[發明專利]超表面透鏡、透鏡模組、透鏡模組的設計方法、電子設備

有效

• 申請號: 202111504356.5
• 申請日: 2021-12-10
• 公開（公告）號: CN114994811B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 劉文釗;翟羽佳
• 申請（專利權）人: 榮耀終端有限公司
• 主分類號: G02B3/00
• 分類號: G02B3/00
• 代理公司: 深圳市深佳知識產權代理事務所(普通合伙) 44285
• 代理人: 戴皓

本申請實施例提供了一種超表面透鏡、透鏡模組、透鏡模組的設計方法以及電子設備，超表面透鏡包括：多個單元結構，所述單元結構包括第一組成部、沿第一方向，位于所述第一組成部第一側的第二組成部以及位于所述第一組成部第二側的第三組成部，其中，所述第二組成部和所述第三組成部關于所述第一組成部滿足軸對稱條件，且所述第二組成部和所述第三組成部的體積小于所述第一組成部的體積，從而使得所述超表面透鏡在實現寬波段消色差的基礎上，對入射光的偏振不敏感，進而使得所述超表面透鏡可以在日常使用場景中具有較優良的消色差效果。

技術領域

本申請涉及光學技術領域，尤其涉及一種超表面透鏡、包括該超表面透鏡的透鏡模組、該透鏡模組的設計方法以及一種包括該透鏡模組的電子設備。

背景技術

隨著光學技術的發展，基于塑料鏡片和CMOS傳感器的透鏡模組越來越多的應用到移動終端設備和可穿戴設備中，而為了適應于移動終端設備和可穿戴設備的小型化發展趨勢，移動終端設備和可穿戴設備具有嚴格的體積和重量的限制，從而使得基于塑料鏡片和CMOS傳感器的透鏡模組在應用于移動終端設備和可穿戴設備時，面臨著體積/重量和光學性能的取舍。具體的，在透鏡模組中，如果使用較多的鏡片，可以提升透鏡模組的光學性能，但也會增加透鏡模組的體積和重量，如果使用較少的鏡片，可以減小透鏡模組的體積和重量，但是也會降低透鏡模組的光學性能，使其難以滿足消費者對移動終端設備和可穿戴設備的日益增長的光學性能要求。因此，如何兼顧透鏡模組的體積/重量與光學性能成為本領域技術人員的研究熱點。

發明內容

本申請提供了一種超表面透鏡、一種包括超表面透鏡的透鏡模組、一種透鏡模組的設計方法以及一種電子設備，以兼顧透鏡模組的體積/重量與光學性能。。

為了實現上述目的，本申請提供了以下技術方案：

第一方面，本申請實施例提供了一種超表面透鏡，其特征在于，包括：多個單元結構，所述單元結構包括第一組成部、沿第一方向，位于所述第一組成部第一側的第二組成部以及位于所述第一組成部第二側的第三組成部，其中，所述第二組成部和所述第三組成部關于所述第一組成部滿足軸對稱條件，且所述第二組成部和所述第三組成部的體積小于所述第一組成部的體積。

本申請實施例所提供的超表面透鏡的單元結構中，第二組成部和第三組成部在第一方向上位于第一組成部的兩側，從而使得超表面透鏡的單元結構在其所在平面內旋轉第一角度時，超表面透鏡的單元結構在其所在平面內的投影與其位于旋轉前的位置時，在其所在平面的投影不完全重合，其中，第一角度為0°-360°范圍內的至少一個角度，不包括0°和360°，即在不包括0°和360°的0°-360°范圍內存在至少一個角度，超表面透鏡的單元結構以該角度旋轉，單元結構旋轉后在其所在平面內的投影與單元結構旋轉前在其所在平面的投影不完全重合，進而使得超表面透鏡可以應用于寬波段消色差的成像。

而且，本申請實施例所提供的超表面透鏡的單元結構中，在第一方向上，所述第二組成部和所述第三組成部關于所述第一組成部滿足軸對稱條件，從而通過在所述超表面透鏡的單元結構中引入軸對稱設計，使得所述超表面透鏡在實現寬波段消色差的基礎上，對入射光的偏振不敏感，進而使得所述超表面透鏡可以在日常使用場景中具有較優良的消色差效果。

在一種實現方式中，所述第二組成部的形狀和所述第三組成部的形狀相同，且所述第二組成部和所述第三組成部的相同部分在各方向上的尺寸的比值的取值范圍為0.1-10，包括端點值，以使得所述第二組成部和第三組成部在關于第一組成部滿足軸對稱條件的基礎上，降低所述超表面透鏡的單元結構的工藝難度。

在另一種實現方式中，所述第一組成部、所述第二組成部和所述第三組成部均為方柱形結構，以進一步降低所述超表面透鏡的單元結構的工藝難度，其中，所述第一組成部、所述第二組成部和所述第三組成部的尺寸在納米量級。

在又一種實現方式中，所述第一組成部的長度取值范圍為50nm-500nm，所述第二組成部的長度取值范圍為50nm-500nm，所述第三組成部的長度取值范圍為50nm-500nm；