CN101988984B - 自动对焦镜头模块 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种自动对焦镜头模块,其包括透镜、液态变焦单元以及成像镜组。液态变焦单元,与透镜一起接收前方的一物件影像而聚集成为一第一阶输出光,其中液态变焦单元是通过外部控制决定一变焦值。成像镜组接收第一阶输出光后,输出一第二阶输出光。其中成像镜组包括第一镜片与第二镜片。第一镜片有第一面与第二面,其中第二面比第一面较远离液态变焦单元,且有一凸曲面凸向影像感应元件。第二镜片,有第一面与第二面,其中第一面有一凹曲面凸向影像感应元件,以容置第一镜片的凸曲面的至少一部分,且第二面输出二阶输出光。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动对焦镜头,具有液体变焦单元。液体变焦单元可被控制的达到变焦,例如可应用在照相机上。
背景技术
液体镜片的技术是已被研发的现有技术,其利用两种不相溶解的液体,例如水与油的两种密度相当液体构成一界面。在保持此两种液体侧壁上施加适当的电压产生电场,由于电润湿的效应,因此改变接触界面的曲率,其还因此产生光焦度的变化,达到与移动固体镜片产生光焦度变化相同的功能。然而由于接触界面的曲率可以轻易控制改变因此有利于当作变焦单元来使用。
利用液体镜片来达到变焦的镜片组也已被提出,例如美国专利公开文件第2006/0056042与2007/0229970号揭示利用液体镜片来达到变焦的功能。然而,其液体镜片的两个液体的折射系数的顺序有其限制,且整个镜头的镜片组的整体厚度大。
镜头体积有要求小型化的趋势。传统光学镜头自动对焦需要移动镜片需要镜片移动的空间,造成镜头体积无法小型化。传统光学镜头自动对焦需要移动镜头的传动机构部分,造成高消耗电力与占据较大空间,造成镜头体积无法小型化。又其拍摄物距范围窄,无穷远-10cm,近拍时画质较差,对焦速度较慢。另外,其需调整后光焦度,且需要如较复杂活动式的光学零件可能产生的不耐摔、可靠性低等等的考量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种自动对焦镜头模块,以解决上述问题。
本发明的目的是这样实现的,即提供一种自动对焦镜头模块,其包括一透镜、一液态变焦单元以及一成像镜组。液态变焦单元,与该透镜一起接收前方的一物件影像而聚集成为一第一阶输出光,其中该液态变焦单元为非移动的且是通过外部控制决定一变焦值。成像镜组为非移动的且用于接收第一阶输出光后,输出一第二阶输出光。其中成像镜组包括一第一镜片与一第二镜片。第一镜片有一第一面与一第二面,其中该第二面比该第一面较远离该液态变焦单元,且有一凸曲面,凸向影像感应元件。第二镜片,有一第一面与一第二面,其中第一面有一凹曲面,凸向影像感应元件,以容置第一镜片的凸曲面的至少一部分,且第二面输出该二阶输出光,该凹曲面容置该第一镜片的该凸曲面的至少一部分。
为让本发明的上述特点能更明显易懂,下文特举较佳实施例,并配合所附图式,作详细说明如下。
附图说明
图1为本发明一实施例,自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图;
图2为本发明一实施例,自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图;
图3-图8为本发明实施例,变焦机制示意图;
图9-图16为本发明实施例,变焦机制示意图;
图17为本发明一实施例,液态变焦单元102的整合结构剖面示意图;
图18~19为本发明一些实施例,成像镜组104的变化示意图;
图20a-22d为本发明一些实施例,依照光圈位置不同的多种自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图;
图23a-24c为本发明一些实施例,依照光圈与液态变焦单元的位置关系不同的多种自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图。
主要元件符号说明
1~14:光学面
100:透镜
102:液态变焦单元
102a:界面
104:成像镜组
106:第一镜片
106a:第一面
106b:第二面
108:第二镜片
108a:第一面
108b:第二面
110:影像感应元件
112:间隙
120、126:透光基板
122、124:液体
200:液态变焦单元
202:透镜
204:镜片
206:镜片
208:成像镜组
210:影像感应元件
212:感测元件阵列
250:光圈
具体实施方式
本发明提出一种自动对焦镜头模块,可以有较小的整体厚度,且允许液态变焦单元有较大的设计自由度,例如允许从现成的多种产品中自由选择采用。以下举一些实施例做为本发明的说明,但是本发明不仅限于所举的一些实施例,且所举的实施例之间也可以相互适当结合。
本发明提供一种自动对焦镜头模块,镜头模块包含液态透镜整体的体积小型化的光学设计,对焦时没有任何光学元件需要移动,更宽广的拍摄物距范围,无穷远-5cm,近拍时画质仍维持清晰,允许液体镜片的液体顺序安排有较大自由度,因此允许可以较自由地直接配置现有多种的液体,本发明提供一种可以缩短镜头模块总长度和降低液体镜片制造及组装精度,进而达到降低成本的设计方法。
本发明的特色,光圈设置的位置能有效减小自动对焦镜头模块总体积同时达到高品质的光学特性。
考量自动对焦镜头模块体积小型化又要兼顾成像品质,在自动对焦镜头模块最后两片镜片相邻两面做凹凸互补的设计,可以容置凸出镜片的至少一部分,可以使镜头模块总长度更短。
目前现有的液体镜片产品有效口径多半小于3mm,而高画质,如200万画素以上,影像感测器的对角线总长多半大于4.4mm,基于空间限制光圈和液体镜片需设置在自动对焦镜头模块的前方,如靠近物方,或中间部位,基于光束能全部通过液体镜片而不会有大量离轴光束被液体镜片遮蔽,造成影像感测器中央和边缘的亮度差50%以上,光圈需设置在液体镜片附近,才能达成近轴和离轴光束全部或大部分通过液体镜片,但是却又引起液体镜片制造及组装精度提高的问题,造成成本的增加,本发明提供光圈设置在液体镜片附近能使近轴和离轴光束全部通过液体镜片,又能降低液体镜片制造及组装精度,进而达到降低成本的设计方法。
利用靠近光圈附近的透镜,分配较多的像差也就是分配较高的制造及组装精度给此靠近光圈附近的透镜,因为目前透镜的制造及组装精度可以较容易控制,液体镜片分配较少的像差也就是分配较低的制造及组装精度,因为目前液体镜片的制造及组装精度较不易控制,且要直接配置现有多种的液体镜片产品,各家生产的液体镜片制造及组装精度都不一致,为了能相容于各种厂牌的液体镜片,既使是制造及组装精度很低的液体镜片,都能相容,不会受限于只能使用高制造及组装精度的液体镜片,设计时将液体镜片的制造及组装精度降低是重要的考量。
本发明提供多种光圈、液体镜片、透镜的组合方式,这些组合都能降低液体镜片制造及组装精度,进而达到降低成本的目的,又同时能有效减小自动对焦镜头模块总体积同时达到高品质的光学特性。
更进一步提出使镜头模块总长度更短的设计方法,在自动对焦镜头模块最后两片镜片相邻两面做凹凸互补的设计,可以容置凸出镜片的至少一部分,同时兼顾成像品质和长度缩短。
图1绘示依据本发明一实施例,自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图。参阅图1,自动对焦镜头模块大致上可分为几个单元,有一透镜100、一液态变焦单元102以及一成像镜组104,其基本的作用如下。于本实施例,透镜100的位置例如是在前方,接收一物件影像的光而聚集成为一输出光。透镜100上直接设置有一光圈(Stop)。液态变焦单元102通过外部控制决定一变焦值后,改变透镜100的输出光成为另一阶输出光。成像镜组104接收其输出光后,输出下一阶输出光。此阶的输出光代表产生的一影像光由一影像感应元件110接收。影像感应元件110例如是照相机的影像感应元件。于本实施例,影像感应元件110是一平行面板,感应元件阵列例如是设置在影像感应元件110的背面。
成像镜组104更例如包括一第一镜片106与一第二镜片108。第一镜片106有一第一面106a与一第二面106b。第一面106a例如是微凸的透镜面。镜片106的第二面106b比第一面106a较远离液态变焦单元102,且有一凸曲面,凸向影像感应元件110。第二镜片108有一第一面108a与一第二面108b,其中第一面108a在光路中心区域有一凹曲面,凸向影像感应元件110,以容置第一镜片106的凸曲面的凸出部分的至少一部分。其中,凸出部分虽然没有特定的量,但是例如较佳可以是凸出一半厚度以上,或是甚至例如达到2/3厚度以上。成像镜组104会输出影像光给影像感应元件110。为了修正补偿影像的扭曲(distortion),其可以通过第二面108b做修正。镜片106与镜片108分别例如单一镜片,但是也可以是复合镜片。
又,于较简化的设计考虑,镜片106的第二面106b的凸曲面是球面或是非球面结构。镜片108的第一面108a的凹曲面也是非球面结构,其间的间隙112的分布例如是由中心点到边缘为渐减的分布。由于凸曲面与凹曲面的配合,可以达到缩减成像镜组104的厚度,进而缩减整体的厚度。至于镜片108的第二面108b是配合前部分的光路做最后的修正,例如减少影像的扭曲。
又针对液态变焦单元102,例如通过侧壁上所产生的电场改变两种液体接触的界面102a的曲率可以达到自动变焦的功能。
本发明使用液态镜片做自动对焦的镜头模块,液态镜片由两种不相溶且折射率不同但密度相近的液体组成。液态镜片的前方(物方)至少一片光焦度不等于0的透镜,液态镜片和前方(物方)透镜的总光焦度为正值,液态镜片的后方(像方)至少两片光焦度不等于0的透镜,液态镜片的后方(像方)最靠近感测元件的透镜的第一面凹向物方,其凹陷(sag)值例如维持负值或曲率为负值,且光焦度为负值。液态镜片的后方(像方)倒数第二片透镜的第二面凸向像方,且光焦度为正值。液态镜片的后方(像方)两片透镜形状凹凸互补可以缩短整个镜头模块长度。
液态变焦单元102的结构进一步描述如下。图2绘示依据本发明一实施例,自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图。参阅图1与图2,液态变焦单元102例如包括透光基板120,邻近于该透镜100。透光基板126邻近于成像镜组104的镜片106。第一液体122有第一折射系数。第二液体有第二折射系数,与该第一液体不相溶解。例如水于油不溶解的两种液体。由于不溶解,第一液体122与第二液体124构成一界面102a,且被容置在透光基板120与透光基板126之间。于此侧壁例如是圆管壁(未示)构成封闭空间以及圆管上的电极,是一般可了解不予详述。通过电极可以施加操作电压改变界面102a曲率,用以调整此界面102a的光焦度。关于厚度的尺寸例如是2.1mm而总厚度例如是5.025mm,其仅是一个实施例。
图3~图8绘示依据本发明实施例,变焦机制示意图。参阅图3,整个自动对焦镜头模块大致上包含有13个光学面,其中光学面1上设置有光圈(stop或aperture),其限制光束口径的大小。在本实施中,光圈是直接设置在光学面1上,即是黏附在透镜的表面,但是光圈也可以独立设置,不限于本实施例。另外光学面13代表影像感应元件110的背面。感应元件阵列是设置在影像感应元件110的背面上。每一个光学面有其曲率半径与厚度,另外也通过材料的选择提供需要的折射系数nd与阿贝数(Abbe number)vd。13个光学面的数据如表一所示的一实施例。
表一
光学面 | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材料(nd,vd) | |
1 | 非球面1 | 1.828612 | 0.32972 | (1.531,56) |
2 | 非球面2 | 10.34366 | 0.401429 | |
3 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
4 | 球面 | ∞ | 0.26*T1 | (1.489,38.4) |
5 | 球面 | 8.54*半径 | 0.39*T2 | (1.4,58.7) |
6 | 球面 | ∞ | 0.55 | (1.5231,55) |
7 | 球面 | ∞ | 0.210155 | |
8 | 非球面3 | 11.41561 | 0.825354 | (1.531,56) |
9 | 非球面4 | -1.17869 | 0.223583 | |
10 | 非球面5 | -1.14117 | 0.784759 | (1.607,27) |
11 | 非球面6 | 6.187793 | 0.65 | |
12 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
13 | 球面 | ∞ | 0 |
其中材料的选择是由现有的材料成品来选择,其有固定的折射系数nd与阿贝数vd。另外6个非球面的曲面如表二所示。所举的实施例仅是设计的其一种方式。但是前述针对成像镜组104仍维持,而液态变焦单元102的曲面,也就是光学面6的曲率例如可以由自动控制而动态改变。
表二
图3的物距是设定在无穷大(∞)。通过改变界面102a的曲率,如图4所示,其物距是设在30cm。又例如图5~8物距是分别设在20、15、10与5厘米的情形。对于液态变焦单元102的参数变化如表三所示。T1与T2是中心点上两种液体的分别厚度,对应不同的曲率半径。其总厚度是以0.65mm为实施例。
表三
物距(mm) | 半径 | T1(mm) | T2(mm) |
∞ | 8.54 | 0.26 | 0.39 |
300 | 16.502078 | 0.29 | 0.36 |
200 | 33.377789 | 0.31 | 0.34 |
150 | -1184.322 | 0.32 | 0.33 |
100 | -15.43464 | 0.36 | 0.29 |
50 | -3.625074 | 0.46 | 0.19 |
另外通过调变传输函数(modulation Transfer Function,MTF)的分析也显示良好的效果。MTF的分析数据不一一列举。上述的设计参数仅是一实施例,以供参考,但不是唯一的设计参数。又、上述的液态变焦单元102,是设计成界面102a前后弯曲的控制,其初始值是向左弯曲的情形。
又例如两液体的界面在对焦时,其一物距由长距离到短距离于一物方与一像方的几何变化例如可以是由凸向该物方到凸向该像方变化,如表三的半径数据的安排。然而其一变化设计例如也可由凸向该像方到凸向该物方变化,即是上述表三的的相反变化。
然而本发明也通过液体的选择,可以使界面102a从接近平面开始,往影像感应元件110的方向弯曲,其中其元件的间距也需要适当调整,透镜100的位置也需要调整。图9~图12绘示依据本发明实施例,变焦机制示意图。图9到图12的界面102a由平面向影像感应元件110的方向弯曲,其例如是对应物距为∞、15cm、10cm与5cm的情形。
图13到图16的界面102a由平面向影像感应元件110的反方向弯曲,其例如也是对应物距为∞、15cm、10cm与5cm的情形。
基于光学元件的制造与整合,可以将透镜100与镜片106与液态变焦单元102整合成为单体。图17绘示依据本发明一实施例,液态变焦单元102的整合结构剖面示意图。参阅图17,由于液态变焦单元102的透光基板120与透光基板126也是光学材料,因此可以与透镜100以及镜片106分别结合。以透光基板120与透镜100的整合而言,其可以例如将透镜100粘贴固定于透光基板120上,又或是直接在透光基板120上形成透镜100。对于透光基板126与镜片106的整合而言,其可以例如将镜片106粘贴固定于透光基板126上,又或是直接在透光基板126上形成镜片106。另外,除可以选择二者皆整合外,也可以选择仅其一是整合结构。当然,其他可能的整合方式也不排除。
图18~图19绘示依据本发明一些实施例,成像镜组104的变化示意图。参阅图18,对于镜片108的光学面11上的凹曲面,其也例如可以有次级的曲面,例如是反向凸出的曲面,藉以调整补偿影像的扭曲。另一种次级的曲面的实施例,如图19所示。光学面11上的凹曲面的次级曲面是更为内凹的曲面。又例如,光学面12也例如可以是平面。
又、镜片的光学面9与光学面10有可以次级曲面的设计。
换句或说,依照实际设计的镜组,镜片106与镜片108的光学面可以有次级的曲面设计,但是光学面10有凸曲面且光学面11有凹曲面以容置光学面10的凸曲面是考虑的特征其一。
本发明使用液态透镜做自动对焦的镜头,可以达到体积小型化的光学设计,有更宽广的拍摄物距范围,无穷远~5cm,近拍时画质仍维持清晰,对焦速度快<100ms,较佳的耐用性,且耐摔(没有会动的元件)。组装较为容易,不需调整后焦。
根据上述的设计原则,如果再考虑光圈的设置位置,则设计上可以有一些变化,得到更佳的影像效果,且液态变焦单元可以采用低精度元件制作,有利于减少成本。
图20a-图22d绘示依据本发明一些实施例,依照光圈位置不同的多种自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图。
参阅图20a,液态变焦单元200是设置在前端,直接接收至影像入射光。接近物件的镜片202设置在液态变焦单元200的后面,且光圈例如直接设置在镜片202的前方一面,即是在光学面7上。点线是光路径的示意图。成像镜组208有镜片204与206,设置在镜片202的后方。影像感应元件210于成像镜组208后方。于此影像感应元件210的感测元件阵列212是在平行面板的后方的一成像面上,以光学面14表示。
从液态变焦单元200到影像感应元件210,有14个光学面,如图20a所示。在图20a的实施例,通过液态变焦单元200的设定使物距为无穷远。另外,通过液态变焦单元200的变化,图20b到图20d的实施例的物距分别为9厘米,7厘米,以及5厘米。就光学面1~13的设置条件的实施例,其如表四所示。光圈是例如设置在镜片202上的光学面6。表四中非球面的曲面结构如表五所示。对于液态变焦单元200对应物距调整的参数如表六所示。
又在两液体的界面在对焦时,如表六的半径数据所示,其一物距由长距离到短距离于一物方与一像方的几何变化例如可以是以仅凸向物方变化。然而如果是设计成仅凸向像方变化,即是上述的相反变化也可以。
表四
光学面 | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材料(nd,vd) | |
1 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
2 | 球面 | ∞ | 0.4539*T1 | (1.489,38.4) |
3 | 球面 | 4.3*半径 | 0.6961*T2 | (1.4,58.7) |
4 | 球面 | ∞ | 0.55 | (1.5231,55) |
5 | 球面 | ∞ | 0.1 | |
6光圈 | 非球面1 | 1.131431469 | 0.816131587 | (1.531,56) |
7 | 非球面2 | 2.344370977 | 0.598069154 | |
8 | 非球面3 | -1.726624021 | 0.397624292 | (1.607,27) |
9 | 非球面4 | -1.243487784 | 0.472432651 | |
10 | 非球面5 | -2.051884336 | 0.765742315 | (1.531,56) |
11 | 非球面6 | 11.8 | 0.25 | |
12 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
13 | 球面 | ∞ | 0.2 |
表五
表六
物距(mm) | 半径(mm) | T1(mm) | T2(mm) |
∞ | 4.3 | 0.4539 | 0.6961 |
250 | 3.904879 | 0.41529 | 0.73471 |
150 | 3.525772 | 0.37184 | 0.77816 |
90 | 3.010375 | 0.29803 | 0.85197 |
70 | 2.729971 | 0.24857 | 0.90143 |
50 | 2.358442 | 0.16335 | 0.98665 |
参阅图21a-图21d,本实施例的光圈也是置放在液态变焦单元200的后面,但是镜片202,配合成像镜组208的镜片204与206的曲面有一些调整。图21a~图21d的物距以无穷远,9厘米,7厘米,5厘米为例。光学面1~13的设置条件如表七所示。光圈是例如设置在镜片204上的光学面8。表七中非球面的曲面结构如表八所示。对于液态变焦单元200对应物距调整的参数如表九所示。
表七
光学面 | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材料(nd,vd) | |
1 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
2 | 球面 | ∞ | 0.4539*T1 | (1.489,38.4) |
3 | 球面 | 4.3*半径 | 0.6961*T2 | (1.4,58.7) |
4 | 球面 | ∞ | 0.55 | (1.5231,55) |
5 | 球面 | ∞ | 0.1 | |
6 | 非球面1 | 1.10 | 0.517057453 | (1.531,56) |
7 | 非球面2 | 2.89685469 | 0.207064433 | |
8光圈 | 球面 | ∞ | 0.419633864 | |
9 | 非球面3 | -1.531715594 | 1.07986523 | (1.607,27) |
10 | 非球面4 | -1.168512512 | 0.548918896 | |
11 | 非球面5 | -2.033538917 | 0.697093988 | (1.531,56) |
12 | 非球面6 | 21.7440914 | 0.25 | |
13 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
14 | 球面 | ∞ | 0.2 |
表八
表九
物距(mm) | 半径(mm) | T1(mm) | T2(mm) |
∞ | 4.3 | 0.4539 | 0.6961 |
250 | 3.904879 | 0.41529 | 0.73471 |
150 | 3.525772 | 0.37184 | 0.77816 |
90 | 3.010375 | 0.29803 | 0.85197 |
70 | 2.729971 | 0.24857 | 0.90143 |
50 | 2.358442 | 0.16335 | 0.98665 |
参阅图22a-图22d,本实施例的光圈也是置放在液态变焦单元200的后面,但是镜片202配合成像镜组208的镜片204与206的曲面有一些调整,且镜片202是置放在液态变焦单元200的前方。图22a~图22d的物距以无穷远,9厘米,7厘米,5厘米为例。光学面1~13的设置条件如表十所示。光圈是例如设置在液态变焦单元200上的光学面7。表十中非球面的曲面结构如表十一所示。对于液态变焦单元200对应物距调整的参数如表十二所示。
表十
光学面 | 曲率半径(mm) | 厚度(mm) | 材料(nd,vd) | |
1 | 非球面1 | -199.030932 | 0.703320989 | (1.531,56) |
2 | 非球面2 | -3.769954529 | 0.1 | |
3 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
4 | 球面 | ∞ | 0.5065*T1 | (1.489,38.4) |
5 | 球面 | 4.288*半径 | 0.55*T2 | (1.4,58.7) |
6 | 球面 | ∞ | 0.55 | (1.5231,55) |
7光圈 | 球面 | ∞ | 0.335564096 | |
8 | 非球面3 | -2.795563075 | 0.552085135 | (1.607,27) |
9 | 非球面4 | -0.968447691 | 0.875603883 | |
10 | 非球面5 | -1.920050763 | 0.676925897 | (1.531,56) |
11 | 非球面6 | -29.0242 | 0.25 | |
12 | 球面 | ∞ | 0.3 | (1.5231,55) |
13 | 球面 | ∞ | 0.2 |
表十一
表十二
物距(mm) | 半径(mm) | T1(mm) | T2(mrm) |
∞ | 4.3 | 0.4539 | 0.6961 |
250 | 3.904879 | 0.41529 | 0.73471 |
150 | 3.525772 | 0.37184 | 0.77816 |
90 | 3.010375 | 0.29803 | 0.85197 |
70 | 2.729971 | 0.24857 | 0.90143 |
50 | 2.358442 | 0.16335 | 0.98665 |
图23a-图24c绘示依据本发明一些实施例,依照光圈与液态变焦单元的位置关系不同的多种自动对焦镜头模块的镜片剖面示意图。参阅图23a-图23c,以光圈250是在液态变焦单元200前方的安排,其例如可以有三种安排方式,如图23a~图23c所示。就整体而言,如果成像镜组配合光圈的设置会有不同的成像品质。图23a的光圈250例如是设置在液态变焦单元200的前方,其间没有其他光学元件。图23b的光圈250例如是设置在镜片202的前方。图23c,镜片202是在液态变焦单元200的前方,光圈250设置在镜片202和液态变焦单元200之间。图23a的光圈250例如是设置在液态变焦单元200的前方。就图23b与图23c来说,例如光圈250是设置在镜片202上,因此其所需要的精度,可以由精密的镜片202来提供,如此液态变焦单元200所要求的精度可以降低,有利于成本降低。
参阅图24a-图24c,以光圈250是在液态变焦单元200后方的安排,其例如可以有三种安排方式,如图24a~图24c所示。由于光圈250是在液态变焦单元200后方,因此进光量可以增加。另外,依照镜片202相对于液态变焦单元200的位置,可以有三种变化。因此,基于液态变焦单元200精度的考量,其可以通过镜片202来达成,无须通过液态变焦单元200达成,因此液态变焦单元200也可以采用低精度的构件,有利于降低成本。
经模拟验证,图24b和图24c的设计相对而言会有较佳的成像品质,且无需要求液态变焦单元200是高精度的条件下,有利于成本的降低。换句话说,光圈位置的安排配合液态变焦单元200的精度条件,需要整体考量,以达到成本与成像品质佳的整体需求。
虽然结合以上较佳实施例揭露了本发明,然而其并非用以限定本发明,任何熟悉此技术者,在不脱离本发明的精神和范围内,可作些许的更动与润饰,因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。
Claims (15)
1.一种自动对焦镜头模块,至少包括:
透镜;
液态变焦单元,与该透镜一起接收前方的一物件影像而聚集成为第一阶输出光,其中该液态变焦单元为非移动的且是通过外部控制决定一变焦值;以及
成像镜组,为非移动的且用于接收该第一阶输出光后,输出第二阶输出光,并由一影像感应元件直接接收,其中在该成像镜组与该影像感应元件之间无设有光学元件,该成像镜组包括:
第一镜片,有第一面与第二面,其中该第二面比该第一面较远离该液态变焦单元,且有一凸曲面,凸向远离该透镜的方向;以及
第二镜片,有第一面与第二面,其中该第一面有一凹曲面,凸向远离该透镜的方向,该凹曲面容置该第一镜片的该凸曲面的至少一部分,该凸曲面的凹陷值的绝对值大于该凹曲面的凹陷值的绝对值,且都是往光入射方向凹陷,该成像镜组的该凹曲面与该凸曲面之间有一空隙。
2.如权利要求1所述的自动对焦镜头模块,其中该透镜与该成像镜组的该第一镜片的至少其一是与该液态变焦单元整合成为一结构体。
3.如权利要求1所述的自动对焦镜头模块,其中该第二镜片的该凹曲面是球面或是非球面,在一有效口径内具有反向凸出的次曲面。
4.如权利要求1所述的自动对焦镜头模块,还包括一光圈,设置在该液态变焦单元的前方。
5.如权利要求4所述的自动对焦镜头模块,其中该液态变焦单元是设置在该透镜前方。
6.如权利要求4所述的自动对焦镜头模块,其中该液态变焦单元是设置在该透镜后方,而该光圈设置在该透镜前方,或是在该透镜与该液态变焦单元之间。
7.如权利要求1所述的自动对焦镜头模块,还包括一光圈,设置在该液态变焦单元的后方。
8.如权利要求7所述的自动对焦镜头模块,其中该液态变焦单元是设置在该透镜后方。
9.如权利要求7所述的自动对焦镜头模块,其中该液态变焦单元是设置在该透镜前方,而该光圈设置在该透镜后方,或是在该透镜与该液态变焦单元之间。
10.如权利要求1所述的自动对焦镜头模块,其中该液态变焦单元至少包括:
第一透光基板,光焦度等于0,邻近于该透镜;
第二透光基板,光焦度等于0,邻近于该成像镜组的该第一镜片;
第一液体,有一第一折射系数;以及
第二液体,有一第二折射系数,与该第一液体不相溶解,其中该第一液体与该第二液体构成一界面,且被容置在该第一透光基板与第二透光基板之间,通过外部控制,以改变该界面的一曲率而改变光焦度,该第一液体比该第二液体更接近该透镜。
11.如权利要求10所述的自动对焦镜头模块,其中该透镜与该第一透光基板是一整合结构体,产生不等于0的光焦度。
12.如权利要求10所述的自动对焦镜头模块,其中该成像镜组的该第一镜片与该第二透光基板是一整合结构体,产生不等于0的光焦度。
13.如权利要求10所述的自动对焦镜头模块,其中该第一液体的该第一折射系数大于该第二液体的该第二折射系数。
14.如权利要求10所述的自动对焦镜头模块,其中该第一液体的该第一折射系数小于该第二液体的该第二折射系数。
15.如权利要求10所述的自动对焦镜头模块,其中该两液体的该界面在对焦时,其一物距由长距离到短距离于一物方与一像方的几何变化是:
由凸向该物方到凸向该像方变化,
由凸向该像方到凸向该物方变化,
仅凸向该物方变化,或是
仅凸向该像方变化。
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