides et lentille liquide ajustant ainsi avec précision une positicn d'une mise au point dudit système d'objectif zoom. 2. Système d'objectif zoom selon la revendication 1, dans lequel ledit dispositif de transmission de puissance est un mécanisme de carne. 3. Appareil photographique ayant ledit système d'objectif zoom selon la revendication 1 ou 2.