具有内部光圈的透镜制造技术

一种具有内部光圈的透镜，包括光学透射材料的第一区域、光学透射材料的第二区域和内部光圈元件。光学透射材料的第一区域限定透镜的第一表面，第二区域限定透镜的第二表面，该第二表面与第一表面相反。内部光圈元件一体地设置在第一区域和第二区域之间，并限定透镜的光圈。圈。圈。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有内部光圈的透镜
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求2019年6月18日提交的美国申请第62/862,888号和2019年11月20日提交的美国申请第16/689,558号的优先权。美国申请第62/862,888号和美国申请第16/689,558号的内容为了所有目的通过引用被全部并入本文。
[0003]公开领域
[0004]本公开的方面总体上涉及透镜，并且尤其但不排他地，涉及包括内部光圈(internal aperture)的透镜。
[0005]背景
[0006]智能设备是一种通常与其他设备或网络通信的电子设备。在某些情况下，智能设备可以被配置为与用户交互式地操作。智能设备可以被设计成支持各种形状因素，仅举几个示例，诸如头戴式设备、头戴式显示器(HMD)或智能显示器。
[0007]智能设备可以包括在各种应用(诸如游戏、航空、工程、医学、娱乐、视频/音频聊天、活动跟踪等)中使用的一个或更多个电子部件。例如，智能设备可以包括用于产生图像光的电子显示器、用于捕获用户和/或环境的图像的照相机、和/或用于照亮用户和/或环境的发光设备。因此，智能设备还可以包括一个或更多个与电子部件结合使用的光学组件。这种光学组件可以包括各种光学元件，例如透镜、偏振器、波导、反射器、波片等，这些光学元件被配置为传递、引导、过滤和/或聚焦来往于电子部件的光。
[0008]各种光学组件的尺寸要求可能取决于特定的应用。因此，随着对智能设备的小型化和/或精度的需求增加，对各种光学组件的小型化和精度的需求也增加。
[0009]专利技术概述
[0010]根据本专利技术的第一方面，提供了一种透镜，包括：光学透射材料的第一区域，其被配置为限定透镜的第一表面；光学透射材料的第二区域，其被配置为限定透镜的与第一表面相反的第二表面；以及一体地设置在第一区域和第二区域之间的内部光圈元件，其中内部光圈元件被配置成限定透镜的光圈。
[0011]在一些实施例中，光学透射材料优选包括玻璃，并且其中第一区域和第二区域形成玻璃的单一整体结构。
[0012]在一些实施例中，光学透射材料优选包括聚合物或树脂，并且其中第一区域和第二区域形成聚合物或树脂的单一整体结构。
[0013]在一些实施例中，内部光圈元件优选包括悬在光学透射材料内的不透明标签或贴纸。
[0014]在一些实施例中，内部光圈元件优选包括悬在光学透射材料内的墨水、黑变铝或铜黑涂层中的至少一种。
[0015]根据本专利技术的第二方面，提供了一种制造透镜的方法，该方法包括：当内部光圈元件设置在模腔内时，将液态光学透射材料分配到模腔中，其中内部光圈元件被配置成限定透镜的光圈；以及固化液态光学透射材料以形成具有第一表面、与第一表面相反的第二表面以及设置在透镜的第一表面和第二表面之间的内部光圈元件的透镜。
[0016]在一些实施例中，该方法优选地进一步包括：将第一模具与第二模具配合以限定第一模腔；将液态光学透射材料分配到第一模腔中；固化第一模腔中的液态光学透射材料，以形成限定透镜的第一表面的第一区域；移除第二模具以暴露透镜的第一区域；将内部光圈元件放置在透镜的第一区域上；将第三模具与第一模具配合以提供第二模腔；将液态光学透射材料分配到在内部光圈元件上方的第二模腔中；以及固化第二模腔中的液态光学透射材料以形成限定透镜第二表面的第二区域。
[0017]在一些实施例中，第一模具优选包括限定透镜第一表面的第一透镜形成表面，第二模具包括当第二模具与第一模具配合以提供第一模腔时与第一透镜形成表面相对的第二表面，第三模具包括限定透镜第二表面的第三透镜形成表面。
[0018]在一些实施例中，固化液态光学透射材料优选地包括紫外线(UV)固化过程，该过程包括用UV光照射液态光学透射材料。
[0019]在一些实施例中，第一模具、第二模具或第三模具中的至少一个优选地对UV光透明。
[0020]在一些实施例中，分配和固化液态光学透射材料优选地包括热固化过程，该过程包括加热第一模具、第二模具或第三模具中的至少一个。
[0021]在一些实施例中，液态光学透射材料优选地包括聚合物或树脂。
[0022]在一些实施例中，该方法优选地进一步包括：在第二模腔中的液态光学透射材料固化之后移除内部光圈元件，以暴露透镜中围绕透镜的外围延伸的凹槽。
[0023]在一些实施例中，该方法优选地进一步包括：在凹槽中放置不透明材料以限定透镜的光圈。
[0024]在一些实施例中，将不透明材料放置在凹槽中优选包括在凹槽中施加墨水、黑变铝或铜黑涂层。
[0025]在一些实施例中，该方法优选地进一步包括：将第一模具与第二模具配合，以限定包括内部光圈元件的模腔，其中第一模具包括限定透镜的第一表面的第一透镜形成表面，第二模具包括限定透镜的第二表面的第二透镜形成表面，并且其中内部光圈元件悬在第一透镜形成表面和第二透镜形成表面之间的模腔内；当内部光圈元件悬在模腔内时，将液态光学透射材料分配到模腔中；固化模腔中的液态光学透射材料以形成透镜；以及在液态光学透射材料固化之后移除内部光圈元件，以暴露透镜中围绕透镜的外围延伸的凹槽。
[0026]在一些实施例中，该方法优选地进一步包括：在凹槽中放置不透明材料以限定透镜的光圈。
[0027]根据本专利技术的第三方面，提供了一种制造玻璃透镜的内部光圈的方法，该方法包括：提供玻璃透镜，该玻璃透镜包括：第一表面；与第一表面相反的第二表面；和围绕玻璃透镜的外围的侧边缘；在侧边缘上在玻璃透镜中蚀刻凹槽，其中凹槽相对于玻璃透镜的外围延伸；以及在凹槽中放置不透明材料以限定玻璃透镜的内部光圈。
[0028]在一些实施例中，将不透明材料放置在凹槽中优选包括在凹槽中施加墨水、黑变铝或铜黑涂层。
[0029]在一些实施例中，在侧边缘上在玻璃透镜中蚀刻凹槽优选地包括激光辅助金刚石车削过程，以在侧边缘上形成凹槽。
[0030]应当理解，本文中描述的适于结合到第一方面、第二方面或第三方面的任何特征
都旨在可推广到本公开的任何和所有方面和实施例。
[0031]附图简述
[0032]参考以下附图描述了本公开的非限制性和非穷尽性方面，其中除非另有说明，否则在各个视图中相同的附图标记指代相同的部件。
[0033]图1示出了根据本公开的方面的头戴式显示器(HMD)。
[0034]图2A
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图2D示出了根据本公开的方面的具有内部光圈的示例透镜。
[0035]图3是示出根据本公开的方面制造具有内部光圈的透镜的示例过程的流程图。
[0036]图4是示出根据本公开的方面制造具有内部光圈元件的透镜的示例性两步法过程的流程图。
[0037]图5(a)
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图5(f)示出了图4的两步法过程的示例实现。
[0038]图6是示出根据本公开的方面，利用可移除的内部光圈元件制造透镜的示例性一步法过程的流程图。
[0039]图7(a)
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种透镜，包括：光学透射材料的第一区域，其被配置成限定所述透镜的第一表面；光学透射材料的第二区域，其被配置成限定所述透镜的与所述第一表面相反的第二表面；和内部光圈元件，其一体地设置在所述第一区域和所述第二区域之间，其中，所述内部光圈元件被配置成限定所述透镜的光圈。2.根据权利要求1所述的透镜，其中，所述光学透射材料包括玻璃，并且其中，所述第一区域和所述第二区域形成玻璃的单一整体结构。3.根据权利要求1或权利要求2所述的透镜，其中，所述光学透射材料包括聚合物或树脂，并且其中，所述第一区域和所述第二区域形成所述聚合物或所述树脂的单一整体结构。4.根据权利要求1、权利要求2或权利要求3所述的透镜，其中，所述内部光圈元件包括悬在所述光学透射材料内的不透明标签或贴纸。5.根据权利要求1至4中任一项所述的透镜，其中，所述内部光圈元件包括悬在所述光学透射材料内的墨水、黑变铝或铜黑涂层中的至少一种。6.一种制造透镜的方法，所述方法包括：在内部光圈元件设置在模腔内时将液态光学透射材料分配到所述模腔中，其中，所述内部光圈元件被配置成限定所述透镜的光圈；和固化所述液态光学透射材料以形成所述透镜，所述透镜具有第一表面、与所述第一表面相反的第二表面以及设置在所述透镜的第一表面和第二表面之间的所述内部光圈元件。7.根据权利要求6所述的方法，还包括：将第一模具与第二模具配合以限定第一模腔；将所述液态光学透射材料分配到所述第一模腔中；固化所述第一模腔中的液态光学透射材料，以形成限定所述透镜的第一表面的第一区域；移除所述第二模具以暴露所述透镜的第一区域；将所述内部光圈元件放置在所述透镜的第一区域上；将第三模具与所述第一模具配合以提供第二模腔；将所述液态光学透射材料分配到在所述内部光圈元件上方的所述第二模腔中；和固化所述第二模腔中的液态光学透射材料，以形成限定所述透镜的第二表面的第二区域。8.根据权利要求7所述的方法，其中：所述第一模具包括限定所述透镜的第一表面的第一透镜形成表面，所述第二模具包括当所述第二模具与所述第一模具配合以提供所述第一模腔时与所述第一透镜形成表面相对的第二表面，并且所述第三模具包括限定所述透镜的第二表面的第三透镜形成表面。9.根据权利要求7或权利要求8所述的方法，其中，固化所述液态光学透射材料包括紫外线(U...

【专利技术属性】
技术研发人员：库尔特，
申请(专利权)人：脸谱科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：