TWI629502B - 無熱複合透鏡 - Google Patents

無熱複合透鏡 Download PDF

Info

Publication number
TWI629502B
TWI629502B TW106141441A TW106141441A TWI629502B TW I629502 B TWI629502 B TW I629502B TW 106141441 A TW106141441 A TW 106141441A TW 106141441 A TW106141441 A TW 106141441A TW I629502 B TWI629502 B TW I629502B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
lens
plano
refractive index
composite
image side
Prior art date
Application number
TW106141441A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201821854A (zh
Inventor
董偉林
鄧兆展
Original Assignee
美商豪威科技股份有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 美商豪威科技股份有限公司 filed Critical 美商豪威科技股份有限公司
Publication of TW201821854A publication Critical patent/TW201821854A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI629502B publication Critical patent/TWI629502B/zh

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B3/00—Simple or compound lenses
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B13/00—Optical objectives specially designed for the purposes specified below
    • G02B13/14—Optical objectives specially designed for the purposes specified below for use with infrared or ultraviolet radiation
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2407—Optical details
    • G02B23/2423—Optical details of the distal end
    • G02B23/243—Objectives for endoscopes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B23/00—Telescopes, e.g. binoculars; Periscopes; Instruments for viewing the inside of hollow bodies; Viewfinders; Optical aiming or sighting devices
    • G02B23/24—Instruments or systems for viewing the inside of hollow bodies, e.g. fibrescopes
    • G02B23/2476—Non-optical details, e.g. housings, mountings, supports
    • G02B23/2492—Arrangements for use in a hostile environment, e.g. a very hot, cold or radioactive environment
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/005—Diaphragms
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B7/00—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements
    • G02B7/02—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses
    • G02B7/028—Mountings, adjusting means, or light-tight connections, for optical elements for lenses with means for compensating for changes in temperature or for controlling the temperature; thermal stabilisation

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Astronomy & Astrophysics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Lenses (AREA)

Abstract

無熱複合透鏡包括平凹透鏡和平凸透鏡。平凹透鏡具有第一焦距、第一折射率以及與凹面像側表面相對的平面物側表面。平凸透鏡軸向對齊平凹透鏡，並且具有(i)第二焦距，(ii)第二折射率，(iii)平面像側表面，以及(iv)在平面像側表面與凹面像側表面之間的凸面物側表面。在自由空間波長範圍和溫度範圍中：(a)第一焦距除以第二焦距得到的數值小於-0.68，並且(b)當第一折射率為n1，第二折射率為n2時，第一折射率和第二折射率的溫度依賴性和滿足：

Description

無熱複合透鏡
本申請涉及複合透鏡，具體地，涉及無熱複合透鏡。
設計成捕獲發射近紅外(near-infrared,near-IR)光的物體的圖像的相機模組在汽車應用和內視鏡中使用。例如，圖1描繪了病變190在內視鏡110的視場中。相機模組120對相對於具有方向x、y和z的坐標系198定位的病變190成像。相機模組120包括影像感測器130和成像透鏡100。影像感測器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，並且成像透鏡100具有光軸線100X。
內視鏡110的有效性取決於它在應用中的波長和溫度範圍特徵下滿足性能規格的能力。波長範圍為例如可見光波長範圍(自由空間波長λ0 [0.40μm，0.65μm])或近紅外波長範圍(λ0 [0.60μm，1.0μm])。對於上述應用的通常的溫度範圍為20℃至60℃。因此，包括透鏡100的相機的性能部分地取決於成像透鏡100被絕熱(athermalized)為使得成像透鏡100在與其應用有關的溫度範圍內在影像感測器132上形成清晰的圖像。例如，成像透鏡100對從病變190上的點190P傳播到點102的光192進行成像。光192為例如近紅外光。點102位於距光軸線100X的場高度x1並距像素陣列132的焦移△z1處。焦移△z1=0相當於當成像透鏡100在影像感測器132上形成點190P的對焦圖像。作為場高度x1和環境溫度T的函數的焦點偏移(焦移)△z1的大小為對於透鏡100的無熱化量度(athermalization metric)。對於現有技術透鏡，在可見光波長和近紅外波長下，在20℃與60℃之間，軸線上焦距以△z1=9.2μm 或=0.23μm/℃偏移。
本文公開的系統和方法的實施方式提供了無熱複合透鏡系統。本文中的無熱複合透鏡的實施方式可適用於以上提到的內視鏡成像應用以及任何帶有無熱成像要求的其他應用。
在實施方式中，無熱複合透鏡包括平凹透鏡和平凸透鏡。平凹透鏡具有第一焦距、第一折射率和與凹面像側表面相對的平面物側表面。平凸透鏡軸向地對齊平凹透鏡，並且具有(i)第二焦距，(ii)第二折射率，(iii)平面像側表面，以及(iv)平面像側表面與凹面像側表面之間的凸面物側表面。在自由空間波長範圍和溫度範圍中：(a)第一焦距除以第二焦距的數值小於-0.68，以及(b)當第一折射率為n1，第二折射率為n2時，第一折射率n1和第二折射率n2各自的溫度依賴性和滿足：
100‧‧‧成像透鏡/透鏡
102、190P‧‧‧點
100X、271、271(1)、271(2)‧‧‧光軸線
110‧‧‧內視鏡
120‧‧‧相機模組
130‧‧‧影像感測器
132‧‧‧像素陣列
132W‧‧‧寬度
190‧‧‧病變
192‧‧‧光
198、298‧‧‧坐標系
200、300、600‧‧‧無熱複合透鏡
210、210(1)、210(2)、240、240(1)、240(2)、260(2)、342、344、360、370‧‧‧基底
220、220(1)、220(2)‧‧‧平凹透鏡/透鏡
221、231、241、250(1)、251、361、371、611‧‧‧物側表面/表面
221(1)、221(2)、222(1)、222(2)、231(1)、231(2)、232(1)、232(2)、251(1)、251(2)、252(1)、252(2)、261(1)、261(2)‧‧‧表面
222、232、242、252、362、372、612‧‧‧像側表面/表面
230、230(1)、230(2)、610‧‧‧平凸透鏡/透鏡
250、250(1)、250(2)‧‧‧像側透鏡/透鏡
260、260(1)、260(2)‧‧‧蓋玻片
261‧‧‧前表面
262‧‧‧後表面
278、278(1)、278(2)‧‧‧像平面
301、601‧‧‧成像系統
320T、330T、620T、630T‧‧‧厚度
343、643‧‧‧孔徑光闌
400、700‧‧‧表格
404、406、408、410、412、414、421~427、704、706、708、710、712、714、716、721~727‧‧‧行
520IR、520V、560IR、560V、820IR、820V、860IR、860V‧‧‧調製傳遞函數(MTF)曲線
925、928、935、938、1025、1028、1035、1038‧‧‧曲線
x1‧‧‧場高度
△z1‧‧‧焦點偏移(焦移)
Φ343、Φ643‧‧‧直徑
圖1描繪了帶有包括成像透鏡的相機模組的現有技術內視鏡。
圖2是實施方式中與圖1的相機模組相容使用的無熱複合透鏡的剖視圖。
圖3是包括圖2的無熱複合透鏡的第一實施方式的成像系統的剖視圖。
圖4示出了圖3的無熱複合透鏡的示例性參數的表格。
圖5A、圖5B、圖5C和圖5D是不同溫度下圖3的無熱複合透鏡的離焦調製傳遞函數(modulation transfer function,MTF)的示例性曲線圖。
圖6是包括圖2的無熱複合透鏡的第二實施方式的成像系統的剖視圖。
圖7示出了圖6的無熱複合透鏡的示例性參數的表格。
圖8A、圖8B、圖8C和圖8D是不同溫度下圖6的無熱複合透鏡的離焦調製傳遞函數(MTF)的示例性曲線圖。
圖9是示出圖3的透鏡中的兩個透鏡的折射率對溫度依賴性的曲線圖。
圖10是示出圖6的透鏡中的兩個透鏡的折射率對溫度依賴性的曲線圖。
圖2是代替透鏡100與相機模組120相容使用的無熱複合透鏡200的剖視圖。無熱複合透鏡200包括具有共同的光軸線271的平凹透鏡220、平凸透鏡230、基底240和像側透鏡250。透鏡220具有物側表面221和像側表面222。無熱複合透鏡200可包括支撐透鏡220的基底210。透鏡230具有物側表面231和像側表面232。基底240具有支撐透鏡230的物側表面241和支撐透鏡250的像側表面242。基底240可為整體的或由多個相互附接的基底形成。像側透鏡250具有物側表面251和包括凹面區域和凸面區域中的至少一者的像側表面252。
無熱複合透鏡200還可包括蓋玻片260。當蓋玻片260包括在無熱複合透鏡200或具有無熱複合透鏡200的成像系統中時，蓋玻片260覆蓋位於像平面278處的影像感測器(未示出)的像素陣列。蓋玻片260具有前表面261和後表面262。像素陣列和影像感測器的具體類型可變化並且因此在本文中不進行詳細地討論。
在實施方式中，無熱複合透鏡200的製造過程中的至少部分是使用晶片級光學複製技術在晶片級執行的。在此實施方式中，透鏡230、250模製在基底240上，並且當實施方式包括基底210時，透鏡220模製在基底210上。晶片級複製技術能夠使透鏡230、250分別由具有不同折射率的材料形成，這能夠以更大的靈活性設計無熱複合透鏡200，以使焦移△z1最小化。
無熱複合透鏡200的元件的截面可為矩形或正方形。例如，如果經由晶片級光學複製製造，則透鏡230、250以及基底240中的每個可具有由在基底240上模製透鏡230、250之後執行的切割操作而產生的相同的正方形截面。
透鏡220、230、250可經由晶片級光學複製技術由焊料回流相容材料形成。焊料回流相容材料例如經受得住在超過250℃的溫度下發生的表面貼裝技術(surface-mount technology,SMT)回流焊接工藝。這樣的材料的示例包括Nitto Denko公司(大阪，日本)的NT-UV系列UV固化樹脂。應該理解的是，可使用額外的或替代的材料，而不偏離本發明的範圍。
透鏡220、230、250還可經由注模或在本領域中已知的其他方法形成。此外，透鏡220、230、250可經由精密玻璃模製(也稱為超精密玻璃壓製)或本領域已知的其他方法由玻璃形成。
雖然透鏡220、230、250中的每個在圖2中作為單一透鏡示出，但是透鏡220、230、250中的至少一個可為非單一透鏡，而不偏離本發明的範圍。
無熱複合透鏡200滿足能夠使它在20℃與60℃之間的溫度下具有的無熱化量度<0.15μ/℃的限制。在本文中，諸如△T的溫度範圍具有攝氏度或等同地具有卡氏度(degrees Kelvin)的單位。在包括可見光波長範 圍和近紅外波長範圍中的至少一個的波長範圍中的自由空間波長下，滿足以下限制。
透鏡220、230的焦距f 220、f 230滿足f 220/f 230<-0.68。透鏡220、230的折射率n2、n3滿足n3 n2，以在保持足夠的影像品質的同時實現無熱化量度。折射率n2、n3的溫度依賴性、滿足2。例如，=10-4/℃並且=0.5×10-4/℃。
無熱複合透鏡，示例1
圖3是成像系統301中的無熱複合透鏡300的剖視圖。無熱複合透鏡300為無熱複合透鏡200的實施方式。成像系統301還包括位於無熱複合透鏡300與像平面278(1)之間的蓋玻片260(1)。無熱複合透鏡300具有2=110°的全角視場和工作f數Nw=3.3。
無熱複合透鏡300包括平凹透鏡220(1)、平凸透鏡230(1)、像側透鏡250(1)、以及基底210(1)、240(1)、360、370。基底360、370分別具有物側表面361、371，以及像側表面362、372。表面362、371是鄰接的；由此，基底360、370在本文中表示為蓋玻片260(1)。像側透鏡250(1)為平凸的。基底240(1)包括基底342、344，以及在基底342與基底344之間的孔徑光闌(aperture stop)343。在本文中，由帶括弧尾碼的附圖標記表示的附圖元件指代由附圖標記指代的元件的示例。例如，透鏡220(1)為透鏡220的示例。
圖4示出了無熱複合透鏡300的表面和基底的示例性參數的表格400。表格400包括行404、406、408、410、412、414、421~427。行421表示基底210、342、344，表面221(1)、222(1)、231(1)、232(1)、251(1)、252(1)、361、371、372，孔徑光闌343以及像平面278(1)。行423包括光軸線271(1)上無熱複合透鏡300的鄰接表面之間以毫米計的厚度值。行423包括基底210(1)、342、344、360、370以及透鏡220(1)、230(1)、250(1)的中心厚度。行423中表示特定表面的列的厚度值表明此特定表面與下一個表面之間的軸 線上距離。例如，在光軸線271(1)上，表面221(1)和表面222(1)以0.020mm間隔，0.020mm對應於透鏡220(1)的厚度320T。在光軸線271(1)上，表面231(1)和表面232(1)以0.0928mm間隔，0.0928mm對應於透鏡230(1)的厚度330T。
行426表示每個表面的最小直徑，使得入射在基底210(1)上並穿過孔徑光闌343的光線也足以穿過此表面。孔徑光闌343的直徑Φ343=0.192mm。應該理解的是，成像系統301不一定需要包括蓋玻片260(1)，在這種情況下，像平面278(1)朝向無熱複合透鏡300偏移。
表面222(1)、231(1)、252(1)由公式1中示出的表面sag zsag限定。
在公式1中，zsag為徑向座標r的函數，其中方向z和r在圖2的坐標系298中示出。數i為正整數並且N=7。在公式1中，參數c為表面曲率半徑rc的倒數：c=。表格400的行422列出了表面222(1)、231(1)、252(1)的rc值。行427中示出的參數k表示圓錐常數。列404、406、408、410、412、414分別包括非球面係數α4、α6、α8、α10、α12、α14的值。表格400中的數量的單位與以毫米表示的公式1中的zsag一致。
行424列出了在自由空間波長λ0=587.5nm(溫度T1下)下的材料折射率nd的值，並且行425列出了對應的色散係數(阿貝數Abbb number)Vd。對應於表面的折射率和色散系數值表示此表面與下一列中的表面之間的材料。例如，表面221(1)與表面222(1)之間的折射率和色散係數分別為1.511和57.0。
表格1示出了透鏡220(1)、230(1)的折射率n和焦距f。焦距f 是使用透鏡製造公式(lensmaker’s equation)和表格400中的透鏡參數(λ0=587.5nm，T=20℃)估計的。透鏡220(1)的焦距與透鏡230(1)的焦距的比值在587.5nm處為-0.73，並且在850nm處為-0.72。
圖5A和圖5B分別為在溫度T1=20℃和溫度T2=60℃下無熱複合透鏡300的軸線上離焦多色調製傳遞函數(MTF)曲線520V、560V的曲線圖。調製傳遞函數(MTF)曲線520V、560V均為95循環/毫米(cycles/mm)下在420nm與640nm之間的平均調製傳遞函數(MTF)。焦移參照的是溫度T1下的焦平面位置，從而調製傳遞函數(MTF曲)線520V在焦移△z1=0處具有最大值。調製傳遞函數(MTF)曲線520V、560V的峰值的比較示出了在溫度T1與溫度T2之間，軸線上焦距以△z1=1.9μm或=0.05μm/℃偏移。
圖5C和圖5D分別為在溫度T1和溫度T2下無熱複合透鏡300的軸線上離焦多色調製傳遞函數(MTF)曲線520IR、560IR的曲線圖。調製傳遞函數(MTF)曲線520IR、560IR均為95循環/毫米下在830nm與870nm之間的平均調製傳遞函數(MTF)。焦移參照的是溫度T1下的焦平面位置，從而調製傳遞函數(MTF)曲線520IR在焦移△z1=0處具有最大值。調製傳遞函數(MTF)曲線520IR、560IR的峰值的比較示出了在溫度T1與溫度T2之間，軸線上焦距以△z1=3.5μm或=0.09△μm/℃偏移。
無熱複合透鏡，示例2
圖6是成像系統601中無熱複合透鏡600的剖視圖。成像系統 601可為諸如手勢識別系統的汽車應用的一部分。無熱複合透鏡600為無熱複合透鏡200的實施方式。成像系統601還包括蓋玻片260(2)，位於無熱複合透鏡600與像平面278(2)之間。無熱複合透鏡600具有2=50.6°的全角視場和工作f數Nw=5.3。
無熱複合透鏡600包括平凸透鏡610、平凹透鏡220(2)、平凸透鏡230(2)、像側透鏡250(2)、以及基底210(2)、240(2)、260(2)。像側透鏡250(2)為平凹的。平凸透鏡610具有物側表面611和像側表面612，像側表面612對應於無熱複合透鏡600的孔徑光闌643的軸向位置。
圖7示出了無熱複合透鏡600的表面和基底的示例性參數的表格700。表格700包括行704、706、708、710、712、714、716、721~727。行721表示基底210(2)、240(2)、260(2)，表面611、612、221(2)、222(2)、231(2)、232(2)、251(2)、252(2)、261(2)、262(2)，孔徑光闌643以及像平面278(2)。行723包括光軸線271(2)上無熱複合透鏡600的鄰接表面之間的以毫米計的厚度值。行723包括基底210(2)、240(2)，蓋玻片260(2)以及透鏡610、220(2)、230(2)、250(2)的中心厚度。行723中表示特定表面的列的厚度值表示明此特定表面與下一個表面之間的軸線上距離。例如，在光軸線271(2)上，表面221(2)和表面222(2)以0.0223mm間隔，0.0223mm對應於透鏡220(2)的厚度620T。在光軸線271(2)上，表面231(2)和表面232(2)以0.1206mm毫米間隔，0.1206mm毫米對應於透鏡230(2)的厚度630T。
行726表示每個表面的最小直徑，使入射在基底210(2)上並穿過孔徑光闌643的光線也足以穿過此表面。孔徑光闌643的直徑Φ643=0.32mm。應該理解的是，成像系統601不一定需要包括蓋玻片260(2)，在這種情況下，像平面278(2)朝向無熱複合透鏡600偏移。
表面222(2)、231(2)、252(2)由公式1中示出的表面sag zsag限定。表格700的行722列出了表面222(2)、231(2)、252(2)的rc值。行727中示出的參數k表示圓錐常數。行704、706、708、710、712、714、716分 別包括非球面係數α4、α6、α8、α10、α12、α14、α16的值。表格700中的數量的單位與以毫米表達的公式1中的zsag一致。
行724列出了在自由空間波長λ0=587.5nm下材料折射率nd的值，並且行725列出了對應的色散係數Vd。表格2示出了在λ0=587.5nm處的折射率n和透鏡610、220(2)、230(2)、250(2)的焦距f。焦距f是使用透鏡製造公式和表格700的透鏡參數(λ0=587.5nm，T=20℃)估計的。透鏡220(2)的焦距與透鏡230(2)的焦距的比值在λ0=587.5nm處和λ0=850nm處均為-0.965。
圖8A和圖8B分別為在溫度T1=20℃和溫度T2=60℃下無熱複合透鏡600的軸線上離焦多色調製傳遞函數(MTF)曲線820V、860V的曲線圖。調製傳遞函數(MTF)曲線820V、860V均為95循環/毫米(cycles/mm)下在420nm與640nm之間的平均調製傳遞函數(MTF)。焦移參照的是溫度T1下的焦平面位置，從而調製傳遞函數(MTF)曲線820V在焦移△z1=0處具有最大值。調製傳遞函數(MTF)曲線820V、860V的峰值的比較示出了在溫度T1與溫度T2之間，軸線上焦距以△z1=5.6μm或=0.14μm/℃偏移。
圖8C和圖8D分別為在溫度T1和溫度T2下無熱複合透鏡600的軸線上離焦多色調製傳遞函數(MTF)曲線820IR、860IR的曲線圖。調製傳遞函數(MTF)曲線820IR、860IR均為95循環/毫米下在830nm與870nm之間的平均調製傳遞函數(MTF)。焦移參照的是溫度T1下的焦平面位置，從而調製傳遞函數(MTF)曲線820IR在焦移△z1=0處具有最大值。調製傳遞函數 (MTF)曲線820IR、860IR的峰值的比較示出了在溫度T1和與溫度T2之間，軸線上焦距以△z1=5.6μm或=0.14μm/℃偏移。
圖9是表格1中示出的符合線性溫度依賴性(linear temperature dependency)925、928、935、938的無熱複合透鏡300的透鏡220(1)、230(1)的折射率的曲線圖。線性溫度依賴性925、928分別對應於凹面透鏡220(1)在λ0=587nm和λ0=850nm時的情況，均具有斜率-2.0×10-4/℃。線性溫度依賴性935、938分別對應於凸面透鏡230(1)在λ0=587nm和λ0=850nm時的情況，均具有斜率-1.0×10-4/℃。
圖10是表格2中示出的符合線性溫度依賴性1025、1028、1035、1038的無熱複合透鏡600的透鏡220(2)、230(2)的折射率的曲線圖。線性溫度依賴性1025、1028分別對應於凹面透鏡220(2)在λ0=587nm和λ0=850nm時的情況，並且均具有斜率-2.3×10-4/℃。線性溫度依賴性1035、1038分別對應於凸面透鏡230(2)在λ0=587nm和λ0=850nm時的情況，並且均具有斜率-1.0×10-4/℃。
以上描述的特徵以及申請專利範圍可以以多種方式組合，而不偏離本發明的範圍。下述示例說明了一些可能的、非限制性的組合：
(A1)無熱複合透鏡包括平凹透鏡和平凸透鏡。平凹透鏡具有第一焦距、第一折射率和與凹面像側表面相對的平面物側表面。平凸透鏡軸向對齊平凹透鏡，並且具有(i)第二焦距，(ii)第二折射率，(iii)平面像側表面，以及(iv)平面像側表面與凹面像側表面之間的凸面物側表面。在自由空間波長範圍和溫度範圍中：(a)第一焦距除以第二焦距的數值小於-0.68，並且(b)當第一折射率為n1，第二折射率為n2時，第一折射率和第二折射率各自的溫度依賴性和滿足2。
(A2)在由(A1)表示的無熱複合透鏡中，自由空間波長範圍可包 括從400nm至650nm的波長。
(A3)在由(A1)和(A2)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，自由空間波長範圍可包括從600nm至1000nm的波長。
(A4)在由(A1)至(A3)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，溫度範圍可從20℃至60℃。
(A5)由(A4)表示的任意無熱複合透鏡在自由空間波長範圍和溫度範圍內可具有溫度依賴性的焦移<0.15μm/℃。
(A6)在由(A1)至(A5)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，可大於或等於10-4/℃，並且可大於或等於0.5×10-4/℃。
(A7)在由(A1)至(A6)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，第二折射率可大於或等於第一折射率。
(A8)由(A1)至(A7)中的一個表示的任意無熱複合透鏡還可包括第三透鏡及雙平面基底，第三透鏡軸向對齊平凸透鏡並且具有平面物側表面，雙平面基底位於平凸透鏡與第三透鏡之間。
(A9)在由(A8)表示的任意無熱複合透鏡中，第三透鏡可具有凸面像側表面。
(A10)由(A8)和(A9)中的一個表示的任意無熱複合透鏡還可包括孔徑光闌，位於第三透鏡和平凸透鏡之間。
(A11)在由(A8)至(A10)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，第三透鏡可具有凹面像側表面。
(A12)在由(A8)至(A11)中的一個表示的任意無熱複合透鏡中，其中平凸透鏡由第一材料形成，並且第三透鏡由第三材料形成，第一材料可與第三材料不同。
(A13)由(A1)至(A12)中的一個表示的任意無熱複合透鏡還可包括第四透鏡及第二雙平面基底，第四透鏡軸向對齊平凹透鏡並且具有平面像側表面，第二雙平面基底位於平凹透鏡與第四透鏡之間。
可在以上方法和系統中做出改變，而不偏離本發明的範圍。因此，應當注意，以上描述中所包含的內容或附圖中所示的內容應被解釋為說明性的並且不具有限制意義。申請專利範圍旨在涵蓋本文中描述的所有通用和特定特徵，以及本方法和系統的範圍的所有陳述，這些特徵和陳述在語言上均被視為落入申請專利範圍中。

Claims (13)

  1. 一種無熱複合透鏡，包括：一平凹透鏡，具有(i)一第一焦距，(ii)一第一折射率，和(iii)一平面物側表面，相對一凹面像側表面；以及一平凸透鏡，軸向對齊該平凹透鏡，該平凸透鏡具有(i)一第二焦距，(ii)一第二折射率，(iii)一平面像側表面，和(iv)一凸面物側表面，在該平面像側表面與該凹面像側表面之間，在一自由空間波長範圍和一溫度範圍中：(a)該第一焦距除以該第二焦距得到的數值小於-0.68，並且(b)當該第一折射率為n1，該第二折射率為n2，該第一折射率和該第二折射率的溫度依賴性和滿足：
  2. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，該自由空間波長範圍包括從400nm至650nm的波長。
  3. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，該自由空間波長範圍包括從600nm至1000nm的波長。
  4. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，該溫度範圍從20℃至60℃。
  5. 如請求項第3項所述的無熱複合透鏡，在該自由空間波長範圍和該溫度範內，具有溫度依賴性的焦移<0.15μm/℃。
  6. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，其中10-4/℃並且0.5×10-4/℃。
  7. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，該第二折射率大於或等於該第一折射率。
  8. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，還包括： 一第三透鏡，軸向對齊該平凸透鏡，並且具有一第三平面物側表面；以及一雙平面基底，位於該平凸透鏡與該第三透鏡之間。
  9. 如請求項第8項所述的無熱複合透鏡，該第三透鏡具有一凸面像側表面。
  10. 如請求項第8項所述的無熱複合透鏡，還包括一孔徑光闌，位於該第三透鏡與該平凸透鏡之間。
  11. 如請求項第8項所述的無熱複合透鏡，該第三透鏡具有一第三凹面像側表面。
  12. 如請求項第8項所述的無熱複合透鏡，該平凸透鏡包括的材料不同於該第三透鏡。
  13. 如請求項第1項所述的無熱複合透鏡，還包括：一第四透鏡，軸向對齊該平凹透鏡，並且具有一第四平面像側表面；以及一第二雙平面基底，位於該平凹透鏡與該第四透鏡之間。
TW106141441A 2016-11-30 2017-11-28 無熱複合透鏡 TWI629502B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/365,418 US10288854B2 (en) 2016-11-30 2016-11-30 Athermal compound lens
US15/365,418 2016-11-30

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201821854A TW201821854A (zh) 2018-06-16
TWI629502B true TWI629502B (zh) 2018-07-11

Family

ID=62189998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW106141441A TWI629502B (zh) 2016-11-30 2017-11-28 無熱複合透鏡

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10288854B2 (zh)
CN (1) CN108121021B (zh)
TW (1) TWI629502B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3611552B1 (en) * 2018-08-16 2023-03-08 Jabil Optics Germany GmbH Camera lens system for an endoscope, method for producing a camera lens system and an endoscope
CN109975927B (zh) * 2019-04-30 2021-06-22 中国科学院福建物质结构研究所 无热化宽波段激光聚焦系统及光纤激光耦合器

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1455282A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 南开大学 红外折射衍射三片式减热差光学成像系统结构
EP2453267A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-16 Kabushiki Kaisha Topcon Infrared optical system
US8363339B2 (en) * 2007-02-19 2013-01-29 Konica Minolta Opto, Inc. Imaging lens, imaging device, portable terminal, and method for manufacturing imaging lens
EP3015902A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-04 Qioptiq Limited Compact multispectral wide angle refractive optical system

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5737120A (en) 1995-03-14 1998-04-07 Corning Incorporated Low weight, achromatic, athermal, long wave infrared objective lens
KR20090115711A (ko) * 2007-02-19 2009-11-05 코니카 미놀타 옵토 인코포레이티드 촬상 렌즈, 촬상 장치 및 휴대 단말기
WO2009116492A1 (ja) 2008-03-21 2009-09-24 コニカミノルタオプト株式会社 撮像レンズ、撮像装置、デジタル機器、及び撮像レンズの製造方法
US8054564B1 (en) * 2010-05-07 2011-11-08 Digitaloptics Corporation East Optical device and associated methods
US8817392B2 (en) 2010-06-24 2014-08-26 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Wide field athermalized orthoscopic lens system
US8867140B2 (en) 2011-08-22 2014-10-21 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Low distortion athermalized imaging lens
US8462439B2 (en) 2011-08-22 2013-06-11 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Athermal apochromatic telecentric F-theta lens with low F-number
US9187360B2 (en) * 2012-04-20 2015-11-17 Schott Corporation Glasses for the correction of chromatic and thermal optical aberations for lenses transmitting in the near, mid, and far-infrared sprectrums
US9207434B2 (en) * 2014-02-25 2015-12-08 Bae Systems Information And Electronic Systems Integration Inc. Dual-band passively athermal optical lens system
CN106125251A (zh) * 2016-08-30 2016-11-16 福建福光天瞳光学有限公司 固定式非制冷长波红外混合型无热化镜头及其安装方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1455282A (zh) * 2002-04-29 2003-11-12 南开大学 红外折射衍射三片式减热差光学成像系统结构
US8363339B2 (en) * 2007-02-19 2013-01-29 Konica Minolta Opto, Inc. Imaging lens, imaging device, portable terminal, and method for manufacturing imaging lens
EP2453267A1 (en) * 2010-11-10 2012-05-16 Kabushiki Kaisha Topcon Infrared optical system
EP3015902A1 (en) * 2014-10-27 2016-05-04 Qioptiq Limited Compact multispectral wide angle refractive optical system

Also Published As

Publication number Publication date
CN108121021B (zh) 2020-09-22
US20180149843A1 (en) 2018-05-31
CN108121021A (zh) 2018-06-05
TW201821854A (zh) 2018-06-16
US10288854B2 (en) 2019-05-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102494776B1 (ko) 촬상렌즈
TWI351530B (en) Inverse telephoto with correction lenses
TWI629502B (zh) 無熱複合透鏡
US8391705B2 (en) Folded optic, camera system including the same, and associated methods
TWI608246B (zh) 攝像鏡頭
TWI629498B (zh) 光學成像系統（二）
TW201329494A (zh) 攝像鏡頭
TWI624682B (zh) 四表面窄視場複合透鏡
KR101103931B1 (ko) 촬상 렌즈
TWI668467B (zh) 四元件無熱透鏡
TWI721686B (zh) 指紋辨識模組及光學成像鏡頭
TWI625565B (zh) 五表面寬視場複合透鏡與相關聯相機模組
CN108535889B (zh) 具有大热光系数的无热双合透镜
TWI783592B (zh) 光學成像系統
KR101624873B1 (ko) 비열화 원적외선용 카메라 광학 모듈
JP6822912B2 (ja) レンズユニット
WO2019142770A1 (ja) 赤外線レンズユニット及び赤外線カメラ
KR101601543B1 (ko) 촬상 렌즈 및 이를 포함하는 카메라 모듈
TWI625545B (zh) 二表面窄視場複合透鏡
KR20200037938A (ko) 촬상 렌즈
RU2583338C1 (ru) Атермализованный светосильный объектив ик-диапазона
TWI842367B (zh) 成像透鏡系統
KR102599618B1 (ko) 촬상 렌즈, 이를 포함하는 카메라 모듈 및 디지털 기기
JP2012155122A (ja) 光学ユニットおよび赤外線撮像センサ
WO2014050442A1 (ja) 光通信用のレンズ及び光通信モジュール