影像透镜系统技术方案

本发明专利技术涉及一种影像透镜系统，其包含透镜与透明板。透镜设置于物体与感测器之间，且透镜包含朝向物体的平面以及朝向感测器的非球面。透明板与透镜连接且设置于物体与透镜之间。透镜的阿贝数在30至50的范围内，透明板的阿贝数在40至60的范围内，且影像透镜系统的有效焦距在大约0.3毫米至大约0.4毫米之间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种影像透镜系统。
技术介绍
一般而言，内视镜包含一系列透镜，用以将场景的影像从内视镜的远端传递至近端，让设在近端的影像感测器撷取影像。某些粘液，例如胃酸或食糜，可能存在于内视镜所使用的环境中。为了保护透镜免于污染并确保光的入射，内视镜包含在透镜与场景之间的盖板玻璃，如此一来，在场景/环境中的粘液可被盖板玻璃阻挡，且光可通过盖板玻璃而传递至透镜。然而，盖板玻璃可能无法与透镜有效地整合。举例而言，部分透过盖板玻璃的光可能无法通过透镜。此外，由于盖板玻璃的尺寸以及透镜与盖板玻璃之间的距离，内视镜可能具有较大的长度与宽度，而不利于内视镜的微小化。盖板玻璃与透镜的配置值得改善。
技术实现思路
本专利技术涉及一种应用于内视镜的影像透镜系统。根据本专利技术的一个实施方式，影像透镜系统包含透镜与透明板。透镜设置于物体与感测器之间，且透镜包含朝向物体的平面以及朝向感测器的非球面。透明板与透镜连接且设置于物体与透镜之间。透镜的阿贝数(Abbe Number)在30至50的范围内，透明板的阿贝数在40至60的范围内，且影像透镜系统的有效焦距(Effective Focal Length；EFL)在大约0.3毫米至大约0.4毫米之间。基于以上叙述，根据本专利技术的多个范例性的实施方式，由于透镜与透明板的阿贝数以及影像透镜系统的有效焦距，影像透镜系统具有良好的成像品质以及微小的尺寸。应了解到，前面的概述与以下的详细说明皆为例示，用以进一步解释各权利要求所主张的专利技术。附图说明图1为根据本专利技术一个实施方式的影像透镜系统的结构示意图。图2为具有图1的影像透镜系统的内视镜的示意图。图3A为图1的影像透镜系统的场曲率的影像光学模拟资料图。图3B为图1的影像透镜系统的畸变的影像光学模拟资料图。图3C为图1的影像透镜系统的横向光线扇形图的影像光学模拟资料图。具体实施方式详细参照本专利技术的多个实施方式，其中多个实施方式的实施例将配合附图以进行详细说明。尽可能地，附图与说明叙述中使用相同的附图标记用以标示相同或相似的元件。图1为根据本专利技术一个实施方式的影像透镜系统100的结构示意图。影像透镜系统100包含透镜110与透明板120。透镜110设置于物体200与感测器300之间，且透镜110包含朝向物体200的平面S2以及朝向感测器300的非球面S3。透明板120与透镜110连接，且透明板120设置于物体200与透镜110之间。在本实施方式中，透镜110的阿贝数在30至50的范围内，透明板120的阿贝数在40至60的范围内，且影像透镜系统100的有效焦距在大约0.3毫米至大约0.4毫米之间。在一个或多个实施方式中，非球面S3为凸面的。经过非球面S3的光可以被聚集至感测器300的像平面310上。非球面S3的曲率在大约-0.17毫米至大约-0.20毫米之间，以产生前述影像透镜系统100的有效焦距。透明板120可包含朝向物体200的表面S1与相对于表面S1的表面S2’。在一个或多个实施方式中，表面S2’与透镜110的平面S2连接，而使透明板120与透镜110连接。平面S2、非球面S3、表面S1以及表面S2’沿着光轴A而设置。在一个或多个实施方式中，透明板120可以是平面板，适用于内视镜的封装。举例而言，在芯片级的透镜制程中，具有透镜110与透明板120的影像透镜系统100可以是从具有多个微透镜的平面透明基板上所切割而得到的多块之一，但这不用以限制本专利技术。在部分实施方式中，透明板120可以是适用于内视镜封装的弯折板或透镜。透明板120可以是内视镜的盖板玻璃，且透明板120可保护透镜110免于污染并确保光线入射。在一个或多个实施方式中，表面S1或表面S2’小于透镜110的平面S2。详细而言，平面S2的直径D1大于表面S1或表面S2’的宽度W1。换句话说，光通过透明板120的尺寸小于光通过透镜110的尺寸。在一个或多个实施方式中，透镜110与透明板120的折射率差异小于0.1。在部分实施方式中，透镜110与透明板120的折射率皆在大约1.5至大约1.6之间。此相似的折射率可以降低不同材料之间的反射，且也可防止当光经过透镜110与透明板120的介面时的全反射(Total Internal Reflection)。因此，藉由降低介面所造成的反射，可以改善影像亮度。在部分实施方式中，透镜110与透明板120可由相同材料或不同材料所组成，例如透明玻璃、树脂等等。在一个或多个实施方式中，透明板120的厚度为0.2毫米至0.6毫米之间，且透镜110的厚度为0.1毫米至大约0.3毫米之间。在一个或多个实施方式中，影像透镜系统100包含孔径光阑130，孔径光阑130设置于透明板120的表面S1上。孔径光阑130可以控制影像透镜系统100的入光量。在本实施方式中，孔径光阑130的开口132具有直径D2，直径D2小于表面S1的宽度W1，但这不用以限制本专利技术的范围。传统上，与透镜的最小孔径尺寸相比，盖板玻璃通常配置有较大的孔径尺寸，因此部分通过盖板玻璃的光线无法通过透镜系统。在本实施方式中，由于光通过透明板120的尺寸小于光通过透镜110的尺寸，因此可降低影像透镜系统100的宽度，且通过透明板120的光可实质上通过透镜110。换句话说，影像透镜系统100的宽度不受限于盖板玻璃的尺寸。除了降低影像透镜系统100的宽度之外，可以藉由设计非球面而降低影像透镜系统100的长度。在一个或多个实施方式中，主要透过设计透镜110的非球面S3的曲率，而得到影像透镜系统100的有效焦距，如此一来，透镜110与透明板120之间的距离不会严重影响到影像透镜系统100的有效焦距。因此，透镜110可直接贴附于盖板玻璃，即透明板120，且在盖板玻璃与透镜110之间不存在任何空间。此外，可藉由选择透镜110与透明板120的理想材料，而减少由单个非球面所造成的像差问题，理想材料具有理想的阿贝数，阿贝数与材料的色散有关，因此不需要在影像透镜系统100中设置其他具有非球面的光学元件以消除像差。因此，藉由整合透镜110与透明板120，可在不降低影像品质的状况下，缩小影像透镜系统100的尺寸。图2为具有图1的影像透镜系统100的内视镜400的示意图。内视镜400的外侧表面410包含透明板120朝向物体200的表面S1。在场景/环境中的粘液可被阻挡在表面S1之外。除了影像透镜系统100，内视镜400包含感测器300，感测器300用以撷取影像并将影像转为电讯号。感测器300可包含感测器盖板玻璃320以及感测器单元330，且感测器盖板玻璃320可保护感测器单元330免于损毁。虽然，如图所示，内视镜400设计为接收来自图中下端的光线，但不应以此限制本专利技术的范围。内视镜400可设计为接收来自侧边的光线。内视镜400的配置在此仅简略地描述，不应以图中的细节而限制本专利技术的范围。以下提供影像透镜系统100的一个实施方式，对照图1与图2。应注意的是，以下表一与表二中的详细数据并非用以限制本专利技术的范围，且在不脱离本专利技术的范围内，熟知该
的人可适当地变更参数或设定。表一在表一中，表面1、表面2与表面3分别指表面S1、平面S2、非球面S3，即空气与透明板120的介面、透明板120与透镜110的介面、透镜110与空气的介面。表本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种影像透镜系统，包含：一透镜，其设置于一物体与一感测器之间，其中该透镜包含朝向该物体的一平面以及朝向该感测器的一非球面；以及一透明板，其与该透镜连接且设置于该物体与该透镜之间，其中该透镜的阿贝数在30至50的范围内，该透明板的阿贝数在40至60的范围内，且该影像透镜系统的一有效焦距在大约0.3毫米至大约0.4毫米之间。

【技术特征摘要】
1.一种影像透镜系统，包含：一透镜，其设置于一物体与一感测器之间，其中该透镜包含朝向该物体的一平面以及朝向该感测器的一非球面；以及一透明板，其与该透镜连接且设置于该物体与该透镜之间，其中该透镜的阿贝数在30至50的范围内，该透明板的阿贝数在40至60的范围内，且该影像透镜系统的一有效焦距在大约0.3毫米至大约0.4毫米之间。2.如权利要求1所述的影像透镜系统，其中该透镜与该透明板的折射率皆在大约1.5至大约1.6之间。3.如权利要求1所述的影像透镜系统，还包含一孔径光阑，其设置于该透明板朝向该物体的一表面。4.如权利要求1所述的影像透镜系统，其中该平...

【专利技术属性】
技术研发人员：林瀚青，吕引栋，
申请(专利权)人：奇景光电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71