[发明专利]具有一体式光学过滤器的可变焦透镜以及包含其的图像捕获设备

说明书

液体透镜包括透镜主体，该透镜主体包括第一窗口、第二窗口、以及设置在该第一窗口与第二窗口之间的腔体。第一液体和第二液体被设置在透镜主体的腔体内。第一液体和第二液体彼此基本上不混溶并且具有不同的折射率，以使得第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。光学过滤器与第一窗口或第二窗口中的至少一者集成。图像捕获设备包括具有可变焦透镜的光学系统、图像传感器、以及与该光学系统集成的光学过滤器。图像传感器和光学过滤器中的每一者沿光学系统的光轴对准。

本申请要求于2016年10月18日提交的美国临时申请第62/409850号和2016年10月31日提交的美国临时申请第62/415069号的优先权权益，所述临时申请中的每一项申请的内容通过引用整体结合于此。

背景

1.领域

本公开涉及透镜，并且更具体地涉及具有一体式光学过滤器的可变焦透镜。

2.技术背景

液体透镜或流体透镜是一种类型的可变焦透镜，这种类型的可变焦透镜通常包括具有极性液体或导电液体的腔体以及设置在该极性液体或导电液体中的非极性液体或绝缘液体。液体彼此不混溶，并且具有不同的折射率，使得液体之间的界面形成透镜。界面的形状可以经由电浸润来改变。例如，可以在极性液体与腔体的表面之间施加电压，以增加或降低该表面相对于极性液体的润湿性(wettability)并改变界面的形状。改变界面的形状改变了透镜的焦距或焦点。

数码相机图像传感器(诸如，互补式金属-氧化物-半导体(CMOS)检测器)对相当大的波长区域上的电磁辐射敏感。由于尺寸和成本限制，相机中的光学系统通常不被设计成校正由图像传感器覆盖的全光谱区域。因此，应当过滤或去除超出经校正的频带的电磁频谱的部分，以避免负面地影响相机的图像质量。可以将具有带电介质涂层的衬底的板式过滤器添加到相机透镜系统。电介质涂层被设计成用于在其中光学系统被校正的可见区域中透射光，并且在其中光学系统未被校正的红外区域和/或紫外区域中阻挡光。板式过滤器可以被直接附接到图像传感器，使得它还起到防尘盖的辅助功能，该防尘盖防止从相机的其他部分生成的或转移的颗粒落在图像传感器表面上(例如，当出于自动对焦或光学图像稳定化的目的而移动透镜叠层时)。

发明内容

本文中公开的是包括具有可变焦透镜的光学系统的图像捕获设备。

本文中公开的是一种液体透镜，该液体透镜包括透镜主体，该透镜主体包括第一窗口、第二窗口和设置在第一窗口与第二窗口之间的腔体。第一液体和第二液体被设置在透镜主体的腔体内。第一液体和第二液体彼此基本上不混溶并且具有不同的折射率，以使得第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。光学过滤器与第一窗口或第二窗口中的至少一者集成。

本文中公开的一种图像捕获设备，其包括光学系统、图像传感器和与光学系统集成的光学过滤器。光学系统包括可变焦透镜。图像传感器和光学过滤器中的每一者沿光学系统的光轴对准。

本文公开的是一种液体透镜，该液体透镜包括透镜主体，该透镜主体包括第一窗口、第二窗口和设置在第一窗口与第二窗口之间的腔体。第一液体和第二液体被设置在透镜主体的腔体内。第一液体和第二液体彼此基本上不混溶并且具有不同的折射率，以使得第一液体与第二液体之间的界面形成透镜。第一光学过滤器分段被设置在第一窗口的外表面上并且包括电介质叠层。第二光学过滤器分段被设置在第二窗口的外表面上并且包括吸收层和电介质叠层。

本文公开的是一种用于形成液体透镜的方法，该方法包括：在第一外层或第二外层中的一者的表面上形成光学过滤器的至少一部分。该方法进一步包括：将第一外层接合至中间层的物体侧表面，并且将第二外层接合至中间层的图像侧表面，由此形成设置在第一外层与第二外层之间的腔体。

应理解的是，前述概括描述和以下详细描述都仅是示例性的，并且旨在为理解所要求保护的主题的本质和特征提供概述或框架。各个附图被包括以提供进一步理解，各个附图被收入并构成本说明书的一部分。附图图示一个或多个实施例，并与说明书一起用来解释各实施例的原理和操作。