[发明专利]基于MEMS的变焦镜头系统

权利要求书

1.一种变焦镜头系统，包括：

至少一个微机电(MEMS)致动器，其被配置为位移一个或多个光学元件；

至少四个MEMS驱动的光学元件，所述至少四个MEMS驱动的光学元件中的每个都被配置为使光信号沿光信号传播路径通过，所述至少四个MEMS驱动的光学元件中的每个都包括至少一个自由表面；

所述至少四个MEMS驱动的光学元件以成对配置的方式被定位，以使得第一MEMS驱动的光学元件和第二MEMS驱动的光学元件形成第一对光学元件，并且第三MEMS驱动的光学元件和第四MEMS驱动的光学元件形成第二对光学元件，所述至少四个MEMS驱动的光学元件中的每个都能够在大体上横向于所述光信号传播路径的方向上进行位移，以允许所述第一对光学元件和所述第二对光学元件的一者或两者的光焦度发生改变。

2.如权利要求1所述的变焦镜头系统，其中所述至少四个MEMS驱动的光学元件被配置为提供至少约2倍的光学放大倍率。

3.如权利要求1所述的变焦镜头系统，其中所述至少四个MEMS驱动的光学元件包括：以小于约30mm的距离隔开的初始透镜元件和最终透镜元件。

4.如权利要求1所述的变焦镜头系统，其中所述至少四个MEMS驱动的光学元件被配置为向MEMS变焦镜头系统提供光学变焦及自动对焦功能中的每一项。

5.如权利要求4所述的变焦镜头系统，其中所述第一对光学元件包括：第一可变焦透镜，其被配置为作为阿尔瓦雷斯透镜和罗曼透镜之一。

6.如权利要求5所述的变焦镜头系统，其中所述第二对光学元件包括：第二可变焦透镜，其被配置为作为阿尔瓦雷斯透镜和罗曼透镜之一。

7.如权利要求6所述的变焦镜头系统，其中光学变焦功能是通过组合调节所述第一可变焦透镜的第一焦距和所述第二可变焦透镜的第二焦距来实现的。

8.如权利要求6所述的变焦镜头系统，其中自动对焦功能是通过独立于所述第二可变焦透镜调整所述第一可变焦透镜的第一焦距来实现的。

9.如权利要求4所述的变焦镜头系统，其中所述第一对光学元件和所述第二对光学元件中的一者或两者包括对应的可变焦透镜，其被配置为作为阿尔瓦雷斯透镜和罗曼透镜之一。

10.如权利要求4所述的变焦镜头系统，其中所述第一对光学元件和所述第二对光学元件中的一者或两者包括对应的可变焦透镜，且其中所述可变焦透镜包括与高于三阶的多项式相关的表面。

11.如权利要求1所述的变焦镜头系统，还包括多个MEMS挠性悬架，所述MEMS挠性悬架中的每个都耦合到所述至少四个MEMS驱动的光学元件中的MEMS驱动的光学元件，所述MEMS挠性悬架中的每个都被配置为在大体上横向于所述光信号传播路径的方向上进行弹性变形。

12.如权利要求1所述的变焦镜头系统，还包括第一位移设备，其被配置为在大体上横向于所述光信号传播路径的方向上，相对于所述第二MEMS驱动的光学元件位移所述第一MEMS驱动的光学元件，所述第一位移设备包括：

至少一个基准支撑构件；

第一平台，其被配置为承载所述第一MEMS驱动的光学元件；

第一挠性悬架，其被耦合于所述第一平台和所述至少一个基准支撑构件之间；

第二平台，其被配置为承载所述第二MEMS驱动的光学元件；以及

第二挠性悬架，其被耦合于所述第二平台和所述至少一个基准支撑构件之间，

其中所述第一挠性悬架和所述第二挠性悬架中的每个都被配置为沿大体上横向所述光信号传播路径的方向进行弹性变形。

13.如权利要求12所述的变焦镜头系统，其中所述第一位移设备还包括：一组驱动机件，其被配置为向所述第一平台和所述第二平台中的每个施加位移作用力，所述一组驱动机件包括所述至少一个MEMS致动器。

14.如权利要求13所述的变焦镜头系统，其中所述一组驱动机件包括：所述至少一个MEMS致动器，其被耦合到至少一个位移放大机件，所述位移放大机件被配置为在大体上横向于所述光信号传播路径的方向上，相对于所述第二平台位移所述第一平台。

15.如权利要求14所述的变焦镜头系统，其中所述位移放大机件包括：第一组挠性梁，其被耦合于第一MEMS致动器和所述第一平台之间。