CN103163577A - 可变焦的弹性透镜组 - Google Patents

Abstract

本发明揭示可变焦的弹性透镜组，包括第一透镜模块，其第一环状本体与第一通管连通，第一弹性膜固设在第一环状本体轴向的其中一侧；隔板，设置在第一环状本体远离第一弹性膜一侧，第一环状本体、隔板及第一弹性膜界定出第一容置空间，填充第一流体；第二透镜模块，其第二环状本体与第二通管连通，第二环状本体轴向的一侧固设在隔板远离第一透镜模块的一侧，第二弹性膜固设在第二环状本体轴向远离隔板的一侧，第二环状本体、隔板及第二弹性膜界定出第二容置空间，填充第二流体；第一压力控制单元，连接第一通管，控制第一容置空间内压力及第一弹性膜的凹凸曲率；第二压力控制单元，连接第二通管，控制第二容置空间内压力及第二弹性膜的凹凸曲率。

Description

可变焦的弹性透镜组

技术领域

本发明关于一种可变焦的弹性透镜组。

背景技术

过去在相机上装设变焦透镜，已是公知技术，传统变焦镜头在相机上装设一马达，用以驱动至少二个透镜改变其间距离，达到改变镜头焦距的作用。

传统变焦镜头会产生以下问题：

（1）镜头体积变大：传统变焦镜头的透镜为硬式，无法挠折，仅调整两个透镜距离，可改变的焦距相当有限，当然可以增加透镜数量以提高调整焦距效果，但也增加了镜头的体积及成本，因此镜头体积较大，且导致相机价格不斐。

（2）不易制造：增加透镜数量，固然可以提高变焦镜头的变焦效果，但是，在现今相机普遍要求轻薄短小的有限空间中，要塞放进数个透镜以及驱动数个透镜的驱动组件，相当不容易制造。

（3）变焦效果差：传统相机要大幅改变焦距，可能必须同时移动多个透镜，而传统变焦镜头为机械式驱动，变焦速度有限，无法迅速地变焦，因此变焦效果差。

（4）使用变化性低：现有变焦镜头均由多个镜片及马达构成，本身零件已相当复杂，无法再作其他较大变化的使用。

请参考中国台湾公开发明专利第200813486号，揭露一种流体压力控制的复合式变焦装置，其包括一第一透镜部，具有一第一连接部；一第二透镜部，具有一第二连接部，其用以供此第二透镜部连接于此第一透镜部的第一连接部，此第一/第二透镜部可变形，且此第一、第二透镜部具有同一轴心线；一容室位于此第一、第二透镜部之间，其用以容纳一可透光的流体；借助于改变此流体的压力，压迫/放松其中一透镜部变形而改变其曲率达到变焦的功效，可改善传统变焦的机械式驱动方式产生体积庞大的问题，如此兼具装置体积缩小、易于制造、变焦效果佳，以及使用变化性大等效果；其仅以单一控制部进行控制其中一透镜部变形而改变其曲率，且容室位于此第一、第二透镜部之间，并可容纳一可透光的流体，所以其控制各透镜部的曲率变化的精确度有限。

请再参考美国专利US2,300,251，揭露一种可变焦透镜（VARIABLEFOCUS LENS），请参考其图2（FIG.2）及图6（FIG.6），图2（FIG.2）仅揭露以单一螺杆方式进行控制液压（或气压），而图6（FIG.6）仅揭露个别的两个流道，但仍以单一螺杆方式进行同时控制两个流道的液压（或气压），因此无法达到精确地独立控制各个透镜组。

基于上述问题，本发明提出了一种可变焦的弹性透镜组，以克服现有技术的缺陷。

发明内容

本发明目的在于提供一种可变焦的弹性透镜组，其以简单精简的结构，达到改变不同焦距以配合不同设备使用的可变焦的弹性透镜组。

为达到上述目的，本发明提供一种可变焦的弹性透镜组，包含：一第一透镜模块，具有一第一环状本体、一第一弹性膜、一第一通管，该第一环状本体与该第一通管连通，该第一弹性膜固设在该第一环状本体轴向方向的其中一侧；一隔板，设置在该第一透镜模块的该第一环状本体远离该第一弹性膜的一侧，该第一环状本体、该隔板及该第一弹性膜界定出一第一容置空间，该第一容置空间填充有一第一流体；一第二透镜模块，具有一第二环状本体、一第二弹性膜、一第二通管，该第二环状本体与该第二通管连通，且该第二环状本体轴向方向的其中一侧固设在该隔板远离该第一透镜模块的一侧，该第二弹性膜固设在该第二环状本体轴向方向远离该隔板的一侧，该第二环状本体、该隔板及该第二弹性膜界定出一第二容置空间，该第二容置空间填充有一第二流体；一第一压力控制单元，连接该第一通管，独立地控制该第一容置空间内该第一流体的压力进而控制该第一弹性膜的凹凸曲率；以及一第二压力控制单元，连接该第二通管，独立地控制该第二容置空间内该第二流体的压力进而控制该第二弹性膜的凹凸曲率。

其中，该隔板为透明硬质材质（如透明压克力或玻璃材质）。

再者，该第一弹性膜及该第二弹性膜为弹性透明材质。

另，该第一流体及该第二流体为液体或气体，该第一流体及该第二流体为相同材质或不相同材质。

其中，该第一弹性膜及该第二弹性膜为相同材质或不相同材质。

再者，该第一环状本体及该第二环状本体可设定为不同直径，且材质可为相同或不相同的硬质材质。

上述的可变焦的弹性透镜组，更可包括一第一环框及一第二环框，该第一环框与该第一环状本体将该第一弹性膜夹固其间，该第二环框及该第二环状本体将该第二弹性膜夹固其间，其中弹性膜的固定方式可以螺栓结合或用黏着剂接合。

本发明的可变焦的弹性透镜组的有益效果在于：体积大小不受限制、易于制造、变焦效果好、使用变化性大。

附图说明

图1是表示本发明可变焦的弹性透镜组的分解图。

图2是表示本发明可变焦的弹性透镜组的结构立体图。

图3是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凸-凸透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图4是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一平-凸透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图5是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凹-凸透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图6是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凸-平透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图7是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一平-平透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图8是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凹-平透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图9是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凸-凹透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图10是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一平-凹透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

图11是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凹-凹透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

主要附图标记说明

1     可变焦的弹性透镜组

2     第一透镜模块

21    第一环状本体

22    第一弹性膜

23    第一通管接头

24    第一通管接头栓盖

25    第一通管

26    第一环状本体止泄栓

27    第一环框

3     隔板

4     第二透镜模块

41    第二环状本体

42    第二弹性膜

43    第二通管接头

44    第二通管接头栓盖

45    第二通管

46    第二环状本体止泄栓

47    第二环框

A     流体流进透镜模块的方向

B     流体流出透镜模块的方向

C     系统压力与外界平衡时弹性膜的位置

具体实施方式

虽然本发明使用了几个较佳实施例进行解释，但是下列图式及具体实施方式仅仅是本发明的较佳实施例；应说明的是，下面所揭示的具体实施方式仅仅是本发明的例子，并不表示本发明限于下列附图及具体实施方式。

请同时参阅图1至图3，其中，图1是表示本发明可变焦的弹性透镜组的分解图，图2是表示本发明可变焦的弹性透镜组的结构立体图，图3是表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凸-凸透镜结构时流体流动时的剖视示意图。

本发明可变焦的弹性透镜组1包括一第一透镜模块2、一隔板3及一第二透镜模块4。

第一透镜模块2具有一第一环状本体21、一第一弹性膜22、一第一通管25，第一环状本体21与第一通管25连通，第一弹性膜22固设在第一环状本体21轴向方向的其中一侧，其方式可以为一第一环框27以螺丝或螺栓将第一弹性膜22夹固在第一环框27与第一环状本体21之间，或者是在第一环状本体21外形成外螺纹（图未示出），在第一环框27形成内螺纹，第一环框27及第一环状本体21相互锁紧固定并将第一弹性膜22夹固在其间等，但并不以此为限。

第一环状本体21、隔板3及第一弹性膜22界定出一第一容置空间，第一容置空间填充有一第一流体，第一流体可为液体（如水）或气体。

隔板3为透明硬质材质且设置在第一透镜模块2的第一环状本体21远离第一弹性膜22的一侧。

第二透镜模块4具有一第二环状本体41、一第二弹性膜42、一第二通管45，第二环状本体41与第二通管45连通，且第二环状本体41轴向方向的其中一侧固设在隔板3远离第一透镜模块2的一侧，第二弹性膜42固设在第二环状本体41轴向方向远离隔板3的一侧，其方式可以为一第二环框47以螺丝或螺栓将第二弹性膜42夹固在第二环框47与第二环状本体41之间，或者是在第二环状本体41外形成外螺纹（图未示出），在第二环框47形成内螺纹，第二环框47及第二环状本体41相互锁紧固定并将第二弹性膜42夹固在其间等，但并不以此为限。

第二环状本体41、隔板3及第二弹性膜42界定出一第二容置空间，第二容置空间填充有一第二流体，第二流体可为液体（如水）或气体，且第一流体及该第二流体可为相同材质或不相同材质，如第一流体为液体，第二流体为气体（不同材质），又或第一流体为纯水，第二流体为甘油（不同材质）等。

其中，隔板3为透明硬质材质（如透明压克力或玻璃材质）；第一弹性膜22及第二弹性膜42可为相同材质或不相同材质的弹性透明膜。

另，第一通管25连接一第一压力控制单元（图未示出），第二通管45连接一第二压力控制单元（图未示出）；第一压力控制单元（图未示出）独立地控制第一容置空间内的液体或气体压力进而控制第一弹性膜22的凹凸曲率，而第二压力控制单元（图未示出）独立地控制第二容置空间内的液体或气体压力进而控制第二弹性膜42的凹凸曲率。

如图3所示，第一压力控制单元（图未示出）通过第一通管25增加压力将第一流体集中到第一透镜模块2的第一容置空间内（如图3中右边箭头A方向），第二压力控制单元（图未示出）通过第二通管45增加压力将第二流体集中到第二透镜模块4的第二容置空间内（如图3中左边箭头A方向），由于第一弹性膜22及第二弹性膜42为透明弹性材质，因此压力增加时会往外凸出，使得第一透镜模块2形成一凸透镜结构，第二透镜模块4也形成一凸透镜结构，两者结合即形成一凸-凸透镜结构，而借助于第一压力控制单元（图未示出）及第二压力控制单元（图未示出）控制压力大小，进而控制第一弹性膜22及第二弹性膜42外凸的曲率，以改变各凸透镜的焦距。

请再参考图11，表示本发明可变焦的弹性透镜组形成一凹-凹透镜结构时流体流动时的剖视示意图。第一压力控制单元（图未示出）通过第一通管25减低压力将第一流体从第一透镜模块2的第一容置空间内抽出（如图11中右边箭头B方向），且第二压力控制单元（图未示）通过第二通管45减低压力将第二流体从第二透镜模块4的第二容置空间内抽出（如图11中左边箭头B方向），由于第一弹性膜22及第二弹性膜42为透明弹性材质，因此压力减低时会向内凹陷，使得第一透镜模块2形成一凹透镜结构，第二透镜模块4也形成一凹透镜结构，两者结合即形成一凹-凹透镜结构，而借助于第一压力控制单元（图未示出）及第二压力控制单元（图未示出）控制压力大小，进而控制第一弹性膜22及第二弹性膜42内凹的曲率，以改变各凹透镜的焦距。

其中第一压力控制单元藉由第一通管25，且以第一通管接头23锁附于第一环状本体21上，为了防止第一通管25滑脱，于是在第一通管接头23外侧增加锁附一第一通管接头栓盖24。位于第一环状本体21上且与第一通管接头23相对处设有一可通气的螺栓孔，其目的在于组装时可将第一容置空间内非第一流体的填充物排出，然后再以第一环状本体止泄栓26锁附并固定于第一环状本体21上，以将第一流体与第一环状本体21的外界隔离。

而第二压力控制单元藉由第二通管45，且以第二通管接头43锁附于第二环状本体41上，为了防止第二通管45滑脱，于是在第二通管接头43外侧增加锁附一第二通管接头栓盖44。位于第二环状本体41上且与第二通管接头43相对处设有一可通气的螺栓孔，其目的在于组装时可将第二容置空间内非第二流体的填充物排出，然后再以第二环状本体止泄栓46锁附并固定于第二环状本体41上，以将第二流体与第二环状本体41的外界隔离。

因此，通过上述第一压力控制单元（图未示出）及第二压力控制单元（图未示出）独立控制的方式，对于固定同一方向的入射光而言，本发明可形成一凸-凸透镜结构（如图3所示）、一平-凸透镜结构（如图4所示）、一凹-凸透镜结构（如图5所示）、一凸-平透镜结构（如图6所示）、一平-平透镜结构（如图7所示）、一凹-平透镜结构（如图8所示）、一凸-凹透镜结构（如图9所示）、一平-凹透镜结构（如图10所示）及一凹-凹透镜结构（如图11所示），由此以精简结构达到多种透镜结构，并可改变焦距以配合需要不同焦距的设备，如显微镜、望远镜、照相机、摄影机等光学仪器。

虽然本发明以相关的较佳实施例进行解释，但是这并不构成对本发明的限制。应说明的是，本领域的技术人员根据本发明的思想能够构造出很多其他类似实施例，这些均在本发明的保护范围之中。

Claims (8)

1.一种可变焦的弹性透镜组，包括：

一第一透镜模块，具有一第一环状本体、一第一弹性膜、一第一通管，该第一环状本体与该第一通管连通，该第一弹性膜固设在该第一环状本体轴向方向的其中一侧；

一隔板，设置在该第一透镜模块的该第一环状本体远离该第一弹性膜的一侧，该第一环状本体、该隔板及该第一弹性膜界定出一第一容置空间，该第一容置空间填充有一第一流体；

一第二透镜模块，具有一第二环状本体、一第二弹性膜、一第二通管，该第二环状本体与该第二通管连通，且该第二环状本体轴向方向的其中一侧固设在该隔板远离该第一透镜模块的一侧，该第二弹性膜固设在该第二环状本体轴向方向远离该隔板的一侧，该第二环状本体、该隔板及该第二弹性膜界定出一第二容置空间，该第二容置空间填充有一第二流体；

一第一压力控制单元，连接该第一通管，独立地控制该第一容置空间内该第一流体的压力进而控制该第一弹性膜的凹凸曲率；以及

一第二压力控制单元，连接该第二通管，独立地控制该第二容置空间内该第二流体的压力进而控制该第二弹性膜的凹凸曲率。

2.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该隔板为透明硬质材质。

3.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该第一弹性膜及该第二弹性膜为弹性透明材质。

4.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该第一流体及该第二流体为液体或气体。

5.根据权利要求4所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该第一流体及该第二流体为相同材质或不相同材质。

6.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该第一弹性膜及该第二弹性膜为相同材质或不相同材质。

7.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，其中，该第一环状本体及该第二环状本体设定为不同直径，且材质为相同或不相同的硬质材质。

8.根据权利要求1所述的可变焦的弹性透镜组，进一步包括一第一环框及一第二环框，该第一环框与该第一环状本体将该第一弹性膜夹固其间，该第二环框及该第二环状本体将该第二弹性膜夹固其间，其中第一弹性膜和第二弹性膜的固定方式为螺栓结合或用黏着剂接合方式。

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