包括广角成像透镜系统和大图像传感器的成像装置的制作方法

1.本发明总体上涉及光学成像装置。更具体地，本发明涉及具有广角成像透镜系统和大图像传感器的光学成像装置，例如，用于诸如智能手机、平板电脑等移动设备的相机。


背景技术：

2.许多智能手机包含广角成像系统(“相机”)，其视场(fov)约为60到90度，且总轨迹长度(ttl)与有效焦距(efl)之比大于1。试图通过增大图像传感器的尺寸来增大分辨率会导致efl增大，从而增大成像系统的总长度。因此，需要一种光学成像系统，其允许使用大图像传感器(例如，直径为1英寸或更大的图像传感器)，同时保持较短的相机的总轨迹长度(ttl)，即ttl/efl之比小于1。


技术实现要素：

3.本发明的目的是提供一种具有广角成像透镜系统和大图像传感器的光学成像装置，例如，用于诸如智能手机、平板电脑等移动设备的相机。
4.上述及其他目的通过独立权利要求的主题实现。从从属权利要求、说明书和附图可以看出进一步的实施方式。
5.简言之，本发明的实施例提供了一种用于相机的成像透镜系统，其中当相机处于非活动状态时，ttl/efl之比可以减小到小于1的值。因此，当相机处于非活动状态时，本发明的实施例提供了一种紧凑型相机模块。为了使用相机，将成像系统的第一组光学元件远离图像传感器并沿着光轴移动到活动位置，从而使得ttl/efl之比大于1以实现高性能光学成像。因此可以获得更高的图像质量。当相机处于非活动状态时，镜头系统会折叠，从而减小成像系统的整体尺寸。此外，本发明的实施例利用在成像系统的至少一个透镜的一个或两个表面上的压印聚合物层或涂层，促进透镜对中和间隔以及轴向和尖端或倾斜对齐。由于透镜和压印聚合物层的结合具有消色差功能，因此压印聚合物层可以提高光学图像质量并降低ttl。
6.更具体地，根据第一方面，提供了一种用于捕获图像的成像装置。成像装置包括位于所述成像装置的光轴上的第一组光学元件，其中所述第一组光学元件包括多个透镜并限定所述成像装置的孔径光阑。此外，成像装置包括图像传感器和位于所述图像传感器和光轴上的第一组光学元件之间的第二组光学元件。第二组光学元件包括具有凹非球前表面的平场透镜。第一组光学元件的多个透镜包括第一套透镜和第二套透镜，所述第一套透镜限定位于孔径光阑前的消色差透镜，所述第二套透镜位于孔径光阑后。因此，成像装置具有允许大图像传感器的广角成像透镜系统。
7.在本技术中，当提及透射光的光学元件时，词语“前”和“后”分别指光学元件的入口侧和出口侧。光从前面进入光学元件，从后面离开光学元件。透镜具有前表面和后表面。光(例如来自物体)通过前表面进入透镜，并通过后表面离开透镜(例如朝向图像传感器)。
8.在另一种可能的实施方式中，第一组光学元件包括限定孔径光阑的光圈。替代地，
孔径光阑可以由第一组光学元件的多个透镜“虚拟”限定。
9.在另一种可能的实施方式中，平场透镜的前表面形状和后表面形状用于校正场曲率像差。有利地，这允许保证合适的场曲率像差，即使存在第一组光学元件的倾斜误差。
10.在另一种可能的实施方式中，平场透镜的前表面形状和后表面形状用于在
‑
30
°
和 30
°
之间提供入射主光线角，即小于|30|
°
(相对于平场透镜的前表面和后表面的表面法线)。有利地，这允许保证合适的场曲率像差，即使存在第一组光学元件的倾斜误差。
11.在另一种可能的实施方式中，成像装置包括组驱动器，所述组驱动器用于沿着光轴在活动位置和非活动位置之间移动第一组光学元件，以调整所述第一组光学元件和第二组光学元件之间的距离d。有利地，这允许在非活动位置时具有紧凑的成像系统，同时在活动位置时提供改进的图像质量。
12.在另一种可能的实施方式中，第一组光学元件沿光轴与第二组光学元件具有距离d，其中距离d与图像高度之比在第一组光学元件的活动位置中的0.4到0.8的范围内。
13.在另一种可能的实施方式中，成像装置包括近红外截止滤波器(nir滤波器)和/或布置在第二组光学元件和图像传感器之间(即在图像传感器前面)的盖玻璃。有利地，这允许通过盖玻璃保护图像传感器，并且通过借助nir滤波器阻挡可见光谱范围之外的光以提供图像更真实的颜色再现。
14.在另一种可能的实施方式中，成像装置的光圈值，即f/#在2.4和1.6之间。因此，有利地，成像装置允许即使在低光条件下也提供良好的成像性能，以及由于改进的衍射极限而提供更大的可能调制传递函数(mtf)。
15.在另一种可能的实施方式中，第一组光学元件的多个透镜具有小于10mm的净孔径直径。因此，有利地，成像装置可以具有紧凑的形状系数。
16.在另一种可能的实施方式中，第二组光学元件与图像传感器之间的距离小于0.6mm。
17.在另一种可能的实施方式中，其中限定消色差透镜的第一套透镜包括玻璃透镜，所述玻璃透镜的前表面或后表面上具有压印聚合物层，其中所述压印聚合物层具有非球面形状，并且其中所述压印聚合物层的非球面形状不同于玻璃透镜的前表面或后表面的形状。由于形状不同，与玻璃透镜相比，压印聚合物层可作为具有不同折射率的附加透镜。
18.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜包括具有第一折射率p1和第一色散系数v1的第一材料，并且压印聚合物层包括具有第二光学折射率p2和第二色散系数v2的第二材料，其中v2·
p1 v1·
p2大约等于0。
19.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜在面向压印聚合物层的一侧上具有凹非球面。附加地或替代地，压印聚合物层在与面向玻璃透镜的一侧相对的一侧上具有凹非球面。
20.在另一种可能的实施方式中，压印聚合物层包括用于对齐玻璃透镜和/或第一套透镜的机械联锁装置。有利地，这允许使玻璃透镜和/或第一套透镜与顺沿着光路和/或图像传感器的更多透镜的其中之一对齐。
21.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜的焦距和压印聚合物层的焦距具有不同的符号，即一个焦距大于零而另一个小于零。
22.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜具有大于1.58的折射率而压印聚合物层具有小于1.58的折射率。在此处及下文中，折射率和色散系数是针对示例性参考波长587,
56nm限定的。
23.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜具有小于45的色散系数而压印聚合物层具有大于45的色散系数。
24.在另一种可能的实施方式中，玻璃透镜的焦距与压印聚合物层的焦距之比的绝对值在1.5和2.5之间的范围内。
25.在另一种可能的实施方式中，第一组光学元件包括布置在第一套透镜和孔径光阑之间的第三套透镜，其中所述第三套透镜具有正折射率。
26.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，玻璃透镜具有小于1.58的折射率而压印聚合物层具有大于1.58的折射率。
27.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，玻璃透镜具有大于45的色散系数而压印聚合物层具有小于45的色散系数。
28.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，玻璃透镜的焦距与压印聚合物层的焦距之比的绝对值小于1。
29.在另一种可能的实施方式中，限定消色差透镜的第一套透镜包括第一透镜和第二透镜，其中第一套透镜的第一透镜具有正折射率而第一套透镜的第二透镜具有负折射率，或者，其中第一套透镜的第一透镜具有负折射率而第一套透镜的第二透镜具有正折射率。
30.在另一种可能的实施方式中，第一套透镜的第一透镜具有大于1.58的折射率而第一套透镜的第二透镜具有小于1.58的折射率。
31.在另一种可能的实施方式中，第一套透镜的第一透镜具有小于45的色散系数而第一套透镜的第二透镜具有大于45的色散系数。
32.在另一种可能的实施方式中，第一套透镜的第一透镜的焦距与第一套透镜的第二透镜的焦距之比的绝对值介于1.5和2.5之间的范围内。
33.在包括第一套透镜的第一透镜和第二透镜的另一种可能的实施方式中，第一组光学元件包括布置在第一套透镜和孔径光阑之间的第三套透镜，其中所述第三套透镜具有正折射率。
34.在包括第一套透镜的第一透镜和第二透镜及第三套透镜的另一种可能实施方式中，第一套透镜的第一透镜具有小于1.58的折射率而第一套透镜的第二透镜具有大于1.58的折射率。
35.在包括第一套透镜的第一透镜和第二透镜及第三套透镜的另一种可能实施方式中，第一套透镜的第一透镜具有大于45的色散系数而第一套透镜的第二透镜具有小于45的色散系数。
36.在包括第一套透镜的第一透镜和第二透镜及第三套透镜的另一种可能实施方式中，第一套透镜的第一透镜的焦距和第一套透镜的第二透镜的焦距之比的绝对值小于1。
37.在不包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中，第二套透镜的第三透镜布置在比第二套透镜的第一透镜更靠近第二透镜组的位置，而第二套透镜的第二透镜布置在第二套透镜的第一透镜和第三透镜之间，其中，第二套透镜的第一透镜具有正折射率，第二套透镜的第二透镜具有负折射率，而第二套透镜的第三透镜具有正折射率。
38.在不包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第三透镜在面向
第二透镜组的一侧上具有凸非球面。
39.在不包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜具有小于1.58的折射率，第二套透镜的第二透镜具有大于1.58的折射率，而第二套透镜的第三透镜具有小于1.58的折射率。
40.在不包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜具有大于45的色散系数，第二套透镜的第二透镜具有小于45的色散系数，而第二套透镜的第三透镜具有大于45的色散系数。
41.在不包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜的焦距和第二套透镜的第二透镜的焦距之比的绝对值介于0.5和1之间的范围内，和/或第二套透镜的第二透镜的焦距和第二套透镜的第三透镜的焦距之比的绝对值介于1和2之间的范围内。
42.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜包括第一透镜、第二透镜和第三透镜，其中，第二套透镜的第三透镜布置在比第二套透镜的第一透镜更靠近第二透镜组的位置，而第二套透镜的第二透镜布置在第二套透镜的第一透镜和第三透镜之间，其中，第二套透镜的第一透镜具有负折射率，第二套透镜的第二透镜具有负折射率，第二套透镜的第三透镜具有正折射率。
43.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第三透镜在朝向第二透镜组的一侧上具有凸非球面。
44.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜具有大于1.58的折射率，第二套透镜的第二透镜具有大于1.58的折射率，而第二套透镜的第三透镜具有小于1.58的折射率。
45.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜具有小于45的色散系数，第二套透镜的第二透镜具有小于45的色散系数，而第二套透镜的第三透镜具有大于45的色散系数。
46.在包括第三套透镜的另一种可能的实施方式中，第二套透镜的第一透镜的焦距与第二套透镜的第二透镜的焦距之比的绝对值介于0.5和1之间的范围内，和/或，其中第二套透镜的第二透镜的焦距与第二套透镜的第三透镜的焦距之比的绝对值介于1和5之间的范围内。
47.根据另一方面，提供包括根据第一方面的成像装置的电子设备，例如，智能手机、平板计算机等。
48.一个或多个实施例的细节在附图和以下说明书中阐述。在说明书、附图和权利要求中，其他特征、目的和优点将变得显而易见。
附图说明
49.在以下实施例中，将参照附图更详细地描述本发明，其中：
50.图1是示出根据实施例的成像装置的图；
51.图2a是示出图1的成像装置对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图；
52.图2b是示出图1的成像装置对于不同波长的横向色差的图；
53.图2c是示出图1的成像装置的失真的图；
54.图2d是示出图1的成像装置对于不同fov的多色离焦mtf性能的图；
55.图2e是列出图1的成像装置的示例性透镜参数的表；
56.图2f是列出图1的成像装置的非球面系数的表；
57.图3是示出根据另一实施例的成像装置的图；
58.图4a是示出图3的成像装置对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图；
59.图4b是示出图3的成像装置对于不同波长的横向色差的图；
60.图4c是示出图3的成像装置的失真的图；
61.图4d是示出图3的成像装置对于不同fov的多色离焦mtf性能的图；
62.图4e是列出图3的成像装置的示例性透镜参数的表；
63.图4f是列出图3的成像装置的非球面系数的表；
64.图5是示出根据另一实施例的成像装置的图；
65.图6a是示出图5的成像装置对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图；
66.图6b是示出图5的成像装置对于不同波长的横向色差的图；
67.图6c是示出图5的成像装置的失真的图；
68.图6d是示出图5的成像装置对于不同fov的多色离焦mtf性能的图；
69.图6e是列出图5的成像装置的示例性透镜参数的表；
70.图6f是列出图5的成像装置的非球面系数的表；以及
71.图7a和图7b是根据实施例的成像装置的压印消色差透镜的不同实施例的示意性横截面图。
72.在下文中，相同的附图标记表示相同或至少功能等同的特征。
具体实施方式
73.在下面的说明书中，参考了附图，这些附图形成了公开的一部分，并且通过图示的方式示出了本发明实施例的特定方面或者可以使用本发明实施例的特定方面。应当理解，本发明的实施例可以在其他方面中使用，并且包括图中未描绘的结构或逻辑变化。因此，下面的详细描述不是限制性的，本发明的范围由所附权利要求限定。
74.例如，应当理解，结合所描述的方法的公开对于被配置为执行所述方法的相应设备或系统也适用，反之亦然。例如，如果描述了一个或多个特定的方法步骤，对应的设备可以包括一个或多个单元，例如功能单元，以执行所描述的一个或多个方法步骤(例如，一个单元执行一个或多个步骤，或者多个单元各自执行多个步骤中的一个或多个)，即使这样的一个或多个单元没有在图中明确描述或示出。另一方面，例如，如果基于一个或多个单元(例如功能单元)来描述特定装置，则对应的方法可以包括执行一个或多个单元的功能的一个步骤(例如，执行一个或多个单元的功能的一个步骤，或者各自执行多个单元中的一个或多个的功能的多个步骤)，即使这样的一个或多个步骤没有在图中明确描述或示出。此外，应当理解，除非另有特别说明，本文描述的各种示例性实施例和/或方面的特征可以彼此组合。
75.图1是示出根据实施例的成像装置100的图。在一个实施例中，成像装置以相机的形式提供给诸如智能手机、平板电脑等的电子设备。
76.成像装置100包括光轴上的第一组光学元件105。第一组光学元件105包括多个透
镜，即在图1所示的实施例中的第一套或第一组透镜110和第二套或第二组透镜130，并且限定成像装置100的孔径光阑170。第一套透镜110限定消色差透镜并且布置在孔径光阑170的前面，而第二套透镜130布置在孔径光阑170的后面。正如所能意识到的，这里相对于沿着光轴通过成像装置100的光的路径来限定成像装置100的不同光学元件之间的空间关系，例如位于孔径光阑170前面和后面的第一套和第二套透镜110和130(其在图1中，通过成像装置100从左向右移动)。在图1所示的实施例中，限定消色差透镜的第一套透镜110包括第一透镜111a和第二透镜113a。在一个实施例中，第一透镜111a具有正折射率，而第二透镜113a具有负折射率，反之亦然。在一个实施例中，第一透镜111a和/或第二透镜113a可包括塑料材料。在一个实施例中，孔径光阑170可以由光圈提供。在另一个实施例中，孔径光阑170可以由第一组光学元件105的多个透镜“虚拟”限定，例如，图1所示的第一套透镜110和第二套透镜130。
77.此外，图1所示的成像装置100包括图像传感器160，所述图像传感器160被配置成将入射光转换成一个或多个电信号，并且被布置在光轴上，使得第二组光学元件140位于图像传感器160和第一组光学元件105之间，所述第一组光学元件105即第一套透镜110和第二套透镜130。如下面将进一步详细描述的，第一组光学元件105可以相对于第二组光学元件140和成像传感器160沿着光轴移动，以改变第一组光学元件105和第二组光学元件140之间的距离d。第二组光学元件140包括在与图像传感器160相对的一侧上具有凹非球前表面的平场透镜141。在一个实施例中，平场透镜141的前表面形状和后表面形状用于校正场曲率像差。有利地，这允许保证合适的场曲率像差，即使存在第一组光学元件105的倾斜误差。在一个实施例中，平场透镜141的前表面和后表面形状用于在
‑
30
°
到 30
°
范围内提供入射主光线角(cra)，即相对于平场透镜141的前表面和后表面的表面法线小于|30|
°
。
78.在图1所示的实施例中，第二套透镜130包括第一透镜131、第二透镜133和第三透镜135。在图1所示的实施例中，第二套透镜130的第一透镜131具有正折射率，第二套透镜130的第二透镜133具有负折射率，而第二套透镜130的第三透镜135具有正折射率。从图1可以看出，第二套透镜130的第三透镜135可以在出射侧，即面向第二套透镜组140和图像传感器160的一侧上具有凸非球面。
79.在一个实施例中，成像装置100包括组驱动器，所述组驱动器用于沿着光轴在活动位置和非活动位置之间移动第一组光学元件105，即第一套透镜110和第二套透镜130，以及孔径光阑170，以调整包括图1所示的实施例中的第一套透镜110和第二套透镜130的第一组光学元件105和第二组光学元件140之间的距离d，从而调整和图像传感器160之间的距离，所述图像传感器160位于相对于第二组光学元件140的固定距离处。有利地，这允许在非活动位置时具有紧凑的成像系统，同时在活动位置时提供改进的图像质量。在一个实施例中，可移动的第一组光学元件105和固定的第二组光学元件140之间沿着光轴的距离d使得在第一组光学元件105的活动位置，即在成像装置100的使用位置内，距离d与图像高度之比在0.4至0.8的范围内。在一个实施例中，包括平场透镜141的第二组光学元件140和图像传感器160之间的固定距离小于0.6mm。
80.在图1所示的实施例中，成像装置100还包括布置在第二组光学元件140和图像传感器160之间，即在图像传感器160前面的近红外截止滤波器和/或盖玻璃150。
81.图2a到图2d示出了图1所示的成像装置100的光学性能的图。更具体地说，图2a是
示出图1的成像装置对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图，图2b是示出图1的成像装置对于不同波长的横向色差的图，图2c是示出图1的成像装置100的失真的图，而图2d是示出图1的成像装置100对于不同fov的多色离焦mtf性能的图。
82.图2e示出了列出图1的成像装置100的示例性透镜参数的表，其包括每个透镜的表面类型、半径、厚度、折射率、色散系数和圆锥常数，而图2f示出了列出图1的成像装置100的不同透镜表面的非球面系数的表格。在此处及下文中，折射率和色散系数是针对示例性参考波长587,56nm限定的。本领域技术人员将意识到，图2e和图2f中使用的表面编号对应于图1的成像装置的透镜从左到右，即沿着光路的顺序。例如，在表2e和表2f中标识的表面2和表面3分别是第一套透镜110的第一透镜111a的前表面或入射表面和后表面或出射表面。
83.表2e和表4e中给出的非球面的凹陷高度z(h)轮廓可通过以下公式计算：
84.z(h)＝ch2/{1 [1
‑
(k 1)c2h2]
1/2
} ah4 bh6 ch8 dh
10
eh
12
fh
14
gh
16
[0085]
如表2f所示，其中c是曲率半径，h是相对于光轴的横向距离，k是圆锥常数，a、b、c、d、e、f和g是非球面系数。
[0086]
ttl
rest
是光学系统100在其静止位置的总轨道长度。如表2e所给出的。大致由ttl
rest
≈ttl
‑
d给出
[0087]
在图1所示的实施例中，第一套透镜110的第一透镜111a具有大于1.58的折射率，第一套透镜110的第二透镜113a具有小于1.58的折射率。在一个实施例中，第一套透镜110的第一透镜111a具有小于45的色散系数，而第一套透镜的第二透镜具有大于45的色散系数。在一个实施例中，第一套透镜110的第一透镜111a的焦距与第一套透镜110的第二透镜113a的焦距之比的绝对值介于1.5和2.5之间的范围内。
[0088]
在图1所示的实施例中，第二套透镜130的第一透镜131具有小于1.58的折射率，第二套透镜130的第二透镜133具有大于1.58的折射率，第二套透镜130的第三透镜135具有小于1.58的折射率。此外，第二套透镜130的第一透镜131具有大于45的色散系数，第二套透镜130的第二透镜133具有小于45的色散系数，第二套透镜130的第三透镜135具有大于45的色散系数。在一个实施例中，第二套透镜130的第一透镜131的焦距与第二套透镜130的第二透镜133的焦距之比的绝对值介于0.5和1之间的范围内，第二套透镜130的第二透镜133的焦距与第二套透镜130的的第三透镜135的焦距之比的绝对值介于1和2之间的范围内。
[0089]
在一个实施例中，成像装置100的光圈值，即f/#在2.4和1.6之间。在一个实施例中，第一组光学元件105的多个透镜具有小于10mm的净孔径直径。
[0090]
图1的成像装置100的变体如图3所示。图3所示的成像装置100与图1所示的成像装置100的主要区别在于，限定消色差透镜的第一套透镜110包括在其前表面上具有压印聚合物层113b的玻璃透镜111b。在另一实施例中，压印聚合物层113b可涂覆在玻璃透镜111b的后表面或两个表面上。为了提供消色差功能，压印聚合物层113b具有不同于玻璃透镜111b的前表面形状的非球面表面形状。由于不同的表面形状，与玻璃透镜111b相比，压印聚合物层113b可用作具有不同折射率的附加透镜。
[0091]
在一个实施例中，玻璃透镜111b包括具有第一折射率p1和第一色散系数v1的第一材料，压印聚合物层113b包括具有第二光学折射率p2和第二色散系数v2的第二材料，其中v2·
p1 v1·
p2大约等于0。在一个实施例中，玻璃透镜111b在面向压印聚合物层113b的一侧上具有凹非球面。附加地或替代地，压印聚合物层113b在与面向玻璃透镜111b的一侧相对
的一侧上具有凹非球面。在一个实施例中，玻璃透镜111b的焦距和压印聚合物层113a的焦距具有不同的符号，即一个焦距大于零而另一个小于零。
[0092]
图4a到图4d示出了图3所示的成像装置100的光学性能的图。更具体地说，图4a是示出图3的成像装置100对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图，图4b是示出图3的成像装置100对于不同波长的横向色差的图，图4c是示出图3的成像装置100的失真的图，而图4d是示出图3的成像装置对于不同fov的多色离焦mtf性能的图。
[0093]
图4e示出了列出图3的成像装置100的示例性透镜参数的表，其包括每个透镜的表面类型、半径、厚度、折射率、色散系数和圆锥常数，而图4f示出了列出图3的成像装置100的不同透镜表面的非球面系数的表格。
[0094]
在图3所示的实施例中，玻璃透镜111b可以具有大于1.58的折射率，而压印聚合物层113b可以具有小于1.58的折射率。此外，玻璃透镜111b可以具有小于45的色散系数，而压印聚合物层113b可以具有大于45的色散系数。在一个实施例中，玻璃透镜111b的焦距与压印聚合物层113b的焦距之比的绝对值可以介于1.5和2.5之间的范围内。
[0095]
图3的成像装置100的变体如图5所示。图5所示的成像装置100与图3所示的成像装置100和图1所示的成像装置100的主要区别在于，在图5所示的成像装置100中，第一组光学元件105还包括第三套透镜120，包括透镜121，其中，第三套透镜120布置在第一套透镜110和孔径光阑170之间并且具有正折射率。
[0096]
图6a到图6d示出了图5所示的成像装置100的光学性能的图。更具体地说，图6a是示出图5的成像装置100对于不同fov的多色调制传递函数(mtf)性能的图，图6b是示出图5的成像装置对于不同波长的横向色差的图，图6c是示出图5的成像装置100的失真的图，而图6d是示出图5的成像装置100对于不同fov的多色离焦mtf性能的图。
[0097]
图6e示出了列出图5的成像装置100的示例性透镜参数的表，其包括每个透镜的表面类型、半径、厚度、折射率、色散系数和圆锥常数，而图6f示出了列出图5的成像设备100的不同透镜表面的qbfs非球面系数的表格。
[0098]
表6e中给出的q型非球面的凹陷高度轮廓是基于opt.express,卷19，9923
‑
9941，g.w.forbes(2011)的“光学表面的可制造性估计”中给出的qbfs表面描述。表6f给出了相应的qbfs系数。
[0099]
在图5所示的实施例中，玻璃透镜111b可以具有小于1.58的折射率，而压印聚合物层113b可以具有大于1.58的折射率。此外，玻璃透镜111b可以具有大于45的色散系数，而压印聚合物层113b可以具有小于45的色散系数。在一个实施例中，玻璃透镜111b的焦距与压印聚合物层113b的焦距之比的绝对值可以小于1。
[0100]
与图1和图3的成像装置100一样，图5所示的成像装置100包括具有第一透镜131、第二透镜133和第三透镜135的第二套透镜130。在图5所示的实施例中，第二套透镜130的第一透镜131具有负折射率，第二套透镜130的第二透镜133具有负折射率，而第二套透镜130的第三透镜135具有正折射率。在图5所示的实施例中，第二套透镜130的第三透镜135在面向第二透镜组140的一侧上具有凸非球面。
[0101]
在图5的实施例中，第二套透镜130的第一透镜131具有大于1.58的折射率，第二套透镜130的第二透镜133具有大于1.58的折射率，第二套透镜130的第三透镜135具有小于1.58的折射率。此外，第二套透镜130的第一透镜131具有小于45的色散系数，第二套透镜
130的第二透镜133具有小于45的色散系数，第二套透镜130的第三透镜135具有大于45的色散系数。在一个实施例中，第二套透镜130的第一透镜131的焦距与第二套透镜130的第二透镜133的焦距之比的绝对值介于0.5和1之间的范围内，第二套透镜130的第二透镜133的焦距与第二套透镜130的的第三透镜135的焦距之比的绝对值介于1和5之间的范围内。
[0102]
根据图中未示出的另一变体，图1的成像装置100(其中消色差透镜被限定为第一套透镜110的第一透镜111a和第二透镜113a)还可以包括图5所示的具有正折射率的第三套透镜120。在这样的实施例中，第一套透镜110的第一透镜111a具有小于1.58的折射率，第一套透镜110的第二透镜113a具有大于1.58的折射率。此外，第一套透镜110的第一透镜111a具有大于45的色散系数，而第一套透镜110的第二透镜113a具有小于45的色散系数。在一个实施例中，第一套透镜110的第一透镜111a的焦距与第一套透镜110的第二透镜113a的焦距之比的绝对值小于1。
[0103]
图7a和图7b示出了第一套透镜110的两个实施例，所述第一套透镜110具有玻璃透镜111b和用于限定消色差透镜的压印聚合物层113b。在图7b所示的实施例中，压印聚合物层113b包括用于对齐玻璃透镜111b和/或第一套透镜110的机械联锁701。有利地，这允许使玻璃透镜111b和/或第一套透镜110，诸如透镜131，与顺沿着光路和/或图像传感器160的更多透镜的其中之一对齐。聚合物压印层113b可通过聚合物压印工艺提供，所述聚合物压印工艺允许以非常高的精度(由母版(master)给出)并且与压印透镜表面精确对齐来形成额外结构，例如联锁701。
[0104]
本领域技术人员将理解，各种附图(方法和装置)的“块”(“单元”)表示或描述本发明实施例的功能(而不一定是硬件或软件中的单个“单元”)，并且因此同等地描述装置实施例以及方法实施例的功能或特征(单元＝步骤)。
[0105]
在本技术中提供的几个实施例中，应当理解，所公开的系统、装置和方法可以以其他方式实现。例如，所描述的装置实施例仅仅是示例性的。例如，单元划分仅仅是逻辑功能划分，在实际实施方式中可以是其他划分。例如，可以将多个单元或组件组合或集成到另一系统中，或者可以忽略或不执行某些特征。此外，可以通过使用一些接口来实现所显示或讨论的相互耦合或直接耦合或通信连接。装置或单元之间的间接耦合或通信连接可以以电子、机械或其他形式实现。
[0106]
被描述为独立部分的单元可以是也可以不是物理上独立的，并且被显示为单元的部分可以是也可以不是物理单元，可以位于一个位置或者可以分布在多个网络单元上。可以根据实现实施例的解决方案的目标的实际需要来选择部分或全部单元。
[0107]
此外，本发明实施例中的功能单元可以集成到一个处理单元中，或者每个单元可以在物理上单独地存在，或者两个或多个单元集成到一个单元中。