CN219657896U - 一种可控分区多焦点透镜 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种可控分区多焦点透镜，该可控分区多焦点透镜包括可控光区域和多焦点透镜，可控光区域包括多种可控光开关分区，多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区，或多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区，或多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区；此透镜可用于手机的摄像头，可通过同一摄像头实现不同焦点或实现不同焦距，可用于减少手机摄像头的数量，降低手机成本；此透镜可用于近视眼镜的制作，避免频繁更换眼镜，可靠性高；此透镜可用于镜片的制作，通过此镜片既能实现凸透镜的功能也能实现凹透镜的功能，使得此透镜既能作为老花眼镜又能作为近视眼镜。

Description

一种可控分区多焦点透镜

技术领域

本实用新型涉及光学透镜技术领域，尤其是涉及一种可控分区多焦点透镜。

背景技术

目前随着智能手机的快速发展，新技术越来越多的应用到手机上去，比如说摄像头应用在手机上就非常成功，并且随着用户数量的增加，用户对手机的使用频度的增加，用于对手机的使用场景的增加，用户对摄像的要求也越来越高。比如说手机的用户在不同场景下使用时，比如说拍摄远处风景需要大放大倍数的场景下，需要对风景远距离、大放大倍数成像；比如说开会拍摄会议的PPT内容的场景下，需要对投影屏幕中距离放大、中放大倍数情况下成像；当拍摄近距离的个人头像的场景下，需要对人体头像近距离、小放大倍数成像需求；因为根据以上的不同使用场景，需要对不同距离的物体进行成像，这样根据光学***的要求，需要多个不同焦距的成像凸透镜来实现物体在不同距离上的成像的要求。为了实现这一功能，目前的解决方案是，通过不同焦距的凸透镜来对应每个CMOS成像芯片，然后通过计算来实现不同拍摄距离上的成像。目前这一解决方案就导致智能手机上的摄像头也越来越多，这也导致对应的凸透镜，CMOS芯片等配套的光学器件数量也越来越多，由于每增加一个摄像头等光学配件时，也增加了手机的成本，增加了手机的重量，让用户的经济负担和身体负担也会增加。为了降低手机的光学器件的用量，降低成本，降低手机重量，迫切需要一种单凸透镜就能实现多焦距成像的凸透镜，以满足手机用户对不同距离以及不同倍数的成像需求。

随着智能显示设备的快速发展，人们每天使用智能显示设备的时间也越来越多，比如说手机，平板电脑，电脑，电视，户外大屏等。越来越多时间的使用电子显示设备，人们近视率也越来越高，并且随着使用时间的增加，随着年龄的增加，人眼的视力也越来越不好，需要过一段时间就去重新配一副眼镜，并且相邻两次换眼镜的度数差别不是特别大。随着换近视镜的数目增加，花费越来越高，浪费的配眼镜的时间也越来越多，给人们增加了时间成本和金钱成本。一般情况下，近视眼镜都是凹透镜，为了避免频繁的换眼镜，需要一种能符合多种近视度数的眼镜片。目前的解决方式是采用一种液体透镜，每次近视得更厉害了，需要专门的人员来给你调节合适的度数，并且液体透镜随着温度距离的变化，有时候会热胀冷缩破裂，或者液体透镜因为外力的摔打容易损害；另外一种解决方式是采用电变折射率透镜，这种变焦距的范围有限，并且透镜的变折射率的晶体不是很成熟，可能存在一些机械应力或者安全的因素。因为眼镜的度数跟凹透镜的虚焦点长短是直接相关的，所以如果能实现多虚焦距的可靠安全凹透镜，就能制造符合多种度数的眼镜片。

此外，目前近视眼镜或者老花镜都是分离的，近视眼镜是凹透镜做的，老花镜是凸透镜做的，不能做到一个透镜上。但是对于人眼的发展规律是，一般近视之后，这个时候近视眼镜需要凹透镜，等人年纪大了，人眼一般都会变成远视眼，这个时候就需要凸透镜。所以人在中年时戴过的眼镜，到老了就不能用了，有点浪费，所以需要一种既能作为近视眼镜，又能作为老花眼镜的双用途眼镜。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可控分区多焦点透镜，能够解决目前智能手机摄像头过多，成本过高，重量过重的缺点，以及解决目前眼镜片需要随着眼睛度数的变化频繁更换，时间成本和金钱成本高的缺点，以及解决目前眼镜不能同时作为老花镜和近视镜的缺点。

本实用新型提出了一种可控分区多焦点透镜，包括：可控光区域和多焦点透镜，所述可控光区域包括多种可控光开关分区，所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区，或所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区，或所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区；

当所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区时，每种所述可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区一一匹配，每种所述可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区匹配的光线的通与断；

当所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区时，每种所述可控光开关分区分别与每种虚焦点对应的每种凹透镜分区一一匹配，每种所述可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断；

当所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区时，多种所述可控光开关分区分别与至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区一一匹配，各所述可控光开关分区分别控制相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区以及相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区的光线的通与断。

更进一步地，当所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，不同实焦点对应的凸透镜分区的种类数量大于等于2，所述可控光开关分区的种类数量与不同实焦点对应的凸透镜分区的种类数量相同；每种所述可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种实焦点对应的凸透镜分区中所包含的凸透镜分区的个数；

当所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，不同虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量大于等于2，所述可控光开关分区的种类数量与不同虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量相同；每种所述可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种虚焦点对应的凹透镜分区中所包含的凹透镜分区的个数；

当所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，实焦点对应的凸透镜分区和虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量之和大于等于2；实焦点对应的凸透镜分区和虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量之和，与所述可控光开关分区的种类数量相同。

更进一步地，每种可控光开关分区与相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的；

或/和，每种可控光开关分区与相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。

更进一步地，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的实焦点对应的凸透镜分区汇聚成一个实焦点；或/和，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的虚焦点对应的凹透镜分区汇聚成一个虚焦点。

更进一步地，每种可控光开关分区为LCD区域，且所述LCD区域包含正负透明导电电极；或每种可控光开关分区为可控透明不透明图案的贴片；或每种可控光开关分区为电控可逆透明不透明的晶体层，且所述电控可逆透明不透明的晶体层包含正负透明导电电极；或每种可控光开关分区为热控可逆透明不透明的晶体层，且所述热控可逆透明不透明的晶体层包含加热层，所述加热层为电加热层或光加热层。

更进一步地，每种可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区匹配的光线的通与断，或/和，每种可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断；每次工作时，只有一种可控光开关分区能让光通过，最少一种可控光开关分区是断开的。

更进一步地，多焦点透镜为平凸透镜或/和平凹透镜或/和菲涅尔透镜或/和平自由曲面透镜。

更进一步地，可控光开关分区为环形分区或/和扇形分区；不同实焦点对应的凸透镜分区为环形分区或/和扇形分区；不同虚焦点对应的凹透镜分区为环形分区或/和扇形分区。

更进一步地，可控光开关分区和不同实焦点对应的凸透镜分区对透镜的主轴是轴对称的或非轴对称的；或/和，可控光开关分区和不同虚焦点对应的凹透镜分区对透镜的主轴均是轴对称的或非轴对称的。

更进一步地，可控光开关分区垂直于透镜的主轴，可控光开关分区位于平凸透镜平面一侧或位于平凹透镜的平面一侧或位于菲涅尔透镜平面的一侧或位于平自由曲面透镜的平面一侧。

根据本实用新型的可控分区多焦点透镜，当多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区时，通过每种可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区匹配的光线的通与断，从而按照时间顺序，让光依次通过不同实焦点对应的各凸透镜分区；此透镜可用于手机的摄像头，此透镜可通过同一摄像头实现不同焦点或实现不同焦距，可用于减少手机摄像头的数量，简单可靠，能节省透镜，降低手机成本，可靠性高，可大面积推广，具有极大应用市场。

根据本实用新型的可控分区多焦点透镜，当多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区时，通过每种可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断，从而按照时间顺序，让光依次通过不同虚焦点对应的各凹透镜分区，使得光每次通过同一个透镜的不同分区形成不同的虚焦点；此透镜可用于近视眼镜的制作，当人眼视力在一定范围内变化时，不用一直换镜片，具有简单可靠性，具有极大应用市场。

根据本实用新型的可控分区多焦点透镜，当多焦点透镜同时包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区时，由于多种可控光开关分区分别与至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区一一匹配，因此通过各可控光开关分区能够分别控制相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区以及相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断，从而按照时间顺序，让光依次通过每种实焦点对应的每种凸透镜分区以及每种虚焦点对应的每种凹透镜分区；此透镜可用于镜片的制作，使得一个镜片上同时具有至少一个实焦点和至少一个虚焦点，通过此镜片既能实现凸透镜的功能，又能实现凹透镜的功能，因此此透镜既能作为老花眼镜又能作为近视眼镜。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的可控分区多焦点平凸透镜的示意图。

图2为本实用新型实施例的可控分区多焦点菲涅尔凸透镜的示意图。

图3为本实用新型实施例的可控分区多焦点平自由凸透镜的示意图。

图4为本实用新型实施例的可控分区多焦点平凹透镜的示意图。

图5为本实用新型实施例的可控分区多焦点菲涅尔凹透镜的示意图。

图6为本实用新型实施例的可控分区多焦点平自由凹透镜的示意图。

图7为本实用新型实施例的可控分区多焦点平凹凸透镜的示意图。

图8为本实用新型实施例的可控分区多焦点透镜环形可控分区的示意图。

图9为本实用新型实施例的可控分区多焦点透镜扇形可控分区的示意图。

具体实施方式

下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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"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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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一个或者更多个所述特征。在本实用新型的描述中，"多个"的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1至图9所示，本实用新型实施例的一种可控分区多焦点透镜包括：可控光区域1和多焦点透镜，其中可控光区域包括多种可控光开关分区，多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21，或多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22，或多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区21和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22。

如图1至图3所示，当多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21时，每种可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区21一一对应，每种可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区21一一匹配，每种可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区21匹配的光线的通与断，从而按照时间顺序，让光依次通过不同实焦点对应的各凸透镜分区21，使得光每次通过同一个透镜的不同分区形成不同的实焦点。此时，多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21即为多种不同实焦点透镜，该多种不同实焦点透镜指的是，相对主轴平行方向上具有相同实焦距的透镜。

如图4至图6所示，当多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22时，每种可控光开关分区分别与每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22一一对应，每种可控光开关分区分别与每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22一一匹配，每种可控光开关分区对应控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22匹配的光线的通与断，从而按照时间顺序，让光依次通过不同虚焦点对应的各凹透镜分区22，使得光每次通过同一个透镜的不同分区形成不同的虚焦点。此时，多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22即为多种不同虚焦点透镜，该多种不同虚焦点透镜指的是，相对主轴平行方向上具有相同虚焦距的透镜。

如图7所示，当多焦点透镜同时包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区21和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22时，每种实焦点对应的每种凸透镜分区21分别与一种可控光开关分区相对应，每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22分别与一种可控光开关分区相对应，以使各可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区21以及每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22一一匹配。对于与实焦点对应的凸透镜分区21相匹配的可控光开关分区来说，通过每种可控光开关分区能够分别控制相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区21匹配的光线的通与断。对于与虚焦点对应的凹透镜分区22相匹配的可控光开关分区来说，通过每种可控光开关分区能够分别控制相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22匹配的光线的通与断。由此，通过多种可控光开关分区分别控制至少一种实焦点对应的凸透镜分区21以及至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22，从而按照时间顺序，让光依次通过每种实焦点对应的每种凸透镜分区21以及每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22，使得光每次通过同一个透镜的每种凸透镜分区21形成一个实焦点，使得光每次通过同一个透镜的每种凹透镜分区22形成一个虚焦距。

也即，由于可控光区域包括多种可控光开关分区，因此可以根据实际使用场景的需求选择具体结构形式的多焦点透镜，然后再根据多焦点透镜的具体情况选择不同的可控光开关分区进行匹配。

如图1至图3所示，当多焦点透镜采用多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21时，本实用新型实施例的可控分区多焦点透镜可用于手机摄像头上，能够通过同一摄像头实现不同焦点或实现不同焦距，可用于减少手机摄像头的数量，简单可靠，能节省透镜，降低手机成本，可靠性高，可大面积推广，具有极大应用市场。

如图4至图6所示，当多焦点透镜采用多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22时，本实用新型实施例的可控分区多焦点透镜可用于近视眼镜片的制作，能够通过同一透镜实现不同虚焦点，从而通过多虚焦点的眼镜片适应一定范围内的不同度数的眼睛，也即，当人眼视力在一定范围内变化时，避免频繁更换眼镜，具有简单可靠性，具有极大应用市场。

如图7所示，当多焦点透镜同时具有至少一种实焦点对应的凸透镜分区21和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22时，本实用新型实施例的可控分区多焦点透镜可用于镜片的制作，使得在一个镜片上能够具有至少一个实焦点和至少一个虚焦点，通过此镜片既能实现凸透镜的功能，又能实现凹透镜的功能，因此该透镜既能作为老花眼镜，又能作为近视眼镜，使得该眼镜成为双用途眼镜。

更进一步地，可控光开关分区的种类数量大于等于2，不同实焦点对应的凸透镜分区21的种类数量或不同虚焦点对应的凹透镜分区22的种类数量大于等于2。

如图1至图3所示，当多焦点透镜采用多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21时，可控光开关分区的种类数量与不同实焦点对应的凸透镜分区21的种类数量相同，这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开，与对应的通过不同实焦点对应的凸透镜分区21的光线的开通与断开是一一对应的。其中，根据实际使用需求，每种可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种实焦点对应的凸透镜分区中所包含的凸透镜分区的个数。

如图4至图6所示，当多焦点透镜采用多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22时，可控光开关分区的种类数量与不同虚焦点对应的凹透镜分区22的种类数量相同，这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开，与对应的通过不同虚焦点对应的凹透镜分区22的光线的开通与断开是一一对应的。其中，每种可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种虚焦点对应的凹透镜分区中所包含的凹透镜分区的个数。

如图7所示，当多焦点透镜同时采用至少一种实焦点对应的凸透镜分区21和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22时，实焦点对应的凸透镜分区21的种类数量和虚焦点对应的凹透镜分区22的种类数量之和，与可控光开关分区的种类数量相同。这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开，与通过实焦点对应的凸透镜分区21以及通过虚焦点对应的凹透镜分区22的光线的开通与断开是一一对应的。

更进一步地，如图1至图3所示，当多焦点透镜采用多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21时，每种可控光开关分区与相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区21在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开的时候，能控制对应的通过不同实焦点对应的各凸透镜分区21的光线的开通与断开。

如图4至图6所示，当多焦点透镜采用多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22时，每种可控光开关分区与相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开的时候，能控制对应的通过不同虚焦点对应的各凹透镜分区22的光线的开通与断开。

如图7所示，当多焦点透镜同时采用至少一种实焦点对应的凸透镜分区21和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22时，设定与实焦点对应的凸透镜分区21相匹配的可控光开关分区为凸透镜可控光开关分区，则每种凸透镜可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区21在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。同时设定与虚焦点对应的凹透镜分区22相匹配的可控光开关分区为凹透镜可控光开关分区，则每种凹透镜可控光开关分区分别与每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。这样能保证通过控制可控光开关分区的光线的开通与断开的时候，能控制对应的通过实焦点对应的凸透镜分区21以及对应的通过虚焦点对应的凹透镜分区22的光线的开通与断开。

更进一步地，如图1至图3所示，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的实焦点对应的凸透镜分区21汇聚成一个实焦点。

如图4至图6所示，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的虚焦点对应的凹透镜分区22汇聚成一个虚焦点。这样能保证在不同焦点下成像不会受到别的分区的光线的影响，保证了成像的质量。

如图7所示，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的实焦点对应的凸透镜分区21汇聚成一个实焦点。同时，沿着透镜成像的主轴方向进入每种可控光开关分区的平行光通过对应的虚焦点对应的凹透镜分区22汇聚成一个虚焦点。

更进一步地，每种可控光开关分区为LCD区域，且该LCD区域包含正负透明导电电极。或每种可控光开关分区为可控透明不透明图案的贴片。或每种可控光开关分区为电控可逆透明不透明的晶体层，且该晶体层包含正负透明导电电极。或每种可控光开关分区为热控可逆透明不透明的晶体层，且该晶体层包含加热层，该加热层为电加热层或光加热层。具体来说，电加热层为石墨烯透明电极加热层；光加热层为吸收红外的可见光透明物质，比如水。

如图1至图3所示，当可控光开关分区与不同实焦点对应的凸透镜分区21相匹配时，可控光开关分区可以采用LCD区域。也即，可控光开关分区可以通过LCD薄膜来实现，LCD通过通、断电的情况下可以实现对光线的开通与断开，其原理类似LCD+Mini-LED显示器的显示原理，LCD通过电控每个像素点的开关。此技术比较成熟，透光均匀性也比较好，其唯一的要求是，在镀膜的时候，要求衬底比较平整，通过将LCD区域固定在多焦点透镜的平面一侧，可以满足其生产工艺的要求。此时，可控光开关分区与不同实焦点对应的凸透镜分区21结合形成可控分区多实焦点凸透镜，该透镜可用于手机的摄像头上，能够通过同一摄像头实现不同焦点或实现不同焦距，可用于减少手机摄像头的数量，简单可靠，能节省透镜，降低手机成本，可靠性高，可大面积推广，具有极大应用市场。

具体来说，可控光开关分区控制光的时间，可以根据其材料特性设计其反应时间，比如当可控光开关分区采用LCD薄膜时，可以做到微秒量级的时间控制(人拍照的时候，手抖动的速度小于1cm/s,可以算上微秒的光控制时间间隔，这样景物在相机里面的移动的位移小于10纳米，远小于CMOS单个像素点的尺寸10微米左右，基本上可以避免手抖动带来的移动误差，根据上面的数据可以估算误差大约为千分之一)，可以很好的避免时间过长带来的景物的移动导致的误差。

如图4至图6所示，当可控光开关分区与不同虚焦点对应的凹透镜分区22相匹配时，可控光开关分区可以采用可控透明不透明图案的贴片或电控可逆透明不透明的晶体层或热控可逆透明不透明的晶体层。在本申请中，可控透明不透明图案的贴片是指，通过贴片上粘贴的贴纸来控制贴片的部分透明以及部分不透明，从而可以实现对光线的开通与断开。电控可逆透明不透明的晶体层是指，通过通、断电的情况下控制晶体层的部分透明以及部分不透明，从而可以实现对光线的开通与断开，其中电控可逆透明不透明晶体层为液晶，可以实现此功能。热控可逆透明不透明的晶体层是指，通过加热或制冷的情况下控制晶体层的部分透明以及部分不透明，从而可以实现对光线的开通与断开，其中热控可逆透明不透明的晶体层可以通过聚乳酸与马来酸酐烷基一元醇单酯混合制备聚乳酸基智能温控可逆透光材料来实现，该晶体层的制备可具体参见公开号为CN113943406A的中国实用新型专利“一种智能温控可逆透光材料的制备方法”。其中，透明的参数通过透光率来体现，透光率在50％以上时则可认为是透明的。此时，可控光开关分区与不同虚焦点对应的凹透镜分区22结合形成可控分区多虚焦点凹透镜，该透镜可用于近视眼镜片的制作，从而通过多虚焦点的眼镜片适应一定范围内的不同度数的眼睛，当人眼视力在一定范围内变化时，能够避免频繁更换眼镜，具有简单可靠性，具有极大应用市场。

如图7所示，当可控光开关分区同时与至少一种实焦点对应的凸透镜分区21以及至少一种虚焦点对应的凹透镜分区22相匹配时，与凸透镜分区21相匹配的可控光开关分区可以采用LCD薄膜，与凹透镜分区22相匹配的可控光开关分区可以采用上述的贴片或晶体层。此时，可控光开关分区分别与不同实焦点对应的凸透镜分区21以及不同虚焦点对应的凹透镜分区22结合形成可控分区多焦点复合透镜，该透镜可用于镜片的制作，从而在一个镜片上具有多个不同实焦点和多个不同虚焦点，通过此镜片既能实现凸透镜的功能，又能实现凹透镜的功能，因此该透镜既能作为老花眼镜，又能作为近视眼镜，使得该眼镜成为双用途眼镜。

更进一步地，每种可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区21匹配的光线的通与断，或每种可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区22匹配的光线的通与断，每次工作时，只有一种可控光开关分区能让光通过，最少一种可控光开关分区是断开的。

例如，如图1至图3所示，可控光开关分区的种类数量以及不同实焦点对应的凸透镜分区21的种类数量都是三个的时候，设定三种可控光开关分区分别为第一可控光开关分区111、第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113，设定三种不同实焦点对应的凸透镜分区分别为第一实焦点对应的凸透镜分区211、第二实焦点对应的凸透镜分区212和第三实焦点对应的凸透镜分区213。

使用的时候，由于只有一种可控光开关分区的光是开通的，所以第一次场景下远距离、大放大倍数成像，对应的第一可控光开关分区111以及第一实焦点对应的凸透镜分区211都会通过光线,第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113以及第二实焦点对应的凸透镜分区212和第三实焦点对应的凸透镜分区213都不会通过光线，让第一可控光开关分区111以及第一实焦点对应的凸透镜分区211通过的光线汇聚到第一个实焦点，这样能在一定的距离上成像，且形成第一远距离大放大倍数下的成像。所以第二次场景下中距离、中放大倍数成像，对应的第二可控光开关分区112以及第二实焦点对应的凸透镜分区212都会通过光线,第一可控光开关分区111和第三可控光开关分区113以及第一实焦点对应的凸透镜分区211和第三实焦点对应的凸透镜分区213都不会通过光线，让第二可控光开关分区112以及第二实焦点对应的凸透镜分区212通过的光线汇聚到第二个实焦点，这样能在中距离上、中放大倍数成像，且形成第二中放大倍数下中距离的成像。所以第三次场景下近距离、小放大倍数成像，对应的第三可控光开关分区113以及第三实焦点对应的凸透镜分区213都会通过光线,第一可控光开关分区111和第二可控光开关分区112以及第一实焦点对应的凸透镜分区211和第二实焦点对应的凸透镜分区212都不会通过光线，让第三可控光开关分区113以及第三实焦点对应的凸透镜分区213通过的光线汇聚到第三个实焦点，这样能在近距离上、小放大倍数成像，且形成第三小放大倍数下小距离的成像。

再例如，如图4至图6所示，可控光开关分区的种类数量以及不同虚焦点对应的凹透镜分区22的种类数量都是三个的时候，设定三种可控光开关分区分别为第一可控光开关分区111、第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113，设定三种不同虚焦点对应的透镜分区分别为第一虚焦点对应的凹透镜分区221、第二虚焦点对应的凹透镜分区222和第三虚焦点对应的凹透镜分区223。

使用的时候，由于只有一种可控光开关分区的光是开通的，所以第一次场景下远距离、大放大倍数成像，对应的第一可控光开关分区111以及第一虚焦点对应的凹透镜分区221都会通过光线,第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113以及第二虚焦点对应的凹透镜分区222和第三虚焦点对应的凹透镜分区223都不会通过光线，让第一可控光开关分区111以及第一虚焦点对应的凹透镜分区221通过的光线汇聚到第一个虚焦点，这样能在一定的距离上成像，且形成第一远距离大放大倍数下的成像。所以第二次场景下中距离、中放大倍数成像，对应的第二可控光开关分区112以及第二虚焦点对应的凹透镜分区222都会通过光线,第一可控光开关分区111和第三可控光开关分区113以及第一虚焦点对应的凹透镜分区221和第三虚焦点对应的凹透镜分区223都不会通过光线，让第二可控光开关分区112以及第二虚焦点对应的凹透镜分区222通过的光线汇聚到第二个虚焦点，这样能在中距离上、中放大倍数成像，且形成第二中放大倍数下中距离的成像。所以第三次场景下近距离、小放大倍数成像，对应的第三可控光开关分区113以及第三虚焦点对应的凹透镜分区223都会通过光线,第一可控光开关分区111和第二可控光开关分区112以及第一虚焦点对应的凹透镜分区221和第二虚焦点对应的凹透镜分区222都不会通过光线，让第三可控光开关分区113以及第三虚焦点对应的凹透镜分区223通过的光线汇聚到第三个虚焦点，这样能在近距离上、小放大倍数成像，且形成第三小放大倍数下小距离的成像。

再例如，如图7所示，可控光开关分区的种类数量为三个，实焦点对应的凸透镜分区21的种类数量为两个，虚焦点对应的凹透镜分区22的种类数量为一个时，设定三种可控光开关分区分别为第一可控光开关分区111、第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113，设定两种不同实焦点对应的凸透镜分区分别为第一实焦点对应的凸透镜分区211和第二实焦点对应的凸透镜分区212。则第一可控光开关分区111与虚焦点对应的凹透镜分区22相匹配，通过第一可控光开关分区111能够控制虚焦点对应的凹透镜分区22匹配的光线的通与断。则第二可控光开关分区112与第一实焦点对应的凸透镜分区211相匹配，通过第二可控光开关分区112能够控制第一实焦点对应的凸透镜分区211匹配的光线的通与断。则第三可控光开关分区113与第二实焦点对应的凸透镜分区212相匹配，通过第三可控光开关分区113能够控制第二实焦点对应的凸透镜分区212匹配的光线的通与断。而通过可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区21以及每种虚焦点对应的凹透镜分区22进行成像的原理与上述实施例相似，在此不再进行赘述。

更进一步地，如图1至图3所示，当多焦点透镜为平凸透镜3或菲涅尔凸透镜4或平自由曲面凸透镜6。这三种凸透镜都具有一个平面侧，此平面侧用于放置可控光开关分区，通过该可控光开关分区控制配套的实焦点对应的凸透镜分区21的光的开通与关闭。

如图4至图6所示，当多焦点透镜为平凹透镜7或菲涅尔凹透镜8或平自由曲面凹透镜9。这三种凹透镜都具有一个平面侧，此平面侧用于放置可控光开关分区，通过该可控光开关分区控制配套的虚焦点对应的凹透镜分区22的光的开通与关闭。

当多焦点透镜采用凸透镜和凹透镜相结合的复合结构形式时，其中凸透镜可以为平凸透镜3或菲涅尔凸透镜4或平自由曲面凸透镜6，其中凹透镜可以为平凹透镜7或菲涅尔凹透镜8或平自由曲面凹透镜9。由于在凸透镜和凹透镜上都具有一个平面侧，此平面侧用于放置可控光开关分区，通过可控光开关分区分别控制配套的实焦点对应的凸透镜分区21以及虚焦点对应的凹透镜分区22的光线的开通与关闭。

如图7所示，多焦点透镜包括两种不同实焦点对应的凸透镜分区21以及一种虚焦点对应的凹透镜分区22，其中多焦点透镜采用平凸透镜与平凹透镜相结合的结构形式。由于在平凸透镜和平凹透镜上都具有一个平面侧，此平面侧用于放置可控光开关分区，通过可控光开关分区分别控制配套的实焦点对应的凸透镜分区21以及虚焦点对应的凹透镜分区22的光线的开通与关闭。

更进一步地，可控光开关分区可以为环形分区11或/和扇形分区12，可控光开关分区还可以为部分环形分区或/和其他形状分区。对应地，不同实焦点对应的凸透镜分区21可以为环形分区或/和扇形分区，不同实焦点对应的凸透镜分区21还可以为部分环形分区或/和其他形状分区。不同虚焦点对应的凹透镜分区22可以为环形分区或/和扇形分区，不同虚焦点对应的凹透镜分区22还可以为部分环形分区或/和其他形状分区。

也即，可控光开关分区的形状结构可以根据实际使用情况进行设计，相应地，不同实焦点对应的凸透镜分区21以及不同虚焦点对应的凹透镜分区22的形状结构也需要根据实际使用情况进行设计。

例如，如图8所示，可控光开关分区采用环形分区11，图8中的三种可控光开关分区由外至内依次为第一可控光开关分区111、第二可控光开关分区112和第三可控光开关分区113。对应地，不同实焦点对应的凸透镜分区或不同虚焦点对应的凹透镜分区也采用由外至内依次设置的环形分区。

再例如，如图9所示，可控光开关分区采用扇形分区12，图9中的四种可控光开关分区分别为两个对称设置的第一扇形分区121以及两个对称设置的第二扇形分区122。对应地，不同实焦点对应的凸透镜分区或不同虚焦点对应的凹透镜分区也采用扇形分区。

此外，还可以将多种可控光开关分区的其中一部分设置为环形分区，将另一部分设置为扇形分区，例如，将外圈的可控光开关分区设置为环形分区，将内圈的可控光开关分区设置为扇形分区。则相应地，不同实焦点对应的凸透镜分区或不同虚焦点对应的凹透镜分区的其中一部分采用环形分区，不同实焦点对应的凸透镜分区或不同虚焦点对应的凹透镜分区的另一部分采用扇形分区。

当然，还可以将可控光开关分区设置成其他形状分区，将不同实焦点对应的凸透镜分区或不同虚焦点对应的凹透镜分区设置成其他形状分区。

更进一步地，可控光开关分区与不同实焦点对应的凸透镜分区21对透镜的主轴5均是轴对称的或非轴对称的。也即，多种可控光开关分区相对于透镜的主轴5呈轴对称设置或非轴对称设置，多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区21相对于透镜的主轴5呈轴对称设置或非轴对称设置。当可控光开关分区和不同实焦点对应的凸透镜分区21对透镜的主轴5均是轴对称的时候，其成像的亮度也比较均匀，会实现比较好的成像光学均匀性。

如图1至图3所示，每种可控光开关分区均包括两个可控光开关分区，这两个可控光开关分区相对于透镜的主轴5是对称分布的。

或者，可控光开关分区与不同虚焦点对应的凹透镜分区22对透镜的主轴均是轴对称的或非轴对称的。也即，多种可控光开关分区相对于透镜的主轴5呈轴对称设置或非轴对称设置，多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区22相对于透镜的主轴5呈轴对称设置或非轴对称设置。其中，当可控光开关分区与不同虚焦点对应的凹透镜分区22对透镜的主轴均是轴对称的时候，其成像的亮度也比较均匀，会实现比较好的成像光学均匀性。

如图4至图6所示，每种可控光开关分区均包括两个可控光开关分区，这两个可控光开关分区相对于透镜的主轴5是对称分布的。

更进一步地，如图1至图3所示，可控光开关分区垂直于透镜的主轴5，可控光开关分区位于平凸透镜3的平面一侧或位于菲涅尔凸透镜4的平面一侧或位于平自由曲面凸透镜6的平面一侧。也即，当多焦点透镜为平凸透镜3时，将可控光开关分区固定在平凸透镜3的平面一侧，从而形成如图1所示的可控分区多焦点平凸透镜。当多焦点透镜为菲涅尔凸透镜4时，将可控光开关分区固定在菲涅尔凸透镜4的平面一侧，从而形成如图2所示的可控分区多焦点菲涅尔凸透镜。当多焦点透镜为平自由曲面凸透镜6时，将可控光开关分区固定在平自由曲面凸透镜6的平面一侧，从而形成如图3所示的可控分区多焦点平自由凸透镜。如图1至图3所示的这三种透镜，可用于手机的摄像头上，能够通过同一摄像头实现不同焦点或实现不同焦距，可用于减少手机摄像头的数量，简单可靠，能节省透镜，降低手机成本，可靠性高，可大面积推广，具有极大应用市场。

如图4至图6所示，可控光开关分区垂直于透镜的主轴5，可控光开关分区位于平凹透镜7的平面一侧或位于菲涅尔凹透镜8的平面一侧或位于平自由曲面凹透镜9的平面一侧。也即，当多焦点透镜为平凹透镜7时，将可控光开关分区固定在平凹透镜7的平面一侧，从而形成如图4所示的可控分区多焦点平凹透镜。当多焦点透镜为菲涅尔凹透镜8时，将可控光开关分区固定在菲涅尔凹透镜8的平面一侧，从而形成如图5所示的可控分区多焦点菲涅尔凹透镜。当多焦点透镜为平自由曲面凹透镜9时，将可控光开关分区固定在平自由曲面凹透镜9的平面一侧，从而形成如图6所示的可控分区多焦点平自由凹透镜。如图4至图6所示的这三种透镜，可用于眼镜片的制作，能够通过同一透镜实现不同焦点，从而通过多虚焦点的眼镜片适应一定范围内的不同度数的眼睛，当人眼视力在一定范围内变化时，能够避免频繁更换眼镜，具有简单可靠性，具有极大应用市场。

如图7所示，可控光开关分区垂直于透镜的主轴5，可控光开关分区位于平凸透镜以及平凹透镜的平面一侧，从而形成如图7所示的可控分区多焦点平凹凸透镜。如图7所示的透镜，可用于镜片的制作，使得一个镜片上同时具有至少一个实焦点和至少一个虚焦点，通过此镜片既能实现凸透镜的功能，又能实现凹透镜的功能，因此此透镜既能作为老花眼镜又能作为近视眼镜。

由于可控光开关分区处于透镜的平面一侧，所以对于加工工艺来说，是比较容易实现的。例如，当可控光开关分区采用光学薄膜的时候，可通过镀膜方式来实现可控光开关分区在透镜的平面一侧的加工，加工时光学薄膜的均匀性也比较好实现，光学薄膜的厚度一致性较好，可靠性也比较好，所以光学薄膜的透光均匀性也比较容易实现，所以此产品的实用性也更容易实现，可靠性也更高。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种可控分区多焦点透镜，其特征在于，包括：可控光区域和多焦点透镜，所述可控光区域包括多种可控光开关分区，所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区，或所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区，或所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区；

当所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区时，每种所述可控光开关分区分别与每种实焦点对应的每种凸透镜分区一一匹配，每种所述可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区匹配的光线的通与断；

当所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区时，每种所述可控光开关分区分别与每种虚焦点对应的每种凹透镜分区一一匹配，每种所述可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断；

当所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区时，多种所述可控光开关分区分别与至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区一一匹配，各所述可控光开关分区分别控制相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区以及相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区的光线的通与断。

2.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，当所述多焦点透镜包括多种不同实焦点对应的多种凸透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，不同实焦点对应的凸透镜分区的种类数量大于等于2，所述可控光开关分区的种类数量与不同实焦点对应的凸透镜分区的种类数量相同；每种所述可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种实焦点对应的凸透镜分区中所包含的凸透镜分区的个数；

当所述多焦点透镜包括多种不同虚焦点对应的多种凹透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，不同虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量大于等于2，所述可控光开关分区的种类数量与不同虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量相同；每种所述可控光开关分区中所包含的可控光开关分区的个数大于等于每种虚焦点对应的凹透镜分区中所包含的凹透镜分区的个数；

当所述多焦点透镜包括至少一种实焦点对应的凸透镜分区和至少一种虚焦点对应的凹透镜分区时，所述可控光开关分区的种类数量大于等于2，实焦点对应的凸透镜分区和虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量之和大于等于2；实焦点对应的凸透镜分区和虚焦点对应的凹透镜分区的种类数量之和，与所述可控光开关分区的种类数量相同。

3.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，每种所述可控光开关分区与相匹配的每种实焦点对应的每种凸透镜分区在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的；

或/和，每种所述可控光开关分区与相匹配的每种虚焦点对应的每种凹透镜分区在沿着透镜成像的主轴方向的垂直面的投影分区是重合的。

4.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，沿着透镜成像的主轴方向进入每种所述可控光开关分区的平行光通过对应的实焦点对应的凸透镜分区汇聚成一个实焦点；或/和，沿着透镜成像的主轴方向进入每种所述可控光开关分区的平行光通过对应的虚焦点对应的凹透镜分区汇聚成一个虚焦点。

5.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，每种所述可控光开关分区为LCD区域，且所述LCD区域包含正负透明导电电极；或每种所述可控光开关分区为可控透明不透明图案的贴片；或每种所述可控光开关分区为电控可逆透明不透明的晶体层，且所述电控可逆透明不透明的晶体层包含正负透明导电电极；或每种所述可控光开关分区为热控可逆透明不透明的晶体层，且所述热控可逆透明不透明的晶体层包含加热层，所述加热层为电加热层或光加热层。

6.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，每种所述可控光开关分区分别控制每种实焦点对应的每种凸透镜分区的光线的通与断，或/和，每种所述可控光开关分区分别控制每种虚焦点对应的每种凹透镜分区匹配的光线的通与断；每次工作时，只有一种所述可控光开关分区能让光通过，最少一种所述可控光开关分区是断开的。

7.根据权利要求1所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，所述多焦点透镜为平凸透镜或/和平凹透镜或/和菲涅尔透镜或/和平自由曲面透镜。

8.根据权利要求5所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，所述可控光开关分区为环形分区或/和扇形分区；不同实焦点对应的凸透镜分区为环形分区或/和扇形分区；不同虚焦点对应的凹透镜分区为环形分区或/和扇形分区。

9.根据权利要求5所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，所述可控光开关分区和不同实焦点对应的凸透镜分区对透镜的主轴均是轴对称的或非轴对称的；或/和，所述可控光开关分区和不同虚焦点对应的凹透镜分区对透镜的主轴均是轴对称的或非轴对称的。

10.根据权利要求7所述的可控分区多焦点透镜，其特征在于，所述可控光开关分区垂直于透镜的主轴，所述可控光开关分区位于平凸透镜的平面一侧或位于平凹透镜的平面一侧或位于菲涅尔透镜的平面一侧或位于平自由曲面透镜的平面一侧。