[發明專利]一種非球面大景深沙姆鏡頭

有效

• 申請號: 202010698047.5
• 申請日: 2020-07-20
• 公開（公告）號: CN111766689B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 趙效楠;彭思龍;汪雪林;顧慶毅
• 申請（專利權）人: 蘇州中科全象智能科技有限公司
• 主分類號: G02B13/18
• 分類號: G02B13/18
• 代理公司: 北京精金石知識產權代理有限公司 11470
• 代理人: 郭海濤

本發明公開了一種非球面大景深沙姆鏡頭，屬于光學系統技術領域，從物側至像側依次為第一非球面透鏡、光闌、第二非球面透鏡、第三非球面透鏡，其中第二非球面透鏡具有負光焦度，第三非球面透鏡具有正光焦度；所述第一非球面透鏡具有正光焦度或負光焦度。由于該鏡頭具備合理的光焦度分配以及運用非球面消像差特性，具有高分辨率、大景深的優勢。

技術領域

本發明屬于光學系統技術領域，具體涉及一種非球面大景深沙姆鏡頭。

背景技術

隨著光學、圖像處理和計算機技術的發展，3D線激光測量技術得到廣泛應用。它利用工業相機拍攝得到相應的圖像信息，并對圖像進行一系列的處理，提取出所需要的信息，最終達到測量的目的。3D線激光測量技術是一種快速發展的非接觸式測量，具有靈活性好、速度快、精度高以及智能化等優點。3D線激光測量技術需要鏡頭拍攝傾斜目標，傳統鏡頭受景深的限制難于對傾斜目標全視野清晰成像。

沙姆鏡頭可以對傾斜目標全視野清晰成像，沙姆鏡頭是指鏡頭在拍攝時，滿足沙姆定律，當目標平面、鏡頭主面、探測器平面三者延長線相交于一線，且相交線唯一，此時可以對整個傾斜目標DOF(景深)視野范圍清晰成像。

中國發明專利申請CN111031300A(一種投影裝置及三維測量系統)中，設計了一種包括光源、圖像顯示芯片、投影鏡頭和屏幕的投影裝置，通過設置圖像顯示芯片所在的平面、投影鏡頭光軸的中垂面以及屏幕所在的平面相交于一條直線，使得圖像顯示芯片、投影鏡頭和屏幕滿足沙姆定律，能夠使屏幕投影的圖像清晰、擴大景深，提高了3D重建的重建精度。中國實用新型專利CN204807891U(相機鏡頭俯仰旋轉調節裝置)中，設計了一種包括底座、滑動座、第一驅動機構、轉動座、第二驅動機構、旋轉座及第三驅動機構的旋轉裝置，該旋轉裝置能夠縱向滑動、上下傾斜、左右轉動等，實現沙姆定律的景深控制，可以通過移軸實現對透視變形校正，通過調節焦距實現微縮景觀的效果。

由上述兩件專利申請可以看出，在光學投影技術領域中，有效利用沙姆定律可以得到投影清晰、調節景深的效果，但是上述兩件專利需要對投影裝置或鏡頭等進行位置設置或調節才能在拍攝過程中滿足沙姆定律，并未涉及對鏡頭本身的改進。

發明內容

本發明欲解決的技術問題是現有技術中用于工業測量的投影鏡頭存在難以對傾斜目標進行全視野高分辨率清晰成像的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種非球面大景深沙姆鏡頭，從物側至像側依次為：第一非球面透鏡、光闌、第二非球面透鏡、第三非球面透鏡，其中第二非球面透鏡具有負光焦度，第三非球面透鏡具有正光焦度。

光焦度，又稱為屈光度，是像方光束會聚度與物方光束會聚度之差，表征光學系統偏折光線的能力，規定凸透鏡的光焦度為正，凹透鏡的光焦度為負。

進一步地，所述第一非球面透鏡具有正光焦度或負光焦度。

進一步地，所述非球面大景深沙姆鏡頭的焦距與第一非球面透鏡之間的焦距滿足如下公式：-3.2≦f₁/f≦2，其中f為非球面大景深沙姆鏡頭的焦距，f₁為第一非球面透鏡的焦距。

進一步地，所述非球面大景深沙姆鏡頭的焦距與第二非球面透鏡之間的焦距滿足如下公式：-2.5≦f₂/f≦-0.1，其中f為非球面大景深沙姆鏡頭的焦距，f₂為第二非球面透鏡的焦距。

進一步地，所述非球面大景深沙姆鏡頭的焦距與第三非球面透鏡之間的焦距滿足如下公式：0.2≦f₃/f≦0.6，其中f為非球面大景深沙姆鏡頭的焦距，f₃為第三非球面透鏡的焦距。

進一步地，所述第二非球面透鏡的阿貝數滿足20≦vd₂≦45，其中vd₂為第二非球面透鏡的阿貝數。