[發明專利]四元件無熱透鏡

有效

• 申請號: 201710758161.0
• 申請日: 2017-08-29
• 公開（公告）號: CN107870410B
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 鄭婷予;鄧兆展
• 申請（專利權）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號: G02B13/14
• 分類號: G02B13/14;G02B13/18
• 代理公司: 11201 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 宋融冰<國際申請>=<國際公布>=<進入

四元件無熱透鏡包括四個共軸對齊的透鏡，包括(i)第一透鏡和按距其增加距離的順序且在其相同側的(ii)第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡。第一透鏡和第二透鏡是正透鏡。第三透鏡和第四透鏡是負透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡具有相等的各自的折射率n₁、n₂、n₃和n₄。在自由空間波長范圍內，(i)n₁、n₂、n₃和n₄中的最大值和(ii)n₁、n₂、n₃和n₄中的最小值之間的差小于0.05。折射率n₁、n₂、n₃和n₄具有各自的溫度依賴性在自由空間波長范圍內，的每個以2.05和2.85以內的因子超過的每個。

技術領域

本發明涉及光學領域，特別地涉及四元件無熱(athermal)透鏡。

背景技術

設計為捕獲發射近紅外(近IR)光的對象的圖像的照相機模塊用在例如手勢檢測、頭部和眼睛追蹤和運動檢測等應用中。例如，圖1示出手勢識別系統110的視場中的手190。照相機模塊120對手190成像，手190在坐標系198的x、y和z方向中移動。照相機模塊120包括圖像傳感器130和成像透鏡100。圖像傳感器130包括像素陣列132，成像透鏡100在像素陣列132上形成手190的圖像。像素陣列132具有寬度132W且成像透鏡100具有光軸100X。

手勢識別系統110的有效性取決于其在其應用特有的溫度范圍下滿足性能說明的能力。例如，汽車應用的典型溫度范圍是-40℃至125℃。因此，手勢識別的準確性部分地取決于成像透鏡100的無熱化，以便其在與其應用相關的溫度范圍內在圖像傳感器132上形成清晰的圖像。例如，透鏡100對從手190上的點190P傳播到點102的光192成像。例如，光192是近IR光。點102位于距光軸100X的場高x₁和距像素陣列132的焦移Δz₁處。焦移Δz₁＝0對應于成像透鏡100在圖像傳感器132上形成點190P的對焦圖像。作為場高x₁和環境溫度T的函數的焦移Δz₁的大小是透鏡100的無熱化度量。

發明內容

本發明的實施例提供無熱透鏡系統。無熱透鏡系統的實施例在此可以適用于上述提到的手勢識別應用，以及期望具有無熱透鏡系統的任意其他應用。

在一個實施例中，四元件無熱透鏡包括四個共軸對齊的透鏡，其包括(i)第一透鏡和按距其增加距離的順序并在其相同側的(ii)第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡。第一透鏡和第二透鏡是正透鏡。第三透鏡和第四透鏡是負透鏡。第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡具有各自的折射率n₁、n₂、n₃和n₄。在自由空間波長范圍內，(i)n₁、n₂、n₃和n₄中的最大值和(ii)n₁、n₂、n₃和n₄中的最小值之間的差小于0.05。折射率n₁、n₂、n₃和n₄具有各自的溫度依賴性在實施例中，在自由空間波長范圍內，和的每個以2.05和2.85之間的因子超過和的每個。在實施例中，第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡具有滿足R₁/R₄>1.444和R₂/R₃<1.654的各自的曲率半徑R₁、R₂、R₃和R₄。

附圖說明