[发明专利]菲涅尔透镜及探测器

权利要求书

1.一种菲涅尔透镜，用于将入射光线聚焦于传感元件；所述菲涅尔透镜包括透镜本体，所述透镜本体具有沿第一方向相背设置的入射面和出射面；所述透镜本体的入射面或出射面具有多个阵列分布的菲涅尔透镜单元；其特征在于，多个所述菲涅尔透镜单元的结构各不相同；所述菲涅尔透镜单元包括多个连续设置的菲涅尔齿，所述菲涅尔齿具有齿峰以及分别位于所述齿峰两侧的第一齿谷和第二齿谷，所述齿峰和所述第一齿谷之间连接有主菲涅尔面，所述齿峰和所述第二齿谷之间连接有辅菲涅尔面；所述主菲涅尔面的面型为自由曲面。

2.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述齿峰在所述第一方向的垂直平面上的投影线条为闭合的自由曲线。

3.如权利要求2所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第一齿谷和所述第二齿谷在所述第一方向的垂直平面上的投影线条均为闭合的自由曲线。

4.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，各所述菲涅尔齿的所述辅菲涅尔面为弧形面，所述辅菲涅尔面平行于所述第一方向。

5.如权利要求1所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述透镜本体的出射面和所述入射面中，未设置所述菲涅尔透镜单元者的面型为平面、柱面、球面、椭球面或者自由曲面。

6.如权利要求1-5任一项所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述透镜本体的出射面和所述入射面中，设置所述菲涅尔透镜单元者沿第二方向依次划分有第一调光区、第二调光区以及第三调光区，所述第一调光区、所述第二调光区以及所述第三调光区内均具有多个所述菲涅尔透镜单元；所述第一调光区、所述第二调光区以及所述第三调光区内的所述菲涅尔透镜单元分别用于将来自所述第二方向上的不同探测区间内的入射光线聚焦于所述传感元件；

所述第一调光区、所述第二调光区以及所述第三调光区的任一者中，多个所述菲涅尔透镜单元均沿第三方向依次排布设置，且分别用于将来自所述第三方向上的不同探测区间的入射光线聚焦于所述传感元件；其中，所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向两两相互垂直。

7.如权利要求6所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第一调光区内的所述菲涅尔透镜单元的数量大于或等于所述第二调光内的所述菲涅尔透镜单元的数量，所述第二调光区内的所述菲涅尔透镜单元的数量大于所述第三调光区内的所述菲涅尔透镜单元的数量。

8.如权利要求6所述的菲涅尔透镜，其特征在于，所述第一调光区具有7个所述第三方向依次排布的所述菲涅尔透镜单元，所述第二调光区具有7个沿所述第三方向依次排布的所述菲涅尔透镜单元，所述第三调光区具有5个沿所述第三方向依次排布的所述菲涅尔透镜单元。

9.如权利要求6所述的菲涅尔透镜，其特征在于，位于所述第一调光区中部的所述菲涅尔透镜单元为中间菲涅尔透镜单元，所述中间菲涅尔透镜单元包括中间凸面部和环绕所述中间凸面部依次向外排布的多个所述菲涅尔齿，所述中间凸面部具有垂直于所述中间凸面部的中部表面的光轴；除所述中间菲涅尔透镜单元外的其他所述菲涅尔透镜单元均具有与所述光轴平行的中心轴，在所述光轴和各所述中心轴中，所述光轴与所述菲涅尔透镜的焦点距离最近。

10.一种探测器，包括传感元件，其特征在于，还包括如权利要求1-9任一项所述的菲涅尔透镜，所述传感元件的感光面设于所述菲涅尔透镜的聚焦处。