CN116184542A - 液体透镜装置及其控制方法、控制器、光学系统 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种液体透镜装置及其控制方法、控制器、光学系统,属于光学技术领域。液体透镜装置包括:壳体、连接管、控制器和调整结构;连接管连通壳体的第一腔室和第二腔室;第一腔室、第二腔室和连接管内均具有液体。控制器用于控制调整结构调整连接管内的液体,以调整第一腔室和第二腔室中至少一个腔室内液体的体积。调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体;或者,调整结构包括至少一个阻隔器,阻隔器阻隔连接管内位于阻隔器两侧的液体,且能够在控制器的控制下沿连接管的延伸方向移动。本申请可以解决光学系统的结构较为复杂,且体积较大的问题,本申请用于光学系统。
Description
技术领域
本申请涉及光学技术领域,特别涉及一种液体透镜装置及其控制方法、控制器、光学系统。
背景技术
透镜是光学系统(如摄像头)中不可或缺的组成部分。透镜用于决定光学系统采集图像的焦距。
目前,光学系统包括感光结构和多组透镜,其中,每组透镜对应一种焦距,多组透镜对应多种焦距。光学系统在采集图像时,可以根据需要的焦距在该多组透镜中选择该焦距对应的一组透镜,并通过该组透镜采集图像。
但是,由于光学系统需要包括多组透镜,因此,光学系统的结构较为复杂,且体积较大。
发明内容
本申请提供了一种液体透镜装置及其控制方法、控制器、光学系统,可以解决光学系统的结构较为复杂,且体积较大的问题,所述技术方案如下:
第一方面,提供了一种液体透镜装置,所述液体透镜装置包括:壳体、连接管、控制器和调整结构;壳体具有第一腔室和第二腔室,连接管连通第一腔室和第二腔室;第一腔室、第二腔室和连接管内均具有液体,并且,第一腔室内的液体形成第一液体透镜,第二腔室内的液体形成第二液体透镜。控制器用于控制调整结构调整连接管内的液体,以调整第一腔室和第二腔室中至少一个腔室内液体的体积。
调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体;或者,调整结构包括至少一个阻隔器,阻隔器阻隔连接管内位于阻隔器两侧的液体,且能够在控制器的控制下沿连接管的延伸方向移动。
根据以上内容可知,本申请提供的液体透镜装置中,控制器可以控制调整结构调整连接管内的液体,以实现对液体透镜装置的焦距的改变。这样一来,在需要较短的焦距时,控制器可以控制调整结构调整连接管内的液体,以将液体透镜装置的焦距变短。在需要较长的焦距时,控制器可以控制调整结构调整连接管内的液体,以将液体透镜装置的焦距边长。当该液体透镜装置应用于光学系统中时,光学系统无需包含对应不同焦距的多组透镜,使得光学系统的结构较为简单。
并且,当上述至少一个腔室包括第一腔室和第二腔室时,本申请中通过一个调整结构能够同时实现对第一腔室和第二腔室内液体的体积的调整。因此,无需通过两个调整结构分别调整第一腔室和第二腔室内液体的体积,简化了调整液体体积的部件,进一步简化了光学系统的结构。
液体透镜装置中的调整结构的实现方式多种多样,以下将以其中的几种几种实现方式为例进行讲解。
在调整结构的第一种可实现方式中,所述调整结构与所述连接管连通,且能够在所述控制器的控制下吸收所述连接管内的液体,以及向所述连接管内输入液体;此时,所述控制器用于控制所述调整结构吸收所述连接管的目标段内的液体,或向所述连接管的所述目标段输入液体,以调整所述至少一个腔室内液体的体积;所述目标段包括:所述连接管中位于所述调整结构和所述至少一个腔室之间的管段。例如,假设上述至少一个腔室包括第一腔室和第二腔室,那么,目标段包括连接管中位于调整结构和第一腔室之间的管段,以及位于调整结构和第二腔室之间的管段。又例如,假设上述至少一个腔室包括第一腔室,那么,目标段包括连接管中位于调整结构和第一腔室之间的管段。再例如,假设上述至少一个腔室包括第二腔室,那么,目标段包括连接管中位于调整结构和第二腔室之间的管段。
在调整结构的第二种可实现方式中,所述调整结构包括所述至少一个阻隔器;所述控制器用于控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动,以使所述连接管内的液体流动,以调整所述至少一个腔室内液体的体积。
在调整结构的第二种可实现方式中,调整结构可以包括套在连接管外的阻隔器,如阻隔器为套在连接管之外且用于阻挡液体在连接管内流动的蠕动泵或卡环等。或者,调整结构可以包括位于连接管内的阻隔器,如阻隔器为位于连接管内且用于阻挡液体流动的阻挡片、阻挡块或泵等。或者,在调整结构包括多个阻隔器时,调整结构不仅包括套在连接管外的阻隔器,还包括位于连接管内的阻隔器。
进一步地,在该第二种可实现方式中,调整结构中阻隔器的材料可以为磁性材料,控制器在控制阻隔器沿连接管的延伸方向移动时,可以通过磁力控制阻隔器沿连接管的延伸方向移动。这样一来,控制器便无需与阻隔器有线连接。因此,阻隔器能够整体沿连接管的延伸方向移动,使得阻隔器对连接管内液体的调整程度提升,液体透镜装置的焦距的调整范围较大。
进一步地,无论上述调整结构采用何种方式实现,调整结构可以阻隔连接管内位于调整结构两侧的液体。此时,第一腔室内的液体与第二腔室内的液体的密度差小于密度阈值。当然,第一腔室内的液体与第二腔室内的液体的密度差也可以大于或等于该密度阈值。
需要说明的是,如果两个腔室相接触,且这两个腔室内液体的密度接近,那么在这两个腔室晃动时,这两个腔室内液体的晃动程度较低。在本申请中,当第一腔室内的液体与第二腔室内的液体的密度差小于密度阈值时,若第一腔室与第二腔室相接触,则由于第一腔室内的液体和第二腔室内的液体的密度较为接近,因此,能够减小在液体透镜装置晃动时,第一腔室内的液体和第二腔室内的液体的晃动。
进一步地,第一腔室内的液体形成第一液体透镜,第二腔室内的液体形成第二液体透镜。该第一液体透镜的口径和第二液体透镜的口径不同(如第一液体透镜的口径可以大于第二液体透镜的口径,或者,第二液体透镜的口径可以大于第一液体透镜的口径)。或者,第一液体透镜的口径和第二液体透镜的口径相同,本申请对此不作限定。
进一步地,本申请提供的液体透镜装置中,壳体可以有多种实现方式,以下将对其中的几种实现方式进行讲解。
在壳体的第一种可实现方式中,壳体包括:第一子壳和第二子壳,第一子壳具有第一腔室,第二子壳具有第二腔室。换句话说,在壳体的第一种可实现方式中,壳体可以由两个子壳组成,这两个子壳均具有腔室,且这两个子壳的两个腔室为上述第一腔室和第二腔室。
在该第一种可实现方式中,第一子壳可以与第二子壳间隔排布。在第一子壳和第二子壳间隔排布时,对于第一子壳和第二子壳中的每个子壳,该子壳中靠近和/或远离另一子壳的一侧呈柔性,以使子壳的腔室内液体的体积发生改变时,液体仍然能够充满整个腔室。本申请中以第一子壳远离第二子壳的一侧呈柔性,第二子壳靠近第一子壳的一侧呈柔性为例。
在该第一种可实现方式中,第一子壳也可以与第二子壳不间隔,而是第一子壳与第二子壳相接触。此时,调整结构阻隔连接管内位于调整结构两侧的液体,且第一腔室内的液体的折射率与第二腔室内的液体的折射率不同,以使得第一腔室内的液体和第二腔室内的液体形成两个液体透镜。
在壳体的第二种可实现方式中,所述壳体包括:第三子壳和软膜;所述软膜位于所述第三子壳内,且将所述第三子壳内的空间隔离为所述第一腔室和所述第二腔室;所述调整结构阻隔所述连接管内位于所述调整结构两侧的液体,且所述第一腔室内的液体的折射率与所述第二腔室内的液体的折射率不同,以使得第一腔室内的液体和第二腔室内的液体形成两个液体透镜。壳体包括:第三子壳和软膜时,软膜呈柔性,以使腔室(如第一腔室和/或第二腔室)内液体的体积发生改变时,液体仍然能够充满整个腔室。
进一步地,本申请提供的液体透镜装置中,调整装置对第一腔室和第二腔室内液体的体积的调整能力较强。比如,当调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体时,调整结构对液体的吸收量和输入量不受限,因此,调整装置对液体的体积的调整能力较强。当调整结构包括阻隔器时,阻隔器能够沿连接管的延伸方向移动,以使连接管内的液体流动,以调整腔室内液体的体积。阻隔器在连接管内移动的范围不受限,因此,阻隔器对液体的体积的调整能力较强。所以,本申请中液体透镜装置的焦距调整范围较大。并且,该液体透镜装置中腔室内的液体的体积可以设置的较大,液体透镜装置中液体透镜的口径可以设置的较大。另外,该液体透镜装置并不是基于电润湿原理,所以,该液体透镜装置所需的电压较小。
另外,本申请提供的液体透镜装置中,调整结构在调整连接管内的液体后,能够存在不加电仍然保持液体透镜装置调整后的焦距不变的情况,因此,液体透镜装置的功耗可以较低。
第二方面,提供了一种光学系统,所述光学系统包括:第一方面中任一设计所述的液体透镜装置和感光结构,所述感光结构用于接收来自所述液体透镜装置的光。在一些光学系统中,当需要更改焦距时,通常需要手动更换光学系统中的透镜。而本申请提供的光学系统中,液体透镜装置的焦距可以调整,因此,无需手动更换透镜。
可选地,感光结构可以根据接收到的光生成图像,以实现拍照或者是机器视觉所需的图像的采集。
进一步地,本申请提供的光学系统还包括:筒体。液体透镜装置和感光结构可以设置在筒体上。
示例地,液体透镜装置中的壳体卡在筒体的筒壁内侧;液体透镜装置中的连接管和调整结构均嵌入筒体的筒壁内侧;感光结构位于筒体的一端。
又示例地,液体透镜装置中的壳体卡在筒体的筒壁内侧;筒体的筒壁具有通孔,液体透镜装置中的连接管穿过该通孔,液体透镜装置中的调整结构位于筒壁外侧;感光结构位于筒体的一端。
进一步地,本申请提供的光学系统还可以包括其他透镜,如固体玻璃透镜或者塑胶透镜,光学系统中所有的透镜同轴排列(也即共光轴),本申请对此不作限定。
第三方面,提供了一种电子设备,所述电子设备包括第二方面中任一设计所述的光学系统。
第四方面,提供了一种液体透镜的控制方法,所述方法由第一方面中任一设计所述的液体透镜装置中的控制器执行;所述方法包括:控制器控制调整结构调整连接管内的液体,以调整所述第一腔室和所述第二腔室中至少一个腔室内液体的体积。
一方面,当调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体时,控制器在控制调整结构调整连接管内的液体时,可以控制调整结构吸收连接管的目标段内的液体,或向连接管的目标段输入液体,以调整至少一个腔室内液体的体积。其中,目标段包括:连接管中位于调整结构和至少一个腔室之间的管段。
另一方面,当调整结构包括至少一个阻隔器时,控制器在控制调整结构调整连接管内的液体时,可以控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动,以使连接管内的液体流动,以调整至少一个腔室内液体的体积。
比如,阻隔器的材料为磁性材料;控制器在控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动时,可以通过磁力控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动。
控制器在控制调整结构调整连接管内的液体之前,还可以确定液体透镜装置待调整至的目标焦距,并根据该目标焦距,控制调整结构调整连接管内的液体,以使液体透镜装置具有该目标焦距。
第五方面,提供了一种控制器,所述控制器属于第一方面中任一设计所述的液体透镜装置;所述控制器用于执行第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。
控制器可以有多种实现方式,在第一种实现方式中,所述控制器包括:处理单元和存储单元,所述存储单元中存储有程序;所述处理单元用于调用所述存储单元中存储的程序,以使得所述控制器执行第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。在第二种实现方式中,所述控制器为芯片。
芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,当所述芯片运行时用于实现如第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。或者,该芯片也可以包括处理单元和存储单元,所述存储单元中存储有程序;所述处理单元用于调用所述存储单元中存储的程序,以使得所述控制器执行第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。
第六方面,提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。
第七方面,提供了一种包含指令的计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如第五方面中任一设计所述的液体透镜的控制方法。
第二方面至第七方面中任一种设计方式所带来的技术效果可参见第一方面中相应设计方式所带来的技术效果,此处不再赘述。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种透镜的焦距示意图;
图2为本申请实施例提供的另一种透镜的焦距示意图;
图3为本申请实施例提供的一种焦平面的示意图;
图4为本申请实施例提供的另一种焦平面的示意图;
图5为本申请实施例提供的一种液体透镜装置的结构示意图;
图6为本申请实施例提供的一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图7为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图8为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图9为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图10为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图11为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图12为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图13为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图14为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图15为本申请实施例提供的另一种液体透镜装置的焦距调整示意图;
图16为本申请实施例提供的一种壳体的结构示意图;
图17为本申请实施例提供的另一种壳体的结构示意图;
图18为本申请实施例提供的另一种壳体的结构示意图;
图19为本申请实施例提供的一种光学系统的结构示意图;
图20为本申请实施例提供的另一种光学系统的结构示意图;
图21为本申请实施例提供的一种光学系统的局部结构示意图;
图22为本申请实施例提供的另一种光学系统的局部结构示意图;
图23为本申请实施例提供的另一种光学系统的局部结构示意图;
图24为本申请实施例提供的另一种光学系统的局部结构示意图。
具体实施方式
为使本申请的原理和技术方案更加清楚,下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
透镜是光学系统(如摄像头)中不可或缺的组成部分。
透镜具有焦距,也称为焦长,是衡量光的聚集或发散的度量参数。透镜的焦距是指:在透镜的光轴上,从透镜中心到光聚集的焦点的距离。当平行光入射到透镜时,其汇聚的点称之为焦点。
如图1所示,平行光入射到透镜1后,会在焦点A1汇聚,在透镜1的光轴上,从透镜1的中心到焦点A1的距离为透镜1的焦距B1。
如图2所示,平行光入射到透镜2后,会在焦点A2汇聚,在透镜2的光轴上,从透镜2的中心到焦点A2的距离为透镜2的焦距B2。
可以看出,不同透镜的焦距可能不同(如焦距B1小于焦距B2)。
对于一个透镜而言,不同角度入射的平行光所对应的焦点不同,但所有焦点会在同一平面上,该平面称为焦平面。
如图3所示,对于上述透镜1,以与透镜1的光轴平行的平行光在入射透镜1后,会在焦点A1汇聚;以与透镜1的光轴的夹角为F1的平行光在入射透镜1后,会在焦点A3汇聚。焦点A1和焦点A3所在的平面为透镜1的焦平面。
如图4所示,对于上述透镜2,以与透镜2的光轴平行的平行光在入射透镜2后,会在焦点A2汇聚;以与透镜2的光轴的夹角为F1的平行光在入射透镜2后,会在焦点A4汇聚。焦点A2和焦点A4所在的平面为透镜2的焦平面。
透镜的焦距f与透镜的视场角FOV以及像面高度h相关,该关系表示为tan(FOV/2)=h/f。可以看出,焦距越短,视场角越大。在焦距一定的情况下,像面尺寸越大,视场角越大。
进一步地,光学系统不仅包括透镜,还包括感光结构,如底片、电荷耦合元件(charge-coupled device,CCD)或互补金属氧化物半导体(complementary metal oxidesemiconductor,CMOS)等。透镜的焦平面位于感光结构上,感光结构用于接收来自透镜的光。光学系统中透镜的焦距能够决定光学系统的焦距,具有短焦距的光学系统比具有长焦距的光学系统对光的聚集能力更强。并且,根据tan(FOV/2)=h/f可知,光学系统的焦距越短,光学系统的视场角越大。
目前,光学系统通常包括一组透镜,这组透镜的焦距也即该光学系统的焦距。该焦距是固定的。随着用户需求的增加,光学系统有时候需要较短的焦距,以拍摄广角(较大视场角)图像;有时候需要较长的焦距,以拍摄远景(较小视场角)图像。这种情况下,光学系统可以包括两组透镜,这两组透镜中,一组透镜的焦距较长,另一组透镜的焦距较短。光学系统在采集图像时,可以根据需要的焦距在这两组透镜中选择一组透镜,并通过该组透镜采集图像。
但是,由于光学系统需要包括多组透镜,因此,光学系统的结构较为复杂,且体积较大。并且,当该光学系统为电子设备的一部分时,如果光学系统包括多组透镜,则需要在电子设备的外壳上开设与该多组透镜一一对应的入光孔,影响电子设备的美观度和稳定性。
本申请实施例提供了一种液体透镜装置,该液体透镜装置的焦距能够改变,因此,无需在光学系统中设置多组透镜,光学系统的结构较为简单,体积较小,电子设备的美观度和稳定性较好。并且,本申请实施例中控制该液体透镜装置的焦距改变的部件较为简单,使得整个液体透镜装置的结构较为简单,体积较小,进一步使得光学系统的结构较为简单,体积较小,电子设备的美观度和稳定性较好。
示例地,图5为本申请实施例提供的一种液体透镜装置的结构示意图,如图5所示,该液体透镜装置包括:壳体051、连接管052、控制器054和调整结构055。
壳体051具有第一腔室0511和第二腔室0512;
连接管052连通第一腔室0511和第二腔室0512;
第一腔室0511、第二腔室0512和连接管052内均具有液体053,第一腔室0511内的液体053形成第一液体透镜,第二腔室0512内的液体053形成第二液体透镜。可选地,第一液体透镜的光轴和第二液体透镜的光轴可以共线。
控制器054用于控制调整结构055调整连接管052内的液体053,以调整第一腔室0511和第二腔室0512中至少一个腔室内液体053的体积。在该至少一个腔室内液体053的体积改变时,该至少一个腔室内液体053形成的液体透镜的焦距改变,整个液体透镜装置的焦距能够改变。
调整结构055调整连接管052内的液体053的方式多种多样。
比如,调整结构055可以驱动连接管052内的液体053向第一腔室0511和第二腔室0512中的一个腔室移动。此时,第一腔室0511、第二腔室0512和连接管052内的液体053均向该一个腔室移动,该一个腔室内的液体053增多,另一个腔室内的液体053减少,这两个腔室内的液体053形成的液体透镜的焦距都发生改变。
又比如,调整结构055可以吸收连接管052内的液体053。此时,第一腔室0511、第二腔室0512和连接管052内的液体053均向该调整结构055移动,这两个腔室内的液体053均减少,这两个腔室内的液体053形成的液体透镜的焦距都发生改变。
再比如,调整结构055可以向连接管052内输入液体053。此时,第一腔室0511、第二腔室0512和连接管052内的液体053分别向这两个腔室移动,这两个腔室内的液体053均增多,这两个腔室内的液体053形成的液体透镜的焦距都发生改变。
以上三种例子均以调整结构055调整第一腔室0511内液体053的体积,以及第二腔室0512内液体053的体积为例。当然,调整结构055也可以仅调整第一腔室0511内液体053的体积,或者,仅调整第二腔室0511内液体053的体积,本申请实施例对此不作限定。
在第一腔室0511和第二腔室0512中至少一个腔室内液体053形成的液体透镜的焦距改变时,液体透镜装置的焦距改变。此处液体透镜装置的焦距的改变量可以较大,也可以较小。当该焦距的改变量较大时,改变该焦距可以用于实现光学变焦;当该焦距的改变量较小时,改变该焦距可以用于实现自动对焦。
根据以上内容可知,本申请实施例提供的液体透镜装置中,控制器054可以控制调整结构055调整连接管052内的液体,以实现对液体透镜装置的焦距的改变。这样一来,在需要较短的焦距时,控制器054可以控制调整结构055调整连接管052内的液体,以将液体透镜装置的焦距变短。在需要较长的焦距时,控制器054可以控制调整结构055调整连接管052内的液体,以将液体透镜装置的焦距边长。当该液体透镜装置应用于光学系统中时,光学系统无需包含对应不同焦距的多组透镜,使得光学系统的结构较为简单。
并且,当上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512时,本申请实施例中通过一个调整结构055能够同时实现对第一腔室0511和第二腔室0512内液体的体积的调整。因此,无需通过两个调整结构分别调整第一腔室0511和第二腔室0512内液体的体积,简化了调整液体体积的部件,进一步简化了光学系统的结构。
进一步地,液体透镜装置中的调整结构055的实现方式多种多样,以下将以其中的几种几种实现方式为例进行讲解。
(1)在调整结构055的第一种可实现方式中,调整结构055与连接管052连通,且能够在所述控制器的控制下吸收连接管052内的液体053,以及向连接管052内输入液体053。
此时,控制器054在控制调整结构055调整连接管052内的液体053时,可以控制调整结构吸收连接管052的目标段内的液体053,或向连接管052的目标段输入液体053,以调整上述至少一个腔室内液体053的体积。其中,该目标段包括:连接管052中位于调整结构055和该至少一个腔室之间的管段。
例如,假设上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512,那么,目标段包括连接管052中位于调整结构055和第一腔室0511之间的管段,以及位于调整结构055和第二腔室0512之间的管段。
又例如,假设上述至少一个腔室包括第一腔室0511,那么,目标段包括连接管052中位于调整结构055和第一腔室0511之间的管段。
再例如,假设上述至少一个腔室包括第二腔室0512,那么,目标段包括连接管052中位于调整结构055和第二腔室0512之间的管段。
以下将通过一个例子对第一种实现方式进行示例性地讲解。
例子1,上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512,调整结构055可以是泵,如隔膜泵。请参考图6和图7,隔膜泵包括调整腔室0551和活塞0552。调整腔室0551与连接管052连通,活塞0552能够在控制器054的控制下在调整腔室0551内移动,以改变调整腔室0551中与连接管052连通的空间的大小。
请参考图6,该隔膜泵中的活塞0552能够在控制器054的控制下,向远离连接管052的方向移动,以增大调整腔室0551中与连接管052连通的空间。此时,第一腔室0511和第二腔室0512内的液体053均向隔膜泵中的调整腔室0551内流动,使隔膜泵吸收连接管052内位于隔膜泵两侧的目标段内的液体053,以使第一腔室0511内液体053的体积减小,以及第二腔室0512内液体053的体积减小。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凹透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凹透镜。
请参考图7,该隔膜泵中的活塞0552能够在控制器054的控制下,向靠近连接管052的方向移动,以减小调整腔室0551中与连接管052连通的空间。此时,第一腔室0511和第二腔室0512内的液体053均从隔膜泵中的调整腔室0551流入隔膜泵两侧的目标段,使隔膜泵向连接管052内位于隔膜泵两侧的目标段内输入液体053,以使第一腔室0511内液体053的体积增大,以及第二腔室0512内液体053的体积增大。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凸透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凸透镜。
(2)在调整结构055的第二种可实现方式中,调整结构055包括至少一个阻隔器,阻隔器阻隔连接管052内位于该阻隔器两侧的液体053,且阻隔器能够在控制器054的控制下沿连接管052的延伸方向移动。需要说明的是,阻隔器沿连接管052的延伸方向移动是指:阻隔器整体沿连接管052的延伸方向移动。在移动的过程中,阻隔器中的各个位置均相对连接管052发生位移。
在这种情况下,控制器054在控制调整结构055调整连接管052内的液体053时,可以控制调整结构055中的至少部分阻隔器沿连接管052的延伸方向移动,以使连接管052内的液体053流动,以调整第一腔室0511内液体053的体积,以及第二腔室0512内液体053的体积。
示例地,假设上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512。
一方面,如果调整结构055包括一个阻隔器,那么,控制器054可以控制调整结构055中的该一个阻隔器沿连接管052的延伸方向向第一腔室0511或第二腔室0512移动。此时,连接管052内的液体053能够整体向第一腔室0511或第二腔室0512流动。
另一方面,如果调整结构055包括多个阻隔器,那么,控制器054可以控制靠近第一腔室0511的阻隔器沿连接管052的延伸方向向第一腔室0511移动,以及控制靠近第二腔室0512的阻隔器沿该延伸方向向第二腔室0512移动。此时,连接管052内靠近第一腔室0511的液体向第一腔室0511流动,且靠近第二腔室0512的液体向第二腔室0512流动。
或者,如果调整结构055包括多个阻隔器,那么,控制器054可以控制靠近第一腔室0511的阻隔器沿连接管052的延伸方向向远离第一腔室0511的方向移动,以及控制靠近第二腔室0512的阻隔器沿该延伸方向向远离第二腔室0512的方向移动。此时,连接管052内靠近第一腔室0511的液体向远离第一腔室0511的方向流动,且靠近第二腔室0512的液体向远离第二腔室0512的方向流动。
又示例地,假设上述至少一个腔室包括第一腔室0511。调整结构055包括多个阻隔器,控制器054可以控制调整结构055中靠近第一腔室0511的阻隔器沿连接管052的延伸方向向靠近或远离第一腔室0511的方向移动。此时,连接管052内靠近第一腔室0511的液体053能够向靠近或远离第一腔室0511的方向流动。并且,连接管052内靠近第二腔室0512的液体不会流动。
再示例地,假设上述至少一个腔室包括第二腔室0512。调整结构055包括多个阻隔器,控制器054可以控制调整结构055中靠近第二腔室0512的阻隔器沿连接管052的延伸方向向靠近或远离第二腔室0512的方向移动。此时,连接管052内靠近第二腔室0512的液体053能够向靠近或远离第二腔室0512的方向流动。并且,连接管052内靠近第一腔室0511的液体不会流动。
在调整结构055的第二种可实现方式中,调整结构055可以包括套在连接管052外的阻隔器,如阻隔器为套在连接管052之外且用于阻挡液体053在连接管052内流动的蠕动泵或卡环等。或者,调整结构055可以包括位于连接管052内的阻隔器,如阻隔器为位于连接管052内且用于阻挡液体053流动的阻挡片、阻挡块或泵等。或者,在调整结构055包括多个阻隔器时,调整结构055不仅包括套在连接管052外的阻隔器,还包括位于连接管052内的阻隔器。
以下将通过两个例子对第二种实现方式进行示例性地讲解。
例子1,上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512,调整结构055包括一个阻隔器,且该阻隔器为泵,如上述蠕动泵。蠕动泵能够在控制器054的控制下沿连接管的延伸方向移动。
请参考图8,该蠕动泵能够在控制器054的控制下,沿连接管052的延伸方向向第一腔室0511移动,以驱动连接管052内的液体053在连接管052内向第一腔室0511流动,以使第一腔室0511内液体053的体积增大,以及第二腔室0512内液体053的体积减小。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凸透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凹透镜。
请参考图9,该蠕动泵还能够在控制器054的控制下,沿连接管052的延伸方向向第二腔室0512移动,驱动连接管052内的液体053在连接管052内向第二腔室0512流动,以使第一腔室0511内液体053的体积减小,以及第二腔室0512内液体053的体积增大。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凹透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凸透镜。
例子2,上述至少一个腔室包括第一腔室0511和第二腔室0512,调整结构055包括一个阻隔器,且该阻隔器为上述阻挡片。
请参考图10,该阻挡片能够在控制器054的控制下,沿连接管052的延伸方向向第一腔室0511移动,以驱动连接管052内的液体053在连接管052内向第一腔室0511流动,以使第一腔室0511内液体053的体积增大,以及第二腔室0512内液体053的体积减小。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凸透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凹透镜。
请参考图11,该阻挡片还能够在控制器054的控制下,沿连接管052的延伸方向向第二腔室0512移动,驱动连接管052内的液体053在连接管052内向第二腔室0512流动,以使第一腔室0511内液体053的体积减小,以及第二腔室0512内液体053的体积增大。此时,第一腔室0511内的液体053形成的第一液体透镜为凹透镜,第二腔室0512内的液体053形成的第二液体透镜为凸透镜。
进一步地,在该第二种可实现方式中,调整结构055中阻隔器的材料可以为磁性材料,控制器054在控制阻隔器沿连接管052的延伸方向移动时,可以通过磁力控制阻隔器沿连接管052的延伸方向移动。这样一来,控制器054便无需与阻隔器有线连接。
假设,在阻隔器位于连接管052内时,控制器054与阻隔器有线连接,阻隔器与控制器054的连接线穿过连接管052。此时,阻隔器靠近连接线的一端无法相对连接管052移动,因此,阻隔器无法整体沿连接管052的延伸方向移动,阻隔器对连接管052内液体053的调整程度较低,液体透镜装置的焦距的调整范围较小。而本申请实施例中,在阻隔器位于连接管052内时,控制器054可以无需与阻隔器有线连接,因此,阻隔器能够整体沿连接管052的延伸方向移动,使得阻隔器对连接管052内液体053的调整程度提升,液体透镜装置的焦距的调整范围较大。
控制器054也可以与阻隔器有线连接。并且,当控制器054与阻隔器有线连接时,如果阻隔器位于连接管052内,那么可以将控制器054也置于连接管052内,阻隔器与控制器054的连接线也位于连接管052内。如果阻隔器位于连接管052外,那么可以将控制器054也置于连接管052外,阻隔器与控制器054的连接线也位于连接管052外。这样一来,便可以保证阻隔器能够整体沿连接管052的延伸方向移动,使得阻隔器对连接管052内液体053的调整程度提升,液体透镜装置的焦距的调整范围较大。
进一步地,无论上述调整结构055采用何种方式实现,调整结构055可以阻隔连接管052内位于调整结构055两侧的液体053。此时,第一腔室0511内的液体053与第二腔室0512内的液体053的密度差小于密度阈值。当然,第一腔室0511内的液体053与第二腔室0512内的液体053的密度差也可以大于或等于该密度阈值。
需要说明的是,如果两个腔室相接触,且这两个腔室内液体的密度接近,那么在这两个腔室晃动时,这两个腔室内液体的晃动程度较低。在本申请实施例中,当第一腔室0511内的液体053与第二腔室0512内的液体053的密度差小于密度阈值时,若第一腔室0511与第二腔室0512相接触,则由于第一腔室0511内的液体053和第二腔室0512内的液体053的密度较为接近,因此,能够减小在液体透镜装置晃动时,第一腔室0511内的液体053和第二腔室0512内的液体053的晃动。
进一步地,第一腔室0511内的液体053形成第一液体透镜,第二腔室0512内的液体053形成第二液体透镜。该第一液体透镜的口径和第二液体透镜的口径不同(如第一液体透镜的口径可以大于第二液体透镜的口径,或者,第二液体透镜的口径可以大于第一液体透镜的口径)。或者,第一液体透镜的口径和第二液体透镜的口径相同,本申请实施例对此不作限定。
例如,前述图6至图11所示的例子中均以第一液体透镜的口径和第二液体透镜的口径相同为例。在这种情况下,如果第一腔室0511和第二腔室0512的液体增减量相同,那么第一液体透镜的曲率和第二液体透镜的曲率会保持一致。如果第一腔室0511和第二腔室0512中,一个腔室的液体增加量与另一个腔室的液体减少量相同,那么第一液体透镜的曲率和第二液体透镜的曲率会相反。
请参考图12,在图6的基础上,第一腔室0511内的液体053形成第一液体透镜,第二腔室0512内的液体053形成第二液体透镜,第一液体透镜的口径可以大于第二液体透镜的口径。此时,第一液体透镜的曲率与第二液体透镜的曲率不同。在液体透镜系统处于图12的状态时,通过控制器控制调整装置调整连接管内的液体,能够使得第一腔室0511内的液体增多,以及第二腔室0512内的液体增多,呈现图13所示的状态。但图12和图13中第一液体透镜的曲率与第二液体透镜的曲率均不同。
请参考图14,在图8的基础上,第一腔室0511内的液体053形成第一液体透镜,第二腔室0512内的液体053形成第二液体透镜,第一液体透镜的口径大于第二液体透镜的口径。此时,第一液体透镜的曲率与第二液体透镜的曲率不同。在液体透镜系统处于图14的状态时,通过控制器控制调整装置调整连接管内的液体,能够使得第一腔室0511内的液体减少,以及第二腔室0512内的液体增多,呈现图15所示的状态。但图14和图15中第一液体透镜的曲率与第二液体透镜的曲率均不同。
进一步地,本申请实施例提供的液体透镜装置中,壳体051可以有多种实现方式,以下将对其中的几种实现方式进行讲解。
在壳体051的第一种可实现方式中,壳体051包括:第一子壳和第二子壳,第一子壳具有第一腔室0511,第二子壳具有第二腔室0512。换句话说,在壳体051的第一种可实现方式中,壳体051可以由两个子壳组成,这两个子壳均具有腔室,且这两个子壳的两个腔室为上述第一腔室0511和第二腔室0512。
在该第一种可实现方式中,第一子壳可以与第二子壳间隔排布。
例如,请参考图16,在前述图8的基础上,壳体051包括第一子壳061和第二子壳062,第一子壳061具有第一腔室0511,第二子壳062具有上述第二腔室0512。并且,第一子壳061和第二子壳062间隔排布。
在第一子壳061和第二子壳062间隔排布时,对于第一子壳061和第二子壳062中的每个子壳,该子壳中靠近和/或远离另一子壳的一侧呈柔性,以使子壳的腔室内液体的体积发生改变时,液体仍然能够充满整个腔室。本申请实施例中以第一子壳061远离第二子壳062的一侧呈柔性,第二子壳062靠近第一子壳061的一侧呈柔性为例。
在该第一种可实现方式中,第一子壳061也可以与第二子壳062不间隔,而是第一子壳061与第二子壳062相接触。此时,调整结构055阻隔连接管052内位于调整结构055两侧的液体053,且第一腔室0511内的液体的折射率与第二腔室0512内的液体的折射率不同,以使得第一腔室0511内的液体和第二腔室0512内的液体形成两个液体透镜。
例如,请参考图17,在前述图16的基础上,第一子壳061和第二子壳062可以相接触。
在第一子壳061和第二子壳062相接触时,对于第一子壳061和第二子壳062中的每个子壳,该子壳中靠近或远离另一子壳的一侧呈柔性,以使子壳的腔室内液体的体积发生改变时,液体仍然能够充满整个腔室。本申请实施例中以第一子壳061靠近第二子壳062的一侧呈柔性,第二子壳062靠近第一子壳061的一侧呈柔性为例。
在壳体051的第二种可实现方式中,壳体051包括:第三子壳和软膜;软膜位于第三子壳内,且将第三子壳内的空间隔离为第一腔室0511和第二腔室0512;第一腔室0511内的液体053的折射率与第二腔室0512内的液体053的折射率不同,以使得第一腔室0511内的液体和第二腔室0512内的液体形成两个液体透镜。
例如,在前述图17的基础上,请参考图18,壳体051包括:第三子壳063和软膜064;软膜064位于第三子壳063内,且将第三子壳063内的空间隔离为第一腔室0511和第二腔室0512;第一腔室0511内的液体053的折射率与第二腔室0512内的液体053的折射率不同。
壳体051包括:第三子壳063和软膜064时,软膜064呈柔性,以使腔室(如第一腔室和/或第二腔室)内液体的体积发生改变时,液体仍然能够充满整个腔室。
无论壳体051以上述何种方式实现,壳体051的材质均可以是透明材质,以使壳体051的腔室内的液体053能够形成液体透镜。
相关技术中,存在以下几种液体透镜装置,以下将对这些液体透镜装置,以及本申请实施例提供的液体透镜装置相对这些液体透镜装置的区别进行讲解。
(1)包括液体腔室和音圈电机(voice coil motor,VCM)的液体透镜装置。
VCM是马达的一种,VCM包括线圈、弹簧和垫片,VCM用于通过改变线圈的直流电流大小,来控制弹簧的拉伸程度,从而使得弹簧带动垫片上下运动,以增加或减少对液体腔室的挤压。液体腔室内装有液体,在液体腔室被挤压时,液体腔室内的液体形成的液体透镜的焦距改变。
但是,VCM对液体腔室的挤压能力有限,导致液体腔室内的液体形成的液体透镜的变焦效果不明显,该液体透镜的焦距调整范围较小。
本申请实施例提供的液体透镜装置中,调整装置对第一腔室和第二腔室内液体的体积的调整能力较强。比如,当调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体时,调整结构对液体的吸收量和输入量不受限,因此,调整装置对液体的体积的调整能力较强。当调整结构包括阻隔器时,阻隔器能够沿连接管的延伸方向移动,以使连接管内的液体流动,以调整腔室内液体的体积。阻隔器在连接管内移动的范围不受限,因此,阻隔器对液体的体积的调整能力较强。所以,本申请实施例中液体透镜装置的焦距调整范围较大。
(2)基于电润湿原理的液体透镜装置。
该液体透镜装置包括:电极片,以及位于电极片上的液体。该液体透镜装置通过改变电极片上加载的电压,改变电极片周围的电场,使得液体在该电场和液体表面张力的作用下与电极片的接触角改变,进而使得液体形成的液体透镜的焦距发生改变。
但是,液体与电极片的接触角的改变范围较小,使得该液体透镜的焦距调整范围较小。并且,该液体透镜装置由于需要考虑液体表面张力与电场的关系,因此,液体透镜装置中的液体的体积较小,液体透镜装置中液体透镜的尺寸较小,液体透镜的口径较小。另外,这种液体透镜装置所需加载在电极片上的电压往往较大(上百伏特)。
本申请实施例提供的液体透镜装置中,调整装置对第一腔室和第二腔室内液体的体积的调整能力较强。比如,当调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体时,调整结构对液体的吸收量和输入量不受限,因此,调整装置对液体的体积的调整能力较强。当调整结构包括阻隔器时,阻隔器能够沿连接管的延伸方向移动,以使连接管内的液体流动,以调整腔室内液体的体积。阻隔器在连接管内移动的范围不受限,因此,阻隔器对液体的体积的调整能力较强。所以,本申请实施例中液体透镜装置的焦距调整范围较大。并且,液体透镜装置中腔室内的液体的体积可以设置的较大,液体透镜装置中液体透镜的口径可以设置的较大。另外,该液体透镜装置并不是基于电润湿原理,所以,该液体透镜装置所需的电压较小。
进一步地,相关技术中的各种液体透镜装置都是通过一个驱动结构(如上述VCM等)对一个液体腔室内的液体形成的液体透镜的焦距进行调整,在需要对多个液体透镜的焦距进行调整时,需要在液体透镜装置中配置多个驱动结构,液体透镜装置的结构较为复杂,且体积较大。而本申请实施例中,可以通过一个调整结构同时实现对第一腔室和第二腔室内液体的体积的调整。因此,无需通过两个调整结构分别调整第一腔室和第二腔内液体的体积,简化了调整液体体积的部件,进一步简化了光学系统的结构。
另外,相关技术中还有些液体透镜装置需要持续通电才能保持液体透镜装置调整后的焦距不变,导致液体透镜装置的功耗较高。而本申请实施例提供的液体透镜装置中,调整结构在调整连接管内的液体后,能够存在不加电仍然保持液体透镜装置调整后的焦距不变的情况,因此,液体透镜装置的功耗可以较低。
基于本申请实施例提供的液体透镜装置,本申请实施例提供了一种包括该液体透镜装置的光学系统。该光学系统可以是车载光学系统、摄像模组、显微镜、机器视觉系统等。在一些光学系统中,当需要更改焦距时,通常需要手动更换光学系统中的透镜。而本申请实施例提供的光学系统中,液体透镜装置的焦距可以调整,因此,无需手动更换透镜。
该光学系统还包括感光结构。感光结构用于接收来自液体透镜装置的光,比如感光结构用于接收经过液体透镜装置中各个液体透镜的光。可选地,感光结构可以根据接收到的光生成图像,以实现拍照或者是机器视觉所需的图像的采集。
进一步地,本申请实施例提供的光学系统还包括:筒体。液体透镜装置和感光结构可以设置在筒体上。
示例地,如图19所示,液体透镜装置中的壳体051卡在筒体07的筒壁内侧;液体透镜装置中的连接管052和调整结构055均嵌入筒体07的筒壁内侧;感光结构08位于筒体07的一端。
又示例地,如图20所示,液体透镜装置中的壳体051卡在筒体07的筒壁内侧;筒体07的筒壁具有通孔X,液体透镜装置中的连接管052穿过通孔X,液体透镜装置中的调整结构055位于筒壁外侧;感光结构08位于筒体07的一端。
进一步地,本申请实施例提供的光学系统还可以包括其他透镜,如固体玻璃透镜或者塑胶透镜,光学系统中所有的透镜同轴排列(也即共光轴),本申请实施例对此不作限定。
比如,光学系统还包括图19或图20中的透镜09。
又比如,光学系统还包括图21、图22、图23或图24所示的透镜09。图21、图22、图23或图24中均未示出光学系统中的筒体、调整结构和控制器,并且,图21、图22、图23和图24中以壳体包括第一子壳061和第二子壳062为例,光学系统还包括第一子壳061两侧的保护层10,第二子壳062俩侧的保护层10。
图21中的透镜09包括:依次排布的凹透镜、凸透镜、凸透镜和凹透镜,第一子壳061及其两侧的保护层10位于第一个凹透镜和第一个凸透镜之间,第二子壳062及其两侧的保护层10位于第一个凸透镜和第二个凸透镜之间。
图22中的透镜09包括:依次排布的凹透镜、凸透镜、凸透镜和凹透镜,第一子壳061及其两侧的保护层10位于第一个凹透镜远离第一个凸透镜的一侧,第二子壳062及其两侧的保护层10位于第一个凸透镜和第二个凸透镜之间。
图23中的透镜09包括:依次排布的凹透镜、凹透镜、凸透镜和凹透镜,第一子壳061及其两侧的保护层10和第二子壳062及其两侧的保护层10均位于第二个凹透镜和第一个凸透镜之间,第一子壳061靠近第二个凹透镜,第二子壳062靠近第一个凸透镜。
图24中的透镜09包括:依次排布的凹透镜、凹透镜、凸透镜和凹透镜,这些透镜均位于第一子壳061及其两侧的保护层10与第二子壳062及其两侧的保护层10之间,且第一个凹透镜靠近第一子壳061,最后一个凹透镜靠近第二子壳062。
本申请实施例提供的光学系统的参数的范围可以多种多样,以下将以其中的一种参数范围为例进行说明。示例地,该光学系统的参数中,曲率半径为±9.617毫米(mm),液体透镜的口径(有效工作口径)为5mm,焦距范围为8mm至16mm,光学系统在光轴方向上的长度为26.5mm,半像高为2.1mm,F数(相对孔径的倒数)范围为3.6至7.2,FOV的范围为26.4°至12.84°,等效焦距范围为92mm至192mm,放大倍率为3.8倍至8倍(其中,放大1倍对应的等效焦距为24mm)。
以光学系统包括图8和图9所示的液体透镜装置为例,在图8所示的状态中,液体透镜装置的焦距可以为16mm,此时光学系统的焦距为192mm;在图9所示的状态中,液体透镜装置的焦距可以为3.6mm,此时光学系统的焦距为92mm。可见,从图8到图9实现了由长焦状态到短焦状态的改变。
另外,液体透镜装置中第一腔室内的液体形成第一液体透镜,第二腔室内的液体形成第二液体透镜,该第一液体透镜和第二液体透镜中远离感光结构的液体透镜可以属于光学系统中的变倍组透镜,第一液体透镜和第二液体透镜中靠近感光结构的液体透镜可以属于光学系统中的补偿组透镜。光学系统中位于液体透镜装置远离感光结构一侧的透镜可以属于前固定组透镜,位于液体透镜装置靠近感光结构一侧的透镜可以属于后固定组透镜。
示例地,本申请实施例中可以通过调整第一液体透镜的焦距,以及第二液体透镜的焦距,实现对光学系统中变倍组透镜的焦距和补偿组透镜的焦距进行调整,进而调整光学系统的焦距。在经过这一调整后,可以将光学系统的焦距由长焦距状态调整为短焦距状态。在光学系统的焦距调整后,光学系统对入射光的调整方式不同。
本申请实施例提供的光学系统还可以包括其他结构,如用于与本申请实施例提供的液体透镜装置配合使用的非液体透镜等,本申请实施例对此不作限定。
基于本申请实施例提供的光学系统,本申请实施例提供了一种包括该光学系统的电子设备,如该电子设备为手机、相机、穿戴设备(如液体眼镜)等。
基于本申请实施例提供的液体透镜,本申请实施例提供了一种液体透镜的控制方法,该方法可以由液体透镜装置中的控制器执行。
在该方法中,控制器可以控制调整结构调整连接管内的液体,以调整第一腔室和第二腔室中至少一个腔室内液体的体积。
当调整结构与连接管连通,且能够在控制器的控制下吸收连接管内的液体,以及向连接管内输入液体时,控制器在控制调整结构调整连接管内的液体时,可以控制调整结构吸收连接管的目标段内的液体,或向连接管的目标段输入液体,以调整至少一个腔室内液体的体积;目标段包括:连接管中位于调整结构和至少一个腔室之间的管段。
当调整结构包括至少一个阻隔器时,控制器在控制调整结构调整连接管内的液体时,可以控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动,以使连接管内的液体流动,以调整至少一个腔室内液体的体积。
比如,阻隔器的材料为磁性材料;控制器在控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动时,可以通过磁力控制至少部分阻隔器沿连接管的延伸方向移动。
控制器在控制调整结构调整连接管内的液体之前,还可以确定液体透镜装置待调整至的目标焦距,并根据该目标焦距,控制调整结构调整连接管内的液体,以使液体透镜装置具有该目标焦距。
基于本申请实施例提供的液体透镜的控制方法,本申请实施例提供了一种控制器,所述控制器属于本申请实施例提供的任一种液体透镜装置;控制器用于执行本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。
控制器可以有多种实现方式。
在第一种实现方式中,所述控制器包括:处理单元和存储单元,所述存储单元中存储有程序;所述处理单元用于调用所述存储单元中存储的程序,以使得所述控制器执行本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。
在第二种实现方式中,所述控制器为芯片。芯片包括可编程逻辑电路和/或程序指令,当所述芯片运行时用于实现如本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。或者,该芯片也可以包括处理单元和存储单元,所述存储单元中存储有程序;所述处理单元用于调用所述存储单元中存储的程序,以使得所述控制器执行本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。
本申请实施例还提供了一种包含指令的计算机程序产品,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如本申请实施例提供的任一种液体透镜的控制方法。
在上述实施例中,控制器可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时,可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现,所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时,全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机指令可以存储在计算机的可读存储介质中,或者从一个计算机可读存储介质向另一个计算机可读存储介质传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存取的任何可用介质。所述可用介质可以是磁性介质(例如,软盘、硬盘、磁带)、光介质,或者半导体介质(例如固态硬盘)等。
在本申请中,术语“第一”和“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。术语“至少一个”指一个或多个,“多个”指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。
本申请实施例提供的方法实施例和设备实施例等不同类型的实施例均可以相互参考,本申请实施例对此不做限定。本申请实施例提供的方法实施例操作的先后顺序能够进行适当调整,操作也能够根据情况进行相应增减,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到变化的方法,都应涵盖在本申请的保护范围之内,因此不再赘述。
以上所述,仅为本申请的可选实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (26)
1.一种液体透镜装置,其特征在于,所述液体透镜装置包括:壳体、连接管、控制器和调整结构;
所述壳体具有第一腔室和第二腔室;
所述连接管连通所述第一腔室和所述第二腔室;
所述第一腔室、所述第二腔室和所述连接管内均具有液体,所述第一腔室内的液体形成第一液体透镜,所述第二腔室内的液体形成第二液体透镜;
所述控制器用于控制所述调整结构调整所述连接管内的液体,以调整所述第一腔室和所述第二腔室中至少一个腔室内液体的体积;
所述调整结构与所述连接管连通,且能够在所述控制器的控制下吸收所述连接管内的液体,以及向所述连接管内输入液体;或者,所述调整结构包括至少一个阻隔器,所述阻隔器阻隔所述连接管内位于所述阻隔器两侧的液体,且能够在所述控制器的控制下沿所述连接管的延伸方向移动。
2.根据权利要求1所述的液体透镜装置,其特征在于,所述调整结构与所述连接管连通,且能够在所述控制器的控制下吸收所述连接管内的液体,以及向所述连接管内输入液体;
所述控制器用于控制所述调整结构吸收所述连接管的目标段内的液体,或向所述连接管的所述目标段输入液体,以调整所述至少一个腔室内液体的体积;所述目标段包括:所述连接管中位于所述调整结构和所述至少一个腔室之间的管段。
3.根据权利要求1所述的液体透镜装置,其特征在于,所述调整结构包括所述至少一个阻隔器;
所述控制器用于控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动,以使所述连接管内的液体流动,以调整所述至少一个腔室内液体的体积。
4.根据权利要求3所述的液体透镜装置,其特征在于,所述阻隔器的材料为磁性材料,所述控制器用于通过磁力控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动。
5.根据权利要求3或4所述的液体透镜装置,其特征在于,所述至少一个阻隔器包括:位于所述连接管内的所述阻隔器。
6.根据权利要求3至5任一所述的液体透镜装置,其特征在于,所述至少一个阻隔器包括:套在所述连接管外的所述阻隔器。
7.根据权利要求1至6任一所述的液体透镜装置,其特征在于,所述调整结构阻隔所述连接管内位于所述调整结构两侧的液体;
所述第一腔室内的液体与所述第二腔室内的液体的密度差小于密度阈值。
8.根据权利要求1至7任一所述的液体透镜装置,其特征在于,所述第一液体透镜的口径和所述第二液体透镜的口径不同。
9.根据权利要求1至8任一所述的液体透镜装置,其特征在于,所述壳体包括:第一子壳和第二子壳,所述第一子壳具有所述第一腔室,所述第二子壳具有所述第二腔室。
10.根据权利要求9所述的液体透镜装置,其特征在于,所述第一子壳与所述第二子壳间隔排布。
11.根据权利要求9所述的液体透镜装置,其特征在于,所述第一子壳与所述第二子壳相接触;所述调整结构阻隔所述连接管内位于所述调整结构两侧的液体,且所述第一腔室内的液体的折射率与所述第二腔室内的液体的折射率不同。
12.根据权利要求1至8任一所述的液体透镜装置,其特征在于,所述壳体包括:第三子壳和软膜;
所述软膜位于所述第三子壳内,且将所述第三子壳内的空间隔离为所述第一腔室和所述第二腔室;所述调整结构阻隔所述连接管内位于所述调整结构两侧的液体,且所述第一腔室内的液体的折射率与所述第二腔室内的液体的折射率不同。
13.一种光学系统,其特征在于,所述光学系统包括:权利要求1至12任一所述的液体透镜装置和感光结构,所述感光结构用于接收来自所述液体透镜装置的光。
14.根据权利要求13所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统还包括:筒体;
所述液体透镜装置中的壳体卡在所述筒体的筒壁内侧;
所述液体透镜装置中的连接管和调整结构均嵌入所述筒壁内侧;
所述感光结构位于所述筒体的一端。
15.根据权利要求13所述的光学系统,其特征在于,所述光学系统还包括:筒体;
所述液体透镜装置中的壳体卡在所述筒体的筒壁内侧;
所述筒体的筒壁具有通孔,所述液体透镜装置中的连接管穿过所述通孔,所述液体透镜装置中的调整结构位于所述筒壁外侧;
所述感光结构位于所述筒体的一端。
16.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括权利要求13至15任一所述的光学系统。
17.一种液体透镜的控制方法,其特征在于,所述方法由液体透镜装置中的控制器执行,所述液体透镜装置还包括:壳体、连接管和调整结构;所述壳体具有第一腔室和第二腔室;所述连接管连通所述第一腔室和所述第二腔室;所述第一腔室、所述第二腔室和所述连接管内均具有液体,所述第一腔室内的液体形成第一液体透镜,所述第二腔室内的液体形成第二液体透镜;所述调整结构与所述连接管连通,且能够在所述控制器的控制下吸收所述连接管内的液体,以及向所述连接管内输入液体;或者,所述调整结构包括至少一个阻隔器,所述阻隔器阻隔所述连接管内位于所述阻隔器两侧的液体,且能够在所述控制器的控制下沿所述连接管的延伸方向移动;
所述方法包括:
控制所述调整结构调整所述连接管内的液体,以调整所述第一腔室和所述第二腔室中至少一个腔室内液体的体积。
18.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述调整结构与所述连接管连通,且能够在所述控制器的控制下吸收所述连接管内的液体,以及向所述连接管内输入液体;
控制所述调整结构调整所述连接管内的液体,包括:
控制所述调整结构吸收所述连接管的目标段内的液体,或向所述连接管的所述目标段输入液体,以调整所述至少一个腔室内液体的体积;所述目标段包括:所述连接管中位于所述调整结构和所述至少一个腔室之间的管段。
19.根据权利要求17所述的方法,其特征在于,所述调整结构包括所述至少一个阻隔器;
控制所述调整结构调整所述连接管内的液体,包括:
控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动,以使所述连接管内的液体流动,以调整所述至少一个腔室内液体的体积。
20.根据权利要求19所述的方法,其特征在于,所述阻隔器的材料为磁性材料;
控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动,包括:
通过磁力控制至少部分所述阻隔器沿所述连接管的延伸方向移动。
21.根据权利要求17至20任一所述的方法,其特征在于,控制所述调整结构调整所述连接管内的液体,包括:
根据所述液体透镜装置待调整至的目标焦距,控制所述调整结构调整所述连接管内的液体。
22.一种控制器,其特征在于,所述控制器属于权利要求1至12任一所述的液体透镜装置;所述控制器用于执行权利要求17至21任一所述的液体透镜的控制方法。
23.根据权利要求22所述的控制器,其特征在于,所述控制器包括:处理单元和存储单元,所述存储单元中存储有程序;所述处理单元用于调用所述存储单元中存储的程序,以使得所述控制器执行权利要求17至21任一所述的液体透镜的控制方法。
24.根据权利要求22或23所述的控制器,其特征在于,所述控制器为芯片。
25.一种计算机可读存储介质,其特征在于,所述计算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求17至21任一所述的液体透镜的控制方法。
26.一种包含指令的计算机程序产品,其特征在于,当所述计算机程序产品在计算机上运行时,使得计算机执行如权利要求17至21任一所述的液体透镜的控制方法。
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| CN202111437288.5A CN116184542A (zh) | 2021-11-29 | 2021-11-29 | 液体透镜装置及其控制方法、控制器、光学系统 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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Citations (5)
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2021
- 2021-11-29 CN CN202111437288.5A patent/CN116184542A/zh active Pending
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