[发明专利]具有可变焦距的柔性透镜组件

说明书

技术领域

本发明涉及具有可调焦距能力的光学透镜组件，且特别涉及可调透 镜组件的组件，所述可调透镜组包括位于腔中的可压缩凝胶或弹性体材 料或相似材料的透镜体和分别与透镜体上的每侧相邻地定位、附着到各 个侧上的侧壁的透明罩，所述腔由包围腔的支持壁限定，其中根据所附 的独立权利要求1和从属权利要求的实施例的变形，布置在透明罩中的 至少一个上的压电致动器在被激活时通过分别弯曲一个或两个罩来提 供透镜体的形状上的变化，从而改变透镜组件的焦距。

背景技术

对于针对具有可调节焦距的透镜组件的低成本大量解决方案的需 要总是在增加。例如现代的移动电话现在装备有微型数字照相机模块且 对镜头和透镜组件的质量和成本需求在增加。越来越多的用在例如移动 电话和膝上计算机中的微型照相机带有自动聚焦功能。针对该应用的透 镜系统的设计需要通过提供尽可能少的操作步骤等来满足若干要求，如 当将透镜安装在照相机模块上面时操作的容易性。当透镜布置包括可调 参数(如自动聚焦镜头中遇到的那样，其中例如必须调整焦距以适合从 透镜到要拍摄的物体的距离)时，这些挑战更加严峻。这样的镜头一般 是包括可移动部件的复杂设计，这使得难以以简单的方式组装透镜。关 于这样的设计的进一步挑战在于提供尽可能薄的透镜组件的需求一直 增加。薄而轻的移动电话和照相机是市场中的必然。

存在制造紧凑型自动聚焦透镜元件的多个可行的解决方案。例如 WO2006136613中公开了基于电润湿原理的充液透镜元件。另一例子公 开在Journal of Micromechanics and Microengineering上2006年5月9日 Weisong等人的文章“Design，fabrication and testing of a micro machines integrated tuneable micro lens”中，其中在腔中包含液体的透镜组件可被 压缩或延长以实现对镜头焦距的调节。

现有技术的这两个透镜的例子都包括一个或多个液体。如本领域技 术人员已知的，对腔填充或限定液体可在生产和使用期间带来问题。

可调透镜组件的另一原理在US4802746中有所说明，其中在光轴方 向上叠加多个弹性构件。通过在透镜元件的一侧施加力，根据施加的力 的大小，变形产生会导致可变聚焦特性的弯曲。

JP 02178602公开了具有可调焦距的透镜，该透镜包括由两个透明 表面1d、2和弹性密封材料3限定的透明液体4。通过对布置在透明表 面上的透明压电膜1c施加电压来调节透明表面中的一个(1d)的弯曲。

JP 01140118公开了一种具有可调节焦距的透镜，该透镜包括两个 透明表面1、3，在这两个表面之间具有被壁10限定的液体2。液体2 可以是凝胶或聚合物。透明表面中的一个是透明压电聚合物，其中该表 面的弯曲由施加到两个电极4、5的电压控制。

US2002/0048096公开了如何控制镜1的变形。压电致动器3以某种 模式布置在镜的背侧，且该变形基于从附着到镜的传感器接收的信号而 被控制。

挪威专利申请No.20065237公开了一种透镜组件，该透镜组件在布 置于透明支持物上的凝胶或弹性体上面包括浮动玻璃罩。位于浮动玻璃 罩外周的浮动玻璃罩上面的压电致动器在被激活时提供浮动玻璃罩的 弯曲，这导致凝胶或弹性体的表面弯曲的变化。然而，焦距调节的范围 不会由于浮动玻璃罩的弯曲的受限范围而受到限制。如果致动力高，则 浮动玻璃罩的边缘可能切割直接位于浮动玻璃罩边缘下方的凝胶或弹 性体，从而损坏透镜体，因此有可能会损坏透镜体这一可能性限制了焦 距调节的范围。

发明内容

因此需要提供一种透镜组件，该透镜组件提供挪威专利申请 No.20065337中公开的透镜组件的主要优点，且同时提供了焦距调节的 增大的范围且在进行调节时不改变透镜组件的特性，在整个调节范围内 进行调节时保护透镜体不受到任何形式的损坏，且在与根据本发明的透 镜组件一起使用的其它光学和电组件进行互连等时在制造期间保护透 镜体不受到损坏或干扰。根据本发明的透镜组件的该特性还在应用中使 用透镜组件时保护透镜组件。