投影镜头制造技术

本申请公开了一种投影镜头，该投影镜头沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜。第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；第二透镜具有正光焦度或负光焦度；第三透镜具有正光焦度，其为近成像侧面为凸面的弯月形透镜。投影镜头的像源高度ImgH与投影镜头的总有效焦距f满足ImgH/f＜0.2。

【技术实现步骤摘要】
投影镜头
本申请涉及一种投影镜头，更具体地，本申请涉及一种包括三片透镜的投影镜头。
技术介绍
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。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，不利于镜头的小型化。另外，传统的大视场角投影镜头的畸变量都较大，成像质量差，且不能与光学衍射元件(DOE)搭配来精确地实现投影光束在目标物体上的重新分布。
技术实现思路
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影镜头。一方面，本申请提供了这样一种投影镜头，该投影镜头沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜。第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第二透镜具有正光焦度或负光焦度；第三透镜可具有正光焦度，其可为近成像侧面为凸面的弯月形透镜。投影镜头的像源高度ImgH与投影镜头的总有效焦距f可满足ImgH/f＜0.2。在一个实施方式中，第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6与投影镜头的总有效焦距f可满足R6/f＞-1。在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面的曲率半径R1与第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6可满足-1.2＜R1/R6＜-0.8。在一个实施方式中，第三透镜的有效焦距f3与投影镜头的总有效焦距f可满足0＜f3/f＜1。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、第二透镜和第三透镜在光轴上的间隔距离T23以及第一透镜的近像源侧面至第三透镜的近成像侧面在光轴上的间隔距离Td可满足0.3＜(T12+T23)/Td＜0.7。在一个实施方式中，第三透镜的近像源侧面的曲率半径R5与第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6可满足0＜|(R5-R6)/(R5+R6)|＜1。在一个实施方式中，第一透镜于光轴上的中心厚度CT1与第一透镜、第二透镜和第三透镜分别于光轴上的中心厚度之和∑CT可满足0.25＜CT1/∑CT＜0.6。在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面和光轴的交点至第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG11与第三透镜的近成像侧面和光轴的交点至第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG32可满足-1.5＜SAG11/SAG32＜-0.5。在一个实施方式中，第三透镜的近像源侧面和光轴的交点至第三透镜的近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG31与第三透镜的近成像侧面和光轴的交点至第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG32可满足SAG31/SAG32＜0.5。在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径DT11与第二透镜的近像源侧面的最大有效半口径DT21可满足1.2＜DT11/DT21＜2。在一个实施方式中，第一透镜的有效焦距f1、第三透镜的有效焦距f3与投影镜头的总有效焦距f可满足0.5＜(f1+f3)/f＜1.5。在一个实施方式中，第一透镜的近像源侧面和光轴的交点至第一透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG11、第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径DT11、第三透镜的近成像侧面和光轴的交点至第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG32以及第三透镜的近成像侧面的最大有效半口径DT32可满足0.5＜|SAG11/DT11|/|SAG32/DT32|＜1.5。在一个实施方式中，投影镜头的物方数值孔径NA可满足0.18≤NA＜0.3。在一个实施方式中，投影镜头的主光线的最大入射角度CRAmax与投影镜头的最大半视场角HFOV可满足tan(CRAmax)+tan(HFOV)＜0.3。在一个实施方式中，投射镜头的实际应用波长λ的最短波长可比使用光源的最短波长短0nm-100nm，投射镜头的实际应用波长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，第二透镜的折射率N2与第三透镜的折射率N3满足N2≤N3。另一方面，本申请提供了这样一种投影镜头，该投影镜头沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜。第一透镜可具有正光焦度，其近像源侧面可为凸面；第二透镜可具有负光焦度；第三透镜可具有正光焦度，其可为近成像侧面为凸面的弯月形透镜。第一透镜的近像源侧面的曲率半径R1与第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6可满足-1.2＜R1/R6＜-0.8。本申请采用了多片(例如，三片)透镜，通过合理分配各透镜的光焦度、面型、各透镜的中心厚度以及各透镜之间的轴上间距等，使得上述投影镜头具有大数值孔径、小型化、高成像品质等至少一个有益效果。同时，上述配置的投射镜头能够与光学衍射元件(DOE)相互配合使用，且适用于单波长波段。附图说明结合附图，通过以下非限制性实施方式的详细描述，本申请的其他特征、目的和优点将变得更加明显。在附图中：图1示出了根据本申请实施例1的投影镜头的结构示意图；图2A至图2B分别示出了实施例1的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图3示出了根据本申请实施例2的投影镜头的结构示意图；图4A至图4B分别示出了实施例2的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图5示出了根据本申请实施例3的投影镜头的结构示意图；图6A至图6B分别示出了实施例3的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图7示出了根据本申请实施例4的投影镜头的结构示意图；图8A至图8B分别示出了实施例4的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图9示出了根据本申请实施例5的投影镜头的结构示意图；图10A至图10B分别示出了实施例5的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图11示出了根据本申请实施例6的投影镜头的结构示意图；图12A至图12B分别示出了实施例6的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图13示出了根据本申请实施例7的投影镜头的结构示意图；图14A至图14B分别示出了实施例7的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线；图15示出了根据本申请实施例8的投影镜头的结构示意图；图16A至图16B分别示出了实施例8的投影镜头的畸变曲线和相对照度曲线。具体实施方式为了更好地理解本申请，将参考附图对本申请的各个方面做出更详细的说明。应理解，这些详细说明只是对本申请的示例性实施方式的描述，而非以任何方式限制本申请的范围。在说明书全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所列项目中的一个或多个的任何和全部组合。应注意，在本说明书中，第一、第二等的表述仅用于将一个特征与另一个特征区分开来，而不表示对特征的任何限制。因此，在不背离本申请的教导的情况下，下文中讨论的第一透镜也可被称作第二透镜，第二透镜也可被称作第一透镜本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.投影镜头，沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；所述第二透镜具有正光焦度或负光焦度；所述第三透镜具有正光焦度，其为近成像侧面为凸面的弯月形透镜；所述投影镜头的像源高度ImgH与所述投影镜头的总有效焦距f满足ImgH/f＜0.2。

【技术特征摘要】
1.投影镜头，沿着光轴由像源侧至成像侧依序包括：第一透镜、第二透镜和第三透镜，其特征在于，所述第一透镜具有正光焦度，其近像源侧面为凸面；所述第二透镜具有正光焦度或负光焦度；所述第三透镜具有正光焦度，其为近成像侧面为凸面的弯月形透镜；所述投影镜头的像源高度ImgH与所述投影镜头的总有效焦距f满足ImgH/f＜0.2。2.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6与所述投影镜头的总有效焦距f满足R6/f＞-1。3.根据权利要求2所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面的曲率半径R1与所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6满足-1.2＜R1/R6＜-0.8。4.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的有效焦距f3与所述投影镜头的总有效焦距f满足0＜f3/f＜1。5.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜和所述第二透镜在所述光轴上的间隔距离T12、所述第二透镜和所述第三透镜在所述光轴上的间隔距离T23以及所述第一透镜的近像源侧面至所述第三透镜的近成像侧面在所述光轴上的间隔距离Td满足0.3＜(T12+T23)/Td＜0.7。6.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的近像源侧面的曲率半径R5与所述第三透镜的近成像侧面的曲率半径R6满足0＜|(R5-R6)/(R5+R6)|＜1。7.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜于所述光轴上的中心厚度CT1与所述第一透镜、所述第二透镜和所述第三透镜分别于所述光轴上的中心厚度之和∑CT满足0.25＜CT1/∑CT＜0.6。8.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG11与所述第三透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG32满足-1.5＜SAG11/SAG32＜-0.5。9.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第三透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第三透镜的近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG31与所述第三透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离SAG32满足SAG31/SAG32＜0.5。10.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径DT11与所述第二透镜的近像源侧面的最大有效半口径DT21满足1.2＜DT11/DT21＜2。11.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，所述第一透镜的有效焦距f1、所述第三透镜的有效焦距f3与所述投影镜头的总有效焦距f满足0.5＜(f1+f3)/f＜1.5。12.根据权利要求1所述的投影镜头，其特征在于，满足0.5＜|SAG11/DT11|/|SAG32/DT32|＜1.5，SAG11为所述第一透镜的近像源侧面和所述光轴的交点至所述第一透镜近像源侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离，DT11为所述第一透镜的近像源侧面的最大有效半口径，SAG32为所述第三透镜的近成像侧面和所述光轴的交点至所述第三透镜近成像侧面的最大有效半口径顶点的轴上距离，以及DT32为所述第三透镜的近成像侧面的最大有效半口径。13.根据权利要求1至12中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的物方数值孔径NA满足0.18≤NA＜0.3。14.根据权利要求1至12中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的主光线的最大入射角度CRAmax与所述投影镜头的最大半视场角HFOV满足tan(CRAmax)+tan(HFOV)＜0.3。15.根据权利要求1至12中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述投影镜头的实际应用波长λ的最短波长比使用光源的最短波长短0nm-100nm，所述投影镜头的实际应用波长λ的最长波长比使用光源的最长波长长0nm-100nm。16.根据权利要求1至12中任一项所述的投影镜头，其特征在于，所述第二透镜的折射率N2与所述第三透镜的折射率N3满足N2≤N3。17.投影镜头，沿...

【专利技术属性】
技术研发人员：王新权，黄林，
申请(专利权)人：浙江舜宇光学有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江,33