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EP2542925A1 - Planar imaging system - Google Patents

Planar imaging system

Info

Publication number
EP2542925A1
EP2542925A1 EP11708984A EP11708984A EP2542925A1 EP 2542925 A1 EP2542925 A1 EP 2542925A1 EP 11708984 A EP11708984 A EP 11708984A EP 11708984 A EP11708984 A EP 11708984A EP 2542925 A1 EP2542925 A1 EP 2542925A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
imaging system
optical element
lens
focal length
image sensor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11708984A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Lingli Wang
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jos Schneider Optische Werke GmbH
Original Assignee
Jos Schneider Optische Werke GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Jos Schneider Optische Werke GmbH filed Critical Jos Schneider Optische Werke GmbH
Publication of EP2542925A1 publication Critical patent/EP2542925A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/001—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras
    • G02B13/009—Miniaturised objectives for electronic devices, e.g. portable telephones, webcams, PDAs, small digital cameras having zoom function
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G02B3/12—Fluid-filled or evacuated lenses
    • G02B3/14—Fluid-filled or evacuated lenses of variable focal length
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B15/00—Optical objectives with means for varying the magnification
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/004—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid
    • G02B26/005—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements based on a displacement or a deformation of a fluid based on electrowetting
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B26/00—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements
    • G02B26/02—Optical devices or arrangements for the control of light using movable or deformable optical elements for controlling the intensity of light

Definitions

  • the invention relates to an imaging system for imaging egg nes object on an image sensor.
  • optical modules especially for mobile devices (mobile phones)
  • mobile devices mobile phones
  • An arrangement is increasingly preferred in which a plurality of optical elements with selected refractive, diffractive, transmissive or reflective properties are combined with one another in order to realize the desired beam path and to generate an image on an image sensor (see FIG or, for example, J. Jahns: "Integrated Optical Imaging System", Appl. Opt. 29 (1990)
  • CONFIRMATION COPY zen for the devices and systems used so far in particular with regard to the variability of the focal length.
  • the object of the invention is to propose an imaging system for imaging an object on an image sensor, which has a very flat construction in combination with the realization of at least two different focal lengths.
  • An imaging system for imaging an object on an image sensor is proposed.
  • the light passes through a beam path between the object and the image sensor through a (transparent) support, consisting of a solid transparent material or an air-filled outer shell, on which one or more passive and / or active optical components are mounted.
  • a (transparent) support consisting of a solid transparent material or an air-filled outer shell, on which one or more passive and / or active optical components are mounted.
  • These optical components aim to change (switch) the optical path (changing the focal lengths of the active elements and / or changing the optical wavelength) from the entrance lens to the sensor optical focal length of the system can be adjusted continuously or discretely.
  • optical elements that use different optical effects, such as:
  • Refraction change in direction of the light from one transparent medium to another, provided that the interface between the media does not penetrate vertically
  • the optical elements may be lenses, mirrors, gratings, holograms, as well as other elements having optical properties suitable for the desired beam path.
  • the image sensor At the end of the beam path, in the image plane into which the object is imaged by means of the elements, is the image sensor.
  • This is i. d. R. executed as a sensor of the type CCD or CMOS.
  • sensors such as films, electronic image sensors, scanning photodetectors, etc. can be used.
  • the imaging system has a front side facing the object and a rear side facing away from the object, which is arranged behind the front side when viewed from the object.
  • the front lens can z. B. be designed as a plane or curved surface or as a lens system. Likewise, these elements may be rigid or changeable.
  • the imaging system also has at least one optical element which is arranged on the rear side or front side and can influence the beam path within the imaging system in such a way that a folded beam path results between the front lens and the image sensor, and a real image of the object arises on the image sensor , Front and back together with the folded beam path form a planar optical system.
  • the at least one optical element is designed such that the focal length of the imaging system can be changed by an electrical control of the at least one optical element.
  • At least one first value of the focal length and a second, different from the first value of the focal length can be set for the imaging system depending on the electrical circuit state of the at least one optical element.
  • the setting of the different focal lengths is done by the change (deflection) of the beam path when passing the at least one optical element.
  • the specific beam path within the system up to the image sensor depends on how many electrically controllable optical elements are arranged in the beam path and is influenced by their specific optical properties.
  • the specifications of these optical elements are determined by the desired shape of the image (s) of the object on the image sensor, in particular by the desired magnification or focal length.
  • the imaging quality can be influenced or improved.
  • the rays pass along the beam path through various optical elements.
  • the rays will be there Usually R. alternately reflected at the front and back, whereby a "convolution" of the beam path is realized.
  • a zoom lens is understood to mean a lens with a continuously variable focal length in a certain range.
  • Variable focal length is understood as a change of the focal length in discrete steps.
  • An advantageous embodiment of the proposed solution also makes it possible for the focal length of the imaging system to be continuously adjustable by electrical actuation of the at least one optical element.
  • At least one optical property of at least one optical element can be changed by an electrical control.
  • Examples include lenses with controllable
  • Focal length such as B.
  • the optical element comprises an elastic material.
  • the change of the at least one optical property of the at least one optical element is achieved in this advantageous embodiment by changing its geometric shape.
  • the optical element is in this case, for example, a lens made of a transparent, elastic material.
  • this change in the geometric shape relates to the radii of curvature of the lens surfaces.
  • this electrically switchable change of the geometric shape of the at least one optical element is effected by a piezoelectric force.
  • the piezoelectric element acts on switching on a control voltage on the elastic curvature surface of the lens and changes its radius.
  • the optical properties of the lens are changed and a changed value of the focal length is set. If the control voltage applied to the piezoelectric actuator is switched off again, the original geometric shape of the lens is restored and the original value of the focal length is thus set.
  • the operation of a piezo actuator is based on the piezoelectricity (also called piezoelectric effect).
  • the piezoelectricity describes the change of the electrical
  • liquid lenses In this example, this has at least one optical element on a liquid lens. By applying an electrical voltage to the optical element, at least one optical property of the liquid lens can be changed.
  • a liquid lens consists i. d. R. from an aqueous solution and an oil.
  • the two liquids have different refractive indices and do not mix.
  • a liquid lens may be constructed such that the two liquids are contained within a short tubular container having transparent end caps disposed at its ends. One of the end caps and the inner wall surfaces of the tubular container are provided with a water-repellent coating. This causes the aqueous solution to collect at the uncoated end of the tube and collect into a hemispherical mass. This hemispherical mass forms a lenticular body, which also has the optical properties of a lens, such as a convex lens.
  • a change of the geometric shape (eg the radius of curvature) of the surface of the lenticular liquid drop can be realized within a few milliseconds.
  • the lens shape can be electrically controlled.
  • the applied electric field reduces the water-repellent effect of the coating.
  • the aqueous solution wets the sidewalls of the tubular container more, and the radius of curvature of the curved surface between the two liquids and the focal length of the lens change upon turning on and off the voltage at the electrodes of the liquid lens.
  • the at least one optical element has a liquid crystal element and a Fresnel lens.
  • At least one optical property of the optical element can be changed by applying an electrical voltage to the optical element.
  • a liquid crystal is a substance that is liquid on the one hand as a liquid, on the other hand also has directional (anisotropic) physical properties, such as a crystal.
  • This particular combination of fluidity and anisotropy makes liquid crystals technologically interesting, especially for liquid crystal displays, but also increasingly for use in optical elements, e.g. B. in liquid crystal lenses.
  • Liquid crystals develop their properties i. d. R. dissolved in a suitable solvent, often z. B. water.
  • Most liquid crystals are optically birefringent.
  • thermotropic liquid crystals In optics usually thermotropic liquid crystals are used. These occur when heating certain substances during melting as an intermediate phase (mesophase) between the solid and the liquid phase. Such substances can successively form several different liquid-crystalline phases with increasing temperature, which differ significantly from each other by their microscopic structure and their macroscopic appearance, such. B.
  • the nematic phase is the simplest type of liquid crystalline phases.
  • the nematic phase is usually formed from a system with elongated, cigar-shaped molecules. In them, these molecules have an orientation order with respect to a so-called director, the unit vector of the tion, up.
  • the consequent preference orientation is usually constant only for small volumes.
  • the preference orientations of the small volumes are statistically distributed. There is no remote order. On a macroscopic scale, there seems to be an isotropic distribution.
  • the degree of order of the liquid crystal molecules and the associated orientation remoteness decrease with increasing temperature. Accordingly, the physical properties, such. B. the refractive index of the temperature dependent.
  • the molecules of a nematic phase can be aligned by an electric field.
  • the preferred directions in the small volumes are aligned in the same direction, resulting in a macroscopic, anisotropic order.
  • This field-induced alignment occurs without temperature changes, i. H. within the nematic phase, without a temperature-induced phase transition.
  • the refractive index for the polarization direction is increased parallel to the orientation of the molecules of the liquid crystal. Vertical polarized light is blocked or strongly absorbed.
  • the targeted alignment of the liquid crystal molecules by an electrical circuit arrangement is carried out by the attachment of electrodes to the liquid crystal element.
  • Electrodes are connected to one or more voltage sources that can be turned on or off independently.
  • the electrodes are structured according to the desired function, attached to the optical element or liquid crystal element.
  • an electric field is generated across the electrodes on the liquid-crystal element, which produces a regionally changed orientation of the pre-oriented liquid-crystal molecules.
  • the liquid crystal element there are regions having a different refractive index.
  • the refractive index is increased in the regions with orientation of the liquid crystal molecules by the electric field for a suitable polarization direction.
  • a Fresnel lens or more precisely, a Fresnel Fresnel lens, is an optical lens which is smaller in weight and volume than a conventional optical lens of the same diameter and focal length. This is particularly noticeable in short focal length lenses, which are very thick and heavy in their normal form.
  • the reduction of the volume occurs in Fresnel lenses by a division into annular areas. In each of these areas, the thickness is reduced so that the lens receives a series of annular steps. Since light is only refracted when passing the lens surfaces, the angle of refraction does not depend on the thickness but only on the angle between the two surfaces. The lens retains its focal length, but the imaging quality is degraded by the step structure.
  • Fresnel lenses are i. d. R. used where the weight of the lenses crucial and the image quality is secondary.
  • the refractive index of the liquid crystal can be electrically switched. He can z. B. be switched so that in a circuit state, a refractive index jump between the material of the Fresnel lens and. the liquid crystal is present, whereby the Fresnel lens acts. In the other circuit state, the refractive index difference may disappear, so that the Fresnel lens does not work. In this way, the effect of the Fresnel lens can be turned on and off.
  • the optical element may be designed such that it is protected by electrical Control is both in its position along an axis ver ⁇ pushed, and its geometric shape (eg, the curvature of the lens surfaces) is variable, and thus a change in the focal length is effected by this combination of the variable properties.
  • Refraction in a lens or a prism always leads to egg ner dispersion, ie color splitting.
  • the dispersion is minimized by using glasses with different refractive indices and / or other measures (color-corrected).
  • a dispersion is not present as long as the beam path via reflection on the optical surfaces comes about. Lenses or prisms in transmission lead to a disturbing dispersion, but can be minimized by suitable combination or by means of diffractive elements.
  • the imaging system is preferably formed as katadi- optharis system, so as a mirror lens system in which all optical elements beyond the front lens (curved) mirror.
  • the optical element is particularly suitable for influencing the beam path for polychromatic light.
  • polychromatic light Greek: polychromos, as much as "many-colored" or white light is called light, which consists of a mixture of different colors.
  • Polychromatic light is a mixture of many wavelengths.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a planar imaging system according to the prior art
  • FIG. 2 is a schematic illustration of a variable focal length planar imaging system
  • FIG. 3 is a schematic representation of an optical element having means for changing the shape of an electrically switchable piezoelectric element (piezoelectric actuator);
  • FIG. 5 is a schematic representation of an electrically switchable liquid crystal element in combination with a Fresnel lens.
  • Fig. 1 shows schematically an imaging system 100 according to the prior art.
  • the illustrated system 100 has a front side 102 and a rear side 104.
  • a front lens 106 At the front side 102 are a front lens 106, two optical elements 108, 110, and an image sensor 112.
  • the optical elements 108, 110, 114, 116 and 118 can
  • the beam path 120 extends from the object (not shown) through the front lens 106 to the first optical element 114, via the second optical element 108, the third optical element 116, the fourth optical element 110 and the fifth optical element 118 to the image sensor 112, on which the object is imaged.
  • an exemplary embodiment of the proposed imaging system 100 (eg, a camera module) having a variable focal length is shown schematically.
  • the illustrated system 100 has a front side 102 and a rear side 104.
  • the space 201 between the front side 102 and the rear side 104 may be filled both with air, but may also be designed as a transparent carrier material.
  • On the front side 102 there are a front lens 106, an optical element 108 and the image sensor 112.
  • Opposite to the rear side 104 of the illustrated imaging system 100 two optical elements 114, 200 are arranged.
  • the optical element 114 may have refractive or diffractive, transmissive or reflective optical properties.
  • the beam path 120 extends from the object (not shown) through the front lens 106 via the optical elements 114, 108 and 200 to the image sensor 112, on which the object is imaged. This is defined by a specific first focal length.
  • a change in the focal length can be set to a value different from the first focal length and thus the real image of the imaged on the image sensor 112 object can be varied, whereby the desired zoom property of the proposed Imaging system 100 is realized.
  • the focal length change of the imaging system 100 is realized by an electrically switchable change in the optical properties (eg the radii of the imaging system). mung surfaces) of the optical elements 108 and 200 or by a change in their position within the beam path 120. For example, results for the optical element 108, a new layer 202 of the surface. Similarly, a new layer 204 of the surface results for the optical element 200. As a result, a modified beam path 206 of the imaging system 100 results.
  • the optical properties eg the radii of the imaging system.
  • an imaging system 100 can be implemented with at least two discrete switchable different focal ⁇ wide by this switching between two different focal lengths within the range described Abbil- training system 100th Depending on the specific configuration of the electrical switching mechanism, it is also possible to achieve several different focal lengths.
  • FIG. 200 An example of an advantageous embodiment of the optical element 200 for realizing a zoom within the imaging system 100 is shown in FIG.
  • the optical element 200 is in this embodiment as a lens made of an elastic material.
  • Actuator (not shown) is applied an electrical voltage.
  • the piezoelectric actuator is arranged so that it acts on the elastic lens when applying the voltage similar to a piston (Shift 400) and thereby causes a change in the original borrowed lens shape (lens curvature) 404.
  • the change in the lens shape can be achieved by changing the radius (shift 401) of the lens holder 403.
  • the changed lens shape 406 results in a change in its optical properties, namely the focal length.
  • the optical element 200 influences the focal length of the lens 200.
  • the original beam path 120 of the light beams is changed and an altered beam path 206 is generated.
  • the value of the focal length depending on the Piezo actuator applied voltage changed and thus realized a zoom.
  • the optical element 200 comprises a liquid lens 500.
  • the liquid lens 500 consists of the actual lens fluid 502 and a surrounding liquid 504.
  • a reflective material 506 is arranged at the bottom of the liquid lens.
  • the liquid lens is disposed in an electrode-provided lens holder (eg, ITO electrodes, not shown).
  • a voltage can be applied to the electrodes, thereby generating an electric field between the electrodes.
  • the optical properties of the liquid lens are deliberately varied by changing the surface tension between the two liquids, which changes the radius of curvature of the interface.
  • This change in the optical properties of the liquid lens causes a change in the focal length of the liquid lens and thus an altered beam path 206.
  • a changed value of the focal length of the imaging system and thus a zoom is realized.
  • the optical element 200 shown schematically in FIG. 5 is a combination of a liquid crystal 602 and a Fresnel lens 600.
  • a reflecting material 604 is arranged on the side of the optical element 200 facing away from the object side incident light 120 so that the beam path 120 is rekflektiert in the direction of the image sensor.
  • the Fresnel lens 600 is made of a dielectric material, such as plastic.
  • the beam path 120 of the light entering the obj ekt matter is determined by both the optical properties of the liquid crystal 602 and the Fresnel lens 600.
  • electrodes (not shown) are arranged, which are connected via conductor tracks to a voltage source.
  • the optical properties (refractive index) of the liquid crystal 602 are changed electronically by turning the power source on and off, thereby activating and deactivating the electrodes. This allows electronically the beam path of the exiting light radiation 206, d. H. the deflection angle can be changed.
  • the change in the optical properties of the liquid crystal 602 by activating or deactivating the electrodes takes place analogously as described above.
  • the liquid crystal 602 of the optical element 200 has an isotropic distribution of the preferential directions.
  • the degree of alignment of the liquid crystal 602 depends on the magnitude of the applied voltage. However, the degree of alignment also determines the magnitude of the refractive index change. This affects the focal length. Therefore, the focal length is controllable by the applied voltage. This opens the possibility to realize further focal lengths. quoted literature

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Abstract

The imaging system (100) has a front side (102) facing the object, and a rear side (104), which faces away from the object and which is arranged behind the front side (102), as viewed from the object. A front lens (106) is situated on the front side, through which front lens light coming from the object can enter into the imaging system (100). On the rear side (104) or front side (102), the imaging system (100) has at least one optical element (114; 108; 200) which is arranged in such a way that it can influence the beam path (120; 402) in such a way as to result in a folded beam path between front lens (106) and image sensor (112), and a real image of the object arises on the image sensor. By means of the electrical driving of at least one optical element (114; 108; 200) it is possible to alter the focal length within the imaging system (100) in a manner switchable at least between two values. Lenses composed of glass or elastic material, liquid lenses (500) or liquid crystal elements (600) are used as the optical element (114; 108; 200). The change in the focal length is realized with the aid of electrically controlled piezo-actuators or by an electric field being applied to the variable optical element (114; 108; 200).

Description

Planares Abbildungssystem  Planar imaging system
Beschreibung description
Gebiet der Erfindung Field of the invention
Die Erfindung betrifft ein Abbildungssystem zum Abbilden ei nes Objektes auf einen Bildsensor. The invention relates to an imaging system for imaging egg nes object on an image sensor.
Stand der Technik State of the art
Der Trend bei der Entwicklung optischer Module, insbesonder für Mobilfunk-Geräte (Handys) , geht zunehmend in Richtung einer sehr flachen Bauweise. Dabei wird zunehmend ein Aufbau bevorzugt, in dem eine Mehrzahl von optischen Elementen mit ausgewählten refraktiven, diffraktiven, transmissiven oder reflekti- ven Eigenschaften miteinander kombiniert werden, um den gewünschten Strahlengang zu realisieren und eine Abbildung auf einem Bildsensor zu erzeugen (s. Fig. 1; oder z. B. J. Jahns: "Integrated optical imaging System", Appl. Opt . 29 (1990) The trend in the development of optical modules, especially for mobile devices (mobile phones), is increasingly in the direction of a very flat design. An arrangement is increasingly preferred in which a plurality of optical elements with selected refractive, diffractive, transmissive or reflective properties are combined with one another in order to realize the desired beam path and to generate an image on an image sensor (see FIG or, for example, J. Jahns: "Integrated Optical Imaging System", Appl. Opt. 29 (1990)
1998) . 1998).
Die ständig steigenden Anforderungen, die an den möglichst flachen Aufbau der Module gestellt werden, setzen jedoch Gren-  However, the ever-increasing demands placed on the lowest possible design of the modules
BESTÄTIGUNGSKOPIE zen für die bisher verwendeten Vorrichtungen und Systeme insbesondere auch in Hinblick auf die Variabilität der Brennweite. CONFIRMATION COPY zen for the devices and systems used so far in particular with regard to the variability of the focal length.
Aufgabe task
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Abbildungssystem zum Abbilden eines Objekts auf einen Bildsensor vorzuschlagen, welches eine sehr flache Bauweise in Kombination mit der Realisie- rung von mindestens zwei unterschiedlichen Brennweiten aufweist . The object of the invention is to propose an imaging system for imaging an object on an image sensor, which has a very flat construction in combination with the realization of at least two different focal lengths.
Lösung solution
Diese Aufgabe wird durch die Erfindung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Der Wortlaut sämtlicher Ansprüche wird hiermit durch Bezugnahme zum In- halt dieser Beschreibung gemacht. Die Erfindung umfasst auch alle sinnvollen und insbesondere alle erwähnten Kombinationen von unabhängigen und/oder abhängigen Ansprüchen. This object is achieved by the invention with the features of the independent claim. Advantageous developments of the invention are characterized in the subclaims. The wording of all claims is hereby incorporated by reference into this description. The invention also includes all reasonable and in particular all mentioned combinations of independent and / or dependent claims.
Im Folgenden wird das Abbildungssystem näher beschrieben. In the following, the imaging system will be described in more detail.
Es wird ein Abbildungssystem zum Abbilden eines Objektes auf einen Bildsensor vorgeschlagen. Das Licht durchläuft insgesamt einen Strahlengang zwischen Objekt und Bildsensor durch einen (transparenten) Träger, bestehend aus einem massiven transparenten Material oder aus einer mit Luft gefüllten äußeren Hülle, auf dem ein oder mehrere passive oder/und aktive optische Bauelemente angebracht sind. Diese optischen Bauelemente haben zum Ziel, durch ändern (schalten) des optischen Weges (Verändern der Brennweiten der aktiven Elemente und/oder Verändern der optischen Wehlänge) von der Eintrittslinse zum Sensor die optische Brennweite des Systems kontinuierlich oder diskret verstellen zu können. An imaging system for imaging an object on an image sensor is proposed. Overall, the light passes through a beam path between the object and the image sensor through a (transparent) support, consisting of a solid transparent material or an air-filled outer shell, on which one or more passive and / or active optical components are mounted. These optical components aim to change (switch) the optical path (changing the focal lengths of the active elements and / or changing the optical wavelength) from the entrance lens to the sensor optical focal length of the system can be adjusted continuously or discretely.
In einem Abbildungssystem wird Licht durch eine räumliche Anordnung von optischen Elementen abgelenkt. Die Ablenkung des Lichts wird durch optische Elemente erzielt, die unterschiedliche optische Effekte nutzen, etwa:  In an imaging system, light is deflected by a spatial arrangement of optical elements. The deflection of the light is achieved by optical elements that use different optical effects, such as:
Refraktion (Brechung; Richtungsänderung des Lichtes von einem durchsichtigen Medium in eine anderes, sofern es die Grenzfläche zwischen den Medien nicht senkrecht durch- dringt) ;  Refraction (refraction, change in direction of the light from one transparent medium to another, provided that the interface between the media does not penetrate vertically);
Diffraktion (Beugung) ; und  Diffraction (diffraction); and
Reflexion (Spiegelung; Zurückwerfen von Licht bei seinem Reflection (reflection, throwing back light at his
Auftreffen auf eine Grenzfläche zwischen zwei Medien mit verschiedenen optischen Eigenschaften) . Impinging on an interface between two media with different optical properties).
Die optischen Elemente können Linsen, Spiegel, Gitter, Hologramme sowie andere Elemente mit optischen Eigenschaften sein, die für den gewünschten Strahlgang passend sind.  The optical elements may be lenses, mirrors, gratings, holograms, as well as other elements having optical properties suitable for the desired beam path.
Am Ende des Strahlengangs, in der Bildebene, in die das Objekt mit Hilfe der Elemente abgebildet wird, befindet sich der Bildsensor. Dieser ist i. d. R. als Sensor der Typen CCD oder CMOS ausgeführt. Prinzipiell können aber alle denkbaren Sensoren wie Filme, elektronische Bildsensoren, abtastende Photodetektoren etc. verwendet werden.  At the end of the beam path, in the image plane into which the object is imaged by means of the elements, is the image sensor. This is i. d. R. executed as a sensor of the type CCD or CMOS. In principle, however, all conceivable sensors such as films, electronic image sensors, scanning photodetectors, etc. can be used.
Das Abbildungssystem hat eine dem Objekt zugewandte Front- seite und eine vom Objekt abgewandte Rückseite, welche vom Objekt aus betrachtet hinter der Frontseite angeordnet ist.  The imaging system has a front side facing the object and a rear side facing away from the object, which is arranged behind the front side when viewed from the object.
An der Frontseite befindet sich eine Frontlinse (oder Kombination mehrerer Linsen) , durch welche vom Objekt kommendes  On the front side there is a front lens (or combination of several lenses) through which the object coming from the object
Licht in das Abbildungssystem eintritt. Die Frontlinse kann z. B. als plane oder gekrümmte Fläche oder als Linsensystem ausgebildet sein. Ebenso kann dieses Elemente starr oder veränderlich sein. Auch weist das Abbildungssystem mindestens ein optisches Element auf, welches an der Rückseite oder Frontseite angeordnet ist und den Strahlengang innerhalb des Abbildungssystems derart beeinflussen kann, dass sich ein gefalteter Strahlengang zwischen Frontlinse und Bildsensor ergibt, und dass ein reelles Bild des Objekts auf dem Bildsensor entsteht. Frontseite und Rückseite zusammen mit dem gefalteten Strahlengang bilden ein planares optisches System. Light enters the imaging system. The front lens can z. B. be designed as a plane or curved surface or as a lens system. Likewise, these elements may be rigid or changeable. The imaging system also has at least one optical element which is arranged on the rear side or front side and can influence the beam path within the imaging system in such a way that a folded beam path results between the front lens and the image sensor, and a real image of the object arises on the image sensor , Front and back together with the folded beam path form a planar optical system.
Das mindestens eine optische Element ist derart ausgebildet, dass durch eine elektrische Ansteuerung des mindestens einen optischen Elements die Brennweite des Abbildungssystems veränderbar ist.  The at least one optical element is designed such that the focal length of the imaging system can be changed by an electrical control of the at least one optical element.
Dadurch sind für das Abbildungssystem je nach elektrischem Schaltungszustand des mindestens einen optischen Elements mindestens ein erster Wert der Brennweite und ein zweiter, vom ersten unterschiedlicher Wert der Brennweite einstellbar.  As a result, at least one first value of the focal length and a second, different from the first value of the focal length can be set for the imaging system depending on the electrical circuit state of the at least one optical element.
Die Einstellung der unterschiedlichen Brennweiten erfolgt durch die Änderung (Ablenkung) des Strahlengangs beim Passieren des mindestens einen optischen Elements. Es können aber auch zwei, drei oder mehr elektrisch ansteuerbare optische Elemente im Strahlengang angeordnet sein.  The setting of the different focal lengths is done by the change (deflection) of the beam path when passing the at least one optical element. However, it is also possible for two, three or more electrically controllable optical elements to be arranged in the beam path.
Der konkrete Strahlengang innerhalb des Systems bis zum Bildsensor ist abhängig davon, wie viele elektrisch ansteuerbare optische Elemente im Strahlengang angeordnet sind und wird durch deren spezifische optische Eigenschaften beeinflusst. Die Spezifikationen dieser optischen Elemente sind durch die gewünschte Form der Abbildung (en) des Objekts auf den Bildsensor bestimmt, insbesondere durch die gewünschte Vergrößerung bzw. Brennweite .  The specific beam path within the system up to the image sensor depends on how many electrically controllable optical elements are arranged in the beam path and is influenced by their specific optical properties. The specifications of these optical elements are determined by the desired shape of the image (s) of the object on the image sensor, in particular by the desired magnification or focal length.
Durch eine Mehrzahl von optischen Elementen, auch an der Frontseite, kann die Abbildungsqualität beeinflusst bzw. verbessert werden. Die Strahlen durchlaufen entlang des Strahlengangs verschiedene optische Elemente. Die Strahlen werden dabei i. d. R. abwechselnd an Front- und Rückseite reflektiert, wodurch eine "Faltung" des Strahlengangs realisiert wird. By a plurality of optical elements, also on the front side, the imaging quality can be influenced or improved. The rays pass along the beam path through various optical elements. The rays will be there Usually R. alternately reflected at the front and back, whereby a "convolution" of the beam path is realized.
Durch das vorgeschlagene System lassen sich sowohl Zoom- Objektive als auch Objektive mit variabler Brennweite realisieren. Unter einem Zoom-Objektiv wird ein Objektiv mit in einem bestimmten Bereich kontinuierlich veränderlicher Brennweite verstanden. Unter variabler Brennweite wird eine Veränderung der Brennweite in diskreten Schritten verstanden.  The proposed system can realize both zoom lenses and lenses with variable focal length. A zoom lens is understood to mean a lens with a continuously variable focal length in a certain range. Variable focal length is understood as a change of the focal length in discrete steps.
Eine vorteilhafte Ausführung der vorgeschlagenen Lösung ermöglicht es auch, dass die Brennweite des Abbildungssystems durch eine elektrische Ansteuerung des mindestens einen optischen Elements kontinuierlich einstellbar ist. An advantageous embodiment of the proposed solution also makes it possible for the focal length of the imaging system to be continuously adjustable by electrical actuation of the at least one optical element.
In einer anderen vorteilhaften Ausführung des Abbildungssys tems kann mindestens eine optische Eigenschaft mindestens eines optischen Elements durch eine elektrische Ansteuerung geändert werden. Beispielhaft erwähnt seien Linsen mit steuerbarer In another advantageous embodiment of the Abbildungssys system, at least one optical property of at least one optical element can be changed by an electrical control. Examples include lenses with controllable
Brennweite, wie z. B. Focal length, such as B.
- Membranlinsen, bei denen die Membran reflektierend ausgebildet ist und durch eine mechanische oder elektrische Ansteuerung die Brennweite verändert werden kann;  - Membrane lenses, in which the membrane is designed to be reflective and by a mechanical or electrical control, the focal length can be changed;
- Linsen mit variablen Brennweiten auf Basis von Flüssigkristallen und elektrooptischen Materialien, oder  - Lenses with variable focal lengths based on liquid crystals and electro-optical materials, or
- Flüssigkeitslinsen, hierbei u. a. die bekannten „Electro- wetting Lens Systems".  - Liquid lenses, here u. a. the well-known Electrowetting Lens Systems.
Diese vorteilhaften Beispiele seien im Folgenden näher erläutert .  These advantageous examples are explained in more detail below.
Z. B. weist das optische Element ein elastisches Material auf. Die Änderung der mindestens einen optischen Eigenschaft des mindestens einen optischen Elements wird in dieser vorteilhaften Ausführung durch ein Ändern seiner geometrischen Form erreicht . Das optische Element ist hierbei beispielsweise eine Linse aus einem transparenten, elastischen Material. Insbesondere betrifft diese Änderung der geometrischen Form die Krümmungsradien der Linsenoberflächen. For example, the optical element comprises an elastic material. The change of the at least one optical property of the at least one optical element is achieved in this advantageous embodiment by changing its geometric shape. The optical element is in this case, for example, a lens made of a transparent, elastic material. In particular, this change in the geometric shape relates to the radii of curvature of the lens surfaces.
Von Vorteil ist es auch, wenn diese elektrisch schaltbare Änderung der geometrischen Form des mindestens einen optischen Elementes durch eine piezoelektrische Krafteinwirkung bewirkt wird. Dabei wirkt das piezoelektrische Element beim Einschalten einer Steuerspannung auf die elastische Krümmungsoberfläche der Linse und verändert deren Radius. Im Resultat dessen werden die optischen Eigenschaften der Linse geändert und eine geänderter Wert der Brennweite eingestellt. Wird die an den Piezo-Aktuator angelegte Steuerspannung wieder ausgeschaltet, dann wird wieder die ursprüngliche geometrische Form der Linse hergestellt und somit der ursprüngliche Wert der Brennweite eingestellt. It is also advantageous if this electrically switchable change of the geometric shape of the at least one optical element is effected by a piezoelectric force. In this case, the piezoelectric element acts on switching on a control voltage on the elastic curvature surface of the lens and changes its radius. As a result, the optical properties of the lens are changed and a changed value of the focal length is set. If the control voltage applied to the piezoelectric actuator is switched off again, the original geometric shape of the lens is restored and the original value of the focal length is thus set.
Die Funktionsweise eines Piezo-Aktuators beruht auf der Piezoelektrizität (auch piezoelektrischer Effekt genannt). Die Piezoelektrizität beschreibt die Änderung der elektrischen  The operation of a piezo actuator is based on the piezoelectricity (also called piezoelectric effect). The piezoelectricity describes the change of the electrical
Polarisation und somit das Auftreten einer elektrischen Spannung an gewissen Festkörpern, wenn sie elastisch verformt werden (direkter Piezoeffekt) . Umgekehrt verformen sich gewisse Materialien bei Anlegen einer elektrischen Spannung (inverser Piezoeffekt) . Durch die gerichtete Verformung eines piezoelektrischen Materials bilden sich mikroskopische Dipole innerhalb der Elementarzellen. Die Aufsummierung über das damit verbundene elektrische Feld in allen Elementarzellen des Kristalls führt zu einer makroskopisch messbaren elektrischen Spannung. Umgekehrt kann durch Anlegen einer elektrischen Spannung eine Verformung eines Bauteils aus Piezokeramik erreicht werden. Polarization and thus the occurrence of an electrical voltage on certain solids when they are elastically deformed (direct piezoelectric effect). Conversely, certain materials deform when an electrical voltage is applied (inverse piezoelectric effect). The directed deformation of a piezoelectric material forms microscopic dipoles within the unit cells. The summation via the associated electric field in all unit cells of the crystal leads to a macroscopically measurable electrical voltage. Conversely, by applying an electrical voltage, a deformation of a component made of piezoceramic can be achieved.
Ein weiteres der erwähnten vorteilhaften Beispiele betrifft Flüssiglinsen. Bei diesem Beispiel weist das mindestens eine optische Element eine Flüssig-Linse auf. Durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das optische Element ist mindestens eine optische Eigenschaft der Flüssig-Linse veränderbar. Another of the mentioned advantageous examples relates to liquid lenses. In this example, this has at least one optical element on a liquid lens. By applying an electrical voltage to the optical element, at least one optical property of the liquid lens can be changed.
Eine Flüssig-Linse besteht i. d. R. aus einer wässrigen Lösung und einem Öl. Die beiden Flüssigkeiten haben unterschiedliche Brechungsindizes und vermischen sich nicht. Eine Flüssiglinse kann beispielsweise derart aufgebaut sein, dass die beiden Flüssigkeiten sich in einem kurzen röhrenförmigen Behälter befinden, an dessen Enden transparenten Endkappen angeordnet sind. Eine der Endkappen und die Wandinnenflächen des röhrenförmigen Behältnisses sind mit einer wasserabweisenden Be- schichtung versehen. Dadurch wird bewirkt, dass sich die wäss- rige Lösung am nicht beschichteten Ende der Röhre sammelt und sich dort zu einer halbkugelförmigen Masse sammelt. Diese halbkugelförmige Masse bildet einen linsenförmigen Körper, der auch die optischen Eigenschaften einer Linse aufweist, beispielsweise einer Konvex-Linse .  A liquid lens consists i. d. R. from an aqueous solution and an oil. The two liquids have different refractive indices and do not mix. For example, a liquid lens may be constructed such that the two liquids are contained within a short tubular container having transparent end caps disposed at its ends. One of the end caps and the inner wall surfaces of the tubular container are provided with a water-repellent coating. This causes the aqueous solution to collect at the uncoated end of the tube and collect into a hemispherical mass. This hemispherical mass forms a lenticular body, which also has the optical properties of a lens, such as a convex lens.
Mit Hilfe eines elektrischen Feldes, welches an der Flüssiglinse erzeugt wird, kann innerhalb weniger Millisekunden eine Veränderung der geometrischen Form (z. B. des Krümmungsradius) der Oberfläche des linsenförmigen Flüssigkeitstropfens realisiert werden.  With the aid of an electric field, which is generated at the liquid lens, a change of the geometric shape (eg the radius of curvature) of the surface of the lenticular liquid drop can be realized within a few milliseconds.
Somit kann die Linsenform elektrisch gesteuert werden. Das angelegte elektrische Feld verringert die wasserabweisende Wirkung der Beschichtung . Dadurch benetzt die wässrige Lösung die Seitenwände des röhrenförmigen Behältnisses stärker und der Krümmungsradius der gewölbten Oberfläche zwischen den beiden Flüssigkeiten und die Brennweite der Linse ändern sich beim Ein- bzw. Ausschalten der Spannung an den Elektroden der Flüssiglinse. Durch die Änderung (Verstärkung oder Verringerung) kann sogar eine Veränderung der Linsenform von konvex bis plan oder konkav erzielt werden. Möglich ist auch die vorteilhafte Ausführung des Abbildungs Systems derart, dass das mindestens eine optische Element ein Flüssigkristall-Element und eine Fresnel-Linse aufweist. Thus, the lens shape can be electrically controlled. The applied electric field reduces the water-repellent effect of the coating. As a result, the aqueous solution wets the sidewalls of the tubular container more, and the radius of curvature of the curved surface between the two liquids and the focal length of the lens change upon turning on and off the voltage at the electrodes of the liquid lens. By changing (amplification or reduction) even a change in the lens shape from convex to flat or concave can be achieved. The advantageous embodiment of the imaging system is also possible such that the at least one optical element has a liquid crystal element and a Fresnel lens.
Auch bei dieser vorteilhaften Anordnung ist durch Anlegen einer elektrischen Spannung an das optische Element mindestens eine optische Eigenschaft des optischen Elementes veränderbar.  Also in this advantageous arrangement, at least one optical property of the optical element can be changed by applying an electrical voltage to the optical element.
Ein Flüssigkristall ist eine Substanz, die einerseits flüssig ist wie eine Flüssigkeit, andererseits aber auch richtungsabhängige (anisotrope) physikalische Eigenschaften aufweist, wie ein Kristall. Diese besondere Kombination aus Fluidität und Anisotropie macht Flüssigkristalle technologisch interessant, vor allem für Flüssigkristall-Bildschirme, aber auch zunehmend für die Verwendung in optischen Elementen, z. B. in Flüssigkristall-Linsen. Flüssigkristalle entfalten ihre Eigenschaften i. d. R. gelöst in einem geeigneten Lösungsmittel, oft z. B. Wasser. Die meisten Flüssigkristalle sind optisch doppelbrechend.  A liquid crystal is a substance that is liquid on the one hand as a liquid, on the other hand also has directional (anisotropic) physical properties, such as a crystal. This particular combination of fluidity and anisotropy makes liquid crystals technologically interesting, especially for liquid crystal displays, but also increasingly for use in optical elements, e.g. B. in liquid crystal lenses. Liquid crystals develop their properties i. d. R. dissolved in a suitable solvent, often z. B. water. Most liquid crystals are optically birefringent.
In der Optik werden üblicherweise thermotrope Flüssigkristalle eingesetzt. Diese treten beim Erwärmen von bestimmten Substanzen beim Schmelzen als Zwischenphase (Mesophase) zwischen der festen und der flüssigen Phase auf. Derartige Substanzen können mit zunehmender Temperatur nacheinander mehrere unterschiedliche flüssigkristalline Phasen ausbilden, die sich durch ihre mikroskopische Struktur und ihr makroskopisches Erscheinen deutlich voneinander unterscheiden, so z. B.  In optics usually thermotropic liquid crystals are used. These occur when heating certain substances during melting as an intermediate phase (mesophase) between the solid and the liquid phase. Such substances can successively form several different liquid-crystalline phases with increasing temperature, which differ significantly from each other by their microscopic structure and their macroscopic appearance, such. B.
- die nematische Phasen,  - the nematic phases,
- die smektische Phasen,  - the smectic phases,
- die kolumnare Phasen.  - the columnar phases.
Die nematische Phase ist der einfachste Typ flüssigkristalliner Phasen. Die nematische Phase wird i. d. R. aus einem System mit langgestreckten, zigarrenförmigen Molekülen gebildet. In ihr weisen diese Moleküle eine Orientierungsordnung bezüglich eines so genannten Direktors, dem Einheitsvektor der Rieh- tung, auf. Die daraus folgende Vorzugsorientierung ist in der Regel nur für kleine Volumina konstant. Die Vorzugsorientierun- gen der kleinen Volumina sind statistisch verteilt. Es tritt keinerlei Fernordnung auf. Auf einer makroskopischen Skala scheint eine isotrope Verteilung vorzuliegen. The nematic phase is the simplest type of liquid crystalline phases. The nematic phase is usually formed from a system with elongated, cigar-shaped molecules. In them, these molecules have an orientation order with respect to a so-called director, the unit vector of the tion, up. The consequent preference orientation is usually constant only for small volumes. The preference orientations of the small volumes are statistically distributed. There is no remote order. On a macroscopic scale, there seems to be an isotropic distribution.
Allgemein nehmen der Ordnungsgrad der Flüssigkristall- Moleküle und die damit verbundene Orientierungsfernordnung mit zunehmender Temperatur ab. Entsprechend sind die physikalischen Eigenschaften, wie z. B. der Brechungsindex von der Temperatur abhängig.  Generally, the degree of order of the liquid crystal molecules and the associated orientation remoteness decrease with increasing temperature. Accordingly, the physical properties, such. B. the refractive index of the temperature dependent.
Die Moleküle einer nematischen Phase lassen sich allerdings durch ein elektrisches Feld ausrichten. Dadurch werden die Vorzugsrichtungen in den kleinen Volumina in der gleichen Richtung ausgerichtet, wodurch eine makroskopisch, anisotrope Ordnung entsteht. Diese Feld-induzierte Ausrichtung erfolgt ohne Temperatur-Änderungen, d. h. innerhalb der nematischen Phase, ohne einen temperatur-induzierten Phasenübergang.  However, the molecules of a nematic phase can be aligned by an electric field. As a result, the preferred directions in the small volumes are aligned in the same direction, resulting in a macroscopic, anisotropic order. This field-induced alignment occurs without temperature changes, i. H. within the nematic phase, without a temperature-induced phase transition.
In der makroskopisch geordneten Phase ist der Brechungsindex für die Polarisationsrichtung parallel zur Orientierung der Mo- leküle des Flüssigkristalls erhöht. Senkrecht zur Ausrichtung polarisiertes Licht wird blockiert bzw. stark absorbiert.  In the macroscopically ordered phase, the refractive index for the polarization direction is increased parallel to the orientation of the molecules of the liquid crystal. Vertical polarized light is blocked or strongly absorbed.
Die gezielte Ausrichtung der Flüssigkristall-Moleküle durch eine elektrische Schaltungsanordnung erfolgt durch die Anbringung von Elektroden an das Flüssigkristall-Element. Diese  The targeted alignment of the liquid crystal molecules by an electrical circuit arrangement is carried out by the attachment of electrodes to the liquid crystal element. These
Elektroden sind mit einer oder mehreren Spannungsquellen verbunden, die unabhängig voneinander ein- bzw. ausgeschaltet werden können. Electrodes are connected to one or more voltage sources that can be turned on or off independently.
Die Elektroden sind, entsprechend der gewünschten Funktion strukturiert, an dem optischen Element bzw. Flüssigkristall- Element angebracht. Beim Einschalten der Spannung wird über die Elektroden an dem Flüssigkristall-Element ein elektrisches Feld erzeugt, welches eine bereichsweise geänderte Ausrichtung der vororientierten Flüssigkristall-Moleküle hervorruft. Somit ent- stehen in dem Flüssigkristall-Element Bereiche mit einem unterschiedlichen Brechungsindex. Der Brechungsindex ist dabei in den Bereichen mit Orientierung der Flüssigkristall-Moleküle durch das elektrische Feld für eine geeignete Polarisationsrichtung erhöht. The electrodes are structured according to the desired function, attached to the optical element or liquid crystal element. When the voltage is switched on, an electric field is generated across the electrodes on the liquid-crystal element, which produces a regionally changed orientation of the pre-oriented liquid-crystal molecules. Thus, In the liquid crystal element, there are regions having a different refractive index. The refractive index is increased in the regions with orientation of the liquid crystal molecules by the electric field for a suitable polarization direction.
Eine Fresnel-Linse oder genauer eine Fresnelsche Stufenlinse ist eine optische Linse, bei der Gewicht und Volumen gegenüber einer üblichen optischen Linse bei gleichem Durchmesser und gleicher Brennweite verkleinert sind. Dies wirkt sich besonders bei Linsen mit kurzer Brennweite aus, die in normaler Form sehr dick und schwer sind. Die Verringerung des Volumens geschieht bei Fresnel-Linsen durch eine Aufteilung in ringförmige Bereiche. In jedem dieser Bereiche wird die Dicke verringert, sodass die Linse eine Reihe ringförmiger Stufen erhält. Da Licht nur beim Passieren der Linsen-Oberflächen gebrochen wird, ist der Brechungswinkel nicht von der Dicke, sondern nur vom Winkel zwischen den beiden Oberflächen abhängig. Die Linse behält ihre Brennweite bei, aber die Abbildungsqualität wird durch die Stufenstruktur verschlechtert. Fresnel-Linsen werden i. d. R. dort eingesetzt, wo das Gewicht der Linsen ausschlaggebend und die Abbildungsqualität zweitrangig ist.  A Fresnel lens, or more precisely, a Fresnel Fresnel lens, is an optical lens which is smaller in weight and volume than a conventional optical lens of the same diameter and focal length. This is particularly noticeable in short focal length lenses, which are very thick and heavy in their normal form. The reduction of the volume occurs in Fresnel lenses by a division into annular areas. In each of these areas, the thickness is reduced so that the lens receives a series of annular steps. Since light is only refracted when passing the lens surfaces, the angle of refraction does not depend on the thickness but only on the angle between the two surfaces. The lens retains its focal length, but the imaging quality is degraded by the step structure. Fresnel lenses are i. d. R. used where the weight of the lenses crucial and the image quality is secondary.
Bedeckt man eine Fresnel-Linse mit einem Flüssigkristall, so kann der Brechungsindex des Flüssigkristalls elektrisch geschaltet werden. Er kann z. B. so geschaltet werden, dass in einem Schaltungszustand ein Brechungsindex-Sprung zwischen dem Material der Fresnel-Linse und. dem Flüssigkristall vorhanden ist, wodurch die Fresnel-Linse wirkt. Im anderen Schaltungszustand kann der Brechungsindex-Unterschied verschwinden, so dass die Fresnel-Linse nicht wirkt. Auf diese Weise kann die Wirkung der Fresnel-Linse ein- und ausgeschaltet werden.  Covering a Fresnel lens with a liquid crystal, the refractive index of the liquid crystal can be electrically switched. He can z. B. be switched so that in a circuit state, a refractive index jump between the material of the Fresnel lens and. the liquid crystal is present, whereby the Fresnel lens acts. In the other circuit state, the refractive index difference may disappear, so that the Fresnel lens does not work. In this way, the effect of the Fresnel lens can be turned on and off.
Denkbar ist auch, dass in dem Abbildungssystem nur ein veränderbares optisches Element vorhanden ist. Dabei kann das optische Element derart gestaltet sein, dass es durch elektrische Ansteuerung sowohl in seiner Lage entlang einer Achse ver¬ schiebbar ist, als auch seine geometrische Form (z. B. die Krümmung der Linsenoberflächen) veränderbar ist, und somit durch diese Kombination der veränderbaren Eigenschaften eine Änderung der Brennweite bewirkt wird. It is also conceivable that in the imaging system only a variable optical element is present. In this case, the optical element may be designed such that it is protected by electrical Control is both in its position along an axis ver ¬ pushed, and its geometric shape (eg, the curvature of the lens surfaces) is variable, and thus a change in the focal length is effected by this combination of the variable properties.
Brechung in einer Linse oder einem Prisma führt immer zu ei ner Dispersion, also Farbaufspaltung. Im Objektivbau wird die Dispersion durch Verwendung von Gläsern mit verschiedenem Brechungsindex und/oder andern Maßnahmen minimiert (farbkorri- giert). Im vorliegenden planaren Aufbau ist eine Dispersion solange nicht vorhanden, als der Strahlengang über Reflexion an den optischen Oberflächen zustande kommt. Linsen oder Prismen in Transmission führen zu einer störenden Dispersion, können jedoch durch geeignete Kombination oder mit Hilfe diffraktiver Elemente minimiert werden. Refraction in a lens or a prism always leads to egg ner dispersion, ie color splitting. In lens construction, the dispersion is minimized by using glasses with different refractive indices and / or other measures (color-corrected). In the present planar structure, a dispersion is not present as long as the beam path via reflection on the optical surfaces comes about. Lenses or prisms in transmission lead to a disturbing dispersion, but can be minimized by suitable combination or by means of diffractive elements.
Daher wird das Abbildungssystem vorzugsweise als katadi- optrisches System ausgebildet, also als Spiegellinsen-System, bei dem alle optischen Elemente jenseits der Frontlinse (gewölbte) Spiegel sind.  Therefore, the imaging system is preferably formed as katadi- optrisches system, so as a mirror lens system in which all optical elements beyond the front lens (curved) mirror.
Das optische Element ist in dieser Ausgestaltung besonders geeignet, den Strahlengang für polychromatisches Licht zu beeinflussen. Als polychromatisches Licht (griechisch: poly- chromos, so viel wie "vielfarbig") bzw. Weißlicht wird Licht bezeichnet, welches aus einer Mischung unterschiedlicher Farben besteht. Polychromatisches Licht ist ein Gemisch aus vielen Wellenlängen .  In this embodiment, the optical element is particularly suitable for influencing the beam path for polychromatic light. As polychromatic light (Greek: polychromos, as much as "many-colored") or white light is called light, which consists of a mixture of different colors. Polychromatic light is a mixture of many wavelengths.
Weitere Einzelheiten und Merkmale ergeben sich aus der nach folgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Unteransprüchen. Hierbei können die jeweiligen Merkmale für sich alleine oder zu mehreren in Kombination miteinander verwirklicht sein. Die Möglichkeiten, die Aufgabe zu lösen, sind nicht auf die Ausführungsbeispiele beschränkt. Further details and features will become apparent from the following description of preferred embodiments in conjunction with the subclaims. In this case, the respective features can be used alone or in combination be realized with each other. The possibilities to solve the problem are not limited to the embodiments.
Die Ausführungsbeispiele sind in den Figuren schematisch dargestellt. Gleiche Bezugsziffern in den einzelnen Figuren be- zeichnen dabei gleiche oder funktionsgleiche bzw. hinsichtlich ihrer Funktionen einander entsprechende Elemente. Im Einzelnen zeigt :  The embodiments are shown schematically in the figures. The same reference numerals in the individual figures denote identical or functionally identical elements or corresponding elements with respect to their functions. In detail shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines planaren Abbil- dungssystems gemäß dem Stand der Technik; 1 is a schematic representation of a planar imaging system according to the prior art;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines planaren Abbildungssystems mit variabler Brennweite;  FIG. 2 is a schematic illustration of a variable focal length planar imaging system; FIG.
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines optischen Elementes mit Mitteln zur Formveränderung durch ein elekt- risch schaltbares Piezo-Element ( Piezo-Aktuator) ; 3 is a schematic representation of an optical element having means for changing the shape of an electrically switchable piezoelectric element (piezoelectric actuator);
Fig. 4 eine schematische Darstellung einer elektrisch schaltbaren Flüssig-Linse ; und  4 shows a schematic illustration of an electrically switchable liquid lens; and
Fig. 5 eine schematische Darstellung einer elektrisch schaltbaren Flüssigkristall-Elementes in Kombination mit ei- ner Fresnel-Linse . 5 is a schematic representation of an electrically switchable liquid crystal element in combination with a Fresnel lens.
Fig. 1 zeigt schematisch ein Abbildungssystem 100 entsprechend dem Stand der Technik. Das gezeigte System 100 hat eine Frontseite 102 und eine Rückseite 104. An der Frontseite 102 befinden sich eine Frontlinse 106, zwei optische Elemente 108, 110, sowie ein Bildsensor 112. Gegenüber, an der Rückseite 104 des gezeigten Systems 100, sind das optische Element 114, das optische Element 116 und das optische Element 118 angeordnet. Die optischen Elemente 108, 110, 114, 116 und 118 können Fig. 1 shows schematically an imaging system 100 according to the prior art. The illustrated system 100 has a front side 102 and a rear side 104. At the front side 102 are a front lens 106, two optical elements 108, 110, and an image sensor 112. Opposite, at the back 104 of the system 100 shown, are the optical element 114, the optical element 116 and the optical element 118 are arranged. The optical elements 108, 110, 114, 116 and 118 can
refraktive oder diffraktive, transmissive oder reflektive optische Eigenschaften haben. have refractive or diffractive, transmissive or reflective optical properties.
Der Strahlengang 120 verläuft vom Objekt (nicht dargestellt) durch die Frontlinse 106 zum ersten optischen Element 114, wei- ter über das zweite optische Element 108, das dritte optische Element 116, das vierte optische Element 110 und das fünfte optische Element 118 zum Bildsensor 112, auf welchem das Objekt abgebildet wird. The beam path 120 extends from the object (not shown) through the front lens 106 to the first optical element 114, via the second optical element 108, the third optical element 116, the fourth optical element 110 and the fifth optical element 118 to the image sensor 112, on which the object is imaged.
In Fig. 2 ist schematisch eine beispielhafte Ausführungsform des vorgeschlagenen Abbildungssystems 100 (z. B. eines Kamera- Moduls) mit variabler Brennweite dargestellt. 2, an exemplary embodiment of the proposed imaging system 100 (eg, a camera module) having a variable focal length is shown schematically.
Das dargestellte System 100 hat eine Frontseite 102 und eine Rückseite 104. Der Raum 201 zwischen der Frontseite 102 und der Rückseite 104 kann sowohl mit Luft angefüllt sein, aber auch als transparentes Trägermaterial ausgeführt sein. An der Frontseite 102 befinden sich eine Frontlinse 106, ein optisches Elemente 108 sowie der Bildsensor 112. Gegenüber an der Rückseite 104 des gezeigten Abbildungssystems 100 sind zwei optische Elemente 114, 200 angeordnet. Das optische Element 114 kann re- fraktive oder diffraktive, transmissive oder reflektive optische Eigenschaften aufweisen.  The illustrated system 100 has a front side 102 and a rear side 104. The space 201 between the front side 102 and the rear side 104 may be filled both with air, but may also be designed as a transparent carrier material. On the front side 102 there are a front lens 106, an optical element 108 and the image sensor 112. Opposite to the rear side 104 of the illustrated imaging system 100, two optical elements 114, 200 are arranged. The optical element 114 may have refractive or diffractive, transmissive or reflective optical properties.
Der Strahlengang 120 verläuft vom Objekt (nicht dargestellt) durch die Frontlinse 106 über die optischen Elemente 114, 108 und 200 zum Bildsensor 112, auf welchem das Objekt abgebildet wird. Dieser ist durch eine bestimmte erste Brennweite definiert .  The beam path 120 extends from the object (not shown) through the front lens 106 via the optical elements 114, 108 and 200 to the image sensor 112, on which the object is imaged. This is defined by a specific first focal length.
Durch eine elektrisch schaltbare Ansteuerung der optischen Elemente 108 und 200 kann eine Änderung der Brennweite auf einen Wert, unterschiedlich zur ersten Brennweite, eingestellt werden und damit das reelle Bild des auf dem Bildsensor 112 abgebildeten Objektes variiert werden, wodurch die angestrebte Zoom-Eigenschaft des vorgeschlagenen Abbildungssystems 100 rea- lisiert wird.  By an electrically switchable control of the optical elements 108 and 200, a change in the focal length can be set to a value different from the first focal length and thus the real image of the imaged on the image sensor 112 object can be varied, whereby the desired zoom property of the proposed Imaging system 100 is realized.
Die Realisierung der Brennweitenänderung des Abbildungssystems 100 erfolgt dabei durch eine elektrisch schaltbare Änderung der optischen Eigenschaften (z. B. der Radien der Krüm- mungsoberflachen) der optischen Elemente 108 und 200 bzw. durch eine Veränderung ihrer Lage innerhalb des Strahlenganges 120. Z. B. ergibt sich für das optische Element 108 eine neue Lage 202 der Oberfläche. Ähnlich ergibt sich für das optische Ele- ment 200 eine neue Lage 204 der Oberfläche. Resultierend daraus ergibt sich ein veränderter Strahlengang 206 des Abbildungssystems 100. The focal length change of the imaging system 100 is realized by an electrically switchable change in the optical properties (eg the radii of the imaging system). mung surfaces) of the optical elements 108 and 200 or by a change in their position within the beam path 120. For example, results for the optical element 108, a new layer 202 of the surface. Similarly, a new layer 204 of the surface results for the optical element 200. As a result, a modified beam path 206 of the imaging system 100 results.
Somit kann durch diese Umschaltung zwischen zwei unterschiedlichen Brennweiten innerhalb des beschriebenen Abbil- dungssystems 100 beispielsweise ein Abbildungssystem 100 mit mindestens zwei diskret umschaltbaren unterschiedlichen Brenn¬ weiten realisiert werden. In Abhängigkeit von der konkreten Ausgestaltung des elektrischen Umschaltmechanismus könne auch mehrere unterschiedliche Brennweiten erzielt werden. Thus, for example, an imaging system 100 can be implemented with at least two discrete switchable different focal ¬ wide by this switching between two different focal lengths within the range described Abbil- training system 100th Depending on the specific configuration of the electrical switching mechanism, it is also possible to achieve several different focal lengths.
Ein Beispiel einer vorteilhaften Ausführung des optischen Elementes 200 zur Realisierung eines Zoom innerhalb des Abbildungssystems 100 wird in Figur 3 gezeigt. An example of an advantageous embodiment of the optical element 200 for realizing a zoom within the imaging system 100 is shown in FIG.
Das optische Element 200 ist in diesem Ausführungsbeispiel als Linse aus einem elastischen Material. An einen Piezo- The optical element 200 is in this embodiment as a lens made of an elastic material. To a piezo
Aktuator (nicht dargestellt) wird eine elektrische Spannung angelegt. Der Piezo-Aktuator ist so angeordnet, dass er beim Anlegen der Spannung ähnlich einem Kolben auf die elastische Linse einwirkt (Shift 400) und dadurch eine Änderung der ursprüng- liehen Linsenform (Linsenkrümmung) 404 bewirkt. Ebenso kann die Änderung der Linsenform durch eine Änderung des Radius (Shift 401) des Linsenhalters 403 erreicht werden. Aus der veränderten Linsenform 406 resultiert eine Änderung ihrer optischen Eigenschaften, nämlich der Brennweite. Dadurch beeinflusst das opti- sehe Element 200 die Brennweite der Linse 200. Somit wird der ursprüngliche Strahlengang 120 der Lichtstrahlen verändert und ein veränderter Strahlengang 206 erzeugt. Im Resultat dessen wird der Wert der Brennweite in Abhängigkeit von der an den Piezo-Aktuator angelegten Spannung verändert und somit ein Zoom realisiert . Actuator (not shown) is applied an electrical voltage. The piezoelectric actuator is arranged so that it acts on the elastic lens when applying the voltage similar to a piston (Shift 400) and thereby causes a change in the original borrowed lens shape (lens curvature) 404. Likewise, the change in the lens shape can be achieved by changing the radius (shift 401) of the lens holder 403. The changed lens shape 406 results in a change in its optical properties, namely the focal length. As a result, the optical element 200 influences the focal length of the lens 200. Thus, the original beam path 120 of the light beams is changed and an altered beam path 206 is generated. As a result, the value of the focal length depending on the Piezo actuator applied voltage changed and thus realized a zoom.
Eine andere vorteilhafte Ausführung des optischen Elementes 200 wird schematisch in Fig. 4 gezeigt. In diesem Beispiel weist das optische Element 200 eine Flüssig-Linse 500 auf. Die Flüssig-Linse 500 besteht aus der eigentlichen Linsen- Flüssigkeit 502 und einer diese umgebenden Flüssigkeit 504. An der Unterseite der Flüssig-Linse ist ein reflektives Material 506 angeordnet. Another advantageous embodiment of the optical element 200 is shown schematically in FIG. In this example, the optical element 200 comprises a liquid lens 500. The liquid lens 500 consists of the actual lens fluid 502 and a surrounding liquid 504. At the bottom of the liquid lens, a reflective material 506 is arranged.
Die Flüssiglinse ist in einem mit Elektroden versehenen Linsenhalter (z. B. ITO Elektroden; nicht dargestellt) angeordnet. An die Elektroden kann eine Spannung angelegt werden, wodurch zwischen den Elektroden ein elektrisches Feld erzeugt wird.  The liquid lens is disposed in an electrode-provided lens holder (eg, ITO electrodes, not shown). A voltage can be applied to the electrodes, thereby generating an electric field between the electrodes.
Beim Einschalten der Spannung werden die optischen Eigenschaften der Flüssig-Linse gezielt variiert, indem die Oberflächenspannung zwischen den beiden Flüssigkeiten sich wandelt, wodurch sich der Krümmungsradius der Grenzfläche ändert. Diese Veränderung der optischen Eigenschaften der Flüssiglinse be- wirkt eine Veränderung der Brennweite der Flüssiglinse und somit einen veränderten Strahlengang 206. Daraus resultiert, dass beim Einschalten der Spannung an den Elektroden ein geänderter Wert der Brennweite des Abbildungssystems und somit ein Zoom realisiert wird. When the voltage is switched on, the optical properties of the liquid lens are deliberately varied by changing the surface tension between the two liquids, which changes the radius of curvature of the interface. This change in the optical properties of the liquid lens causes a change in the focal length of the liquid lens and thus an altered beam path 206. As a result, when switching on the voltage at the electrodes a changed value of the focal length of the imaging system and thus a zoom is realized.
Das in Fig. 5 schematisch dargestellte optische Element 200 ist eine Kombination aus einem Flüssigkristall 602 und einer Fresnel-Linse 600. An der dem objektseitig einfallenden Licht 120 abgewandten Seite des optischen Elementes 200 ist ein re- flektierendes Material 604 angeordnet, so dass der Strahlengang 120 in Richtung des Bildsensors rekflektiert wird. Die Fresnel- Linse 600 ist aus einem dielektrischen Material, beispielsweise aus Kunststoff, gefertigt. Der Strahlengang 120 der obj ektseitig eintretenden Lichtstrahlung wird sowohl durch die optischen Eigenschaften des Flüssigkristalls 602 als auch der Fresnel-Linse 600 bestimmt. An dem optischen Element 200 sind Elektroden (nicht darge- stellt) angeordnet, die über Leiterbahnen mit einer Spannungsquelle verbunden sind. The optical element 200 shown schematically in FIG. 5 is a combination of a liquid crystal 602 and a Fresnel lens 600. On the side of the optical element 200 facing away from the object side incident light 120, a reflecting material 604 is arranged so that the beam path 120 is rekflektiert in the direction of the image sensor. The Fresnel lens 600 is made of a dielectric material, such as plastic. The beam path 120 of the light entering the obj ektseitig is determined by both the optical properties of the liquid crystal 602 and the Fresnel lens 600. On the optical element 200 electrodes (not shown) are arranged, which are connected via conductor tracks to a voltage source.
Die optischen Eigenschaften (Brechungsindex) des Flüssigkristalls 602 werden elektronisch durch Ein- bzw. Ausschalten der Spannungsquelle verändert, wodurch die Elektroden aktiviert bzw. deaktiviert werden. Dadurch kann elektronisch der Strahlengang der austretenden Lichtstrahlung 206, d. h. der Ablenkwinkel geändert werden. Die Änderung der optischen Eigenschaften des Flüssigkristalls 602 durch das Aktivieren bzw. Deaktivieren der Elektroden erfolgt sinngemäß wie oben bereits be- schrieben.  The optical properties (refractive index) of the liquid crystal 602 are changed electronically by turning the power source on and off, thereby activating and deactivating the electrodes. This allows electronically the beam path of the exiting light radiation 206, d. H. the deflection angle can be changed. The change in the optical properties of the liquid crystal 602 by activating or deactivating the electrodes takes place analogously as described above.
Bei ausgeschalteter Spannungsquelle hat der Flüssigkristall 602 des optischen Elementes 200 eine isotrope Verteilung der Vorzugsrichtungen .  When the voltage source is turned off, the liquid crystal 602 of the optical element 200 has an isotropic distribution of the preferential directions.
Durch das Einschalten der Spannung an den Elektroden kommt es zu einer veränderte Ausrichtung des Flüssigkristalls 602 entlang der Ausbreitungsrichtung 120 des Lichts und für beide Polarisationsrichtungen zu einer Änderung des Brechungsindex. Dies bewirkt zusammen mit der speziell geformten Kunststoff- Oberfläche der Fresnel-Linse 600 eine Ablenkung des Strahls 206, der das optische Element 200 passiert.  Switching on the voltage at the electrodes leads to a changed orientation of the liquid crystal 602 along the propagation direction 120 of the light and to a change in the refractive index for both polarization directions. This, together with the specially shaped plastic surface of the Fresnel lens 600, causes a deflection of the beam 206 passing the optical element 200.
Der Grad der Ausrichtung des Flüssigkristalls 602 hängt von der Höhe der angelegten Spannung ab. Der Grad der Ausrichtung bestimmt aber auch die Stärke der Änderung des Brechnungsindex. Dies beeinflusst die Brennweite. Daher ist die Brennweite über die angelegte Spannung steuerbar. Dies eröffnet die Möglichkeit, weitere Brennweiten zu realisieren. zitierte Literatur The degree of alignment of the liquid crystal 602 depends on the magnitude of the applied voltage. However, the degree of alignment also determines the magnitude of the refractive index change. This affects the focal length. Therefore, the focal length is controllable by the applied voltage. This opens the possibility to realize further focal lengths. quoted literature
J. Jahns: "Integrated optical imaging System", Appl . Opt . 29 (1990) 1998 J. Jahns: "Integrated Optical Imaging System", Appl. Opt. 29 (1990) 1998
Bezugszeichen reference numeral
100 Abbildungssystem 100 imaging system
102 Frontseite  102 front
104 Rückseite  104 back side
106 Frontlinse  106 front lens
108 optisches Element  108 optical element
110 optisches Element  110 optical element
112 Bildsensor  112 image sensor
114 optisches Element  114 optical element
116 optisches Element  116 optical element
118 optisches Element  118 optical element
120 ursprünglicher Strahlengang  120 original beam path
200 optisches Element  200 optical element
201 luftgefüllter Raum bzw. Trägermaterial zwischen Vorder- und Rückseite des optischen Elements  201 air-filled space or carrier material between the front and back of the optical element
202 neue Lage der Oberfläche des optischen Elements 108 204 neue Lage der Oberfläche des optischen Elements 200 206 veränderter Strahlengang  202 new position of the surface of the optical element 108 204 new position of the surface of the optical element 200 206 changed beam path
400 Shift  400 shift
404 Krümmungsradius  404 radius of curvature
406 veränderter Krümmungsradius  406 changed radius of curvature
401 Shift  401 shift
403 Linseneinfassung mit variablem Radius (Shift)  403 lens barrel with variable radius (Shift)
500 Flüssig-Linse  500 liquid lens
502 Linsen-Flüssigkeit  502 lens fluid
504 umgebende Flüssigkeit  504 surrounding liquid
506 reflektives Material  506 reflective material
600 Fresnel-Linse  600 Fresnel lens
602 Flüssigkristall  602 liquid crystal
604 reflektierendes Material  604 reflective material

Claims

Patentansprüche claims
1. Abbildungssystem (100) zum Abbilden eines Objektes auf einen Bildsensor (112), wobei Licht einen Strahlengang (120, 402) zwischen dem Objekt und dem Bildsensor (112) durchläuft, wobei das Abbildungssystem (100) folgendes aufweist: An imaging system (100) for imaging an object on an image sensor (112), wherein light traverses a beam path (120, 402) between the object and the image sensor (112), the imaging system (100) comprising:
a) eine dem Objekt zugewandte Frontseite (102) ;  a) a front side facing the object (102);
b) eine vom Objekt abgewandte Rückseite (104), welche vom Objekt aus betrachtet hinter der Frontseite (102) angeordnet ist;  b) a rear side facing away from the object (104), which viewed from the object behind the front side (102) is arranged;
c) eine Frontlinse oder Linsenkombination (106) an der  c) a front lens or lens combination (106) on the
Frontseite (102), durch welche das vom Objekt kommende Licht in das Abbildungssystem (100) eintritt; Front side (102) through which the light coming from the object enters the imaging system (100);
d) mindestens ein optisches Element (114; 108; 200), welches an der Rückseite (104) oder Frontseite (102) angeordnet ist und den Strahlengang (120) innerhalb des Abbildungssystems (100) derart beeinflussen kann,  d) at least one optical element (114; 108; 200) which is arranged on the rear side (104) or front side (102) and can influence the beam path (120) within the imaging system (100) in such a way,
dl) dass sich ein gefalteter Strahlengang zwischen  dl) that a folded beam path between
Frontlinse (106) und Bildsensor (112) ergibt, und Front lens (106) and image sensor (112) yields, and
d2 ) dass ein reelles Bild des Objekts auf dem Bildsensor (112) entsteht;  d2) that a real image of the object is formed on the image sensor (112);
dadurch gekennzeichnet: ,  characterized: ,
e) dass das mindestens eine optische Element (114; 108; 200) eine Flüssig-Linse (500) aufweist;  e) that the at least one optical element (114; 108; 200) comprises a liquid lens (500);
f) dass durch Anlegen einer elektrischen Spannung an die Flüssig-Linse (500) mindestens eine optische Eigenschaft der Flüssig-Linse (500) veränderbar ist;  f) that by applying an electrical voltage to the liquid lens (500) at least one optical property of the liquid lens (500) is variable;
h) dass die Flüssig-Linse (500) derart ausgebildet ist, dass durch eine elektrische Ansteuerung der Flüssig-Linse (500) die Brennweite des Abbildungssystems (100) veränderbar ist;  h) that the liquid lens (500) is designed such that by an electrical control of the liquid lens (500), the focal length of the imaging system (100) is variable;
i) wodurch für das Abbildungssystem (100) je nach elektrischem Schaltungszustand der Flüssig-Linse (500) mindestens ein erster Wert der Brennweite und ein zweiter, vom ersten unterschiedlicher Wert der Brennweite einstellbar ist. i) whereby for the imaging system (100) depending on the electrical circuit state of the liquid lens (500) at least one first value of the focal length and a second, from the first different value of the focal length is adjustable.
2. Abbildungssystem (100) zum Abbilden eines Objektes auf einen Bildsensor (112), wobei Licht einen Strahlengang (120, 402) zwischen dem Objekt und dem Bildsensor (112) durchläuft, wobei das Abbildungssystem (100) folgendes aufweist: An imaging system (100) for imaging an object on an image sensor (112), wherein light passes through a beam path (120, 402) between the object and the image sensor (112), the imaging system (100) comprising:
a) eine dem Objekt zugewandte Frontseite (102);  a) a front side facing the object (102);
b) eine vom Objekt abgewandte Rückseite (104), welche vom Objekt aus betrachtet hinter der Frontseite (102) angeordnet ist ;  b) a rear side facing away from the object (104), which viewed from the object behind the front side (102) is arranged;
c) eine Frontlinse oder Linsenkombination (106) an der  c) a front lens or lens combination (106) on the
Frontseite (102), durch welche das vom Objekt kommende Licht in das Abbildungssystem (100) eintritt; Front side (102) through which the light coming from the object enters the imaging system (100);
d) mindestens ein optisches Element (114; 108; 200), welches an der Rückseite (104) oder Frontseite (102) angeordnet ist und den Strahlengang (120) innerhalb des Abbildungssystems (100) derart beeinflussen kann,  d) at least one optical element (114; 108; 200) which is arranged on the rear side (104) or front side (102) and can influence the beam path (120) within the imaging system (100) in such a way,
dl) dass sich ein gefalteter Strahlengang zwischen  dl) that a folded beam path between
Frontlinse (106) und Bildsensor (112) ergibt, und Front lens (106) and image sensor (112) yields, and
d2 ) dass ein reelles Bild des Objekts auf dem Bildsensor (112) entsteht;  d2) that a real image of the object is formed on the image sensor (112);
e) wobei mindestens eine optische Eigenschaft des mindestens einen optischen Elements (114; 108; 200) durch eine elektrische Ansteuerung geändert werden kann;  e) wherein at least one optical property of the at least one optical element (114; 108; 200) can be changed by an electrical drive;
dadurch gekennzeichnet ,  characterized ,
f) dass das optische Element (114; 108; 200) ein elastisches Material aufweist;  f) that the optical element (114; 108; 200) comprises an elastic material;
g) dass die Änderung der mindestens einen optischen Eigenschaft des mindestens einen optischen Elements (114; 108; 200) durch ein Ändern seiner geometrischen Form erreicht wird;  g) that the change in the at least one optical property of the at least one optical element (114; 108; 200) is achieved by changing its geometric shape;
h) dass das mindestens eine optische Element (114; 108; 200) derart ausgebildet ist, dass durch eine elektrische Ansteuerung des mindestens einen optischen Elements (114; 108; 200) die Brennweite des Abbildungssystems (100) veränderbar ist; h) that the at least one optical element (114; 108; 200) is designed such that by an electrical control the at least one optical element (114; 108; 200) is variable in the focal length of the imaging system (100);
i) wodurch für das Abbildungssystem (100) je nach elektri¬ schem Schaltungszustand des mindestens einen optischen Elements (114; 108; 200) mindestens ein erster Wert der Brennweite und ein zweiter, vom ersten unterschiedlicher Wert der Brennweite einstellbar ist. i) whereby (for the imaging system 100) depending on electrical ¬ schem circuit state of the at least one optical element (114; at least one first value of the focal length and a second, different from the first value of the focal length is adjustable 200); 108th
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