CN113253410A - 阶梯式液体镜头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供阶梯式液体镜头，通过微机电***或音圈马达或特种材料来移动一个透明板来挤压已凸起的液体透镜来实现两个焦段的光学变焦，通过几个相同的液体透镜组合实现阶梯式光学变焦，解决目前液体透镜控制力度困难，良品率低的问题，主要用于手机相机、平板电脑拍照、工业相机、VR眼镜、变焦眼镜、快速变焦等领域。
Description
技术领域
本发明提供阶梯式液体镜头，通过微机电***或音圈马达或特种材料来移动一个透明板来挤压已凸起的液体透镜来实现光学变焦，通过几个相同的液体透镜组合实现阶梯式光学变焦，主要用于手机相机、平板电脑拍照、工业相机、VR眼镜、变焦眼镜、快速变焦等领域。
背景技术
目前液体透镜多采用音圈马达驱动实现连续的光学变焦，通过增加驱动力度改变液体透镜凸起程度从而改变焦距实现连续的光学变焦，这种方式要求能精确控制施加力度，生产制造难度大良品率低，为解决上述问题提供阶梯式液体镜头，通过微机电***或音圈马达或特种材料来移动一个透明板来挤压已凸起的液体透镜来实现光学变焦，通过几个相同的液体透镜组合实现阶梯式光学变焦。
发明内容
本发明提供阶梯式液体镜头，通过微机电***或音圈马达或特种材料来移动一个透明板来挤压已凸起的液体透镜来实现光学变焦，通过几个相同的液体透镜组合实现阶梯式光学变焦，解决目前液体透镜控制力度困难的问题，主要包括辅助透镜；液体透镜；液体透镜弹性变焦膜；第一形状记忆合金；黑色光线限定环；透明压板；镜筒；第一环状电磁线圈；环状永磁体；第二环状电磁线圈；第二形状记忆合金；第一支撑板，其特征在于液体透镜中间填充一种透明液体，透明液体使液体压强透镜弹性变焦膜向上凸起，液体透镜成圆形，通过第一支撑板固定安装在镜筒上，透明压板成圆形，与液体透镜的底部平行安装在镜筒上，透明压板通过导杆或镜筒上凹槽相对于镜筒上下移动，光线垂直与透明压板通过，透明压板上固定安装黑色光线限定环，环状永磁体固定安装在透明压板上随透明压板移动而移动，第一环状电磁线圈与第二环状电磁线圈固定安装在镜筒上，液体透镜有一个的焦距，当透明压板向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜，会使液体透镜弹性变焦膜中间凸起的区域变得与透明压板平行，挤压力度到达一定程度，光线通过液体透镜弹性变焦膜的区域全部与明压板平行，此时液体透镜焦距无穷远，既挤压前与挤压后本镜头有两个焦段，液体透镜原本的凸起形状通过膜厚度修正使之有较好的光学特性，透明压板向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜当运行到一定程度，使光线通过液体透镜弹性变焦膜的区域全部与透明压板平行后若继续施加力，液体透镜焦距依然是无穷远，既液体透镜的焦距不在变化，既只需要控制驱动力度到达一定程度即可，既本镜头具有精度要求低，制造成本低良品率高的优点，通过多个液体透镜与与之对应的透明压板的串联组合实现阶梯性光学变焦。
透明压板与第一支撑板之间有一条或多条形状记忆合金，第一形状记忆合金与第二形状记忆合金一端连接在透明压板上一端连接在第一支撑板上或安装在镜筒任意位置上，透明压板能相对于镜筒上下移动，第一支撑板固定在镜筒上，或第一支撑板能相对于镜筒上下移动，透明压板固定在镜筒上，给第一形状记忆合金或第二形状记忆合金通电，改变第一形状记忆合金或第二形状记忆合金的温度，使第一形状记忆合金或第二形状记忆合金收缩或拉伸，从而拉动透明压板上下运动，透明压板向下运动时，透明压板向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板与第一支撑板之间有一条或多条磁致伸缩或电致伸缩材料，磁致伸缩或电致伸缩材料一端接在透明压板上一端接在第一支撑板上或安装在镜筒任意位置上，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，磁致伸缩或电致伸缩材料形状发生收缩或拉伸，从而拉动透明压板上下运动，透明压板向下运动时，透明压板向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜，实现一个阶段的光学变焦。
第一环状电磁线圈固定安装在镜筒，第一环状电磁线圈通电后产生磁场，环状永磁体在第一环状电磁线圈通电后产生磁场中受到力的作用，使环状永磁体带动从而带动透明压板上下运动，透明压板向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜，实现一个阶段的光学变焦，第二环状电磁线圈固定安装在镜筒上，第二环状电磁线圈与环状永磁体构成音圈马达，第二环状电磁线圈通电后产生磁场，环状永磁体在第二环状电磁线圈通电后产生磁场中受到洛伦兹力的作用，使环状永磁体带动从而带动透明压板上下运动，透明压板向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板向下运动，透明压板向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板中部裁去一部分，构成透明压环，内环朝液体透镜一侧安装环形凸起圈，透明压板向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜上的液体透镜弹性变焦膜***，使液体透镜弹性变焦膜中间部分在内部液体的作用下向上凸起，按压力度越大凸起越明显，既实现了连续的光学变焦，透明压板与第一支撑板之间有多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料，多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料一端安装在透明压板上，一端安装在第一支撑板上或安装在镜筒任意位置上，给形状记忆合金通电，改变其温度，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板向上下运动，透明压板向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜上的液体透镜弹性变焦膜***，使液体透镜弹性变焦膜中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板向上下运动，透明压板向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜上的液体透镜弹性变焦膜***，使液体透镜弹性变焦膜中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，被裁切中间部分透明压板向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板向下运动，透明压板向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜上的液体透镜弹性变焦膜***，使液体透镜弹性变焦膜中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦。
液体透镜上的液体透镜弹性变焦膜凸起时的最高点与透明压板中间部位粘在一起或不粘在一起，若粘在一起透明压板会对透镜弹性变焦膜起到支撑作用，使其光轴稳定，减少重力对液体透镜的影响。
镜筒的上端或下端安装三棱镜，改变光的传播方向，构成潜望式阶梯液体镜头。
附图说明
在为了更清楚地说明本发明具体实施方案，下面将对方案具体的附图加以说明。
图1是本发明的剖面结构主视图。
图中：辅助透镜1；液体透镜2；液体透镜弹性变焦膜3；第一形状记忆合金4；黑色光线限定环5；透明压板6；镜筒7；第一环状电磁线圈8；环状永磁体9；第二环状电磁线圈10；第二形状记忆合金11；第一支撑板12。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述：
液体透镜2中间填充一种透明液体，透明液体使液体压强透镜弹性变焦膜3向上凸起，液体透镜2成圆形，通过第一支撑板12固定安装在镜筒7上，透明压板6成圆形，与液体透镜2的底部平行安装在镜筒7上，透明压板6通过导杆或镜筒7上凹槽相对于镜筒7上下移动，光线垂直与透明压板6通过，透明压板6上固定安装黑色光线限定环5，环状永磁体9固定安装在透明压板6上随透明压板6移动而移动，第一环状电磁线圈8与第二环状电磁线圈10固定安装在镜筒7上，液体透镜2有一个的焦距，当透明压板6向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜3，会使液体透镜弹性变焦膜3中间凸起的区域变得与透明压板6平行，挤压力度到达一定程度，光线通过液体透镜弹性变焦膜3的区域全部与明压板6平行，此时液体透镜2焦距无穷远，既挤压前与挤压后本镜头有两个焦段，液体透镜2原本的凸起形状通过膜厚度修正使之有较好的光学特性，透明压板6向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜3当运行到一定程度，使光线通过液体透镜弹性变焦膜3的区域全部与透明压板6平行后若继续施加力，液体透镜2焦距依然是无穷远，既液体透镜2的焦距不在变化，既只需要控制驱动力度到达一定程度即可，既本镜头具有精度要求低，制造成本低良品率高的优点，通过多个液体透镜2与与之对应的透明压板6的串联组合实现阶梯性光学变焦。
透明压板6与第一支撑板12之间有一条或多条形状记忆合金，第一形状记忆合金4与第二形状记忆合金11一端连接在透明压板6上一端连接在第一支撑板12上或安装在镜筒7任意位置上，透明压板6能相对于镜筒7上下移动，第一支撑板12固定在镜筒7上，或第一支撑板12能相对于镜筒7上下移动，透明压板6固定在镜筒7上，给第一形状记忆合金4或第二形状记忆合金11通电，改变第一形状记忆合金4或第二形状记忆合金11的温度，使第一形状记忆合金4或第二形状记忆合金11收缩或拉伸，从而拉动透明压板6上下运动，透明压板6向下运动时，透明压板6向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜3，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板6与第一支撑板12之间有一条或多条磁致伸缩或电致伸缩材料，磁致伸缩或电致伸缩材料一端接在透明压板6上一端接在第一支撑板12上或安装在镜筒7任意位置上，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，磁致伸缩或电致伸缩材料形状发生收缩或拉伸，从而拉动透明压板6上下运动，透明压板6向下运动时，透明压板6向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜3，实现一个阶段的光学变焦。
第一环状电磁线圈8固定安装在镜筒7，第一环状电磁线圈8通电后产生磁场，环状永磁体9在第一环状电磁线圈8通电后产生磁场中受到力的作用，使环状永磁体9带动从而带动透明压板6上下运动，透明压板6向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜3，实现一个阶段的光学变焦，第二环状电磁线圈10固定安装在镜筒7上，第二环状电磁线圈10与环状永磁体9构成音圈马达，第二环状电磁线圈10通电后产生磁场，环状永磁体9在第二环状电磁线圈10通电后产生磁场中受到洛伦兹力的作用，使环状永磁体9带动从而带动透明压板6上下运动，透明压板6向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜3，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板6向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒7上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板6上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板6向下运动，透明压板6向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜3，实现一个阶段的光学变焦。
透明压板6中部裁去一部分，构成透明压环，内环朝液体透镜2一侧安装环形凸起圈，透明压板6向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜2上的液体透镜弹性变焦膜3***，使液体透镜弹性变焦膜3中间部分在内部液体的作用下向上凸起，按压力度越大凸起越明显，既实现了连续的光学变焦，透明压板6与第一支撑板12之间有多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料，多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料一端安装在透明压板6上，一端安装在第一支撑板12上或安装在镜筒7任意位置上，给形状记忆合金通电，改变其温度，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板6向上下运动，透明压板6向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜2上的液体透镜弹性变焦膜3***，使液体透镜弹性变焦膜3中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板6向上下运动，透明压板6向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜2上的液体透镜弹性变焦膜3***，使液体透镜弹性变焦膜3中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，被裁切中间部分透明压板6向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒7上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板6上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板6向下运动，透明压板6向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜2上的液体透镜弹性变焦膜3***，使液体透镜弹性变焦膜3中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦。
液体透镜2上的液体透镜弹性变焦膜3凸起时的最高点与透明压板6中间部位粘在一起或不粘在一起，若粘在一起透明压板6会对透镜弹性变焦膜3起到支撑作用，使其光轴稳定，减少重力对液体透镜2的影响。
镜筒7的上端或下端安装三棱镜，改变光的传播方向，构成潜望式阶梯液体镜头。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.阶梯式液体镜头，其主要包括：辅助透镜(1)；液体透镜(2)；液体透镜弹性变焦膜(3)；第一形状记忆合金(4)；黑色光线限定环(5)；透明压板(6)；镜筒(7)；第一环状电磁线圈(8)；环状永磁体(9)；第二环状电磁线圈(10)；第二形状记忆合金(11)；第一支撑板(12)，其特征在于：液体透镜(2)中间填充一种透明液体，透明液体使液体压强透镜弹性变焦膜(3)向上凸起，液体透镜(2)成圆形，通过第一支撑板(12)固定安装在镜筒(7)上，透明压板(6)成圆形，与液体透镜(2)的底部平行安装在镜筒(7)上，透明压板(6)通过导杆或镜筒(7)上凹槽相对于镜筒(7)上下移动，光线垂直与透明压板(6)通过，透明压板(6)上固定安装黑色光线限定环(5)，环状永磁体(9)固定安装在透明压板(6)上随透明压板(6)移动而移动，第一环状电磁线圈(8)与第二环状电磁线圈(10)固定安装在镜筒(7)上，液体透镜(2)有一个的焦距，当透明压板(6)向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，会使液体透镜弹性变焦膜(3)中间凸起的区域变得与透明压板(6)平行，挤压力度到达一定程度，光线通过液体透镜弹性变焦膜(3)的区域全部与明压板(6)平行，此时液体透镜(2)焦距无穷远，既挤压前与挤压后本镜头有两个焦段，液体透镜(2)原本的凸起形状通过膜厚度修正使之有较好的光学特性，透明压板(6)向下运动，挤压液体透镜弹性变焦膜(3)当运行到一定程度，使光线通过液体透镜弹性变焦膜(3)的区域全部与透明压板(6)平行后若继续施加力，液体透镜(2)焦距依然是无穷远，既液体透镜(2)的焦距不在变化，既只需要控制驱动力度到达一定程度即可，既本镜头具有精度要求低，制造成本低良品率高的优点，通过多个液体透镜(2)与与之对应的透明压板(6)的串联组合实现阶梯性光学变焦。
2.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：透明压板(6)与第一支撑板(12)之间有一条或多条形状记忆合金，第一形状记忆合金(4)与第二形状记忆合金(11)一端连接在透明压板(6)上一端连接在第一支撑板(12)上或安装在镜筒(7)任意位置上，透明压板(6)能相对于镜筒(7)上下移动，第一支撑板(12)固定在镜筒(7)上，或第一支撑板(12)能相对于镜筒(7)上下移动，透明压板(6)固定在镜筒(7)上，给第一形状记忆合金(4)或第二形状记忆合金(11)通电，改变第一形状记忆合金(4)或第二形状记忆合金(11)的温度，使第一形状记忆合金(4)或第二形状记忆合金(11)收缩或拉伸，从而拉动透明压板(6)上下运动，透明压板(6)向下运动时，透明压板(6)向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，实现一个阶段的光学变焦。
3.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：透明压板(6)与第一支撑板(12)之间有一条或多条磁致伸缩或电致伸缩材料，磁致伸缩或电致伸缩材料一端接在透明压板(6)上一端接在第一支撑板(12)上或安装在镜筒(7)任意位置上，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，磁致伸缩或电致伸缩材料形状发生收缩或拉伸，从而拉动透明压板(6)上下运动，透明压板(6)向下运动时，透明压板(6)向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，实现一个阶段的光学变焦。
4.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：第一环状电磁线圈(8)固定安装在镜筒(7)，第一环状电磁线圈(8)通电后产生磁场，环状永磁体(9)在第一环状电磁线圈(8)通电后产生磁场中受到力的作用，使环状永磁体(9)带动从而带动透明压板(6)上下运动，透明压板(6)向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，实现一个阶段的光学变焦，第二环状电磁线圈(10)固定安装在镜筒(7)上，第二环状电磁线圈(10)与环状永磁体(9)构成音圈马达，第二环状电磁线圈(10)通电后产生磁场，环状永磁体(9)在第二环状电磁线圈(10)通电后产生磁场中受到洛伦兹力的作用，使环状永磁体(9)带动从而带动透明压板(6)上下运动，透明压板(6)向下运动时挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，实现一个阶段的光学变焦。
5.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：透明压板(6)向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒(7)上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板(6)上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板(6)向下运动，透明压板(6)向下运动挤压液体透镜弹性变焦膜(3)，实现一个阶段的光学变焦。
6.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：透明压板(6)中部裁去一部分，构成透明压环，内环朝液体透镜(2)一侧安装环形凸起圈，透明压板(6)向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜(2)上的液体透镜弹性变焦膜(3)***，使液体透镜弹性变焦膜(3)中间部分在内部液体的作用下向上凸起，按压力度越大凸起越明显，既实现了连续的光学变焦，透明压板(6)与第一支撑板(12)之间有多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料，多条形状记忆合金或磁致伸缩或电致伸缩材料一端安装在透明压板(6)上，一端安装在第一支撑板(12)上或安装在镜筒(7)任意位置上，给形状记忆合金通电，改变其温度，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板(6)向上下运动，透明压板(6)向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜(2)上的液体透镜弹性变焦膜(3)***，使液体透镜弹性变焦膜(3)中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，给磁致伸缩或电致伸缩材料通磁或通电，使其收缩或拉伸，从而带动透明压板(6)向上下运动，透明压板(6)向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜(2)上的液体透镜弹性变焦膜(3)***，使液体透镜弹性变焦膜(3)中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦，被裁切中间部分透明压板(6)向下运动能由微电机***控制或超声波马达控制，超声波马达或微机电***固定安装镜筒(7)上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件安装在透明压板(6)上，超声波马达或微机电***通电后生产位移的部件带动透明压板(6)向下运动，透明压板(6)向下运动时候其向下的凸起圈挤压液体透镜(2)上的液体透镜弹性变焦膜(3)***，使液体透镜弹性变焦膜(3)中间部分在内部液体的作用下向上凸起，实现光学变焦。
7.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：液体透镜(2)上的液体透镜弹性变焦膜(3)凸起时的最高点与透明压板(6)中间部位粘在一起或不粘在一起，若粘在一起透明压板(6)会对透镜弹性变焦膜(3)起到支撑作用，使其光轴稳定，减少重力对液体透镜(2)的影响。
8.根据权利要求1所述的阶梯式液体镜头，其特征在于：镜筒(7)的上端或下端安装三棱镜，改变光的传播方向，构成潜望式阶梯液体镜头。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |