用于彎曲的傳感器系統(tǒng)的透鏡的制作方法
【專利說明】用于彎曲的傳感器系統(tǒng)的透鏡
[0001] 背景
[0002] 現(xiàn)代的透鏡被設(shè)計(jì)/優(yōu)化，以聚焦于平像面上。然而，光學(xué)透鏡系統(tǒng)一般在平成像 表面上沒有它們的最佳焦點(diǎn)。例如，球面透鏡系統(tǒng)傾向于在大致半球形表面（稱為Petzval 表面）上最佳地聚焦。透鏡設(shè)計(jì)的大部分復(fù)雜性在于強(qiáng)制透鏡系統(tǒng)在遠(yuǎn)離Petzval表面的 平成像表面上實(shí)現(xiàn)最佳焦點(diǎn)。
[0003] 傳感器技術(shù)的發(fā)展產(chǎn)生了提供改善的圖像質(zhì)量的在某種程度上低分辨率的彎曲 的傳感器（分辨率可能在未來增大）。然而，對(duì)于這樣的彎曲的傳感器，為平像面優(yōu)化的透 鏡是不合適的。
[0004] 概述
[0005] 提供本概述是為了以簡化的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些代 表性的概念。本概述并不旨在標(biāo)識(shí)出所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵因素或必要特征，也不旨在 以將限定所要求保護(hù)的主題的范圍的任何方式被使用。
[0006] 簡單來說，此處所描述的主題的各方面中的一個(gè)或多個(gè)涉及多元件透鏡組件。一 個(gè)示例實(shí)現(xiàn)包括具有面向物體的正面的折射物側(cè)元件，以及在光學(xué)上耦合到物側(cè)元件并被 構(gòu)造成將光聚焦于曲面上的一個(gè)或多個(gè)透鏡。另一示例實(shí)現(xiàn)包括具有總的正折射的物側(cè)子 組件，以及在光學(xué)上耦合到物側(cè)子組件的像側(cè)子組件。像側(cè)子組件被構(gòu)造成接收來自物側(cè) 子組件的光，并將接收到的光聚焦于曲面上。
[0007] 通過下面的結(jié)合附附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行的詳細(xì)說明，其他優(yōu)點(diǎn)可以變得顯而易見。
[0008] 附圖簡述
[0009] 本發(fā)明是作為示例說明的，而不僅限于附圖，在附圖中，類似的參考編號(hào)表示類似 的元件，其中：
[0010] 圖1 - 3是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的示例兩元件透鏡組件的表示，每一個(gè)都包 括物側(cè)正彎月透鏡和像側(cè)雙凸透鏡。
[0011] 圖4 - 6是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的示例三元件透鏡組件的表示，每一個(gè)都包 括物側(cè)正彎月透鏡和包括雙凸透鏡和負(fù)彎月透鏡的像側(cè)子組件。
[0012] 圖7 - 13是根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的示例四元件透鏡組件的表示，每一個(gè)都包 括物側(cè)正折射透鏡和像側(cè)負(fù)折射透鏡。
[0013] 圖14是例示根據(jù)一個(gè)或多個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的被結(jié)合到具有感測(cè)曲面的相機(jī)中的多透 鏡組件的框圖。
[0014] 詳細(xì)描述
[0015] 此處所描述的技術(shù)的各方面一般涉及被構(gòu)造成聚焦于曲面（諸如半球形或基本 上半球形表面）上的多透鏡組件，例如，彎曲的傳感器。此處例示了兩、三和四元件多透鏡 組件，然而，應(yīng)該理解，具有多于四個(gè)元件（高達(dá)任何實(shí)際的數(shù)量）的多透鏡組件也是可行 的。進(jìn)一步，在兩個(gè)或更多透鏡被示為物理地耦合的情況下，對(duì)單個(gè)透鏡進(jìn)行研磨，模壓或 以別的方式制造為單個(gè)元件也是可行的，只要材料相同。
[0016]應(yīng)該理解，此處的任何一個(gè)示例都是非限制性的。例如，此處所示出的折射光學(xué)元 件中的任何一種都可以由任何合適的材料制成，例如，玻璃或塑料，而這樣的材料可以單獨(dú) 地或以任何組合用于任何透鏡組件中。進(jìn)一步，可以存在一個(gè)或多個(gè)反射性元件，代替折射 光學(xué)元件或作為其補(bǔ)充。如此，本發(fā)明不僅限于此處所描述的任何特定實(shí)施例、方面、概念、 結(jié)構(gòu)、功能或示例。相反，此處所描述的任何一個(gè)實(shí)施例、方面、概念、結(jié)構(gòu)、功能或示例都是 非限制性的，可以以一般而言在透鏡技術(shù)方面提供好處和優(yōu)點(diǎn)的各種方式來使用本發(fā)明。
[0017] 圖1示出了示例兩元件折射光學(xué)元件組件100,包括通過物側(cè)凸面和相對(duì)的凹面 從物體到圖像方向具有正折光力的折射光學(xué)元件（例如，大致地，正彎月透鏡102)。如在 圖1中大致地表示的，透鏡102的面向物體的凸面具有比相對(duì)的面向圖像的凹面更大的曲 率半徑。注意，圖1是不打算表達(dá)任何實(shí)際大小或尺寸。
[0018] 正彎月透鏡102耦合到一般性地雙凸透鏡104,以將光聚焦于曲面108。在圖1中 可以看出，透鏡104被構(gòu)造成接收來自透鏡102的光。透鏡104具有面向物體的一側(cè)，其曲 率半徑比其面向像面/曲面的一側(cè)小。
[0019] 透鏡102和104被示為物理地耦合的，然而，應(yīng)該理解，它們可以通過合適的間隔 分隔，用任何液體或氣體（包括空氣）填充。透鏡102和104可以，例如，由塑料、玻璃制成， 或一個(gè)用塑料，一個(gè)用玻璃。下面示出了對(duì)應(yīng)于圖1的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)：
[0020]
[0021]
[0023] 圖2類似于圖1，如此，示出了具有正彎月透鏡222的兩元件組件200耦合到一般 性的雙凸透鏡224,以將光聚焦于曲面228上。圖1和圖2之間的差異包括透鏡222和224 的厚度，以及每一組件的元件的厚度的比率。
[0024] 下面示出了對(duì)應(yīng)于圖2的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)：
[0025]
[0026]
[0028] 圖3類似于圖1和2,帶有正（物側(cè)）彎月透鏡332的兩元件組件300耦合到一 般性的雙凸透鏡334,以將光聚焦于曲面338。下面示出了對(duì)應(yīng)于圖3的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的數(shù) 據(jù)：
[0029]
[0030]
[0031] 在兩元件設(shè)計(jì)中，一般而言，有高負(fù)的錐形常數(shù)，因此，有大的相對(duì)非球面性。正如 如下面所描述的三元件設(shè)計(jì)的情況一樣，可以對(duì)彗差和散光進(jìn)行校正，一般基于遠(yuǎn)離光圈 的表面，對(duì)于零3"和Sm，同時(shí)解決：
[0032]
[0033]
[0034]其中，S"和S 別是校正之前整體系統(tǒng)的彗差和散光項(xiàng)，~和&是在第二和第 三表面主要和邊緣光線高度的比率，SI2*和SI3*是在第二和第三表面的附加球面像差項(xiàng)。
[0035] 給定在visible中所使用的光學(xué)材料的那些邊界處的Δη的相對(duì)大小，顯然，就表 面凹處而言的實(shí)際非球面性需要在表面2比在表面3更大。
[0036] 圖4示出了具有在光學(xué)上耦合到一般性的雙凸中間透鏡444的物側(cè)正的，一般性 的彎月透鏡442的三元件組件440。中間透鏡444又耦合（例如，物理地或至少在光學(xué)上） 到一般性的負(fù)彎月透鏡形狀的透鏡446,該透鏡446將光聚焦于曲面448。
[0037] 雖然如在圖1-3中那樣，在圖4中不計(jì)劃表達(dá)大小或尺寸，單個(gè)元件的相對(duì)曲率半 徑和間隔使得焦距合適。下面示出了對(duì)應(yīng)于圖4的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)：
[0038]
[0040]
[0041]圖5示出了另一三元件組件550的實(shí)施例。物側(cè)透鏡552接近于平凸，但是，仍有 點(diǎn)一般性正彎月透鏡。雙凸透鏡554接收來自物側(cè)透鏡552的光，并被示為物理地耦合到 負(fù)彎月透鏡556,該負(fù)彎月透鏡556將光聚焦于曲面558上。
[0042] 下面示出了對(duì)應(yīng)于圖5的一個(gè)示例實(shí)現(xiàn)的數(shù)據(jù)：
[0043]
[0045]
[0046] 圖6示出了另一三元件組件660的實(shí)施例。物側(cè)透鏡662是一般性的正彎月透鏡。 雙凸透鏡