CN114885605A - 制造透镜组件 - Google Patents

Abstract

透镜组件(150)包括管(202)，其中诸如透镜或微透镜的光学元件(320、420、520、620、720、722)通过以下方法来单独制造：将一定体积的可固化光学聚合物(414)分配到管(202)中；使用一个或多个柱塞(310、410、510、610)形成光学元件的期望形状，柱塞(310、410、510、610)具有与期望透镜曲率相对应的头部(312、412、512、612)；在柱塞(310、410、510、610)在适当位置的情况下，将辐射能量(418)施加到管(202)以固化光学聚合物；以及根据需要重复，直到在透镜组件(150)内制造期望数目的光学元件(320、420、520、620、720、722)，透镜组件(150)然后可以作为单件被集成到移动设备或可穿戴设备中。

Description

制造透镜组件

技术领域

本发明涉及在各种类型的电子系统和设备中实现的光学元件和光学系统。

背景技术

透镜、微透镜和其他类型的光学元件通常被包括在当今的移动设备和可穿戴设备中，用于成像、虚拟现实和其他此类应用。存在用于制造包括光学元件组的透镜组件的新机会，光学元件组在制造期间对准，透镜组件形成单个单元，单个单元随后可以被集成到移动或可穿戴设备中。

发明内容

本发明的一个方面涉及制造透镜组件的方法，方法包括：向管提供一定体积的可固化光学聚合物；将柱塞插入管中，其中柱塞包括与可固化光学聚合物接触并限定透镜曲率的头部，并且其中头部的尺寸被设计为紧密配合管的内部形状；在柱塞被插入管中的同时，固化可固化光学聚合物；以及在固化之后，从管移除柱塞，其中可固化光学聚合物被固化到具有由柱塞头部限定的透镜曲率的光学元件中。

在一些实施例中，管对第一波长的光是光学透明的，并且其中固化可固化光学聚合物包括利用第一波长的光来照射可固化光学聚合物，第一波长的光通过管传播到可固化光学聚合物。

柱塞的头部可以优选地对第一波长的光是光学透明的，并且固化可固化光学聚合物可以包括第一波长的光传播通过柱塞头部。

在一些实施例中，方法还可以包括：将第二柱塞从管的第二端部插入管中，其中柱塞被插入管的第一端部中，第一端部与管的第二端部相对；在固化之后，从管移除第二柱塞，其中光学元件的透镜曲率被设置在光学元件的第一侧上，并且其中与第一侧相对的光学元件的第二侧由限定第二曲率的第二柱塞的第二头部的第二曲率来限定。

固化光学聚合物可以优选地包括使得光学元件的至少一部分与管的内部形状的一部分粘合。

在一些实施例中，方法还包括：向管提供第二体积的第二可固化光学聚合物；将后续柱塞插入管中，其中后续柱塞包括后续头部，后续头部接触第二可固化光学聚合物并限定第二透镜曲率，并且其中后续头部的尺寸被设计为紧密配合管的内部形状；在后续柱塞被插入管中的同时，固化第二可固化光学聚合物；以及在第二可固化光学聚合物固化之后，从管移除后续柱塞，其中第二可固化光学聚合物被固化到第二光学元件中，第二光学元件具有由后续柱塞的后续头部限定的第二透镜曲率。

第二光学元件可以优选地接触光学元件的透镜曲率。

在一些实施例中，接触光学元件的透镜曲率的第二光学元件的一侧是凹的，并且其中光学元件的透镜曲率是凸的。

在一些实施例中，接触光学元件的透镜曲率的第二光学元件的一侧是凸的，并且其中光学元件的透镜曲率是凹的。

光学元件的第一光轴可以优选地与第二光学元件的第二光轴轴向对准。

在一些实施例中，光学元件的透镜曲率被设置在光学元件的第一侧上，并且其中光学元件中与第一侧相对的第二侧由管的底部限定。

在一些实施例中，管包括圆形截面。

在一些实施例中，管包括椭圆形截面。

一定体积的可固化光学聚合物可以被优选地选择为在固化之后提供光学元件的精确尺寸。

固化可固化光学聚合物可以优选地包括使用管外部的辐射热源来加热可固化光学聚合物。

在一些实施例中，第二可固化光学聚合物具有与第一可固化光学聚合物不同的折射率。

根据本发明的第二方面，提供了设备，设备包括：图像传感器；以及透镜组件，其被配置为将光聚焦到图像传感器上，透镜组件包括：管，管对于第一波长的紫外(UV)光是光学透明的；第一光学元件，其由传送到管中的一定体积的UV可固化光学聚合物制造，其中UV可固化光学聚合物具有第一折射率，并且其中第一光学元件的外边界被固化到管；以及第二光学元件，其由具有与第一折射率不同的第二折射率的第二光学聚合物制造。

第二光学元件的第二外边界可以被优选地固化到管。

根据本发明的第三方面，提供了透镜组件，包括：管，管对第一波长的光是光学透明的；光学元件，其中光学元件由传送到管中的一定体积的光学聚合物制造，一定体积的光学聚合物被粘合到管的内部形状，一定体积的光学聚合物具有第一折射率；以及至少一个其他光学元件，至少一个其他光学元件由第二光学聚合物制造，第二光学聚合物被传送到管中并且被粘合到管的内部形状，第二光学聚合物具有第二折射率。

在一些实施例中，管对紫外光是透明的，并且其中第一波长的光在紫外光范围内。

附图说明

参考以下附图描述了本发明的非限制性和非穷尽性实施例，其中除非另有说明，否则相同的附图标记在各个视图中指代相同的部分。

图1是其中集成了根据本发明的一个实施例制造的透镜组件的头戴式显示器(HMD)的透视图。

图2A是根据本发明的一个实施例的可以用于制造透镜组件的系统元件的前视图。

图2B是根据本发明的一个实施例的可用于制造透镜组件的管的顶部截面图。

图3A-图3D是根据本发明的一个实施例的在透镜组件的第一光学元件的制造期间使用的系统元件的前视图。

图4A-图4D是根据本发明的一个实施例的在透镜组件的第二光学元件的制造期间使用的系统元件的前视图。

图5是根据本发明的一个实施例的具有第三光学元件的部分构造的透镜组件的前视图。

图6是根据本发明的一个实施例的具有第四光学元件的部分构造的透镜组件的前视图。

图7A是根据本发明的一个实施例的包括六个光学元件的完整透镜组件的前视图。

图7B是根据本发明的一个实施例的在组件的每个端部处具有可选保护元件的完整透镜组件的前视图。

图8描绘了与根据本发明的一个实施例的制造透镜组件的方法有关的操作流程。

具体实施方式

本文描述了用于制造透镜组件的装置、系统和方法的实施例。在以下描述中，阐述了许多具体细节来提供对实施例的透彻理解。然而，相关领域的技术人员将认识到，本文描述的技术可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或使用其他方法、组件、材料等来实践。在其他情况下，众所周知的结构、材料、或操作未详细示出或描述，以避免模糊某些方面。

在整个说明书中对“一个实施例”或“实施例”的引用意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征、结构或特性可以在一个或多个实施例中以任何合适的方式组合。

在本发明中描述的用于制造透镜组件的装置、系统和方法包括管，精确体积的可固化光学聚合物被传送到管中。一定体积的光学聚合物通过插入管中的至少一个柱塞接合，柱塞具有透镜曲率，透镜曲率使得与柱塞相邻的光学聚合物呈现由曲率限定的形状。辐射能量从管外部施加到管和聚合物。辐射能量进入管并固化聚合物，使得聚合物形成刚性光学元件。柱塞然后从管中被移除，留下具有上述透镜曲率的刚性光学元件。通过将聚合物插入管中、将聚合物与具有期望透镜曲率的柱塞接合以及固化聚合物的连续操作，一个或多个附加光学元件可以形成在管内。所得到的透镜组件因此以有益的方式构造，其中管内的光学元件可以沿各个元件的光轴同轴对准，其中管然后能够被容易地集成为虚拟现实系统、头戴式显示器或其他移动或可穿戴设备的单个透镜组件部件。这些和其他实施例将结合图1-图8更详细地描述。

图1是根据本发明的一个实施例的集成有透镜组件的头戴式显示器(HMD)100的透视图。HMD 100的图示示例被示出为包括观察结构140、顶部固定结构141、侧固定结构142、后部固定结构143和前部刚性主体144。在一些示例中，HMD 100被配置为穿戴在HMD 100用户的头上，其中顶部固定结构141、侧固定结构142和/或后部固定结构143可以包括具有弹性的织物带以及用于将HMD 100固定到用户头部的一个或多个刚性结构(例如，塑料)。

HMD 100还可以可选地包括用于将音频传递到HMD 100的用户的(多个)耳朵的一个或多个耳机120。

HMD 100的图示示例还包括用于接触HMD 100的用户的面部的界面膜118，其中界面膜118用于阻挡至少一些环境光到达HMD 100的用户的眼睛。

示例HMD 100还可以包括用于支撑HMD 100的观察结构140的硬件的底盘(底盘和硬件未在图1中明确示出)。观察结构140的硬件可以包括处理逻辑、用于发送和接收数据的有线和/或无线数据接口、图形处理器以及用于存储数据和计算机可执行指令的一个或多个存储器中的任一个。在一个示例中，观察结构140可以被配置为接收有线电源和/或可以被配置为由一个或多个电池供电。附加地，观察结构140可以被配置为接收包括视频数据的有线和/或无线数据。

在一些示例中，眼睛跟踪相机(图1中未明确示出)可以被包括在观察结构140中，以捕获HMD 100的用户的眼睛的(多个)图像。观察结构140还可以包括显示系统，显示系统具有一个或多个电子显示器，用于将光引导到HMD 100的用户的(多个)眼睛。显示系统可以包括用于向HMD 100的用户发射光(例如，内容、图像、视频等)的LCD、有机发光二极管(OLED)显示器或微型LED显示器中的一个或多个。

HMD 100可以包括集成透镜组件150，其被定向为与图像传感器152结合操作，以将具有特定图像特性的图像聚焦到图像平面上。集成透镜组件150包括至少一个光学元件，至少一个光学元件具有与期望图像特性相对应的折射率。在一些实施例中，集成透镜组件在管内承载两个或更多个光学元件，光学元件彼此抵靠搁置并沿各个元件的光轴同轴对准。HMD是可以包括集成镜头组件150的设备示例。然而，集成镜头组件150可以被并入任何设备中。

图2A和图2B是管202的前视图和俯视截面图，管202提供了其中单独制造光学元件、将管202和所制造的光学元件变换为关于图1讨论的透镜组件150的框架。根据管202内形成的光学元件的期望截面形状和/或根据设备(诸如HMD 100)内将容纳透镜组件的腔形状，管202的截面可以是圆形的，或者截面可以具有椭圆形或其他轮廓(例如，方形、矩形等)。在一些实施例中，管202对至少一些波长的光是光学透明的。那些波长可以包括紫外(UV)光、红外(IR)光或不同波长的光中的一个或多个。在其他实施例中，管202允许热量通过管202的一侧。管202可以由玻璃、塑料或具有期望透明度特性的另一材料构成，并且可以在一个端部或两个端部开口。在一些实施例中，管202可以被分段，使得管202的竖直段具有不同的形状。例如，管202可以具有阶梯形状，其中第一圆柱形管截面的直径可以不同于第二圆柱形管截面的直径。前述阶梯形状可以有助于创建在管202内形成的具有不同直径的光学元件。备选地，管202可以具有一个或多个锥形特性。例如，由于从管202的顶部到底部逐渐变窄的锥形，管202可以在其顶部更宽而在其底部更窄。锥形还可以帮助创建在管202内形成的具有不同直径的光学元件。备选地，管202的阶梯形状或锥形可以为完成的透镜组件提供适合放置透镜组件的设备的需要的特定形状。

管202由固定件(未示出)竖直保持在适当位置并且是铅垂的(例如，管202的一侧平行于重力)。第一柱塞206可以从管202的底端插入到管202中。第一柱塞206包括第一柱塞头部208。第一柱塞头部208可以包括空，腔的曲率针对在组件中制造的第一光学元件的底表面限定期望的透镜曲率209。虽然图中所示的第一柱塞头部208的腔相对于管的顶部是凹的，但是第一柱塞头部208可以是凹的、凸的或者根据期望透镜组件的第一光学元件的特定曲率需要而具有其他形状。例如，在一些方面，由柱塞头部提供的曲率跨表面恒定，使得表面可以被称为球形。凹的或凸的柱塞头部腔可以提供上述恒定曲率。在其他方面，曲率可以是非球面的，其中曲率在整个表面之上变化并且对应成形的柱塞头部可以被提供。由柱塞头部提供的曲率不一定旋转对称。在又一方面，柱塞头部208可以包括衍射结构来形成衍射光学元件。柱塞头部208的尺寸被设计为紧密配合管202的内部形状(即，柱塞头部208具有抵靠在管202的内侧壁220上的周边并且具有刚好小于管202的内边界的外边界等)。备选地，管202的底面可以闭合，使得在组件中制造的第一光学元件的底表面是平坦的。内侧壁220与外侧壁230相对设置(即，外侧壁230沿管202的外壁设置)。

转向图3A，一定体积的可固化光学聚合物314被提供给管202。诸如注射器(未示出)的源被控制为分配精确体积的光学聚合物，一定体积的光学聚合物落下或以其他方式传送到管中。如果聚合物由一个或多个微滴组成(诸如图3A中描绘的聚合物微滴314A、314B和314C)，则在降落在第一柱塞头部208上时，聚合物微滴聚结形成单个体积。柱塞头部208与管202的内部形状的紧密配合确保了传送到管202中的所有光学聚合物314保留在管202内(即，光学聚合物314没有任何部分通过柱塞206并通过管的底部202)。

如图3B所示，在一定体积的可固化光学聚合物314被定位在第一柱塞206的头部208顶部之后，第二柱塞310被插入管202的顶部中。第二柱塞310包括第二柱塞头部312。第二柱塞头部312可以包括腔。腔的曲率可以针对在组件中制造的第一光学元件的顶表面限定期望的透镜曲率313。虽然图中所示的第二柱塞头部312的腔相对于管的底部是凹的，但是第二柱塞头部312可以是凹的或凸的。

如图3C所示，第二柱塞310被使得与一定体积的可固化光学聚合物接触，使得体积符合第一和第二柱塞头部208和312的曲率，并呈现光学元件320的期望形状。第一柱塞头部208、第二柱塞头部312的尺寸被设计为紧密配合管202的内部形状，防止任何精确测量的一定体积的光学聚合物通过柱塞头部312和管的一侧之间。当第二柱塞310在管202中时发生固化操作，这可能涉及辐射能量318穿过管202，辐射能量318从能量源316发出。在一些实施例中，辐射能量318是具有被选择来传播通过管202以照射一定体积的可固化光学聚合物的特定波长的光，并且能量源316是具有特定波长的光的发射器。例如，能量源316可以是紫外灯或LED，并且辐射能量318可以是紫外光，紫外灯和光对应于对紫外光特别有反应的光学聚合物。在其他实施例中，辐射能量318是被选择为传播通过管202并加热一定体积的可固化光学聚合物的热能。辐射能量318也可以经由光或热而传播通过第一柱塞头部208和/或第二柱塞头部312。固化操作可以包括停止或减少作为辐射能量318的热能，使得光学元件320被允许冷却和固化。

如图3D所示，第二柱塞310在固化操作之后从管202移除。在固化操作期间，光学聚合物硬化，以在第二柱塞310从管202移除时保持其模制形状。在从管202移除第二柱塞310之后，经固化的光学聚合物保留在管202中，形成具有由第二柱塞310的头部312限定的顶部透镜曲率313的光学元件320。在一些实施例中，在固化期间，光学聚合物可能收缩。为了在仍获得具有期望曲率和尺寸的光学元件的同时考虑聚合物体积的变化，柱塞头部尺寸或形状被选择和/或调整为根据所使用的特定光学聚合物的已知收缩特性，考虑一定体积的光学聚合物的预期收缩。在一些方面，柱塞头部208和/或柱塞头部310将衍射结构赋予光学聚合物，以形成衍射光学元件作为光学元件320。

在一些实施例中，在移除第二柱塞310之后，光学元件320的至少一部分保持粘附到管202的内侧壁。例如，光学元件320与管202的内部接触的外边界或环315可以在管的内侧壁(即，如图2B所示的内侧壁220)处与管202的内部粘合，作为固化操作的结果。包围光学元件320的环315粘合到固化期间创建的管的内部可能导致光学元件粘附到管202并在移除第二柱塞310之后保持在适当位置。光学元件320的环315部分在固化操作期间粘合到管202可能由于例如精确计量的恰好足够的光学聚合物进入管202，使得光学聚合物在第二柱塞310插入时以细流流动，一直通向管202的内侧壁。

图4A-图4D图示了具有第一光学元件320的管202的前视图。在后续操作中，在第一光学元件的顶部制造第二光学元件。如图4A所示，一定体积的可固化光学聚合物414被提供给管202。可固化光学聚合物414可以是关于图3A讨论的相同材料(即，它可以是与提供给管以制造第一光学元件320的可固化光学聚合物314相同的材料)。备选地，可固化光学聚合物414可以具有不同的光学特性，诸如不同的折射率、不同的对应光波长或对应的固化温度或其他差。聚合物可以由在着陆时合并形成单个体积的诸如图4B中描绘的聚合物微滴414A、414B和414C的一个或多个微滴组成。

如图4B所示，在一定体积的可固化光学聚合物414被定位在第一光学元件320的顶表面上时，后续柱塞410被插入管202的顶部中。后续柱塞410包括柱塞头部412，柱塞头部412可以包括针对第二光学元件的顶表面限定期望透镜曲率413的表面。根据对期望透镜组件的第二光学元件的顶表面的具体需要，柱塞头部412的表面可以是凹的或凸的。(柱塞头部412在图4B-图4D中被描绘为相对于管的底部是凹的)。

如图4C所示，后续柱塞410被使得与一定体积的可固化光学聚合物414接触，从而使得体积符合第一光学元件320的顶表面的曲率和后续柱塞头部412的曲率413，以呈现第二光学元件420的期望形状。当后续柱塞410在管202中时发生另一固化操作，这可能涉及辐射能量418穿过管202，辐射能量418从能量源416发出。辐射能量418可以具有与可固化光学聚合物414的固化要求相对应的相同或不同波长或其他辐射性质。后续柱塞头部412可以具有与参考图3A-图3D描述的第一或第二柱塞的头部相同的曲率413，或者可以具有不同的曲率413，由此利用具有相同曲率的各种柱塞制造的光学元件的差异可以通过使用具有不同折射率的光学聚合物来实现。

如图4D所示，后续柱塞410在固化操作之后从管202移除。在从管202移除后续柱塞410之后，经固化的光学聚合物保留在管中，第二光学元件420在第一光学元件320的顶部形成并且与第一光学元件320接触，第二光学元件420包括底部透镜曲率和顶部透镜曲率413，底部透镜曲率是第一光学元件320的顶部透镜曲率的倒数，并且顶部透镜曲率413由后续柱塞410的头部412限定。由于制造操作发生在由固定件竖直固定在适当位置的圆形截面管内，第一光学元件320和第二光学元件420的光轴将对准。

在一些实施例中，在移除后续柱塞410之后，第二光学元件420的至少一部分保持粘附到管202的内侧壁。第二光学元件420粘附到管的内侧壁202可以以与上文关于图3D描述的第一光学元件320粘附到管202的内侧壁的方式基本相同的方式发生。

连续光学元件对管202的内侧壁的粘附使得连续光学元件沿着其他光学元件的光轴中的每一个对准。因此，在管202内部制造光学元件使得光学元件的外边界粘合到管202的对应内侧壁的结果是光学元件在管202内被制造时具有同轴的光轴。

转向图5，部分构造的透镜组件在与图3A-图3D和图4A-图4D中所描绘的操作集类似的另一操作集之后被示出。即，一定体积的光学聚合物已被提供给管202，搁置在光学元件420的顶表面上；柱塞510已插入管202中，柱塞头部512与一定体积的光学聚合物接触；固化操作已发生；并且在一定体积的光学聚合物已被固化之后，柱塞510从管202移除，导致第三光学元件520已形成为具有由光学元件420的顶表面限定的底部透镜曲率和由柱塞510的柱塞头部512的腔限定的顶部透镜曲率513。在该示例性实施例中，柱塞头部512相对于管202的底部是凸的，但是在其他实施例中柱塞头部512可以根据需要是凹的或凸的，以提供制造具有期望光学特性的光学元件。

转向图6，部分构造的透镜组件在与图3A-图3D和图4A-图4D中所描绘的操作集类似的另一操作集之后被示出。具体地，借助操作集，第四光学元件620形成在管202内，第四光学元件620具有由光学元件520的顶表面限定的底部透镜曲率和由柱塞610的柱塞头部612的腔限定的顶部透镜曲率613。

转向图7A，示出了完成的透镜组件150，其中已制造了第五光学元件720和第六光学元件722。第一柱塞也被描绘为已从管202移除。然而，不应推断必须将柱塞留在适当位置，直到制造完所有光学元件，因为在一些实施例中，它可以在制造第一光学元件之后的任何时间被移除。例如，第一光学元件320可以在已如图3A-图3D中所描绘的被制造之后，已粘附到管202的内侧壁。因此，在第一光学元件320固化之后，可以实现在固化操作期间在适当位置的底部柱塞的移除。此外，虽然本文所讨论的透镜组件150的特征在于管内的堆叠中的六个光学元件，但所公开的技术可以被应用于创建具有任何数目的光学元件的透镜组件。

转向图7B，示出了完成的透镜组件150，其中可选的保护元件702a已在其顶部处被应用于关于图7A所讨论的组件并且其中可选的保护元件702b已在其底部处被应用于组件。可选的保护元件可以由玻璃、塑料或其他透明材料构成并且可以是光学中性或接近中性的，以不会不利地改变由管202内的光学元件堆叠产生的期望光学特性。类似地，在透镜组件的构造期间，其他元件可以在光学元件的制造之间插入到管202中。这样的元件可以包括窗口、孔径、预制玻璃或塑料元件。在一些实施例中，衍射光学元件可以被包括在透镜组件150中。另一这样的窗口、孔径、预制玻璃或塑料元件将在管202内制造的光学元件分离可以允许透镜表面之间的空气间隔、透镜表面之间的孔径以及包括玻璃元件或组件来提供例如胶合双合板或其他布置。在一些实施例中，透镜组件150中的各种光学元件可以不必是旋转对称的，或者可以不必在具有由透镜组件150中的其他光学元件共享的光轴的光中。

完成的透镜组件150可以被直接制造在图像传感器之上。这可以有助于使得透镜组件与图像传感器配对所需的空间小型化。在一个方面，诸如透镜组件150的透镜组件可以被制造在图像传感器之上，其中透镜组件具有标称焦距。借助聚焦测量(例如，在透镜组件将光聚焦到图像传感器的成像平面上时分析由图像传感器捕获的数字图像)，调整光焦度值可以被确定来改进包括与特定透镜组件配对的特定图像传感器的相机的聚焦。然后，透镜组件可以根据调整光焦度值来调整，以改进透镜组件的聚焦。在一个示例中，透镜组件通过调整诸如光学元件722的光学元件的顶部曲率半径来调整。

在一些实施例中，在根据本文所公开的操作完成透镜组件之后，管可以被涂覆来防止光从管202的一侧进入完成的透镜组件。在一些实施例中，涂覆可以包括诸如利用黑色和/或吸收层对管202进行喷涂或涂漆。在其他实施例中，可以发生从透镜组件堆叠移除管202的操作来减小完成的透镜组件的直径。

图8描绘了与根据本发明的一个实施例的制造透镜组件的方法有关的操作流程800。集成透镜组件150可以在与HMD 100集成之前，借助以下操作来制造：在802处，向管提供一定体积的可固化光学聚合物(以上关于图3A更详细地讨论)；在804处，将柱塞插入管中，柱塞包括与可固化光学聚合物接触并限定透镜曲率的头部，并且头部的尺寸被设计为紧密配合管的内部形状(关于图3B和图3C更详细地讨论)；在806处，在柱塞被插入管中的同时固化可固化光学聚合物(以上关于图3B和图3C更详细地讨论)；以及在808处，在固化之后，将柱塞从管移除，可固化光学聚合物已被固化为光学元件，光学元件具有由柱塞的头部限定的透镜曲率(以上关于图3D更详细地讨论)。

一些或所有过程框出现在过程800中的顺序不应被认为是限制性的。相反，受益于本发明的本领域普通技术人员将理解，一些过程框可以以未示出的各种顺序执行，或者甚至并行执行。

本发明的实施例可以包括人工现实系统或结合人工现实系统来实现。人工现实是在呈现给用户之前已以某种方式进行了调整的现实形式，其可以包括例如虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、混合现实(MR)、混合式现实或其一些组合和/或衍生物。人工现实内容可以包括完全生成的内容或与所捕获的(例如，真实世界的)内容组合生成的内容。人工现实内容可以包括视频、音频、触觉反馈或它们的某种组合，并且可以在单个通道或多个通道中呈现其中的任一个(诸如向观看者产生三维效果的立体视频)。附加地，在一些实施例中，人工现实还可以与用于例如在人工现实中创建内容和/或以其他方式用于(例如，执行活动)人工现实的应用、产品、附件、服务或其一些组合相关联。提供人工现实内容的人工现实系统可以在各种平台上实现，包括与主机计算机系统连接的头戴式显示器(HMD)、独立HMD、移动设备或计算系统或者能够向一个或多个观看者提供人工现实内容的任何其他硬件平台。

以上对本发明的图示实施例的描述，包括在摘要中描述的内容，并不旨在穷举或将本发明限制为所公开的精确形式。尽管本文出于例示性目的描述了本发明的特定实施例和示例，但是如相关领域的技术人员将认识到的，在本发明的范围内可以进行各种修改。

可以根据以上详细描述对本发明进行这些修改。以所附权利要求中使用的术语不应被解释为将本发明限制在说明书中公开的特定实施例。相反，本发明的范围将完全由所附权利要求确定，权利要求将根据权利要求解释的既定原则来解释。

Claims (15)

1.一种制造透镜组件的方法，所述方法包括：

向管提供一定体积的可固化光学聚合物；

将柱塞插入所述管中，其中所述柱塞包括与所述可固化光学聚合物接触并限定透镜曲率的头部，并且其中所述头部的尺寸被设计为紧密配合所述管的内部形状；

在所述柱塞被插入所述管中的同时，固化所述可固化光学聚合物；以及

在所述固化之后，从所述管移除所述柱塞，其中所述可固化光学聚合物被固化为具有由所述柱塞的所述头部限定的所述透镜曲率的光学元件。

2.根据权利要求1所述的方法，其中所述管对第一波长的光是光学透明的，并且其中固化所述可固化光学聚合物包括利用所述第一波长的光照射所述可固化光学聚合物，所述第一波长的光通过所述管传播到所述可固化光学聚合物。

3.根据权利要求2所述的方法，其中所述柱塞的所述头部对所述第一波长的光是光学透明的，并且其中固化所述可固化光学聚合物包括所述第一波长的光传播通过所述柱塞的所述头部。

4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

将第二柱塞从所述管的第二端部插入所述管中，其中所述柱塞被插入所述管的第一端部中，所述第一端部与所述管的所述第二端部相对；

在所述固化之后，从所述管移除所述第二柱塞，其中所述光学元件的所述透镜曲率被设置在所述光学元件的第一侧上，并且其中所述光学元件的与所述第一侧相对的第二侧由限定所述第二曲率的所述第二柱塞的第二头部的第二曲率来限定。

5.根据权利要求4所述的方法，其中固化所述光学聚合物包括：使得所述光学元件的至少一部分与所述管的内部形状的一部分粘合。

6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括：

向所述管提供第二体积的第二可固化光学聚合物；

将后续柱塞插入所述管中，其中所述后续柱塞包括后续头部，所述后续头部接触所述第二可固化光学聚合物并限定第二透镜曲率，并且其中所述后续头部的尺寸被设计为紧密配合所述管的内部形状；

在所述后续柱塞被插入所述管中的同时，固化所述第二可固化光学聚合物；以及

在所述第二可固化光学聚合物的所述固化之后，从所述管移除所述后续柱塞，其中所述第二可固化光学聚合物被固化为第二光学元件，所述第二光学元件具有由所述后续柱塞的所述后续头部限定的第二透镜曲率；并且优选地其中所述第二光学元件接触所述光学元件的所述透镜曲率。

7.根据权利要求6所述的方法，其中所述第二光学元件的与所述光学元件的所述透镜曲率接触的一侧是凹的，并且其中所述光学元件的所述透镜曲率是凸的；或者优选地其中所述第二光学元件的与所述光学元件的所述透镜曲率接触的一侧是凸的，并且其中所述光学元件的所述透镜曲率是凹的。

8.根据权利要求6所述的方法，其中所述光学元件的第一光轴与所述第二光学元件的第二光轴轴向对准。

9.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述光学元件的所述透镜曲率被设置在所述光学元件的第一侧上，并且其中所述光学元件的与所述第一侧相对的第二侧由所述管的底部限定。

10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述管包括圆形截面；或者优选地其中所述管包括椭圆形截面。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述一定体积的所述可固化光学聚合物被选择为在固化之后提供所述光学元件的精确尺寸；和/或优选地其中固化所述可固化光学聚合物包括使用所述管的外部的辐射热源来加热所述可固化光学聚合物；和/或优选地其中所述第二可固化光学聚合物具有与所述第一可固化光学聚合物不同的折射率。

12.一种设备，包括：

图像传感器；以及

透镜组件，其被配置为将光聚焦到所述图像传感器上，所述透镜组件包括：

管，所述管对第一波长的紫外(UV)光是光学透明的；

第一光学元件，由传送到所述管中的一定体积的UV可固化光学聚合物制造，其中所述UV可固化光学聚合物具有第一折射率，并且其中所述第一光学元件的外边界被固化到所述管；以及

由具有第二折射率的第二光学聚合物制造的第二光学元件，所述第二折射率不同于所述第一折射率。

13.根据权利要求12所述的设备，其中所述第二光学元件的第二外边界被固化到所述管。

14.一种透镜组件，包括：

管，所述管对第一波长的光是光学透明的；

光学元件，其中所述光学元件由传送到所述管中的一定体积的光学聚合物制造，所述一定体积的光学聚合物被粘合到所述管的内部形状，所述一定体积的光学聚合物具有第一折射率；以及

至少一个其他光学元件，所述至少一个其他光学元件由第二光学聚合物制造，所述第二光学聚合物被传送到所述管中并且被粘合到所述管的所述内部形状，所述第二光学聚合物具有第二折射率。

15.根据权利要求14所述的透镜组件，其中所述管对紫外光是透明的，并且其中所述第一波长的光在紫外光范围内。

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