变焦透镜模块的制作方法

文档序号:29317075发布日期:2022-03-19 22:00阅读:102来源:国知局
变焦透镜模块的制作方法

1.本发明有关于液态透镜,特别是关于一种变焦透镜模块。


背景技术:

2.如图1所示,现有的液态透镜1,是将透光液体2封装在可变形的中空容器3中。中空容器3的一侧面以透明玻璃4贴合封装,另一侧面以可变形的薄膜5封装。薄膜5的折射率大致配合液体的折射率。液态透镜1的变焦方式,是以整形器6压迫薄膜5,使薄膜5产生形变改变曲率,进而改变液态透镜1的焦距,以达到在极小空间达成光学变焦的效果。
3.由于整形器6是位于光路上,因此,整形器6具有一中空区域,以供光线通过。在整形器6压迫薄膜5时,整形器6对于薄膜5表面的边缘区域直接施压而使边缘区域变形;而薄膜5对应于中空区域的中间区域不直接受压,而是承受弯矩应力。此时,在边缘区域以及中空区域的交界处将形成折角而有应力集中现象,容易导致薄膜5断裂。
4.此外,由于薄膜5表面仅有边缘区域直接受力,而被整形器6整形,而中间区域是承受弯矩应力变形。因此,边缘区域与中间区域将出现曲率不一致,甚至在中间区域出现大区段未受力而曲率不变维持平面的状况。中间区域的曲率变化难以控制,致使无法产生稳定的光学变焦效果。


技术实现要素:

5.本发明提供一种变焦透镜模块,包含液态透镜、刚性透镜及致动器。液态透镜具有相对的二侧面。其中,液态透镜的一光轴通过二侧面,并且二侧面的至少其中之一为可变形的侧面。刚性透镜具有不为平面的一整形面;刚性透镜可以是设置于液态透镜的内部,或是设置于液态透镜的外部,并且整形面朝向可变形的侧面。致动器连接于液态透镜以及刚性透镜其中之一,用以驱动可变形的侧面与整形面之间相对移动,使整形面接触并压迫可变形的侧面变形。
6.依据一些实施例,刚性透镜设置于液态透镜的外部,并且整形面是外凸的曲面。
7.依据一些实施例,液态透镜包含框架、刚性透明板、下薄膜及透光液体。框架具有中空区域,连通框架的两面。刚性透明板以及下薄膜分别设置于框架的两面,以密封中空区域,并且刚性透明板以及下薄膜分别形成液态透镜的二侧面,其中,下薄膜形成可变形的侧面。透光液体填充于中空区域。
8.依据一些实施例,变焦透镜模块更包含整形器,刚性透镜设置于整形器,且整形器用于朝向下薄膜移动。
9.依据一些实施例,致动器是线性致动器,连接于整形器,用于驱动整形器朝向下薄膜移动。
10.依据一些实施例,致动器是线性致动器,并直接连接于刚性透镜,以驱动刚性透镜朝向下薄膜移动。
11.依据一些实施例,刚性透镜设置于液态透镜的内部,并且整形面是外凸的曲面。
12.依据一些实施例,刚性透镜固定地设置于中空区域,并且浸泡于透光液体,且整形面朝向下薄膜。
13.依据一些实施例,整形器位于液态透镜之外,并且对应于下薄膜设置,整形器环绕透光区域,使液态透镜的光轴可通过透光区域。致动器连接于整形器,用于驱动整形器朝向的下薄膜移动,使下薄膜的局部朝向整形面移动,经由刚性透镜压迫下薄膜而使下薄膜贴合于整形面。
14.依据一些实施例,致动器包含液体泵以及管路,液体泵通过管路连通于液体空间,用于自液体空间抽吸透光液体,或泵送透光液体至液体空间,以改变透光液体在液体空间中的填充量。
15.依据一些实施例,液态透镜的二侧面都是可变形的侧面,且变焦透镜模块具有二刚性透镜以及二致动器。二刚性透镜分别液态透镜的外部,并且分别以各整形面朝向二可变形的侧面其中之一。二致动器分别连接二刚性透镜,分别驱动各刚性透镜朝向对应的可变形的侧面移动,使各整形面分别接触并压迫对应的可变形的侧面变形。
16.依据一些实施例,液态透镜包含框架、上薄膜、下薄膜及透光液体。框架具有中空区域,连通框架的两面。上薄膜以及下薄膜分别设置于框架的两面,以密封中空区域,并且上薄膜以及下薄膜分别形成二可变形的侧面。透光液体填充于中空区域。
17.依据一些实施例,变焦透镜模块包含二刚性透镜以及二致动器,且液态透镜包含框架、刚性透明板、上薄膜、下薄膜及透光液体。框架具有中空区域,连通框架的两面。刚性透明板设置于中空区域,而分隔中空区域为分别对应两面的上区域、下区域。上薄膜设置于上区域,并且在刚性透明板与上薄膜之间隔离出第一液体空间。下薄膜设置于下区域,并且于刚性透明板与下薄膜之间隔离出第二液体空间,且第一液体空间与第二液体空间之间不连通。透光液体填充于第一液体空间以及第二液体空间,上薄膜以及下薄膜分别形成可变形的侧面。其中,各刚性透镜固定于框架中,并且位于第一、第二液体空间之外,且各整形面分别朝向上薄膜以及下薄膜。
18.依据一些实施例,各致动器包含液体泵以及管路。各液体泵通过对应的各管路连通于第一液体空间及第二液体空间,用于自第一液体空间及第二液体空间抽吸透光液体,或泵送透光液体至第一、第二液体空间,以改变透光液体在第一液体空间及第二液体空间中的填充量。
19.依据一些实施例,各整形面是内凹的曲面。
20.依据一些实施例,液态透镜包含框架、可挠性液体容器、刚性透明板及透光液体。框架具有中空区域,连通框架的两面。可挠性液体容器,可动地设置于中空区域。其中,可挠性液体容器具有相对的上薄膜以及下薄膜,形成液态透镜的二侧面。刚性透明板可动地且对应于中空区域设置,并且接触下薄膜以承载可挠性液体容器。透光液体填充于可挠性液体容器。其中,刚性透镜设置于框架,并且对应于中空区域,刚性透镜以整形面朝向上薄膜,致动器用于驱动刚性透明板朝向刚性透镜移动,以抬升可挠性液体容器,借以带动上薄膜朝向整形面移动。
21.依据一些实施例,液态透镜包含液体容器、下刚性透明板及透光液体。液体容器具有可挠性的上薄膜,形成可变形的侧面。下刚性透明板,用以承载液体容器。透光液体填充于液体容器中。其中,刚性透镜设置于液体容器中,并且浸泡于透光液体。整形面接触上薄
膜,使得上薄膜常态地贴合于整形面;致动器用以使透光液体填充于上薄膜与整形面之间。
22.依据一些实施例,变焦透镜模块更包含上刚性透明板,设置于上薄膜之上,并且与上薄膜保持间隙。
23.依据一些实施例,液体容器更包含下薄膜,上薄膜与下薄膜包覆透光液体,下刚性透明板用以接触下薄膜以承载液体容器,且刚性透镜以底面接触下薄膜。
24.本发明另提供一实施例的一种变焦透镜模块,包含液态透镜及二致动器。
25.液态透镜具有相对的二侧面,该液态透镜的光轴通过该二侧面,并且该二侧面的至少其中之一为可变形的侧面,液态透镜包含框架、刚性透明板、上薄膜、下薄膜、二固定器及透光液体。框架具有中空区域,连通该框架的两面。刚性透明板,设置于该中空区域,而分隔该中空区域为分别对应两面的上区域、下区域。上薄膜设置于该上区域,并且在该刚性透明板与该上薄膜之间隔离出第一液体空间。下薄膜设置于下区域,并且于刚性透明板与下薄膜之间隔离出第二液体空间,且第一液体空间与第二液体空间之间不连通。二固定器位于中空区域,且分别对应上薄膜及下薄膜设置,各固定器环绕透光区域,使液态透镜的光轴可通过透光区域。透光液体填充于第一液体空间以及第二液体空间,上薄膜以及下薄膜分别形成可变形的侧面。
26.各致动器连接于液态透镜,各致动器包含液体泵以及管路。各液体泵通过对应的各管路连通于第一液体空间及第二液体空间,用于泵送或抽吸透光液体至第一液体空间及第二液体空间,而推动上薄膜及下薄膜变形。
27.依据本发明一些实施例,通过整形面直接接触液态透镜的可变形的侧面,迫使可变形的侧面依据整形面的形态变形。整形面与可变形的侧面之间是面接触,可避免折角产生,并且使侧面形成所需要的曲面,达到预定的变焦效果。依据一些实施例,藉由泵抽吸或泵送液态透镜以控制上薄膜及下薄膜的变形,产生无段式焦距变化。
28.以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述,但不作为对本发明的限定。
附图说明
29.图1为现有一实施例的液态透镜的侧视图。
30.图2为本发明第一实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
31.图3为本发明第一实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
32.图4为本发明第一实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
33.图5为本发明第二实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
34.图6为本发明第二实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
35.图7为本发明第三实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
36.图8为本发明第三实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
37.图9为本发明第四实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
38.图10为本发明第五实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
39.图11为本发明第五实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
40.图12为本发明第六实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
41.图13为本发明第六实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
42.图14为本发明第七实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
43.图15为本发明第七实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
44.图16为本发明一实施例所揭露的致动器的侧视图。
45.图17为本发明第八实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
46.图18为本发明第八实施例所揭露的变焦透镜模块的侧视图。
47.其中,附图标记:
48.100:变焦透镜模块
49.1:液态透镜
50.110:液态透镜
51.110a:侧面
52.110b:侧面
53.111:框架
54.112:刚性透明板
55.113:下薄膜
56.114:透光液体
57.115:上薄膜
58.116:可挠性液体容器
59.117:液态透镜
60.117’:液体容器
61.120:刚性透镜
62.122:整形面
63.124:底面
64.130:致动器
65.131:悬臂
66.132:泵
67.132’:压制块
68.133:压电元件
69.134’:磁性元件
70.134:管路
71.140:整形器
72.150:固定器
73.2:透光液体
74.3:中空容器
75.4:透明玻璃
76.5:薄膜
77.6:整形器
78.l:光轴
79.a:中空区域
80.a1:上区域
81.a2:下区域
82.g:间隙
83.s:透光区域
84.r:液体空间
85.r1:第一液体空间
86.r2:第二液体空间
具体实施方式
87.下面结合附图对本发明的结构原理和工作原理作具体的描述:
88.请参阅图2至图3所示,分别为本发明第一实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、刚性透镜120以及致动器130。
89.如图2以及图3所示,液态透镜110具有相对的二侧面110a、110b,液态透镜110的光轴l通过二侧面110a、110b,并且二侧面110a、110b其中之一为可变形的侧面110b。刚性透镜120具有相对的整形面122以及底面124,刚性透镜120可以是设置于液态透镜110的内部,或是设置于液态透镜110的外部,并且以整形面122朝向液态透镜110的可变形的侧面110b。整形面122不为平面,可以是外凸或内凹的曲面。致动器130连接于液态透镜110以及刚性透镜120其中之一,用以驱动可变形的侧面110b与整形面122之间相对移动,使整形面122接触并压迫可变形的侧面110b变形,从而变更液态透镜110的光学特性,达成变焦的效果。
90.如图2以及图3所示,在第一实施例中,液态透镜110具有框架111、刚性透明板112、下薄膜113以及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。刚性透明板112以及下薄膜113分别设置于框架111的两面,以密封中空区域a,并且刚性透明板112以及下薄膜113分别形成液态透镜110的二侧面110a、110b,特别是下薄膜113形成可变形的侧面110b。透光液体114填充于中空区域a。在一实施例中,液态透镜110还具有一上薄膜115,设置于框架111与刚性透明板112,且刚性透明板112设置于上薄膜115之上,使得刚性透明板112间接地通过上薄膜115固定于框架111。
91.如图2以及图3所示,在第一实施例中,刚性透镜120设置于液态透镜110的外部,并且以整形面122朝向该液态透镜110的下薄膜113。在第一实施例中,整形面122是外凸的曲面,特别是一球面,但不排除为其他型态(profile)曲面。底面124可为平面、外凸的曲面或是内凹的曲面。刚性透镜120用以朝向该液态透镜110的下薄膜113移动,以使整形面122接触下薄膜113,而使下薄膜113随着整形面122的压迫而变形。通过整形面122的整形(shape),下薄膜113(即可变形的侧面110b)可以弯曲成预定的曲面,达到所需要的光学变焦效果,并且避免形成产生应力集中的折角。
92.如图2以及图3所示,在第一实施例中,变焦透镜模块100还包含整形器140,刚性透镜120设置于整形器140,且整形器140用于朝向下薄膜113移动,以带动刚性透镜120的整形面122移动并接触下薄膜113,迫使下薄膜113依据整形面122变形,而在接触部分形成与整形面122相同的曲率,改变透光液体114的型态,从而变更液态透镜110的光学特性,达成变焦的效果。
93.如图2以及图3所示,整形器140的具体实施例为环状,固定于刚性透镜120的底面124,且环绕透光区域s,使液态透镜110的光轴l可通过透光区域s。在不同实施例中,整形器140固定在刚性透镜120的边缘。致动器130是线性致动器,连接于整形器140,用于驱动整形
器140朝向下薄膜113移动。在不同实施例中,致动器130可以是直接连接于刚性透镜120,而直接驱动刚性透镜120朝向下薄膜113移动。在不同实施例中,致动器130可以是音圈马达(voice coil motor、vcm)、记忆金属马达(shape memory alloys、sma)、压电马达(piezo)或者其中两者以上的组合,只要能够在平行于液态透镜110的光轴的方向上进行线性致动即可。
94.如图3以及图4所示,随着刚性透镜120进给的行程不同,整形面122与下薄膜113的接触程度也不同,使得下薄膜113的曲面型态、液态透镜110的整体形状也会有所不同。
95.请参阅图5以及图6所示,为本发明第二实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、刚性透镜120、致动器130以及整形器140。在第二实施例中,刚性透镜120设置于液态透镜110的内部,并且以整形面122朝向该液态透镜110的下薄膜113。在第二实施例中,整形面122是外凸的曲面,特别是球面,但不排除为其他型态(profile)曲面。致动器130用以致使下薄膜113的局部朝向刚性透镜120的整形面122移动,以使整形面122接触并压迫下薄膜113,而使下薄膜113并随着整形面122的压迫而变形并且贴合于整形面122。通过整形面122的整形(shape),下薄膜113(即可变形的侧面110b)可以弯曲成预定的曲面,达到所需要的光学变焦效果,并且避免形成产生应力集中的折角。
96.如图5以及图6所示,第二实施例的液态透镜110具有框架111、刚性透明板112、下薄膜113、透光液体114以及上薄膜115。液态透镜110的结构大致与第一实施例相同,以下不再赘述。
97.如图5以及图6所示,刚性透镜120固定地设置于框架111的中空区域a,并且刚性透镜120浸泡于透光液体114中。整形面122朝向下薄膜113,并且常态地保持间隔距离。前述间隔距离也可以省略,使得整形面122保持恰好接触下薄膜113但不对下薄膜113施压。在一实施例中,刚性透镜120的底面124直接地固定于刚性透明板112或间接地通过上薄膜115固定于刚性透明板112。在不同实施例中,刚性透镜120通过连接件固接于框架111。
98.如图5以及图6所示,整形器140的具体实施例为环状,位于液态透镜110之外,并且对应于下薄膜113设置。整形器140环绕透光区域s,使液态透镜110的光轴l可通过该透光区域s。致动器130连接于整形器140,用于驱动整形器140朝向的下薄膜113移动,以使下薄膜113的局部朝向整形面122移动。
99.如图6所示,随着整形器140进给而推动下薄膜113的局部,下薄膜113的局部朝向刚性透镜120的整形面122移动,经由刚性透镜120压迫下薄膜113而使下薄膜113贴合于刚性透镜120的整形面122。下薄膜113随着整形面122变形为具有适当曲率的曲面。随着整形器140进给行程的不同,整形面122与下薄膜113的接触程度也不同,使得下薄膜113的曲面型态、液态透镜110的整体形状也会有所不同。
100.请参阅图7以及图8所示,分别为本发明第三实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、刚性透镜120以及致动器130。
101.如图7以及图8所示,液态透镜110具有框架111、刚性透明板112、下薄膜113以及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。刚性透明板112设置于两面的其中之一。下薄膜113设置于中空区域a中,并且于刚性透明板112与下薄膜113之间隔离出液体空间r,亦即,刚性透明板112、下薄膜113以及框架111共同定义液体空间r。透光液体114填充于液体空间r,下薄膜113形成可变形的侧面110b,而刚性透明板112形成另一侧面
110a。
102.如图7以及图8所示,刚性透镜120具有相对的整形面122以及底面124。刚性透镜120固定于框架111中,刚性透镜120位于液体空间r之外,并且整形面122朝向液态透镜110的下薄膜113(即可变形的侧面110b)设置,并且常态地保持间隔距离。前述间隔距离也可以省略,使得整形面122保持洽接触下薄膜113但不对下薄膜113施压的状态。整形面122是曲面。在第三实施例中,整形面122是突出的曲面,特别是一球面,但不排除为其他型态(profile)曲面。底面124可为平面、突出的曲面或是内凹的曲面。
103.如图7以及图8所示,在第三实施例中,致动器130包含液体泵132以及管路134。液体泵132通过管路134连通于液体空间r,用于自液体空间r抽吸透光液体114,或泵送透光液体114至液体空间r,以改变透光液体114在液体空间r中的填充量。于第三实施例中,管路134是框架111的部分,且液体泵132是埋设于框架111中。在不同实施例,液体泵132与管路134是分别设置于框架111之外。
104.如图8所示,液体泵132通过管路134泵送透光液体114至液体空间r,而增加透光液体114在液体空间r中的填充量。此时,液体空间r将对外膨胀,而推动下薄膜113朝向刚性透镜120变形,并且进一步接触刚性透镜120的整形面122。随着液体空间r持续对外膨胀,下薄膜113将贴合于整形面122,而使得下薄膜113与整形面122具有相同的曲面型态,从而改变透光液体114的形态。
105.请参阅图9所示,为本发明第四实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、二刚性透镜120以及二致动器130。
106.如图9所示,液态透镜110的二侧面110a、110b,都是可变形的侧面110a、110b。二刚性透镜120分别液态透镜110的外部,并且分别以整形面122朝向该液态透镜110的二可变形的侧面110b其中之一。二致动器130分别连接二刚性透镜120,分别驱动各刚性透镜120朝向对应的可变形的侧面110b移动,使各整形面122分别接触并压迫对应的可变形的侧面110b变形,从而变更液态透镜110的光学特性,达成变焦的效果。
107.如图9所示,在第四实施例中,液态透镜110具有框架111、上薄膜115、下薄膜113以及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。上薄膜115以及下薄膜113分别设置于框架111的两面,以密封该中空区域a,并且上薄膜115以及下薄膜113分别形成液态透镜110的二侧面110a、110b,特别是上薄膜115分别下薄膜113形成各可变形的侧面110a、110b。透光液体114填充于中空区域a。
108.如图9所示,在第四实施例中,二刚性透镜120设置于液态透镜110的外部,并且分别以整形面122朝向对应的下薄膜113。变焦透镜模块100还包含二整形器140,各刚性透镜120分别设置于各整形器140。各致动器130分别是线性致动器,连接于整形器140,用于驱动各整形器140朝向上薄膜115或下薄膜113移动。在不同实施例中,致动器130可以是直接连接于刚性透镜120,而直接驱动刚性透镜120朝向上薄膜115或下薄膜113移动。随着刚性透镜120进给的行程不同,整形面122与上薄膜115/下薄膜113的接触程度也不同,使得上薄膜115/下薄膜113的曲面型态、液态透镜110的整体形状也会有所不同。
109.请参阅图10以及图11所示,为本发明第五实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、二刚性透镜120以及二致动器130。
110.如图10以及图11所示,液态透镜110具有框架111、刚性透明板112、上薄膜115、下
薄膜113以及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。刚性透明板112设置于中空区域a,而分隔中空区域a为分别对应两面的上区域a1、下区域a2。
111.上薄膜115设置于上区域a1,并且在刚性透明板112与上薄膜115之间隔离出第一液体空间r1。下薄膜113设置于下区域a2,并且于刚性透明板112与下薄膜113之间隔离出第二液体空间r2。第一液体空间r1与第二液体空间r2之间不连通,并且透光液体114填充于第一液体空间r1以及第二液体空间r2,上薄膜115以及下薄膜113分别形成可变形的侧面110a、110b。
112.如图10以及图11所示,各刚性透镜120具有相对的整形面122以及底面124。刚性透镜120固定于框架111中,并且位于第一、第二液体空间r2之外。二刚性透镜120的整形面122分别朝向该上薄膜115以及下薄膜113(即可变形的侧面110a、110b)设置。在第五实施例中,整形面122是内凹的曲面,但不排除为其他型态(profile)曲面。底面124可为平面、突出的曲面或是内凹的曲面。
113.如图10以及图11所示,在第五实施例中,致动器130包含液体泵132以及管路134。各液体泵132通过对应的管路134连通于第一、第二液体空间r2,用于自第一液体空间r1及第二液体空间r2抽吸透光液体114,或泵送透光液体114至第一液体空间r1及第二液体空间r2,以改变透光液体114在第一液体空间r1及第二液体空间r2中的填充量。
114.如图11所示,液体泵132通过管路134泵送透光液体114至第一液体空间r1及第二液体空间r2,而增加透光液体114在第一液体空间r1及第二液体空间r2中的填充量。此时,第一液体空间r1及第二液体空间r2将对外膨胀,而推动上薄膜115/下薄膜113朝向刚性透镜120变形,并且进一步接触刚性透镜120的整形面122。随着第一液体空间r1或/及第二液体空间r2持续对外膨胀,上薄膜115/下薄膜113将贴合于整形面122,而使得下薄膜113与整形面122具有相同的曲面型态,从而改变透光液体114的形态。二个液体泵132并不必然需要同步做作动,亦即透光液体114在第一液体空间r1及第二液体空间r2中的填充量可以个别设定,且二个整形面122也不必然具有相同的曲面型态,而使得液态透镜110的二侧面110a、110b可以个别变化,达成所需要的光学特性。
115.请参阅图12以及图13所示,为本发明第六实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、刚性透镜120以及致动器130。
116.如图12以及图13所示,液态透镜110具有框架111、可挠性液体容器116、刚性透明板112以及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。可挠性液体容器116可动地设置于框架111的中空区域a。可挠性液体容器116具有相对的上薄膜115以及下薄膜113,分别形成液态透镜110的二侧面,且是二可变形的侧面。透光液体114填充于可挠性液体容器116中。刚性透明板112可动地且对应于中空区域a设置,并且接触该下薄膜113以承载可挠性液体容器116。
117.如图12以及图13所示,刚性透镜120设置于框架111,并且对应于中空区域a。刚性透镜120以整形面122朝向可挠性液体容器116的上薄膜115。在第六实施例中,整形面122是外凸的曲面,特别是一球面,但不排除为其他型态(profile)曲面。底面124可为平面、外凸的曲面或是内凹的曲面。在第六实施例中,刚性透镜120是固定设置于中空区域a,并以整形面122朝向可挠性液体容器116的上薄膜115。如图中所示,整形面122是朝向框架111内部而朝向上薄膜115,而底面124是朝向框架111外部。
118.如图12以及图13所示,致动器130是一线性致动器,连接于刚性透明板112,用于驱动刚性透明板112朝向刚性透镜120移动,以抬升可挠性液体容器116,借以带动上薄膜115朝向整形面122移动。
119.如图13所示,随着可挠性液体容器116被抬升,上薄膜115被整形面122压迫变形而逐渐贴合于整形面122,而使得上薄膜115与整形面122具有相同的曲面型态,从而改变透光液体114的形态。
120.在前述一或多个实施例中,刚性透镜120是固定设置于框架111而不相对于框架111移动,可以避免刚性透镜120的位移导致光路偏移,特别是可以避免刚性透镜120本身的光轴l在偏斜或平移而无法准确落在预期的位置的问题。因此,刚性透明板112作为移动端带动可挠性液体容器116,刚性透镜120作为固定端,以刚性透明板112带动可挠性液体容器116,可以使得上薄膜115将刚性透镜120空隙的部分填满,达到预想的曲率变化,同时避免光轴l偏斜或平移。
121.请参阅图14以及图15所示,为本发明第七实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110、刚性透镜120以及致动器130。
122.如图14以及图15所示,液态透镜110具有液体容器117’、下刚性透明板112a、上刚性透明板112b、以及透光液体114。液体容器117’具有可挠性的上薄膜115以及下薄膜113,形成液态透镜110的二可变形的侧面。透光液体114填充于液体容器117’中,使上薄膜115与下薄膜113包覆透光液体114。下刚性透明板112a用以接触下薄膜113以承载液体容器117’,以使下薄膜113所形成的液态透镜110的另一侧面维持型态而不变形。
123.如图14以及图15所示,刚性透镜120设置于液体容器117’中,底面124接触下薄膜113,并且刚性透镜120浸泡于透光液体114。刚性透镜120以整形面122接触上薄膜115,使得上薄膜115常态地贴合于整形面122,而具有与整形面122相同的曲率。在第七实施例中,整形面122是外凸的曲面,特别是一球面,但不排除为其他型态(profile)曲面。底面124可为平面,并且直接或间接地固定于下刚性透明板112a,以利用下刚性透明板112a支撑底面124,并且固定刚性透镜120在光轴l上的位置。上刚性透明板112b设置于上薄膜115之上,并且与上薄膜115保持间隙g。
124.如图14以及图15所示,致动器130具有悬臂131、压制块132’以及压电元件133。悬臂131的一端固定于液体容器117’,另一端为自由端。压制块132’设置于悬臂131的自由端,并且对应于上薄膜115的局部配置。压电元件133设置于悬臂131,用以驱动悬臂131变形,而带动压制块132’压制上薄膜115的局部配置。
125.如图14所示,在致动器130未作动的情况下,上薄膜115贴合于渐贴合于整形面122,而使得上薄膜115与整形面122具有相同的曲面型态。
126.如图15所示,在致动器130作动的情况下,透光液体114填充于上薄膜115与整形面122之间,使得液态透镜110的型态改变而变更光学特性。随着上薄膜115的向外膨胀变形,间隙g中的气体可被排出,使得上薄膜115逐渐贴合于上刚性透明板112b。在不同实施例中,上刚性透明板112b可置换为另一刚性透镜,具有朝向上薄膜115的另一整形面,而使得上薄膜115的向外膨胀变形后进行贴合而具有另一曲率。在不同实施例中,致动器130可为液体泵,直接以抽吸或泵送方式带动透光液体114离开或进入液体容器117’。
127.参阅图16所示,为致动器130的另一例示。致动器130具有磁性元件134’以及磁力
线圈135。磁性元件134’固定于上薄膜115的局部。磁力线圈135结合于下刚性透明板112a,并且隔着液态透镜117对应于磁性元件134’。磁力线圈135用以于通电产生磁力吸引磁性元件134’,而使磁性元件134’压制上薄膜115的局部而挤压透光液体114,使透光液体114填充于上薄膜115与整形面122之间。
128.如图14以及图15所示,在致动器130作动前以及作动后,上薄膜115都是贴合于刚性透镜120上刚性透明板112b,有效控制上薄膜115的曲率。两段光学变焦的位置可以更精准的定位,而不是单靠薄膜的材料特性变形,进而提升变焦/对焦的精准度。
129.请参阅图17及图18所示,分别为本发明第八实施例所揭露的一种变焦透镜模块100,包含液态透镜110及二致动器130。
130.液态透镜110具有相对的二侧面110a、110b,液态透镜110的光轴通过二侧面110a、110b,并且二侧面110a、110b的至少其中之一为可变形的侧面,液态透镜110包含框架111、刚性透明板112、上薄膜115、下薄膜113、二固定器150及透光液体114。框架111具有中空区域a,连通框架111的两面。刚性透明板112,设置于中空区域a,而分隔中空区域a为分别对应两面的上区域a1、下区域a2。上薄膜115设置于上区域a1,并且在刚性透明板112与上薄膜115之间隔离出第一液体空间r1。下薄膜113设置于下区域a2,并且于刚性透明板112与下薄膜113之间隔离出第二液体空间r2,且第一液体空间r1与第二液体空间r2之间不连通。二固定器150位于中空区域a,且分别对应上薄膜115及下薄膜113设置,各固定器150环绕透光区域s,使液态透镜110的光轴可通过透光区域s。透光液体114填充于第一液体空间r1以及第二液体空间r2,上薄膜115以及下薄膜113分别形成可变形的侧面110a、110b。
131.各致动器130连接于液态透镜110,各致动器130包含液体泵132以及管路134。各液体泵132通过对应的各管路134连通于第一液体空间r1及第二液体空间r2,用于泵送或抽吸透光液体114至第一液体空间r1及第二液体空间r2,而推动上薄膜115及下薄膜113变形。依据图17及图18所示实施例,藉由泵132抽吸或泵送液态透镜110以控制上薄膜115及下薄膜113的变形,产生无段式焦距变化。
132.依据本发明一些实施例,通过整形面122直接接触液态透镜110的可变形的侧面110a/110b,迫使可变形的侧面110a/110b依据整形面122的形态变形。整形面122与可变形的侧面110a/110b之间是面接触,可避免折角产生,并且使侧面110a/110b形成所需要的曲面,达到预定的变焦效果。依据一些实施例,藉由泵132抽吸或泵送液态透镜110以控制上薄膜115及下薄膜113的变形,产生无段式焦距变化。
133.具体而言,刚性透镜120的整形面122可为球面镜或非球面,其可设置于液态透镜110的内部或外部,以液体泵132或整形器140驱动整形面122与可变形的侧面110a/110b接触。具体分类如表1:
134.表1
[0135][0136]
当然,本发明还可有其它多种实施例,在不背离本发明精神及其实质的情况下,熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形,但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
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