TWI506298B - 可變功率光學系統及其輻射遞送方法 - Google Patents

可變功率光學系統及其輻射遞送方法 Download PDF

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Description

可變功率光學系統及其輻射遞送方法 【相關申請案】
本申請案主張2009年4月10日申請之美國臨時申請案第61/168,524號之權益，所述美國臨時申請案之全文特此以引用方式併入本文中且構成本說明書之一部分。
本發明是關於一種可變功率光學系統(variable power optical system)，其使用液體光學元件。
變焦透鏡(zoom lens)將常常具有三個或三個以上移動的透鏡群以達成變焦及聚焦功能。機械凸輪(mechanical cam)可連接兩個可移動的透鏡群以執行變焦，且第三可移動的透鏡群可用於聚焦。
變焦範圍部分由可移動的透鏡元件之移動範圍來確定。較大之變焦範圍可能需要用於透鏡元件之移動的額外空間。
諸如電荷耦合元件(charge coupled device，CCD)感測器及CMOS影像感測器(CMOS image sensor，CIS)之影像感測器使用諸如光電二極體(photodiode)之小的光敏區域來收集光。影像感測器可使用微透鏡(micro-lens)以藉由收集及聚焦來自大的光收集區域之光以改良感光性(photosensitivity)。到達微透鏡或光敏區域之光之入射角影響由光敏區域收集之光的量，其中以某些角度接收之光比以其它角度接收之光較不可能到達光敏區域。
理想地，光敏區域處之光的入射角是恆定的。然而，在變焦透鏡改變焦距(focal length)時，光之入射角可能改變。因此，將透鏡移動而通過變焦位置(zoom position)之範圍可能在入射角改變時導致不合意的結果。
可變功率光學組件可用以使光在像面上之入射角的變化被最小化。
在一個實施例中，一種可變功率光學系統包括具有至少一第一液體透鏡單元(Liquid lens cell)之第一透鏡群、具有至少一第二液體透鏡單元之第二透鏡群以及經組態以控制光線在感測器上之入射角的第三液體透鏡單元。對變焦位置之控制實質上至少部分基於所述第一液體透鏡單元之光學功率之組態及所述第二液體透鏡單元之光學功率之組態。光闌(stop)可在所述第一透鏡群之第一表面與所述第二透鏡群之最後表面之間近似於等距。所述第一液體透鏡單元之直徑約與所述第二液體透鏡單元之直徑相同。在一個實施例中，變焦範圍大於約3x。在一個實施例中，變焦範圍大於約4x。在一個實施例中，變焦範圍大於約5x。
在一個實施例中，一種光學系統經配置以收集自物空間放射之輻射，且沿共同光軸將輻射遞送至像空間中之影像面。固定於所述共同光軸上之第一可變功率光學組件包括至少兩種具有不同折射性質(refractive property)之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面。所述接觸表面之形狀經改變以產生所述可變功率光學組件中之光學功率的改變，從而導致接近所述影像面上之像點之主光線角度的變化。第二可變功率光學組件包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面。所述接觸表面之形狀經改變以減少因改變所述第一可變功率光學組件之形狀而引起的所述影像面上之所述影像點處之所述主光線角度的變化。所述第一可變功率光學組件之形狀可經改變以提供變焦及/或聚焦功能。
在一個實施例中，一種可變功率接物鏡光學系統(variable power objective optical system)不使用軸向移動群。至少一個可變功率光學組件提供變焦功能，其包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面。所述接觸表面之形狀經改變以產生所述可變功率光學組件中之光學功率的改變。另一可變功率光學組件包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面。所述接觸表面之形狀經改變以至少部分補償由提供變焦功能之可變功率光學組件引起的接近所述影像面上之影像點之主光線角度的變化之改變。
在一個實施例中，一種可變功率光學系統包括具有至少一第一液體透鏡單元之第一透鏡群、具有至少一第二液體透鏡單元之第二透鏡群以及位於第一透鏡群與第二透鏡群之間的光闌。穿過所述第一透鏡群、第二透鏡群及所述光闌之光線表示變焦位置，其中對所述變焦位置之控制至少部分基於所述第一液體透鏡單元之光學功率之組態及所述第二液體透鏡單元之光學功率之組態。所述光闌可在所述第一透鏡群之第一表面與所述第二透鏡群之最後表面之間近似於等距。在一個實施例中，變焦範圍可大於3x。在一個實施例中，變焦範圍可大於4x。在一個實施例中，變焦範圍可大於5x。
在一個實施例中，一種可變功率接物鏡光學系統包括至少一個可變功率光學組件，其具有至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面。所述接觸表面之形狀經改變以至少部分補償接近影像面上之影像點之主光線角度的變化之改變。主光線角度之變化可至少部分由(例如)變焦功能、聚焦功能或變焦功能與聚焦功能之組合而引起。
在以下描述中，參考各附圖。應瞭解，在不脫離本發明之範疇的情況下可使用其它結構及/或實施例。
液體透鏡單元可在不依賴於液體單元之機械移動的情況下修改光徑(optical path)。包括第一及第二接觸液體(contacting liquid)之液體透鏡單元可經組態以使得接觸液體之間的接觸光學表面具有可變形狀，所述可變形狀可相對於液體透鏡單元之光軸(optical axis)成實質上對稱。多個透鏡元件可沿一共同光軸對準，且經配置以收集自物體側空間(object side space)放射之輻射且遞送至影像側空間(image side space)。液體透鏡單元可插入至由沿共同光軸對準之所述多個透鏡元件形成的光徑中。液體透鏡單元之光軸可平行於共同光軸，或其可與共同光軸成一角度或偏心(decentered)。
目前預期之液體透鏡系統將具有約0.2或0.2以上、較佳至少約0.3且在某些實施例中至少約0.4的折射率(refractive index)差異。水具有約1.3之折射率，且添加鹽可允許將折射率改變為約1.48。合適的光學油(optical oil)可具有至少約1.5之折射率。即使藉由使用具有較高、較低、或較高及較低折射率之多種液體，例如較高折射率油，功率變化範圍仍有限。此有限功率變化範圍通常提供比可移動的透鏡群之放大率(magnification)改變還少的放大率改變。因此，在簡單的可變功率光學系統中，為在維持恆定影像面(image surface)位置的同時進行變焦，大部分放大率改變可由一個可移動的透鏡群提供，且在放大率改變期間對在影像面處之散焦(defocus)的大部分補償可由一個液體單元提供。
應注意，可使用較多可移動的透鏡群或較多液體單元，或兩者。與一或多個液體單元組合使用一或多個移動的透鏡群的實例已描述在2008年10月6日申請且以全文引用方式併入本文中的題為「Liquid Optics Zoom Lens and Imaging Apparatus」之美國專利申請案第12/246,224號中。
系統中所使用之透鏡元件之大小及性質引入了在設計透鏡系統時應考慮之約束。舉例而言，一或多個透鏡元件之直徑可能限制形成於影像面上之影像的大小。對於具有可變性質之透鏡系統，諸如可變功率光學系統，光學元件可基於透鏡元件之變化而改變。因此，第一透鏡元件可在第一變焦組態中約束透鏡系統，而第二透鏡元件可在第二變焦組態中約束透鏡系統。作為實例，光束之沿邊光線(rim ray)可在變焦範圍之一個極端(extreme)處接近透鏡元件之外邊緣，而在變焦範圍之另一極端處與同一透鏡元件之外邊緣相距一明顯距離。
圖1A及圖1B說明使用液體透鏡單元之簡化的可變功率光學系統之光學圖。所述可變功率光學系統可用於(例如)相機。在圖1A中，第一液體透鏡單元LLC1 20及第二液體透鏡單元LLC2 22經組態以使得變焦比率(zoom ratio)在寬的位置中。成像透鏡24在對應於相機拾取裝置(camera pick-up device)之影像面(其顯示為影像平面26)上形成影像。成像透鏡24可為液體透鏡單元或其它透鏡類型。圖1A中所說明之軸向光束之沿邊光線12接近液體透鏡單元LLC2 22之外邊緣。因此，液體透鏡單元LLC2 22之直徑為透鏡設計中之限制因數。在圖1B中，液體透鏡單元LLC1 20及液體透鏡單元LLC2 22經組態以使得變焦比率在遠攝位置(telephoto position)中。圖1B中所說明之軸向光束之沿邊光線12接近液體透鏡單元LLC1 20之外邊緣，從而使得液體透鏡單元LLC1之直徑為限制因數。因此，圖1A及圖1B中所說明之簡化設計經最優化以完全利用液體透鏡單元LLC1 20及液體透鏡單元LLC2 22上之區域以用於一範圍之位置之間的軸向光束之沿邊光線12。
傳統的變焦透鏡系統使用移動的變焦透鏡群來達成不同的變焦位置。因為圖1A及圖1B中所說明之可變功率光學系統使用液體透鏡單元，所以無需移動的透鏡群。替代地，可使用控制系統來控制液體透鏡單元LLC1 20及LLC2 22中之接觸光學表面之可變形狀。
替代移動的透鏡群，使用液體透鏡單元促成了在液體透鏡單元LLC1 20與LLC2 22之間置放光闌10。因為液體透鏡單元LLC1 20及LLC2 22並非為移動的透鏡群，所以不存在光闌10將干擾其適當操作之問題。光闌10無需在液體透鏡單元之間等距，且光闌之置放可在需要時最優化。
應瞭解，液體透鏡單元LLC1 20及LLC2 22可各自包括多個表面，其中所述表面為可控的及/或固定的。在一些實施例中，圖1A及圖1B中所顯示之液體透鏡單元可包括兩個或兩個以上液體單元之組合。一板(plate)可置放於經組合的單元之間。所述板可具有可按設計需要而設定之光學功率。液體透鏡單元亦可在外表面上具有多個板。在一些實施例中，外表面上之板可提供光學功率或摺疊功能。板及其它透鏡元件可為球面的或非球面的以提供經改良的光學特性。
個別透鏡元件可由諸如玻璃、塑料、晶體或半導體材料之固相(solid-phase)材料構成，或其可使用諸如水或油之液體或氣體材料來構成。透鏡元件之間的空間可含有一或多種氣體。舉例而言，可使用標準空氣、氮氣或氦氣。或者，透鏡元件之間的空間可為真空。當在本發明中使用「空氣」時，應瞭解其是在廣義上使用，且可包含一或多種氣體或真空。透鏡元件可具有塗層，諸如紫外線濾光片(ultraviolet ray filter)。
圖2A及圖2B說明圖1A及圖1B之簡化的可變功率光學系統之額外光學圖，其描繪軸向光束之沿邊光線12及軸外場束(off-axis field beam)之沿邊光線14。軸外場束之主光線(chief ray) 16在光闌位置10處與光軸交叉，所述光闌位置由沿邊光線外部之刻點標示(tick mark)來指示。如圖所示，影像平面26上之軸外場束之主光線16的入射角18在變焦透鏡自寬的位置改變至遠攝位置時改變。
入射角是重要的，因為其在某種程度上決定到達影像感測器之光量。影像感測器可使用微透鏡以藉由收集及聚焦來自大的光收集區域之光來改良感光性。然而，若由於變焦所造成之入射角之大小及範圍過大，則微透鏡可能不能夠將光引導至影像感測器以便藉由變焦而有效感測。
考慮圖3A~圖3D，其提供到達影像感測器之光之例示性說明。在圖3A中，主光線28之入射角18垂直於影像感測器，從而允許微透鏡成功地將光線引導至影像感測器。圖3B及圖3C亦具有入射角18之小的變化。微透鏡陣列可經移位以形成經最優化的透鏡微陣列，從而允許成功地將光線重新引導至影像感測器。圖3D及圖3E具有入射角18之較大變化及大小，從而使得微透鏡較難以將光線引導至影像感測器。
因為主光線28之入射角18在可變功率光學系統自寬的位置改變至遠攝位置時改變，所以對於一個變焦位置之入射角18可如圖3B所示，而對於另一變焦位置之入射角18可如圖3C所示。然而，可期望減少入射角18之變化。
圖4A及圖4B說明光學圖，其中液體透鏡單元LLC3 30置放於影像感測器附近。在可變功率光學系統移動而通過變焦範圍時，液體透鏡單元LLC3之光學功率亦變化。液體透鏡單元LLC3 30之可變光學功率允許在整個變焦範圍中實現影像面上之入射角之變化及大小的最小化。舉例而言，在一個實施例中，液體透鏡單元LLC3提供一種入射角，其自垂直於影像平面26的偏離小於10°。在另一實施例中，液體透鏡單元LLC3提供入射角，其自垂直的偏離小於5°。
雖然圖4A及圖4B將透鏡30說明為液體透鏡單元，但亦可使用其它類型之透鏡。加長(lengthening)總體可變功率光學設計可允許使用標準透鏡來代替液體透鏡單元。
可變功率光學系統之長度部分取決於由液體透鏡單元提供之光學功率之範圍。透鏡之長度可藉由使用具有液體之高折射率差異的液體透鏡單元而最小化。透鏡之長度亦可藉由使用多個液體透鏡單元及/或摺疊而最小化。
為簡化起見，圖1A、圖1B、圖2A、圖2B、圖4A及圖4B將透鏡元件繪示為含有光學功率之板。應瞭解，透鏡元件可由多個具有不同透鏡材料及/或光學表面之組件組成。
圖5A~圖5E說明例示性可變功率光學設計之光學圖。圖5A說明寬的位置，且圖5E說明遠攝位置。圖5B~圖5D說明中間變焦位置。無限遠焦點(infinity focus)用於圖5A~圖5E中說明之所有變焦位置。
此可變功率光學設計使用五個液體透鏡單元40、42、44、46及48，其中每一液體透鏡單元具有可變表面50、52、54、56及58。物空間附近之透鏡群包含兩個液體透鏡單元40、42，且主要用以對提供聚焦及變焦進行輔助。可變功率光學設計亦包含兩個液體單元44、46，其主要用以對提供變焦進行輔助。在所說明之實施例中，光闌60位於包括液體透鏡單元40、42之透鏡群與包括液體透鏡單元44、46之透鏡群之間。可變功率光學設計亦包含液體透鏡單元48，其部分提供對影像平面62處之入射角的控制。全部五個液體透鏡在可變功率光學系統自寬的位置改變至遠攝位置以及自無限遠焦點改變至近焦點時一起組合地提供對影像平面上之軸外場束之主光線之聚焦、變焦及入射角的控制。
如圖5A~圖5D中所說明，由可變表面54提供之光學功率良好地保持恆定，且僅在圖5E中顯著改變。此說明了若變焦位置限於圖5A~圖5D中所示之範圍，則可用固定透鏡元件替代液體透鏡單元44。因此，液體透鏡單元之數目可隨設計要求而變化。
對於圖5A~圖5E所示之透鏡設計，由可自Optical Research Associates,Pasadena,CA USA購得之CodeV光學設計軟體版本9.70製作之清單附加至本說明書作為本說明書之一部分且以全文引用之方式併入。
圖6說明具有可變功率光學系統102之相機100的方塊圖。圖6亦說明透鏡控制模組104，其控制光學系統102中之透鏡群的移動及操作。控制模組104包含控制液體透鏡單元中之曲率半徑(radius of curvature)的電子電路。用於各種聚焦位置及變焦位置之適當電子信號位準可預先確定且置放於一或多個查找(look-up)表中。或者，類比電路或電路與一或多個查找表之組合可產生適當的信號位準。在一個實施例中，使用多項式(polynomial)來確定適當的電子信號位準。沿多項式之點可儲存在一或多個查找表中，或多項式可以電路來實施。查找表、多項式及/或其它電路可使用多個用於變焦位置、聚焦位置、溫度或其它條件之變數。
熱效應亦可在液體之間的表面之曲率半徑之控制中考慮。多項式或查找表可包含與熱效應相關之額外變數。
控制模組104可包含用於特定變焦設定或焦距之預設控制。此等設定可由使用者或相機製造商儲存。
圖6進一步說明影像俘獲模組106，其接收對應於一外部物體之光學影像。所述影像沿光軸傳輸而通過光學系統102至影像俘獲模組106。影像俘獲模組106可使用多種格式，諸如膠片(例如，生膠片(film stock)或靜態圖片膠片)，或電子影像檢測技術(例如，CCD陣列、CMOS裝置或視訊拾取電路)。光軸可為直線的，或其可包含摺疊。
影像儲存模組108將所俘獲的影像維持於例如機載(on-board)記憶體中或膠片、磁帶或磁盤上。在一個實施例中，儲存媒介是可裝卸的(例如，快閃記憶體、膠片罐(film canister)、磁帶匣(tape cartridge)或磁盤)。
影像傳送模組110提供所俘獲的影像向其它裝置之傳送。舉例而言，影像傳送模組110可使用一種或多種連接，諸如USB埠、IEEE 1394多媒體連接、乙太網(Ethernet)埠、藍芽無線連接、IEEE 802.11無線連接、視訊組件連接或S視訊連接。
相機100可以多種方式實施，諸如視訊相機、蜂巢式電話相機、數位照相機或膠片相機。
聚焦及變焦群中之液體單元可用以提供穩定化，如2008年12月3日申請且以全文引用方式併入的題為「Liquid Optics Image Stabilization」之美國專利申請案第12/327,666號中所描述者。藉由使用非移動的透鏡群，摺疊可用以減少總體大小，如2008年12月3日申請且以全文引用方式併入的題為「Liquid Optics with Folds Lens and Imaging Apparatus」之美國專利申請案第12/327,651號中所描述者。一個或多個移動的透鏡群可與一個或多個液體單元相組合而被使用，如2008年10月6日申請且以全文引用方式併入的題為「Liquid Optics Zoom Lens and Imaging Apparatus」之美國專利申請案第12/246,224號中所描述者。
應注意，熟習此項技術者將瞭解各種改變及修改。此些改變及修改應理解為包含在所附申請專利範圍界定之本發明的範疇內。
10．．．光闌
12．．．沿邊光線
14．．．沿邊光線
16．．．主光線
18．．．入射角
20．．．第一液體透鏡單元
22．．．第二液體透鏡單元
24．．．成像透鏡
26．．．影像平面
28．．．主光線
30．．．液體透鏡單元
40、42、44、46、48．．．液體透鏡單元
50、52、54、56、58．．．可變表面
60．．．光闌
62．．．影像平面
100．．．相機
102．．．可變功率光學系統
104．．．透鏡控制模組
106．．．影像俘獲模組
108．．．影像儲存模組
110．．．影像傳送模組
圖1A及圖1B是描繪使用液體之可變功率光學系統中之軸向光束的沿邊光線的光學圖。
圖2A及圖2B是描繪使用液體之可變功率光學系統中之軸向光束的沿邊光線以及軸外場束之沿邊光線的光學圖。
圖3A、圖3B、圖3C、圖3D及圖3E說明光線在影像面上之各種入射角。
圖4A及圖4B說明使用液體透鏡單元來調整光線在影像面上之入射角。
圖5A、圖5B、圖5C、圖5D及圖5E說明例示性可變功率光學系統設計之光學圖。
圖6為相機之方塊圖。
10‧‧‧光闌
12‧‧‧沿邊光線
20‧‧‧第一液體透鏡單元
22‧‧‧第二液體透鏡單元
24‧‧‧成像透鏡
26‧‧‧影像平面

Claims (31)

  1. 一種光學系統，其經配置以收集自物空間放射之輻射，且沿共同光軸將所述輻射遞送至影像空間中之影像面，所述光學系統包括：第一可變功率光學組件，其固定於所述共同光軸上，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以產生所述第一可變功率光學組件中之光學功率的改變，從而導致入射到所述影像面上之影像點之主光線之入射角之變化；以及第二可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以減少因改變所述第一可變功率光學組件之形狀而引起的所述影像面上之所述影像點處之所述主光線之所述入射角中的所述變化之大小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之光學系統，其中所述第一可變功率光學組件之所述形狀經改變以提供變焦功能。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之光學系統，其中所述變焦範圍大於約3x。
  4. 如申請專利範圍第2項所述之光學系統，其中所述變焦範圍大於約4x。
  5. 如申請專利範圍第2項所述之光學系統，其中所述 變焦範圍大於約5x。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之光學系統，更包括：第三可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以產生在所述第三可變功率光學組件結合所述第一可變功率光學組件和所述第二可變功率光學組件中之光學功率的改變，來導致所述主光線角度的變化。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之光學系統，其中所述第三可變功率光學組件沿著所述共同光軸而位於所述第一可變功率光學組件和所述第二可變功率光學組件之間。
  8. 如申請專利範圍第1項所述之光學系統，其中所述第二可變功率光學組件位於接近所述影像面上且是沿著所述共同光軸的最後光學組件，從而實質上影響所述主光線角度。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之光學系統，其中所述影像面形成於至少一個微透鏡的附近中而經組態以收集及聚焦光敏區域之光。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之光學系統，其中所述第二可變功率光學組件經組態以減少所述主光線之所述入射角自垂直於所述影像平面的偏離小於10°。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之光學系統，其中所述第二可變功率光學組件經組態以減少所述主光線之所述入射角自垂直於所述影像平面的偏離小於5°。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之光學系統，其中所述第一可變功率光學組件之所述形狀經改變以提供聚焦功能。
  13. 一種不使用軸向移動群之可變功率接物鏡光學系統，包括：第一透鏡群中的至少兩個可變功率光學組件，其一起以固定影像面來提供變焦功能，所述至少兩個可變功率光學組件中的每一個包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以產生對應之可變功率光學組件中之光學功率的改變；以及第二透鏡群中的至少一個可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以減少入射到所述影像面上之主光線之入射角中的變化之大小，至少部分由所述變焦功能提供的所述至少兩個可變功率光學組件引起的所述入射角中的變化。
  14. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述變焦範圍大於約3x。
  15. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述變焦範圍大於約4x。
  16. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述變焦範圍大於約5x。
  17. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡 光學系統，其中所述第二透鏡群中的所述至少一個可變功率光學組件經組態以減少所述主光線之所述入射角的偏離小於10°。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述第二透鏡群中的所述至少一個可變功率光學組件經組態以減少所述主光線之所述入射角的偏離小於5°。
  19. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述第二透鏡群中的所述至少一個可變功率光學組件沿著共同光軸而位於所述第一透鏡群中的所述至少兩個可變功率光學組件之後。
  20. 如申請專利範圍第19項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述第二透鏡群中的所述至少一個可變功率光學組件位於接近所述影像面上且是沿著所述共同光軸的最後光學組件，從而實質上影響所述主光線之所述入射角。
  21. 如申請專利範圍第20項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述影像面形成於至少一個微透鏡的附近中而經組態以收集及聚焦光敏區域之光。
  22. 如申請專利範圍第13項所述之可變功率接物鏡光學系統，其中所述至少兩個可變功率光學組件中的一者或多者的所述接觸表面之所述形狀經改變以提供聚焦功能。
  23. 一種可變功率接物鏡光學系統，包括： 至少一個可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以減少至少部分由變焦功能引起的影像面上之影像點之主光線之入射角中的變化之大小。
  24. 一種可變功率接物鏡光學系統，包括：至少一個可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以減少至少部分由聚焦功能引起的影像面上之影像點之主光線之入射角中的變化之大小。
  25. 一種可變功率接物鏡光學系統，包括：至少一個可變功率光學組件，包括至少兩種具有不同折射性質之液體及至少一個位於所述兩種液體之間的接觸表面，其中所述接觸表面之形狀經改變以減少至少部分由變焦功能及聚焦功能引起的影像面上之影像點之主光線之入射角中的變化之大小。
  26. 一種輻射遞送方法，沿共同光軸將輻射遞送至像空間中之影像面，包括：改變位於第一可變功率光學組件的兩種液體之間的至少一個接觸表面之形狀，所述第一可變功率光學組件固定於所述共同光軸上，所述第一可變功率光學組件的兩種液體具有不同折射性質，其中所述第一可變功率光學組件的所述接觸表面之形狀的所述改變將改變在所述第一可變 功率光學組件的光學功率，從而導致影像面上之影像點之主光線之入射角的變化；以及改變位於第二可變功率光學組件的兩種液體之間的至少一個接觸表面之形狀，所述第二可變功率光學組件的兩種液體具有不同折射性質，其中所述第二可變功率光學組件的所述接觸表面之形狀的所述改變將減少因改變所述第一可變功率光學組件之形狀而引起的所述影像面上之所述影像點處之所述主光線之所述入射角的所述變化之大小。
  27. 如申請專利範圍第26項所述之輻射遞送方法，其中所述第一可變功率光學組件之所述形狀的所述改變用以提供變焦功能。
  28. 如申請專利範圍第27項所述之輻射遞送方法，其中所述變焦範圍大於約3x。
  29. 如申請專利範圍第27項所述之輻射遞送方法，其中所述變焦範圍大於約4x。
  30. 如申請專利範圍第27項所述之輻射遞送方法，其中所述變焦範圍大於約5x。
  31. 如申請專利範圍第26項所述之輻射遞送方法，更包括：改變位於第三可變功率光學組件的兩種液體之間的至少一個接觸表面之形狀，所述第三可變功率光學組件的兩種液體具有不同折射性質，其中所述第三可變功率光學組件的所述接觸表面之形狀的所述改變將導致在所述第三 可變功率光學組件結合所述第一可變功率光學組件和所述第二可變功率光學組件中之光學功率的改變，來導致所述主光線之所述入射角的所述變化。
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