CN111708108B

CN111708108B - 投射透镜、发射模组及电子设备

Info

Publication number: CN111708108B
Application number: CN202010511449.XA
Authority: CN
Inventors: 冯坤亮; 李宗政; 吴木源
Original assignee: Jiangxi Oumaisi Microelectronics Co Ltd
Current assignee: Jiangxi Oumaisi Microelectronics Co Ltd
Priority date: 2020-06-08
Filing date: 2020-06-08
Publication date: 2021-11-23
Anticipated expiration: 2040-06-08
Also published as: CN111708108A

Abstract

本发明涉及一种投射透镜、发射模组以及电子设备。所述投射透镜具有主光轴，且所述投射透镜包括相对设置的入光面及出光面，光束从所述入光面进入所述投射透镜中，并从所述出光面射出。光束经所述投射透镜后，于第一方向发散，于第二方向会聚。所述第一方向及所述第二方向为垂直于所述主光轴的平面上两个互异的方向。上述投射透镜，通过改变投射透镜于第一方向上对光束的发散能力，以及于第二方向上对光束的会聚能力，能够改变光束经投射透镜后于第一方向及第二方向上的投射角度，以满足不同的照明需求。

Description

投射透镜、发射模组及电子设备

技术领域

本发明涉及照明领域，特别是涉及一种投射透镜、发射模组及电子设备。

背景技术

在机器视觉、自动化生产等涉及激光投射技术的领域中，通常需要将激光投射形成特殊形状的光斑，例如线形光斑等，以满足特殊的照明需求。并且，为减小设备尺寸，降低加工难度，目前多采用鲍威尔棱镜、柱面透镜等单个结构简单的光学元件来实现线形光斑的投射。

然而，目前所采用的鲍威尔棱镜、柱面透镜等单个结构简单的光学元件，仅能够实现简单的线形投射，无法对投射角度进行控制，导致难以满足不同的照明需求。

发明内容

基于此，有必要针对目前单个结构简单的光学元件无法对投射角度进行控制的问题，提供一种投射透镜、发射模组及电子设备。

一种投射透镜，具有主光轴，所述投射透镜包括相对设置的入光面及出光面，光束从所述入光面进入所述投射透镜中，并从所述出光面射出，且光束经所述投射透镜后，于第一方向发散，于第二方向会聚，所述第一方向及所述第二方向为垂直于所述主光轴的平面上两个互异的方向。

上述投射透镜，于互异的所述第一方向及所述第二方向上的光束调节能力不同，光束经所述投射透镜后，于所述第一方向发散，于所述第二方向会聚。由此，所述投射透镜能够将光束投射形成沿所述第一方向延伸的线形光斑。并且，根据不同的照明需求，通过改变所述投射透镜于所述第一方向上对光束的发散能力，以及所述投射透镜于所述第二方向上对光束的会聚能力，能够改变光束经所述投射透镜后于所述第一方向及所述第二方向上的投射角度，进而满足不同照明需求所需的投射角度。

在其中一个实施例中，所述投射透镜于所述第一方向的任意截面中，所述入光面朝向所述出光面凹陷，且所述入光面于所述第一方向上的曲率大于所述出光面于所述第一方向上的曲率。如此设置，所述投射透镜于所述第一方向上具有较大程度的凹陷，能够使所述投射透镜于所述第一方向上对光线的发散能力较强，以达到于所述第一方向上的广角投射效果。

在其中一个实施例中，所述投射透镜于所述第一方向的任一截面中，所述入光面朝向所述出光面凹陷，所述出光面的形状为直线，以使所述投射透镜沿第一方向具有发散特性。由此，能够保证所述投射透镜于所述第一方向上对光束的发散能力。

在其中一个实施例中，所述投射透镜于所述第二方向的任一截面中，所述入光面朝向所述入光侧凸出，所述出光面朝向所述出光侧凸出。由此，能够保证所述投射透镜于所述第二方向上对光束的会聚能力，且出光面的曲率大于入光面的曲率，以使所述投射透镜沿第二方向具有会聚特性。

在其中一个实施例中，所述入光面于所述第一方向上的形状关于所述主光轴呈轴对称形状。由此，能够使所述投射透镜于所述第一方向上向所述主光轴的两侧较均匀的发散光线。

在其中一个实施例中，所述第一方向及所述第二方向相互垂直。根据照明需求的不同，所述第一方向及所述第二方向能够有不同的选择。

在其中一个实施例中，所述投射透镜具有第一对称平面和第二对称平面，所述第一对称平面及所述第二对称平面的交线与所述主光轴重合，且两个所述对称平面相互垂直，所述投射透镜于所述第一方向上关于所述第一对称平面呈镜面对称设置，所述投射透镜于所述第二方向上关于所述第二对称平面呈镜面对称设置。由此，能够使所述投射透镜于所述第一方向上向所述主光轴的两侧更加均匀的发散光线，同时，所述投射透镜于所述第二方向也能够将光线更好地会聚，使投射的线形光斑更加细。

在其中一个实施例中，所述入光面和所述出光面均为非球面，且满足非球面公式：

其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，x为第一方向上非球面上相应点到主光轴的距离，c_x为非球面顶点于第一方向上的曲率，k_x为非球面于第一方向上的圆锥系数，y为第二方向上非球面上相应点到主光轴的距离，c_y为非球面顶点于第二方向上的曲率，k_y为非球面于第二方向上的圆锥系数；

并且，所述投射透镜满足以下关系式：

1＜c_x1＜5；0.01＜c_y1＜0.2；-20＜k_x1＜20；-20＜k_y1＜20；

5＜c_x2＜300或-300＜c_x2＜-5；-10＜c_y2＜-0.1；-20＜k_x2＜20；-20＜k_y2＜20；

其中，c_x1为所述入光面的非球面顶点于所述第一方向上的曲率，c_y1为所述入光面的非球面顶点于所述第二方向上的曲率，k_x1为所述入光面于所述第一方向上的圆锥系数，k_y1为所述入光面于所述第二方向上的圆锥系数，c_x2为所述出光面的非球面顶点于所述第一方向上的曲率，c_y2为所述出光面的非球面顶点于所述第二方向上的曲率，k_x2为所述出光面于所述第一方向上的圆锥系数，k_y2为所述出光面于所述第二方向上的圆锥系数。当满足上述关系式时，光束经所述投射透镜后，于所述第一方向上的投射角度较大，能够满足广角投射的需求，而于所述第二方向上的投射角度较小，线形光斑较细，光斑能量较为集中。

一种发射模组，包括光源以及上述任一实施例所述的投射透镜，所述光源发出的光束从所述入光面进入所述投射透镜，并从所述出光面射出。在所述发射模组中采用上述投射透镜，通过改变所述投射透镜于所述第一方向上对光束的发散能力，以及所述投射透镜于所述第二方向上对光束的会聚能力，能够改变所述发射模组发出的光线于所述第一方向及所述第二方向上的投射角度，以满足不同的照明需求所需的投射角度。

一种电子设备，包括接收模组以及上述的发射模组，所述接收模组用于接收所述发射模组照射至被测物体并从被测物体反射的光线。在所述电子设备中采用上述发射模组，能够调节所述发射模组发出的光线于所述第一方向及所述第二方向上的投射角度，使所述电子设备的应用范围更广。

附图说明

图1为本申请一种实施例中投射透镜的轴测图；

图2为图1所示的投射透镜的俯视图；

图3为图1所示的投射透镜的右视图；

图4为本申请一种实施例中投射透镜于第一方向上的截面示意图；

图5为本申请一种实施例中投射透镜于第二方向上的截面示意图；

图6为本申请一种实施例中投射透镜投射形成的线形光斑的形状示意图；

图7为本申请一种实施例中线形光斑于第一方向上的能量分布图；

图8为本申请一种实施例中线形光斑于第二方向上的能量分布图；

图9为本申请一种实施例中发射模组的示意图；

图10为本申请一种实施例中电子设备的示意图。

其中，100、投射透镜；110、入光面；120、出光面；200、发射模组；210、光源；300、电子设备；310、壳体；320、接收模组。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

在机器视觉、自动化生产等领域中，为满足特殊的照明需求，通常需要将激光投射形成线形光斑。目前，通常采用鲍威尔棱镜、柱面透镜、衍射元件等单个光学元件或多个光学元件共同配合以实现线形光斑的投射。但是，鲍威尔棱镜、柱面透镜等单个结构简单的光学元件仅能实现简单的线形投射，无法对投射角度进行控制，难以满足不同的照明需求。衍射元件等单个结构较复杂的光学元件，或采用多个光学元件共同配合，虽然能够对投射角度进行控制，但是衍射元件的微结构加工困难，会提高生产成本，而多个光学元件会增加光学系统的尺寸，难以满足小型化设计的需求。

为解决上述问题，本申请各实施例提供一种投射透镜、发射模组及电子设备。

请参见图1、图2和图3，本申请一些实施例中的投射透镜100，包括相对设置的入光面110及出光面120，光束从入光面110进入投射透镜100中，并从出光面120射出，且光束经过投射透镜100后，于第一方向发散，第二方向会聚。

需要说明的是，由入光面110进入投射透镜100的光束不限，在理想条件下，可以为平行光束，当然，也可以为接近平行的光束，即发散程度较低的光束，例如激光光束等。而投射透镜100具有主光轴，第一方向及第二方向为垂直于主光轴的平面上两个互异的方向。参考图2和图3所示，图2及图3中的虚线即代表投射透镜100的主光轴，可以理解的是，主光轴是为了方便描述而引出的虚拟直线，且主光轴经过了投射透镜100的物方焦点及像方焦点。

并且，第一方向及第二方向的设定不限，在本申请的各实施例中，第一方向均为水平方向，而第二方向均为竖直方向。当然，本申请仅示出了第一方向及第二方向的其中一些设定，在其他实施例中，第一方向及第二方向还能够为垂直于主光轴的平面上任意两个互异的方向。进一步地，第一方向及第二方向为垂直于主光轴的平面上任意两个相互垂直的方向。可以理解的是，当第一方向与第二方向垂直时，光束经投射透镜100后，能够投射形成沿第一方向延伸的线形光斑。

另外，在一些实施例中，通过使投射透镜100的入光面110于第一方向及第二方向上的曲率不同，出光面120于第一方向及第二方向上的曲率也不同，以实现投射透镜100于第一方向及第二方向上对光线的调节能力不同的效果。且在本申请中，投射透镜100于第一方向上具有发散能力，可理解为光束经投射透镜100后，于第一方向的最大角度变大，即光束于第一方向上发散，并且，投射透镜100于第一方向上的发散能力越强，则光束经投射透镜100后，于第一方向上的发散效果越明显。同理，投射透镜100于第二方向上具有会聚能力，可理解为光束经投射透镜100后，于第二方向上的最大角度变小。而投射透镜100对光线的调节能力，可理解为投射透镜100对光线的发散能力或会聚能力。

上述投射透镜100，于第一方向及第二方向上对光线的调节能力不同，且通过改变投射透镜100的入光面110或出光面120于第一方向及第二方向上的曲率，能够改变投射透镜100于第一方向上对光线的发散能力以及投射透镜100于第二方向上对光线的会聚能力的强弱，进而控制光束经投射透镜100后于第一方向及第二方向上的投射角度，以满足不同的照明需求。并且，当投射透镜100于第一方向上的发散能力较强时，光束经投射透镜100后于第一方向的投射角度较大，即投射透镜100能够实现于第一方向上的广角投射效果。例如，在一些实施例中，光束经投射透镜100后于第一方向上的投射角度在100°-170°之间。而当投射透镜100于第二方向上的会聚能力较强时，光束经投射透镜100后于第二方向上的投射角度较小，即投射透镜100投射形成的线形光斑能量较集中，形成的线形光斑较细。例如，在一些实施例中，光束经投射透镜100后于第二方向上的投射角度为10°。

进一步地，请参见图4和图5，图4示出了一些实施例中投射透镜100于第一方向上的截面，图5示出了一些实施例中投射透镜100于第二方向上的截面，且图4、图5中的虚线箭头均表示光线。在一些实施例中，投射透镜100于第一方向的截面中，入光面110朝向出光面120凹陷，而出光面120的形状为直线。投射透镜100于第二方向的截面中，入光面110朝向投射透镜100的入光侧凸出，出光面120朝向投射透镜100的出光侧凸出。

具体地，参考图4所示，投射透镜100于第一方向的截面中，入光面110朝向出光面120凹陷，而出光面120的形状为直线，则投射透镜100于第一方向的截面的形状可视为一凹透镜的形状，因此光束经投射透镜100后于第一方向上发散。进一步地，在一些实施例中，入光面110于第一方向上的形状呈锥形，且入光面110于第一方向上的锥形形状的顶点，即图4中入光面110所形成的锥形曲线的顶点靠近出光面120。通过将入光面110于第一方向上的形状设置为锥形，即入光面110于第一方向上具有较大程度的凹陷，使光束从入光面110进入投射透镜100时，于第一方向上能够发生较大程度的折射，与于第一方向上为平面的出光面120配合，能够使投射透镜100于第一方向上对光线具有较强的发散能力。

当然，在另一些实施例中，投射透镜100于第一方向的截面中，入光面110还能够设置为其他形状，并且，出光面120于第一方向上的面型也能够有其他设置，例如在另一些实施例中，投射透镜100于第一方向的截面中，出光面120朝向出光面120凹陷或朝向投射透镜100的入光侧凸出，只要能够使投射透镜100于第一方向上对光线具有发散能力即可。需要注意的是，当投射透镜100于第一方向的截面中，入光面110朝向出光面120凹陷，而出光面120朝向投射透镜100的出光侧凸出时，入光面110于第一方向上的曲率应当大于出光面120于第一方向上的曲率，以保证投射透镜100于第一方向上对光线具有发散能力。而当投射透镜100于第一方向的截面中，入光面110朝向出光面120凹陷，出光面120朝向入光面110凹陷时，入光面110与出光面120相互配合，能够使投射透镜100具有较强的发散能力。

更进一步地，参考图2和图4所示，在一些实施例中，入光面110于第一方向上的形状关于主光轴呈轴对称形状，即入光面110于第一方向上的形状的顶点在主光轴上。由此，当光束从入光面110进入投射透镜100时，光束能够于第一方向上向主光轴的两侧较均匀的发散光线。而当出光面120于第一方向上为平面时，投射透镜100于第一方向上的截面关于一经过主光轴的对称平面呈镜面对称结构。此时，光束经投射透镜100后，能够于第一方向上向主光轴的两侧较均匀的发散光线，有利于光束于第一方向上的广角投射。

并且，一并参考图5，在一些实施例中，入光面110于第二方向上的形状以及出光面120与第二方向上的形状也均关于主光轴呈轴对称形状。即可理解为，此时，投射透镜100具有相互垂直的第一对称平面和第二对称平面，两个对称平面均经过主光轴，且两个对称平面的交线与主光轴重合，投射透镜100的结构于第一方向上关于第一对称平面呈镜面对称结构，于第二方向上关于第二对称平面呈镜面对称结构。由此，在使投射透镜100于第一方向上能够向主光轴的两侧更加均匀的发散光线的同时，投射透镜100于第二方向上能够更好地将光束朝向靠近主光轴的方向会聚，使投射形成的线形光斑更细，能量更集中。需要说明的是，在本申请中，对称平面并未在图中示出，而实际也不存在，仅是为方便描述而引出的虚拟平面。

另外，参考图5所示，在一些实施例中，投射透镜100于第二方向的截面中，入光面110朝向投射透镜100的入光侧凸出，出光面120朝向投射透镜100的出光侧凸出，则投射透镜100于第二方向上的截面的形状可视为一凸透镜的形状，因此光束经投射透镜100后于第二方向上会聚。当然，投射透镜100于第二方向的截面中，入光面110及出光面120的形状也能够有其他的设定，需要注意的是，投射透镜100于第二方向的截面中，至少存在入光面110朝向投射透镜100的入光侧凸出或出光面120朝向投射透镜100的出光侧凸出的的其中一种情况，并且，在一些实施例中，投射透镜100于第二方向的截面中，入光面110朝向出光面120凹陷，出光面120朝向投射透镜100的出光侧凸出时，投射透镜100于第二方向的截面中，出光面120的曲率应当大于入光面110的曲率，以保证投射透镜100于第二方向上对光线具有会聚能力。

另外，可以理解的是，通过控制投射透镜100于第一方向及第二方向的截面中，入光面110或出光面120的曲率，能够改变投射透镜100于第一方向及第二方向上对光线的调节能力，进而改变光束经投射透镜100后于第一方向及第二方向上的投射角度。由此，为使对光束经投射透镜100后于第一方向及第二方向上的投射角度的控制更方便，在一些实施例中，入光面110及出光面120均设置为非球面，且入光面110及出光面120均满足非球面公式，其中，非球面公式参考如下：

其中，Z为非球面上相应点到与表面顶点相切的平面的距离，x为第一方向上非球面上相应点到主光轴的距离，c_x为非球面顶点于第一方向上的曲率，k_x为非球面于第一方向上的圆锥系数，y为第二方向上非球面上相应点到主光轴的距离，c_y为非球面顶点于第二方向上的曲率，k_y为非球面于第二方向上的圆锥系数。通过改变入光面110或出光面120所对应的非球面公式中的参数c_x、k_x、c_y或k_y，即能够改变投射透镜100于第一方向或第二方向上对光线的会聚能力或发散能力的强弱。

具体地，在一些实施例中，投射透镜100的入光面110或出光面120满足以下关系式：

1＜c_x1＜5；0.01＜c_y1＜0.2；-20＜k_x1＜20；-20＜k_y1＜20；

其中，参数后缀为“1”的参数表示入光面110的参数，而后缀为“2”的参数表示出光面120的参数。例如，c_x1为入光面110的非球面顶点于第一方向上的曲率，c_y1为入光面110的非球面顶点于第二方向上的曲率，k_x1为入光面110于第一方向上的圆锥系数，k_y1为入光面110于第二方向上的圆锥系数，c_x2为出光面120的非球面顶点于第一方向上的曲率，c_y2为出光面120的非球面顶点于第二方向上的曲率，k_x2为出光面120于第一方向上的圆锥系数，k_y2为出光面120于第二方向上的圆锥系数。

更具体地，在一些实施例中，投射透镜100的入光面110或出光面120满足以下关系式：

c_x1＝2.299779443；c_y1＝0.088159852；k_x1＝-1.174747246；k_y1＝0；

c_x2＝0；c_y2＝-0.335929055；k_x2＝0；k_y2＝6.12886761；

满足上述各关系式时，光束经投射透镜100后，能够投射形成沿第一方向延伸，而沿第二方向能量较为集中的线形光斑，且光束经投射透镜100后，于第一方向上的投射角度接近160°，能够满足广角投射的需求，于第二方向上的投射角度接近10°，线形光斑于第二方向上较细，光斑能量较为集中。更具体地，参考图6所示，图6示出了一些实施例中光束经投射透镜100投射形成的线形光斑的形状，该线形光斑的形状可理解为于投射透镜100出光面120一侧设置一成像平面，光束经投射透镜100后于该成像平面上所形成的光斑的形状。

需要说明的是，在理想情况下，即当从入光面110进入投射透镜100的光束为理想的平行光束的情况下，光束经投射透镜100投射形成的线形光斑，在主光轴处以及偏离主光轴的位置上于第二方向上的尺寸应当一致，即理想的线形光斑的形状应当大致呈长方形。而在实际使用中，一般难以保证从入光面110进入投射透镜100的光束为理想的平行光束，即在实际使用中，从入光面110进入投射透镜100的光束会具有一定的发散角，且越靠近光束边缘，发散角越大。因此，参考图6所示，在实际使用中，光束经投射透镜100投射形成的线形光斑中，越偏离主光轴的位置，线形光斑于第二方向上的尺寸越大，即越偏离主光轴的位置，线形光斑于第二方向上越粗，光斑能量越发散。因此，为保证投射形成的线形光斑能量较集中，在实际使用中，应当尽可能使从入光面110进入投射透镜100的光束质量较好，即使光束的发散角较小。

当然，入光面110及出光面120的非球面参数还可设置为其他数值，根据不同的照明需求，调整入光面110及出光面120的非球面参数，以控制光线经投射透镜100后于第一方向及第二方向上的投射角度，满足不同的照明需求。

另外，参考图7和图8所示，图7示出了一些实施例中投射透镜100投射形成的线形光斑于第一方向上的能量分布图，图8示出了一些实施例中投射透镜100投射形成的线形光斑于第二方向上的能量分布图，其中，横坐标表示光束经投射透镜100后于第一方向或第二方向上的投射角度，单位为度，纵坐标表示光束经投射透镜100后于第一方向或第二方向上不同投射角度处的辐亮度值。由图7的能量分布图可知，光束经投射透镜100后，于第一方向上的最大投射角度接近160°，此时，光束经投射透镜100后于第一方向上的最大投射角度较大，能够满足广角投射的需求。并且，在最大投射角度接近120°的位置处，光斑的能量较为集中。而由图8所示的能量分布图可知，光束经投射透镜100后，于第一方向上的最大投射角度接近10°，此时，线形光斑能量较集中，线形光斑于第二方向上较细，且越靠近主光轴处，光斑的能量越集中。

参考图9所示，在一些实施例中，投射透镜100能够与光源210组装形成发射模组200，光源210发出的光束从入光面110进入投射透镜100，并从出光面120射出，形成线形光斑。具体地，在一些实施例中，光源210可以为激光光源210，例如，光源210可以为垂直腔面发射激光器(VCSEL)、分布式反馈激光器(DFB)或边缘发射激光器(EEL)等激光光源210。在发射模组200中采用上述投射透镜100，通过改变投射透镜100于第一方向上对光束的发散能力，以及投射透镜100于第二方向上对光束的会聚能力，能够改变发射模组200发出的光束于第一方向及第二方向上的投射角度，以满足不同的投射需求。

请参见图9和图10，本申请一些实施例中还提供一种电子设备300，用于获取被测物体(图未示出)的三维信息。电子设备300包括壳体310、接收模组320以及上述的发射模组200，其中，接收模组320及发射模组200均安装于壳体310上，发射模组200用于向被测物体投射线形光斑，而接收模组320能够接收发射模组200投射至被测物体的表面并从被测物体的表面发射的光线，电子设备300通过对接收模组320接收的光线进行分析，能够获得被测物体的三维信息。具体地，电子设备300可以为结构光成像设备，或飞行时间法(TOF)成像设备，采用结构光成像技术，或TOF成像技术获取被测物体的三维信息。更具体地，电子设备300可以为但不限于智能手机、智能手表、平板电脑、车载识别装置或电子阅读器等具备三维成像功能的设备。在电子设备300中采用上述发射模组200，由于发射模组200投射的光束于第一方向及第二方向上的投射角度可调，使电子设备300能够运用于更多不同的环境中，应用范围更广。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种投射透镜，具有主光轴，其特征在于，所述投射透镜包括相对设置的入光面及出光面，光束从所述入光面进入所述投射透镜中，并从所述出光面射出，且光束经所述投射透镜后，于第一方向发散，于第二方向会聚，所述第一方向及所述第二方向为垂直于所述主光轴的平面上两个互异的方向；

所述入光面和所述出光面均为非球面，且满足非球面公式：

并且，所述投射透镜满足以下关系式：

1＜c_x1＜5；0.01＜c_y1＜0.2；-20＜k_x1＜20；-20＜k_y1＜20；

其中，c_x1为所述入光面的非球面顶点于所述第一方向上的曲率，c_y1为所述入光面的非球面顶点于所述第二方向上的曲率，k_x1为所述入光面于所述第一方向上的圆锥系数，k_y1为所述入光面于所述第二方向上的圆锥系数，c_x2为所述出光面的非球面顶点于所述第一方向上的曲率，c_y2为所述出光面的非球面顶点于所述第二方向上的曲率，k_x2为所述出光面于所述第一方向上的圆锥系数，k_y2为所述出光面于所述第二方向上的圆锥系数。

2.根据权利要求1所述的投射透镜，其特征在于，所述投射透镜于所述第一方向的任意截面中，所述入光面朝向所述出光面凹陷，且所述入光面于所述第一方向上的曲率大于所述出光面于所述第一方向上的曲率。

3.根据权利要求2所述的投射透镜，其特征在于，所述投射透镜于所述第一方向的任一截面中，所述入光面朝向所述出光面凹陷，所述出光面的形状为直线，以使所述投射透镜沿第一方向具有发散特性。

4.根据权利要求1所述的投射透镜，其特征在于，所述投射透镜于所述第二方向的任一截面中，所述入光面朝向入光侧凸出，所述出光面朝向出光侧凸出，且出光面的曲率大于入光面的曲率，以使所述投射透镜沿第二方向具有会聚特性。

5.根据权利要求1所述的投射透镜，其特征在于，所述入光面于所述第一方向上的形状关于所述主光轴呈轴对称形状。

6.根据权利要求1所述的投射透镜，其特征在于，所述第一方向及所述第二方向相互垂直。

7.根据权利要求5或6任一项所述的投射透镜，其特征在于，所述投射透镜具有第一对称平面和第二对称平面，所述第一对称平面及所述第二对称平面的交线与所述主光轴重合，且两个所述对称平面相互垂直，所述投射透镜于所述第一方向上关于所述第一对称平面呈镜面对称设置，所述投射透镜于所述第二方向上关于所述第二对称平面呈镜面对称设置。

8.根据权利要求1-6任一项所述的投射透镜，其特征在于，所述入光面于所述第一方向上的形状呈锥形，且所述入光面于所述第一方向上的锥形形状的顶点靠近所述出光面。

9.一种发射模组，其特征在于，包括光源以及权利要求1-8任一项所述的投射透镜，所述光源发出的光束从所述入光面进入所述投射透镜，并从所述出光面射出。

10.一种电子设备，其特征在于，包括接收模组以及权利要求9所述的发射模组，所述接收模组用于接收所述发射模组照射至被测物体并从被测物体反射的光线。