[發明專利]可變焦度光學系統

有效

• 申請號: 201710071579.4
• 申請日: 2010-03-29
• 公開（公告）號: CN106886084B
• 公開（公告）日: 2019-02-12
• 發明（設計）人: 艾恩·A·尼爾;詹姆士·H·詹納德
• 申請（專利權）人: 黑眼睛光學有限公司
• 主分類號: G02B15/00
• 分類號: G02B15/00;G02B3/14
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識產權代理有限責任公司 11204
• 代理人: 王達佐;王艷春

液體透鏡單元用于在物體與最終圖像之間形成中間圖像的復合可變焦度光學系統。第一可變焦度光學部件位于物體與中間實像之間。第一可變焦度光學部件使焦度發生變化，以改變中間實像的放大率。第二可變焦度光學部件位于中間實像與最終圖像之間。第二可變焦度光學部件使焦度發生變化，以改變最終圖像的放大率。第一可變焦度光學部件和第二可變焦度光學部件中的至少一個靜止在光軸上并且包括至少兩種具有不同折射性質的液體和這兩種液體之間的至少一個可變形狀接觸表面，通過接觸表面的形狀變化使光學系統中的光焦度發生了改變。

本申請為于2010年03月29日提交的、題為“可變焦度光學系統”的第201080016154.X號中國專利申請的分案申請。

相關申請

本申請要求于2009年4月10日提交的第61/168,523號美國臨時申請的優先權，該臨時申請的全部內容通過引用并入本文并成為本說明書的一部分。

背景技術

本發明涉及可變焦度(power)光學系統。

一些變焦透鏡設計對在設計中使用的透鏡分組，其中，一組主要用于變焦，第二組主要用于保持圖像聚焦，第三組用于保持像平面靜止。第四組還可用于形成清晰的圖像。聚焦組可被調節以使變焦透鏡在任一焦距位置處聚焦而不需要對該變焦透鏡的其他焦距重新聚焦。變焦組(或“變化器”)在變焦期間引起顯著的放大率變化。穩定像平面的透鏡組還可用于提供放大率。

變焦透鏡中的期望特征包括高變焦比和廣角視場。隨著透鏡系統的變焦范圍增加，通常長度和重量也增加。因為消費產品(諸如蜂窩電話或傻瓜相機)通常小且輕，所以包含在這些產品中的變焦透鏡受到尺寸和重量的約束。此外，隨著透鏡系統的焦距范圍增加，通常聚焦問題也常常在廣角視場變焦位置處增加。

發明內容

液體透鏡單元在腔內包括兩種或多種流體。流體接觸以形成例如通過電節點可變的表面。流體可以是例如一種或多種氣體、一種或多種液體、或一種或多種固體與一種或多種液體的混合物。使用液體透鏡單元替換一個或多個移動透鏡組導致光路的額外配置選擇。液體單元可用于復合變焦透鏡系統以利用這些性質的優點。許多傻瓜相機和手機相機不具有用于長透鏡的大量空間。使用結合折疊的液體單元或重定向放射軸線允許在這些小的相機封裝中提供更好的變焦透鏡系統。更大的相機也能夠獲益。

附圖說明

圖1A-1D是采用6個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖2A-2D是采用5個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖3A-3D是采用5個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖4A-4D是采用4個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖5A-5D是采用3個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖6A-6D是采用3個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖7A-7D是采用2個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體的表面來提供一系列變焦位置；

圖8A-8D是采用1個移動透鏡組和2個液體透鏡單元的復合變焦透鏡系統的光學圖，其中通過改變液體表面來提供一系列變焦位置；以及

圖9示出具有變焦透鏡的相機的框圖。

具體實施方式

下面將參照附圖進行描述。應理解，在不背離本發明的范圍的情況下可使用其它結構和/或實施方式。