[0002] 本申请根据35U.S.C.§119(e)要求2013年7月26日递交的名称为“Method and Apparatus pertaining to a Deformable Optical Lens(关于可
变形光学透镜的方法与设备)”的编号为61858706的美国临时申请的权益，通过援引将其全部内容结合于此。
技术领域
[0003] 本申请涉及光学透镜，其包括具有可选择性变形的光学透镜的光学系统。
背景技术
[0004] 透镜是一种以期望的方式传播并且折射光以(通常)使入射光会聚或者发散的光学装置。透镜通常由玻璃或者透明塑料制成。多数透镜是球面透镜，并因此具有这样的表面，这些表面是球体的表面的一部分。这些表面可以是凸面的(从透镜向外凸起)、凹面的(凹陷到透镜中)或者平面的(平坦的)。其它透镜是非球面透镜。
[0005] 诸如
照相机之类的装置(包括数码照相机)通常使用一个或者多个透镜以将来自相应
视野的入射光聚焦在选择的
图像采集面(诸如
薄膜、有源
像素传感器(APS等))上。有时候可以有利于调节这样的光学路径的一个或者多个基于透镜的参数。例如，公知沿光学路径物理地轴向移动透镜(或者透镜组)以便放大或者缩小物体并且将图像聚焦在图像采集面上。
[0006] 然而，以应用配置为特征的物理限制不总是能易于适合这样的移动。例如缺少可用空间、摩擦、滑动粘附或者与建立初始透镜对准或者透镜形状有关的问题会妨碍使用传统的移动透镜放大组件。而且，装置会遇到各种环境条件，并且可能掉落从而在撞击坚硬表面时引起高
加速度。
附图说明
[0007] 为了更彻底地理解本公开，应参照下面的详细描述以及附图，在附图中：
[0008] 图1包括示意性表示根据本
发明的多种实施方式的可变形光学透镜组件的侧面
框图；
[0009] 图2是根据本发明的多种实施方式的可变形光学透镜的俯视图；
[0010] 图3是若干Zernike多项式表示的视图；
[0011] 图4是根据本发明的多种实施方式的侧视示意图；
[0012] 图5至图8包括关于根据本发明的多种实施方式的可变形光学透镜、筒细节、透镜成形器以及对准技术的多个视图；
[0013] 图9包括图5至图8中所示的组件的详细视图，这些详细视图示出了根据本发明的多种实施方式的透镜成形器的剖面的形状以及膜的后拉；
[0014] 图10A是根据本发明的多种实施方式的球冠以及膜如何应用至该球冠的描述；
[0015] 图10B是示出Zernike多项式的量值以及其取决于根据本发明的多个实施方式的可变形透镜的弯曲的图表；
[0016] 图10C是示出附接至膜的透镜成形器以及根据本发明的多个实施方式的透镜成形器机构的细节的图；
[0017] 图10D与图10E是根据本发明的多个实施方式示出膜形状、相对于球冠的膜形状、变化
坐标系方面的图表；
[0018] 图10F是根据本发明的多个实施方式基于边缘的透镜成形器的示意图；
[0019] 图10G是根据本发明的多个实施方式基于表面的透镜成形器的示意图；
[0020] 图10H是根据本发明的多个实施方式的提供气压释放的设备的示意图；
[0021] 图11是根据本发明的多个实施方式的光学设备的一部分的外观图；
[0022] 图12是根据本发明的多个实施方式的图11的光学设备的一部分的剖面图；
[0023] 图13是根据本发明的多个实施方式的图11与图12的光学设备的一部分的半剖面图；
[0024] 图14至图16包括根据本发明的多个实施方式示出光学元件与处于多个弯曲阶段的膜的光学设备的半剖面图；
[0025] 图17A是根据本发明的多个实施方式示出从传感器到这里使用的被成像的对象的光学路径的侧视图；
[0026] 图17B是根据本发明的多个实施方式示出θ
角与方向的反射面的侧视图；
[0027] 图17C是根据本发明的多个实施方式示出Φ角与方向的反射面的立体图；
[0028] 图18是根据本发明的多个实施方式示出本文中使用的坐标系的侧视图；
[0029] 图19与图20是根据本发明的多个实施方式示出这里使用的具有来自图像并且撞击传感器的光线的坐标系的侧视图；
[0030] 图21A是根据本发明的多个实施方式光学设备的侧视图，该图示出了可变形光学透镜、传感器以及
反射器、光学元件；
[0031] 图21B是根据本发明的多个实施方式的反射面板
接触点的立体图；
[0032] 图21C是根据本发明的多个实施方式沿r方向与z方向的对准机构的示意图；
[0033] 图22A是根据本发明的多个实施方式示出D形切口的
实施例的图；
[0034] 图22B是根据本发明的多个实施方式的用在光学设备中的D形切口的实施例，这些具有与示意性物理零件成比例示出的特征的D形切口从保持透镜成形器的筒中的D形切口角偏移；
[0035] 图22C是根据本发明的多个实施方式示出图22B的装置的实施例的图，该装置具有按比例示出的角偏置；
[0036] 图22D是根据本发明的多个实施方式示出图22B的装置的另一实施例的图，该装置具有按比例示出的角偏置；
[0037] 图22E是在根据本发明的多个实施方式的连续的z轴线接触点之间的偏移的实施例；
[0038] 图23是根据本发明的多个实施方式的光学对准结构的立体剖面图；
[0039] 图24是根据本发明的多个实施方式的光学对准结构的侧视剖面图；
[0040] 图25是根据本发明的多个实施方式的光学对准结构的侧视剖面图；
[0041] 图26是示出根据本发明的多个实施方式的光学设备的端视图；
[0042] 图27是示出图26的根据本发明的多个实施方式的设备的立体剖面图；
[0043] 图28是示出根据本发明的多个实施方式的光学设备的框图；
[0044] 图29是示出图28的根据本发明的多个实施方式照相机模
块的立体图；
[0045] 图30是示出图29的根据本发明的多个实施方式的照相机模块的外观侧俯视图；
[0046] 图31与图32是示出图30的、根据本发明的多个实施方式的、突出
流体位置的照相机模块的侧视剖面图；
[0047] 图33是示出图32的根据本发明的多个实施方式的照相机模块的立体剖面图；
[0048] 图34是根据本发明的多个实施方式的、不具有示出图33的照相机模块的防护罩概观的照相机模块的立体图；
[0049] 图35是示出图34的根据本发明的多个实施方式的照相机模块的一部分的立体图；
[0050] 图36是示出图34的根据本发明的多个实施方式的照相机模块的一部分的立体图；
[0051] 图37是根据本发明的多个实施方式的多种流体体积的视图；
[0052] 图38是根据本发明的多个实施方式的多种流体体积的视图；
[0053] 图39与图40是根据本发明的多个实施方式示出内生作用
力以及对这些作用力的反作用的作用力图；
[0054] 图41至图44示出根据本发明的多个实施方式多种光学拓扑；
[0055] 图45至图50示出利用根据本发明的多个实施方式的方法实现的图像稳定的实施例；
[0056] 图51A与图51B示出利用根据本发明的多个实施方式的方法实现的图像稳定的实施例；
[0057] 图52A至图52E根据本发明的多个实施方式示出光学壳体分离成多个部分；
[0058] 图53A至图53D示出了示出根据本发明的多个实施方式的、轴向式的光学设备的图；
[0059] 图54A至图54N根据本发明的多个实施方式示出
泵与
马达的多个方面；
[0060] 图55根据本发明的多个实施方式示出光学系统的框图。
[0061] 本领域的技术人员要理解，为了简明与清楚而示出附图中的元件。进一步要理解的是，可能以发生的特定顺序描述并描绘某些动作以及/或者步骤，而本领域的技术人员要明白实际上并不需要这种关于顺序的特定性。还要明白，除本文中阐明了其它具体意义以外，本文中使用的术语以及表述具有与关于探究学习的各个相应领域的这些术语与表述一致的通常意义。
具体实施方式
[0062] 成像光学器件的功能的一方面在于：透镜具有明确的形状，并且透镜位于正确位置并且在产品的整个寿命过程中维持在此正确位置。可变形光学透镜的形状取决于膜材料性质、膜如何安装、如何在将零件处理至最终状态的过程中处理系统、当然还有施加至该透镜的压力。变更本文中所述的这些处理能使使用者获得期望的形状并且使得在产品的整个寿命中保持此形状。
[0063] 可变形光学透镜系统的光学功能至少部分由空气-膜界面处的柔性膜的形状、光学流体的性质、用于控制流体的固定的固态透镜的形状与光学性质确定。控制本文中所述的可变形光学透镜膜/空气形状的方法则借助模型进一步限定此形状以便能在复杂的光学系统内使用。
[0064] 在一些方面，提供这样一种可变形光学透镜，该可变形光学透镜构造成具有能利用球冠以及一个或者多个Zernike多项式成形或者模制的形状。更具体地说，可变形光学透镜能仅利用轴对称表示形式成形或者模制。借助一种途径可变形光学透镜构造成可仅利用球冠与一个或多个轴对称的Zernike多项式模制。
[0065] 球冠本来就是轴对称表示形式。根据前述途径，Zernike多项式也是轴对称表示形式。就此而言，有用的实施例包括Zernike[0,0]、Zernike[2,0]、Zernike[4,0](Noll[11])、Zernike[6,0]、Zernike[8,0]、Zernike[2×n,0](n是整数)等。
[0066] 借助一种途径，可变形光学透镜101可仅利用这样的表示形式模制，此表示形式足以将可变形透镜模制成在例如测得的2微米的真实物理形态内。具体地说，光学模型能在可变形光学透镜的弯曲范围内限定Zernike[4,0]形状。
[0067] 在一个具体实施例中，提供构造成可利用球冠与Zernike多项式模制的可变形光学透镜。球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。在另一实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在另一实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。其它实施例是可行的。
[0068] 暂时参照图10A，弯曲百分比定义成透镜高度1001(通常由h表示并且与光轴1005共线)与透镜半径1002(通常由a表示)之比乘以100。球体1004将具有长度R＝(A2+h2)/(2h)的半径1003(通常由R表示)。因此，0％弯曲是平坦的，球体的半径等于无穷大，而100％弯曲是高度h与半径A相等时的情况。遵照此约定，正弯曲数值对应凸透镜，负弯曲数值对应凹透镜。
[0069] Zernike[4,0]系数的量值大体随着弯曲百分比增大。而且，所述量值是透镜成形器的内直径的函数。暂时参照图10B，可以看到，Zernike[4,0]系数的量值(y轴线上所示)大体随着弯曲百分比(x轴线上所示)增大。
[0070] 在另一实施例中，提供构造成可利用球冠以及Zernike多项式模制的可变形光学透镜。每个Zernike多项式的量值取决于可变形光学透镜的弯曲。在另一实施例中，球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米内。在另一实施例中，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值随可变形光学透镜的弯曲百分比的量值增大。在另一方面，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜直径。对于微型化设计而言，透镜常具有在1mm至10mm范围之间的透镜直径。在再一实施例中，Zernike[0](Noll[1])多项式的量值随可变形光学透镜的弯曲百分比的量值增大，并且Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0071] 这些模型易于用于设计周围的光学器件(例如一个或者多个特定的透镜)，这些光学器件适于优
化成用于在可变形光学透镜的任何特定时刻根据形状向可变形光学透镜发出光并接收来自可变形光学透镜的光。
[0072] 因此，通过将可变形光学透镜约束至可如上所述模制的形状，一个或者多个透镜更容易被限定并且设计以(总地)出产能在可变形光学透镜的形状范围内提供有益性能的光学路径以及透镜组件。例如，这些示教可用以出产用于能够(但不限于)聚焦、三倍放大并且提高宏观性能的小型照相机的极小并且相对便宜的变焦透镜。
[0073] 图1与图2展示了可变形光学透镜组件100。可变形光学透镜101的一部分包括直接固定至透镜成形器103的可变形透镜膜102，该透镜成形器包括限定可变形光学透镜101的外边界的周围
框架。
[0074] 借助一种途径，可变形透镜膜102包括透明的
硅氧烷，透镜成形器103包括硅。可利用多种其它材料构成这些元件。
[0075] 透镜成形器103可由金属、准金属、金属及准金属氧化物以及
合金构成。给出作为金属氧化物与准金属氧化物的实施例的TiO2、CaTiO3以及SiO2；GaIn、InGaAs、GaTe或者GeTeSb以及
钢是可利用的合金的实施例。材料的其它实施例是可行的。
[0076] 借助一种途径，透镜成形器包括利用改良的
半导体工艺或者其它
刻蚀技术形成的硅。透镜成形器形成
二氧化硅层。然后此二氧化硅层直接(即，在无
粘合剂或者诸如夹子、大头针等的其它附接机构的情况下)结合至硅氧烷膜。可利用多种其它材料构成这些元件。
[0077] 可采用
表面处理以增进膜与成形器的结合并且扩展所使用的材料种类。形成氧化层的任何材料会通过活化作用直接结合至膜。前述材料以及其它材料可进一步暴露于促进剂、
等离子体或者其它处理，这会增进膜与成形器的直接结合。在促进剂的情况下，会在基部成形器与膜之间存在非常薄层的材料(可能是
单层材料)，这不是具有显著厚度的胶。
[0078] 膜也可以由诸如聚
氨酯、乙烯共聚物(EVAL)、
丙烯酸丁酯/聚甲基丙烯酸甲酯共聚物、三元乙丙
橡胶(EPDM)、苯乙烯共聚物、硅氧烷共聚物、接枝硅氧烷之类的多种材料或者任何其它透明或者半透明柔性膜构成。材料的其它实施例是可行的。
[0079] 硅氧烷材料族被理解为包括聚硅
酮(聚硅酮的硅氧烷官能团形成所谓的主链)。此外，材料可以包括诸如(但不限于)二氧化硅填料、MQ
树脂填料、过渡金属氧化物填料(例如但不限于TiO2)以及方解石化合物之类的添加剂以及用于亲
水表面的助粘剂。在一方面中，硅氧烷膜会具有这样的一侧，该侧比相对侧光滑。在此示例性实施例中，较粗糙侧104背离透镜成形器103(并且面朝下文所述的光学流体)。因此，硅氧烷膜的较光滑侧105面朝透镜成形器103。在其它实施例中，所述侧具有大致相同的光滑程度。
[0080] 在此实施例中，硅氧烷膜附接至硅透镜成形器103的平坦面，并且与其共同延伸(具有相同的空间或者时间范围或者边界)。在此特定示例中，硅氧烷膜直接(即，在无粘合剂或者诸如夹子、大头针等的其它附接机构的情况下)附接至硅透镜成形器103上的二氧化硅层。例如，在一种或者两种组分的等离子体辐照后，透镜成形器103与硅氧烷膜在高温(例如60至200摄氏度)下彼此密切接触以创建硅氧烷与二氧化硅的结合，该结合使一种组分粘附至另一种组分。
[0081] 还可以借助其它形式的表面处理引发结合机制，例如膜或者透镜成形器、基底以及/或者孔暴露于辅助化学制剂。在所有这些情况中，最终结合的本质是相同的(具体地说是“直接”)，不使用或者不需要粘合剂或者其它附接机构。
[0082] 要理解的是，在一方面中，所述结合可由与化学组份相当的表面粗糙度主导。在一个实施例中，当使用等离子体的最佳参数(其表面粗糙度固有地高于
铝)时铝与硅氧烷薄膜会结合。
[0083] 借助一种途径，预预先张紧紧的膜保持平坦，同时透镜成形器103与之形成上述接触。在典型的应用配置中，膜会延伸超出透镜成形器103的周界。借助一种途径，透镜成形器103的底角/底边106是方形的，并且足够锋利使得边缘106能用作沿边缘106利落并精确地切断膜(例如通过与边缘106相反地牵拉膜)的切割工具。切割控制以及膜的预预先张紧紧会使膜从边缘回拉901。这样的方法避免了留有任何延伸出透镜成形器103的外周界的膜，提高了透镜成形器103与筒500之间的接触点902的
质量，从而如本文中所公开的使得容易准确而又容易地将完成的可变形光学透镜组件100布置在相应的筒中。这允许更好地控制光学设备内的硅氧烷/硅组件的公差。
[0084] 暂时参照图10C，可变形光学透镜101包括可变形透镜膜102，该可变形透镜膜直接固定至透镜成形器103。膜的边缘已经被切掉了并且在标记有1020的箭头方向上沿透镜成形器退回。孔1022也如所示配置。在此实施方式中，表面190是存在空气硅氧烷界面的表面，还确定透镜的形状，并且对光学性能起到非常重要的作用。表面191将位于流体膜界面处，对透镜的光学功能影响很小。
[0085] 如上所述，膜可直接附接至透镜成形器103。利用这样的方法有助于确保从轮廓分明的、精密的透镜成形器边缘201(如图2中所指示的以及图10F中的1006)而不是从某些可变的胶合面或者夹具“发射”膜102的光学部分。这进而有助于确保可变形光学透镜101的轴对称性以及合成透镜根据这些示教的有效模制性能(尤其在透镜根据设计变形时)。成形器103的内部边缘上的表面制作有扇形边193以此方式减少由杂散光引起的图像变差。还可以使用粗化或者哑光黑。其它方法是可行的。在一方面中，当产生这样效果中的任何一者时，必需确保不影响轮廓分明的透镜成形器边缘201的质量。在一些实施例中，透镜成形器边缘
201的直径大约在1.0与10mm之间。
[0086] 在维持匹配面的质量的同时膜102直接附接至透镜成形器103也有助于确保与透镜成形器位置有关的尺寸以及所附接的膜关于整个组件的其它部件的尺寸。避免了由不规则的胶合、夹持和或者膜切割处理造成的平移、倾斜、偏心以及随机的边缘误差，因此确保关于其它光学元件的对准
精度主要受透镜成形器103与膜102的精度的影响。图8描绘了邻近但尚未安装在筒500中的上述可变形光学透镜101。并且图9描绘了关于安装在筒500中的可变形光学透镜101的某些细节。
[0087] 可变形光学透镜组件100包括贮存器107。此贮存器107借助一个或者多个通道109以流体108液压联接至透镜101。如此构造，光学流体108能被推进到透镜101中从而使上述膜向外变形(由附图标记110标示的假想线表示)，或者能被朝贮存器107推回从而使膜向内变形(由附图标记111标示的假想线表示)。可操作地联接至贮存器107的泵112能控制光学流体108的此移动，并且选择的控制
电路113则能控制泵112。在一些实施中，透镜101的移动可以使得假想线111的形状能从凸状变凹状。此过程可逆并且可重复。通过调节系统中的光学流体的体积，透镜101的其余位置能从凸状调节成平坦状、调节成凹状。调节此体积以改变透镜的初始状态的操作用于最大化泵112的效率。也可以选择过填充该系统，使得当系统停机时透镜与贮存器是受压的，这会保持透镜在凸状态下的
曲率。可以利用系统的大的过填充从而即便透镜可以从凸状移动至凹状也仅需要单方向
致动器与驱动电路。
[0088] 可变形膜102与光学流体108可以具有一定范围的折射指数。例如，可变形膜102可具有约1.35至约1.65(例如1.4)的折射指数。光学流体108可具有约1.25至约1.75(例如1.3)的折射指数。可添加作为一类新型流体的分散体，尤其是具有高RI的分散体。能通过混合光学流体并且添加具有不同光学性能的次
波长大小的组分制造分散流体。通过利用分散，流体的折射指数可以变更并且增大至高达1.95的值。也能通过此方法变更分散流体的阿贝数。这些分散用的
溶剂也可以是全氟醚或者硅氧烷。此外，流体可以是合成的。流体的其它实施例是可行的。借助一种膜/流体途径，折射指数在这两个透镜组分之间的差异优选是0.1以下。在膜以粗糙侧与光学流体108接触的情况下，将对光学性能存在微不足道的影响。光学流体108可以包括任何种类的材料。就此而言，对于一些应用配置来说，全氟醚或者全氟化
碳、或者部分氟化醚与碳氢化合物会发挥良好作用。在一方面中，只要
蒸汽压力接近零并且流体不会使膜膨胀，那么就可以使用任何流体。
[0089] 如此构造，能通过选择性控制可变形光学透镜101本身中的光学流体108的量以多种选择性方式折射穿过可变形光学透镜组件100的光114。这就是说，可预期在一些与一个或者多个其它透镜联合使用的应用配置中这样的可变形光学透镜组件100运行最佳。
[0090] 考虑到这种需要，这些示教支持利用前述球冠以及选择的轴对称Zernike多项式提供可变形光学透镜101的模型，然后利用此模型优化周围的光学设计以结合可变形光学透镜使用。如上文提及的，轴对称的Zernike多项式可以包括由Zernike[4,0]以及Noll[11]表述的多项式(由图3中的附图标记301标示)。如本文中所使用的，“轴对称”意思是关于轴线对称并因此旋转不变。从立体角度来看，此特定的Zernike多项式有些令人想起宽边帽，或者从侧面来看，有些令人想起大写字母“M”。尽管“M”形是优选的实施方式，但是应注意，Zernike系数既可以是正的也可以是负的。例如，一般情况下具有“M”和“W”形是可行的。材料选择、预先张紧以及用于使膜结合至透镜成形器的处理会影响透镜的形状并有助于控制透镜的形状。
[0091] 此轴对称的Zernike多项式实际上表示可变形光学透镜101从理想的球冠表面的偏离。按照这些示教，通过选择所应用的材料、调整过程以及使膜结合至透镜成形器103的方式控制球体形状以及M形状，从而最小化M形状各部分的变动。因此，可以设计前述光学模型以在可变形光学透镜101的预期范围内限定此M形，然后设计将此光学模型考虑在内的相应的光学器件。
[0092] 图4展示了组件400，该组件采用了两个与多个其它透镜401以及棱镜402结合的这种可变形光学透镜101(101A与101B)。此组件400可用作小型照相机，例如布置在现代化智能手机或者平板/平板式计算机内的照相机。来自感兴趣的场景的光403经由第一容器透镜405和其中一个第一可变形光学透镜101A进入组件400，之后在至采集相应图像的传感器平面406之前，进入棱镜402，棱镜402使光成角度地穿过随后的一系列包括第二可变形光学透镜101B在内的透镜的棱镜402。
[0093] 如此构造，可变形光学透镜101A与101B中的一者或者两者能选择性地变形成向组件400提供光学变焦、聚焦以及微距的能力。要理解的是，此光学变焦能力不需要向相应壳体的外部机械延伸的透镜，也不需要组件400的外部尺寸可变动以适应这种能力。因此，这样的组件非常适于匹配一般操作环境以及诸如智能手机等装置的局限性。
[0094] 每个透镜401的确切形式、尺寸以及相对位置当然会随相应应用配置的具体需要变化。这就是说，对于一些应用配置而言，至少若干这些透镜401(如果不是两个非球面)至少是非球面的话会发挥良好作用。概括来说，本领域中的普通技术人员会明白，这些参数被选择成在传感器平面406处提供最佳图像的可能性。这就是说，重申上述要点，这些透镜401中的一个或者多个可设计成适应利用上述模型预期的可变形光学透镜101A与101B的透镜形状的范围。就此而言，因为这些模型基于这些其它透镜401的尺寸、形式以及位置准确表示这些可变形光学透镜101A与101B的折射行为，在此
基础上模型总地来说在整个组件400的操作放大范围内产生高质量图像结果。
[0095] 这些多个透镜401以及棱镜402可以由包括例如玻璃或者塑料的任何适当材料形成。通过一种途径，棱镜构造成在不需要表面上的任何反射涂层的情况下利用全内反射提供高反射率。也可以使用诸如反光镜之类的其它反射面。这些反射面可以主动移动，甚或是另一适应性表面。
[0096] 本文中所述的可变形光学透镜优选容纳于筒中并且筒布置在光学壳体内。图5至图9提供了关于有关能在这些方面发挥良好作用的筒的细节的多个视图。图5至图7例如展示了具有三个间隔开的径向居中的D形切口的筒500，由附图标记501标示的相应椭圆强调了这些D形切口。在此实施例中，筒500进一步包括三个间隔开的翻倒/倾斜的Z轴线
定位垫，借助附图标记502标示的相应的椭圆突出这些定位垫。
[0097] 这三个垫有效地用作三
脚架以
支撑可变形透镜成形器103，由于图2中所示组件的精度此三脚架在膜102的整个操作范围精确定位膜102。具体地说，设计者可以通过对一个或者多个这些垫做出适当变更而影响随后的变动。有些相似的D形切口用以使透镜101在侧面居中，下游的再变更使之非常容易达到完美配合。在此示例性实施例中，垫不垂直对准D形切口(侧垫)。如此构造，筒模具中的半径不直接影响透镜101，因此相对于恰当对准可变形光学透镜101并且使可变形光学透镜101定向而言遇到问题较少。
[0098] 可以以多种方式表征这些示教。在一个方面中，可变形光学透镜构造成可利用球冠以及Zernike多项式模制。
[0099] 在一些方面中，球冠与Zernike[4,0](Noll[11])多项式足以将可变形光学透镜模制在2微米内。在其它方面中，两个Zernike多项式包括轴对称Zernike多项式。在其它方面中，两个Zernike多项式包括Noll指数1与11。
[0100] 在其它实施例中，可变形光学透镜系统包括透镜成形器与可变形透镜膜。膜在没有粘合剂的情况下直接附接至透镜成形器。在一些方面中，透镜成形器由硅构成，可变形透镜膜由硅氧烷构成。
[0101] 在其它实施例中，提供构造成可利用两个Zernike多项式模制的可变形光学透镜。这两个Zernike多项式用于提供可变形光学透镜的模型。可变形光学透镜的模型用于至少构造与可变形光学透镜结合应用的第一固定透镜。在其它方面中，可变形光学透镜的模型用于至少构造与第一固定透镜结合应用的第二固定透镜。
[0102] 在其它实施例中，可变形光学透镜包括具有约1.4的折射指数的可变形膜以及光学流体。光学流体至少部分受可变形膜约束并且具有约1.3的折射指数。在一些方面中，光学流体包括全氟醚。
[0103] 在其它实施例中，完成透镜成形器与可变形透镜膜两者的清洁与表面处理操作。可变形透镜膜直接结合至透镜成形器，而不使用诸如粘合剂之类的第三材料。在一些方面中，可变形透镜膜的光滑侧直接结合至透镜成形器。
[0104] 在其它实施例中，多光学元件组件包括第一可变形光学透镜、第二可变形光学透镜以及棱镜。棱镜布置在第一与第二可变形光学透镜之间。
[0105] 在一方面中，至少两个固定透镜布置在第二可变形光学透镜与图像传感器之间。在另一方面中，两个固定透镜包括校正透镜，这些校正透镜构造成可变形光学透镜中至少一者的模型的函数。在其它方面中，模型利用两个Zernike多项式表征至少一个可变形光学透镜。在一些实施例中，这两个Zernike多项式包括轴对称Zernike多项式。在其它一些实施例中，这两个Zernike多项式包括Noll指数1与11。
[0106] 要理解的是，本方法提供构造成根据或者遵照数学表达式、关系式、方程式以及原理成形的透镜。现在描述一个这样的表达式。
[0107] 以下内容用在此实施例描述中：
[0109] r＝径向位置；
[0110] C＝曲率c＝1/R；
[0111] A＝由透镜成形器边缘限定的透镜的半径。这是膜的发射点。
[0112] r/A＝归一化径向位置；
[0113] Aref＝基准透镜孔的半径；
[0114] Z＝透镜的凹凸度(sag)；
[0115] al＝平移项(Zernike 0项)；
[0116] all＝主要的球形像差项；
[0117] p1-p7＝球形像差的曲率相关性项；
[0118] k1-k2＝球形像差的直径相关性项；
[0119] 描述膜形状的球形分量(C＝1/R)：
[0120]
[0121] 平移项(Zernike 0项)可以描述成：
[0122] Zpiston＝a1
[0123] 并且，表示主要球形像差的项：
[0124]
[0126] ZLensVertex＝Zsphere(r，C)+ZSA(r，a11，A)
[0127] 将此列在一起得出：
[0128]
[0129] 然而，球冠的透镜顶点位置随形状改变而改变(即，发生转动)。如图10D中所示，处于高度弯曲态的膜的形状由标记为180的曲线表示，并且相应的球冠由标记181的曲线表示。处于中度弯曲状态的膜的形状由标记为182的曲线表示，并且相应的球冠由标记为183的曲线表示。处于所示的最低弯曲状态的膜的形状由标记为184的曲线表示，并且相应的球冠由标记为185的曲线表示。就“球冠”而言，意思是球体被完全切成两部分，这两部分都是球冠。可以看到，顶点随膜的移动沿z轴线上下移动。例如，与膜更弯曲时相比，球体的顶点在膜比较平坦时沿轴线降低。
[0130] 还存在余差效应187，此余差效应是透镜位置与球冠曲线之间的差异。发射点(launch point)188表示这样的点，膜从此点发生弯曲。在二维视图中这看起来像点，但是本领域中的普通技术人员会意识到这在三维空间中表示圆。这在基于边缘的透镜成形器中，此点固定，并且所述圆具有恒定的半径。在基于表面的透镜成形器中，此点可以移动，并且在仍被很好限定的同时具有取决于透镜弯曲的半径。
[0131] 可以利用发射点作为Z参照而改写上述方程式。图10E中所示的图表示出了此转换，并且使Zernike项适合余差。在此情况下，仅从顶点方程式减去发射点处的凹凸度：
[0132] ZLens＝ZLensVertex(r)-ZLensVertex(A)
[0133] 然后方程式变成：
[0134]
[0135] 此方程式中的第三项相当于平移与主要的球形像差贡献的总和，假定平移项被选择成：
[0136]
[0137]
[0138] 球形像差项all不是常量，而依赖于透镜的弯曲以及孔径：
[0139] a11＝f(C，A)
[0140] 并且相关性的形式被确定成：
[0141]
[0142] 现在参照图10F，描述基于边缘的透镜成形器的一个实施例。膜1002是结合至硅透镜成形器1004的硅氧烷。如所示，光轴1003(例如本文中其它地方描述的折叠光轴、对象轴线或者传感器轴线)延伸穿过其中布置有膜1002与透镜成形器1004的光学设备。发射点1006是固定的，并且是膜1002由此发射的点。尽管点1006是固定的，但是发射角变动。例如，一次存在第一发射角1008。第二次存在第二发射角1010。其它发射角是可行的。
[0143] 现在参照图10G，描述基于表面的透镜成形器的一个实施例。膜1002是结合至硅透镜成形器1004的硅氧烷。如所示，光轴1003(例如本文中其它地方描述的折叠光轴、对象轴线或者传感器轴线)延伸穿过其中布置有膜1002与透镜成形器1004的光学设备。第一发射点1006是这样的点，膜1002在某个时间点根据弯曲从此点发射。第二发射点1007是这样的点，膜1002在另一个时间点根据膜弯曲从此点发射。与图10F的实施例相比，发射角保持固定，因为膜总是在发射点处
正交于透镜成形器。可以借助能例如通过模制、
车削或者软刻蚀制造光滑的轴对称形状的方法构成/实施透镜成形器1004。
[0144] 图10B与图10C中所示的两个系统可以构造并且控制成产生期望的光学功能。
[0145] 现在参照图10H，描述提供释放气压的设备1050的一个实施例。该设备包括膜1052、透镜成形器1054、光学壳体1056以及固定透镜1058。光学流体1060经通道1062与贮存器1064交流。空气1066是膜1052的一侧。气压释放通道1068延伸穿过光学壳体1056。
过滤器1070保护光学设备1050的内部免受污染物，否则这些污染物会穿过气压释放通道1068。
[0146] 在一方面中，空气1066通过气压释放通道1068被抽出。实际上，空气贮存器位于设备1050外部。以此方式，节省了空间，膜上存在较小的背压，并且可以在模块1050内维持标称
大气压。
[0147] 图10H表示系统的示意图。在一些方面中，在两个可变形透镜系统内的两个膜的前方存在空气。在一些实施例中，系统构造成使得位于膜前方的两个空气室穿过光学壳体并且穿过用于两个系统的单个过滤器通气。这有利于减少成本，并且因为光学系统如此构造，所以存在膜相对于共享空气沿反方向移动的趋势，而且与完全平行系统的情况相比过滤器有较少的空气流过。
[0148] 现在参照图11至图16，描述光学设备的一个实施例。为了清楚起见，图11至图13示出了穿过轴线的光学路径，而图14至图16示出了光学设备内的光学部件。
[0149] 现在特别参照图11、图12以及图13，描述光学设备1100。光学设备1100包括光学壳体1101、筒1102以及
电路板1103。折叠光轴1111延伸穿过光学设备1100，并且更具体地说，穿过光学设备1100中的光学元件。折叠光轴1111包括传感器轴线1130以及对象轴线1132。下文关于图14至图16详细描述光学部件。一般而言，筒1102是中空的圆筒形部件，并且可以由诸如塑料之类的材料构成。材料的其它实施例是可行的。类似地，光学壳体1101是中空的圆筒形部件，并且也可以由诸如塑料之类的材料构成。尽管本文示成了分开的部件，但是要明白光学壳体1101与筒1102可以形成为单个、整体部件。此外，尽管本文示出了一个光学壳体，但要理解分裂的光学壳体可以用于保持其它部件。
[0150] 光学壳体与筒至少形成光学对准结构的一部分，并且该光学对准结构关于平面1104显著对称。正如所示，平面1104延伸穿过对象轴线1132与传感器轴线1130。对象轴线
1132与传感器轴线1130是不平行的，布置在平面1104中，并且在单个点1133处相交。非常类似图52A中的情况，平面1104是用于剖开图4、图12、图13、图14、图15、图16、图19、图20、图
21A、图21C、图51A以及图49中的组件的平面。
[0151] 传感器1112联接至电路板1103。传感器1112将光学信息由感测到的光转换成电
信号。传感器1112布置在传感器壳体中，在一个实施例中该传感器壳体由塑料构成。也可以使用其它材料。电路板1103处理从传感器1112接收的
电信号。传感器保护装置或者玻璃罩(图14至图16中所示)可以
覆盖并且保护传感器。在一方面中，传感器保护装置是红外线过滤器。电路板1103可以与执行多种处理功能的
电子部件结合。例如，处理功能可以包括图像稳定、
图像处理功能以及用于马达的控制功能。功能的其它实施例是可行的。电路板1103可以包括热传感器、加速计以及至泵(用于使流体移入以及移出可变形透镜)的互连。部件的其它实施例是可行的。剖切面1104延伸穿过设备1100。就此而言，图12示出了在剖切面1104处看到的截面。
[0152] 光
线束包络线1134被示成布置在设备1100内。光线束包络线1134示出了在剖切面1132中穿过光学设备1100的光的范围。这不包括形成光学图像的所有光线，而是包括限定那些光线的外直径的光线。就此而言，光线束包络线1134具有这样的表面，该表面限定考虑到所有透镜视野以及所有对象距离时的最外部的光线。换而言之，光线束包络线1134不是单条光线，而是任一给定位置处用于形成图像的最外部的光线。光线束包络线1134限定膜的光学活性部或者区域。即，膜的接触光线束包络线1134的所有部分构成膜的光学活性部分。现在描述系统的膜与其它光学部件。光线束包络线1134的形状是固定透镜与可变透镜、孔径、
挡板以及传感器几何形状的函数。
[0153] 现在参照图14、图15以及图16，描述图11、图12以及图13的光学设备的光学元件的一个实施例。光学元件包括第一膜1401、第二膜1402、第一透镜成形器1405、第二透镜成形器1407、第一固定刚性透镜1406、第二固定刚性透镜1408、第三固定刚性透镜1410、第四固定刚性透镜1412、第五固定刚性透镜1414、第六固定刚性透镜1416、传感器玻璃1418以及反射面1422。传感器玻璃1418覆盖并且保护传感器1419。在一些实施例中，传感器玻璃1418包括红外线过滤器。
[0154] 膜1401与1402的移动部分由透镜成形器(本文中其它地方描述的)的边缘界定，并且具有光学部分，光线穿过这些光学部分。在一个实施例中，膜1401与1402由硅氧烷构成。材料的其它实施例是可行的。
[0155] 第一膜1401与第二膜1402分别是第一可变形光学透镜与第二可变形光学透镜。第二膜1402是第二可变形光学透镜的一部分。光线束包络线1134包括来自入射对象图像的光线。如所提及的，包络线1134不是单条光线，而是位于任一给定位置处用于形成图像的最外部的光线。
[0156] 图像与光线沿折叠光轴1311穿过第一固定刚性透镜1406，穿过膜1401，被反射面1422反射，穿过第二固定刚性透镜1408、穿过第二膜1402，然后相继穿过固定刚性透镜
1410、1412、1414、1416，穿过传感器玻璃1418，然后被传感器1419感测。下文将更详细地描述可变形光学透镜的其它部件。
[0157] 换而言之，现在还参照图11、图12以及图13，光学路径布置在光学壳体内，并且大体沿着折叠光轴。更具体地说，光学路径沿着对象轴线1132从设备外部的对象至反射面1422。光学路径在反射面1422处弯曲或者重定向，然后沿着传感器轴线1130至光学壳体端部处的传感器1419。光学路径穿过多个可变形光学透镜以及固定透镜。光线束包络线通常沿着此路径。
[0158] 光学壳体1101构造并且布置成使可变形光学透镜(下文所更详细地描述的)沿传感器轴线1130对准，并且还使可变形光学透镜沿从传感器轴线1130径向向
外延伸的方向对准。
[0159] 在一些方面中，光学壳体1101具有大量与装置的诸如透镜之类的内部部件接触的接触点。在一个实施例中，位于光学壳体1101之间的三个接触点用于使各个透镜径向对准。当使用五个透镜时，在光学壳体1101的内部上存在15个接触点(在一个实施例中)。由于模制部件的此复杂性(尤其是包含反射面安装特征的模制部件)，光学壳体1101的固有轴线会歪曲。为了良好的光学性能，透镜必须与折叠光轴1111光学对准。照此，单独的接触点定位成当每个透镜与接触点接触时，每个透镜轴线对准成与折叠光轴1111一致。另选的是，可以使用模具偏心销，使得当光学壳体变形时，透镜匹配面的最终对准使透镜就位。在其它实施例中，可以为每部分制作多个模腔，并且经过匹配透镜的过程会使模腔与折叠光轴1111对准。
[0160] 固定刚性透镜1406、1408、1410、1412、1414以及1416例如由塑料构成。也可以使用玻璃与其它材料。这些透镜是固态的，并且具有一直不变动的形状。每个固定刚性透镜包括光学部分与机械部分。机械部分包括径向对准表面与第一z轴线对准表面。z轴线沿折叠轴线对准。还提供固定刚性透镜安装至光学壳体或者筒的安装特征。光学部分可以是球形的或者非球形的形状。在一个实施例中，
杨氏模量总体大于1Gpa。在另一方面中，折射指数范围从约1.45到1.7。在再一方面中，阿贝数是15与65。也可以使用这些参数的其它值。
[0161] 第一可变形光学透镜包括第一透镜成形器1405、第一膜1401、固定刚性透镜1406以及位于第一膜1401与固定刚性透镜1406之间的流体。在一些方面中，第一可变形光学透镜进一步包括筒(例如筒1102)，并且被筒界定。
[0162] 第二可变形光学透镜包括第二透镜成形器1407、第二膜1402、固定刚性透镜1408以及位于第二膜1402与固定刚性透镜1408之间的流体。在一些方面中，第二可变形光学透镜进一步包括筒(例如筒1102)，并且被筒界定。
[0163] 反射面1422反射光线束包络线1134的入射光线，在一个实施例中，反射面1422以约90度角反射光线束包络线1134的入射光线。反射面1422可以是棱镜、反光镜或者论及一些实施例的自适应元件。
[0164] 膜1401与1402根据光学设备的操作模式移动。如图14中所示，膜1401与1402被示出成位于适当位置，此位置表示设备处于长焦模式并且聚焦在无限远处。如图15中所示，膜1401与1402位于表示设备处于宽模式并且聚焦在无限远处的适当位置。就“宽模式”而言，意思是视野大体约60至70度。就“长焦”而言，意思是视野大体在15至25度之间。变焦的较大值产生较小的角度，较宽的角度产生较大的角度。其它值是可行的。在图16中，供参考的是，膜被示成处于平坦的、非
增压的状态。
[0165] 现在参照图17A至图17C、图18、图19以及图20，描述对于本文中所述的光学设备的坐标系的实施例。要明白的是，坐标系可以应用至本文中所述的任何光学设备结构以及此结构内元件的相对定位。
[0166] 光线从对象1703延伸。对象轴线1704从对象1703延伸，并且延伸至反射面1707(在一个实施例中是棱镜)。传感器轴线1705从反射面1707延伸至传感器1702，并且与对象轴线1701成约90度角。总起来说，对象轴线1701与传感器轴线1705形成折叠光轴1701。折叠部
1708是折叠轴线弯曲之处，并且在一个方面中约为90度。其它角度是可行的。径向方向矢量(R方向)1704从折叠光轴1701沿径向方向向外延伸。
[0167] 如图17A中所示，Z方向矢量1710从传感器1702延伸。另一Z方向矢量从反射面延伸至对象1703。Z方向是折叠光轴方向，而R方向是垂直于折叠光轴的方向。
[0168] 现在参照图19，光线束1714从对象1703延伸至反射面1707，然后至传感器1702。如图20中所示，介绍了
光学传感器与对准元件。更具体地说，示出了第一固定透镜1750、第二固定透镜1752、第三固定透镜1754、第四固定透镜1756、第五固定透镜1758、第六固定透镜1760、第一膜1762、第二膜1764、第一透镜成形器1766、第二透镜成形器1768以及反射面
1770。所述光线束是用于形成图像的所有光线的一个子集。
[0169] 现在特别参照图17B，示出部件沿θ方向的移动。反射面1707具有延伸出页面的枢轴线1780。入射角1782(α1)是从入射光线1783测量的，并且是相对于与反射面1707的表面1785正交的矢量的。角1781(β1)与θ1是入射角的两倍。θ1限定传感器轴线1705与对象轴线
1704之间的角间距。在第一定位中，入射角1782是45度，并且□是90度。但是，反射面1707可以绕枢轴线1780沿由标记1786的箭头指示的方向旋转。入射角1702增大至α2，从而使θ增大至第二值θ2。在此情况下，θ2增大至90度以上。角1781(β2)与θ2是入射角的两倍。而且，β2-β
1＝2(θ2-θ1)。在其它实施例中，旋转与标记为1786的箭头的方向相反，并且角度减小。
[0170] 现在特别参照图17C，示出部件沿Φ方向的移动。Φ轴线1790延伸穿过反射面1707。整个反射面1707可以绕Φ轴线1790沿标记为1792的箭头指示的方向旋转。
[0171] 现在参照图21A，描述光学设备2100，尤其示出了可变形光学透镜及其操作。设备2100包括第一(顶部)可变形光学透镜2126以及第二(底部)可变形光学透镜2125。
[0172] 顶部可变形光学透镜2126包括第一筒2112、第一透镜成形器2108、第一膜2104、第一刚性固定透镜2116以及第一光学流体2122。
[0173] 底部可变形光学透镜2128包括第二筒2114、第二透镜成形器2110、第二膜2106、第二刚性固定透镜2118以及第二光学流体2124。光学壳体(图21A中未示出，但在图21C中示出)包绕这些部件。换而言之，可变形光学透镜存在于筒中，这些筒本身布置在光学壳体中。在一些实施例中，筒是与光学壳体分开的并且有区别的元件。在其它实施例中，筒与光学壳体是相同的、连续的、成整体的元件。
[0174] 膜2104与2106被透镜成形器的边缘(具有直径的透镜成形器边缘)界定，并且具有光学活性部，光线穿过此光学活性部。在一个实施例中，膜2104与2106由硅氧烷构成。材料的其它实施例是可行的。
[0175] 膜2104与2106均形成位于透镜的一侧上的膜-空气边界以及位于透镜的另一侧上的膜-流体边界。在一方面中，膜在膜-空气边界处比在膜-流体边界处光滑些以便散射光。透镜成形器2108与2110由非塑性材料构成，在一些实施例中非塑性材料是钢或者硅。也可以利用材料的其它实施例。透镜成形器2108与2110可以包括孔径(或者是固定的，或者是可变动/可调节的)或者与孔径关联。根据形状与材料可以使用多种制造工艺，半导体型工艺、磨削、模制生产都是用于多种形式的材料的可行生产技术。
[0176] 固定刚性透镜2116和2118与流体2122和2124接触，并且有助于盛装流体2122和2124。例如，固定刚性透镜2116和2118由塑料构成。也可以使用其它材料。固定刚性透镜
2116和2118是固态的，并且具有一直不变化的形状。每个固定刚性透镜2116和2118都包括光学部分与机械部分。机械部分包括径向对准表面与第一z轴线对准表面。还提供固定刚性透镜安装至光学壳体或者筒的安装特征。光学部分可以是球形的或者非球形的形状。在一个实施例中，杨氏模量一般会大于1Gpa。在另一方面中，折射指数范围从约1.45到1.7。在再一方面中，阿贝数是15与65。也可以使用这些参数的其它值。
[0177] 如所提及的，可变形光学部分包括可变形光学透镜的活性光学部分。活性光学部分包括光学流体以及光学“桶”。更具体地说，可变形光学部分包括膜的光学活性部分。此膜的光学活性部分由光线束包络线中的外部光线界定，并且有赖于状态。还包括在可变形光学部分中的是光学流体(根据弯曲而变化)。固定刚性透镜的一部分(“固定刚性透镜光学部分”)也包括在可变形光学部分中。固定刚性透镜光学部分包括固定刚性透镜的第一侧(与流体接触)以及固定刚性透镜的第二侧(与空气接触)。固定刚性透镜光学部分由光线束中的外部光线界定。
[0178] 如本文中其它地方所述，第一光学流体2122经第一流体通道在第一贮存器与第一可变形光学透镜2126之间移动。类似地，第二光学流体2124经第二流体通道在第二贮存器与第一可变形光学透镜2128之间移动。流体的移动改变了相应膜的形状，并由此改变了透镜的光学性能。
[0179] 传感器2102与反射面2120也包括在设备2100中。反射面2120可以是棱镜、反光镜或者一些其它反光的可变形光学元件。折叠光轴2111从对象延伸并且延伸穿过所示设备。
[0180] 透镜成形器2108和2110包括透镜成形器边缘(接触相应的膜)、径向安装特征(例如位于保持透镜成形器的筒上的D形切口)以及z轴安装特征(例如垫)。透镜成形器2108和2110可以包括孔径，并且还可以包括用于散射光的一个或者多个附加结构。透镜成形器
2108和2110的功能是使相应的膜成形并定位。这些边缘也可以看做是发射点，膜的移动从这些发射点发射或者开始。还应该注意的是，这些边缘不需要是边缘(图10F的静态线性元素)，可以是表面(如图10G所示的动态区域元素)。
[0181] 在一方面中，这些方法可以用在包括光学部分的照相机模块中。照相机模块的光学部分包括光学壳体(例如图11至图13的光学壳体1101)以及至少一个可变形透镜(例如透镜2126或者2128)。可变形透镜包括透镜成形器(例如透镜成形器2108或者2110)。照相机模块的光学部分进一步包括至少一个固定刚性透镜(例如固定刚性透镜2116或者2118)，反射面(例如反射面2120)以及在光学部分外部的对象与反射面之间延伸的第一轴线(有时本文中描述成“对象轴线”)、从反射面延伸并穿过所述至少一个可变形透镜以及所述至少一个固定刚性透镜至传感器的第二轴线(有时本文中描述成“传感器轴线”)。第一轴线与第二轴线大体相互垂直，并且一起形成如本文中所述的折叠轴线。来自对象的入射光经过根据折叠轴线的路径。透镜成形器与固定刚性透镜是相对于光学壳体静止并且固定的。光学壳体用作对准这些部件用的主要的对准装置。
[0182] 在一些方面中，可变形透镜与反射面直接由光学壳体支撑，而不需要任何介于中间的结构。在其它实施例中，筒(例如筒1102)布置在光学壳体中，其中，所述至少一个可变形透镜接合至该筒。可使用粘合剂将部件固定就位。在一些实施例中，反射面包括棱镜或者反光镜。反射面的其它实施例是可行的。
[0183] 如所提及的，本文提供的光学装置还可以包括多个孔径与挡板。更具体地说，这些可以包括孔径光阑，这些孔径光阑是主要的孔径并且圆形化地限定光线束包络线。在另一实施例中，渐晕孔径是方形切割孔径，其以矩形(或者其它)形状限定光线束包络线。还可以使用阻止杂散光在结构内反射的挡板。挡板可以是不透明的(例如变黑的)环。挡板的其它实施例是可行的，并且也可以使用其它结构。根据光学设计需求使这些部分对准是在某种程度上由光学壳体执行的另一功能。
[0184] 现在参照图21B，描述反射面2120的一个实施例，该反射面具有接触点2150。接触点2150可以是来自用于安装、固定以及/或者对准反射面的光学壳体、胶斑或者其它布置的突出部。在图21B中，反射面2120是棱镜，该棱镜具有反射表面2123以及允许光穿过棱镜的抗反射涂层表面2125。表面2123可以涂覆成反光镜状，或者可以依赖全内反射以使光弯曲。
[0185] 现在参照图21C，描述光学设备2160的实施例，该实施例示出了沿R方向与Z方向的对准。光学设备2160包括顶部筒组2162(包括可变形光学透镜)、光学壳体2164、内部筒组2166(包括可变形光学透镜)、固定的固态透镜2168、2170、2172以及2174、传感器壳体组
2176(包括传感器)以及棱镜组2178。已在本文中的其它地方描述了这些部件的操作。
[0186] 径向对准特征2180(例如D形切口)使多个元件沿R方向对准。Z轴线对准特征(例如垫)使元件沿Z方向对准。换而言之，径向对准特征2180与Z轴线对准特征2182的使用使得能够移动、调整或者变动多个元件的位置以优化系统性能并且提高(优化)图像质量。
[0187] 尽管D形切口与垫是优选的对准特征，但是其它特征是可行的。可以使用对准用的其它工艺中的偏心零件与
垫片。光学壳体与位于光学壳体内的筒联接在一起。此联接布置使筒中的多个光学部件沿轴线对准。如果部件未对准，那么设备将不能正常运行并且图像质量会下降。
[0188] 现在参照图22A，描述D形切口(如用于本文中所述的一些部件中的那样的)的一个实施例。正如所示，剖面中所示的圆柱形管包括平坦侧2201与圆侧2203，光学壳体使用D形切口。D形切口用于下文所述的一些实施例中以实现R方向上的对准(如在本文中其它地方描述的那样)。D形切口可以是内部D形切口与外部D形切口两者，在内部D形切口处图像代表零件的外半径，在外部D形切口处图像代表零件的内部。如图22C中所描述的一些零件(例如筒2204)可存在这两种D形切口。
[0189] 如图22B中所示，描述D形切口(如在本文中所述的其它部件中使用的)的一个实施例。透镜成形器2202径向布置在筒2204内，该筒径向布置在光学壳体2206内。筒2204包括计时特征(或者凹进部)2208，来自光学壳体的突出部2210延伸到这些计时特征中。突出部2210具有平坦表面。如所示，圆柱形管(剖面中所示)包括平坦侧2202与圆形侧2204，光学壳体利用D形切口。D形切口用于下文所述的一些实施例中以实现R方向上的对准(如在本文中其它地方描述的那样)。
[0190] 借助D形切口的尺寸、形状以及位置可以沿R方向调节内部筒2204内的透镜成形器2202(以及透镜成形器内的光学器件，即，可变形或者固定光学透镜)的位置。如22B、图22C以及图22D是示出沿R轴线的部件的剖面图。
[0191] 图22C包括透镜成形器2202，该透镜成形器径向布置在筒2204内，该筒径向布置在光学壳体2206内。在此实施例中，来自筒2204的突出部2220在接触点2224处接触来自光学壳体2206的D形切口2222，并且筒2204的D形切口2226在接触点2228处接触透镜成形器2202。接触点位于不同的径向位置处，并且以角间距2230分开。一个方面中径向间隔的性质涉及内部接触点与外部接触点。这允许在2204中发生
应力释放并且保护透镜成形器2202。
[0192] 图22D包括透镜成形器2202，该透镜成形器径向布置在筒2204内，该筒径向布置在光学壳体2206内。在此实施例中，光学壳体2206上的D形切口2240在接触点2242处接触筒2204。筒2204上的D形切口2244在接触点2246处接触透镜成形器2202。接触点2242和2246位于不同的径向位置处，并且被间距2248分开。类似地，径向间隔的特性涉及内部接触点与外部接触点。这允许在2204中发生应力释放并且保护透镜成形器2202。
[0193] 图22E包括透镜成形器2202，该透镜成形器径向布置在筒2204内，该筒径向布置在光学壳体2206内。此视图示出了沿Z轴线的剖面图。在此轴线中，存在根据接触点的、产生长度2250的Z轴线间隔，这可用于应力释放。这类似于图22D与图22C所述。
[0194] 在本文中提出的可变形光学透镜中，通常使用透镜成形器(例如透镜成形器2202)，并且该透镜成形器通常由具有不同于筒中所用材料的
热膨胀系数的材料制成。形状与位置必须精确，这也是实现良好光学性能的一方面。在一个实施例中，硅用作透镜成形器并且具有每单位摄氏
温度变化约2.6×10-6m/m的膨胀系数，筒中的聚碳酸酯可能具有每摄氏度约70×10-6m/m的膨胀系数。光学壳体中可使用另一材料。膨胀系数之间的差异会致使由于模块的温度变化而积累应力。这会潜在地导致失效，并且还可能潜在地导致光学性能降低。通过制造例如图22B、图22C以及图22D中所示的系统，可使得能在一定程度上释放零件中的应力。在图22B、图22C以及图22D的实施例中，角间隔2230或者2248存在于光学壳体
2206以及透镜成形器2202的接触点之间，使得筒2204在不被光学壳体2206加强的情况下能自由弯曲。在图22E的实施例中，存在光学壳体2206和透镜成形器2202的接触点之间的z轴线间隔2250，类似地，此间隔使得筒2204能够自由弯曲。这些系统允许保持透镜成形器2202的筒结构的柔性提高，因而降低了光学上关键的透镜成形器2202内的应力。
[0195] 现在参照图23、图24以及图25，描述用在本方法的光学设备中的D形切口的其它实施例。这些附图中的一些附图示出了光学对准结构的剖面，该光学对准结构示出了形成在结构的不同元件中的多个D形切口。D形切口使透镜沿R方向(如本文中其它地方所述)对准。因为光学对准结构的形状复杂，所以光学对准结构可能在模制过程中歪曲并且变形。D形切口构造、确定尺寸、形状并且制成为在模制过程(用于构造或者形成光学壳体)中虽有
缺陷，但是所有光学元件都能对准折叠光轴2304。换而言之，筒与光学壳体在预定的并且有限数量的接触点处相互接触，从而提供可变形光学透镜沿传感器轴线的第一对准并且提供沿从延伸穿过可变形光学透镜的轴线径向向外的方向的第二对准。
[0196] 如所示，光学壳体2302具有折叠光轴2304以及传感器光轴2306。光学壳体2302包括筒2312。筒2312与光学壳体2302在预定的并且有限数量的接触点或表面处相互接触，从而提供可变形光学透镜沿传感器轴线2306(从传感器2312延伸至反射面2314)的第一对准并且提供沿从传感器轴线2306径向向外的方向的第二对准。
[0197] D形切口2308与2310被示出成形成于光学壳体2302中。为了维持筒的对中设置D形切口2308与2310。就“对中”而言，意思是使透镜轴线对准折叠光轴。
[0198] 筒2312存在并布置于光学对准结构2302内。D形切口2310维持筒2312的对中，因为这些D形切口在模制过程中被调整成达到良好的光学品质。
[0199] 如图25中所示，D形切口2314使透镜沿R方向对准。在此实施例中，还示出了透镜成形器2309。筒2312将光学对准结构的对准传递至透镜成形器2309。换而言之，因为筒被对准，所以透镜成形器2309被对准，并因此使可变形光学透镜的部件对准。
[0200] 现在参照图26与图27，描述光学对准结构的另一实施例。要理解的是，图26与图27是图11至图13中所示的装置的另选视图。图26中所示的视图是装置的从结构的传感器端朝反射面(例如棱镜)观察光学对准结构的端部剖面图。光学壳体2601包绕筒2622。筒2622包括可变形光学透镜。因为对准结构的形状复杂，所以会在模制过程中歪曲并且变形。翻倒/倾斜垫2602使光学部件(例如可变形光学透镜)沿z轴线方向(即，沿传感器轴线方向)对准。垫2602布置在透镜成形器2620与在光学壳体2601内的另一部件之间。
[0201] 现在参照图27，可以看到光学壳体是复杂的机械零件。不仅展示了位于零件的管状部分中的圆形的D形切口，还展示了使顶部可变形光学透镜沿Z轴线对准的翻倒/倾斜垫2603。翻倒/倾斜垫2604使反射面2606与光学设备中的其它光学元件对准。如图27中所示，翻倒/倾斜垫2603与2604使部件沿Z方向对准，因为垫使部件移动量(距离)调节方向移动。
垫2603与2604使棱镜和筒对准。就对准而言，意思是垫被设定尺寸成使棱镜与筒对准并定位成允许光穿过。现在转向本方法的其它方面，有利于防止产生于外源的机械能、
热能或者其它作用力至系统的光学部件(例如至多个固定透镜与可变形透镜)。如所描述的，环绕结构与多种弹性结构或者垫(或者其它结构)用于防止机械能或者热能达到系统的光学部件。
环绕结构与多种弹性结构或者垫也用于使保持所通过的剩余
能量的作用最小化。在一方面中，环绕结构与垫形成供流体穿过而从贮存器至可变形光学透镜的通道。环绕结构与垫作用成吸收机械能。而且，环绕结构与垫作用成热能传递的障碍。通过选择正确的材料，零件还可以设计成扩大以及最小化流体膨胀作用。
[0202] 在一方面中，由于考虑到可制造性而使用两个件(相比其物理分离，在更大程度上由其材料限定的环绕结构与垫)。如理解到的，借助
注塑成型方法难以(如果不是不可行)构成具有迂回、歪曲的通道的单一零件。如果以某种方法使用单一零件的话，那么此单一零件不会作用成令人满意的热或者机械障碍。应注意的是，可能在同一零件中发现利用两种不同材料的双液注塑成型的部分。虽然这会作为单个零件来自零售商，但是在本文中这被看做是两个零件。需要迂回或者歪曲的零件，因为马达(移动流体的部件)应贴近光学零件(例如透镜)以减少由流体
粘度引起的损耗。环绕结构与垫一起运转以提供从贮存器到可变透镜的通道。
[0203] 就“环绕结构”而言，意思是环绕设备的一部分的支撑结构。环绕结构可以由多种类型的诸如塑料之类的材料构成。就“弹性垫或者结构”而言，意思是弹性结构，此弹性结构也可以用于使光学部件对准，不过还可以用于提供用于光学设备的隔离功能。
[0204] 就“贮存器”而言，意思是保持流体的桶。贮存器桶可以由诸如致动器
密封件(例如膜)、环绕结构以及流体通道的入口之类的若干不同零件构成。流体通道朝贮存器开放并朝可变形光学透镜开放，从而使贮存器连接至可变形光学透镜。流体通道可以具有多个部分，可以由诸如环绕结构或者弹性膜、光学部分以及贮存器入口之类的多个部件构成。
[0205] 现在参照图28至图40，现在描述根据本方法的隔离结构。此结构包括光学壳体2892、筒2890、弹性垫或者结构2802、环绕结构2806以及泵2812。泵2812(以及泵内的马达)产生热以及/或者机械作用力2814，并且其部件容纳于
泵壳体2855内。这些部件包括马达(例如线圈、磁体、磁通返回结构)。如所示，光学壳体2892与筒2890是分开的元件。在其它实施例中，光学壳体与筒可以是成整体的同一元件。可变形光学透镜2804容纳于筒2890中。
[0206] 隔离结构使作用力2814与包括可变形光学透镜2804的光学器件隔离(例如吸收或者消散)。通道2816大体形成在弹性结构2802中之一与环绕结构2806之间。如由标记2818的箭头所指示的，流体经通道2816在贮存器2810与透镜2804之间交流。
[0207] 相比大部分固体材料，光学流体的
体积膨胀系数非常高，例如大于0.0010每摄氏度。由于高的流体热膨胀，可变形透镜的弯曲随系统温度的变化而变化。这必须由另外的马达行程(本文中其它地方描述了示例性的泵与马达)补偿。因此，期望减小流体膨胀作用以便减小所需的额外的马达行程量。与大部分固体材料相比，硅和其它弹性体的体积
热膨胀系数非常高，例如0.0009L/L每摄氏度。这可以与塑料的热膨胀系数相当(例如0.0002L/L每摄氏度)，或者与
铝合金的热膨胀系数相当(例如0.00007L/L每摄氏度)。在一个实施例中，弹性结构由硅构成，并因此用于部分补偿流体的热生长。
[0208] 本文中描述的长的流体通道(例如通道2816)增大了系统的总的流体体积，并因此扩大了流体的热膨胀作用。如所提及的，与大部分固体材料相比，光学流体的体积膨胀系数非常高，例如大于0.0011。由于高的流体热膨胀，可变形透镜的弯曲随系统温度的变化而变化。这必须由另外的马达行程补偿。因此，期望减小流体膨胀作用以便减小所需的额外的马达行程量。长的流体通道(例如通道2816)可以由任一类型的材料或者材料组合构成。与大部分固体材料相比，硅的体积热膨胀系数非常高，例如0.0009L/L每摄氏度。这可以与塑料的热膨胀系数相当(例如0.0002L/L每摄氏度)，或者与铝合金的热膨胀系数相当(例如0.00007L/L每摄氏度)。长的流体通道(例如通道2816)可以由硅管制成，该硅管会很大程度地补偿流体的热膨胀。硅管对于容易组装来说可能并不理想。可以使用组合硅管和更刚性材料(诸如塑料)的另选几何形状。图28至图40中示出了示例性的几何结构。塑料用于增加结构的
刚度，并且能有助于规定流体通道的路线。可以使复合塑料与硅结构的有效体积热膨胀为几乎与硅的热膨胀相同，并因此以与纯硅管相同的补偿方式很大程度地补偿流体的热膨胀。
[0209] 为了简单起见，图28的实施例示出了一个透镜、一个马达以及一个贮存器。环绕结构2806形成贮存器2810的一部分，并且在一个实施例中，环绕结构2806由诸如硅氧烷、聚碳酸酯或者LCP之类的低热导率材料构成。也可以使用材料的其它实施例。在另一实施例中，环绕结构2806可以形成两个贮存器的全部或部分。从成本与组装角度而言，单一部件形成多个贮存器会是有利的。
[0210] 弹性结构2802可以由诸如硅氧烷、
泡沫体或者凝胶之类的多种材料构成。也可以使用材料的其它实施例。弹性结构2802可以允许紫外光透射从而在通道与贮存器中产生密封过程中允许粘合剂
固化。在一些方面中，弹性结构2802形成一条流体通道，而在其它方面中弹性结构2802形成两条流体通道。在其它方面中，弹性结构2802形成一个贮存器，而在其它方面中弹性结构2802形成两个贮存器。
[0211] 在一个方面中，环绕结构2806与泵壳体2855形成刚性结构。在一个方面中，流体压力由环绕结构2806与弹性结构2802支撑，但是其它元件也可以支撑流体压力。反作用力由泵壳体2855支撑。环绕结构与马达壳体经粘合剂连接。粘合剂形成销，以使该销在粘合剂失效后发挥作用。
[0212] 由于零件偏转，可能有附加接触。例如，可以将止动零件添加到环绕结构2806、弹性结构2802或者泵壳体2855中以阻挡销防止
活塞过行程。这会限制光学设备的聚焦范围，或者这可能作为冲击
载荷情况下的进一步防护。如果这些特征结构置于贮存器区域中，那么这些特征结构会被设计成使流体流动的额外阻力最小化。这些特征结构还被设计成确保其将定位在不潜在损害致动器密封件的区域中。
[0213] 要理解的是，透镜2804可以是单个透镜。然而，在一些附图中，示出了两个透镜2804A与2804B，2804A是顶部透镜并且2804B是底部透镜。这些透镜中每一者的操作原理是相同的。还要理解的是，如一些附图中所示，可能由两个泵(每个透镜用一个泵并且每个泵都具有马达)、两个贮存器、两条通道等。第一泵或者致动器2807使第一流体2811移动到第一透镜2804A中。第二泵或者致动器2809使第二流体2813移动到第二透镜2804B中。光学壳体2833包括筒2835。可变透镜2804B包括膜2837。
[0214] 特别如图29至图36中所示，这些部件是组件2820的一部分。组件2820可以是照相机模块。光学组件包括可变透镜2804以及固定透镜2830、2832、2834、2836以及2838。
[0215] 在一方面中，弹性结构2802是使透镜筒与外部作用力隔离的弹性垫。每个弹性结构都具有受限区2840。非受限区2842允许所述垫变形，并且使光学壳体免受外部作用力。受限区2840是两个对象之间的接触点，并且不移动。
[0216] 在
制造过程中，可以使用针以通过将其插入通过弹性结构2802而将流体泵如任一通道中。这可以实现，因为弹性结构2802是柔性的。在一些实施例中，针形成的孔或者开口可以构造成基于弹性结构2802的材料自闭合。
[0217] 现在参照图37与图38，示出设备内光学流体的形状。即，示出了没有任何封装结构的情况下流体自身的形状。如所示，存在顶部流体形状2863(具有位于筒中将贮存器连接至顶部可变形光学透镜的第一开口2869)与底部流体形状2865(具有位于壳体中将贮存器连接至底部可变形光学透镜的第二开口2867)。其它示例也是可行的。
[0218] 现在特别参照图39与图40，描述示出内部产生的作用力以及针对这些作用力的反作用的自由体图。所述作用力由马达的致动以及流体的压力产生。现在特别参照图39，作用力2871是从致动器到刚性致动器结构上的反作用。作用力2872是从致动器到环绕结构上的分布力。作用力2873是由流体通道中的开口引起的将流体提供至光学器件的小的流体压力。作用力2874是来自小的流体压力的分布反作用力。环绕结构与刚性致动器结构被看做是单一体。
[0219] 现在参照图40，描述示出光学设备(包括筒与透镜)上的作用力的自由体图。包括壳体、筒以及透镜的光学组件被看做单一体。
[0220] 作用力2875是来自光学流体压力的小作用力，等于作用力2873并与作用力2873相反。作用力2876是对于小压力的分布式反作用力，等于作用力2874并与作用力2874相反。支撑光学器件的弹性结构施加反作用力。
[0221] 弹性安装结构确保模块上的外部负荷由刚性致动器结构而非光学器件承载。因为光学器件不承载大部分的外部作用力，所以光学组件不变形并且不引起透镜不对准的情况。弹性垫是低热导率的，并因此减少从马达到光学组件的热流动。
[0222] 现在参照图41至图44，描述多种光学拓扑。在这些附图(光学设备的所有侧视图)中，可以看到，可以以不同方式、顺序以及构造布置多种光学部件。
[0223] 图41示出了具有折叠光轴4101、传感器4102、反射面4106以及第一可变形光学透镜4107和第二可变形光学透镜4109的光学设备的侧视图。
[0224] 图42示出了具有折叠光轴4201、传感器4202、反射面4203、第一可变形光学透镜4204以及第二可变形光学透镜4106的光学设备的侧视图。与图41的实施例相比，此实施例包括第一可变形光学透镜4204以及第二可变形光学透镜4106。还与图41的实施例相比，此实施例示出了第一可变形光学透镜已经移至位于光学路径中反射面之后的位置。即，光线首先对反射面产生影响，然后穿过可变形光学透镜。
[0225] 图44示出了折叠光轴4301、传感器4302、第一反射面4303、第二反射面4304、第一可变形光学透镜4305以及第二可变形光学透镜4306。与图41和图42的实施例相比，增添了第二反射面。
[0226] 现在参照图44，描述了再一光学拓扑。此拓扑包括折叠光轴4401、传感器4402、第一反射面4403、第二反射面4304、第一可变形光学透镜4305以及第二可变形光学透镜4306。在图44的实施例中，第一可变形光学透镜4305移动至图41中所示的位置。
[0227] 现在参照图45至图50，描述借助本方法实现图像稳定的实施例。一般而言，可以通过自动调整光学设备的元件的位置实现图像稳定，并且图像稳定可能利用反馈或者可能不利用反馈。更具体地说，部件的移动或者图像位置的变化被检测，并且提供对此移动的补偿。检测器可能放置于光学设备内部或者照相机模块外部。还可以使用多种检测以及调整路径/
算法。如本文中其它地方将描述的，小型马达可以用于使部件移动成适当对准。
[0228] 图45示出了包括折叠光轴4501、传感器4502、反射面4503、至少一个可变形光学透镜4504以及倾斜的光轴4505的光学设备的侧视图。反射面4503如由标记4506的箭头所示的那样旋转/倾斜。如本文中其它地方已经描述过的，此调整沿θ方向进行。此移动适于改变光线的方向并且补偿不期望移动。
[0229] 图46示出了折叠光轴4601、传感器4602、反射面4603、至少一个可变形光学透镜4604以及倾斜的光轴4605。反射面4603沿由标记为4606的箭头指示的方向旋转/倾斜。因此，如本文中其它地方已经描述过的，此调整沿Φ方向进行。图46中所示的视图示成向下往光学设备中看的情况，而不是图45中的侧视图。
[0230] 图47示出了包括折叠光轴4701、传感器4702、反射面4703、以及至少一个可变形光学透镜4704的光学设备的侧视图。传感器4702可以沿由标记为4705的箭头指示的方向平移。
[0231] 图48示出了包括折叠光轴4801、传感器4802、反射面4803以及至少一个可变形光学透镜4804的光学设备的俯视图。传感器4802可以沿由标记为4805的箭头指示的方向平移。图48中所示的视图示成向下往光学设备中看的情况，而不是图45或者图47中的侧视图。
[0232] 图49示出了包括折叠光轴4901、传感器4902、反射面4903、至少一个可变形光学透镜4904以及移动的固态透镜或者透镜组4905的光学设备的侧视图。透镜4905可以根据标记为4906的箭头移动。
[0233] 图50示出了包括折叠光轴5001、传感器5002、棱镜5003、至少一个可变形光学透镜5004、移动的固态透镜或者透镜组5005的光学设备的俯视图。透镜5005可以根据标记为
5006的箭头移动。图50中所示的视图示成向下往光学设备中看的情况，而不是图45、47或者
49中的侧视图。
[0234] 现在参照图51A至图51B，进一步描述光学设备中的光学图像稳定。光学设备5102包括具有端部5106的光学壳体5104。固定透镜5108布置在光学壳体5104内。可变形光学透镜5110也布置在光学壳体5104内。
[0235] 筒5112布置在光学壳体5104内，并且可变形光学透镜5110至少部分布置在筒5112内。反射面5114安装至光学壳体5104。传感器5116接合至光学壳体5104的端部5106。
[0236] 传感器轴线5120穿过传感器5116以及反射面5114。对象轴线5122与传感器轴线5120处于同一平面中，并且不与传感器轴线5120平行，而且穿过反射面5114。
[0237] 存在光学路径5124(折叠光学路径)，并且该光学路径布置在光学壳体5104内。光学路径5124从设备外部的对象5126沿着对象轴线5122至反射面5114。光学路径5124在反射面5114处重定向，然后沿着传感器轴线5120至位于光学壳体5104的该端部处的传感器5116。光学路径5124穿过可变形光学透镜5110以及固定透镜5108。反射面5114、传感器5116或者可变形光学透镜5110移动或者调整成提高沿着光学路径至传感器5116的图像的图像质量。
[0238] 每个部件(固定透镜5108、可变形光学透镜5110、筒5112、反射器5114、传感器5116)或者这些部件的组合可自动调整就位以提高图像质量并且稳定传感器5116处的图像。就此而言，马达(或者其它致动器)5160具有连接器5162以移动辊或者柔性辊5166上的部件(例如固定透镜5108、可变形光学透镜5110、筒5112、反射器5114、传感器5116)的连接器5162。也可以使用其它致动方法。在此实施例中，多个马达5160联接至多个光学部件。
[0239] 如本文中其它地方已经描述的，多个光学部件可以容纳于光学壳体中。还如已经描述的，此壳体可以是单个件、模制结构。然而，在其它实施例中，该结构可以被分割成多个、分开的部件，这些部件联接在一起。如将描述的，当利用此方法时，可获得某些优势。
[0240] 现在参照图52A至52E，描述光学壳体分割成分开的部分的一个实施例。在此实施例中，示出了三部分，但是要理解，可以使用任一数量的筒。
[0241] 光学壳体的第一部分5202与光学壳体的第二部分5204在第一界面5206处联接在一起。光学壳体的第二部分5204与第三部分5208在第一界面处5210处联接在一起。设备包括第一固定透镜5212、第二固定透镜5214、传感器5216、第一可变形光学透镜5218(包括第一膜5220与第一容器或者固定透镜5222)、第二可变形光学透镜5224(包括第二膜5126与第二膜或者固定透镜5228)以及反射面5230(例如棱镜)。胶5232被施加在不同部件之间。
[0242] 因为这些部分在组装完成之前是开放的，所以设备的一部分(例如可变形光学透镜)能够容易组装，并且容易插入光学部件。光学壳体拆分成分开的部分，这还允许位于透镜成形器与容器透镜两者的流体通道处的薄弱支撑。
[0243] 现在特别参照图52B与52C，在另一方面中，可以以多种不同方式构成界面5206与5210。按照第一方法，第一凸缘5240构造在第一部分5202上，并且第二凸缘5242构造在第二部分5204上。凸缘5240与5242中的每一者都具有孔(或者开口)5244，这些孔布置在凸缘的每个拐角处。销5246穿过每个孔5244放置。因此，当零件联接在一起时容易实现对准。此方法也可以在所有部分之间应用。
[0244] 按照第二方法，利用对中特征结构使第二部分5204与第三部分5208对中。在一个实施例中，(在第二筒与传感器之间)每个拐角都具有对中特征结构5250。突片5252位于相邻的对中特征结构5250之间。当两个部分连接时，那时这两个部分利用对中特征结构5250自动对中。
[0245] 现在参照图52E，示出第二部分5204与传感器壳体之间的连接。每个拐角都具有对中特征结构5270。计时特征结构或者突片5272用于通过插入到对中特征结构5270中而提供对准。
[0246] 本方法摆脱了轴对称筒对准的需求，而是使光学壳体的位于界面的拐角中的部分对准。这些方法允许从任一端组装设备，并且允许紧密定位的密封元件与流体通道的组装。
[0247] 现在参照图53，描述光学设备5300的一个实施例，该光学设备按照端对端的调整布置泵部分5302与光学部分5304。泵部分5302一般包括机电致动器，该机电致动器移动活塞以使流体在贮存器与可变形光学透镜之间交流。这些致动器可以在一些实施例中为电磁式的、压电式的、静电式的、
磁致伸缩式的。本文中其它地方描述了
磁场线性致动器中音圈的一个实施例。
[0248] 光学部分5304包括光学壳体5306、布置在光学壳体5306内的第一可变形光学透镜5308和第二可变形光学透镜5310。反射面5340布置在光学壳体5306内。传感器5338布置在光学壳体5306的端部。
[0249] 泵部分5302构造成使流体在第一流体贮存器5307与第一可变形光学透镜5308之间交流。泵部分5302还构造成使流体在第二流体贮存器539与第二可变形光学透镜5310之间交流。
[0250] 在图53的系统的操作的一个实施例中，传感器轴线5320穿过传感器5308以及反射面5340，并且对象轴线5322基本垂直于传感器轴线并且穿过反射面5340。用于图像的光学路径设置在光学壳体内。此光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面5340。光学路径在反射面5340处弯曲，然后沿着传感器轴线5320至位于光学壳体的端部处的传感器5338。光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0251] 传感器轴线延伸穿过马达部分5302的全长以及光学部分5304的全长。第一流体通道5344与第二流体通道5345在大体平行于传感器轴线5320的方向上沿马达部分5302的一侧以及光学部分5304的一侧形成并且延伸。流体通道5344、5345构造成允许流体在位于马达部分5302中的贮存器5307、5309与第一可变形光学透镜和第二可变形光学透镜之间交流。
[0252] 流体通道5370和5372在贮存器与可变形光学透镜之间供应流体。通道5370和5372可以形成在第一结构5374与第二结构5376之间。如本文中所使用的，“通道”指由流体穿过的空的空间以及包含空的空间(形成空的空间)的结构。
[0253] 在另一实施例中，光学设备包括轴线。光学部分包括绕该轴线布置的至少一个可变形光学透镜。泵部分构造成使所述至少一个可变透镜致动，该泵部分关于轴线布置。在一些实施例中，泵部分布置在光学部分的一侧上。在其它实施例中，泵部分包括第一部分与第二部分，并且光学部分布置在第一部分与第二部分之间。
[0254] 在再一实施例中，光学设备包括泵部分与光学部分。光学部分包括：光学壳体；第一可变形光学透镜以及第二可变形光学透镜，第一可变形光学透镜以及第二可变形光学透镜布置在光学壳体内；布置在光学壳体内的反射面；以及布置在光学壳体的端部的传感器。泵部分构造成使流体在至少一个流体贮存器与第一可变形光学透镜之间以及所述至少一个流体贮存器与第二可变形光学透镜之间交流。光学部分还包括轴线，并且泵部分与光学部分关于此轴线布置。
[0255] 在一些实施例中，泵部分布置在光学部分的一侧上。在其它实施例中，泵部分包括第一部分与第二部分，并且光学部分布置在第一部分与第二部分之间。在其它实施例中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器，并且第一贮存器与第二贮存器布置在同一平面中。
[0256] 在一些方面中，流体通道在大体平行于轴线的方向上沿马达部分的第一侧以及光学部分的第二侧形成并且延伸。所述至少一条流体通道构造成允许流体在所述至少一个贮存器与第一可变形透镜之间以及所述至少一个贮存器与第二可变形透镜之间交流。
[0257] 在一些实施例中，所述至少一条流体通道由第一材料部分与第二材料部分形成。在一些方面中，第一材料部分包括不同于第二材料部分的材料。在其它方面中，所述至少一条流体通道包括管状结构，该管状结构由最小化或者消除流体热膨胀作用的材料构成。这些零件可以在一些实施例中胶合在一起、
焊接在一起、共成型或者由双液工艺制成。
[0258] 在其它实施例中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器。与流体从第二贮存器到第二可变形光学透镜的第二移动相比，流体从第一贮存器到第一可变形光学透镜的第一移动遇到较小的流体阻力。
[0259] 在一些方面中，泵包括具有中部与外部的磁路返回结构。外部包括第一壁部与第二壁部。中部布置在第一壁部与第二壁部之间。
[0260] 第一线圈绕中部的第一部分延伸，并且第二线圈绕中部的第二部分延伸。还包括第一磁体与第二磁体。第一致动器至少局部可移动地布置在第一线圈内，并且第二致动器至少局部可移动地布置在第二线圈内。
[0261] 施加至第一线圈的第一
电流产生第一作用力以产生第一致动器的第一移动，第一致动器的第一移动有效使与第一可变形光学透镜联通的第一膜移动。
[0262] 施加至第二线圈的第二电流产生第二作用力以产生第二致动器的第二移动，第二致动器的第二移动有效使与第二可变形光学透镜联通的第二膜移动。
[0263] 在一些方面中，第一致动器与第二致动器是活塞状结构。在其它实施例中，第一致动器与第二致动器的截面大致是圆形的。活塞的面积非常影响被推到可变形光学透镜中的流体的量。期望具有高度最小化的马达结构，所以具有不同高宽比的其它活塞截面可能是重要的。在仍需要活塞具有较大表面积的高度受限的位置中椭圆形、卵圆形以及跑道形与圆相比是有优势的。
[0264] 在其它实施例中，第一磁体与第二磁体由铷-
铁-
硼或者钐钴
磁铁制成。磁体被朝中部极化。在其它方面中，第一磁体与第二磁体远离中部极化。在两个极化例子中，装置大体关于中部结构
磁性对称。在其它实施例中，第一磁体悬于第一壁部上，这将有助于组装，此外有助于优化流过线圈的磁通量。
[0265] 在一些其它方面中，第一磁体布置在第一壁部与第一线圈之间，第一磁体还布置在第一壁部与第二线圈之间。第二磁体布置在第二壁部与第一线圈之间，第二磁体还布置在第二壁部与第二线圈之间。
[0266] 现在特别地参照图54A至图54H，描述光学马达设备5400的一个具体实施例。马达设备5400包括磁路返回结构5402，该磁路返回结构由中部5404与外部5406形成。外部5406包括第一壁部5408与第二壁部5410。挠曲线束5411是这样的界面，电流借助此界面供应至线圈(下文所述)。挠曲线束5411还可以容纳热传感器、移动传感器、致动器驱动芯片、连接器以及其它部件。
[0267] 中部5404布置在第一壁部5408与第二壁部5410之间。第一线圈5412绕中部5404的第一部分5414延伸，并且第二线圈5416绕中部5404的第二部分5418延伸。第一磁体5420布置在第一壁部5408与第一线圈5412之间。第一磁体5420还布置在第一壁部5408与第二线圈5416之间。第二磁体5422布置在第二壁部5410与第一线圈5412之间。第二磁体5422还布置在第二壁部5410与第二线圈5416之间。
[0268] 第一活塞5430至少局部可移动地布置在第一线圈5412内。
第二活塞5432至少局部可移动地布置在第二线圈5416内。施加至第一线圈5412的第一电流产生第一作用力以产生第一活塞5430的第一移动。第一活塞5430的第一移动有效使与第一贮存器联通的第一膜或者致动器密封件移动。第一膜的移动有效产生流体在第一贮存器与第一可变形光学透镜之间的交流。
[0269] 施加至第二线圈5416的第二电流产生第二作用力以产生第二活塞5432的第二移动。第二活塞5432的第二移动有效使与第二贮存器5440联通的第二膜或者致动器密封件移动。第二膜的移动有效制造流体在第二贮存器与第二可变形光学透镜之间的交流。
[0270] 平面5413延伸穿过所述结构。磁通路5415与5417。每个马达都可借助
弹簧5419或者借助弹簧线圈5421以及筒管5423安装至另一组件。
[0271] 现在参照图54F至图54N，描述具有一个或者多个马达的泵的多种拓扑。这些附图包括泵/马达的俯视图(以及磁返回结构或者磁轭的侧视图)，并且示出了部件的多种布置。其它布置是可行的。磁返回结构或者磁轭由软磁性材料制成。这些软磁性材料可以包括一些实施例提及的钢、镍铁或者镍钴材料。
[0272] 现在参照图54F，设备5450包括磁轭(磁返回结构)5452、第一磁体5456以及第二磁体5458。平面5460平分结构5450。磁轭5452具有第一中部5462与第二中部5464。磁轭5452具有外部5466，该外部包括第一壁5468与第二壁5470。第一线圈5472围绕第一中部5462，并且第二线圈围绕第二中部5464。结构5400关于平面5460对称。在此实施例中，磁轭5452形成单件。所述结构可以是由分开的U形元件制成的两个件。所述结构可以是单件。所述结构可以具有形成为大宽U形的外表面以及是分开件的中部件。一些结构对于在结构内部产生两个间隙是可能的。图54G示出了图54F的设备沿线A-A的剖面，而图54H示出了图54F的设备沿线B-B的剖面。
[0273] 现在参照图54I，设备5450包括磁轭(磁返回结构)5452、第一磁体5456、第二磁体5457、第三磁体5458以及第四磁体5459。平面5460平分结构5450。磁轭5452具有第一中部
5462与第二中部5464。磁轭5452具有外部5466，该外部包括第一壁5468与第二壁5470。第一线圈5472围绕第一中部5462，并且第二线圈围绕第二中部5464。在此实施例中，磁轭5452由附接在一起(例如通过胶合、焊接或者一些其它附接过程)的两个件形成。图54J示出了图
54I的设备沿线A-A的剖面，而图54K示出了图54I的设备沿线B-B的剖面。
[0274] 现在参照图54L，设备5450包括磁轭(磁返回结构)5452、第一磁体5456、第二磁体5457、第三磁体5458以及第四磁体5459。平面5460平分结构5450。磁轭5452具有第一中部
5462与第二中部5464。磁轭5452具有外部5466，该外部包括第一壁5468与第二壁5470。第一线圈5472围绕第一中部5462，并且第二线圈围绕第二中部5464。在此实施例中，磁轭5452由附接在一起(例如通过胶合、焊接或者一些其它附接过程)的两个件形成。与图54I至图54K的实施例相比，线圈布置在磁体外部。图54M示出了图54L的设备沿线A-A的剖面，而图54N示出了图54L的设备沿线B-B的剖面。
[0275] 现在参照图55，描述光学系统5500的一个实施例。照相机模块5502联接至控制系统5504。控制系统5504可以在照相机模块5502内部以及/或者照相机模块5502外部的
软件中实施。照相机模块5502包括所有光学器件、马达、连接器等。照相机模块5502包括成像部分5520、界面部分5522以及泵部分5524。
[0276] 成像部分5520包括位于光学壳体与筒内的所有部件。该成像部分包括用于形成图像的所有光学部分。在一方面中，成像部分5520包括可变形光学透镜(筒、流体、固定刚性透镜、透镜成形器以及膜)、光学壳体、其它固定刚性透镜、孔、传感器、传感器壳体以及覆盖罩玻璃。
[0277] 界面部分5522包括环绕结构、弹性垫、与其它部分的触点以及流体。泵部分5524包括将
电能转换成机械作用力的马达(例如线圈、磁体、磁返回结构)以及移动的致动器(例如活塞)。致动器的移动使流体移动(例如通过使密封件或者膜移动，当移动时密封件或者膜使液体穿过通道至可变形光学透镜)。
[0278] 在这些实施方式的一些中，具有透镜膜的可变形光学透镜具有光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形。球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制在约2微米以内。
[0279] 在其它方面中，Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0280] 在其它实施例中当透镜膜的径向位置等于透镜成形器的半径时，Zernike多项式具有等于1的归一化径向位置。
[0281] 在这些实施方式中的其它实施方式中，具有透镜膜的可变形光学透镜具有光学活性部分，该光学活性部分构造成仅根据球冠与特定的Zernike多项式在空气-膜界面上成形。
[0282] 在一个实施例中，仅球冠、Zernike[0,0](Noll[1])多项式、Zernike[2,0](Noll[4])多项式以及Zernike[4,0](Noll[11])多项式就足以将形状模制成在约2微米以内。
[0283] 在另一实施例中，Zernike多项式仅包括球冠、Zernike[0,0](Noll[1])多项式以及Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米的范围内。
[0284] 在另一实施例中，如果仅考虑透镜的曲率而不考虑z轴线布置，那么Zernike多项式仅包括球冠以及Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。
[0285] 其它实施例是可行的。
[0286] 在这些实施方式中的其它实施方式中，具有膜的可变形光学透镜具有光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形。球冠具有球冠半径，并且Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0287] 在其它方面中，球冠与Zernike[4,0]多项式足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。在其它实施例中，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0288] 在这些实施方式中的其它实施方式中，可变形光学透镜系统包括：具有轮廓分明的透镜成形器边缘的透镜成形器；与轮廓分明的透镜成形器边缘同心的固定固态透镜；对准固定固态透镜的筒；以及可变形透镜膜，该可变形透镜膜在没有粘合剂(但允许存在化工助剂)的情况下直接附接至透镜成形器。
[0289] 在一些方面中，透镜成形器由硅构成，可变形透镜膜由硅氧烷构成。在其它方面中，透镜成形器包括二氧化硅层。
[0290] 在其它实施例中，可变形透镜膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形。球冠与Zernike多项式包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式、Zernike[2,0](Noll[4])多项式以及Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。
[0291] 在其它方面中，筒被形成到透镜成形器或者固定固态透镜中。在其它实施例中，轮廓分明的透镜成形器边缘的直径在1mm至10mm之间。
[0292] 在其它实施例中，可变形光学透镜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形。球冠具有球冠半径，并且Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0293] 在其它实施例中，透镜成形器由准金属、金属、金属和准金属合金、金属和准金属氧化物、硫化物、氮化物、磷化物、
硼化物、玻璃或者塑性材料构成。在其它实施例中，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。在其它方面中，透镜在没有粘合剂的情况下结合，以使透镜能在不失去与透镜成形器接触的情况下调成凹面形。
[0294] 在这些实施方式中的其它实施方式中，可变形光学透镜系统包括：透镜成形器；以及可变形透镜膜，该可变形透镜膜在利用中间材料的情况下直接附接至透镜成形器。透镜成形器由硅构成，可变形透镜膜由硅氧烷构成。可变形透镜膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形，其中，球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。
[0295] 在其它方面中，Zernike多项式包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0296] 在其它方面中，可变形光学膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形。球冠具有球冠半径，并且Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0297] 在其它实施例中，球冠与Zernike[4,0]多项式足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。在其它方面中，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0298] 在这些实施方式中的其它实施方式中，提供具有膜的可变形光学透镜，该可变形光学透镜构造成根据至少一个Zernike多项式成形。Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式。这两个Zernike多项式用于将可变形光学透镜的模型提供至约2微米内。可变形光学透镜的模型用于构造与可变形光学透镜结合使用的至少第一固定透镜。
[0299] 在其它方面中，可变形光学透镜的模型用于构造与第一固定透镜结合使用的至少第二固定透镜。在其它实施例中，所述至少一个Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它实施例中，所述至少一个Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0300] 在这些实施方式中的其它实施方式中，可变形光学透镜包括：具有约1.4的折射指数的可变形膜，该膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形，并且球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式并足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内；光学流体，该光学流体至少部分受可变形膜约束并具有在约1.27至1.9之间的折射指数，优选约1.29至1.6，具体约为1.3。
[0301] 光学流体包括无色的氟化液体，该液体具有选自由有机结构、半有机结构以及无机主链结构构成的组中的结构。
[0302] 在其它方面中，光学流体选自由全氟化(氢)碳、全氟醚、硅氧烷以及含氟
侧链构成的组。在其它实施例中，光学流体包括全氟醚。在其它实施例中，光学流体包括分散流体。
[0303] 在这些实施方式中的其它实施方式中，执行透镜成形器与可变形透镜膜两者的表面处理操作。可选的是，还可以执行清洁操作。可变形透镜膜在不使用诸如粘合剂之类的第三材料的情况下直接结合至透镜成形器。
[0304] 在其它方面中，借助透镜成形器中的二氧化硅层发生可变形透镜膜与透镜成形器之间的直接结合。在其它实施例中，直接结合操作利用化工助剂以辅助结合操作。在其它实施例中，化工助剂包括粘合促进剂，或者化工助剂形成促进直接结合的薄的光滑玻璃质涂层。
[0305] 在其它方面中，可变形透镜膜包括第一侧与第二侧，并且可变形透镜膜直接结合至透镜成形器包括使可变形透镜膜的第一侧在不处理或者用化工助剂处理的情况下直接结合至透镜成形器。
[0306] 在这些实施方式中的其它实施方式中，多光学元件组件包括：第一可变形光学透镜；第二可变形光学透镜；反射面；由第一可变形光学透镜和第二可变形光学透镜以及反射面限定的折叠光轴；以及沿折叠光轴穿过的光学路径。
[0307] 在其它实施例中，反射面包括反光镜、棱镜或者自适应元件。在其它方面中，反射面布置在第一可变形透镜与第二可变形透镜之间。在其它实施例中，反射面布置在第一可变形透镜与第二可变形透镜两者的任一侧上。
[0308] 在其它实施例中，至少两个固定透镜布置在第二可变形光学透镜与图像传感器之间。在其它方面中，第一可变形光学透镜和第二可变形光学透镜包括具有光学活性部分的膜，这些膜构造成根据球冠与Zernike多项式在膜-空气界面上成形。球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。
[0309] 在其它实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它方面中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0310] 在其它实施例中，第一可变形光学透镜和第二可变形光学透镜构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形，球冠具有球冠半径。Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0311] 在其它方面中，球冠与Zernike[4,0]多项式足以将可变形光学透镜模制成在约2微米以内。在其它实施例中，Zernike[4,0](Noll[1])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0312] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：可变形光学透镜，该可变形光学透镜与延伸穿过光学壳体以及可变形光学透镜的轴线对准，可变形光学透镜至少部分被光学壳体包绕；至少部分容纳流体的至少一个流体贮存器；至少一个弹性结构，该弹性结构布置在环绕结构与光学壳体之间，该弹性结构至少部分与光学壳体接触。
[0313] 所述至少一个弹性结构与环绕结构形成这样的通道的至少一部分，流体通过所述通道在所述至少一个流体贮存器与可变形光学透镜之间交流。环绕结构与所述至少一个弹性垫的布置有效减少或者防止热量与机械作用力在外部实体与可变形光学透镜之间传递。
[0314] 在其它方面中，提供固定透镜，并且环绕结构与所述至少一个弹性垫的布置有效减少或者防止热量与机械作用力传递至固定透镜。在其它实施例中，环绕结构构造成维持固定透镜与可变形光学透镜之间的对准。在其它方面中，所述实体包括泵。在其它方面中，环绕结构与弹性结构以双液工艺模制以提供单个零件。
[0315] 在其它实施例中，提供泵，并且该泵被驱动以致使流体在所述至少一个流体贮存器与可变形光学透镜之间交流。泵具有泵壳体，并且泵壳体与环绕结构机械地联接在一起。
[0316] 在其它方面中，壳体支撑来自泵的反作用力。在其它实施例中，环绕结构与壳体借助粘合剂联接。在其它方面中，流体压力至少部分由环绕结构支撑。在其它实施例中，环绕结构形成所述至少一个贮存器的一部分。
[0317] 在其它方面中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器，其中环绕结构形成第一贮存器的至少一部分以及第二贮存器的至少一部分。在其它实施例中，环绕结构由容许低热导率的材料构成。
[0318] 在其它方面中，泵壳体形成
机电换能器的一部分。在其它实施例中，泵壳体由诸如钢、镍铁以及钴铁材料之类的软磁性材料构成。
[0319] 在其它方面中，弹性结构由选自由硅氧烷、泡沫以及凝胶构成的组中的材料构成。在其它实施例中，弹性结构允许紫外光透射。
[0320] 在其它方面中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器。弹性结构形成第一贮存器的至少一部分以及第二贮存器的至少一部分。
[0321] 在其它实施例中，弹性结构由可变形材料构成。在其它方面中，弹性结构包括多个表面，并且弹性结构沿多个表面中的至少一者不受机械限制。
[0322] 在其它实施例中，弹性垫形成为立方体。在其它方面中，弹性结构包括允许弹性结构变形或者允许减少热能向光学壳体传递的凹窝。在其它实施例中，放置止挡件从而限制泵的潜在偏移。在其它实施例中，弹性结构由自愈或者自闭合材料构成以允许光学流体从光学设备外部到内部的针注射。
[0323] 在其它实施例中，弹性垫包括允许弹性结构变形的凹窝。在其它方面中，弹性结构包括减少热能向光学壳体传递的凹窝。在其它实施例中，弹性结构由自愈材料构成以允许光学流体从光学设备外部到内部的针注射。在其它方面中，弹性结构形成通道的一部分，并且与流体接触。在其它实施例中，弹性结构由具有约100×106m/m/c的热膨胀系数的材料构成。
[0324] 在其它方面中，弹性结构由热膨胀系数为200×106m/m/c以上的材料构成。在其它实施例中，在压力下所述通道的体积膨胀比要进入所述可变形光学透镜的所述流体在相同压力下的膨胀小得多，在所述相同压力下，所述通道的膨胀比进入所述可变形光学透镜的所述流体的膨胀的约10％小。在其它方面中，通道包括硅管，或者包括由硅以及更刚硬材料制成的管。该管具有有效体积热膨胀，这有效地部分补偿光学液体的高热膨胀，从而减少补偿所述流体膨胀所需的额外的马达行程量。
[0325] 在其它实施例中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器。第一贮存器与第二贮存器布置在同一平面中。
[0326] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜；第一可变形光学透镜；筒，该筒布置在光学壳体内，并且固定透镜与可变形光学透镜中的至少一者至少部分布置在筒内；反射面，该反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部处的传感器；穿过传感器的传感器轴线和以传感器轴线的入射角的两倍布置的对象轴线，传感器轴线与对象轴线穿过反射面；布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，光学路径在反射面处重定向，然后沿着传感器轴线至光学壳体的端部处的传感器，并且光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。光学壳体构造并且布置成使可变形光学透镜沿传感器轴线对准，并且使可变形光学透镜在从传感器轴线向外径向延伸的方向上对准。
[0327] 在其它方面中，筒与光学壳体一起整体地形成。在其它实施例中，反射面是选自由棱镜、反光镜以及自适应元件组成的组的元件。
[0328] 在其它方面中，反射面包括移动元件。在其它实施例中，反射面变形，但相对于光学设备的其它元件保持在固定位置。在其它实施例中，光学壳体与筒形成光学对准结构，并且该光学对准结构主要关于穿过对象轴线与传感器轴线的平面对称。
[0329] 在其它方面中，提供第二可变形光学透镜，该第二可变形光学透镜构建成与第一可变形光学透镜分开的组件。在其它实施例中，光学路径在反射面处以约90度角重定向。
[0330] 在其它实施例中，提供第一贮存器与第二贮存器。第一贮存器包括第一致动器密封件，第二贮存器包括第二致动器密封件，并且第一致动器密封件与第二致动器密封件基本处于同一平面中。
[0331] 在其它实施例中，提供第一贮存器与第二贮存器。第一贮存器包括第一致动器密封件，第二贮存器包括第二致动器密封件。第一致动器密封件与第二致动器密封件位于剖切面的同一侧。
[0332] 在其它实施例中，光学壳体包括基本对称的流体孔，并且环绕结构布置在光学壳体的相对两侧上。在其它实施例中，光学壳体构造成使得接近第一可变形透镜的空气沿着允许空气排出光学壳体外部的开口而行。
[0333] 在其它方面中，所述开口被过滤器覆盖以防止污染物进入膜的光学活性区。在其它实施例中，光学设备进一步包括第二可变形透镜。第一可变形透镜与第二可变形透镜共用同一开口。
[0334] 在其它实施例中，光学设备进一步包括致动器密封件，该致动器密封件有效移动与第一可变形光学透镜联通的第一膜。在其它方面中，致动器密封件是选自由膜、可折叠的结构元件、膜片以及通道开口构成的组中的元件，该元件在流体粘度太大而不能穿过此密封件时密封。
[0335] 在这些实施方式的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜；第一可变形光学透镜；筒，该筒布置在光学壳体内，并且固定透镜与可变形光学透镜中的至少一者至少部分布置在筒内；反射面，该反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部处的传感器；穿过传感器的传感器轴线和不平行于传感器轴线布置的对象轴线，对象轴线与传感器轴线穿过反射面；布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，然后沿着传感器轴线至光学壳体的端部处的传感器，光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。光学壳体被构造并且布置成使可变形光学透镜沿传感器轴线对准，并且使可变形光学透镜在从传感器轴线径向向外延伸的方向上对准。
[0336] 在其它方面中，筒与光学壳体一起整体地形成。在其它实施例中，反射面包括选自由棱镜、反光镜以及自适应元件构成的组中的元件。在其它实施例中，反射面包括移动元件。在其它实施例中，反射面变形，但相对于光学设备的其它元件保持在固定位置。
[0337] 在其它方面中，光学壳体与筒形成光学对准结构，并且该光学对准结构主要关于平面对称，该平面穿过对象轴线与传感器轴线延伸。
[0338] 在其它实施例中，光学设备进一步包括第二可变形透镜，该第二可变形光学透镜被构造成与第一可变形光学透镜分开的元件。在其它方面中，光学路径在反射面处以约90度角重定向。
[0339] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：光学壳体；布置在光学壳体中的反射器；可变形光学透镜，该可变形光学透镜具有膜与透镜成形器、流体，以及筒；限定了轮廓分明的透镜成形器边缘的透镜成形器，轮廓分明的透镜成形器边缘处于一平面中，可变形光学透镜轴线居于所述边缘的中心并且正交于所述平面；与光学壳体接触的筒；光学设备外部的图像对象；以及光学路径，该光学路径从图像对象延伸至反射器，并从反射器延伸至传感器。
[0340] 在一些方面中，筒与光学壳体在预定的并且有限数量的接触点处相互接触，从而提供可变形光学透镜轴线与光学路径的对准。在其它实施例中，接触点布置成实现沿光学路径的位置变化。在其它实施例中，接触点绕轴线成角度地分开。
[0341] 在其它实施例中，透镜成形器包括内表面，并且该内表面成扇形以散射光。在其它方面中，膜在一侧上形成膜-空气边界，并且在另一侧上形成膜-流体边界，并且膜在膜-空气边界处比在膜-流体边界处光滑，以使被散射的光最少化。
[0342] 在其它实施例中，膜具有光滑侧与粗糙侧，并且光滑侧附接至透镜成形器。在其它实施例中，透镜成形器由非塑性材料构成。在一些其它实施例中，非塑性材料包括钢或者硅。
[0343] 在其它方面中，透镜成形器进一步包括涂层。在其它实施例中，透镜成形器包括孔径或者挡板。在其它方面中，光学设备进一步包括第一致动器密封件与第二致动器密封件。第一致动器密封件借助第一流体与可变形光学透镜联通，并且第二致动器密封件借助第二流体与第二可变形光学透镜联通。在其它方面中，第一致动器密封件与第二致动器密封件模制成辊结构。
[0344] 在其它实施例中，第一致动器密封件与第二致动器密封件在未经受流体压力时基本是平坦的。在一些方面中，流体在光学设备停机状态下受压。在其它方面中，第一致动器密封件与第二致动器密封件在光学设备停机状态下是弯曲的。
[0345] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜；第一可变形光学透镜；第二可变形光学透镜；至少一个筒，该至少一个筒布置在光学壳体内，第一可变形光学透镜与第二可变形光学透镜至少部分布置在所述至少一个筒内；第一反射面，该反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部处的传感器；穿过传感器的传感器轴线和以传感器轴线和反射面的入射角的两倍布置的对象轴线，传感器轴线与对象轴线共同定位在该反射面处；布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，光学路径在反射面处重定向，然后沿着传感器轴线达到光学壳体的端部处的传感器，并且光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0346] 在其它实施例中，光学设备进一步包括第一泵与第二泵。第一泵使第一流体从第一贮存器移动到第一可变形光学透镜中，第二泵使第二流体从第二贮存器移动到第二可变形光学透镜中。
[0347] 在其它方面中，第一可变形光学透镜包括膜。在一些实施例中，膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形。球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将可变形光学透镜模制在约2微米范围内。
[0348] 在其它方面中，Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0349] 在其它实施例中，膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形。球冠具有球冠半径，并且Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0350] 在其它实施例中，球冠与Zernike[4,0]多项式足以将膜模制成在约2微米的范围内。在其它方面中，Zernike[4,0]多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0351] 在其它实施例中，第一可变形光学透镜包括膜，并且膜被控制成采取任一非球形形状。在其它实施例中，第一反射面是选自由棱镜、反光镜以及自适应元件组成的组中的元件。
[0352] 在其它方面中，光学路径在第一反射面处以约90度角重定向。在其它实施例中，光学设备进一步包括第二反射面，该第二反射面布置在光学壳体的端部处。
[0353] 在其它实施例中，第一可变形透镜包括第一膜，第二可变形透镜包括第二膜。第一膜与第二膜构造成采取多种凸面形状与凹面形状。
[0354] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜；第一可变形光学透镜；第二可变形光学透镜；至少一个筒，该至少一个筒布置在光学壳体内，第一可变形光学透镜与第二可变形光学透镜至少部分布置在所述至少一个筒内；第一反射面，该第一反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部处的传感器；穿过传感器的传感器轴线和不平行于传感器轴线布置的对象轴线，传感器轴线与对象轴线穿过反射面；布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，光学路径在反射面处重定向，然后沿着传感器轴线达到光学壳体的端部处的传感器，并且光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0355] 在一些实施例中，光学设备进一步包括第一泵与第二泵。第一泵使第一流体从第一贮存器移动到第一可变形光学透镜中，第二泵使第二流体从第二贮存器移动到第二可变形光学透镜中。
[0356] 在其它方面中，第一可变形光学透镜包括膜。在一些实施例中，膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike多项式在空气-膜界面上成形。球冠与Zernike多项式包括Zernike[4,0](Noll[11])多项式，并且足以将膜模制在约2微米范围内。
[0357] 在一些实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[0,0](Noll[1])多项式。在其它实施例中，Zernike多项式进一步包括Zernike[2,0](Noll[4])多项式。
[0358] 在一些实施例中，膜包括光学活性部分，该光学活性部分构造成根据球冠与Zernike[4,0]多项式成形，球冠具有球冠半径。Zernike[4,0]多项式的量值取决于球冠半径。
[0359] 在一些实施例中，球冠与Zernike[4,0]多项式足以将膜模制成在约2微米的范围内。在其它实施例中，Zernike[4,0](Noll[11])多项式的量值的增大率取决于透镜成形器边缘直径。
[0360] 在其它实施例中，第一可变形光学透镜包括膜，并且膜被控制成采取任一非球形形状。在其它实施例中，第一反射面是选自由棱镜、反光镜以及自适应元件组成的组中的元件。
[0361] 在其它实施例中，光学路径在第一反射面处以约90度角重定向。在其它实施例中，光学设备进一步包括第二反射面。该第二反射面布置在光学壳体的端部处。在其它实施例中，第一可变形透镜包括第一膜，第二可变形透镜包括第二膜。第一膜与第二膜可构造成采取多种凸面形状与凹面形形状。
[0362] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：轴线；光学部分，该光学部分包括绕该轴线布置的至少一个可变形光学透镜；泵部分，该泵部分构造成致动所述至少一个可变形光学透镜，该泵部分关于轴线布置。
[0363] 在一些实施例中，泵部分布置在光学部分的一侧上。在其它实施例中，泵部分包括第一部分与第二部分，并且光学部分布置在第一部分与第二部分之间。
[0364] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：泵部分；光学部分，该光学部分包括光学壳体、布置在光学壳体内的第一可变形光学透镜与第二可变形光学透镜、布置在光学壳体内的反射面、布置在光学壳体的端部处的传感器。泵部分构造成致使流体在所述至少一个贮存器与第一可变形光学透镜之间交流，并且在所述至少一个贮存器与第二可变形光学透镜以及轴线之间交流。泵部分与光学部分关于该轴线布置，使得轴线与泵的一部分相交。
[0365] 在其它方面中，泵部分布置在光学部分的一侧上。在其它实施例中，泵部分包括第一部分与第二部分，并且光学部分布置在第一部分与第二部分之间。在其它方面中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器，并且第一贮存器与第二贮存器布置在同一平面中。
[0366] 在其它实施例中，所述至少一条流体通道在大体平行于轴线的方向上沿泵部分的第一侧部以及光学部分的第二侧部形成并且延伸。所述至少一条流体通道构造成允许流体在所述至少一个贮存器与第一可变形透镜之间以及所述至少一个贮存器与第二可变形透镜之间交流。
[0367] 在其它实施例中，所述至少一条流体通道由第一材料部分与第二材料部分形成。在其它方面中，第一材料部分包括不同于第二材料部分的材料。
[0368] 在其它实施例中，所述至少一条流体通道包括管状结构。该管状结构由最小化或者消除流体热膨胀作用的材料构成。
[0369] 在其它实施例中，所述至少一个贮存器包括第一贮存器与第二贮存器。与流体从第二贮存器到第二可变形光学透镜的第二移动相比，流体从第一贮存器到第一可变形光学透镜的第一移动遇到较小的流体阻力。
[0370] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：可变形光学透镜，该可变形光学透镜具有延伸穿过该可变形光学透镜的第一轴线；固定透镜，该固定透镜具有延伸穿过该固定透镜的第二轴线；传感器，该传感器具有延伸穿过该传感器的第三轴线；光学路径，该光学路径沿着第一轴线、第二轴线以及第三轴线。第一轴线、第二轴线以及第三轴线自动对准，从而提高沿着光学路径至传感器的图像的图像质量。
[0371] 在一些实施例中，第一轴线、第二轴线以及第三轴线与图像的光学路径自动对准。在其它方面中，第一轴线、第二轴线以及第三轴线沿从图像的光学路径径向向外的方向自动对准。
[0372] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：可变形光学透镜，该可变形光学透镜具有延伸穿过该可变形光学透镜的第一轴线；传感器，该传感器具有延伸穿过该传感器的第二轴线；固定透镜，该固定透镜具有延伸穿过该固定透镜的第三轴线；光学路径，该光学路径沿着第一轴线与第二轴线；反射面，该反射面与第一轴线、第二轴线对准。第一轴线、第二轴线以及/或者第三轴线自动对准，从而提高沿着光学路径至传感器的图像的图像质量。
[0373] 在其它实施例中，第一轴线与第二轴线之间的角度自动变动以提高图像质量。在其它方面中，
权利要求160的光学设备、第三轴线沿从图像的光学路径径向向外的方向自动对准。
[0374] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；布置在光学壳体内的固态透镜；布置在光学壳体内的可变形光学透镜；联接至光学壳体的端部的传感器；穿过传感器的传感器轴线以及以传感器轴线的入射角的两倍布置的对象轴线，对象轴线与传感器轴线穿过反射面。反射面、传感器、固态透镜或者可变形光学透镜中的至少一者可移动或者可调节成提高沿着光学路径至传感器的图像的图像质量。
[0375] 在其它实施例中，光学设备进一步包括筒。筒布置在光学壳体内，并且可变形光学透镜至少部分布置在筒内。在其它方面中，光学设备进一步包括反射面。反射面安装至光学壳体。在其它实施例中，反射面包括选自由棱镜、反光镜以及自适应元件构成的组中的元件。
[0376] 在其它实施例中，光学路径布置在光学壳体内。光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面。光学路径在反射面处重定向，然后沿着传感器轴线至光学壳体的端部处的传感器，光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0377] 在这些实施方式中的其它实施方式中，泵包括磁路返回结构、第一线圈、第二线圈、第一致动器以及第二致动器。磁路返回结构具有中部与外部。外部包括第一壁部与第二壁部，并且中部布置在第一壁部与第二壁部之间。第一线圈绕中部的第一部分延伸，并且第二线圈绕中部的第二部分延伸。施加至第一线圈的第一电流产生第一作用力以产生第一致动器的第一移动，第一致动器的第一移动与第一可变形光学透镜联通。施加至第二线圈的第二电流产生第二作用力以产生第二致动器的第二移动，第二致动器的第二移动有效使与第二可变形光学透镜联通的第二膜移动。
[0378] 在其它方面中，泵进一步包括第一致动器密封件，该第一致动器密封件有效使与第一可变形光学透镜联通的第一膜移动。在其它实施例中，致动器密封件是选自由膜、可折叠的结构元件、膜片以及通道开口组成的组中的元件，该元件在流体的粘度太大而不能穿过此密封件时密封。在其它实施例中，第一致动器与第二致动器是活塞状结构。
[0379] 在其它方面中，第一致动器与第二致动器在平行于致动器密封件的平面中大体是圆形的。在其它实施例中，第一磁体与第二磁体朝中部极化。在其它方面中，第一磁体与第二磁体远离中部极化。在其它实施例中，第一磁体悬于第一壁部上。在其它方面中，第一磁体布置在第一壁部与第一线圈之间，第一磁体还布置在第一壁部与第二线圈之间，并且其中第二磁体布置在第二壁部与第一线圈之间，第二磁体还布置在第二壁部与第二线圈之间。
[0380] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜与可变形光学透镜；反射面，该反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部处的传感器；穿过传感器与反射面的传感器轴线和大体垂直于传感器轴线并且穿过反射面的对象轴线；布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，光学路径在反射面处重定向，然后沿着传感器轴线至光学壳体的端部处的传感器，光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0381] 光学壳体包括：第一部分，该第一部分包括位于第一部分的第一端处的第一界面；第二部分，该第二部分不与第一部分成一体并且包括位于第二部分的第二端处的第二界面。第一界面联接并匹配至第二界面，使得实现第一部分相对于第二部分的对准。
[0382] 在其它实施例中，反射面包括选自由棱镜、反光镜以及自适应元件构成的组中的元件。在其它方面中，光学路径在反射面处以约90度角重定向。在其它实施例中，所述界面包括位于第一部分上的第一凸缘以及位于第二部分上的第二凸缘。
[0383] 在其它方面中，所述界面包括位于第一部分上的对准特征。在其它实施例中，筒布置在第一部分或者第二部分内。在其它实施例中，筒保持可变形光学透镜。在其它实施例中，筒保持固定透镜。
[0384] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括：具有端部的光学壳体；固定透镜与可变形光学透镜；反射面，该反射面安装至光学壳体；布置在光学壳体的端部的传感器；穿过传感器与反射面的传感器轴线和不平行传感器轴线布置并且穿过反射面的对象轴线；以及布置在光学壳体内的光学路径，该光学路径沿着对象轴线从设备外部的对象至反射面，然后沿着传感器轴线达到光学壳体端部处的传感器，光学路径穿过可变形光学透镜以及固定透镜。
[0385] 光学壳体包括：第一部分，该第一部分包括位于第一部分的第一端处的第一界面；第二部分，该第二部分不与第一部分成一体并且包括位于第二部分的第二端处的第二界面。第一界面联接并匹配至第二界面，使得实现第一部分相对于第二部分的对准。
[0386] 在其它方面中，反射面包括选自由棱镜、反光镜以及自适应元件构成的组中的元件。在其它实施例中，光学路径在反射面处以约90度角重定向。在其它方面中，第二部分主要布置在第一部分内部。在其它实施例中，所述界面包括位于第一部分上的第一凸缘以及位于第二部分上的第二凸缘。
[0387] 在其它实施例中，所述界面包括位于第一部分上的对准特征。在其它实施例中，筒布置在第一部分或者第二部分内。在其它实施例中，第一部分与第二部分中的每一者都包括可变形光学透镜。在其它实施例中，筒保持可变形光学透镜。在其它方面中，筒保持固定透镜。
[0388] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括第一可变形光学透镜。第一可变形光学透镜包括透镜成形器。筒布置在光学壳体内，并且可变形光学透镜至少部分布置在筒内。第一组接触点布置在透镜成形器与筒之间。第二组接触点布置在筒与光学壳体之间。第一组接触点与第二组接触点分开一定距离。该距离足以使得能够至少部分减轻机械应力或者
热应力。
[0389] 在其它实施例中，第一组接触点与第二组接触点布置在这样的位置，该位置选自由筒、光学壳体以及筒和光学壳体组成的组。在其它实施例中，所述距离由元件的角位置差异造成。在其它实施例中，所述距离由元件的轴向位置差异造成。
[0390] 在这些实施方式中的其它实施方式中，光学设备包括可变形光学透镜。可变形光学透镜具有膜、流体以及筒。透镜成形器具有顶面、内表面以及外表面。轮廓分明的透镜成形器边缘布置在内表面与顶面相交处。透镜成形器边缘大体处于一平面中，可变形光学透镜轴线居于所述边缘的中心并且正交于所述平面。透镜成形器的内表面环绕可变形光学透镜轴线。透镜成形器的外表面环绕内表面，并且膜受到
张力并且结合至顶面。顶面与外表面形成外边缘，并且膜被切割成基本位于外边缘内部。
[0391] 在其它方面中，透镜成形器包括底面，并且底面的面积小于顶面的面积。在其它实施例中，内表面是扇形的。在其它方面中，外表面的最大直径处于外边缘处。在其它实施例中，内边缘与外边缘是同心的。外表面构造成使筒对准所述轴线。
[0392] 在一些实施例中，膜延伸至透镜成形器的外边缘，膜具有顶面与底面。在其它实施例中，膜的底面结合至透镜成形器的顶面，并且膜的顶面的面积小于膜的底面的面积。
[0393] 在其它实施例中，膜被切割成不达到透镜成形器的外边缘。轮廓分明的透镜成形器在流体受压并且膜弯曲时约束膜。弯曲的膜关于所述轴
线轴对称。
[0394] 本文描述了本发明的、包括实施本发明的
发明人所知道的最佳方式的优选实施方式。应理解的是，所阐明的实施方式仅是示例性，不应理解成限制本发明的范围。如就此而言的一个实施例，描述特定透镜成形器的Zernike多项式表达式的使用仅是就此而言的一个方法，本示教理容易地适应其它方法(例如其它数学方法)以描述支持前文的具体透镜形状并且还支持通过材料、工艺控制的适当选择以及膜相对于透镜成形器的高精度应用实现的透镜形状。
