[发明专利]包括弯曲的图像传感器的光学系统

说明书

本发明涉及一种光学系统(1)，包括：第一焦点可调透镜(10)；弯曲的图像传感器(30)，该图像传感器被配置为接收由第一焦点可调透镜(10)聚焦的光(L)；光路(P)，该光路延伸通过第一焦点可调透镜并延伸至弯曲的图像传感器；其中光学系统(1)被配置为，通过将电信号应用至第一焦点可调透镜(10)来调节第一焦点可调透镜(10)的焦距，使得穿越所述光路(P)的光(L)聚焦在图像传感器(30)上。

本发明涉及一种包括图像传感器(例如相机)的光学系统。

例如根据US20140004644A1、US6,791,072 B1、US20120147207A1和US9086558 B2，已知了这种系统。

当前发明潜在的问题在于，提供一种上述类型的光学系统，该光学系统成本低、紧凑并且特别地包括自动聚焦能力。

该问题通过具有权利要求1的特征的透镜解决。本发明的优选实施方式在随附的权利要求中陈述，并在下文中描述。

根据权利要求1，公开了一种光学系统，其包括：

-第一焦点可调透镜(即配置为自动调节其焦距的第一透镜)；

-弯曲的图像传感器，该弯曲的图像传感器被配置为接收由第一焦点可调透镜聚焦的光；

-延伸通过第一焦点可调透镜并延伸至弯曲的图像传感器的光路；

其中光学系统被配置为，通过将电信号应用至第一焦点可调透镜来调节第一焦点可调透镜的焦距，使得穿越所述光路的光(例如直接)聚焦在图像传感器上。

在本发明的上下文中，弯曲的图像传感器是如下图像传感器，包括检测表面，被配置为接收待由图像传感器检测的光，其中所述表面是弯曲的，特别是球状弯曲的。特别地，所述表面/图像传感器包括凹面(弯曲或曲率)，即当沿着光轴进行测量时，图像传感器的中心比图像传感器的边缘更远离第一焦点可调透镜或第二焦点可调透镜。

有利地，本发明利用了弯曲的图像传感器，其仅要求一个透镜，以将宽视场聚焦在整个传感器上。与其相反，平的图像传感器要求多个透镜，以校正色差和球面像差。因此，使用弯曲的图像传感器连同焦点可调透镜允许光学器件(诸如相机)的低成本和紧凑设计，其特别地包括自动聚焦功能，由于所采用的焦点可调透镜的焦点调整性。此外，这种设置也维持了恒定的焦距比数(F数)，而具有移动的透镜的系统要求更多空间并且具有可变的焦距比数。

特别地，所有类型的第一(和第二)焦点可调透镜都可以用于本发明。根据一实施方式，第一(或第二)焦点可调透镜包括透明透镜本体，该透镜本体限定完全地填充有透明填充材料(例如透明液体)的容积，其中透镜本体还包括透明且可弹性变形的膜以及透镜成型元件，该透镜成型元件接触膜，并且限定所述膜的区域，该区域具有用于调整透镜的焦距的可调整的曲率。

在此，根据一实施方式，第一(或第二)焦点可调透镜包括致动器，该致动器被配置为改变所述曲率，以便调节第一(或第二)可调长度的焦距。举例而言，致动器可以作用在透镜成型元件上、在膜上或在透镜本体上，以便改变膜的所述区域的曲率(该区域也被称为光学活性区域)。也可以使用其他致动原理(也见下文)。

特别地，膜可以由下列材料中的至少一种制成：玻璃、聚合物、弹性体、塑料或任何其他透明且可伸展或柔性(易弯曲)的材料。例如，膜可以由硅树脂基聚合物(诸如聚(二甲基硅氧烷)(其也被称为PDMS))或聚合物材料(诸如聚氨酯或双向拉伸(或取向)的聚对苯二甲酸乙二醇酯(例如“聚酯薄膜(Mylar)”))制成。

进一步地，所述填充材料或液体可以是硅油或氟化聚合物。

根据本发明的一实施方式，光学系统还包括第二焦点可调透镜(即被配置为自动调节其焦距的第二透镜)，其中第二焦点可调透镜被布置在所述光路中，并且其中第二焦点可调透镜被配置为与第一焦点可调透镜一同运行(或共同起作用)，以便将穿越光路的光聚焦在图像传感器上。