專利名稱：變焦透鏡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種變焦透鏡，其至少具有第一固定透鏡組、第二固定透鏡組和可控透鏡組。
本發(fā)明還涉及包括這種變焦透鏡的照相機(jī)，以及包括這種照相機(jī)的手提式設(shè)備。
常規(guī)的變焦透鏡包括大量具有固定折射表面曲率并由例如玻璃或透明塑料的透明材料制成的固態(tài)透鏡元件。這些透鏡元件分為位于物側(cè)的前透鏡組、位于像側(cè)的后透鏡組，以及位于前透鏡組和后透鏡組之間的可控透鏡組。每個(gè)組可以由一個(gè)或多個(gè)透鏡元件組成。可控透鏡的透鏡元件可彼此相對(duì)移動(dòng)，用以執(zhí)行變焦和聚焦。變焦理解為表示通過(guò)改變透鏡系統(tǒng)的焦距來(lái)改變圖像比例，即，選擇成像的目標(biāo)景物的尺寸。變焦透鏡的最大位置是其中將目標(biāo)景物的一小部分成像的攝遠(yuǎn)配置，和其中將目標(biāo)景物的較大部分成像的廣角配置。通過(guò)移動(dòng)可控透鏡組的透鏡元件，可將變焦透鏡設(shè)置在兩個(gè)極端配置之間以及設(shè)置在位于這兩個(gè)配置之內(nèi)的配置之間。聚焦理解為表示對(duì)于變焦透鏡系統(tǒng)的每種配置來(lái)說(shuō)使選定的目標(biāo)景物都保持在焦點(diǎn)上。
由于透鏡元件所需的機(jī)械移動(dòng)，常規(guī)的變焦透鏡沿其光軸具有大尺寸，因此不太適合于小型化。電動(dòng)機(jī)消耗能量，用以移動(dòng)幾個(gè)透鏡元件。如果變焦透鏡用在小型照相機(jī)中，那么應(yīng)該使該變焦透鏡小型化，所述小型照相機(jī)構(gòu)成如移動(dòng)電話之類的小型、手提式且電池供電的裝置的一部分。常規(guī)的變焦透鏡設(shè)計(jì)不適合于這種應(yīng)用，因?yàn)殡妱?dòng)機(jī)消耗了大量的電池電力，并且機(jī)械易損性也成為問(wèn)題。此外，機(jī)械變焦需要一定量的時(shí)間。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種適合于小型照相機(jī)的變焦透鏡。該變焦透鏡的特征在于可控透鏡組包括電壓控制的電潤(rùn)濕(electrowetting)器件，該器件包括具有不同折射率的第一流體和第二流體，并包括至少兩個(gè)第一流體-第二流體界面。
電潤(rùn)濕器件是一種新型光學(xué)元件，其包括在流體腔中的兩種流體，所述流體經(jīng)界面相互接觸。在該器件的兩個(gè)電極之間施加電壓可改變?cè)摻缑娴男螤睢?br> 流體理解為表示響應(yīng)于任何作用力而改變其形狀、易于流動(dòng)或者符合流體腔輪廓的物質(zhì)。這種流體可以是氣體、液體以及能夠流動(dòng)的固體和液體的混合物。
透鏡組可以僅由一個(gè)透鏡元件組成，但是也可以包括兩個(gè)或多個(gè)透鏡元件。在下文中描述的變焦透鏡的實(shí)施方案中，第一和第二透鏡組都由一個(gè)透鏡元件來(lái)表示，但是實(shí)際上，每個(gè)透鏡組可以包括更多的透鏡元件。
電潤(rùn)濕器件可以配置為可變焦點(diǎn)透鏡。在這種透鏡中，流體具有不同的折射率，它們的界面具有彎月面的形狀。對(duì)該器件的電極施加電壓導(dǎo)致由彎月面形成的折射面的曲率變化，由此導(dǎo)致其透鏡光焦度的變化。變焦透鏡基于電潤(rùn)濕原理，并且包括兩個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的彎月面，從而允許通過(guò)改變施加到與一個(gè)彎月面相關(guān)聯(lián)的電極上的電壓來(lái)變焦，即改變?cè)撟兘雇哥R的焦距。通過(guò)改變施加到與另一個(gè)彎月面相關(guān)聯(lián)的電極上的電壓來(lái)執(zhí)行聚焦，即對(duì)于在攝遠(yuǎn)和廣角之間的所有配置來(lái)說(shuō)將物體保持在焦點(diǎn)上。
在該變焦透鏡系統(tǒng)中，不需要為透鏡元件的移動(dòng)留出空間，因此可大大減小該系統(tǒng)的軸向尺寸。當(dāng)不再需要電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的透鏡元件時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)非常快速的變焦和聚焦，大大降低了用于變焦和聚焦的電力，使變焦透鏡系統(tǒng)適合電池供電。
要注意，國(guó)際專利申請(qǐng)WO 97/36193描述了一種變焦透鏡系統(tǒng)，該系統(tǒng)具有位置固定的可變焦點(diǎn)透鏡。這些透鏡是柔性透鏡，包括構(gòu)成透鏡腔的柔性膜，該透鏡腔充滿透明流體。例如通過(guò)壓電致動(dòng)器或通過(guò)改變流體容積來(lái)改變形成折射透鏡表面的膜的曲率。為了變焦和聚焦，該膜應(yīng)該強(qiáng)烈變形。變形不能通過(guò)電壓直接進(jìn)行控制。此外，向柔性透鏡注入流體和從柔性透鏡抽取流體需要電力。
進(jìn)一步注意，專利申請(qǐng)公開(kāi)US2001/0017985描述了能夠控制其光學(xué)透射率的電潤(rùn)濕光學(xué)元件。該元件包括第一傳導(dǎo)性液體和第二液體，這兩種液體具有基本上相等的折射率和不同的透射率。液體沒(méi)有彼此混合，而是以液體之間的邊界面具有預(yù)定形狀的狀態(tài)容納在密封容器中。當(dāng)通過(guò)電極在液體之間施加電壓時(shí)，該邊界面的形狀改變，由此改變透射光的量，其中一個(gè)電極與傳導(dǎo)性液體相接觸。邊界面形狀的改變還可用來(lái)獲得可變焦點(diǎn)透鏡。這種透鏡可用在這樣的變焦透鏡系統(tǒng)中，即在該變焦透鏡系統(tǒng)中，將可變焦點(diǎn)透鏡放置在前透鏡組和中繼透鏡組之間。該變焦透鏡系統(tǒng)只包括一個(gè)用于變焦的可變焦點(diǎn)元件，通過(guò)移動(dòng)前透鏡組進(jìn)行聚焦。
與常規(guī)變焦透鏡設(shè)計(jì)最相似的新型變焦透鏡的實(shí)施方案具有在其物側(cè)的前透鏡組和在其像側(cè)的后透鏡組。該實(shí)施方案的特征在于第一透鏡組是前透鏡組，第二透鏡組是后透鏡組，電潤(rùn)濕器件設(shè)置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
關(guān)于界面數(shù)量和這些界面在電潤(rùn)濕單元上的分布，變焦透鏡可以有幾個(gè)實(shí)施方案。
第一實(shí)施方案的特征在于電潤(rùn)濕器件包括具有兩個(gè)第一-第二流體界面的一個(gè)電潤(rùn)濕元件。
這是適合于變焦透鏡的電潤(rùn)濕器件的最緊湊的設(shè)計(jì)。
第二實(shí)施方案的特征在于電潤(rùn)濕器件包括兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，每個(gè)都具有至少一個(gè)第一流體-第二流體界面。
這一實(shí)施方案提供了更大的設(shè)計(jì)自由度。
如果一個(gè)實(shí)施方案進(jìn)一步的特征在于每個(gè)電潤(rùn)濕單元具有兩個(gè)第一流體-第二流體界面，那么該實(shí)施方案的性能可大大增強(qiáng)。
這樣，該變焦透鏡包括四個(gè)界面(彎月面)，從而提供了很大的設(shè)計(jì)自由度，并且允許更精確的調(diào)整，和使用更低的電壓。
優(yōu)選的是，該變焦透鏡的特征在于電潤(rùn)濕器件包括第一和第二電潤(rùn)濕單元，每個(gè)都具有一個(gè)第一流體-第二流體界面，并且在第一和第二電潤(rùn)濕單元之間設(shè)置透鏡光闌。
利用這一實(shí)施方案可以實(shí)現(xiàn)與具有四個(gè)界面的實(shí)施方案類似的性能，但是界面的數(shù)量減少了，因此該器件更簡(jiǎn)單。這種用法是基于更加對(duì)稱地使用該器件，即利用第一和第二界面中相似的表面積來(lái)折射成像光束。透鏡系統(tǒng)中的光闌是限制成像光束直徑的光圈(diaphragm)。
這一實(shí)施方案具有在其物側(cè)的前透鏡組和在其像側(cè)的后透鏡組，其進(jìn)一步的特征在于第一透鏡組是前組，第二透鏡組是后組，將電潤(rùn)濕器件放置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
另外，這一實(shí)施方案進(jìn)一步的特征在于一個(gè)電潤(rùn)濕單元形成了前透鏡組，第二電潤(rùn)濕單元形成了后透鏡組，將第一透鏡組和第二透鏡組放置在該電潤(rùn)濕單元之間，透鏡光闌放置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
在該實(shí)施方案中，固定和可控透鏡組的次序完全不同于常規(guī)的變焦透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，如果該透鏡進(jìn)一步的特征在于該透鏡包括至少一個(gè)折疊式反射鏡，該反射鏡放置在電潤(rùn)濕單元與第一和第二透鏡組其中之一的中間，那么可以進(jìn)一步減小該變焦透鏡的內(nèi)置高度。
該實(shí)施方案使具有變焦透鏡的照相機(jī)的主要部分的設(shè)置與其中裝入該照相機(jī)的器件的主表面平行。
利用一個(gè)實(shí)施方案得到了最小的內(nèi)置尺寸，所述實(shí)施方案的特征在于其包括兩個(gè)折疊式反射鏡，一個(gè)位于變焦透鏡的物側(cè)部分，另一個(gè)位于變焦透鏡的像側(cè)部分。
關(guān)于電潤(rùn)濕單元的可能設(shè)計(jì)，優(yōu)選的是，變焦透鏡的特征在于該電潤(rùn)濕單元包括具有圓柱壁的基本上為圓柱形的腔，該流體腔包含第一流體和至少一種軸向移動(dòng)的第二流體，兩種流體不混溶，在彎月形界面上相互接觸，并具有不同的折射率，設(shè)置在圓柱壁內(nèi)部的流體接觸層，第一電極，通過(guò)流體接觸層與第一流體和至少一種第二流體分開(kāi)，第二電極，對(duì)第二流體起作用，流體接觸層具有對(duì)于第二流體的可濕性，在第一電極和第二電極之間施加電壓的情況下該可濕性發(fā)生變化，因此彎月面的形狀根據(jù)所述電壓而變化，其中在第一和第二電極之間沒(méi)有施加電壓時(shí)，流體接觸層對(duì)于第二流體的可濕性在彎月面與該接觸層的相交處兩側(cè)基本上相等。
流體接觸層在相交處兩側(cè)相等的可濕性允許第二流體做較大的移動(dòng)，因此導(dǎo)致彎月面曲率較大變化。這對(duì)于變焦透鏡是非常重要的。
在這種類型的變焦透鏡中，電潤(rùn)濕單元的數(shù)量、在這些單元中的界面數(shù)量以及固定透鏡組和單元的順序可以按照如上所述的順序。
這種類型的變焦透鏡包括兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，其進(jìn)一步的特征在于這兩個(gè)單元共用一個(gè)流體腔。
這種類型的變焦透鏡的一個(gè)實(shí)施方案具有大大減小的內(nèi)置高度，其特征在于流體腔包括至少一個(gè)折疊式反射鏡，該反射鏡由流體腔壁的反射傾斜部分形成，其以基本上90°角反射入射輻射。
優(yōu)選的是，該實(shí)施方案進(jìn)一步的特征在于流體腔包括兩個(gè)折疊式反射鏡，一個(gè)位于變焦透鏡的物側(cè)部分，另一個(gè)位于變焦透鏡的像側(cè)部分。
該實(shí)施方案進(jìn)一步的特征在于，位于像側(cè)部分的折疊式反射鏡與前透鏡組成一整體。
按照這種方式，該變焦透鏡的元件數(shù)量減少了一個(gè)，從而降低了制造成本。
所有上述實(shí)施方案進(jìn)一步的特征在于第一流體包括絕緣液體，第二流體包括傳導(dǎo)性液體。
可替換的是，這些實(shí)施方案的特征在于第一流體包括蒸汽，第二流體包括傳導(dǎo)性液體。
由于其中裝有這種變焦透鏡的照相機(jī)與常規(guī)照相機(jī)的區(qū)別在于本發(fā)明提供的這些特征，因此這種照相機(jī)構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
由于將這種照相機(jī)裝入到手提式裝置中提供了具有變焦功能的這樣一種裝置，因此，這種裝置也構(gòu)成本發(fā)明的一部分。
通過(guò)非限制性實(shí)施例的方式，參考下文中描述的各個(gè)實(shí)施方案對(duì)本發(fā)明的這些和其他方面進(jìn)行說(shuō)明，使其更清楚。在圖中

圖1示出在電極之間施加低電壓時(shí)構(gòu)成可調(diào)節(jié)透鏡的電潤(rùn)濕單元以及該元件中的彎月面的曲率；圖2示出在施加中間電壓時(shí)彎月面的曲率；圖3示出在施加高電壓時(shí)彎月面的曲率；圖4示出具有兩個(gè)可獨(dú)立控制的彎月面且適合用在變焦透鏡中的電潤(rùn)濕單元；圖5和6分別示出在攝遠(yuǎn)配置和廣角配置時(shí)該元件的曲率和通過(guò)該單元的光線的光路；圖7示出具有兩個(gè)電潤(rùn)濕單元的變焦透鏡，每個(gè)電潤(rùn)濕單元具有兩個(gè)界面；圖8和9分別示出在廣角配置和攝遠(yuǎn)配置時(shí)該變焦透鏡的彎月面曲率和通過(guò)該變焦透鏡的光線的光路；圖10示出在前端具有折疊式反射鏡的變焦透鏡；圖11示出在后端具有折疊式反射鏡的變焦透鏡；圖12示出在后端具有集成的折疊式反射鏡和透鏡元件的變焦透鏡；圖13和14分別示出在廣角配置和攝遠(yuǎn)配置時(shí)該變焦透鏡的彎月面曲率和通過(guò)該變焦透鏡的光線的光路；圖15和16分別示出在廣角和攝遠(yuǎn)配置時(shí)的高性能變焦透鏡的第一實(shí)施方案，該變焦透鏡具有兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，每個(gè)單元具有一個(gè)界面；圖17和18示出這種高性能變焦透鏡的第二實(shí)施方案；圖19示出一種移動(dòng)電話，其具有包括本發(fā)明的變焦透鏡的照相機(jī)；以及圖20示出一種膝上型計(jì)算機(jī)，其具有包括本發(fā)明的變焦透鏡的照相機(jī)。
首先描述可變焦點(diǎn)透鏡的實(shí)施方案的原理可以最好地闡明，所述可變焦點(diǎn)透鏡優(yōu)選用作變焦透鏡中的可變透鏡元件。
圖1至3示出這種透鏡1的橫截面。該透鏡包括形成毛細(xì)管的圓柱形的第一電極2，借助于透明的前部元件4和透明的后部元件6密封來(lái)形成容納了兩種流體的流體腔5。電極2可以是涂敷在管7的內(nèi)壁上的傳導(dǎo)性涂層。
在該實(shí)施方案中，這兩種流體由兩種不可混溶的液體組成，即電絕緣的第一液體A，如硅油或鏈烷，本文中進(jìn)一步稱作“油”，以及傳導(dǎo)性的第二液體B，如鹽水溶液。優(yōu)選將這兩種液體設(shè)置為具有相等的密度，從而使透鏡的功能不取決于方向，即不取決于兩種液體之間的重力影響。這可以通過(guò)適當(dāng)選擇第一液體的組分來(lái)實(shí)現(xiàn)；例如可以通過(guò)增加分子組分改變鏈烷或硅油，以增大其密度從而與鹽溶液的密度相匹配。
根據(jù)對(duì)所用油的選擇，油的折射率可以在1.25和1.60之間變化。同樣，根據(jù)所添加的鹽的量，鹽溶液的折射率可以在1.33和1.48之間變化。在本實(shí)施方案中，對(duì)這兩種流體進(jìn)行選擇，使第一流體A的折射率大于第二流體B。
第一電極2是內(nèi)徑一般在1mm和20mm之間的圓柱體。電極2由金屬材料形成，并涂有例如聚對(duì)二甲苯的絕緣層8。絕緣層的厚度在50nm和100μm之間，通常的值在1μm和10μm之間。
絕緣層8涂有流體接觸層10，其減少了彎月面與流體腔圓柱壁的接觸角的滯后。流體接觸層優(yōu)選由無(wú)定形的碳氟化合物形成，如DuPontTM生產(chǎn)的TeflonTMAF1600。該流體接觸層10的厚度為5nm和50μm之間。AF1600涂層可通過(guò)電極2的反復(fù)浸漬涂敷來(lái)產(chǎn)生。因?yàn)樵撾姌O的圓柱面基本上平行于圓柱電極，所以由此形成了厚度基本上均勻的均質(zhì)材料層。通過(guò)浸漬電極，同時(shí)使其沿軸向移入和移出浸漬溶液來(lái)進(jìn)行浸漬涂敷?？梢酝ㄟ^(guò)化學(xué)汽相淀積來(lái)涂敷聚對(duì)二甲苯涂層。當(dāng)?shù)谝缓偷诙姌O之間沒(méi)有施加電壓時(shí)，流體接觸層10對(duì)于第二流體的可濕性在彎月面14與該流體接觸層的相交處兩側(cè)基本上相等。
環(huán)形的第二電極12設(shè)置在流體腔的一端，在這種情況下，該電極鄰近后部元件6。第二電極的至少一部分設(shè)置在流體腔中，從而使該電極對(duì)第二流體B起作用。
兩種流體A和B是不可混溶的，從而容易由位于二者中間的彎月面14而分成兩種流體主體。當(dāng)?shù)谝缓偷诙姌O2和12之間沒(méi)有施加電壓時(shí)，流體接觸層相對(duì)于第一流體A的可濕性比相對(duì)于第二流體B的可濕性更高。由于電潤(rùn)濕，在第一和第二電極之間施加電壓的情況下，對(duì)于第二流體B的可濕性發(fā)生變化，這容易改變彎月面在三相線處的接觸角。三相線是流體接觸層10與兩種液體A和B之間相接觸的線。因此，彎月面的形狀可根據(jù)外加電壓而變化。當(dāng)從具有較高折射率的流體方向看時(shí)，如果彎月面是凹的，那么第一流體和第二流體之間的彎月面稱為凹面。如果把這種流體看作透鏡，那么如果根據(jù)前面句子中的定義該彎月面是凹面，則該透鏡通常稱作凹透鏡。
現(xiàn)在參考圖1，當(dāng)在電極之間施加例如0V和20V之間的低電壓V1時(shí)，彎月面采用第一凹彎月面形狀。在這種構(gòu)形中，流體B中測(cè)得的彎月面和流體接觸層10之間的初始接觸角θ1例如約為140°。由于第一流體A的折射率高于第二流體B，因此在這種構(gòu)形中由彎月面形成的透鏡(這里稱為彎月透鏡)具有較高的負(fù)光焦度。穿過(guò)透鏡1的準(zhǔn)直光束b強(qiáng)烈發(fā)散。
為了減少?gòu)澰旅嫘螤畹陌级?，在第一和第二電極之間施加較高的電壓?，F(xiàn)在參考圖2，當(dāng)根據(jù)絕緣層8的厚度而在電極之間施加例如20V和150V之間的中間電壓V2時(shí)，彎月面采用第二凹彎月面形狀，該彎月面形狀與圖1中的彎月面相比曲率半徑增大。在這種構(gòu)形中，第一流體A和流體接觸層10之間的中間接觸角θ2例如約為100°。由于第一流體A的折射率高于第二流體B，因此這種構(gòu)形中的彎月透鏡具有較低的負(fù)光焦度。準(zhǔn)直光束b輕微發(fā)散。
為了產(chǎn)生凸彎月面形狀，在第一和第二電極之間施加更高的電壓?，F(xiàn)在參考圖3，當(dāng)在電極之間施加例如150V至200V的較高電壓V3時(shí)，彎月面采用凸面形狀。在這種構(gòu)形中，第一流體A和接觸層10之間的最大接觸角θ3例如約為60°。由于第一流體A的折射率高于第二流體B，因此在這種構(gòu)形中的彎月透鏡具有正光焦度。該透鏡將準(zhǔn)直光束b變?yōu)闀?huì)聚光束。
注意，盡管可以利用較高的光焦度來(lái)實(shí)現(xiàn)圖3的構(gòu)形，但是在實(shí)際的實(shí)施方案中，優(yōu)選的是，使包括如上所述的透鏡的設(shè)備適合于僅僅使用所述范圍內(nèi)的低和中間電壓。也就是說(shuō)，對(duì)施加的電壓進(jìn)行限制，使絕緣層的電場(chǎng)強(qiáng)度小于20V/μm，過(guò)高的電壓導(dǎo)致流體接觸層充電，并因此導(dǎo)致流體接觸層破裂，因此不使用這樣的過(guò)高電壓。
而且還要注意，初始的低電壓配置根據(jù)流體(液體)A和B的選擇，根據(jù)它們的表面張力而變化。通過(guò)選擇具有較大表面張力的油和/或通過(guò)向鹽溶液中添加如乙二醇的成分而減少其表面張力，可以減小初始的接觸角。在這種情況下，透鏡可以采用與圖2所示相對(duì)應(yīng)的低光焦度配置，以及與圖3所示相對(duì)應(yīng)的中間光焦度配置。無(wú)論如何，保持較低的光焦度配置，使彎月面是凹面，并且不利用過(guò)高的電壓就可以產(chǎn)生較寬范圍的透鏡光焦度。
盡管在上面的實(shí)施例中流體A的折射率高于流體B，但是流體A的折射率也可以低于流體B。例如，流體A可以是折射率低于水的(全)氟化油((per)fluorinated oil)。在這種情況下，優(yōu)選不使用無(wú)定形的含氟聚合物層，因?yàn)檫@種含氟聚合物層可溶于氟化油中?？商鎿Q的流體接觸層例如是石蠟涂層。
本發(fā)明提供了一種新型變焦透鏡，其中利用圖1-3中所示類型的透鏡元件代替了常規(guī)變焦透鏡的可動(dòng)透鏡元件。制成的這種新型變焦透鏡在變焦動(dòng)作和聚焦動(dòng)作方面與常規(guī)變焦透鏡相比基本上更加緊湊且消耗基本上更少的電力。這些性能使得這種新型變焦透鏡非常適合于裝入到用于小型和/或手提式和/或電池供電的裝置的小型照相機(jī)中，所述裝置例如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理(PDA)、個(gè)人計(jì)算機(jī)照相機(jī)、內(nèi)部通信系統(tǒng)和電子游戲中。
圖4示出新型變焦透鏡的可控透鏡部分的可能結(jié)構(gòu)的橫截面，該部分包括呈電潤(rùn)濕器件形式的兩個(gè)可變焦點(diǎn)透鏡元件24、26。該器件包括傳導(dǎo)性材料形成的圓柱體22。該圓柱體涂有絕緣層28。圓柱體的內(nèi)側(cè)具有流體接觸層30。該傳導(dǎo)性圓柱體22構(gòu)成了透鏡元件24和26的公共第一電極。第一透鏡元件24的第二電極由具有用于透射輻射的中心透明區(qū)域的環(huán)形傳導(dǎo)性層32構(gòu)成。位于下側(cè)的傳導(dǎo)性層34形成了第二透鏡元件26的第二電極。透明層36和38分別可以覆蓋傳導(dǎo)性層32和34。圓柱體的中心部分充滿透明且非傳導(dǎo)性的第一液體或蒸汽A。在液體A的每一側(cè)存在透明且傳導(dǎo)性的第二液體B，液體B的折射率低于第一液體A。不可混溶的這兩種流體在上側(cè)由第一彎月面40分開(kāi)，該第一彎月面形成第一可變焦點(diǎn)的透鏡元件。流體A和B在下側(cè)由第二彎月面42分開(kāi)，該第二彎月面形成第二可變焦點(diǎn)的透鏡元件。
彎月面的曲率以及因此透鏡元件24和26的焦距可分別借助于可控的電壓源44和46而彼此獨(dú)立地改變。通過(guò)改變?cè)?4的電壓V1而改變第一透鏡元件24的彎月面曲率來(lái)執(zhí)行變焦，即改變變焦透鏡的焦距。通過(guò)改變?cè)?6的電壓V2而改變第二透鏡元件26的彎月面曲率來(lái)執(zhí)行聚焦，即對(duì)于不同的變焦配置都保持清晰的圖像。移向目標(biāo)意味著變焦透鏡系統(tǒng)的焦距增大，移離目標(biāo)意味著焦距縮小。
圖5示出與圖4的實(shí)施方案類似的電潤(rùn)濕器件的實(shí)施方案對(duì)于攝遠(yuǎn)配置的彎月面曲率以及光線的光路，但是液體A和B互換。在攝遠(yuǎn)配置中，將景物的小物體成像在膠片或電子傳感器上，例如CCD或CMOS傳感器。在變焦透鏡的這種配置中，第一彎月面40具有半徑較小的凸曲率，因此透鏡元件24作為具有較大光焦度的正會(huì)聚透鏡元件。第二彎月面42具有凹曲率，因此第二透鏡元件26作為負(fù)發(fā)散透鏡元件。在圖5中用實(shí)線示出入射光束的邊緣光線的光路。兩個(gè)透鏡元件的組合起到其第二主點(diǎn)位于透鏡物側(cè)之外和位于透鏡物側(cè)處的透鏡的作用，如虛線52所示。這樣，攝遠(yuǎn)配置的組合焦距ftele較大。
圖6示出對(duì)于變焦透鏡的廣角配置的彎月面曲率以及光線的光路。在這種配置中，對(duì)景物的較大物體成像。在廣角位置，第一彎月面40的凸曲率仍然具有凸曲率，但是其半徑大于攝遠(yuǎn)配置中的曲率?，F(xiàn)在第二彎月面42的曲率是凸曲率，因此透鏡元件26是正會(huì)聚透鏡。如虛線54、56所示，透鏡元件24和26的組合的第二主點(diǎn)位于第二透鏡元件26附近。這樣，廣角位置的焦距fwide較小。
圖7示出變焦透鏡系統(tǒng)60的一個(gè)實(shí)施方案，該變焦透鏡系統(tǒng)包括容納在圓柱結(jié)構(gòu)中的兩個(gè)電潤(rùn)濕透鏡元件，或單元(cell)62和66，該圓柱結(jié)構(gòu)包括如上所述的傳導(dǎo)性圓柱體、絕緣層、流體接觸層和第二電極。圖7僅僅示出圓柱體70。該圓柱體在物側(cè)由固態(tài)透鏡元件72形式的前組封閉，在像側(cè)由固態(tài)透鏡元件74形式的后組封閉。前部元件72是高折射塑料制成的正雙凸透鏡元件，所述塑料如聚碳酸酯(PC)或環(huán)烯烴聚合物(COC)，并且該前部元件提供所需的初始聚焦特性。該透鏡元件可以具有至少一個(gè)非球面以校正變焦透鏡的球面像差。透鏡元件72后面有一個(gè)具有液體B/液體A/液體B界面的第一電潤(rùn)濕單元62。該單元可由透明塑料制成的平板78密封，塑料如PC或COC，平板78包括變焦透鏡的視場(chǎng)光闌80。該板78密封了液體B/液體A/液體B界面的第二電潤(rùn)濕單元66的前側(cè)。第二電潤(rùn)濕單元由后透鏡元件74密封。透鏡元件74是高折射塑料制成的正雙凸元件，塑料如PC或COC。該透鏡元件可用作平像場(chǎng)鏡，其至少一個(gè)折射面可以是非球面。電潤(rùn)濕單元的液體A可以是折射率為1.536的(全)氟化油，液體B可以是折射率為1.336的鹽水溶液。COC的折射率是1.536。
每個(gè)電潤(rùn)濕單元都分別包含兩個(gè)液體界面或彎月面63、64和67、68，該電潤(rùn)濕單元允許改變電潤(rùn)濕透鏡元件的兩個(gè)折射面。變焦或聚焦所需的透鏡光焦度變化可分布在這兩個(gè)折射面上，因此需要每個(gè)表面較小的變化。這意味著可利用比只具有一個(gè)液體界面的電潤(rùn)濕透鏡元件所需的更低的電壓來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的光焦度變化。變焦透鏡的這兩個(gè)電潤(rùn)濕單元62和64還可以由圖4的電潤(rùn)濕透鏡24和26來(lái)代替。
圖8和9示出與圖7中所示相類似的變焦透鏡的實(shí)施方案的光線蹤跡曲線圖，但是該實(shí)施方案具有凹凸前透鏡元件72′和平凸后透鏡元件74′。圖8示出了廣角配置，圖9示出了攝遠(yuǎn)配置。從圖8和9可直接看到，為了變焦界面63和64發(fā)生變化，為了聚焦界面66和68發(fā)生變化。
圖8和9的變焦透鏡的一個(gè)實(shí)際的實(shí)施方案顯示出下面的特性攝遠(yuǎn) 廣角焦距7.11mm 3.35mmF/數(shù)3.42.6視角對(duì)角線 28° 56°這種變焦透鏡適合于與具有640×480像素、像素尺寸為4.2μm的VGAS型CMOS傳感器48協(xié)同工作。
包括電潤(rùn)濕單元而不是固態(tài)透鏡元件的變焦透鏡具有高的變焦(和聚焦)速度，其直接由電激勵(lì)，具有小尺寸，并能夠以低成本成批制造。這些性能使電潤(rùn)濕變焦透鏡非常適合于用在裝入到幾種類型裝置中的小型照相機(jī)中，所述裝置特別是手提式和電池供電裝置。
裝入到諸如移動(dòng)電話的手提式裝置中的小型照相機(jī)的變焦透鏡，應(yīng)該具有盡可能小的內(nèi)置高度。因?yàn)檫@種照相機(jī)的前透鏡元件通常裝在該裝置的前表面(用戶看到的表面)，所以迄今為止討論的變焦透鏡的內(nèi)置高度都由變焦透鏡的軸向長(zhǎng)度來(lái)確定。這意味著主要由變焦透鏡長(zhǎng)度確定的該照相機(jī)的內(nèi)置高度應(yīng)該適合該裝置的深度，該深度優(yōu)選盡可能地小。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，可通過(guò)在變焦透鏡中包括折疊式反射鏡而顯著減小變焦透鏡的內(nèi)置高度。圖10示出了包括這樣一種反射鏡92的變焦透鏡90，該反射鏡形成了第一電潤(rùn)濕單元62的壁的一部分。圖10的變焦透鏡包括與圖7的變焦透鏡相同的元件，這些元件用相同的附圖標(biāo)記來(lái)表示。來(lái)自目標(biāo)景物的光束b垂直入射到前透鏡元件72上。在光束穿過(guò)第一電潤(rùn)濕單元62的界面63和64之后，如果該反射鏡相對(duì)于光束b的主光線成45°角放置，那么光束由反射鏡92沿水平方向反射。沿水平方向放置的該變焦透鏡的其他元件是具有光闌80的透明板78、第二電潤(rùn)濕單元66、后透鏡元件74和傳感器48。該水平方向平行于裝置的前表面，在該表面中應(yīng)該嵌入照相機(jī)，即變焦透鏡和傳感器48。按照這種方式，照相機(jī)的內(nèi)置高度hc減小為反射鏡的高度與從第二界面64到前透鏡元件72的外表面的光路的幾何長(zhǎng)度之和。
優(yōu)選將反射鏡設(shè)置在接近前透鏡元件72的第一位置，在該位置，為該反射鏡留有足夠的可用空間。在圖7的設(shè)計(jì)中，第一界面63接近前透鏡，該位置直接位于第二界面后面。在變焦透鏡的另一個(gè)設(shè)計(jì)中，折疊式反射鏡可以設(shè)置在另一個(gè)位置，前提是該位置盡可能靠近前透鏡。
在變焦透鏡的后側(cè)包括第二折疊式反射鏡，從而允許進(jìn)一步減小該照相機(jī)的總尺寸。圖11示出包括這樣一種反射鏡94的變焦透鏡100。該反射鏡將穿過(guò)電潤(rùn)濕單元66的光束b沿垂直方向反射，因此可將后透鏡元件74和傳感器48設(shè)置在該方向上。按照這種方式，減小了照相機(jī)在水平方向上的尺寸，而不會(huì)增大其內(nèi)置高度。
如圖12所示，可將折疊式反射鏡與后透鏡元件結(jié)合成反射鏡透鏡元件96。該反射鏡透鏡元件具有相對(duì)于光束b的主光線成例如45°角設(shè)置的反射平面底面97，和形成透鏡元件的折射面的兩個(gè)曲面98和99。按照這種方式，可減少變焦透鏡的元件數(shù)量以及因此降低其制造成本。元件95的至少一個(gè)曲面可以是非球面，如圖7、10和11中的后透鏡元件74的情況。
圖13和14示出與圖12的實(shí)施方案相類似的變焦透鏡的實(shí)施方案的光線蹤跡曲線圖，但是該實(shí)施方案用具有凹凸前透鏡元件72″和凸凹后透鏡元件96′來(lái)代替雙凸透鏡元件。圖13示出了廣角配置，圖14示出了攝遠(yuǎn)配置。從這兩幅圖可直接看到，為了變焦，界面63和64發(fā)生變化；而為了聚焦，界面67和68發(fā)生變化。
圖7-14中所示的變焦透鏡的實(shí)施方案具有卓越的性能，在這些實(shí)施方案中，電潤(rùn)濕器件具有兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，每個(gè)電潤(rùn)濕單元都包括兩個(gè)第一液體-第二液體界面。根據(jù)進(jìn)一步的創(chuàng)造性，界面的數(shù)量或彎月面的數(shù)量可以從四個(gè)減為兩個(gè)，同時(shí)保持高級(jí)性能。彎月面數(shù)量的這種減少意味著在結(jié)構(gòu)和對(duì)彎月面曲率的控制方面相當(dāng)大地簡(jiǎn)化了該電潤(rùn)濕器件。根據(jù)改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案的電潤(rùn)濕器件包括兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，每個(gè)單元都具有一個(gè)彎月面。對(duì)于該改進(jìn)的設(shè)計(jì)方案不可缺少的是該電潤(rùn)濕單元設(shè)置在透鏡光闌的不同側(cè)。透鏡系統(tǒng)的光闌是這樣一種光圈，其限制成像光束的直徑，并防止將雜散輻射或來(lái)自不需要的反射的輻射引入成像光束，同時(shí)防止降低圖像的對(duì)比度。這樣一種光圈確保了對(duì)于所有成像光束部分來(lái)說(shuō)光束直徑都相等，因此照明強(qiáng)度和分辨率在像場(chǎng)中恒定。將透鏡光闌放置在電潤(rùn)濕單元之間的作用是對(duì)稱地使用兩個(gè)界面，即由成像光束覆蓋的第一和第二界面的中心表面區(qū)域具有近似相等的尺寸。那么在該單元中就不再需要第二界面。
圖15和16示出高性能變焦透鏡的第一實(shí)施方案110在廣角配置和攝遠(yuǎn)配置時(shí)的光線蹤跡曲線圖，所述變焦透鏡只有兩個(gè)界面。該透鏡包括固定的前透鏡，該前透鏡從物側(cè)(左側(cè))到像側(cè)(右側(cè))包括固定的前透鏡元件112、第一電潤(rùn)濕單元120、第二電潤(rùn)濕單元和固定的后透鏡元件114。第一電潤(rùn)濕單元120包括由前板126和后壁128密封的腔132，以用于容納液體A和B，所述液體具有彎月面124形式的界面。第二電潤(rùn)濕單元130包括由后板136和前壁138密封的腔132，以用于容納液體A和B，所述液體具有彎月面134形式的界面。變焦透鏡的光闌116位于單元120、130之間。在變焦透鏡的廣角配置時(shí)，彎月面124是凹面，從而第一單元120形成了凹透鏡元件，而彎月面134是凸面，從而第二單元130形成了凸透鏡元件。在攝遠(yuǎn)配置時(shí)，彎月面124是凸面，從而第一單元120形成了凸透鏡元件，而彎月面134是凹面，從而第二單元130形成了凹透鏡元件。
圖15和16的變焦透鏡的實(shí)際實(shí)施方案顯示出下面的特性攝遠(yuǎn)廣角焦距7.03mm 3.61mmF數(shù) 3.4 2.6視角對(duì)角線 28°56°圖17和18分別示出高性能變焦透鏡的第二實(shí)施方案140在廣角配置和攝遠(yuǎn)配置時(shí)的光線蹤跡曲線圖，所述變焦透鏡只有兩個(gè)彎月面?，F(xiàn)在第一電潤(rùn)濕單元150設(shè)置在變焦透鏡的前側(cè)，第二電潤(rùn)濕單元設(shè)置在后端。第一和第二透鏡元件142和144置于單元150和160之間。現(xiàn)在透鏡光闌146位于透鏡元件142和144之間。第一電潤(rùn)濕單元150包括由前板156和后板158密封的腔152，以用于容納兩種液體A和B，所述液體具有彎月面154形式的界面。第二電潤(rùn)濕單元160包括由前板168和后板166密封的腔162，以用于容納液體A和B，所述液體具有彎月面164形式的界面。如從圖17和18直接清晰可見(jiàn)，通過(guò)如上所述向單元的電極提供適當(dāng)?shù)碾妷憾鴮澰旅?54和164的曲率反轉(zhuǎn)并改變曲率半徑，以再次執(zhí)行從廣角配置向攝遠(yuǎn)配置的轉(zhuǎn)變。
圖17和18的變焦透鏡的實(shí)際實(shí)施方案顯示出下面的特性攝遠(yuǎn) 廣角焦距8.98mm4.79mmF/數(shù)3.5 2.8視角對(duì)角線 28° 56°如果需要，圖15、16的變焦透鏡和圖17、18的變焦透鏡還可以配有一個(gè)或兩個(gè)折疊式反射鏡以縮短這些透鏡的內(nèi)置高度。第一折疊式反射鏡將設(shè)置在圖15、16的實(shí)施方案中的前部元件112和第一單元120之間，和圖17、18的實(shí)施方案中的第一單元150和第一固定透鏡元件142之間。第二折疊式反射鏡將設(shè)置在圖15、16的實(shí)施方案中的第二單元130和后透鏡元件114之間，和圖17、18的實(shí)施方案中的第二固定透鏡元件144和第二單元160之間。
對(duì)于需要對(duì)透鏡進(jìn)行更精確調(diào)整的變焦透鏡的一些用途中，變焦透鏡中可以包括由電動(dòng)機(jī)或其他裝置控制的可動(dòng)透鏡組(一個(gè)或多個(gè)透鏡元件)。那么電潤(rùn)濕器件仍然提供與上述變焦透鏡中相同的優(yōu)點(diǎn)。
圖19示出其中可使用本發(fā)明變焦透鏡的手提式裝置的一個(gè)實(shí)施例。在圖19中該裝置是以正視圖示出的移動(dòng)電話170。該移動(dòng)電話具有將用戶的語(yǔ)音作為數(shù)據(jù)輸入的麥克風(fēng)172，輸出通信對(duì)方的語(yǔ)音的揚(yáng)聲器174，以及發(fā)送和接收通信波的天線176。該移動(dòng)電話進(jìn)一步包括輸入撥號(hào)盤178和顯示器180，用戶通過(guò)輸入撥號(hào)盤178輸入數(shù)據(jù)，如要撥打的電話號(hào)碼，顯示器例如是液晶顯示面板。該面板可用于顯示通信對(duì)方或用戶的照片，或者顯示數(shù)據(jù)和圖形。移動(dòng)電話中包括數(shù)據(jù)處理單元(未示出)，以用于處理輸入的數(shù)據(jù)和接收到的數(shù)據(jù)。
電話170具有小型照相機(jī)182，該小型照相機(jī)包括如上所述的變焦透鏡，以用于拍攝景物、圖像或者傳送給對(duì)方或用戶的數(shù)據(jù)。在這種照相機(jī)中，僅僅變焦透鏡的第一透鏡元件的入射面184是可見(jiàn)的。該元件分別可以是如圖4示出的前透鏡元件24、圖7，8，10，11，12，13中示出的前透鏡元件72、圖15中示出的前透鏡元件112，或者圖17中示出的第一電潤(rùn)濕單元150。照相機(jī)的其他元件，即兩個(gè)電潤(rùn)濕單元和后透鏡，或者圖17的實(shí)施方案中的兩個(gè)固定透鏡元件和第二電潤(rùn)濕單元以及傳感器可以沿著垂直于電話前表面的線設(shè)置，即沿著與圖19的圖面相垂直的方向設(shè)置，前提是手機(jī)在該方向上的尺寸足夠大。優(yōu)選的是，變焦透鏡包括至少一個(gè)折疊式反射鏡。這樣，至少兩個(gè)電潤(rùn)濕單元或者圖17的實(shí)施方案中的至少兩個(gè)固定透鏡元件沿著平行于手機(jī)前表面的線設(shè)置，因此可以相對(duì)薄一些。
實(shí)施本發(fā)明的另一種手提式裝置是配有小型照相機(jī)的個(gè)人數(shù)字助理(PDA)。具有上述變焦透鏡的這種照相機(jī)可以按照與為移動(dòng)電話所述相同的方式設(shè)置在PDA中。
圖20示出作為實(shí)施本發(fā)明的便攜式裝置的一個(gè)實(shí)施例的膝上型計(jì)算機(jī)(筆記本電腦)。該膝上型計(jì)算機(jī)190包括基本部分192，鍵盤195和處理器單元裝入到該基本部分中。覆蓋部分196能夠相對(duì)于基本部分轉(zhuǎn)動(dòng)，其包括顯示器198和小型照相機(jī)200。這種照相機(jī)具有上述變焦透鏡，可以按照與為移動(dòng)電話所述相同的方式設(shè)置在膝上型計(jì)算機(jī)中。
本發(fā)明不僅可以用在如移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理、便攜計(jì)算機(jī)和電子玩具的手提式裝置的照相機(jī)中，或者用在便攜裝置的照相機(jī)中，而且還可以用在其他類型的內(nèi)置照相機(jī)中。本發(fā)明還可以用在非內(nèi)置照相機(jī)中，如臺(tái)式計(jì)算機(jī)的照相機(jī)、內(nèi)部通信系統(tǒng)的照相機(jī)以及袖珍和其他尺寸照相機(jī)，例如數(shù)字?jǐn)z像機(jī)中。照相機(jī)可以是靜止圖像(照片)照相機(jī)或者攝像機(jī)。對(duì)于本發(fā)明來(lái)說(shuō)，照相機(jī)使用膠片還是電子傳感器，例如CCD傳感器或CMOS傳感器是無(wú)關(guān)緊要的。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡，其至少具有第一固定透鏡組、第二固定透鏡組和可控透鏡組，其特征在于可控透鏡組包括電壓控制的電潤(rùn)濕器件，該器件包括具有不同折射率的第一流體和第二流體，并包括至少兩個(gè)第一流體-第二流體界面。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其具有在其物側(cè)的前透鏡組和在其像側(cè)的后透鏡組，其特征在于第一透鏡組是前透鏡組，第二透鏡組是后透鏡組，電潤(rùn)濕器件設(shè)置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于電潤(rùn)濕器件包括具有兩個(gè)第一流體-第二流體界面的一個(gè)電潤(rùn)濕單元。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變焦透鏡，其特征在于電潤(rùn)濕器件包括第一電潤(rùn)濕單元和第二電潤(rùn)濕單元，每個(gè)單元都具有至少一個(gè)第一流體-第二流體界面。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變焦透鏡，其特征在于每個(gè)電潤(rùn)濕單元都具有兩個(gè)第一流體-第二流體界面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變焦透鏡，其特征在于電潤(rùn)濕器件包括第一和第二電潤(rùn)濕單元，每個(gè)單元都具有一個(gè)第一流體-第二流體界面，并且在該第一和第二電潤(rùn)濕單元之間設(shè)置透鏡光闌。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦透鏡，其具有在其物側(cè)的前透鏡組和在其像側(cè)的后透鏡組，其特征在于第一透鏡組是前透鏡組，第二透鏡組是后透鏡組，將電潤(rùn)濕器件設(shè)置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的變焦透鏡，其特征在于一個(gè)電潤(rùn)濕單元形成了前透鏡組，第二電潤(rùn)濕單元形成了后透鏡組，將該第一透鏡組和該第二透鏡組設(shè)置在電潤(rùn)濕單元之間，透鏡光闌設(shè)置在該第一透鏡組和該第二透鏡組之間。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于該透鏡包括至少一個(gè)折疊式反射鏡，該反射鏡設(shè)置在電潤(rùn)濕單元與第一或第二透鏡組之間。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變焦透鏡，其特征在于其包括兩個(gè)折疊式反射鏡，一個(gè)位于變焦透鏡的物側(cè)部分，另一個(gè)位于變焦透鏡的像側(cè)部分。
11.根據(jù)權(quán)利要求1-8中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于電潤(rùn)濕單元包括具有圓柱壁的基本上為圓柱形的腔，流體腔包含第一流體和軸向移動(dòng)的第二流體，兩種流體不混溶，在彎月形界面上相互接觸，并具有不同的折射率，設(shè)置在圓柱壁內(nèi)部的流體接觸層，第一電極，通過(guò)流體接觸層與第一流體和第二流體分開(kāi)，第二電極，對(duì)第二流體起作用，流體接觸層具有對(duì)于第二流體的可濕性，在第一電極和第二電極之間施加電壓的情況下該可濕性發(fā)生變化，因此彎月面的形狀根據(jù)所述電壓而變化，其中在第一和第二電極之間沒(méi)有施加電壓時(shí)，流體接觸層對(duì)于第二流體的可濕性在彎月面與該流體接觸層的相交處兩側(cè)基本上相等。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦透鏡，其包括一個(gè)電潤(rùn)濕單元，其特征在于第二流體位于第一流體的任一側(cè)，第一流體和第二流體在各自的第一和第二彎月面界面上相互接觸。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的變焦透鏡，其特征在于在前透鏡組和電潤(rùn)濕單元之間設(shè)置折疊式反射鏡。
14.根據(jù)權(quán)利要求12或13所述的變焦透鏡，其特征在于在電潤(rùn)濕單元和后透鏡組之間設(shè)置折疊式反射鏡。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦透鏡，其包括兩個(gè)電潤(rùn)濕單元，其特征在于每個(gè)單元具有一個(gè)彎月面界面，并且透鏡光闌設(shè)置在所述單元之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變焦透鏡，其特征在于在每個(gè)電潤(rùn)濕單元中，第二流體位于第一流體的任一側(cè)，第一流體和第二流體在各自的第一和第二彎月面界面上相互接觸。
17.根據(jù)權(quán)利要求15或16所述的變焦透鏡，其特征在于這兩個(gè)單元共用一個(gè)流體腔。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的變焦透鏡，其特征在于流體腔包括至少一個(gè)折疊式反射鏡，該反射鏡由流體腔壁的反射傾斜部分形成，該反射鏡以基本上90°角反射入射輻射。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的變焦透鏡，其特征在于流體腔包括兩個(gè)折疊式反射鏡，一個(gè)位于變焦透鏡的物側(cè)部分，另一個(gè)位于變焦透鏡的像側(cè)部分。
20.根據(jù)權(quán)利要求13、14、18或19所述的變焦透鏡，其特征在于位于像側(cè)部分的折疊式反射鏡與前透鏡組成一整體。
21.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于第一流體包括絕緣液體，第二流體包括傳導(dǎo)性液體。
22.根據(jù)權(quán)利要求1-20中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡，其特征在于第一流體包括蒸汽，第二流體包括傳導(dǎo)性液體。
23.一種照相機(jī)，包括如權(quán)利要求1-22中任一項(xiàng)所述的變焦透鏡。
24.一種手提式裝置，其包括輸入裝置、信息處理裝置和顯示器裝置，其中包括如權(quán)利要求23所述的照相機(jī)。
全文摘要
一種變焦透鏡，從物側(cè)到像側(cè)包括前透鏡組(72)、可控透鏡組和后透鏡組(74)，可控透鏡組包括電壓控制的電潤(rùn)濕器件，該器件包括具有不同折射率的第一流體(A)和第二流體(B)，并具有至少兩個(gè)第一流體－第二流體界面(40、42)。通過(guò)向該器件的電極施加電壓(V1、V2)可獨(dú)立地改變這些界面的曲率，由此改變透鏡的光焦度，因此不需要機(jī)械移動(dòng)這些透鏡元件。
文檔編號(hào)G02B3/14GK1705901SQ200380101887
公開(kāi)日2005年12月7日 申請(qǐng)日期2003年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2002年10月25日
發(fā)明者S·庫(kù)伊佩, B·H·W·亨德里克斯, R·M·斯諾伊倫, W·G·奧普海伊 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司