用于弯曲的传感器系统的透镜的制作方法
【专利说明】用于弯曲的传感器系统的透镜
[0001] 背景
[0002] 现代的透镜被设计/优化，以聚焦于平像面上。然而，光学透镜系统一般在平成像 表面上没有它们的最佳焦点。例如，球面透镜系统倾向于在大致半球形表面（称为Petzval 表面）上最佳地聚焦。透镜设计的大部分复杂性在于强制透镜系统在远离Petzval表面的 平成像表面上实现最佳焦点。
[0003] 传感器技术的发展产生了提供改善的图像质量的在某种程度上低分辨率的弯曲 的传感器（分辨率可能在未来增大）。然而，对于这样的弯曲的传感器，为平像面优化的透 镜是不合适的。
[0004] 概述
[0005] 提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些代 表性的概念。本概述并不旨在标识出所要求保护的主题的关键因素或必要特征，也不旨在 以将限定所要求保护的主题的范围的任何方式被使用。
[0006] 简单来说，此处所描述的主题的各方面中的一个或多个涉及多元件透镜组件。一 个示例实现包括具有面向物体的正面的折射物侧元件，以及在光学上耦合到物侧元件并被 构造成将光聚焦于曲面上的一个或多个透镜。另一示例实现包括具有总的正折射的物侧子 组件，以及在光学上耦合到物侧子组件的像侧子组件。像侧子组件被构造成接收来自物侧 子组件的光，并将接收到的光聚焦于曲面上。
[0007] 通过下面的结合附附图对本发明进行的详细说明，其他优点可以变得显而易见。
[0008] 附图简述
[0009] 本发明是作为示例说明的，而不仅限于附图，在附图中，类似的参考编号表示类似 的元件，其中：
[0010] 图1 - 3是根据一个或多个示例实现的示例两元件透镜组件的表示，每一个都包 括物侧正弯月透镜和像侧双凸透镜。
[0011] 图4 - 6是根据一个或多个示例实现的示例三元件透镜组件的表示，每一个都包 括物侧正弯月透镜和包括双凸透镜和负弯月透镜的像侧子组件。
[0012] 图7 - 13是根据一个或多个示例实现的示例四元件透镜组件的表示，每一个都包 括物侧正折射透镜和像侧负折射透镜。
[0013] 图14是例示根据一个或多个示例实现的被结合到具有感测曲面的相机中的多透 镜组件的框图。
[0014] 详细描述
[0015] 此处所描述的技术的各方面一般涉及被构造成聚焦于曲面（诸如半球形或基本 上半球形表面）上的多透镜组件，例如，弯曲的传感器。此处例示了两、三和四元件多透镜 组件，然而，应该理解，具有多于四个元件（高达任何实际的数量）的多透镜组件也是可行 的。进一步，在两个或更多透镜被示为物理地耦合的情况下，对单个透镜进行研磨，模压或 以别的方式制造为单个元件也是可行的，只要材料相同。
[0016]应该理解，此处的任何一个示例都是非限制性的。例如，此处所示出的折射光学元 件中的任何一种都可以由任何合适的材料制成，例如，玻璃或塑料，而这样的材料可以单独 地或以任何组合用于任何透镜组件中。进一步，可以存在一个或多个反射性元件，代替折射 光学元件或作为其补充。如此，本发明不仅限于此处所描述的任何特定实施例、方面、概念、 结构、功能或示例。相反，此处所描述的任何一个实施例、方面、概念、结构、功能或示例都是 非限制性的，可以以一般而言在透镜技术方面提供好处和优点的各种方式来使用本发明。
[0017] 图1示出了示例两元件折射光学元件组件100,包括通过物侧凸面和相对的凹面 从物体到图像方向具有正折光力的折射光学元件（例如，大致地，正弯月透镜102)。如在 图1中大致地表示的，透镜102的面向物体的凸面具有比相对的面向图像的凹面更大的曲 率半径。注意，图1是不打算表达任何实际大小或尺寸。
[0018] 正弯月透镜102耦合到一般性地双凸透镜104,以将光聚焦于曲面108。在图1中 可以看出，透镜104被构造成接收来自透镜102的光。透镜104具有面向物体的一侧，其曲 率半径比其面向像面/曲面的一侧小。
[0019] 透镜102和104被示为物理地耦合的，然而，应该理解，它们可以通过合适的间隔 分隔，用任何液体或气体（包括空气）填充。透镜102和104可以，例如，由塑料、玻璃制成， 或一个用塑料，一个用玻璃。下面示出了对应于图1的一个示例实现的数据：
[0020]
[0021]
[0023] 图2类似于图1，如此，示出了具有正弯月透镜222的两元件组件200耦合到一般 性的双凸透镜224,以将光聚焦于曲面228上。图1和图2之间的差异包括透镜222和224 的厚度，以及每一组件的元件的厚度的比率。
[0024] 下面示出了对应于图2的一个示例实现的数据：
[0025]
[0026]
[0028] 图3类似于图1和2,带有正（物侧）弯月透镜332的两元件组件300耦合到一 般性的双凸透镜334,以将光聚焦于曲面338。下面示出了对应于图3的一个示例实现的数 据：
[0029]
[0030]
[0031] 在两元件设计中，一般而言，有高负的锥形常数，因此，有大的相对非球面性。正如 如下面所描述的三元件设计的情况一样，可以对彗差和散光进行校正，一般基于远离光圈 的表面，对于零3"和Sm，同时解决：
[0032]
[0033]
[0034]其中，S"和S 别是校正之前整体系统的彗差和散光项，~和&是在第二和第 三表面主要和边缘光线高度的比率，SI2*和SI3*是在第二和第三表面的附加球面像差项。
[0035] 给定在visible中所使用的光学材料的那些边界处的Δη的相对大小，显然，就表 面凹处而言的实际非球面性需要在表面2比在表面3更大。
[0036] 图4示出了具有在光学上耦合到一般性的双凸中间透镜444的物侧正的，一般性 的弯月透镜442的三元件组件440。中间透镜444又耦合（例如，物理地或至少在光学上） 到一般性的负弯月透镜形状的透镜446,该透镜446将光聚焦于曲面448。
[0037] 虽然如在图1-3中那样，在图4中不计划表达大小或尺寸，单个元件的相对曲率半 径和间隔使得焦距合适。下面示出了对应于图4的一个示例实现的数据：
[0038]
[0040]
[0041]图5示出了另一三元件组件550的实施例。物侧透镜552接近于平凸，但是，仍有 点一般性正弯月透镜。双凸透镜554接收来自物侧透镜552的光，并被示为物理地耦合到 负弯月透镜556,该负弯月透镜556将光聚焦于曲面558上。
[0042] 下面示出了对应于图5的一个示例实现的数据：
[0043]
[0045]
[0046] 图6示出了另一三元件组件660的实施例。物侧透镜662是一般性的正弯月透镜。 双凸透镜