液体透镜、成像系统及电子设备技术方案

本实用新型专利技术涉及一种液体透镜，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。

【技术实现步骤摘要】
液体透镜、成像系统及电子设备
本技术涉及光学成像
，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。
技术介绍
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(TImeOfFlight，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。
技术实现思路
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。在其中一个实施例中，各所述导液管在绕所述液体透镜的的光轴的圆周方向上均匀分布。压缩导液管时，液体对称的进入内腔，使得内腔形状的变化较为均匀，能够准确地调整至预期的新的焦距。在其中一个实施例中，所述腔体包括中部的光学部、环绕所述光学部的边缘部，所述导液管连接于所述边缘部。导液管连接于边缘部，导液管被压缩时，液体自腔体的四周边缘进入内腔，采用上述方式，用于光学成像的光学部上无液体注入口，保证了光学部正常成像。在其中一个实施例中，所述腔体包括对合的上壁和下壁，所述上壁和下壁之间形成所述内腔，所述上壁的外表面和所述下壁的外表面分别设有第一光学微结构和第二光学微结构，所述第二光学微结构用于使经过所述第二光学微结构的光发生第一偏折，所述第一光学微结构用于使经过所述第一光学微结构的光发生与所述第一偏折相对的第二偏折，以消除所述第二光学微结构对光线的偏折。光线自所述下壁的外表面一侧射向所述液体透镜时，所述光线在所述第二光学微结构处发生偏折，被第一光学微结构纠正回原始方向。光在突破第一个表面时发生偏转，但在第二个表面被纠正回最初的方向，不影响光的传播方向。在其中一个实施例中，所述透光液体为水。水为透光性和比热容均比较高的液体，以满足透光需求，同时受投射器温度变化影响减小，此外一般而言，水资源的来源广泛，易于取得或制备，成本较低。在其中一个实施例中，所述腔体的材质为硅胶。硅胶的透光度较好，导光率为99％以上，耐热温度达200℃，且硅胶的柔韧性较好，能够很好适应反复形变的需求。还提出一种成像系统，包括前述的任一项所述的液体透镜。液体透镜不搭配红外投射器、红外摄像头使用，液体透镜具有变焦能力，因此可以形成不同的成像效果。还提出一种成像系统，包括：前述的任一项所述的液体透镜；红外投射器，置于所述液体透镜的像侧，用于向位于所述液体透镜的物侧的目标物投射光线；红外摄像头，用于接收经所述目标物反射的所述红外投射器投射的光线；第一取像装置，用于获取所述目标物的图像信息；第二取像装置，用于获取所述目标物的图像信息，所述第二取像装置的视场角与所述第一取像装置的视场角不同；其中所述第一取像装置为长焦成像模组，所述第二取像装置为广角成像模组。上述的成像系统，红外摄像头、第一取像装置二者配合使用，能够进行3D成像；上述的红外摄像头、第二取像装置二者配合使用，也能够进行3D成像。从而红外投射器的视场角固定不变的情况下，液体透镜能够满足红外投射器的变焦需求。所述第一取像装置为长焦成像模组，所述第二取像装置为广角成像模组。常规距离拍摄时，采用广角成像模组即第二取像装置拍摄，并与红外摄像头获取的深度信息进行拟合，从而实现3D成像。当需要拍摄远景目标且进行3D成像时，比如把远树等加以特写，可以切换为长焦成像模组即第一取像装置。第一取像装置拍摄到的图像与红外摄像头获取的深度信息进行拟合，从而实现3D成像。通过上述方式，成像系统具备广角和长焦模式的3D成像功能。还提出一种电子设备，包括前述实施例的成像系统。本实施例的电子设备，液体透镜能够满足红外投射器的变焦需求，因此红外摄像头能够与第一取像装置或第二取像装置配合，分别实现3D成像，从而丰富了电子设备的3D成像功能。附图说明图1为本技术一实施例的液体透镜的结构示意图。图2为一实施例的液体透镜腔体的壁厚变化规律示意图。图3为另一实施例的液体透镜的结构示意图。图4为本技术一实施例的液体透镜的另一种的结构示意图。图5为马达作用于导液管的扭力方向的示意图。图6为本技术一实施例的成像本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种液体透镜，其特征在于，包括：/n可形变的腔体，所述腔体具有可填充液体的内腔；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
1.一种液体透镜，其特征在于，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。


2.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述液体透镜为凸透镜或凹透镜。


3.根据权利要求2所述的液体透镜，其特征在于，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。


4.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述导液管的另一端连接有马达，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。


5.根据权利要求2所述的液体透镜，其特征在于，所述导液管设置有2条以上，各所述导液管在绕所述液体透镜的光轴的圆周方向上均匀分布。


6.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述腔体包括中部的光学部、环绕所述光学部的边缘部，所述导液管连接于所述边缘部。


7.根据权利要求1所述的液体透镜，其特征在于，所述腔体...

【专利技术属性】
技术研发人员：王志，毛信贤，
申请(专利权)人：南昌欧菲生物识别技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江西;36