NL1033503C2

NL1033503C2 - Vloeistoflens.

Info

Publication number: NL1033503C2
Application number: NL1033503A
Authority: NL
Inventors: Sung Chan Kim; Ha Yong Jung; Jin Hyuck Yang; Young Ho Lee
Original assignee: Samsung Electro Mech
Priority date: 2006-03-08
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2009-06-24
Also published as: US7466493B2; KR20070091902A; US20070217023A1; CN100483160C; KR100759510B1; NL1033503A1; CN101034168A; JP4510042B2; JP2007241290A; DE102007011387A1

Description

Titel:Vloeistoflens

Kruisreferenties naar gerelateerde aanvragen

[0001] Deze aanvrage maakt aanspraak op het recht van voorrang op de Koreaanse patentaanvrage No 10-2006-0021646 ingediend bij het 5 Koreaanse bureau voor de intellectuele eigendom op 8 maart 2006, de openbaring hiervan is hierin door verwijzing opgenomen.

Achtergrond van de uitvinding 10 1. Vakgebied van de uitvinding

[0002] De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een vloeistoflens voor het aanbrengen op mobiele telefoons. In de vloeistoflens zijn geleidende en isolerende vloeistoffen, waarvan de krommingen gevarieerd kunnen worden 15 door het toepassen van een spanning, in een cilindrisch lichaam aangebracht, zodat zij een aantal grensvlakken vormen in de hoger- en in lagergelegen gedeeltes daarvan, ten opzichte van een doorzichtige scheidingslens. In deze situatie kunnen er, indien er een hoeveelheid van een elektrische lading door met de geleidende vloeistof verbonden elektrodes 20 aan de geleidende vloeistof wordt toegevoerd, gelijktijdig een optische zoomfunctie, een autofocusfunctie en een precisieautofocusfunctie worden uitgevoerd.

2. Beschrijving van de stand van de techniek 25

[0003] In de laatste tijd is er, doordat er nieuwe types van mobile terminals zoals mobiele telefoons of persoonlijke digitale assistenten (PDA) in 1033503 2 toenemende mate op de markt zijn gebracht, in toenemende mate behoefte aan mobile terminals met een geïntegreerde camera met veel pixels en verscheidene functies ontstaan. Een dergelijke camera voor mobiele terminals omvat een lens, bevestigd aan een beeld opnemende inrichting 5 zoals bijvoorbeeld een charge coupled device (CCD), complementary metal oxide semiconductor (CMOS) en dergelijke, en wordt geconfigureerd om door de lens een beeld van een onderwerp op te nemen en de gegevens van het opgenomen beeld op te slaan door middel van een voorbestemd opslagmedium.

10

[0004] Om volgens de huidige trend te voorzien in camera's met de mogelijkheid op een mega-pixelniveau te functioneren, moet de lens zo ontworpen worden dat hij niet alleen voldoende oplossend vermogen heeft maar ook in verband met de samenstellingstolerantie een grotere afmeting 15 heeft dan die van de sensoren.

[0005] Een lenzensysteem, dat is aangebracht op de mobiele terminal om een beeld vast te leggen van een onderwerp, is in het algemeen gevoelig voor diverse afwijkingen, zoals sferische afwijkingen, astigmatisme, 20 verdraaiingsafwijking, etc. die vervormingen van het uiterlijk of de morfologie van het beeld van het onderwerp veroorzaken wegens de invloed van het invallende licht met verscheidende golflengtes, dat tijdens het vastleggen van het beeld van het onderwerp op de lens invalt. Daarom is het nodig maatregelen te treffen die deze afwijkingen zo veel mogelijk kunnen 25 onderdrukken.

[0006] Een dergelijk lenzensysteem kan een zoom realiseren teneinde het een variabele focusafstand te hebben. In het algemeen kan een zoomfunctie van de lens worden bereikt door de afstand tussen de lenzen aan te passen 30 middels een relatieve verplaatsing van een voorste lens met een positieve 3 refractie-index ten opzichte van een achterste lens met een negatieve refractie-index. Om bij een algemene camera de zoomfunctie te maximaliseren wordt op de camera een extra groothoeklens of een telelens aangebracht, die in staat zijn de focusafstand tussen de bestaande lens en 5 een toegevoegde lens te veranderen, waardoor de gebruiker vanaf één plaats foto's met verscheidende invalshoeken kan nemen zonder te hoeven bewegen.

[0007] De zoom wordt in het algemeen onderverdeeld in een optische zoom 10 en een digitale zoom. De optische zoom verwijst naar een situatie waarin het beeld van het onderwerp wordt vergroot door het variëren van de focusafstand middels het relatieve bewegen van een optische lens die is aangebracht op de camera. De digitale vergroting verwijst naar een situatie waarin het beeld van het onderwerp wordt vergroot in de CCD en daarin 15 wordt afgebeeld, zoals vergroten van een beeld in een grafisch programma zoals Photo-Shop en dergelijke.

[0008] Bij de digitale zoom wordt het beeld van het onderwerp in de CCD vergroot, waardoor de ruimte voor het bewegen van de lenzen voor het 20 instellen van de focusafstand niet meer nodig is. De digitale zoom is hierdoor voordelig in termen van miniaturisering en compactheid, echter nadelig doordat bij beeldopname door middel van deze vergroting geen hoge resolutie kan worden bereikt.

25 [0009] Daarentegen wordt bij de optische zoom de vergroting gerealiseerd door de variatie in de focusafstand tussen de lenzen, waardoor er ruimte voor de beweging van de lenzen, overeenkomstig het veranderen van de focusafstand in beslag wordt genomen. Het optisch vergroten is dus nadelig doordat er veel ruimte in beslag wordt genomen door een lensgedeelte en 30 door een lenshouder die het lensgedeelte omvat. Door de consument kan, 4 ondanks de nadelen van het toenemen van het volume van de mobile terminal, hieraan toch de voorkeur worden gegeven ten opzichte van de digitale zoom, vanwege zijn betere eigenschappen ten aanzien van een groter oplossend vermogen bij het inzoomen.

5

[0010] Desalniettemin vereist een recente tendens van miniaturisering en compactheid in de markt een afname in de benodigde ruimte voor het veranderen van de focusafstand, en daarom hebben de producenten voornamelijk mobiele telefoons op de markt gebracht die eerder een digitale 10 zoomfunctie dan een optische zoomfunctie hebben. In de laatste jaren is eveneens een type mobiele terminals met optische vergroting op de markt gebracht waarbij de optische zoom functie door de achterzijde van de telefoon kan worden uitgevoerd.

15 [0011] De Koreaanse patentaanvrage Nr. 2003-0003984 openbaart een conventionele mobiele terminal welke met een optische zoom kan zijn uitgevoerd. De mobile terminal uit de openbaring heeft een verbeterde lenshouderstructuur voor een optische zoom die toepasbaar is bij digitale camera's en dergelijke. Met andere woorden, geopenbaard zijn een 20 lenshouderstructuur van een zoomcamera, die kleine afmetingen heeft, een hoog oplossend vermogen heeft en eenvoudig te produceren is, en een zoomlenssamenstelling met de lenshouderstructuur.

[0012] De zoomlenssamenstelling omvat een voorste lens, een achterste lens 25 met een negatieve refractie-index, een binnenste lenshouder welke een langs het oppervlak van de binnenste lenshouder spiraalvormige groef gevormd heeft die dient om in een spiraalvormige beweging de voorste en de achterste lens te geleiden en een buitenste lenshouder die langs het oppervlak van de binnenste lenshouder kan worden geschoven en die een 30 ontsnappingsgroef op het binnenste oppervlak van de buitenste lenshouder 5 heeft, om de voorste en de achterste lenzen in een verticale beweging te geleiden.

[0013] Bij de zoomcamera die zoals bovenbeschreven is geconstrueerd, zijn 5 de binnenste en de buitenste lenshouders aan één zijde van de mobiele terminal op een telescopische wijze aangebracht zodat de focusafstand van de zoomcamera kan variëren door de relatieve beweging tussen de lenzen doordat de binnenste en de buitenste houders achtereenvolgens uit elkaar geschoven worden door een aandrijfinotor in de terminal, waarbij een 10 optische zoom wordt gerealiseerd. Dientengevolge heeft de zoomcamera uit de openbaring het nadeel dat een grote ruimte benodigd is voor de zoomoperatie binnen in de camera.

[0014] Bovendien veroorzaakt het krachtsverlies van de motor tijdens het 15 onvermijdbaar door de motor van de camera verplaatsen van de binnenste en buitenste houder met daarin een veelvoud aan lenzen naar het buitenste van de camera, een toename in de energieconsumptie van een batterij.

[0015] Om de bovengenoemde problemen op te lossen, is er een vloeistoflens 20 ontwikkeld, die slechts een kleine ruimte in een mobiele terminal inneemt en die niet lijdt aan energieverbruik. De vloeistoflens omvat een geleidende vloeistof en een isolerende vloeistof in één enkele lenshouder waarbij een grensvlak tussenbeide is gevormd, waarvan kromming kan worden veranderd door spanning op de geleidende vloeistof aan te brengen door de 25 lenshouder teneinde de zoomfunctie te bewerkstelligen.

[0016] Een van de vloeistoflenzen die in staat is een zoomfunctie tot stand te brengen is geopenbaard in de Koreaanse opengelegde openbaring nr. 2005-0033308 getiteld "Zoom camera using the liquid lens for mobile phone, 6 control system thereof and method thereof," welke hierna zal worden beschreven aan de hand van figuur 1.

[0017] Figuur 1 is een aanzicht in doorsnede van een conventionele 5 vloeistoflens. Figuur 1 toont de conventionele vloeistoflens omvattend een eerste groep van lenzen 310 omvattende een eerste lens 311 met een positieve refractie-index en een tweede lens 312 met een negatieve refractie-index, een eerste vloeistoflens 300 omvattend een grensvlak, gevormd tussen een geleidende en een isolerende vloeistof, waarbij de kromming van 10 het grensvlak in reactie op een sturingssignaal voor een zoomfunctie kan worden gevarieerd, een tweede groep lenzen 330 omvattend een derde lens 331 waarvan beide oppervlakken asferisch zijn en een positieve refractie-index hebben en een vierde lens 332 waarvan beide oppervlakken asferisch zijn met een negatieve refractie-index en een infrarood filter 340 die op een 15 te voren bepaalde afstand van de tweede groep lenzen 330 is aangebracht.

[0018] De conventionele vloeistoflenzen uit de openbaring worden aangestuurd op de basis van een electrowetting verschijnsel, zoals in figuur 2 wordt getoond, waarin het elektrowetting verschijnsel veroorzaakt wordt 20 door een variatie van de contacthoek α als gevolg van het veranderen van de oppervlaktespanning van een grensvlak door de beweging van ladingen die aanwezig zijn op het grensvlak. Meer specifiek wordt een dun diëlektrisch onderdeel op het grensvlak geplaatst om een hoog potentiaal verschil over het oppervlak aan te brengen waardoor de ladingen in de geleidende 25 vloeistof wegens de chemische eigenschappen de neiging hebben in de richting van een hoger vlak van het grensvlak van te bewegen.

[0019] Op het moment dat van buiten een elektrisch veld op het grensvlak wordt aangebracht, wordt de neiging van de ladingen verder geïntensiveerd 30 en de concentratie van ladingen neemt op een contactlijn waar de drie 7 grensvlakken elkaar raken significant toe, waardoor de afstotende krachten tussen de ladingen toenemen. Hierdoor wordt de oppervlaktespanning op de contacthoek van een vloeistof druppeltje verlaagd.

5 [0020] Doordat het elektrowetting verschijnsel gebruikt kan worden voor het eenvoudig aansturen van een kleine hoeveelheid van een vloeistof en fijne deeltjes in de vloeistof, zijn er in de afgelopen jaren diverse onderzoeken uitgevoerd naar de toepassing van het elektrowetting verschijnsel in een verscheidenheid aan producten, bijvoorbeeld in 10 vloeistoflenzen, micropompjes, weergave apparaten, optische apparaten, micro elektromechanische systemen (MEMS), etc.

[0021] Een autofocus-vloeistoflens heeft met name betere eigenschappen met betrekking tot de geringere afmeting, het lagere energie verbruik en 15 snellere responsietijden in vergelijking tot conventionele, mechanisch aangedreven lenzentypes.

[0022] De vloeistoflens die is geconstrueerd zoals hierboven beschreven, kan een vergrotingsfunctie omvatten dank zij de variatie in kromming van het 20 grensvlak tussen de geleidende vloeistof en de isolerende vloeistof van de afzonderlijke vloeistoflens binnenin een enkele lenshouder waarin de meerdere lenzengroepen en de vloeistoflens zijn aangebracht, waardoor het probleem van de ruimtelijke beperking van de conventionele optische vergroting die door de telescopische zoomlens wordt vereist, wordt opgelost.

25 Echter, onafhankelijk van deze voordelen heeft de conventionele vloeistoflens het probleem dat één afzonderlijke vloeistoflens alleen een zoomfunctie toestaat door de variatie in de kromming van het grensvlak tussen de in de lenshouder samengehouden vloeistoffen.

8

[0023] Daarnaast hebben de conventionele vloeistoflenzen het probleem dat ze de samenstelling van de camera ingewikkeld maken. De structuur van de camera wordt voornamelijk ingewikkeld, indien de camera met de vloeistoflens voor andere functies wordt gebruikt, bijvoorbeeld voor een 5 autofocus (A/F) aanpassingsfunctie alsook voor een zoomfunctie, waarbij een toegevoegde lens op de camera moet worden aangebracht die als een voorlens dient.

[0024] Bovendien zijn de isolerende vloeistoffen en de geleidende 10 vloeistoffen die een veelvoud van grensvlakken vormen, onvermijdelijk gevoelig voor uitwendige stoten en schudden door de eigenschappen van de vloeistoflens. Daardoor wordt de autofocus functie voor het instellen van het brandpunt op een object niet op een gewenste wijze uitgevoerd, hoewel de optische vergrotingsfunctie en de autofocus (A/F) aanpassingsinstelling 15 alsook de zoomfunctie in een ingewikkelde structuur kunnen worden aangebracht.

Samenvatting van de uitvinding 20 [0025] Een voordeel van de onderhavige uitvinding is dat hij voorziet in een vloeistoflens. In de vloeistoflens worden geleidende en isolerende vloeistoffen, waarvan de krommingen van de grensvlakken worden gevarieerd door het aanbrengen van een spanning, in een cilindrisch lichaam aangebracht, waardoor een veelvoud van grensvlakken in de hogere 25 en de lagere delen daarvan ten opzichte van een doorzichtige scheidingslens worden gevormd. In deze toestand, wanneer de krommingen van de grensvlakken tussen de geleidende en de isolerende vloeistoffen achtereenvolgens kunnen worden gevarieerd door het uitoefenen van een spanning, wordt een hoeveelheid elektrische lading aangepast. Dan kan een 9 optische zoomfunctie, een autofocusfunctie en een precisieautofocusfunctie gelijktijdig worden uitgevoerd.

[0026] Verdere aspecten en voordelen van het onderhavige algemene 5 inventieve concept zullen worden toegelicht in het volgende deel van de beschrijving, en zullen ten dele ten aanzien van deze beschrijving voor de hand liggen of kunnen worden achterhaald door het uitvoeren van het algemene inventieve concept.

10 [0027] Volgens één aspect van de uitvinding, omvat een vloeistoflens een cilindrisch lichaam, omvattende een paar glazen lenzen, die respectievelijk aan hogere en lagere openingen van het lichaam zijn gekoppeld; een asferische doorzichtige scheidingslens, die in een centraal deel van het lichaam is aangebracht en vastgezet; een autofocus lenssectie samengesteld 15 uit een eerste isolerende vloeistoflaag en een eerste geleidende vloeistoflaag die zijn aangebracht onder de doorzichtige scheidingslens zodat een grensvlak daartussen wordt gevormd; een optische zoomlenssectie samengesteld uit een tweede isolerende vloeistoflaag en een tweede geleidende vloeistoflaag die zijn aangebracht boven de doorzichtige 20 scheidingslens zodat er een grensvlak daartussen wordt gevormd; en een precisieautofocus lensgedeelte samengesteld uit een derde isolerende vloeistoflaag waarvan het bovenste oppervlak in contact komt met het lagere oppervlak van de doorzichtige scheidingslens en waarvan het lagere oppervlak een grensvlak vormt met de eerste geleidende vloeistoflaag zodat 25 de derde isolerende vloeistoflaag niet gemengd wordt met de eerste geleidende laag.

[0028] Volgens een ander aspect van de uitvinding, heeft het lichaam een binnenste omtreksoppervlak gevormd uit een metaalgecoat oppervlak 30 waarbij gebruik wordt gemaakt van goud (AU).

10

[0029] Volgens een verder aspect van de uitvinding heeft de asferische scheidingslens een onderste oppervlak waarvan het perifere deel als een hellende oppervlak is gevormd, waarvan de hellingshoek een stompe hoek 5 van meer dan 90° is.

[0030] Volgens een verder aspect van de uitvinding is de scheidingslens uit een doorzichtig materiaal vervaardigd.

10 [0031] Volgens een verder aspect van de uitvinding is er op de scheidingslens een hydrofobe filmlaag of een isolerende filmlaag aangebracht.

[0032] Volgens een verder aspect van de uitvinding, hebben de vloeistoffen 15 in de eerste isolerende vloeistoflaag, de eerste geleidende vloeistoflaag en de derde isolerende vloeistoflaag die zich in lagen aangebracht onder de scheidingslens bevinden, ten opzichte van de scheidingslens dezelfde karakteristiek en hebben de vloeistoffen van de tweede isolerende vloeistoflaag en de tweede geleidende vloeistoflaag die zich in lagen 20 aangebracht boven de scheidingslens bevinden de zelfde karakteristiek.

[0033] Volgens nog een verder aspect van de uitvinding hebben de vloeistoffen boven en onder de scheidingslens ten opzichte van elkaar verschillende karakteristieken en eigenschappen.

25

[0034] Volgende nog een verder aspect van de uitvinding wordt de derde isolerende vloeistoflaag vervormd door de veranderingen in de kromming van het bovenste oppervlak van de eerste geleidende vloeistoflaag waarop een spanning wordt aangebracht middels een op het binnenste 11 metaalgecoate omtreksoppervlak van het lichaam aangebrachte en zich daarop uitstrekkende filmcoating.

Korte figuurbeschrijving 5

[0035] Deze en/of andere aspecten en voordelen van het onderhavige algemene inventieve concept zullen duidelijk worden en kunnen gemakkelijker worden begrepen aan de hand van de volgende beschrijving van de uitvoeringsvormen, in samenspraak met de bij gevoegde tekeningen 10 waarin:

[0036] Fig. 1 is een doorsnede van een conventionele vloeistoflens;

[0037] Fig. 2 is een schematische weergave die het typische effect van het 15 electrowetting toont dat bij een vloeistoflens wordt toegepast;

[0038] Fig. 3 is een aanzicht in doorsnede van een vloeistoflens volgens de onderhavige uitvinding; 20 [0039] Fig. 4 is een aanzicht van een vergrote doorsnede welke een deel van één zijde van de vloeistoflens volgens de onderhavige uitvinding toont;

[0040] Fig. 5 is een perspectivisch aanzicht dat het achterste oppervlak van een asferische doorzichtige scheidingslens toont die op de vloeistoflens van 25 de uitvinding is aangebracht; en

[0041] Fig. 6A tot 6D zijn aanzichten in doorsnede die de werking van de vloeistoflens volgens de onderhavige uitvinding tonen.

30 Gedetailleerde beschrijving van de voorkeursuitvoeringsvormen.

12

[0042] Er wordt nu in detail verwezen naar de uitvoeringsvormen van het onderhavige algemene inventieve concept, waarvan de voorbeelden met tekeningen worden geïllustreerd, waarin door de hele tekst 5 overeenstemmende verwijzingsnummers naar overeenstemmende onderdelen verwijzen. De uitvoeringsvormen worden hierna beschreven waarbij wordt verwezen naar de figuren om het huidige algemene inventieve concept te verduidelijken.

10 [0043] Hierna zal een vloeistoflens volgens een uitvoeringsvorm van de onderhavige uitvinding aan de hand van de bijgevoegde tekeningen in detail worden beschreven.

[0044] Structuur van de lens 15

[0045] Fig. 3 is een aanzicht in doorsnede van de vloeistoflens volgens de uitvinding. Fig. 4 is een aanzicht van een vergrote doorsnede welke een deel van één zijde van de vloeistoflens volgens de onderhavige uitvinding toont; Fig. 5 is een perspectivisch aanzicht die het achterste oppervlak van een 20 asferische doorzichtige scheidingslens toont die in de vloeistoflens van de uitvinding is aangebracht.

[0046] Zoals getoond in de tekeningen omvat de vloeistoflens 10 een cilindrisch lichaam 11, een paar glazen lenzen 12 en 13, een 25 autofocuslenssectie 20, een optische zoomlenssectie 30, en een precisieautofocuslenssectie 41. De achtereenvolgende glazen lenzen 12 en 13 zijn aangebracht en bevestigd op de bovenste en onderste opening van het cilindrische lichaam 11. Aan de binnenkant van het lichaam 11 zijn een veelvoud van geleidende vloeistoflagen 22 en 23 en een veelvoud van 30 isolerende lagen 21, 31, en 41 in lagen aangebracht zodat meervoudige 13 grensvlakken worden gevormd, de geleidende vloeistoflagen 22 en 32 en de isolerende vloeistoflagen 21,31, en 41 hebben verschillende eigenschappen ten opzichte van elkaar. De vloeistoflens 10 is opgedeeld in een bovenste en een onderste deel door een doorzichtige scheidingslens 23.

5

[0047] Het lichaam 11 bestaat uit metaal of keramisch materiaal. Het onderste oppervlak van het lichaam 11 bestaat uit een hellend oppervlak 14 welke neerwaarts in de richting van het centrale deel daarvan hellend is uitgevoerd. Het paar glazen lenzen 12 en 13 is met een lijm B op het 10 bovenste en op het onderste eindoppervlak van het lichaam 11 vastgemaakt en verbonden waardoor de bovenste en de onderste openingen van het lichaam zijn gesloten.

[0048] het hellende oppervlak 14 van het lichaam 11 dient om een eerste 15 isolerende laag 21 in het centrale gedeelte van het lichaam 11 op zijn plaats te houden, waarbij de eerste isolerende laag 21 zich in het laagste deel bevindt. Het hellende vlak 14 is zo gevormd dat de algehele afmeting van de autofocuslenssectie 20 wordt gereduceerd, wanneer het grensvlak ertussen in overeenstemming met het aangebrachte voltage wordt gebogen.

20

[0049] In het lagere gedeelte van het lichaam 11, zijn een eerste isolerende vloeistoflaag 21 en een eerste geleidende vloeistoflaag 22 gelaagd aangebracht zodat zij een grensvlak vormen, waarbij de eerste isolerende vloeistof laag 21 en de eerste geleidende laag 22 een verschillende 25 eigenschap hebben en zijn gevormd uit doorzichtige vloeistoffen die de dezelfde dichtheid hebben maar die niet mengbaar zijn. Op de eerste geleidende vloeistoflaag 22 is vervolgens een derde isolerende vloeistoflaag 41 in een laag aangebracht zodat die een ander grensvlak vormt.

14

[0050] Op de derde isolerende laag 41 is de doorzichtige scheidingslens 23 met een asferisch oppervlak dusdanig geplaatst dat de bovenste oppervlakken van het eerste geleidende vloeistoflaag 22 en de derde isolerende vloeistoflaag 41 tegelijkertijd in contact komen met de 5 doorzichtige scheidingslens 23. Onder de scheidingslens 23 is de autofocuslenssectie aangebracht, omvattende de derde isolerende laag 41 die als precisieautofocuslenssectie dient.

[0051] In de autofocus lens sectie 20 wordt de kromming van het grensvlak 10 tussen de eerste geleidende vloeistoflaag 22 die is samengesteld uit een geleidende vloeistof en de eerste isolerende vloeistoflaag 21 gevarieerd indien er een spanning op de eerste geleidende laag 22 wordt aangebracht. Hierdoor wordt de eerste isolerende vloeistoflaag opwaarts gericht convex zo dat een autofocusfunctie (A/F) wordt uitgevoerd.

15

[0052] De kromming van het bovenste deel van de eerste geleidende vloeistoflaag 22 wordt gevarieerd doordat een hoeveelheid elektrische lading wordt vermeerderd of verminderd door het variëren van de spanning die op een eerste geleidende vloeistoflaag 22 wordt uitgeoefend. Daarna wordt de 20 derde geleidende vloeistoflaag 41 tegelijkertijd met of sequentieel na de eerste isolerende vloeistoflaag 21 neerwaarts gericht convex, zodat een precisieautofocusfunctie (A/F) wordt uitgevoerd.

[0053] Functionele verschillen tussen de autofocusfunctie en de 25 precisieautofocusfunctie en de bediening daarvan zullen worden beschreven middels verwijzing naar de operationele structuur van de vloeistoflens.

[0054] De scheidingslens 23 die is aangebracht op de autofocuslenssectie 20 en op de derde isolerende vloeistoflaag 41 wordt uitgevoerd met een 30 asferisch oppervlak waarvan het bovenste oppervlak convex en het onderste 15 oppervlak concaaf is. De scheidingslens 23 wordt gevormd uit een doorzichtige lens zoals een plastic lens of een glazen lens die doorzichtig is. Het omtreksoppervlak van de scheidingslens 23 is nauwsluitend verbonden met het centrale gedeelte van het binnenste omtreksoppervlak van het 5 lichaam 11. Verder dient de scheidingslens 23 om de vloeistoflens 10 te verdelen in een autofocuslenssectie 20, omvattend de derde geleidende vloeistoflaag 41, de eerste geleidende vloeistoflaag 22 en de eerste isolerende vloeistoflaag 21 en de optische zoomlens 30 omvattend de tweede geleidende vloeistoflaag 32 en de tweede isolerende vloeistoflaag 31.

10

[0055] De asferische doorzichtige scheidingslens 23 omvat een uitsparing 24 gevormd op een voor ingestelde diepte in het centrale gedeelte van het onderste oppervlak van de lens. In het perifere gedeelte van de uitsparing 24 is een hellend vlak 24a met een stompe hoek van meer dan 90° 15 aangebracht. In een dergelijke structuur met een hellend oppervlak 24a, wordt in de uitsparing 24 de geleidende vloeistoflaag 41 geïnjecteerd en wordt zo gevormd dat hij een kleinere afmeting heeft dan de isolerende vloeistoflaag boven de scheidingslens 23. De derde geleidende vloeistoflaag 41 wordt door het hellende oppervlak 24a in het centrale gedeelte 20 geconcentreerd.

[0056] Op het oppervlak van de scheidingslens 23 is een hydrofobe film aangebracht zodat de hoger en lagergelegen isolerende vloeistoffen worden geabsorbeerd aan het oppervlak van de scheidingslens 23. Daardoor worden 25 de respectievelijke isolerende vloeistoffen in het centrale deel van de scheidingslens gefixeerd zodat een stabiele bediening wordt gegarandeerd.

[0057] Op de scheidingslens 23 kan bovendien een isolerende filmcoating zijn aangebracht, waarbij die isolerende filmcoating uit het zelfde materiaal 16 is samengesteld als dat wat in een aantal gevallen op het binnenste omtreksoppervlak van het lichaam 11 is aangebracht.

[0058] Een tweede isolerende vloeistoflaag 31 en een tweede geleidende 5 vloeistoflaag 32 zijn in de optische zoomlenssecie 30 op het autofocus gedeelte 20 in lagen aangebracht, zodat er een grensvlak daartussen gevormd wordt, waarbij de tweede isolerende vloeistoflaag 31 en de tweede geleidende vloeistoflaag 32 uit vloeistoffen met dezelfde eigenschappen bestaan. Wanneer er op de tweede geleidende vloeistoflaag 32 een spanning 10 wordt aangebracht, wordt het grensvlak tussen de tweede isolerende vloeistoflaag 31 en de tweede geleidende vloeistoflaag 32 verbogen. In dat geval wordt de tweede geleidende vloeistoflaag 31 opwaarts gericht convex zodat een optische zoomfunctie wordt uitgevoerd.

15 [0059] De achtereenvolgende isolerende vloeistoffen en de achtereenvolgende geleidende vloeistoffen, die gelaagd zijn aangebracht zodat zij in de autofocus lens gedeelte 20 en het optische zoom gedeelte 30 een veelvoud aan grensvlakken vormen, hebben verschillende eigenschappen ten opzichte van elkaar. De geleidende vloeistoffen bestaan 20 voornamelijk uit water (H2O), waaraan anorganische zouten en polaire oplosmiddelen zijn toegevoegd. De isolerende vloeistoffen bestaat voornamelijk uit siliconenolie waaraan apolaire oplosmiddelen zijn toegevoegd. Indien de geleidende vloeistof en de isolerende vloeistof met elkaar in contact komen mengen zij niet met elkaar maar vormen een 25 grensvlak met een van te voren bepaalde kromming.

[0060] De vloeistoffen die de eerste en tweede geleidende vloeistoflagen 22 en 31 vormen bevatten dezelfde componenten maar verschillen in samenstelling zo dat hun eigenschappen onderling verschillend zijn.

30 Dienovereenkomstig omvat de isolerende vloeistof van de eerste isolerende 17 vloeistof laag 21 dezelfde componenten als de tweede isolerende vloeistof laag 31, maar heeft een andere eigenschap dan die van de tweede isolerende vloeistof laag 31.

5 [0061] De vloeistoffen van de eerste isolerende vloeistoflaag 21, de eerste geleidende vloeistoflaag 22 en de derde geleidende vloeistoflaag 41 welke in lagen zijn aangebracht onder de scheidingslens 23, hebben de zelfde karakteristiek ten opzichte van de scheidingslens 23 en de vloeistoffen van de tweede isolerende vloeistoflaag 31 en de tweede geleidende vloeistoflaag 10 32 welke in lagen zijn aangebracht boven de scheidingslens 23, hebben de zelfde karakteristiek. In een ander geval zijn de vloeistoffen boven en onder de scheidingslens 23 isolerende vloeistoffen en geleidende vloeistoffen met verschillende karakteristieken ten opzichte van elkaar.

15 [0062] Zoals getoond in figuur 4 heeft het lichaam 11 dat de vloeistoflens 10 vormt een binnenste omtreksoppervlak met daarop aangebracht een metaalgecoat oppervlak 15 dat als elektrode kan dienen. Het gecoate oppervlak 15 wordt gevormd middels een oppervlaktecoatingmethode waarbij goud (Au) wordt gebruikt. Goud reageert nauwelijks wanneer het in 20 aanraking komt met diverse vloeistoffen.

[0063] Op het metaalgecoate oppervlak 15 wordt een isolerende filmcoating 16 aangebracht zodat deze als isolerende film dient waarbij isolerende grensvlakken die in contact komen met de veelvoud aan vloeistoffen worden 25 gevormd. Op de grensvlakken van de perifere delen van respectievelijke geleidende vloeistof lagen 22 en 32 worden uitstrekkende filmcoatings 17a en 17b gevormd zodat een spanning op respectievelijk de geleidende vloeistoffen 22 en 32 kan worden aangebracht. Een elektrisch signaal dat wordt toe gepast op het lichaam 11 wordt via de filmcoatings 17a en 17b die 18 in verbinding zijn met de geleidende vloeistoflagen 22 en 33 respectievelijk op de geleidende vloeistoflagen toegepast.

[0064] Bediening van de lens 5

[0065] Figuren 6A en 6D zijn aanzichten in doorsnede die een bediening van de lens volgens de onderhavige uitvinding tonen. Figuur 6A toont een aanvangsstadium voordat een spanning wordt toegepast. Figuur 6B toont een stadium waarin een spanning wordt uitgeoefend op het autofocus 10 gedeelte van de lens. Figuur 6C toont een stadium waarin een spanning tegelijkertijd op het optisch zoomlenssectie en op het autofocuslenssectie wordt toegepast. Figuur 6D toont een stadium waarin een spanning tegelijkertijd op de autofocuslenssectie, de optische zoomlenssectie, en de precisieautofocuslenssectie wordt aangebracht.

15

[0066] In het aanvangsstadium, waarin er geen spanning wordt uitgeoefend zoals getoond in figuur 6A, hebben de eerste isolerende vloeistoflaag 21 en de derde isolerende vloeistoflaag 41 van de autofocuslenssectie 20 en de tweede geleidende vloeistoflaag 31 van het optische zoomlenssectie 20 achtereenvolgens de geringste dikte. Op dit moment vormt de eerste geleidende vloeistoflaag 22 een grensvlak met de isolerende vloeistoflagen 21 en 41 respectievelijk zodat hij en van te voren ingestelde kromming heeft. Verder vormt de tweede geleidende vloeistoflaag 32 een grensvlak met de isolerende vloeistoflaag 31 zodat een van te voren ingestelde 25 kromming ontstaat.

[0067] Wanneer een spanning op de autofocuslenssectie 20 van het lichaam 11 wordt aangebracht om een autofocus instelling te bewerkstelligen, wordt de spanning door het metaalgecoate oppervlak 15 van het binnenste 30 omtreksoppervlak van het lichaam 11 op het perifere gedeelte van de eerste 19 geleidende vloeistof laag 22 aangebracht. Daardoor wordt de eerste geleidende vloeistof laag 22 dusdanig aangestuurd dat de kromming van het grensvlak daartussen kan worden aangepast, zoals is getoond in figuur 6B. Verder wordt de eerste isolerende vloeistoflaag 21 convex opwaarts gekromd 5 overeenkomstig de verplaatsing van de veranderde kromming van de eerste geleidende vloeistoflaag 22. Aldus wordt de autofocussectie 20 van de lens aangestuurd.

[0068] Figuur 6C is een aanzicht in doorsnede van de optische zoomsectie 10 van de vloeistoflens wanneer hij wordt aangestuurd. Wanneer er een spanning wordt aangebracht op het lichaam 11, wordt de spanning via het metaalgecoate oppervlak 15 van het lichaamll op de bovenste filmcoating 17a op het perifere deel van de tweede geleidende vloeistoflaag 32 aangebracht, zodat het optische zoomlenssectie 30 wordt aangestuurd.

15 Vervolgens wordt de tweede geleidende vloeistoflaag 32 die gelaagd is aangebracht op de doorzichtige scheidingslens 23 zodanig aangestuurd dat de kromming van het grensvlak met de tweede isolerende laag 31 wordt gevarieerd. Het bovenste deel van de tweede isolerende vloeistoflaag 31 wordt convex gebogen in overeenstemming met de verplaatsing van het 20 grensvlak. Aldus wordt het optische zoomlensgedeelte 30 aangestuurd.

[0069] De krommingsverplaatsing van de tweede geleidende vloeistoflaag 32 wordt bij gesteld door de verandering in de hoeveelheid lading die op de tweede geleidende vloeistoflaag 32 wordt aangebracht. Dienovereenkomstig 25 wordt een optische zoom vergroting bepaald, die in overeenstemming met de dikte van de tweede isolerende vloeistoflaag 31 is, welke overeenkomstig wordt gevarieerd.

[0070] Figuur 6D toont een stadium waarbij de autofocuslenssectie en de 30 optische zoomlenssectie van het lichaam 11 tegelijkertijd worden 20 aangestuurd. In dit stadium wordt de kromming van de derde geleidende vloeistof laag 41, die gelaagd is aangebracht op de eerste geleidende vloeistoflaag 22, in overeenstemming met een verandering van lading, die op de eerste geleidende vloeistoflaag 22 wordt aangebracht, gevarieerd zodat 5 een precisieautofocusfunctie wordt uitgevoerd. Wanneer een spanning tegelijkertijd op de hoger- en de lagergelegen metaalfilmcoatings 17a en 17b door het metaal gecoate oppervlak 15 van het binnenste omtreksoppervlak van het lichaam 11 wordt uitgeoefend, worden de eerste en de tweede geleidende vloeistoflaag tegelijkertijd aangestuurd. Vervolgens, doordat de 10 krommingen van de isolerende vloeistoflagen 21 en 31 die grensvlakken vormen met de respectievelijke geleidende vloeistoflagen 22 en 32, worden gevarieerd, worden de optische zoomfunctie en de autofocusfunctie tegelijkertijd uitgevoerd.

15 [0071] Aldus, wanneer het lichaam beweegt door een externe schok op het in het stadium van figuur 6C waar de optische zoom wordt uitgevoerd of in het stadium van figuur 6B waar de optische zoom niet wordt uitgevoerd, wanneer en voorwerp miniem verplaatst in een stadium waar de autofocus functie wordt uitgevoerd, zodat de focus wordt vastgesteld, of wanneer 20 minieme focuspuntsaanpassingen door een macro lens (dicht bij lens) worden benodigd, wordt er een spanning op de filmcoating 17b die zich tot het bovenste oppervlak van de eerste geleidende vloeistoflaag 22 uitstrekt, aangebracht zodat de kromming van het bovenste grensvlak van de eerste geleidende vloeistoflaag 22 wordt gevarieerd. Wanneer de derde isolerende 25 vloeistoflaag 41 op de eerste geleidende vloeistoflaag 22 neerwaarts convex wordt, wordt een precisieautofocusinstelling uitgevoerd.

[0072] Het aanbrengen van spanning voor de precisieautofocusinstelling kan automatisch worden uitgevoerd, nadat de eerste isolerende vloeistoflaag 30 21 voor het uitvoeren van de autofocusfunctie wordt aangestuurd. In 21 sommige gevallen kan dit aanbrengen van spanning door middel van de filmcoating 17b slechts door handmatige bediening worden uitgevoerd.

[0073] De vloeistoflens volgens de uitvinding met een structuur 5 overeenkomstig zoals bovenstaand beschreven, is samengesteld uit een autofocuslenssectie 20 en een optische zoomlenssectie 30. Verder heeft de vloeistoflens een asferische, doorzichtige scheidingslens 23 zodanig aangebracht dat de vloeistoflens opgedeeld wordt in een autofocuslenssectie 20 en een optische zoomlenssectie 30. De geleidende vloeistoflagen 22 en 32 10 en de isolerende vloeistoflagen 21 en 31 worden gebogen op een van te voren ingestelde krommingsradius door spanningen die aangebracht zijn op de respectievelijke lenssecties 20 en 30. Verder wordt de derde isolerende vloeistoflaag 41 onder de scheidingslens 23 tegelijkertijd of achtereenvolgens door een verandering in de hoeveelheid elektrische lading 15 aangestuurd. Vervolgens worden de autofocusfimctie inclusief een precisieautofocusfunctie en de optische zoomfunctie gelijktijdig uitgevoerd in de respectievelijke lenssecties 20 en 30 van de enkele vloeistoflens.

[0074] Bij de vloeistoflens volgens de onderhavige uitvinding wordt, 20 wanneer de grootteorde van de spanning die wordt uitgeoefend op de eerste geleidende vloeistoflaag wordt ingesteld of een aparte spanning op de metaalfilmcoating wordt aangebracht, de derde geleidende vloeistoflaag aangestuurd zodat de autofocusfimctie wordt uitgeoefend. Op dit moment wordt de precisieautofocus functie tegelijkertijd of opeenvolgend uitgevoerd. 25 Daardoor kan de instelling van de precisieautofocusfunctie ten opzichte van het voorwerp worden uitgevoerd. Voorts is het, indien er een onmiddellijke autofocus reactie wordt uitgevoerd op het bewegen van een voorwerp of op het bewegen van de lens, te allen tijde mogelijk een scherp beeld te krijgen.

22

[0075] Alhoewel er een paar uitvoeringsvormen van het onderhavige inventieve concept zijn getoond en beschreven zijn de vaklui zich bewust dat aan deze uitvoeringsvormen veranderingen kunnen worden aangebracht zonder dat wordt afgeweken van de principes en de geest van het algemene 5 inventieve concept waarvan de strekking in de aangehechte conclusies en hun equivalenten is gedefinieerd.

1033503

Claims

1. 1. Een vloeistoflens omvattende: een cilindervormig lichaam omvattende een paar glazen lenzen die achtereenvolgens zijn gekoppeld aan bovenste en onderste openingen van het lichaam; een asferische overdragende scheidingslens, aangebracht en 5 vastgemaakt in het centrale gedeelte van het lichaam; een autofocuslenssectie samengesteld uit een eerste isolerende vloeistoflaag en een eerste geleidende vloeistoflaag, welke onder de overdragende scheidingslens zijn ingebracht zodat een grensvlak ertussen gevormd wordt; een optische zoomlenssectie samengesteld uit een tweede isolerende 10 vloeistoflaag en een tweede geleidende vloeistoflaag welke boven de overdragende scheidingslens zijn ingebracht zo dat een grensvlak daartussen gevormd wordt, een precisieautofocuslenssectie samengesteld uit een derde isolerende vloeistoflaag waarvan het bovenste grensvlak in contact komt met het onderste oppervlak van de overdragende 15 scheidingslens en waarvan het lagere oppervlak een grensvlak vormt met de eerste geleidende vloeistoflaag zodat de derde isolerende vloeistoflaag niet met de eerste geleidende laag wordt gemengd.

2. De vloeistoflens volgens conclusie 1, waarbij het lichaam een binnenste omtreksoppervlak omvat gevormd uit een metaalgecoat oppervlak 20 waarbij goud (Au) wordt gebruikt.

3. De vloeistoflens volgens conclusie 1, waarbij de asferische scheidingslens een bodem oppervlak heeft waarvan het perifere gedeelte met een hellend vlak is uitgevoerd, waarvan de helling een stompe hoek heeft van meer dan 90°.

4. De vloeistoflens volgens conclusie 1 waarbij de scheidingslens gevormd is uit een doorlatend materiaal. 1033503

5. De vloeistoflens volgens conclusie 1, waarbij de scheidingslens daarop gevormd een hydrofobe coatingfilm of een isolerende coatingfïlm heeft.

6. De vloeistoflens volgens conclusie 1, waarbij, ten opzichte van de 5 scheidingslens, de vloeistoffen van de eerste isolerende vloeistoflaag, de eerste geleidende vloeistoflaag, en de derde isolerende vloeistoflaag, die laagsgewijs onder de scheidingslens zijn aangebracht dezelfde karakteristiek hebben en de vloeistoffen van de tweede isolerende vloeistoflaag en de tweede geleidende vloeistoflaag, die laagsgewijs boven de 10 scheidingslens zijn aangebracht dezelfde karakteristiek hebben.

7. De vloeistoflens volgens conclusie 1 waarbij de vloeistof boven en onder de scheidingslens verschillende karakteristieken en eigenschappen ten opzichte van elkaar hebben.

8. De vloeistoflens volgens conclusie 1 waarbij de derde isolerende 15 vloeistoflaag wordt aangestuurd door een verandering in de kromming van het hoger gelegen grensvlak van de eerste geleidende vloeistoflaag waarop een spanning wordt aangebracht door een filmcoating die zich uitstrekt van het metaal gecoate oppervlak van het binnenste omtreksoppervlak van het lichaam. 20 1033503