[实用新型]复合焦距可调式液晶镜头

说明书

一、技术领域

本实用新型涉及照相设备，尤其涉及一种应用于数字相机或照相手机，具有将透镜一体结合成单一模块的复合焦距可调式液晶镜头。

二、背景技术

现有机械式变焦镜头通常包括至少二个运动组件，一者为放大倍率以及聚焦的光学组件，另一者为借助小型马达非线性或线性驱动位移以变化焦距的机械组件。在现今便携式电子/通信装置中，受到有限的应用空间与长度限制，变焦镜头无法在放大与缩小倍率间，作太大距离的移动操作。

一种现有可调式液晶镜头(TUNABLE LIQUlD CRYSTAL LENS)可以符合体积小且重量轻，没有运动组件且容易组装的要求。现有可调式的液晶镜头已发展和应用一段时间，该可调式的液晶镜头通过不同的电压加在液晶层的电极上，产生不同的折射率及焦距。

但是，上述现有可调式液晶镜头，在应用过程中，由于必需配合透镜系统方可进行摄影镜头应用，通常包括数个透镜，而透镜的材料为塑料或玻璃，并且透镜的数量取决于分辨率或其它摄影功能。就算是最简单的摄影应用作用，如应用在数字照相机或照相手机，该现有可调式液晶镜头所需配合的透镜数量通常必需是2个、3个或4个；如果提升摄影功能设计，通常必需超过4个透镜以上才能符合摄影光学的基本性能要求。因此，现有的可调式液晶镜头在模块化的制作或应用过程中，有许多不利的因素，如复杂的透镜组装安排及制作过程，加上需配置大量的透镜组件，增加调整及核准工序，使生产优良率不佳且生产成本较高，如果必需配合如数字照相机或照相手机的变焦镜头模块装配，装配生产将更为困难，必需耗费更多的工时、人力及成本，不利于产业利用。

上述现有的可调式液晶镜头于应用上的另一个问题是，该液晶材料的优劣不一，有因为液晶材料问题而产生的极化(polarization)缺点，致使影像摄影及撷取品质受到影响。

此外，在先前的专利与技术文献方面，如美国发明专利第4,037,927号案，揭示通过改变电极的电压而改变折射率；美国发明专利第4,190,330号、美国发明专利第4,572,616号、美国发明专利第4,795,248号、美国发明专利第5,047,847号、美国发明专利第5,150,234号等案描述及揭示液晶镜头结构以凸面或凹面基层和应用不同外加电压以产生焦距的技术。相同技术也揭示在日本人佐藤(Sato)于1979年9月的“由液晶镜头晶胞变焦”日本应用物理学术月刊的第18期第9页1679-1684中。

美国发明专利第4,572,612号案，揭示了建立一系列的透射电极及借助这些电极形成复合焦距可调式液晶镜头的技术。其它如日本人林等人(Lin etal.)于2005年第44期第1A号的日本应用物理月刊第243-244页内发表的“可变焦圆柱形液晶镜头”内文中，揭示ITO电极涂镀在不同两边的基层上而达到不同焦距取得的效果。

美国发明专利第5,124,836号案，美国发明专利第6,437,925号案则揭示一个新的方法，在液晶层中增加一些材枓以补偿曲面的液晶镜头基层。

美国发明专利第4,907,860号案、美国发明专利第5,299,289号案、美国发明专利第5,764,317号案、美国发明专利第6,061,107号案、美国发明专利第6,072,107号案揭示了组成液晶droplets的方法，但不是关于镜头的应用技术。

美国发明专利第6,218,679号案，揭示了同性质的液晶droplets具备非常小的波长，且不会扩散光及透射可见光。美国发明专利第6,331,881号案提及，由树脂和cholesteric液晶材料混合物组成的液晶层，但它会反射可见光。

美国发明专利第6,859,333号案，揭示了一种可调式的液晶镜头技术，即一种典型现有镜头，通过ITO电极涂在凹面或凸面形状的基层，并由不同的电压加在ITO电极上而产生液晶镜头的折射率。

美国发明专利第6,864,951号案和美国发明专利第7,042,549号案，揭示一个可调式的液晶镜头，通过非同类纳米级的聚合物以分散液晶droplets组成在液晶层中，并再暴晒于紫外线中，使镜头结构形成，并应用不同的电压加在电极，以形成镜头的折射率。

美国发明公开案第20050018127号案，揭示一种典型现有组成液晶镜头方法，混合液晶与聚合材料，通过不同电压加在电极和使用激光束以固定能量强度同时照射液晶混合物，以导引在液晶层内占据空

间且为网络结构相同性质的聚合物。