TWM469507U - 攝像裝置鏡頭之光學變焦構造 - Google Patents

Description

攝像裝置鏡頭之光學變焦構造

本創作係為一種與攝像裝置相關之技術，特別是指一種應用在攝像裝置上的光學變焦構造，能在無需移動光學鏡片的情形下，以最小的體積達成光學變焦之目的。

近年來，隨著科技進步，電子化的攝像裝置不斷地朝向輕薄短小和多功能的方向發展，有別於傳統相機通過光線引起底片上的化學變化來記錄圖像，電子化的攝像裝置是利用影像感測元件把光學影像轉換成電子數據。除了數位相機、攝影機外，大部分的行動電話、平板電腦、PDA等3C產品也具備拍照和錄影功能，具有即時觀看編輯、方便保存照片等諸多優點，成為有別於傳統相機市場的隨身攝像工具。

上述各種攝像裝置中，無論是一般相機或是數位相機要達到光學變焦的目的，皆是利用變焦鏡頭改變被拍攝物成像在攝像裝置上的焦距來獲得較佳的拍攝效果。而習知變焦鏡頭是由一光圈、複數個光學鏡片，以及一驅動光學鏡片前後移動的驅動單元等元件所組成，其變焦原理是藉由移動光學鏡片的前後位置來達到調整焦距的目的；也因為光學鏡片需要移動空間，使變焦鏡頭在設計上必須佔據相當大的體積，再加上可移動的光學鏡片在移動結構和驅動單元上的設計較為複雜，成本亦相當昂貴，使得該等變焦鏡頭在應用上受到了很大的限制。

例如，前述具有攝像裝置的3C產品中，手機攝像模組、監視器，甚至是輕薄型數位相機等等，因受限於體積和重量上的限制，基本上只能安裝簡單結構的定焦鏡頭，然後藉由程式修補、數學計算的方式來 達到變焦的目的，但此類方法屬於放大局部影像，即所謂的「數位變焦」，並非在光學上改變焦距，因此在“變焦”的同時，反而會降低於攝像裝置的成像畫質。

上述「數位變焦」雖然能藉由CCD、CMOS等影像感測元件技術的進步，來提升攝像裝置的影像畫素及成像畫質解晰度，但定焦鏡頭在光學上的有效焦距值為固定值，且成像畫面是以數位計算，仍無法像光學變焦鏡頭一樣在同一位置拍攝遠近距離不同之物體，且獲得的清晰的影像；換言之，無論CCD、CMOS等影像感測元件技術再如何演進，仍然無法如同變焦鏡頭一般利用光學原理改變焦距所達成的效果。

有鑑於此，本創作人乃累積多年相關領域的研究以及實務經驗，特創作出一種攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，以克服習知光學變焦鏡頭體積過大、重量過重，造成使用限制的缺失。

本創作之目的在於提供一種應用在攝像裝置上的光學變焦構造，該變焦構造安裝在攝像裝置之鏡頭模組前方或後方，藉以改變鏡頭模組折射影像的焦距，並能以最小的體積達到改變成像焦距的功能，提供攝像裝置之鏡頭模組原本所不能達到的變焦效果。

為達成上述目的，本創作攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，包含一沿著攝像裝置之光軸設置在鏡頭模組前方或後方的變焦鏡組，其中，所述變焦鏡組至少包含一液態透鏡、以及一組與攝像裝置之主機電性連接的正負電極，該液態透鏡具有一曲面，在正負電極通電後可調變該曲面之曲率，進而改變被拍攝物通過液態透鏡後成像在攝像裝置上的焦距，俾能在無需移動光學鏡片的情形下，以最小的體積達成到變焦之目的。

藉由上述構造，變焦鏡組之正負電極在通電後便能改變液態透鏡的曲率，因此能夠在不用移動光學鏡片的情形下，改變鏡頭模組折射影像的焦距，讓使用者能在同一位置拍攝遠近距離不同之物體，提供攝像裝置原本所不能達到的變焦效果，有效改善傳統光學變焦鏡頭需要伸縮的空間及重量過重的困擾。

以下進一步說明各元件之實施方式：實施時，攝像裝置之主機上至少設有一控制變焦鏡組改變液態透鏡曲面之曲率的控制模組。該控制模組以內建的程式運作，接受使用者的控制指令，進而根據指令來產生訊號，依訊號控制通往變焦鏡組之正負電極的電壓/電流來改變液態透鏡的光學特性，讓液態透鏡在不同電壓/電流的驅動下，改變曲面的曲率，達到使用者欲執行的變焦效果。

實施時，變焦鏡組設置在鏡頭模組後方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與攝像裝置主機之間設有至少一光學透鏡。

實施時，變焦鏡組設置在鏡頭模組後方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與鏡頭模組之間設有至少一光學透鏡。

實施時，變焦鏡組設置在鏡頭模組前方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與鏡頭模組之間設有至少一光學透鏡。

實施時，變焦鏡組設置在鏡頭模組前方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡前方設有至少一光學透鏡。

相較於習知技術，本創作利用電壓/電流便能改變液態透鏡曲面的曲率，進而改變攝像裝置成像的焦距，俾能在無需移動光學鏡片的情形下，以最小的體積達成到光學變焦之目的，提供攝像裝置之鏡頭模組原本所不能達到的變焦效果，並解決習知光學變焦鏡頭體積過大、重量過重，無法裝設在某些攝像裝置上的缺失。

100‧‧‧攝像裝置

200‧‧‧鏡頭模組

10‧‧‧變焦鏡組

11‧‧‧液態透鏡

12‧‧‧正負電極

13‧‧‧光學透鏡

20‧‧‧控制模組

第一圖：係本創作之第一實施例結構示意圖。

第二圖：係本創作之第二實施例結構示意圖。

第三圖：係本創作之第三實施例結構示意圖。

第四圖：係本創作之第四實施例結構示意圖。

第五圖：係本創作之第五實施例結構示意圖。

以下依據本創作之技術手段，列舉出適於本創作之實施方式，並配合圖式說明如後：如第一圖所示，本創作攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，包含一沿著攝像裝置100之光軸設置在鏡頭模組200前方或後方的變焦鏡組10，其中，所述變焦鏡組10至少包含一液態透鏡11、以及一組與攝像裝置100之主機電性連接的正負電極12，該液態透鏡11具有一曲面，所述液態透鏡11在通電後可調變曲面之曲率，進而改變被拍攝物通過液態透鏡11後成像在攝像裝置100上的焦距，俾能在無需移動光學鏡片的情形下，以最小的體積達成到光學變焦之目的。

實施時，攝像裝置100之主機上設有一能夠控制變焦鏡組10改變液態透鏡11曲率的控制模組20。該控制模組20以內建的程式運作，接受使用者的控制指令，進而根據指令來產生訊號，依訊號控制通往變焦鏡組10之正負電極12的電壓/電流，以改變液態透鏡11的光學特性，讓液態透鏡11在不同電壓/電流下改變曲面的曲率，達到使用者欲執行的變焦效果。

圖示中，變焦鏡組10係設置在一般數位相機的鏡頭模組200後方，變焦鏡組10在通電後便能改變液態透鏡11的曲率，在無須裝設複數片光學鏡片、也不用移動光學鏡片的情形下，改變鏡頭模組200折射影像的焦距，讓使用者能再同一位置拍攝遠近距離不同之物體，提供攝像裝置100之鏡頭模組200原本所不能達到的變焦效果，有效改善傳統光學變焦鏡頭需要伸縮的空間及重量過重的困擾。

如第二圖所示，變焦鏡組10設置在鏡頭模組200後方，所述變焦鏡組10進一步沿著光軸在液態透鏡11與攝像裝置100主機之間設有至少一光學透鏡13；或者，變焦鏡組10進一步沿著光軸在液態透鏡11與鏡頭模組200之間設有至少一光學透鏡13；圖示中以複數片光學透鏡13表示，並分別設置在液態透鏡11的前方和後方。

如第三圖所示，變焦鏡組10設置在鏡頭模組200前方，所述變焦鏡組10進一步沿著光軸在液態透鏡11與鏡頭模組200之間設有至 少一光學透鏡13；或者，所述變焦鏡組10進一步沿著光軸在液態透鏡11前方設有至少一光學透鏡13；圖示中以複數片光學透鏡13表示，並設置在液態透鏡11的前方。

實施時，前述的攝像裝置100可為數位相機、單眼數位相機、監視器、行動電話、平板電腦、顯微鏡、醫療用內視鏡/顯微鏡等等。例如第四圖所示攝像裝置100為一行動電話，第五圖所示攝像裝置100為一平板電腦，而變焦鏡組10則設置在該行動電話或平板電腦之鏡頭模組200前方或後方，如此便能夠改變鏡頭模組200折射影像的焦距，並且達到以最小的體積改變鏡頭焦距的功效，提供該行動電話之鏡頭模組200原本所不能達到的光學變焦效果。

惟，以上之實施說明及圖式所示，係舉例說明本創作之較佳實施例者，並非以此侷限本創作。是以，舉凡與本創作之構造、裝置、特徵等近似或相雷同者，均應屬本創作之創設目的及申請專利範圍之內。

100‧‧‧攝像裝置

200‧‧‧鏡頭模組

10‧‧‧變焦鏡組

11‧‧‧液態透鏡

12‧‧‧正負電極

20‧‧‧控制模組

Claims (6)

1. 一種攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，包含一沿著攝像裝置之光軸設置在鏡頭模組前方或後方的變焦鏡組，所述變焦鏡組至少包含一液態透鏡、以及一組與攝像裝置之主機電性連接的正負電極，該液態透鏡具有一曲面，所述液態透鏡在通電後可調變曲面之曲率，進而改變被拍攝物通過液態透鏡後成像在攝像裝置上的焦距。
2. 如申請專利範圍第1項所述攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，其中，攝像裝置之主機上設有一控制變焦鏡組改變液態透鏡曲面之曲率的控制模組。
3. 如申請專利範圍第1項所述攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，其中，變焦鏡組設置在鏡頭模組後方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與攝像裝置主機之間設有至少一光學透鏡。
4. 如申請專利範圍第1或3項所述攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，其中，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與鏡頭模組之間設有至少一光學透鏡。
5. 如申請專利範圍第1項所述攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，其中，變焦鏡組設置在鏡頭模組前方，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡與鏡頭模組之間設有至少一光學透鏡。
6. 如申請專利範圍第1或5項所述攝像裝置鏡頭之光學變焦構造，其中，所述變焦鏡組進一步沿著光軸在液態透鏡前方設有至少一光學透鏡。