TWI610093B - 具有寬視野之近紅外線混合透鏡系統 - Google Patents

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TWI610093B TW105128829A TW105128829A TWI610093B TW I610093 B TWI610093 B TW I610093B TW 105128829 A TW105128829 A TW 105128829A TW 105128829 A TW105128829 A TW 105128829A TW I610093 B TWI610093 B TW I610093B
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Abstract

本發明係關於一種近紅外線混合透鏡系統，以將寬視野場景成像至像平面上之，該近紅外線混合透鏡系統包括(a)一第一鑄造透鏡，其位於最接近場景且至少部分透射近紅外光；(b)一第二鑄造透鏡，其位於最接近像平面且至少部分透射近紅外光；以及(c)一晶圓級透鏡，至少部分透射近紅外光且設置在該第一鑄造透鏡和該第二鑄造透鏡之間，其中該晶圓級透鏡具有(i)一平面基板，其具有一第一表面和一第二表面，其分別背對該像平面和面向該像平面；(ii)一第一透鏡元件，設置於該第一表面上；以及(iii)一第二透鏡元件，設置於該第二表面上。

Description

具有寬視野之近紅外線混合透鏡系統
本發明係關於一種透鏡領域，特別係關於近紅外線混合透鏡系統。
近紅外照相機廣泛應用，通常應用於低亮度之成像，這些應用包括夜間監視和交通監控，其兩者皆受益於寬視野(FOV)。於夜間監視時，寬視野使單一照相機監控更廣大區域；於交通監控時，車輛裝備有一或多個攝影機，FOV其能對車輛周圍成像，以避免夜間行駛時碰撞。在一些應用中，利用近紅外光發光二極體照射場景，接續，對近紅外光敏感的照相機，以場景中的物體所散射的照明光(illumination light)進行成像。
大多普遍寬FOV透鏡系統包括大量透鏡元件和透鏡表面，例如具有11個透鏡表面/介面的6個透鏡元件，將具有多種折射率之不同材料，整合為單一透鏡系統中，致使正確地將廣角光線穿過透鏡系統。通常而言，最接近場景之透鏡，具有較大的直徑，以便收集和引導廣角光線。
本發明揭示一種寬視野(FOV)之近紅外線混合透鏡系統，該透鏡系統在緊密封裝中，結合晶圓級透鏡(wafer-level len)和兩個鑄造透鏡(cast len)，在近紅外光譜範圍內對寬視野成像。這些寬視野之近紅外線混合透鏡系統非常適合合併至精巧型相機模組中，該相機模組可裝設於可攜式裝置中，抑或是裝設於具有空間限制之其他裝置內。
於一實施例中，將寬視野場景成像至像平面上之寬視野之近紅外線混合透鏡系統，其包括：位於最接近該場景且至少部分透射近紅外光之第一鑄造透鏡。該透鏡系統還包括：位於最接近該像平面且至少部分透射近紅外光之第二鑄造透鏡。另外，該透鏡系統包括：晶圓級透鏡，其至少部分透射近紅外光且設置在該第一鑄造透鏡和該第二鑄造透鏡之間，該晶圓級透鏡具有(i)一 平面基板，具有背對該像平面之第一表面以及面向該像平面之第二表面，(ii)設置於該第一表面上的第一透鏡元件，以及(iii)設置於該第二表面上的第二透鏡元件。
100‧‧‧照相機模組
110‧‧‧近紅外線混合透鏡模組
120‧‧‧第一鑄造透鏡
130‧‧‧晶圓級透鏡
140‧‧‧第二鑄造透鏡
150‧‧‧圖像感測器
123‧‧‧透鏡表面
125‧‧‧透鏡表面
132‧‧‧透鏡元件
133‧‧‧透鏡表面
135‧‧‧透鏡表面
136‧‧‧基板
134‧‧‧透鏡元件
143‧‧‧透鏡表面
145‧‧‧透鏡表面
180‧‧‧廣角
190‧‧‧IC直徑
195‧‧‧TTL
200‧‧‧近紅外線混合透鏡系統
210(1)‧‧‧第一鑄造透鏡
210(2)‧‧‧晶圓級透鏡
210(3)‧‧‧第二鑄造透鏡
212(1,1)‧‧‧凸透鏡表面
212(1,2)‧‧‧凸透鏡表面
212(2,2)‧‧‧透鏡表面
230(1)‧‧‧透鏡元件
230(2)‧‧‧透鏡元件
220‧‧‧基板
222(1)‧‧‧平面表面
222(2)‧‧‧平面表面
250‧‧‧像平面
212(3,1)‧‧‧透鏡表面
212(3,2)‧‧‧透鏡表面
212(2,1)‧‧‧透鏡表面
235‧‧‧虛線
240‧‧‧玻璃保護
260‧‧‧光軸
312‧‧‧縱向球面像差曲線
314‧‧‧縱向球面像差曲線
316‧‧‧縱向球面像差曲線
322‧‧‧失真曲線
331‧‧‧場曲
332‧‧‧場曲
333‧‧‧場曲
334‧‧‧場曲
335‧‧‧場曲
336‧‧‧場曲
342‧‧‧橫向色差
344‧‧‧橫向色差
346‧‧‧橫向色差
348‧‧‧艾裡斑(Airy disk)半徑
400‧‧‧寬視野之近紅外線混合透鏡
410(1)‧‧‧第一鑄造透鏡
410(2)‧‧‧晶圓級透鏡
410(3)‧‧‧第二鑄造透鏡
412(1,2)‧‧‧透鏡表面
412(1,1)‧‧‧透鏡表面
430(1)‧‧‧透鏡元件
412(2,2)‧‧‧透鏡表面
420‧‧‧基板
430(2)‧‧‧透鏡元件
422(2)‧‧‧平面表面
422(1)‧‧‧平面表面
412(3,1)‧‧‧透鏡表面
450‧‧‧像平面
412(2,1)‧‧‧透鏡表面
412(3,2)‧‧‧透鏡表面
512‧‧‧縱向球差曲線
514‧‧‧縱向球差曲線
516‧‧‧縱向球差曲線
522‧‧‧失真曲線
531‧‧‧場曲
532‧‧‧場曲
533‧‧‧場曲
534‧‧‧場曲
535‧‧‧場曲
536‧‧‧場曲
542‧‧‧橫向色差
544‧‧‧橫向色差
546‧‧‧橫向色差
548‧‧‧艾裡斑(Airy disk)半徑
610‧‧‧步驟
620‧‧‧步驟
630‧‧‧步驟
640‧‧‧步驟
642‧‧‧步驟
650‧‧‧步驟
652‧‧‧步驟
710‧‧‧步驟
720‧‧‧步驟
730‧‧‧步驟
810‧‧‧步驟
820‧‧‧步驟
830‧‧‧步驟
圖1係根據一實施例顯示照相機設備中寬視野之近紅外線混合透鏡系統。
圖2顯示圖1之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之一實施例。
圖3A顯示圖2之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之縱向球差曲線圖。
圖3B顯示圖2之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之f-theta失真曲線圖。
圖3C顯示圖2之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之Petzval場曲曲線圖。
圖3D顯示圖2之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之橫向色差曲線圖。
圖4顯示圖1之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之另一實施例。
圖5A顯示圖4之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之縱向球差曲線圖。
圖5B顯示圖4之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之f-theta失真曲線圖。
圖5C顯示圖4之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之Petzval場曲曲線圖。
圖5D顯示圖4之寬視野之近紅外線混合透鏡系統之橫向色差曲線圖。
圖6係根據一實施例以製造寬視野之近紅外線混合透鏡系統之方法。
圖7顯示形成多個晶圓級透鏡之方法。
圖8係根據一實施例顯示生產鑄造透鏡之方法。
圖1係顯示於照相機模組100中實現寬視野之近紅外線混合透鏡 系統110，照相機模組100可為照相機立方體(camara cube)，配置於可攜式裝置(例如行動手機)內，抑或是配置於空間受限制的其他設備內，在不脫離本發明範圍情況下，照相機模組100可以為其他類型的照相機設備。於照相機模組100中，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110與圖像感測器150相耦接。寬視野之近紅線混合透鏡系統110以廣角180為特徵，於一實施例中，廣角180至少為140度。寬視野之近紅外線混合透鏡系統110配置於近紅外光譜範圍內操作，於一實施例中，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110被配置於波長約825nm至約875nm的光譜範圍內操作；於另一實施例中，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110配置於波長約800nm至約2500nm的近紅外光譜範圍之至少一部分內操作。
寬視野之近紅外線混合透鏡系統110包括第一鑄造透鏡(cast len)120、晶圓級透鏡(wafer-level len)130和第二鑄造透鏡140。第一鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和第二鑄造透鏡140為光學串聯耦合，以將場景成像至像平面上。於照相機模組100中，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110的像平面實質與圖像感測器150一致。每一第一鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和第二鑄造透鏡140之至少部分透射近紅外光。舉例而言，圖像感測器150係為互補金屬氧化物半導體(CMOS)圖像感測器、電荷耦合器件(CCD)，或對近紅外光譜範圍內光敏之聚焦平面陣列。第一鑄造透鏡120具有透鏡表面123和125，其分別背對及面向寬視野之近紅外線混合透鏡系統110的像平面。晶圓級透鏡130包括透鏡元件132和134，其分別配置於基板136之相對側上，透鏡元件132具有透鏡表面133，其背對寬視野之近紅外線混合透鏡系統110之像平面；透鏡元件134具有透鏡表面135，其面向寬視野之近紅外線混合透鏡系統110之像平面。第二鑄造透鏡140具有透鏡表面143和145，其分別背對和面向寬視野之近紅外線混合透鏡系統110之像平面。
每一鑄造透鏡120和140係一體成形，也就是說，由一種材料製造為同一元件，因此，每一鑄造透鏡120和140係由單一材料組成。在不脫離本發明範圍情況下，鑄造透鏡120和140之一或兩個包括一或多個表面塗層，例如抗反射塗層(antireflective coating)，於透鏡鑄造後，此種塗層被應用至鑄造透鏡上。
鑄造透鏡120和140製造成本低廉，例如利用注塑成型(injection molding)技術，如此一來，與鑄造透鏡120和140相關方法相比，晶圓級透鏡130 受益於晶圓級量產方法，此外，晶圓級透鏡130的晶圓級生產允許透鏡元件132和134，由異於基板136之材料製造而成，同時允許透鏡元件132和134分別由兩種不同的材料製造。與鑄造透鏡相比，這種材料選擇之附加自由提供附加彈性，以獲得晶圓級透鏡130所需之功效。於一實施例中，透鏡元件132和134係由異於基板136的材料製造而成。然而，並非所有透鏡形狀都與晶圓級製造相容，舉例而言，並非所有透鏡形狀都能夠在兩透鏡表面間容納平面基板。寬視野之近紅外線混合透鏡系統110包括鑄造透鏡120和140，以獲得與晶圓級製造不相容的透鏡形狀，或至少無法實現晶圓級之透鏡形狀。至少藉助於這些透鏡形狀，鑄造透鏡120與140和晶圓級透鏡130相互協助，以於緊密封裝中成像寬視野。於圖1中，以成像圈(image circle)直徑190(下文簡稱IC直徑190)來表示寬視野之近紅外線混合透鏡系統110的成像圈。於一實施例中，每一第一鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和第二鑄造透鏡140之直徑小於IC直徑190，這與常規的寬視野之近紅外線透鏡系統形成了鮮明對比，其中最接近場景的透鏡直徑大幅超越成像圈直徑，因此，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110可以與圖像感測器150結合在照相機模組100內，其封裝顯著地小於利用常規寬視野近紅外線透鏡系統之封裝。據此，寬視野近紅外線混合透鏡系統110適合合併至小外型封裝(small form factor)照相機模組100內。於一實施例中，每一第一鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和第二鑄造透鏡140之直徑小於2.0mm。
於一實施例中，寬視野之近紅外線混合透鏡系統110的光學總長(如圖1所示之TTL195)相似於或小於IC直徑190，這允許寬視野之近紅外線混合透鏡系統110合併至小外型封裝之照相機模組100中。舉例而言，TTL(total track length，光學總長)195約2.6毫米(mm)或小於3mm，IC直徑190約2.4mm；於一實施例中，TTL195之值係小於1.1倍IC直徑190。
本文所述之透鏡系統的“成像圈”意旨透鏡系統傳輸的光錐，能夠達到像平面上之最遠位置的集合或子集，其與光軸位置相關。本文所揭示之軸對稱透鏡系統，這個集合或子集被描述為像平面上之圓圈，故，成像圈被定義為與像平面處圓錐之半高寬一致的圓圈。本文所述之透鏡系統的“光學總長”意旨自透鏡系統像平面至距像平面最遠的透鏡表面之最大距離，其平行於透鏡系統之光軸。
儘管圖1顯示示邊長與IC直徑190相當，圖像感測器150之邊 長可以不同於IC直徑190。於一實施例中，圖像感測器150全部位於IC直徑190之內，致使由寬視野近紅外線混合透鏡系統110於圖像感測器150上所形成的圖像無光暈(vignetting)，或者至少幾乎無光暈。於另一實施例中，以IC直徑190為特徵的成像圈，至少一部分位於圖像感測器150內，致使圖像感測器150所捕捉的圖像，會呈現某些程度光暈。
圖2顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統，其包括第一鑄造透鏡210(1)、晶圓級透鏡210(2)和第二鑄造透鏡210(3)，上述三者透鏡係光學串聯耦合。非限制性實施例之寬視野之近紅外線混合透鏡系統200顯示與圖1相關之有益概念。雖寬視野之近紅外線混合透鏡系統揭示特定參數值，然而，實際值可能偏離已揭示之值，其可以是一範圍數值之一特定示例，也可以是延伸至等同範圍。寬視野之近紅外線混合透鏡系統200係為寬視野之近紅外線混合透鏡系統110之一實施例，晶圓級透鏡210(2)是晶圓級透鏡130之一實施例，鑄造透鏡210(1)和210(3)分別是鑄造透鏡120和140之一實施例。
寬視野之近紅外線混合透鏡系統200被配置用以將場景成像至像平面250上，其具有保護玻璃240，配置於寬視野之近紅外線混合透鏡系統200和像平面250之間。保護玻璃240可由玻璃、塑膠或其組合製造而成。寬視野之近紅外線混合透鏡系統200具有光學總長295，且在像平面250上形成成像圈290。寬視野之近紅外線混合透鏡系統200具有寬視野，其標示為廣角280。圖2進一步標示出寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之光軸260。
鑄造透鏡210(1)具有凸透鏡表面212(1,1)和凹透鏡表面212(1,2)，其分別背對和面向像平面250，透鏡表面212(1,1)和212(1,2)均為球形，因此簡化鑄造透鏡210(1)的加工。晶圓級透鏡210(2)包括透鏡元件230(1)和230(2)以及基板220，透鏡元件230(1)和230(2)分別是透鏡元件132和134之一實施例，基板220是基板136之一實施例。基板220具有表面222(1)及表面222(2)，表面222(1)實質背對像平面250，表面222(2)實質面向像平面250。透鏡元件230(1)和230(2)分別被佈置在表面222(1)和222(2)上，透鏡元件230(1)具有凸透鏡表面212(2,1)，其背對像平面250；透鏡元件230(2)具有凸透鏡表面212(2,2)，其面向像平面250。鑄造透鏡210(3)具有透鏡表面212(3,1)和透鏡表面212(3,2)，其分別背對和面向像平面250。鑄造透鏡210(3)為鷗翼形(gull-wing shaped)，且每一透鏡表面212(3,1)和212(3,2)包括凸部和凹部，透鏡表面212(2,1)、212(2,2)、 212(3,1)和212(3,2)均為非球面。
表面222(1)之透鏡元件230(1)和基板220間的介面包括孔徑光闌(aperture stop)。於一實施例中，該孔徑光闌為實體，例如不透明塗層，標示為虛線235，如圖所示，虛線235所標示之範圍可為孔徑光闌。於另一實施例中，透鏡表面212(2,1)之直徑於透鏡元件230(1)和表面222(1)間之介面，定義出一孔徑光闌，透鏡表面212(2,1)之直徑包含自透鏡表面212(2,1)傳播至表面222(1)的光線的傳播角度(propagation angle)。又於另一實施例中，在表面222(1)處之透鏡元件230(1)之直徑，定義孔徑光闌。
在不脫離本發明範圍情況下，基板220直徑可以大於圖2中所示之直徑。同樣地，透鏡元件230(1)直徑可以大於圖2所示之直徑，在這種情況中，孔徑可被佈置於表面222(1)上，以形成孔徑光闌。同樣在不脫離本發明範圍情況下，儘管下文之光學性能係以圖2之光學活性區域作為描述，透鏡元件230(1)和230(2)以及鑄造透鏡210(1)和210(3)之直徑可以大於圖2所示之直徑。
凸透鏡表面212(1,1)收集入射光線並指引那些光線進入寬視野之近紅外線混合透鏡系統200中，凹透鏡表面212(1,2)和凸透鏡表面212(2,1)相互協助，以調整由凸透鏡表面212(1,1)收集到的光線的傳播方向，以引導這些光線穿過透鏡元件230(1)和表面222(1)之間的介面處的孔徑光闌。凸透鏡表面212(2,2)將穿過孔徑光闌的光線傳送至透鏡表面212(3,1)。透鏡元件230(1)和表面222(1)之間的介面處的孔徑光闌，用以維持每一光線束之對稱性(至少在一定程度上),其分別與場位置相關聯，致使晶圓級透鏡210(2)前方光線束的角度擴展，相似於晶圓級透鏡210(2)後方相應光線束的角度擴展。鑄造透鏡210(3)將凸透鏡表面212(2,2)所接收到的光線束，彎曲到達至像平面250。透鏡表面212(2,2)、212(3,1)和212(3,2)協同平衡光學像差(optical aberrations)，尤其是失真(distortion)、像散(astigmatism)和彗星像差(coma)。
表1A和1B列舉寬視野之近紅外線混合透鏡系統200的透鏡數據，其包括所有透鏡表面212、鑄造透鏡210(1)、透鏡元件230(1)和230(2)、基板220和鑄造透鏡210(3)之設計參數值。透鏡數據還包括孔徑光闌(STO)位置、保護玻璃(CG)240配置以及保護玻璃240與像平面(IMA)250間的間隔。除此之外，一假定物體(OBJ)係與透鏡表面212(1,1)處的虛擬表面共同列出，該假定物體(OBJ)與虛擬表面之直徑定義廣角140度。以物體方向角度觀看各元件之第一 表面，每一鑄造透鏡210(1)、透鏡元件230(1)和230(2)、基板220、鑄造透鏡210(3)和保護玻璃240之材料特性和厚度顯示於表1A之同行中，表1A所列之材料特性為(a)夫琅禾費D-線λ D =589.3的折射率n D ，以及(b)阿貝數。阿貝數用以衡量材料中光色散，且被定義為V d =(n D -1)(n F -n C )，其中n F 為夫琅禾費F-線λ F =486.1nm的折射率，n C 為夫琅禾費C-線λ C =656.3nm的折射率。
表1B係顯示透鏡表面212(2,1)、212(2,2)、212(3,1)和212(3,2)之每一非球面係數，每一非球面透鏡表面，其表面輪廓可表示為： 其中，Z為表面凹陷(surface sag)，其平行於光軸260，為距離光軸260之徑向距離s之函數，C為曲率半徑的倒數，k為二次曲線常數，A 4及A 6分別為第4和第6階非球面項，其餘，以此類推。
寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之工作F值為2.1，IC290為2.408mm，TTL295為2.62mm。致使寬視野之近紅外線混合透鏡系統200，遵循TTL=1.09xIC。
如表1A所示，就折射率和阿貝數而言，透鏡元件230(1)和230(2)具有相同的材料特性，然而，鑄造透鏡210(1)的材料不同於透鏡元件230(1)和230(2)的材料，且鑄造透鏡210(3)的材料不同於鑄造透鏡210(1)以及透鏡元件230(1)和230(2)的材料。於一實施例中，鑄造透鏡210(1)與210(3)係由玻璃製造，例如SCHOTT玻璃。於另一實施例中，鑄造透鏡210(1)與210(3)之至少一者，係由塑膠或其他光學材料製造，其至少用以透射近紅外光線，透鏡元件230(1)與230(2)係由聚合物製造，例如環氧樹脂。
透鏡表面212(1,1)之外徑投影至光軸260上，係位於透鏡表面212(1,2)在光軸260處之光學下游，因此，不可能加工鑄造透鏡210(1)以成為基板晶圓級透鏡。在鑄造透鏡210(3)情況中，最接近像平面250的透鏡表面212(3,1)的部分投影至光軸260上，其投影僅僅距光軸260上之透鏡表面212(3,2)處上游約40微米，因此，晶圓級(相似於晶圓級透鏡210(2)的方式)無法生產鑄造透鏡210(3)，因為晶圓級透鏡的基板之厚度需小於50微米。據此，寬視野之近紅外線混合透鏡系統200的設計依賴藉由鑄造生產的鑄造透鏡210(1)和210(3)。
鑄造透鏡210(3)之直徑小於IC290直徑，且每一鑄造透鏡210(1)和晶圓級透鏡210(2)之直徑係小於鑄造透鏡210(3)之直徑，致使寬視野之近紅外線混合透鏡系統200和圖像傳感器150得封裝在緊密的照相機模組100中，其中遠離光軸260之照相機模組100封裝之徑向延伸(radial extent)，係由圖像感測器150定義之，而不是由寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之一或多個透鏡定義之。
透鏡表面212(2,1)之曲率半徑R3，使得R3/EFFL0.122，其中EFFL為寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之有效焦距(effective focal length)，此不等式有助於失真像差最小化。此外，透鏡表面212(1,2)、212(2,2)和212(3,2)之曲率半徑分別為R2、R4和R6，使得透鏡表面212(1,2)、212(2,1)、212(2,2)和212(3,2)之曲率半徑關係為-1.4>R4/R2>-0.25、-0.9>R3/R4>-1.55和-0.95>R4/R6>-1.5，上述關係說明寬視野之近紅外線混合透鏡系統200曲率半徑受限於透鏡表面212(2,2)之曲率半徑，透鏡表面212(2,2)為引起最大失真像差之透鏡表面。
圖3A、3B、3C和3D係顯示由Zemax®光學設計程式評價寬視野之近紅外線混合透鏡系統200(圖2)之光學性能。假定物體(OBJ)和像平面(IMA)250的位置如表1A中所示，圖3A、3B、3C和3D分別顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之球面像差(spherical aberration)、f-theta失真、場曲(field curvature)和橫向色差(lateral color)。圖3A、3B、3C和3D所示之寬視野之近紅外線混合透鏡系統200在高光學品質之像平面250上產生圖像。
圖3A為寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之縱向球面像差之曲線圖，入射光瞳高度(垂直軸)與縱向球面像差(水平軸，以毫米為單位)之函數關係。垂直軸係自光軸260延伸至與廣角280相關之光軸260之最盡頭的徑向距離，最大入射光瞳半徑為r p =0.1931mm，縱向球面像差曲線312(實線)、314(虛線)和316(點虛線)是分別於825nm、850nm和875nm計算而得。
圖3B係寬視野之近紅外線混合透鏡系統200的f-theta失真曲線圖，視野角度(垂直軸)與f-theta失真(水平軸)之函數關係。垂直軸自光軸260延伸至廣角280界限之最極端位置。因此，圖3B所繪的最大廣角為θmax=70.342°。分別於825nm、850nm和875nm計算的，其失真曲線均與失真曲線322一致。
圖3C係寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之Petzval像場彎曲之曲線圖，其垂直軸表示視角，介於0度和70.342度之間，水平軸表示像場彎曲，以毫米為單位。場曲331和場曲332係分別在825nm之弧矢面(sagittal plane)和子午面(tangentail plane)處計算的。場曲333和場曲334係分別在850nm之弧矢面和子午面處計算的。場曲335和場曲336分別對應於875nm之弧矢面和子 午面處內。
圖3D係顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統200之橫向色差(也稱橫向色像差)的函數曲線圖，其垂直軸為像高，水平軸為橫向色差，以微米單位。垂直軸自光軸260延伸至距與IC290相關的光軸260的最盡頭的徑向距離。像高(field height)範圍從h min=0(軸上)至h max=1.200mm。橫向色差以850nm為參照，對所有像高而言，850nm之橫向色差344為0；橫向色差342是在825nm處計算的；橫向色差346是在875nm處計算的。預測像高範圍，使得橫向色差明顯小於艾裡斑(Airy disk)半徑348。
圖4係顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之另一實施例，其具有第一鑄造透鏡410(1)、晶圓級透鏡410(2)和第二鑄造透鏡410(3)，上述透鏡係光學串連耦合，寬視野之近紅外線混合透鏡系統400非侷限於圖1所述之有利概念。雖寬視野之近紅外線混合透鏡系統400揭示特定參數值，然而，實際值可能偏離已揭示之值，其可以是一範圍數值之一特定示例，也可以是延伸至同等範圍。寬視野之近紅外線混合透鏡系統400是寬視野之近紅外線混合透鏡系統110之一實施例，晶圓級透鏡410(2)是晶圓級透鏡130之一實施例，鑄造透鏡410(1)和410(3)分別是鑄造透鏡120和140之一實施例。
寬視野之近紅外線混合透鏡系統400被配置以將場景成像於像平面450上，其中保護玻璃440設置於寬視野之近紅外線混合透鏡系統400和像平面450之間，保護玻璃440可由玻璃、塑膠或者其組合製造而成。寬視野之近紅外線混合透鏡系統400具有光學總長495，且在像平面450上形成成像圈490。寬視野之近紅外線混合透鏡系統400具有視野，標示為廣角480。圖4進一步描繪寬視野之近紅外線混合透鏡系統400的光軸460。
鑄造透鏡410(1)具有凸透鏡表面412(1,1)和凹透鏡表面412(1,2)，其分別背對和面向像平面450，透鏡表面412(1,1)和412(1,2)均為球形，藉此簡化鑄造透鏡410(1)之加工。晶圓級透鏡410(2)包括透鏡元件430(1)與430(2)以及基板420，透鏡元件430(1)與430(2)分別是透鏡元件132和134之一實施例，基板420是基板136之一實施例，基板420具有實質平面表面422(1)，其背對像平面450，以及基板420具有實質平面表面422(2)，其面向像平面450。透鏡元件430(1)與430(2)分別被佈置在表面422(1)和422(2)上，透鏡元件430(1)具有凸表面透鏡412(2,2)，其背對像平面450，透鏡元件430(2)具有凸透鏡表面 412(2,2)，其面向像平面450。鑄造透鏡410(3)具有透鏡表面412(3,1)和412(3,2)，其分別背對和面向像平面450。鑄造透鏡410(3)為鷗翼形，且每一透鏡表面412(3,1)和412(3,2)包括凸部分和凹部分，透鏡表面412(2,1)、412(2,2)、412(3,1)和412(3,2)均為非球面。
位於透鏡元件430(1)和基板420之間的介面，包括一孔徑光闌。於一個實施例中，該孔徑光闌為實體物體，例如不透明塗層，其標示為虛線435，孔徑光闌可以具有不同範圍，不同於由虛線435之範圍。於另一實施例中，透鏡表面412(2,1)之直徑於透鏡元件430(1)和表面422(1)間之介面，定義出一孔徑光闌，透鏡表面412(2,1)之直徑包含透鏡表面412(2,1)傳播至表面422(1)的光線的傳播角度(propagation angle)。又於另一實施例中，在表面422(1)處之透鏡元件430(1)的直徑，定義孔徑光闌。
在不脫離本發明範圍情況下，基板420之直徑可以大於圖4所示之直徑，同樣地，透鏡元件430(1)直徑可以大於圖4所示之直徑，於此種情況下，孔徑可被佈置於表面422(1)上，以形成孔徑光闌。同樣地，在不脫離本發明範圍情況下，儘管下文所述之光學性能假設如圖4所示之光學活性區域，透鏡元件430(1)和430(2)及鑄造透鏡410(1)和410(3)之直徑可大於如圖4所示之直徑。
凸透鏡表面412(1,1)收集入射光線，並指引那些光線進入寬視野之近紅外線混合透鏡系統400中。凹透鏡表面412(1,2)和凸透鏡表面412(2,1)共同協助以調整被凸透鏡表面412(1,1)收集的光線的傳播方向，引導這些光線穿過位於透鏡元件430(1)和表面422(1)間介面處的孔徑光闌。凸透鏡表面412(2,2)將穿過孔徑光闌的光線傳送至透鏡表面412(3,1)。在透鏡元件430(1)和表面422(1)間介面處的孔徑光闌，用以維持(至少一程度)每一光線束之對稱性，其與場位置相關，使得晶圓級透鏡410(2)前方光線束之角度擴展近似於晶圓級透鏡410(2)後方光線束之角度擴展。鑄造透鏡410(3)彎曲由凸透鏡表面412(2,2)所接收的光線束，以到達像平面450。透鏡表面412(2,2)、412(3,1)和412(3,2)共同協助以平衡光學像差，尤其是失真、像散和彗差。
表2A和2B列舉出寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之透鏡數據，其包括所有透鏡表面412、鑄造透鏡410(1)、透鏡元件430(1)與430(2)、基板420和鑄造透鏡410(3)之設計參數值。透鏡數據還包括孔徑光闌(STO)的位置、保護玻璃(CG)440的結構和保護玻璃440與像平面(IMA)450之間的間隔。 另外，假定物體(OBJ)的位置以及位於透鏡表面412(1,1)處之虛擬表面亦同列舉於表中。物體(OBJ)和虛擬表面的直徑定義出一140度之廣角。以物體方向角度觀看各元件之第一表面，每一鑄造透鏡410(1)、透鏡元件430(1)與430(2)、基板420、鑄造透鏡410(3)和保護玻璃440之材料特性和厚度顯示於表2A，表2A所顯示出的材料特性為(a)夫琅禾費D-線λ D =589.3的折射率n D ，以及(b)阿貝數。表2B所列舉每一透鏡表面212(2,1)、212(2,2)、212(3,1)和212(3,2)之非球面係數。
寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之工作F值為2.1，IC490為2.408nm和TTL495為2.62mm，致使寬視野之近紅外線混合透鏡系統400遵循TTL=1.09xIC。
如表2A所示，就折射率和阿貝數而言，透鏡元件430(1)與430(2)具有相同的材料特性。然而，鑄造透鏡410(1)的材料不同於透鏡元件430(1)與430(2)的材料，且鑄造透鏡410(3)的材料不同於鑄造透鏡410(1)以及透鏡元件430(1)和430(2)的材料。於一實施例中，鑄造透鏡410(1)與410(3)由玻璃製造，例如SCHOTT玻璃。於另一實施例中，鑄造透鏡410(1)與410(3)之至少一部分係由至少部分透射近紅外光的塑膠或其他光學材料製造，透鏡元件430(1)與430(2)係由聚合物(例如環氧樹脂)製造。
透鏡表面412(1,1)的外徑於光軸460上之投影，係在透鏡表面412(1,2)位於光軸460之光學下游，因此，鑄造透鏡410(1)無法加工為基板晶圓級透鏡。在鑄造透鏡410(3)情況中，最接近像平面450之部分透鏡表面412(3,1)於光軸460上之投影，僅位於距離光軸460上透鏡表面412(3,2)之上游處約40微米，因此，晶圓級無法(相似於晶圓級透鏡410(2)的方式)生產鑄造透鏡410(3)，如此之晶圓級透鏡的基板厚度需要小於50微米，據此，寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之設計，需依賴於透過過鑄造生產的鑄造透鏡410(1)和410(3)。
鑄造透鏡410(3)直徑小於IC490直徑，且每一鑄造透鏡410(1)和晶圓級透鏡410(2)之直徑小於鑄造透鏡410(3)直徑，如此一來，寬視野之近紅外線混合透鏡系統400和圖像感測器150得緊密封裝於照相機模組100內，其中遠離光軸460之照相機模組100之封裝徑向延伸，係由圖像感測器150定義，而不是由寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之一或多個透鏡定義之。
透鏡表面412(2,1)的曲率半徑R3，使得R3/EFFL0.122，其中EFFL為寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之有效焦距，此不等式有助於失真 像差最小化。此外，透鏡表面412(1,2)、412(2,2)和412(3,2)之曲率半徑分別為R2、R4和R6，透鏡表面412(1,2)、412(2,1)、412(2,2)和412(3,2)的曲率半徑關係為-1.4>R4/R2>-0.25、-0.9>R3/R4>-1.55和-0.95>R4/R6>-1.5，其中，上述關係描繪透鏡表面412(2,2)之曲率半徑(R4)侷限寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之曲率半徑，透鏡表面412(2,2)係為造成最大失真像差之透鏡表面。
圖5A、5B、5C和5D係顯示由Zemax®光學設計程式評價寬視野之近紅外線混合透鏡系統400(圖4)之光學性能。假定物體(OBJ)和像平面(IMA)450的位置如表2A所示，圖5A、5B、5C和5D分別顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之球差、f-theta失真、場曲和橫向色差。5A、5B、5C和5D所示之寬視野之近紅外線混合透鏡系統400在高光學品質之像平面450上產生圖像。
圖5A為寬視野之近紅外線混合透鏡系統400的縱向球差之曲線圖，入射光瞳高度(垂直軸)與縱向球面像差(水平軸，以毫米為單位)之函數關係。垂直軸係自光軸460延伸至與廣角480相關之光軸之最盡頭之徑向距離，最大入射光瞳半徑為rp=0.1939mm，縱向球差曲線512(實線)、514(虛線)和516(點虛線)是分別於825nm、850nm和875nm計算而得。
圖5B係寬視野之近紅外線混合透鏡系統400的f-theta失真曲線圖。視角(垂直軸)與f-theta失真(水平軸)之函數關係。垂直軸自光軸460延伸至廣角480界限之最極端位置。因此，圖5B所繪的最大廣角為θmax=70.291°。分別於825nm、850nm和875nm計算的失真曲線均與失真曲線522一致。
圖5C係寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之Petzval像場彎曲之曲線圖，其垂直軸表示視角，介於0度和70.291度之間，水平軸表示像場彎曲，以毫米為單位。場曲531和場曲532係分別在825nm之弧矢面(sagittal plane)和子午面(tangentail plane)處計算的。場曲533和場曲534係分別在850nm之弧矢面和子午面處計算的。場曲535和場曲536分別對應於875nm之弧矢面和子午面處內。
圖5D係顯示寬視野之近紅外線混合透鏡系統400之橫向色差(也成為橫向色像差)的函數曲線圖，其垂直軸為像高，水平軸為橫向色差，以微米單位。垂直軸自光軸460延伸至距與IC290相關的光軸260的最盡頭的徑向距離。像高(field height)範圍從h min=0(軸上)至h max=1.200mm。橫向色差以850nm為參照，對所有像高而言，850nm之橫向色差544為0；橫向色差542是在825nm處計算的；橫向色差546是在875nm處計算的。預測像高範圍，使得橫向色差 明顯小於艾裡斑(Airy disk)半徑548。
圖6係顯示加工寬視野之近紅外線混合透鏡系統110(圖1)之方法600。根據寬視野之近紅外線混合透鏡系統200(圖2)之透鏡說明，或根據寬視野之近紅外線混合透鏡系統400(圖4)之透鏡說明，利用方法600可形成寬視野之近紅外線混合透鏡系統110。
於步驟640中，方法600組裝寬視野之近紅外線混合透鏡系統110，步驟640包括步驟642，將鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和鑄造透鏡140安裝於固定裝置中，該固定裝置用於光學串聯耦合鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和鑄造透鏡140，如圖1所示。於一實施例中，步驟642得利用本領域習知方法，將鑄造透鏡120、晶圓級透鏡130和鑄造透鏡140安裝至固定裝置中。
可選地，步驟640在步驟610、620和630之後。於方法600步驟610中，形成晶圓級透鏡130。於方法600步驟620中，鑄造鑄造透鏡120。在方法600步驟630中，鑄造鑄造透鏡140。
於一實施例中，方法600步驟650係基於寬視野之近紅外線混合透鏡系統110製造照相機模組100，步驟650包括步驟652，將寬視野之近紅外線混合透鏡系統100與圖像感測器150相耦接，以形成照相機模組100。於一範例中，步驟642之固定裝置被配置安裝於具有圖像感測器150之電子電路板上。
圖7係顯示用以形成多個晶圓級透鏡130(圖1)之方法700。方法600步驟610(圖6)可以實施方法700。
於步驟710中，多個透鏡元件132形成於晶圓第一表面上，該晶圓係由與基板136相關之材料製成的。於步驟710之一實施例中，在晶圓第一表面上塑造(mold)多個透鏡元件，舉例而言，樹脂(例如聚合樹脂)沉積於晶圓第一表面上；具有多個凹洞(每一形狀互補於透鏡表面133)之模具，係被放置於第一表面上(具有樹脂)，樹脂被固化，且模具從第一表面移除。樹脂可為紫外線(UV)固化環氧樹脂，透藉由UV光穿過晶圓，照射至第一表面上的樹脂，以固化該紫外(UV)固化環氧樹脂。
在步驟720中，於步驟710之晶圓第二表面上所形成多個透鏡元件134，其中第二表面係背對第一表面，步驟720與步驟710相同方法，然而藉由具有多個凹洞之模具，每一凹洞具有互補於透鏡表面135的形狀，並被放置於與凹洞位置相同之晶圓上，該凹洞係於步驟710所完成模具之一凹洞。
於步驟730中，自晶圓分割多個晶圓級透鏡130，藉由本領域習知技術，將晶圓切割為多個晶圓級透鏡130。
圖8係顯示用以生產鑄造透鏡120和140的任一者(圖1)之方法800。方法600步驟620和步驟630之其中一或兩者，得實施方法800。
於步驟810中，熔融玻璃或樹脂(例如環氧樹脂)係設置於模具內，其模具形狀與鑄造透鏡(即鑄造透鏡120和140之一者)形狀互補。
於步驟820中，硬化熔融玻璃或樹脂。於一實施例中，步驟810和820採用冷卻硬化之熔融玻璃。於另一實施例中，步驟810和820採用UV固化環氧樹脂，且步驟820包括將樹脂暴露於UV光，致使鑄造透鏡於模具內部形成。
於步驟830中，開啟模具，鑄造透鏡自模具脫模而出。
特徵組合
在不脫離本發明範圍下，上述特徵及下文所主張權利範圍得以不同方式結合。舉例而言，應當理解本文所描述的寬視野之近紅外線混合透鏡系統可以包含或替換為本文所描述之另一寬視野近紅外線混合透鏡系統的特徵。以下組合係描繪上述實施例之可能性，得經更動或潤飾以完成本發明，而非限制性其組合。
(A1)用於將寬視野場景成像至像平面上之近紅外線混合透鏡系統，其包括(a)第一鑄造透鏡，其位於最接近場景位置，且至少部分透射近紅外光；(b)第二鑄造透鏡，其位於最接近像平面的位置，且至少部分透射近紅外光，以及(c)晶圓級透鏡，其至少部分透射近紅外光，且設置於第一鑄造透鏡和第二鑄造透鏡之間。
(A2)如(A1)所示之近紅外線混合透鏡系統中，晶圓級透鏡包括(a)平面基板，具有第一表面，其背對像平面，以及具有第二表面，其面向像平面；(b)第一透鏡元件，設置於第一表面上，以及(c)第二透鏡元件，設置於第二表面上。
(A3)如(A2)所示之近紅外線混合透鏡系統中，晶圓級透鏡的第一透鏡元件和第二透鏡元件均可為第一材料。
(A4)如(A3)所示之近紅外線混合透鏡系統中，第一材料得不同於第一鑄造透鏡和第二鑄造透鏡之每一材料。
(A5)如(A2)到(A4)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第一透鏡元件具有凸表面，其背對像平面，第二透鏡元件具有凸表面，其面向像平面。
(A6)如(A1)到(A5)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，每一第一鑄造透鏡、晶圓級透鏡和第二鑄造透鏡至少部分透射光之波長範圍介於825nm至875nm。
(A7)如(A1)到(A6)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第二鑄造透鏡之直徑，係小於近紅外線混合透鏡系統成像圈之直徑。
(A8)如(A1)到(A7)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，每一第一鑄造透鏡和晶圓級透鏡具有小於第二鑄造透鏡的直徑。
(A9)如(A1)到(A8)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第一鑄造透鏡可以具有凸表面及凹表面，其分別背對像平面和面向像平面。
(A10)如(A9)所示之近紅外線混合透鏡系統中，每一凸表面和凹表面可為球形。
(A11)如(A1)到(A10)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第二鑄造透鏡可為鷗翼形。
(A12)如(A11)所示之近紅外線混合透鏡系統中，第二鑄造透鏡具有第一透鏡表面及第二透鏡表面，其分別背對像平面和面向像平面，其中第一透鏡表面在近紅外線混合透鏡系統的光軸處為凸的，且第二透鏡表面在光軸處為凹的。
(A13)如(A12)所示之近紅外線混合透鏡系統中，第一鑄造透鏡具有凸表面和凹表面，其分別背對像平面和面向像平面。
(A14)如(A12)所示之近紅外線混合透鏡系統中，晶圓級透鏡包括(a)平面基板，其具有第一表面和第二表面，其分別背對像平面和面向像平面；(b)第一透鏡元件，設置於第一表面上，且具有背對像平面的凸表面；以及(c)第二透鏡元件，設置於第二表面上，且具有面向像平面的凸表面。
(A15)如(A1)到(A14)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第一鑄造透鏡具有阿貝數，其大於(a)第二鑄造透鏡和(b)晶圓級透鏡之每一第一透鏡元件與第二透鏡元件之阿貝數，其中第一透鏡元件與第二透鏡元件設置於平面基板之兩相對側上。
(A16)如(A15)所示之近紅外線混合透鏡系統中，第二鑄造透鏡之阿貝數係大於第一透鏡元件和第二透鏡元件的每一阿貝數。
(A17)如(A1)到(A16)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，晶圓級透鏡的第一透鏡元件之曲率半徑R3，使得R3/EFFL0.122，其中EFFL為近紅外線混合透鏡系統之有效焦距，其中第一透鏡元件設置於平面基板上，且背對像平面。
(A18)如(A1)到(A17)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，晶圓級透鏡可包括(a)平面基板，其具有第一表面及第二表面，其分別背對像平面及面向像平面；(b)第一透鏡元件，設置於第一表面上；以及(c)第二透鏡元件，佈置於第二表面上，其中(a)第一鑄造透鏡具有S2透鏡表面，其面向像平面，且具有曲率半徑R2；(b)第一透鏡元件具有S3透鏡表面，其背對像平面，且具有曲率半徑R3；(c)第二透鏡元件具有S4透鏡表面，其面向像平面，且具有曲率半徑R4；(d)第二鑄造透鏡具有S6透鏡表面，其面向像平面，且具有曲率半徑R6。
(A19)如(A18)所示之近紅外線混合透鏡系統中，曲率半徑為-1.4>R4/R2>-2.5、-0.9>R3/R4>-1.55以及-0.95>R4/R6>-1.5。
(A20)如(A1)到(A19)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者，具有至少140度之廣角。
(A21)如(A1)到(A20)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者之工作F值小於2.2。
(A22)如(A1)到(A21)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者具有成像圈(IC)和光學總長(TTL)，使得TTL<1.1 x IC。
(A23)如(A22)所示之近紅外線混合透鏡系統，其TTL<3.0毫米。
(A24)如(A1)到(A23)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，每一第一鑄造透鏡、晶圓級透鏡和第二鑄造透鏡之直徑小於2.0毫米。
(A25)如(A1)到(A24)所示之近紅外線混合透鏡系統之任一者中，第二鑄造透鏡之直徑大於第一鑄造透鏡和晶圓級透鏡的每一直徑。
在不脫離本發明精神與範圍下，上述方法及系統得允許更動或潤飾。應當理解的是，先前所述之說明及其附圖僅用以解釋，而非限制本發明之 範圍。下述申請專利範圍廣泛涵蓋本文所述之通用和特定技術特徵，以及本發明探討方法和系統之陳述應落入於申請專利範圍中，不受相異語言而有所影響。
100‧‧‧照相機模組
110‧‧‧近紅外線混合透鏡模組
120‧‧‧第一鑄造透鏡
130‧‧‧晶圓級透鏡
140‧‧‧第二鑄造透鏡
150‧‧‧圖像感測器
123‧‧‧透鏡表面
125‧‧‧透鏡表面
132‧‧‧透鏡元件
133‧‧‧透鏡表面
135‧‧‧透鏡表面
136‧‧‧基板
134‧‧‧透鏡元件
143‧‧‧透鏡表面
145‧‧‧透鏡表面
180‧‧‧廣角
190‧‧‧IC直徑
195‧‧‧TTL

Claims (19)

  1. 一種近紅外線混合透鏡系統，以將一寬視野場景成像至一像平面上，該系統包括：一第一鑄造透鏡，位於最接近該場景且至少部分透射近紅外光；一第二鑄造透鏡，位於最接近該像平面且至少部分透射近紅外光；以及一晶圓級透鏡，至少部分透射近紅外光且設置於該第一鑄造透鏡和該第二鑄造透鏡之間，該晶圓級透鏡包括：(b)一平面基板，具有一第一表面和一第二表面，其分別背對該像平面和面向該像平面，(c)一第一透鏡元件，設置於該第一表面上，以及(d)一第二透鏡元件，設置於該第二表面上；該第二鑄造透鏡之直徑係小於該近紅外線混合透鏡系統之成像圈直徑，每一該第一鑄造透鏡和該晶圓級透鏡之直徑係小於該第二鑄造透鏡之直徑。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，每一該第一鑄造透鏡、該晶圓級透鏡和該第二鑄造透鏡之至少部分透射光波長範圍介於825nm至875nm。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一透鏡元件和該第二透鏡元件均由一第一材料製成，該第一材料不同於該第一鑄造透鏡和該第二鑄造透鏡之材料。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一鑄造透鏡具有一凸表面及一凹表面，其分別背對該像平面和面向該像平面。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之近紅外線混合透鏡系統，每一該凸表面和該凹表面係為球形。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一透鏡元件具有背對該像平面之凸表面，該第二透鏡元件具有面向該像平面的凸表面。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第二鑄造透鏡係為鷗翼形。
  8. 如申請專利範圍第7項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第二鑄造透鏡具有一第一透鏡表面及一第二透鏡表面，其分別背對該像平面和面向該像平面，該第一透鏡表面在該近紅外線混合透鏡系統之一光軸上係為凸的，該第二透鏡表面在該光軸上係為凹的。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一鑄造透鏡具有背對該像平面之凸表面，以及面向該像平面之凹表面；所述第一透鏡元件具有背對該像平面之凸表面；以及所述第二透鏡元件具有面向該像平面之凸表面。
  10. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一鑄造透鏡之阿貝數大於該第二鑄造透鏡、該第一透鏡元件和該第二透鏡元件之每一阿貝數。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第二鑄造透鏡之阿貝數係大於該第一透鏡元件和該第二透鏡元件之每一阿貝數。
  12. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一透鏡元件之曲率半徑R3，且R3/EFFL0.122，其中EFFL係為近紅外線混合透鏡系統之有效焦距。
  13. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第一鑄造透鏡具有面向該像平面之一S2透鏡表面，該S2透鏡表面具有一曲率半徑R2；該第一透鏡元件具有背對該像平面之一S3透鏡表面，該S3透鏡表面具有一曲率半徑R3； 該第二透鏡元件具有面向該像平面之一S4透鏡表面，該S4透鏡表面具有一曲率半徑R4；以及該第二鑄造透鏡具有面向該像平面之一S6透鏡表面，該S6透鏡表面具有一曲率半徑R6；其中，-1.4>R4/R2>-2.5、-0.9>R3/R4.-1.55、-0.95>R4/R6>-1.5。
  14. 如申請專利範圍第1項所述之近紅外線混合透鏡系統，具有至少140度之廣角。
  15. 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線混合透鏡系統，具有一工作F值，其小於2.2。
  16. 如申請專利範圍第14項所述之近紅外線混合透鏡系統，具有成像圈(IC)和光學總長(TTL)，其中TTL<1.1 x IC。
  17. 如申請專利範圍第16項所述之近紅外線混合透鏡系統，其中TTL<3.0毫米。
  18. 如申請專利範圍第17項所述之近紅外線混合透鏡系統，每一該第一鑄造透鏡、該晶圓級透鏡和該第二鑄造透鏡之直徑係小於2.0毫米。
  19. 如申請專利範圍第18項所述之近紅外線混合透鏡系統，該第二鑄造透鏡之直徑係大於該第一鑄造透鏡和該晶圓級透鏡之每一直徑。
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