[发明专利]电光可变光圈透镜

说明书

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。

技术领域

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。

背景技术

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。

发明内容

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。