特許 7554753 光学画像化システムのための傾斜可能な折り返しミラー

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-09-11

(45)【発行日】2024-09-20

(54)【発明の名称】光学画像化システムのための傾斜可能な折り返しミラー

(51)【国際特許分類】

   G03B 5/00 20210101AFI20240912BHJP

   G03B 17/17 20210101ALI20240912BHJP

   G03B 30/00 20210101ALI20240912BHJP

   H04N 23/55 20230101ALI20240912BHJP

   H04N 23/68 20230101ALI20240912BHJP

【ＦＩ】

G03B5/00 J

G03B17/17

G03B30/00

H04N23/55

H04N23/68

【請求項の数】 15

(21)【出願番号】P 2021537750

(86)(22)【出願日】2019-12-20

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2022-02-22

(86)【国際出願番号】 EP2019086857

(87)【国際公開番号】W WO2020136144

(87)【国際公開日】2020-07-02

【審査請求日】2022-12-06

(31)【優先権主張番号】18248274.5

(32)【優先日】2018-12-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】515100639

【氏名又は名称】オプトチューン スウィツァランド アーゲー

(74)【代理人】

【識別番号】100149032

【弁理士】

【氏名又は名称】森本 敏明

(72)【発明者】

【氏名】スモルカ，ステファン

(72)【発明者】

【氏名】ブエラー，ミッシェル

(72)【発明者】

【氏名】バイエルン，サンギュー

(72)【発明者】

【氏名】ハース，ヨハネス

【審査官】門田 宏

(56)【参考文献】

【文献】米国特許出願公開第２０１５／００４２８７０（ＵＳ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１８／０２３１７９３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】国際公開第２０１７／１４９０９２（ＷＯ，Ａ２）

【文献】米国特許出願公開第２０１７／０３２９１１１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｂ ５／００ － ５／０８

Ｇ０３Ｂ ３０／００

Ｈ０４Ｎ ５／２２２－ ５／２５７

Ｈ０４Ｎ ２３／００

Ｈ０４Ｎ ２３／４０ －２３／７６

Ｈ０４Ｎ ２３／９０ －２３／９５９

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

光学画像化システム（１００）における光学画像安定化のための傾斜可能ミラー（１）であって、前記傾斜可能ミラー（１）は、
－ 光学画像化システム（１００）において入射光（５００）を反射するためのミラー基板（１Ｓ）の前面に平面反射層（１Ｒ）を備えた堅固な前記ミラー基板（１Ｓ）、
－ 前記ミラー基板（１Ｓ）がミラーフレーム（１Ｆ）内に傾斜可能に配置されている、前記ミラーフレーム（１Ｆ）、
－ 前記ミラーフレーム（１Ｆ）に対して一次（ｘ）及び二次（ｙ）の傾斜軸の周りで前記ミラー基板（１Ｓ）を傾斜させるためのアクチュエータ（２）、
を含み、
前記ミラー基板（１Ｓ）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）に接続された２軸ジンバル（５）に配置され、前記ミラーフレーム（１Ｆ）内の前記ミラー基板（１Ｓ）を前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）の周りに独立して傾斜させ、
前記アクチュエータ（２）は、前記ミラー基板（１Ｓ）を傾斜させるためのローレンツ力を生成するように構成され、前記アクチュエータ（２）は、前記一次傾斜軸と二次傾斜軸（ｘ、ｙ）との周りで前記ミラー基板（１Ｓ）を傾斜させるための、前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）に直交する第三軸に沿う方向を指す磁化を有する前記２軸ジンバル（５）の中央部分の裏側に堅固に配置された単一の永久磁石（２１０）、及び複数の作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）を含み、各作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）は、作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）のコイル軸の周りに円周方向に延在し、前記コイル軸に垂直なコイル領域を囲み、前記作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）は、前記永久磁石（２１０）に対して軸方向の距離を隔てて配置され、前記２軸ジンバル（５）と前記永久磁石（２１０）の中央部分（５０）の中心を囲むように正方形に配置され、
前記複数の作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）は、少なくとも前記一次傾斜軸（ｘ）の周りに前記ミラー基板（１Ｓ）を傾斜させるために配置された少なくとも第１の一次作動コイル（２０１）、及び少なくとも前記二次傾斜軸（ｙ）の周りに前記ミラー基板（１Ｓ）を傾斜させるために配置された少なくとも第１の二次作動コイル（２０２）を含み、前記コイル領域に対して、第１の一次作動コイル及び第２の一次作動コイル（２０１、２０３）は、前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）に平行に延びる平面内に配置され、
前記第１の一次作動コイル（２０１）のコイル軸は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）上の前記一次傾斜軸（ｘ）に対して横方向にシフトして配置され、かつ前記第１の二次作動コイル（２０２）のコイル軸は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）上の前記二次傾斜軸（ｙ）に対して横方向にシフトして配置され、
前記傾斜可能ミラー（１）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）に配置されたプリント回路基板（７）を含み、前記プリント回路基板（７）は、前記作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）、及び第１の磁場センサー（６１）を含み、前記プリント回路基板（７）は、前記作動コイル（２０１、２０２、２０３、２０４）に提供される電流を制御するように構成される、前記傾斜可能ミラー（１）。

【請求項2】

前記単一の永久磁石（２１０）は、前記一次傾斜軸と二次傾斜軸（ｘ、ｙ）との交点に中心がある、請求項１に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項3】

前記アクチュエータ（２）は、第２の一次作動コイル（２０３）及び第２の二次作動コイル（２０４）を含み、前記第２の一次作動コイル（２０３）は、前記ミラー基板（１Ｓ）を少なくとも前記一次傾斜軸（ｘ）の周りに傾斜させるために配置され、かつ前記第２の二次作動コイル（２０４）は、前記ミラー基板（１Ｓ）を少なくとも前記二次傾斜軸（ｙ）の周りに傾斜させるために配置され、前記コイル領域に対して、前記第１の二次作動コイル及び第２の二次作動コイル（２０２，２０４）は、前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）に平行に延びる平面内に配置され、前記第２の一次作動コイル（２０３）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）上の前記第１の一次作動コイル（２０１）の対向する側に配置され、前記第２の一次作動コイル（２０３）のコイル軸は前記一次傾斜軸（ｘ）から横方向にシフトして配置され、前記第２の二次作動コイル（２０４）は、前記第１の二次作動コイル（２０２）の対向する側に配置され、前記第２の二次作動コイル（２０４）のコイル軸は前記ミラーフレーム（１Ｆ）の前記二次傾斜軸（ｙ）から横方向にシフトして配置される、請求項１又は２に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項4】

前記第１及び第２の一次作動コイル（２０１、２０３）は、前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）に平行に延びる平面にて前記一次傾斜軸（ｘ）の周りに対称に配置され、及び／又は前記第１及び第２の二次作動コイル（２０２、２０４）は、前記二次傾斜軸及び一次傾斜軸（ｘ、ｙ）に平行に延びる平面にて前記二次傾斜軸（ｙ）の周りに対称に配置される、請求項３に記載の傾斜可能ミラー。

【請求項5】

前記作動コイル（２、２０１；２０２、２０３、２０４）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）の裏側に配置される、請求項２～４のいずれか一項に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項6】

前記作動コイル（２０１；２０２、２０３、２０４）は、前記作動コイル（２０１；２０２、２０３、２０４）が単一の永久磁石（２１０）に前記コイル軸の方向に沿って少なくとも部分的に重ね合わせるように配置される、請求項１～５のいずれか一項に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項7】

前記２軸ジンバル（５）は、前記ミラー基板（１Ｓ）を含む中央部分（５０）を含むばね手段（５３、５４）を含み、前記中央部分（５０）は、前記中央部分（５０）を囲む円周方向の第１の部分（５１）に一体的に接続され、前記中央部分（５０）が前記第１の部分（５１）に対して前記一次傾斜軸（ｘ）の周りに傾斜させることができるようにさせ、かつ前記第１の部分（５１）は、前記第１の部分（５１）を囲む円周方向の第２の部分（５２）に一体的に接続され、その結果、前記中央部分（５０）と共に前記第１の部分（５１）は、前記第２の部分（５２）に対して前記二次傾斜軸（ｙ）の周りに傾斜させることができる、請求項１に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項8】

前記第１の部分（５１）は、楕円形、菱形又は長円形の外周を有する、請求項７に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項9】

前記２軸ジンバル（５）の前記第２の部分（５２）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）に取り付けられた長方形の外周を有し、
前記第２の部分（５２）の前記長方形の外周は、長方形の円周の２つの平行な側面に沿って延びる長方形の延長の第１の軸（１００１）、及び前記第１の軸（１００１）に直交する第２の軸（１００２）を有し、前記一次傾斜軸（ｘ）及び二次傾斜軸（ｙ）は、前記第１及び第２の軸（１００１、１００２）に対してある角度で配置され、
前記第２の部分（５２）の長方形の外周は、前記長方形の輪郭の２つの平行な側面に沿って延びる長方形の延長の第１の軸（１００１）、及び前記第１の軸（１００１）に直交する第２の軸（１００２）を有し、前記一次傾斜軸及び二次傾斜軸（ｘ、ｙ）は、前記第１及び第２の軸（１００１、１００２）に平行に延びている、請求項７又は８に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項10】

前記傾斜可能ミラー（１）は、第１及び第２の磁場センサー（６１、６２）を含み、前記磁場センサー（６１、６２）は、前記ミラーフレーム（１Ｆ）に配置される、請求項１～９のいずれか一項に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項11】

前記プリント回路基板（７）は、第２の磁場センサー（６２）を含み、前記プリント回路基板（７）は、前記磁場センサー（６１、６２）からのセンサーデータを受信するように、かつ処理するように構成される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の傾斜可能ミラー（１）。

【請求項12】

光学画像化システム（１００）であって、請求項１～１１のいずれか一項に記載の傾斜可能ミラー（１）、画像センサー（２００１）、及び画像化用のレンズシステム（２０００）を含み、前記レンズシステム（２０００）は、前記画像化システム（１００）の光軸（３００）を規定する光軸（３００）を有し、前記レンズシステム（２０００）は、第１の側面を用いて画像センサー（２００１）の前に配置され、かつ前記傾斜可能ミラー（１）は、前記第１の側面の反対側の前記レンズシステム（２０００）の第２の側面に配置され、前記画像化システム（１００）の前記光軸（３００）は、前記傾斜可能ミラー（１）によって折り返され、
前記傾斜可能ミラー（１）は、入射光線（５００）が、前記画像センサー（２００１）上のその投影位置を維持し、それにより、前記光学画像化システム（１００）に光学的画像安定化を提供するように、前記光学画像化システム（１００）の動きに応答して前記反射層（１Ｒ）を傾斜させるように構成される、前記光学画像化システム（１００）。

【請求項13】

前記光学画像化システム（１００）は、焦点距離が調整可能な少なくとも１つのレンズを含み、前記レンズは、透明な流体で満たされた容器を含み、前記容器は、前記容器の透明な底部に面する弾性変形可能かつ透明な膜を含む、請求項１２に記載の光学画像化システム（１００）。

【請求項14】

前記光学画像化システム（１００）は、前記光学画像化システム（１００）の動きを検出するための動き検出手段を含み、前記動き検出手段は、検出された動き及びその方向を示す動き信号を生成するように構成され、前記光学画像化システム（１００）は、前記傾斜可能ミラー（１）の前記プリント回路基板（７）に配置された制御電子機器をさらに含み、前記制御電子機器は、前記傾斜可能ミラー（１）の前記反射層（１Ｒ）の傾斜位置を制御するための制御信号を生成するように構成され、前記制御信号は、動きに応答して、特に前記光学画像システム（１００）の前記動き検出手段の受信された動き信号に応答して、前記反射層（１Ｒ）を傾斜させるように構成され、入射光線（５００）が前記イメージセンサー（２００１）上の投影位置を維持するようにさせ、光学画像安定化のために前記光学画像化システム（１００）に能動的な制御を提供し、
前記制御電子機器は、前記傾斜可能ミラー（１）の前記磁場センサー（６１、６２）に接続され、かつ前記制御電子機器は、前記磁場センサー（６１、６２）からのセンサー信号を受信及び処理するように構成され、それによって、光学画像安定化のための前記光学画像システム（１００）への閉ループ制御を提供する、請求項１２又は１３に記載の光学画像化システム（１００）。

【請求項15】

前記アクチュエータ（２）は、入射光線（５００）が前記画像センサー（２００１）上のその投影位置を維持し、それにより、前記光学画像化システム（１００）に光学画像安定化を提供するように、前記光学画像化システム（１００）の動きに応答して前記反射層（１Ｒ）を傾斜させるように構成される、請求項１２～１４のいずれか一項に記載の光学画像化システム（１００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、光学画像を安定化するための光学画像化システムのための傾斜可能かつ調整可能な折り返しミラー及び前記ミラーを備える光学画像化システムに関する。

【背景技術】

【0002】

光学画像化システムは、画像センサー、例えば、剛性のレンズ円筒に備えられるレンズシステム及び折り返しプリズムを備える。

【0003】

このような光学画像化システムは、携帯電話、カメラを備えた携帯コンピュータなどの小型携帯用デバイスに含まれることが多く、該システムでは、構成要素のための空間は通常非常に限定的であり、１回以上の折り返しプリズムによって折り返される光路を備えることを必要とされることが多い。

【0004】

このようなシステムでの光学画像安定化は、例えば画像化システムを持った人の振動動作のために前記画像センサーが動かされても入射光線は前記画像センサーの同じ場所に投影されるように、画像化システムの選択された構成要素を能動的又は受動的のいずれかで動かすこと（黒い実線の矢印で示されているように）によって実現される。

【0005】

通常、光学画像安定化を実現するために、折り返しプリズムが傾けられるか、又はレンズシステムを備えたレンズ円筒が光路（白抜きの矢印で示す）に対して横方向に移動されるかのどちらかである。

【0006】

前記折り返しプリズムは、例えば、空気よりも屈折率の高いガラスから成る固体部分を備えるために、前記折り返しプリズムを傾斜させることに利点があり、したがって、入射光線をより高度に閉じ込めることで、前記光学システムをよりコンパクトに構築できる。

【0007】

さらに、前記プリズムを傾斜させることは、レンズ円筒を平行移動させるよりも有利であり、前記プリズムが傾けられる角度ごとに、入射光は、前記傾斜角の２倍だけ偏向され、前記プリズムのより小さな傾斜角を可能にする。前記レンズ円筒の並進運動の場合、この関係は適用されない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

ただし、作動のためには、プリズム全体を傾斜させる必要があり、より高い作動力及び前記傾斜可能なプリズム用のより大きな構築空間が必要である。これにより、前記画像安定化システムのエネルギー消費量がより増加する。

【0009】

本発明の目的は、特に同等の小さな視野を有する光学画像化システムについてのこれらの欠点に対処するデバイスを提供することである。本発明の別の目的は、光学画像安定化機能を備えた光学的画像化システムの迅速で信頼性が高く正確な組み立てを可能にするデバイスを提供することである。さらに、本発明の目的は、波面収差を排除しつつ、高い集光効率を有するデバイスを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

少なくとも１つの目的は、請求項１の特徴を有する傾斜可能なミラーによって実現される。

【0011】

有利な実施形態は、下位請求項に記載されている。

【0012】

請求項１によれば、光学画像化システムにおける光学画像安定化のための傾斜可能ミラーは、以下の構成要素を含む。
－ 入射光を光学画像化システムに向けて反射するための、前面に平面反射層を備えた剛性ミラー基板、
－ 前記ミラー基板がミラーフレーム内に傾斜可能に配置されているミラーフレーム、
－ ミラーフレームに対して一次及び二次傾斜軸の周りでミラー基板を傾斜させるためのアクチュエータ。

【0013】

「傾斜可能」又は「傾斜可能に」という用語は、特に、軸の周りである角度に回転可能である前記ミラー又は前記傾斜可能な構成要素の特性を指す。「傾斜可能ミラー」という用語は、少なくとも傾斜可能な反射面を含むミラーデバイスを指す。

【0014】

前記傾斜角度は特に±５°以内である。

【0015】

光学画像化システムは、周囲の画像を画像センサーに投影するように構成された光学システムである。光軸は、画像化システムに対して定義されることができ、前記光軸は、特に、画像化システムによって含まれるレンズ又は画像化ミラーシステムによって与えられる。

【0016】

前記傾斜可能ミラーは、特にそのような光学システムに含まれ、傾斜可能ミラーは、特に、画像化システムの光軸を折り返す折り返しミラーとして配置される。

【0017】

傾斜可能ミラーにより、前記画像化システムのコンパクトな設計を可能にする。

【0018】

したがって、本発明の別の実施形態によれば、前記傾斜可能ミラーは、光学画像化システムの折り返しミラーである。

【0019】

前記ミラーの平面反射層は、特に、銀、金、又は誘電体の層などの平面反射金属化合物を含む。

【0020】

前記反射層は特に鏡面として形成される。

【0021】

前記反射層は、特にガラス又は透明なプラスチック又はポリマーなどの保護化合物で覆うことができる。前記保護化合物の表面－空気界面は、前記反射鏡表面に平行であり、すなわち、前記反射層に平行である。

【0022】

前記反射層は、前記ミラーフレームを関連した固定フレームを提供する前記ミラーフレームに対して傾斜可能に配置されている。前記ミラー基板のいずれの傾きは、前記ミラーフレームに対して決定できる。

【0023】

画像安定化を可能にするために、前記ミラーは、前記ミラーフレームに対して一次及び二次傾斜軸の周りで前記ミラー基板（およびしたがって前記反射層）を傾斜させるためのアクチュエータを含む。

【0024】

前記一次と二次の軸は、特に互いに直交している。

【0025】

「一次」及び「二次」という用語は、傾斜軸を区別する目的のためだけのものである。

【0026】

画像安定化の用途に適応させるため、動きの補正を最小限の遅れで実現されるように前記アクチュエータは十分に速い応答時間で提供する必要がある。

【0027】

ミラーとプリズムとの間の１つの重要な違いは、ミラーがその反射層上に保護膜を含んでもよく、前記膜がミラーの反射層に平行に延びる膜－空気界面を有し、前記プリズムは、前記プリズムの反射部分を備える角度を囲むプリズム－空気の境界面を示す本体を有することである。

【0028】

前記ミラーの反射層上に前記ミラーが保護膜を有していない場合、前記ミラーと前記プリズム間の違いはさらに明白であり、前記プリズムは、プリズムの反射表面上に配置された固体の透明な本体を含み、前記本体は、プリズムの反射部分内の角度を囲む少なくとも１つの表面を含むためである。

【0029】

本発明の別の実施形態によれば、前記アクチュエータは、圧電アクチュエータ又は形状記憶合金アクチュエータ、ローレンツ力に基づくボイスコイルアクチュエータ、又はリラクタンスアクチュエータである。

【0030】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラー基板を一次軸と二次軸の周りで傾斜させるために、前記アクチュエータは、前記ミラー基板の前面の反対側に延びる前記ミラー基板の背面に堅固に配置された少なくとも１つの永久磁石、及び複数の作動コイル、特に４つの作動コイルを含むことで、前記アクチュエータがミラー基板を傾斜させるためのローレンツ力を生成できるようになる。

【0031】

前記少なくとも１つの磁石は磁化を有し、特に磁化は前記一次軸及び二次軸に直交する方向に沿って配向される。

【0032】

例えば、前記ミラー基板を傾斜させるためのジンバルからの構成要素など、他の構成要素は、少なくとも１つの磁石及び前記ミラー基板との間に配置されることができる。

【0033】

前記作動コイルは、前記ミラーフレームと堅固に取り付けられているか、又は構成要素、例えば前記ミラーフレームに堅固に取り付けられたプリント基板などに含まれているか、又はそれに取り付けられている。

【0034】

ローレンツ力によって作動するアクチュエータはまた、ボイスコイルアクチュエータを指す。

【0035】

本明細書内の文脈では、「磁石」という用語は、特に、作動するために構成及び配置された磁石に関する。

【0036】

了解度の理由から本明細書内の文脈では、「作動コイル」は「コイル」のみで言及されることもある。

【0037】

本明細書内の文脈における「コイル」という用語は、特に、適切な磁場を生成するために構成され、かつ前記ミラー基板を傾斜させるために構成された導電性構造を指す。したがって、本明細書内の文脈で構造がコイルと見なされるかどうかは、構造の機能のみに依存する。つまり、前記構造が前記ミラー基板を傾斜させるために少なくとも１つの磁石にローレンツ力を誘発するために使用される場合である。後者の構造は、本発明の意味の範囲内でコイルと見なされる。

【0038】

本発明の別の実施形態によれば、前記少なくとも１つの磁石は、前記一次軸と二次軸との交点に中心を有する。

【0039】

これにより、前記ミラー基板の制御された作動が可能になる。

【0040】

本発明の別の実施形態によれば、前記複数の作動コイルは、少なくとも一次軸の周りで前記ミラー基板を傾斜させるように配置された少なくとも第１の一次作動コイルを含み、かつ少なくとも二次軸の周りで前記ミラー基板を傾斜させるように配置された少なくとも第１の二次作動コイルを含む。

【0041】

一つの実施形態によれば、前記第１の一次作動コイルは、前記一次軸の周りでのみ作動に影響を与えるように前記ミラーフレーム上に配置することができる。

【0042】

別の実施形態によれば、前記第１の一次作動コイルは、前記一次軸及び二次軸の周りの作動に影響を与えるように、前記ミラーフレーム上に配置することができる。

【0043】

同様に、一つの実施形態によれば、前記第１の二次作動コイルは、前記二次軸の周りでのみ作動に影響を与えるように前記ミラーフレーム上に配置することができる。

【0044】

別の実施形態によれば、前記第１の二次作動コイルは、前記一次軸及び二次軸の周りの作動に影響を与えるように前記ミラーフレーム上に配置することができる。

【0045】

「一次」及び「二次」という用語は、純粋に区別のためのもので、順序又は順番とは結びつかない。

【0046】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１の一次コイルは、前記ミラーフレーム上の前記一次軸に対して横方向にシフトして配置され、かつ前記第１の二次作動コイルは、前記ミラーフレーム上の前記二次軸に対して横方向にシフトして配置される。

【0047】

この構成は、前記第１の一次コイルのみによる前記一次軸の周りの前記ミラー基板の作動、及び前記第１の二次コイルのみによる前記二次軸の周りの前記ミラー基板の作動を可能にする。

【0048】

前記２つのコイルによって生成されたローレンツ力は、前記ミラーの傾斜をもたらすトルクに変換される。

【0049】

本発明の別の実施形態によれば、前記アクチュエータは、第２の一次作動コイル及び第２の二次作動コイルを含み、前記第２の一次作動コイルは、少なくとも前記一次軸の周り又は一次軸のみを傾斜させるために配置され、かつ前記第２の二次作動コイルは、少なくとも前記二次軸の周り又は二次軸にのみ前記ミラー基板を傾けるために配置され、前記第２の一次作動コイルは、前記ミラーフレーム上の前記第１の一次作動コイルの反対側及び、特に前記第１の一次作動コイルに平行に、特に前記一次軸から横方向にシフトして配置され、前記第２の二次作動コイルは、ミラーフレーム上の前記第１の二次作動コイルの反対側及び、特に前記第１の二次作動コイルに平行に、特に前記二次軸から横方向にシフトして配置されている。

【0050】

特に対称的な制御及び力の設計が実現されるように、この実施形態は、相補的な一次コイル及び二次コイルを提供する。

【0051】

前記第１及び第２の一次コイルは、特に、前記一次軸及び二次軸に平行に延びる平面内に配置される。

【0052】

前記第１及び第２の二次コイルは、前記一次軸及び二次軸に平行に延びる平面内に特に配置され、前記平面は、前記第１及び第２の一次コイルが配置される平面とは特に異なる。

【0053】

これにより、傾斜可能なミラーと拡張コイルのコンパクトな設計が可能になる。

【0054】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１及び第２の一次作動コイルは、前記二次軸及び一次軸に平行に延びる平面に対称的に配置され、特に軸対称、特に前記一次軸の周りに対称であり、及び／又は前記第１及び第２の二次作動コイルは、二次軸及び一次軸に平行に延びる平面に対称的に配置され、特に軸対称、特に前記二次軸の周りに対称に配置される。

【0055】

前記一次コイルと二次コイルの前記平面は異なる平面にすることができる。

【0056】

本発明の別の実施形態によれば、前記作動コイルは、前記ミラーフレームの裏側に配置され、例えば、プリント回路基板上に配置されるということは、プリント回路基板に組み込まれることである。前記ミラーフレームの裏側は、特に、前記反射層（すなわち、その表面法線）とは反対側（その表面法線を備える）に面する側であり、前記ミラー基板の表側とは反対側の前記ミラー基板の側に配置される。

【0057】

本発明の別の実施形態によれば、前記作動コイルが少なくとも一つの磁石を少なくとも部分的に重ね合わせるように前記作動コイルが配置されている。

【0058】

したがって、前記一次軸及び二次軸に直交する三次の軸に沿った前記少なくとも１つの磁石上のコイル輪郭の投影において、前記投影されたコイル輪郭は、前記少なくとも１つの磁石の輪郭と重ねられている。

【0059】

本発明の別の実施形態によれば、複数の作動磁石が前記ミラーによって含まれている場合、各コイルは少なくとも１つの磁石と重なる。

【0060】

本発明の別の実施形態によれば、前記傾斜可能ミラーは、前記ミラー基板の裏側に堅固に配置された複数の磁石を含み、前記磁石は、ローレンツ力によって前記ミラー基板を作動させるために構成されている。

【0061】

各磁石は磁化を有し、特に前記各磁石の磁化は、前記一次軸及び二次軸に直交する方向に沿って配向されている。

【0062】

前記磁石の向きは、反対方向又は同じ方向を指すことができる。

【0063】

例えば、前記ミラー基板を傾斜させるためのジンバルからの構成要素など、他の構成要素は、前記磁石と前記ミラー基板との間に配置することができる。

【0064】

本発明の別の実施形態によれば、前記複数の磁石は、第１及び第２の一次磁石、並びに第１及び第２の二次磁石を含み、前記第１の一次磁石は、前記ミラー基板上の前記一次軸に対して横方向にシフトして配置され、前記第２の一次磁石は、前記一次軸に対して横方向にシフトし、かつ前記第１の一次磁石の反対側に配置され、前記第１の二次磁石は、前記ミラー基板上の前記二次軸に対して横方向にシフトして配置され、前記第２の二次磁石は、前記二次軸に対して横方向にシフトし、かつ前記第１の二次磁石の反対側に配置され、各磁石は、前記ミラーフレーム上に配置された対応する作動コイルに関連付けられている。

【0065】

この実施形態は、前記磁石における対称的な設計及び対称的な作動力を可能にする。

【0066】

本発明の別の実施形態によれば、前記磁石は互いに対称に配置され、特に前記第１及び第２の一次磁石は前記一次及び二次軸に平行に広がる平面において互いに軸対称に －特に一次軸に対して－ 配置され、特に前記第１及び第２の二次磁石は前記一次及び二次軸に平行に広がる平面において互いに軸対称に －特に二次軸に対して－ 配置される。

【0067】

この実施形態は、ミラー基板上での対称的な力の生成及び対称的なトルクの生成を可能にする。

【0068】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１の一次作動コイルは、二軸ジンバルの第１の部分又は中心部分のようなジンバルの構成要素及び／又は前記ミラー基板上に配置された前記第１の一次磁石の反対側の前記ミラーフレーム上に配置され、前記第２の一次作動コイルは、二軸ジンバルの中心部分又は第１の部分のようなジンバルの構成要素及び／また前記ミラー基板上配置された前記第２の一次磁石の反対側の前記ミラーフレーム上に配置され、第１の二次作動コイルは、ミラー基板上及び／また中心又は二軸ジンバルの第１の部分のようなジンバルの構成要素に配置された第１の二次磁石の反対側のミラーフレーム上に配置され、及び／又は、第２の二次作動コイルは、ミラー基板上及び／また中心又は二軸ジンバルの第１の部分のようなジンバルの構成要素上に配置された第２の二次磁石の反対側の前記ミラーフレーム上に配置される。

【0069】

「上に配置される」という用語は、特に、前記コイルが、前記ミラーフレームに取り付けられたプリント回路基板のような別の構成要素に取り付けられている実施形態を指す。したがって、「上に配置される」という用語は、コイルがミラーフレームに直接配置される又は取り付けられる必要がない実施形態も含む。同じことが前記磁石にも当てはまる。

【0070】

この実施形態によれば、前記コイルは、前記ミラーの固定部分、すなわち前記ミラーフレーム上に配置され、前記磁石は、前記ミラーの傾斜可能な部分上に配置される。

【0071】

「反対側」という用語は、各磁石が、上で詳述したように、三次の軸に沿って対応するコイルと特に少なくとも部分的に重なっている配置を指す。

【0072】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラー基板は、前記ミラーフレーム内のミラー基板を前記一次軸及び二次軸の周りに独立して傾けることができる前記ミラーフレームに接続された２軸ジンバル上に配置される。

【0073】

ジンバルは、特に、前記ジンバルが配置されているフレームに対して前記ジンバルに配置又は統合された構成要素を回転又は傾斜させるための少なくとも１つの回転可能又は傾斜可能な部分を含むデバイスである。

【0074】

本発明の前記ミラーの場合、画像安定化を光学画像化システムに提供するように、前記ジンバルを、前記一次及び二次軸について特に－５°から５°以内でミラー基板およびしたがって反射層を傾けるように構成される。

【0075】

前記２軸はまた、本明細書の文脈では「ジンバル」のみも指す。

【0076】

したがって、前記傾斜可能ミラーは調整可能で傾斜可能なミラーである。

【0077】

本発明の別の実施形態によれば、前記２軸ジンバルは、前記ミラー基板に取り付けられたオルトを含む中央部分を含むばね手段を含み、前記中央部分は、前記第１の部分に対して前記一次軸を中心に傾斜させることができるように、前記中央部分を取り囲む円周方向の前記第１の部分に一体的に接続され、かつ前記第１の部分は、前記第１の部分を取り囲む円周方向の第２の部分に一体的に接続され、結果として、前記中央部分と共に第１の部分は、前記第２の部分に対して前記二次軸を中心に傾斜させることができ、特に前記第２の部分は特に前記ミラーフレームに接続されている。

【0078】

一度平衡位置から傾斜したそれぞれの部分は前記アクチュエータからの作動力が停止したときに平衡位置に戻れるように、前記ばね手段は、前記ジンバルの中心及び／又は第１の部分上に復元力を生成する構成にされている。

【0079】

前記ジンバルに作動力が加えられていない場合、前記中央部分、第１の部分、及び第２の部分は、特に平面であり、特に同じ平面内に延びる。

【0080】

前記ジンバルの平衡位置は、特に、前記中央、第１及び第２の部分が前記共通平面内に延びる位置である。この共通の平衡面は、前記ミラーの反射層に特に平行に伸びている。

【0081】

前記ミラー基板を前記中央部分の表側に配置することができ、前記少なくとも１つの磁石は前記中央部分の裏側に配置される。裏側は（表面法線で）前記反射層とは反対側を向いており、前記中央部分の表側は（表面法線で）前記反射層の方を向いている。

【0082】

前記ばね手段は作動力が停止したときに想定される前記傾斜軸に対する前記傾斜可能ミラーに制御を提供し、したがって、自動調整可能な傾斜可能ミラーを提供する。

【0083】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１及び第２の一次磁石は前記中央部分に配置され、前記第１及び第２の二次磁石は前記第１の部分に配置される。

【0084】

本発明の別の実施形態によれば、前記ばね手段は４つのばねアームを含み、各ばねアームは、トルクがばねアームに加えられたときに復元力を生成するように構成され、２つの一次アームは、前記二軸ジンバルの中央部分を前記ジンバルの第１部分と接続し、２つの一次アームが、前記一次軸に沿ってかつその上に延び、前記一次アームについて前記中央部分を傾斜可能にし、２つの二次アームは、前記第１の部分を前記２軸ジンバルの第２の部分と接続し、前記２つの二次アームは、二次軸に沿ってかつその上に延び、前記第１の部分及び中央部分を前記二次アームについて傾斜可能にする。

【0085】

この実施形態は、特に、前記一次軸及び二次軸の周りで可撓性のあるばねであるジンバルを特に提供する。

【0086】

本発明の別の実施形態によれば、前記中央部分、第１の部分及び第２の部分、特に前記４つのばねアームは、特に金属シートから互いに一体的に形成されている。

【0087】

この実施形態は、作動力が停止したときに復元力を自動的に提供する前記ジンバルにより、前記傾斜可能なミラーのための堅牢で統合された解決策を可能にする。

【0088】

本発明の別の実施形態によれば、特に４つのばねアーム、中央部分、第１の部分及び第２の部分を含む前記２軸ジンバルは、金属化合物を含むか、又は特に金属化合物から成る。

【0089】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラー、特に前記２軸ジンバルは、５Ｈｚ未満又は３０Ｈｚを超える共振周波数を含む。

【0090】

カメラ又は光学画像化システムを備えた携帯電話又は携帯用コンピュータのよう携帯用光学デバイスにおいて、デバイスを保持している人の一般的な揺れ動作は約１０Ｈｚである。この実施形態は、共振周波数のかなり外側で前記傾斜可能ミラーの良好な制御を可能にする。

【0091】

本発明の別の実施形態によれば、前記２軸ジンバルの前記中央部分は、円形の外周を有する。

【0092】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１の部分は、楕円形、菱形又は卵形の外周を有し、特に、楕円、菱形又は卵形の主軸が前記一次及び二次ばねアームと整列し、特に、前記第１の部分は、前記中央部分が配置される円形領域内を囲む。

【0093】

本発明の別の実施形態によれば、前記第２の部分は、ミラーフレームに取り付けられるように適合された長方形の外周を有する。

【0094】

この実施形態は、前記ジンバルをミラーフレームに適合させるための追加の構成要素なしで、ジンバル及びミラーの迅速な組み立てを可能にする。

【0095】

本発明の別の実施形態によれば、前記第２の部分の長方形の外周は、長方形の外周の２つの平行な側面に沿って延びる長方形の第１の延長軸及び、前記第１の軸に直交する第２の軸を有する。前記二軸ジンバルの前記一次軸及び二次軸、特に４つのスプリングアームは、第１及び第２の軸に対してある角度で配置されている。

【0096】

前記延長軸は、長方形の側面と整列しているか、又は平行である。

【0097】

この実施形態は、少なくとも１つの特に短側面を有するコンパクトで特に傾斜可能なミラーを可能にし、前記ミラー、およびしたがって光学画像化システムのスリムな設計を可能にする。

【0098】

本発明の別の実施形態によれば、第２の部分の長方形の外周は、長方形の輪郭の平行な２つの側面に沿って延びる長方形の第１の延長軸と、前記第１の軸に直交する第２の軸とを有する。前記一次軸及び二次軸、特に前記ジンバルの４つのばねアームは、第１軸と第２軸に位置合わせされている。

【0099】

この設計により、前記ジンバルの軸を前記ミラーフレームの形状に合わせたコンパクトな設計が可能になる。

【0100】

本発明の別の実施形態によれば、前記傾斜可能ミラーは、第１及び第２の磁場センサー、特に第１及び第２のホールセンサーを含み、前記磁場センサーは、前記ミラーフレーム上又はプリント回路基板上又はその中に配置され、前記第１の磁場センサーは、前記一次軸に対して横方向にシフトして配置され、前記第２の磁場センサーは、前記二次軸に対してシフトされる。

【0101】

前記アクチュエータに提供される制御信号は、前記磁気センサーからのセンサー信号に対応し参照できるため、前記磁気センサーは光学システムにおける前記傾斜可能ミラーの閉ループ稼働を可能にする。

【0102】

前記磁気センサーは、前記ミラー基板の位置又はその傾斜角を示すセンサー信号を提供するように特に構成されている。

【0103】

各２つのセンサーは、傾斜軸の１つ、又は前記一次平面及び二次平面の間に伸びる平面内の２つの独立した軸の周りの傾斜に特に感度がある。

【0104】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１及び第２の磁場センサーは、前記作動コイルに対して横方向にシフトして配置されている。

【0105】

前記センサーのこの配置は、前記作動コイルによって生成された前記センサーによって登録された磁場の影響を減らすことを可能にする。

【0106】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１及び第２の磁場センサーはそれぞれ、前記少なくとも１つの磁石及び前記作動コイルに対して、前記第１及び／又は第２の磁場センサーによって登録された磁場強度、特に磁束が少なくとも１つの前記磁石から、特に前記４つの磁石から、８０％を超え、特に９０％を超え、より特には９５％を超えて発生するように配置され、特に、前記ミラー基板が前記一次軸又は二次軸の周りで平衡位置に対して０．５°傾斜される場合に、２０％未満、より特に１０％未満、より特に５％未満の登録された磁場強度が前記作動コイルから発生するように配置される。

【0107】

この実施形態は、前記磁気センサーにより前記ミラー基板の正確な位置推定を可能にする。

【0108】

本発明の別の実施形態によれば、前記第１の磁場センサーは、前記一次軸周りのミラーフレームに対する前記ミラー基板の傾斜角度に、特に比例、関連、又は線形を示すセンサーデータを提供するように構成され、前記第２の磁場センサーは、前記二次軸周りのミラーフレームに対する前記ミラー基板の傾斜角度に、特に比例、関連、又は線形を示すセンサーデータを提供するように構成される。

【0109】

本発明の別の実施形態によれば、前記傾斜可能ミラーは、前記ミラーフレームに配置されたプリント回路基板を含み、前記プリント回路基板は、前記作動コイル、及び特に前記第１及び第２の磁場センサーを特に含み、前記プリント回路基板は、特に、前記作動コイルに供給される電流を制御し、前記磁場センサーからのセンサーデータを決定するように構成されている。

【0110】

前記プリント回路基板は、前記作動コイルを一体的に含むことができる。前記プリント回路基板は、回路基板上の電気構成要素に接触するための接触ピンを有することができる。

【0111】

回路基板の使用は、前記ミラーの組み立て中に１つの組み立て工程のみ必要であるように、前記コイルと全ての電気構成要素の事前製造と事前組み立てが可能になる。

【0112】

本発明の別の実施形態によれば、前記反射層は長方形である。

【0113】

これは、楕円形、長円形、円形のような他の形状と比較して、前記光学システムに反射される相対照度をより高めることを可能にする。

【0114】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラー基板は、前記一次軸及び二次軸によって定義される平面内に長方形の外側輪郭を有する。

【0115】

これにより、長方形のミラーフレームの形状に組み込むことを可能にする。

【0116】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラー基板の長方形の反射層及び／又は長方形の外郭は、長方形の反射層及び／又は長方形の外郭に沿った第１の側面に沿った第１の軸、及び第１の側面に直交する第２の側面に沿った第２の軸を有し、一次及び二次軸は第１及び第２の軸に対してある角度で配置されており、特に、前記角度が９０°又はその倍数ではない。特に、前記角度が１０°よりも大きく、８０°よりも小さい。本実施形態では、前記ミラーのコンパクトな設計を実現している。

【0117】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームは、ミラーハウジングとして形成されており、前記ミラーフレームは、光学システムによって登録される入射光に面する側に入口アパーチャーを備える入口壁部材を有し、前記ミラーフレームは、特に光学画像化システムに向けて反射されたミラーの入射光に面する側に出口アパーチャーを有する出口壁部材を有し、前記ハウジングが、前記入口壁部材と前記出口壁部材とを接続する２つの横方向の側壁を含み、特に、前記反射層が、前記入口アパーチャー及び前記出口アパーチャーに対してある角度で配置されており、特に、前記角度は３０°～６０°の範囲内であり、より特には、前記角度が４５°である。

【0118】

１つの実施形態において、前記ミラーフレームは、対角線平面又は対角線にシフトした平面に沿って切断された立方体の形状をしている。前記平面とは、反射層が配置されている平面であり、特に前記ジンバル及び前記プリント回路基板及び前記ミラー基板を制御するために使用される他の構成要素もまた配置される平面でもある。前記入口アパーチャーを有する壁部材及び前記出口アパーチャーを有する壁部材は、特に、入口アパーチャーと出口アパーチャーとが９０°の角度を囲むように９０°の角度で接している。

【0119】

前記側壁は、特に光を吸収するものである。前記入口アパーチャーを含む壁部材は、前記アパーチャーの接続フレーム部分として形成することができる。前記出口アパーチャーを含む壁部材も、フレーム部分として形成することができる。

【0120】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームの前記入口アパーチャーは長方形の開口を形成する長方形の輪郭を有している。

【0121】

反射層の表面全体に入射光線が提供されるように、この実施形態は長方形の反射層と組み合わせることができる。この実施形態では、特に高い集光性を可能にする。

【0122】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームの出口アパーチャーは、円形の開口を形成する円形の輪郭を有している。

【0123】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームは、前記２軸ジンバルを前記ミラーフレームに取り付けるための突起及び／又は窪みを含み、その結果、前記２軸ジンバルが突起及び／又は窪みによって定義される前記ミラーフレームの位置に取り付けられるようにさせる。

【0124】

この実施形態では、前記ミラーの迅速で信頼性の高い組み立てを可能にするあらかじめ定義された１つの位置において、前記ジンバルの前記ミラーフレームへの取り付けを可能にしている。

【0125】

本発明の別の実施形態によれば、前記２軸ジンバルを取り付けるための前記ミラーフレームの少なくとも１つの突起がピンとして形成されており、特に、前記突起が、前記一次及び二次軸に垂直な方向に沿って延びる４つのピンからなり、前記２軸ジンバルが、前記ピンを受け入れた少なくとも１つ、特に４つの対応する窪み又は穴を含む。

【0126】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームは、前記プリント回路基板を前記ミラーフレームに対してあらかじめ定義した位置に取り付けるための突起及び／又は窪みを含む。

【0127】

この実施形態は、前記傾斜可能ミラーの全ての構成要素を最高の精度を備えた最小量の位置合わせで組み立てることができるというモジュール的な目的に寄与するものである。

【0128】

本発明の別の実施形態によれば、前記プリント回路基板を取り付けるための前記ミラーフレームの前記突起の少なくとも１つがピンとして形成されており、特に、前記突起が、前記一次及び二次軸に垂直な方向に沿って延びる４つのピンからなり、プリント回路基板が、前記ピンを受容した少なくとも１つ、特に４つの対応する突起又は穴を含む。

【0129】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームは、ミラー基板、特にジンバル、中央部分、及び／又は第１の部分の前記一次軸又は二次軸について傾斜角を制限するための少なくとも２つ、特に４つのハードストップを含み、ハードストップは前記ミラーフレームに一体的に形成されている。

【0130】

この実施形態により、前記ミラーは、機械的な衝撃や強い振動に対してより強固で丈夫となる。

【0131】

本発明の別の実施形態によれば、前記ミラーフレームは、対応した窪みを有している光学システムに前記ミラーを取り付けるための出口アパーチャーの突起を含み、その結果、前記ミラーはあらかじめ定義した位置及び向き、特に１つのあらかじめ定義した位置及び向きのみで光学システムに取り付けできるようにさせる。

【0132】

本発明はまた、本発明による前記ミラーを含む光学画像化システムにも関し、前記光学画像化システムは、光学画像安定化のために構成される。

【0133】

追加の態様は、本発明による少なくとも１つの実施形態による折り返しミラーとしての前記傾斜可能ミラー、画像センサー、及び画像化システムの光軸を定義する光軸を備える画像化するためのレンズシステムを含む光学画像化システムに関し、前記レンズシステムは、第１の側面を備える画像センサーの前に配置され、かつ前記調整可能な傾斜可能ミラーは、第１の側面の反対側のレンズシステムの第２の側面に配置され、前記画像化システムの光軸は、傾斜可能ミラーによって折り返されている。

【0134】

前記画像センサーは、特に、アレイに配置された複数の感光性ピクセルを備えたピクセルベースの画像センサーである。

【0135】

前記光学システムは非常にコンパクトに構築でき、携帯電話や携帯コンピュータなどの携帯デバイスに統合することができる。

【0136】

前記斜可能な折り返しミラーは、特に光学画像化システムの最後の構成要素であり、つまり、入射光を受け取る画像化システムの最初の構成要素である。

【0137】

前記ミラーの前に、平面ガラスやポリマー窓などの保護デバイスを配置することができる。

【0138】

前記光学システムは、折り返しプリズムによってもたらされる光学的歪みの影響を受けない。

【0139】

前記アクチュエータは、前記傾斜可能ミラーの位置を制御及び確認するための閉ループシステムの一部にすることができる。

【0140】

本発明の別の実施形態によれば、入射光線が、画像センサー上のその投影位置を維持し、それにより、光学画像化システムに光学的画像安定化を提供するように、前記傾斜可能ミラーは、前記光学画像化システムの動きに応答して反射層が傾斜するように構成される。

【0141】

この実施形態は、前記折り返しミラーによって光学画像安定化が促進されることを可能にする。

【0142】

本発明の別の実施形態によれば、光学画像化システムは、焦点距離が調整可能な少なくとも１つのレンズを含み、前記レンズは、透明な流体で満たされた容器を含み、容器は、容器の透明な底部に面する弾性的に変形可能で透明な膜を含む。

【0143】

この実施形態は、ズーム、テレ、広角、又はマクロ画像化システムなどの強固で安定的な光学画像化システムを可能にし、並進可動の光学構成要素なしで、非常にコンパクトで強固な設計を可能にする。

【0144】

本発明の別の実施形態によれば、前記画像化システムは、前記光学システムの動きを検出するための動き検出システムを含み、前記動き検出システムは、動き及びその方向を示す動きの信号を生成するように構成され、前記光学画像化システムは、前記傾斜可能ミラーのプリント回路基板上に特に配置された制御電子機器をさらに含み、前記制御電子機器は、傾斜可能ミラーの反射層の傾斜位置を制御するための制御信号を生成するように構成され、入射光線が画像センサー上に投影された位置を維持するように、前記制御信号は、前記反射層、特に、光学画像化システムの動きに応答する前記ジンバル上のミラー基板を傾斜するように構成されている。

【0145】

当業者に知られている複数の動き検出システムが存在する。そのいくつかは、慣性センサーに基づくものであり、いくつかは光学センサーに基づくものであり、いくつかはソフトウェアに基づくものである。

【0146】

本発明がこれらの動き検出システムのいずれかと組み合わせて使用できることは、本発明の１つの利点である。

【0147】

本発明の別の実施形態によれば、前記制御電子機器は、傾斜可能ミラーの磁場センサーに接続され、前記制御電子機器は、磁場センサーからのセンサー信号を受信及び処理するように構成され、それによって、光学画像安定化のための光学画像化システムに閉ループ制御を提供する。

【0148】

閉ループシステムの利点については、上記で詳述している。

【0149】

本発明の別の実施形態によれば、前記光学システムは、画像センサーに画像化される視野を含み、視野は、７０°よりも小さく、特に３０°よりも小さい。

【0150】

視野は、前記システムの光軸に関して測定された全開口角である画像化アパーチャーによって測定される。

【0151】

このようなシステムでは、前記調整可能なミラーの使用が特に有利である。

【0152】

本発明の別の態様によれば、本発明は、本発明による光学システムを含む、携帯電話などの携帯コンピュータ化デバイスに関する。

【0153】

特に、例示的な実施形態は、図と併せて以下に説明される。図は、特許請求の範囲に添付され、示された実施形態の個々の特徴及び本発明の態様を説明するテキストが添付されている。図に示されている、及び／又は図の前記テキストに記載されている個々の特徴のそれぞれは、本発明によるデバイスに関する特許請求の範囲に（また、分離された方法で）組み込まれ得る。

【0154】

以下では、本発明のさらなる特徴及び実施形態が、特許請求の範囲に添付される図を参照して説明される。

【図面の簡単な説明】

【0155】

【図1】当技術分野による折り返しプリズムを備えた概略的光学画像化システムを示す。

【図2】折り返しミラーを備えた本発明による概略的光学画像化システムを示す。

【図3A】単一の磁石とプリント回路基板を備えたミラーの概略的な図を示す。

【図3B】単一の磁石とプリント回路基板を備えたミラーの概略的な図を示す。

【図4A】４つの磁石を備えた本発明によるミラーの斜視図を示す。

【図4B】前記アクチュエータの磁石コイル組み立てを示す。

【図5A】本発明による前記ミラーのジンバルの一実施形態を示す。

【図5B】本発明による前記ミラーのジンバルの別の実施形態を示す。

【図6A】４つのコイルを備える実施形態を示す。

【図6B】前記コイルを含むプリント回路基板を備える実施形態を示す。

【図7】ハウジングとして形成されたミラーフレームを備える実施形態を示す。

【図8A】ホールセンサーを備えた実施形態を示す。

【図8B】図８Ａの前記ホールセンサーを使用したシミュレーション測定データを示す。

【図9A】ミラーの円形入口アパーチャーを備えた実施形態を示す。

【図9B】ミラーの長方形の入口アパーチャーを有する実施形態を示す。

【図10】機械的衝撃に対してミラーを保護するためのハードストップを備えた実施形態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0156】

図１は、最先端技術で一般的に見られるような画像化システムを示している。前記画像化システムは、画像センサー、剛性レンズ円筒に含まれるレンズシステム、及び折り返しプリズムを含む。

【0157】

このような光学画像化システムは、携帯電話、カメラを備えた携帯コンピュータなどのコンパクトな携帯デバイスに含まることが多く、構成要素の空間は通常非常に限られており、光路を１つ以上の折り返しプリズムで折り返すことが必要されることが多い。

【0158】

このようなシステムでの光学画像安定化は、例えば画像化システムを持っている人の振動動作のために画像センサーが動かされても、入射光線が画像センサーの同じ位置に投影されるように、画像システムの選択された構成要素を（黒い実線の矢印で示すように）移動させることによって実現される。

【0159】

この場合、画像安定化を実現するために、前記折り返しプリズムが傾斜されるか、又は前記レンズシステムを備えたレンズ円筒が光路（白抜きの矢印で示される）へ横方向に移動するかのどちらかである。

【0160】

前記折り返しプリズムは、例えば空気よりも屈折率の高いガラスからなる固体部分を持っており、したがって、前記入射光線をより高度に閉じ込めることで、光学システムをよりコンパクトに構築できるために、前記折り返しプリズムを傾けることには利点がある。

【0161】

さらに、前記プリズムを傾けることは、前記レンズ円筒を平行移動させるよりも有利である。前記プリズムが傾けられる角度ごとに、入射光は前記角度の２倍だけ反射され、より小さな傾斜角度が可能になる。レンズ円筒の並進運動の場合、この関係は適用されない。

【0162】

ただし、作動には、プリズム全体を傾斜させる必要があり、傾斜可能なプリズムには、より高い作動力とより大きな構築空間が必要になる。これにより、画像安定化システムのエネルギー消費量が増加する。

【0163】

図２は、本発明による光学画像化システム１００の概略的図を示しており、ここで、前記折り返しプリズムは、傾斜可能ミラー１によって置き換えられている。

【0164】

前記傾斜可能ミラー１は、軽量であるという利点を提供し、したがって、エネルギー消費が低減され、並びに前記アクチュエータに必要な力も低減される。

【0165】

そのようなシステム１００は、例えばテレ又はズーム対物レンズなどの視野が小さい、例えば３０°より小さい画像化システムにおいて特に有利で、折り返しプリズムによって提供されるさらなる光閉じ込めは必要ない。

【0166】

さらに、光が前記プリズムを通って伝播せず、ミラーの反射面で直接反射されるため、波面の歪みが少なくなることが期待できる。

【0167】

本発明による前記光学システム１００は、焦点距離を調整可能な（図示せず）レンズと組み合わせることができる。

【0168】

一実施形態では、おそらく、ほこり、湿度、水などの環境の影響に対する保護を提供するための平面カバーガラス又は透明な平面要素を除いて、前記折り返しミラー１の前（すなわち、入射光に面する側）にさらなる光学要素は配置されない。

【0169】

傾斜可能ミラー１を作動させるために、光学画像化システム１００は、アクチュエータ５を含む（例えば、図８Ａを参照のこと）。前記アクチュエータは、例えば、圧電アクチュエータ、固体形状記憶合金ワイヤベースのアクチュエータ、又は前記ミラー１の傾斜可能部分１Ｓにローレンツ力を誘導することに基づくアクチュエータ５である。

【0170】

このようなローレンツ力は、通常、ボイスコイルアクチュエータによって誘導される。

【0171】

図３Ａ及び３Ｂには、本発明による光学画像化システム１００の画像安定化のための傾斜可能ミラー１が示されている。図３Ａは、ミラー１の裏側を示すミラー１の三次元図を示している。

【0172】

前記ミラー１は、ここではハウジングの形態のミラーフレーム１Ｆを備え、ミラーフレーム１は、ミラー１の傾斜可能部分１Ｓ（裏側からは見えない）を保持するように構成される。

【0173】

前記傾斜可能部分１Ｓは、前記ジンバル５の一次傾斜軸ｘの周りに傾斜可能な中央部分５０を含む２軸ジンバル５によって傾斜され、前記中央部分５０は、第１の部分５１によって配置及び囲まれる。前記２軸ジンバル５及び本明細書で参照される構成要素は、図５Ａ及び図５Ｂにも示されている。中央部分５０は、中央部分５０が第１の部分５１に対して傾斜可能であるように、第１の部分５１と中央部分５０との間の唯一の接続構成要素である２つの一次ばねアーム５３によって主軸ｘを中心に傾斜可能である。次に、第１の部分５１は、２つの二次ばねアーム５４によって与えられるジンバル５の二次軸ｙを中心に傾斜可能である。第１の部分５１は、第２の部分５２に対して傾斜可能であるように、第１の部分５１は、２つの二次ばねアーム５４によってのみ第１の部分５１に接続されている第２の部分５２によって囲まれている。第１の部分５１が二次軸ｙの周りに傾斜されるときはいつでも、中央部分５０も二次軸ｙの周りに傾斜している。

【0174】

したがって、前記２軸ジンバル５は、一次軸及び二次軸ｘ、ｙの周りで中央部分５０を傾けることを可能にする。

【0175】

前記２軸ジンバル５は、４つのばねアーム５３、５４が一体的に形成され、アーム５３、５４がトルクを受けた瞬間に復元力を提供するように、例えば、金属シートから一体的に形成される。

【0176】

画像安定化の適用で一般的な小さなたわみ角の場合、復元力は線形であると見なすことができる。

【0177】

前記２軸ジンバル５は、特に軽量であり、その共振周波数（中央部に荷重がある場合、又はない場合）、並びにその復元力、すなわち、ばね定数は、適宜、前記ばねアーム５３、５４及び中央５０及び／又は第１の部分５１のサイズを設計することによって調整することができる。

【0178】

前記ばねアーム５３、５４は、特にピン又はシート形状である。

【0179】

携帯光学システムの手振れ／手による揺れの典型的な周波数領域である１０Ｈｚの周波数領域で十分に制御できるようにするために、前記傾斜可能ミラー１の共振周波数は、５Ｈｚ未満又は３０Ｈｚを超えるのいずれかである必要がある。

【0180】

前記ばねアーム５３、５４は、０．５°の機械的傾斜で約０．５ｍＮ^＊ｍｍの復元トルク（復元力とも呼ばれる）を示すように設計することができる。

【0181】

そのようなトルクは、一般的なボイスコイルアクチュエータ５で提供することができる。

【0182】

さらに、本明細書で開示される剛性ばね設計は、高い再現性及びほとんど温度依存性がないことを保証する。

【0183】

前記２軸ジンバル５の中央部分５０は、円形の形状を有することができ（図５Ａ及びＢに示されるように）、第１の部分５１は、楕円形の外側輪郭（例えば、図５Ａおよび図５Ｂを参照）又は菱形の外側の輪郭（例えば、図３Ａを参照）を有することができる。

【0184】

楕円形、菱形又は長円形の代わりに、前記第１の部分５１は、前記二次軸及び／又は一次軸ｘ、ｙに沿って軸対称を示す外側輪郭を有することができる。

【0185】

前記第２の部分５２は、前記ミラーフレーム１Ｆに取り付けることができるように、ミラーフレーム１Ｆの輪郭に一致する長方形の外側輪郭を特に有する。

【0186】

主軸（例えば、楕円または菱形）が前記第２の部分５２の長方形（例えば、図５Ａまたは３Ａを参照）の側面に沿ってではなく、約４５°の角度で配向されるように、前記第１の部分５１の特定の輪郭は、長方形の幾何学的形状（例えば、長方形の第２の部分５２）における前記ジンバル５の配置を可能にする。これにより、コンパクトなミラーフレーム１Ｆとジンバル設計が可能になる。

【0187】

あるいは、前記ジンバルの一次軸と二次軸を長方形の前記ミラーフレーム１Ｆの側面に揃えることができる（例：図５Ｂ）。この実施形態は、コンパクトな光学システムのための特にスリムな折り返しミラーの設計を可能にする。

【0188】

前記ジンバル５の第２の部分５２は、前記ミラーフレーム１Ｆ上へのジンバル５の定義された配置及び組み立てのために、特に４つの穴５７を有する。この目的のために、前記ミラーフレーム１Ｆは、前記ジンバル５の穴５７に一致する対応する整列したピン１Ｇを有する。これにより、前記ジンバル５を備えた前記ミラーフレーム１Ｆの迅速かつ正確な組み立てが可能になる。

【0189】

前記反射層１Ｒ（反射面とも呼ばれる）が前記一次軸及び二次軸ｘ、ｙの周りで傾斜可能であるように、前記反射層１Ｒを含む前記ミラー基板１Ｓは、前記ジンバル５の中央部分５０上に配置される。

【0190】

図３Ａは、前記ジンバル５の中央部分５０の裏側に配置された単一の永久磁石２１０を備えた傾斜可能ミラー１を示している。前記磁石２１０は、前記一次軸及び二次軸ｘ、ｙに直交する第３の軸に沿う方向を指す磁化を有する。

【0191】

前記中央部５０の裏側は、前記ミラー基板１Ｓの反射層１Ｒとは反対側を向いた中央部５０の側である。

【0192】

あるいは、前記傾斜可能ミラー１は、４つの磁石２１１、２１２、２１３、２１４；第１及び第２の一次磁石２１１、２１３、並びに第１及び第２の二次磁石２１２、２１４を含むことができる。この実施形態は、図４に示されている。

【0193】

図４Ａでは、前記２つの一次磁石２１１、２１３が前記中央部分５０上に配置され、前記中央部分５０を前記第１の部分５１と傾斜可能に接続する前記一次ばねアーム５３によって定義される一次軸ｘに対して横方向にシフトされる。

【0194】

前記２つの二次磁石２１２、２１４は、前記第１の部分５１上の前記二次軸ｙに対して横方向にシフトして配置されている。前記二次軸ｙは、二次ばねアーム５４によって定義される。前記それぞれの磁石２１１、２１２、２１３、２１４上の作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４（図示なし）は、磁石２１１、２１２、２１３、２１４にローレンツ力を誘導し、したがって、前記一次軸と二次軸ｘ、ｙの周りの傾斜制御が実現される。

【0195】

対応する４つの前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４（図４Ａには示されていない）は、関連する磁石２１１、２１２、２１３、２１４と重なる前記ミラーフレーム１Ｆ上に配置されている。

【0196】

図４Ｂは、前記４つの磁石２１１のうちの１つ及び関連する作動コイル２０１の断面を示す。前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、前記磁石２１１、２１２、２１３、２１４と同様又は同じ外側輪郭を有することができる。図示の例では、前記磁石２１１及びコイル２０１は細長い形状を有している。

【0197】

前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、コイル軸２０５の周りに延びる導電性基板を含む。前記コイル２０１は、前記コイル軸２０５が本質的に磁石２１１の磁化Ｍに沿って配向されるようにミラーフレーム１Ｆ上に配置される。これにより、ローレンツ力の効率的な生成を可能にする。

【0198】

前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、前記コイル軸２０５の周りに巻かれた電線からなることができる。

【0199】

図６Ａには、前記２軸ジンバル５及び４つの作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４が示されている。前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４が前記ミラーフレーム上に配置されているが、前記ミラーフレームは示されていない。前記ジンバル５では、１つの前記中央磁石２１０が前記中央部分５０に配置されている。前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、磁石２１０に対して軸方向のある距離で配置され、前記ジンバル５及び磁石２１０の中央部分５０の中心の周りの正方形に配置されている。前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、コイル軸の周りに円周方向に延在し、前記コイル軸に垂直なコイル領域を囲む。前記各コイル２０１、２０２、２０３、２０４のコイル領域は、ローレンツ力が、各コイル２０１、２０２、２０３、２０４によって前記磁石２０１に誘導されるように、磁石２１０と重なる。

【0200】

前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、ジンバル５によって定義される平面内で細長い形状をしている。すなわち、前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４は前記コイル軸の周りを円形に伸びていない。

【0201】

この実施形態における前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４は、前記ジンバル５のばねアーム５３、５４の配向によって定義される一次軸又は二次軸ｘ、ｙに沿って配向されていない。それにもかかわらず、対応する電流をコイルに供給することにより、単一の傾斜軸の周りの傾斜を制御することは容易に可能である。

【0202】

隣接するコイル２０１、２０２、２０３、２０４は正方形の角で重なり、よりコンパクトな配置を提供する。

【0203】

図６Ｂには、図６Ａと同様の実施形態が示されているが、この実施形態では、前記傾斜可能ミラー１は、プリント回路基板７（ＰＣＢ）を含み、前記コイルはＰＣＢ７に含まれ、かつ統合される。この実施形態では、前記ミラー１のより迅速な組み立てが可能になる。前記コイルの接触は、ＰＣＢ７の接触ピン７１によって促進される。

【0204】

図７は、図６Ｂと同様の実施形態を示している。図７には、前記ミラーフレーム１Ｆが示されている。前記ミラーフレーム１Ｆは、前記ミラー基板１Ｓを囲むハウジングとして形成されている。

【0205】

前記ハウジングは、２つの側壁８２、入射光５００のための入口アパーチャー８０Ａ、及び反射光５０１のための出口アパーチャー８１Ａを含む。前記ハウジングは、安定性、防塵、並びに前記ミラー１を光学システム１００に組み立てるための対応する突起及び窪みのために形成された突起及び窪みなどの迅速な組み立てのための手段を提供する。前記ハウジングは、プラスチック、非磁性金属、又は前記アクチュエータを防御するための磁性金属からできる。前記傾斜可能ミラー１は非常にコンパクトであり、空間的に厳しい用途で使用することができる。

【0206】

図８Ａは、すでに上で詳述したように、前記磁石２１０を制御するために配置された単一の磁石２１０及び前記４つの作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４を有する前記ミラーの選択された部分を示す。加えて、前記ミラー１は、一次軸及び二次軸ｘ、ｙに対して横方向にシフトして配置された２つのホールセンサー６１、６２を含み、各ホールセンサー６１、６２は、前記ミラー１の傾斜角、特に前記一次軸又は二次軸ｘ、ｙに沿った前記反射面１Ｒの傾斜角を決定するための信号を生成するように構成される。

【0207】

コントローラーが発する制御信号の作用が、前記ホールセンサー６１、６２からの信号によって決定されるように、次いでコントローラーはさらに前記ミラー１の傾斜を調整できるように、これらの信号は、傾斜可能ミラー１の閉ループ制御を提供するために使用できる。

【0208】

前記ホールセンサー６１、６２は、前記ミラー基板１Ｓ、すなわち前記少なくとも一つの磁石２１０の傾斜に感度を有することと同時に、前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４によって生成される磁界が検出されないか、又はホールセンサーの測定に最小限の影響しか与えないように配置される必要がある。

【0209】

このため、前記ホールセンサー６１、６２は、前記一次軸又は二次軸ｘ、ｙの１つに横方向にシフトして配置される必要があるが、作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４よりも一次軸ｘ及び二次軸ｙに近い。特に前記ホールセンサー６１、６２は、前記コイル領域の外側に配置される必要がある。

【0210】

前記ホールセンサー６１、６２の登録された磁場は、最大傾斜角で前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４によって生成された磁場の２０％を超える磁場を含む必要がある。１つの軸の周りの前記最大傾斜角は、例えば±０．５°である。

【0211】

これは、例えば図３Ｂに示されている。前記ホールセンサー６１、６２は、ＰＣＢ７の裏側に配置することができ、裏側は、前記ミラー基板１Ｓの前記反射層１Ｒとは反対側を向いている。

【0212】

これにより、前記ＰＣＢ７の接触ピン７１を対応するプラグ（図示せず）によって接触させることができるので、本発明による前記ミラー１の迅速な組み立て及び接触が可能になる。さらに、前記ＰＣＢ７は、ＰＣＢ７をあらかじめ定義した位置及び向きでのみ前記ミラーフレーム１Ｆに組み立てることを可能にするピン－窪みシステム１Ｐによって前記ミラーフレーム１Ｆに取り付けることができる。

【0213】

図８Ｂは、前記作動コイル２０１、２０２、２０３、２０４によって生成される磁場の影響、及び前記ホールセンサー６１の１つの傾斜軸／（ここではｘ軸）の周りの決定された傾斜角へのその影響を図に示す。図のｙ軸上には磁束密度がプロットされ、図のｘ軸上にはｘ軸の周りの傾斜角がプロットされる。四角の点線は磁石２１０の磁場磁束に対応し、三角形の実線はホールセンサー６１に登録される前記アクチュエータコイル２０１、２０２、２０３、２０４の磁場が重ね合わされた磁石２１０の磁場に対応する。線の間の偏差は、ホールセンサー信号のコイル磁場によって誘発された誤差を示している。

【0214】

他の傾斜軸の周りの傾斜ための前記ホールセンサー６１は、前記ｘ軸の周りの傾斜（円の破線）によって完全に影響を受けない。

【0215】

３ｍｍの磁石２１０の場合、前記ホールセンサー６１、６２のための最適位置は、０．８ｍｍの距離で前記磁石２１０の中心から各方向に０．９ｍｍであることが見出された。

【0216】

図９は、ハウジングの形態のミラーフレーム１Ｆ（前記少なくとも１つの磁石２１０、及び前記コイル２０１、２０２、２０３、２０４が配置されている裏側に２つの光吸収側壁８２を有する）、入射光５００のための開口アパーチャー８０Ａ、並びに反射光ための出口アパーチャー８１Ａを示す。

【0217】

図９Ｂでは、前記ミラー１の反射層１Ｒは、前記入口アパーチャー８０Ａと同様に長方形であり、同じ相対照度を実現するために、長方形又は正方形の反射層は、円形のミラーの対応する直径よりも小さい幅を有することができるので、従来の円形のアパーチャーよりも優れている。

【0218】

図９Ａの前記ハウジングは、円形の入口アパーチャー８０Ａ及び前記ミラー１の楕円形の反射層１Ｒを有する。

【0219】

図９Ａ及び図９Ｂに示される両方のハウジングは、円形の出口アパーチャー８１Ａを有し、出口アパーチャー８１を含む側には、明確に定義された位置で光学系１００に前記ミラー１を組み立てるための、及び前記ハウジングを例えば接着材によって光学システムに固定するための、突起８３（図９Ａ）が提供される。図９Ｂでは、前記ハウジングは、前記出口アパーチャー８１Ａの側の前記光学システムから対応する組み立てピンを受け入れるための穴８４を有する。接着剤をポケットに入れることができるように、前記ミラー１が光学システム１００に組み立てられているとき、接着剤ポケットが維持されるように、前記突起８３及び穴８４は形成することができる。

【0220】

図１０には、図９Ｂからの前記ミラー１の断面が示されている。前記ハウジングは、前記ミラー基板１Ｓの傾斜角を制限するための複数のハードストップ１Ｈを有する。前記ハードストップ１Ｈは、前記ミラー基板１Ｓに近いそれぞれの角に配置されている。前記ハードストップ１Ｈは、前記ミラーフレーム１Ｆと一体的に形成することができる。例えば、傾斜可能ミラー１が外部の機械的衝撃を受けたとき、前記ハードストップ１Ｈは、前記傾斜可能ミラー１を大きな傾斜角に対して保護する。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4A】

【図4B】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図9A】

【図9B】

【図10】