具有环形接合界面的光学元件和用于组装这种元件的方法技术

提供了光学组件，其中光学元件通过环形突起和环形凹槽的接合而对准。多个光学元件形成堆叠，每个光学元件具有内部部分以及周围的外部部分。沿着堆叠的成对相邻光学元件在接合界面处彼此接合，所述接合界面包括在一个光学元件的外部部分上的环形突起和在另一光学元件的外部部分上的环形凹槽。环形突起和凹槽绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性，其中环形突起和环形凹槽彼此接合、具有相同的旋转半径。还提供了光学元件与环形支撑件的类似环形接合。

Optical elements with a ring-shaped interface and methods for assembling such elements

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有环形接合界面的光学元件和用于组装这种元件的方法
本
通常涉及光学元件的组装和对准，并且更具体地涉及在透镜或其他光学元件之间的接合界面处使用环形突起和凹槽。
技术介绍
与使用传统研磨和抛光技术制造的透镜相比，使用注射成型技术制造光学元件(诸如塑料透镜)，为便利安装和对准所得的光学元件的设计提供了进一步的可能性。塑料注射可以提供复杂的几何形状，具有成型到透镜本身中的纯机械功能。例如，包括在用于电话或其他移动设备的微型照相机物镜中的透镜组件通常基于塑料透镜，所述塑料透镜具有固有地成型的机械接口。因此，包括容纳透镜的镜筒和以对准的方式将它们维持在镜筒内部的扣环的布置是不必要的，虽然对于较大尺寸的玻璃透镜来说通常是这种情况。然而，仍然需要改进光学元件的对准。
技术实现思路
根据一个方面，提供了一种光学组件，所述光学组件包括多个光学元件，每个光学元件包括具有光轴的内部部分和围绕内部部分的外部部分。光学元件形成堆叠，光学元件的内部部分的光轴沿着堆叠对准。沿着堆叠的至少一对相邻光学元件在接合界面处彼此接合，所述接合界面包括沿着所述对的相邻光学元件中的一个的外部部分延伸的环形突起，所述环形突起具有绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性。接合界面还包括在所述对的相邻光学元件中的另一个的外部部分中延伸的环形凹槽。环形凹槽绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性。环形突起和环形凹槽具有相同的旋转半径并且彼此接合。在一些实施方式中，每个光学元件是透镜、挡板、光阑、衍射光学元件或针孔中的一个。在一些实施方式中，对于光学元件中的至少一个，内部部分、外部部分和其上的任何环形突起或其中的环形凹槽被成型为整体元件。整体元件可以由塑料材料制成。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，外部部分和内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型来组装。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，内部部分具有圆柱形轮廓。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，外部部分为凸缘形。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形突起具有截断的圆形横截面。在其他变型中，环形突起可以具有弯曲的非圆形横截面。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形凹槽具有V形横截面。在其他变型中，环形凹槽可以具有曲面形的横截面。在一些实施方式中，光学组件以与环形支撑件结合的方式提供，所述环形支撑件具有接合所述堆叠的最底部光学元件的支撑表面。在一些实施方式中，环形支撑件的支撑表面包括环形突起或环形凹槽中的一个，所述环形突起或环形凹槽与被提供在所述堆叠的最底部光学元件的外部部分的底部表面下面的匹配的环形凹槽或环形突起接合。根据另一方面，提供了一种光学组件，所述光学组件包括光学元件以及环形支撑件，所述光学元件有具有光轴的内部部分和围绕内部部分的外部部分，所述环形支撑件具有在接合界面处接合光学元件的支撑表面。接合界面包括彼此接合的环形突起和环形凹槽。环形突起和环形凹槽各自在光学元件的外部部分和环形支撑件的支撑表面中的相应一个上延伸。环形突起和环形凹槽各自绕光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性并且具有相同的旋转半径。在一些实施方式中，光学元件是透镜、挡板、光阑、衍射光学元件或针孔中的一个。在一些实施方式中，光学元件的内部部分和外部部分以及其上的环形突起或其中的环形凹槽被成型为整体元件。整体元件可以由塑料材料制成。在一些实施方式中，光学元件的外部部分和内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型进行组装。在一些实施方式中，环形突起具有截断的圆形横截面或弯曲的非圆形横截面。在一些实施方式中，环形凹槽具有V形横截面或曲面形的横截面。根据另一方面，提供了一种光学元件，所述光学元件包括被配置用于光相互作用并且限定光轴的内部部分，以及围绕内部部分的外部部分。外部部分具有相对的第一和第二表面。第一和第二表面中的至少一个设有环形突起和环形凹槽中的一个，所述环形突起绕内部部分的光轴具有旋转对称性，所述环形凹槽绕内部部分的光轴具有旋转对称性。在一些实施方式中，第一表面设有环形突起或环形凹槽，并且第二表面没有任何环形突起或环形凹槽。在一些实施方式中，第一表面设有环形突起，并且第二表面设有环形凹槽。在一些实施方式中，第一表面和第二表面两者都设有相应的环形突起或相应的环形凹槽。在一些实施方式中，内部部分和外部部分被成型为整体元件，例如由塑料材料制成。在一些实施方式中，外部部分和内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型组装。在一些实施方式中，环形突起具有截断的圆形横截面或弯曲的非圆形横截面，并且环形凹槽具有V形横截面或曲面形的横截面。根据另一方面，提供了一种制作光学组件的方法，所述方法包括：a.提供多个光学元件，每个光学元件包括具有光轴的内部部分和围绕内部部分的外部部分，所述外部部分具有相对的第一和第二表面，所述第一和第二表面中的至少一个设有环形突起或环形凹槽中的一个，所述环形突起或环形凹槽绕内部部分的光轴具有旋转对称性；以及b.光学元件以对准它们的光轴的方式堆叠，沿着所述堆叠的相邻光学元件在接合界面处彼此接合，所述接合界面包括彼此接合的所述环形突起中的一个和所述环形凹槽中的一个，每个所述接合界面的环形突起和环形凹槽具有相同的旋转半径。在一些实施方式中，每个光学元件是透镜、挡板、光阑、衍射光学元件或针孔中的一个。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，内部部分、外部部分和其上的任何环形突起或其中的环形凹槽被成型为整体元件。整体元件可以由塑料材料制成。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，外部部分和内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型组装。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，内部部分具有圆柱形轮廓。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，外部部分为凸缘形。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形突起具有截断的圆形横截面。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形突起具有弯曲的非圆形横截面。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形凹槽具有V形横截面。在一些实施方式中，对于所述光学元件中的至少一个，环形凹槽具有曲面形的横截面。在一些实施方式中，堆叠光学元件的步骤包括将所述堆叠安装在环形支撑件上，所述环形支撑件具有接合所述堆叠的最底部光学元件的支撑表面。在一些实施方式中，环形支撑件的支撑表面包括环形突起或环形凹槽中的一个，所述环形突起或环形凹槽与被提供在所述堆叠的最底部光学元件的外部部分的底部表面下面的匹配的环形凹槽或环形突起接合。根据另一方面，提供了一种包括多个光学元件的光学组件，每个光学元件有具有光轴的内部部分和围绕内部部分的外部部分。光学元件以对准它们的光轴的方式堆叠。光学元件中的相邻光学元件在接合界面处彼此接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学组件，包括：/n多个光学元件，每个光学元件包括具有光轴的内部部分和围绕所述内部部分的外部部分，所述光学元件形成堆叠，所述光学元件的内部部分的光轴沿着所述堆叠对准，沿着所述堆叠的至少一对相邻光学元件在接合界面处彼此接合，所述接合界面包括：/n环形突起，所述环形突起沿着所述对的相邻光学元件中的一个的外部部分延伸，所述环形突起绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性；以及/n环形凹槽，所述环形凹槽在所述对的相邻光学元件中的另一个的外部部分中延伸，所述环形凹槽绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性；/n其中所述环形突起和所述环形凹槽具有相同的旋转半径并且彼此接合。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170705 US 62/528,6761.一种光学组件，包括：
多个光学元件，每个光学元件包括具有光轴的内部部分和围绕所述内部部分的外部部分，所述光学元件形成堆叠，所述光学元件的内部部分的光轴沿着所述堆叠对准，沿着所述堆叠的至少一对相邻光学元件在接合界面处彼此接合，所述接合界面包括：
环形突起，所述环形突起沿着所述对的相邻光学元件中的一个的外部部分延伸，所述环形突起绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性；以及
环形凹槽，所述环形凹槽在所述对的相邻光学元件中的另一个的外部部分中延伸，所述环形凹槽绕相应光学元件的内部部分的光轴具有旋转对称性；
其中所述环形突起和所述环形凹槽具有相同的旋转半径并且彼此接合。


2.根据权利要求1所述的光学组件，其中每个光学元件是透镜、挡板、光阑、衍射光学元件或针孔中的一个。


3.根据权利要求1或2所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述内部部分、所述外部部分和其上的任何环形突起或其中的环形凹槽被成型为整体元件。


4.根据权利要求3所述的光学组件，其中所述整体元件由塑料材料制成。


5.根据权利要求1或2所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述外部部分和所述内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型组装。


6.根据权利要求1至5中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述内部部分具有圆柱形轮廓。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述外部部分为凸缘形。


8.根据权利要求1至7中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述环形突起具有截断的圆形横截面。


9.根据权利要求1至7中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述环形突起具有弯曲的非圆形横截面。


10.根据权利要求1至9中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述环形凹槽具有V形横截面。


11.根据权利要求1至9中任一项所述的光学组件，其中，对于所述光学元件中的至少一个，所述环形凹槽具有曲面形的横截面。


12.根据权利要求1至11中任一项所述的光学组件，所述光学组件与环形支撑件结合，所述环形支撑件具有接合所述堆叠的最底部光学元件的支撑表面。


13.根据权利要求12所述的结合，其中所述环形支撑件的所述支撑表面包括环形突起或环形凹槽中的一个，所述环形突起或环形凹槽与被提供在所述堆叠的所述最底部光学元件的外部部分的底部表面下面的匹配的环形凹槽或环形突起接合。


14.一种光学组件，包括：
光学元件，所述光学元件包括具有光轴的内部部分和围绕所述内部部分的外部部分；
环形支撑件，所述环形支撑件具有在接合界面处接合所述光学元件的支撑表面，所述接合界面包括彼此接合的环形突起和环形凹槽，所述环形突起和所述环形凹槽各自在所述光学元件的所述外部部分和所述环形支撑件的所述支撑表面中的相应一个上延伸，所述环形突起和所述环形凹槽各自绕所述光学元件的所述内部部分的所述光轴具有旋转对称性，并且具有相同的旋转半径。


15.根据权利要求14所述的光学组件，其中所述光学元件是透镜、挡板、光阑、衍射光学元件或针孔中的一个。


16.根据权利要求14所述的光学组件，其中所述光学元件的所述内部部分和所述外部部分以及其上的环形突起或其中的环形凹槽被成型为整体元件。


17.根据权利要求16所述的光学组件，其中所述整体元件由塑料材料制成。


18.根据权利要求14或15所述的光学组件，其中所述光学元件的所述外部部分和所述内部部分已经分开制造并且通过嵌件精密成型组装。


19.根据权利要求14至18中任一项所述的光学组件，其中所述环形突起具有截断的圆形横截面。


20.根据权利要求14至18中任一项所述的光学组件，其中所述环形突起具有弯曲的非圆形横截面。


21.根据权利要求14至20中任一项所述的光学组件，其中所述环形凹槽具有V形横截面。


22.根据权利要求14至20中任一项所述的光学组件，其中所述环形凹槽具有曲面形的横截面。


23.一种光学元件，包括：
内部部分，所述内部部分被配置...

【专利技术属性】
技术研发人员：弗雷德里克·拉蒙塔尼，
申请(专利权)人：国家光学研究所，
类型：发明
国别省市：加拿大;CA