專利名稱：液態(tài)鏡頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝于移動電話上的液態(tài)鏡頭。在該液態(tài)鏡頭中，電解液及絕緣液體填充到圓柱形本體中，以便相對于透射分隔透鏡(transmitting partition lens)而在其上部和下部中形成多個分界面，所述電解液及絕緣液體的曲率根據(jù)施加的電壓而變化。在這種情況下，由于通過連接到電解液的電極來調(diào)整電荷量，所以可以同時實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能、自動聚焦功能、以及微自動聚焦功能。
背景技術(shù)：
近年來，集成有照相機(jī)的新型移動終端，諸如移動電話或個人數(shù)字助理(PDA)，已越來越多地投放到市場中，人們對于集成有高像素及多種功能的照相機(jī)的移動終端的需求越來越旺盛。這種移動終端照相機(jī)包括固定于諸如電荷耦合器件(CCD)、互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)等的圖像拾取裝置的鏡頭，并且該移動終端照相機(jī)被構(gòu)造成通過鏡頭拾取目標(biāo)的圖像，且使得可以借助于預(yù)定的記錄介質(zhì)來記錄所拾取圖像的數(shù)據(jù)。
為了向根據(jù)當(dāng)前趨勢的照相機(jī)提供百萬像素的容量，鏡頭必須設(shè)計(jì)成不僅具有足夠的分辨率，而且考慮到裝配公差，鏡頭還必須具有比傳感器的尺寸更大的尺寸。
對于安裝到移動終端上并用來拾取目標(biāo)圖像的鏡頭系統(tǒng)來說，通常遭遇諸如球面像差、像散、及失真像差等的各種像差，由于具有不同波長的入射光的影響而導(dǎo)致目標(biāo)圖像的形狀或形態(tài)變形，所述入射光在進(jìn)行目標(biāo)的圖像拾取時入射到鏡頭上。因此，鏡頭系統(tǒng)必須具有能夠最大程度地防止像差發(fā)生的裝置。
這種鏡頭系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)變焦，以便具有可變焦距。通常可以通過具有正折射率的前透鏡與具有負(fù)折射率的后透鏡之間的相對運(yùn)動來調(diào)節(jié)鏡頭之間的間隔，而實(shí)現(xiàn)鏡頭系統(tǒng)的變焦功能。對于普通照相機(jī)來說，為了使變焦功能最大化，將能夠改變現(xiàn)有鏡頭與附加鏡頭之間的焦距的廣角鏡頭或長焦鏡頭附加地固定于照相機(jī)，從而使得用戶可在一個地方毫不移動地在多個取景角度下拍攝照片。
變焦通常分為光學(xué)變焦和數(shù)字變焦。光學(xué)變焦是指這樣一種情況，即其中目標(biāo)的圖像通過相對移動固定于照相機(jī)的光學(xué)鏡頭而被可變焦距放大。數(shù)字變焦是指這樣一種情況，即其中目標(biāo)的圖像在CCD中被放大并且顯示于其上，如同在諸如Photo-Shop等的圖片程序中放大圖像一樣。
對于數(shù)字變焦來說，目標(biāo)的圖像在CCD中被放大，從而使得消除了根據(jù)焦距變化而移動鏡頭的空間。因此，數(shù)字變焦在小型化及緊湊性方面具有優(yōu)勢，但是具有的問題在于，在通過變焦操作而拾取圖像時不能獲得清晰的分辨率。
相反，對于光學(xué)變焦來說，借助于鏡頭之間的焦距變化來實(shí)現(xiàn)變焦操作，從而需要根據(jù)焦距變化來移動鏡頭的空間。因此，光學(xué)變焦的缺點(diǎn)在于，需要更大的空間，用于鏡頭部和圍繞該鏡頭部的透鏡鏡筒。但是，在不考慮光學(xué)變焦增大移動終端體積的缺點(diǎn)的情況下，由于光學(xué)變焦在進(jìn)行變焦操作時的清晰分辯率的優(yōu)點(diǎn)，所以與數(shù)字變焦相比，消費(fèi)者更愿意選擇光學(xué)變焦。
然而，市場上小型化和緊湊性的最新趨勢要求減小用于改變焦距的空間，因而，制造商主要投放其中結(jié)合有數(shù)字變焦功能而不是光學(xué)變焦功能的移動終端。近年來，也投放了光學(xué)變焦類型的移動終端，其可以通過移動終端的后側(cè)來實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。
韓國專利申請No.2003-0003984公開了一種可以實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能的傳統(tǒng)移動終端。該公開的移動終端具有適用于數(shù)字照相機(jī)等光學(xué)變焦的改良透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)。換言之，公開了一種變焦照相機(jī)的透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)以及具有該透鏡鏡筒結(jié)構(gòu)的變焦鏡頭組件，所述變焦照相機(jī)具有小尺寸、高分辨率，并且可易于制造。
變焦鏡頭組件包括前透鏡；后透鏡，具有負(fù)折射率；內(nèi)鏡筒，具有沿內(nèi)鏡筒的表面而形成的螺旋凹槽，以便引導(dǎo)前透鏡和后透鏡的螺旋運(yùn)動；以及外鏡筒，能夠沿內(nèi)鏡筒的表面而插入，并且具有形成于外鏡筒的內(nèi)表面上的退出(escape)凹槽，以便引導(dǎo)前透鏡和后透鏡的垂直運(yùn)動。
通過上述構(gòu)造的變焦照相機(jī)，內(nèi)鏡筒和外鏡筒以伸縮方式設(shè)置在移動終端的一側(cè)處，從而當(dāng)內(nèi)鏡筒和外鏡筒通過終端內(nèi)部的電動機(jī)的驅(qū)動而順序地展開時，變焦照相機(jī)的焦距可以根據(jù)鏡頭之間的運(yùn)動而改變，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。因此，此公開的變焦照相機(jī)具有的缺點(diǎn)在于，要求在照相機(jī)內(nèi)部具有用于變焦操作的較大空間。
另外，由于照相機(jī)的電動機(jī)必須以這種方式運(yùn)轉(zhuǎn)，以便將具有容納有多個透鏡的內(nèi)鏡筒和外鏡筒推動到變焦照相機(jī)的外部，所以電動機(jī)驅(qū)動期間的能量損失導(dǎo)致了電池功耗的增加。
為了解決上述問題，開發(fā)出了一種液態(tài)鏡頭，該液態(tài)鏡頭在移動終端內(nèi)占據(jù)較小的空間并且不受功耗的限制。該液態(tài)鏡頭在單個透鏡鏡筒中包括電解液和絕緣液體，以便在其間形成分界面，電解液和絕緣液體的曲率根據(jù)通過透鏡鏡筒施加于電解液的電壓而變化，以便實(shí)現(xiàn)變焦功能。
在題為“利用用于移動電話的液態(tài)鏡頭的變焦照相機(jī)、控制系統(tǒng)及其方法”的韓國專利公開出版物No.2005-0033308中公開了一種能夠?qū)崿F(xiàn)變焦功能的液態(tài)鏡頭，下面將參照圖1對該液態(tài)鏡頭進(jìn)行描述。
圖1為傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭的剖視圖。參照圖1，傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭包括第一鏡頭組310，其包括具有正折射率的第一透鏡311和具有負(fù)折射率的第二透鏡312；第一液態(tài)鏡頭300，包括形成于導(dǎo)電液體與絕緣液體之間的分界面，該分界面的曲率響應(yīng)用于變焦功能的控制信號而變化；第二鏡頭組330，其包括具有兩個正折射率的非球面的第三透鏡331以及具有兩個負(fù)折射率的非球面的第四透鏡332；以及紅外濾光鏡340，其與第二鏡頭組330隔開預(yù)定距離。
如圖2所示，該公開的傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭是基于電潤濕現(xiàn)象(electrowetting phenomenon)而操作的，其中電潤濕現(xiàn)象是由于接觸角α的改變而造成的，分界面的表面張力隨存在于分界面上的電荷運(yùn)動而改變，導(dǎo)致接觸角改變。尤其是，薄的絕緣件設(shè)置在分界面上，使得分界面具有較高的電位差，并且由于化學(xué)性質(zhì)，電解液中的電荷具有朝向分界面的上表面移動的特性。
就這點(diǎn)來說，當(dāng)從外部向分界面施加電場時，電荷的特性進(jìn)一步增強(qiáng)，并且在分界面相互交迭的三重接觸導(dǎo)線處，電荷的集中顯著增加。然后，在液滴角落處，表面張力降低。
由于可以利用電潤濕現(xiàn)象來容易地控制微量液體和液體中的微粒子，所以近年來已進(jìn)行了各種研究，以便將電潤濕現(xiàn)象應(yīng)用于各種產(chǎn)品，例如液態(tài)鏡頭、微型泵、顯示裝置、光學(xué)裝置、以及微型電子機(jī)械系統(tǒng)(MEMS)等。
尤其是，與傳統(tǒng)的機(jī)械驅(qū)動型鏡頭相比，用于自動聚焦的液態(tài)鏡頭可以具有尺寸小、功耗低以及響應(yīng)速度快的改良特性。
借助于單個透鏡鏡筒內(nèi)(其中容納有多個鏡頭組和液態(tài)鏡頭)的獨(dú)立液態(tài)鏡頭的導(dǎo)電液體與絕緣液體之間的分界面的曲率變化，如上構(gòu)造的液態(tài)鏡頭可以實(shí)現(xiàn)變焦功能，從而解決了由于采用伸縮式透鏡鏡筒的傳統(tǒng)光學(xué)變焦鏡頭所產(chǎn)生的空間限制問題。但是，不考慮這些優(yōu)點(diǎn)，傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭具有的問題在于，單個液態(tài)鏡頭僅允許通過包含于鏡筒中的液體之間的曲率變化來進(jìn)行變焦功能。
此外，傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭具有使照相機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題。尤其是，為了使應(yīng)用液態(tài)鏡頭的照相機(jī)實(shí)現(xiàn)其它功能，例如，自動聚焦(A/F)調(diào)節(jié)功能、以及變焦功能，必須將用作前鏡頭的附加液態(tài)鏡頭固定于照相機(jī)，這使得照相機(jī)的結(jié)構(gòu)變得更復(fù)雜。
此外，由于液態(tài)鏡頭的特性，所以形成多個分界面的絕緣液體和電解液必須對外部沖擊和擺動靈敏。因此，雖然可以以復(fù)雜結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能和自動聚焦功能，但是，用于將焦點(diǎn)調(diào)整在目標(biāo)上的自動焦聚焦功能不能以希望的方式進(jìn)行。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于提供一種液態(tài)鏡頭。在該液態(tài)鏡頭中，電解液和絕緣液體被填充于圓柱形本體中，以便相對于透射分隔透鏡在其上部和下部中形成多個分界面，所述電解液和絕緣液體的曲率通過施加的電壓而變化。在這種狀態(tài)下，當(dāng)電解液和絕緣液體的曲率通過所施加的電壓而依次變化時，電荷量被調(diào)節(jié)。然后，可以同時實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能、自動聚焦功能、以及微自動聚焦功能。
本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的其它方面和優(yōu)點(diǎn)將在下面的描述中部分地闡述，并且部分地通過這些描述將顯而易見，或可以通過總發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施而理解。
根據(jù)本發(fā)明的一方面，液態(tài)鏡頭包括圓柱形本體，具有分別連接于本體的上部開口和下部開口的一對玻璃透鏡；非球面透射分隔透鏡，插入并固定于本體的中央部位中；自動聚焦鏡頭部，包括填充到透射分隔透鏡下方的第一絕緣液體層和第一電解液層，以便在其間形成分界面；光學(xué)變焦鏡頭部，包括填充到透射分隔透鏡上方的第二絕緣液體層和第二電解液層，以便在其間形成分界面；以及微自動聚焦鏡頭部，包括第三絕緣液體層，該第三絕緣液體層的上表面與透射分隔透鏡的下表面相接觸，并且該第三絕緣液體層的下表面與第一電解液層形成分界面，使得第三絕緣液體層與第一電解液層不相混合。
根據(jù)本發(fā)明的另一方面，本體具有由使用金(Au)的金屬涂覆表面形成的內(nèi)圓周表面。
根據(jù)本發(fā)明的再一方面，非球面分隔透鏡具有底表面，該底表面的外圍部分形成有以大于90度的鈍角傾斜的傾斜表面。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，分隔透鏡由透射性材料制成。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，分隔透鏡具有形成于其上的疏水覆膜或絕緣覆膜。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，相對于分隔透鏡，層疊于分隔透鏡下方的第一絕緣液體層、第一電解液層、和第三絕緣液體層的液體具有相同的特性，并且層疊于分隔透鏡上方的第二絕緣液體層和第二電解液層的液體具有相同的特性。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，分隔透鏡上方和下方的液體具有彼此不同的特征和性質(zhì)。
根據(jù)本發(fā)明的又一方面，第三絕緣液體層通過第一電解液層的上分界面的曲率變化而被驅(qū)動，電壓通過從金屬涂覆表面延伸的覆膜而施加于所述第一電解液層，所述金屬涂覆表面形成于本體的內(nèi)圓周表面上。


通過下面結(jié)合附圖對實(shí)施例的描述，本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的這些和/或其它方面和優(yōu)點(diǎn)將變得顯而易見且更易于理解，附圖中圖1是傳統(tǒng)液態(tài)鏡頭的剖視圖；圖2是示出了應(yīng)用于液態(tài)鏡頭的典型電潤濕作用的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的剖視圖；圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的一個側(cè)部的放大截面視圖；
圖5是示出了安裝于根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭上的非球面透射分隔透鏡的后表面的立體圖；以及圖6A至圖6D是示出了根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的操作的剖視圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在將詳細(xì)說明本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的實(shí)施例，其實(shí)例在附圖中示出，其中，在文中相同附圖標(biāo)號表示相同部件。下面參照附圖描述這些實(shí)施例，以解釋本發(fā)明的總發(fā)明構(gòu)思。
下面，將參照附圖詳細(xì)描述根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的液態(tài)鏡頭。
液態(tài)鏡頭的結(jié)構(gòu)圖3是根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的剖視圖。圖4是示出了根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的一個側(cè)部的放大截面視圖。圖5是示出了安裝于根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭上的非球面透射分隔透鏡的后表面的立體圖。
如圖所示，液態(tài)鏡頭10包括圓柱形本體11、一對玻璃透鏡12和13、自動聚焦鏡頭部20、光學(xué)變焦鏡頭部30、以及微自動聚焦鏡頭部41。玻璃透鏡12和13分別粘附并固定于圓柱形本體11的上部開口和下部開口。在本體11內(nèi)部，層疊有多個電解液層22和32以及多個絕緣液體層21、31、和41，以便形成多個分界面，電解液層22和32以及絕緣液體層21、31、和41具有彼此不同的特性。液態(tài)鏡頭10被透射分隔透鏡23分成上部和下部。
本體11由金屬或陶瓷材料制成。本體11的底表面形成有朝向其中央部位向下傾斜的傾斜表面14。玻璃透鏡對12和13通過粘合劑B粘附并固定于本體11的上端表面和下端表面，從而封閉本體11的上部開口和下部開口。
本體11的傾斜表面14用于將第一絕緣液體層21固定于本體11的中央部位，該第一絕緣液體層21位于最下部處。當(dāng)傾斜表面與自動聚焦鏡頭部之間的分界面根據(jù)所施加的電壓發(fā)生折射時，傾斜表面14形成得以便減小自動聚焦鏡頭部20的總尺寸。
在本體11的下部中，層疊有第一絕緣液體層21和第一電解液層22，以在其間形成分界面，第一絕緣液體層21和第一電解液層22具有不同的特性，并且由具有相同密度但互不混合的透射液體形成。在第一電解液層22上，依次層疊有第三絕緣液體層41，以形成另一分界面。
在第三絕緣液體層41上，容納有以非球面形成的透射分隔透鏡23，從而第一電解液層22和第三絕緣液體層41的上表面同時與透射分隔透鏡23接觸。在分隔透鏡23的下方，形成有自動聚焦鏡頭部20，包括用作微自動聚焦鏡頭部的第三絕緣液體層41。
在自動聚焦鏡頭部20中，當(dāng)向與第一絕緣液體層21具有分界面的第一電解液層22施加電壓時，由導(dǎo)電液體組成的第一電解液層22的曲率發(fā)生變化。然后，第一絕緣液體層21變得向上凸起，從而實(shí)現(xiàn)自動聚焦(A/F)功能。
當(dāng)通過調(diào)節(jié)施加于第一電解液層22的電壓而增加或減少電荷量時，第一電解液層22的上部的曲率發(fā)生變化。然后，與第一絕緣液體層21同時或在其之后，第三電解液層41變得向上凸起，從而實(shí)現(xiàn)微自動聚焦(A/F)功能。
參照液態(tài)鏡頭的操作結(jié)構(gòu)，將對自動聚焦功能與微自動聚焦功能之間的功能差別及其操作進(jìn)行描述。
容納于自動聚焦鏡頭部20和第三絕緣液體層41上的分隔透鏡23以非球面形成，該非球面的上表面凸起，而下表面凹陷。分隔透鏡23由具有透射性的透射透鏡(諸如塑料透鏡或玻璃透鏡)形成。分隔透鏡23的圓周表面緊密地粘附到本體11的內(nèi)圓周表面的中央部位。此外，分隔透鏡23用來將液態(tài)鏡頭10分成自動聚焦鏡頭部20，包括第三電解液層41、第一電解液層22、和第一絕緣液體層21；以及光學(xué)變焦鏡頭部30，包括第二電解液層32和第二絕緣液體層31。
非球面透射分隔透鏡23具有以預(yù)定深度形成于下表面的中央部位中的凹槽24。在凹槽24的外圍部分中，設(shè)置有具有大于90度的鈍角的傾斜表面24a。在這種具有傾斜表面24a的結(jié)構(gòu)中，注入到凹槽24中的第三電解液層41形成為具有比分隔透鏡23上方的絕緣液體層更小的尺寸。通過傾斜表面24a，第三電解液層41集中于中央部位中。
在分隔透鏡23的表面上，形成有疏水覆膜，從而上部和下部的絕緣液體被吸收到分隔透鏡23的表面內(nèi)。然后，絕緣液體分別固定于分隔透鏡23的中央部位處，從而可進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟僮鳌?br> 另外，分隔透鏡23可以具有形成于其上的絕緣覆膜，在一些情況中，該絕緣覆膜包含與本體11的內(nèi)圓周表面的材料相同的材料。
在層疊于自動聚焦鏡頭部20上的光學(xué)變焦鏡頭部30中，層疊有第二絕緣液體層31和第二電解液層32，以便在其間形成分界面，第二絕緣液體層31和第二電解液層32由具有相同特性的液體形成。當(dāng)向第二電解液層32施加電壓時，第二絕緣液體層31與第二電解液層32之間的分界面發(fā)生折射。然后，第二電解液層31變得向上凸起，從而實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能。
層疊以便在自動聚焦鏡頭部20和光學(xué)變焦鏡頭部中形成多個分界面的各絕緣液體和各電解液具有彼此不同的特性。電解液主要包含水(H2O)，無機(jī)鹽和極性溶劑也添加到電解液中。絕緣液體主要包含硅油，非極性溶劑也添加到絕緣液體中。當(dāng)電解液和絕緣液體彼此接觸時，它們互不混合，但形成具有預(yù)定曲率的分界面。
形成第一和第二電解液層22和32的液體包含相同的構(gòu)成(constituent)，但是具有不同的組分(composition)，使得它們的特性彼此不同。類似地，第一絕緣液體層21的絕緣液體包含與第二絕緣液體層31相同的構(gòu)成，但是具有與第二絕緣液體層31的特性不同的特性。
相對于分隔透鏡23，層疊于分隔透鏡23下方的第一絕緣液體層21、第一電解液層22、以及第三電解液層41的液體具有相同的特性，并且層疊于分隔透鏡23上方的第二絕緣液體層31以及第二電解液層32的液體具有相同的特性。可替換地，分隔透鏡23上方和下方的液體是具有彼此不同特性的絕緣液體和電解液。
如圖4中所示，構(gòu)成液態(tài)鏡頭10的本體11具有內(nèi)圓周表面，所述內(nèi)圓周表面形成有可以用作電極的金屬涂覆表面15。該涂覆表面15通過使用金的表面涂覆方法而形成。當(dāng)金與各種液體接觸時，金幾乎不發(fā)生反應(yīng)。
在金屬涂覆表面15上，形成有絕緣覆膜16，以便用作絕緣膜，從而形成與多種液體相接觸的絕緣表面。在各電解液層22和32的外圍部分的分界面上，形成有延伸覆膜17a和17b，以便分別向電解液層22和32施加電壓。施加于本體11的電信號通過分別與電解液層22和33相連接的覆膜17a和17b施加到電解液。
液態(tài)鏡頭的操作圖6A至圖6D是示出了根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭的操作的剖視圖。圖6A示出了在施加電壓之前的初始狀態(tài)。圖6B示出了向自動聚焦鏡頭部施加電壓時的狀態(tài)。圖6C示出了同時向光學(xué)變焦鏡頭部和自動聚焦鏡頭部施加電壓時的狀態(tài)。圖6D示出了同時向自動聚焦鏡頭部、光學(xué)變焦鏡頭部、以及微自動聚焦鏡頭部施加電壓時的狀態(tài)。
在圖6A所示的未施加電壓時的初始狀態(tài)中，自動聚焦鏡頭部20的第一絕緣液體層21和第三絕緣液體層41以及光學(xué)變焦鏡頭部30的第二電解液層31分別具有最小的厚度。同時，第一電解液層22分別與絕緣液體層21和41形成分界面，以便具有預(yù)定的曲率。此外，第二電解液層32與絕緣液體層31形成分界面，以便具有預(yù)定的曲率。
當(dāng)向本體11的自動聚焦鏡頭部20施加電壓以便進(jìn)行自動聚焦驅(qū)動時，該電壓通過本體11的內(nèi)圓周表面的金屬涂覆表面15施加到第一電解液層21的外圍部分。因此，如圖6B所示，驅(qū)動第一電解液層22，從而其間的分界面曲率發(fā)生變化。此外，第一絕緣液體層21向上凸起地折射，與第一電解液層22的曲率變化的偏移量差不多。然后，驅(qū)動自動聚焦鏡頭部20。
圖6C是當(dāng)液態(tài)鏡頭的光學(xué)變焦鏡頭部30被驅(qū)動時的剖視圖。當(dāng)向本體11施加電壓時，該電壓通過本體11的金屬涂覆表面15施加到第二電解液層32的外圍部分處的上部覆膜17a，從而驅(qū)動光學(xué)變焦鏡頭部30。然后，驅(qū)動層疊于透射分隔透鏡23上的第二電解液層32，從而與第二絕緣液體層31的分界面的曲率發(fā)生變化。第二絕緣液體層31的上部根據(jù)分界面的偏移量而凸起地折射。然后，驅(qū)動光學(xué)變焦鏡頭部30。
通過施加于第二電解液層32的電荷量的變化而調(diào)整第二電解液層32的曲率偏移量。因此，根據(jù)相應(yīng)變化的第二絕緣液體層31的厚度來確定光學(xué)變焦放大率。
圖6D示出了同時驅(qū)動本體11的自動聚焦鏡頭部20和光學(xué)變焦鏡頭部30時的狀態(tài)。在該狀態(tài)下，層疊于第一電解液層22上的第三電解液層41的曲率根據(jù)施加于第一電解液層22的電荷量的變化而發(fā)生變化，從而實(shí)現(xiàn)微自動聚焦功能。當(dāng)通過本體11的內(nèi)圓周表面的金屬涂覆表面15同時向上部覆膜和下部覆膜17a和17b施加電壓時，同時驅(qū)動第一和第二電解液層22和32。然后，當(dāng)與各電解液層22和32形成分界面的絕緣液體層21和31的曲率發(fā)生變化時，同時實(shí)現(xiàn)光學(xué)變焦功能和自動聚焦功能。
此時，當(dāng)在進(jìn)行光學(xué)變焦的圖6C的狀態(tài)下或在未進(jìn)行光學(xué)變焦的圖6B的狀態(tài)下，本體由于外部沖擊而發(fā)生晃動時，當(dāng)在進(jìn)行自動聚焦功能從而使焦距固定的狀態(tài)下，目標(biāo)輕微移動時，或者當(dāng)需要通過微距鏡頭(近攝鏡頭)進(jìn)行細(xì)微的焦距調(diào)節(jié)時，則向延伸到第一電解液層22的上分界面的覆膜17b施加電壓，使得第一電解液層22的上分界面的曲率發(fā)生變化。然后，當(dāng)?shù)谝浑娊庖簩?2上的第三絕緣液體層41變得向下凸起時，進(jìn)行細(xì)微的自動聚焦調(diào)節(jié)。
用于細(xì)微自動聚焦調(diào)節(jié)的電壓的施加可以在驅(qū)動進(jìn)行自動聚焦功能的第一絕緣液體層21之后自動進(jìn)行。在一些情況下，電壓的施加可以通過覆膜17b僅僅由手動操作來進(jìn)行。
如上所述，具有這種結(jié)構(gòu)的本發(fā)明的液態(tài)鏡頭包括自動聚焦鏡頭部20和光學(xué)變焦鏡頭部30。此外，該液態(tài)鏡頭具有非球面透射分隔透鏡23，該非球面透射分隔透鏡安裝成將液態(tài)鏡頭分成自動聚焦鏡部20和光學(xué)變焦鏡頭部30。通過施加于各鏡頭部20和30的電壓，電解液層22和32以及絕緣液體層21和31在預(yù)定曲率半徑下發(fā)生折射。此外，通過電荷量的變化可同時或依次驅(qū)動分隔透鏡23下方的第三絕緣液體層41。然后，通過單個液態(tài)鏡頭中的各鏡頭部20和30同時進(jìn)行包括微自動聚焦功能和光學(xué)變焦功能的自動聚焦功能。
根據(jù)本發(fā)明的液態(tài)鏡頭，當(dāng)調(diào)節(jié)施加于第一電解液層的電壓值或者向金屬覆膜施加單獨(dú)的電壓時，第三電解液層被驅(qū)動，從而進(jìn)行自動聚焦功能。此時，同時或依次進(jìn)行微自動聚焦功能。因此，可以進(jìn)行相對于目標(biāo)的精確焦距調(diào)節(jié)。此外，由于在目標(biāo)移動或鏡頭晃時進(jìn)行即時自動聚焦反應(yīng)，所以始終可以獲得清晰的圖像。
盡管已經(jīng)示出并描述了本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的幾個實(shí)施例，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不偏離本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的原則和精神的前提下，可以對這些實(shí)施例進(jìn)行改變，本發(fā)明總發(fā)明構(gòu)思的范圍由所附權(quán)利要求及其等同物限定。
權(quán)利要求
1.一種液態(tài)鏡頭，包括圓柱形本體，具有分別連接于到所述本體的上部開口和下部開口的一對玻璃透鏡；非球面透射分隔透鏡，插入并固定于所述本體的中央部位中；自動聚焦鏡頭部，包括填充到所述透射分隔透鏡下方的第一絕緣液體層和第一電解液層，以便在其間形成分界面；光學(xué)變焦鏡頭部，包括填充到所述透射分隔透鏡上方的第二絕緣液體層和第二電解液層，以便在其間形成分界面；以及微自動聚焦鏡頭部，包括第三絕緣液體層，所述第三絕緣液體層的上表面與所述透射分隔透鏡的下表面相接觸，并且所述第三絕緣液體層的下表面與所述第一電解液層形成分界面，使得所述第三絕緣液體層與所述第一電解液層不相混合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述本體具有由使用金(Au)的金屬涂覆表面形成的內(nèi)圓周表面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述非球面分隔透鏡具有底表面，所述底表面的外圍部分形成有以大于90度的鈍角傾斜的傾斜表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述分隔透鏡由透射性材料制成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述分隔透鏡具有形成于其上的疏水覆膜或絕緣覆膜。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，相對于所述分隔透鏡，層疊于所述分隔透鏡下方的所述第一絕緣液體層、所述第一電解液層、和所述第三絕緣液體層的液體具有相同的特性，并且層疊于所述分隔透鏡上方的所述第二絕緣液體層和所述第二電解液層的液體具有相同的特性。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述分隔透鏡上方和下方的液體具有彼此不同的特征和性質(zhì)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的液態(tài)鏡頭，其中，所述第三絕緣液體層通過所述第一電解液層的上分界面的曲率變化而被驅(qū)動，電壓通過從所述金屬涂覆表面延伸的覆膜而施加于所述第一電解液層，所述金屬涂覆表面形成于所述本體的內(nèi)圓周表面上。
全文摘要
一種液態(tài)鏡頭，包括圓柱形本體，具有分別連接于本體的上部開口和下部開口的一對玻璃透鏡；非球面透射分隔透鏡，插入并固定于本體的中央部位中；自動聚焦鏡頭部，包括填充到透射分隔透鏡下方的第一絕緣液體層和第一電解液層，以便在其間形成分界面；光學(xué)變焦鏡頭部，包括填充到透射分隔透鏡上方的第二絕緣液體層和第二電解液層，以便在其間形成分界面；以及微自動聚焦鏡頭部，包括第三絕緣液體層，該第三絕緣液體層的上表面與透射分隔透鏡的下表面相接觸，并且該第三絕緣液體層的下表面與第一電解液層形成分界面，使得第三絕緣液體層與第一電解液層不相混合。
文檔編號G02B7/09GK101034168SQ20071000565
公開日2007年9月12日 申請日期2007年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月8日
發(fā)明者金成燦, 鄭夏龍, 梁珍赫, 李榮鎬 申請人:三星電機(jī)株式會社