[发明专利]液体透镜、成像系统及电子设备

说明书

本发明涉及一种液体透镜，包括：可形变的腔体，所述凸腔体具有可填充液体的内腔；至少一条柔性的导液管，所述导液管的一端与所述腔体相连，且与所述腔体的内腔连通；其中，所述内腔及所述导液管中均填充有透光液体，以使所述内腔中的透光液体形成透镜形状。上述液体透镜，压缩导液管时，导液管中的液体可流入内腔，使内腔的形状变化，进而实现液体透镜焦距的改变，从而能适应投射器的变焦需求。还提出一种具有上述液体透镜的成像系统及具有该成像系统的电子设备。

技术领域

本发明涉及光学成像技术领域，特别是涉及一种液体透镜，还涉及一种具有该液体透镜的成像系统，还涉及一种具有这种成像系统的电子设备。

背景技术

移动电子设备的一个发展趋势是使用多摄像头，这些摄像头各自具有特定的功能，通常地，多个摄像头包括普通RGB摄像头、超广角RGB摄像头、IR(红外)摄像头等。其中，IR摄像头是用于TOF(TIme Of Flight，飞行时间测距)3D成像，IR摄像头需搭红外投射器使用以获得目标的深度信息，该深度信息与普通RGB摄像头或超广角RGB摄像头拍摄的图像拟合可得到目标的3D图像。普通RGB摄像头和超广角RGB摄像头拍照时，二者所覆盖的拍摄区域(视场)大小不同，而目前的红外投射器的视场角(FOV)是固定不变的，因此红外投射器只能与普通RGB摄像头和超广角RGB摄像头中的一个进行3D成像。

为解决上述技术问题，本领域中提出使用液体透镜来改变投射器的FOV。较普遍的做法是，利用电极来控制液体透镜中的带电液体的弧度，进而改变液面的弧度。当液面的弧度改变时，液体透镜的焦距改变，从而实现FOV的改变。

然而，红外投射器自身存在一个显著的特点，即其工作时的温度较高，能够高达60度。利用电极来控制液体透镜中的带电液体的弧度时，由于带电液体在镜头没有实物束缚，纯存靠电势束缚，当产生的高温导致液体分子运动时，液面弧度的完整性可能会受到破坏，导致液体透镜不能满足投射器的使用要求。

发明内容

基于此，有必要针液体透镜不能满足投射器的使用要求的问题，提出一种能满足投射器变焦需求的液体透镜。

一种液体透镜，包括：

可形变的腔体，所述腔体具有可填充液体的内腔；

至少一条柔性的导液管，所述导液管的一端与所述腔体相连，且与所述腔体的内腔连通；

其中，所述内腔及所述导液管中均填充有透光液体，以使所述内腔中的透光液体形成透镜形状。

上述液体透镜，压缩导液管时，导液管中的液体可流入内腔，使内腔的形状变化，进而实现液体透镜焦距的改变，从而能适应投射器的变焦需求。

在其中一个实施例中，所述液体透镜为凸透镜或凹透镜。凸透镜或凹透镜的内腔的形状变化时，焦距随之改变，从而能适应投射器的变焦需求。

在其中一个实施例中，在垂直于所述液体透镜的光轴的方向上，所述腔体的壁厚自所述光轴向四周边缘逐渐增加。通过上述手段，腔体的壁厚为中间薄，四周边缘厚,当液体自导液管向内腔中填充时，腔体承受的张力自中心向四周边缘逐渐增加，腔体的中心的曲率变化大于四周边缘的曲率变化，也即腔体的中心的膨胀速度比边缘快，从而实现焦距的高效改变。

在其中一个实施例中，所述导液管的一端连接有马达，所述导液管固定于所述马达的输出轴，所述输出轴用于带动所述导液管形变，以改变所述内腔中的透光液体的形状。导液管与马达直接相连，且导液管本身是柔性可弯曲的，马达工作时直接旋转扭曲整个导液管，无二次传导机械力，运动传递效率高，因此压缩导液管的效率极高，能够迅速将导液管中的液体压入内腔中。此外，利用马达的运动压缩导液管，可通过控制马达的运转来精准控制对导液管压缩的程度，实现液体透镜焦距的精准调整。

在其中一个实施例中，所述导液管设置有2条以上。通过同时压缩多条的的导液管，使得短时间内有较多的液体流入内腔，从而实现迅速调整内腔的形状，实现焦距的高效调整。