液态透镜光学系统及摄像头镜头技术方案

本发明专利技术提供一种液态透镜光学系统，包括多个透镜组，多个所述透镜组包括沿着光轴从物面到像面依次设置的第一透镜组、第二透镜组、液态透镜、第三透镜组和第四透镜组，每个所述透镜组包括至少一个透镜；所述液态透镜光学系统满足以下条件：|Y

【技术实现步骤摘要】
液态透镜光学系统及摄像头镜头


[0001]本专利技术涉及镜头
，尤其是涉及一种液态透镜光学系统及摄像头镜头。

技术介绍

[0002]镜头能够通过对焦的方式清晰地采集不同工作距离的图像，传统变焦镜头（例如内窥镜镜头）的对焦方式是基于机械运动来实现的，比如通过手动调节旋钮（也可以通过安装电机驱动），从而驱动镜头中的镜片或镜组沿着光轴作横向运动，通过改变镜片之间或镜头与相机芯片之间的光学间隔，从而补偿因工作距离的改变而造成镜头成像焦点的偏移。
[0003]上述传统的对焦方式，由于需要较多的时间控制镜片或镜组沿着光轴作横向运动，故对焦速度慢；而且，在部分应用场景中（例如医生使用内窥镜进行手术），由于需要手动调节旋钮进行对焦，使得操作不方便，从而影响使用者的使用体验。同时，现有的部分变焦镜头还存在工作距离范围窄、对焦清晰度不够等问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种液态透镜光学系统，旨在解决或至少部分解决上述
技术介绍
存在的不足，既能够实现快速地自动对焦，而且工作距离范围广，清晰度高。
[0005]本专利技术提供一种液态透镜光学系统，包括多个透镜组，多个所述透镜组包括沿着光轴从物面到像面依次设置的第一透镜组、第二透镜组、液态透镜、第三透镜组和第四透镜组，每个所述透镜组包括至少一个透镜；所述液态透镜光学系统满足以下条件：|Y
n+1
‑
Y
n
|＜1mm；其中，Y表示光线经过透镜表面的最大高度，Y
n
表示光线经过前一个透镜表面的最大高度，Y
n+1
表示光线经过后一个透镜表面的最大高度，即Y
n+1
‑
Y
n
表示光线经过相邻两个透镜表面的最大高度的差值；所述液态透镜光学系统还包括光阑，所述光阑上设有供光线通过的通光孔，所述光阑上的通光孔位于所述第二透镜组与所述液态透镜之间；所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|Z
S
‑
Z
L
|≥0.9mm；其中，Z
S
表示光线经过所述光阑上的通光孔时的水平位置，Z
L
表示光线经过所述液态透镜朝向所述光阑一侧表面时的水平位置。
[0006]在一种可实现的方式中，所述第一透镜组、所述第二透镜组、所述第三透镜组和所述第四透镜组中至少其中一个为负透镜组，所述负透镜组的总焦距为fn，整个所述液态透镜光学系统的等效焦距为f；所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|fn/f|≤1。
[0007]在一种可实现的方式中，所述第三透镜组为负透镜组。
[0008]在一种可实现的方式中，所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|Y
S
‑
Y
L
|≤0.5mm；其中，Y
S
表示光线经过所述光阑上的通光孔的最大高度，Y
L
表示光线经过所述液态透镜朝向所述光阑一侧表面的最大高度。
[0009]在一种可实现的方式中，所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|Y
max
|≤5mm；其中，Y
max
表示光线经过所有透镜表面的最大高度。
[0010]在一种可实现的方式中，所述液态透镜光学系统满足以下条件：|Y
n+1
‑
Y
n
|＜0.6mm。
[0011]在一种可实现的方式中，所述液态透镜的工作电压在最低供电电压与最高供电电压之间，当所述液态透镜在所述最低供电电压与所述最高供电电压之间工作时，所述液态透镜光学系统能够使物面在无穷远至100mm的距离范围内清晰成像。
[0012]在一种可实现的方式中，当所述液态透镜在所述最低供电电压下工作时，所述液态透镜内液滴层的曲率半径为
‑
20.913mm；当所述液态透镜在所述最高供电电压下工作时，所述液态透镜内液滴层的曲率半径为6.979mm。
[0013]在一种可实现的方式中，所述最低供电电压为38V，所述最高供电电压为61V。
[0014]在一种可实现的方式中，所述第二透镜组朝向物面一侧的表面为凸面，所述第二透镜组朝向像面一侧的表面为凹面；所述第三透镜组朝向物面一侧的表面为凹面，所述第三透镜组朝向像面一侧的表面为凸面；所述第四透镜组具有正光焦度。
[0015]在一种可实现的方式中，所述液态透镜光学系统还包括滤光片，所述滤光片设置于所述第四透镜组朝向像面的一侧。
[0016]在一种可实现的方式中，所述滤光片为红外滤光片，所述滤光片能够通过波长为400
‑
850nm的光线，其余波段截止。
[0017]在一种可实现的方式中，所述液态透镜光学系统还包括棱镜单元，所述棱镜单元设置于所述滤光片朝向像面的一侧，所述棱镜单元展开后的等效长度≥10mm。
[0018]本专利技术还提供一种摄像头镜头，包括以上所述的液态透镜光学系统。
[0019]本专利技术提供的液态透镜光学系统，通过依次设置第一透镜组、第二透镜组、第三透镜组和第四透镜组并搭配液态透镜，从而将物面光线调整至合适的位置；同时通过调节液态透镜的工作电压，能够快速地调节液态透镜的焦距，从而快速地调节系统的焦距，无需手动驱动或电机驱动对焦，实现快速地自动对焦，而且工作距离范围广，清晰度高。同时，通过对光线经过相邻两个透镜表面的最大高度的差值进行限定，防止光线在相邻两个透镜表面上的高度有较大地跃迁（升高或降低），使得透镜组在加工组装时能够兼容更大的公差，不仅便于透镜组的加工组装，而且能够提高生产良率。
附图说明
[0020]图1为本专利技术第一实施例中液态透镜光学系统的光路结构示意图。
[0021]图2为本专利技术第一实施例中液态透镜光学系统的照度曲线图。
[0022]图3为本专利技术第一实施例中液态透镜光学系统的MTF曲线图。
[0023]图4为本专利技术第一实施例中液态透镜光学系统的点阵图。
[0024]图5为本专利技术第二实施例中液态透镜光学系统的光路结构示意图。
[0025]图6为本专利技术第二实施例中液态透镜光学系统的照度曲线图。
[0026]图7为本专利技术第二实施例中液态透镜光学系统的MTF曲线图。
[0027]图8为本专利技术第二实施例中液态透镜光学系统的点阵图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。
[0029]本专利技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
[0030]本专利技术的说明书和权利要求书中所涉及的上、下、左、右、前、后、顶、底等（如果存在）方位词是以附图中的结构位于图中的位置以及结构相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，方位词的使用不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液态透镜光学系统，包括多个透镜组，其特征在于，多个所述透镜组包括沿着光轴从物面到像面依次设置的第一透镜组（2）、第二透镜组（3）、液态透镜（4）、第三透镜组（5）和第四透镜组（6），每个所述透镜组包括至少一个透镜；所述液态透镜光学系统满足以下条件：|Y
n+1
‑
Y
n
|＜1mm；其中，Y表示光线经过透镜表面的最大高度，Y
n
表示光线经过前一个透镜表面的最大高度，Y
n+1
表示光线经过后一个透镜表面的最大高度，即Y
n+1
‑
Y
n
表示光线经过相邻两个透镜表面的最大高度的差值；所述液态透镜光学系统还包括光阑（7），所述光阑（7）上设有供光线通过的通光孔（71），所述光阑（7）上的通光孔（71）位于所述第二透镜组（3）与所述液态透镜（4）之间；所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|Z
S
‑
Z
L
|≥0.9mm；其中，Z
S
表示光线经过所述光阑（7）上的通光孔（71）时的水平位置，Z
L
表示光线经过所述液态透镜（4）朝向所述光阑（7）一侧表面时的水平位置。2.如权利要求1所述的液态透镜光学系统，其特征在于，所述第一透镜组（2）、所述第二透镜组（3）、所述第三透镜组（5）和所述第四透镜组（6）中至少其中一个为负透镜组，所述负透镜组的总焦距为fn，整个所述液态透镜光学系统的等效焦距为f；所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|fn/f|≤1。3.如权利要求2所述的液态透镜光学系统，其特征在于，所述第三透镜组（5）为负透镜组。4.如权利要求1所述的液态透镜光学系统，其特征在于，所述液态透镜光学系统还满足以下条件：|Y
S
‑
Y
L
|≤0.5mm；其中，Y
S
表示光线经过所述光阑（7）上的通光孔（71）的最大高度，Y
L
表示光线经过所述液态透镜（4）朝向所述光阑（7）一侧表面的最大高度。5.如权利要求1所述的液态透镜光学系统，其特征在于，所述液态透...

【专利技术属性】
技术研发人员：左惟涵，陈琪琳，李勇，陈筱勇，
申请(专利权)人：深圳术为科技有限公司，
类型：发明
国别省市：