液压光学聚焦稳定器的制作方法

专利名称：液压光学聚焦稳定器的制作方法
技术领域：
本发明通常涉及电子设备，以及更具体地，涉及使用电子设备的 图像聚焦模块中的液压组件的光学聚焦和稳定化。
背景技术：
在电子成像设备中聚焦和稳定化是重要的问题。传统上通过从传 感器或者透镜系统中的一些透镜组来回移动整个透镜来完成聚焦。 最近出现了 一种液体透镜聚焦器系统。
例如，飞利浦液体/聚焦系统使用液体透镜模仿人眼的机能，其 通过改变其形状来改变其焦距。新透镜有助于大量制造，克服了许 多现今低成本成像系统的固定聚焦的缺点。透镜包括不同折射率(光 学属性)的两种不相溶(非混合)的液体， 一种是导电性水溶液而 另一种是非导电性油，包含在具有透明端盖的短管中。管壁的内表 面以及其端盖之一涂覆有疏水(防水)涂层，其导致水溶液使其自 身在管的相反端部处形成为半球状体，在该处该水溶液作为球面曲 面透镜。透镜的形状通过横跨疏水涂层施加电场使得其变得较不疏 水来调整-由表面张力的电感应变化引起的称作"电子润湿"的工艺。 作为这种表面张力中的变化的结果，水溶液开始润湿管的侧壁，改 变两种液体之间的弯月面的曲率半径并且因此改变透镜的焦距。这 样，可以实施透镜从会聚到发散以及反之的平稳转换。
最近图像稳定化在数字静态和视频相机中已经变得非常流行。稳
定化在传统上还通过移动透镜、透镜组或者图像传感器来完成。但 是新近由佳能研发的"内置图像稳定器"技术还提供了防抖性能。
从打开其的时刻开始起作用，系统使用VARI-ANGLE棱镜、双透明 板、独立竖直以及水平传感器以及专用微处理器从而连续调整棱镜 用于维持稳态图像。VARI-ANGLE棱镜技术使用两个棱镜元件并且 因为这些元件响应于传感的运动而旋转，它们能够补偿光程并且因 此修正图像偏移。

发明内容
根据本发明的第一方面， 一种图像聚焦模块，包括至少一个物 镜或者透镜组，用于收集对象的光学图像；以及聚焦稳定器，其中 收集的光学图像传播通过聚焦稳定器然后由图像聚焦模块以预定最 小图像质量聚焦在光敏表面上，聚焦稳定器包括第一光学元件， 基本上与图像聚焦模块的光轴相垂直；第二光学元件，基本上与图 像聚焦模块的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的 液体，其中液体的折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第 二元件来调整沿着光轴的液体的厚度从而提供预定最小图像质量。
根据本发明的第 一方面，第 一和第二元件中的至少 一个元件可以
稳定化。进一步，稳定化可以通过相对于与光轴相垂直的轴倾斜至 少一个元件来提供。又进一步，稳定化可以通过在与光轴基本上垂 直的方向上移动至少一个元件来提供，其中至少一个元件具有至少 一个类透镜的表面。
进一步根据本发明的第一方面，第一和第二元件中的至少一个元 件可以是具有扁平表面的板或者棱镜。
又进一步根据本发明的第一方面，第一和第二元件中的至少一个 元件可以具有至少一个类透镜的表面。
进一步根据本发明的第一方面，第一和第二元件中的至少一个元 件可以涂覆有抗反射涂层。
又进一 步根据本发明的第 一方面，光敏表面可以是图像传感器或 者电荷耦合器件。
又进一 步根据本发明的第 一 方面，沿着光轴的液体的厚度可以调 整用于提供预定最小图像质量从而促进自动聚焦功能或者变焦功 能。
又进一步根据本发明的第一方面，液体的折射率以及第一和第二 光学元件的折射率可以基本上相等。
又进 一 步根据本发明的第 一 方面，图像聚焦模块可以是照相机、 数字相机、视频相机、电子成像设备、便携式设备、移动电子设备 或者相才凡电话的一部分。
根据本发明的第二方面， 一种用于使用图像聚焦模块对图像进行
聚焦的方法，包括使用图像聚焦模块的至少一个物镜组件收集对 象的光学图像；以及在收集后传播光学图像通过图像聚焦模块的聚 焦稳定器然后由图像聚焦模块将图像以预定最小图像质量聚焦在光 敏表面上，聚焦稳定器包括第一光学元件，基本上与图像聚焦模 块的光轴相垂直；第二光学元件，基本上与图像聚焦模块的光轴相 垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中液体的折 射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调整沿着光 轴的液体的厚度从而提供预定最小图像质量。
进一步根据本发明的第二方面，第 一和第二元件中的至少 一个元 件可以适合用于根据预定标准而移动从而提供聚焦在光敏表面上的 图像的稳定化。又进一步，稳定化可以通过相对于与光轴相垂直的 轴倾斜至少一个元件来提供。又进一步，稳定化可以通过在与光轴 基本上垂直的方向上移动至少一个元件来提供，其中至少一个元件 具有至少一个类透镜的表面。
进一步根据本发明的第二方面，第一和第二元件中的至少一个元 件可以是具有扁平表面的板或者棱镜。
又进一步根据本发明的第二方面，第一和第二元件中的至少一个 元件可以具有至少一个类透镜的表面。
又进一步根据本发明的第二方面，第一和第二元件中的至少一个 元件可以是棱镜。
又进一步根据本发明的第二方面，光敏表面可以是图像传感器或 者电荷耦合器件。
又进一 步根据本发明的第二方面，沿着光轴的液体的厚度可以调 整用于提供预定最小图像质量从而促进自动聚焦功能或者变焦功 能。
根据本发明的第三方面， 一种计算机程序产品包括在其上包括 计算机程序代码的计算机可读存储结构用于由计算机处理器通过计 算机程序代码来执行，其中计算机程序产品包括用于执行本发明的 第二方面的指令，指示为由包括图像聚焦模块的电子设备的任何组 件来执行。
根据本发明的第四方面， 一种电子设备，包括图像聚焦模块， 其包括至少一个物镜或者透镜组，用于收集对象的光学图像；以 及聚焦稳定器，其中收集的光学图像传播通过聚焦稳定器然后由图 像聚焦模块以预定最小图像质量聚焦在光敏表面上，聚焦稳定器包 括第一光学元件，基本上与图像聚焦模块的光轴相垂直；第二光 学元件，基本上与图像聚焦模块的光轴相垂直；以及插入在第一和 第二光学元件之间的液体，其中液体的折射率大于一并且通过沿着 光轴移动第 一或者第二元件来调整沿着光轴的液体的厚度从而提供 预定最小图像质量；至少一个聚焦控制器，用于提供聚焦控制信号 从而调整液体的厚度。
进一步根据本发明的第四方面，电子设备可以进一步包括至少 一个稳定化传感器，用于监视电子设备的移动并且用于提供稳定化 信号；以及至少一个稳定化驱动器，响应于稳定化信号，用于将稳 定化控制信号提供到聚焦稳定器。又进一步，响应于稳定化控制信 号，第 一 和第二元件中的至少 一 个元件可以适合用于根据预定标准 来移动从而提供聚焦在光敏表面上的图像的稳定化。
进一步根据本发明的第四方面，第一和第二元件中的至少一个元
件可以适合用于根据预定标准来移动从而提供聚焦在光敏表面上的 图像的稳定化。又进一步，稳定化可以通过相对于与光轴相垂直的 轴倾斜至少一个元件来提供。又进一步，稳定化可以通过在与光轴 基本上垂直的方向上移动至少 一个元件来提供，其中至少 一个元件 具有至少一个类透镜的表面。
进一步根据本发明的第四方面，第一和第二元件中的至少一个元 件可以是具有扁平表面的板或者棱镜。
又进一步根据本发明的第四方面，第一和第二元件中的至少一个
元件可以具有至少一个类透镜的表面。
又进一步根据本发明的第四方面，第一和第二元件中的至少一个 元件可以涂覆有抗反射涂层。
又进一 步根据本发明的第四方面，光敏表面可以是图像传感器或 者电荷耦合器件。
又进一步根据本发明的第四方面，可以调整沿着光轴的液体的厚 度用于提供预定最小图像质量从而促进自动聚焦功能或者变焦功 能。
又进 一 步根据本发明的第四方面，液体的折射率以及第 一 和第二 光学元件的折射率可以基本上相等。
根据本发明的第五方面， 一种电子设备，包括聚焦装置，其包 括透镜化装置，用于收集对象的光学图像；以及稳定化装置，其 中收集的光学图像传播通过稳定化装置然后由聚焦装置以预定最小 图像质量聚焦在光敏表面上，稳定化装置包括第一光学元件，基 本上与聚焦装置的光轴相垂直；第二光学元件，基本上与聚焦装置 的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中 液体的折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调 整沿着光轴的液体的厚度从而提供预定最小图像质量；控制装置， 用于提供聚焦控制信号从而调整液体的厚度。
进一步根据本发明的第五方面，聚焦装置可以是图像聚焦模块， 透镜化装置可以是至少一个物镜或者透镜组，稳定化装置是聚焦稳
定器，以及控制装置可以是至少一个聚焦控制器。


图la和图lb是包括根据本发明的实施方式用于与对象相距不同 距离的液压聚焦稳定器的图像聚焦模块的示意性示图2a、图2b以及图2c是根据本发明的实施方式的聚焦稳定器 的示意性示图a)具有扁平光学元件；b)具有一个扁平和一个透镜光 学元件；以及c)具有透镜光学元件；
图3a和图3b是示出了根据本发明的实施方式变焦透镜可以如何 从与对象相距a)1500mm和b)150mm的距离聚焦的液压聚焦原理演 示的示意性示图4a、图4b以及图4c是根据本发明的实施方式使用倾斜一度 的液体透镜的 一个表面的变焦透镜图像稳定化从而产生图像偏移-稳 定化用于a)远；b)中以及c)广角变焦位置的聚焦和稳定化的模拟结 果的示意性示图；以及
图5是用于根据本发明的实施方式使用图像聚焦模块中的液压 聚焦稳定器提供光学聚焦和稳定化的电子设备的框图。
具体实施例方式
介绍了 一种用于使用电子设备的图像聚焦模块中的液压组件进 行光学聚焦和稳定化的新方法、设备以及软件产品。根据本发明的 实施方式，液压组件是专用光学组件，聚焦稳定器，添加到图像聚 焦模块中的光学器件。这种聚焦稳定器能够进行聚焦调整和/或图像 稳定化。聚焦稳定器可以包括两个光学元件(例如，两个板或者棱 镜、两个透镜、或者一个板或者棱镜和一个透镜)以及它们之间的 液体。如果光学元件位于例如收集对象的光学图像的物镜或者透镜 组和光敏表面(例如，传感器、电荷耦合器件、照相纸等)之间， 则液体的折射率(液体折射率大于一)以及厚度改变从对象到光敏 表面的光程的长度。所以系统焦点位移依赖于光轴方向上的液体透
镜厚度。
液体透镜厚度可以通过两个光学组件之间的液体的量来控制，使 得从对象收集的光学图像传播通过所述聚焦稳定器然后由图像聚焦 模块将图像以预定最小图像质量聚焦在光敏表面上。这样，通过光 学元件相对于彼此沿着光轴移动来调整(增强或者降低)沿着光轴 的液体的厚度从而提供预定最小图像质量。液体体积调整可以利用 容器以及泵机制。容器活塞还可以是弹簧加载的用于向液体提供足 够的压力。弹簧加载和压力可以是电控制的。这样，液体厚度可以 通过液体压力和/或通过液体的量来控制。
图像稳定化通常利用传感器用于检测相机移动。处理传感器信息 用于计算补偿移动，这是使用例如电场或者磁场、电动机、惯性或 者其他装置的稳定化所需要的。
根据本发明的实施方式，光学元件中的至少 一个元件的补偿移动 可以是(但不限制于)
a)相对于与光轴相垂直的轴倾斜光学元件中的至少 一个元件， 致使光敏表面上的图像偏移，其中倾斜小角度提供了所需的稳定化 但是对焦距具有极小的影响；和/或
件，其中至少一^元件或者两个:件具有至少一个类透镜的表面， 这样还导致光敏表面上图像的期望的偏移。
注意到根据本发明的其他实施方式，液体的折射率和两个光学元 件的折射率可以基本上相等，其将使得潜在不期望的多反射最小化。 而且，面向空气的光学元件的表面可以涂覆有抗反射涂层从而将不 期望的反射最小化。另外，聚焦稳定器可以促进自动聚焦功能和/或 变焦功能。本发明的实施方式所描述的具有聚焦稳定器的电子设备 可以(但不限制于)是照相机、数字相机、视频相机、电子成像 设备、便携式设备、移动电子设备、相机电话等。
利用本发明的各种实施方式描述的聚焦稳定器的优势包括(但不 限制于)a)组合图像稳定化和聚焦方法；b)缩小相机模块大小(聚
焦不需要大的透镜移动)；c)改进聚焦和稳定化的准确度；以及d) 仅使用 一种液体。
在聚焦稳定器中使用的液体可以是硅油、水、酒精、或者具有适 合的诸如折射率以及光学透明性的光学属性的任何其他液体。
图la和图lb示出了根据本发明的实施方式包括用于与对象12 相距不同距离的聚焦稳定器20的图像聚焦模块10的示意性示图中 的示例。模块IO进一步包括物镜(或者透镜组)14，用于收集对象 12的光学图像；以及透镜或者透镜组16,用于在传播通过聚焦稳定 器20后将光学图像聚焦在光敏表面上，诸如传感器18(例如，电荷 耦合器件)。根据本发明的实施方式聚焦稳定器20包括两个光学组 件22和23,以及在两个光学组件之间的液体24。通过调整沿着光 轴方向26上的液体24的厚度从图la中的值P (对象12与模块10 之间的距离为L)到图lb中的值Pl (对象12与模块IO之间的距离 为Ll,其中Ll > L),例如Pl > P,在图la和图lb中所示的两种 情况下，对象12的图像以预定最小图像质量聚焦在传感器18的表 面上。
另外，根据本发明的实施方式，聚焦稳定器20可以通过移动光 学元件22或者23中的至少一个元件而提供需要的稳定化。在一个 实施方式中，这种移动可以是光学元件22和23中的至少一个元件 在方向28a和/或28b上相对于与光轴相垂直的轴倾斜，致使传感器 18的光敏表面上的聚焦的图像期望的偏移。可替换地，移动可以是 在与光轴基本上相垂直的方向27上移动光学元件22和23中的至少 一个元件，其中至少一个元件或者元件22和23两者具有至少一个 类透镜的表面，这样致使传感器18的光敏表面上的图像期望的偏移。
图2a、图2b以及图2c示出了根据本发明的实施方式的聚焦稳 定器20的示意性示图中的示例a)具有扁平光学元件22a和23a; b)具有一个扁平和一个透镜光学元件22b和23a;以及c)具有透镜光 学元件22b和23b。透镜光学元件22b和23b可以实施为平-凹-凸表 面的任何组合。扁平组件22a和22b可以实施为扁平板(盘)或者
棱镜。曝露于空气的表面可以涂覆有抗反射涂层30，如图la所示。 在图2a中，需要的稳定化可以通过在方向28a和/或28b中倾斜 扁平光学元件22a和/或23a来提供，如上所述。在图2b中，需要的 稳定化可以通过在方向28a和/或28b中倾杀牛光学元件22b和/或23a 来才是供，或者通过在方向27上移动元件22b、或者元件22b和23a 两者(例如，通过移动聚焦稳定器20)来提供，如上所述。最后， 在图2c中，需要的稳定化可以通过在方向28a和/或28b中倾斜透镜 光学元件22b和/或23b来提供，或者通过在方向27上移动元件22b、 23b或者两者(例如，通过移动聚焦稳定器20)来提供，如上所述。 图3a-3b和图4a-4c示出了使用针对移动相机电话而研发的变焦 透镜设计的示例。根据本发明的实施方式，两个光学组件之间具有 液体的聚焦稳定器20放置在变焦实施中的第二透镜组16a后面。当 变焦时聚焦稳定器20连同第二透镜组16a—起移动。液体厚度及其 折射率控制聚焦距离，并且聚焦稳定器20的第一光学组件用于图像
稳定化。
图3a和图3b是示出了根据本发明的实施方式，使用液体贮存器 和活塞用于创建液体中所需的压力以及改变其厚度，变焦透镜可以 如何从与对象相距a)1500mm (示于图3a中)和b)150mm (示出图 3b中)的距离聚焦的液压聚焦原理演示的示意性示图中的示例。在 图3a中，液体厚度是2mm而在图3b中厚度是1.4mm，变焦处于广 角位置，焦距大约为4.5mm,光圈数是2.8，以及对角视场大约为64°。
厚度的BK7玻璃板之间。针对与对象相距距离从1500mm到150mm 的改变的焦距变化对应于液体厚度改变0.6mm。
图4a、图4b以及图4c是根据本发明的实施方式使用倾斜一度 的液体透镜的 一个表面的变焦透镜图像稳定化从而产生图像偏移-稳 定化用于a)如图4a中所示的远变焦位置；b)如图4b中所示的中变 焦位置；以及c)如图4c中所示的广角变焦位置的聚焦和稳定化的模 拟结果的示意性示图。
图4a-4c示出了通过液压聚焦稳定器进行的图像稳定化可以是如 何实施的。根据本发明的实施方式，在此示例中聚焦稳定器20的第 一光学组件倾斜1。从而提供图像稳定化。在图4a-4c中分别存在3 个变焦位置，广角、中以及远，表示对应的大约60。、 40°、 20。的一见 场。第一光学组件的一度倾斜分别致使在图4a-4c中所示的相应变焦 位置处的光敏表面(传感器)中17|Lim、 30|im、 20(im图像偏移。这 种图像偏移可以使用于消除，例如相机旋转，其是之所以需要图像 稳定化的主要问题。
图5示出了根据本发明的实施方式用于使用图像聚焦模块10中 的聚焦稳定器20提供光学聚焦和稳定化的电子设备40的框图中的 示例。电子设备40进一步包括聚焦控制器46 (其还可以包括变焦控 制功能)，用于提供聚焦控制信号58从而调整液体的所述厚度。根 据本发明的实施方式，将信号58提供到液体控制器48,其产生并且 提供液体控制信号到液体贮存器50,其添加期望量的液体到聚焦稳 定器20或者从聚焦稳定器20移除期望量的液体从而提供聚焦的图 像的预定最小图像质量。聚焦控制器46可以在自动聚焦和/或自动变 焦模式中工作或者其可以从用户41接收聚焦和/或变焦指令。
另外，根据本发明的实施方式，电子设备40又进一步包括至少 一个稳定化传感器42,其监视电子设备40的移动并且提供稳定化信 号52到至少一个稳定化驱动器44，其产生并且提供稳定化控制信号 54到聚焦稳定器20从而移动聚焦稳定器20的光学组件从而提供期 望的图像稳定化。
根据本发明的实施方式，块10、 20、 44、 46或者48可以实施为 软件或者石更件块或者它们的组合。另外，块10、 20、 44、 46或者48 可以实施为独立块或者可以与电子设备40的任何其他标准块相结合 或者可以根据它们的功能分成数个块。
注意到模块10通常可以是聚焦装置或者其结构等同物(或者等 同结构)。类似地，模块14通常可以是透镜化装置或者其结构等同 物(或者等同结构)。另外，模块20通常可以是稳定化装置或者其
结构等同物(或者等同结构)。另外，模块46通常可以是控制装置
或者其结构等同物(或者等同结构)。
如上所述，本发明提供了 一种方法以及包括提供用于执行该方法 的步骤的功能性的各种模块的相应设备。模块可以实施为硬件，或 者可以实施为软件或者固件用于通过计算机处理器来执行。特别地， 在固件或者软件的情况中，本发明可以提供作为包括在其上含有计 算机程序代码(即，软件或者固件)的计算机可读存储结构的计算 机程序产品用于通过计算机处理器来执行。
进一步注意到在此所述的本发明的各种实施方式可以针对指定 应用单独使用、相结合或者选择性地相结合使用。
理解到上述布置仅是本发明的原理的应用的说明。本领域技术人 员在不偏离本发明的范围的情况下可以设计出各种修改以及可替换 布置，并且所附权利要求书旨在覆盖这些修改和布置。
权利要求
1. 一种图像聚焦模块，包括:至少一个物镜或者透镜组，用于收集对象的光学图像；以及聚焦稳定器，其中所述收集的光学图像传播通过所述聚焦稳定器然后由所述图像聚焦模块以预定最小图像质量聚焦在光敏表面上，所述聚焦稳定器包括:第一光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直；第二光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中所述液体的折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调整沿着光轴的液体的厚度从而提供所述预定最小图像质量。
2. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中第一和第二元件述光敏表面上的所述图像的稳定化。
3. 根据权利要求2所述的图像聚焦模块，其中所述稳定化通过 相对于与光轴相垂直的轴倾斜所述至少一个元件来提供。
4. 根据权利要求2所述的图像聚焦模块，其中所述稳定化通过其中所述至少一个元件具有至少一个类透镜的表面。
5. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中第一和第二元件 中的至少一个元件是具有扁平表面的板或者棱镜。
6. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中第一和第二元件 中的至少一个元件具有至少一个类透镜的表面。
7. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中第一和第二元件 中的至少 一 个元件涂覆有抗反射涂层。
8. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中所述光敏表面是 图像传感器或者电荷耦合器件。
9. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中调整所述沿着光 轴的液体的厚度用于提供所述预定最小图像质量从而促进自动聚焦 功能或者变焦功能。
10. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中所述液体的折射 率以及所述第一和第二光学元件的折射率基本上相等。
11. 根据权利要求1所述的图像聚焦模块，其中所述图像聚焦模 块是照相机、数字相机、视频相机、电子成像设备、便携式设备、 移动电子设备或者相机电话的 一部分。
12. —种用于使用图像聚焦模块对图像进行聚焦的方法，包括 使用图像聚焦模块的至少 一个物镜组件收集对象的光学图像；以及在收集后传播所述光学图像通过所述图像聚焦模块的聚焦稳定 器然后由所述图像聚焦模块将所述图像以预定最小图像质量聚焦在 光敏表面上，所述聚焦稳定器包括第一光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直； 第二光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中所述液体的 折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调整沿着 光轴的液体的厚度从而提供所述预定最小图像质量。
13. 根据权利要求12所述的方法，其中第一和第二元件中的至表面上的所述图像的稳定化。
14. 根据权利要求13所述的方法，其中所述稳定化通过相对于 与光轴相垂直的轴倾斜所述至少一个元件来提供。
15. 根据权利要求13所述的方法，其中所述稳定化通过在与所 述光轴基本上垂直的方向上移动所述至少一个元件来提供，其中所 述至少一个元件具有至少一个类透镜的表面。
16. 根据权利要求12所述的方法，其中第一和第二元件中的至 少一个元件是具有扁平表面的板或者棱镜。
17. 根据权利要求12所述的方法，其中第一和第二元件中的至少一个元件具有至少一个类透镜的表面。
18. 根据权利要求12所述的方法，其中第一和第二元件中的所 述至少一个元件是棱镜。
19. 根据权利要求12所述的方法，其中所述光敏表面是图像传 感器或者电荷耦合器件。
20. 根据权利要求12所述的方法，其中调整沿着光轴的液体的 所述厚度用于提供所述预定最小图像质量从而促进自动聚焦功能或 者变焦功能。
21. —种计算机程序产品，包括在其上包括计算机程序代码 的计算机可读存储结构用于由计算机处理器通过所述计算机程序代码来执行，其中所述计算机程序代码包括用于执行权利要求12所述 的方法的指令，指示为由包括所述图像聚焦模块的电子设备的任何 组件来执行。
22. —种电子设备，包括 图像聚焦模块，其包括至少一个物镜或者透镜组，用于收集对象的光学图像；以及聚焦稳定器，其中所述收集的光学图像传播通过所述聚焦 稳定器然后由所述图像聚焦模块以预定最小图像质量聚焦在光敏表 面上，所述聚焦稳定器包括第一光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直；第二光学元件，基本上与所述图像聚焦模块的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中所述液体 的折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调整沿 着光轴的液体的厚度从而提供所述预定最小图像质量； 至少一个聚焦控制器，用于提供聚焦控制信号从而调整液体的 所述厚度。
23. 根据权利要求22所述的电子设备，进一步包括 至少一个稳定化传感器，用于监控电子设备的移动并且用于提供稳定化信号；以及至少一个稳定化驱动器，响应于所述稳定化信号，用于将稳定 化控制信号提供到聚焦稳定器。
24. 根据权利要求23所述的电子设备，其中，响应于稳定化控 制信号，第一和第二元件中的至少一个元件适合用于根据预定标准 而移动从而提供聚焦在所述光敏表面上的所述图像的稳定化。
25. 根据权利要求22所述的电子设备，其中第一和第二元件中光敏表面上的所述图像的稳定化。
26. 根据权利要求25所述的电子设备，其中所述稳定化通过相 对于与光轴相垂直的轴倾斜所述至少一个元件来提供。
27. 根据权利要求25所述的电子设备，其中所述稳定化通过在 与所述光轴基本上垂直的方向上移动所述至少一个元件来提供，其 中所述至少一个元件具有至少一个类透镜的表面。
28. 根据权利要求22所述的电子设备，其中第一和第二元件中 的至少一个元件是具有扁平表面的板或者棱镜。
29. 根据权利要求22所述的电子设备，其中第一和第二元件中 的至少一个元件具有至少一个类透4竟的表面。
30. 根据权利要求22所述的电子设备，其中第一和第二元件中 的至少一个元件涂覆有抗反射涂层。
31. 根据权利要求22所述的电子设备，其中所述光敏表面是图 像传感器或者电荷耦合器件。
32. 根据权利要求22所述的电子设备，其中调整沿着光轴的液 体的所述厚度用于提供所述预定最小图像质量从而促进自动聚焦功 能或者变焦功能。
33. 根据权利要求22所述的电子设备，其中所述液体的折射率 以及所述第一和第二光学元件的折射率基本上相等。
34. —种电子设备，包括 聚焦装置，其包括透镜化装置，用于收集对象的光学图像；以及 稳定化装置，其中所述收集的光学图像传播通过所述稳定 化装置然后由所述聚焦装置以预定最小图像质量聚焦在光敏表面 上，所述稳定化装置包括第一光学元件，基本上与所述聚焦装置的光轴相垂直； 第二光学元件，基本上与所述聚焦装置的光轴相垂直；以及插入在第一和第二光学元件之间的液体，其中所述液体 的折射率大于一并且通过沿着光轴移动第一或者第二元件来调整沿着光轴的液体的厚度从而提供所述预定最小图像质量；控制装置，用于提供聚焦控制信号从而调整液体的所述厚度。
35. 根据权利要求34所述的电子设备，其中聚焦装置是图像聚 焦模块，透镜化装置是至少一个物镜或者透镜组，稳定化装置是聚 焦稳定器，以及控制装置是至少一个聚焦控制器。
全文摘要
说明书和附图展现了一种用于光学聚焦和稳定化的新方法、设备以及软件产品，其在电子设备的图像聚焦模块中使用称作聚焦稳定器的液压组件。这种聚焦稳定器能够用于进行聚焦调整和/或图像稳定化。聚焦稳定器可以包括两个光学元件(例如，两个板或者棱镜、两个透镜、或者一个板或者棱镜和一个透镜)以及它们之间的液体。液体的折射率和厚度改变了从对象到光敏表面的光程的长度使得系统焦点位移依赖于光轴方向中的液体透镜厚度。另外，使用预定标准调整两个光学组件提供了聚焦图像的稳定化。
文档编号G02B3/12GK101390009SQ200780006228
公开日2009年3月18日 申请日期2007年1月23日 优先权日2006年2月22日
发明者K·M·奥雅拉 申请人:诺基亚公司