[发明专利]具有液体透镜的消色差光学系统

说明书

采用一种或多种液体(130、230、340、350)参与校正色差的透镜系统(100、200、300、400、500)。所述液体(130、230、340、350)是天然的或具有手动调节的物理性质。所述液体(130、230、340、350)被填充在腔室(430、540、550)中，所述腔室由框架和框架的顶表面上的盖子(150、250、370、450、570)以及框架的底表面上的基座(140、240、360、440、560)形成。

技术领域

本发明涉及利用透镜元件中的液体的消色差光学系统，更具体地涉及校正色差的透镜系统。

背景技术

与光学系统相关的常见物理问题或现象是色差(chromatic aberration)。色差是色散(dispersion)引起的物理现象，其中透镜不能将所有颜色或不同波长的光聚焦到同一会聚点(convergence point)。这是因为透镜对不同波长的光具有不同的折射率。校正色差的透镜系统被称为“色彩校正”或消色差透镜系统。消色差透镜系统将不同颜色或波长的光线带到系统的光轴上的共同焦点。因此，它可以提升光学系统的最终图像质量。

现时，几乎所有消色差透镜系统都使用昂贵的特殊特性光学玻璃或晶体。然而，由玻璃或晶体制成的透镜成本高昂并难以制造，并且可能需要单独的特殊研磨(grinding)和抛光(polishing)过程。

无论是在性能还是在生产过程的角度来看，都期望有更好的用于校正色差的光学系统。

附图说明

图1示出了根据示例性实施例的液体透镜系统的结构图。

图2示出了根据示例性实施例的校正色差的液体透镜系统的结构图。

图3示出了根据另一示例性实施例的校正色差的液体透镜系统的结构图。

图4示出了根据示例性实施例的校正色差的液体透镜系统的结构图。

图5示出了根据另一示例性实施例的校正色差的液体透镜系统的结构图。

发明内容

一个示例性实施例是一种液体透镜系统，其包括由透明固体材料形成的框架，并且包括填充有液体的内部腔室、形成在框架的顶表面上的盖子，以及形成在框架的底表面上的基座，使得框架、盖子和基座形成填充有液体的内部腔室。

本文讨论了其他示例性实施例。

具体实施方式

示例性实施例包括具有固体透镜元件和液体透镜元件的液体透镜系统，其良好地校正色差。具有特殊特性的光学玻璃和/或晶体依赖于铸造过程之后的单独研磨以实现所需的精确曲率，与其成本相比，用作透镜元件的液体的成本相对较低。此外，由于可能降低透镜系统的最终质量的缺陷，例如污物、杂质，灰尘和气泡，固体透镜具有高成本、复杂过程和低产量。透镜越大，越难找到零缺陷材料样本来制造透镜。在化学反应性和制造方面没有出现那些重大问题的液体容易用作色彩校正光学系统中的透镜元件。此外，可以通过混合不同的液体或将可溶的透明物质溶解成液体来微调液体的光学特性，例如液体的折射率。

描述了具有透明的固体透镜元件和液体透镜元件的透镜系统的示例性实施例。液体透镜由填充在腔室中的液体形成，所述腔室由框架的壁以及底罩子和顶罩子一起形成，所述底罩子和顶罩子分别形成或彼此一体地形成，并包括防水的密封部件。液体透镜的形状由所述壁的曲率限定，所述壁也用作固体透镜。

固体透镜由透明材料或物质制成，例如塑料或玻璃，但不仅限于塑料或玻璃。塑料通常比同尺寸的玻璃轻得多。此外，在某些情况下，由于塑料可以通过注塑(injectionmolding)制造而不需要单独的光学研磨和抛光过程，所以使用塑料来制造是有优势的。此外，与玻璃相比，塑料不易破碎。