[發(fā)明專利]無熱復(fù)合透鏡

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711083857.4
• 申請(qǐng)日: 2017-11-07
• 公開（公告）號(hào): CN108121021B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 董偉林;鄧兆展
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 豪威科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G02B3/00
• 分類號(hào): G02B3/00
• 代理公司: 北京英賽嘉華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11204
• 代理人: 王達(dá)佐;王艷春

無熱復(fù)合透鏡包括平凹透鏡和平凸透鏡。平凹透鏡具有第一焦距、第一折射率n₁和與凹面像側(cè)表面相對(duì)的平面物側(cè)表面。平凸透鏡與平凹透鏡軸向?qū)R，并且具有(i)第二焦距，(ii)第二折射率n₂，(iii)平面像側(cè)表面，以及(iv)在平面像側(cè)表面和凹面像側(cè)表面之間的凸面物側(cè)表面。在自由空間波長范圍和溫度范圍中：(a)第一焦距除以第二焦距得到的商小于?0.68，并且(b)第一折射率n₁和第二折射率n₂的溫度依賴性和滿足

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)涉及復(fù)合透鏡，具體地，涉及無熱復(fù)合透鏡。

背景技術(shù)

設(shè)計(jì)成捕獲發(fā)射近紅外(near-IR)光的物體的圖像的相機(jī)模塊在汽車應(yīng)用和內(nèi)窺鏡中使用。例如，圖1描繪了病變190在內(nèi)窺鏡110的視場(chǎng)中。相機(jī)模塊120對(duì)相對(duì)于具有方向x、y和z的坐標(biāo)系198定位的病變190成像。相機(jī)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將病變190的圖像形成在像素陣列132上。像素陣列132具有寬度132W，并且成像透鏡100具有光軸線100X。

內(nèi)窺鏡110的有效性取決于它在應(yīng)用中的波長和溫度范圍特征下滿足性能規(guī)格的能力。波長范圍為例如可見光波長范圍(自由空間波長λ₀∈[0.40μm，0.65μm])或近紅外波長范圍(λ₀∈[0.60μm，1.0μm])。對(duì)于上述應(yīng)用的通常的溫度范圍為20℃至60℃。因此，包括透鏡100的相機(jī)的性能部分地取決于成像透鏡100被絕熱為使得成像透鏡100在與其應(yīng)用有關(guān)的溫度范圍內(nèi)在圖像傳感器132上形成清晰的圖像。例如，成像透鏡100對(duì)從病變190上的點(diǎn)190P傳播到點(diǎn)102的光192進(jìn)行成像。光192為例如近紅外光。點(diǎn)102位于距光軸線100X的場(chǎng)高度x₁并距像素陣列132的焦移Δz₁處。焦移Δz₁＝0相當(dāng)于當(dāng)成像透鏡100在圖像傳感器132上形成點(diǎn)190P的對(duì)焦圖像。作為場(chǎng)高度x1和環(huán)境溫度T的函數(shù)的焦點(diǎn)偏移Δz₁的大小為對(duì)于透鏡100的無熱化量度。對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)透鏡，在可見光波長和近紅外波長下，在20℃和60℃之間，軸線上焦距以Δz₁＝9.2μm或偏移。

發(fā)明內(nèi)容

本文公開的系統(tǒng)和方法的實(shí)施方式提供了無熱復(fù)合透鏡系統(tǒng)。本文中的無熱復(fù)合透鏡的實(shí)施方式可適用于以上提到的內(nèi)窺鏡成像應(yīng)用以及任何帶有無熱成像要求的其他應(yīng)用。

在實(shí)施方式中，無熱復(fù)合透鏡包括平凹透鏡和平凸透鏡。平凹透鏡具有第一焦距、第一折射率n₁和與凹面像側(cè)表面相對(duì)的平面物側(cè)表面。平凸透鏡與平凹透鏡軸向地對(duì)齊并且具有(i)第二焦距，(ii)第二折射率n₂，(iii)平面像側(cè)表面，以及(iv)平面像側(cè)表面和凹面像側(cè)表面之間的凸面物側(cè)表面。在自由空間波長范圍和溫度范圍中：(a)第一焦距除以第二焦距的商小于-0.68，以及(b)第一折射率n₁和第二折射率n₂各自的溫度依賴性和滿足

附圖說明

圖1描繪了帶有包括成像透鏡的相機(jī)模塊的現(xiàn)有技術(shù)內(nèi)窺鏡。

圖2是實(shí)施方式中與圖1的相機(jī)模塊兼容使用的無熱復(fù)合透鏡的剖視圖。

圖3是包括圖2的無熱復(fù)合透鏡的第一實(shí)施方式的成像系統(tǒng)的剖視圖。

圖4示出了圖3的無熱復(fù)合透鏡的示例性參數(shù)的表格。

圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是不同溫度下圖3的無熱復(fù)合透鏡的離焦調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)的示例性曲線圖。

圖6是包括圖2的無熱復(fù)合透鏡的第二實(shí)施方式的成像系統(tǒng)的剖視圖。

圖7示出了圖6的無熱復(fù)合透鏡的示例性參數(shù)的表格。