專利名稱：變焦透鏡模組的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明關(guān)于一種變焦透鏡模組，尤指一種適用于具拍照功能的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的變焦透鏡模組。
背景技術(shù)：
隨著多媒體技術(shù)的發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)已被人們廣泛應(yīng)用，具有廣大的市場需求，且近年來手機(jī)也快速向高性能、多功能化方向發(fā)展，數(shù)碼相機(jī)與手機(jī)的結(jié)合已經(jīng)成為發(fā)展移動多媒體技術(shù)的關(guān)鍵。數(shù)碼相機(jī)的變焦方式有兩種，即光學(xué)變焦和數(shù)字變焦光學(xué)變焦是通過鏡片的組合改變焦距以達(dá)到變焦的目的；而數(shù)字變焦為將影像感測器所擷取的影像加以剪裁并通過插值算法還原成原圖大小。
相機(jī)鏡頭模組是具拍照功能的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的關(guān)鍵零組件，利用光學(xué)變焦的鏡頭模組為了進(jìn)行對焦，需改變物鏡組、光圈及目鏡組之間的距離，故需一垂直的伸縮空間，其所占空間較大，增加了具拍照功能的手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的厚度，不利于其朝輕小方向發(fā)展。目前消費(fèi)者對相機(jī)成像品質(zhì)要求越來越高，而利用數(shù)字變焦的鏡頭模組所得影像畫質(zhì)較差，不能適應(yīng)市場要求。
一種變焦透鏡，如公開于2002年9月18日的中國專利第02102560.6號，其利用兩組凸輪機(jī)構(gòu)來移動透鏡組從而達(dá)到變焦的目的。其中，第一凸輪機(jī)構(gòu)包括旋轉(zhuǎn)圓筒、凸輪銷、第一凸輪圓筒連接板，旋轉(zhuǎn)圓筒的外表面設(shè)有圓周肋，第一凸輪圓筒上具有螺旋凸輪槽；第二凸輪機(jī)構(gòu)包括第二凸輪圓筒，第二凸輪圓筒又包括兩個螺旋槽道和兩縱向槽道；凸輪機(jī)構(gòu)用來實現(xiàn)將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成平動，故旋轉(zhuǎn)凸輪機(jī)構(gòu)即可通過透鏡組與凸輪圓筒上的螺旋凸輪槽的配合使透鏡組沿光軸方向平移，從而實現(xiàn)變焦。這種利用凸輪機(jī)構(gòu)來移動透鏡組的變焦結(jié)構(gòu)，由于需改變透鏡組之間的距離，故透鏡模組尺寸勢必較大，且該凸輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，各圓筒上的螺旋槽道加工較為困難，造成其制造成本較高，同時，機(jī)械移動也有不可靠、精度較差的缺點(diǎn)。
現(xiàn)有另一變焦透鏡，如美國專利申請第US20030227560號于2003年12月11日所公開的變焦透鏡，其利用壓電材料變形帶動透鏡移動來實現(xiàn)變焦。該變焦透鏡包括一可動套筒、一固定套筒、壓電部分及一系列其他附屬結(jié)構(gòu)，元件較多，且其壓電部分的結(jié)構(gòu)與制程較復(fù)雜，增加了制造成本；該發(fā)明需通過改變透鏡位置而變焦，故需一垂直伸縮空間，所占空間較大，增加了具拍照功能的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)的體積，不利于其朝輕小方向發(fā)展。
鑒于以上缺點(diǎn)，有必要提供一種整體尺寸較小、結(jié)構(gòu)較為簡單且成像效果較好的透鏡模組。

發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種變焦透鏡模組，其可減小具拍照功能的手機(jī)或數(shù)碼相機(jī)的尺寸，并能獲得較好的圖像效果。
一種變焦透鏡模組，包括一鏡筒和至少一變焦透鏡及一透明電極，其中變焦透鏡由透明壓電材料做成，置于該鏡筒內(nèi)，透明電極由分別置于所述變焦透鏡前后表面或者前后面的第一電極和第二電極構(gòu)成。通過給透明電極施加電壓，使透鏡中的壓電材料在壓電效應(yīng)下發(fā)生形變，從而引起變焦透鏡曲率半徑變化，并可通過調(diào)節(jié)電壓的大小和方向，改變其曲率半徑，從而改變透鏡的焦距。
相較現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明變焦透鏡模組僅包括一鏡筒、一變焦透鏡和一透明電極，結(jié)構(gòu)簡單，附屬元件較少，制程也較簡單，故生產(chǎn)成本較低；另外，本發(fā)明在變焦時通過透鏡本身曲率半徑的變化改變其焦距，因此無須改變物鏡、光圈及像鏡之間的距離，故可節(jié)省其伸縮空間，從而減小電子產(chǎn)品的體積；本發(fā)明透鏡模組采用光學(xué)變焦，其圖像效果較好。

圖1是本發(fā)明變焦透鏡模組第一實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明變焦透鏡模組第一實施例結(jié)構(gòu)的II-II剖視圖；圖3是本發(fā)明變焦透鏡模組第二實施例的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明變焦透鏡模組第二實施例結(jié)構(gòu)的IV-IV剖視圖。
具體實施方式

第一實施例請參閱圖1和圖2，本發(fā)明變焦透鏡模組包括變焦透鏡1、透明電極2和鏡筒3。變焦透鏡1置于鏡筒3內(nèi)，且與鏡筒3內(nèi)壁接觸，其由任何具壓電特性的透明壓電材料制成，優(yōu)選鈦酸鋯酸鉛(PLZT[Pb1-xLax(Zry，Ti1-y)1-(x/4)O3])，其參數(shù)最優(yōu)化時X＝0.08，Y＝0.65，此時透光率最高，達(dá)98％。該變焦透鏡1側(cè)面形狀可為凹凸透鏡、平凸透鏡、雙凸透鏡、凸凹透鏡、平凹透鏡和雙凹透鏡等之中的任一種，優(yōu)選平凸透鏡和平凹透鏡。
透明電極2包括第一電極21和第二電極22，該透明電極2由任何透明導(dǎo)電材料構(gòu)成，這里優(yōu)選錫摻雜的氧化銦(ITO[Indium TinOxide])，即ITO透明導(dǎo)電膜，在本實施例中，通過分別在透鏡前后表面均勻鍍上透明導(dǎo)電材料形成第一電極21和第二電極22，另外為防止在電極加電壓發(fā)生短路，在透明電極2的ITO透明導(dǎo)電膜與變焦透鏡1最外圓周之間有一環(huán)形區(qū)域11，該環(huán)形區(qū)域11未鍍透明導(dǎo)電材料。
第二實施例請參閱圖3和圖4，本發(fā)明變焦透鏡模組包括變焦透鏡1’、透明電極2’和鏡筒3’，其與第一實施例的主要區(qū)別在于，透明電極2’的第一電極21’和第二電極22’，不是通過分別在透鏡前后表面均勻鍍上透明導(dǎo)電材料形成電極，而是在變焦透鏡1’的前后面各安放一鍍透明導(dǎo)電材料的玻璃基片，通常為鍍ITO透明導(dǎo)電膜的玻璃基片，以導(dǎo)電玻璃基片作為第一電極21’和第二電極22’。第一電極21’和第二電極22’形狀為圓形，并與變焦透鏡1’保持一定距離。本實施例其它結(jié)構(gòu)及材料要求與第一實施例相同。
應(yīng)用變焦透鏡模組時，通過改變第一電極21、21’與第二電極22、22’上電源電壓或變換其正負(fù)從而可通過電場控制壓電材料的形狀變化，使變焦透鏡1、1’產(chǎn)生拉伸或壓縮。從而達(dá)到變焦透鏡1、1’曲率半徑的改變由此改變整個透鏡模組焦距的目的。其中該變焦透鏡1、1’的曲率半徑變化原理如下透鏡成像公式，1/f＝1/u+1/v。
其中u為物距，v為像距。
透鏡焦距，f＝(n-1)(1/r′-1/r″)。
其中r′及r″為第一透鏡兩面的曲率半徑，n為折射率，因折射率n對曲率半徑不敏感，可忽略其變化，故使變焦透鏡1、1’的曲率半徑改變，即可實現(xiàn)變焦透鏡1、1’焦距f的變化，由此進(jìn)行調(diào)焦。
當(dāng)變焦透鏡1、1’為平凸透鏡為例說明其焦距變化原理如下拉伸時，r″不變，r′變大，則焦距f變大。
放松時，r″不變，r′變小，則焦距f變小。
其中r′為平凸透鏡凸面的曲率半徑，r″為平凸透鏡平面的曲率半徑。
可以理解，本發(fā)明變焦透鏡模組中變焦透鏡1、1’的數(shù)量可延伸為多個，即可根據(jù)需要增加變焦透鏡1、1’的數(shù)量，從而實現(xiàn)數(shù)碼相機(jī)的大范圍變焦要求。此外，變焦透鏡模組也可以是變焦透鏡和其它普通透鏡的組合。
本發(fā)明變焦透鏡模組可置于具拍照功能的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種變焦透鏡模組，包括一鏡筒，其特征在于該變焦透鏡模組還包括至少一變焦透鏡、一透明電極，其中變焦透鏡由透明壓電材料做成，置于該鏡筒內(nèi)，透明電極由分別置于所述變焦透鏡前后表面的第一電極和第二電極構(gòu)成。
2.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡模組，其特征在于該透明壓電材料為鈦酸鋯酸鉛(PLZT[Pb1-xLax(Zry，Ti1-y)1-(x/4)O3])。
3.如權(quán)利要求2所述的變焦透鏡模組，其特征在于該鈦酸鋯酸鉛(PLZT[Pb1-xLax(Zry，Ti1-y)1-(x/4)O3])，其中X＝0.08，Y＝0.65。
4.如權(quán)利要求1所述的變焦透鏡模組，其特征在于該第一電極和第二電極由鍍在變焦透鏡前后表面的透明導(dǎo)電膜構(gòu)成。
5.如權(quán)利要求4所述的變焦透鏡模組，其特征在于該透明導(dǎo)電膜材料為錫摻雜的氧化銦(ITO[Indium Tin Oxide])。
6.一種變焦透鏡模組，包括一鏡筒，其特征在于該變焦透鏡模組還包括至少一變焦透鏡、一透明電極，其中變焦透鏡由透明壓電材料做成，置于該鏡筒內(nèi)，透明電極由置于所述變焦透鏡前后面的第一電極和第二電極構(gòu)成，且第一電極和第二電極分別與變焦透鏡表面保持一定距離。
7.如權(quán)利要求6所述的變焦透鏡模組，其特征在于該透明壓電材料為鈦酸鋯酸鉛(PLZT[Pb1-xLax(Zry，Ti1-y)1-(x/4)O3])。
8.如權(quán)利要求7所述的變焦透鏡模組，其特征在于該第一電極和第二電極由表面鍍有透明導(dǎo)電膜的圓形玻璃基片構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的變焦透鏡模組，其特征在于該透明導(dǎo)電膜材料為錫摻雜的氧化銦(ITO[Indium Tin Oxide])。
全文摘要
一種變焦透鏡模組，可置于具拍照功能的手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)內(nèi)，其包括一鏡筒和至少一變焦透鏡及一透明電極，其中變焦透鏡由透明壓電材料做成，置于該鏡筒內(nèi)，透明電極由分別置于所述變焦透鏡前后表面或者前后面的第一電極和第二電極構(gòu)成。通過給透明電極施加電壓，使透鏡中的壓電材料在壓電效應(yīng)下發(fā)生形變，從而引起變焦透鏡曲率半徑變化，并可通過調(diào)節(jié)電壓的大小和方向，改變其曲率半徑，從而改變透鏡的焦距。此種變焦方法無需移動透鏡位置，節(jié)省了由此增加的伸縮空間，有利于手機(jī)和數(shù)碼相機(jī)實現(xiàn)輕小化。
文檔編號G02B15/14GK1704793SQ20041002752
公開日2005年12月7日 申請日期2004年6月1日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月1日
發(fā)明者黃文正, 黃全德 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司