(57)【要約】【課題】搭載空間を削減し、特定の方向の有効口径を最大にする、調整可能なプリズム１を提供すること。【解決手段】調整可能なプリズム１は、透明で可撓性の第１の表面１１、第１の表面１１とは反対方向を向いた透明で可撓性の第２の表面１２、及び２つの表面１１、１２間に配置された光学媒体２を有する部材１０であって、それにより第１の表面１１に入射した光Ｌが、光学媒体２を通過し、第２の表面１２を通って部材１０を出て、それにより２つの表面１１、１２間の角度Ｗに応じて部材１０により偏向される、部材１０と、第１の表面１１に連結された表面エリア２１を有する剛性の第１の光学素子２０と、第２の表面１２に連結された表面エリア３１を有する剛性の第２の光学素子３０と、第１の光学素子２０及び／又は第２の光学素子３０を傾斜させて前記角度Ｗを調整するように構成されたアクチュエータ・システムＳとを有する。【選択図】図５
2020187355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する光（Ｌ）を可変的な様式で偏向させる調整可能プリズム（１）であって、前記調整可能プリズム（１）は、
−  透明で可撓性の第１の表面（１１）、前記第１の表面（１１）とは反対の方向を向いた透明で可撓性の第２の表面（１２）、及び前記２つの表面（１１、１２）間に配置された光学媒体（２）を有する部材（１０）であって、前記第１の表面（１１）に入射した光（Ｌ）は、前記光学媒体（２）を通過して、前記第２の表面（１２）を通って前記部材（１０）を出て、それにより前記光（Ｌ）は、前記２つの表面（１１、１２）間の角度（Ｗ）に応じて、前記部材（１０）により偏向される、部材（１０）と、
−  前記第１の表面（１１）に連結された表面エリア（２１）を有する、剛性の第１の光学素子（２０）と、
−  前記第２の表面（１２）に連結された表面エリア（３１）を有する、剛性の第２の光学素子（３０）と、
−  前記第１の光学素子（２０）及び／又は前記第２の光学素子（３０）を傾けて、前記角度（Ｗ）を調整するように構成されたアクチュエータ・システム（Ｓ）と
を有する、調整可能プリズム。
【請求項２】
前記部材（１０）は、すべての側で、前記光学媒体（２）のボリュームの境界を完全に定めている、請求項１に記載の調整可能プリズム。
【請求項３】
前記第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）は、前記第１の表面（１１）が前記第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）で覆われていない自由周囲部分（１１ｂ）を有するように前記第１の表面（１１）の一部（１１ａ）に連結されており、且つ／又は、前記第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）は、前記第２の表面（１２）が前記第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）で覆われていない自由周囲部分（１２ｂ）を有するように前記第２の表面（１２）の一部（１２ｂ）に連結されている、請求項１又は２に記載の調整可能プリズム。
【請求項４】
前記部材（１０）は、前記光学媒体（２）で満たされた容器であり、前記容器は、第１の透明で弾性変形可能な膜（１０１）及び第２の透明で弾性変形可能な膜（１０２）を有し、前記２つの膜（１０１、１０２）は、前記容器の周囲側壁（１３）を介して連結され、前記第１の膜（１０１）は前記第１の表面（１１）を形成し、前記第２の膜（１０２）は前記第２の表面（１２）を形成し、前記光学媒体（２）は前記第１の膜（１０１）と前記第２の膜（１０２）との間に配置される、請求項１から３までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項５】
前記第１の膜（１０１）は前記第１の光学素子（２０）の下で連続的に延び、前記第２の膜（１０２）は前記第２の光学素子（３０）の下で連続的に延びている、請求項４に記載の調整可能プリズム。
【請求項６】
前記側壁（１３）は、剛性又は可撓性である、請求項５に記載の調整可能プリズム。
【請求項７】
前記側壁（１３）は可撓性であり、且つ前記自由周囲部分（１１ｂ、１２ｂ）からなる、請求項６に記載の調整可能プリズム。
【請求項８】
前記第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）の直径（Ｄ１）が、前記周囲側壁（１３）で囲まれたボリュームの直径（Ｄ）よりも小さく、且つ／又は前記第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）の直径（Ｄ２）が、前記周囲側壁（１３）で囲まれたボリュームの直径（Ｄ）よりも小さい、請求項４から７までに記載の調整可能プリズム。
【請求項９】
前記部材は、前記光学媒体を密閉する透明で弾性変形可能な膜を有する容器であり、前記膜が前記第１の表面及び前記第２の表面を形成する、請求項１又は２に記載の調整可能プリズム。
【請求項１０】
前記容器は、第１の透明で弾性変形可能な膜及び第２の透明で弾性変形可能な膜を有し、前記２つの膜は、前記光学媒体を密閉するように互いに連結され、前記第１の膜が前記第１の表面を形成し、前記第２の膜が前記第２の表面を形成する、請求項１又は２に記載の調整可能プリズム。
【請求項１１】
前記光学媒体（２）は、透明な液体又は透明なゲルである、請求項１から１０までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項１２】
前記部材（１０）は、透明で可撓性の物体、ゴムで形成された透明で可撓性の物体、硬化したゲルで形成された透明で可撓性の物体のうちの１つである、請求項１又は２に記載の調整可能プリズム。
【請求項１３】
前記調整可能プリズム（１）は、前記第１の光学素子（２０）を保持するように構成された第１の保持構造体（４０）を有し、且つ／又は前記調整可能プリズム（１）は、前記第２の光学素子（３０）を保持するように構成された第２の保持構造体（５０）を有し、前記第１の保持構造体（４０）は、開口（４１）を有するプレートで形成され、前記第１の光学素子（２０）は、前記開口（４１）の正面に配置され、且つ／又は前記第２の保持構造体（５０）は、開口（５１）を有するプレートで形成され、前記第２の光学素子（３０）は、前記第２の保持構造体（５０）の前記開口（５１）の正面に配置される、請求項１から１２までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項１４】
前記第１の光学素子（２０）は、第１の中間光学素子（２５）を介して前記第１の保持構造体（４０）に連結され、前記第１の中間光学素子（２５）は、前記第１の光学素子（２０）の直径（Ｄ１）よりも大きい直径（Ｄ３）を有し、且つ／又は前記第２の光学素子（３０）は、第２の中間光学素子（３５）を介して前記第２の保持構造体（５０）に連結され、前記第２の中間光学素子（３５）は、前記第２の光学素子（３０）の直径（Ｄ２）よりも大きい直径（Ｄ４）を有する、請求項１３に記載の調整可能プリズム。
【請求項１５】
前記第１の保持構造体（４０）は、前記第１の光学素子（２０）と一体に形成され、且つ／又は前記第２の保持構造体（５０）は、前記第２の光学素子（３０）と一体に形成される、請求項１３に記載の調整可能プリズム。
【請求項１６】
前記第１の光学素子（２０）は突部（２７）を有し、前記第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）は、前記突部（２７）の周縁部（２８）によって境界を定められ、且つ／又は前記第２の光学素子（３０）は突部（３７）を有し、前記第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）は、前記第２の光学素子（３０）の前記突部（３７）の周縁部（３８）によって境界を定められている、請求項１３又は１５に記載の調整可能プリズム。
【請求項１７】
前記２つの保持構造体（４０、５０）の一方が、前記調整可能プリズム（１）の支持構造体（３）に剛的に連結され、前記アクチュエータ・システム（Ｓ）は前記保持構造体（５０、４０）の他方に作用するよう構成され、それにより前記角度（Ｗ）を調整する、請求項１３から１６までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項１８】
前記部材（１０）は、前記調整可能プリズム（１）の支持構造体（３）に剛的に連結され、前記アクチュエータ・システム（Ｓ）は、前記第１の光学素子（２０）を傾斜させるように前記第１の保持構造体（４０）に作用し、且つ前記第２の光学素子（３０）を傾斜させるように前記第２の保持構造体（５０）に作用するように構成され、それにより前記角度（Ｗ）を調整する、請求項１３から１６までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項１９】
前記部材（１０）は、１又はいくつかのばね（４）を介して、或いはジンバル（５）を介して、前記調整可能プリズム（１）の前記支持構造体（３）に連結される、請求項１７又は１８に記載の調整可能プリズム。
【請求項２０】
前記アクチュエータ・システム（Ｓ）は、前記第１の保持構造体（４０）を、第１の軸（Ａ１）を中心に、且つ／又は第２の軸（Ａ２）を中心に傾けるための複数のアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、．．．）を有し、特に前記２つの軸（Ａ１、Ａ２）は直角をなしており、且つ／又は前記アクチュエータ・システム（Ｓ）は、前記第２の保持構造体（５０）を、第１の軸を中心に、且つ／又は第２の軸を中心に傾けるための複数のアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、．．．）を有し、特に前記２つの軸は直角をなしている、請求項１から１９までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項２１】
前記調整可能プリズム（１）は、第１の方向の高さ（Ｈ）及び前記第１の方向に垂直に延びる第２の方向の長さ（Ｘ）を有し、前記２つの方向は、前記調整可能プリズム（１）の光軸（Ｏ）に対して垂直に延び、前記高さ（Ｈ）は前記長さ（Ｘ）よりも短い、請求項１から２０までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項２２】
前記アクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、．．．）は２つのアクチュエータ・グループ（Ｇ１、Ｇ２）にグループ化され、前記アクチュエータ・グループ（Ｇ１、Ｇ２）は、前記第２の方向に関して前記部材（１０）の反対両側に配置される、請求項２０及び２１に記載の調整可能プリズム。
【請求項２３】
センサ（Ｈ１、Ｈ２、．．．）、特にホール・センサが、前記それぞれのアクチュエータのストロークを測定するために各アクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、．．．）に隣接して配置され、特に前記調整可能プリズム（１）は、前記それぞれの測定されたストロークを使用して、前記角度（Ｗ）の調整を制御するように、又は個々のアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、．．．）間のクロストークを低減するように構成されている、請求項２０から２２までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項２４】
前記調整可能プリズム（１）は、前記光学媒体（２）の温度を測定するために前記光学媒体（２）に隣接する温度センサを有している、請求項１から２３までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項２５】
前記調節可能なプリズム（１）を通過する前記光（Ｌ）の所望の光学偏向角（Ｕ）を生成するために、前記調節可能なプリズム（１）は、前記測定された温度に基づいて前記光学媒体（２）の実際の屈折率を決定し、且つ前記角度（Ｗ）の基準値を決定するように構成されており、それにより、前記調節可能なプリズム（１）の前記角度（Ｗ）が前記決定された基準値に調整されたときに前記所望の光学偏向角（Ｕ）が達成される、請求項２４に記載の調整可能プリズム。
【請求項２６】
入射する光（Ｌ）を可変的な様式で偏向させる調整可能プリズム（１）であって、前記調整可能プリズム（１）は、
−  表面エリア（２１）を有する剛性の第１の光学素子（２０）と、
−  表面エリア（３１）を有する剛性の第２の光学素子（３０）と、
−  前記２つの表面エリア（２１、３１）間に配置される光学媒体（２）と
を有し、それにより、前記第１の剛性の光学素子に入射した光（Ｌ）は、前記剛性の第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）、前記光学媒体（２）、及び前記剛性の第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）を通過し、前記光（Ｌ）は、前記２つの表面エリア（２１、３１）間の角度（Ｗ）に応じて偏向される、調整可能プリズム。
【請求項２７】
前記第１の剛性の光学素子（２０）は、剛性のプリズムである、請求項１から２６までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項２８】
前記剛性の第１の光学素子（２０）は、前記剛性の第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）に対して鋭角（Ａ）をなして延びる外面（２０ａ）を有し、前記外面（２０ａ）は、前記調整可能プリズム（１）によって偏向される光（Ｌ）を受光するように構成されている、請求項２６に記載の調整可能プリズム。
【請求項２９】
前記剛性の第１の光学素子（２０）は、凸状に湾曲した第１の縁部（２０１）及び前記第１の縁部（２０１）の反対側の凸状に湾曲した第２の縁部（２０２）を有し、前記剛性の第１の光学素子（２０）は、直線の第３の縁部（２０３）及び前記第３の縁部（２０３）の反対側の直線の第４の縁部（２０４）を有し、前記第３及び第４の縁部（２０３、２０４）は、それぞれ、前記第１の縁部（２０１）と前記第２の縁部（２０２）との間に延びている、請求項１から２６までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３０】
前記剛性の第２の光学素子（３０）は、凸状に湾曲した第１の縁部（３０１）及び前記第１の縁部（３０１）の反対側の凸状に湾曲した第２の縁部（３０２）を有し、前記剛性の第２の光学素子（３０）は、直線の第３の縁部（３０３）及び前記第３の縁部（３０３）の反対側の直線の第４の縁部（３０４）を有し、前記第３及び第４の縁部（３０３、３０４）は、それぞれ、前記第１の縁部（３０１）と前記第２の縁部（３０２）との間に延びている、請求項１から２９までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３１】
前記第２の剛性の光学素子（３０）は、前記角度（Ｗ）を調整するために傾けられるように構成され、且つ／又は前記剛性の第１の剛性の光学素子（２０）は、前記角度（Ｗ）を調整するために傾けられるよう構成されている、請求項２６から３０までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３２】
前記調整可能プリズム（１）は、前記剛性の第１の光学素子（１０）に対して前記剛性の第２の光学素子（３０）を傾斜させるために、少なくとも１つのアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ３）を有する、請求項２６から３１までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３３】
前記剛性の第２の光学素子（３０）を傾斜させるために、前記少なくとも１つのアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）は、前記剛性の第１の光学素子（２０）に面する、前記剛性の第２の光学素子（３０）の外部側面（３０ａ）に連結される、請求項３２に記載の調整可能プリズム。
【請求項３４】
前記剛性の第２の光学素子（３０）を傾斜させるために、前記少なくとも１つのアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）は、前記剛性の第１の光学素子（２０）とは反対側を向いた、前記剛性の第２の光学素子（３０）の外部側面（３０ｂ）に連結される、請求項３２に記載の調整可能プリズム。
【請求項３５】
前記少なくとも１つのアクチュエータ（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）は、保持構造体（５０）を介して前記外部側面（３０ａ、３０ｂ）に連結され、前記保持構造体（５０）は、前記剛性の第２の光学素子（３０）を保持するよう構成され、前記保持構造体（５０）は、前記外部側面（３０ａ、３０ｂ）に取り付けられる、請求項３２から３４までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３６】
前記それぞれのアクチュエーター（Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ３）は、磁石（８０）及び対向する電気コイル（７０）を有し、それにより、前記電気コイルに電流が印加されたときにローレンツ力を生成する、請求項２０から２３までのいずれか一項又は請求項３０から３３までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３７】
前記保持構造体（５０）は、開口（５１）を有するプレートで形成され、前記剛性の第２の光学素子（３０）は、前記開口（５１）の正面に配置される、請求項３５に記載の調整可能プリズム。
【請求項３８】
前記光学媒体（２）は容器（１０）内に配置される、請求項２６から３７までのいずれか一項に記載の調整可能プリズム。
【請求項３９】
前記容器（１０）は、前記剛性の第１の光学素子（２０）の前記表面エリア（２１）に連結された第１の透明で弾性変形可能な膜（１０１）を有し、特に前記第１の膜（１０１）は前記容器（１０）の壁を形成している、請求項３８に記載の調整可能プリズム。
【請求項４０】
前記剛性の第２の光学素子（３０）は、前記容器（１０）の壁を形成し、前記光学媒体（２）は、前記剛性の第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）に接触している、請求項３８又は３９に記載の調整可能プリズム。
【請求項４１】
前記第１の膜（１０１）は、前記第１の膜（１０１）の縁部領域（１０１ａ）を介して、前記第２の剛性の光学素子（３０）に連結される、請求項３９又は４０に記載の調整可能プリズム。
【請求項４２】
前記容器（１０）は、前記剛性の第２の光学素子（３０）の前記表面エリア（３１）に連結された第２の透明で弾性変形可能な膜（１０２）を有する、請求項３８又は３９に記載の調整可能プリズム。
【請求項４３】
前記第１及び前記第２の膜（１０１、１０２）は、互いに連結されている、請求項４２に記載の調整可能プリズム。
【請求項４４】
前記第１及び前記第２の膜（１０１、１０２）は、前記容器（１０）の周囲側壁（１３）を介して互いに連結され、前記光学媒体（２）は、前記第１の膜（１０１）と前記第２の膜（１０２）との間に配置される、請求項４２に記載の調整可能プリズム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、調整可能プリズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
具体的には、かかる調整可能なプリズムを使用して、制御された調整可能な様式で、プリズムに入射する光ビームを偏向させることができる。すなわち、光ビームの光学偏向角を調整することができる。
【０００３】
したがって、本発明による調整可能なプリズムは、ビーム・ステアリング用途、光学画像安定化、及び超解像度（たとえば、画素シフトによって）に使用できる。
【０００４】
調整可能なプリズムを、搭載する空間が特定の方向にかなり制限された小さいデバイス（スマート・フォン及び他の家電製品など）に一体化することが必要な場合が多いので、プリズムの少なくとも１つの重要な寸法において設計を最小化しながらも、同時に、その方向に沿って可能な限り大きな有効口径を確保することが望ましい。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、具体的には、搭載空間を削減し、特定の方向の有効口径を最大にするという上記の課題に関して、改善された調整可能なプリズムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的は、請求項１の特徴を持つ調整可能なプリズムによって解決される。
【０００７】
本発明のこの態様の有利な実施例は、対応する従属請求項で述べ、以下で説明する。
【０００８】
請求項１によれば、調整可能なプリズムに入射する光ビームを偏向させる調整可能なプリズムが開示され、調整可能なプリズムは、以下を有する。
−  透明で可撓性の第１の表面、第１の表面とは反対の方向を向いた透明で可撓性の第２の表面、及び２つの表面間に配置された光学媒体を有する部材であって、それにより第１の表面に入射する光は、光学媒体を通過し、第２の表面を通って部材を出て、それにしたがって光が、部材によって、２つの表面間の角度に応じて偏向される部材と、
−  第１の表面に連結された表面エリアを有する、剛性で透明な第１の光学素子と、
−  第２の表面に接続された表面エリアを有する、剛性で透明な第２の光学素子と、
−  第１の光学素子及び／又は第２の光学素子を傾けて前記角度を調整するよう構成されたアクチュエータ・システム。
【０００９】
前記角度は、具体的には、２面角、すなわち、第１の表面の延長平面と第２の表面の延長平面との間の、２つの延長平面間の交線を直角に切断する第３の平面における角度であり得る。
【００１０】
すべての実施例において、部材に取り付けられる第１の光学素子の表面エリアが、表面エリアであり得る。第１の光学素子の表面エリアは、具体的には、円形、楕円形、又は四角形の形状を有することができる（他の形状も考えられる）。同様に、部材に取り付けられる第２の光学素子の表面エリアも、表面エリアであり得る。第２の光学素子の表面エリアも、具体的には、円形、楕円形、又は四角形の形状を有することができる（他の形状も考えられる）。
【００１１】
光学素子の表面エリアは、具体的には、平坦である必要はない。光学素子の表面エリアはまた、湾曲していてもよい（たとえば、凹状又は凸状の形状を持つか、又は他の任意の波の形状の要素を形成する）。光学素子はまた、平坦な一方の表面（たとえば、表面エリア）を持つことができるのに対して、反対側の表面は異なる形状を有し、逆もまた同様である。
【００１２】
調整可能なプリズムは、原理的に、およそシステムの有効口径ほどであり得る一方向に小さい高さを持つことを可能にし、一方、アクチュエータ・システムの個々のアクチュエータなどの構成要素は、前記高さ方向に垂直な方向に沿って配置できる。これにより、調整可能なプリズムを、スマート・フォンなどの１方向（たとえば、表示面に対して垂直）に搭載空間が制限されているデバイス内に統合できる。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、第１の光学素子の表面エリアは、第１の表面が第１の光学素子の表面エリアで覆われていない自由周囲部分を有するように、第１の表面の一部分に連結され、且つ／又は、第２の光学素子の表面エリアは、第２の表面が第２の光学素子の表面エリアで覆われていない自由周囲部分を有するように、第２の表面の一部分に連結される。第１の表面の前記周囲部分は、具体的には、第１の表面の前記部分を取り囲んでいる。さらに、第２の表面の前記周囲部分は、具体的には、第２の表面の前記部分を取り囲んでいる。
【００１４】
第１の光学素子の表面エリアは、具体的には、第１の光学素子の周縁部によって境界を定められ得る。さらに、第２の光学素子の表面エリアは、第２の光学素子の周縁部によって境界を定められ得る。
【００１５】
さらに、本発明の一実施例によれば、部材は、光学媒体で満たされた容器であり、ここで容器は、第１の透明で弾性変形可能な膜及び第２の透明で弾性変形可能な膜を有し、２つの膜は、容器の周囲側壁によって連結され、第１の膜は第１の表面を形成し、第２の膜は第２の表面を形成し、光学媒体は第１の膜と第２の膜との間に配置される。第１の表面の自由周囲部分は、具体的には、第１の膜の対応する自由周囲部分によって形成される。同様に、第２の表面の自由周囲部分は、具体的には、第２の膜の対応する自由周囲部分によって形成される。
【００１６】
第１の表面及び／又は第２の表面は、具体的には、プリズムの反射を最小にするために反射防止コーティングを有することができる。
【００１７】
さらなる実施例によれば、外側の壁は剛性の外側の壁であり得る。さらに別の実施例によれば、具体的には、第１又は第２の光学素子を傾けるのに必要な力を低減するために、外側の壁は可撓性の外側の壁である。
【００１８】
さらに、本発明の一実施例によれば、第１の光学素子の表面エリアの直径は、周囲側壁で囲まれたボリュームの直径より小さい。さらに、一実施例では、第２の光学素子の表面エリアの直径は、周囲側壁で囲まれた前記ボリュームの直径より小さい。
【００１９】
さらに、本発明の代替実施例によれば、部材は、光学媒体を密閉する透明で弾性変形可能な膜を有する容器であり（したがって、膜は、部材の周囲側壁も形成する）、ここで膜は、前記第１の表面及び前記第２の表面を形成する。
【００２０】
さらに、本発明の代替実施例によれば、容器は、第１の透明で弾性変形可能な膜及び第２の透明で弾性変形可能な膜を有し、ここで２つの膜は、光学媒体を密閉するために互いに連結され、第１の膜は前記第１の表面を形成し、第２の膜は前記第２の表面を形成する。ここでも、部材の周囲側壁は、具体的には、連結された膜自体で形成される。
【００２１】
さらに、本発明の一実施例によれば、光学媒体は、透明な液体又は透明なゲルである。
【００２２】
さらに、本発明の一実施例によれば、部材は、透明で可撓性の物質（物体；ｂｏｄｙ）、ゴムで形成された透明で可撓性の物質、硬化したゲルで形成された透明で可撓性の物質のいずれかである。ここで、物質（すなわち、部材）は、具体的には、光学媒体（たとえば、ゴム、ゲル、又は別の材料）で形成され、第１及び第２の表面を有する。
【００２３】
さらに、本発明の一実施例によれば、調整可能なプリズムは、第１の光学素子を保持するよう構成された第１の保持構造体（第１のプリズム成形器とも呼ばれる）を有する。さらに、一実施例では、調整可能なプリズムは、第２の光学素子を保持するよう構成された第２の保持構造体（第２のプリズム成形器とも呼ばれる）を有する。
【００２４】
さらに、本発明の一実施例によれば、第１の保持構造体は、開口を有するプレートで形成され、ここで第１の光学素子は、開口の前、具体的には、第１の保持構造体と部材の第１の表面との間に配置される。さらに、一実施例では、第２の保持構造体は、開口を有するプレートで形成され、ここで第２の光学素子は、第２の保持構造体の開口の前、具体的には、第２の保持構造体と部材の第２の表面との間に配置される。
【００２５】
第１の光学素子は、具体的には、第１の保持構造体の周囲境界領域に連結することができ、境界領域が第１の保持構造体の開口を取り囲んでいる。同様に、第２の光学素子は、第２の保持構造体の周囲境界領域に連結することができ、（第２の保持構造体の）境界領域が第２の保持構造体の開口を取り囲んでいる。
【００２６】
それぞれの開口は、具体的には、円形の開口、楕円形の開口、四角形の開口のうちの１つであり得る。それぞれのプレートは、四角形のプレートであり得る。
【００２７】
さらに、本発明の一実施例によれば、具体的には、部材／容器の第１の表面の自由周囲部分を増やすために、第１の光学素子は、第１の中間光学素子を介して第１の保持構造体に連結され、ここで第１の中間光学素子は、第１の光学素子の直径よりも大きい直径を有する。さらに、一実施例では、具体的には、部材／容器の第２の表面の自由周囲部分を増やすために、第２の光学素子は、第２の中間光学素子を介して第２の保持構造体に連結され、ここで第２の中間光学素子は、第２の光学素子の直径よりも大きい直径を有する。
【００２８】
第１の中間光学素子の直径は、具体的には、第１の保持構造体の開口の内径よりも大きい。さらに、第１の光学素子の直径は、具体的には、第１の保持構造体の開口の内径に等しいか又はより大きい。
【００２９】
同様に、第２の中間光学素子の直径は、第２の保持構造体の開口の内径よりも大きい。さらに、第２の光学素子の直径は、具体的には、第２の保持構造体の開口の内径に等しいか又はより大きい。
【００３０】
第１の光学素子及びそれに連結された第１の中間光学素子は、周方向の段部を形成することが好ましい。同様に、第２の光学素子及びそれに連結された第２の中間光学素子も、周方向の段部を形成することが好ましい。
【００３１】
第１の光学素子の表面エリア及び／又は第２の光学素子の表面エリアは、具体的には、調整可能なプリズムの有効口径に一致し得る。
【００３２】
さらに、本発明の一実施例によれば、第１の保持構造体は、一部品として第１の光学素子と一体に形成される。さらに、一実施例では、第２の保持構造体は、一部品として第２の光学素子と一体に形成される。
【００３３】
第１の表面（又は第１の膜）及び／又は第２の表面（たとえば第２の膜）の自由周囲部分を増やすこと、すなわちそれぞれの光学素子を傾けるために必要な力を減らすことは、以下に説明するように、それぞれの光学素子の突部を使用して達成することもできる。
【００３４】
本発明の一実施例によれば、第１の光学素子は、（たとえば、一体式の）突部を有し（その結果、たとえば、第１の光学素子が周方向の段部を有し）、ここで第１の光学素子の表面エリアは、突部の周縁部によって境界を定められ、突部の面側を形成する。さらに、一実施例では、第２の光学素子は、（たとえば、一体式の）突部を有し（その結果、たとえば、第２の光学素子も周方向の段部を有し）、ここで第２の光学素子の表面エリアは、第２の光学素子の突部の周縁部によって境界を定められ、第２の光学素子の突部の面側を形成する。
【００３５】
さらに、本発明の一実施例によれば、調整可能なプリズムは、２つの（すなわち、第１又は第２の）保持構造体の一方を介して調整可能なプリズムの支持構造体に強固に連結され、ここでアクチュエータ・システムは、前記角度を調整するために、他方の保持構造体に作用するよう構成される。ここで、部材は、具体的には、調整可能なプリズムの支持構造体に連結された保持構造体に浮遊式に支持される。
【００３６】
さらに、本発明の一実施例によれば、調整可能なプリズムは、部材又は容器を介して（具体的には、部材／容器の周囲側壁を介して）調整可能なプリズムの支持構造に強固に連結され、ここでアクチュエータ・システムは、前記角度を調整するために、第１の保持構造体に作用して第１の光学素子を傾斜させ、第２の保持構造体に作用して第２の光学素子を傾斜させるよう構成される。
【００３７】
さらに、本発明の一実施例によれば、部材は、１つ若しくはいくつかのばねを介して、又はジンバルを介して、調整可能なプリズムの支持構造体に連結される。
【００３８】
さらに、本発明の一実施例によれば、アクチュエータ・システムは、第１の保持構造体を第１の軸及び／又は第２の軸を中心にして傾斜させる複数のアクチュエータを有し、ここで２つの軸は、具体的には、直角をなす。さらに、一実施例によれば、アクチュエータ・システムは、第２の保持構造体を第１の軸及び／又は第２の軸を中心にして傾斜させる複数のアクチュエータを有し、ここで２つの軸は、具体的には、直角をなす。
【００３９】
それぞれのアクチュエータは、任意の種類の好適なアクチュエータ、具体的には、ボイス・コイル・アクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気永久磁石アクチュエータのうちの１つであり得る。傾斜する次元ごとに、少なくとも１つのアクチュエータを使用することが好ましい。
【００４０】
さらに、本発明の一実施例によれば、調整可能なプリズム（具体的には、第１及び／又は第２の保持構造体）は、第１の方向の高さ及び第１の方向に垂直に延びる第２の方向の長さを有し、ここで２つの方向は、調整可能なプリズムの光軸に対して垂直に延び、高さは長さよりも小さい。
【００４１】
さらに、本発明の一実施例によれば、アクチュエータ・システムのアクチュエータは、２つのアクチュエータ・グループにグループ化され、ここで前記アクチュエータ・グループは、第２の方向について、部材の両側に配置される（すなわち部材は、第２の方向について、２つのアクチュエータ・グループ間に配置される）。グループの一方だけ（すなわち、部材の片側のアクチュエータのみ）を使用することもできるが、これは、アクチュエータの数がより少ないため、傾斜方向あたりの力が半分だけになるという結果をもたらすことになる。それに対応して、一実施例では、アクチュエータ・システムのすべてのアクチュエータは、部材の片側に配置される。
【００４２】
さらに、本発明の一実施例によれば、それぞれのアクチュエータのストローク、具体的にはプリズムの傾斜位置又は角度を測定するために、各アクチュエータに隣接してホール・センサが配置され、ここで調整可能なプリズムは、具体的には、それぞれの測定されたストロークを、前記角度の調整を制御するため、又は個々のアクチュエータ間のクロストークを低減するために使用するよう構成される。さらに、ストロークを、互いに異なるアクチュエータを使用できるようにするための、より速いステップ応答を実現させるための、アクチュエータの経年劣化及び効率ロスに対抗するための、且つ／又は磁場などの外力の影響を打ち消すための、閉ループ制御アルゴリズムで使用することもできる。
【００４３】
さらに、本発明の一実施例によれば、調整可能なプリズムは、光学媒体の温度を測定するための、光学媒体に隣接する温度センサを有する。
【００４４】
温度センサは、具体的には、保持構造体の一方、光学素子の一方（たとえば、第１又は第２の保持要素）、又は外側の壁に配置できる。
【００４５】
さらに、本発明の一実施例によれば、調節可能なプリズムを通過する光の所望の光学偏向角を生成するために、調整可能なプリズムは、測定された温度に基づいて光学媒体の実際の屈折率を決定し、前記角度の基準値を決定するよう構成され、それによって、調整可能なプリズムの前記角度が決定された基準値に調整されたときに、所望の光学偏向角が達成される。
【００４６】
さらに、本発明のさらに別の態様によれば、調整可能なプリズムに入射する光を可変的な様式で偏向する、調整可能なプリズムが開示され、ここで調整可能なプリズムは以下を有する。
−  表面エリアを有する剛性の第１の光学素子と、
−  表面エリアを有する剛性の第２の光学素子と、
−  ２つの表面エリア間に配置される光学媒体であって、その結果第１の剛性の光学素子に入射する光が、剛性の第１の光学素子の表面エリア、光学媒体、及び剛性の第２の光学素子の表面エリアを通過することができ、これにより、光は、２つの表面エリア間の角度に応じて偏向される光学媒体。
【００４７】
以下に、本発明のこの態様の好ましい実施例を説明する。こうした実施例は、上記でさらに説明した本発明の第１の態様による調整可能なプリズムと共に使用することもできる。
【００４８】
一実施例によれば、第１の剛性の光学素子は、剛性のプリズムである。ここで、剛性の第２の光学素子は、具体的には、プリズムではなく、プレート部材、たとえば平坦なプレート部材、又は他の何らかの光学素子（たとえば、剛性のレンズ）であり得る。剛性のプリズムは、ガラス又はポリマーなどのプラスチック材料などの、好適な透明の材料から形成することができる。
【００４９】
剛性のプリズムを調整可能なプリズムに直接つなぐと、様々な利点がある。従来、折曲げ（ｆｏｌｄｅｄ）カメラ・システムでは、折曲げられた剛性プリズムが傾斜されるか、又は追加の調整可能なプリズムが傾斜され、両方の構成要素が互いに分離されている。
【００５０】
調整可能なプリズムの平坦な部材を傾斜させる場合、剛性のプリズム（たとえば、ガラスのプリズム）と比較して、移動質量ははるかに小さくなる。さらに、（剛性のプリズムが、光学媒体を密閉する可撓性の容器に直接接着され）ガラス窓を１つ減らすことができるので、剛性のプリズムと別個のシステムとを組み合わせたシステムのアッベ数を大きくすることができる。
【００５１】
またこれにより、表面反射量が減るので、光透過率がより高くなり、波面誤差がより小さくなる。
【００５２】
この実施例はまた、全体として、部品数を減らすことを可能にし、その結果、位置合わせの課題は、より小さいものなる。
【００５３】
折曲げ要素としてミラーの代わりにプリズムを使用すると、全体として、入射エリアを減らすことができる。すなわち、プリズムに必要な空間／高さがより小さくなる。別法として、折曲げ要素のための空間が同じ場合、Ｆ値は光の面積によって与えられるので、より小さくすることができる。
【００５４】
一実施例によれば、剛性の第１の光学素子は、剛性の第１の光学素子の表面エリアに対して鋭角をなして延在する外面を有し、ここで外面は、調整可能なプリズムによって偏向されるべき光を受光するよう構成される。この外面は、具体的には、剛性の第１の光学素子の表面エリアとは反対側を向いている。
【００５５】
さらに、一実施例によれば、剛性の第１の光学素子は、凸状に湾曲した第１の縁部及び第１の縁部とは反対側の凸状に湾曲した第２の縁部を有し、ここで剛性の第１の光学素子は、直線の第３の縁部及び第３の縁部とは反対側の直線の第４の縁部を有し、第３及び第４の縁部は、それぞれ、第１の縁部と第２の縁部との間に延在する。かかる光学素子は、Ｄカット光学素子とも呼ばれる。
【００５６】
さらに、一実施例によれば、剛性の第２の光学素子は、凸状に湾曲した第１の縁部及び第１の縁部とは反対側の凸状に湾曲した第２の縁部を有し、ここで剛性の第２の光学素子は、直線の第３の縁部及び第３の縁部とは反対側の直線の第４の縁部を有し、第３及び第４の縁部は、それぞれ、第１の縁部と第２の縁部との間に延在する。
【００５７】
その上、さらに別の実施例によれば、第２の剛性の光学素子は、第１の剛性の光学素子に対して傾けられ、剛性の光学素子の表面エリア間の前記角度を調節する、すなわち調整するよう構成され、これにより、調節可能な様式で、調整可能なプリズムへの入射光を偏向させることができる。
【００５８】
一実施例によれば、調整可能なプリズムは、剛性の第１の光学素子に対して剛性の第２の光学素子を傾斜させるための、少なくとも１つのアクチュエータを有することが好ましい。
【００５９】
別の実施例によれば、それぞれのアクチュエータ（たとえば、上記でより詳しく説明したアクチュエータ・システムのそれぞれのアクチュエータ、又は上記の少なくとも１つのアクチュエータ）は、調整可能なプリズムの前記角度を調整するために、電流が電気コイルに印加されたときにローレンツ力を生成する、磁石及び対向する電気コイルを有する。
【００６０】
調整可能なプリズムは、具体的には、剛性の第１の光学素子及び／又は剛性の第２の光学素子をそれぞれ１つ又は２つの相異なる軸を中心にして傾け、調整可能なプリズムの前記角度を調整するよう構成された、かかる磁石及び電気コイルの配置構成である、複数のアクチュエータを有することができる。
【００６１】
一実施例では、具体的には、剛性の第１及び剛性の第２の光学素子の表面エリアが平行である場合、その周りに電気コイルの導体によって形成された巻線が延在する巻軸は、磁石の磁化と一直線に並べられるか又は平行であることが好ましい。
【００６２】
さらに、一実施例によれば、磁石は、電気コイルの磁化及び／又は巻軸の方向に、電気コイルから間隔を置いて配置される。代替実施例では、磁石は、電気コイルの中心開口内に突出し、ここで電気コイルの巻線は、この中心開口の周りに延在する。
【００６３】
さらに、一実施例によれば、磁石は剛性の第２の光学素子に連結され、電気コイルは剛性の第１の光学素子に連結される（又はその逆である）。
【００６４】
さらに、一実施例では、剛性の第２の光学素子及びそれに連結された磁石は固定することができ、一方剛性の第１の光学素子及びそれに連結された対向するコイルは、アクチュエータを使用して傾斜するよう構成される。
【００６５】
さらに、代替実施例では、剛性の第１の光学素子及びそれに連結された電気コイルは固定することができ、一方剛性の第２の光学素子及びそれに連結された磁石は傾斜するよう構成される（これは、剛性の第１の光学素子が剛性のプリズムである場合に、特に適している）。ここで、それぞれが前述の磁石／電気コイル構成を有するいくつかのアクチュエータの構成を使用して、剛性の第２の光学素子を２次元、すなわち２つの相異なる軸を中心にして傾斜させ、容器をプリズムの形に成形し（たとえば、くさび形）、調整可能なプリズムを通過する光を２Ｄで偏向することができる。
【００６６】
すべての実施例において、それぞれのアクチュエータの磁石及び対向する電気コイルの位置は、原則として交換できる。
【００６７】
それぞれの電気コイルは、プリント回路基板に統合されることが好ましい。
【００６８】
一実施例によれば、具体的には、剛性の第２の光学素子を傾斜させるために、少なくとも１つのアクチュエータは、剛性の第２の光学素子の外部側面に連結され、ここで外部側面は、剛性の第１の光学素子に面し、その結果少なくとも１つのアクチュエータは、具体的には、剛性の第１の光学素子の横に配置される。
【００６９】
別法として、剛性の第２の光学素子を傾斜させるために、少なくとも１つのアクチュエータは、剛性の第２の光学素子の外部側面に連結することができ、ここで外部側面は、剛性の第１の光学素子とは反対側を向き、その結果第２の光学素子は、具体的には、少なくとも１つのアクチュエータと剛性の第１の光学素子との間に配置される。
【００７０】
さらなる実施例によれば、少なくとも１つのアクチュエータは、保持構造体を介して外部側面に連結され、ここで保持構造体は、剛性の第２の光学素子を保持するよう構成される。保持構造体は、外部側面に取り付けられ、したがって、アクチュエータと剛性の第２の光学素子との間に中間要素を形成する。
【００７１】
一実施例によれば、保持構造体は、開口を有するプレートで形成することができ、ここで剛性の第２の光学素子は、開口の前に配置される。開口は、２つの対向する直線縁部及び２つの対向する凹状の縁部を有することができ、ここでそれぞれの凹状の縁部は、２つの直線縁部間に延在する。かかる開口は、Ｄカットの剛性の第２の光学素子と組み合わされることが好ましい（上記も参照）。開口はまた、他の輪郭（たとえば、円形、四角形、又は他の形状）を持つこともできる。さらに、本明細書に記載する保持構造体は、金属、ガラス、プラスチック材料、ポリマーの材料のうちの１種類から形成できる。さらに、それぞれの保持構造体は、ＣＮＣ機械加工されたもの、成形されたもの、打ち抜かれたもの、エッチングされたもののうちの１つであり得る。
【００７２】
調整可能なプリズムは、第１の剛性の光学素子を保持する、別の保持構造体を有することができる。別の保持構造体も、開口を有するプレートで形成することができ、ここで剛性の第１の光学素子は、別の保持構造体の開口の前に配置される。剛性の光学素子（及び具体的には容器）は、具体的には、２つの保持構造体間に配置されることが好ましい。別の保持構造体の開口も、２つの対向する直線縁部及び２つの対向する凹状の縁部を有することができ、ここでそれぞれの凹状の縁部は、２つの直線縁部間に延在する。
【００７３】
別の保持構造体は、調整可能なプリズムを、デバイス（たとえば、調整可能なプリズムを構成要素として使用するデバイス）にしっかり付けるよう構成され得る。別法として、剛性の第１の光学素子自体が、調整可能なプリズムをデバイスにしっかり付けるよう構成され得る。この点に関して、保持構造体又は剛性の第１の光学素子は、デバイスの装着構造体に接合（たとえば、接着又は溶接）できるか、又はねじ、ラッチ接続、又は前述のしっかり付ける手段の組合せなどの他の手段によって、デバイスの装着構造体にしっかり付けることができる。剛性の第１の光学素子（たとえば、剛性のプリズム）がデバイスに連結されると、剛性の第２の光学素子は、少なくとも１つのアクチュエータを用いて、剛性の第１の光学デバイスに対して傾けられ得る。
【００７４】
さらに、一実施例によれば、光学媒体は、可撓性の容器、たとえば蛇腹の形態の容器内に配置され、ここで容器は、第１及び第２の剛性の光学素子に連結され、剛性の第１の光学素子と剛性の第２の光学素子との間に配置され、その結果剛性の第２の光学素子に対して剛性の第１の光学素子を傾けることによって、且つ／又は剛性の第１の光学素子に対して剛性の第２の光学素子を傾けることによって、容器を通過する光が偏向されるように、容器はプリズム（たとえば、くさび形）に成形され得る。光学媒体は、容器で密閉された内部空間を完全に満たすことが好ましい。
【００７５】
一実施例によれば、容器は、剛性の第１の光学素子の表面エリアに連結された第１の透明で弾性変形可能な膜を有し、ここで、この第１の膜は、容器の壁を形成する。
【００７６】
一実施例では、剛性の第２の光学素子も、具体的には、容器の壁を形成し、ここで光学媒体は、剛性の第２の光学素子の表面エリアに接触する。第１の膜はまた、第１の膜の縁部領域を介して第２の剛性の光学素子に連結されることが好ましい。
【００７７】
別の実施例によれば、容器は、剛性の第２の光学素子の表面エリアに連結された第２の透明で弾性変形可能な膜を有する。第２の膜及び剛性の第１の光学素子の表面エリアに連結される第１の膜は、たとえば、それぞれの膜の周囲に沿って互いに連結されることが好ましい。したがって、この実施例では、光学媒体は２つの膜によって密閉されている。
【００７８】
一実施例によれば、２つの膜の周囲を連結するのではなくて、２つの膜を、容器の周囲側壁（たとえば、リング部材の形状の外側の壁）を介して連結することも可能であり、ここで光学媒体は、やはり第１の膜と第２の膜との間に配置される。
【００７９】
一実施例によれば、部材は、すべての面（側；ｓｉｄｅ）で、光学媒体のボリュームの境界を完全に定める。部材は、１つ又は２つの膜を有し、具体的には、１つ又は２つの膜で構成され得る。膜は、枕状又は蛇腹状の構造体を持つことができる。
【００８０】
一実施例によれば、少なくとも１つの光学面は膜でできている。第１及び／又は第２の光学素子は、部材で密閉されたボリュームの対向する面の膜に直接接して配置され、光学素子は、１区画のガラスであり得る。膜は、光学素子の表面の少なくとも９５％、特に少なくとも９９％を覆うことができる。表面の中央エリアは、具体的には、表面の中央エリアに完全に接合されており、中央エリアを取り囲む表面の外側エリアでは、表面は膜から離れている。外側エリアの幅は、たとえば、２マイクロメートルから２００マイクロメートルである。中央エリアにおいて、膜は、第１及び／又は第２の光学素子の前記表面に沿って切れ目なく延在し得る。これにより、特に、プリズムの信頼性が高くなるという結果がもたらされる。
【００８１】
一実施例によれば、第１及び第２の膜は、プラズマ接合によって互いに連結される。さらに、光学素子及び膜は、プラズマ接合を用いて互いに連結され得る。保持構造体は、具体的には、プラズマ接合を用いて光学素子に連結される。たとえば、プラズマ接合処理は、大気圧プラズマ処理又は低圧プラズマ処理である。光学素子は、具体的には、Ｄ２６３Ｔガラスであり得る透明なホウケイ酸ガラスを有する。膜は、シリコーンを有するか、又はシリコーンで構成される。一実施例によれば、プリズム全体は、５０より大きい、好ましくは７０より大きい、特に好ましくは８０より大きいアッベ数を持つ。たとえば、光学素子のアッベ数は４０から７０、光学媒体のアッベ数は４０から１２０、膜のアッベ数は３０から６０である。プリズムは、特に低い色収差を持つので有利である。
【００８２】
一実施例によれば、屈折率は、光学媒体と膜と光学素子との間で整合される。たとえば、膜の屈折率は、光学媒体の屈折率と光学素子の屈折率との間である。これにより、プリズム内の屈折率の滑らかな遷移がもたらされ、それにより、膜、光学素子、及び光学媒体の表面での内部反射が最小化されるので有利である。光学素子は、具体的には、膜とは反対側に向く面に、反射防止コーティングを有する。たとえば、光学素子の屈折率は１．５±０．１であり、膜の屈折率は１．４±０．１であり、光学媒体の屈折率は１．２から１．６である。光学媒体の屈折率は、特に、１．３±０．１である。たとえば１．４５未満である光学媒体のより低い屈折率により、特定の光学的傾斜角（プリズムを透過したビームの偏向）に必要な、より大きな機械的傾斜角がもたらされるので有利である。したがって、比較的低い機械的分解能しか備えていないセンサを使用して、機械的傾斜角を測定できる一方で、光学的傾斜の分解能は高いままである。
【００８３】
一実施例によれば、プリズムの主な延在方向に垂直な光学素子及び膜の総厚さは、前記方向に沿った光学媒体の厚さよりも大きい。
【００８４】
一実施例によれば、光学素子は、部材によって互いに機械的に連結される。たとえば、部材は、ビーム経路に沿って光学素子の距離が調節可能となるように、十分な動きの範囲を設ける。光学素子の距離は、具体的には、５マイクロメートルから少なくとも１５０ミクロン、特に、少なくとも３７０ミクロンに調節され得る。たとえば、ガラス間の距離を、少なくとも１５０ミクロン、特に少なくとも３７０ミクロンに設定できるように、部材は、膜の十分なたるみ又は十分な弾性を有する。偏向されていない状態では、部材の周囲部は、具体的には、光学素子の表面にわたって横方向に延在する。周囲部は、具体的には、第１の膜及び／又は第２の膜の自由周囲部分に相当する。延ばされた状態では、光学素子が引き離され、それによって部材の周囲部が光学素子間で引っ張られる。たとえば、部材の弾性度は、０．３ＭＰａから最大１０ＭＰａのヤング率である。光学素子及び部材は、具体的には、延ばされた状態で４００ミクロンから最大１５００ミクロンの総厚さである。周辺部は、光学素子間の最大距離をより大きくすることを可能にし、機械的傾斜を調節するために必要な力を低減するので有利である。
【００８５】
一実施例によれば、光学部材は、上面図では、非円形、特に、丸くない幾何形状を持つ。たとえば、光学部材は、上面図では、Ｄ字形の外形を持つ。別法として、光学部材は、角が丸い四角形の外形又は楕円形の外形を持つ。さらに、光学部材は、２つの直線縁部及び２つの凸状に湾曲した縁部を備える外形を持ち、ここで直線縁部は互いに向かい合い、凸状に湾曲した縁部は互いに向かい合う。光学部材の外形は、具体的には０．２ミリメートル、特に少なくとも０．５ｍｍの最小曲率半径を持つ。光学部材の前記外形は、光学部材により膜に穿孔が生じるリスクを低減するので有利である。
【００８６】
一実施例によれば、光学素子は、上面図に見られる、その横方向の広がりが異なる。たとえば、第１の光学素子及び第２の光学素子の外形は、相似像によって互いに統合され得るが、一方第１及び第２の光学素子の外形は、相異なるサイズである。第１及び第２の光学素子のサイズが相異なることにより、互いに対する光学素子の移動の自由度を増加させることが可能になるので有利である。別法として、第１の剛性の光学素子の外形は、第２の光学素子の外形とは異なり、その結果、相似像によって外形が互いに統合され得ない。
【００８７】
上面図では、液体のボリュームは、具体的には、光学素子の１つを越えてすべての方向に外側に広がる。平面図に見られる光学素子のサイズが相異なることにより、光学素子の、互いに対する速い傾斜が可能になることは有利である。さらに、光学素子の縁部を越えて外側に広がる液体のボリュームは、たとえば光学素子を引き離すことによって光学素子間の距離が増加したときに、光学素子間で引っ張られる貯留槽のボリュームとして機能する。
【００８８】
一実施例によれば、２つの膜は予歪を与えられている。たとえば、２つの膜は、少なくとも２％だけ、好ましくは少なくとも１０％、２５％、又は５０％だけ予歪を与えられている。たとえば、膜は、熱的予歪又は機械的予歪によって、予歪が与えられる。膜の予歪により、光学素子の縁部を越える部材の横方向の広がりが減少する。これにより、プリズムの横方向のサイズが小さくなるので有利である。さらに、予歪は、傾きに対する線形の力応答をもたらし、それによって、アクチュエータを用いたプリズムとのインタフェースが簡素化されるので有利である。
【００８９】
一実施例によれば、光学素子は、その広がりの主平面に沿って、互いに対して移動可能である。光学素子の互いに対する相対移動により、光学組立体へのプリズムの搭載が簡素化されることは有利である。さらに、製造公差は、光学素子の互いに対する相対移動によって補償され得る。
【００９０】
一実施例によれば、調整可能なプリズムは、少なくとも１つの終端停止部（ｅｎｄｓｔｏｐ）を有する。終端停止部は、機械的な急停止部（ｈａｒｄ  ｓｔｏｐ）であり、少なくとも１つの方向への光学素子の互いに対する相対移動を制限する。終端停止部は、具体的には、第１及び第２の光学素子の６つの方向への相対移動を制限するよう配置される。終端停止部は、具体的には、前記光学素子の移動が終端停止部によって制限されるとき、光学素子の１つと直接接触する。たとえば、終端停止部は、光学素子間の最大及び／又は最小距離を制限するよう配置される。さらに、終端停止部は、光学素子の互いに対する傾斜を制限できる。
【００９１】
終端停止部は、光学素子の主な延在平面に垂直な方向における光学素子間の最大距離を制限するよう配置され得る。終端停止部は、光学素子を互いに対して変位させる加速力により、膜が過剰な負荷を受けることを防止するので有利である。
【００９２】
一実施例によれば、プリズムは、枢動構造体を有し、枢動構造体は、光学素子の一方の、他方の光学素子に対する枢動点を画定するよう配置される。枢動構造体は、ジンバルであってもよい。別法として、枢動構造体は、アクチュエータに取り付けられたばねを有することができ、ここでばねは、光学素子の互いに対する相対移動の受動式制振を実現する。別法として、枢動構造体は、光学素子の一方に固定的に連結される突部を有することができる。突部は、レール要素に係合し、レール要素は、レール要素に沿った突部の移動を誘導する。たとえば、突部はボールの形状を持ち、ここで突部及びレール要素は、ボール・ジョイントを構築する。枢動構造体は、具体的には、終端停止部である。枢動構造体は、傾斜性能を改善し、プリズムを振動に対してより頑丈にするので有利である。
【００９３】
調整可能なプリズムの１つの実施例によれば、光学的傾斜角は、３５０ｎｍから８００ｎｍまでの可視波長範囲の電磁放射に対して、適切に画定される。光学的傾斜角は、具体的には、赤外光及び近赤外光の波長範囲の電磁放射に対して適切に画定される。
【００９４】
さらに、調整可能なプリズムを有するデバイスもある。ここに記載するデバイスは、特に、調整可能なプリズムを有することができる。これは、デバイスについて開示されるすべての特徴が、調整可能なプリズムについても開示され、その逆も同様であることを意味する。
【００９５】
一実施例によれば、デバイスは、プロジェクタ又はカメラにおける超解像度用のビーム・シフタである。ビーム・シフタは、具体的には、プロジェクタのビーム経路に配置される。ビーム・シフタは、光がプロジェクタによって放射される方向をシフトするよう配置される。ビーム・シフタは、プロジェクタによって生成される画像を、プロジェクタの画素ピッチの割合でシフトし、したがって、特に正確なシフトが必要である。カメラでは、ビーム・シフタは、画像センサのビーム経路の前に配置される。ビーム・シフタは、画像センサによって取り込まれる画像を、センサの画素ピッチの割合でシフトするよう配置され、したがって、特に正確なシフトが必要である。
【００９６】
ビーム・シフタは、調整可能なプリズムを有し、光がプロジェクタによって放射される方向、又は光が画像センサに入射する方向を画定することを可能にする。光偏向の角度は、機械的偏向の角度よりも小さい。したがって、調整可能なプリズムは、特に正確なビームシフトを可能にする。たとえば、ビーム・シフタは、第１の光学素子を少なくとも２つの予め定義された位置、好ましくは少なくとも４つの予め定義された位置に傾けるよう配置される。したがって、プロジェクタ又はの解像度は、２倍、好ましくは４倍増加する。
【００９７】
さらに、ビーム・シフタは、予め定義された位置間を特に高速で切り替えるよう配置される。たとえば、ビーム・シフタは、投影される画像の１フレーム中に、予め定義された位置のそれぞれに切り替わるよう配置される。したがって、ビーム・シフタの予め定義された位置間での切替え頻度は、フレーム・レートより少なくともｎ倍高く、ここでｎは、予め定義された位置の数に相当する。カメラにおいては、ビーム・シフタは、超解像度画像が取り込まれている間、予め定義された位置のそれぞれに切り替わるよう構成され得る。したがって、カメラは、ビーム・シフタの予め定義されたそれぞれの位置で画像を取り込み、ここで取り込まれた画像は後で合成される。結果として、合成された画像は、超解像度画像になる。
【００９８】
さらに、調整可能なプリズムは、３００Ｈｚ未満、特に１００Ｈｚ未満の、付加的な機械的共振のない、本質的に制振された液体システムである。調整可能なプリズムは、広い周波数帯域幅で切り替えることができるので有利である。
【００９９】
ビーム・シフタの特に高速な切替えを実現するため、調整可能なプリズムの移動質量は小さい。すなわち、第１の保持構造体及び第１の光学素子の最大総重量は、１００ミリグラム、好ましくは６０ミリグラムである。さらに、調整可能なプリズムは、光軸に対してある角度で画像をシフトする。調整可能なプリズムは、具体的には、光軸を中心にして画像を回転させない。
【０１００】
一実施例によれば、デバイスはイメージ・スタビライザである。イメージ・スタビライザは、カメラ・ユニット、双眼鏡、又は望遠鏡の一部であってもよい。イメージ・スタビライザは、取り込まれる画像のぼけを低減し、ここでぼけは、露光中のカメラ・ユニットの動きに伴う。イメージ・スタビライザは、撮像デバイス、双眼鏡、又は望遠鏡のパン及びチルト（ある角度をなす動き、ヨー及びピッチに相当する）を補正するよう配置される。イメージ・スタビライザは、露光中の寄生動作を補正するよう配置される調整可能なプリズムを有する。第２の光学素子に対する第１の光学素子の機械的傾斜角は、光学的傾斜角をもたらす。光学的傾斜角は、調整可能なプリズムに入射するビームと調整可能なプリズムを出るビームとの間を測定されたものである。機械的傾斜角の変化は、具体的には、光学的傾斜角のそれぞれの変化より小さい。したがって、調整可能なプリズムは、光学的傾斜角の特に正確な制御を可能にする。たとえば、３．５度の機械的傾斜角は、光学的傾斜角の１度になる。
【０１０１】
以下では、本発明の態様の実施例、並びに本発明のさらなる特徴及び利点を、以下の図面を参照して説明する。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図２】図１に示す調整可能なプリズムの概略上面図である。
【図２Ａ】図２のアクチュエータの配置構成の修正形態を示す図である。
【図３】第１及び／又は第２の光学素子がそれぞれ単一の軸を中心にして傾斜可能である、図１に示す調整可能なプリズムの変形例の概略上面図である。
【図４Ａ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図４Ｂ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図４Ｃ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図５】第２の保持構造体が、プリズムの支持構造体に固定され、第１の保持構造体が、プリズムの角度を調整するために傾斜可能である、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図６】光学媒体を有するプリズムの部材が、プリズムの支持構造体に固定され、プリズムの第１の保持構造体及び／又は第２の保持構造体が、プリズムの角度を調整するために傾斜可能である、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図７】光学偏向角を示し、さらに図６が、両方の保持構造体が作動／傾斜される場合に、部材を変形させるために、保持構造体ごとにより僅かな作動力しか必要としないことも明示する、図６による状態を示す図である。
【図８】調整可能なプリズムの固定型容器及び浮遊型容器／部材での、プリズムの、部材に加えられるトルク対機械的傾斜角を示すグラフである。
【図９】中間光学素子が、第１及び第２の光学素子のサイズを小さくし、それぞれの光学素子を傾けるときに、自由膜エリアが増えるほど、作動力がより小さくなるという結果をもたらす、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１０】図９に示す実施例の修正形態を示す図である。
【図１１】部材／容器の外側の壁の相異なる剛性値での、プリズムの、トルク対機械的傾斜角を示すグラフである。
【図１２】部材／容器の相異なる形状及び部材／容器の相異なる剛性値での、プリズムの、トルク対傾斜角を示すグラフである。
【図１３】プリズムの部材が、光学媒体から形成された可撓性の物質で形成されている、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１４】プリズムの部材／容器が、可撓性の外側の壁を有し、プリズムの光学素子が、外側の壁を越えて延在する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１５】部材／容器が、１つ又はいくつかのばねを介して調整可能なプリズムの支持構造体に連結される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１６】部材／容器が、ジンバルを介して調整可能なプリズムの支持構造体に連結される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１７】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１８】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１９】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、膜及び剛性の第２の光学素子を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２０】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、２つの膜及び周囲側壁を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２１】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、周囲部で連結される２つの膜を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２２】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、保持構造体が、（たとえば、第２の光学素子を傾斜させるために）剛性の第２の光学素子に連結される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図２３】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、剛性の第２の保持部材が、剛性の第２の光学素子を傾斜させるために、少なくとも１つのアクチュエータに直接連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図２４】少なくとも１つのアクチュエータが、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば、剛性のプリズム）に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図２５】図２４に示す実施例の概略側面図である。
【図２６】少なくとも１つのアクチュエータが、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば、剛性のプリズム）とは反対に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの代替実施例の概略側面図である。
【図２７】保持構造体（たとえば、少なくとも１つのアクチュエータと連結するための）が、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば剛性のプリズム）とは反対に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【図２８】保持構造体（たとえば、少なくとも１つのアクチュエータと連結するための）が、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば剛性のプリズム）に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの代替実施例の概略側面図である。
【図２９Ａ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図２９Ｂ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図２９Ｃ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図３０】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、剛性の第２の光学素子が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３１】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、第１の保持構造体が、剛性の第１の光学素子に連結され、剛性の第２の光学素子が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３２】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、第１の保持構造体が、剛性の第１の光学素子に連結され、第２の保持構造体が、剛性の第２の光学素子に連結され、第２の保持構造体が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３３】光学素子のｚ軸方向の相対移動を制限する終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３４】光学素子のｚ軸方向の相対移動を制限する終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３５】光学素子のｚ軸、ｘ軸及びｙ軸方向の相対移動を制限する、及び終端停止部及び横方向の終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３６】枢動構造体を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図３７】予歪を与えられていない第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの、部分的に示した概略側面図である。
【図３７】予歪を与えられた第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの部分的な概略側面図である。
【図３８】予歪を与えられた第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの部分的な概略側面図である。
【図４０】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図４１】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図４２】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【図４３】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０１０３】
図１は、本発明にしたがって、調整可能なプリズム１へ光軸Ｏの方向に入射する光Ｌを調整可能な様式で偏向するよう構成される、調整可能なプリズム１の実施例を示す。すなわち、プリズム１は、調整可能な角度（本明細書では、機械的角度とも呼ばれる）Ｗ（たとえば、角度Ｗを示す図５参照）を有する。この目的を達成するために、調整可能なプリズム１は、透明で可撓性の第１の表面１１、第１の表面１１とは反対の方向を向いた透明で可撓性の第２の表面１２、及び２つの表面１１と１２との間に配置された光学媒体２を有する部材１０を有し、それにより第１の表面１１に入射する光Ｌは、光学媒体２を通過し、第２の表面１２を通って部材１０を出る（又はその逆である）。それにしたがって、光Ｌは、部材１０によって、２つの表面１１と１２との間の前記角度Ｗに応じて偏向される。この偏向は、たとえば図７に示す光学偏向角Ｕに対応する。さらに、プリズム１は、部材１０の第１の表面１１に取り付けられた（たとえば接着された）表面エリア２１を有する剛性の第１の光学素子２０、及び部材１０の第２の表面１２に取り付けられた（たとえば接着された）表面エリア３１を有する剛性の第２の光学素子３０を有する。２つの表面エリア２１、３１は平坦であることが好ましいが、湾曲していてもよい（上記も参照）。２つの表面エリア２１、３１のこの特徴は、本発明の他の実施例にも適用され得る。さらに、２つの光学素子２０、３０は互いに向かい合っており、ここで前記部材１０は、２つの光学素子２０と３０との間に配置される。それぞれの光学素子２０、３０は、具体的には、それぞれの表面エリア２１、３２に平行な、別の表面を持つ平坦なプレート部材２０、３０であり得る。光学素子２０、３０は、ガラス又はプラスチック材料（たとえば、ポリマー）から形成できる。
【０１０４】
さらに、プリズム１は、第１の光学素子２０及び／又は第２の光学素子３０を傾けて、上記で説明した前記角度Ｗを調整するよう構成される、個々のアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４で構成され得るアクチュエータ・システムＳを有することが好ましい。
【０１０５】
前記角度Ｗは、具体的には、２面角、すなわち、第１の表面１１の延長平面Ｅ１と第２の表面１２の延長平面Ｅ２との間の、２つの延長平面Ｅ１、Ｅ２間の仮想交線Ｉを直角に切断する第３の平面Ｅ３における角度であり得る。
【０１０６】
図１にさらに示すように、第１の光学素子２０の表面エリア２１は、第１の表面１１が第１の光学素子２０の表面エリア２１で覆われていない自由周囲部分１１ｂを有するように、第１の表面１１の一部分１１ａに取り付けられる。同様に、第２の光学素子の表面エリア３１は、第２の表面１２が第２の光学素子３０の表面エリア３１で覆われていない自由周囲部分１２ｂを有するように、第２の表面１２の一部分１２ａに連結される。
【０１０７】
第１の光学素子２０の表面エリア２１は、具体的には、第１の光学素子２０の周縁部によって境界を定められ得る。同様に、第２の光学素子３０の表面エリア３１は、第２の光学素子３０の周縁部によって境界を定められ得る。
【０１０８】
図１にさらに示すように、部材１０は、光学媒体（たとえば、液体又はゲル）２で満たされた容器であってもよく、ここで容器１０は、第１の透明で弾性変形可能な膜１０１及び第２の透明且つ弾性変形可能な膜１０２を有する。ガラス、プラスチック材料、ポリマー（たとえば、シリコーンベースのポリマー）又はエラストマーなどの、透明で伸縮可能な任意の好適な材料から形成され得る２つの膜１０１、１０２は、容器１０の周囲側壁１３を介して連結される。周囲側壁１３は、星型の形状も含む様々な形であり得る。具体的には、第１の膜１０１は、前記第１の表面１１を形成し、第２の膜１０２は、前記第２の表面１２を形成し、ここで光学媒体２（たとえば、シリコーン・オイル）は、第１の膜１０１と第２の膜１０２との間に配置される。さらに、外側の壁１３は剛性であるが、代替実施例では可撓性であってもよい。
【０１０９】
さらに、光学素子２０、３０の表面エリア２１、３１の直径Ｄ１、Ｄ２は、自由周囲膜部分／表面部分１１ｂ、１２ｂを確保する周囲側壁１３で囲まれたボリュームの直径Ｄよりも小さい。
【０１１０】
さらに、作動力を光学素子２０、３０に伝達するために、第１及び第２の保持構造体４０、５０が設けられ、ここで第１の保持構造体４０は、第１の光学素子２０を保持するよう構成され、第２の保持構造体５０は、第２の光学素子３０を保持するよう構成される。保持構造体４０、５０は、部材１０を変形させるそれぞれの光学素子２０、３０を傾けて、所望の角度Ｗをもたらすことができるので、プリズム成形器とも呼ばれる。この角度Ｗは、光学媒体２の屈折率と共に、一実例として図７に示すように、偏向された光ビームＬの光学偏向角Ｕを生み出す。
【０１１１】
保持構造体４０、５０はそれぞれ、具体的には、それぞれの光学素子２０、３０がその前に配置される開口４１、５１を有するプレート４０、５０で形成することができる。第１の光学素子２０は、具体的には、第１の保持構造体４０の周囲境界領域４２に連結することができ、境界領域４２が第１の保持構造体４０の開口４１を取り囲んでいる。同様に、第２の光学素子３０は、第２の保持構造体５０の周囲境界領域５２に連結することができ、境界領域５２が第２の保持構造体５０の開口５１を取り囲んでいる。それぞれの開口４１、５１は、具体的には、円形の開口、楕円形の開口、四角形の開口、又は他の任意の好適な形状のうちの１つであり得る。それぞれのプレート４０、５０は、四角形のプレートであってもよいが、他の外形も有することができる（図４Ａから４Ｃも参照）。
【０１１２】
本発明により、プリズムの高さＨを最小に保ちながらも、同時に、プリズム１の有効口径Ｃ（すなわち、開口４１、５１の直径）を最大にすることができるので有利である。これは、アクチュエータ・システムＳのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４が、好ましくは第２の空間方向（プリズム長さＸの方向）に沿って配置されるという事実によって裏づけけられている。したがって、アクチュエータは、部材１０の外側に隣接して配置することができ、プリズムの高さＨに影響しない。このようにして、高さＨは、調整可能なプリズム１の長さＸよりはるかに短くすることができる。
【０１１３】
具体的には、図２に示すように、アクチュエータ・システムＳは、４つのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有し、第１の保持構造体４０又は第２の保持構造体５０を、第１の軸Ａ１及び直線の別個の第２の軸Ａ２を中心にして傾けることができる。アクチュエータ・システムＳはまた、２つの軸Ａ１、Ａ２を中心にして、両方の保持構造体４０、５０を傾けるようにも構成され得る。少なくとも１つのアクチュエータＳ１、Ｓ２、．．．は、具体的には、傾斜方向（片側）ごとに使用される。
【０１１４】
さらに、両方の保持構造体／プリズム成形器４０、５０を傾斜させる場合には、個々のアクチュエータの構成要素を両方の構造体４０、５０に配置することも可能である。たとえば、電気コイルを第１の保持構造体４０に配置することができ、一方対応する磁石を第２の保持構造体５０に配置する（組合せ式ボイス・コイル・アクチュエータ）。部材１０の片側にのみアクチュエータＳ１、Ｓ２を配置するための、図２Ａに示す、かかるアクチュエータの配置構成も使用できる。
【０１１５】
各アクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、具体的には、作動される保持構造体（たとえば、第１の保持構造体４０）の角の領域に作用する。図２に示すように、アクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、２つのアクチュエータ・グループＧ１、Ｇ２にグループ化され、ここで前記アクチュエータ・グループＧ１、Ｇ２は、高さＨに垂直に延びる第２の方向について、部材１０の両側に配置されることが好ましい。言い換えると、部材１０は、それに沿ってプリズム１が長さＸを有する第２の方向について、２つのアクチュエータ・グループＧ１とＧ２との間に配置される。
【０１１６】
それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、．．．は、具体的には、任意の種類の好適なアクチュエータ、具体的には、ボイス・コイル・アクチュエータ、形状記憶合金アクチュエータ、圧電アクチュエータ、電気永久磁石アクチュエータのうちの１つであり得る。
【０１１７】
図３に示すように、調整可能なプリズム１はまた、第１及び／又は第２の保持構造体４０、５０が、それぞれ単に、単一の軸Ａ１を中心にして傾斜できるようにも構成され得る。ここで、少なくとも２つのアクチュエータＳ１、Ｓ２が使用され、これらもやはり上記のようにグループ化されることが好ましい。すなわち、部材１０は、プリズム１がその長さＸを有する第２の方向について、２つのアクチュエータＳ１とＳ２との間に配置される。
【０１１８】
さらに、図４Ａから図４Ｃは、全体的に、相異なる実施例で使用できる、光学素子２０、３０、膜１０１、１０２及び外側の壁１３の相異なる、とり得る外形を示す。図４Ａによれば、前述の構成要素は、円形の外形を有することができる。別法として、前記構成要素２０、３０、１０１、１０２、１３はまた、楕円形の外形（図４Ｂ参照）又は四角形の外形（図４Ｃ参照）を有することができる。それぞれの自由膜部分１１ｂ、１２ｂは、具体的には、円形の設計（図４Ａ）でその最小値をとり、四角形の設計（図４Ｃ）で最大値をとる。四角形の設計は、丸みを帯びた角を有することができる。
【０１１９】
さらに、プリズム１の角度Ｗを調整するために、第２の保持構造体５０は、調整可能なプリズム１の支持構造体３に強固に連結することができ、ここでアクチュエータ・システムＳは、角度Ｗを設定するために、第１の保持構造体４０に作用するよう構成される。したがって、部材１０は、具体的には、調整可能なプリズム１の支持構造体３に連結された第２の保持構造体５０上で浮遊式に支持される。
【０１２０】
図６は、さらなる可能性を示し、ここで部材（たとえば、容器）１０は、そうではなくて、支持構造体３に強固に連結される。この目的を達成するために、外側の壁１３を前記支持構造体３に固定することができる。これにより、アクチュエータ・システムＳを用いて両方の保持構造体４０、５０を（たとえば、同時に）傾け、プリズム１の角度Ｗを設定することができる。
【０１２１】
図７は、両方の保持構造体（プリズム成形器）４０、５０を傾ける利点を示す。両方の保持構造体４０、５０を作動させることができる（たとえば、図５と比較してより多くの数のアクチュエータが使用される）ので、同じ光学的傾斜角Ｕを得るのに、より大きい傾斜力が使用可能である。しかし同数のアクチュエータを持っていれば、図６の構成は、図５に示す構成と同様の効率を有する。
【０１２２】
図８を見て分かるように、第１又は第２の保持構造体４０、５０の機械的傾斜角の関数としてトルクを示しており、プリズムの高さＨの減少及び有効口径Ｃの増加により、プリズム１を傾斜状態に作動させるのに必要なトルクが大幅に増加する。
【０１２３】
浮遊型容器１０を導入し、外側の壁１３で囲まれたボリュームの内径よりも小さい直径を持つ傾斜可能な第１の光学素子２０を備えることによって、トルクを低減することができる（ここでは、第２の保持構造体５０は固定されている）。
【０１２４】
図９及び図１０は、第１及び／又は第２の保持構造体４０、５０を傾けるために必要な力をより小さくするためのさらなる方策を示す。こうした特徴は、自由膜エリア１１ｂ、１２ｂを増やすことを目的とする。プリズムの幅は、それに応じて大きくなる。
【０１２５】
図９によれば、第１の光学素子２０は、具体的には、第１の中間光学素子２５を介して第１の保持構造体４０に連結され得る。ここで、第１の中間光学素子２５は、第１の光学素子２０の直径Ｄ１よりも大きい直径Ｄ３を有する。同様に、第２の光学素子３０は、第２の中間光学素子３５を介して第２の保持構造体５０に連結される。ここで、第２の中間光学素子３５は、第２の光学素子３０の直径Ｄ２よりも大きい直径Ｄ４を有する。
【０１２６】
したがって、有効口径Ｃを一定に保ち得る一方で、光学素子２０、３０の径Ｄ１、Ｄ２を小さくすることができる。
【０１２７】
光学素子２０、３０及び中間光学素子２５、３５の直径が相異なるため、第１の光学素子２０及びそれに連結された第１の中間光学素子２５は、周方向の段部２６を形成する。同様に、第２の光学素子３０及びそれに連結された第２の中間光学素子３５も、周方向の段部３６を形成する。
【０１２８】
これらの段部２６、３６はまた、図１０に示すように、それぞれの光学素子２０、３０と一体に形成される保持構造体４０、５０を使用する場合にも生成できる。ここで、第１の光学素子２０は、突部２７を有し、それにより、第１の光学素子２０は、周方向の段部２６を有し、ここで第１の光学素子２０の表面エリア２１は、突部２７の周縁部２８によって境界を定められる。同様に、第２の光学素子３０は、突部３７を有し、それにより、第２の光学素子３０は、周方向の段部３６を有し、ここで第２の光学素子３０の表面エリア３１は、第２の光学素子３０の突部３７の周縁部３８によって境界を定められる。
【０１２９】
図１１にさらに示すように、壁部材１３の剛性、幅、及び高さも、プリズムの傾斜力に影響を及ぼし、力を減らすために使用することができる。図１１は、具体的には、剛性の外側の壁１３（図１１の下側のプリズム１）ではなくて、可撓性の壁１３（図１１の上側のプリズム１）を使用することによって、トルクを低減できることを示している。
【０１３０】
さらに、図１２は、相異なる容器の外径（円形及び四角形、図４Ａ及び図４Ｃも参照）及びそれぞれの容器１０の剛性について、傾斜角の関数としてトルクを示し、相異なる設計を使用した力の低減の可能性を実証している。具体的には、自由膜エリア１１ｂ、１２ｂが増加すると（たとえば、円形から四角形に）、必要なトルクが減少する。さらに、容器１０の剛性が低下すると、必要なトルクが低下する。
【０１３１】
さらに、図１３によれば、光学液体／媒体２及び周囲の容器１０は、光学媒体２、具体的には硬化性シリコーン、ゲル、又はゴム粒（ｒｕｂｂｅｒ  ｄｒｏｐ）から形成される透明な可撓性の物質１０で置き換えることができ、ここで材料２の剛性（ショア）は、傾斜トルクを規定する。材料２の屈折率が大きいほど、必要な機械的傾斜角Ｗを減少させることができる。
【０１３２】
さらに、図１４によれば、光学素子３０、４０は、平坦なプレート部材の形でそれぞれの保持構造体４０、５０と一体に形成することができ、ここで、こうしたプレート部材を可撓性部材１０の上に延在させて、機械的な傾斜を可能にするための最小の部材高さを確保することができる。これにより、費用効果の高い様式で、プリズム全体の高さが低くなる。
【０１３３】
さらに、図１５及び図１６に示すように、部材／容器１０は、１つ若しくはいくつかのばね４を介して、又はジンバル５を介して、調整可能なプリズム１の支持構造体３に連結することができる。
【０１３４】
部材１０の外側の壁１３の支持構造体３への、かかるばねによる連結は、依然として傾斜させる動きを可能にしながらも、光軸Ｏの方向（ｚ位置）、並びに、特にまたｘ及びｙ方向の部材の移動を低減する。この自由移動質量の減少は、プリズム１の剛性を高め、それによって落下又は衝撃試験に対する信頼性を向上させる。さらに、プリズムの高さが制御され、精度を高める。
【０１３５】
図１６によれば、２次元ジンバル５もまた、部材／容器１０を保持するために使用できる。前述の利点に加えて、かかるジンバル５は、測定及び傾斜の精度を向上させる画定された枢動点を実現させるのに役立つ。
【０１３６】
具体的には、ガイド用ばねを使ってアクチュエータ・システムＳを誘導することにより、プリズム１を傾けることとｚ方向（すなわち、光軸Ｏの方向）に沿って移動することとの間のクロストークを低減する、プリズム１の画定される枢動点を画定できる。ここでも、作動精度を向上させることができ、アクチュエータの自由移動質量が減少する。これは、プリズム１の剛性をさらに高め、それによって落下又は衝撃試験に対する信頼性を向上させる。さらに、プリズムの高さが制御され、精度を高める。
【０１３７】
さらに、アクチュエータは、最大傾斜移動及びｚ方向移動（すなわち、光軸Ｏ方向の移動）、並びにｚ方向に垂直な移動（すなわち、ｘ方向及びｙ方向）を制限する急停止部を有することが好ましい。かかる停止部により、膜１０１、１０２の過度の伸張、塑性変形、及び破裂を回避することができる。その結果、落下試験の際の安定性が向上する。
【０１３８】
さらに、図２に戻ると、調整可能なプリズム１は、複数のホール・センサＨ１、Ｈ２、．．．を有することが好ましく、ここで各ホール・センサは、アクチュエータＳ１、Ｓ２、．．．のうちの１つに隣接して配置され、それぞれのアクチュエータのストロークを測定する。調整可能なプリズム１は、具体的には、それぞれの測定されたストロークを使用して、前記角度Ｗの調整を制御するか、又は個々のアクチュエータＳ１、Ｓ２、．．．間のクロストークを低減するよう構成される。一般に、ホール・センサの代わりに、他のセンサ、たとえば容量性又は誘導性センサも使用できる。
【０１３９】
光学素子２０、３０を意図した方向に傾けようとすると、かかるクロストークにより、意図しない傾斜が発生する可能性がある。基本的に、クロストークは、作動部品の非対称なストロークに起因し得る。たとえば、図２に示す意図した傾斜軸、たとえば第１の軸Ａ１を中心にして傾斜するには、アクチュエータＳ２、Ｓ４を有するグループＧ２を作動させる必要がある。対応するストロークが非対称である場合、意図しない（たとえば、第２の軸Ａ２を中心とした）傾斜が顕在化する可能性がある。
【０１４０】
ホール・センサＨ１、Ｈ２、．．．をアクチュエータのエリア近くに装着することにより、各エリアでそれぞれのストロークを読み取り、非対称を修正してクロストークを減らすことができる。
【０１４１】
さらに、調整可能なプリズム１は、光学媒体２の温度を測定するために、光学媒体２に隣接する温度センサ６（図２参照）を有することができる。温度センサ６は、具体的には、保持構造体４０、５０の一方、光学素子２０、３０の一方（たとえば、第１又は第２の保持要素）、又は外側の壁１３に配置できる。
【０１４２】
測定された温度を使用して、光学液体／媒体２の屈折率を計算することができ、所望の光学偏向角を達成するための機械的な角度Ｗを計算することができる。
【０１４３】
図１７及び図１８は、可変的な様式で、調整可能なプリズム１に（ここでは剛性の第１の光学素子２０の外面２０ａに）入射する光Ｌを偏向する、調整可能なプリズム１の別の実施例を示す。調整可能なプリズム１は、表面エリア２１を有する剛性の第１の光学素子２０と、剛性の第１の光学素子２０の表面エリア２１に面する表面エリア３１を有する剛性の第２の光学素子３０とを有する。さらに、調整可能なプリズム１は、２つの表面エリア２１と３１との間に配置される光学媒体（たとえば液体）２を有し、その結果、第１の剛性の光学素子２０に入射する光Ｌが、剛性の第１の光学素子２０の表面エリア２１、光学媒体２、及び剛性の第２の光学素子３０の表面エリア３１を通過し、これにより、光Ｌは、２つの表面エリア２１と３１との間の角度Ｗに応じて偏向される。角度Ｗは、上記で画定された２面角であり得る。第１の剛性の光学素子２０は、たとえばガラス又は好適なポリマーから形成された剛性のプリズムであることが好ましい。さらに、剛性の第２の光学素子３０は、透明で平坦なプレートであるが、剛性のレンズ３０として機能するように（たとえば、光学エラーの補正などのために）曲率を有してもよい。剛性の第２の光学素子３０もまた、ガラス又はプラスチック材料（たとえば、好適なポリマー）から形成できる。
【０１４４】
剛性のプリズム２０の外面２０ａは、具体的には、剛性のプリズム２０の表面エリア２１に対して鋭角Ａをなして延在し、具体的には、表面エリア２１と交わって剛性のプリズム２０の縁部を形成し、ここで外面２０ａは、調整可能なプリズム１によって偏向されるべき光Ｌを受光するよう構成される。
【０１４５】
図１７に示すように、第１の軸Ｔを中心として剛性プリズム２０を傾斜させることが可能であるだけでなく、異なる第２の軸Ｔ’を中心として第２の光学素子３０を傾斜させ、光線Ｌの方向に影響を与えることが可能である。２つの軸Ｔ、Ｔ’は垂直であり得る。第１の軸Ｔは、剛性のプリズム２０の表面エリア２１に垂直であり得る。
【０１４６】
別法として、図１８に示すように、好ましくは２つの別個の軸を中心にして剛性の第２の光学素子３０を傾け、剛性のプリズム２０を固定した状態で維持することも可能である。
【０１４７】
好適な液体又はゲルであり得る光学媒体２は、２つの光学素子２０と３０との間に配置され、表面エリア２１、３２に連結される、少なくとも部分的に透明な容器１０内に配置されることが好ましく、ここで容器１０は、剛性の第１及び／又は剛性の第２の光学素子２０、３０が傾けられたときに、可変プリズムを形成できるよう変形可能（たとえば、くさび形）である。
【０１４８】
図１９から図２１は、図１７及び図１８に示したプリズム１の容器１０の別個の実施例を示す。
【０１４９】
図１９に示す第１の変形例によれば、容器１０は、剛性の第１の光学素子２０の表面エリア２１に連結された第１の透明で弾性変形可能な膜１０１を少なくとも有し、ここで第１の膜１０１はさらに、第１の膜１００の縁部領域１０１ａを介して第２の剛性の光学素子３０に連結され、その結果、光学媒体２は、第１の膜１０１及び剛性の第２の光学素子３０の表面エリア３１によって密閉される。ここで、光学媒体２は、剛性の第２の光学素子３０の表面エリア３１に接触する。
【０１５０】
図２０に示す実施例によれば、容器１０は、剛性の第２の光学素子３０の表面エリア３１に連結される第２の透明で弾性変形可能な膜１０２を有し、一方、第１の膜１０１は、剛性の第１の光学素子２０の表面エリア２１に連結される。ここで、２つの膜１０１、１０２の縁部領域１０１ａ、１０２ａは、リング部材１３として形成することができる周囲側壁１３に連結されている。ここで光学媒体２は、２つの膜１０１、１０２及び外側の壁１３によって密閉される。
【０１５１】
別法として、図２１に示すように、２つの膜１０１、１０２の縁部領域１０１ａ、１０２ａは（たとえば、接着剤によって）互いに付着されてもよく、その結果、光学媒体２は２つの膜１０１、１０２のみによって密閉された状態になる。
【０１５２】
図２２に示すように、剛性の第２の光学素子３０は、光が通過するための開口５１を有する保持構造体５０に連結され得る。保持構造体は、可撓性の容器１０に連結された第２の光学素子３０を保持するよう機能し、また、第２の光学素子３０を傾けるために、保持構造体５０を介して第２の光学素子３０に連結され得る、１つ又は複数のアクチュエータの装着構造体としても機能する。
【０１５３】
図２２によれば、剛性の第２の光学素子３０は、いわゆるＤカットの光学素子である。すなわち、２つの対向する直線縁部３０３、３０４、並びに２つの対向する凸状に湾曲した縁部３０１、３０２を有する。これに対応して、保持構造体の開口５１は、対応する外形、すなわち、２つの対向する直線縁部と２つの対向する凹状に湾曲した縁部とを有する。
【０１５４】
別法として、図２３に示すように、剛性の第２の光学素子３０は、剛性のプリズム２０の１つ又は２つの外側の壁２０ｂを越えて突出し、第２の光学素子３０を保持するための、且つ／又は１つ又は複数のアクチュエータを第２の光学素子３０に連結するための部分又は表面を設けることができる。
【０１５５】
図２４から図２６は、剛性の第２の光学素子３０を傾斜させるための、アクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４の配置構成に関する、様々な実施例を示す。ここで、調整可能なプリズム１は、図１７から図２３に関連して上記した実施例の１つにしたがって設計することができる。
【０１５６】
図２４及び図２５に示すように、調整可能なプリズム１は、少なくとも１つのアクチュエータ、ここではたとえば４つのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を有し、剛性の第１の光学素子／剛性のプリズム１に対して剛性の第２の光学素子３０を傾けることができる。作動は、剛性のプリズム１０の隣又は反対方向（図２６参照）で、可動コイル型ボイス・コイル・モータ（ＶＣＭ：ｖｏｉｃｅ  ｃｏｉｌ  ｍｏｔｏｒ）、可動磁石型ＶＣＭ、形状記憶合金アクチュエータなどのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４を使用して行われ得る。それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、システムに画定された枢動点を与えるための誘導用ばねを有することができ、ここでそれぞれのばねは、必要に応じて電流リードとしても機能できる。
【０１５７】
図２４及び図２５によれば、具体的には、剛性の第２の光学素子３０を傾斜させるために、それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、剛性の第２の光学素子３０の外部側面３０ａに連結され、ここで外部側面３０ａは、剛性の第１の光学素子／剛性のプリズム２０に面し、その結果それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、具体的には、剛性の第１の光学素子／剛性のプリズム２０の横に配置される。
【０１５８】
別法として、図２６に示すように、それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、剛性の第２の光学素子３０の外部側面３０ｂに連結され、ここで外部側面３０ｂは、剛性の第１の光学素子２０とは反対側を向き、その結果第２の光学素子３０は、アクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４と剛性の第１の光学素子／剛性のプリズム２０との間に配置される。
【０１５９】
図２４から図２６では、それぞれのアクチュエータは、調整可能なプリズム１の角度Ｗを調整するように、剛性の第２の光学素子３０を傾斜させるために、剛性の第２の光学素子３０に直接連結される。
【０１６０】
しかし、図２７及び図２８に示すように、それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４は、保持構造体５０を介して剛性の第２の光学素子３０に連結され得る。かかる保持構造体５０は、剛性のプリズム２０とは反対側を向く外部側面３０ｂ（図２７参照）又は剛性のプリズム２０に向く他方の外部側面３０ａ（図２８参照）に連結することができる。図２７の保持構造体５０は、図２６のアクチュエータの配置構成に特に好適である。図２８の保持構造体５０は、図２４及び図２５のアクチュエータの配置構成に特に好適である。さらに、保持構造体は、いくつかの分離した部品で構成され得る（たとえば、図２６参照）。
【０１６１】
図２９Ａから図２９Ｃは、本発明による調整可能なプリズム１の別の実施例を示し、ここで、それぞれのアクチュエータＳ１、Ｓ２は、磁石８０及び対抗する電気コイル７０を有し、電流がそれぞれの電気コイル７０印加されたときに、剛性の第１の光学素子（図２９Ａを参照）又は剛性の第２の光学素子３０（図２９Ｂを参照）を、それぞれ、少なくとも１つの軸（ここでは図示の断面に垂直に延びる軸）を中心にして傾けることによって、調整可能なプリズムの前記角度を調整するための、ローレンツ力を生成する。
【０１６２】
図２９Ａから図２９Ｃに示すように、剛性の第１及び剛性の第２の光学素子２０、３０の表面エリア２１、３１が平行である場合、その周りにそれぞれの電気コイル７０の導体の巻線７１が延在する巻軸ｚは、磁石８０の磁化Ｍと一直線に並ぶことが好ましい。
【０１６３】
図２９Ａ及び図２９Ｂに示す実施例によれば、それぞれの磁石８０は、連係する電気コイル７０の磁化Ｍ及び／又は巻軸ｚの方向に、連係する電気コイル７０から間隔を置いて配置される。図２９Ｃに示す代替実施例では、磁石８０は、電気コイル７０の中心開口内に突出し、ここで電気コイルの巻線７１は、この中心開口の周りに延在する。
【０１６４】
図２９Ａから図２９Ｃに示す実施例では、磁石８０は、剛性の第２の光学素子３０に連結され、電気コイル７０は、剛性の第１の光学素子２０に連結される。しかし、磁石８０及びコイル７０の位置もまた交換可能であり、その結果、コイル７０は剛性の第２の光学素子３０に連結され、磁石８０は剛性の第１の光学素子２０に連結される。
【０１６５】
図２９Ａに示す実施例では、剛性の第２の光学素子３０及びそれに連結された磁石８０は固定されており、一方剛性の第１の光学素子２０及びそれに連結されたコイル７０は、アクチュエータＳ１、Ｓ２を使用して傾けられるよう構成される。
【０１６６】
図２９Ｂに示す代替実施例では、剛性の第１の光学素子２０及びそれに連結された電気コイル７０は固定されており、一方剛性の第２の光学素子３０及びそれに連結された磁石８０は、傾けられるよう構成される（これは、剛性の第１の光学素子２０が剛性のプリズム２０である場合に、特に好適である）。
【０１６７】
それぞれの電気コイル７０は、プリント回路基板に統合されることが好ましい。
【０１６８】
調整可能なプリズム１の可動部は、自由に動くことができるか、又はたわみばね（ｆｌｅｘｔｕｒｅ  ｓｐｒｉｎｇ）と連結され、旋回点を画定することができる。
【０１６９】
さらに、磁石８０及びコイル７０はまた、本明細書で説明するような中間保持構造体４０、５０を用いて、それぞれの構造体（第１又は第２の光学素子２０、３０）に連結され得る。
【０１７０】
さらに、図３０は、本発明による調整可能なプリズム１の一実施例の斜視図を示し、ここで調整可能なプリズム１は、光学媒体２を封じ込む容器１０の両側に、２つの平坦なＤカットの剛性の光学素子２０、３０の形態である、剛性の第１及び剛性の第２の光学素子２０、３０を有し、剛性の第２の光学素子３０は、具体的には、調整可能なプリズム１を使用する別のデバイス（たとえば、調整可能なプリズム１がカメラの一部である携帯電話）の装着構造体６０に連結されるよう構成される。
【０１７１】
Ｄカットは、具体的には、各剛性の光学素子２０、３０が、凸状に湾曲した第１の縁部２０１、３０１、第１の縁部２０１、３０１の反対側にある凸状に湾曲した第２の縁部２０２、３０２、直線の第３の縁部２０３、３０３、第３の縁部２０３、３０４の反対側の直線の第４の縁部２０４、３０４を有し、第３及び第４の縁部２０３、２０４、３０３、３０４は、それぞれ第１及び第２の縁部２０１、２０２、３０１、３０２間に延在することを意味する。
【０１７２】
図３１に示すように、剛性の第１の光学素子２０のＤカット形状に一致する開口４１を有する第１の保持構造体４０は、たとえば剛性の第２の光学素子３０に対して剛性の第１の光学素子２０を傾斜させるために、剛性の第１の光学素子２０に連結することができ、その結果、２つの光学素子２０と３０との間の容器１０は、調整可能なプリズム１に入る光の偏向を調整するように、プリズム（たとえば、くさび形）を形成する。またここでも、剛性の第２の光学素子３０は、調整可能なプリズム１を使用する別のデバイス（たとえば、調整可能なプリズム１がカメラの一部である携帯電話）の装着構造体６０に連結されるよう構成される。
【０１７３】
さらに、図３２に示すように、Ｄカットの第２の光学素子３０の形状に一致する輪郭を持つ開口５１を有する第２の保持構造体５０は、第２の光学素子３０に連結され、その結果、２つの光学素子２０、３０及びその間にある容器１０は、２つの保持構造体４０と５０との間に配置される。ここで、第２の保持構造体５０は、調整可能なプリズム１を使用する別のデバイス（たとえば、調整可能なプリズム１がカメラの一部である携帯電話）の装着構造体６０に連結されるよう構成され得る。
【０１７４】
概して、すべての実施例において、剛性の光学素子２０、３０（たとえば、ガラス要素）の形態、及び容器１０の形態も、所望の幾何形状に適合させることができ、Ｄカットに限定されず、やはり四角形、楕円形、円形などであってもよい。さらに、それぞれの保持構造体４０、５０は、ＱＲコード（登録商標）、ＤＭＣコード、バーコード、プレーン・テキストなどのシリアル番号を有し、製造中の調整可能なプリズム１の追跡可能性を確保できる。
【０１７５】
図３３は、終端停止部９０を有する調整可能なプリズム１を示す。終端停止部９０は、第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０のｚ軸方向の相対移動を制限するよう配置される。終端停止部９０は、射出成形によって製造できる。終端停止部９０は、具体的には、光学素子の移動を制限するよう配置され得る。たとえば、終端停止部９０は、第１の光学素子が傾斜するという結果をもたらす、ｚ軸方向の引っ張り移動、ｘ軸方向及び／又はｙ軸方向のねじり移動（ｓｈｅａｒ  ｔｒａｖｅｌ）、並びに押込み移動を制限する。
【０１７６】
第２の光学素子３０は、第２の保持構造体５０に装着される。第１の光学素子２０は、第１の保持構造体４０に取り付けられる。第１の保持構造体４０及び第２の保持構造体５０は、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面に沿って広がる、フレームのような形状を持つ。保持構造体４０、５０の少なくとも一方は、保持構造体４０、５０を互いに対して動かすよう配置されたアクチュエータに機械的に連結されるよう配置される。アクチュエータは、具体的には、第１の保持構造体を傾斜状態４０’にさせるよう配置される。たとえば、アクチュエータによって作動されたときに、傾斜状態４０’の第１の保持構造体は、終端停止部９０と間接的に接触しない。
【０１７７】
図３４は、図３３の調整可能なプリズムの同じ実施例を示し、ここで保持構造体４０、５０は、加速力９１によって互いに対して移動する。加速力９１は、アクチュエータによって生じるものではない。加速力９１は、可動式に装着された第１の保持構造体４０及び第１の光学素子２０の慣性によって生じ得る。加速力９１は、第１の保持構造体４０及び第１の光学素子２０をｚ軸方向に引っ張る。調整可能なプリズム１が加速力９１に曝されると、膜１０１、１０２は、すべての面が同時に完全に伸長するようになる。終端停止部９０は、伸長による膜１０１、１０２の損傷を防止する。第１の光学素子２０及び第２の光学素子３０の相対移動は、終端停止部９０によって制限される。光学媒体２のボリュームは、一定のままである。したがって、光学素子２０と３０との間の距離がｚ軸方向に増加すると、膜１０１、１０２の周囲部が光学素子２０と３０との間に引き込まれる。膜の周囲部の寸法は、具体的には、光学素子の相対位置が終端停止部９０によって画定されている状態で、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面で、膜が光学素子を越えて突出しないように選択される。加速力９１のない状態では、膜１０１、１０２の周囲部は、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面に沿って、光学素子２０、３０の縁部を越えて突出する。膜１０１、１０２の周囲部は、具体的には、加速力９１がない状態で、光学素子から少なくとも２００マイクロメートルだけ突出している。
【０１７８】
図３５は、光学素子２０、３０のｚ軸方向の相対移動を制限する終端停止部９０を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図を示す。調整可能なプリズム１は、さらに、横方向の終端停止部９２を有し、これは、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面に沿った光学素子２０、３０の相対移動を制限する。終端停止部９０及び横方向の終端停止部９２は、第１の光学素子２０の位置を、第１の保持構造体４０を急停止させることによって制限する。
【０１７９】
たとえば、調整可能なプリズム１、具体的には、第１の保持構造体４０は、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面を上面図で見ると、四角形の形状を持つ。第１の保持構造体４０は、基本的にｘ軸方向に延びる第１の縁部と、基本的にｙ軸方向に延びる第２の縁部とを持つ。第１の縁部の長さは、第２の縁部の長さよりも長い。具体的には、保持構造体４０に面する終端停止部９０の表面は、曲げられている。したがって、第１の保持構造体５０が加速力９１によって終端停止部９０に対して引かれる最大引っ張り範囲９５は、第１の保持構造体４０の最大傾斜を制限しない。たとえば、最大引っ張り範囲９５は、たわみのない状態の第１の保持構造体４０と終端停止部９０との間の最小距離によって画定される。最大引っ張り範囲９５は、具体的には、２００マイクロメートル、好ましくは１００マイクロメートルである。引っ張り範囲９５が小さいと、第１及び第２の光学素子２０、３０を越えて突出する、第１及び第２の膜１０１、１０２の必要な周囲部の材料が減るので有利である。それにより、調整可能なプリズム１０１、１０２のサイズを最小化することができる。したがって、ｚ軸方向の、第２の縁部と終端停止部９０との間の距離は、第１の縁部と終端停止部９０との間の距離よりも大きい。
【０１８０】
図３６は、第２の光学素子３０に対する第１の光学素子２０の枢動点を画定するよう配置された枢動構造体を有する、調整可能なプリズム１の実施例の概略斜視図を示す。枢動構造体は、第１の保持構造体４０に固定的に連結された突部９４を有する。突部９４は、レール要素９３に係合し、レール要素９３は、レール要素９３に沿った突部９４の移動を誘導する。レール要素９３が、傾斜の動きの際に第１の保持構造体４０の動きを誘導し、ｚ軸の方向に終端停止部を設けるように、レール要素９３は曲げることができる。枢動構造体は、傾斜性能を改善し、プリズムを振動に対してより頑丈にするので有利である。
【０１８１】
図３７は、予歪を与えられていない第１及び第２の膜１０１、１０２を持つ、調整可能なプリズム１の実施例の概略側面図を部分的に示す。この実施例では、第１又は第２の光学素子２０、３０と直接接触していない膜１０１、１０２の周囲部は、たわみのない状態で、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面に沿って延出する。ここ及び以下において、たわみのない状態で、第１の光学素子２０は、その重量によって第２の光学素子の上に載っているか、又はその逆である。
【０１８２】
図３７及び図３８は、予歪を与えられた第１及び第２の膜１０１、１０２を持つ調整可能なプリズムの概略側面図を部分的に示す。第１及び第２の膜の周囲部は、たわみのない状態で、ｘ軸及びｙ軸によって画定される平面に対して斜めに延出する。たとえば、第１及び第２の膜１０１、１０２の周囲部は、皺を有する。皺のために、膜１０１、１０２は、第１又は第２の光学素子２０、３０に向かって少なくとも部分的に曲げられる。
【０１８３】
図４０は、光学素子２０と３０との間の最小距離を制限する、間に挟まれた終端停止部９６を有する、概略斜視図における調整可能なプリズム１の実施例を示す。間に挟まれた終端停止部９６のｚ軸方向の全高は、ｚ軸方向の光学素子２０、３０の厚さよりも大きい。間に挟まれた終端停止部９６は、第１の保持構造体４０及び第２の保持構造体５０に一体化される。間に挟まれた終端停止部９６は、第１及び第２の保持構造体４０、５０の突部によって形成される。第１及び第２の保持構造体４０、５０の、間に挟まれた終端停止部９６は、互いに向かい合っている。間に挟まれた終端停止部９６はそれぞれ、ｚ軸方向に互いに向かって延出する。光学素子２０、３０の損傷のリスクを低減するので、有利である。
【０１８４】
図４１及び図４２は、光学素子２０と３０との間の最小距離を制限する、間に挟まされた終端停止部９６を有する、概略斜視図及び側面図における調整可能なプリズム１の実施例を示す。間に挟まれた終端停止部９６は、球状要素によって形成される。球状要素は、金属、ゴム、ｐｄｍｓ、又はポリステロールを有することができる。間に挟まれた終端停止部９６は、具体的には、硬化した接着剤を使って形成される。第１及び第２の保持構造体４０、５０は、間に挟まれた終端停止部９６が配置される凹部を有する。第１の保持構造体４０に配置された、間に挟まれた終端停止部９６のそれぞれは、第２の保持構造体５０に配置された、間に挟まれた終端停止部９６と向かい合う。間に挟まれた終端停止部９６によって光学素子２０、３０の相対移動が制限されるとき、第１保持構造体４０の少なくとも１つの、間に挟まれた終端停止部９６は、第２保持構造体５０の向かい合う、間に挟まれた終端停止部９６と直接接触する。
【０１８５】
図４３は、ｚ軸方向の光学素子２０と３０との間の最小距離を制限する、間に挟まれた終端停止部９６を有する、概略側面図における調整可能なプリズム１の実施例を示す。間に挟まれた終端停止部９６は、球状要素によって形成される。間に挟まれた終端停止部は、第１の保持構造体４０又は第２の保持構造体５０の表面に配置される。光学素子２０と３０との間の距離が、間に挟まれた終端停止部９６によって制限されるとき、少なくとも１つの球状要素は、両方の保持構造体４０、５０と直接接触している。
【図１】
2020187355.tif 000003
【図２】
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【図２Ａ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９Ａ】
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【図２９Ｂ】
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【図２９Ｃ】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年7月29日(2020.7.29)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０２】
【図１】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図２】図１に示す調整可能なプリズムの概略上面図である。
【図２Ａ】図２のアクチュエータの配置構成の修正形態を示す図である。
【図３】第１及び／又は第２の光学素子がそれぞれ単一の軸を中心にして傾斜可能である、図１に示す調整可能なプリズムの変形例の概略上面図である。
【図４Ａ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図４Ｂ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図４Ｃ】本発明による、調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図５】第２の保持構造体が、プリズムの支持構造体に固定され、第１の保持構造体が、プリズムの角度を調整するために傾斜可能である、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図６】光学媒体を有するプリズムの部材が、プリズムの支持構造体に固定され、プリズムの第１の保持構造体及び／又は第２の保持構造体が、プリズムの角度を調整するために傾斜可能である、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略断面図である。
【図７】光学偏向角を示し、さらに図６が、両方の保持構造体が作動／傾斜される場合に、部材を変形させるために、保持構造体ごとにより僅かな作動力しか必要としないことも明示する、図６による状態を示す図である。
【図８】調整可能なプリズムの固定型容器及び浮遊型容器／部材での、プリズムの、部材に加えられるトルク対機械的傾斜角を示すグラフである。
【図９】中間光学素子が、第１及び第２の光学素子のサイズを小さくし、それぞれの光学素子を傾けるときに、自由膜エリアが増えるほど、作動力がより小さくなるという結果をもたらす、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１０】図９に示す実施例の修正形態を示す図である。
【図１１】部材／容器の外側の壁の相異なる剛性値での、プリズムの、トルク対機械的傾斜角を示すグラフである。
【図１２】部材／容器の相異なる形状及び部材／容器の相異なる剛性値での、プリズムの、トルク対傾斜角を示すグラフである。
【図１３】プリズムの部材が、光学媒体から形成された可撓性の物質で形成されている、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１４】プリズムの部材／容器が、可撓性の外側の壁を有し、プリズムの光学素子が、外側の壁を越えて延在する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１５】部材／容器が、１つ又はいくつかのばねを介して調整可能なプリズムの支持構造体に連結される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１６】部材／容器が、ジンバルを介して調整可能なプリズムの支持構造体に連結される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１７】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１８】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成する、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図１９】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、膜及び剛性の第２の光学素子を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２０】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、２つの膜及び周囲側壁を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２１】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、光学媒体を封じ込むための容器が、周囲部で連結される２つの膜を使用して形成される、本発明による調整可能なプリズムのさらなる実施例の概略断面図である。
【図２２】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、保持構造体が、（たとえば、第２の光学素子を傾斜させるために）剛性の第２の光学素子に連結される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図２３】剛性の第１の光学素子が、好ましくは剛性のプリズムを形成し、剛性の第２の保持部材が、剛性の第２の光学素子を傾斜させるために、少なくとも１つのアクチュエータに直接連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図２４】少なくとも１つのアクチュエータが、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば、剛性のプリズム）に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略上面図である。
【図２５】図２４に示す実施例の概略側面図である。
【図２６】少なくとも１つのアクチュエータが、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば、剛性のプリズム）とは反対に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの代替実施例の概略側面図である。
【図２７】保持構造体（たとえば、少なくとも１つのアクチュエータと連結するための）が、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば剛性のプリズム）とは反対に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【図２８】保持構造体（たとえば、少なくとも１つのアクチュエータと連結するための）が、剛性の第２の光学素子の、剛性の第１の光学素子（たとえば剛性のプリズム）に向く面に配置される、本発明による調整可能なプリズムの代替実施例の概略側面図である。
【図２９Ａ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図２９Ｂ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図２９Ｃ】磁石及び磁石と向かい合う電気コイルを備えるアクチュエータを有する、本発明による調整可能なプリズムの実施例を示す図である。
【図３０】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、剛性の第２の光学素子が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３１】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、第１の保持構造体が、剛性の第１の光学素子に連結され、剛性の第２の光学素子が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３２】調整可能なプリズムが、光学媒体の両側に２つのＤカットの剛性の光学素子を有し、第１の保持構造体が、剛性の第１の光学素子に連結され、第２の保持構造体が、剛性の第２の光学素子に連結され、第２の保持構造体が、具体的には、別のデバイスに連結されるよう構成される、本発明による調整可能なプリズムの実施例の斜視図である。
【図３３】光学素子のｚ軸方向の相対移動を制限する終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３４】光学素子のｚ軸方向の相対移動を制限する終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３５】光学素子のｚ軸、ｘ軸及びｙ軸方向の相対移動を制限する、及び終端停止部及び横方向の終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の側面図である。
【図３６】枢動構造体を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図３７】予歪を与えられていない第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの、部分的に示した概略側面図である。
【図３８】予歪を与えられた第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの部分的な概略側面図である。
【図３９】予歪を与えられた第１及び第２の膜を持つ、調整可能なプリズムの部分的な概略側面図である。
【図４０】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図４１】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略斜視図である。
【図４２】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【図４３】ｚ軸方向の光学素子の相対移動を制限する、間に挟まれた終端停止部を有する、調整可能なプリズムの実施例の概略側面図である。
【外国語明細書】
2020187355000001.pdf