4及基板156中的每一者是由 在經(jīng)受回流焊接過程之前及之后具有相同或基本上相同的光學(xué)特性的材料所構(gòu)成。例如, 透鏡組件152、透鏡組件154及基板156中的每一者是由在經(jīng)受250°C 10分鐘之前及之后 具有相同或基本上相同的光學(xué)特性的材料所構(gòu)成。
[0054] 圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120可包含任何數(shù)量在光學(xué)上串聯(lián)耦合的圓片級(jí)透鏡150,例如, 一個(gè)、二個(gè)或三個(gè)圓片級(jí)透鏡150。為了清楚說明,僅有一圓片級(jí)透鏡150及其中所包含的 構(gòu)件標(biāo)示在圖1中。所圖1所示,整合至圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120內(nèi)的不同圓片級(jí)透鏡150不 必相同。一般而言,整合至圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120內(nèi)的不同圓片級(jí)透鏡150具有不同的特性。
[0055] 為達(dá)到高光學(xué)性能,圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120可包含非球面表面。在一實(shí)施例中,表面 162及表面164中的一或多者可為非球面以降低光學(xué)像差。例如,圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120可包 含三個(gè)圓片級(jí)透鏡150,因此包含三個(gè)表面162及三個(gè)表面164,其中該六個(gè)表面162、164 中的至少一者為非球面的。
[0056] 圖2說明一包含三個(gè)在光學(xué)上串聯(lián)耦合的圓片級(jí)透鏡210(1)、210 (2)、210 (3)的 例示性圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200。圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200 (通過非限制性實(shí)例)說明結(jié)合圖1所討 論的有益概念。盡管已揭示用于圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的參數(shù)特定值,實(shí)際值可偏離所揭示 的數(shù)值。經(jīng)揭示的參數(shù)值為一范圍值的特定實(shí)例且可延伸至這樣的一個(gè)范圍值內(nèi)。圓片級(jí) 透鏡系統(tǒng)200為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120(圖1)的一個(gè)實(shí)施例。圓片級(jí)透鏡210(1)、210(2)、 210(3)為圓片級(jí)透鏡150 (圖1)的實(shí)施例。圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200包含六個(gè)非球面表面,可 使用圓片級(jí)技術(shù)制造,在關(guān)于材料選擇上并利用圓片級(jí)制造所促進(jìn)的額外自由度。再者,圓 片級(jí)透鏡系統(tǒng)200是由回焊相容材料所組成,諸如在經(jīng)加熱至260°C 10分鐘之前及之后具 有相同或基本上相同的光學(xué)特性的材料。
[0057] 圓片級(jí)透鏡210(1)包含二個(gè)設(shè)置在一平面基板220(1)的兩相對(duì)側(cè)面上的透鏡 組件230(1)、230 (2)。透鏡組件230(1)包含一背向基板220(1)的非球面凸面232(1,1), 以及一與該基板220 (1)接觸的平面232 (1,2)。同樣地,透鏡組件230 (2)包含一接觸基板 220(1)的平面232(2, 1),以及一背向基板220(1)的非球面凹面232 (2, 2)。圓片級(jí)透鏡 210 (2)包含二個(gè)設(shè)置在一平面基板220 (2)的兩相對(duì)側(cè)面上的透鏡組件230 (3)、230 (4)。透 鏡組件230 (3)包含一背向基板220 (2)的非球面凹面232 (3, 1),以及一與該基板220 (2)接 觸的平面232 (3, 2)。同樣地,透鏡組件230 (4)包含一接觸基板220 (2)的平面232 (4, 1), 以及一背向基板220 (2)的非球面凸面232 (4, 2)。圓片級(jí)透鏡210 (3)包含二個(gè)設(shè)置在一平 面基板220 (3)的兩相對(duì)側(cè)面上的透鏡組件230 (5)、23(K6)。透鏡組件230 (5)包含一背向 基板220 (3)的非球面鷗翼形表面232 (5, 1),以及一接觸基板220 (3)的平面232 (5, 2)。同 樣地,透鏡組件230 (6)包含一接觸基板220 (3)的平面232 (6, 1),以及一背向基板220 (3) 的非球面鷗翼形表面232 (6, 2)。該等鷗翼形表面為包含凸面及凹面部分兩者的表面。
[0058] 透鏡組件 230 (I)、230 (2)、230 (3)、230 (4)、230 (5)、230 (6)以及基板 220 (I)、 220(2)、220 (3)是由回焊相容材料所構(gòu)成。
[0059] 圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200經(jīng)配置以通過一蓋玻璃240將一景象成像在一像平面250 上。像平面250及蓋玻璃240為用于影像傳感器130 (圖1)的例示組件。圓片級(jí)透鏡系統(tǒng) 200具有一總軌道長(zhǎng)度(TTL) 270。TTL 270為由像平面250沿著與光軸260平行的方向至 該表面232(1,1)距離像平面250最遠(yuǎn)的點(diǎn)所測(cè)得的距離。圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200具有一以 FOV角280示意性表示的視野(FOV)。
[0060] 基板220(1)、220(2)、220(3)在不偏離本發(fā)明范圍的情況下可具有不同于圖2 所示的直徑。例如,基板220 (1)、220 (2)、220 (3)可具有足夠大的直徑,讓基板220 (1)、 220(2)、220(3)與圖2中未示出的間隔物一起形成一用于容納該等圓片級(jí)透鏡210(1)、 210(2)、210 (3)的結(jié)構(gòu)。同樣地,透鏡組件232 (i) (i = 1,…,6)可具有比圖2中所示者更 大的直徑,盡管下文中所陳述的光學(xué)性能是假定為圖2中所示的光學(xué)有效區(qū)域。
[0061] 表1A及IB列舉出圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的透鏡數(shù)據(jù)。該透鏡數(shù)據(jù)包含所有表面 232 (i,j)、透鏡組件230 (i)及基板220 (k)的設(shè)定參數(shù)值,其中i = 1,…,6, j = 1,2,而k = 1,2, 3。該透鏡數(shù)據(jù)亦包含孔徑光闌(STO)位置,其為蓋玻璃(CG) 240與像平面(IM) 250之 間的縫隙。此外,其列舉了一假定物體位置(OBJ)。在由物體側(cè)面觀看時(shí),透鏡組件232 (i)、 基板220 (k)及蓋玻璃的材料特性及厚度是如同其第一表面在同一行中指出。厚度是以 毫米〇11111)表示。對(duì)于各非球面表面 232(1,1)、232(2,2)、232(3,1)、232(4,2)、232(5,1)、 232 (6, 2),其表面輪廓可表示為:
[0063] 其中Z為與光軸260平行的表面下陷以作為距離光軸260的半徑距離s的函數(shù), C為曲率半徑的倒數(shù),k為錐面系數(shù),且A4,A6,…為第四、第六...階非球面項(xiàng)。阿貝數(shù)為 材料中的光學(xué)色散度量,并定義為V d= (n D-l) AnF-r〇,其中nD、nF& n c分別為在佛洛恩霍 夫(Fraunhofer) D-、F-及 C-光譜線下的折射率:Xd= 589. 3 毫微米(nm)、λ F= 486. Inm 且 λ c= 656. 3nm。
[0064] 圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200具有2.4的光圈值、72度的FOV角280、2· 86mm的TTL 270、 以及2. 062mm的有效焦距。表面232(1,2)界定了該孔徑光闌。
[0065]
[0068] 圖3A、3B及3C顯示圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200通過光學(xué)設(shè)計(jì)程序所評(píng)估的光學(xué) 表現(xiàn)。圖3A、3B、3C及3D分別顯示假定物體的位置(OBJ)及像平面(IMA) 250為表1A中所 示者時(shí),圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的球面像差、f-theta畸變、像場(chǎng)彎曲及橫向色差。如圖3A、 3B、3C及3D所示,圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200在像平面250上產(chǎn)生高光學(xué)質(zhì)量的影像。
[0069] 圖3A為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的縱向球面像差曲線圖。圖3A是以橫軸上所示的毫 米來顯示縱向球面像差,以作為在縱軸上所示的入射光瞳高度的函數(shù)。該縱軸是由光軸260 延伸至距離與FOV 280相關(guān)聯(lián)的光軸260最末端的半徑距離。最大入射光瞳半徑為rp = 0. 4506mm??v向球面像差曲線312、314、316是分別在Fraunhofer D-、F-及C-光譜線下進(jìn) 行計(jì)算。
[0070] 圖3B為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的平場(chǎng)聚焦(f-theta)畸變曲線圖。圖3B以橫軸上 所示的百分比來顯示f-theta畸變,以作為在縱軸上所示的視場(chǎng)角的函數(shù)。該縱軸是由光 軸260延伸至FOV角280為界的最末端半徑距離。因此,圖3B中所標(biāo)繪的最大視場(chǎng)角為 θ_= 36.094°?;兦€322(實(shí)線)是在波下計(jì)算,畸變曲線324(虛線)是在 波長(zhǎng)Xd下計(jì)算,且畸變曲線326(點(diǎn)劃線)是在波長(zhǎng)λ 計(jì)算。
[0071] 圖3C為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的Petzval場(chǎng)曲曲線圖。像場(chǎng)彎曲是以橫軸上所示 的毫米標(biāo)繪,用于在縱軸上所示的零度與θ_= 36. 094°之間的視場(chǎng)角。分別在徑向及切 向平面中的像場(chǎng)彎曲331及像場(chǎng)彎曲332是在波長(zhǎng)λΡ下計(jì)算。像場(chǎng)彎曲333及像場(chǎng)彎曲 334是分別在徑向及切向平面中在波長(zhǎng)A d下計(jì)算。像場(chǎng)彎曲335及像場(chǎng)彎曲336是分別 對(duì)應(yīng)在徑向及切向平面中在波長(zhǎng)\下的像場(chǎng)彎曲。
[0072] 圖3D為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200的橫向色彩誤差曲線圖(亦稱為橫向色差)。圖3D 是以橫軸上所示的微米顯示橫向色彩誤差,而作為縱軸上所示的像場(chǎng)高度的函數(shù)。該縱軸 是由光軸260延伸至距離與FOV 280相關(guān)聯(lián)的光軸260最末端的半徑距離。像場(chǎng)高度從h 最低=0(軸上)到h最高=I. 5420mm不等。橫向色彩是參照λ D,使橫向色彩344所有的像場(chǎng) 高度相對(duì)于Ad為零。橫向色彩342是在波長(zhǎng)λ F下計(jì)算。橫向色彩346是在波長(zhǎng)λ。下 計(jì)算。對(duì)于像場(chǎng)高度的評(píng)估范圍,橫向色彩誤差小于艾瑞盤(Airy disk)半徑348。
[0073] 圖4說明一包含三個(gè)在光學(xué)上串聯(lián)耦合的圓片級(jí)透鏡410(1)、410 (2)、410 (3)的 例示性圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)400。圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)400 (通過非限制性實(shí)例)說明結(jié)合圖1所討 論的有益概念。盡管已揭示用于圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)400的參數(shù)特定值,實(shí)際值可偏離所揭示 的數(shù)值。經(jīng)揭示的參數(shù)值為一范圍值的特定實(shí)例且可延伸至這樣的一個(gè)范圍值內(nèi)。圓片級(jí) 透鏡系統(tǒng)400是與圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)200 (圖2)相似且為圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)120 (圖1)的一個(gè) 實(shí)施例。圓片級(jí)透鏡410(1)、410(2)、410(3)為圓片級(jí)透鏡150(圖1)的實(shí)施例。圓片級(jí) 透鏡系統(tǒng)400包含六個(gè)非球面表面,可使用圓片級(jí)技術(shù)制造,在關(guān)于材料選擇上并利用圓 片級(jí)制造所促進(jìn)的額外自由度。此外,圓片級(jí)透鏡系統(tǒng)400是由回焊相容材料所組成,諸如 在經(jīng)加熱至260°C 10分鐘之前及之后具有相同或基本上相同的光學(xué)特性的材料。
[0074] 圓片級(jí)透鏡410(1)包含二個(gè)設(shè)置在一平面基板420(1)的兩相對(duì)側(cè)面上的透鏡 組件430(1)、430 (2)。透鏡組件430(1)包含一背向基板420(1)的非球面凸面432(1,1), 以及一與該基板420 (1)接觸的平面432 (1,2)。同樣地,透鏡組件430 (2)包含一接觸基板 420(1)的平面432(2, 1),以及一背向基板4