1.本技术涉及扫描显示技术领域，具体涉及一种光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备。
背景技术：
2.扫描显示成像作为一种新兴的显示技术，可用于投影显示、近眼显示等多种应用场景。
3.然而，现有的扫描显示成像系统中，存在着加工难度高、量产成本高、成像质量不佳、视场角度小以及不能兼具小型化等缺点，致使扫描显示成像技术在市场推广应用过程中受到一定的限制，尤其是在将扫描显示成像应用于近眼显示的场景中时，受限于产品形态较为单一的影响，使其一直不能满足近眼显示中对于产品形态多样化、小型化和轻量化的性能要求，故而阻碍着近眼显示向消费级市场的发展。
技术实现要素：
4.本技术的目的在于提供一种光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备，以满足近眼显示场景中对于其产品形态多样化、小型化和轻量化的要求。
5.本技术实施例提供一种光学成像镜组，所述光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段和第二光轴段，所述第一光轴段和所述第二光轴段相互不平行；
6.所述第一光轴段和所述第二光轴段的交点位置设置有用于使所述第一光轴段和所述第二光轴段相互不平行的转折件；
7.所述第二光轴段远离所述交点位置的透镜表面至所述交点位置的距离为2.4～5.53mm。
8.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述转折件为反射镜。
9.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一光轴段和所述第二光轴段相互垂直。
10.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述透镜表面至所述交点位置的距离为3.48～5.058mm。
11.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一光轴段在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧；
12.所述第一侧对应光源端的曲面图像。
13.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第二光轴段对应的所述透镜数量最多为2个；所述多个透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：-1.22≤f
最小负
/f
总
≤-0.41，其中，f
最小负
为最小负透镜的焦距，f
总
为所述光学成像镜组的总焦距；所述第一光轴段对应的所述透镜中至少有一个胶合透镜，靠近所述光源端的所述胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在
0.9～1.2。
14.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第二光轴段对应的所述透镜为一个胶合透镜。
15.本技术实施例中还提供一种扫描显示装置，其包括光纤扫描器及前述所述的光学成像镜组，所述光纤扫描器用于扫描并出射待显示图像的光，所述光学成像镜组用于将所述光纤扫描器出射的光对应的扫描面进行放大成像及投射；
16.其中，所述光纤扫描器包括致动器和固定于所述致动器上的光纤，所述光纤超过所述致动器的部分形成光纤悬臂，所述光纤悬臂在所述致动器的驱动下进行二维扫描。
17.本技术实施例中还提供一种近眼显示设备，所述近眼显示设备用作头戴式增强现实设备，至少包括近眼显示模组以及根据上述的扫描显示装置，所述扫描显示装置设置于所述近眼显示模组中。
18.本技术实施例中还提供一种近眼显示设备，所述近眼显示设备用作头戴式虚拟现实设备，至少包括近眼显示模组以及根据上述的扫描显示装置，所述扫描显示装置设置于所述近眼显示模组中。
19.采用本技术实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：
20.本技术实施例中，通过对光学成像镜组的第一光轴段和第二光轴段进行相对位置关系的限定，使得光学成像镜组能够满足近眼显示中对于产品形态多样化、小型化和轻量化的性能要求；通过限定转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离大小，使得小型化设计与最佳的成像质量得到优化和平衡；
21.通过在光学成像镜组中合理配置胶合镜片，使得小型化和成像质量得到进一步优化和平衡；通过限定第二光轴段所对应透镜的数量，可以很好的兼顾光轴转折带来的多样化优点以及转折后第二光轴段的小型化结构设计；通过限定多个所述透镜中的最小负透镜焦距与所述光学成像镜组总焦距的比值关系，进一步保证光学成像镜组的成像质量。
22.本技术的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术的技术方案而了解。本技术的目的和其它优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构和/或流程来实现和获得。
附图说明
23.通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
24.图1a、1b是说明性的扫描显示系统的结构示意图；
25.图2a是本技术实施例提供的光纤扫描器扫描输出的示意图；
26.图2b是本技术实施例提供的光学成像镜组的结构示意图；
27.图2c是本技术实施例提供的光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
28.图3a是本技术实施例一提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
29.图3b是本技术实施例一提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
30.图4是本技术实施例一中光学成像镜组的mtf曲线图；
31.图5是本技术实施例一中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
32.图6是本技术实施例一中光学成像镜组的垂轴色差图；
33.图7a是本技术实施例二提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
34.图7b是本技术实施例二提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
35.图8是本技术实施例二中光学成像镜组的mtf曲线图；
36.图9是本技术实施例二中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
37.图10是本技术实施例二中光学成像镜组的垂轴色差图；
38.图11a是本技术实施例三提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
39.图11b是本技术实施例三提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
40.图12是本技术实施例三中光学成像镜组的mtf曲线图；
41.图13是本技术实施例三中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
42.图14是本技术实施例三中光学成像镜组的垂轴色差图；
43.图15a是本技术实施例四提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
44.图15b是本技术实施例四提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
45.图16是本技术实施例四中光学成像镜组的mtf曲线图；
46.图17是本技术实施例四中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
47.图18是本技术实施例四中光学成像镜组的垂轴色差图；
48.图19a是本技术实施例五提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
49.图19b是本技术实施例五提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
50.图20是本技术实施例五中光学成像镜组的mtf曲线图；
51.图21是本技术实施例五中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
52.图22是本技术实施例五中光学成像镜组的垂轴色差图；
53.图23a是本技术实施例六提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
54.图23b是本技术实施例六提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
55.图24是本技术实施例六中光学成像镜组的mtf曲线图；
56.图25是本技术实施例六中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
57.图26是本技术实施例六中光学成像镜组的垂轴色差图；
58.图27a是本技术实施例七提供的一种光学成像镜组的结构示意图；
59.图27b是本技术实施例七提供的一种光学成像镜组的转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离d4的示意图；
60.图28是本技术实施例七中光学成像镜组的mtf曲线图；
61.图29是本技术实施例七中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；
62.图30是本技术实施例七中光学成像镜组的垂轴色差图。
63.图标：100-处理器；110-激光器组；120-光纤扫描模组；130-传输光纤；140-光源调
制电路；150-扫描驱动电路；160-合束单元；121-扫描致动器；121a-慢轴；121b-快轴；122-光纤悬臂；123-镜组；124-扫描器封装壳；125-固定件；230-扫描曲面；240-成像平面；11-第一光轴段；12-第二光轴段；21-第一光轴段；22-第二光轴段；31-第一光轴段；32-第二光轴段；41-第一光轴段；42-第二光轴段；51-第一光轴段；52-第二光轴段；61-第一光轴段；62-第二光轴段；71-第一光轴段；72-第二光轴段；01-光阑；02-曲面图像；10、20、30、40、50、60、70-转折件。
具体实施方式
64.下面结合附图和实施例对本技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关实用新型，而非对该实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关实用新型相关的部分。
65.说明性扫描显示系统
66.对于目前的扫描显示成像来说，可由数字微镜设备(digitalmicromirror device，dmd)或光纤扫描显示(fiberscanningdisplay，fsd)设备实现。其中的fsd方案作为一种新型扫描显示成像方式，通过光纤扫描器实现图像的扫描输出。为了使本领域技术人员能够清楚地理解本技术方案，下面对光纤扫描成像的简要原理及相应系统进行阐述。
67.如图1a所示，为本技术中的一种说明性的扫描显示系统，其中主要包括：
68.处理器100、激光器组110、光纤扫描模组120、传输光纤130、光源调制电路140、扫描驱动电路150及合束单元160。其中，
69.处理器100可以为图形处理器(graphicsprocessingunit，gpu)、中央处理器(centralprocessingunit，cpu)或者其它具有控制功能、图像处理功能的芯片或电路，这里并不进行具体限定。
70.系统工作时，处理器100可根据待显示的图像数据控制光源调制电路140对激光器组110进行调制，激光器组110中包含多个单色激光器，分别发出不同颜色的光束。从图1中可见，激光器组中具体可采用红(red，r)、绿(green，g)、蓝(blue，b)三色激光器。激光器组110中各激光器发出的光束经由合束单元160合束为一束激光并耦入至传输光纤130中。
71.处理器100还可控制扫描驱动电路150驱动光纤扫描模组120中的光纤扫描器进行扫动，从而将传输光纤130中传输的光束扫描输出。
72.由光纤扫描器扫描输出的光束作用于介质表面上某一像素点位置，并在该像素点位置上形成光斑，便实现了对该像素点位置的扫描。在光纤扫描器带动下，传输光纤130输出端按照一定扫描轨迹扫动，从而使得光束移动至对应的像素点位置。实际扫描过程中，传输光纤130输出的光束将在每个像素点位置形成具有相应图像信息(如：颜色、灰度或亮度)的光斑。在一帧的时间里，光束以足够高的速度遍历每一像素点位置完成一帧图像的扫描，由于人眼观察事物存在“视觉残留”的特点，故人眼便无法察觉光束在每一像素点位置上的移动，而是看见一帧完整的图像。
73.继续参考图1b，为光纤扫描模组120的具体结构，其中包括：扫描致动器121、光纤悬臂122、镜组123、扫描器封装壳124以及固定件125。扫描致动器121通过固定件125固定于扫描器封装壳124中，传输光纤130在扫描致动器121的前端延伸形成光纤悬臂122(也可称为扫描光纤)，工作时，扫描致动器121在扫描驱动信号的驱动下，其慢轴121a(也称第一致
动部)沿竖直方向(该竖直方向平行于图1a、1b中参考坐标系内的y轴，在本技术中，该竖直方向也可称为第一方向)振动，其快轴121b(也称第二致动部)沿水平方向(该水平方向平行于图1a、1b中参考坐标系内的x轴，在本技术中，该水平方向也可称为第二方向)振动，受扫描致动器121带动，光纤悬臂122的前端按预设轨迹进行二维扫动并出射光束，出射的光束便可透过镜组123实现扫描成像。一般性地，可将扫描致动器121及光纤悬臂122所构成的结构称为：光纤扫描器。
74.如图2a所示，本技术实施例中，通过快慢轴的运动，光纤出光端的运动轨迹形成扫描曲面230，经相应的镜组123后，转换为成像平面240(当成像在平面载体时，所成像即为平面，需要说明的是，在本实用新型其它实施例当中，经过镜组123后所成的像可以和成像的载体表面相对应，也就是说可以随载体表面的形状变化而变化，只要成像清晰即可)。当应用于诸如增强现实(augmentedreality，ar)设备这样的近眼显示设备中时，成像平面240将作为波导的入瞳耦入至波导中，进行成像以便人眼观看。
75.为了便于表述并使得本领域技术人员容易理解本技术的方案，需要说明的是，本技术中的光学成像镜组(如图2a中所示的镜组123)作为目镜，经过该光学成像镜组的作用，可将扫描曲面230转换为成像平面240(实际应用时，光线的传输方向为：由扫描曲面230至成像平面240的方向)。
76.进一步需要说明的是，在投影领域，成像端对应的图像为平面图像，对应的平面图像载体可以为如投影屏幕、幕布或墙面等，光源端对应的图像为曲面图像，即为光纤扫描器扫描出的或其它图像源发射出的呈弧形的扫描面；在摄像领域使用场景下，光路与在投影领域时相反，光源端对应的一般为采集图像信息的物侧面，成像端对应的一般为采集成像得到的像侧面。
77.光学成像镜组
78.请参照图2b，本技术实施例提供一种光学成像镜组，该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段和第二光轴段。需要说明的是，所述第一光轴段和所述第二光轴段相互不平行，且所述第一光轴段和所述第二光轴段的交点位置设置有用于使所述第一光轴段和所述第二光轴段相互不平行的转折件。需要强调的是，通过对光学成像镜组的第一光轴段和第二光轴段进行相对位置关系的限定，使得光学成像镜组能够满足近眼显示中对于产品形态多样化、小型化和轻量化的性能要求。另外，还需要说明的是，本技术实施例中，可选地，多个透镜的数量可为3个、4个或5个等，优选地，多个透镜的数量为至少5个。
79.进一步可选地，请结合参照图2b-2c，在本实用新型实施例中，所述第二光轴段远离所述交点位置的透镜表面至所述交点位置的距离d4为2.4～5.53mm。进一步优选地，所述透镜表面至所述交点位置的距离d4为3.48～5.058mm。需要说明的是，通过限定转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离(即d4)大小，使得小型化设计与最佳的成像质量得到优化和平衡。
80.进一步可选地，在本实用新型实施例中，所述转折件为反射镜。需要说明的是，通过反射镜作为转折件可以在尽可能占用较小空间的情况下达到对光轴走向转折的目的。需要强调的是，在本技术其他实施例当中，转折件并不如本技术实施例提供的反射镜这一种，还可以是其它能够使所述第一光轴段和所述第二光轴段相互不平行的其它转折件，具体
地，可根据产品结构设计的需求进行灵活配置。
81.进一步可选地，在本实用新型实施例中，所述第一光轴段和所述第二光轴段相互垂直。需要说明的是，通过将第一光轴段和第二光轴段优选地限定为相互垂直，可以最大限度地将整个成像镜组的小型化要求、光路多样化设计需求以及加工难度低进行很好地平衡，使其产品力得到大幅度提升。
82.进一步可选地，在本实用新型实施例中，所述第一光轴段在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧。需要说明的是，所述第一侧对应光源端的曲面图像。需要强调的是，本技术实施例提供的光学成像镜组的独特之处就在于，能够将第一侧对应光源端的曲面图像成像进行校正清晰的成像(即在第二侧)。
83.进一步可选地，在本实用新型实施例中，所述第二光轴段对应的所述透镜数量最多为2个。需要说明的是，通过限定第二光轴段所对应透镜的数量，可以很好的兼顾光轴转折带来的多样化优点以及转折后第二光轴段的小型化结构设计。需要强调的是，优选地，所述第二光轴段对应的透镜为一个胶合透镜。
84.进一步可选地，在本实用新型实施例中，所述多个透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：-1.22≤f
最小负
/f
总
≤-0.41，其中，f
最小负
为最小负透镜的焦距，f
总
为所述光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，通过限定多个所述透镜中的最小负透镜焦距与所述光学成像镜组总焦距的比值关系，进一步保证光学成像镜组的成像质量。
85.进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一光轴段对应的所述透镜中至少有一个胶合透镜，靠近所述光源端的所述胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.9～1.2；所述第二光轴段对应的所述透镜为一个胶合透镜。需要说明的是，通过限制靠近所述光源端的所述胶合透镜中正透镜和负透镜的折射率比值范围大小，能够合理控制对应透镜的色散系数，保证成像质量；另外，通过优选地限定第二光轴段对应的透镜为一个胶合透镜，其可以很好的兼顾光轴转折带来的多样化优点和转折后第二光轴段的小型化结构设计以及保证光学成像镜组最终的成像质量。
86.进一步地，在一种可能的实施方式中，多个透镜之间的连接方式可以采用间隔连接，也可以采用粘合方式粘合在一起，具体将根据实际应用的需要而定，这里并不进行限制。
87.进一步可选地，在一种可能的实施方式中，多个透镜均由塑料或玻璃制成。需要说明的是，由塑料制成的多个透镜，可以有效降低生产成本，相较于玻璃材质，塑料材质的透镜成本是玻璃材质成本的二十分之一到十分之一，故而非常有利于低成本批量化生产；另外，塑料材质的透镜通常可采用注塑成型，其加工难度低且能够很容易的加工成满足非球面的各种型面结构，同时塑料材质还能整体减轻镜头的重量，有利于其轻质化的产品设计。而在使用玻璃材质时，玻璃材质的折射率更高更广，在矫正镜头像差方面有优势；玻璃材质的膨胀系数小很多，有利于精密装配，另外由于玻璃其自身耐高温、耐紫外和耐酸碱等特性，使得镜组的使用寿命和性能稳定性具备较强优势。当然需要强调的是，在本实用新型其它实施例中并不仅限于本实用新型实施例提供的塑料和玻璃两种材质，其还可以是其它能够制作透镜的材质。
88.进一步需要说明的是，在投影领域，成像端对应的图像为平面图像，对应的平面图像载体可以为如投影屏幕、幕布或墙面等，光源端对应的图像为曲面图像，即为光纤扫描器扫描出的或其它图像源发射出的呈弧形的扫描面；在摄像领域使用场景下，光路与在投影领域时相反，光源端对应的一般为采集图像信息的物侧面，成像端对应的一般为采集成像得到的像侧面。
89.实施例一
90.图3a为实施例一提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段11和第二光轴段12，所述第一光轴段11和所述第二光轴段12相互不平行，具体地，所述第一光轴段11和所述第二光轴段12相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段11和所述第二光轴段12的交点位置设置有用于使所述第一光轴段11和所述第二光轴段12相互垂直的转折件10，该转折件10为反射镜。
91.在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-1.22，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第八个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段11到第二光轴段12对应的多个镜片l1～l8，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表1：
92.表1本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0093][0094]
请结合参照图3a和图3b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为5.058mm。
[0095]
在本实施例中，所述第一光轴段11对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.97。
[0096]
在本实施例中，所述第一光轴段11在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段12在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段12对应的所述透镜数量为2个。
[0097]
本实用新型实施例一提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.80mm，半视场角为13度，出瞳直径1.8mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表2所示：
[0098]
表2实施例一中光学成像镜组的结构参数
[0099]
表面透镜序号面形曲率半径厚度/间距材料材料折射率色散系数0成像平面平面无限无限
ꢀꢀꢀ
1光阑02 无限1
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2l8球面-30.690.40玻璃1.8620.13 球面3.340.71
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4l7球面8.591.45玻璃1.9621.65 球面-5.792.50
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6 坐标断点面infinity0
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7l6球面-0mirror
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8 坐标断点面infinity-2.5
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9l5球面5.89-0.40玻璃1.7124.510 球面-13.78-0.60
ꢀꢀꢀ
11l4非球面9.01-1.11玻璃1.8238.212 非球面4.64-0.93
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13l3_2球面16.52-0.43玻璃1.8123.4 14l3_1球面-3.50-1.92玻璃1.7650.415 球面10.02-0.10
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16l2非球面-1.71-2.00塑胶1.5156.317 非球面-2.40-0.10
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18l1球面-2.20-1.76玻璃225.419 球面-0.92-0.53
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20曲面图像01球面-1.800
ꢀꢀꢀ
[0100]
需要说明的是，表2为实施例一的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-20依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0101]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表3所示：
[0102]
表3实施例一中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0103]
表面ka4a6a8a1011-6.86e 00-1.76e-037.89e-04-1.65e-041.11e-05121.50e 001.01e-02-1.84e-031.87e-04-1.43e-0516-6.36e-018.64e-032.70e-049.30e-050.00e 0017-1.75e 00-3.47e-036.09e-03-1.01e-034.25e-05
[0104]
表3为实施例一中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a10则表示各表面第4到10阶非球面系数。
[0105]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图4所示，场曲畸变曲线图如图5所示，垂轴色差曲线图如图6所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0106]
由图4-图6观察可知，实施例一的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0107]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0108]
实施例二
[0109]
图7a为实施例二提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段21和第二光轴段22，所述第一光轴段21和所述第二光轴段22相互不平行，具体地，所述第一光轴段21和所述第二光轴段22相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段21和所述第二光轴段22的交点位置设置有用于使所述第一光轴段21和所述第二光轴段22相互垂直的转折件20，该转折件20为反射镜。
[0110]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-0.41，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第一个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段21到第二光轴段22对应的多个镜片l1～l6，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表4：
[0111]
表4本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0112][0113]
请结合参照图7a和图7b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为4.5mm。
[0114]
在本实施例中，所述第一光轴段21对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在1.06。
[0115]
在本实施例中，靠近光源端的透镜对应的折射率为1.92，阿贝数为18.9。
[0116]
在本实施例中，所述第一光轴段21在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段22在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段22对应的所述透镜数量为1个。
[0117]
本实施例二提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.83mm，半视场角为9度，出瞳直径1.5mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表5所示：
[0118]
表5实施例二中光学成像镜组的结构参数
[0119][0120][0121]
需要说明的是，表5为实施例二的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-16依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0122]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表6所示：
[0123]
表6实施例二中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0124]
表面ka4a6a8a10a12a14a1622.88e 01-1.13e-03-8.76e-045.65e-05
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37.41e 01-5.21e-034.71e-03-5.83e-03
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7-6.81e 01-5.09e-03-1.06e-038.61e-051.11e-04-4.41e-058.43e-06-6.59e-0789.02e 005.68e-03-1.25e-03-4.41e-042.66e-04-7.83e-051.12e-05-6.36e-0710-2.28e 00-1.12e-026.54e-03-1.38e-039.52e-059.73e-06-2.33e-061.40e-07119.97e-018.86e-041.71e-03-1.35e-033.79e-04-5.31e-053.74e-06-1.08e-0712-5.93e-011.54e-022.09e-04-1.17e-032.02e-04
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13-2.05e 004.98e-029.61e-03-1.31e-022.74e-03
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[0125]
表6为实施例二中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a16则表示各表面第4到16阶非球面系数。
[0126]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图8所示，场曲畸变曲线图如图9所示，垂轴色差曲线图如图10所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0127]
由图8-图10观察可知，实施例二的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0128]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描
器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0129]
实施例三
[0130]
图11a为实施例三提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段31和第二光轴段32，所述第一光轴段31和所述第二光轴段32相互不平行，具体地，所述第一光轴段31和所述第二光轴段32相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段31和所述第二光轴段32的交点位置设置有用于使所述第一光轴段31和所述第二光轴段32相互垂直的转折件30，该转折件30为反射镜。
[0131]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-0.69，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第一个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段31到第二光轴段32对应的多个镜片l1～l6，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表7：
[0132]
表7本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0133][0134]
请结合参照图11a和图11b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为2.4mm。
[0135]
在本实施例中，所述第一光轴段31对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.99。
[0136]
在本实施例中，所述第一光轴段31在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段32在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段32对应的所述透镜数量为1个。
[0137]
本实用新型实施例三提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.65mm，半视场角为13度，出瞳直径2mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表8所示：
[0138]
表8实施例三中光学成像镜组的结构参数
[0139]
表面透镜序号面形曲率半径厚度/间距材料材料折射率色散系数0成像平面平面无限无限
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1光阑02 无限1
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2l6非球面-1.841.00玻璃1.7749.63 非球面-1.821.40
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4 坐标断点面infinity0
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5l5球面infinity0玻璃mirror 6 坐标断点面infinity-3.1
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7l4非球面1.16-0.50玻璃1.8224.18 非球面3.04-0.18
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9l3_2球面250.24-0.80玻璃1.7825.7 10l3_1球面-5.14-1.48玻璃1.7749.611 球面5.32-0.10
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12l2非球面-1.39-2.05塑料1.5455.713 非球面-12.30-0.10
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14l1非球面-3.05-1.34玻璃1.8224.115 非球面-0.81-0.44
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16曲面图像01球面-1.70
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[0140]
需要说明的是，表8为实施例三的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-16依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0141]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表9所示：
[0142]
表9实施例三中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0143][0144][0145]
表9为实施例三中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a10则表示各表面第4到10阶非球面系数。
[0146]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图12所示，场曲畸变曲线图如图13所示，垂轴色差曲线图如图14所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0147]
由图12-图14观察可知，实施例三的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0148]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描
器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0149]
实施例四
[0150]
图15a为实施例四提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段41和第二光轴段42，所述第一光轴段41和所述第二光轴段42相互不平行，具体地，所述第一光轴段41和所述第二光轴段42相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段41和所述第二光轴段42的交点位置设置有用于使所述第一光轴段41和所述第二光轴段42相互垂直的转折件40，该转折件40为反射镜。
[0151]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-0.83，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第七个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段41到第二光轴段42对应的多个镜片l1～l8，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表10：
[0152]
表10本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0153][0154]
请结合参照图15a和图15b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为5.53mm。
[0155]
在本实施例中，所述第一光轴段41对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.90。
[0156]
在本实施例中，所述第一光轴段41在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段42在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段42对应的所述透镜数量为2个。
[0157]
本实施例四提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.80mm，半视场角为13度，出瞳直径1.86mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表11所示：
[0158]
表11实施例四中光学成像镜组的结构参数
[0159]
[0160][0161]
需要说明的是，表11为实施例四的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-20依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0162]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表12所示：
[0163]
表12实施例四中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0164]
表面ka4a6a8a1011-8.35e 00-1.11e-021.59e-03-1.42e-046.64e-06125.74e-015.59e-03-2.41e-033.07e-04-2.08e-0516-5.77e-011.94e-02-1.06e-038.77e-050.00e 00175.32e 001.64e-02-1.56e-031.01e-04-1.35e-06
[0165]
表12为实施例四中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a10则表示各表面第4到10阶非球面系数。
[0166]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图16所示，场曲畸变曲线图如图17所示，垂轴色差曲线图如图18所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0167]
由图16-图18观察可知，实施例四的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0168]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0169]
实施例五
[0170]
图19a为实施例五提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段51和第二光轴
段52，所述第一光轴段51和所述第二光轴段52相互不平行，具体地，所述第一光轴段51和所述第二光轴段52相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段51和所述第二光轴段52的交点位置设置有用于使所述第一光轴段51和所述第二光轴段52相互垂直的转折件50，该转折件50为反射镜。
[0171]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-1.2，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第八个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段51到第二光轴段52对应的多个镜片l1～l8，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表13：
[0172]
表13本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0173][0174]
请结合参照图19a和图19b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为3.48mm。
[0175]
在本实施例中，所述第一光轴段51对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在1.20。
[0176]
在本实施例中，所述第一光轴段51在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段52在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段52对应的所述透镜数量为2个。
[0177]
本实施例五提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.80mm，半视场角为13度，出瞳直径1.8mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表14所示：
[0178]
表14实施例五中光学成像镜组的结构参数
[0179]
表面透镜序号面形曲率半径厚度/间距材料材料折射率色散系数0成像平面平面无限无限
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1光阑02 无限1
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2l8球面-11.030.40玻璃1.7224.43 球面3.180.74
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4l7球面7.511.01玻璃225.45 球面-6.332.34
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6 坐标断点面infinity0
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7l6球面-0mirror
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8 坐标断点面infinity-2.66
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9l5球面4.62-0.40玻璃1.821.510 球面-9.63-0.29
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11l4非球面23.46-2.03玻璃1.685512 非球面2.86-0.10
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13l3_2球面5.43-0.43玻璃1.6726.8 14l3_1球面-5.48-1.04玻璃225.415 球面-18.34-0.10
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16l2非球面-1.89-1.83玻璃1.581.617 非球面-9.74-0.10
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18l1球面-2.00-2.00玻璃1.7847.419 球面-0.83-0.61
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20曲面图像01球面-1.800
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[0180]
需要说明的是，表14为实施例五的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-20依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0181]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表15所示：
[0182]
表15实施例五中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0183]
表面ka4a6a8a10a12a14a1611-9.90e 01-1.75e-023.41e-031.32e-04-3.92e-041.32e-04-1.95e-051.10e-06121.43e-015.48e-032.28e-04-1.73e-036.86e-04-1.48e-041.71e-05-8.54e-07 16-5.25e-012.03e-023.18e-03-7.02e-04-4.08e-056.26e-05-1.18e-057.43e-07171.14e 00-5.07e-031.74e-02-8.62e-032.50e-03-4.31e-043.99e-05-1.52e-06
[0184]
表15为实施例五中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a16则表示各表面第4到16阶非球面系数。
[0185]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图20所示，场曲畸变曲线图如图21所示，垂轴色差曲线图如图22所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0186]
由图20-图22观察可知，实施例五的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0187]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0188]
实施例六
[0189]
图23a为实施例六提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段61和第二光轴
段62，所述第一光轴段61和所述第二光轴段62相互不平行，具体地，所述第一光轴段61和所述第二光轴段62相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段61和所述第二光轴段62的交点位置设置有用于使所述第一光轴段61和所述第二光轴段62相互垂直的转折件60，该转折件60为反射镜。
[0190]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-0.82，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第六个胶合透镜的负透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段61到第二光轴段62对应的多个镜片l1～l6，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表16：
[0191]
表16本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0192][0193]
请结合参照图23a和图23b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为3.597mm。
[0194]
在本实施例中，所述第一光轴段61对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.99。
[0195]
在本实施例中，所述第一光轴段61在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段62在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段62对应的所述透镜为1个胶合透镜。
[0196]
本实施例六提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为2.80mm，半视场角为13度，出瞳直径1.8mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表17所示：
[0197]
表17实施例六中光学成像镜组的结构参数
[0198]
表面透镜序号面形曲率半径厚度/间距材料材料折射率色散系数0成像平面平面无限无限
ꢀꢀꢀ
1光阑02 无限1
ꢀꢀꢀ
2l6_2球面-114.650.40玻璃1.8437.1 3l6_1球面2.011.10玻璃1.5935.54 球面-4.450.10
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5 球面infinity2.00
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6 坐标断点面infinity0.00
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7l5球面infinity0.00mirror
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8 坐标断点面infinity-2.50
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9 球面infinity-0.15
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10 球面infinity-0.50
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11l4非球面7.09-1.65玻璃1.580.412 非球面2.33-0.10
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13l3_2球面-12.19-1.30玻璃1.7749.6 14l3_1球面4.48-0.40玻璃1.6726.815 球面-2.81-0.10
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16l2非球面-2.60-1.06玻璃1.7749.617 非球面-5.51-0.10
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18l1非球面-1.36-1.26玻璃1.8437.219 非球面-0.70-0.59
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20曲面图像01球面-2.200
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[0199]
需要说明的是，表17为实施例六的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-20依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0200]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表17所示：
[0201]
表17实施例六中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0202]
表面ka4a6a8a1011-3.59e 00-7.16e-032.75e-03-4.01e-041.96e-0512-6.59e-01-6.74e-031.23e-03-1.47e-044.39e-06161.08e-011.27e-02-6.23e-039.00e-040.00e 0017-1.05e 014.86e-02-5.02e-021.72e-02-2.06e-0318-7.15e-014.08e-03-1.32e-02-3.30e-032.37e-0319-1.80e 00-7.89e-011.64e 00-2.94e 002.67e 00
[0203]
表17为实施例六中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a10则表示各表面第4到10阶非球面系数。
[0204]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图24所示，场曲畸变曲线图如图25所示，垂轴色差曲线图如图26所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0205]
由图24-图26观察可知，实施例六的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0206]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0207]
实施例七
[0208]
图27a为实施例七提供的一种光学成像镜组的结构示意图。该光学成像镜组包括沿光轴走向依次设置的多个透镜，所述光轴沿自身走向依次包括第一光轴段71和第二光轴段72，所述第一光轴段71和所述第二光轴段72相互不平行，具体地，所述第一光轴段71和所述第二光轴段72相互垂直。需要说明的是，所述第一光轴段71和所述第二光轴段72的交点位置设置有用于使所述第一光轴段71和所述第二光轴段72相互垂直的转折件70，该转折件70为反射镜。
[0209]
在本实施例中，多个所述透镜中的最小负透镜与所述光学成像镜组的总焦距存在以下比值关系：f
最小负
/f
总
＝-0.74，其中，f
总
为光学成像镜组的总焦距，f
最小负
为本实施例中最小负透镜，即第l3_2个透镜的焦距。需要说明的是，在本实施例中，从第一光轴段71到第二光轴段72对应的多个镜片l1～l8，其焦距与镜头总焦距的关系参数如表18：
[0210]
表18本实施例中各镜片焦距与镜头总焦距之间的关系参数表
[0211][0212]
请结合参照图27a和图27b，在本实施例中，第二光轴段距离所述交点位置最远的透镜表面与所述交点位置的距离d4为4.42mm。
[0213]
在本实施例中，所述第一光轴段71对应的所述透镜中有一个胶合透镜，靠近所述光源端的该胶合透镜包括一个正透镜和一个负透镜，所述正透镜和所述负透镜的折射率比值范围在0.96。
[0214]
在本实施例中，所述第一光轴段71在所述光学成像镜组的一端对应有第一侧，所述第二光轴段72在所述光学成像镜组的另一端对应有第二侧，所述第一侧对应光源端的曲面图像01，所述第二光轴段72对应的所述透镜数量为2个。
[0215]
本实施例七提供的光学成像镜组中，光学成像镜组整体的焦距为3.06mm，半视场角为14度，出瞳直径2mm。其在对曲面图像01进行成像的各透镜的曲率半径、厚度参数、折射率及色散系数的优选参数如表19所示：
[0216]
表19实施例七中光学成像镜组的结构参数
[0217][0218][0219]
需要说明的是，表19为实施例七的光学成像镜组详细的结构数据，其中，曲率半径、厚度及焦距的单位均为毫米，且表面0-20依序表示由第二侧至第一侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。
[0220]
进一步地，部分透镜表面的非球面圆锥系数如下表20所示：
[0221]
表20实施例七中不同透镜表面的非球面圆锥系数数据
[0222]
表面ka4a6a8a1011-1.478e 012.75e-03-9.39e-04-2.23e-041.51e-05122.32e 002.15e-02-5.76e-037.52e-04-7.70e-0516-9.18e-013.04e-04-3.92e-044.53e-052.94e-07 17-9.38e-01-5.81e-035.91e-03-4.38e-041.77e-06
[0223]
表20为实施例七中的非球面系数数据，其中，k为非球面曲线方程式中的锥面系数，a4到a10则表示各表面第4到10阶非球面系数。
[0224]
进一步地，经测试，在采用上述光学成像镜组投射扫描面对应的图像光时，其光学传递函数曲线图如图28所示，场曲畸变曲线图如图29所示，垂轴色差曲线图如图30所示；其中，光学传递函数曲线图(modulationtransferfunction，mtf)代表一个光学系统的综合解像水平，场曲畸变曲线图表示不同视场角情况下f-tan(theta)畸变大小值(百分比)，垂轴色差曲线图代表垂直于轴向方向上色像差大小。
[0225]
由图28-图30观察可知，实施例七的光学成像镜组的全视场范围内成像分辨率良好、光学系统畸变和色差小，故光学成像镜组能够对光纤扫描器的扫描曲面图像进行清晰成像，均具有较好的成像效果。
[0226]
当然，在实际应用中，光学成像镜组还可包括显示元件、壳体等，显示元件可以设置于光学成像镜组的第二侧，光学成像镜组可安装在壳体内，即可将图像源(如光纤扫描
器)扫描形成的曲面图像成像于一平面，实现清晰成像。
[0227]
扫描显示装置
[0228]
前述的光学成像镜组，可以配合光纤扫描器(或者相应的光纤扫描模组)，构成本技术实施例中的扫描显示装置(如图1a、1b所示，光学成像镜组设置于光纤扫描器的出光光路上)，其中，光学成像镜组的第一侧朝向光纤扫描器扫描出光方向，优选方式为光学成像镜组与光纤扫描器中心光轴共轴。当然，有关光纤扫描器的结构和大致原理可以参考前述图1a、1b对应的内容，这里便不再过多赘述。
[0229]
近眼显示设备
[0230]
本技术中，扫描显示装置可进一步应用于近眼显示设备中，可配合近眼显示模组构成本技术实施例中的近眼显示设备，用作头戴式ar设备(如：ar眼镜)。该扫描显示装置设置于近眼显示模组中。
[0231]
其中，近眼显示模组中可包括：光源、处理控制电路、佩戴式框架结构、波导等。光源输出的图像光束进入扫描显示装置中，由其中的光纤扫描器扫描输出至光学显示镜组，光纤扫描器的扫描曲面(可参考图3中的扫描曲面02以及对应图2a中的扫描曲面230)经光学显示镜组后，转换为成像平面(可参考图2a中的成像平面240)，该成像平面作为波导的入瞳面耦入至波导中，再经波导扩展成像耦出，进入人眼。
[0232]
作为另一种可能的实施方式，扫描显示装置可进一步可配合近眼显示模组构成本技术实施例中的近眼显示设备，用作头戴式vr设备(如：vr头盔/眼镜)。该扫描显示装置设置于近眼显示模组中。
[0233]
本技术实施例中，通过对光学成像镜组的第一光轴段和第二光轴段进行相对位置关系的限定，使得光学成像镜组能够满足近眼显示中对于产品形态多样化、小型化和轻量化的性能要求；通过限定转折件上光轴交点位置与第二光轴段距离光轴交点位置最远的透镜表面的距离大小，使得小型化设计与最佳的成像质量得到优化和平衡；通过在光学成像镜组中合理配置胶合镜片，使得小型化和成像质量得到进一步优化和平衡；通过限定第二光轴段所对应透镜的数量，可以很好的兼顾光轴转折带来的多样化优点以及转折后第二光轴段的小型化结构设计；通过限定多个所述透镜中的最小负透镜焦距与所述光学成像镜组总焦距的比值关系，进一步保证光学成像镜组的成像质量。
[0234]
以上所述的只是本技术的较佳具体实施例，各实施例仅用于说明本技术的技术方案而非对本技术的限制，凡本领域技术人员依本技术的构思通过逻辑分析、推理或者有效的实验可以得到的技术方案，皆应该本技术的范围之内。
[0235]
本技术中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
[0236]
在本公开的各种实施方式中所使用的表述“第一”、“第二”、“所述第一”或“所述第二”可修饰各种部件而与顺序和/或重要性无关，但是这些表述不限制相应部件。以上表述仅配置为将元件与其它元件区分开的目的。例如，第一透镜和第二透镜表示不同的透镜，虽然两者均是透镜。