电光可变光圈透镜制造技术

本发明专利技术公开了一种可变光圈透镜以及形成此类透镜的方法。更具体地讲，所述可变光圈透镜的实施例包括沿光轴夹置在前透镜与后透镜之间的电光光圈。所述前透镜或所述后透镜可包括多个透镜层，所述透镜层具有不同的光学特性以提供低z高度的光学对准的可变光圈透镜。

【技术实现步骤摘要】
相关专利申请申请人要求2014年2月21日提交的在先共同未决的临时申请序列号61/943,151的优先权，所述临时申请的全文以引用方式并入。
公开了与具有电光可变光圈的光学元件有关的实施例。更具体地讲，公开了与用于相机中的电光可变光圈透镜有关的实施例。
技术介绍
相机模块已结合到多种消费电子设备中，所述消费电子设备包括智能电话、移动音频播放器、个人数字助理以及便携式和台式计算机。典型的相机模块包括用于从成像场景采集光并将光传输至图像传感器的光学系统。光学系统通常包括与一个光圈相关联的至少一个透镜。透镜采集并传输光。光圈限制由透镜采集并传输的光，并因此被称为光阑光圈，或者，被称为入射光瞳光圈。光阑光圈的有效直径结合透镜焦距一起决定透镜的“F值”。具有较低F值的透镜与具有较大F值的透镜相比生成更明亮的图像，并因此降低了低光场景中的图像噪声。然而，当F值减小时，透镜景深减小，并因此透镜像差增大。因此，存在最佳的光阑光圈直径，这取决于透镜和正在成像的场景，从而使图像噪声最小化并使图像分辨率最大化。在大多数便携式消费电子设备中，使设备外形最小化是重要的设计目标。因此，设备外形要求通常禁止将虹彩光圈用作可变光阑光圈。因此，产品设计通常旨在通过针对特定缩放系数而固定光学系统中的光圈直径来使设备外形(称为z高度)最小化。这种设计选择在不明显影响可实现的分辨率的情况下，从设计和制造立场上，使F值最小化。由于这种设计范式，用户已不能针对移动应用中的特定场景而调节并优化F值。
技术实现思路
公开了具有电光可变光圈的光学元件，尤其是用于便携式消费电子设备应用中的光学元件。在实施例中，提供了一种光学元件，该光学元件具有前透镜、后透镜和电光光圈。后透镜可沿光轴与前透镜对准，并且电光光圈可耦接，例如连接、附接、固定或以其他方式稳固至前透镜或后透镜中的至少一者。在实施例中，前透镜附接到电光光圈并且电光光圈位于前透镜与后透镜之间。电光光圈可包括与基板耦接的电致变色元件。例如，电光光圈可包括沿光轴与前透镜和后透镜对准的可变光瞳。电光光圈的电致变色元件可包括液体、晶体材料或非晶体材料中的至少一者。在实施例中，前透镜或后透镜中的至少一者包括多个透镜层。例如，所述多个透镜层可由具有不同光学特性的多种树脂形成，并且所述树脂中的至少一种可通过紫外线辐射固化。前透镜和后透镜可组合以形成消色差透镜。光学元件可包括其他部件。例如，在实施例中，光学元件可包括前透镜与后透镜之间的电光滤波器。此外，光学元件可包括基板上的电触点，并且电触点可暴露于前透镜和后透镜。在实施例中，提供了一种制备移动透镜组件的方法。该方法包括将前透镜附接到电光光圈的前表面。电光光圈可包括与基板耦接的电致变色元件。该方法还可包括将后透镜附接到电光光圈的后表面以形成可变光圈透镜。所述附接可包括沿光轴对准前透镜、后透镜和电光光圈。所述附接还可包括将前透镜或后透镜中的至少一者直接模制在电光光圈上方。例如，所述模制可包括引入未固化状态的透镜树脂并将该透镜树脂固化成固化状态。该方法还可包括将可变光圈透镜与透镜叠层组合以形成移动透镜组件，从而形成混合系统。透镜叠层可包括一个或多个像差校正透镜。在实施例中，该方法可包括将第一树脂模制成第一透镜层并在外透镜层上方将第二树脂重叠注塑为第二透镜层以形成前透镜。第一树脂和第二树脂可具有不同的光学特性。在实施例中，可将膜沉积在前透镜或后透镜中的至少一者和第一表面之间。此外，该方法可包括将第三树脂模制成后透镜。第一树脂、第二树脂或第三树脂中的至少一者可被配置为通过紫外线辐射固化。附图说明图1为具有相机模块的便携式消费电子设备的示图。图2为移动透镜组件的侧视图。图3为在双合透镜前面具有电光光圈的移动透镜组件的示意图。图4为在双合透镜的第一透镜元件后面具有电光光圈的移动透镜组件的示意图。图5为根据实施例的可变光圈透镜的剖视图。图6为根据实施例的具有可变光圈透镜的移动透镜组件的侧视图。图7为根据实施例的包括相机模块的相机相关元件的示意图，所述相机模块具有可变光圈透镜。图8为根据实施例的电光光圈的剖视图。图9为根据实施例的制备移动透镜组件的方法的流程图。图10-图17为根据实施例的示出了用于形成可变光圈透镜的操作的示图。图18为根据实施例的制备移动透镜组件的方法的流程图。图19-图23为根据实施例的示出了用于形成可变光圈透镜的操作的示图。具体实施方式实施例描述了具有电光可变光圈的光学元件，尤其是用在便携式消费电子设备应用中的光学元件。然而，虽然具体参照移动电子设备中的集成描述了一些实施例，但实施例并不限于此，并且某些实施例也可适用于其他用途。例如，具有电光可变光圈的光学元件可结合到保持在固定位置处的相机模块中，例如交通相机中，或用于相对静止的应用中，例如用作多媒体碟片播放器中的透镜。在各种实施例中，参照附图进行描述。然而，某些实施例可在不存在这些具体细节中的一个或多个或者与其他已知方法和构型相结合的情况下实施。在以下的描述中，示出了许多具体细节，诸如具体构型、尺寸和过程，以提供对实施例的透彻理解。在其他情况下，未对众所周知的过程和制造技术进行特别详细地描述，以免不必要地模糊描述。贯穿本说明书所提到的“一个实施例”、“实施例”等是指所描述的特定特征、结构、构型或特性包括在至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书各处的语句“一个实施例”、“实施例”等的出现不一定指代同一实施例。此外，特定特征、结构、构型或特性可以任何适当的方式结合在一个或多个实施例中。在一个方面，相机模块结合可变光圈透镜使得用户可在不显著增加光学系统所需空间的情况下改变透镜F值。在实施例中，可变光圈透镜包括夹置在前透镜与后透镜之间的电光光圈。此外，前透镜或后透镜可包括多层构造，从而允许可变光圈透镜在不增加z高度的情况下替代消色差双合透镜。所述多个层可例如具有球形和非球形轮廓以及不同的光学特性。在一个方面，相机模块结合可变光圈透镜使得用户可在不使系统光学器件退化的情况下改变透镜F值。在实施例中，可变光圈透镜结合具有形成消色差双合透镜功能的不同光学特性的多个透镜层。此外，可变光圈透镜包括介于透镜层之间位于光学系统中的优化位置处使得渐晕得以避免的电光光圈。此外，可变光圈透镜部件可沿光轴相对于彼此固定，使得可变光圈透镜在整本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学元件，包括：前透镜；后透镜，所述后透镜沿光轴与所述前透镜对准；以及电光光圈，所述电光光圈耦接至所述前透镜或所述后透镜中的至少一者，其中所述电光光圈包括与基板耦接的电致变色元件。

【技术特征摘要】
2014.02.21 US 61/943,151;2014.04.21 US 14/257,8031.一种光学元件，包括：
前透镜；
后透镜，所述后透镜沿光轴与所述前透镜对准；以及
电光光圈，所述电光光圈耦接至所述前透镜或所述后透镜中的
至少一者，其中所述电光光圈包括与基板耦接的电致变色元件。
2.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述电光光圈附接到所述前
透镜或所述后透镜中的至少一者，并且其中所述电光光圈位于所述
前透镜和所述后透镜之间。
3.根据权利要求2所述的光学元件，其中电光光圈包括可变光瞳，并
且其中所述可变光瞳、所述前透镜和所述后透镜沿所述光轴对准。
4.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述前透镜或所述后透镜中
的至少一者包括多个透镜层。
5.根据权利要求4所述的光学元件，其中所述多个透镜层具有不同的
光学特性。
6.根据权利要求5所述的光学元件，其中所述前透镜和所述后透镜组
合以形成消色差透镜。
7.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述前透镜或所述后透镜中
的至少一者包含树脂材料。
8.根据权利要求7所述的光学元件，其中所述树脂材料被配置为通过
紫外线辐射固化。
9.根据权利要求1所述的光学元件，其中所述电致变色元件包括液
体、晶体材料或非晶体材料中的至少一者。
10.根据权利要求1所述的光学元件，还包括位于所述前透镜和所述后
透镜之间的电光滤波器。
...

【专利技术属性】
技术研发人员：H·D·诺布尔，I·A·玛卡利斯特，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国;US