一种基于汇聚面拓展的成像光学系统及成像模组的制作方法

本发明涉及光学设备，具体涉及一种基于汇聚面拓展的成像光学系统及成像模组。

背景技术：

1、如图1所示，现有的成像光学子系统中，光阑及其成像包括入瞳、出瞳及其在成像光学子系统内部形成的光线汇聚面x1，物方射出的所有光线都在光线汇聚面x1处汇聚。目前，如图2所示，在现有的成像光学子系统中的光线汇聚面x1处增加分光元件b对入射光线分光，分光后的光线可以在感光元件上形成多个完整的、不同特性的图像，即能够起到单个光学系统中成多个像的作用，并可以根据分光元件的设计，应用于不同焦段、不同放大率、不同视角、或不同光谱成像分析等。如图3所示，分光元件b分出3个像，即在感光元件上成三个像，可以通过设计b1、b2、b3三组模组的光学参数，分别为不同焦段、不同放大率或不同波段滤光，而在感光元件上生成三个不同特性的成像。

2、但是，若分光元件b在一个孔径比较小的光线汇聚面处分光，如图2中的x1处，使用由两组或多组模组构成的分光元件b分像，则对每组模组和整个分光元件b的加工、装配精度都有较为苛刻，容易存在因为分光元件缝隙导致杂散光、镜片胶合溢胶导致杂散光和分像不均、以及装配对位误差导致分像不均等问题，或者，因为该成像光学子系统本身的偏心导致光线汇聚面的偏移，对于装配调整要求会更为苛刻。

3、或者，如图4所示，成像光学子系统内部形成的光线汇聚面x1的尺寸大于该成像光学子系统的孔径尺寸，直接安装分光元件b后，部分光线不能被分光元件b处理，导致在感光元件上形成图像存在不完整的问题，不能满足成像要求。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于汇聚面拓展的成像光学系统及成像模组，以解决背景技术中所提出的技术问题。

2、为了达到上述目的，第一方面，本发明提供了一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，包括含有能形成第一光线汇聚面的成像光学子系统，还包括汇聚面调整元件和分光元件；其中，

3、所述汇聚面调整元件位于所述第一光线汇聚面物方处设置，入射光线穿过所述汇聚面调整元件后在光路预设位置处形成与所述分光元件尺寸适配的第二光线汇聚面；

4、所述分光元件位于所述第二光线汇聚面处设置，所述分光元件将入射光线分为多路分光光线，并对每一路分光光线进行光学处理以在感光元件上形成不同特性的图像。

5、进一步，所述汇聚面调整元件包括透镜或透镜组。

6、进一步，所述第二光线汇聚面的孔径大于第一光线汇聚面的孔径。

7、进一步，所述第二光线汇聚面的孔径小于第一光线汇聚面的孔径。

8、进一步，所述感光元件包括图像传感器。

9、第二方面，本发明还提供了一种成像模组，包括感光元件以及第一方面所述的成像光学系统，所述感光元件设置于所述成像光学系统的像侧。

10、本发明的有益效果体现在：

11、本发明提供的基于汇聚面拓展的成像光学系统，通过在成像光学子系统的第一光线汇聚面物方处设置汇聚面调整元件，使入射光线穿过所述汇聚面调整元件后在光路预设位置处形成与所述分光元件尺寸适配的第二光线汇聚面，分光元件位于第二光线汇聚面处设置。

12、若成像光学子系统内部形成的光线汇聚面x1的尺寸较小，可以通过汇聚面调整元件拓展光线汇聚面孔径，增大其孔径尺寸，则分光元件的尺寸相应的可以做到更大，从而分光元件加工精度要求不会过于苛刻，并且检测、装配调整也会更加方便。

13、若成像光学子系统内部形成的光线汇聚面x1的尺寸大于该成像光学子系统的孔径尺寸，可以通过汇聚面调整元件缩小光线汇聚面孔径，使所有光线均能被分光元件处理，在感光元件上形成完整的、具有不同特性的图像。

技术特征：

1.一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，包括含有能形成第一光线汇聚面的成像光学子系统，其特征在于：还包括汇聚面调整元件和分光元件；其中，

2.如权利要求1所述的一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，其特征在于：所述汇聚面调整元件包括透镜或透镜组。

3.如权利要求1所述的一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，其特征在于：所述第二光线汇聚面的孔径大于第一光线汇聚面的孔径。

4.如权利要求1所述的一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，其特征在于：所述第二光线汇聚面的孔径小于第一光线汇聚面的孔径。

5.如权利要求1所述的一种基于汇聚面拓展的成像光学系统，其特征在于：所述感光元件包括图像传感器。

6.一种成像模组，其特征在于：包括感光元件以及权利要求1-5任一项所述的成像光学系统，所述感光元件设置于所述成像光学系统的像侧。

技术总结
本发明公开了一种基于汇聚面拓展的成像光学系统及成像模组，成像光学系统包括含有能形成第一光线汇聚面的成像光学子系统，还包括汇聚面调整元件和分光元件；其中，所述汇聚面调整元件位于所述第一光线汇聚面物方处设置，入射光线穿过所述汇聚面调整元件后在光路预设位置处形成与所述分光元件尺寸适配的第二光线汇聚面；所述分光元件位于所述第二光线汇聚面处设置，所述分光元件将入射光线分为多路分光光线，并对每一路分光光线进行光学处理以在感光元件上形成不同特性的图像。通过在成像光学子系统的第一光线汇聚面物方处设置汇聚面调整元件，使入射光线穿过所述汇聚面调整元件后在光路预设位置处形成与所述分光元件尺寸适配的第二光线汇聚面。

技术研发人员：李江,田世超,何敏
受保护的技术使用者：樊燚
技术研发日：
技术公布日：2024/4/22