專利名稱：用在攝象機中的光學系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學系統(tǒng);更具體地，涉及用于小型攝象機中的聚焦調(diào)節(jié)裝置。
一般地說，在攝象機中采用一個光學系統(tǒng)以控制其中的一個聚焦透鏡組件的方法提供聚焦調(diào)節(jié)。由于透鏡組件包含多塊透鏡并需要空間來進行工作，因而這種光學系統(tǒng)不能制成適用于小型攝象機的較小尺寸及較輕的重量。
為了克服這一問題，在3，614，456號美國專利中已提出過一種具有能變形的透鏡部件的聚焦調(diào)節(jié)裝置。如該專利中所公開的，容器中的一塊薄園柱形壓電陶瓷響應(yīng)作用的控制電壓而膨脹;從而壓縮容器中的一種液體而使在容器的開口處的一層透明的膜彎曲成凸透鏡狀。由于可從作用在壓電陶瓷的電壓得到的膨脹至多只有數(shù)十微米至大約一百微米的范圍內(nèi)，這種膨脹不足以使薄膜充分地變形。因此，這種聚焦調(diào)節(jié)裝置不適用于小型攝象機的光學系統(tǒng)中。
因此，本發(fā)明的一個目的為提供一種光學系統(tǒng)來滿足小型攝象機的重量輕與尺寸小的要求。
本發(fā)明的另一個目的為提供一種具有一個液體供給裝置的光學系統(tǒng)，該液體供給裝置供給一種液體使其中的一塊柔性聚焦透鏡象一塊凸透鏡那樣變形。
本發(fā)明的上述及其它目的是通過提供一種用在攝象機中所包含的光學系統(tǒng)中的聚焦調(diào)節(jié)裝置而實現(xiàn)的，該聚焦調(diào)節(jié)裝置包括
在其中設(shè)置有一個用于接納一種透明液體的小腔的一柔性聚焦透鏡;以及用于向小腔中供給液體及從其中排出液體以便調(diào)節(jié)該柔性聚焦透鏡的焦距的裝置。
從下面結(jié)合附圖對較佳實施例所作的描述中，本發(fā)明的上述與其它目的、優(yōu)點與特征將是顯而易見的，其中

圖1為根據(jù)本發(fā)明的光學系統(tǒng)的方框圖;
圖2為圖1中所示的液體供給裝置的局剖透視圖;及圖3A與3B為圖1中所示的柔性聚焦透鏡的剖視圖。
參見圖1，其中示出了根據(jù)本發(fā)明的一個光學系統(tǒng)10的方框圖。如圖所示，該光學系統(tǒng)10包括一組前透鏡12、一組變焦透鏡14、一組中繼透鏡16及一塊柔性聚焦透鏡20。
前透鏡組12是固定在攝象機外殼(未示出)上用于采集來自目標的光線的。變焦透鏡組14位于前透鏡12的后方;并由一臺電機60沿光軸70移動以改變目標圖象的倍率。電機60由連接在一個全鏡頭開關(guān)64上的變焦電機驅(qū)動電路62控制，該開關(guān)確定變焦透鏡14的移動方向及位移。在變焦透鏡14的后面區(qū)域中，還有一組中繼透鏡16固定在攝象機外殼上，用于校正像差。前透鏡12、變焦透14及中繼透鏡16是容納在攝象機外殼內(nèi)的;并具有重合的光軸70。
柔性聚焦透鏡20位于中繼透鏡16的后方，用于將物方光線聚焦在焦點平面上;并具有兩塊透明與可彎曲的薄膜22來定義一個能夠接收一種透明液體(諸如水)的內(nèi)腔26。該液體的折射率最好是大于空氣的折射率的。柔性聚焦透鏡20可通過將兩塊具有基本上相同直徑的園形薄膜的周邊粘合在一起的方式產(chǎn)生。各薄膜22由一種諸如硅膠等透明與柔性的材料制成。柔性聚焦透鏡20在薄膜22的區(qū)內(nèi)有一個開孔24，光線不能通過它。在柔性聚焦透鏡20上連有一個導(dǎo)管28，以便液體通過開孔24流入柔性聚焦透鏡20中。通過導(dǎo)管28供給柔性聚焦透鏡20的液體的壓力使薄膜22變形成象一塊凸透鏡?？梢酝ㄟ^供給或排出液體來改變薄膜22的曲率，從而調(diào)節(jié)柔性聚焦透鏡20的焦距。柔性聚焦透鏡20是粘接固定在攝象機外殼上的，以便其光軸與光軸70重合。
一個液體供給裝置30通過導(dǎo)管28與柔性聚焦透鏡20連通以便將液體供給到柔性聚焦透鏡20中;并且是受一個驅(qū)動電路58控制的。
從柔性聚焦透鏡20出來的目標光束通過一個光學低通濾光器48聚焦在一個圖象傳感器50(例如電荷耦合器件(CCD))的一個表面上。在圖象傳感器50上將該目標光束轉(zhuǎn)換成一個電信號;并在一個圖象信號處理電路52中進一步轉(zhuǎn)換成一個視頻信號。圖象信號處理電路52的輸出被傳送到一個盒式磁帶錄象機。再者，電路52的另一個輸出被傳送到一個AF(音頻)電路54。這一電路54將一個控制信號輸出到驅(qū)動電路58中，使得視頻信號的高頻成分永遠保持最大。AF電路的更詳細的描述可在Re.33，682號美國專利中見到。
參見圖2，其中示出了液體供給裝置30。該液體供給裝置30包括一臺由驅(qū)動電路58控制的電機32;固定在電機32的軸上的一個小齒輪34;以及與小齒輪34嚙合的一根齒條36，用于將電機32的轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)變成線性運動。該裝置30還包括一個裝有該液體的園形液壓缸40;以及一個可滑動地插入液壓缸40的柱塞42。液壓缸40通過導(dǎo)管28與柔性聚焦透鏡20連通，將液體供給柔性聚焦透鏡20或從其中排出。一根連桿44連接齒條36與柱塞42以傳輸線性運動。
另外，也可用絲杠機構(gòu)來將轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)換成線性運動。此外，線性運動也可由一臺線性電機來提供，例如音圈電機。
圖3A與3B示出柔性聚焦透鏡20的典型剖視圖。如果將液體供給柔性聚焦透鏡20，薄膜22便被彎曲而縮短焦距，如圖3A中所示。如果排出液體，薄膜22便被壓扁而加長焦距，如圖3B中所示。柔性聚焦透鏡20的這些動作校正了由變焦透鏡14與目標的移動所導(dǎo)致的聚焦位移。從而，完成了聚焦調(diào)節(jié)而不需要移動多塊透鏡;并且該光學系統(tǒng)10可以滿足小尺寸與輕重量的要求。
雖然本發(fā)明是相對于示例性實施例展示與描述的，但應(yīng)能理解，可以在不脫離本發(fā)明的精神與范圍的情況下作出各種變化、改型及補充。
權(quán)利要求
1.一種用在裝在攝象機中的光學系統(tǒng)中的聚焦調(diào)節(jié)裝置，包括一個在其中設(shè)有用于接納一種透明液體的小腔的柔性聚焦透鏡；以及用于向該小腔供給液體及從其中排出液體以便調(diào)節(jié)該柔性聚焦透鏡的焦距的裝置。
2.權(quán)利要求1的裝置，其中所述柔性聚焦透鏡包括兩塊沿其周邊粘接以在其中定義該小腔的透明薄膜。
3.權(quán)利要求2的裝置，其中所述薄膜是用一種硅膠制成的。
4.權(quán)利要求1的裝置，其中所述液體供給與排出裝置包括一個在其中裝有該液體的液壓缸、一個可滑動地插入該液壓缸中的柱塞以及一個用于往復(fù)推動該柱塞的驅(qū)動機構(gòu)。
5.權(quán)利要求4的裝置，其中所述驅(qū)動機構(gòu)包括一個與該柱塞連接的齒條、一個與該齒條嚙合的小齒輪以及一臺用于轉(zhuǎn)動該小齒輪的電機。
全文摘要
用在攝象機中的一種光學系統(tǒng)，包括一塊用于聚集來自目標的光束的柔性聚焦透鏡，以及一個用于將一種透明液體供給該柔性聚焦透鏡的液體供給裝置。該柔性聚焦透鏡具有兩片用于定義能夠接納該液體的一個內(nèi)部小腔的透明與柔性的薄膜。向柔性聚焦透鏡中供給液體或從其中排出液體導(dǎo)致薄膜彎曲與變平，從而改變該柔性聚焦透鏡的焦距。
文檔編號G03B13/36GK1113011SQ9411714
公開日1995年12月6日 申請日期1994年10月20日 優(yōu)先權(quán)日1993年10月20日
發(fā)明者崔換文 申請人:大宇電子株式社