CN218601550U - 光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备，其涉及扫描显示技术领域。该光学成像镜组通过对光学成像镜组八个同光轴透镜中相关透镜的焦距和面型结构进行合理的优化设置，能合理分散系统的光焦度，减缓镜片所产生的像差，达到对多种像差校正的目的，从而在提升视场角的基础上实现对像方曲面的清晰成像；通过非球面镜片和球面镜片的结合使用，以及通过单透镜和胶合镜片的合理使用，进一步保证光学成像镜组的大视场角，加强了对多种光学像差的校正，实现清晰成像，与此同时，进一步减小光学成像镜组的体积和重量，使得光学成像镜组整体结构配置能够更加紧凑，满足了镜头产品小型化的生产需求。

Description

光学成像镜组、扫描显示装置及近眼显示设备

技术领域

本申请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

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。

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，受限于成像效果和视场角的影响，使其一直不能满足近眼显示中高分辨率的性能要求，故而阻碍着近眼显示向消费级市场的发展。

发明内容

本申请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大视场角、高成像品质和小型化可量产的要求。

本申请实施例提供一种光学成像镜组，所述光学成像镜组包括由第一侧至第二侧依次共光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第六透镜对应的焦距分别为负、正、正及正。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第六透镜和所述第八透镜均为球面透镜；

所述第五透镜和所述第七透镜均为非球面透镜。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第四透镜和所述第六透镜均为球面胶合透镜。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第四透镜和所述第六透镜均包括两个子透镜。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第四透镜的两个所述子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为正和负；

所述第六透镜的两个所述子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为负和正。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜的第二侧表面为凹面；

所述第五透镜的第一侧表面为凹面。

进一步可选地，在本实用新型较佳实施例中，所述第四透镜、所述第五透镜、所述第七透镜以及所述第八透镜的焦距分别为负、正、正和正；

所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜与所述光学成像镜组存在以下关系：0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，所述f_4-2为所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜的焦距，所述f_总为所述光学成像镜组的总焦距。

本申请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；

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。

本申请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。

本申请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。

采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：

本申请实施例中，通过对光学成像镜组中八个同光轴透镜的的部分透镜焦距和面型结构进行优化设置，能合理分散系统的光焦度，减缓镜片所产生的像差，达到对多种像差校正的目的，从而在提升视场角的基础上实现对像方曲面的清晰成像。

进一步地，通过合理数量的透镜组合配置，让光学成像镜组整体结构更加紧凑，满足了镜头产品小型化量产的生产需求；通过非球面镜片和球面镜片的结合使用，以及通过单透镜和胶合镜片的合理使用，进一步加强了对多种光学像差的校正，实现清晰成像，与此同时，进一步减小光学成像镜组的体积和重量。

本申请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，或者通过实施本申请的技术方案而了解。本申请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

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，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1a、1b是说明性的扫描显示系统的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的光纤扫描器扫描输出的示意图；

图3是本申请实施例一提供的一种光学成像镜组的结构示意图；

图4是本申请实施例一中光学成像镜组的MTF曲线图；

图5是本申请实施例一中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；

图6是本申请实施例一中光学成像镜组的垂轴色差图。

图7是本申请实施例二提供的一种光学成像镜组的结构示意图；

图8是本申请实施例二中光学成像镜组的MTF曲线图；

图9是本申请实施例二中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；

图10是本申请实施例二中光学成像镜组的垂轴色差图；

图11是本申请实施例三提供的一种光学成像镜组的结构示意图；

图12是本申请实施例三中光学成像镜组的MTF曲线图；

图13是本申请实施例三中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；

图14是本申请实施例三中光学成像镜组的垂轴色差图；

图15是本申请实施例四提供的一种光学成像镜组的结构示意图；

图16是本申请实施例四中光学成像镜组的MTF曲线图；

图17是本申请实施例四中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；

图18是本申请实施例四中光学成像镜组的垂轴色差图；

图19是本申请实施例五提供的一种光学成像镜组的结构示意图；

图20是本申请实施例五中光学成像镜组的MTF曲线图；

图21是本申请实施例五中光学成像镜组的场曲畸变曲线图；

图22是本申请实施例五中光学成像镜组的垂轴色差图。

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-第一透镜；12-第二透镜；13-第三透镜；14- 第四透镜；141、142-第四子透镜；15-第五透镜；16-第六透镜；161、162-第六子透镜；17-第七透镜；18-第八透镜；01-光阑；02-扫描曲面；31-第一透镜； 32-第二透镜；33-第三透镜；34-第四透镜；341、342-第四子透镜；35-第五透镜；36-第六透镜；361、362-第六子透镜；37-第七透镜；38-第八透镜；03-光阑；04-扫描曲面；51-第一透镜；52-第二透镜；53-第三透镜；54-第四透镜；541、542-第四子透镜；55-第五透镜；56-第六透镜；561、562-第六子透镜； 57-第七透镜；58-第八透镜；05-光阑；06-扫描曲面；71-第一透镜；72-第二透镜；73-第三透镜；74-第四透镜；741、742-第四子透镜；75-第五透镜；76-第六透镜；761、762-第六子透镜；77-第七透镜；78-第八透镜；07-光阑；08-扫描曲面；91-第一透镜；92-第二透镜；93-第三透镜；94-第四透镜；941、942- 第四子透镜；95-第五透镜；96-第六透镜；961、962-第六子透镜；97-第七透镜；98-第八透镜；09-光阑；10-扫描曲面。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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。

说明性扫描显示系统

对于目前的扫描显示成像来说，可由微机电系统(Micro-Electro-MechanicalSystem，MEMS)或光纤扫描显示(Fiber Scanning Display，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申请方案，下面对光纤扫描成像的简要原理及相应系统进行阐述。

如图1a所示，为本申请中的一种说明性的扫描显示系统，其中主要包括：

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，

处理器100可以为图形处理器(Graphics Processing Unit，GPU)、中央处理器(Central Processing Unit，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。

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1a中可见，激光器组110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。

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。

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。

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，在本申请中，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，在本申请中，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。

如图2所示，本申请实施例中，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 (Augmented Reality，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。

为了便于表述并使得本领域技术人员容易理解本申请的方案，需要说明的是，本申请中的光学成像镜组(如图2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)，从而在此将光学成像镜组对应成像平面240的一侧，称为第一侧，而将光学成像镜组对应扫描曲面230的一侧，称为第二侧。在后续内容中，便采用“第一侧”和“第二侧”为参照，对光学成像镜组的实施例方案进行描述。并且，后续实施例中的描述，诸如对光学成像镜组中的某一透镜而言，“第X透镜的第一侧表面”则是指第X透镜朝向第一侧的表面。

进一步需要说明的是，在投影领域，第一侧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，第二侧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，第一侧对应的一般为采集图像信息的物侧面，第二侧对应的一般为采集成像得到的像侧面。

光学成像镜组

本申请实施例中的光学成像镜组包括由第一侧至第二侧依次共光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，第一透镜、第二透镜、第三透镜以及第六透镜对应的焦距分别为负、正、正及正。需要说明的是，通过设置合理数量的透镜并限定第一透镜至第三透镜以及第六透镜的焦距正负性，可合理分散系统的光焦度，减缓镜片所产生的像差，达到对多种像差校正的目的，从而在提升视场角的基础上实现对像方曲面的清晰成像。另外，需要强调的是，限定第三透镜和第六透镜的焦距为正，可以加强曲面图像的汇聚能力以平衡像差。

进一步地，在本申请实施例优选地，第四透镜、第五透镜、第七透镜以及第八透镜的焦距分别为负、正、正和正。需要强调的是，在本申请其它实施例当中，并不如本申请实施例中对第四透镜、第五透镜、第七透镜以及第八透镜的焦距正负性进行限定，其可正可负。

进一步优选地，本实用新型提供的实施例中，第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第六透镜和第八透镜均为球面透镜；第五透镜和第七透镜均为非球面透镜。并且，第四透镜和第六透镜均为球面胶合透镜。需要说明的是，通过对八个透镜进行非球面镜片和球面镜片的合理配置使用，以及通过单透镜和胶合透镜的合理使用，进一步加强了对多种光学像差的校正，在实现扩大视场角的基础上进行清晰成像。需要强调的是，通过将合理位置和数量(第五透镜和第七透镜)的透镜镜面结构限定设计为非球面面形结构，借此可获得较多的控制变量，用以消减像差、合理缩减透镜数目，故在提升图像显示质量的基础上，还有助于光学成像镜组的小型化或微型化。另外，上述所限定的非球面透镜指的是第一侧表面和第二侧表面均为非球面面形结构，并且可以理解为该透镜表面光学有效区整个或者其中一部分为非球面。

进一步具体优选地，本实用新型实施例中，第四透镜和第六透镜作为球面胶合透镜均具有两个子透镜。并且优选地，第四透镜的两个子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为正和负；第六透镜的两个子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为负和正。需要说明的是，通过限制第四透镜和第六透镜对应子透镜的焦距正负性，可以很好地消除色差和球差，这对于整个成像镜组的像差校正至关重要。当然在本实用新型的一些实施方式中，第四透镜两个子透镜的焦距正负性还可均为负，第六透镜的两个子透镜也可均设置成正。需要强调的是，在本实用新型其它实施例当中，并不仅限于本实用新型实施例提供的第四透镜和第六透镜对应的子透镜数量，其还可以是其它数量的子透镜个数，如3个或4个，具体地根据实际的设计需要进行灵活设置。

进一步地，本实用新型实施例提供的光学成像镜组中第四透镜靠近第五透镜的子透镜的第二侧表面为凹面，并且第五透镜的第一侧表面也为凹面。需要说明的是，通过对第四透镜和第五透镜相对的两个面(也就是第四透镜靠近第五透镜的子透镜的第二侧表面和第五透镜的第一侧表面)进行凹面限制，可以产生较大的像场弯曲来配合像面的弯曲，从而达到良好的像差校正效果。

另外还需要说明的是，本文所说的第一侧表面为凸面，是指第一侧表面朝向光学成像镜组的第一侧方向形成凸起的形状；第一侧表面为凹面，是指第一侧表面朝向光学成像镜组的第一侧方向形成凹陷的形状；第二侧表面为凸面，是指第二侧表面朝向光学成像镜组的第二侧方向形成凸起的形状；第二侧表面为凹面，是指第二侧表面朝向光学成像镜组的第二侧方向形成凹陷的形状。

进一步地，在某些实施方式中，透镜的面型并不是整个侧表面均为凹面或凸面，透镜的面型可能为复合型曲面，或近光轴部分为曲面而边缘部分非曲面；尤其是可选地，当透镜表面为凸面且未界定该凸面位置时，则表示该凸面可位于透镜表面近光轴处；同理，当透镜表面为凹面且未界定该凹面位置时，则表示该凹面可位于透镜表面近光轴处。

更进一步地，本实用新型实施例提供的第四透镜靠近第五透镜的子透镜与光学成像镜组存在以下关系：0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜靠近第五透镜的子透镜的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，通过对第四透镜靠近第五透镜的子透镜和光学成像镜组的总焦距进行焦距比例关系的限定，使得系统的光焦度得到合理的分散和配置，进而进一步加强对多种像差的校正，提升视场角和成像品质。另外，若本实施例中未界定透镜焦距所在的区域位置时，则表示该透镜的焦距可为透镜于近光轴处的焦距。需要强调的是，申请人在进行本发明创造之前，现有的用于投影显示的光学成像镜组无法做到成像品质和大视场角的平衡，即通常会在提升视场角时降低成像品质，要想保证成像品质又无法做到较大的视场角。而本申请的发明创造方案通过对八个透镜中对应透镜进行相应特征(焦距、球面与非球面、单透镜和胶合透镜以及面型结构等)的限定和合理配置，实现了在提升视场角和兼具小型化的同时，达到成像的高品质输出。

进一步地，在一种可能的实施方式中，八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。

进一步可选地，在一种可能的实施方式中，第一透镜至第八透镜均由塑料或玻璃制成。需要说明的是，由塑料制成的第一透镜至第八透镜，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。

还需要说明的是，本实用新型实施例公开的光学成像镜组，可选地，可以设置至少一个光阑，其可位于第一透镜之前(第一侧)、各透镜之间或最后第八透镜之后(第二侧)，该光阑的种类可以为如孔径光阑或视场光阑等，可用于减少杂散光，有助于提升图像显示质量。

实施例一

图3为本实用新型实施例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由第一侧(也即，图3中的光阑01所在一侧)至第二侧(也即，图3中的扫描曲面02所在一侧)共光轴依次设置的第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17和第八透镜18。

在本实施例中，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第四透镜14、第五透镜15、第六透镜16、第七透镜17和第八透镜18中每两个相邻透镜间均具有间隔，第一透镜11、第二透镜12、第三透镜13、第五透镜15、第七透镜17和第八透镜18为六片单一非粘合透镜。第四透镜14是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第四子透镜141和第四子透镜142；第六透镜16也是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第六子透镜161和第六子透镜162。

第一透镜11至第八透镜18由第一侧至第二侧的焦距依次为负、正、正、负、正、正、正和正，其中第四透镜14对应包括的第四子透镜141和第四子透镜142焦距分别为正和负，第六透镜16对应包括的第六子透镜161和第六子透镜162焦距分别为负和正。

第一透镜11的第一侧表面和第二侧表面于近光轴处均为凹面；

第二透镜12的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面为凸面。

第三透镜13的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第四透镜14中的第四子透镜141的第一侧表面和第二侧表面均为凸面，第四子透镜142的第一侧表面和第二侧表面均为凹面；

第五透镜15的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面于近光轴处为凸面；

第六透镜16中第六子透镜161的第一侧表面和第二侧表面均为凹面，第六子透镜162的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第七透镜17的第一侧表面于近光轴处为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面；

第八透镜18的第一侧表面为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面。

在本实施例中，光学成像镜组中第四透镜14的焦距满足以下关系式：

0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜14靠近第五透镜15的子透镜的焦距，也就是第四子透镜142的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，具体的每个透镜的焦距值如表1所示：

表1光学成像镜组中每个透镜的焦距参数表

镜片	焦距	镜片焦距/镜头总焦距
			第一透镜11	-2.86	-1.11
第二透镜12	7.17	2.78
			第三透镜13	3.82	1.48
第四透镜14	-12.02	-4.66
			第四子透镜141	3.9	1.51
第四子透镜142	-2.21	-0.86
			第五透镜15	61.18	23.71
第六透镜16	40.01	15.51
			第六子透镜161	-6.69	-2.59
第六子透镜162	11.05	4.28
			第七透镜17	9.1	3.53
第八透镜18	64.08	24.84

光学成像镜组中第一透镜11，第四子透镜142，第六子透镜161的折射率和色散系数分别满足以下条件：

第一透镜11的折射率和色散系数分别为1.92和20.9；第四子透镜142的折射率和色散系数分别为1.85和23.8，第六子透镜161的折射率和色散系数分别为1.92和20.9。

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总焦距为2.58mm，视场角为28度。其在对扫描曲面02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参数如表2所示：

表2实施例一中光学成像镜组的结构参数

需要说明的是，表1和表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2中的表面0-20依序表示由第一侧至第二侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。

进一步地，第五透镜15和第七透镜17(均为非球面镜片)对应的表面的圆锥系数和非球面系数如下表3所示：

表3实施例一中非球面镜片表面的圆锥系数和非球面系数数据

表面

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

11

-7.5E-01

1.6E-01

-5.4E-02

6.4E-02

-4.9E-02

2.6E-02

-9.3E-03

2.9E-03

12

-1.2E+00

4.5E-04

-1.4E-03

1.1E-03

-1.8E-04

-1.1E-04

4.6E-05

-3.0E-06

16

-6.9E-01

-6.3E-03

-1.4E-03

-1.5E-04

8.3E-04

-5.2E-04

1.4E-04

-1.4E-05

17

-1.1E+00

-4.1E-02

2.5E-03

6.5E-03

-5.9E-03

2.4E-03

-4.6E-04

3.4E-05

表3为实施例一中的圆锥系数和非球面系数数据，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。

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。

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。

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载体上，实现清晰成像。

实施例二

图7为本实用新型实施例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由第一侧(也即，图7中的光阑03所在一侧)至第二侧(也即，图7中的扫描曲面04所在一侧)共光轴依次设置的第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、第五透镜35、第六透镜36、第七透镜37和第八透镜38。

在本实施例中，第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第四透镜34、第五透镜35、第六透镜36、第七透镜37和第八透镜38中每两个相邻透镜间均具有间隔，第一透镜31、第二透镜32、第三透镜33、第五透镜35、第七透镜37和第八透镜38为六片单一非粘合透镜。第四透镜34是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第四子透镜341和第四子透镜342；第六透镜36也是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第六子透镜361和第六子透镜362。

第一透镜31至第八透镜38由第一侧至第二侧的焦距依次为负、正、正、负、正、正、正和负，其中第四透镜34对应包括的第四子透镜341和第四子透镜342焦距分别为正和负，第六透镜36对应包括的第六子透镜361和第六子透镜362焦距分别为负和正。

第一透镜31的第一侧表面和第二侧表面于近光轴处均为凹面；

第二透镜32的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面为凸面。

第三透镜33的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第四透镜34中的第四子透镜341的第一侧表面和第二侧表面均为凸面，第四子透镜342的第一侧表面和第二侧表面均为凹面；

第五透镜35的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面于近光轴处为凸面；

第六透镜36中第六子透镜361的第一侧表面为凸面，第二侧表面为凹面，第六子透镜362的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第七透镜37的第一侧表面于近光轴处为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面；

第八透镜38的第一侧表面为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面。

在本实施例中，光学成像镜组中第四透镜34的焦距满足以下关系式：

0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜34靠近第五透镜35的子透镜的焦距，也就是第四子透镜342的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，具体的每个透镜的焦距值如表4所示：

表4光学成像镜组中每个透镜的焦距参数表

镜片	焦距	镜片焦距/镜头总焦距
			第一透镜31	-2.53	-0.99
第二透镜32	6.38	2.50
			第三透镜33	3.61	1.41
第四透镜34	-12.10	-4.75
			第四子透镜341	5.74	2.25
第四子透镜342	-3.01	-1.18
			第五透镜35	-16.14	-6.33
第六透镜36	22.04	8.64
			第六子透镜361	-15.40	-6.04
第六子透镜362	22.90	8.98
			第七透镜37	6.01	2.36
第八透镜38	-23.16	-9.08

光学成像镜组中第一透镜31，第四子透镜342，第六子透镜361的折射率和色散系数分别满足以下条件：

第一透镜31的折射率和色散系数分别为1.95和17.9；第四子透镜342的折射率和色散系数分别为1.78和25.7，第六子透镜361的折射率和色散系数分别为1.92和18.89。

本实用新型实施例二提供的光学成像镜组中；光学成像镜组整体的总焦距为2.58mm，视场角为28度。其在对扫描曲面04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参数如表5所示：

表5实施例二中光学成像镜组的结构参数

需要说明的是，表4和表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5中的表面0-20依序表示由第一侧至第二侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。

进一步地，第五透镜35和第七透镜37(均为非球面镜片)对应的表面的非球面圆锥系数如下表6所示：

表6实施例二中非球面镜片表面的圆锥系数和非球面系数数据

表面

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

11

-9.83E-01

6.19E-02

-2.18E-02

-9.85E-04

3.42E-02

-5.23E-02

3.47E-02

-8.51E-03

12

-1.10E+00

-2.14E-02

1.43E-02

-1.15E-02

7.37E-03

-3.01E-03

6.84E-04

-6.44E-05

16

-9.81E-01

-1.45E-02

8.92E-03

-6.56E-03

4.10E-03

-1.64E-03

3.49E-04

-2.96E-05

17

-5.03E+00

-1.23E-03

-1.35E-02

1.48E-02

-1.04E-02

4.09E-03

-7.93E-04

5.82E-05

表6为实施例二中的圆锥系数和非球面系数数据，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。

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。

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。

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载体上，实现清晰成像。

实施例三

图11为本实用新型实施例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由第一侧(也即，图11中的光阑05所在一侧)至第二侧(也即，图11中的扫描曲面06所在一侧)共光轴依次设置的第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第四透镜54、第五透镜55、第六透镜56、第七透镜57 和第八透镜58。

在本实施例中，第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第四透镜54、第五透镜55、第六透镜56、第七透镜57和第八透镜58中每两个相邻透镜间均具有间隔，第一透镜51、第二透镜52、第三透镜53、第五透镜55、第七透镜57和第八透镜58为六片单一非粘合透镜。第四透镜54是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第四子透镜541和第四子透镜542；第六透镜56也是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第六子透镜561和第六子透镜562。

第一透镜51至第八透镜58由第一侧至第二侧的焦距依次为负、正、正、负、正、正、负和正，其中第四透镜54对应包括的第四子透镜541和第四子透镜542焦距分别为负和负，第六透镜56对应包括的第六子透镜561和第六子透镜562焦距分别为正和正。

第一透镜51的第一侧表面和第二侧表面于近光轴处均为凹面；

第二透镜52的第一侧表面和第二侧表面均为凸面。

第三透镜53的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第四透镜54中的第四子透镜541的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面为凸面，第四子透镜542的第一侧表面和第二侧表面均为凹面；

第五透镜55的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面于近光轴处为凸面；

第六透镜56中第六子透镜561的第一侧表面为凸面，第二侧表面为凹面，第六子透镜562的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第七透镜57的第一侧表面于近光轴处为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面；

第八透镜58的第一侧表面为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面。

在本实施例中，光学成像镜组中第四透镜54的焦距满足以下关系式：

0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜54靠近第五透镜55的子透镜的焦距，也就是第四子透镜542的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，具体的每个透镜的焦距值如表7所示：

表7光学成像镜组中每个透镜的焦距参数表

镜片	焦距	镜片焦距/镜头总焦距
			第一透镜51	-1.94	-0.70
第二透镜52	3.18	1.15
			第三透镜53	2.90	1.05
第四透镜54	-2.41	-0.87
			第四子透镜541	-5.55	-2.01
第四子透镜542	-2.76	-1.00
			第五透镜55	6.23	2.25
第六透镜56	7.32	2.65
			第六子透镜561	22.90	8.28
第六子透镜562	27.08	9.79
			第七透镜57	-2.36	-0.85
第八透镜58	2.04	0.74

光学成像镜组中第一透镜51，第四子透镜542，第六子透镜561的折射率和色散系数分别满足以下条件：

第一透镜51的折射率和色散系数分别为1.96和19.4；第四子透镜542的折射率和色散系数分别为1.82和22.4，第六子透镜561的折射率和色散系数分别为1.89和20.2。

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总焦距为2.58mm，视场角为28度。其在对扫描曲面06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参数如表8所示：

表8实施例三中光学成像镜组的结构参数

需要说明的是，表7和表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8中的表面0-20依序表示由第一侧至第二侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。

进一步地，第五透镜55和第七透镜57(均为非球面镜片)对应的表面的圆锥系数和非球面系数如下表9所示：

表9实施例三中非球面镜片表面的圆锥系数和非球面系数数据

表面

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

11

-9.06E-01

2.82E-02

7.00E-02

-2.42E-02

4.35E-02

-5.16E-02

2.57E-02

-4.82E-03

12

-1.66E+00

-4.48E-02

1.66E-02

-8.28E-03

7.33E-03

-3.04E-03

6.71E-04

-6.89E-05

16

9.39E-02

2.62E-02

-1.25E-02

-4.29E-04

3.54E-03

-1.96E-03

4.82E-04

-4.90E-05

17

-1.43E+00

8.33E-02

1.40E-02

-1.08E-02

3.34E-03

1.23E-02

-8.69E-03

1.88E-03

表9为实施例三中非球面镜片表面的圆锥系数和非球面系数数据，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。

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。

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。

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载体上，实现清晰成像。

实施例四

图15为本实用新型实施例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由第一侧(也即，图15中的光阑07所在一侧)至第二侧(也即，图15中的扫描曲面08所在一侧)共光轴依次设置的第一透镜71、第二透镜72、第三透镜73、第四透镜74、第五透镜75、第六透镜76、第七透镜77 和第八透镜78。

在本实施例中，第一透镜71、第二透镜72、第三透镜73、第四透镜74、第五透镜75、第六透镜76、第七透镜77和第八透镜78中每两个相邻透镜间均具有间隔，第一透镜71、第二透镜72、第三透镜73、第五透镜75、第七透镜77和第八透镜78为六片单一非粘合透镜。第四透镜74是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第四子透镜741和第四子透镜742；第六透镜76也是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第六子透镜761和第六子透镜762。

第一透镜71至第八透镜78由第一侧至第二侧的焦距依次为负、正、正、正、正、正、负和正，其中第四透镜74对应包括的第四子透镜741和第四子透镜742焦距分别为正和负，第六透镜76对应包括的第六子透镜761和第六子透镜762焦距分别为负和正。

第一透镜71的第一侧表面和第二侧表面于近光轴处均为凹面；

第二透镜72的第一侧表面和第二侧表面均为凸面。

第三透镜73的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面为凸面；

第四透镜74中的第四子透镜741的第一侧表面和第二侧表面均为凸面，第四子透镜742的第一侧表面和第二侧表面均为凹面；

第五透镜75的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面于近光轴处为凸面；

第六透镜76中第六子透镜761的第一侧表面和第二侧表面均为凹面，第六子透镜762的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第七透镜77的第一侧表面于近光轴处为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面；

第八透镜78的第一侧表面为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面。

在本实施例中，光学成像镜组中第四透镜74的焦距满足以下关系式：

0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜74靠近第五透镜75的子透镜的焦距，也就是第四子透镜742的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，具体的每个透镜的焦距值如表10所示：

表10光学成像镜组中每个透镜的焦距参数表

镜片	焦距	镜片焦距/镜头总焦距
			第一透镜71	-1.98	-0.70
第二透镜72	3.01	1.06
			第三透镜73	12.15	4.29
第四透镜74	19.90	7.03
			第四子透镜741	3.66	1.29
第四子透镜742	-2.83	-1.00
			第五透镜75	4.38	1.55
第六透镜76	11.41	4.03
			第六子透镜761	-17.03	-6.02
第六子透镜762	9.21	3.25
			第七透镜77	-2.48	-0.87
第八透镜78	1.81	0.64

光学成像镜组中第一透镜71，第四子透镜742，第六子透镜761的折射率和色散系数分别满足以下条件：

第一透镜71的折射率和色散系数分别为1.78和21.4；第四子透镜742的折射率和色散系数分别为1.9和27.1，第六子透镜761的折射率和色散系数分别为1.83和21.6。

本实用新型实施例四提供的光学成像镜组中；光学成像镜组整体的总焦距为2.58mm，视场角为28度。其在对扫描曲面08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参数如表11所示：

表11实施例四中光学成像镜组的结构参数

需要说明的是，表10和表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11中的表面0-20依序表示由第一侧至第二侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。

进一步地，第五透镜75和第七透镜77(均为非球面镜片)对应的表面的圆锥系数和非球面圆锥系数下表12所示：

表12实施例四中不同透镜表面的圆锥系数和非球面圆锥系数数据

表面

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

11

-9.69E-01

6.51E-02

3.83E-02

-2.30E-02

4.47E-02

-5.37E-02

2.70E-02

-4.99E-03

12

-1.81E+00

-2.00E-02

1.53E-02

-7.08E-03

7.45E-03

-3.20E-03

6.67E-04

-6.24E-05

16

-6.75E-01

5.42E-02

-2.09E-02

1.51E-03

4.48E-03

-2.00E-03

3.54E-04

-2.26E-05

17

-1.51E+00

2.09E-01

-1.20E-01

5.20E-02

1.77E-02

3.09E-04

-1.21E-02

3.86E-03

表12为实施例四中的圆锥系数和非球面系数数据，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。

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。

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。

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载体上，实现清晰成像。

实施例五

图19为本实用新型实施例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由第一侧(也即，图19中的光阑09所在一侧)至第二侧(也即，图19中的扫描曲面10所在一侧)共光轴依次设置的第一透镜91、第二透镜92、第三透镜93、第四透镜94、第五透镜95、第六透镜96、第七透镜97 和第八透镜98。

在本实施例中，第一透镜91、第二透镜92、第三透镜93、第四透镜94、第五透镜95、第六透镜96、第七透镜97和第八透镜98中每两个相邻透镜间均具有间隔，第一透镜91、第二透镜92、第三透镜93、第五透镜95、第七透镜97和第八透镜98为六片单一非粘合透镜。第四透镜94是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第四子透镜941和第四子透镜942；第六透镜96也是由两片子透镜组成的胶合透镜，对应两片子透镜从第一侧至第二侧分别为第六子透镜961和第六子透镜962。

第一透镜91至第八透镜98由第一侧至第二侧的焦距依次为负、正、正、正、正、正、负和正，其中第四透镜94对应包括的第四子透镜941和第四子透镜942焦距分别为正和负，第六透镜96对应包括的第六子透镜961和第六子透镜962焦距分别为负和正。

第一透镜91的第一侧表面和第二侧表面于近光轴处均为凹面；

第二透镜92的第一侧表面和第二侧表面均为凸面。

第三透镜93的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面为凸面；

第四透镜94中的第四子透镜941的第一侧表面和第二侧表面均为凸面，第四子透镜942的第一侧表面和第二侧表面均为凹面；

第五透镜95的第一侧表面于近光轴处为凹面，第二侧表面于近光轴处为凸面；

第六透镜96中第六子透镜961的第一侧表面和第二侧表面均为凹面，第六子透镜962的第一侧表面和第二侧表面均为凸面；

第七透镜97的第一侧表面于近光轴处为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面；

第八透镜98的第一侧表面为凸面，第二侧表面于近光轴处为凹面。

在本实施例中，光学成像镜组中第四透镜94的焦距满足以下关系式：

0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，f_4-2为第四透镜94靠近第五透镜95的子透镜的焦距，也就是第四子透镜942的焦距，f_总为光学成像镜组的总焦距。需要说明的是，具体的每个透镜的焦距值如表13所示：

表13光学成像镜组中每个透镜的焦距参数表

光学成像镜组中第一透镜91，第四子透镜942，第六子透镜961的折射率和色散系数分别满足以下条件：

第一透镜91的折射率和色散系数分别为1.79和23；第四子透镜942的折射率和色散系数分别为1.72和24，第六子透镜961的折射率和色散系数分别为1.77和21.8。

本实用新型实施例五提供的光学成像镜组中；光学成像镜组整体的总焦距为2.58mm，视场角为28度。其在对扫描曲面10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参数如表14所示：

表14实施例五中光学成像镜组的结构参数

需要说明的是，表13和表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14中的表面0-20依序表示由第一侧至第二侧的表面；成像平面中曲率半径为“无限”的光学面即指呈平面。

进一步地，第五透镜95和第七透镜97(均为非球面镜片)对应的表面的圆锥系数和非球面系数如下表15所示：

表15实施例五中非球面透镜表面的圆锥系数和非球面系数数据

表面

k

A4

A6

A8

A10

A12

A14

A16

11

-1.06E+00

8.34E-02

2.36E-02

-3.28E-02

5.08E-02

-5.02E-02

2.39E-02

-4.39E-03

12

-1.58E+00

-2.26E-02

1.38E-02

-8.06E-03

7.33E-03

-3.26E-03

7.23E-04

-6.72E-05

16

-5.11E-01

5.29E-02

-1.64E-02

-3.02E-04

4.32E-03

-1.84E-03

3.24E-04

-1.81E-05

17

-5.21E+00

1.35E-01

-7.26E-02

2.82E-02

-1.63E-03

2.82E-03

-3.58E-03

9.62E-04

表15为实施例五中的圆锥系数和非球面系数数据，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。

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。

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。

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载体上，实现清晰成像。

扫描显示装置

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)，构成本申请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。

近眼显示设备

本申请中，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申请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。

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2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2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。

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申请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。

本申请实施例中，通过对光学成像镜组的八个同光轴透镜的焦距进行合理的优化设置，能合理分散系统的光焦度，减缓镜片所产生的像差，达到对多种像差校正的目的，从而在提升视场角的基础上实现对像方曲面的清晰成像；通过合理数量的透镜组合配置，让光学成像镜组整体结构更加紧凑，满足了镜头产品小型化量产的生产需求；通过非球面镜片和球面镜片的结合使用，以及通过单透镜和胶合镜片的合理使用，进一步加强了对多种光学像差的校正，实现清晰成像，与此同时，进一步减小光学成像镜组的体积和重量。

以上所述的只是本申请的较佳具体实施例，各实施例仅用于说明本申请的技术方案而非对本申请的限制，凡本领域技术人员依本申请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，皆应该本申请的范围之内。

本申请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。

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。

Claims (10)

1.一种光学成像镜组，其特征在于，所述光学成像镜组包括由第一侧至第二侧依次共光轴设置的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜和第八透镜，其中，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜以及所述第六透镜对应的焦距分别为负、正、正及正。

2.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第一透镜、所述第二透镜、所述第三透镜、所述第四透镜、所述第六透镜和所述第八透镜均为球面透镜；

所述第五透镜和所述第七透镜均为非球面透镜。

3.根据权利要求2所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第四透镜和所述第六透镜均为球面胶合透镜。

4.根据权利要求3所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第四透镜和所述第六透镜均包括两个子透镜。

5.根据权利要求4所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第四透镜的两个所述子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为正和负；

所述第六透镜的两个所述子透镜由第一侧至第二侧共光轴设置且对应焦距正负性分别为负和正。

6.根据权利要求4所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜的第二侧表面为凹面；

所述第五透镜的第一侧表面为凹面。

7.根据权利要求4所述的光学成像镜组，其特征在于，所述第四透镜、所述第五透镜、所述第七透镜以及所述第八透镜的焦距分别为负、正、正和正；

所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜与所述光学成像镜组存在以下关系：0.8≤|f_4-2/f_总|≤1.5，其中，所述f_4-2为所述第四透镜靠近所述第五透镜的子透镜的焦距，所述f_总为所述光学成像镜组的总焦距。

8.一种扫描显示装置，其特征在于，包括光纤扫描器及前述权利要求1至7中任一项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；

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。

9.一种近眼显示设备，其特征在于，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权利要求8所述的扫描显示装置，所述扫描显示装置设置于所述近眼显示模组中。

10.一种近眼显示设备，其特征在于，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权利要求8所述的扫描显示装置，所述扫描显示装置设置于所述近眼显示模组中。

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