KR20240074910A - 광학 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광학 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘(1)에 관한 것으로서, 상기 튜너블 프리즘은:
적어도 투명한 부분을 포함하는 막(6)을 가진 용기(2)를 포함하되, 용기(2)는 막(6)을 향해 배열된 투명하고 견고한 바닥 부분(5)을 추가로 포함하며, 막(6)은 바닥 부분(5)에 연결되고, 용기(2)는 투명한 유체(3)로 채워진 용적(7)을 둘러싸고,
막(6)에 배열된 투명한 윈도우(8)를 포함하되, 윈도우(8)가 바닥 부분(5)에 대해 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사질 수 있도록, 막(6)은 윈도우(8)의 외측 에지(8a) 주위로 연장되는 변형가능한 부분(6a)을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 이러한 튜너블 프리즘(1)을 포함하는 이미징 시스템(50)에 관한 것이다.

Description

광학 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘{TUNABLE PRISM FOR OPTICAL IMAGE STABILIZATION}

본 발명은 이미징 시스템에서 광학 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘과 이러한 튜너블 프리즘을 포함하는 이미징 시스템에 관한 것이다.

종래 기술에, 광학 이미징 시스템에서 광학 이미지 흔들림 방지 기술에 관해 잘 구현되어 있다.

예를 들어, 휴대폰의 카메라에서, 어떠한 이미지 흔들림 방지 기능이 사용되지 않을 경우에, 손이 흔들리면서 야기되는 카메라의 횡방향 또는 회전 운동으로 인해, 카메라의 이미지 센서에 투사된 이미지가 횡방향으로 이동하게(lateral shift) 될 수 있다.

광학 이미지 흔들림 방지는, 이미징 시스템의 이미징 광학장치를 조절함으로써, 이러한 횡방향 이동을 방지하기 위해 상기 횡방향 또는 회전 운동을 상쇄하는 방법에 관한 것이다.

이는 이미징 시스템의 광학 경로에서 튜너블 프리즘에 의해 용이하게 구현될 수 있다. 이미지 센서의 횡방향 운동이 탐지되면, 튜너블 프리즘은 입사 광이 튜너블 프리즘에 의해 편향되도록 조절되어, 동일한 위치에서 이미지 센서에 부딪히는 광은, 운동 없이도 이미지 센서에 부딪힐 것이다.

이러한 프리즘의 튜닝(tuning)은 상대적으로 신속해야 할 필요가 있으며, 또한 관성을 감소시키고 짧은 반응 시간을 구현하기 위하여 프리즘의 이동 부분들은 경량인 것이 바람직하다.

용기의 둘러싸인 용적(volume)은 투명한 액체를 포함한다.

횡단 광을 튜너블 프리즘의 광학 축으로부터 멀어지는 방향으로 편향시키기 위하여, 상측 및/또는 바닥 부분은 광학 축에 대해 상대적으로 경사질 수 있어서 원하는 편향을 구현할 수 있다. 광학 축은, 특히, 바닥 부분을 통해 중앙에 그리고 수직으로 연장된다.

하지만, 이러한 벨로우즈-기반의 튜너블 프리즘들은 바닥 및 상측 부분에 밀봉되어야 하는 벽 부재를 필요로 한다. 따라서, 튜너블 프리즘을 구성하기 위해서는 2개의 밀봉부(seal)가 요구된다.

따라서, 용적 내에 채워진 액체의 누출 문제가 2곳 모두 해결되어야 한다.

게다가, 튜너블 프리즘은, 튜너블 프리즘에 어떠한 작동 힘(actuation force)도 제공되지 않을 때에는, 상측 및 바닥 부분에 의한 정지 상태를 가지지 않는다.

본 발명의 목적은, 오직 하나의 밀봉부를 필요로 하면서도, 안정적이고 신뢰성 있는 작업을 제공하며 특히 작은 크기의 기하학적 형상으로 제작할 수 있으면서도, 이러한 프리즘을 제작하는 비용은 상대적으로 작은 튜너블 프리즘(tunable prism)을 제공하는 데 있다.

상기 목적은 청구항 제1항의 특징들을 가진 프리즘에 의해 구현된다.

바람직한 실시예들은 종속항에 기재된다.

청구항 제1항에 따르면, 광학 이미지 흔들림 방지(optical image stabilization)를 위한 튜너블 프리즘은 적어도 다음 구성요소들을 포함하는데:

- 적어도 투명한 부분을 포함하는 막(membrane)을 가진 용기(container)를 포함하되, 상기 용기는 막의 적어도 한 부분을 향해 배열된 투명하고 견고한 바닥 부분을 추가로 포함하며, 막은 바닥 부분에 연결되고 특히 바닥 부분과 접촉하거나 및/또는 결합되며, 용기는 투명한 유체로 채워진 용적을 둘러싸고,

- 막에 배열된, 특히 막에 연결되거나 결부된(attached) 투명한 윈도우(transparent window)를 포함하되, 윈도우가 바닥 부분에 대해 제1 및/또는 제2 축 주위로 경사질 수 있도록, 막은 윈도우의 외측 에지 주위로 연장되는 변형가능한 부분을 포함한다.

자연적으로 발생하는 접착력에 의해, 막이 바닥 부분에 결합된다. 하지만, 제작 시에, 전용(dedicated) 결합 공정 동안에, 막이 바닥 부분에 결합되는 것도 가능하다.

특히, 용어 "변형가능한 부분(deformable portion)"은, 탄성적으로 팽창가능 하거나 및/또는 연신가능한 부분인 막 부분을 가리킨다. 하지만, 막 부분이 반드시 탄성적일 필요는 없으며 단지 변형가능한 부분인 것도 가능하다는 점에 유의해야 한다.

튜너블 프리즘은, 특히, 광이 바닥 부분으로부터 윈도우로 튜너블 프리즘을 횡단할 수 있도록 구성된 장치로서, 광은 조절가능한 즉 조정가능한 각도로 편향되며, 광은 프리즘의 광학 축에 대해 이동된다. 후자의 경우, 튜너블 프리즘은 빔 디스플레이서(beam displacer)로도 지칭될 수 있다.

튜너블 프리즘은 특히, 이미징 시스템(imaging system), 가령, 카메라에서 광학 이미지 흔들림 방지를 위해 구성된다. 따라서, 튜너블 프리즘은, 이미지 센서 상에서 이미지가 동일한 위치에 유지되거나 또는 이미지 센서 상에서 이미지가 움직이는 것이 감소되거나 방지될 수 있도록, 입사 광선을 이동시키거나 및 기울이도록 구성된다.

용기는, 특히, 용적 내에 가스 또는 액체를 저장하도록 구성된다. 이런 이유로, 용기는, 특히, 유체가 새지 않거나, 가스가 새지 않거나 및/또는 액체에 대해 불투과성을 지닌다.

그에 따라, 막은, 특히, 용적 내에 포함되는 유체에 대해 불투과성을 지닌다.

만약 유체가 공기이면, 막은 공기에 대해 불투과성을 지닐 필요는 없다. 만약 유체가 액체이면, 막은 액체에 불투과성을 지닌다.

막은 프리즘의 투명한 구멍 내에서, 특히, 바닥 부분의 맞은편에 배열된 막의 한 부분 내에서 적어도 투명하다.

견고한 바닥 부분은, 특히, 튜너블 프리즘의 투명한 구멍 내에 위치된 바닥 부분의 한 영역 내에서, 평면인 2개의 측면을 가진다. 바닥 부분의 한 측면은 용기의 용적을 향해 배열되며, 또 다른 측면은 반대 방향을 향한다.

유체가 바닥 부분과 동일한 굴절률(refractive index)을 가지는 경우, 용적을 향해 배열된 바닥 부분의 측면은 반드시 평면일 필요는 없다.

따라서, 튜너블 프리즘의 용적 내의 유체가 바닥 부분과 실질적으로 동일한 굴절률을 가지는 실시예도 고려해 볼 수 있다.

평면의, 견고한 바닥 부분은, 특히, 바닥 부분의 초점 또는 비-초점 효과로 인해 그 어떠한 임의의 이미지 왜곡도 방지되도록, 바닥 부분을 횡단하는 광파(light wave)의 곡률을 변경시키지 않는다.

이는, 어떠한 작동 힘도 제공되지 않을 때, 특히 바닥 부분에 평행하게 연장되는 윈도우에도 동일하게 적용된다.

윈도우는, 특히, 막에서 용기 용적 외부에 배열된다. 게다가, 윈도우는 막의 연장된 영역을 덮으며, 막의 변형가능한, 특히, 탄성적으로 팽창가능한 또는 연신가능한 부분은 윈도우에 의해 덮혀지지 않은 상태로 유지된다.

윈도우에 의해 덮히는 막 부분은 변형가능할 수 있는데, 특히, 탄성적으로 팽창 가능할 수 있다는 점에 유의해야 한다. 윈도우는 제1 축 주위로 기울어질 수 있는 막 상에 배열되는데, 즉 윈도우는 제1 축 주위로 부분적으로 회전될 수 있다. 게다가, 작동 힘이 윈도우에 제공될 때에는, 경사 운동이 구현될 수 있을 뿐 아니라, 특히 튜너블 프리즘의 광학 축을 따라 또는 광학 축에 수직인 운동도 가능하다.

윈도우는, 특히, 윈도우의 외측(즉 용기의 외부를 향하는) 표면과 광학 축의 교차면에 위치된 하나 이상의 피벗 지점(pivot point) 주위로 회전된다.

윈도우는 병진 또는 횡방향 운동을 하도록 구성될 수 있다는 점에 특히 유의해야 한다.

하지만, 유체가 비압축성인 경우, 예컨대, 유체가 비압축성 액체인 경우, 광학 축을 따른 운동이 현저하게 방지될 수 있다.

운동 자유도에 따라, 윈도우는 제1 및 제2 축 주위로, 즉 2개의 개별 축들 주위로 경사질 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 형상은 횡단 광이 2차원적으로 편향될 수 있게 한다. 윈도우의 우발적인 병진 운동이 튜너블 프리즘의 편향 특성에 영향을 끼치지 않는다. 하지만, 윈도우의 외측 표면과 광학 축의 교차면에서의 이상적인 피벗 지점으로, 어떠한 병진 운동이 발생되지 않을 것이라는 점에 유의해야 한다.

윈도우는, 막 상에서, 특히, 바닥 부분을 향해 또는 바닥 부분으로부터 멀어지는 방향으로 이동되거나 및/또는 기울어질 수 있도록 배열되는데, 이렇게 윈도우가 기울어지거나 또는 이동되면, 탄성적으로 팽창가능한 막 부분은 윈도우의 작동에 의해 연신된다. 어떠한 작동 힘도 윈도우에 제공되지 않으면, 막은, 윈도우가 바닥 부분에 평행하게 정렬되는 원래 상태로 돌아가서 릴렉스 된다.

작동 힘은, 윈도우 상에서 미는 힘(pushing), 끌어당기는 힘(pulling), 또는 회전력일 수 있다. 이런 이유로, 윈도우는 끌어당기는 힘이 막에 제공될 수 있도록 막에 결부될 수 있는데, 윈도우가 막으로부터 분리되는 것이 아니라, 막은 윈도우와 함께 끌어당겨진다.

윈도우는 특히 평면이다. 그러면, 윈도우의 초점 또는 비-초점 효과로 인해 그 어떠한 임의의 이미지 왜곡도 방지되도록, 윈도우를 횡단하는 광의 곡률은 변경되지 않은 상태로 유지된다.

윈도우는, 특히, 2차원을 따라, 예를 들어 x-축 및 y-축을 따라 연장된다. 3차원을 따라 연장되는 것, 여기서는 튜너블 프리즘의 z-축 또는 광학 축을 따라 연장되는 것은, x-축 및 y-축을 따라 연장되는 것에 비해 상대적으로 작지만, 프리즘이 빔 디스플레이서로서 사용되고 용적이 가스로 채워지는 경우 관련이 있을 수 있다.

제1 축은 x-축일 수 있으며 제2 축은 y-축일 수 있다. 따라서, 윈도우가 병진 또는 횡방향 운동을 하는 경우, 제1 축 및/또는 제2 축도 동일한 운동을 수행한다.

또한, 밑에서, 바다 부분에 대한 윈도우의 병진 운동이 방지되는 실시예들이 기술된다.

본 발명에 따른 튜너블 프리즘의 작동 메커니즘은, 특히, 다음의 단계들로 요약될 수 있다:

작동 힘을 윈도우에 제공하여, 윈도우가 튜너블 프리즘의 바닥 부분에 대해 하나 이상의 축 주위로 경사지게 하는 단계;

막은 심지어 주름 형태로 형성될 수 있으며(wrinkly) 현저하게 부드러울 수 있다. 막의 주 기능은 용기 내에 포함된 액체를 밀봉하는 것이다.

본 발명에 따른 튜너블 프리즘은, 공간이 거의 없는 소형 이미징 장치, 가령, 휴대폰에 적용될 수 있도록 다수의 상이한 형태로 상대적으로 컴팩트하게 제조될 수 있다.

또 다른 실시예에 따르면, 막의 변형가능한 부분은 탄성적으로 팽창가능 하다.

상기 실시예에 따르면, 막은 특히 탄성 막인데, 여기서, 용어 "탄성(elastic)"은, 막에 힘을 제공할 때, 막이 반복적으로 팽창가능 하거나 또는 연신가능한 성질을 가리킨다. 막이 탄성 막인 경우, 힘이 제공되는 것이 중지되면, 막은 원래 상태 및 형태로 돌아간다.

막은, 예를 들어, 벽 부재(wall member)와 바닥 부분에 의해 형성되는 리세스를 덮는 얇은 탄성 커버, 또는 얇은 탄성 층이다.

막은, 특히, 횡방향 인장 하에서, 작동 힘이 제공되지 않으면, 막이 특히 평면 형태로 돌아가도록 형성된다.

경사진 윈도우는 막의 적어도 탄성적으로 팽창가능한 부분을 연신시켜, 막은 복원력이 윈도우에 제공되게 하며;

*작동 힘이 제공되는 것이 중지되어, 특히 선형인 막의 복원력이 제공되면, 윈도우와 막은 다시 정지 상태로 돌아가는데 즉 바닥 부분에 대해 평행하게 배열된다.

막은, 특히, 복원력이 윈도우에 제공되도록 구성되며, 복원력은 윈도우 상에 제공되는 작동 힘에 비해 반대 방향으로 가리킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막은 바닥 부분과 밀봉 연결된다(sealingly connected).

*본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막은 용기 용적을 완전히 둘러싸며, 바닥 부분과 투명한 윈도우는 상기 둘러싼 용기 용적의 외부를 향해 배열된 막의 한 측면에 배열된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막은 서로 밀봉 연결되고 용기 용적을 둘러싸는 2개의 막 부재를 포함한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 견고한 벽 부재를 추가로 포함하되, 바닥 부분과 벽 부재는 견고하게 연결되고 막은 벽 부재에 밀봉 연결되며, 막의 변형가능한 부분, 특히 막의 탄성적으로 팽창가능한 부분은 벽 부재와 윈도우의 외측 에지 사이에서 연장된다.

상기 실시예에 따르면, 막은 유체가 용적으로부터 배출될 수 없도록 벽 부재에 결부된다. 이런 이유로, 벽 부재는, 특히, 평평한 외주의 상측 부분을 포함하는데, 이 상측 부분 상에 막이 접착될 수 있거나 그 밖의 경우에는 외주 방향으로 밀봉된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 바닥 부분과 벽 부재는 일체형으로 형성된다.

상기 실시예에 따르면, 바닥 부분과 벽 부재는 동일한 재료로 구성되며 일체형으로 제조되는데 즉 이들은 개별 처리 단계에서 접착되거나 연결되지 않는다.

상기 실시예는, 바닥 부분과 벽 부재가 개별 조립 단계에서 조립될 필요가 없기 때문에, 제작 비용을 감소시킨다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 바닥 부분 및/또는 벽 부재는 유리 또는 투명한 폴리머를 포함하거나 이들로 구성된다.

상기 실시예는, 사용되는 재료, 즉 유리 또는 투명한 폴리머의 비용이 저렴한 투명한 바닥 부분을 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 벽 부재는 투명하지 않은(non-transparent) 재료, 가령, 스틸, 알루미늄, 플라스틱 또는 인쇄회로기판(PCB) 재료 또는 화합물로 구성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 윈도우는 유리 또는 투명한 폴리머를 포함하거나 이들로 구성된다.

상기 실시예는, 사용되는 재료, 즉 유리 또는 투명한 폴리머의 비용이 저렴한 투명한 윈도우를 제공한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 탄성적으로 팽창가능한 또는 연신가능한 막 부분은 윈도우의 외측 에지와 벽 부재 사이에서 윈도우의 외측 에지 주위에서 외주 방향으로 연장된다.

상기 실시예에 따르면, 윈도우는 벽 부재의 임의의 부분을 덮는 윈도우 없이 막 상에 배열된다. 이러한 배열로 인해, 윈도우는, 그 운동이 벽 부재와 같은 장애물로 방해받지 않고도, 제1 및 제2 축(2) 주위로 경사질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막은 벽 부재에 밀봉된다. 따라서, 막은, 특히, 벽 부재에 밀봉 접착되거나, 용접되거나 혹은 클램핑 고정될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 막은 전체에서 용기의 용적을 덮도록 탄성적으로 팽창가능 하거나 또는 연신 가능하다.

상기 실시예로 인해, 막은 전체적으로 동일한 재료로 구성될 수 있어서, 제작 비용이 감소된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 제1 및/또는 제2 축은 윈도우의 평면을 따라 또는 평면에 평행하게 연장되며, 특히, 제1 및/또는 제2 축은 서로 수직으로 배열된다.

제1 축 및 제2 축은, 특히, 가상축이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 윈도우는 둥글며(round), 특히 타원형 또는 원형이다. 이는, 윈도우의 외측 에지의 기하학적 형상이 둥글며, 특히, 타원형 또는 원형의 윤곽을 가진다는 의미이다. 윈도우 자체는 3차원 부분인데, 윈도우는 주로 제1 및 제2 축을 따라 연장되며, 윈도우는, 단지 조금만, 제3의 개별 축, 예컨대, 광학 축을 따라 연장된다.

윈도우를 제1 및/또는 제2 축을 따라 기울이기 위하여, 예컨대, 2차원적으로 기울이기 위하여, 둥근 유리 윈도우가 특히 적합하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 벽 부재 및, 특히, 막은 둥글고, 특히, 타원형 또는 원형인데 즉 벽 부재, 특히, 벽 부재의 내측 윤곽은 윈도우에 비해 비슷한 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 윈도우는 둥근 코너들을 가진 직사각형 형태이다.

또한, 직사각형 형태는 정사각형 형태도 포함한다. 또한 여기서, 용어 "둥근 코너들을 가진 직사각형"이란, 윈도우의 외측 에지의 기하학적 형상을 가리킨다.

제1 및/또는 제2 축 주위로 기울이기 위하여, 예컨대, 1차원적으로 기울이기 위하여, 둥근 코너들을 가진 직사각형 유리 윈도우가 특히 적합하다.

직사각형 윈도우는, 특히, 접힘식 디자인의 광학장치, 가령, 텔레-렌즈 또는 줌-렌즈에서 크기를 감소시키는데 도움을 주는데, 여기서 플라스틱 렌즈는 D-컷(D-cut)이며 직사각형 구멍들은 이미지 센서를 초과하여 나가는 광을 차단하도록 사용된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 벽 부재 및, 특히, 막은 둥근 코너들을 가진 직사각형이며, 즉 벽 부재, 특히, 벽 부재의 내측 윤곽은 윈도우에 비해 비슷한 형태를 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 벽 부재는 용적을 향하는 벽 부재의 한 측면에서 적어도 광-흡수 층을 포함하거나 또는 벽 부재는 광-흡수 화합물(light-absorbing compound)로 구성된다.

광 흡수 층은 어두운 금속 코팅을 포함할 수 있거나, 또는 벽 부재는 흡수 색상(absorbing color)으로 착색될 수 있다.

금속 층이 인쇄회로기판 및 용기를 포함하거나 형성하는 그 밖의 다른 기판에 결합되는 것을 향상시킬 수 있다.

광 흡수 층은 미광(stray light)을 현저하게 제거한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 프리즘-형태의 장치를 포함하며, 프리즘-형태의 장치는 윈도우와 접촉되고, 프리즘-형태의 장치는, 특히, 용기 상의 중앙에 배열된 즉 바닥 부분의 중앙에 배열된, 특히 튜너블 프리즘의 광학축 주위에서 중앙에 배열된 투명한 구멍을 가지며, 프리즘-형태의 장치는, 작동 힘을, 윈도우에, 특히, 투명한 구멍 주위에 또는 외부에 위치된 윈도우의 하나 이상의 섹션에 전달함으로써, 윈도우를 제1 및/또는 제2 축 주위로 기울이도록 구성된다.

투명한 구멍은 자유 공간 또는 리세스를 가질 필요가 없을 뿐 아니라 프리즘-형태의 장치의 투명한 부분일 수 있다.

프리즘-형태의 장치는, 미는 힘과 끌어당기는 힘이 투명한 구멍의 외부에 위치된 섹션 상에서 특히 외측 에지에 가까운 윈도우의 영역에 제공될 수 있도록, 그리고, 상기 섹션 또는 영역 상에서 밀거나 끌어 당김으로써 윈도우가 기울어질 수 있도록, 특히, 윈도우의 상측에 배열된다.

프리즘-형태의 장치는 이러한 미는 힘과 끌어 당기는 힘이 윈도우에 제공될 수 있도록 윈도우에 결부된다. 이러한 미는 힘, 끌어 당기는 힘 및/또는 회전력은 용어 "작동 힘"으로 지칭된다.

이러한 작동 힘은, 특히, 윈도우 상에서 회전 모멘트(turning moment)를 야기한다.

용어 "경사지는" 또는 "기울어지는"은 윈도우가 바닥 부분과 일정 각도를 형성하도록 이동되거나 회전되는 것을 가리킨다.

윈도우를 기울이는 것은, 특히, 윈도우의 회전 운동을 포함한다.

프리즘-형태의 장치는 견고한, 특히, 투명한 폴리머를 포함할 수 있다. 프리즘-형태의 장치는, 특히, 작동 힘을 생성하도록 구성되는 것이 아니라 작동 힘을 윈도우에 전달하도록 구성된다.

프리즘-형태의 장치는 윈도우의 맞은편 섹션들에서 결부된 연결되지 않은 부분들을 포함할 수 있다.

연결되지 않은 부분들은 프리즘-형태의 장치의 투명한 구멍을 둘러쌀 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치는 투명한 윈도우, 특히, 유리 또는 폴리머 윈도우이다. 상기 실시예는 투명한 구멍을 광학적으로 최대로 사용할 수 있는데, 그 이유는 용기의 윈도우와 프리즘-형태의 장치 사이의 경계면(interface)에 어떠한 음영(shading)도 발생하지 않기 때문이다. 프리즘-형태의 장치가 특히, 완전하게 투명하기 때문에, 투명한 구멍은 프리즘-형태의 장치의 윈도우에 포함된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치는 윈도우의 2개의 맞은편 섹션들과 접촉되거나 또는 결부되며, 상기 2개의 섹션들은 투명한 구멍 외부에 위치되고, 프리즘-형태의 장치는 한 섹션 또는 두 섹션들 상에서 작동 힘을 제공하도록 구성된다.

*상기 실시예는 윈도우에 제공되는 작동 힘이 대칭일 수 있게 하며, 이에 따라, 특히, 윈도우가 예컨대 짐벌(gimbal)로부터 회전축에 연결되지 않은 경우, 윈도우의 보다 정확한 경사 운동을 가능하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치는, 회전 모멘트가 윈도우에 제공될 수 있도록, 서로 반대의 작동 힘들을 2개의 맞은편 섹션들에 동시에 전달하도록 구성된다.

상기 실시예는, 특히, 제1 및/또는 제2 축 주위에서 대칭으로 기울어질 수 있게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치는 투명한 구멍 외부에 위치된 외주 섹션을 따라 윈도우와 접촉되며, 외주 섹션은 특히 2개의 맞은편 섹션들을 포함한다.

상기 실시예는, 특히, 프리즘-형태의 장치가 안정적으로 배열될 수 있게 하며, 튜너블 프리즘을 고안할 때, 자유롭게 선택될 수 있는 복수의 지점들에 작동 힘이 전달될 수 있게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 견고한 기판(rigid substrate)을 포함하되, 상기 기판은 용기를 포함하거나, 또는 용기는 기판 상에 장착되거나, 또는 기판은 용기를 장착하도록 구성된 수용 부분을 포함하며, 용기는 기판에 견고하게 연결되고 즉 윈도우와 함께 이동되지도 않고 회전하지도 않는다.

기판은 이미징 장치의 인쇄회로기판일 수 있다.

상기 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 단순히 기판 상에 장착될 수 있으며, 그에 따라 이미징 장치의 제작 공정이 단순화될 수 있다.

용기가 기판 상에 장착되거나 기판과 일체형으로 구성되면, 윈도우는 기판에 대해 기울어 질 수 있다.

기판은 이미징을 위한 광학 요소(optical element), 가령, 렌즈 또는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 또한, 기판은 튜너블 프리즘의 윈도우를 위한 작동 수단을 포함할 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치 또는 윈도우는 윈도우를 제1 및/또는 제2 축 주위로 기울이기 위해 작동 힘을 생성하도록 구성되며 윈도우를 기울이기 위해 상기 작동 힘을 프리즘-형태의 장치 또는 윈도우에 제공하도록 구성된 하나 이상의 작동 수단에 연결된다.

작동 수단은, 모터 장치, 가령, 양방향 모터, 또는, 특히, 양방향으로, 작동 힘을 생성할 수 있는 장치, 예컨대, 압전 요소(piezo element) 일 수 있다. 게다가, 작동 수단은 작동 힘을 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치에 직접 전달하도록 구성될 수 있다.

게다가, 작동 수단은, 예를 들어, 릴럭턴스 모터(reluctance motor), 가령, 영구 전자석 모터 또는 그 밖의 다른 모터를 포함할 수 있다.

작동 수단은 하나 이상의 부분으로 용기 또는 기판에 견고하게 결부될 수 있어야 한다. 그 밖의 다른 부분은 작동 힘을 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치에 전달할 수 있도록 하기 위하여 이동될 수 있어야 한다.

작동 수단은, 회전 또는 경사 운동을 생성하도록 구성될 수 있거나, 오직 한 부분으로 병진 운동을 생성하도록 구성될 수 있다.

또한, 작동 수단은 병진 운동과 회전 운동을 혼합한 운동을 생성하도록 구성될 수도 있다.

작동 수단은 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치에 연결되어야 하며, 작동 수단의 생성된 운동이 윈도우가 경사 운동을 수행하도록 즉 회전 모멘트를 경험하도록 변환된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 윈도우의 각각의 회전축을 위해 하나 이상의 작동 수단을 포함한다. 따라서, 튜너블 프리즘이 윈도우를 제1 축 주위로 기울이도록 구성되면, 튜너블 프리즘은, 특히, 하나의 작동 수단을 포함한다.

튜너블 프리즘이 윈도우를 제1 및 제2 축 주위로 개별적으로 기울이도록 구성되면, 상기 실시예에 따른 튜너블 프리즘은 2개 이상의 작동 수단을 포함하는데, 각각의 작동 수단은 윈도우, 프리즘-형태의 장치 또는 이동 부분(movable part)에 연결되도록 구성되어, 윈도우는 상기 작동 수단에 의해 생성된 작동 힘에 의해 각각의 축 주위로 경사질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 윈도우의 각각의 회전축에 대해 2개의 작동 수단을 포함한다. 따라서, 튜너블 프리즘이 윈도우를 오직 제1 축 주위로만 기울이도록 구성되면, 튜너블 프리즘은, 특히, 동일한 회전축을 따라 서로 맞은편에 배열된 2개의 작동 수단을 포함한다.

튜너블 프리즘이 윈도우를 제1 및 제2 축 주위로 개별적으로 기울이도록 구성되면, 상기 실시예에 따른 튜너블 프리즘은 4개의 작동 수단을 포함하되, 4개의 작동 수단은, 특히, 서로 맞은편에 쌍으로 배열되며, 각각의 쌍의 작동 수단은 윈도우, 프리즘-형태의 장치 또는 이동 부분에 연결되도록 구성되고, 윈도우는 상기 각각의 쌍의 작동 수단에 의해 생성된 작동 힘들에 의해 각각의 축 주위로 경사질 수 있다.

용어 "서로 맞은편에 쌍으로 배열된(pairwise opposite of each other)"은, 각각의 구성요소, 특히, 작동 수단이 회전축을 따라 서로 대각선 방향으로 쌍으로 배열된 것을 가리킨다.

하지만, 몇몇 실시예들에서, 용어 "서로 맞은편에 쌍으로 배열된"은 구성요소의 쌍들이 예를 들어 회전축에 평행하게, 그리고, 서로 인접하게 배열된 것을 가리킬 수도 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 프리즘-형태의 장치는 프리즘-형태의 장치와 작동 수단에 연결된 이동 부분에 연결된다.

이동 부분은 프리즘-형태의 장치의 연장선(extension) 또는 암(arm)을 포함할 수 있다.

이동 부분은 작동 수단의 병진 운동을 윈도우의 경사 운동으로 변환하도록 구성될 수 있다.

튜너블 프리즘이 복수의 작동 수단을 가지는 경우, 각각의 작동 수단은 이동 부분에 연결될 수 있다.

또한, 이동 부분은 본 명세서에서 "무버(mover)"로도 지칭된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 이동 부분은 프리즘-형태의 장치와 이동 부분을 연결하는 조인트를 포함한다.

상기 실시예로 인해, 예를 들어, 작동 수단에 의해 제공된 병진 운동을 프리즘-형태의 장치 또는 윈도우의 경사 운동으로 더 잘 변환될 수 있게 된다.

이동 부분은, 특히, 제1 및/또는 제2 축에, 따라서, 윈도우 및 특히, 프리즘-형태의 장치에 실질적으로 수직으로 배열된다.

조인트는, 예를 들어, 접착 영역(glue spot), 기계적 조인트 또는 특히, 스프링 스틸(spring steel)로 제조된 스프링-형태의 조인트일 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나 이상의 작동 수단은 음성 코일 액추에이터(voice coil actuator)를 포함하며, 음성 코일 액추에이터는 자성 부분(magnetic portion) 및 음성 코일 부분(voice coil portion)을 포함한다.

음성 코일 액추에이터는, 예를 들어, 음성 코일 모터를 포함한다. 자성 부분은, 예를 들어, 영구 자석으로 구성되거나 이를 포함한다.

음성 코일 부분은, 예를 들어, 음성 코일로 구성되거나 이를 포함한다.

음성 코일 부분은, 전류가 음성 코일 부분에 가해질 때 작동 힘이 생성되도록, 자성 부분에 대해 배열된다. 이러한 작동 힘은 음성 코일 부분을 자성 부분에 대해 조절가능한 방향으로 이동시키는 병진운동 힘 및/또는 회전력일 수 있다.

따라서, 음성 코일 액추에이터는 서로에 대해이동 가능하게 배열된 2개의 부분들을 포함하되, 제1 부분은 자성 부분을 포함하고 다른 부분은 음성 코일 부분을 포함한다.

음성 코일 액추에이터는 단단하며 상대적으로 비용-효율적인 작동 수단이다. 음성 코일 액추에이터는, 특히, 압전 액추에이터보다 더 저렴하다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 음성 코일 액추에이터는, 적어도 부분적으로 병진 운동 방식으로 전류가 음성 코일 부분에 가해질 때, 음성 코일 부분을 자성 부분에 대해 상대적으로 이동되도록 구성되는데, 특히, 이동 부분은 튜너블 프리즘의 z-축을 따라 부분적으로는 병진 운동하는 작동 힘을 경험하며, 프리즘-형태의 장치는 부분적으로 회전하는 작동 힘을 경험하는데, 특히:

- 음성 코일 부분은 프리즘-형태의 장치 또는 이동 부분에 연결되는데, 특히, 자성 부분은 윈도우에 대해 이동되지 않는 한 부분, 예컨대, 기판 또는 용기 상에 배열되거나, 또는

- 자성 부분은 프리즘-형태의 장치 또는 이동 부분에 연결되는데, 특히, 음성 코일 부분은, 예를 들어, 기판 또는 용기 상에 배열된다.

튜너블 프리즘이 조인트를 가진 무버를 포함하는 경우, 음성 코일 액추에이터는 순전히 병진 운동 만을 수행하도록 구성될 수 있다. 음성 코일 액추에이터가 병진 운동하여 무버가 병진 이동되면, 프리즘-형태의 장치와 무버 사이의 조인트는 상기 병진 운동을 프리즘-형태의 장치의 경사 운동, 따라서 윈도우의 경사 운동으로 변환시킨다.

음성 코일 부분이 무버 또는 프리즘-형태의 장치 상에 배열되는 경우, 음성 코일 부분은 전기 연결되어야 한다.

전기 연결을 위한 전기 커넥터는 음성 코일 액추에이터를 위한 안정 스프링(stabilization spring)으로서 구성될 수 있다.

튜너블 프리즘은, 특히, 윈도우를 제1 축 주위로 경사지게 하기 위한 음성 코일 액추에이터들 중 제1 쌍, 및 윈도우를 제2 축 주위로 경사지게 하기 위한 음성 코일 액추에이터들 중 제2 쌍을 포함한다. 상기 쌍들의 음성 코일 액추에이터는, 특히, 서로 맞은편에 쌍으로 배열된다.

본 발명의 한 변형예에 따르면, 음성 코일 부분 또는 자성 부분은 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치에 견고하게 연결되며, 음성 코일 액추에이터의 각각의 그 밖의 다른 부분은 기판 또는 용기에 연결되고, 음성 코일 액추에이터는, 윈도우가 제1 또는 제2 축 주위로 기울어지도록, 음성 코일 부분을 자성 부분에 대해 회전시키도록 구성된다.

튜너블 프리즘은, 특히, 윈도우를 제1 축 주위로 경사지게 하기 위한 음성 코일 액추에이터들 중 제1 쌍, 및 윈도우를 제2 축 주위로 경사지게 하기 위한 음성 코일 액추에이터들 중 제2 쌍을 포함한다. 윈도우가 제1 및 제2 축 주위로 경사지는 것은, 특히, 서로 개별적으로 수행된다. 음성 코일 액추에이터는, 특히, 서로 맞은편에 쌍으로 배열된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 윈도우, 프리즘-형태의 장치, 또는 이동 부분에 연결된 4개의 작동 수단을 포함하는데, 4개의 작동 수단 중 하나 이상의 작동 수단이 작동될 때, 윈도우는 바닥 부분에 대해 제1 및 제2 축 주위로 경사질 수 있다.

상기 형상에서, 4개의 작동 수단은 쌍으로 배열되는데, 특히, 윈도우를 제1 축 주위로 경사지게 하기 위한 제1 및 제2 작동 수단을 포함하는 제1 쌍, 및 윈도우를 제2 축 주위로 경사지게 하기 위한 제3 및 제4 작동 수단을 포함하는 제2 쌍으로 배열된다.

제1 및 제2 쌍의 작동 수단은, 특히, 서로 맞은편에 배열된다.

상기 실시예는, 특히, 윈도우가 제1 및/또는 제2 축 주위로 상대적으로 안정적으로 경사지게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 하나 이상의 작동 수단은 형상 기억 합금(SMA) 구성요소이거나 이를 포함하는데, 형상 기억 합금 구성요소는 프리즘-형태의 장치에 연결되고, 특히, 형상 기억 합금 구성요소는 조인트를 가진 프리즘-형태의 장치에 연결된다.

형상 기억 합금 구성요소는, 특히, 형상 기억 합금으로 구성된 로드(rod) 또는 와이어(wire)이다.

형상 기억 합금 구성요소는 형태가 변경될 수 있는데, 예를 들어, 전압이 제공되면, 하나 이상의 차원을 따라 수축될 수 있다(shrink).

형상 기억 합금 구성요소는, 특히, 오직 하나의 구성요소로 구성된 견고한 작동 수단이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 짐벌(gimbal)을 포함하며, 윈도우, 프리즘-형태의 장치 또는 이동 부분은, 윈도우가 용기에 대해 제1 및/또는 제2 축 주위로 경사질 수 있도록, 짐벌에 연결된다.

짐벌은 회전축을 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치에 안정적으로 고정시켜, 윈도우가 보다 정밀하게 경사질 수 있다.

짐벌은, 특히, 윈도우가 바닥 부분에 대해 병진운동 하거나 또는 횡방향 운동하는 것을 방지한다.

짐벌은, 특히, 짐벌의 이동되지 않는 부분(non-moving part)을 튜너블 프리즘의 기판 또는 용기에 연결하고, 짐벌의 이동 부분은 윈도우 또는 프리즘-형태의 장치 또는 무버와 연결된다.

짐벌은, 특히, 윈도우의 경사축 마다 오직 하나의 작동 수단만을 사용한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 짐벌은 윈도우가 바닥 부분에 대해 제1 및/또는 제2 축 주위로 경사질 수 있도록 1-축 또는 2-축 짐벌이다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 기판은 외주 측벽을 형성하기 위해 서로 연결된 4개의 측벽 섹션들을 포함하는데, 각각의 2개의 인접한 측벽 섹션들은 외주 측벽들의 내부에서 만나 코너 영역을 형성하고, 기판은 4개의 코너 영역들을 포함한다.

기판은 정사각형의 기하학적 형상을 가질 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 4개의 음성 코일 액추에이터들을 포함하는데, 4개의 음성 코일 액추에이터들 중 4개의 자성 부분들은 4개의 코너 영역들 중 하나에서 서로 기판에 결부되며, 4개의 상응하는 음성 코일 부분들은 프리즘-형태의 장치의 이동 부분 상에 배열되고, 음성 코일 부분들은, 특히, 용기를 향하는 외주 측벽들의 한 측면 상에서, 자성 부분들의 맞은편에 배열된다.

상기 실시예는, 예를 들어, 정사각형 형태의 기판과 둥근 윈도우 및 막을 가진, 특히, 컴팩트하게 제조된 짐벌이 없는 튜너블 프리즘을 가능하게 한다.

대안으로, 튜너블 프리즘은 4개의 음성 코일 액추에이터들을 포함하는데, 4개의 음성 코일 액추에이터들의 4개의 자성 부분들은 각각 용기를 향하는 4개의 측벽 섹션들 중 한 측벽 섹션의 측면에 결부되며, 자성 부분들은 서로 맞은편에 쌍으로 배열되고, 4개의 상응하는 음성 코일 부분들은 이동 부분 또는 프리즘-형태의 장치 상에 배열되며, 특히, 음성 코일 부분들은 외주 측벽들 내부에서 자성 부분들 맞은편에 배열된다.

상기 실시예도, 예를 들어, 정사각형 형태의 기판과 둥근 윈도우 및 막을 가진, 특히, 컴팩트하게 제조된 짐벌이 없는 튜너블 프리즘을 가능하게 하며, 자성 부분들은 기판의 코너 영역들이 아니라 측벽 상에 배열된다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 전류, 특히, 하나 이상의 작동 수단에 가해지는 전압들을 조절하도록 구성된 드라이버 회로(driver circuit)를 포함한다.

드라이버 회로는 기판에 배열되거나 또는 기판에 의해 포함될 수 있다. 드라이버 회로는 하나 이상의 작동 수단과 전기 접촉된다.

기판 상에 드라이버 회로를 가진 튜너블 프리즘은 상대적으로 컴팩트하게 제조될 수 있다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 4개의 작동 수단을 포함하는데, 드라이버 회로는 4개의 채널들을 포함하고, 각각의 채널은 4개의 작동 수단 중 한 작동 수단에 전류를, 특히, 서로 개별적으로, 가하도록 구성된다.

채널은 개별적인 전기 연결부로서, 즉 각각의 채널은 각각의 채널에 연결된 작동 수단에 상이한 전류를 가할 수 있다.

상기 실시예는 4개의 작동 수단이 최대로 구동될 수 있게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 4개의 작동 수단, 특히, 서로 맞은편에 쌍으로 배열된 4개의 음성 코일 액추에이터들을 포함하는데, 드라이버 회로는 오직 제1 및 제2 채널을 포함하고, 각각의 채널은 서로 맞은편에 쌍으로 배열된 작동 수단에 동일한 크기이자만 서로 반대 부호를 가진 전류를 가하도록 구성된다.

상기 실시예는 드라이버가 오직 2개의 채널을 제공하도록 튜너블 프리즘을 조절할 수 있다.

전류 극성(current polarity)을 반대로 하는 것은, 극성 인버터 장치로 구현될 수 있다. 맞은편 코일들의 코일 감김 방향(coil winding direction)을 반대로 하면, 힘을 반대로 할 수 있다.

상기 실시예는, 튜너블 프리즘의 대칭 구조, 특히, 서로 맞은편에 쌍으로 배열된 작동 수단의 이점을 이용한다.

컨트롤러가 예컨대 z-축을 따라 이동하도록 작동 수단 중 하나에 신호를 제공하면, 그에 상응하게, 맞은편에 배열된 작동 수단이 z-축의 반대 방향으로 작동하여, 윈도우가 경사 운동을 하게 한다.

본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은 4개의 음성 코일 액추에이터들을 포함하되, 드라이버 회로는 특히 오직 제1 및 제2 채널을 포함하며, 각각의 음성 코일 부분들은 2중 코일을 포함하고, 각각의 채널은 서로 맞은편에 배열된 음성 코일 부분들에 동일한 전류를 가하도록 구성되며, 각각의 채널은, 전류가 가해질 때, 2개의 맞은편 음성 코일 부분들의 생성된 힘들이 반대 방향을 향한다.

상기 실시예는 드라이버가 오직 2개의 채널을 포함하는 튜너블 프리즘을 조절할 수 있으며, 음성 코일 액추에이터들, 및 특히, 음성 코일 부분들은, 각각의 채널에 연결되어 음성 코일 부분에 동일한 전류(크기 및 부호에 있어서)가 가해질 때, 서로 반대 방향으로 운동을 수행하도록 구성된다. 이는, 특히, 각각의 음성 코일 부분에 포함된 2중 코일에 의해 구현된다.

본 발명에 따른 문제점은 본 발명에 따른 튜너블 프리즘을 포함하는 이미징 시스템(imaging system)에 의해 해결된다.

이미징 시스템은 이미지 센서와 이미지를 이미지 센서에 초점을 맞추도록 구성된 이미징 광학장치를 포함하되, 튜너블 프리즘은 이미징 광학장치에, 특히, 이미징 광학장치의 전방에 배열되고, 튜너블 프리즘의 윈도우를 기울임으로써 입사 광의 각도가 변경될 수 있도록 배열된다.

용어 "이미징 광학장치의 전방"은, 입사 광이 제공될 때, 이미징 시스템의 측면에 노출되는 이미징 광학장치의 측면을 가리킨다. 따라서, 상기 실시예에 따르면, 튜너블 프리즘은, 특히, 이미징 시스템의 최전방에 배열된 광학 요소이다.

프리즘이 이미지 시스템의 구멍 스톱(aperture stop)에 가능한 최대한 근접하게 배열될 때 이미지 왜곡(image distortion)이 최소가 된다는 점에 유의해야 한다.

이미징 시스템은, 카메라, 특히, 휴대폰에 포함된 카메라 일 수 있다.

밑에서, 본 발명은 대표 실시예들과 도면에 대한 설명들에 상세하게 기술될 것이다. 도면들은 실측으로 도시되지 않았다는 점에 유의해야 한다.
도면에서:
도 1A 및 1B는 정지 및 경사진 상태에 있는 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 2는 원형 윈도우를 가진 2-축 튜너블 프리즘의 개략적인 상부도;
도 3은 직사각형 윈도우를 가진 1-축 튜너블 프리즘의 개략적인 상부도;
도 4는 프리즘-형태의 장치를 가진 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 5는 프리즘-형태의 장치를 가진 2-축 튜너블 프리즘의 3차원 도면;
도 6은 프리즘-형태의 장치를 가진 1-축 튜너블 프리즘의 3차원 도면;
도 7은 상이한 프리즘-형태의 장치를 가진 1-축 튜너블 프리즘의 3차원 도면;
도 8은 음성 코일 액추에이터들과 무버들을 가진 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 9는 음성 코일 액추에이터들과 무버들을 가진 대안의 형상의 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 10은 음성 코일 액추에이터들을 있지만 무버들은 없는 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 11은 음성 코일 액추에이터들, 무버들 및 조인트를 가진 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 12는 음성 코일 액추에이터들, 무버들 및 조인트를 가진 대안의 형상의 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 13은 회전 음성 코일 액추에이터들을 가진 대안의 형상의 튜너블 프리즘의 개략적인 횡단면도;
도 14는 회전 음성 코일 액추에이터를 위한 세부도;
도 15는 기판 상에서 4개의 음성 코일 액추에이터들을 가진 직사각형 형상의 튜너블 프리즘의 3차원 도면;
도 17은 기판 상에서 4개의 음성 코일 액추에이터들을 가진 직사각형 형상의 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 18은 정사각형 형태의 튜너블 프리즘의 한 실시예의 상부도;
도 18은 대안의 정사각형 형태의 튜너블 프리즘의 한 실시예의 상부도;
도 20은 4개의 채널들을 가진 튜너블 프리즘을 위한 구동 계획;
도 21은 2개의 채널들을 가진 튜너블 프리즘을 위한 구동 계획;
도 22는 2개의 채널들과 2중 코일들을 가진 튜너블 프리즘을 위한 구동 계획;
도 23은 1-축 짐벌을 가진 튜너블 프리즘의 투시도;
도 24는 2-축 짐벌을 가진 튜너블 프리즘의 투시도;
도 25는 오직 하나의 작동 수단과 짐벌을 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 26은 작동 수단으로서 형상 기억 합금 와이어들과 짐벌을 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 27은 튜너블 프리즘을 가진 이미지 시스템;
도 28은 튜너블 프리즘을 가진 또 다른 이미지 시스템;
도 29는 2개의 막들을 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 30은 바닥 부분에 결부된 막들을 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 31은 2개의 상이한 종류의 작동 모터들과 바닥 부분에 결부된 막들을 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도; 및
도 32는 프리즘-형태의 장치로서 홀이 있는 플레이트를 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 33은 프리즘-형태의 장치로서 고체 유리 윈도우를 가진 튜너블 프리즘의 횡단면도;
도 34는 4개의 음성 코일 액추에이터들을 가진 튜너블 프리즘의 3차원 도면으로서, 자석들이 프리즘-형태의 장치에 고정되며;
도 35는 4개의 음성 코일 액추에이터들을 가진 튜너블 프리즘의 3차원 도면으로서, 코일들이 프리즘-형태의 장치에 고정되고;
도 36은 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘과 접힘식 광학 경로를 가진 광학 이미징 시스템.

도 1A 및 도 1B에서, 튜너블 프리즘(1)의 기본 실시예의 횡단면도가 도시되며 기본적인 작동 원리가 예시된다.

튜너블 프리즘(1)은 투명한 광학 유체(3)로 채워진 용기(2)를 포함한다. 용기(2)는 유리로 구성된 평면의 바닥 부분(5)을 가진다. 바닥 부분(5)은 입사 광(100)의 측면을 향하도록 배열된다.

게다가, 벽 부재(4)가 광학 축(200)에 대해 횡방향으로 용기(2)를 획정한다. 벽 부재(4)는 바닥 부분(5)과 일체형으로 형성된다.

튜너블 프리즘(1)의 광학 축(200)(파선)은 z-축(203)을 따라 바닥 부분(5)을 통해 중앙에서 수직으로 연장된다.

게다가, 용기(2)는 용기(2)의 바닥 부분(5)의 맞은편에 배열된 탄성 막(6)을 포함한다. 탄성 막(6)은 반복적으로 탄성적으로 팽창가능하고 연신 가능하다. 정지 상태에서(도 1A 참조), 탄성 막(6)은 횡방향 인장 하에서 바닥 부분(5)에 평행하게 연장된다. 이러한 인장력은 어떠한 작동 힘도 제공되지 않는 정지 상태로 복원하도록 복원력을 제공한다.

막(6)은, 벽 부재(6), 바닥 부분(5) 및 막(6)에 의해 둘러싸인 용적(7)으로부터 유체(3)가 빠져 나갈 수 없도록, 에지들에서 용기(2)의 벽 부재(4)에 밀봉된다.

유체(3)는 액체 또는 가스일 수 있다. 상기 예에서, 용기(2)는 주위 공기보다 큰, 즉 1보다 큰 굴절률을 가진 액체를 포함한다.

용적(7)으로부터 멀어지는 방향을 향하는 막(6)의 상측에서, 유리 윈도우(8)가 막(6)에 결부된다. 막(6)의 정지 상태에서, 유리 윈도우(8)는 바닥 부분(5)에 평행하게 연장된다.

벽 부재(4)와 유리 윈도우(8)의 외측 에지(8a) 사이에서는, 막(6)의 외주 부분(6a)이 유리 윈도우(8)에 의해 덮히지 않는다. 상기 부분은 탄성적으로 팽창가능한 부분(6a)으로서 지칭된다.

도 1A에 도시된 정지 상태에서, 입사 광(100)은, 화살표(100, 101)로 표시된 것과 같이, 광학 축(200)으로부터 편향되지 않고도, 바닥 부분(5)으로부터 용적(7)을 통해 윈도우(8)로 튜너블 프리즘(1)을 횡단한다(traverse).

작동 힘(300)이 윈도우(8)의 외측 에지(8a)에 제공되면, 윈도우(8)는 제1 축(201)으로 지칭되는 하나 이상의 축, 예컨대, x-축 주위로 경사진다. 또한, 윈도우(8)는 제2 축(202), 예컨대, 제1 축(201)에 수직이며 제1 축(201)과 같이 윈도우(8)의 연장 평면에서 연장되는 y-축 주위로 경사질 수 있다.

작동 힘(300)이 윈도우(8)에 제공될 때, 윈도우(8)는 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사 운동(tilting motion)을 한다.

경사진 상태에서, 윈도우(8)는 바닥 부분(5)에 평행하게 연장되지 않고 광학 축(200) 및 바닥 부분(5)과 경사각(204)을 이루는데; 유리 윈도우(8)의 외측 에지(8a)의 제1 섹션은 바닥 부분(5)에 가까이 위치되고, 제1 섹션의 맞은편에 위치된 외측 에지(8a)의 또 다른 섹션은 바닥 부분(5)으로부터 이격되어 배열된다.

윈도우(8)의 외측 에지(8a) 주위에서, 탄성적으로 팽창가능한 막 부분(6a)은 그에 상응하게 연신된다(stretched). 막(6)이 탄성이기 때문에, 특히, 탄성적으로 팽창가능한 막 부분(6a)은 경사진 윈도우(8)에 복원력을 전달한다.

튜너블 프리즘(1)의 경사진 상태에서, 횡단 광(100, 101)은 광학 축(200)에 대해 프리즘(1)으로부터 일정 각(205)으로 빠져 나온다. 이는, 튜너블 프리즘(1)의 내부 및 외부를 향하는 화살표(100, 101)들로 표시된다.

윈도우(8) 상에서 작동 힘(300)을 조절함으로써, 윈도우(8)의 경사각(204)이 조절될 수 있는데, 상기 경사각은 배출 광(101)의 조절된 편향각(205)으로 변환된다.

윈도우(8)의 기계적 경사각(204)과 광의 편향각(205) 사이의 관계는 광학 유체(3), 특히, 액체의 굴절률에 좌우된다. 액체(3)의 굴절률이 크면 클수록, 그에 따른 광 편향(light deflection)도 점점 더 커진다.

반면, 일반적으로 저-굴절률 액체는 고-굴절률 액체보다 작은 분산률(dispersion)을 가진다. 따라서, 색수차(chromatic aberration)를 방지하기 위해서는 저-굴절률 액체가 사용될 수 있다. 따라서, 특히, 이미징(imaging)과 같은, 다색 분야에서는, 저-굴절률 액체가 적합하다. 저-굴절률 액체의 굴절률은 예를 들어 약 1.30이다.

또한, 단색 용도, 가령, 아이리스 탐지(iris detection)를 위해서는, 고-굴절률 액체가 적합하다. 고-굴절률 액체의 굴절률은 예를 들어 약 1.56이다.

용적(8) 내의 유체(3)가 가스, 가령, 공기이며, 굴절률이 1에 근접한 경우, 튜너블 프리즘(1)은 횡단 광(100, 101)을 일정 각(205)에서 편향시키지 않고, 입사 광 빔(100)을 횡방향으로 이동시킬 것이다. 이러한 튜너블 프리즘(1)은 "빔 디스플레이서(beam displacer)"로도 지칭된다.

도 2 및 도 3에서, 튜너블 프리즘(1)의 2개의 상이한 실시예들의 개략적인 상부도가 도시된다. 도 2에서, 윈도우(8)와 막(6)은 원형인데, 즉 윈도우(8)의 외측 에지(8a)와 탄성 막(6)의 외측 에지가 원형 윤곽을 따라간다는 의미이다.

용기(2)의 외측 윤곽은 정사각형으로 형성되는 반면, 용기(2) 내에 둘러싸인 용적(8)은 원형의 기저 면적(base area)을 가진다.

도 3에서는, 용기(2)의 외측 윤곽은 직사각형으로 형성되며, 용기(2) 내에 둘러싸인 용적(8)은 직사각형의 기저 면적을 가진다.

도 2 및 3에서, 외주의 탄성적으로 팽창가능한 막 부분(6a)이 도시되며, 윈도우(8)는 상기 탄성적으로 팽창가능한 막 부분(6a) 내의 중앙에 위치된다.

벽 부재(4)까지의 윈도우(8)의 외측 에지(8a)의 거리는 외주의 탄성적으로 팽창가능한 막 부분(6a)의 전체에 걸쳐 균일하다. 이에 따라, 복원력은 경사축 배열방향에 상관없이 균일하게 된다.

도 2에서, 튜너블 프리즘(1)은 윈도우(8)의 연장 평면 내에서 연장되는 제1 축(201)(예컨대, x-축) 주위로 경사질 수 있으며, 또한 제1 축(201)에 수직으로 윈도우(8)의 연장 평면 내에서 연장될 수 있는 제2 축(202), (예컨대, y-축) 주위로 경사질 수 있다.

윈도우(8)가 임의의 코너-형태의 영역을 포함하지 않기 때문에, 원형 윈도우(8)는 2개의 축(201, 202) 주위로 경사지기에 적합하다. 코너-형태의 영역들은 코너와 같은 형태로 인해 탄성 막(6)에 제공되는 응력이 증가될 수 있다.

도 3에 도시된 튜너블 프리즘(1)은 제2 축(202) 주위로만 기울이도록 구성된다. 윈도우(8)의 코너-형태의 영역(8b)들로부터의 가능한 응력을 감소하기 위하여, 직사각형 윈도우(8)의 코너들은 둥글게 형성된다(rounded).

튜너블 프리즘(1)의 직사각형 윤곽 및, 특히, 직사각형 윈도우(8)는 접힘식 디자인의 광학장치, 가령, 텔레-렌즈 또는 줌-렌즈에서 크기를 감소시키기에 적합하며, 여기서 플라스틱 렌즈는 D-컷(D-cut)이며 직사각형 구멍들은 이미지 센서를 초과하여 나가는 광을 차단하도록 사용된다.

도 4에서, 도 2의 튜너블 프리즘(1)이 도시되는데, 도 2의 튜너블 프리즘(1) 외에도, 도 4의 튜너블 프리즘(1)은 윈도우(8)에 결부된 프리즘-형태의 장치(9)를 가진다. 도면부호들은 도 1 및 도 2에 이미 기술된 것과 같이 동일한 구성요소들을 지칭한다.

프리즘-형태의 장치(9)는 윈도우(8) 상의 중앙에 배열되며 투명한 구멍(9a)을 가져서, 광(100, 101´이 용기(2)로부터 투명한 구멍(9a)을 통해 횡단할 수 있다.

프리즘-형태의 장치(9)의 2개의 횡방향으로 연장되는 작동 암(9b)들이 도시되는데, 상기 작동 암들에 작동 힘(300)이 제공된다. 작동 힘(300)은 프리즘-형태의 장치(9)에 의해 튜너블 프리즘(1)의 바닥 부분(5)에 대해 경사진 상태에 있는 윈도우(8)로 전달된다.

도 4의 예에서, 작동 힘(300)은 동시에 작용하여, 프리즘-형태의 장치(9)의 한 작동 암(9b)을 가압하고, 프리즘-형태의 장치(9)의 다른 작동 암(9b')은 끌어 당겨서, 튜너블 프리즘(1)의 보다 정밀한 경사 거동(tilting behavior)을 가능하게 한다.

튜너블 프리즘(1)의 개략도에서 3개의 직경이 도시된다. 직경(dc)은 용적(7)의 직경이고, dw는 유리 윈도우(8)의 직경이며, ds는 프리즘-형태의 장치(9)의 직경 또는 보다 정확하게는 작동 힘이 작용되는 지점들 사이의 거리이다.

주어진 경사각(204)을 위해서, dw가 dc에 대해 증가되면, 막(6)이 더 많이 연신되기 때문에, 요구되는 작동 힘(300)이 증가된다. 반면, ds가 증가되면, 레버리지 암(leverage arm)이 커지기 때문에, 작동 힘(300)은 감소된다.

통상, 1°의 기계적 경사는 약 1　mN 내지 5　mN의 작동 힘(300)을 필요로 한다. 하지만, 이러한 상관관계는 직경(dc, dw, 및 ds)들 간의 비율과 막(6)의 타입에 좌우된다. 작동 힘(300)과 기계적 경사각(204) 사이의 상관관계는, 특히, 0 mN 내지 1 mN 사이의 작동 힘(300)에 대해 거의 선형이다.

도 5에서는, 도 2 및 4에 도시된 튜너블 프리즘(1)의 3차원 투시도가 도시된다. 프리즘-형태의 장치(9)는 작동 힘(300)을 수용하기 위해 4개의 작동 암(9b)들을 포함하는 것을 볼 수 있다. 4개의 작동 암(9b)들은 서로의 정확하게 맞은편에 배열되며, 정확하게 맞은편에 배열된 작동 암(9b)들을 상응하게 작동시킴으로써, 제1 및 제2 축(201, 202) 주위로 2차원적으로 경사진다.

프리즘-형태의 장치(9)의 중앙의 구멍은 윈도우(8) 위에 중앙에 위치된다. 투명한 유체(3)를 가진 용적(7)을 포함하는 용기(2)는 정사각형의 외측 기하학적 형상을 가진다. 프리즘-형태의 장치(9)는 윈도우(8)의 외측 에지(8a)의 외주 섹션(10)을 따라 윈도우(8)와 접촉된다.

프리즘-형태의 장치(9)에, 특히, 4개의 작동 암(9b)들의 외측 섹션들에 제공되는 작동 힘이 외주 접촉 섹션(10)을 따라 분포된다.

도 6에서는, 도 3에 도시된 튜너블 프리즘(1)의 3차원 투시도가 도시된다. 직사각형 윈도우(8)의 상측에 결부된 프리즘-형태의 장치(9)는 작동 힘을 수용하기 위해 오직 2개의 작동 암(9b, 9b')들을 포함한다. 2개의 작동 암(9b, 9b')들은 서로의 맞은편에 배열되며, 맞은편에 배열된 작동 암(9b, 9b')들을 상응하게 작동시킴으로써, 제1 또는 제2 축(201, 202) 주위로 1차원적으로 경사진다.

프리즘-형태의 장치(9)는 직사각형 윈도우(8) 위에 중앙에 위치된 중앙의 구멍(9a) 주위에 직사각형 윤곽을 가진다. 투명한 유체(3)를 가진 용적(7)을 포함하는 용기(2)는 직사각형의 외측 기하학적 형상을 가진다.

프리즘-형태의 장치(9)는 직사각형 윈도우(8)의 외측 에지(8a)의 외주 섹션(10)을 따라 윈도우(8)와 접촉된다. 프리즘-형태의 장치(9)에, 특히, 2개의 작동 암(9b, 9b')들의 외측 섹션들에 제공되는 작동 힘이 외주 접촉 섹션(10)을 따라 분포된다. 중앙의 구멍(9a)은 윈도우(8) 상에서 외주 접촉 섹션(10)에 의해 둘러싸여 형성된다.

도 6에 도시된 튜너블 프리즘(1)의 상응하는 횡단면도는 도 4에 도시된 횡단면도와 실질적으로 동일하게 보여진다는 사실에 유의해야 한다.

도 7에서는, 도 6에 도시된 것과 같이, 튜너블 프리즘(1)을 위한 대안의 프리즘-형태의 장치(9)가 도시된다. 프리즘-형태의 장치(9)는 서로 분리된 2개의 부분(9c, 9c')들로 구성되는데, 서로 맞은편에 배열된 2개의 부분(9c, 9c')들은 각각 윈도우(8)와 접촉되는 작동 암(9b, 9b')을 포함하며, 상기 작동 암(9b, 9b')은 윈도우(8)의 외측 에지(8a)의 한 섹션에 근접하게 위치된 윈도우(8)의 한 섹션과 접촉된다.

두 작동 암(9b, 9b')들은 윈도우(8) 상에서 중앙의 구멍(9a)을 형성한다. 중앙의 구멍(9a)은 외주 접촉 섹션에 의해 구획되는 것이 아니라 2개의 작동 암(9b, 9b')들의 접촉 섹션(9c, 9c')들에 의해서만 구획된다.

상기 실시예로 인해, 튜너블 프리즘(1)을 경량으로 만들 수 있다.

도 8에는, 도 4의 튜너블 프리즘(1) 외에도, 프리즘-형태의 장치(9)에 견고하게 결부된 무버(11)들을 추가로 포함하는 튜너블 프리즘(1)의 횡단면도가 도시되는데, 이러한 프리즘-형태의 장치(9)는 음성 코일 액추에이터(12, 12')들 형태의 작동 수단(12)을 포함한다.

횡단면은, 2개의 1차원 튜너블 프리즘(1)들에 대해, 즉 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사지도록 구성된 프리즘-형태의 장치(9)와 윈도우(8)에 대해 실질적으로 동일하며, 제2 축(202)은 도시되지 않는데, 횡단 평면으로부터 외부를 향해 연장되고 내부를 향해 연장될 수 있다.

제한 없이, 하기 기술내용은, 특히, 2개의 축(201, 202) 주위로 경사질 수 있는 실시예들을 포함하는 횡단면도들에 한정된다. 2-축 실시예들에 대해서, 구성요소들은 제2 축(202) 상에 상응하게 또는 상기 구성요소들에 평행하게 배열될 수 있다.

상기 횡단면도에서, 본 명세서에서 이동 부분으로도 지칭되는 2개의 무버(11, 11')들이 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 결부된다. 무버(11, 11')들은 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들과 90°의 각도로 둘러싸는데, 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들은 윈도우(8) 평면에 평행하게 연장된다.

무버(11, 11')의 자유 단부 부분(11a, 11a')들 상에, 음성 코일 액추에이터(12, 12')들이 배열된다.

각각의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들은 음성 코일 부분(12a, 12a')과 자성 부분(12b, 12b')을 포함한다.

도 8에 도시된 예에서, 음성 코일 부분(12a, 12a')은 각각의 무버(11, 11')의 자유 단부 부분(11a, 11a')에 결부되며, 자성 부분(12b, 12b')은 예를 들어 기판(13) 또는 용기(2) 상에 견고하게 배열된다.

음성 코일 부분(12a, 12a')은 안정 스프링(stabilization spring)으로 기능하는 가요성 전기 커넥터(12c)와 전기 접촉된다. 전류가 음성 코일 부분(12a, 12a')들에 가해지면, 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 자성 부분(12b, 12b')들에 대해 상대적으로 이동된다.

상기 예에서, 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 광학 축(200)을 따라 병진운동 가능하게 이동될 뿐만 아니라 회전 가능하게 이동된다. 생성된 작동 힘(300)은 무버(11, 11')들에 의해 음성 코일 액추에이터(12, 12')들로부터 프리즘-형태의 장치(9)로 이동되어 튜너블 프리즘(1)의 막(6)에 결부된 윈도우(8)를 기울인다.

무버(11, 11')들과 음성 코일 액추에이터(12, 12')들은 프리즘-형태의 장치(9)의 투명한 구멍(9a) 외부에 배열된다.

도 9는 도 8에 도시된 것과 비슷한 실시예를 도시한다. 이 두 실시예들 간의 유일한 차이점은, 자성 부분(12b, 12b')과 음성 코일 부분(12a, 12a')이 바뀌어 있는 것으로서, 즉 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 기판(13) 또는 용기(2)에 견고하게 연결되며, 자성 부분(12b, 12b')들은 무버(11, 11')들의 자유 단부 부분(11a, 11a')들에 결부된다는 점이다.

상기 실시예는 음성 코일 부분(12a, 12a')에 연결되는 가요성 전기 커넥터를 필요로 하지 않으며 그에 따라 우수한 작동 선형성(actuation linearity)을 보여준다.

도 10은, 튜너블 프리즘(1)이 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 견고하게 결부된 무버들을 포함하지 않는다는 점을 제외하고는, 도 9에 도시된 실시예와 비슷한 실시예를 도시한다. 상기 실시예에서, 자성 부분(12b, 12b')들은 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 직접 결부된다. 상기 단순한 실시예는 작은 레버 암을 가지며, 윈도우(8)가 경사질 때, 작은 횡방향 운동을 보여준다.

도 11은, 무버(11, 11')들이 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 견고하게 연결되지 않고 무버(11, 11')들이 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')에 가요적으로 연결된다는(flexibly connected) 점을 제외하고는, 도 8에 도시된 것과 동일한 튜너블 프리즘(1)을 도시한다. 이는 프리즘-형태의 장치(9)의 각각의 작동 암(9b, 9b')과 무버(11, 11') 사이에서 조인트(14)에 의해 구현된다.

조인트(14)는, 예를 들어, 탄성의 접착 영역, 기계적 조인트 또는 스프링 스틸(spring steel)로 제조된 스프링-형태의 조인트일 수 있다.

상기 실시예로 인해, 음성 코일 액추에이터(12, 12') 및 그에 따라 무버(11, 11')의 병진운동이 가능하며, 이러한 병진운동은 조인트(14)들에 의해 프리즘-형태의 장치(9)에 결부된 윈도우(8)와 프리즘-형태의 장치(9)를 위한 경사 운동으로 변환된다.

이와 비슷한 방식으로, 도 12는, 무버(11, 11')들이 이러한 조인트(14)로 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 결부된다는 점을 제외하고는, 도 9에 도시된 것과 동일한 실시예를 도시한다.

또한 여기서, 도 9에 도시된 실시예들에 비해, 윈도우(8)의 병진운동이 감소되고 더 우수한 선형성이 구현된다.

조인트(14)는, 예를 들어, 탄성의 접착 영역, 기계적 조인트 또는 스프링 스틸(spring steel)로 제조된 스프링-형태의 조인트일 수 있다.

도 13에서, 윈도우(8)는 회전운동/회전력을 생성하도록 구성된 음성 코일 액추에이터(120)에 연결된다. 상기 도면의 횡단면에서, 용기(2)의 벽 부재(4)와 바닥 부분(5) 뿐만 아니라 용기(2)의 용적(7)에 포함된 광학 유체(3)도 도시된다. 용기(2)의 상측면은 막(6)과 막(6)에 결부된 윈도우(8)에 의해 덮힌다. 윈도우(8)의 외측 섹션들 상에서, 음성 코일 액추에이터(120)의 회전축(120d)이 윈도우(8)에 결부된다. 음성 코일 부분(120a)은 회전축(120d)에 견고하게 결부되고 자성 부분(120b)에 대해서는 회전 가능한데, 상기 자성 부분은, 예를 들어, 용기(2)와 이동되지 않도록 연결된 기판(13)에 결부된다.

자성 부분(120b)은 자석(120e) 뿐만 아니라 자성 복원 구조물(120f)(예컨대, 도 14 참조)을 포함한다. 음성 코일 부분(120a)에 연결된 전기 커넥터들은 도시되지 않는다.

복원 구조물(120f)과 자석(120e)은, 횡방향으로 이동되는 서로 반대 방향의 작동 힘(300)들이 자성 복원 구조물(120f)의 각각의 면에서 생성되며 그에 따라 음성 코일 부분(120b)이 회전되도록 형성된다(도 14). 전류는 화살표(301)들로 표시된다.

도 15 및 16에서, 2차원을 따라, 즉 제1 및 제2 축(201, 202)을 따라 경사질 수 있는 튜너블 프리즘(1)의 3차원 도면이 도시된다. 도 15에서는, 튜너블 프리즘(1)의 투시도가 도시되며, 도 16에서는 상기 프리즘(1)의 절단 투시도가 도시된다.

튜너블 프리즘(1)은 직사각형 형태로 구성된 인쇄회로기판(13)을 포함한다. 기판(13)의 직사각형의 긴 면은 10 mm 미만이고 짧은 면은 5 mm 미만이다.

기판(13) 상에는, 음성 코일 액추에이터(12, 12') 형태의 4개의 작동 수단(12)이 배열된다. 원통형으로 형성된 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 기판(13)에 견고하게 연결되고 각각의 음성 코일 부분(12a, 12a')은 자석으로 구성된 상응하는 자성 부분(12b, 12b')을 둘러싼다.

각각의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들은 자석들이 코일 부분(12a, 12a')들 내에 삽입되도록 배열된다. 이에 따라, 전체 경사 범위에 걸쳐, 구동 전류와 작동 힘 간에는 우수한 선형성이 제공된다. 음성 코일 액추에이터(12, 12')들은 기판(13)의 코너 부분들에 배열된다.

기판(13)에 견고하게 결부된 용기(2)는 기판(13) 상에서 중앙에 배열된다. 용기(2)는 견고한 기판(13) 상에 배열되며, 용기(2)의 투명한 바닥 부분(5)은 기판(13)의 투명한 구멍의 상측에서 중앙에 배열되고, 그에 따라 광은 투명한 바닥 부분(5)으로부터 튜너블 프리즘(1)에 들어가서, 유리 윈도우(8)를 향해 진행되고, 프리즘-형태의 장치(9)의 투명한 구멍(9a)을 통해 튜너블 프리즘(1)으로부터 나올 수 있다.

용기(2)와 기판(13)은 서로 견고하게 연결된 2개의 개별 부분들이다. 용기(2)의 벽 부재(4)와 바닥 부분(5)은 유리로 제조된다.

막(6)은 용기(2)의 액체로 채워진 용적(7)을 덮고 벽 부재(4)에 밀봉된다. 막(6)의 상측에서, 원형의 유리 윈도우(8)가 막(6)에 결부된다. 프리즘-형태의 장치(6)는 투명한 구멍(9a)과 함께 윈도우(8)의 상측에서 중앙에 배열된다.

프리즘-형태의 장치(9)의 투명한 구멍(9a)의 직경은 3.6 mm보다 클 수 있다.

게다가, 프리즘-형태의 장치(9)는 4개의 작동 암(9b, 9b')들을 포함하는데, 각각의 암(9b, 9b')들은 각각의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 향해 연장된다.

음성 코일 액추에이터(12, 12')들의 자성 부분(12b, 12b')들은 프리즘-형태의 장치(9)의 작동 암(9b, 9b')들에 견고하게 결부된다.

음성 코일 액추에이터(12, 12')들은, 용기(2)의 바닥 부분(5)의 z-축에 상응하는 기판(13)의 z-축(200)을 따라 이동함으로써, 제1 및 제2 축(201, 202) 주위에서 프리즘-형태의 장치(9)에 경사 힘들을 제공할 수 있다.

그에 따라, 윈도우(8)는 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사질 수 있다.

제1 및 제2 축(201, 202)은 직사각형의 기판(13)의 면들에 평행하게 연장된다.

상기 실시예는, 3.6 mm 또는 그보다 큰 투명한 구멍을 가지며, 크기가 5 mm x 10 mm 이거나 또는 그보다 작은, 매우 컴팩트한 디자인의 튜너블 프리즘을 보여준다.

도 17은, 상기 실시예에서 용기(2)가 기판(13)과 일체형으로 형성된다는 점을 제외하고는, 도 16에 도시된 실시예를 보여준다. 이는, 용기(2)가 기판(13)의 특징부들을 포함하거나 또는 그 반대로 기판의 특징부들이 용기를 포함한다는 것을 의미한다.

투명한 바닥 부분(5)은 벽 부재(4)를 포함하는 기판(13)에 접합된다. 용기(2)의 벽 부재(4)는 미광(stray light)의 분포를 억제하고 바닥 부분(5)과의 접합 안정성을 향상시키기 위해 어두운 금속 코팅(4a)으로 덮혀진다.

막(6)은 용기(2)의 액체로 채워진 용적(7)을 덮고 벽 부재(4)에 밀봉된다.

위에 기술된 실시예의 작동 수단(12, 12')과 그 밖의 구성요소들은 도 16에 도시된 실시예들과 실질적으로 동일하다.

상기 실시예는 초소형 디자인의 튜너블 프리즘(1)을 제공한다.

도 18에서, 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 가진 튜너블 프리즘(1)의 한 변형예의 개략적인 상부도가 도시된다.

여기서, 기판(1)은 인접한 측벽(13a, 13a')들 사이에서 코너 영역(13b)을 형성하는 4개의 측벽(13a, 13a')들에 의해 구획되는 정사각형 윤곽을 가진다. 각각의 코너 영역(13b)에서, 음성 코일 액추에이터(12, 12')들의 자성 부분(12b, 12b')은 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들이 기판(13)의 대각선을 따라 서로 맞은편에 쌍으로 배열되도록 위치된다.

따라서, 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 반대 방향으로 이동시킴으로써, 프리즘-형태의 장치(9)와 윈도우(8)는 제1 및 제2 축 주위로 경사질 수 있다.

기판(13)의 중앙에, 원형 윈도우(8)와 원형 막(6)을 가진 용기(2)가 배열된다. 윈도우(8) 상측에 프리즘-형태의 장치(9)가 배열되는데, 프리즘-형태의 장치(9)는 음성 코일 부분(12a, 12a')들이 결부되는 외주 무버(11)에 연결되며, 음성 코일 부분들은 자성 부분(12b, 12b')들의 맞은편에 배열된다.

이러한 튜너블 프리즘(1)은 정사각형의 기하학적 형상의 2-축 튜너블 프리즘(1)을 위해 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 포함한다.

도 18에 도시된 실시예와 비슷하게, 도 19는 기본적으로 동일한 튜너블 프리즘(1)을 도시하지만, 이번에는 자성 부분(12b, 12b')들이 기판(13)의 코너 영역(13b)들에 배열되는 것이 아니라 측벽(13a, 13a')들 상에 배열된다. 그럼에도 불구하고, 자성 부분(12b, 12b')들은 서로 맞은편에 쌍으로 배열된다. 또한, 음성 코일 부분(12a, 12a')들은, 음성 코일 부분들이 자성 부분(12b, 12b')들의 맞은편에 배열되도록, 도 18에 비해, 각각의 상이한 위치에 배열된다.

도 20에서, 본 발명에 따른, 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 가진 튜너블 프리즘(1)이, 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 조절하기 위해, 4개의 채널(c1, c2, c3, c4)들을 가진 드라이버 전기장치(driver electronics)를 이용하여 어떻게 조절될 수 있는지를 보여준다.

이를 위하여, 각각의 채널(c1, c2, c3, c4)(파선으로 도시된)은 하나의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들에 연결된다. 각각의 채널은 각각의 음성 코일에 전류를 가한다.

드라이버가 4개의 개별 채널(c1, c2, c3, c4)들을 포함하기 때문에, 각각의 액추에이터(12, 12')들은 상이한 크기와 부호를 가진 전류로 조절될 수 있다. 상기 실시예는 튜너블 프리즘(1)의 경사를 조절하는 데 있어서 최대 가요성을 제공한다.

하지만, 도 21에서 볼 수 있듯이, 드라이버가 오직 2개의 채널(c1, c2)들; 즉 제1 및 제2 채널을 가진 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 포함하는 튜너블 프리즘을 조절할 수 있다. 이런 이유로, 각각의 채널(c1, c2)은 2개의 대각선 방향으로 맞은편에 배열된 음성 코일 액추에이터(12, 12')들에 연결된다. 따라서, 두 액추에이터(12, 12')들은 모두 동일한 크기의 전류를 수용하지만, 반대 극성(둥근 원의 마이너스 부호로 표시된)을 가진 전류가 2개의 음성 코일 액추에이터 중 하나(12')에 가해져서, 음성 코일 액추에이터(12)는 반대 방향으로 운동하게 된다. 예를 들어, 대각선 방향으로 맞은편에 배열된 음성 코일 액추에이터 중 하나(12)가 제1 채널(c1)에 의해 30 mA의 전류를 가하면, 맞은편 음성 코일 액추에이터(12')에는 제1 채널(c1)에 의해 -30 mA의 전류가 가해진다.

이러한 반대 운동으로 인해, 오직 하나의 채널(c1, c2)로 하나의 축(201, 202) 주위로, 윈도우(8)의 경사가 구현된다. 그에 따라, 그 밖의 다른 2개의 대각선 방향으로 맞은편에 배열된 음성 코일 액추에이터(12, 12')들은 제2 채널(c2)로 조절될 수 있다.

도 22에서, 2차원 경사를 위한 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 포함하는 튜너블 프리즘을 위한 연결 계획이 도시되는데, 이러한 액추에이터는 오직 2개의 채널(c1, c2)들을 가진 드라이버로 구동될 수 있다.

상기 실시예에서, 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 2중 코일을 포함한다. 여기서, 대각선 방향으로 맞은편에 배열된 음성 코일 액추에이터(12, 12')들의 반대 운동을 구현하기 위하여, 전류 부호를 반대로 할 필요가 없다. 대신, 각각의 채널(c1, c2)은 대각선 방향으로 배열된 음성 코일 부분(12a, 12a')들의 각각의 2중 코일에 연결되며, 전류가 가해질 때, 각각의 자성 부분(12b, 12b')들은 반대 힘을 경험한다. 이에 따라 대각선 방향으로 배열된 음성 코일 액추에이터(12, 12')들이 반대 방향으로 움직이게 되며, 윈도우(8)가 경사지게 된다.

드라이버의 제1 및 제2 채널(c1, c2)을 표시한 파선 화살표는 전류의 방향을 나타낸다.

도 23에서, 오직 제1 축(201) 주위로 회전될 수 있는 튜너블 프리즘(1)의 실시예가 도시된다. 경사 시에, 윈도우(8)의 횡방향 운동을 방지하고 경사 운동을 안정시키기 위하여, 튜너블 프리즘(1)은 단일-축 짐벌(15)을 포함한다.

이전 예들과 비슷하게, 기판(13)은 정사각형의 기하학적 형상을 가진다. 중앙에서, 기판(13)은 용기(2)가 배열되고 기판(13)에 견고하게 연결되는 리세스를 포함한다.

막(6)은 액체가 포함되는 용적을 덮는다. 막(6)의 상측에, 윈도우(8)가 배열되고 프리즘-형태의 장치(9)에 연결된다. 프리즘-형태의 장치(9)는 두 맞은편 쪽에서 짐벌(15)의 축(15a)에 연결된다. 짐벌 축(15a)은 기판(13)을 프리즘-형태의 장치(9)와 회전 가능하게 연결한다. 경사축 즉 제1 축(201)이 짐벌 축(15a)과 고정되기 때문에, 윈도우(8)의 어떠한 횡방향 운동 또는 병진운동도 하지 않으면서도, 짐벌 축(15a)은 프리즘-형태의 장치(9)가 바닥 부분(5)에 대해 윈도우(8)의 제1 축(201) 주위로 경사지게 한다.

따라서, 작동 힘은, 비록 병진운동 성분을 이동시킨다 하더라도, 윈도우(8)에 회전 운동을 생성할 것이다.

짐벌 축(15a)은 정사각형 기판(13)의 대각선을 따라 연장되고 스프링 스틸로 제조될 수 있다. 그에 따라, 제1 축(201)은 짐벌 축(15a)을 따라 연장된다.

도 24에서, 본 발명의 비슷한 실시예가 도 23에서와 같이 도시된다. 도 24의 실시예에 비해, 짐벌은 프리즘-형태의 장치(9), 따라서 윈도우(8)가 각각 제1 및 제2 축(201, 202) 주위로 2차원적으로 경사질 수 있는 2-축 짐벌(15')이다.

이런 이유로, 프리즘-형태의 장치(9)는 짐벌(15')에 장착되며, 용기(2)는 기판(13)에 견고하게 연결된다. 2-축 짐벌(15')들은 통상의 기술자에게 잘 알려져 있다. 상기 예에서, 각각의 제1 및 제2 축(201, 202)은 정사각형-형태의 기판(13)을 따라 대각선 방향으로 하나의 짐벌 축(15a, 15a')을 따라 연장된다.

상기 실시예는, 임의의 횡방향 또는 병진운동 없이, 윈도우(8)가 용기(2)의 바닥 부분(5)에 대해 경사질 수 있게 한다.

따라서, 작동 수단이 횡방향 힘 성분들을 포함하는 작동 힘을 제공한다 하더라도, 보다 정확한 경사 거동이 구현된다.

짐벌(15, 15')이 고정된 회전축(15a, 15a')들을 제공함에 따라, 하기 실시예는 오직 하나의 작동 수단(12), 즉 하나의 음성 코일 액추에이터로 제1 축(201) 주위로 경사질 수 있다.

도 25에서, 짐벌-기반의 실시예의 횡단면도가 도시된다. 짐벌 축(15a)은 횡단 평면의 외부를 향해 수직으로 연장되며 짐벌 축(15a)은 한 단부에서 기판(13)에 연결된다. 상기 예에서, 용기(2)의 바닥 부분(5)은 상측을 향해 배열되며, 막(6)과 윈도우(8)는 하부를 향해 배열된다.

프리즘-형태의 장치(9)는 작동 암(9b)과, 도 12에 도시된 실시예와 비슷하게, 조인트(14)에 의해 무버(11)에 연결된다.

하지만, 도 12에 도시된 실시예와는 달리, 튜너블 프리즘(1)은 윈도우(8)를 제1 축(201) 주위로 경사지게 하기 위하여 오직 하나의 작동 수단(12), 즉 하나의 음성 코일 액추에이터를 포함한다. 짐벌(15)이 제1 축(201)에 고정력을 제공하기 때문에, 프리즘-형태의 장치(9)에 전달된 비대칭 힘 성분은 윈도우(8)의 병진운동을 생성하지 않고 오직 회전운동만 생성한다.

상기 실시예는, 본 발명의 비용-효율적 실시예를 가능하게 한다.

도 26에서, 작동 수단에 대한 대안의 실시예가 튜너블 프리즘(1)의 횡단면도로 도시된다. 튜너블 프리즘(1)은 짐벌 축(15a)이 횡단 평면의 외부를 향해 위치되는 짐벌(15)을 포함한다.

프리즘-형태의 장치(9)는, 고정된 회전축(15a, 201)을 가진 윈도우(8)에 회전력이 전달될 수 있도록, 짐벌 축(15a)에 연결된다.

프리즘-형태의 장치(9)의 외부를 향해 횡방향으로 연장되는 2개의 암(9b, 9b')들은, 각각, 조인트(14)에 의해 형상 기억 합금 와이어(12g)인 상응하는 작동 수단(12g)에 직접 연결된다.

전압이 형상 기억 합금 와이어(12g)에 제공되면, 형상 기억 합금 와이어(12g)는 미리 정해진 방향을 따라, 여기서는 z-축(200)을 따라 접촉되며, 따라서 끌어 당기는 작동 힘(300)을 프리즘-형태의 장치(9)에 전달한다.

상기 실시예는 2차원 튜너블 프리즘(1)에 제공될 수 있다.

도 27 및 도 28에서, 본 발명에 따른 튜너블 프리즘(1)을 포함하는 이미징 시스템(50)이 도시된다. 광학 이미지 흔들림 방지를 위해 튜너블 프리즘(1)이 사용된다. 이런 이유로, 튜너블 프리즘은 이미징 시스템 광학장치(51)의 전방 즉 입구 쪽에 배열된다.

그에 따라, 프리즘(1)의 윈도우(8)를 기울임으로써, 투사된 이미지가 이미지 센서(53) 상에서 이동하지 않도록, 이미징 시스템(50)의 횡방향 운동이 광학적으로 상쇄될 수 있다.

프리즘(1)은 이미징 시스템(50)의 접힘식 광 경로 또는 비-접힘식 광 경로에 배열될 수 있다.

도 27에서, 튜너블 프리즘(1)은, 예컨대, 다색 이미징 또는 단색 아이리스 탐지를 위해, 예를 들어, 광각의 컴팩트한 카메라 모듈 앞에 배열된다.

도 28에서, 이미징 시스템(50)은, 접힘 거울(52)이 있는, 작은 각도의 텔레-카메라 모듈 또는 줌 렌즈이다.

도 29에서, 최소 개수의 구성요소를 포함하며, 특히, 비용-효율적인 제조에 적합한 튜너블 프리즘(1)의 한 실시예가 도시된다.

용기(2)는 투명한 바닥 부분(5), 유리 윈도우(8) 및 2개의 변형가능한, 특히, 탄성 막(6, 6a, 6b)들로 구성되는데, 이들은 액체(3)를 포함하는 밀폐된 용기 용적을 형성하기 위하여 서로 밀봉된다. 상기 실시예는 벨로우즈(bellows)를 형성한다. 이러한 2중-막 벨로우즈-용기(2)는, 윈도우(8)를 제1 또는 제2 축 주위로 경사지게 하기 위해 필요한 작동 힘을 최소화시키는 반면 윈도우(8)의 외측 직경과 투명한 구멍(9a) 사이의 비율을 최대화시킨다.

앞에서 기술된 임의의 작동 개념(공기-코일 또는 내장형 PCB-코일을 가진 VCM, SMA, 릴럭턴스 모터) 및 프리즘-형태의 장치 타입이 적용될 수 있다.

도 30에서, 튜너블 프리즘(1)의 또 다른 실시예가 도시된다. 상기 실시예는 바닥 부분(5)에 밀봉된 오직 하나의 막(6)을 포함한다. 바닥 부분(5)의 에지들은 벽 부재(4)들로 이해될 수 있는데, 막(6)은 상기 에지들에 밀봉된다.

도 30의 좌측에서는, 경사지지 않은 윈도우(8)와의 중립 위치(광이 편향되지 않고 프리즘(1)을 통과함)가 도시되며, 도 30의 우측에서는, 윈도우(8)가 바닥 부분(5)에 대해 경사져서, 프리즘(1)을 통과할 때 광은 편향된다.

용기(2)는 액체(3)를 포함한다. 막(6)은 변형될 수 있지만 반드시 탄성적인 것은 아니다.

용기(2)는 프리즘-형태의 장치가 작동될 때(도시되지 않음) 벨로우즈와 비슷하게 기능한다.

이러한 벨로우즈-용기(2)는 작동 힘을 덜 필요로 하며 투명한 구멍(9a)과 외측 직경 사이의 비율을 최대화하는데, 이는 막(6)이 주로 축방향으로 즉 광학 축에 평행하게 변형되지 반경방향으로는 변형되지 않기 때문이다.

도 31은, 2개의 상이한 작동 수단을 가진, 도 30과는 다른 튜너블 프리즘(1)을 보여준다. 이렇게 벨로우즈와 비슷한 용기(2)는 새로운 작동 타입에 대한 가능성을 제공한다.

좌측에서, 윈도우(8)를 기울이게 하기 위하여 반경방향 병진운동 모터(구성요소(9b 및 11)들로 표시됨)가 사용되며, 우측에서는 윈도우를 기울이게 하기 위하여 스위블 베어링 모터(구성요소(9b 및 11)들로 표시됨)가 사용된다. 각각의 모터의 작동 운동은 무버(11)들에서 2중 화살표로 표시된다.

따라서, 임의의 작동 개념, 가령, 공기-코일 또는 내장형 PCB-코일을 가진 VCM, SMA, 릴럭턴스 모터 및 프리즘-형태의 장치(9)가 상기 실시예에 적용될 수 있다.

두 작동 개념(병진운동 모터 또는 스위블 베어링 모터)들 모두 매우 작은 작동 힘들을 필요로 하는데, 그 이유는 윈도우(8)가 액체(3) 상에서 "스위밍(swimming)"하고 막(6)이 연신되게(stretching) 하기 때문이다.

상기 실시예에서, 프리즘-형태의 장치(9)와 용기 윈도우(8)는 일체형으로 형성된다.

도 32에서, 도 4의 튜너블 프리즘(1)과 비슷한 튜너블 프리즘(1)이 도시되는데, 상기 튜너블 프리즘(1)은 투명한 구멍(9a)으로서 제공되는 홀을 가진 플레이트로 구성된 프리즘-형태의 장치(9)를 포함한다. 플레이트는 윈도우(8)에 연결된다. 여기에 기술된 작동 개념은 튜너블 프리즘(1)에 매우 직관적으로 적용될 수 있다.

도 33에서, 도 4에 도시된 프리즘-형태의 장치(9)의 한 대안예가 도시되는데, 도 33의 프리즘-형태의 장치(9)는 유리 윈도우로 구성된다. 이에 따라, 투명한 구멍(9a)을 광학적으로 최대로 사용할 수 있는데, 그 이유는 용기(2)의 윈도우(8)와 프리즘-형태의 장치(9) 사이의 경계면에 어떠한 음영도 발생하지 않기 때문이다. 상기 예에 따른 투명한 구멍(9a)은 프리즘-형태의 장치(9)의 투명한 부분이다.

앞에서 기술된 작동 개념이 이러한 종류의 프리즘-형태의 장치에 매우 직관적으로 적용될 수 있다.

도 34에는, 2개의 축(201, 202), 즉 x-축 및 y-축을 따라 경사질 수 있는 튜너블 프리즘(1)의 3차원 도면이 도시된다.

상기 실시예는, y-축(점선)을 따라, 3.6 mm 또는 그보다 큰 투명한 구멍을 가지며, 크기가 5 mm x 10 mm 이거나 또는 그보다 작은, 매우 컴팩트한 디자인의 튜너블 프리즘(1)을 보여준다.

이렇게 y-축(202)을 따라 형성되는 컴팩트한 디자인으로 인해, 장치(1), 예를 들어, 소형 모바일 장치, 가령, 내부공간이 중요한 카메라 또는 그 밖의 다른 이미징 시스템을 가진 휴대폰을 포함할 수 있다.

y-축(202)을 따라 작은 크기를 유지하기 위하여, 프리즘-형태의 장치(9)은, 도 15, 16, 및 17에서 볼 수 있듯이, x-축(201)을 따라 기다랗게 형성된다.

기다랗게 형성된 프리즘-형태의 장치(9) 상에, 작동 자석(12b, 12b')들이 배열되는데, 코일(12a, 12a')들은 튜너블 프리즘(1)의 한 부분에 고정되거나 또는 프리즘-형태의 장치(9)에 대해 고정 상태로 유지되는 또 다른 장치에 고정된다.

자석(12b, 12b')들과 코일(12a, 12a')들은, 액추에이터(12, 12')들에 의해 생성된 작동 힘들이 실질적으로 광학 축을 따라(또는 반대로) 향하도록, 그리고, 막 상에서 윈도우(8)가 액추에이터(12, 12')들 중 하나 이상을 작동시킴으로써 막 상에서 윈도우(8)가 기울어질 수 있도록, 서로에 대해 배열된다.

더욱이, 액추에이터(12, 12')들과 특정 자석(12b, 12b')들은 투명한 구멍(9)의 x-축(201)을 따라 횡방향으로 배열되며, 액추에이터(12, 12')들은, 튜너블 프리즘(1)이 y-축(202)을 따라 작은 공간을 가지도록, x-축(202)에 대해 축으로부터 단지 약간만 이격되어 배열된다.

코일(12a, 12a')들은, "코일 A" 및 "코일 B"로 표시된 것과 같이, 쌍으로 연결되고 조절될 수 있다.

상기 실시예에서, 자석(12b, 12b')들은 축방향으로 극성을 띄고 자석들을 특정 방향으로 배열하면 액추에이터(12, 12')들이 실질적으로 광학 축을 따라 배열될 수 있게 한다.

도 35는 도 34의 실시예와 비슷한 실시예를 도시한다. 유일한 차이점은, 코일(12a, 12a')들은 프리즘-형태의 장치(9)에 배열되며 자석(12b, 12b')들은 경사지는 윈도우(8)에 대해 고정된 상태를 유지하는 부분 또는 몇몇 외측 장치에 고정된다는 사실이다.

도 36은 이미징 시스템(50)의 접힘식 광학장치를 위한 튜너블 프리즘(1)의 한 적용예를 도시한다. 여기서, 튜너블 프리즘(1)은 횡방향으로 이미지 흔들림 방지 기능을 제공하기 위해 배열된다. 튜너블 프리즘(1)은, 그 다음 광학장치, 이 경우에는, 이미징을 위해 복수의 렌즈(51)들을 포함하는 렌즈 배럴에 광 경로(200)를 접도록 구성된 접힘식 프리즘(52) 전방에 위치된다. 렌즈 배럴은 이미지 센서(53)의 전방에 배열된다. 렌즈 배럴은, 이미징 시스템(50)에 광학 줌을 제공하거나 초점을 이동시키기 위하여, 조절식, 특히, 이동식 렌즈(51)들을 포함할 수 있다. 입사 광은 화살표(100)로서 표시된다.

상기 형상에서, 튜너블 프리즘(1)은 이미징 시스템(50)의 횡방향 운동에 반대로 작용하도록(counteract) 구성될 수 있는 활성 광학 이미지 흔들림 방지 수단으로서 기능할 수 있다.

본 발명에 따른 튜너블 프리즘(1)은, 광학장치에 기반한 다양한 적용 용도, 가령, 예를 들어, 무인항공기, 카메라, 특히, 감시 카메라, 교통 카메라, 거리 측정계, 대상체, 현미경, 휴대폰의 후방 카메라의 전방, 특히, 적층된 카메라 배럴, 접힘식 광학 경로 카메라 또는 광학장치, 가령, 종종 매크로 카메라, 광각 카메라 또는, 텔레-카메라 및 줌-카메라에 사용될 수 있다.

1 튜너블 프리즘
2 용기
3 유체
4 벽 부재
4a 코팅
5 바닥 부분
6 막
6a 탄성적으로 팽창가능한 막 부분
6b, 6c 막 부재
7 용적
8 윈도우
8a 윈도우의 외측 에지
8b 코너-형태의 영역
9 프리즘-형태의 장치
9a 투명한 구멍
9b, 9b' 작동 암
9c, 9c' 프리즘-형태의 장치의 2개의 부분
10 외주 접촉 섹션
11, 11' 이동 부분, 무버
11a, 11a' 무버의 자유 단부
12, 12', 120 작동 수단, 음성 코일 액추에이터
12a, 12a' 120a 음성 코일 부분
12b, 12b', 120b 자성 부분
12c 전기 커넥터
120d 코일 회전축
120e 자석
120f 복원 구조물
12g 형상 기억 합금 와이어
13 기판
13b 코너 영역
13a, 13a' 측벽
14 조인트
15, 15' 단일-축 짐벌
15a, 15a' 짐벌 축
50 이미징 시스템
51 렌즈
52 접힘 거울
53 이미지 센서
100 입사 광
101 배출 광
200 광학 축
201 제1 축, x-축
202 제2 축, y-축
203 z-축
204 경사각
205 편향각
300 작동 힘
301 전류
c1, c2, c3, c4 드라이버 채널

Claims (15)

1. 광학 이미지 흔들림 방지를 위한 튜너블 프리즘(1)에 있어서,
   상기 튜너블 프리즘은:
   - 적어도 투명한 부분을 포함하는 막(6)을 가진 용기(2)를 포함하고, 상기 용기(2)는 막(6)을 향해 배열된 투명하고 견고한 바닥 부분(5)을 추가로 포함하며, 상기 막(6)은 바닥 부분(5)에 연결되고, 용기(2)는 투명한 유체(3)로 채워진 용적(7)을 둘러싸고,
   - 막(6)에 배열된 투명한 윈도우(8)를 포함하며,
   막(6)은 윈도우(8)의 외측 에지(8a) 주위로 연장되는 변형가능한 부분(6a)을 포함하고,
   윈도우(8)는 바닥 부분(5)에 대해 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사질 수 있는, 튜너블 프리즘(1).
2. 제1항에 있어서, 막(6)은 바닥 부분(5)과 밀봉 연결되는, 튜너블 프리즘(1).
3. 제1항에 있어서, 튜너블 프리즘(1)은, 추가로:
   견고한 벽 부재(4)를 포함하며, 바닥 부분(5)과 벽 부재(4)는 견고하게 연결되고 막(6)은 벽 부재(4)에 밀봉 연결되며, 막(6)의 변형가능한 부분(6a)은 벽 부재(4)와 윈도우(8)의 외측 에지(8a) 사이에서 연장되는, 튜너블 프리즘(1).
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 제1 및/또는 제2 축(201, 202)은 윈도우(8)의 평면에서 평행하게 연장되거나 또는 윈도우(8)의 평면에 대해 평행하게 연장되며, 특히, 제1 및/또는 제2 축(201, 202)은 서로 수직으로 배열되는 것을 특징으로 하는 튜너블 프리즘(1).
5. 제3항 또는 제4항에 있어서, 벽 부재(4)는 용적(7)을 향하는 벽 부재(4)의 한 측면에서 적어도 광-흡수 층(4a)을 포함하거나 벽 부재(4)는 광-흡수 화합물로 구성되는, 튜너블 프리즘(1).
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 튜너블 프리즘(1)은 프리즘-형태의 장치(9)를 포함하며, 상기 프리즘-형태의 장치(9)는 윈도우(8)와 접촉되고, 상기 프리즘-형태의 장치(9)는, 특히, 윈도우(8) 상의 중앙에 배열된 투명한 구멍(9a)을 가지며, 프리즘-형태의 장치(9)는, 작동 힘(300)을 윈도우(8)에 전달함으로써, 특히 투명한 구멍(9a) 외부에 위치된 윈도우(8)의 하나 이상의 섹션에 전달함으로써, 윈도우(8)를 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 기울이도록 구성되는, 튜너블 프리즘(1).
7. 제6항에 있어서, 프리즘-형태의 장치(9)의 투명한 구멍(9a)은 투명하며 대형이거나 프리즘-형태의 장치(9)은 투명하고 대형인, 튜너블 프리즘(1).
8. 제6항 또는 제7항에 있어서, 프리즘-형태의 장치(9)는 윈도우(8)의 2개의 맞은편 섹션들 상에서 접촉되며, 상기 섹션들은 투명한 구멍(9a) 외부에 위치되고, 프리즘-형태의 장치(9)는 둘 중 한 섹션 또는 양쪽 두 섹션 상에서 작동 힘(300)을 전달하도록 구성되는, 튜너블 프리즘(1).
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 프리즘-형태의 장치(9) 또는 윈도우(8)는 윈도우(8)를 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 기울이기 위해 작동 힘(300)을 생성하도록 구성된 하나 이상의 작동 수단(12, 12', 12g, 120)에 연결되는, 튜너블 프리즘(1).
10. 제9항에 있어서, 프리즘-형태의 장치(9)는 프리즘-형태의 장치(9)와 작동 수단(12, 12', 120)을 연결하는 이동 부분(11, 11')에 연결되는, 튜너블 프리즘(1).
11. 제9항 또는 제10항에 있어서, 하나 이상의 작동 수단(12, 12', 120)은 자성 부분(12b, 12b', 120b)과 음성 코일 부분(12a, 12a', 120a)을 포함하는 음성 코일 액추에이터 이거나 또는 이러한 음성 코일 액추에이터를 포함하는, 튜너블 프리즘(1).
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 튜너블 프리즘(1)은 짐벌(15, 15')을 포함하며, 윈도우(8), 프리즘-형태의 장치(9) 또는 이동 부분(11, 11')은 짐벌(15, 15')에 연결되고, 윈도우(8)는 바닥 부분(5)에 대해 제1 및/또는 제2 축(201, 202) 주위로 경사질 수 있는, 튜너블 프리즘(1).
13. 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 튜너블 프리즘(1)은 하나 이상의 작동 수단(12, 12', 12g, 120)에 가해지는 전류들을 조절하도록 구성된 드라이버 회로를 포함하는, 튜너블 프리즘(1).
14. 제12항에 있어서, 튜너블 프리즘(1)은 서로 맞은편에 쌍으로 배열된 4개의 음성 코일 액추에이터(12, 12')들을 포함하되, 드라이버 회로는 제1 및 제2 채널(c1, c2)을 포함하며, 음성 코일 부분(12a, 12a')들은 2중 코일을 포함하고, 각각의 채널(c1, c2)은 쌍으로 배열된 음성 코일 액추에이터(12, 12') 들 중 한 쌍에 연결되어 각각의 채널(c1, c2)은 서로 맞은편에 배열된 음성 코일 부분(12a, 12a')들에 동일한 전류를 가할 수 있도록 구성되며, 각각의 채널(c1, c2)은 음성 코일 부분(12a, 12a')의 2중 코일에 연결되고, 전류가 가해질 때, 2개의 맞은편 음성 코일 부분(12a, 12a')들의 생성된 힘들이 반대 방향을 향하도록 구성되는, 튜너블 프리즘(1).
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 따른 튜너블 프리즘(1)을 포함하는 이미징 시스템(50)으로서,
    상기 이미징 시스템(50)은 이미지 센서(53) 및 이미지를 상기 이미지 센서(53)에 초점을 맞추도록 구성된 이미징 광학장치(51)를 포함하며,
    튜너블 프리즘(1)은 이미징 광학장치(51)에 배열되고, 특히, 이미징 광학장치(51)의 전방에 배열되고, 튜너블 프리즘(1)의 윈도우(8)를 기울임으로써 입사 광의 각도가 변경될 수 있도록 배열되는, 이미징 시스템(50).