(57)【要約】本発明は、光学画像安定化のための調節可能なプリズム（１）に関し、構成要素：−  少なくとも透明な部分を備える膜（６）を備える容器（２）であって、容器（２）は、膜（６）に面する透明な硬質底部分（５）をさらに備え、膜（６）は、底部分（５）に接続され、かつ容器（２）は、透明な流体（３）で満たされる容積（７）を囲む、前記容器（２）、−  膜（６）上に配置される透明ウィンドウ（８）であって、ウィンドウ（８）が底部分（５）に対して第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜することができるように、膜（６）は、ウィンドウ（８）の外縁（８ａ）の周りに延びる変形可能な部分（６ａ）を備える、前記透明ウィンドウ（８）、を備える。本発明は、調整可能なプリズム（１）を備える画像化システム（５０）にさらに関する。【選択図】図１ＡＢ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学画像安定化のための調整可能なプリズム（１）であって、構成要素：
−  少なくとも透明な部分を備える膜（６）を備える容器（２）であって、容器（２）は、膜（６）に面する透明な硬質底部分（５）をさらに備え、膜（６）は、底部分（５）に接続される、かつ容器（２）は、透明な流体（３）で満たされる容積（７）を囲む、前記容器（２）、
−  膜（６）上に配置される透明ウィンドウ（８）であって、ウィンドウ（８）が底部分（５）に対して第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜することができるように、膜（６）は、ウィンドウ（８）の外縁（８ａ）の周りに延びる変形可能な部分（６ａ）を備える、前記透明ウィンドウ（８）、
を備える、前記調整可能なプリズム（１）。
【請求項２】
膜（６）は、底部分（５）と封止的に接続される、請求項１に記載の調整可能なプリズム（１）。
【請求項３】
調整可能なプリズム（１）は、構成要素：
−  硬質壁部材（４）であって、底部分（５）と壁部材（４）とは、堅固に接続され、かつ膜（６）は、壁部材（４）に封止的に接続され、膜（６）の変形可能な部分（６ａ）は、ウィンドウ（８）の外縁（８ａ）と壁部材（４）との間に延びる、前記硬質壁部材（４）、
をさらに備える、請求項１に記載の調整可能なプリズム（１）。
【請求項４】
第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）は、ウィンドウ（８）の広がりの平面と平行に又は平面内に延びる、そして特に、第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）は、互いに直交して配向する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項５】
壁部材（４）は、少なくとも容積（７）に面する壁部材（４）の側面に、光吸収層（４ａ）を備える、又は壁部材（４）は、光吸収化合物からなる、請求項３又は４に記載の調整可能なプリズム。
【請求項６】
調整可能なプリズム（１）は、プリズム形成装置（９）を備え、プリズム形成装置（９）はウィンドウ（８）と接触し、プリズム成形装置（９）はウィンドウ（８）の上に特に中央に配置される有効開口部（９ａ）を有し、プリズム形成装置（９）は作動力（３００）をウィンドウ（８）に、特に有効開口部（９ａ）の外側に位置するウィンドウ（８）の少なくとも１つの部位に伝えることによってウィンドウ（８）を第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項７】
プリズム形成装置（９）の有効開口部（９ａ）は、透明かつ大きい、又はプリズム形成装置（９）は、透明かつ大きい、請求項６に記載の調整可能なプリズム。
【請求項８】
プリズム形成装置（９）は、ウィンドウ（８）の２つの対向する部位に接触し、該部位は、有効開口部（９ａ）の外側に配置され、かつプリズム形成装置（９）は、いずれかの部位又は両方の部位に作動力（３００）を伝えるように構成される、請求項６又は７に記載の調整可能なプリズム。
【請求項９】
プリズム形成装置（９）又はウィンドウ（８）は、ウィンドウ（８）を第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜するための作動力（３００）を生成するように構成される、少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２ｇ、１２０）に接続される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１０】
プリズム形成装置（９）が、作動手段（１２、１２’、１２０）とプリズム形成装置（９）とを接続する可動部（１１、１１’）に接続される、請求項９に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１１】
少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２０）は、ボイスコイルアクチュエータを備える、又はボイスコイルアクチュエータであり、ボイスコイルアクチュエータ（１２、１２’、１２０）は、磁気部分（１２ｂ、１２ｂ’、１２０ｂ）及びボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’、１２０ａ）を備える、請求項９又は１０に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１２】
調整可能なプリズム（１）は、ジンバル（１５、１５’）を備え、ウィンドウ（８）が底部分（５）に対して第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜することができるように、ウィンドウ（８）、プリズム形成装置（９）又は可動部（１１、１１）は、ジンバル（１５、１５’）に接続される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１３】
調整可能なプリズム（１）は、少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２ｇ、１２０）に適用される電流を制御するように構成される駆動回路を備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１４】
調整可能なプリズム（１）は、互いに対を成して対向して配置される４つのボイスコイルアクチュエータ（１２、１２’）を備え、駆動回路は第１及び第２のチャネル（ｃ１、ｃ２）を備え、ボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）は二重コイルを備え、各チャネル（ｃ１、ｃ２）はそれぞれのチャネル（ｃ１、ｃ２）が互いに対向して配置されるボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）に同じ電流を提供できるように、対を成して配置されるボイスコイルアクチュエータ（１２，１２’）の一方の対に構成及び接続され、各チャネル（ｃ１、ｃ２）は、電流が供給される場合に２つの対向するボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）の生成される力が反対方向を向くように、ボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）の二重コイルへ接続される、請求項１２に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１５】
請求項１〜１４のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム（１）を備える画像化システム（５０）であって、画像化システム（５０）は、画像センサー（５３）及び画像センサー（５３）上に画像の焦点を合わせるように構成される画像化光学系（５１）を備え、調整可能なプリズム（１）が、画像化光学系（５１）に、特に画像化光学系（５１）の前に配置され、かつ入射光の角度が調整可能なプリズム（１）のウィンドウ（８）を傾斜することによって変更できるように配置される、前記画像化システム（５０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像化システムにおける光学画像安定化のための調整可能なプリズム、及び調整可能なプリズムを備える画像化システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
最先端技術では、光学画像化システムにおける光学画像安定化は十分に確立されている。
【０００３】
例えば、携帯電話などにおける手持ち式カメラでは、手ぶれなどにより引き起こされる、カメラの横方向運動又は回転運動は、画像安定化を採用していない場合、カメラの画像センサーに投影される画像の横方向シフトをもたらすであろう。
【０００４】
光学画像安定化は、それに応じて画像化システムの画像化光学系を調整することにより、前記シフト又は回転を相殺する方法、又はそのような横方向シフトをなお防止する方法を指す。
【０００５】
これは、画像化システムの光路にある調整可能なプリズムによって促進することができる。画像センサーの横方向の運動が検出されると、運動なしに画像センサーに当たるのと同じ位置に光が画像センサーに当たるように、入射光が調整可能なプリズムによって偏向するように、調整可能なプリズムが調節される。
【０００６】
プリズムのこの調整は、比較的に高速である必要があり、また、プリズムの可動部は、好ましくは、慣性を低減し、短い応答時間を容易にするために軽量である必要がある。
【０００７】
容器で囲まれた容積には透明な液体を備える。
【０００８】
調整可能なプリズムの光学軸から離れる横断光の偏向を容易にするために、上部分及び／又は底部分は、光軸に対して傾けることができ、これは、所望の偏向をもたらす。該光学軸は、特に、底部分を通って直角かつ中央に延びる。
【０００９】
しかしながら、これらのベローズに基づく調整可能なプリズムは、壁部材が底部分及び上部分に封止される必要がある。したがって、このような調整可能なプリズムを構成するには、２つのシールが必要となる。
【００１０】
したがって、容積に満たされた液体の漏れの問題に、２つ対処する必要がある。
【００１１】
さらに、この調整可能なプリズムは、調整可能なプリズムに作動力が加えられていない場合、上部分及び底部分によって想定される明確な静止状態を有さない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明の目的は、１つのシールのみを必要とし、安定性及び信頼性のある動作を提供し、かつ特に小さい形状の設置面積で製造でき、一方でそのようなプリズムを製造する費用が比較的少ない、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】
【００１３】
この目的は、請求項１の特徴を有するプリズムによって達成される。
【００１４】
有利な実施形態は、従属請求項に記載される。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１ＡＢ】図１Ａ及び１Ｂは、調整可能なプリズムの静止状態及び傾斜状態の断面図である。
【図２】図２は、円形ウィンドウを有する２軸の調整可能なプリズムの上面図である。
【図３】図３は、長方形ウィンドウを有する１軸の調整可能なプリズムの上面図である。
【図４】図４は、プリズム形成装置を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図５】図５は、プリズム形成装置を有する２軸の調整可能なプリズムの立体図である。
【図６】図６は、プリズム形成装置を有する１軸の調整可能なプリズムの立体図である。
【図７】図７は、異なるプリズム形成装置を有する１軸の調整可能なプリズムの立体図である。
【図８】図８は、ボイスコイルアクチュエータ及び可動子を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図９】図９は、ボイスコイルアクチュエータ及び可動子を有する調整可能なプリズムの代替的構成の断面図である。
【図１０】図１０は、可動子無しのボイスコイルアクチュエータを有する調節可能なプリズムの断面図である。
【図１１】図１１は、ボイスコイルアクチュエータ、可動子及び継手を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図１２】図１２は、ボイスコイルアクチュエータ、可動子及び継手を有する調整可能なプリズムの代替的構成の断面図である。
【図１３】図１３は、回転式ボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの代替的構成の断面図である。
【図１４】図１４は、回転式ボイスコイルアクチュエータの詳細な図である。
【図１５】図１５は、基板に４つのボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの長方形構成の立体図である。
【図１６】図１６は、基板に４つのボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの長方形構成の立体図である。
【図１７】図１７は、基板に４つのボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの長方形構成の断面図である。
【図１８】図１８は、調整可能なプリズムの正方形形状の実装の上面図である。
【図１９】図１９は、調整可能なプリズムの代替的な正方形形状の実装の上面図である。
【図２０】図２０は、４つのチャネルを有する調整可能なプリズムの駆動配置図である。
【図２１】図２１は、２つのチャネルを有する調整可能なプリズムの駆動配置図である。
【図２２】図２２は、２つのチャネル及び二重コイルを有する調整可能なプリズムの駆動配置図である。
【図２３】図２３は、１軸のジンバルを有する調整可能なプリズムの斜視図である。
【図２４】図２４は、２軸のジンバルを有する調整可能なプリズムの斜視図である。
【図２５】図２５は、１つのジンバル及び１つのみの作動手段を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図２６】図２６は、１つのジンバル及び作動手段としての形状記憶合金ワイヤを有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図２７】図２７は、調整可能なプリズムを有する画像化システムの図である。
【図２８】図２８は、調整可能なプリズムを有する別の画像化システムの図である。
【図２９】図２９は、２つの膜を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図３０】図３０は、底部分に取り付けられた膜を有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図３１】図３１は、底部分に取り付けられた膜を有し、及び２つの異なる種類の作動モーターを有する調整可能なプリズムの断面図である。
【図３２】図３２は、プリズム形成装置として穴を有するプレートを持つ調整可能なプリズムの断面図である。
【図３３】図３３は、プリズム形成装置として固体ガラスウィンドウを持つ調整可能なプリズムの断面図である。
【図３４】図３４は、磁石がプリズム形成装置に固定されている、４つのボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの立体図である。
【図３５】図３５は、コイルがプリズム形成装置に取り付けられている、４つのボイスコイルアクチュエータを有する調整可能なプリズムの立体図である。
【図３６】図３６は、折り返し光路及び画像安定化のための調整可能なプリズムを有する光学画像化システムの図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
請求項１によれば、光学画像安定化のための調整可能なプリズムは、少なくとも構成要素：
−  少なくとも透明部分を備える膜を備える容器であって、該容器は、該膜の少なくとも一部に面する透明硬質底部分をさらに備え、該膜は、特に該底部分に接触及び／又は接着される、かつ該容器は、透明な流体で満たされる容積を囲む、前記容器、
−  該膜に配置される、そして特に該膜に接触又は取り付けられる透明なウィンドウであって、該ウィンドウが該底部分に対して、第１及び／又は第２の軸を中心に傾斜することができるように、該膜は、少なくともウィンドウの外縁の周りに延びる変形可能な部分を備える、前記ウィンドウ、
を備える。
【００１７】
底部分への膜の接着は、自然に発生する付着力によって特に達成される。しかしながら、製造中の専用の接着工程の間に膜と底部分との接着が達成されることも可能である。
【００１８】
「変形可能な部分」という用語は、特に、弾性的に拡張可能及び／又は伸縮可能な部分である膜部分を指す。しかしながら、膜部分は弾性である必要はなく、変形可能であることだけが必要であることに留意されたい。
【００１９】
調整可能なプリズムは、特に、光が調整可能なプリズムを底部分からウィンドウまで横切ることができるように構成される装置であり、そして光が調節可能、すなわち調整可能な角度で偏向される、又は光が該プリズムの光学軸に対してシフトされる。後者の場合、調整可能なプリズムは、光線ディスプレーサとも呼ばれる。
【００２０】
調整可能なプリズムは、特にカメラなどの画像化システムで、光学画像安定化のために構成される。したがって、画像センサー上の画像が同じ位置にとどまるように、又は画像センサー上の画像の運動が減少又は防止されるように、調整可能なプリズムは、入射光線をシフト及び／又は傾斜させるように構成される。
【００２１】
容器は、容積内に液体又は気体を貯蔵するように特に構成される。このため、容器は特に液密性であり、すなわち、気密性及び／又は液体不透過性である。
【００２２】
したがって、膜は特に、容積に含まれる流体に非透過性である。
【００２３】
流体が空気の場合、膜は、空気に不透過性である必要はない。流体が液体の場合、膜は液体に不透過性である。
【００２４】
膜は、少なくともプリズムの有効開口部内、特に底部分に対向して配置される膜の一部内で透明である。
【００２５】
硬質底部分は、特に、少なくとも調節可能なプリズムの有効開口部内にある底部分の領域内で特に平面である２つの側面を有する。底部分の一方の側面は、容器の容積方向を向き、もう一方の側面は反対方向を向いている。
【００２６】
流体が底部分と同じ屈折率を有する場合、容積方向に向かう底部分の側面は平面である必要はない。
【００２７】
したがって、調整可能なプリズムの容積内の流体は、底部分と本質的に同じ屈折率を有する、一実施形態が認識可能となる。
【００２８】
底部分の焦点効果又は焦点外し効果による、いずれの画像の歪みが防止されるように、平面の硬質底部分が、底部分を横切る光波の曲率を特に変更しない。
【００２９】
同じことが、ウィンドウに作動力が適用されていない場合に、特に底部分に平行に広がるウィンドウにも当てはまる。
【００３０】
ウィンドウは特に、容器の容積の外側に、膜上に配置される。さらに、ウィンドウは、膜の広がる領域を覆っているが、膜の変形可能な、特に弾性的に拡張可能又は伸縮可能な部分はウィンドウによって覆われていない状態である。
【００３１】
ウィンドウによって覆われる膜部分はまた、変形可能、特に弾性的に拡張可能でもあり得ることに留意されたい。ウィンドウは、少なくとも第１の軸を中心に傾斜することができるような膜上に配置される、すなわち、ウィンドウは、少なくとも第１の軸を中心に部分的に回転可能である。さらに、作動力がウィンドウに適用される場合、傾斜運動だけでなく、特に調整可能なプリズムの光学軸に沿う又は直交する並進又は横方向成分の運動も達成される可能性がある。
【００３２】
ウィンドウは、特に、光軸及びウィンドウの外側（すなわち、容器の外側に面する）表面との交点に位置する少なくとも１つのピボット点を中心に回転する。
【００３３】
ウィンドウは、並進運動又は横方向運動も受けるように構成できることに明確に留意されたい。
【００３４】
ただし、流体が非圧縮性の場合、例えば、流体が非圧縮性液体である場合、光軸に沿う運動を大幅に防ぐことができる。
【００３５】
回転の自由度に応じて、ウィンドウは、第１軸及び第２軸、つまり２つの独立した軸を中心に傾斜されるように構成することもできる。この構成により、横切る光を二次元で偏向することができる。ウィンドウの偶発的な並進運動成分は、調整可能なプリズムの偏向特性に影響を与えない。光軸とウィンドウの外側表面との交点にある理想的なピボット点を有し、並進運動は発生しないことに、しかしながら留意されたい。
【００３６】
ウィンドウは、特に、底部分の方へ、又は底部分から離れるように移動及び／又は傾斜することができるように膜上に配置され、ウィンドウが傾斜又は移動される場合、弾性的に拡張可能な膜部分が、ウィンドウの作動によって伸張される。ウィンドウに作動力が適用されない場合、膜は元の状態に戻って弛緩し、ウィンドウは、特に底部分に平行に並ぶ。
【００３７】
作動力は、ウィンドウ上の押す力、引張り力、又は回転力であり得る。このため、ウィンドウが膜から分離されることなく引張り力が膜に適用され、膜はウィンドウと共に引っ張られるように、ウィンドウは、膜に取り付けることができる。
【００３８】
ウィンドウは特に平面である。従っていずれのウィンドウの焦点効果又は焦点外し効果による画像の歪みを防止するように、ウィンドウを横断する光の曲率は、変更されないままである。
【００３９】
ウィンドウは、特に、二次元、例えば、ｘ軸及びｙ軸に沿って延びる。三次元に沿った伸張、本明細書では、調整可能なプリズムの光軸又はｚ軸に沿った伸張は、ｘ軸及びｙ軸に沿った伸張と比較して比較的小さいが、プリズムが光線ディスプレーサとして使用され、かつ容積がガスで満たされる場合、関係する場合もある。
【００４０】
第１の軸は、ｘ軸であり得る、そして第２の軸は、ｙ軸であり得る。したがって、ウィンドウが並進運動又は横方向運動をする場合、第１及び／又は第２の軸は特に同じ運動を行う。
【００４１】
以下では、底部分に対するウィンドウの並進運動を防止する実施形態も開示される。
【００４２】
本発明による調整可能なプリズムの動作メカニズムは、特に以下のステップで要約することができる：
調整可能なプリズムの底部分に対して、ウィンドウが少なくとも１つの軸を中心に傾斜するように、ウィンドウに作動力を適用するステップ。
【００４３】
膜は、さらにしわになることができ、非常に柔らかい。膜の主な機能は、容器に含まれる液体を封止することができることである。
【００４４】
本発明による調整可能なプリズムは、携帯電話などの小スペースの小型画像化装置に適用できるように、比較的コンパクトに、かつ多くの異なる形状で構築することができる。
【００４５】
別の実施形態によれば、膜の変形可能な部分は弾性的に拡張可能である。
【００４６】
この実施形態によれば、膜は特に弾性膜であり、「弾性」という用語は、膜に力を適用することによって、繰り返し拡張可能又は伸長可能である膜の特性を指す。膜が弾性膜である場合、力が止まったときに、膜は元の状態及び形状に戻る。
【００４７】
膜は、例えば、底部分及び壁部材によって形成される凹部を覆う薄い弾性層又は薄い弾性カバーである。
【００４８】
作動力が膜に適用されない場合、膜はその固有の平面形状に戻るように、膜は、特に、横方向の張力下にある。
【００４９】
傾斜したウィンドウは、膜の少なくとも弾性的に拡張可能な部分を伸張することで、膜がウィンドウに復元力を及ぼす：
作動力（特に線形である）が膜の復元力を奪うと、ウィンドウ及び膜を静止状態、すなわち特に底部分に対して平行な配向に戻す。
【００５０】
膜は、ウィンドウに復元力を及ぼすように特に構成されており、復元力は、ウィンドウに適用される作動力とは反対方向を指している。
【００５１】
本発明の別の実施形態によれば、膜は底部分と封止的に接続されている。
【００５２】
本発明の別の実施形態によれば、膜は容器容積を完全に囲み、底部分及び透明ウィンドウは、囲まれる容器容積の外側に面する膜の側面に配置される。
【００５３】
本発明の別の実施形態によれば、膜は、２つの膜部材を備え、互いに封止的に接続され、かつ容器の容積を囲む。
【００５４】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、硬質壁部材をさらに備え、底部分及び壁部材が、堅固に接続され、かつ膜は壁部材に封止的に接続され、変形可能、特に弾性的に拡張可能な膜の部分は、ウィンドウの外縁と壁部材との間に延びる。
【００５５】
この実施形態によれば、膜は、流体が容積から出ることができないように壁部材に取り付けられる。このため、壁部材は、特に、膜を円周様式に接着する、又は他の方法で封止することができる平坦な円周上部分を備える。
【００５６】
本発明の別の実施形態によれば、底部分及び壁部材は一体的に形成される。
【００５７】
この実施形態によれば、底部分及び壁部材は同じ材料からなり、単一品に製造される、すなわち、それらは、別個の処理ステップで接着又は接続されない。
【００５８】
この実施形態は、底部分及び壁部材が別個の組立てステップで組み立てられる必要がないため、製造コストを削減する。
【００５９】
本発明の別の実施形態によれば、底部分及び／又は壁部材はガラス又は透明ポリマーを備える又はからなる。
【００６０】
この実施形態は、特に、使用される材料、すなわちガラス又は透明なポリマーが特に手頃な価格である透明な底部分を提供する。
【００６１】
本発明の別の実施形態によれば、壁部材は、鋼、アルミニウム、プラスチック、又はプリント回路基板（ＰＣＢ）材料又は化合物などの不透明材料からなり得る。
【００６２】
本発明の別の実施形態によれば、ウィンドウは、ガラス又は透明ポリマーを備える又はからなる。
【００６３】
この実施形態は、使用される材料、すなわちガラス又は透明なポリマーが特に手頃な価格である透明なウィンドウを提供する。
【００６４】
本発明の別の実施形態によれば、弾性的に拡張可能又は伸縮可能な膜部分は、壁部材とウィンドウの外縁との間で、ウィンドウの外縁の周りに円周方向に延びる。
【００６５】
この実施形態によれば、ウィンドウは、特に、壁部材のいかなる部分も覆うことなく膜上に配置される。この構成により、壁部材のような障害物によってその運動が妨げられることなく、ウィンドウを第１及び第２の軸を中心に傾斜することができる。
【００６６】
本発明の別の実施形態によれば、膜は壁部材へ封止される。したがって、膜は、特に、壁部材へ封止的に接着、溶接、又は固定することができる。
【００６７】
本発明の別の実施形態によれば、膜は、容器の容積を覆う全範囲にわたって弾性的に拡張可能又は伸縮可能である。
【００６８】
この実施形態は、膜が全体にわたって同じ材料からなることを可能にし、それは、ひいては製造コストの削減につながる。
【００６９】
本発明の別の実施形態によれば、第１及び／又は第２の軸は、ウィンドウの広がりの平面に平行又は沿って延び、特に、第１及び／又は第２の軸は、互いに直交する方向に配向する。
【００７０】
第１の軸及び第２の軸は、特に仮想軸である。
【００７１】
本発明の別の実施形態によれば、ウィンドウは丸い、特に楕円形又は円形である。これは、ウィンドウの外縁の形状が、丸い、特に楕円形又は円形の輪郭に沿うことを意味する。ウィンドウ自体は三次元部品であり、ウィンドウは主に第１軸と第２軸に沿って延び、第１軸と第２軸に沿った広がりと比較すると、ウィンドウは例えば、光軸などの第３独立軸に沿ってわずかにしか延びない。
【００７２】
丸いガラスのウィンドウは、例えば、二次元傾斜用など、第１及び／又は第２の軸に沿ってウィンドウを傾斜するために特によく適している。
【００７３】
本発明の別の実施形態によれば、壁部材、及び特に膜は、丸い形、特に楕円形又は円形であり、すなわち壁部材、特に壁部材の内側輪郭は、ウィンドウと同様の形状を有することができる。
【００７４】
本発明の別の実施形態によれば、ウィンドウは、角が丸い長方形である。
【００７５】
この長方形はまた、正方形も含む。また、本明細書では、角が丸い長方形という用語は、ウィンドウの外側の縁の形状を指す。
【００７６】
角が丸い長方形のガラスのウィンドウは、特に、例えば、一次元傾斜用など、第１軸又は第２軸を中心に傾斜することに適している。
【００７７】
この長方形のウィンドウは、特に、望遠レンズ又はズームレンズなどの折り返し光学系のサイズを低減するのに役立ち、プラスチックレンズが特にＤカットされ、そしてこの長方形の開口部が画像センサーの向こう側へ行く光を遮断するために使用される。
【００７８】
本発明の別の実施形態によれば、壁部材、及び特に膜は、角が丸い長方形であり、すなわち、壁部材、特に、容積に面する壁部材の内側輪郭は、ウィンドウと同様の形状を有することができる。
【００７９】
本発明の別の実施形態によれば、壁部材は、容積に面する壁部材の少なくとも側面に光吸収層を備える、又は壁部材は、光吸収化合物からなる。
【００８０】
光吸収層は、暗い色の金属コーティングを備えることができる、又は壁部材は、この吸収色に着色することができる。
【００８１】
金属層は、容器を形成又は構成するプリント回路基板及び他の基板への接着の改善を促進することができる。
【００８２】
この光吸収層は、迷光を大幅に除去する。
【００８３】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムはプリズム形成装置を備え、プリズム形成装置は、ウィンドウと接触する、プリズム形成装置は、容器をわたって中央に特に配置される、すなわち、特に底部分の中心をわたって配置される、特に調整可能なプリズムの光軸の周りを中心に有効開口部を有する、プリズム形成装置は、ウィンドウ上に、特に有効開口部の外側又は周りに位置するウィンドウの少なくとも１つの部位上に、作動力を伝達することにより、第１及び／又は第２の軸を中心にウィンドウを傾斜するように構成される。
【００８４】
有効開口部が自由な空間又は凹部である必要はなく、プリズム形成装置の透明部分であることも可能である。
【００８５】
有効開口部の外側に位置する部位に、特に外縁に近いウィンドウの領域に、押す力及び引く力が好ましく適用されることができるように、前記部位又は領域を押す又は引くことによって、ウィンドウの傾斜が達成することができるように、プリズム形成装置は、特にウィンドウの上部分に配置される。
【００８６】
プリズム形成装置は押す力及び引く力をウィンドウに適用することができるように、ウィンドウに取り付けられる。この押す力、引く力、及び／又は回転力は、「作動力」という用語に概要される。
【００８７】
作動力は、特にウィンドウに回転モーメントを引き起こす。
【００８８】
「傾斜」という用語は、ウィンドウが、底部分と角度を成すように移動又は回転することを指す。
【００８９】
ウィンドウの傾斜とは、特にウィンドウの回転運動を含む。
【００９０】
プリズム形成装置は、硬質の、特に透明なポリマーを含むことができる。プリズム形成装置自体は、特に、作動力を生成するようには構成されておらず、作動力をウィンドウに伝えるように構成される。
【００９１】
プリズム形成装置は、非接続部を備えることができ、それは特にウィンドウの対向する部位に取り付けられる。
【００９２】
この非接続部は、プリズム形成装置の有効開口部を囲むことができる。
【００９３】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置は透明なウィンドウ、特にガラス又はポリマーのウィンドウである。この実施形態は、プリズム形成装置と容器のウィンドウとの間の界面で遮蔽が発生しないために、光学的に使用可能な有効開口部を最大化する。プリズム形成装置は特に完全に透明であるために、有効開口部はプリズム形成装置のウィンドウに含まれる。
【００９４】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置は、ウィンドウの対向する２つの部位に接触又は取り付けられ、この２つの部位は、有効開口部の外側に位置し、そしてプリズム形成装置は、作動力を片方又は両方の部位に及ぼすように構成される。
【００９５】
この実施形態は、ウィンドウへの作動力の対称的な伝達を可能にし、したがって、特に、例えばジンバルなどから中実回転軸にウィンドウが接続されていない場合、特に、ウィンドウのより正確な傾斜運動を可能にする。
【００９６】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置は、回転モーメントをウィンドウに適用することができるように、対向する作動力を対向する２つの部位に同時に伝えるように構成される。
【００９７】
この実施形態は、第１及び／又は第２の軸を中心に特に対称的に傾斜することを可能にする。
【００９８】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置は、有効開口部の外側に位置する円周部位に沿ってウィンドウと接触しており、円周部分は特に対向する２つの部位を備える。
【００９９】
この実施形態は、特にプリズム形成装置の安定した配置を可能にし、調整可能なプリズムを設計する場合に、作動力を自由に選択できる複数の点に伝えることを可能にする。
【０１００】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、容器が基板に堅固に接続されるように、つまり、ウィンドウとともに回転又はシフトしないように、硬質基板を備え、基板は容器を備える、又は容器は基板に取り付けられる、又は基板は、容器を取り付けるように構成される受け部を備える。
【０１０１】
基板は、画像化装置のプリント回路基板であり得る。
【０１０２】
この実施形態によれば、調整可能なプリズムは、基板上に簡単に取り付けることができ、これにより、画像化装置の製造プロセスを簡略化することができる。
【０１０３】
容器が基板に取り付けられる、又は一体的に形成される場合、ウィンドウは基板に対して傾斜可能である。
【０１０４】
基板は、レンズ又は画像センサーなどの画像化のための光学要素を備えることができる。基板はまた、調整可能なプリズムのウィンドウのための作動手段を備えることもできる。
【０１０５】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置又はウィンドウは、第１及び／又は第２の軸を中心にウィンドウを傾けるための作動力を生成し、そしてウィンドウを傾けるために前記作動力をプリズム形成装置又はウィンドウへ適用するように構成される少なくとも１つの作動手段に接続される。
【０１０６】
作動手段は、双方向モーターなどのモーター装置、又は例えばピエゾ素子など、特に双方向に作動力を生成することができる装置であり得る。作動手段は、さらに、作動力をウィンドウ又はプリズム形成装置に直接伝達するように構成することができる。
【０１０７】
さらに、作動手段は、例えば、永久磁石モーター又は他のモーター概念などのリラクタンスモーターを備えることができる。
【０１０８】
作動手段は、少なくとも１つの部分で容器又は基板に堅固に取り付けられる必要がある。ウィンドウ又はプリズム形成装置への作動力の伝達を可能にするために、他の部分は可動でなければならない。
【０１０９】
作動手段は、回転運動又は傾斜運動を生成するように、又は作動手段の１つの部分で並進運動を生成するように構成することができる。
【０１１０】
作動手段は、並進運動と回転運動との混合を生成するように構成することもできる。
【０１１１】
ウィンドウが傾斜運動を実行するように、すなわち、回転モーメントを経験するように、作動手段の生成される運動が変換されるウィンドウ又はプリズム形成装置に、そのような方法で、作動手段は接続される必要がある。
【０１１２】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、ウィンドウの各回転軸に対して少なくとも１つの作動手段を備える。それゆえ、調整可能なプリズムが第１の軸を中心にウィンドウを傾斜するように構成される場合、調整可能なプリズムは特に１つの作動手段を備える。
【０１１３】
調整可能なプリズムが、第１及び第２の軸を中心にウィンドウを独立して傾斜するように構成される場合、この実施形態による調整可能なプリズムは、少なくとも２つの作動手段を備え、各作動手段は、ウィンドウが、作動手段によって生成される作動力によってそれぞれの軸を中心に傾斜することができるように、ウィンドウ、プリズム形成装置又は可動部に構成及び接続される。
【０１１４】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、ウィンドウの各回転軸に対して２つの作動手段を備える。したがって、調整可能なプリズムが第１の軸のみを中心にウィンドウを傾斜するように構成される場合、調整可能なプリズムは特に同じ回転軸に沿って互いに、特に対向して配置される２つの作動手段を特に備える。
【０１１５】
調整可能なプリズムが、第１及び第２の軸を中心にウィンドウを独立して傾斜するように構成される場合、この実施形態による調整可能なプリズムは、４つの作動手段を備え、４つの作動手段は、互いに対を成して対向して配置され、各対の作動手段は、ウィンドウが、それぞれの対の作動手段によって生成される作動力によって、それぞれの軸を中心に傾斜することができるように、ウィンドウ、プリズム形成装置、又は可動部に構成及び接続されている。
【０１１６】
「互いに対を成して対向する」という用語は、特に、それぞれの構成要素、特に作動手段の配置を指し、対とは、回転軸に沿って互いの対角線上に配置される。
【０１１７】
しかしながら、いくつかの実施形態では、「互いに対を成して対向する」という用語は、構成要素の配置を指すこともでき、構成要素の対は、例えば、互いに隣接して、及び回転軸に平行して配置される。
【０１１８】
本発明の別の実施形態によれば、プリズム形成装置は、作動手段とプリズム形成装置とを接続する可動部に接続される。
【０１１９】
可動部は、プリズム形成装置のアーム又は延長部を備えることができる。
【０１２０】
可動部は、例えば、作動手段の並進運動をウィンドウの傾斜運動に変換するように構成することができる。
【０１２１】
調整可能なプリズムが複数の作動手段を有する場合、各作動手段は可動部に接続することができる。
【０１２２】
可動部は、本明細書では「可動子」とも呼ばれる。
【０１２３】
本発明の別の実施形態によれば、可動部は、プリズム形成装置を可動部と接続する継手を備える。
【０１２４】
この実施形態により、例えば、作動手段によって提供される並進運動をウィンドウ又はプリズム形成装置の傾斜運動へより良好に変換することを可能にする。
【０１２５】
可動部は、特に、第１及び／又は第２の軸、したがってウィンドウ、特にプリズム形成装置に対して本質的に直交して配置される。
【０１２６】
継手は、例えば、接着点、機械的継手、又は特にばね鋼から作られたばね状継手であり得る。
【０１２７】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの作動手段は、ボイスコイルアクチュエータを備える、又はボイスコイルアクチュエータであり、ボイスコイルアクチュエータは、磁気部分及びボイスコイル部分を備える。
【０１２８】
ボイスコイルアクチュエータは、例えばボイスコイルモータを備える。磁気部分は、例えば永久磁石を備える、又はからなる。
【０１２９】
ボイスコイル部分は、例えばボイスコイルを備える、又はからなる。
【０１３０】
ボイスコイル部分は、ボイスコイル部分に電流を適用する場合に作動力が生成されるように、磁気部分に対して配置される。この作動力は、磁気部分に対してボイスコイル部分を調整可能な方向に動かす回転力及び／又は並進力であることができる。
【０１３１】
したがって、ボイスコイルアクチュエータは、互いに対して移動可能に配置される２つの部分を備え、第１の部分は磁気部分を備え、第２の部分はボイスコイル部分を備える。
【０１３２】
ボイスコイルアクチュエータは、堅牢で比較的費用対効果の高い作動手段である。ボイスコイルアクチュエータは、ピエゾアクチュエータよりも特に安価である。
【０１３３】
本発明の別の実施形態によれば、ボイスコイルアクチュエータは、少なくとも部分的に並進的な様式で、ボイスコイル部分に電流を供給する場合に、ボイスコイル部分を磁気部分に相対的に移動させるように構成され、結果として、特に可動部が、調整可能なプリズムのｚ軸に沿って部分的に並進的作動力を経験する、又はプリズム形成装置が部分的に回転的作動力を経験する、特に、
−  ボイスコイル部分は、プリズム形成装置又は可動部に接続され、特に、磁気部分は、ウィンドウに対して移動しない部分、例えば、基質又は容器上に配置される、又は
−  磁気部分は、プリズム形成装置又は可動部に接続され、特にボイスコイル部分は、例えば基板又は容器上に配置される。
【０１３４】
調整可能なプリズムが継手を有する可動子を備える場合、ボイスコイルアクチュエータは、純粋に並進運動のために構成することができる。ボイスコイルアクチュエータの並進運動が可動子を並進的に移動させる一方で、可動子とプリズム形成装置との間の継手は、この並進運動をプリズム形成装置、ひいてはウィンドウの傾斜運動に変換する。
【０１３５】
ボイスコイル部を可動子又はプリズム形成装置に配置する場合は、ボイスコイル部は、電気的に接続される必要がある。
【０１３６】
電気接続を容易にする電気コネクタは、ボイスコイルアクチュエータ用の安定化ばねとして構成することができる。
【０１３７】
調整可能なプリズムは、特に、ウィンドウを第１の軸を中心に傾斜するためのボイスコイルアクチュエータの第１の対、及びウィンドウを第２の軸を中心に傾斜するためのボイスコイルアクチュエータの第２の対を備える。ボイスコイルアクチュエータの対は、特に、互いに対を成して対向して配置される。
【０１３８】
本発明の変形によれば、ボイスコイル部分又は磁気部分は、ウィンドウに、又はプリズム形成装置に堅固に接続される、かつボイスコイルアクチュエータの他のそれぞれの部分で基板又は容器に堅固に接続される、そしてボイスコイルアクチュエータは、ウィンドウが第１又は第２の軸を中心に傾斜するように、磁気部分に対してボイスコイル部分を回転させるように構成される。
【０１３９】
調整可能なプリズムは、特に、ウィンドウを第１の軸を中心に傾斜するためのボイスコイルアクチュエータの少なくとも１つの対、及びウィンドウを第２の軸を中心に傾斜するためのアクチュエータの第２の対を備える。第１及び第２の軸を中心とするウィンドウの傾斜は、特に互いに独立している。ボイスコイルアクチュエータは特に、互いに対を成して対向して配置される。
【０１４０】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、４つの作動手段のうちの少なくとも１つが作動される場合に、ウィンドウが第１及び第２の軸を中心に、底部分に対して傾斜することができるように、ウィンドウ、プリズム形成装置、又は可動部に接続される４つの作動手段を備える。
【０１４１】
この構成では、４つの作動手段は、特に対を成して配置される。例えば、第１の対は、第１の軸を中心にウィンドウを傾斜するための第１及び第２の作動手段を備える、及び第２の対は、第２の軸を中心にウィンドウを傾斜するための第３及び第４の作動手段を備える。
【０１４２】
第１及び第２の対の作動手段は、特に互いに対向して配置される。
【０１４３】
この実施形態は、特に、第１及び／又は第２の軸を中心にウィンドウを比較的安定して、堅牢に傾斜することを容易にする。
【０１４４】
本発明の別の実施形態によれば、少なくとも１つの作動手段は、形状記憶合金（ＳＭＡ）構成要素を備える、又はである、形状記憶合金構成要素は、プリズム形成装置に接続され、特に、形状記憶合金構成要素は、継手でプリズム形成装置に接続される。
【０１４５】
形状記憶合金構成要素は、特に、形状記憶合金からなるワイヤ又はロッドである。
【０１４６】
形状記憶合金構成要素は、電圧が供給されると、その形状を変化させ、例えば、少なくとも一次元に沿って収縮する。
【０１４７】
形状記憶合金構成要素は、特に１つ構成要素のみからなる堅牢な作動手段である。
【０１４８】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムはジンバルを備え、ウィンドウ、プリズム形成装置又は可動部は、ウィンドウが第１及び／又は第２の軸を中心に容器に対して傾斜することができるようにジンバルに接続される。
【０１４９】
ジンバルは、ウィンドウの傾斜をより正確に実行できるように、ウィンドウ又はプリズム形成装置に安定した固定回転軸を提供する。
【０１５０】
ジンバルは、特に、底部分に対するウィンドウの並進又は横方向の運動を防止する。
【０１５１】
ジンバルは、特に、ジンバルの非可動部で、調整可能なプリズムの容器又は基板に接続され、かつジンバルの可動部で、ウィンドウ又はプリズム形成装置又は可動子に接続される。
【０１５２】
ジンバルは、特に、ウィンドウの傾斜軸あたり１つの作動手段のみの使用を容易にする。
【０１５３】
本発明の別の実施形態によれば、ジンバルは、ウィンドウが底部分に対して第１及び／又は第２の軸を中心に傾斜することができるような、１軸又は２軸のジンバルである。
【０１５４】
本発明の別の実施形態によれば、基板は、円周側壁を形成するように互いに接続される４つの側壁部位を備え、隣接する２つの側壁部位のそれぞれは、基板が４つの角領域を備えるように出会い、そして円周側壁の内側に角領域を形成する。
【０１５５】
基板は、正方形の形状を有することができる。
【０１５６】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、４つのボイスコイルアクチュエータを備え、４つのボイスコイルアクチュエータの４つの磁気部分は、それぞれ４つの角領域のうちの１つで基板に取り付けられ、対応する４つのボイスコイル部分は、プリズム形成装置の可動部に配置され、ボイスコイル部分は、特に容器に面する円周側壁の側面上に磁気部分に対向して配置される。
【０１５７】
この実施形態は、特に、例えば正方形形状の基板及び丸いウィンドウ及び膜を有する、ジンバルのない調整可能なプリズムの小型の構築を可能にする。
【０１５８】
あるいは、調整可能なプリズムは、４つのボイスコイルアクチュエータを備え、４つのボイスコイルアクチュエータの４つの磁気部分は、磁気部分が互いに対を成して対向して配置されるように、容器に面する４つの側壁部位のうちの１つの側面にそれぞれ取り付けられ、対応する４つのボイスコイル部分は、可動部又はプリズム形成装置上に配置され、特に、ボイスコイル部分は、円周側壁の内側の磁気部分に対向して配置される。
【０１５９】
この実施形態もまた、例えば、正方形形状基板及び丸いウィンドウ及び膜を有する、ジンバル無しの調整可能なプリズムの特に小型の構築を可能にし、磁気部分は、基板の角領域ではなく側壁に配置される。
【０１６０】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、電流を、特に少なくとも１つの作動手段に適用される電圧を制御するように構成された駆動回路を備える。
【０１６１】
駆動回路は、基板によって配置又は構成されることが可能である。駆動回路は、少なくとも１つの作動手段と電気的に接触している。
【０１６２】
基板上に駆動回路を有する調整可能なプリズムは、比較的コンパクトに構築され得る。
【０１６３】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは４つの作動手段を備え、駆動回路は４つのチャネルを備え、各チャネルは、特に互いに独立して、４つの作動手段の１つに電流を供給するように構成される。
【０１６４】
チャネルは、独立してアドレス可能な電気接続であり、つまり、各チャネルは、接続されている作動手段に異なる電流を提供することができる。
【０１６５】
この実施形態は、４つの作動手段の最大の駆動柔軟性を可能にする。
【０１６６】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、互いに対を成して対向して配置される４つの作動手段、特に４つのボイスコイルアクチュエータを備え、駆動回路は、特に第１及び第２のチャネルのみを備え、各チャネルは、互いに対を成して対向して配置される作動手段に同じ大きさであるが、反対の符号を有する電流を提供する。
【０１６７】
この実施形態は、２つのチャネルのみを提供するドライバで調整可能なプリズムを制御することを可能にする。
【０１６８】
電流の極性の反転は、極性反転装置で実現することが可能である。対向する力はまた、接続された対向するコイルの対向するコイル巻線の方向により実現することが可能である。
【０１６９】
この実施形態は、調整可能なプリズムの特に対称的な設計、特に、対を成して対向して配置された作動手段を活用する。
【０１７０】
例えばｚ軸に沿って移動するように、コントローラが作動手段の１つに信号を提供する場合、対応する、対向して配置された作動手段は、ｚ軸の対向する方向に作動され、これにより、ウィンドウの傾斜運動がもたらされる。
【０１７１】
本発明の別の実施形態によれば、調整可能なプリズムは、４つのボイスコイルアクチュエータを備え、駆動回路は特に第１及び第２のチャネルのみを備え、各ボイスコイル部分はダブルコイルを備え、各チャネルは、互いに対向して配置されるボイスコイル部分に同じ電流を提供するように構成され、各チャネルは電流が供給される場合に２つの対向するボイスコイル部分の生成される力が反対方向を指すようにボイスコイル部分に接続される。
【０１７２】
この実施形態は、２つのチャネルのみを備えるドライバで調整可能なプリズムを制御することを可能にし、ボイスコイルアクチュエータ、特にボイスコイル部分は、同じ電流（大きさと符号に関して）がボイスコイル部分に適用される場合、反対方向の運動を実行するように、それらがそれぞれのチャネルに接続され得るように構成される。これは、それぞれのボイスコイル部分に含まれる二重コイルによって特に実現される。
【０１７３】
本発明による問題は、本発明による調整可能なプリズムを備える画像化システムによってさらに解決される。
【０１７４】
画像化システムは、画像センサー及び画像を画像センサーに集束又は画像化するように構成される画像化光学系を備え、調整可能なプリズムは、入射光の角度が調整可能なプリズムのウィンドウを傾けることで変更することができるように、画像化光学系に、特に画像化光学系の前に配置される。
【０１７５】
「画像化光学系の前」という用語は、光が入射する画像化システムの側に露出される画像化光学系の側を指す。したがって、この実施形態によれば、調整可能なプリズムは、特に画像化システムの最前部の光学要素である。
【０１７６】
プリズムが画像化システムの開口絞りに可能な限り近くに配置される場合、最小の画像歪みが実現されることに留意されたい。
【０１７７】
画像化システムは、特に携帯電話に備えられるカメラであり得る。
【０１７８】
以下では、本発明は、例示的な実施形態及び図面の説明に関して詳述される。図面は縮尺通りではないことに注意されたい。
【０１７９】
図面の説明
図１Ａ及び図１Ｂでは、調整可能なプリズム１の基本的な実施形態が断面図で示され、基本的な動作原理が示されている。
【０１８０】
調整可能なプリズム１は、透明な光学流体３で満たされる容器２を備える。容器２は、ガラスからなる平面の底部分５を有する。底部分５は、入射光１００の側に面するように配置されている。
【０１８１】
さらに、壁部材４は、光軸２００に対して横方向に容器２の範囲を定める。壁部材４は、底部分５と一体的に形成される。
【０１８２】
調整可能なプリズム１の光軸２００（破線）は、Ｚ軸２０３に沿って底部分５を通り垂直かつ中心に延びる。
【０１８３】
容器２は、さらに、容器２の底部分５に対向して配置される弾性膜６を備える。弾性膜６は、繰り返し弾性的に拡張可能かつ伸縮可能である。その静止状態（図１Ａ参照）では、弾性膜６は、底部分５に平行な横方向張力下で延びる。この張力は、作動力が適用されていない場合、静止状態に戻るように膜６に復元力を提供する。
【０１８４】
膜６は、流体３が、壁部材６、底部分５及び膜６によって囲まれる容積７を逃すことができないように、その縁部で容器２の壁部材４を封止する。
【０１８５】
流体３は、液体又は気体であり得る。この例では、容器２は、周囲の空気より大きい、すなわち１より大きい屈折率を有する液体を含む。
【０１８６】
容積７とは反対側の膜６の上部分には、ガラスウィンドウ８が膜６に取り付けられている。膜６の静止状態では、ガラスウィンドウ８は底部分５と平行に延びる。
【０１８７】
ガラスウィンドウ８の外縁８ａと壁部材４との間では、膜６の外周部分６ａがガラスウィンドウ８によって覆われていない。この部分を弾性的に拡張可能な部分６ａと呼ぶ。
【０１８８】
図１Ａに示す静止状態では、入射光１００は、矢印１００、１０１によって示されるとおり、光軸２００から偏向されることなく、底部分５から容積７を通ってウィンドウ８まで調整可能なプリズム１を通過する。
【０１８９】
作動力３００がウィンドウ８の外縁８ａに適用される場合、ウィンドウ８は、第１の軸２０１と呼ばれる少なくとも１つの軸、例えばＸ軸を中心に傾斜する。ウィンドウ８は、第２の軸２０２、例えば第１の軸２０１に特に直交し、かつ第１の軸２０１と同様に、ウィンドウ８の延長平面内で延びるｙ軸を中心に傾斜することもできる。
【０１９０】
作動力３００がウィンドウ８に適用される場合、ウィンドウ８は、第１及び／又は第２の軸２０１、２０２を中心に傾斜運動を行う。
【０１９１】
傾斜状態では、ウィンドウ８は底部分５に平行に延びず、底部分５及び光軸２００で傾斜角２０４を囲む。つまり、ガラスウィンドウ８の外縁８ａの第１の部位は、底部分５により近く、一方、第１の部位の対向する側に位置する外縁８ａの別の部位は、底部分５からさらに離れて位置する。
【０１９２】
ウィンドウ８の外縁８ａの周りの弾性的に拡張可能な膜部分６ａは、相応して伸張される。膜６が弾性であるため、特に弾性的に拡張可能な膜部分６ａは、復元力を傾斜ウィンドウ８に伝える。
【０１９３】
調整可能なプリズム１の傾斜状態では、横断光１００、１０１は、光軸２００に対して角度２０５でプリズム１を出る。これは、調整可能なプリズム１の内部及び外部を指す矢印１００、１０１によって示される。
【０１９４】
ウィンドウ８上の作動力３００を調整することにより、ウィンドウ８の傾斜角２０４を調整することができ、これは、出射光１０１の調整された偏向角２０５に変換される。
【０１９５】
ウィンドウ８の機械的傾斜角２０４と得られる光の偏向角２０５との間の関係は、光学流体３、特に液体の屈折率に依存する。液体３の屈折率が高いほど、得られる光の偏向が強くなる。
【０１９６】
一方、低屈折率液体は、通常、高屈折率液体よりも少ない分散を示す。したがって、色収差を回避する必要がある場合は、低屈折率の液体を使用することができる。したがって、特に画像化などの多色適用では、低屈折率の液体が適している。低屈折率液体の屈折率は、例えば、約１．３０である。
【０１９７】
また、高屈折率の液体は、虹彩検出などの単色適用に適する。高屈折率液体の屈折率は、例えば約１．５６である。
【０１９８】
容積８内の流体３が空気などのガスであり、屈折率が１に近い場合、調整可能なプリズム１は、横断光１００、１０１を角度２０５で偏向せず、入射光ビーム１００を横方向に変位させる。このような調整可能なプリズム１は、「光線ディスプレーサ」とも呼ばれる。
【０１９９】
図２及び図３には、調整可能なプリズム１の２つの異なる実施形態の概略上面図が示される。図２では、ウィンドウ８及び膜６は円形であり、すなわち、ウィンドウ８の外縁８ａ及び弾性膜６の外縁も円形の輪郭にしたがう。
【０２００】
容器２の外輪郭は正方形として形成され、一方、容器２に囲まれた容積８は円形状領域を有する。
【０２０１】
図３では、容器２の外輪郭は長方形として形成され、容器２に囲まれた容積８は長方形形状領域を有する。
【０２０２】
図２及び３には、円周の弾性的に拡張可能な膜部分６ａが示され、この弾性的に拡張可能な膜部分６ａ内の中央に配置されたウィンドウ８が示される。
【０２０３】
ウィンドウ８の外縁８ａから壁部材４までの距離は、円周の弾性的に拡張可能な膜部分６ａ全体にわたって一定である。これにより、傾斜軸の配向に関係なく、一定の復元力をもたらす。
【０２０４】
図２では、調整可能なプリズム１は、ウィンドウ８の範囲の平面内に延びる第１の軸２０１（例えば、ｘ軸）の中心に傾斜可能であり、そしてまたウィンドウ８の範囲の平面内に延び、第１の軸２０１に直交する第２の軸２０２（例えば、ｙ軸）を中心にも傾斜可能である。
【０２０５】
円形のウィンドウ８は、いずれの角状領域を含まないので、円形のウィンドウ８は、２つの軸２０１、２０２を中心に傾斜させるのに適している。角状領域は、角状の形状に起因して、弾性膜６にかかる応力を増加させる可能性がある。
【０２０６】
次に、図３に示される調整可能なプリズム１は、第２の軸２０２の周りのみを傾けるように構成される。ウィンドウ８の角状領域８ｂからの可能な応力を低減するために、長方形ウィンドウ８の角は丸められている。
【０２０７】
調整可能なプリズム１の長方形の輪郭、特に長方形ウィンドウ８は、望遠レンズ又はズームレンズなどの折り返し光学設計でサイズを低減するのに適し、プラスチックレンズがＤカットされ、長方形の開口部が画像センサーを超えていく光を遮断するために使用される。
【０２０８】
図４では、図２の調整可能なプリズム１が示されるが、図２の調整可能なプリズム１に加えて、図４の調整可能なプリズム１は、ウィンドウ８に取り付けられたプリズム形成装置９を有する。符号は、図１及び図２で既に記載したものと同じ構成要素を指している。
【０２０９】
プリズム形成装置９は、ウィンドウ８の中央に配置され、光１００、１０１が容器２から有効開口部９ａを通って横断できるように有効開口部９ａを有する。
【０２１０】
プリズム形成装置９の横方向に延びる２つの作動アーム９ｂが示されており、それに作動力３００が適用される。作動力３００は、プリズム形成装置９を介して、調整可能なプリズム１の底部分５に対して傾斜状態をとるウィンドウ８に伝達される。
【０２１１】
図４の例における作動力３００は、プリズム形成装置９の一方の作動アーム９ｂを押し下げるのと同時に、プリズム形成装置９の他方の作動アーム９ｂ’を引き上げて離し、より正確な調整可能なプリズム１の傾斜挙動をもたらす。
【０２１２】
調整可能なプリズム１の概略図には、３つの直径が描かれている。直径ｄｃは、容積７の直径である、ｄｗは、ガラスウィンドウ８の直径である、そしてｄｓは、プリズム形成装置９の直径であり、又はより正確な作動力の打撃点間の距離である。
【０２１３】
所与の傾斜角２０４について、膜６がより高い係数で伸張されるために、ｄｗがｄｃに対して増加する場合、必要な作動力３００が増加する。他方、より高いてこの作用のアームに起因してｄｓが増加する場合、作動力３００は減少する。
【０２１４】
一般的に、１°の機械的傾斜には、約１ｍＮ〜５ｍＮの作動力３００が必要である、ただし、この関係は、膜６の種類及び直径ｄｃ、ｄｗ及びｄｓの間の比率に依存する。作動力３００と、機械的傾斜角２０４との間の関係は、特に０ｍＮと１ｍＮとの間の作動力３００の場合、ほぼ線形である。
【０２１５】
図５では、図２及び図４に描かれた調整可能なプリズム１の立体斜視図が示される。プリズム形成装置９は、作動力３００を受け取るための４つの作動アーム９ｂを備えることが理解できる。第１及び第２の軸２０１、２０２を中心とする二次元傾斜が、対を成して対向する作動アーム９ｂを相応に作動することによって可能となるように、４つの作動アーム９ｂは、互いに対を成して対向して配置される。
【０２１６】
プリズム形成装置９の中央開口部は、ウィンドウ８上の中央に配置される。透明な流体３を有する容積７を備える容器２は、正方形の外側形状を有する。プリズム形成装置９は、ウィンドウ８ａの外縁の円周部位１０に沿ってウィンドウ８と接触している。
【０２１７】
プリズム形成装置９、特に４つの作動アーム９ｂの外側部位に適用される作動力は、前記円周接触部位１０に沿って分配される。
【０２１８】
図６では、図３に描かれた調整可能なプリズム１の立体斜視図が示される。長方形のウィンドウ８の上部分に取り付けられたプリズム形成装置９は、作動力を受けるための２つの作動アーム９ｂ、９ｂ’のみを備える。第１又は第２の軸２０１、２０２を中心とする一次元傾斜は、対向する作動アーム９ｂ、９ｂ’を相応に作動することによって可能となるように、２つの作動アーム９ｂ、９ｂ’は、互いに対向して配置される。
【０２１９】
プリズム形成装置９は、長方形のウィンドウ８上の中央に位置する中央開口部９ａの周りに長方形の輪郭を有する。透明な流体３を有する容積７を備える容器２は、長方形の外側形状を有する。
【０２２０】
プリズム形成装置９は、長方形ウィンドウ８の外縁８ａの円周部位１０に沿ってウィンドウ８と接触している。プリズム形成装置９、特に２つの作動アーム９ｂ、９ｂ’の外側部位に適用される作動力は、前記円周接触部位１０に沿って分配される。中央開口部９ａは、ウィンドウ８上の円周接触部位１０によって形成され、囲まれる。
【０２２１】
図６に示される調整可能なプリズム１の対応する断面図は、図４に示される断面図と本質的に同一の外観であることに留意されたい。
【０２２２】
図７には、図６に示されるとおりの調整可能なプリズム１のための代替的なプリズム形成装置９が描かれる。プリズム形成装置９は、互いに分離される２つの部分９ｃ、９ｃ’からなり、２つの互いに対向して配置される部分９ｃ、９ｃ’のそれぞれは、ウィンドウ８に接触している作動アーム９ｂ、９ｂ’を備え、作動アーム９ｂ、９ｂ’は、ウィンドウ８の外縁８ａの部位に近いウィンドウ８の部位で接触している。
【０２２３】
それにもかかわらず、両方の作動アーム９ｂ、９ｂ’は、ウィンドウ８上の中央開口９ａを形成する。中央開口部９ａは、円周接触部位によってではなく、２つの作動アーム９ｂ、９ｂ’の接触部位９ｃ、９ｃ’によってのみ範囲が定められる。
【０２２４】
この実施形態は、調整可能なプリズム１のより軽い構築を可能にする。
【０２２５】
図８では、図４の調整可能なプリズム１に加えて、プリズム形成装置９に堅固に取り付けられた可動子１１を備える調整可能なプリズム１の断面図であり、プリズム形成装置９は、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の形態の作動手段１２を備える。
【０２２６】
断面は、二次元及び一次元の調整可能なプリズム１、つまり、ウィンドウ８の形状と、第１軸及び／又は第２軸２０１、２０２を中心に傾斜するように構成されたプリズム形成装置９の形状について本質的に同一であり、第２の軸２０２は示されていないが、特に断面平面の外側及び内側に延びるであろう。
【０２２７】
制限されないが、以下の説明は、２つの軸２０１、２０２を中心に傾斜可能な実施形態を明示的に含む、可視的な断面図に限定される。２軸の実施形態の場合、可視的な構成要素は、第２の軸２０２に対応して、又は描かれる構成要素に平行に配置することができる。
【０２２８】
断面図では、本明細書において可動部とも呼ばれる２つの可動子１１、１１’が、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に取り付けられる。可動子１１、１１’は、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’と９０°の角度をなし、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’は、ウィンドウ８の平面に平行して延びる。
【０２２９】
可動子１１、１１’の自由端部分１１ａ、１１ａ’には、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’が配置される。
【０２３０】
各ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’及び磁気部分１２ｂ、１２ｂ’を備える。
【０２３１】
図８の図示の例では、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は、それぞれの可動子１１、１１’の自由端部分１１ａ、１１ａ’に取り付けられ、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’は、例えば基板１３又は容器２に堅固に配置される。
【０２３２】
ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は、安定化ばねとして同時に機能する可撓性電気コネクタ１２ｃと電気的に接触する。ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’に電流が適用される場合、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’が、磁石部分１２ｂ、１２ｂ’に対して動く。
【０２３３】
この例では、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’が、光軸２００に沿って並進的様式で移動するだけでなく、回転的様式にも移動する。ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’から生成された作動力３００は、可動子１１、１１’によってプリズム形成装置９に伝えられ、次に、プリズム形成装置９は、調整可能なプリズム１の膜６に取り付けられたウィンドウ８を傾斜する。
【０２３４】
可動子１１、１１’及びボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、プリズム形成装置９の有効開口部９ａの外側に配置される。
【０２３５】
図９は、図８に示されるのと同様の実施形態を示す。２つの実施形態間の唯一の違いは、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’及びボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’が入れ替えられていること、すなわちボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’が基板１３又は容器２のいずれかに堅固に接続されていることであり、磁性部分１２ｂ、１２ｂ’は、可動子１１、１１’の自由端部分１１ａ、１１ａ’に取り付けられていることである。
【０２３６】
この実施形態は、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’への可撓性電気コネクタを必要とせず、より良い作動線形性を示す。
【０２３７】
図１０は、調整可能なプリズム１が、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に堅固に取り付けられた可動子を含まないことを除いて、図９に示されるものと同様の実施形態を示す。この実施形態では、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’は、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に直接取り付けられる。この簡略化されたバージョンでは、より小さいレバーアームを有し、ウィンドウ８の傾斜時でのより少ない横方向の動きを示す。
【０２３８】
図１１は、可動子１１、１１’がプリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に堅固に接続されていないが、可動子１１、１１’がプリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に可撓的に接続されるという点を除いて、図８に描かれているものと同じ調整可能なプリズム１を示す。これは、プリズム形成装置９の可動子１１、１１’とそれぞれの作動アーム９ｂ、９ｂ’との間の継手１４によって実現される。
【０２３９】
継手１４は、例えば、弾性的接着点、機械的継手、又はばね鋼から作られたばね様継手とすることができる。
【０２４０】
この実施形態は、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の純粋な並進運動、その後に可動子１１、１１’の純粋な並進運動を可能にし、前記並進運動は、関節１４によって、プリズム形成装置９及びプリズム形成装置９に取り付けられたウイング８の傾斜運動に変換される。
【０２４１】
同様に、図１２は、可動子１１、１１’がそのような継手１４を用いてプリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に取り付けられていることを除いて、図９に描かれているものと同じ実施形態を示す。
【０２４２】
ここでもまた、図９に示す実施形態と比較して、ウィンドウ８のより良好な線形性及び並進運動の減少が達成される。
【０２４３】
継手１４は、例えば、弾性的接着点、機械的継手、又はばね鋼から作られたばね様継手とすることができる。
【０２４４】
図１３では、ウィンドウ８は、回転運動／回転力を生成するように構成されるボイスコイルアクチュエータ１２０に接続される。断面図では、容器２の底部分５及び壁部材４が示され、並びに容器２の容積７に含まれる光学的流体３が示される。容器２の上面は、膜６及び膜６に取り付けられるウィンドウ８によってカバーされる。ウィンドウ８の外側部分には、ボイスコイルアクチュエータ１２０の回転軸１２０ｄがウィンドウ８に取り付けられている。ボイスコイル部分１２０ａは、回転軸１２０ｄに堅固に取り付けられ、例えば、容器２と移動不能に接続されている基板１３に取り付けられている磁気部分１２０ｂに対して回転可能である。
【０２４５】
磁気部分１２０ｂは、磁石１２０ｅ及び（例えば、図１４参照）磁気戻り構造１２０ｆを備える。ボイスコイル部分１２０ａへの電気コネクタは示されていない。
【０２４６】
戻り構造１２０ｆ及び磁石１２０ｅは、各側の磁気戻り構造１２０ｆに反対方向の横方向変位作動力３００が生成され、その結果、ボイスコイル部分１２０ｂ（図１４）の回転をもたらすような形状である。電流は矢印３０１として示されている。
【０２４７】
図１５及び１６には、二次元、すなわち第１及び第２の軸２０１、２０２に沿って傾斜可能な調整可能なプリズム１の立体図が示される。図１５には、調整可能なプリズム１の斜視図が示され、図１６には、同じプリズム１の切断斜視図が示される。
【０２４８】
調整可能なプリズム１は、長方形の形状のプリント回路基板１３を備える。基板１３の長方形の長辺は１０ｍｍ未満であり、短辺は５ｍｍ未満である。
【０２４９】
基板１３上には、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の形態の作動手段１２が配置される。円筒形状のボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は、基板１３に堅固に接続され、各ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は、磁石からなる対応する磁気部分１２ｂ、１２ｂ’を囲む。
【０２５０】
各ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、磁石がコイル部分１２ａ、１２ａ’に浸るように配置される。これにより、傾斜範囲全体にわたって、駆動電流と得られる作動力との間に良好な線形性が提供される。ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、基板１３の角部に配置されている。
【０２５１】
基板１３上の中央に配置されているのは、基板１３に堅固に取り付けられた容器２である。容器２は、光が透明な底部分５から調整可能なプリズム１に入り、そしてガラスウィンドウ８に向かって伝搬することができ、プリズム形成装置９の有効開口部９ａを通って調整可能なプリズム１を出ることができるように、容器２の透明な底部分５が基板１３の有効開口部の上部分の中央に配置されるように、硬質基板１３上に配置される。
【０２５２】
容器２及び基板１３は、互いに堅固に接続される２つの別個の部品である。容器２の底部分５及び壁部材４はガラス製である。
【０２５３】
膜６は、容器２の液体で満たされた容積７を覆い、壁部材４に対して封止する。膜６の上部分には、円形のガラスウィンドウ８が膜６に取り付けられる。プリズム形成装置６は、ウィンドウ８の上部分の中央にその有効開口部９ａを備え配置される。
【０２５４】
プリズム形成装置９の有効開口部９ａは、直径が３．６ｍｍより大きくすることができる。
【０２５５】
プリズム形成装置９はさらに、４つの作動アーム９ｂ、９ｂ’を備え、各アーム９ｂ、９ｂ’は、それぞれのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’に向かって延びる。
【０２５６】
ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の磁気部分１２ｂ、１２ｂ’は、プリズム形成装置９の作動アーム９ｂ、９ｂ’に堅固に取り付けられる。
【０２５７】
ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、第１及び第２の軸２０１、２０２の周りの傾斜力を、容器２の底部分５のｚ軸１３に対応する基板１３のｚ軸２００に沿って移動することにより、プリズム形成装置９に提供することができる。
【０２５８】
したがって、ウィンドウ８は、前記第１及び／又は第２の軸２０１、２０２を中心に傾斜することができる。
【０２５９】
第１及び第２の軸２０１、２０２は、基板１３の長方形の側面に平行に延びる。
【０２６０】
この実施形態は、３．６ｍｍ以上の有効開口部を有する５ｍｍ×１０ｍｍ以下の設置面積を有する調整可能なプリズムの非常に小型の設計を実行する。
【０２６１】
図１７は、この実施形態において、容器２が基板１３と一体的に形成されることを除いて、図１６に示されるとおりの実施形態を示す。それは、容器２が基板１３の特徴も含む、又はその逆もあることを意味する。
【０２６２】
透明な底部分５は、壁部材４を備える基板１３に接着される。容器２の壁部材４は、迷光の寄与を抑制し、また底部分５との接着安定性を改善するために、暗い金属コーティング４ａで覆われる。
【０２６３】
膜６は、液体で満たされた容積７を覆い、壁部材４に対して封止する。
【０２６４】
描かれる実施形態の作動手段１２、１２’及び他の構成要素は、図１６に示される実施形態と本質的に同一である。
【０２６５】
この実施形態は、調整可能なプリズム１の超小型設計を提供する。
【０２６６】
図１８では、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を有する調整可能なプリズム１の変形型が、概略的な上面図で示される。
【０２６７】
本明細書では、基板１は、隣接する側壁１３ａ、１３ａ’の間に角領域１３ｂを形成する４つの側壁１３ａ、１３ａ’によって範囲を定められる正方形の輪郭を有する。各角領域１３ｂにおいて、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の磁気部分１２ｂ、１２ｂ’は、４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’が基板１３の対角線に沿って互いに対を成して対向するように配置されるように、配置される。
【０２６８】
したがって、ボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を反対方向に動かすことにより、プリズム形成装置９及びウィンドウ８を第１及び第２の軸を中心に傾斜することができる。
【０２６９】
基板１３の中心には、円形膜６及び円形ウィンドウ８を有する容器２が配置される。ウィンドウ８の上部分には、プリズム形成装置９が配置され、プリズム形成装置９は、ボイスコイル部１２ａ、１２ａ’が取り付けられている円周可動子１１に、それらが、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’に対向して配置されるように、接続されている。
【０２７０】
この調整可能なプリズム１は、正方形の形状に、２軸調整可能なプリズム１のための４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を備える。
【０２７１】
図１８に示す実施形態と同様に、図１９は、基本的に同じ調整可能なプリズム１を示すが、今度は、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’が、基板１３の角領域１３ｂではなく側壁１３ａ、１３ａ’上に配置される。それにもかかわらず、磁気部分１２ｂ、１２ｂ’は、互いに対を成して対向して配置される。また、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は、それらが磁気部分１２ｂ、１２ｂ’に対向して配置されるように、図１８と比較してそれぞれ異なる位置にある。
【０２７２】
図２０では、４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を有する本発明による調整可能なプリズム１が、４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を制御するための４つのチャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を有する駆動電子光学技術を使用してどのように制御できるかが示されている。
【０２７３】
この目的のため、各チャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４（破線で描かれる）は、１つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’に接続される。チャネルは、それぞれのボイスコイルに電流を供給する。
【０２７４】
ドライバは４つの独立したチャネルｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４を備えるため、各アクチュエータ１２、１２’は、異なる大きさ及び符号の電流で制御できる。この実施形態は、調整可能なプリズム１の傾斜制御に関して最大の柔軟度を提供する。
【０２７５】
しかしながら、図２１に示すとおり、４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を備える調整可能なプリズムを、２つのチャネルｃ１、ｃ２；第１及び第２のチャネルのみを有するドライバで制御することが可能である。このため、各チャネルｃ１、ｃ２は、対角線に対向して配置された２つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’に接続される。したがって、両方のアクチュエータ１２、１２’は同じ大きさの電流を受け取るが、２つのボイスコイルアクチュエータ１２’のうちの一方へ、電流が反転した極性（丸で囲まれたマイナス記号で示される）で提供され、結果としてボイスコイルアクチュエータ１２が反対方向の運動を生成する。例えば、対角線上に対向して配置されたボイスコイルアクチュエータ１２の１つが第１のチャネルｃ１によって３０ｍＡの電流が提供される場合、反対のボイスコイルアクチュエータ１２’は、第１のチャネルｃ１によって−３０ｍＡの電流が提供される。
【０２７６】
この種の反対の運動により、ウィンドウ８の傾斜は、１つのチャネルｃ１、ｃ２のみを有する１つの軸２０１、２０２を中心に実現される。したがって、対角線上で対向する他の２つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’は、第２のチャネルｃ２で制御することができる。
【０２７７】
図２２には、２つのチャネルｃ１、ｃ２のみを有するドライバで駆動できる二次元傾斜のための４つのボイスコイルアクチュエータ１２、１２’を備える調整可能なプリズムの接続方式が描かれている。
【０２７８】
この実施形態では、ボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’は二重コイルを備える。本明細書では、対角線上に対向して配置されるボイスコイルアクチュエータ１２、１２’の反対の運動を実現するために、電流符号の反転は必要とされない。代わりに、各チャネルｃ１、ｃ２は、対角線上に配置されるボイスコイル部分１２ａ、１２ａ’のそれぞれの二重コイルに、それぞれの磁気部分１２ｂ、１２ｂ’が電流の供給時に反対の力を受けるように、接続される。これにより、対角線上に配置されるボイスコイルアクチュエータ１２、１２’が反対方向に運動し、その結果、ウィンドウ８が傾斜する。
【０２７９】
ドライバの第１及び第２チャネルｃ１、ｃ２を表す破線上の矢印は、電流の方向を示す。
【０２８０】
図２３には、第１の軸２０１のみを中心に回転可能である調整可能なプリズム１の実施形態を示す。傾斜時のウィンドウ８の傾斜運動を安定させ、横方向の運動を防止するために、調整可能なプリズム１は、単軸ジンバル１５を備える。
【０２８１】
前の例と同様に、基板１３は正方形の形状を有する。中央には、基板１３は、容器２が基板１３に配置され、堅固に接続される凹部を備える。
【０２８２】
膜６は、液体が含まれる容積を覆う。膜６の上には、ウィンドウ８が配置され、プリズム形成装置９に接続される。プリズム形成装置９は、ジンバル１５の軸１５ａに２つの対向する側面で接続される。ジンバル軸１５ａは、基板１３とプリズム形成装置９とを回転可能に接続する。ジンバル軸１５ａは、底部分５に対してウィンドウ８の第１の軸２０１を中心とするプリズム形成装置９の傾斜を可能にするが、傾斜の軸、すなわちジンバル軸１５ａを有する第１の軸２０１の固定により、ウィンドウ８の横方向又は並進運動は不可能である。
【０２８３】
したがって、作動力は、並進成分を伝達する場合でも、ウィンドウ８に回転運動のみをもたらす。
【０２８４】
ジンバル軸１５ａは、正方形の基板１３の対角線に沿って延び、ばね鋼から製造され得る。その結果、第１の軸２０１は、ジンバル軸１５ａに沿って延びる。
【０２８５】
図２４では、図２３と同様の本発明の実施形態が描かれる。図２４の実施形態とは対照的に、ジンバルは、プリズム形成装置９の二次元傾斜を可能にし、したがって、第１及び第２の軸２０１、２０２を中心にウィンドウ８を独立して二次元傾斜させることができる２軸ジンバル１５’である。
【０２８６】
このため、プリズム形成装置９はジンバル１５’に取り付けられるが、容器２は基板１３に堅固に接続されている。２軸ジンバル１５’は、当業者に知られている。該例では、第１及び第２の軸２０１、２０２はそれぞれ、正方形形状の基板１３に対角線上に沿う１つのジンバル軸１５ａ、１５ａ’に沿って延びる。
【０２８７】
この実施形態は、いずれの横方向又は並進運動なしに、容器２の底部分５に対するウィンドウ８の傾斜を可能にする。
【０２８８】
したがって、作動手段が横方向の力成分を含む作動力を提供する場合でも、より正確な傾斜挙動が実現する。
【０２８９】
ジンバル１５、１５’が、固定された回転軸１５ａ、１５ａ’を提供するために、以下の実施形態は、１つの作動手段１２、すなわち１つのボイスコイルアクチュエータのみで第１の軸２０１を中心に傾斜することを可能にする。
【０２９０】
図２５には、ジンバルに基づく実施形態の断面図が示される。ジンバル軸１５ａは、断面平面の外に直交して延び、ジンバル軸１５ａは、一端で基板１３に接続されている。この例における容器２の底部分５は上方を向いており、膜６及びウィンドウ８は、この実施形態では下方を向いて配置される。
【０２９１】
プリズム形成装置９は、図１２に示す実施形態のように、継手１４を介して可動子１１に作動アーム９ｂで接続される。
【０２９２】
しかしながら、図１２に示される実施形態とは反対に、調整可能なプリズム１は、第１の軸２０１を中心にウィンドウ８を傾斜するための１つの作動手段１２、すなわちボイスコイルアクチュエータのみを備える。ジンバル１５が第１の軸２０１に固定を提供するために、プリズム形成装置９に伝えられる非対称の力成分は、ウィンドウ８の並進運動ではなく、回転運動のみをもたらす。
【０２９３】
この実施形態は、本発明の費用効果の高い実施形態を可能にする。
【０２９４】
図２６では、作動手段に関する代替的な実施形態が、調整可能なプリズム１の断面図において示される。調整可能なプリズム１は、ジンバル軸１５ａが断面平面の外を指しているジンバル１５を備える。
【０２９５】
プリズム形成装置９は、回転力が固定された回転軸１５ａ、２０１でウィンドウ８に伝達されることが可能なように、ジンバル軸１５ａに接続される。
【０２９６】
プリズム形成装置９の外方に横方向に延びる２つのアーム９ｂ、９ｂ’は、それぞれ、継手１４を介して、形状記憶合金ワイヤ１２ｇである対応する作動手段１２ｇに直接的に接続される。
【０２９７】
電圧が形状記憶合金ワイヤ１２ｇに適用される場合、形状記憶合金ワイヤ１２ｇは、所定の方向、本明細書ではｚ軸２００に沿って収縮し、したがって、引張り作動力３００をプリズム形成装置９に伝える。
【０２９８】
この実施形態は、二次元調節可能なプリズム１に適用することができる。
【０２９９】
図２７及び図２８には、本発明による調整可能なプリズム１を備える画像化システム５０が示される。調整可能なプリズム１は、光学画像安定化のために使用される。このため、それは、前面、すなわち、画像化システム光学系５１の入口側に配置される。
【０３００】
プリズム１のウィンドウ８を傾斜させることに応じて、画像センサー５３上の投影画像が移動しないように、画像化システム５０の横方向の運動を光学的に相殺することができる。
【０３０１】
プリズム１は、画像化システム５０の折り返し、又は非折り返し光路に配置されることが可能である。
【０３０２】
図２７では、調整可能なプリズム１は、例えば、多色画像化又は単色虹彩認識用などの広角小型カメラモジュールの前面に配置される。
【０３０３】
図２８では、画像化システム５０は、折り返しミラー５２を有する小角望遠カメラモジュール又はズームレンズである。
【０３０４】
図２９では、最小数の構成要素を備え、費用効率の高い生産に特によく適している調整可能なプリズム１の実施形態が示される。
【０３０５】
容器２は、透明な底部分５、ガラスウィンドウ８及び、液体３を含む閉鎖された容器容積を形成するために互いに封止する２つの変形可能な特に弾性の膜６、６ａ、６ｂのみからなる。この実施形態は、ベローズを形成する。そのような二重膜ベローズ容器２は、第１又は第２の軸を中心にウィンドウ８を傾斜するために必要な作動力をさらに最小化し、他方で、有効開口部９ａとウィンドウ８の外径との間の比率を最大化する。
【０３０６】
任意の以前から導入される作動概念（エアコイル又は埋め込みＰＣＢコイルを有するＶＣＭ、ＳＭＡ、リラクタンスモーター）及びプリズム形成装置型を適用することができる。
【０３０７】
図３０では、調整可能なプリズム１の別の実施形態が示される。この実施形態は、底部分５に封止される１つの膜６のみを備える。膜６が封止される底部分５の縁は、壁部材４として理解することもできる。
【０３０８】
図３０の左のパネルでは、ウィンドウ８の傾斜がない、中立位置（光は偏向せずにプリズム１を通過する）が示され、図３０の右のパネルでは、光がプリズム１を通過するときに偏向されるように、ウィンドウ８は、底部分５に対して傾斜される。
【０３０９】
容器２は、液体３を備える。膜６は変形可能であるが、必ずしも弾性である必要はない。
【０３１０】
プリズム形成装置が作動する場合（図示せず）、容器２はベローズのように機能する。
【０３１１】
膜６は主に軸方向に、すなわち光軸に平行に変形し、半径方向には変形しないので、そのようなベローズ容器２は、必要とする作動力はより少なくなり、有効開口部９ａと外径との間の比を最大にする。
【０３１２】
図３１は、２つの異なる作動手段を有する、図３０の調整可能なプリズム１を示す。ベローズ様容器２は、新しい作動型の可能性を提供する。
【０３１３】
左のパネルでは、半径並進モーター（構成要素９ｂ及び１１で示される）が、ウィンドウ８を傾斜するために使用され、右のパネルでは、スイベルベアリングモーター（構成要素９ｂ及び１１で示される）が、ウィンドウ８を傾斜するために使用される。それぞれのモーターの作動運動は、可動子１１に二重矢印で示されている。
【０３１４】
したがって、エアコイル又は埋め込まれたＰＣＢコイルを有するＶＣＭ、ＳＭＡ、リラクタンスモーター及びプリズム形成装置９などの任意の作動概念をこの実施形態に適用することができる。
【０３１５】
ウィンドウ８が液体３上で「浮遊し（ｓｗｉｍｍｉｎｇ）」、結果として膜６の伸びを最小限に抑えるために、両方の作動概念（並進モーター又はスイベルベアリングモーター）に必要な作動力は非常に低い。
【０３１６】
この実施形態では、プリズム形成装置９及び容器のウィンドウ８は一体的に形成される。
【０３１７】
図３２には、図４の調整可能なプリズム１と同様の調整可能なプリズム１が示され、調整可能なプリズム１は、有効開口部９ａとして機能する穴を有するプレートからなるプリズム形成装置９を備える。プレートはウィンドウ８に接続されている。本明細書で開示される作動概念は、この調整可能なプリズム１に単純な様式で適用することができる。
【０３１８】
図３３には、図４に示されるプリズム形成装置９の代替が描かれ、図３３のプリズム形成装置９はガラスウィンドウからなる。これは、プリズム形成装置９と容器２のウィンドウ８との間の界面で遮蔽が発生しないように、光学的に使用可能な有効開口部９ａを最大化する。この例による有効開口９ａは、プリズム形成装置９の透明部分である。以前に導入された任意の作動概念を、この種のプリズム形成装置に単純に適用することができる。
【０３１９】
図３４は、２つの軸２０１、２０２、ｘ軸及びｙ軸に沿って傾斜可能である調整可能なプリズム１の立体図を示す。
【０３２０】
この実施形態は、３．６ｍｍ以上の有効開口部９を有する５ｍｍ×１０ｍｍ以下の設置面積を有する調整可能なプリズム１のｙ軸２０２（点線）に沿った非常に小型の設計を実行する。
【０３２１】
ｙ方向２０２に沿った小型の設計は、例えば、スペースが貴重なカメラ又は他の画像化システムを有する携帯電話などの小型の携帯装置に前記装置１を備えることを可能にする。
【０３２２】
ｙ軸２０２に沿った範囲を小さく保つために、プリズム形成装置９は、図１５、１６及び１７からも分かるように、ｘ軸２０１に沿って細長く形成される。
【０３２３】
細長いプリズム形成装置９上に、作動磁石１２ｂ、１２ｂ’が配置され、コイル１２ａ、１２ａ’は、調整可能なプリズム１の一部に、又はプリズム形成装置９に対して固定されたままである別の装置に固定される。
【０３２４】
膜上のウィンドウ８が、アクチュエータ１２、１２’の１つ又は複数を作動させることによって傾けることができるように、磁石１２ｂ、１２ｂ’及びコイル１２ａ、１２ａ’は、アクチュエータ１２、１２’によって生成される作動力が光軸に沿って（又は反対に）本質的に向くように互いに対して配置される。
【０３２５】
さらに、アクチュエータ１２、１２’及び特定の磁石１２ｂ、１２ｂ’は、有効開口部９のｘ軸２０１に沿って横方向に配置され、調整可能なプリズム１がｙ軸２０２に沿って小さな空間をとるように、アクチュエータ１２、１２’は、ｘ軸２０２に対してわずかに軸外へシフトして配置される。
【０３２６】
コイル１２ａ、１２ａ’は、「コイルＡ」及び「コイルＢ」の文字で示されるとおり、対を成して制御及び接続することができる。
【０３２７】
この実施形態の磁石１２ｂ、１２ｂ’は、軸方向に分極され、磁石の特定の配向は、アクチュエータ１２、１２’を本質的に光軸に沿って配置することを可能にする。
【０３２８】
図３５は、図３４の実施形態に対して同様の実施形態を示す。唯一の違いは、コイル１２ａ、１２ａ’がプリズム形成装置９に配置され、磁石１２ｂ、１２ｂ’が、傾斜可能なウィンドウ８に対して固定されたままである、ある外部装置又は部分に固定されていることである。
【０３２９】
図３６は、画像化システム５０の折り返し光学系のための調整可能なプリズム１の適用例を示す。本明細書では、調整可能なプリズム１は、横方向の画像安定化を提供するように配置される。調整可能なプリズム１は、後続の光学系、この場合は、画像化のための複数のレンズ５１を備えるレンズ鏡筒への光路２００を折り返すように、構成された折り返しプリズム５２の前に配置される。レンズ鏡筒は、画像センサー５３の前に配置される。このレンズ鏡筒は、焦点をシフトする、又は画像化システム５０に光学ズームをもたらすように、調整可能な特に可動のレンズ５１を備えることができる。入射光は矢印１００として示される。
【０３３０】
この構成では、調整可能なプリズム１は、画像化システム５０の横方向の動きを相殺するように構成することができる動的な光学画像安定化手段として機能することができる。
【０３３１】
本発明による調整可能なプリズム１は、例えば、無人航空機、カメラ、特に監視カメラ、交通カメラ、距離測定器、対物レンズ、顕微鏡、携帯電話の後ろのカメラの前面、特に、マクロカメラ、広角カメラ、又は望遠カメラ及びズームカメラなどでよく使用される、積み重ねられたカメラ鏡筒、折り返し光路カメラ又は光学系などの光学系に依存する様々なアプリケーションに備えられて使用することができる。
【符号の説明】
【０３３２】
１  調整可能なプリズム
２  容器
３  流体
４  壁部材
４ａ  コーティング
５  底部分
６  膜
６ａ  弾性的に拡張可能な膜部分
６ｂ、６ｃ  膜部材
７  容積
８  ウィンドウ
８ａ  ウィンドウの外縁
８ｂ  角様領域
９  プリズム形成装置
９ａ  有効開口部
９ｂ、９ｂ’  作動アーム
９ｃ、９ｃ’  プリズム形成装置の２つの部分
１０  円周接触部位
１１、１１’可動部、可動子
１１ａ、１１ａ’可動子の自由端
１２、１２、１２０  作動手段、ボイスコイルアクチュエータ
１２ａ、１２ａ’、１２０ａ  ボイスコイル部分
１２ｂ、１２ｂ’、１２０ｂ  磁気部分
１２ｃ  電気コネクタ  
１２０ｄ  コイルの回転軸
１２０ｅ  磁石
１２０ｆ  戻り構造
１２ｇ  形状記憶合金ワイヤ
１３  基板
１３ｂ  角領域
１３ａ、１３ａ  ’側壁
１４  継手
１５、１５’  単軸ジンバル
１５ａ、１５ａ’  のジンバル軸
５０  画像化システム
５１  レンズ
５２  折り返しミラー
５３  画像化センサー
１００  入射光
１０１  出射光
２００  光軸
２０１第１の軸、ｘ軸
２０２  第２の軸、ｙ軸
２０３  ｚ軸
２０４  傾斜角
２０５  偏向角
３００  作動力
３０１  電流
ｃ１、ｃ２、ｃ３、ｃ４  駆動チャネル
【図１ＡＢ】
2021505951.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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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２９】
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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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【手続補正書】
【提出日】令和2年8月7日(2020.8.7)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学画像安定化のための調整可能なプリズム（１）であって、構成要素：
−  少なくとも透明な部分を備える膜（６）を備える容器（２）であって、容器（２）は、膜（６）に面する透明な硬質底部分（５）をさらに備え、膜（６）は、底部分（５）に接続される、かつ容器（２）は、透明な流体（３）で満たされる容積（７）を囲む、前記容器（２）、
−  膜（６）上に配置される透明ウィンドウ（８）であって、ウィンドウ（８）が底部分（５）に対して第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜することができるように、膜（６）は、ウィンドウ（８）の外縁（８ａ）の周りに延びる変形可能な部分（６ａ）を備える、前記透明ウィンドウ（８）、
を備える、前記調整可能なプリズム（１）。
【請求項２】
膜（６）は、底部分（５）と封止的に接続される、請求項１に記載の調整可能なプリズム（１）。
【請求項３】
調整可能なプリズム（１）は、構成要素：
−  硬質壁部材（４）であって、底部分（５）と壁部材（４）とは、堅固に接続され、かつ膜（６）は、壁部材（４）に封止的に接続され、膜（６）の変形可能な部分（６ａ）は、ウィンドウ（８）の外縁（８ａ）と壁部材（４）との間に延びる、前記硬質壁部材（４）、
をさらに備える、請求項１に記載の調整可能なプリズム（１）。
【請求項４】
第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）は、ウィンドウ（８）の広がりの平面と平行に又は平面内に延びる、そして特に、第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）は、互いに直交して配向する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項５】
壁部材（４）は、少なくとも容積（７）に面する壁部材（４）の側面に、光吸収層（４ａ）を備える、又は壁部材（４）は、光吸収化合物からなる、請求項３又は４に記載の調整可能なプリズム。
【請求項６】
調整可能なプリズム（１）は、プリズム形成装置（９）を備え、プリズム形成装置（９）はウィンドウ（８）と接触し、プリズム成形装置（９）はウィンドウ（８）の上に特に中央に配置される有効開口部（９ａ）を有し、プリズム形成装置（９）は作動力（３００）をウィンドウ（８）に、特に有効開口部（９ａ）の外側に位置するウィンドウ（８）の少なくとも１つの部位に伝えることによってウィンドウ（８）を第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜するように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項７】
プリズム形成装置（９）の有効開口部（９ａ）は、透明かつ大きい、又はプリズム形成装置（９）は、透明かつ大きい、請求項６に記載の調整可能なプリズム。
【請求項８】
プリズム形成装置（９）は、ウィンドウ（８）の２つの対向する部位に接触し、該部位は、有効開口部（９ａ）の外側に配置され、かつプリズム形成装置（９）は、いずれかの部位又は両方の部位に作動力（３００）を伝えるように構成される、請求項６又は７に記載の調整可能なプリズム。
【請求項９】
プリズム形成装置（９）又はウィンドウ（８）は、ウィンドウ（８）を第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜するための作動力（３００）を生成するように構成される、少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２ｇ、１２０）に接続される、請求項１〜８のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１０】
プリズム形成装置（９）が、作動手段（１２、１２’、１２０）とプリズム形成装置（９）とを接続する可動部（１１、１１’）に接続される、請求項９に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１１】
少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２０）は、ボイスコイルアクチュエータを備える、又はボイスコイルアクチュエータであり、ボイスコイルアクチュエータ（１２、１２’、１２０）は、磁気部分（１２ｂ、１２ｂ’、１２０ｂ）及びボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’、１２０ａ）を備える、請求項９又は１０に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１２】
調整可能なプリズム（１）は、ジンバル（１５、１５’）を備え、ウィンドウ（８）が底部分（５）に対して第１及び／又は第２の軸（２０１、２０２）を中心に傾斜することができるように、ウィンドウ（８）、プリズム形成装置（９）又は可動部（１１、１１）は、ジンバル（１５、１５’）に接続される、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１３】
調整可能なプリズム（１）は、少なくとも１つの作動手段（１２、１２’、１２ｇ、１２０）に適用される電流を制御するように構成される駆動回路を備える、請求項９〜１２のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１４】
調整可能なプリズム（１）は、互いに対を成して対向して配置される４つのボイスコイルアクチュエータ（１２、１２’）を備え、駆動回路は第１及び第２のチャネル（ｃ１、ｃ２）を備え、ボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）は二重コイルを備え、各チャネル（ｃ１、ｃ２）はそれぞれのチャネル（ｃ１、ｃ２）が互いに対向して配置されるボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）に同じ電流を提供できるように、対を成して配置されるボイスコイルアクチュエータ（１２，１２’）の一方の対に構成及び接続され、各チャネル（ｃ１、ｃ２）は、電流が供給される場合に２つの対向するボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）の生成される力が反対方向を向くように、ボイスコイル部分（１２ａ、１２ａ’）の二重コイルへ接続される、請求項１２に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１５】
ウィンドウの焦点効果又は焦点外し効果に起因するいずれの画像の歪みが防止されるように、ウィンドウは平面であり、かつウィンドウを横断する光の曲率は変更されないままである、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１６】
透明なウィンドウはガラスウィンドウであり、又は調整可能なプリズムはプリズム形成装置を備え、プリズム形成装置は透明なウィンドウであり、かつプリズム形成装置は硬質ポリマーで作られる、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム。
【請求項１７】
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の調整可能なプリズム（１）を備える画像化システム（５０）であって、画像化システム（５０）は、画像センサー（５３）及び画像センサー（５３）上に画像の焦点を合わせるように構成される画像化光学系（５１）を備え、調整可能なプリズム（１）が、画像化光学系（５１）に、特に画像化光学系（５１）の前に配置され、かつ入射光の角度が調整可能なプリズム（１）のウィンドウ（８）を傾斜することによって変更できるように配置される、前記画像化システム（５０）。
【国際調査報告】
2021505951.tif 000039
2021505951.tif 000040
2021505951.tif 000041