光學變焦結構的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明提供一種光學變焦結構，且特別涉及一種具有液晶透鏡的光學變焦結構。
【背景技術】
[0002]一般而言，光學變焦系統會包括至少一組放大光學鏡片以及至少一組調整光學鏡片。放大光學鏡片會產生發散的光學效果，從而可以將圖像進行放大。而調整光學鏡片則是會產生聚焦的光學效果，可以將放大后的圖像重新聚焦，使得人眼能夠看見放大后的圖像。
[0003]然而，所述的光學變焦系統若要取得不同的變焦倍率，必須改變兩光學鏡片之間的距離以及調整每一組光學鏡片的設計。從而使得產品的尺寸難以縮小，并且增加了設計的復雜程度以及成本。

【發明內容】

[0004]本發明提供了一種光學變焦結構，其具有液晶透鏡，可通過調控電壓來改變光學變焦結構的變焦倍率。
[0005]本發明提供了一種光學變焦結構，包括至少一第一光學組、至少一第二光學組以及一圖像顯示區。第一光學組包括第一定焦組以及第一液晶透鏡，第一定焦組具有多個第一光學鏡片。第一光學組會產生發散的光學效果。第二光學組包括第二定焦組以及第二液晶透鏡，而第二定焦組具有多個第二光學鏡片。第二光學組會產生聚焦的光學效果。另外，第二光學組位于第一光學組與圖像顯示區之間，而第一液晶透鏡以及第二定焦組位于第一定焦組與第二液晶透鏡之間。第一定焦組與第一液晶透鏡之間的距離是第一距離，第一液晶透鏡與第二定焦組之間的距離是第二距離，第二定焦組與第二液晶透鏡之間的距離是第三距離，而第二液晶透鏡與圖像顯示區之間的距離為第四距離。
[0006]綜上所述，本發明提供了一種光學變焦結構，其包括第一定焦組、第一液晶透鏡、第二定焦組以及第二液晶透鏡。第一定焦組、第一液晶透鏡、第二定焦組、第二液晶透鏡彼此之間的距離為固定值。而第一液晶透鏡以及第二液晶透鏡可通過調整施加電壓來改變其焦距，進而可以改變第一液晶透鏡、第二定焦組、第二液晶透鏡的物距以及像距，以得到不同的放大效果。
[0007]為使能更進一步了解本發明的特征及技術內容，請參閱以下有關本發明的詳細說明與附圖，但是這些說明與附圖僅用來說明本發明，而非對本發明的權利要求范圍作任何的限制。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發明第一實施例的光學變焦結構示意圖。
[0009]圖2為本發明第二實施例的光學變焦結構的變倍比模擬示意圖。
[0010]圖3為本發明第三實施例的光學變焦結構的變倍比模擬示意圖。
[0011]圖4為本發明第四實施例的光學變焦結構的變倍比模擬示意圖。
[0012]【符號說明】
[0013]I光學變焦結構
[0014]10第一光學組
[0015]110第一定焦組
[0016]120第一液晶透鏡
[0017]122第一液晶層
[0018]122a第一液晶分子
[0019]124第一配向層
[0020]126第一驅動電極板
[0021]20第二光學組
[0022]210第二定焦組
[0023]220第二液晶透鏡
[0024]222第二液晶層
[0025]222a第二液晶分子
[0026]224第二配向層
[0027]226第二驅動電極板
[0028]dl第一距離
[0029]d2第二距離
[0030]d3第三距離
[0031]d4第四距離
[0032]s物件
[0033]R圖像顯示區
[0034]I1、12、13、14成像
【具體實施方式】
[0035]圖1為本發明第一實施例的光學變焦結構I的示意圖，請參閱圖1，光學變焦結構I包括一第一光學組10、一第二光學組20以及一圖像顯示區R。第一光學組10包括一第一定焦組I1以及一第一液晶透鏡120，而第二光學組20則包括一第二定焦組210以及第二液晶透鏡220。第一光學組10會產生發散的光學效果，而第二光學組20會產生聚焦的光學效果。
[0036]如圖1所示，第二光學組20位于第一光學組10與圖像顯示區R之間，而第一液晶透鏡120位于第一定焦組110與第二光學組20之間，第二定焦組210則位于第一光學組10與第二液晶透鏡220之間。也就是說第一液晶透鏡120以及第二定焦組210位于第一定焦組110與第二液晶透鏡220之間。
[0037]詳細而言，第一定焦組110與第一液晶透鏡120之間的距離為第一距離dl，第一液晶透鏡120與第二定焦組210之間的距離為第二距離d2，第二定焦組210與第二液晶透鏡220之間的距離為第三距離d3，而第二液晶透鏡220與圖像顯示區R之間的距離為第四距離d4。在本實施例中，第一距離dl的值介于0.5至2mm之間，第二距離d2的值介于0.1至20mm之間，第三距離d3的值介于0.1至20mm之間，而第四距離d4的值介于0.5至1mm之間。
[0038]另外，第一定焦組110包括多個第一光學鏡片，而第二定焦組210包括多個第二光學鏡片。第一光學鏡片包括凹透鏡、凸透鏡以及膠合透鏡，且第一光學鏡片的排列方式依序為凹透鏡、凸透鏡以及膠合透鏡，而第一光學鏡片會表現出發散透鏡的光學效果。另外，第二光學鏡片包括凸透鏡、凹透鏡以及膠合透鏡，且第二光學鏡片的排列方式依序為凸透鏡、凹透鏡以及膠合透鏡，而第二光學鏡片會表現出聚焦透鏡的光學效果。由于第一光學鏡片以及第二光學鏡片具有一定的曲率，第一定焦組110以及第二定焦組210的焦距為固定值。
[0039]而第一液晶透鏡120的結構包括一第一液晶層122、一對第一配向層124以及一對第一驅動電極板126。如圖1所示，第一驅動電極板126位于第一液晶層122的兩側，而配向層124位于第一液晶層122與第一驅動電極板126之間。第一液晶層122具有多個第一液晶分子122a,在施加電壓后,第一驅動電極板126會驅動第一液晶分子122a轉動,使其功能等效于凹透鏡。另外，第一驅動電極板126可以通過調整施加的電壓來改變第一液晶層122的折射率分布，進而得到不同的焦距。
[0040]另外，第二液晶透鏡220的結構包括一第二液晶層222、一對第二配向層224以及一對第二驅動電極板226。第二液晶透鏡220的結構大致與第一液晶透鏡120相同，在此不多做贅述。然而，在施加電壓后，第二驅動電極板226會驅動第二液晶分子222a轉動，使其功能等效于凸透鏡。第二驅動電極板226可以通過調整施加的電壓來改變第二液晶層222的折射率分布，進而得到不同的焦距。
[0041]需說明的是，在本實施例中，第一驅動電極板126以及第二驅動電極板226的數量為一對。然而，在其他實施例中，第一驅動電極板126以及第二驅動電極板226的數量可以大于一對，本發明不限制第一驅動電極板126以及第二驅動電極板226的數量。
[0042]在實際操作中，物件s反射光線并入射至光學變焦結構I中，光線會先經過第一光學組10，由于第一光學組10會產生發散的光學效果，因此可將光線所產生的圖像進行放大。之后光線會再經過第二光學組20，由于第二光學組20會產生聚焦的光學效果，因此可以將經第一光學組10所放大的圖像進行聚焦，使得使用者得以看到聚焦所產生的圖像。
[0043]詳細而言，光線進入第一光學組10時，會先經過第一定焦組110。第一定焦組110為凹透鏡、凸透鏡以及膠合透鏡的組合，可以消除光線所產生的色差并且在第一定焦組110與第一液晶透鏡120之間產生成像II。之后，光線會進入第一液晶透鏡120。第一驅動電極板126會改變電壓，使得第一液晶透鏡120中的第一液晶分子122a排列成類似凹透鏡的結構，并具有發散的光學效果。因此可以對成像Il進行放大，并且在第一液晶透鏡120與第二定焦組210之間產生成像12。此外，第一驅動電極板126還可以通過電壓的調整來改變液晶分子122a排列的曲率半徑，進而產生不同的焦距。
[0044]另外，第一定焦組110與第一液晶透鏡120之間的第一距離dl為定值，此第一距離dl為第一定焦組110所產生的像距與第一液晶透鏡120的物距之和。而第一液晶透鏡120的焦距會隨著第一驅動電極板126的電壓調整而改變，進而改變第一液晶透鏡120成像12的像距。
[0045]經過第一光學組10的光線會再進入第二光學組20，光線進入第二光學組20時，會先經過第二定焦組210。第二定焦組210為凸透鏡、凹透鏡以及膠合透鏡的組合，可以消除光線所產生的色差并且在第二定焦組210與第二液晶透鏡220之間產生成像13。之后，光線會進入第二液晶透鏡220。第二驅動電極板226會改變電壓，使得第二液晶透鏡220中的第二液晶分子222a排列成類似凸透鏡的結構，并具有聚焦的光學效果。因此可以對成像13進行聚焦，并且在第二液晶透鏡220與圖像顯示區R之間產生成像14。此外，第二驅動電極板226還會通過電壓的調整來改變液晶分子222a排列的曲率半徑，進而產生不同的焦距。
[0046]另外，第一液晶透鏡120成像12的位置到第二定焦組210的距離為第二定焦組210的物距。詳細而言，第一液晶透鏡120到第二定焦組210之間的第二距離d2為一定值，且即為第一液晶透鏡120的像距與第二定焦組210的物距之和。也就是說，當第一液晶透鏡120的像距改變時，第二定焦組210的物距也會跟著改變。而由于第二定焦組210的焦距為一定值，第二定焦組210的像距會隨著物距的改變而改變。
[0047]而第二定焦