(57)【要約】  対物面（１００）を結像面（２００）上に撮像するための、例えば、スマートフォンカメラ用の光学ズームシステム（１）であって、２つの液体レンズ（１０、２０）並びにそれに続く固定補正レンズ（３０、５０、６０）を備え、液体が６０より大きいアッベ数を有する、光学ズームシステム（１）。【選択図】図１
2016528559.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対物面（１００）を結像面（２００）に撮像するための光学システム（１）であって、
−前記対物面（１００）と、
−前記結像面（２００）と、
−前記対物面（１００）と前記結像面（２００）との間に配置された第１の調整可能レンズ（１０）であって、
・硬質材料製の第１の固定容器（１１）と、
・弾性材料製の第１の変形可能膜（１２）と、
・少なくとも前記第１の容器（１１）および前記第１の膜（１２）によって取り囲まれた第１の流体（１５）と、
を備えた第１の調整可能レンズ（１０）と、
−前記第１の調整可能レンズ（１０）と前記結像面（２００）との間に配置された第２の調整可能レンズ（２０）であって、
・硬質材料製の第２の固定容器（２１）と、
・弾性材料製の第２の変形可能膜（２２）と、
・少なくとも前記第２の容器（２１）および前記第２の膜（２２）によって取り囲まれた第２の流体（２５）と、
を備えた第２の調整可能レンズ（２０）と、
−前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間に配置された硬質材料製の少なくとも１つの固定補正レンズ（３０、４０、５０、６０）と、
を備え、
前記第１の流体（１５）および前記第２の流体（２５）の各々のアッベ数が６０より大きく、具体的には８０より大きい、
光学システム（１）。
【請求項２】
対物面（１００）を結像面（２００）に撮像するための光学システム（１）であって、
−前記対物面（１００）と、
−前記結像面（２００）と、
−前記対物面（１００）と前記結像面（２００）との間に配置された第１の調整可能レンズ（１０）であって、
・硬質材料製の第１の固定容器（１１）と、
・弾性材料製の第１の変形可能膜（１２）と、
を備えた第１の調整可能レンズ（１０）と、
−前記第１の調整可能レンズ（１０）と前記結像面（２００）との間に配置された第２の調整可能レンズ（２０）であって、
・硬質材料製の第２の固定容器（２１）と、
・弾性材料製の第２の変形可能膜（２２）と、
を備えた第２の調整可能レンズ（２０）と、
−前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間に配置された硬質材料製の少なくとも１つの固定補正レンズ（３０、４０、５０、６０）と、
を備え、
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）は、前記対物面（１００）の方に向けられ、
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の少なくとも第１の領域（１２ａ）は、前記結像面（２００）の方に向けられる、
光学システム（１）。
【請求項３】
前記第１の調整可能レンズ（１０）は、少なくとも前記第１の容器（１１）と前記第１の膜（１２）とによって取り囲まれた第１の流体（１５）を備え、
前記第２の調整可能レンズ（２０）は、少なくとも前記第２の容器（２１）と前記第２の膜（２２）とによって取り囲まれた第２の流体（２５）を備え、
前記第１の流体（１５）および前記第２の流体（２５）の各々のアッベ数は、６０より大きく、具体的には８０より大きい、
請求項２に記載の光学システム（１）。
【請求項４】
少なくとも、前記第１の調整可能レンズ（１０）の焦点距離（ｆ１）と前記第２の調整可能レンズ（２０）の焦点距離（ｆ２）との１つの組合せに対して、前記光学システム（１）は、前記対物面（１００）からの平行光線を前記結像面（２００）内の焦点（２０１）に結像させるように構成される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項５】
前記対物面（１００）と前記第１の調整可能レンズ（１０）との間の距離は３０ｍｍ未満、具体的には２０ｍｍ未満であり、
少なくとも、前記第１の調整可能レンズ（１０）の焦点距離（ｆ１）と前記第２の調整可能レンズ（２０）の焦点距離（ｆ２）との１つの組合せに対して、前記光学システム（１）は、前記対物面（１００）からの発散光線を前記結像面（２００）内の焦点位置（２０１）に結像させるように構成される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項６】
前記光学システム（１）は、連続的な複数のズームレベルおよび連続的な複数の焦点位置をもたらすように構成される、請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項７】
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）は、前記結像面（２００）の方に向けられた第２の領域（２２ａ）を備え、
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）は、前記対物面（１００）の方に向けられ、
具体的には、前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）は１つのまたは前記の第１の領域（１２ａ）を備え、
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の前記第１の領域（１２ａ）と、前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）の前記第２の領域（２２ａ）とは、凸形状および凹形状を呈するように構成される、
請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項８】
少なくとも、前記光学システム（１）の第１のズームレベルにおいて、前記第１の領域（１２ａ）は凸形状を呈し、前記第２の領域（２２ａ）は凹形状を呈する、請求項７に記載の光学システム（１）。
【請求項９】
少なくとも、前記光学システム（１）の第２のズームレベルにおいて、前記第１の領域（１２ａ）は凹形状を呈し、前記第２の領域（２２ａ）は凸形状を呈する、請求項８または９のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１０】
少なくとも１つのアクチュエータ（７０）、具体的には２つのアクチュエータ（７０、７１）、特に
−静電アクチュエータ、
−電磁アクチュエータ
−電気活性ポリマアクチュエータ
−圧電アクチュエータ、および、
−流体ポンプアクチュエータ、
の群をさらに備え、
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の少なくとも１つのまたは前記の第１の領域（１２ａ）、および前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）の少なくとも１つのまたは前記の第２の領域（２２ａ）は、前記少なくとも１つのアクチュエータ（７０）によって変形させられるように構成され、その結果、前記第１の調整可能レンズ（１０）の１つのまたは前記の焦点距離（ｆ１）、および前記第２の調整可能レンズ（２０）の１つのまたは前記の焦点距離（ｆ２）は、前記アクチュエータ（７０）によって変えることができる、請求項１〜９のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１１】
前記光学システム（１）は、少なくとも３つの、具体的には少なくとも４つの、特に正確には４つの硬質材料製の固定補正レンズ（３０、４０、５０、６０）を備え、具体的には、前記固定補正レンズ（３０、４０、５０、６０）は、前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間に配置される、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１２】
前記固定補正レンズ（３０、４０、５０、６０）の光学面、具体的には全ての光学面は、２ｍｍまたはそれ以上の最小限の絶対曲率半径値を有する、請求項１１に記載の光学システム（１）。
【請求項１３】
前記補正レンズ（３０、４０、５０、６０）は、前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間に配置され、
前記第２の調整可能レンズ（２０）の最も近くに配置される補正レンズ（３０）の光学面（３０ａ）は、前記補正レンズ（３０、４０、５０、６０）のいずれの他の光学面よりも小さい最適曲率半径値を有する、
請求項１１〜１２のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１４】
少なくとも１つの固定補正レンズ（６０）は、前記光学システム（１）の像面湾曲を補正するように適合される、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１５】
前記光学システム（１）は、少なくとも遠距離ズームレベル構成および広角ズームレベル構成を呈するように構成され、
前記遠距離ズームレベル構成における前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間の軸位置における最大の主光線角は、前記広角ズームレベル構成における前記第２の調整可能レンズ（２０）と前記結像面（２００）との間の軸位置における最大の主光線角に、±２．５°の範囲内で等しい、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１６】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）はメニスカス形状であり、および／または前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）はメニスカス形状である、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１７】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）の光学前面（１１ａ）は凸形状を有し、
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）の光学後面（１１ｂ）は凹形状を有し、
具体的には、前記光学前面（１１ａ）は前記対物面（１００）の方に向けられ、前記光学後面（１１ｂ）は前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の方に向けられる、
請求項１〜１６のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１８】
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）の光学前面（２１ａ）は凸形状を有し、
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）の光学後面（２１ｂ）は凹形状を有し、
具体的には、前記光学前面（２１ａ）は前記対物面（１００）の方に向けられ、前記光学後面（２１ｂ）は前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）の方に向けられる、
請求項１〜１７のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項１９】
開口絞り（９０）、具体的には円形開口絞り（９０）をさらに備え、前記開口絞り（９０）は特に前記第１の調整可能レンズ（１０）と前記第２の調整可能レンズ（２０）との間に配置される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２０】
前記第１の調整可能レンズ（１０）は第１の固定レンズ整形器（１３）を付加的に備え、および／または、
前記第２の調整可能レンズ（２０）は第２の固定レンズ整形器（２３）を付加的に備える、
請求項１〜１９のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２１】
前記第１のレンズ整形器（１３）と前記開口絞り（９０）との間の軸方向距離は、前記第２のレンズ整形器（２３）と前記開口絞り（９０）との間の軸方向距離と、±５０％、具体的には±２０％の範囲内で等しい、請求項１９および請求項２０に記載の光学システム（１）。
【請求項２２】
−前記光学システム（１）の光軸（Ａ）を方向転換させるための折り曲げプリズム（８０）をさらに備える、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２３】
前記折り曲げプリズム（８０）は、非正方形、具体的には長方形のフットプリントを有する、請求項２２に記載の光学システム（１）。
【請求項２４】
前記折り曲げプリズム（８０）は、切断縁（８１）を備える、請求項２２〜２３のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２５】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の少なくとも１つのまたは前記の第１の領域（１２ａ）は、前記折り曲げプリズム（８０）に直接に面する、請求項２２〜２４のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２６】
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）の、前記対物面（１００）の方に向けられた、１つのまたは前記の光学前面（２１ａ）は、前記折り曲げプリズム（８０）に直接に面し、または、１つだけ若しくはそれ以上の開口および／または開口絞り（９０）は、前記第２の容器（２１）と前記折り曲げプリズム（８０）との間に配置される、請求項２２〜２５のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２７】
前記開口絞り（９０）と前記折り曲げプリズム（８０）との間の軸方向距離は、前記開口絞り（９０）の最小の横方向半径の１．５倍より小さいかまたはそれに等しい、請求項１９〜２１のいずれか一項および請求項２２〜２６のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２８】
前記第１の調整可能レンズ（１０）は前記対物面（１００）に直接に面し、または、
保護要素（３００）、具体的には保護要素（３００）のみ、特にカバーガラス（３００）が前記第１の調整可能レンズ（１０）と前記対物面（１００）との間に配置される、
請求項１〜２７のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項２９】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の１つのまたは前記の第１の流体（１５）は液体を含み、具体的には液体からなり、および／または、
前記第２の調整可能レンズ（２０）の１つのまたは前記の第２の流体（２５）は液体を含み、具体的には液体からなる、
請求項１〜２８のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項３０】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）の１つのまたは前記の光学前面（１１ａ）は非球面である、請求項１〜２９のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項３１】
前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の容器（１１）の１つのまたは前記の光学後面（１１ｂ）は、前記第１の調整可能レンズ（１０）の前記第１の膜（１２）の方に向けられ、概ね球面であり、および／または、
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の容器（２１）の１つのまたは前記の光学後面（２１ｂ）は、前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）の方に向けられ、概ね球面である、
請求項１〜３０のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項３２】
前記第２の調整可能レンズ（２０）の前記第２の膜（２２）の１つのまたは前記の第２の領域（２２ａ）は、ゼロ位置の回りに対称的に撓められるように構成される、請求項１〜３１のいずれか一項に記載の光学システム（１）。
【請求項３３】
−請求項１〜３２のいずれか一項に記載の光学システム（１）と、
−前記光学システム（１）の結像面（２００）内に配置された画像センサ（２０２）と、
を備える携帯電話（９９９）またはタブレットコンピュータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ズーミング可能性および合焦可能性を提供する光学システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々のタイプの光学ズームレンズシステム、例えば、同焦点動作原理に依拠するものまたは可変焦点動作原理に依拠するもの、が提案されている。
【０００３】
同焦点光学ズームレンズシステムにおいて、無限焦点サブシステムは、様々な倍率またはズームレベル（ズーミング）をもたらす。同焦点光学ズームレンズシステムの付加的な合焦小部分は、様々な焦点位置（合焦）をもたらす。したがって、合焦は、ズーミングに依存しない。すなわち、同焦点光学ズームレンズシステムは、ズームレベルが変更されるとき、通常は合焦状態に留まる。しかし、そのような同焦点光学ズームレンズシステムの小型化、具体的には、例えば、スマートフォンまたは医療用内視鏡における空間敏感用途に関連する小型化、の可能性は、かなり限定される。
【０００４】
可変焦点光学ズームレンズシステムにおいて、調整可能な相対位置および／または調整可能な焦点距離（単数または複数）を有する２つの合焦レンズは、ズーミングおよび合焦を可能にするように用いられる。通常、可変焦点光学ズームレンズシステムは、ズームレベルを変えると再合焦する必要がある。可変焦点光学ズームレンズシステムは、小型化することがより容易であるが、特に調整可能レンズ（すなわち、調整可能な焦点距離を有するレンズ）を使用するとき、良好な光学的品質を提供することが難しい。
【０００５】
特許文献１は、２つの光媒体を分離する膜を有する調整可能レンズを有する光学ズームレンズシステムを開示している。しかし、当該光学ズームレンズシステムの光学的品質をさらに改善することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２０１０／１０３０３７（Ａ１）号
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
したがって、本発明の目的は、ズーミング可能性および合焦可能性並びにより優れた光学的品質を有し、小型化することがより容易でありおよび／または空間敏感用途に適用することがより容易な、改善された光学システムを提供することである。
【０００８】
この目的は、独立請求項の光学システムによって達成される。
【０００９】
したがって、対物面（例えば、人、建物、または医療構造体などの撮像される対象が配置される）を結像面（例えば、ＣＣＤまたはＣＭＯＳセンサなどの画像センサが配置される）に撮像する（imaging）ための光学システムは、前記対物面、前記結像面（imaging plane）、および、前記対物面と前記結像面との間に配置された第１の調整可能レンズを備える。
【００１０】
第１の調整可能レンズ自体は、第１の固定された（すなわち、軸方向に移動可能でない）硬質材料製容器を備える。用語「硬質材料」は、本明細書では、ｋ＞２０００ＭＰａの引張強度を有し、具体的には、光学システムのオプションのアクチュエータ（下記参照）によって変形しないまたは僅かしか変形しないポリカーボネートまたはシクロオレフィンポリマなどの材料に関係する。第１の調整可能レンズは、弾性材料製の第１の変形可能膜をさらに備える。用語「弾性材料」は、本明細書では、ｋ＜５ＭＰａの引張強度を有し、具体的には、例えば、光学システムのオプションのアクチュエータ（下記参照）によって弾性的に変形可能なエラストマ、具体的にはシリコーンまたはガラスなどの材料に関係する。したがって、第１の調整可能レンズの焦点距離は、第１の調整可能レンズの変形可能膜（またはその領域）を変形させることによって変えることができる。１つだけの変形可能膜を第１の調整可能レンズの容器に結合する（例えば、シールする）ことが有利であり、これが光学システムの構築を簡単にする。
【００１１】
さらに、本光学システムは、第１の調整可能レンズと結像面の間に配置された第２の調整可能レンズを備える。第２の調整可能レンズ自体は、第２の固定された硬質材料（例えば、上記を参照されたい）製容器を備える。第２の調整可能レンズは、弾性材料（例えば、上記を参照されたい）製の第２の変形可能膜をさらに備える。したがって、第２の調整可能レンズの焦点距離もまた、例えば、第２の変形可能膜（またはその領域）を変形させることによって変えることができる。第１の調整可能レンズにおけると同様に、１つだけの膜を第２の調整可能レンズの容器に結合することが有利であり、これが光学システムの構築を簡単にする。
【００１２】
第１の調整可能レンズおよび第２の調整可能レンズの焦点距離を変える（または「調整する」）ことの可能性のために、異なる焦点位置（すなわち、合焦可能性）および異なるズームレベル（すなわち、ズーミング可能性）の組合せが、本光学システムに対して実現される。これは、本光学システムの適用性を高める。
【００１３】
さらに、本光学システムは、少なくとも１つの固定補正レンズを備える。この補正レンズは、硬質材料（例えば、上記を参照されたい）製であり、第２の調整可能レンズと結像面との間に配置される。様々な光学収差、例えば、球面収差、色収差、コマ収差などが、この固定補正レンズによって補正される。したがって、本光学システムの光学的品質および撮像特性（imaging properties）は改善される。
【００１４】
本発明による光学システムにおいて、第１の調整可能レンズは、少なくとも第１の容器および第１の膜（またはその領域）によって取り囲まれる第１の流体をさらに備える。第２の調整可能レンズは、少なくとも第２の容器および第２の膜（またはその領域）によって取り囲まれる第２の流体をさらに備える。第１の調整可能レンズの第１の流体および第２の調整可能レンズの第２の流体の各々のアッベ数（光学材料の分散を示す）は６０より大きく、具体的には８０より大きい。したがって、第１および第２の流体を横切る光に対してより低い分散が実現される。したがって、本光学システムの色収差などの光学収差はあまり顕著でなくおよび／または補正するのが容易である。これは、本光学システムのより優れた光学性能をもたらし、したがって、本光学システムの画質（imaging quality）を改善する。
【００１５】
そのような高アッベ数の流体に対する代替として、第１の調整可能レンズの第１の容器は、対物面の方に向けられる。用語「の方に向けられる」は、本明細書では、軸方向における構成に関係する。換言すれば、第１の調整可能レンズの第１の容器は、結像面の方向に向くのでなく、対物面に向かう軸方向に向く。本明細書では、用語「軸方向」は、「光学的上流」に平行な、すなわち、対物面に向かう、および「光学的下流」に平行な、すなわち、結像面に向かう、方向に関係する。光学システムの直線的（例えば、折り曲げがない）光軸（下記参照）の特別な場合、この直線的光軸が光学システムの直線的軸方向を定める。光軸が折り返される場合、軸方向もまた光軸と同様に折り返される。通常、光学システムの回転対称レンズの場合には、軸方方向は、これらのレンズの回転対称軸と一致する。さらに、第１の調整可能レンズの第１の膜の少なくとも第１の領域は、結像面の方に向けられる。換言すれば、第１の調整可能レンズは、第１の容器を有する側面、並びに、例えば、変形可能膜およびその第１の領域を有する対向側面を備える。したがって、調整可能レンズの容器側が対物面の方に向けられ、他方、膜側が結像面の方に向けられる。したがって、本光学システムの色収差などの光学収差は、あまり顕著でなくおよび／または補正するのが容易である。これは、本光学システムのより優れた光学性能をもたらし、したがって、本光学システムの画質を改善する。
【００１６】
両方の手法の組合せ、すなわち、
−それぞれ６０より大きい、具体的にはそれぞれ８０より大きいアッベ数を有する第１および第２の調整可能レンズ流体、並びに、
−第１の容器の対物面の方への向き、および第１の膜（またはその第１の領域）の結像面の方への向き、
を有する光学システムは、これが光学収差をさらに減らしおよび／またはそれらを補正するのをより容易にするので、有利である。これは本光学システムのさらに優れた光学性能をもたらし、したがって、本光学システムの画質を改善する。
【００１７】
有利な一実施形態において、本光学システムは、３．４またはそれより小さいｆ値（すなわち、通常の写真技術表記では、ｆ／３．４＝（ｆ／１）／（ｓｑｒｔ（２）３．５））を有する。したがって、本光学システムをより多くの光が透過し、これは画質を改善するのに役立ち、写真技術において美的理由（ぼけ）のために用いられることが多い浅い被写界深度を可能にする。
【００１８】
別の有利な実施形態において、本光学システムは、少なくとも、前記第１の調整可能レンズの焦点距離と前記第２の調整可能レンズの焦点距離との１つの組合せに対して、前記対物面からの平行光線を前記結像面内の焦点に結像するように構成される。このようにして、本光学システムは「無限遠」に合焦させることができ、本光学システムの適用性を高める。
【００１９】
有利な一実施形態において、本光学システムは、少なくとも、前記第１の調整可能レンズの焦点距離と前記第２の調整可能レンズの焦点距離との１つの組合せに対して、対物面から（例えば、対物面内の撮像される対象の点から）の発散光線を、結像面内の焦点に結像するように構成される。対物面と第１の調整可能レンズとの間の軸方向距離は、３０ｍｍ未満、具体的には２０ｍｍ未満にすることができる。したがって、本光学システムは、例えば「マクロ」に合焦させることができ、これが本光学システムの適用性を高める。対物面と第１の調整可能レンズとの間の他の距離もまた可能である。
【００２０】
有利な一実施形態において、本光学システムは、連続的な複数のズームレベル（すなわち、連続的に調節可能なズームレベル）および連続的な複数の焦点位置（すなわち、連続的に調節可能な焦点）を提供するように構成される。これは、第１および第２の調整可能レンズの焦点距離を連続的に調整することによって達成することができる。したがって、離散的ばかりでないズームレベルおよび／または焦点位置を提供することができ、これが本光学システムの適用性を高める。
【００２１】
別の有利な実施形態において、本光学システムの第２の調整可能レンズの第２の容器は、対物面の方に向けられる。第２の調整可能レンズの第２の膜の少なくとも第２の領域は、結像面の方に向けられる。換言すれば、第２の調整可能レンズの容器側が対物面の方に向けられ、他方、第２の調整可能レンズの第２の領域を有する膜側が結像面の方に向けられる。これは、本光学システムのさらに優れた光学性能をもたらし、したがって、本光学システムの画質を改善する。
【００２２】
第１の調整可能レンズの第１の膜の１つのまたは前記の第１の領域、および第２の調整可能レンズの第２の膜の第２の領域の各々は、凸形状および凹形状を呈するように構成されることが有利である。これは、両方の膜領域が凸形状および凹形状の両方を呈することができることを意味する。このようにして、実現可能なズームレベルと焦点位置とのより多くの組合せが実現され、本光学システムの適用性が高められる。
【００２３】
そのような場合、少なくとも本光学システムが遠距離ズームレベルのような第１のズームレベルにある場合、第２の領域が凹形状を呈する（または、換言すれば、その状態にある）とき、第１の領域は、凸形状を呈する／凸形状の状態にあることが有利である。
【００２４】
少なくとも本光学システムが広角ズームレベルのような第２のズームレベルにある場合、第２の領域が凸形状を呈する／凸形状の状態にあるとき、第１の領域は、凹形状を呈する／状態にあることができることが有利である。
【００２５】
換言すれば、第１の膜と第２の膜とは、逆向きの撓み状態を有することが有利である。したがって、本光学システムの改善された光学的品質は達成され、収差が減らされ、補正することがより容易になり、および／またはそれらが少なくとも部分的に相互に補償する。
【００２６】
本光学システムのさらに別の有利な実施形態は、少なくとも１つのアクチュエータ、具体的には２つのアクチュエータ、有利には
−静電アクチュエータ、
−電磁アクチュエータ、
−電気活性ポリマアクチュエータ、
−圧電アクチュエータ、および、
−流体ポンプアクチュエータ
の群をさらに備える。
【００２７】
第１の調整可能レンズおよび／またはその第１の領域並びに第２の調整可能レンズおよび／またはその第２の領域は、少なくとも１つのアクチュエータ、具体的には前記２つのアクチュエータによって変形されるように構成される。これは、第１の調整可能レンズの１つのまたは前記の焦点距離および第２の調整可能レンズの１つのまたは前記の焦点距離を、アクチュエータ（単数または複数）によって変えることができるように構成される。一例として、第１の流体ポンプアクチュエータおよび第２の流体ポンプアクチュエータを用いて、それぞれ第１および第２の調整可能レンズの焦点距離を調整することができる。したがって、第１の調整可能レンズの焦点距離および／または第２の調整可能レンズの焦点距離を、アクチュエータ（単数または複数）によって、特に互いに独立に変えることが容易になる。したがって、本光学システムの合焦およびズーミングは、より容易に実現することができる。これは、達成可能なズームレベルおよび焦点位置の可能な組合せを増し、したがって本光学システムの適用性を高める。
【００２８】
別の有利な実施形態において、本光学システムは少なくとも３つの、具体的には少なくとも４つの、特に正確には４つの、固定補正レンズを備える。これらの補正レンズは、硬質材料（例えば、上記を参照されたい）製であり、光学システムの収差、例えば、色収差、球面収差、ピストン収差、チルト収差、コマ収差、非点収差などを減らすために適用される。このようにして、本光学システムの画質は改善される。具体的には、固定補正レンズは第２の調整可能レンズと結像面との間に配置され、このことが光学的品質をさらに改善することが分かった。
【００２９】
これらの固定補正レンズの光学面、具体的には全ての光学面が、２ｍｍまたはそれ以上の最小限の最適な絶対曲率半径値（absolute radius of curvature value）を有することは有利である。したがって、これらの補正レンズは作製するのがより容易であり、例えば、プラスチック材料で射出成形技術によって作製することができる。さらに、これらの補正レンズは、光学システムの組み立て中に位置調整することがより容易である。これは製造コストを減らし、歩留まりを高める。
【００３０】
補正レンズが第２の調整可能レンズと結像面との間に配置されるとき、これらの補正レンズのうちの、第２の調整可能レンズの最も近くに配置される補正レンズの光学面は、これらの補正レンズのいずれの他の光学面よりも強い曲率（すなわち、より小さい最適曲率半径値）を有することが有利である。換言すれば、第１の補正レンズ（すなわち、第２の調整可能レンズの最も近くに配置される補正レンズ）は、最強の曲率を有するその光学面のために、主合焦レンズとして機能する。このようにして、本光学システムの光学的品質は改善される。
【００３１】
本発明の別の有利な実施形態において、少なくとも１つの固定補正レンズは、光学システムの像面湾曲（field curvature）を補正するように適合される。したがって、本光学システムの結像面内の湾曲像面（curved imaging field）が防止されるかまたはその湾曲が少なくとも減らされるので、本光学システムの光学的品質は改善される。
【００３２】
本光学システムのさらに別の有利な実施形態は、少なくとも遠距離ズームレベル構成および広角ズームレベル構成を想定するために構成される。それゆえに、遠距離ズームレベル構成における第２の調整可能レンズと結像面との間の軸位置における最大主光線角度は、前記広角ズームレベル構成における第２の調整可能レンズと結像面との間の軸位置における最大主光線角度から５°を超えて異なることはない。連続的な複数のズームレベルの場合、これは全てのズームレベルに対して当てはまる。したがって、固定補正レンズ／複数の固定補正レンズは最適化するのがより容易であり、これらの固定補正レンズによってもたらされる改善された光学補正は、本光学システムの撮像性能を高める。
【００３３】
本光学システムの別の有利な実施形態において、第１の調整可能レンズの第１の容器は、メニスカス形状である、すなわち、第１の容器の凸形外側を有し、第１の容器の凹形内側を有する。それゆえに第１の変形可能膜は、第１の容器の凹形内側に追随（直接接触によりまたはよらずに）して膜が凹状態になる。したがって、本光学システムは、空間をより節約する方式で実現することができる。
【００３４】
付加的にまたは代替として、第２の調整可能レンズの第２の容器は、メニスカス形状であり、凸形外側および凹形内側を有する。それゆえ、やはり第２の変形可能膜は、第２の容器の凹形内側に追随することができ第２の膜が凹状になる。
【００３５】
したがって、調整可能レンズは実現するのが容易であり、本光学システムはより空間を節約する方式で作製することができる。さらに、本光学システムの光学的品質は高められる。
【００３６】
第１の調整可能レンズの第１の容器の光学前面が凸形状を有し、第１の調整可能レンズの第１の容器の光学後面が凹形状を有することは、より有利である。このようにして、本光学システムの光学的品質は改善される。具体的には、前記光学前面は前記対物面の方に向けられ、前記光学後面は前記第１の調整可能レンズの前記第１の膜の方に向けられる。このようにして、本光学システムの光学的品質はさらに改善される。光学後面は、実質的に球面であることが有利である。このようにして、本光学システムの、調整可能レンズの容器および他の部分（流体など）の屈折率の異なる変化による光学システムの光学性能の熱的に引き起される劣化は、防止されるかまたは少なくとも減らされる。
【００３７】
第２の調整可能レンズの第２の容器の光学前面が凸形状を有し、第２の調整可能レンズの第２の容器の光学後面が凹形状を有することは、より有利である。このようにして、本光学システムの光学的品質は改善される。具体的には、前記光学前面は前記対物面の方に向けられ、前記光学後面は前記第２の調整可能レンズの前記第２の膜の方に向けられる。このようにして、本光学システムの光学的品質はさらに高められる。光学後面は、実質的に球面であることが有利である。このようにして、本光学システムの、調整可能レンズの容器および他の部分（流体など）の屈折率の異なる変化による光学システムの光学性能の熱的に引き起される劣化は、防止されるかまたは少なくとも減らされる。
【００３８】
本光学システムは、開口絞り、具体的には円形の開口絞り（round aperture stop）を備えることが有利であり、この開口絞りは、具体的には第１の調整可能レンズと第２の調整可能レンズとの間に配置される。このようにして、達成可能なｆ値を小さく且つ結像面の相対的照明を高く保ちながら、第１および第２の調整可能レンズのサイズを小さくすることがより容易になる。
【００３９】
代替として、開口絞りはまた第２の調整可能レンズの軸方向下流、すなわち、第２の調整可能レンズと結像面との間に配置することもでき、これにより、全てのズームレベルにわたって、本光学システムのｆ値を実質的に一定に保つことがより容易になる。
【００４０】
別の有利な光学システムにおいて、第１の調整可能レンズは、第１の固定（すなわち、軸方向にも横方向にも移動できない）レンズ整形器を付加的に備える。そのような固定レンズ整形器は、例えば、硬質材料（例えば、シリコン、Ｓｉ）製の、第１の変形可能膜の部分と接触する固定リングとして実現することができる。したがって、第１の膜は、レンズ整形器によって、光学的能動部分（例えば、第１の膜の中心）と光学的受動部分（例えば、第１の膜の横側部分（lateral part））とに分離される。光学的受動部分は、具体的にはレンズ整形器に結合される（例えば、のり付けまたは溶着される）。代替的にまたは付加的に、第２の調整可能レンズもまた第２の固定レンズ整形器を備えることができ、これは、やはり、第２の変形可能膜の部分と接触する硬質リングとして実現することができる。このようにして、変形可能膜（単数または複数）または少なくともその／それらの光学的能動部分（単数または複数）の形状を制御するのがより容易になり、本光学システムの光学的品質は高められる。
【００４１】
次に、第１の調整可能レンズの第１のレンズ整形器と開口絞りとの間の軸方向距離は、第２のレンズ整形器と開口絞りとの間の軸方向距離から、±５０％を超えて、具体的には±２０％を超えて異ならないことが有利である。開口絞りの回りのレンズ整形器のこの概ね対称的な配置のために、光学収差が避けられ、および／または補正するのが容易であるので本光学システムの光学的品質は高められる。
【００４２】
さらに別の有利な光学システムは、光学システムの光軸を転換するための折り曲げプリズムをさらに備える。換言すれば、光軸は直線ではなく、例えば、９０°だけ折り曲げることができる。このようにして、本光学システムは、より小さく、具体的にはより小さい全長を有するように、実現することができる。これは、本光学システムの適用性、具体的には、医療用内視鏡内またはスマートフォンまたは他のカメラの中に装着する技術的機器などの空間敏感用途のための適用性を高める。
【００４３】
折り曲げプリズムは、非正方形、具体的には長方形のフットプリントを有することができ、および／または切断縁を備えることができることが有利である。したがって、非正方形（例えば、長方形）のセンサを、本光学システムによって完全に照射することができると同時に、本光学システムをより小さい全高で実現することができる。したがって、本光学システムは、スマートフォンなどの空間敏感用途により適する。
【００４４】
第１の調整可能レンズの第１の膜の少なくとも１つのまたは前記の第１の領域は、折り曲げプリズムに直接に面することが有利である。換言すれば、湾曲光学部品などの付加的な光学部品は、第１の膜の第１の領域と折り曲げプリズムとの間に配置されない。このようにして、本光学システムは、空間節約形式で実現することができ、スマートフォンにおけるような空間敏感用途に対してより適する。
【００４５】
第２の調整可能レンズの第２の容器（その光学前面が前記対物面の方に向けられる）の１つのまたは前記の光学前面は、折り曲げプリズムに直接に面することがより有利である。換言すれば、湾曲光学部品などの付加的な光学部品は、第２の容器の光学前面と折り曲げプリズムとの間に配置されない。代替的に、１つまたはそれ以上の開口および／または開口絞りだけが、第２の容器の光学前面と折り曲げプリズムとの間に配置される。このようにして、本光学システムは、空間節約形式で実現することができ、スマートフォンにおけるような空間敏感用途に対してより適する。
【００４６】
開口絞りおよび折り曲げプリズムを備える別の有利な光学システムにおいて、開口絞りと折り曲げプリズムとの間の軸方向距離は、開口絞りの最小の横方向半径の１．５倍より小さいかまたはそれに等しい。このようにして、本光学システムは、空間節約形式で実現することができ、スマートフォンにおけるような空間敏感用途に対してより適する。
【００４７】
本光学システムの別の有利な実施形態において、第１の調整可能レンズ（具体的には第１の調整可能レンズの第１の容器の１つのまたは前記の第１の光学面）は、対物面に直接に面する。換言すれば、湾曲光学部品のような付加的な光学部品が第１の調整可能レンズと対物面との間に配置されない。
【００４８】
代替的に、カバーガラスのような保護要素、具体的にはそのような保護要素のみ（すなわち、湾曲光学部品のような付加的な光学部品がない）が、第１の調整可能レンズと対物面との間に配置される。
【００４９】
したがって、第１の調整可能レンズまたは保護要素は、例えば、塵埃および／または擦り傷に対する光学システムの保護カバーとして機能し、本光学システムをより小型に実現することができ、清浄にすることがより容易になる。
【００５０】
本光学システムの有利な実施形態において、第１の調整可能レンズの１つのまたは前記の第１の流体は液体を含み、具体的には液体からなる。代替的にまたは付加的に、第２の調整可能レンズの１つのまたは前記の第１の流体は液体を含み、具体的には液体からなる。このようにして、調整可能レンズ（単数または複数）はより簡単に且つ光学的に有利な方法で実現することができ、異なる屈折率を有する１つより多くの液体および流体界面に依拠するより複雑な流体レンズは不要である。これにより、光学システムの実現がより簡単になり、本光学システムの光学的品質は高められる。
【００５１】
本光学システムのさらに別の有利な実施形態において、前記第１の調整可能レンズの前記第１の容器（その面が前記対物面の方に向くことが有利な）の１つのまたは前記の光学前面は、非球面である。このようにして、特に本光学システムのより広角のズームレベルに関して、本光学システムの光学的品質は高められる。
【００５２】
別の有利な光学システムにおいて、前記第２の調整可能レンズの前記第２の膜の１つのまたは前記の第２の領域は、ゼロ位置の回りに対称的に撓むことができるように構成される。一例として、本光学システムの遠距離ズームレベルにおいて、第２の膜の第２の領域が凹形状であるのに対して、本光学システムの広角ズームレベルにおいては、第２の膜の第２の領域は凸形状となる。したがって、凹形状および凸形状は、ゼロ位置の回りで、すなわち第２の膜の移動しない位置の回りで概ね対称的となる。このようにして、本光学システムの画質は、光学収差が顕著でなくおよび／または補正するのが容易であるので、改善される。
【００５３】
本発明のさらに別の有利な実施形態は、第１の調整可能レンズ、第２の調整可能レンズ、および固定補正レンズが内部に配置される内側鏡筒を備える。さらに、本光学システムは、付加的に、前記第１の調整可能レンズの焦点距離および／または前記第２の調整可能レンズの焦点距離を変えるための少なくとも１つのアクチュエータの少なくとも部分が内部に配置される外側鏡筒を備える。したがって、アクチュエータは、光学システムの光学部品から少なくとも部分的に機械的に分離することができ、このことが本光学システムの光学的品質を改善するのに役立つ。
【００５４】
前記少なくとも１つの固定補正レンズのアッベ数は、５０より大きく、具体的には５５より大きいことが有利である。これは、本光学システムの光学的品質をさらに高める。
【００５５】
本発明の別の態様として、上述の光学システムを操作する方法は、
−対物面を結像面に撮像するための上述の光学システムを準備するステップ、
−前記光学システムの第１の調整可能レンズの焦点距離を調整するステップ、および／または、
−前記光学システムの第２の調整可能レンズの焦点距離を調整するステップ
を含み、
前記第２の調整可能レンズの第２の膜の第２の領域が凹形状を呈するとき、前記第１の調整可能レンズの第１の膜の少なくとも第１の領域は、凸形状を呈し、および／または、
前記第２の調整可能レンズの第２の膜の第２の領域が凸形状を呈するとき、前記第１の調整可能レンズの第１の膜の少なくとも第１の領域は、凹形状を呈する。
【００５６】
このようにして、本光学システムの光学的品質は改善される。
【００５７】
本発明のさらに別の態様として、携帯電話またはタブレットコンピュータは、
−上記の光学システム、および、
−前記光学システムの結像面内に配置された画像センサ、
を備える。このようにして、携帯電話またはタブレットコンピュータの画質は著しく改善されると同時に、空間が節約される。
【００５８】
備考：
説明した実施形態は、デバイスおよび方法に同様に関係する。詳細には説明しなかった可能性があるが、実施形態の異なる組合せから相乗効果が生じ得る。
【００５９】
本発明の実施形態を以下の詳細な説明において説明する。その説明は添付の図面を参照する。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の第１の実施形態による、遠距離ズーム構成における光学システム１を示す。
【図２】広角ズーム構成における、図１の光学システム１を示す。
【図３】折り曲げられた光軸Ａ並びに折り曲げプリズム８０の切断縁８１が示される、図１および図２の光学システム１を示す。
【図４】本発明の第２の実施形態による、３つの固定補正レンズ３０、５０、および６０、並びにオプションとしてのカバーガラス３００を備えた光学システム１を示す。
【図５】光学システム１および画像センサ（２０２）を備える携帯電話９９９を示す。
【図６】図４の第２の実施形態による光学システム１の構成部品の特性の表を示す。
【発明を実施するための形態】
【００６１】
図１は、本発明の第１の実施形態による光学システム１を示す。光学システム１は、撮像される対象が配置される（図示せず）対物面１００を備える。ここでは具体的に、光学システム１は「無限遠」に合焦され、すなわち、対物面１００からの平行光線が結像面２００内の焦点２０１に結像され、そこでＣＭＯＳセンサ（図示せず）によってデジタル化される。明瞭にするために、光学的シミュレーションによる６つだけの当該光線を図式的に示す。図１において、光学システム１は遠距離ズーム構成にあり、すなわち、入射光線と光学システムの光軸Ａとの間のθ＝１２°の最大角を有する。
【００６２】
次に、光線は、第１の固定容器１１および第１の変形可能膜１２を備えた第１の調整可能レンズ１０を通過する。対物面１００に直接に面する第１の容器１１の凸形光学前面１１ａは非球面であるが、その勾配は半径の増加と共に減少する。これは、傾いた外側視野に対してより強い屈折力を生成する（図２に関する下記を参照されたい）。第１の膜１２に面する第１の容器１１の光学後面１１ｂは、凹形且つ概ね球面の形状を有する。これは第１の容器をメニスカス形状にする。
【００６３】
第１の固定リング状シリコンレンズ整形器１３は、第１の膜１２を中央の光学的能動部分１２ａと環状の光学的受動部分とに分離する。光学的能動部分１２ａは、例えば反射防止コーティング（図示せず）を用いて膜１２の第１の領域１２ａ内に含められ、これが低損失光透過に適する。この場合、第１の領域１２ａと光学的能動部分１２ａは一致する。
【００６４】
レンズ整形器１３のために、光学的能動部分１２ａの形状は制御するのが容易である。第１の固定容器１１は、第１のアクチュエータ７０（第１の実施形態における流体ポンプアクチュエータ）によって変形しない硬質材料であるＺｅｏｎｅｘで作製される。
【００６５】
弾性膜１２はシリコーン製であり、その形状およびしたがって第１の調整可能レンズ１０の焦点距離ｆ１には、第１のチャンバ１４内の単一液体１５の圧力によって影響を及ぼすことができる。この第１のチャンバ１４は、第１の調整可能レンズ１０の第１の容器１１および第１の膜１２によって取り囲まれる。第１の調整可能レンズ１０の焦点距離を連続的に調節するために、第１のアクチュエータ７０は、第１のチャンバ１４内の流体圧力を調節するように、およびしたがって第１の膜１２の光学的能動部分１２ａの曲率半径に影響を及ぼすように、構成される。図１に示す遠距離ズーム構成において、第１の膜１２（およびその光学的能動部分／第１の領域１２ａ）の形状は凸形状を呈し、その結果、第１の調整可能レンズ１０は両凸形状を呈する。第１の調整可能レンズ１０の第１の容器１１は、対物面１００の方に向けられ、第１の調整可能レンズ１０の膜１２は、光学システム１の結像面２００の方に向けられる。したがって、光学収差は補正するのが容易であり、光学システム１の光学的品質は高められる。第１の流体１５のアッベ数は９４であるので、色収差はあまり顕著でなく補正するのが容易である。
【００６６】
第１の調整可能レンズ１０の後、光は、光学システム１の光軸Ａ（この場合にはｚ方向に平行）に沿って軸方向下流に進み、光学システム１の第１の調整可能レンズ１０と第２の調整可能レンズ２０との間に配置された円形開口絞り９０および口径食開口９１を通過する。開口絞り９０の透過領域（半径１．０９ｍｍ）および口径食開口９１の透過領域（半径１．３５ｍｍ）を図１に黒線として示す。
【００６７】
第２の調整可能レンズ２０は、対物面１００の方に向けられた第２の固定容器２１、結像面２００の方に向けられた第２の変形可能膜２２、および第２の固定リング状Ｓｉレンズ整形器２３を備える。第２の調整可能レンズ２０の第２の容器２１はまた、対物面１００の方に向けられた凸形光学前面２１ａおよび第２の膜２２の方に向けられた凹形且つ概ね球面の光学後面２１ｂを有するメニスカス形状である。第２のアクチュエータ７１（第１の調整可能レンズ１０の場合と同様に、第２の調整可能レンズ２０用の第２のアクチュエータ７１もまた流体ポンプアクチュエータである）は、液体２５を第２のチャンバ２４にポンプで出入りさせることによって第２の調整可能レンズ２０の焦点距離ｆ２を連続的に調節するために使用される。具体的には、ここでは、第２の膜２２（および、第２のレンズ整形器２３によって定められるその光学的能動部分２２ａ）が凹形を呈する。第１の調整可能レンズ１０と同様に、第２の調整可能レンズ２０の光学的能動部分２２ａは、例えば反射防止コーティングを用いて、低損失光透過に適した膜２２の第２の領域２２ａ内に含められ、第２の領域２２ａおよび光学的能動部分２２ａは一致する。
【００６８】
第２の流体２５のアッベ数は９４であるので、色収差はあまり顕著でなく、補正するのが容易である。
【００６９】
第１のレンズ整形器１３と開口絞り９０との間の距離ｄ１３は、第２のレンズ整形器２３と開口絞り９０との間の距離ｄ２３と２０％を超えて異ならない。この配置のために、光学収差は減少する。
【００７０】
次に、光は、第２の口径食開口９２（半径１．８２ｍｍ）並びに４つの固定補正レンズ３０、４０、５０、および６０を通過する。これらの固定補正レンズ３０、４０、５０、６０は、ＣＯＣまたはポリカーボネートなどの硬質材料製であり、光学システム１の光学収差を補正するように構成される。これらの補正レンズは、それぞれの光学後面３０ｂ、４０ｂ、５０ｂ、および６０ｂの光学的上流に配置される光学前面３０ａ、４０ａ、５０ａ、および６０ａを有する。固定補正レンズ６０は、結像面２００内の像面湾曲を補正する。これは、光学システム１の画質を高める。補正レンズ３０の第１の面／光学前面３０ａは、全ての補正レンズの全ての光学面のうちで最も強い曲率を有する。したがって、補正レンズ３０は、主合焦レンズとして機能し、光学システム１の光学的品質を改善する。どの光学面も、２ｍｍ未満の最適絶対曲率半径を有さず、このことは補正レンズを作製および／または位置調整するのをより容易にする。
【００７１】
説明した光学システム１は、３．４のｆ値を有し、それゆえにより多量の光の透過を可能にし、これが特に低光量状況においてデジタル化画像の信号対ノイズ比を高める。
【００７２】
前述のように、第１および第２の調整可能レンズ１０、２０の焦点距離を連続的に調節することができるので、光学システム１に対して、連続的な複数のズームレベルおよび焦点位置を達成することができる。このことは、合焦および／またはズームの離散的なステップばかりでないステップも可能であるので、光学システム１の適用性を高める。
【００７３】
光学前面９３ａおよび光学後面９３ｂを有する赤外線ブロッキングフィルタ９３が補正レンズ６０と結像面２００との間に配置される。フィルタ９３は、光学システム１の画質を低下させる可能性のある望ましくない赤外光を遮断するために用いられる。
【００７４】
口径食開口９１および９２はまた、正方形または長方形の形状（図示せず）を有することができることに留意されたい。
【００７５】
図２は、図１の光学システム１であって、広角ズーム構成における、すなわち、入射光線と光学システムの光軸Ａとの間の最大角θ＝３０°を有する光学システム１を示す。図２から、この構成において第１の調整可能レンズ１０の第１の膜１２が凹形状を呈し、他方、第２の調整可能レンズ２０の第２の膜２２が凸形状を呈することが明らかである。したがって、膜１２、２２は逆の撓み状態を有する。
【００７６】
図１の遠距離ズーム構成における第２の調整可能レンズ２０と結像面２００との間の軸位置における主光線の最大角μ＝２５．８°は、図２の広角ズーム構成における第２の調整可能レンズ２０と結像面２００との間の軸位置における主光線の最大角μ＝２４．３°から１．５°より大きくは異ならない。したがって、光学システム１の遠距離および広角ズームレベルの両方（および全ての連続的な中間ズームレベル）に対して、固定補正レンズを最適化することがより容易になる。これは光学システム１の光学的品質を高める。
【００７７】
光学システム１の、光学前面８０ａおよび光学後面８０ｂを有する折り曲げプリズム８０の位置を、図１および図２に点線で示す。この折り曲げプリズム８０は、サイズをより小さく保ちながら結像面２００内の完全に照射される長方形センサの使用を容易にするための長方形のフットプリントをｙ−ｚ面内に有する。しかし、明瞭にするために、光学システム１は、図１および図２においては線形構成で示す。
【００７８】
図３は、ｘ−ｚ視で図１および図２の光学システム１を示し、これにより折り曲げプリズム８０による光軸Ａの折り曲がり並びにその切断縁８１が明白となる。明瞭にするために、図１および図２からの２つだけの光線（遠距離および広角ズーム構成に関する）をそれぞれ示す。第１および第２の膜１２、２２の凸および凹形状を図３に点線で示す。光学システム１は、空間節約形式で実現することができ、その理由は、
−第１の調整可能レンズ１０の第１の膜１２の光学的能動部分／第１の領域１２ａは、折り曲げプリズム８０に直接に面し、
−第２の調整可能レンズ２０の第２の容器２１の光学前面２１ａは、折り曲げプリズム８０に直接に面し（それらの間に、開口絞り９０および口径食開口９１だけが配置される、すなわち、湾曲光学部品がない）、および、
−開口絞り９０と折り曲げプリズム８０との間の軸方向距離ｄ９０は、開口絞り９０の最小の横方向半径の１．５倍より小さいかまたはそれに等しい、
ためである。
【００７９】
これは、光学システム１を、携帯電話におけるような空間敏感用途に対してより適したものにする。
【００８０】
さらに、第２の調整可能レンズ２０の第２の膜２２の光学的能動部分／第２の領域２２ａは、遠距離ズームレベル構成においてと広角ズームレベル構成においてゼロ位置（破線）の回りで概ね対称的に撓むことに留意されたい。このようにしてレンズの撓みが最小限にされ、光学収差はあまり顕著でなくおよび／または補正するのがより容易になる。
【００８１】
図４は、本発明の第２の実施形態による光学システム１を示す。この光学システムは、図１から図３に示す本発明の第１の実施形態と非常に似ているが、３つの固定補正レンズ３０、５０、および６０だけが第２の調整可能レンズ２０と結像面２００との間に配置される点で異なる。このように、この光学システム１は、より複雑でない形式で実現することができる。さらに、オプションとしてのカバーガラス３００が、対物面１００と第１の調整可能レンズ１０の容器１１との間に、塵埃および／または擦り傷に対する光学システム１の保護のために配置される。
【００８２】
さらに、対物面１００と第１の調整可能レンズ１０との間の距離ｄ１００は、２０ｍｍ未満である。このように、マクロ撮影モードが可能になる。したがって、光学システム１（すなわち、第１の調整可能レンズ１０の焦点距離ｆ１および第２の調整可能レンズ２０の焦点距離ｆ２）は、対物面１００から発散する光線を結像面２００内の焦点に結像するように構成される。これは光学システム１の適用性を高める。
【００８３】
図５は、上記の光学システム１と、光学システム１の結像面２００内に配置された画像センサ２０２とを備えた携帯電話９９９を示す。光学システム１を使用することによって、カメラ装備型携帯電話９９９（スマートフォン）の画質を著しく改善することができる。
【００８４】
図６は、図４の第２に実施形態による光学システム１の構成部品１０、８０、９０、９１、２０、９２、３０、５０、６０、および９３の特性（要素の名称、要素の番号、光学面、曲率、厚さ、材料の屈折率Ｎｄ、材料のアッベ数Ｖｄ、半径、偶数非球面次数２、４、６、８、および１０）の表を示す。ここで、光学設計ソフトウェアの標準の表記法が使用されており、その場合、材料特性が「出発面」に関して与えられ、光学的下流の次の光学面に至る（しかしそれを含まない）まで有効である。
【００８５】
本発明の現在の好ましい実施形態を示し説明したが、本発明はそれらに限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲内で別に様々に具体化しおよび実施することができことを明確に理解されたい。
【図１】
2016528559.tif 000003
【図２】
2016528559.tif 000004
【図３】
2016528559.tif 000005
【図４】
2016528559.tif 000006
【図５】
2016528559.tif 000007
【図６】
2016528559.tif 000008
【国際調査報告】
2016528559.tif 000009
2016528559.tif 000010
2016528559.tif 000011
2016528559.tif 000012