TWI644120B - 太赫茲－吉赫茲魚眼鏡系統 - Google Patents

Abstract

太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，可以應用在或整合至許多太赫茲-吉赫茲系統(像是影像或安全系統)。每一個提出的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統都包含組合起來可以提供大約160度視野角的三個鏡片元件。每一個鏡片元件是由石英或具有相似折射係數的材料所形成。每一個鏡片元件的各表面是平面狀及/或球面狀。此外，這些鏡片元件的曲率半徑、直徑、表面輪廓、尺寸、相互距離與材料都是可以些微調整的以實現高品質性能。同時，為了改變聚焦深度以達到最佳的影像解析度，這些鏡片元件與影像感應器(或是物件)的距離係可以調整的。

Description

太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統

本發明係關於準光學魚眼鏡系統(quasi-optical fisheye lens system)，特別是針對太赫茲-吉赫茲射線(terahertz-gigahertz ray，THz ray)所設計的魚眼鏡系統。

魚眼鏡系統一般來說是具有視野角(Field of View，FOV)大約在160度到180度間或是更大度的一個鏡片或一個鏡片元件組合，並且入射射線的入射角度係非線性地取決於位在影像平面狀影像高度。在光學，魚眼鏡系統已經被應用在許多種應用，舉例來說但不限制於下列幾種：特殊的照相機鏡片、科學研究、全天空觀測攝影、娛樂與影像監控。影像系統可以使用魚眼鏡系統來提供非常寬或半球形影像，藉以將半球形表面投射在平面等。

對太赫茲-吉赫茲科技的興趣在過去幾年中明顯地增加。無論如何，現有可及的魚眼鏡系統是針對光學系統所設計的，並不能直接被應用到太赫茲-吉赫茲應用。為何目前的光學魚眼鏡系統的設計不能應用在太赫茲-吉赫茲系統的一個理由是鏡片的材料性 質相當不同。第二個理由是魚眼鏡系統的物理尺寸必須相當大才能在太赫茲-吉赫茲應用避免繞射對解析度的限制。因此，簡單地將使用五個、六個或更多個鏡片元件的傳統光學魚眼鏡系統加以放大尺寸將無可避免地過重、昂貴與難以製作。

綜上所述，有需要提供可以在數十吉赫茲(GHz)到數百吉赫茲的頻率範圍中運作的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的特殊設計。

本發明提出針對太赫茲-吉赫茲射線的魚眼鏡系統。特別是，本發明所使用的鏡片元件係由石英或其他相似材料(取決於折射係數)，並且設計的魚眼鏡系統適用在20吉赫茲到200吉赫茲的頻率範圍。

一些實施例是魚眼鏡系統的幾個變化，在此鏡片元件是由石英或具有相似折射係數的材料所製造。這些實施例僅使用三個鏡片元件，並且這些鏡片元件具有不同形狀、不同尺寸與不同的相鄰鏡片元件間距離。在任二個特別描繪的實施例，一個鏡片元件有一個球面狀表面與一個平面狀表面，另一個鏡片元件有二個不相同的球面狀表面，又一個鏡片元件有另外二個不相同的球面狀表面。此外，不論是特別描繪的或未特別描繪的實施例，用以形成鏡片元件的材料的折射係數、相鄰的鏡片元件間的距離、每一個鏡片元件的厚度、每一個鏡片元件的直徑與每一個鏡片元件的 每一個表面的曲率半徑都是可以稍微改變的。舉例來說，某些參數可以接受百分之十的設計公差。換句話說，本發明提出的所有樣例的有效焦距長度(Effective Focal Length/EFL)與光圈值(f-number/F#)都可以根據鏡片系統參數改變而不是嚴格限定的。

100‧‧‧太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統

101‧‧‧鏡片元件

102‧‧‧鏡片元件

103‧‧‧鏡片元件

200‧‧‧太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統

201‧‧‧鏡片元件

202‧‧‧鏡片元件

203‧‧‧鏡片元件

第一圖為包含三個石英製鏡片元件的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的一實施例的橫截面圖示。

第二圖為包含三個石英製鏡片元件的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的另一實施例的橫截面圖示。

本發明的詳細描繪將藉由以下的實施例討論，這些實施例並非用於限制本發明的範圍，而且可適用於其他應用中。圖示揭露了一些細節，必須理解的是揭露的細節可不同於已透露者，除非是明確限制特徵的情形。

在此提出的一些實施例是針對太赫茲-吉赫茲射線所設計的魚眼鏡系統。這些提出的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統是一些準光學魚眼鏡系統並且可以應用在或整合至太赫茲-吉赫茲照相機、太赫茲-吉赫茲影像系統、太赫茲-吉赫茲感測系統或其他的太赫茲-吉赫茲系統或應用。

提出的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的二個實施例被特別描繪。每一個被描繪的實施例有三個石英製的鏡片元件，分別是凹平(concave-planar)鏡片元件、凹凸(concave-convex)鏡片元件與凸凸(convex-convex)鏡片元件。此外，這三個鏡片元件的每個非平面表面皆是球面狀表面，雖然這些鏡片元件的所有非平面狀表面都是不同的。

附帶地，提出的實施例的描繪都是假設每一個描繪的魚眼鏡系統都是旋轉對稱(rotational symmetrical)於自圖示左手側延伸至圖示右手側的光軸(optical axis)，在此光軸定義為連接各個鏡片元件的各個表面的曲率中心的直線。並且，影像平面與太赫茲-吉赫茲射線所來自的物件係沿著光軸位於這些鏡片元件的相對二側。

第一圖描繪一個樣例的實施例(太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統100)的橫截面結構，其包含了都是由折射係數1.95的石英所製成的依序沿著光軸被放置的三個鏡片元件101、102與103，並適用於頻率範圍自20吉赫茲到200吉赫茲的太赫茲-吉赫茲射線。為了簡化圖示，只有形成在影像平面(影像感測器位於此)的影像的上半部的太赫茲-吉赫茲射線被描繪。第一鏡片元件101是一個平凹鏡片元件其具有一個球面狀左表面與一個平面狀右表面，第二鏡片元件102是一個凹凸鏡片元件其具有二個不同的球面狀表面，而第三鏡片元件103是一個凸凸鏡片元件其具有另外二個不同的球面狀表面。藉此，太赫茲-吉赫茲射線可以傳輸自這些鏡片元件 101~103的最左手端並適當地被聚焦在這些鏡片元件101~103的最右手端後面的影像平面。

太赫茲-吉赫茲鏡片系統100的鏡片系統數據與鏡片系統相關細節分別顯示在第一A表與第一B表。

對於每一個鏡片元件，曲率半徑是正的如果曲率中心是在鏡片元件的右側而是負的如果曲率中心是在鏡片元件的左側。直徑是定義為與光軸垂直的方向上橫截面的大小。厚度/距離是定義為沿著光軸上相鄰兩個平面間的距離。魚眼鏡系統的鏡頭總長(total track length/TTL)是定義為沿著光軸自影像平面到這些鏡片元件最遠離影像平面的表面的距離。有效焦距長度(effective focal length/EFL)是定義為鏡片系統的後主平面(rear principal plane)到位於最後一個鏡片元件後面(亦即位於這些鏡片元件最右邊表面的後面)的後焦點(rear focal point)的依據無限共軛(infinite conjugate)所計算得到的距離。半視野角是定義為tan^-1(SS/2EFL)而其中SS為位於影像表面的影像感應器的直徑(寬度或高度)，光圈值(F#)是定義為有效焦距長度除以D而其中D為孔徑欄(aperture stop)的直徑。在此，孔徑欄是位於第一鏡片元件101與第二鏡片元件102間。第一鏡片元件101的右表面到孔徑欄的距離是101公厘，且孔徑欄的直徑是150公厘。在此，影像感應器是位於第三鏡片元件103右表面的右側，且第三鏡片元件103與影像感應器的距離是130公厘。附帶地，影像感應器的直徑是320公厘。

如第一B表所示，第一鏡片元件101的左表面的曲率半徑(1097公厘)短於其右表面的曲率半徑(無限大)，但是第二鏡片元件102與第三鏡片元件103的左表面的曲率半徑(2657公厘/826公厘)都長於其右表面的曲率半徑(315公厘/387公厘)。第二鏡片元件102的厚度(50公厘)大於第一鏡片元件101的厚度(20公厘)但是小於第三鏡片元件103的厚度(90公厘)。更多的，舉例說明，表面1的厚度/距離定義為第一鏡片元件101沿著光軸的厚度，但是表面5的厚度/距離定義為第二鏡片元件102右表面沿著光軸到第三鏡片元件103的距離。

第二圖描繪一個樣例的實施例(太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統200)的橫截面結構，其包含了都是由折射係數1.95的石英所製成的依序沿著光軸被放置的三個鏡片元件201、202與203，並適用於頻率範圍自20吉赫茲到200吉赫茲的太赫茲-吉赫茲射線。為了簡化圖示，只有形成在影像平面(影像感測器位於此)的影像的上半部的太赫茲-吉赫茲射線被描繪。第一鏡片元件201是一個平凹鏡片元件其具有一個球面狀左表面與一個平面狀右表面，第二鏡片元件202是一個凹凸鏡片元件其具有二個不同的球面狀表面，而第三鏡片元件203是一個凸凸鏡片元件其具有另外二個不同的球面狀表面。藉此，太赫茲-吉赫茲射線可以傳輸自這些鏡片元件201~203的最左手端並適當地被聚焦在這些鏡片元件201~203的最右手端後面的影像平面。

太赫茲-吉赫茲鏡片系統200的鏡片系統數據與鏡片系統相關 細節分別顯示在第二A表與第二B表。

第二B表

對於每一個鏡片元件，曲率半徑是正的如果曲率中心是在鏡片元件的右側而負的如果曲率中心是在鏡片元件的左側。直徑是定義為與光軸垂直的方向上橫截面的大小。厚度/距離是定義為沿著光軸上相鄰兩個平面間的距離。魚眼鏡系統的鏡頭總長(total track length/TTL)是定義為沿著光軸自影像平面到這些鏡片元件最遠離影像平面的表面的距離。有效焦距長度(effective focal length/EFL)是定義為鏡片系統的後主平面到位於最後一個鏡片元件後面(亦即位於這些鏡片元件最右邊表面的後面)的後焦點的依據無限共軛所計算得到的距離。半視野角是定義為tan^-1(SS/2EFL)而其中SS為位於影像表面的影像感應器的直徑(寬度或高度)，光圈值(F#)是定義為有效焦距長度除以D而其中D為孔徑欄的直徑。在此，孔徑欄是位於第一鏡片元件201與第二鏡片元件202間。第一鏡片元件201的右表面到孔徑欄的距離是40.5公厘，且孔徑欄的直徑是60公厘。在此，影像感應器是位於第三鏡片元件203右表面的右側，且第三鏡片元件203與影像感應器的距離是51公厘。附帶地，影像感應器的直徑是120公厘。

如第二B表所示，第一鏡片元件201的左表面的曲率半徑(439公厘)短於其右表面的曲率半徑(無限大)，但是第二鏡片元件202與第三鏡片元件203的左表面的曲率半徑(1062公厘/331公厘)都長於其右表面的曲率半徑(126公厘/155公厘)。第二鏡片 元件202的厚度(31公厘)大於第一鏡片元件201的厚度(9.5公厘)但是小於第三鏡片元件203的厚度(43公厘)。更多的，舉例說明，表面1的厚度/距離定義為第一鏡片元件201沿著光軸的厚度，但是表面5的厚度/距離定義為第二鏡片元件202右表面沿著光軸到第三鏡片元件203的距離。

必須強調地是在第一B表與第二B表所顯示的這些參數(至少包括曲率半徑、厚度/距離與折射係數)都可以輕微的改變以達到相似性能的魚眼鏡系統、或進一步減少鏡片相差、或配合殼體設計、或匹配鏡片材料折射係數的輕微變化。當然，這些尺寸維度的改變也自動的改變第一A圖與第二A圖所顯示的這些鏡片系統數據。此外，即使有這些輕微的性能改變，藉由調整位於影像平面上影像感應器的尺寸仍可以保持半視野角為大約80度。

第三表所呈現的設計公差與系統數據的範圍代表了樣例的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統100與200可以接受的種種變化。必須注意這些可以接受的種種變化都有80度的半視野角(伴隨影像尺寸補償)與針對20吉赫茲到200吉赫茲的設計頻率。

有意義地，提出的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的幾何配置包含了一些可調整參數，像是這些鏡片元件的厚度、這些鏡片元件每個表面的曲率半徑以及相鄰鏡片元件間的距離。此外，這些鏡片元件的材料也是可調整的參數，並基本上受限於折射係數。換句話說，石英只是一種樣例的材料，但是這些鏡片元件也可以是由折射係數位於石英折射係數的百分之九十到百分之一百一十的其他材料。因此，可以接受的種種變化可以有一個大的範圍又不會劇烈的修改樣例的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統100與200。

有意義地，藉由參照第三表，在第一圖與第二圖所描繪的這些樣例的實施例可以輕微的改變以產生其他可以接受的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統。舉例來說，藉由參照第三表，第一圖所描繪的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統100的種種變化可以具有厚度約為18到22公厘間的第一鏡片101(第一B表呈現20公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)、厚度約為45到55公厘間的第二鏡片102(第一B表呈現50公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)與厚度約為81到99公厘間的第三鏡片103(第一B表呈現90公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)。此外，第一鏡片元件101與第二鏡片元件102間的距離可以約為113.4到138.6公厘間，而第二鏡片元件102與第三鏡片元件間的距離可以約為32.4到39.6公厘間(相似地藉由參考第一 B表、第二B表與第三表)。當然，這三個鏡片元件101/102/103的每一個表面的曲率半徑也可以用類似的方式修改。舉例來說，描繪在第一圖的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的種種變化可以具有左表面的曲率半徑約為987.3到1206.7公厘間(第一B表呈現1097公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)且右表面的曲率半徑無限大(第一B表呈現無限大而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)的第一鏡片元件101、左表面的曲率半徑約為2391.3到2922.7公厘間(第一B表呈現2657公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)且右表面的曲率半徑約為283.5到346.5公厘間(第一B表呈現315公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)的第二鏡片元件102、以及左表面的曲率半徑約為743.4到908.6公厘間(第一B表呈現826公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)且右表面的曲率半徑約為348.3到425.7公厘間(第一B表呈現387公厘而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)的第三鏡片元件103。更多地，藉由參考第三表，描繪在第一圖的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的種種變化可以具有由折射係數為1.755到2.145間(第一B表呈現的折射係數為1.95而第三表呈現自減少10%到增加10%的範圍)的材料所製作的鏡片元件101/102/103，其增加了可用以形成鏡片元件101/102/103的材料。附帶地，對於每一個太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，對於具有可接受折射係數的所有材料，具有較輕的重量以及對第一A表與第二A表所對應的設計頻率具有 較少的太赫茲-吉赫茲射線吸收的材料是較被偏好的。

從而，每一個描繪的實施例具有不同的有效焦距長度與不同的光圈值，並且本發明的每一變化可以具有不同的有效焦距長度與不同的光圈值。

一般來說，提出的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統101/102都具有約為80度的半視野角。換句話說，對於每一個太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統101/102，位於第一鏡片元件101/202左側並位於160度的視野角度內的物件可以被位於第三鏡片元件103/203右側的影像感應器所偵測。因此，第一圖與第一A/第一B表所描繪的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的種種變化係被設計來使得位於第一鏡片元件101左側有限距離遠的物件可以被位於第三鏡片元件103右側有限距離的影像感測器所偵測。此外，第二圖與第二A/第二B表所描繪的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統的種種變化係被設計來使得位於第一鏡片元件201左側有限距離遠的物件可以被位於第三鏡片元件203右側有限距離的影像感測器所偵測。

更多地，雖然沒有特別的範例被描繪，對於上述討論的所有實施例與相關種種變化，這些鏡片元件的尺寸以及相鄰鏡片元件間的距離可以隨著影像感應器尺寸的變化而變化。也就是說，對於這些實施例與相對應變化的每一個，這些鏡片元件的配置可以隨著影像感應器的尺寸而成比例地變化。此外，不只孔徑欄的尺寸，還有孔徑欄與第一鏡片元件(或其他鏡片元件)的距離也可以隨著影像感應器的尺寸而變化。舉例來說，如果影像感應器的直徑自 320公厘改變為640公厘，相對應的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統100的種種變化所具有的三個鏡片元件的直徑、厚度與每個表面的曲率半徑也隨著加倍。舉例來說，如果影像感應器的直徑自120公厘縮小到60公厘，相對應的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統200的種種變化所具有的三個鏡片元件的直徑、厚度與每個表面的曲率半徑也隨著減半。

簡短地結論，藉由任何一個先前討論的實施例(或相關的變化)，可以得到適用於20到200吉赫茲這樣頻率範圍的準光學太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統。提出的發明與習知的光學魚眼鏡系統相比較至少有幾個優點。第一，這些鏡片元件的尺寸都大到足以提供僅受限於繞射的高影像解析度。第二，提出的發明只有使用三個鏡片元件，而且提出的發明的架構比起典型使用五個或更多個光學元件的習知魚眼鏡系統較為簡單。第三，這些鏡片元件沒有任何一個表面是非球面狀，使得這些鏡片元件是較易製作的。因此，提出的發明可以被有效率地應用在或整合至太赫茲-吉赫茲系統。須注意提出的發明僅僅有關於魚眼鏡系統本身。換句話說，太赫茲-吉赫茲系統是怎樣的系統以及提出的魚眼鏡系統是怎樣被應用在或整合至太赫茲-吉赫茲系統都不需限制。

附帶地，理想上孔徑欄係與光軸同心的。孔徑欄可以是一個分別的零件並係由可以反射或吸收太赫茲-吉赫茲射線的材料(像是金屬或吸收體)所製作，也可以是整合到鏡片殼體。理想上，孔徑欄係被太赫茲-吉赫茲吸收材料所覆蓋或所製成。合理地，較小的 孔徑欄直徑可以減少鏡頭像差但也增加了提出的魚眼鏡系統的繞射。影像感應器理想上係與光軸同心的。任何商業的、已知的或將會出現的可以接收與偵測太赫茲-吉赫茲射線的感應器都可以使用。舉例來說，影像感應器可以藉由使用二維平面陣列的太赫茲-吉赫茲敏感感應器來實現。

顯然地，依照上面實施例中的描繪，本發明可能有許多的修正與差異。因此需在其附加的權利請求項的範圍內加以理解，除上述詳細描繪外，本發明還可以廣泛地在其他的實施例中施行。上述僅為本發明的較佳實施例而已，並非用以限定本發明的申請專利範圍；凡其它未脫離本發明所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在下述申請專利範圍內。

Claims (18)

1. 一種太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，包含：一第一鏡片元件，在此該第一鏡片元件的左表面是一球面狀表面並且具有介於987.3公厘到1206.7公厘間的曲率半徑以及380公厘的直徑，在此該第一鏡片元件的右表面是一平面狀表面並且具有無限大的曲率半徑以及380公厘的直徑，在此該第一鏡片元件的厚度介於18公厘到22公厘間；一第二鏡片元件，在此該第二鏡片元件的左表面是一球面狀表面並且具有介於2391.3公厘到2922.7公厘間的曲率半徑以及300公厘的直徑，在此該第二鏡片元件的右表面是一球面狀表面並且具有介於283.5公厘到346.5公厘間的曲率半徑以及300公厘的直徑，在此該第二鏡片元件的厚度介於45公厘到55公厘間；以及一第三鏡片元件，在此該第三鏡片元件的左表面是一球面狀表面並且具有介於743.4公厘到908.6公厘間的曲率半徑以及400公厘的直徑，在此該第三鏡片元件的右表面是一球面狀表面並且具有介於348.3公厘到425.7公厘間的曲率半徑以及400公厘的直徑，在此該第三鏡片元件的厚度介於81公厘到90公厘間；在此，該第一鏡片元件、該第二鏡片元件與該第三鏡片元件係沿著光軸同心地排列；在此，該第一鏡片元件是一個凹平鏡片元件，該第二鏡片元件是一個凹凸鏡片元件，而該第三鏡片元件是一個凸凸鏡片元件；在此，該第一鏡片元件、該第二鏡片元件與該第三鏡片元件是由折射係數介於1.755到2.145間的材料所形成； 在此，該第一鏡片元件與該第二鏡片元件的距離介於113.4公厘到138.6公厘間而該第二鏡片元件與該第三鏡片元件的距離介於32.4公厘到39.6公厘間；在此，該些鏡片元件的配置係針對頻率範圍介於20吉赫茲到200吉赫茲間的太赫茲-吉赫茲射線所設計的，並可以提供大約160度視野角。
2. 如申請專利範圍第1項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，該些鏡片元件中至少有一個的材料是石英。
3. 如申請專利範圍第1項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，位於該第一鏡片元件左側並且位於160度視野角內的一物件可以被位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器所偵測。
4. 如申請專利範圍第1項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，位於該第一鏡片元件左側並且相距有限距離的一物件的一影像可以被位於該第三鏡片元件右側並且相距有限距離的一影像感應器所偵測。
5. 如申請專利範圍第1項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器，在此該第三鏡片元件的右表面與該影像感應器的距離為130公厘並且該影像感應器的直徑為320公厘，在此該影像感應器與該些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
6. 如申請專利範圍第5項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，在此該些鏡片元件的尺寸與距離可以隨著該影像感應器的尺寸一併等比例地調整。
7. 如申請專利範圍第1項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第一鏡片元件與該第二鏡片元間的的一孔徑欄，在此該第一鏡片元件右表面與該孔徑欄的距離為101公厘並且該孔徑欄的直徑為150公厘，在此該孔徑欄與這些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
8. 如申請專利範圍第7項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器，在此該第三鏡片元件的右表面與該影像感應器的距離為130公厘並且該影像感應器的直徑為320公厘，在此該影像感應器與該些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
9. 如申請專利範圍第8項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，在此該孔徑欄的尺寸以及該孔徑欄與該第一鏡片元件和該第二鏡片元件的距離都可以隨著該影像感應器的尺寸一併等比例地調整。
10. 一種太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，包含：一第一鏡片元件，在此該第一鏡片元件的左表面是一球面狀表 面並且具有介於395.1公厘到482.9公厘間的曲率半徑以及160公厘的直徑，在此該第一鏡片元件的右表面是一平面狀表面並且具有無限大的曲率半徑以及160公厘的直徑，在此該第一鏡片元件的厚度介於8.55公厘到10.45公厘間；一第二鏡片元件，在此該第二鏡片元件的左表面是一球面狀表面並且具有介於955.8公厘到1168.2公厘間的曲率半徑以及120公厘的直徑，在此該第二鏡片元件的右表面是一球面狀表面並且具有介於113.4公厘到138.6公厘間的曲率半徑以及120公厘的直徑，在此該第二鏡片元件的厚度介於27.9公厘到34.1公厘間；以及一第三鏡片元件，在此該第三鏡片元件的左表面是一球面狀表面並且具有介於297.9公厘到364.1公厘間的曲率半徑以及160公厘的直徑，在此該第三鏡片元件的右表面是一球面狀表面並且具有介於139.5公厘到170.5公厘間的曲率半徑以及160公厘的直徑，在此該第三鏡片元件的厚度介於38.7公厘到47.3公厘間；在此，該第一鏡片元件、該第二鏡片元件與該第三鏡片元件係沿著光軸同心地排列；在此，該第一鏡片元件是一個凹平鏡片元件，該第二鏡片元件是一個凹凸鏡片元件，而該第三鏡片元件是一個凸凸鏡片元件；在此，該第一鏡片元件、該第二鏡片元件與該第三鏡片元件是由折射係數介於1.755到2.145間的材料所形成；在此，該第一鏡片元件與該第二鏡片元件的距離介於45.45公厘到55.55公厘間而該第二鏡片元件與該第三鏡片元件的距離介於12.6公厘到15.4公厘間；在此，該些鏡片元件的配置係針對頻率範圍介於20吉赫茲到 200吉赫茲間的太赫茲-吉赫茲射線所設計的，並可以提供大約160度視野角。
11. 如申請專利範圍第10項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，該些鏡片元件中至少有一個的材料是石英。
12. 如申請專利範圍第10項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，位於該第一鏡片元件左側並且位於160度視野角內的一物件可以被位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器所偵測。
13. 如申請專利範圍第10項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，位於該第一鏡片元件左側並且相距有限距離的一物件的一影像可以被位於該第三鏡片元件右側並且相距有限距離的一影像感應器所偵測。
14. 如申請專利範圍第10項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器，在此該第三鏡片元件的右表面與該影像感應器的距離為51公厘並且該影像感應器的直徑為120公厘，在此該影像感應器與該些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
15. 如申請專利範圍第14項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，在此該些鏡片元件的尺寸與距離可以隨著該影像感應器的尺寸一 併等比例地調整。
16. 如申請專利範圍第10項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第一鏡片元件與該第二鏡片元間的的一孔徑欄，在此該第一鏡片元件右表面與該孔徑欄的距離為40.5公厘並且該孔徑欄的直徑為60公厘，在此該孔徑欄與該些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
17. 如申請專利範圍第16項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，更包含位於該第三鏡片元件右側的一影像感應器，在此該第三鏡片元件的右表面與該影像感應器的距離為51公厘並且該影像感應器的直徑為120公厘，在此該影像感應器與該些鏡片元件係沿著光軸同心地排列。
18. 如申請專利範圍第17項所述的太赫茲-吉赫茲魚眼鏡系統，在此該孔徑欄的尺寸以及該孔徑欄與該第一鏡片元件和該第二鏡片元件的距離都可以隨著該影像感應器的尺寸一併等比例地調整。