光学透镜及其制备方法、成像设备和电子设备与流程

1.本发明涉及摄影成像技术领域，特别是涉及一种光学透镜及其制备方法、成像设备和电子设备。


背景技术：

2.光学镜头是机器视觉系统中必不可少的部件，直接影响成像质量的优劣。
3.为了使光学镜头适应不同被摄现场地的光照度，现有光学镜头大多采用机械式光圈叶，通过多片机械式光圈叶相互配合使用，以使光学镜头的光圈尺寸可调，但因设置多片机械式光圈叶使得该光学镜头的整体尺寸较大。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对多片机械式光圈叶使其光学镜头的整体尺寸较大的问题，提供一种光学透镜及其制备方法、成像设备和电子设备。
5.根据本技术的一个方面，提供一种光学透镜，包括：
6.透镜，包括相对设置的第一透镜部和第二透镜部；
7.电致变色层，设置在所述第一透镜部和所述第二透镜部之间；所述电致变色层包括围绕所述光学透镜的中轴线呈环形排布且彼此间隔的多个电致变色图形；以及
8.电极层，设置于所述第一透镜部和所述第二透镜部之间，所述电极层包括彼此独立的多个第一透明电极和多个第二透明电极，每一所述电致变色图形电性连接一所述第一透明电极和一所述第二透明电极，且多个所述第一透明电极之间彼此绝缘，多个所述第二透明电极之间彼此绝缘。
9.在其中一个实施例中，相邻的两个所述电致变色图形在所述第一透镜部或所述第二透镜部上的正投影彼此互不重合。
10.在其中一个实施例中，多个呈环形排布的所述电致变色图形被构造为以所述光学透镜的中心为圆心的多个同心圆环。
11.在其中一个实施例中，所述第一透镜部朝向所述第二透镜部的一侧设有多个围绕所述光学透镜的中心呈环形排布且彼此间隔的容置凹槽，所述电致变色图形设置于对应的所述容置凹槽内。
12.在其中一个实施例中，所述电致变色图形的顶表面与所述第一透镜部朝向所述第二透镜部的一侧表面平齐。
13.在其中一个实施例中，所述第二透镜部朝向所述第一透镜部的一侧设有用于容置所述第一透明电极且沿径向延伸的第一凹槽，以及用于容置所述第二透明电极且沿径向延伸的第二凹槽。
14.在其中一个实施例中，所述第一透明电极包括围绕所述光学透镜的中心呈环形排布的第一覆盖电极，以及连接于所述第一覆盖电极且沿径向延伸的第一引出电极，所述第一覆盖电极完全覆盖对应的所述电致变色图形；和/或
15.所述第二透明电极包括围绕所述光学透镜的中心呈环形排布的第二覆盖电极，以及连接于所述第二覆盖电极且沿径向延伸的第二引出电极，所述第二覆盖电极完全覆盖对应的所述电致变色图形。
16.在其中一个实施例中，所述光学透镜还包括设置于所述电极层和所述电致变色层之间的绝缘层；
17.所述绝缘层被配置为用于使多个所述第一透明电极之间彼此绝缘，以及多个所述第二透明电极之间彼此绝缘。
18.根据本技术的另一个方面，提供一种成像设备，包括上述的光学透镜。
19.根据本技术的另一个方面，还提供一种电子设备，包括：
20.上述的成像设备；以及
21.主板，所述主板上具有控制电路，所述控制电路通过所述第一透明电极和所述第二透明电极与所述光学透镜电性连接。
22.根据本技术的另一个方面，还提供一种光学透镜的制备方法，包括以下步骤：
23.在第一透镜部上或第二透镜部上形成电致变色层；其中，所述电致变色层包括围绕所述第一透镜部的中轴线或所述第二透镜部的中轴线呈环形排布且彼此间隔的多个电致变色图形；
24.在所述第二透镜部上或所述第一透镜部上形成彼此独立的多个第一透明电极和多个第二透明电极；
25.将所述第一透镜部与所述第二透镜部彼此贴合，以使每一所述电致变色图形电性连接一所述第一透明电极和一所述第二透明电极形成所述光学透镜。
26.在其中一个实施例中，所述电致变色层以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于所述第一透镜部或所述第二透镜部上。
27.上述光学透镜及其制备方法、成像设备和电子设备，当该光学透镜所处环境的光线不充足时，可根据需要向至少一个电致变色图形对应的第一透明电极和第二透明电极之间通入工作电压，进而使对应的电致变色图形进行电致变色而呈透光状态；反之，当该光学透镜所处环境的光线极其充足时，无须向第一透明电极和第二透明电极之间通入工作电压，对应的电致变色图形为深色而呈遮光状态；如此，利用该光学透镜可形成不同尺寸的光圈，能达到不同景深变化，另外，保证形成不同尺寸的光圈的同时，因多个电致变色图形为图形层且设在第一透镜部和第二透镜部之间，不会影响光学透镜的整体尺寸，拓宽了该光学透镜的应用范围。
附图说明
28.图1示出了本发明一实施例中的光学透镜的俯视示意图；
29.图2示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图；
30.图3示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图(所有电致变色图形均呈透光状态时)；
31.图4示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图(仅第一个电致变色图形、第二个电致变色图形及第三个电致变色图形呈透光状态时)；
32.图5示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图(仅第一个电致变色图形及第
二个电致变色图形呈透光状态时)；
33.图6示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图(仅第一个电致变色图形呈透光状态时)；
34.图7示出了本发明另一实施例中的光学透镜的侧视图(所有电致变色图形呈遮光状态时)；
35.图8示出了本发明另一实施例中的光学透镜的侧视图(仅第一个电致变色图形呈透光状态时)；
36.图9示出了本发明另一实施例中的光学透镜的侧视图(第一个电致变色图形及第二电致变色图形均呈透光状态时)。
37.图中：10、光学透镜；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
141、第一透明电极；
38.ꢀꢀꢀꢀꢀ
110、第一透镜部；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
142、第二透明电极
39.ꢀꢀꢀꢀꢀ
120、第二透镜部；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
150、绝缘层；
40.ꢀꢀꢀꢀꢀ
130、电致变色图形；
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
160、透光隔离层。
具体实施方式
41.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
43.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
44.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电性连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
45.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另
一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
47.参阅图1，图1示出了本发明一实施例中的光学透镜的俯视示意图，图2示出了本发明一实施例中的光学透镜的侧视图。
48.参阅图1及图2，本发明一实施例提供了的一种光学透镜10，包括透镜、电致变色层以及电极层，其中，透镜包括相对设置的第一透镜部110和第二透镜部120。
49.电致变色层设置在第一透镜部110和第二透镜部120之间，电致变色层包括围绕光学透镜10的中轴线呈环形排布且彼此间隔的多个电致变色图形130，便于根据需要使第一透镜部110、电致变色图形130和第二透镜部120组成的整体可形成不同尺寸的光圈。
50.电极层设置在第一透镜部110和第二透镜部120之间，电极层包括彼此独立的多个第一透明电极141和多个第二透明电极142，每一电致变色图形130电性连接一第一透明电极141和一第二透明电极142，。可向与电致变色图形130电性连接的第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，从而使对应的电致变色图形130进行电致变色而呈透光状态；常态时，第一透明电极141和第二透明电极142之间未通入工作电压，对应的电致变色图形130为深色而呈遮光状态。
51.多个第一透明电极141之间彼此绝缘，多个第二透明电极142之间彼此绝缘，可使多个电致变色图形130彼此互不干扰，有助于提高形成不同尺寸光圈的可靠性。
52.当该光学透镜10所处环境的光线不充足时，可根据需要向至少一个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，进而使对应的电致变色图形130进行电致变色而呈透光状态；反之，当该光学透镜10所处环境的光线极其充足时(所处环境处于太阳光充足照射状态)，无须向第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，对应的电致变色图形130为深色而呈遮光状态；如此，利用该光学透镜10可形成不同尺寸的光圈，能达到不同景深变化。
53.在本具体实施例中，图3
‑
图6给出了四个电致变色图形130的示例，为了方便说明，四个电致变色图形130从内到外依次为第一个电致变色图形130、第二个电致变色图形130、第三个电致变色图形130及第四个电致变色图形130。第一种情况，参阅图3所示，当光学透镜10所处环境极为黑暗时，可向第一个电致变色图形130、第二个电致变色图形130、第三个电致变色图形130及第四个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142之间施加工作电压使四个电致变色图形130均呈透光状态；第二种情况，参阅图6所示，当光学透镜10所处环境的光线极其充足时(所处环境处于太阳光充足照射状态)，则无须向第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，四个电致变色图形130均呈遮光状态；而图4及图5分别是光学透镜10所处环境的光线介于第一种情况和第二情况的环境的光线状态之间的第三种情况和第四种情况。简单来说，光学透镜10所处环境从光线极其充足至黑暗的过程中，参阅图6
‑
图3，就要依次向第一个电致变色图形130、第二个电致变色图形130、第三个电致变色图形130及第四个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142之间施加工作电压，以达到光圈孔径依次放大的目的；反之，光学透镜10所处环境从黑暗至光线极其充足的过程中，参阅图3
‑
图6，并结合参阅图2，就要依次使第四个电致
变色图形130、第三个电致变色图形130、第二个电致变色图形130及第一个电致变色图形130呈遮光状态，以达到光圈孔径依次缩小的目的。如此，可利用该光学透镜10形成不同尺寸的光圈。
54.在另一具体实施例中，参阅图7所示，给出了两个电致变色图形130的示例，为了方便说明，两个电致变色图形130从内到外依次为第一个电致变色图形130及第二个电致变色图形130，参阅图8和图9所示，光学透镜10所处环境的光线由明转暗的过程中，可依次向第一个电致变色图形130及第二个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142之间施加工作电压，依次使第一个电致变色图形130及第二个电致变色图形130呈透光状态，以达到光圈孔径依次放大的目的；参阅图9和图8所示，光学透镜10所处环境的光线由暗转明过程中，可依次使第二个电致变色图形130及第一个电致变色图形130呈遮光状态，以达到光圈孔径依次缩小的目的。同样，可利用该光学透镜10形成不同尺寸的光圈。
55.进一步地，透镜可以为带有球面或非球面的光学透镜，还可以是其他光学透镜，以便光学透镜10应用于各种光学镜头组件中。
56.进一步地，相邻的两个电致变色图形130在第一透镜部110或第二透镜部120上的正投影彼此互不重合，更有利于形成不同尺寸的光圈。具体地，相邻的两个电致变色图形130之间设有透光隔离层160。防止相邻的两个电致变色图形130之间存在干扰。在一些实施例中，该透光隔离层160为透光格栅。另外，多个电致变色图形130在第一透镜部110或第二透镜部120上的投影彼此互不重合，也有利于减少杂散光，增加入光量，解决因多片机械式光圈叶的设置而存在的杂散光问题。
57.进一步地，多个呈环形排布的电致变色图形130被构造为以光学透镜10的中心为圆心的多个同心圆环，便于利用该光学透镜10形成不同尺寸的同光轴的光圈，不用每调节一次光圈就调节一次焦距。
58.进一步地，第一透镜部110朝向第二透镜部120的一侧设有多个围绕光学透镜10的中心呈环形排布且彼此间隔的容置凹槽，电致变色图形130设置于对应的容置凹槽内，使得第一透镜部110、电致变色层及第二透镜部120的整体结构的占据空间进一步减小，一定程度上也有利于减小光学透镜10的整体尺寸。
59.进一步地，电致变色图形130的顶表面与第一透镜部110朝向第二透镜部120的一侧表面平齐，光学透镜10形成不同尺寸的光圈的同时，整体结构布局更合理。
60.进一步地，第二透镜部120朝向第一透镜部110的一侧设有用于容置第一透明电极141且沿径向延伸的第一凹槽，以及用于容置第二透明电极142且沿径向延伸的第二凹槽。请再次参阅图2，图2给出了第一个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142沿第二透镜部120径向方向穿出第二透镜部120外的示例，其他电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142可参照图2并结合参阅图1进行设置。第一透明电极141和第二透明电极142的设置不会影响光学透镜10的整体占用空间，有利于减小光学透镜10的整体尺寸，拓宽了该光学透镜10的应用范围，该光学透镜10尤其适合用作镜头。
61.进一步地，多个第一透明电极141对应的第一凹槽和多个第二透明电极142对应的第二凹槽均呈圆周分布在第二透镜部120上，第一透明电极141和第二透明电极142的设置不影响光学透镜10的整体占用空间的同时，多个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142彼此互不干扰，提高形成不同尺寸光圈的可靠性。
62.进一步地，第一透明电极141包括围绕光学透镜10的中心呈环形排布的第一覆盖电极，以及连接于第一覆盖电极且沿径向延伸的第一引出电极，第一覆盖电极完全覆盖对应的电致变色图形130，可有效保证第一透明电极141与对应的电致变色图形130电性连接的均匀性，从而提高对应的电致变色图形130电致变色的可靠性。
63.进一步地，第二透明电极142包括围绕光学透镜10的中心呈环形排布的第二覆盖电极，以及连接于第二覆盖电极且沿径向延伸的第二引出电极，第二覆盖电极完全覆盖对应的电致变色图形，可有效保证第二透明电极142与对应的电致变色图形130电性连接的均匀性，从而提高对应的电致变色图形130电致变色的可靠性。
64.在另一些实施例中，容置凹槽可设置第二透镜部120朝向第一透镜部110的一侧，而使多个电致变色图形均设置在第二透镜部120上，对应地，用于容置第一透明电极141且沿径向延伸的第一凹槽，以及用于容置第二透明电极142且沿径向延伸的第二凹槽设置在第一透镜部110朝向第二透镜部120的一侧。
65.进一步地，请再次参阅图2，光学透镜10还包括设置于电极层和电致变色层之间的绝缘层150；绝缘层150被配置为用于使多个第一透明电极141之间彼此绝缘，以及多个第二透明电极142之间彼此绝缘。利用该绝缘层150，可使与某一第一透明电极141和某一第二透明电极142电性连接的电致变色图形130与其他电致变色图形130之间彼此绝缘，进一步地减少多个电致变色图形130两两之间的干扰，提高形成不同尺寸光圈的可靠性。
66.本发明一实施例提供了的一种成像设备，包括上述的光学透镜10。
67.本发明一实施例提供了的一种电子设备，包括如上述的成像设备和主板。其中，主板上具有控制电路，控制电路通过第一透明电极141和第二透明电极142与光学透镜10电性连接，以便通过控制电路使电致变色图形130呈透光状态或遮光状态。
68.本发明一实施例提供了的一种光学透镜10的制备方法，包括以下步骤：
69.在第一透镜部110上或第二透镜部120上形成电致变色层，其中，电致变色层包括围绕第一透镜部110的中轴线或第二透镜部120的中轴线呈环形排布且彼此间隔的多个电致变色图形130，便于利用多个电致变色图形130形成不同尺寸的光圈。
70.在第二透镜部120上或第一透镜部110上形成彼此独立的多个第一透明电极141和多个第二透明电极142，其中，每一电致变色图形130电性连接一第一透明电极141和一第二透明电极142，可向第一透明电极141和第二透明电极142通入工作电压，以控制对应的电致变色图形130的颜色变浅而呈透光状态；常态时，第一透明电极141和第二透明电极142之间未通入工作电压，电致变色图形130的颜色为深色而呈遮光状态。
71.将第一透镜部110与第二透镜部120彼此贴合，以使每一电致变色图形130电性连接一第一透明电极141和一第二透明电极142形成光学透镜10。
72.当该光学透镜10所处环境的光线不充足时，可根据需要向至少一个电致变色图形130对应的第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，进而使对应的电致变色图形130进行电致变色而呈透光状态；反之，当该光学透镜10所处环境的光线极其充足时(所处环境处于太阳光充足照射状态)，无须向第一透明电极141和第二透明电极142之间通入工作电压，对应的电致变色图形130为深色而呈遮光状态；如此，利用该光学透镜10可形成不同尺寸的光圈，能达到不同景深变化。
73.在本具体实施例中，第二透镜部120与第一透镜部110通过光学胶粘接在一起，使
得光学透镜10的整体结构更牢固。
74.在本具体实施例中，电致变色图形130为pedot层，其中，pedot是edot(3,4
‑
乙烯二氧噻吩单体)的聚合物，pedot为电致变色材料，给该电致变色材料施加工作电压，该电致变色材料的颜色会变为淡蓝色而使该电致变色材料呈透光状态；而不施加工作电压时，该电致变色材料的颜色会还原成深蓝色而使该电致变色材料呈遮光状态；通过施加工作电压改变该电致变色材料的颜色，达到使电致变色图形130从遮光状态至透光状态的转换，且这个变色转换过程可逆。
75.进一步地，电致变色层以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于第一透镜部110或第二透镜部120上，利用光学透镜10形成不同尺寸的光圈的同时，可保证电致变色图形130不影响光学透镜10的整体占用空间，拓宽了光学透镜10的适用范围，可广泛用在各种镜头中，这些镜头包括但不限于单眼相机的镜头、手机镜头、显微镜头和望远镜头等。
76.进一步地，第一透明电极141和第二透明电极142以蒸镀、溅镀、喷涂或印刷其中之至少一方式形成于第一透镜部110或第二透镜部120上，第一透明电极141和第二透明电极142可以为ito(氧化铟锡膜)或是其他透明电极薄膜。
77.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
78.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。