[发明专利]投射光学系统

说明书

本申请公开了一种投射光学系统，该投射光学系统沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜和第二透镜。第一透镜具有正光焦度，其近成像侧面为凸面；第二透镜具有负光焦度，其近像源侧面为凹面，近成像侧面为凸面。第一透镜于光轴上的中心厚度CT1与第二透镜于光轴上的中心厚度CT2满足0.5＜CT1/CT2＜1。

技术领域

本申请涉及一种投射光学系统，更具体地，本申请涉及一种包括两片透镜的投射光学系统。

背景技术

近年，随着科技的不断进步，交互设备逐步兴起，投影镜头的应用范围也越来越广。如今，芯片技术与智能算法发展迅速，利用光学投影镜头向空间物体投射图像并接收该图像信号，即可计算出具有物体位置深度信息的三维图像。具体方法如下：利用光学投影镜头将红外激光二极管(LD)或垂直腔面发射激光器(VCSEL)发出的光向目标物体方向投射；投影光束在经过光学衍射元件(DOE)后实现投影图像在目标物体上的重新分布；利用摄像镜头将投射到物体上的图像接收，即可计算出包含被投射物体位置深度信息的三维图像。具有深度信息的三维图像可进一步用于生物识别等多种深度应用开发。

通常，传统用于成像的投影镜头通过采用增加透镜数量的方式来消除各种像差并提高分辨率。但是，这样会导致投影镜头的光学总长度(TTL)增加，且透镜组装需要镜筒等结构件支撑，使得镜头的整体体积较大，不利于镜头的小型化。另外，传统的镜头结构无法实现阵列镜头中各镜头之间的无边界排列。

发明内容

本申请提供了可适用于便携式电子产品的、可至少解决或部分解决现有技术中的上述至少一个缺点的投射光学系统。

一方面，本申请提供了这样一种投射光学系统，该投射光学系统沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜和第二透镜。第一透镜可具有正光焦度，其近成像侧面可为凸面；第二透镜可具有负光焦度，其近像源侧面可为凹面，近成像侧面可为凸面。其中，第一透镜于光轴上的中心厚度CT1与第二透镜于光轴上的中心厚度CT2可满足0.5＜CT1/CT2＜1。

在一个实施方式中，投射光学系统的像源面至第一透镜的近像源侧面在光轴上的距离TR与第一透镜的近像源侧面至第二透镜的近成像侧面在光轴上的距离Tr1r4可满足0.7＜TR/Tr1r4＜1.3。

在一个实施方式中，第一透镜和第二透镜在光轴上的间隔距离T12、第一透镜于光轴上的中心厚度CT1以及第二透镜于光轴上的中心厚度CT2可满足T12/(CT1+CT2)＜0.5。

在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面的最大半口径DT11与第二透镜的近像源侧面的最大半口径DT21可满足0.6＜DT11/DT21＜1。

在一个实施方式中，第二透镜的近像源侧面的曲率半径R3与第二透镜的近成像侧面的曲率半径R4可满足0.3＜R3/R4＜0.8。

在一个实施方式中，第二透镜的近像源侧面和光轴的交点至第二透镜的近像源侧面的最大有效半口径顶点之间的轴上距离SAG21与第二透镜的近成像侧面和光轴的交点至第二透镜的近成像侧面的最大有效半口径顶点之间的轴上距离SAG22可满足0.5＜SAG21/SAG22＜1。

在一个实施方式中，第一透镜的近成像侧面的曲率半径R2与投射光学系统的总有效焦距f可满足-0.5＜R2/f＜0。

在一个实施方式中，投射光学系统的实际应用波长λ的最短波长可比使用光源的最短波长短0nm-100nm，投射光学系统的实际应用波长λ的最长波长可比使用光源的最长波长长0nm-100nm。

在一个实施方式中，投射光学系统的最大半视场角HFOV可满足TAN(HFOV)＜0.23。

在一个实施方式中，投射光学系统的物方数值孔径NA可满足NA≥0.18。

在一个实施方式中，投射光学系统的主光线的最大入射角度CRAmax满足CRAmax＜10°。