电活性聚焦和变焦系统技术方案

本发明专利技术的一些方面提供了不具有移动部件的动态聚焦系统和动态变焦系统。动态聚焦系统能够包括电活性透镜、与该电活性透镜光通信的固定焦距透镜和焦平面。动态变焦系统能够包括第一电活性透镜、第二电活性透镜、固定焦距透镜和焦平面。本发明专利技术的电活性透镜能够具有可调节的光功率以提供可变聚焦的能力。动态聚焦系统和动态变焦系统能够包括用于改变电活性透镜的可调节光功率的控制器。动态聚焦系统能够基于所包括的电活性透镜的受控光功率而聚焦到在不同距离上的物体。动态变焦系统能够基于所包括的电活性透镜的受控光功率来提供放大和缩小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及电活性光学系统(electro-active optical system)。更加特别地，本专利技术提供改进的电活性光学系统，其具有动态的聚焦和变焦能力。
技术介绍
常规的光学聚焦系统和光学变焦系统需要移动部件。因此，并入了这些常规系统的器件可能是笨拙的、沉重的，并且易于发生由微粒污染所造成的故障。此外，常规的光学聚焦系统和变焦系统还能由于冲击和振动而易于发生故障。因此，需要的是不需要移动部件的改进的光学聚焦系统和改进的光学变焦系统。 通过消除对移动部件的需要，并入改进的光学聚焦和变焦系统的器件能够被制造得更薄且更轻。改进的光学聚焦和变焦系统的器件还能够被制造得更耐冲击和振动，并且能够不易发生由微粒污染所造成的故障。附图/图的简要描述附图说明图1示出根据本专利技术一方面的第一动态聚焦系统。图2示出根据本专利技术一方面的第二动态聚焦系统。图3示出常规的变焦透镜系统。图4示出在变焦或远距离摄像设置中图3的常规的变焦透镜系统。图5示出根据本专利技术一方面的变焦系统。图6示出根据本专利技术一方面的第二变焦系统。专利技术详述本专利技术的一些方面提供了不具有移动部件的动态聚焦系统。例如，所有透镜和焦平面，或其一部分，在本专利技术的动态聚焦系统中沿着光轴能是不动的。本专利技术的动态聚焦系统能够包括电活性透镜、与电活性透镜光通信(optical communication)的固定焦距透镜以及焦平面。焦平面能够被定位以接收通过电活性透镜和固定焦距透镜的组合所聚焦的光。本专利技术的电活性透镜能够具有可调节的光功率以提供可变聚焦能力。本专利技术的动态聚焦系统能够包括控制器，其用于改变电活性透镜的可调节的光功率。本专利技术的动态聚焦系统能够基于电活性透镜的受控可变的光功率而聚焦到不同距离的物体上。本专利技术的动态聚焦系统所聚焦的光可以是可见光或另一种电磁辐射类型的形式，例如，紫外光或红外光。本专利技术的一些方面提供不具有移动部件的动态变焦系统。例如，所有透镜和焦平面，或其一部分，在本专利技术的动态变焦系统中沿着光轴能是不动的。本专利技术的动态变焦系统能够包括第一电活性透镜、第二电活性透镜、固定焦距透镜以及焦平面。第一电活性透镜、 第二电活性透镜和固定焦距长度透镜能够处于光通信。焦平面能够被定位以接收通过第一电活性透镜、第二电活性透镜和固定焦距透镜的组合所聚焦的光。本专利技术的动态变焦系统能够包括控制器，其用于改变电活性透镜的可调节的光功率。本专利技术的动态变焦系统能够基于电活性透镜的受控可变的光功率而提供放大和缩小(de-magnification)。本专利技术的动态变焦系统和动态聚焦系统能够彼此组合使用，和/或与任何数量的附加的电活性透镜或固定焦距透镜组合使用。图1示出了根据本专利技术一方面的动态聚焦系统100。动态聚焦系统100能够提供聚焦到被定位在不同位置的物体上，而无须使用任何移动部件或组件的能力(即，构成组件沿光轴关于彼此能够是不动的)。动态聚焦系统100能够包括被定位成彼此光通信的电活性透镜102和固定焦距透镜104。固定焦距透镜104被描绘为双凸透镜仅是出于说明性的目的，并且不限于这样的双凸透镜。也就是说，固定焦距透镜104能够是任何类型的具有固定的或静态的光功率的透镜。动态聚焦系统100在图1被显示为包括仅一个电活性透镜102和仅一个固定焦距透镜104，但是并不对该动态聚焦系统100做这样的限制。也就是说，本专利技术的动态聚焦系统100能够包括任何数量的电活性透镜和任何数量的固定焦距透镜。此外，本专利技术的动态聚焦系统100中任何数量的电活性透镜和任何数量的固定焦距透镜能够以任何方式进行排布，并且不限于在图1中所描绘的电活性透镜102和固定焦距透镜104的特定排布。更加特别地，任何数量的电活性透镜和任何数量的固定焦距透镜能够以任何顺序来定位，并且以在电活性透镜与固定焦距透镜之间的任何间距(包括无间距)来定位。作为例子，与图1中所描绘的排布相反，固定焦距透镜104能够被定位在电活性透镜102前面。动态聚焦系统100还能够包括焦平面106。焦平面106能够是电荷耦合器件 (CCD)、互补性金属氧化物半导体(CM0Q器件、摄像机(例如，胶片摄像机)或者能够接收和/或处理通过电活性透镜102和固定焦距透镜104的组合所聚焦的图像的其他器件。电活性透镜102能够是任何电活性透镜，其能够对通过电力的应用由透镜所提供的光功率进行调节、交替、或者调谐。一般来说，电活性透镜102能够包括第一基底108、包括液晶的电活性层110以及第二基底112。电活性透镜102、固定焦距透镜104和焦平面106能够在固定的空间位置上。也就是说，动态聚焦系统100能够提供聚焦能力(例如，自动聚焦功能)而没有任何可移动的组件或部件。动态聚焦系统100能够提供任何数量的聚焦点。特别地，动态聚焦系统100能够将来自以远离动态聚焦系统100的任何距离114定位的物体的光聚焦到焦平面106上。焦平面106能够被定位在远离动态聚焦系统100的聚焦元件(例如，如图1中所示的电活性透镜102和固定焦距透镜104)的任何距离116上。一般来说，在焦平面106与动态聚焦系统100的聚焦元件之间的距离116能够通过其中利用了动态聚焦系统100的应用所确定， 正如将由本领域中的技术人员容易理解的。例如，当在移动电话中使用时，距离116可以小于手持式数字摄像机应用中所使用的距离。一般来说，固定焦距透镜104能够提供任何固定的光功率，例如从20至350屈光度的范围内。由固定焦距透镜104所提供的固定光功率能够依赖于大量因数，该因数包括距离116和由电活性透镜102所提供的可变光功率。取决于电活性透镜102的类型和结构，电活性透镜能够提供在可能光功率范围内的多个离散可变的光功率和/或连续可变的光功率。可能光功率的范围能够包括正光功率、负光功率和/或中性光功率(neutral opticalpower)，以在某种程度上提供可变聚焦能力。正如说明性的非限制性例子，固定焦距透镜104能够提供51屈光度的固定光功率，并且电活性透镜能够提供以0. 5屈光度量化增加的、从-1. 0屈光度到1. 0屈光度的光功率范围。因此，电活性透镜102能够受到控制以提供-1. 0、-0. 5,0. 0,0. 5和1. 0屈光度的光功率，使得动态聚焦系统100的聚焦元件能够提供50. 0,50. 5,51. 0,51. 5和52屈光度的组合光功率。基于图像距离，即聚焦元件和焦平面106之间的距离116，动态聚焦系统 100能够聚焦到在若干不同距离的物体上。对于2cm的示例性图像距离116，动态聚焦系统能够在近似无穷远、2m、lm、2/;3m和1/ !处提供离散的聚焦点。动态聚焦系统100的口径尺寸还能够影响聚焦点的范围(例如，景深)，使得可调谐范围能够基本上是连续的。图2示出根据本专利技术一方面的动态聚焦系统200。与动态聚焦系统100 —样，动态聚焦系统200能够提供聚焦到在不同距离的物体上，而无须使用任何移动部件或组件的能力(即，构成组件沿光轴关于彼此能够是不动的)。动态聚焦系统100能够包括被定位成全部都处以光通信的电活性透镜102、第一固定焦距透镜202和第二固定焦距透镜204。动态聚焦系统200以和上面所描述的动态聚焦系统100类似的方式进行操作，本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种不具有移动部件的动态聚焦系统，包括：电活性透镜；固定焦距透镜，其与所述电活性透镜光通信；以及焦平面，其被定位以接收通过所述电活性透镜和所述固定焦距透镜的组合所聚焦的光。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·P·杜斯顿，
申请(专利权)人：E视觉有限公司，
类型：发明
国别省市：US