[发明专利]一种变焦凸透镜和凹透镜

说明书

技术领域

本发明涉及光学技术领域中的柱面透镜，凸透镜，和凹透镜。

背景技术

在光学技术领域，传统的透镜只有一个固定的焦距。网上查得：目前巳开发出一种称之为液体透镜的产品，该产品采用一种“电润湿法”的技术，无需配备其它机械部件就能使透镜变焦；还有一种：采用两种液体，使其界面曲率变化，自由改变透镜的焦点距离，且凸凹曲面间可以转换，称：新的用途正在丰富多彩中开发，新一代的攝像头，手机，数码相机，P D A等产品都将得到充分应用。

发明内容

本发明的目的与上述技术相同，本发明采用一种简单的物理方法使透镜变焦。以下详述本发明的技术方案：

[一]可以变焦的柱面透镜

参见图1。两种透镜主视图相同，主视图则共用一个。图中，1薄片，2接口，3端盖，4水管，5定位装置，6水压装置，7支承物。

透镜方位以本图主视图的方位为准。图中透镜，内部是水，(或其它透光液体)，外壳是一种透光塑料制品，薄片1(透镜折射面)厚度均匀，具有一定弹性，薄片的左右连接面是接口2，接口是一种薄而柔软不易拉伸的塑料制品；将透镜上下两端密封的管状封盖，称之为端盖3，端盖厚度及材质与接口相同；薄片左边接口与支承物7连接，支承物上设有水管4，水管右端通过支承物与薄片连通(连通薄片：即连通上下薄片所构成的内部空间)；水管另一端与水压装置6相连；薄片的右边接口连接定位装置5。薄片，水管，水压装置，连通成一个密封的容器。

[二]变焦过程

上述透镜中，定位装置5可以左右移动定位(箭头所示方向移动)，水压装置能使容器内产生水压。移动定位装置，薄片向外扩张或收缩，端盖以中部为主体随之张合。薄片运动，它的曲率则发生变化。也就是说，透镜的焦点距离得到了改变。图中虚线是定位装置右移到右方极限位置时，透镜的位置形态，薄片形成平面，曲率为零。同一透镜两薄片内凹外凸的最大距离之和，称为透镜的“最大扩张量”，以代号M表示；定位装置的“最大移动距离”以代号N表示。

[三]原理

定位装置不动，被压面(薄片)无法向外扩张(或收缩)，则发生弹性变形。依据力学原理：这种形变会朝着扩大容器容积的方向发展，容器内具有足够的水压，被压面则进入极限弹性状态，构成容器的最大容积，形成一种确定的形态。在本透镜中，薄片的极限弹性状态就是圆弧面状态。因此，薄片扩张运动，依旧行成标准的圆弧面。

[四]柱面凸凹透镜

见图2。两个相同的柱面透镜，如图所示，上下重叠，其中一个水平旋转90度。通过这样组合，上方透镜组成了柱面凸透镜，下方透镜则组成了柱面凹透镜，给它们加以上述变焦装置，它们就成了变焦凸凹透镜。

此外，若是给上述凹透镜的薄片留出外扩空间，薄片既可内凹又可外凸，凸凹透镜则可自由转换，具有这种功能的透镜，本文称之为两用透镜。

上述三种变焦透镜，结构基本相同，不同之处是薄片间的距离(薄片曲率为零时的距离)。设：同一透镜，薄片间的距离为H；上下透镜，相邻薄片间的距离为F。则透镜H为零，该透镜就是凸透镜，H大于零F等于零，就是凹透镜；H和F均大于零，则是两用透镜。N(定位装置的最大移动距离)确定后，薄片最大扩张量M的大小取决于H和F的大小，H和F小于或等于M。

附图说明

图1可以变焦的柱面透镜

图2柱面凸凹透镜示意图

图3变焦凸透镜部件组装及水压装置结构

图4变焦凸透镜的薄片结构及与之相关的元件

图5后压板结构及与之相关的连接

图6前压板结构及与之相关的连接

图7透镜框架结构

图8变焦凹透镜结构

图9变焦凹透镜的薄片及与之相关的元件

图10两用透镜结构

附图标号总汇：