液晶式防手振的潜望式镜头
技术领域
本实用新型是关于一种液晶式防手振的潜望式镜头，尤指一种适用在薄型摄像设备的潜望式镜头，例如：平板电脑或智能手机的摄像镜头之上，为一种具有远距摄像且具有防手振功能的潜望式镜头。
背景技术
摄像器材已应用在许多薄型的电子设备上，例如：平板电脑或智能手机等，都配备了镜头模块并具有摄像头或视频功能；但由于设在薄型的电子设备时，镜头对焦的距离有限，因此通常这种摄影镜头仅能拍摄2米左右的影像，若要针对较远的取景(例如：10-20米以上)距离进行清晰拍摄，则摄像头必须要有远拍配备(Tele-zoom function)或所谓的变焦(Real-zoom function)功能才能达成；具有此类功能的镜头全高(简称TTL)通常很长，且该镜头的高度会突出电子设备的厚度，难以符合薄型的电子设备的轻薄化需求；因此通常会采用潜望式的镜头设计，即将光路平躺并加上一转折镜(prism)将光路转动90 度，让整个光学系统躺平以减小整体高度。
现有技术中在液晶式防手振的潜望式镜头设计原理，如图11、图12所示，主要设有一摄像镜头90，为使该摄像镜头90具有较薄的高度，故在其上、下端设有削平边91，又在该摄像镜头90前方设有一转折镜92，而在摄像镜头 90后方则设置了光电组件93，故虽然该摄像镜头90内可以具有较长的镜组，依然可由上方的光线，经转折镜92至摄像镜头90，再供光电组件93进行摄像影片的处理。
上述的现有结构仅为单纯的潜望式镜头，并未具有防手振的功能，尤其在高倍率的摄影或拍照时，轻微的振动都将造成影像模糊或失真变形，但若需要具有防手振的功能就必需组设更复杂的机械式的驱动组件，除了组装及制造具有一定技术瓶项之外，将使成本突然大幅增加，是现有技术的缺点。
实用新型内容
本实用新型的主要目的，尤其涉及一种潜望式防手振镜头设计，通过转动入射光的两轴角度达成防手振的功能；转动入射光角度是通过两片液晶转折片达成，首先设有第一液晶转折片，放置在三角形的转折镜第一直角侧面 (通常为上方)，其等间距条状的透明电极层朝向Y轴方向，通过调变电压偏转入射光一定角度；而另设一液晶转折片放置在三角形的转折镜另一直角侧面(通常为垂直水平面)，其等间距条状的透明电极层朝向Z轴方向，通过调变电压偏转入射光一定角度，连续两次进行修正调整影像的作用而达成防手振功能，极适合使用在微型摄像器材的镜头上。
为达到上述目的，本案可以下列的方式来达成：
设一承镜座，具有一容镜槽，在该容镜槽内设有一转折镜，该转折镜为三角形体，具有第一直角侧面、第二直角侧面、反射斜面，能将光线由第一直角侧面进入，经反射斜面折弯一角度，并由第二直角侧面而出；两个液晶转折片，配有电路设备且分别置于转折镜的第一直角侧面及第二直角侧面上，且该两个液晶转折片相互呈九十度错开；该两个液晶转折片包含有：一中央透明基板，并由此分别向两侧由内而外依序加上第一透明电极层及第二透明电极层、X轴方向第一配向层及Y轴方向的第三配向层、第一液晶层及第二液晶层、X轴方向的第二配向层及Y轴方向的第四配向层、第一侧透明基板及第二侧透明基板、等间距条状电极数目的第三透明电极层及第四透明电极层，以使该两个液晶转折片在通以电压时具有偏转光线方向的能力；一组设有镜组件的镜座，置于转折镜出光位置的第二直角侧面处，同时该镜座与承镜座相对接合；从而形成一具有防手振及不占空间的潜望式镜头。
附图说明
图1为本实用新型的结构外观图。
图2为本实用新型的结构分解图。
图3为本实用新型液晶转折片的分解说明图。
图4为本实用新型液晶转折片的组合剖视图。
图5为本实用新型主要作用说明示意图。
图6为本实用新型的侧视结构及光学说明图。
图7为本实用新型的俯视结构及光学说明图。
图8为本实用新型液晶转折片的配置电压及接地示意图。
图9为本实用新型第一液晶转折片的相位延迟示意图。
图10为本实用新型第二液晶转折片的相位延迟示意图。
图11为现有潜望式镜头的结构示意图1。
图12为现有潜望式镜头的结构示意图2。
附图标记说明：10-承镜座；11-容镜槽；20-转折镜；21-第一直角侧面； 22-第二直角侧面；23-反射斜面；30-液晶转折片；30A-第一液晶层；30B-第二液晶层；31-中央透明基板；311-第一侧透明基板；312-第二侧透明基板； 32-第一透明电极层；321-第二透明电极层；33-第一配向层；331-第三配向层； 34-第二配向层；341-第四配向层；35-第三透明电极层；351-第四透明电极层； 40-液晶转折片；40A-第一液晶层；40B-第二液晶层；41-中央透明基板；411- 第一侧透明基板；412-第二侧透明基板；42-第一透明电极层；421-第二透明电极层；43-第一配向层；431-第三配向层；44-第二配向层；441-第四配向层； 45-第三透明电极层；451-第四透明电极层；50-镜座；60-镜组件；70-垫片； 80-电路设备；800-电路设备；90-摄像镜头；91-削平边；92-转折镜；93-光电组件；L-光线。
具体实施方式
请配合参看图1、图2所示，本实用新型所揭示的液晶式防手振的潜望式镜头，至少包含有：一承镜座10，于中央具有一容镜槽101，在该容镜槽101 内设有一转折镜20，该转折镜20为三角形体，具有第一直角侧面21、第二直角侧面22、反射斜面23，能将光线L由第一直角侧面21进入，经反射斜面23折弯90度，并由第二直角侧面22而出，例如：由上方垂直的光线折弯 90度为水平的行进方向。
请参看图2～图4所示，两个液晶转折片30,40配有电路设备80,800，且分别置于转折镜20的第一直角侧面21及第二直角侧面22上，且该两个液晶转折片30,40相互呈九十度错开，而该两个液晶转折片30,40皆具有一中央透明基板31,41，在该中央透明基板31,41的两个侧面分别设有第一透明电极层 32,42及第二透明电极层321,421，而在该第一透明电极层32,42及第二透明电极层321,421外侧又分别刷磨(rubbing)有X轴、Y轴方向的第一配向层33,43 及第三配向层331,431；另外在该第一配向层33,43及第三配向层331,431外侧面再设有第一液晶层30A,40A及第二液晶层30B,40B；第一侧透明基板 311,411及第二侧透明基板312,412分别于外侧镀制有等间距条状的第三透明电极层35,45及第四透明电极层351,451以形成单调递减或递增的电压降；而又于内侧分别覆盖有X轴、Y轴方向的第二配向层34,44及第四配向层 341,441，该第一侧透明基板311,411及第二侧透明基板312,412分别以具有第二配向层34,44及第四配向层341,441侧与上述的液晶层30A,40A及第二液晶层30B,40B夹合，从而形成该两个液晶转折片30,40的多层结构。
如图2、图3所示，该两个液晶转折片30,40最外侧的第三透明电极层35,45 及第四透明电极层351,451，在本案说明绘制虽为八条的电极数目，但在实际应用时可根据制程的能力而选择为任意的电极数目与间距，并依其条状电极组的条数而由电路设备80,800给予对应的不同电压数量。
简而言之，该两个液晶转折片30,40以中央透明基板31,41为基础，分别向两侧由内而外，依序加上有第一透明电极层32,42及第二透明电极层 321,421、X轴方向第一配向层33,43及Y轴方向的第三配向层331,431、第一液晶层30A,40A及第二液晶层30B,40B、X轴方向的第二配向层34,44及Y 轴方向的第四配向层341,441、第一侧透明基板311,411及第二侧透明基板312,412、等间距条状电极数目的第三透明电极层35,45及第四透明电极层351,451，以使该两个液晶转折片30,40在通以电压时具有偏转光线方向的能力。
上述的第一透明电极层32,42、第二透明电极层321,421、第三透明电极层35,45、第四透明电极层351,451的较佳实施例，可使用现有的ITO材质即可达成，但并非本专利论述的范畴。
请参看图1、图2所示，一组设有镜组件60的镜座50，置于转折镜20 出光位置的第二直角侧面22处，同时该镜座50与承镜座10相对接合而形成一潜望式镜头；在该镜座50与承镜座10之间可再设一垫片70，以使组装更为紧密而稳固。
如图3、图4所示，本实用新型运用的两个液晶转折片30,40，由于在第一侧透明基板311,411的内侧及第一透明电极层32,42外侧施以x方向配向的第二配向层34,44及第一配向层33,43，以使第一侧透明基板311,411与第一透明电极层32,42的间隙填充物第一液晶层30A,40A为x方向配向；同理，第二透明电极层321,421外侧与第二侧透明基板312,412内侧，施以y方向配向的第三配向层331,431及第四配向层341,441，以使期间的第二液晶层30B,40B为y方向配向；再请参看图2、图3、图8所示，在第一侧透明基板 311,411外侧的第三透明电极层35,45，以及第二侧透明基板312,412外侧的第四透明电极层351,451，其每一条状电极通过电极导线与接点受电路设备 80,800外加电压驱动，则以电阻分压的方法来提供所有条状电极所需的各种大小的电压，该第三透明电极层35,45及第四透明电极层351,451的栅状相邻的条状电极间以绝缘间隙做电性的隔绝，以使该两个液晶转折片30,40在通以电压时具有偏转光线方向的能力；至于条状电极的数目与电极宽度及间隙，可依优化的设计而有各种不同的数值，并不受本案示意图所限制。
以液晶为介质的光学组件其原理为当液晶在无外加电压时，液晶对于某一特定入射方向的入射光束有两个不同偏极化方向(双折射率材料)，其折射率呈现为非寻常光(extraordinary ray,E－ray)折射率(ne)与寻常光(ordinary ray,O －ray)折射率(no)。若当外加电压到达某临界电压(threshold voltage)时，会使液晶分子开始转向，直到到达饱和电压(saturation voltage)后因液晶分子朝电场方向排列，使得对应于此电场方向的入射光束而言，此时的液晶则呈现为单一折射率(no)的介质。因此，在临界电压与饱和电压之间对非寻常光而言，液晶折射率呈现的是可经调控的连续变化，故极适合作为发展可调变光束偏折特性的光学组件的介质材料。然而对寻常光而言，电压的调控并不会改变其所呈现的折射率，故以液晶制作的光学组件，基本上是属于具有光偏极化选择性的光学组件。式(1)说明非寻常光所见到的折射率变化与液晶分子受外加电压产生转向角度之间的关系式。
其中θ为液晶分子受外加电场作用下的分子转向与无电压时的旋转角度。其与电压的关系如式(2)。
利用式(1)与式(2)可进一步求出针对某特定厚度的液晶分子层d，在电压 V的作用下非寻常光与寻常光两者间因光程差所引入的相位延迟量(phase retardation)φ，如式(3)。
因此若欲使用固定液晶层厚度的液晶组件来实现一般光束偏折的光学特性，可通过结合式(1)至式(3)施加于液晶分子层的调变电压形成线性分布的折射率；但由于电压是通过两侧的透明电极来作用于液晶分子，故电极的设计必须做条形等间距的取样，形成多数等间距的条状带电极组，电极间必须互为电性隔绝并被施以单调递减或单调递增的线性变化电压，以得到其光学相位调变的效果，其相位延迟量分布将近似于对应的锲型平板玻璃(如图9及图 10所示)，得到良好的偏折光线的效果。
本实用新型在精心设计之下，因此如图2、图5～图7所示，当光线L先经第一个液晶转折片30后，再射入转折镜20的第一直角侧面21，能使光线在Z轴方向偏转一角度θZ(如图6所示)，再射向反射斜面23，并转向自第二直角侧面22而出，再射经第二个液晶转折片40后，使光线L又在X轴方向偏转一角度θx(如图7所示)，再将光线L水平的行进方向射入镜组件60，并以此提供防手振的功能。
本实用新型的设计，是使用两个液晶转折片30,40得到良好的防手振功能，在制造上较现有的机械式更为方便，而且在整体设计上结构更为精减，能达到轻、薄、短、小的优点，适合使用在微型摄像器材，应用在潜望镜的镜头上。
以上所述的方法，仅为本实用新型的较佳实施例而已，并非用以限定本实用新型的使用模式；在不脱离本实用新型的精神与范围下所作的均等变化与修饰，例如：使用不同或类似的材质，但实际仍为本实用新型的方法特征所在时，皆应涵盖于本实用新型的专利范围内。
