一种光学成像镜组及扫描显示装置的制作方法

本申请涉及显示成像，具体涉及一种光学成像镜组及扫描显示装置。

背景技术：

1、显示成像技术广泛应用于各行各业，其中，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。

2、然而，现有的扫描显示成像系统中，存在着加工难度高，量产成本高以及成像质量不佳等缺点，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，尤其是在光纤扫描显示技术领域，由于光纤扫描时所形成的像方图像为曲面，因此，很难实现对像方曲面的清晰成像。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种光学成像镜组及扫描显示装置，以解决像方曲面图像的清晰成像问题。

2、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多个透镜，所述多个透镜由第一侧至第二侧依次共光轴设置，所述光学成像镜组的所述第二侧对应曲面图像；

3、靠近所述曲面图像且与所述曲面图像相对的透镜表面为凹面，所述凹面和所述曲面图像在所述光轴上的间距为所述光学成像镜组的工作距离，所述工作距离为0.2mm-1.1mm；

4、具有所述凹面的所述透镜由所述第一侧到所述第二侧依次具有第一侧表面和第二侧表面，所述第二侧表面对应所述凹面；当所述光学成像镜组工作时，光线与所述第一侧表面、所述第二侧表面和所述曲面图像依次形成有最大值的交高y1、y2和y3，其中，所述y2和所述y3存在关系：1.2≤y2/y3≤2.0。

5、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述工作距离为0.4-0.8mm。

6、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述工作距离为0.3-0.5mm。

7、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述总焦距为2mm-3.5mm；

8、所述光学成像镜组的所述总焦距和所述工作距离存在以下关系式：2.95≤f总/f工作距≤14.43，其中，所述f总为所述光学成像镜组的所述总焦距，所述f工作距为所述光学成像镜组的所述工作距离。

9、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述y1和所述y2存在关系：1.5≤y1/y2≤2.5。

10、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述曲面图像的曲面朝向和所述凹面的曲面朝向相同。

11、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述曲面图像由载有光信号的光纤摆动所形成。

12、进一步地，在本申请较佳实施例当中，所述曲面图像沿所述光轴方向的投影为曲面投影，所述曲面图像上的积分表面积为第一积分表面积，所述第一积分表面积在所述曲面投影上所对应的积分表面积为第二积分表面积，所述第一积分表面积与所述第二积分表面积一一对应；

13、所述曲面投影上的所述第二积分表面积大小由中心向四周逐渐减小。

14、进一步地，在本申请较佳实施例当中，过所述曲面图像中心点的切平面具有垂直于所述切平面的法向量，所述法向量过所述中心点，所述中心点为所述曲面图像与所述切平面的交点o，所述曲面图像上任意一个不过所述交点o的点为p，所述p点在所述法向量上对应的投影点为p’，所述交点o到所述p’的位移d存在以下关系：0<d<0.5mm；

15、过所述p点的斜率随着所述p点远离所述法向量而越来越小。

16、本申请实施例还提出一种扫描显示装置，其包括光纤扫描器及前述的光学成像镜组，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；

17、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。

18、采用本申请实施例中的技术方案可以实现以下技术效果：

19、本申请实施例中，通过对光学成像镜组的工作距离进行定义和数值范围的限定，以及对y1、y2和y3进行定义并将y2和y3进行比例关系限定，使得由多个透镜组成的光学成像镜组能够将第二侧的曲面图像进行清晰的成像，从而使得光学成像镜组在安装调配时能够快速精准地匹配到曲面图像，故本申请实施例提供光学成像镜组不但能够实现像方曲面图像的高质量清晰成像，而且还有利于使整个光学成像镜组的装配工艺难度得到降低，同时也有利于在低成本下实现批量化的装配生产，为包含有光学成像镜组的产品加工品控奠定了良好的技术基础。

20、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。

技术特征：

1.一种光学成像镜组，其特征在于，所述光学成像镜组包括多个透镜，所述多个透镜由第一侧至第二侧依次共光轴设置，所述光学成像镜组的所述第二侧对应曲面图像；

2.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述工作距离为0.4-0.8mm。

3.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述工作距离为0.3-0.5mm。

4.根据权利要求1所述的光学成像镜组，其特征在于，所述总焦距为2mm-3.5mm；

5.根据权利要求4所述的光学成像镜组，其特征在于，所述y1和所述y2存在关系：1.5≤y1/y2≤2.5。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的光学成像镜组，其特征在于，所述曲面图像的曲面朝向和所述凹面的曲面朝向相同。

7.根据权利要求6所述的光学成像镜组，其特征在于，所述曲面图像由载有光信号的光纤摆动所形成。

8.根据权利要求6所述的光学成像镜组，其特征在于，所述曲面图像沿所述光轴方向的投影为曲面投影，所述曲面图像上的积分表面积为第一积分表面积，所述第一积分表面积在所述曲面投影上所对应的积分表面积为第二积分表面积，所述第一积分表面积与所述第二积分表面积一一对应；

9.根据权利要求6所述的光学成像镜组，其特征在于，过所述曲面图像中心点的切平面具有垂直于所述切平面的法向量，所述法向量过所述中心点，所述中心点为所述曲面图像与所述切平面的交点o，所述曲面图像上任意一个不过所述交点o的点为p，所述p点在所述法向量上对应的投影点为p’，所述交点o到所述p’的位移d存在以下关系：0<d<0.5mm；

10.一种扫描显示装置，其特征在于，包括光纤扫描器及前述权利要求1至9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；

技术总结
本申请公开了一种光学成像镜组及扫描显示装置，其涉及显示成像技术领域。需要说明的是，本申请实施例提供的光学成像镜组，通过对光学成像镜组的工作距离进行定义和数值范围的限定，以及对Y1、Y2和Y3进行定义并将Y2和Y3进行比例关系限定，使得由多个透镜组成的光学成像镜组能够将第二侧的曲面图像进行清晰的成像，从而使得光学成像镜组在安装调配时能够快速精准地匹配到曲面图像，故本申请实施例提供光学成像镜组不但能够实现像方曲面图像的高质量清晰成像，而且还有利于使整个光学成像镜组的装配工艺难度得到降低，同时也有利于在低成本下实现批量化的装配生产，为包含有光学成像镜组的产品加工品控奠定了良好的技术基础。

技术研发人员：请求不公布姓名
受保护的技术使用者：成都理想境界科技有限公司
技术研发日：20221020
技术公布日：2024/1/12