[發(fā)明專利]圖像傳感器模塊和集成圖像傳感器模塊的照明器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880025772.7
• 申請(qǐng)日: 2018-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN110520776B
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林鎭弘;J·羅伯茨;S·維森斯基
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 理想工業(yè)照明有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G02B13/18
• 分類號(hào): G02B13/18
• 代理公司: 深圳市百瑞專利商標(biāo)事務(wù)所(普通合伙) 44240
• 代理人: 金輝

提供了非對(duì)稱透鏡，其具有減輕或消除圖像傳感器模塊與集成圖像傳感器模塊的照明器之間的視場(chǎng)失配的設(shè)計(jì)。簡(jiǎn)而言之，非對(duì)稱透鏡包括光軸和前表面，前表面包括在垂直于光軸的平面中的第一組法線軸(x，y)和沿著每條法線軸(x，y)的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑。非對(duì)稱透鏡還包括后表面，該后表面包括在垂直于光軸的平面中的第二組法線軸(x'，y')和沿著每條法線軸(x'，y')的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑，其中非對(duì)稱透鏡在非對(duì)稱透鏡的像平面的x軸和y軸的每一個(gè)上具有負(fù)屈光力或正屈光力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及圖像傳感器模塊，尤其涉及包括光學(xué)協(xié)調(diào)圖像傳感器視場(chǎng)和照明器視場(chǎng)的圖像傳感器模塊。

背景技術(shù)

圖像傳感器用于各種設(shè)備，包括照相機(jī)、衛(wèi)星、天文成像系統(tǒng)、監(jiān)視系統(tǒng)、頻譜分析設(shè)備和電信設(shè)備。圖像傳感器通常包括焦平面陣列和設(shè)置陣列視場(chǎng)的相關(guān)光學(xué)器件。例如，優(yōu)化光學(xué)器件以實(shí)現(xiàn)焦平面陣列的整個(gè)表面上的視場(chǎng)。因此，圖像傳感器光學(xué)器件很大程度上取決于焦平面陣列幾何形狀。焦平面陣列最常呈現(xiàn)所需像素?cái)?shù)的矩形格式。為了降低成本并提高制造效率，一些商業(yè)上可獲得的圖像傳感器具有標(biāo)準(zhǔn)化的焦平面幾何形狀和提供各種視場(chǎng)選項(xiàng)的相關(guān)光學(xué)器件。

對(duì)于許多應(yīng)用，商業(yè)上可獲得的傳感器模塊的焦平面陣列幾何形狀和視場(chǎng)與其中包含圖像傳感器模塊的設(shè)備的視場(chǎng)不成比例。圖1總體上示出了圖像傳感器模塊和集成該模塊的設(shè)備之間不成比例的視場(chǎng)。如圖1所示，圖像傳感器模塊具有在水平、垂直和對(duì)角線方向上不同的矩形視場(chǎng)11。設(shè)備視場(chǎng)由圓圈表示，并且通常是各向同性的。圖1中示出的視場(chǎng)失配呈現(xiàn)了若干問題，包括傳感器模塊未能對(duì)整個(gè)設(shè)備視場(chǎng)成像以及由一個(gè)或多個(gè)視場(chǎng)失配區(qū)域撞擊傳感器模塊焦平面的雜散或反射光產(chǎn)生的偽像和/或噪聲的引入。這些問題可能導(dǎo)致傳感器模塊丟失重要的檢測(cè)事件和/或?qū)蜗竦怯洖橛幸饬x的檢測(cè)事件，從而危及成像環(huán)境中的設(shè)備響應(yīng)性變化。

發(fā)明內(nèi)容

鑒于這些問題和缺點(diǎn)，提供了非對(duì)稱透鏡，其具有減輕或消除圖像傳感器模塊與包含圖像傳感器模塊的照明器之間的視場(chǎng)失配的設(shè)計(jì)。在一些實(shí)施例中，例如，本文描述的非對(duì)稱透鏡將圖像傳感器模塊的視場(chǎng)改變?yōu)樾∮诨虻扔诩蓚鞲衅髂K的照明器的接收角。簡(jiǎn)而言之，非對(duì)稱透鏡包括光軸和前表面，前表面包括在垂直于光軸的平面中的第一組法線軸(x， y)和沿著每條法線軸(x，y)的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑。非對(duì)稱透鏡還包括后表面，該后表面包括在垂直于光軸的平面中的第二組法線軸(x'，y')和沿著每條法線軸(x'，y')的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑，其中非對(duì)稱透鏡在非對(duì)稱透鏡的像平面的x軸和y軸的每一個(gè)中具有負(fù)屈光力或正屈光力。在一些實(shí)施例中，非對(duì)稱透鏡在x軸上具有正屈光力，在像平面的 y軸上具有負(fù)屈光力。

在另一方面，本文描述了用于與照明器集成的傳感器模塊。在一些實(shí)施例中，傳感器模塊包括圖像傳感器和包括光軸和非對(duì)稱透鏡的光學(xué)組件。非對(duì)稱透鏡包括前表面，該前表面包括在垂直于光軸的平面中的第一組法線軸(x，y)和沿著每條法線軸(x，y)的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑。非對(duì)稱透鏡還包括后表面，該后表面包括在垂直于光軸的平面中的第二組法線軸(x'，y')和沿著每條法線軸(x'，y')的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑，其中非對(duì)稱透鏡在非對(duì)稱透鏡的像平面的x軸和y軸的每一個(gè)中具有負(fù)屈光力或正屈光力。在一些實(shí)施例中，非對(duì)稱透鏡將圖像傳感器的視場(chǎng)改變?yōu)樾∮诨虻扔诩蓚鞲衅髂K的照明器的接收角。

在另一方面，本文描述了集成傳感器模塊的照明器。照明器包括發(fā)光面和與照明器集成的傳感器模塊。傳感器模塊包括圖像傳感器和光學(xué)組件，光學(xué)組件包括光軸和非對(duì)稱透鏡。非對(duì)稱透鏡包括前表面，該前表面包括在垂直于光軸的平面中的第一組法線軸(x，y)和沿著每條法線軸(x，y)的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑。非對(duì)稱透鏡還包括后表面，該后表面包括在垂直于光軸的平面中的第二組法線軸(x'，y')和沿著每條法線軸(x'，y')的負(fù)曲率半徑或正曲率半徑，其中非對(duì)稱透鏡在非對(duì)稱透鏡的像平面的x軸和y軸的每一個(gè)中具有負(fù)屈光力或正屈光力。如本文進(jìn)一步描述的，根據(jù)照明器的視場(chǎng)要求，非對(duì)稱透鏡的負(fù)屈光力和正屈光力可以在像平面的x軸和y軸上獨(dú)立地變化。

在下面的詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述了這些和其他實(shí)施例。