沙姆镜头及电子设备的制作方法

本发明涉及光学系统，特别涉及一种沙姆镜头及电子设备。

背景技术：

1、沙姆(scheimpflug)镜头也称为移轴镜头，根据沙姆定律，可以使像面和物面具有一定夹角，常用于立体视觉结构光摄影增加3d成像范围。市售沙姆镜头在，工作f#较小(5-8)，且物方倾斜角也较小。这类镜头一般未考虑目标离焦引起放大率的变化。

2、在一些特殊测量场景中，例如，角膜动态分析需要更高的采样速度，如：单帧采样时间<0.3ms，因此需要更高的光通量；同时需要满足角膜的运动离焦不影响测量结构位置关系的低畸变要求；此外还要保证人脸不能与光路结构发生干涉关系，在以上使用场景中，现有的沙姆镜头难以兼顾通光量、大角度以及低畸变的使用需求。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种沙姆镜头及电子设备，旨在解决现有的沙姆镜头难以兼顾通光量、大角度以及低畸变的使用需求的问题。

2、为实现上述目的，本发明提出的沙姆镜头，包括从物面到像面依次布设的多个透镜组，多个所述透镜组之间对应形成一光轴，多个所述透镜组包括具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有正光焦度的第四透镜组及具有负光焦度的第五透镜组；

3、所述沙姆镜头的光圈数为f，f＜3；

4、所述沙姆镜头的镜头角度为α，40°≤α≤50°。

5、在一实施方式中，所述第一透镜组包括第一透镜；

6、所述第二透镜组包括第二透镜及第三透镜；

7、所述第三透镜组包括第四透镜及第五透镜；

8、所述第四透镜组包括第六透镜；

9、所述第五透镜组包括第七透镜。

10、在一实施方式中，所述第一透镜为正弯月透镜，其物面侧为凹面；

11、所述第二透镜为双凸透镜，所述第三透镜为双凹透镜；

12、所述第四透镜为凸凹透镜，其物侧面为凸面；

13、所述第五透镜为双凸透镜或平凸镜，其物面侧为凸面；

14、所述第六透镜为双凸透镜或平凸镜，且其物面侧对应为凸面或平面；

15、所述第七透镜为凹凸透镜，其物面侧为凹面。

16、在一实施方式中，所述物面与所述第一透镜之间的距离wr为75mm～80mm，所述第七透镜与所述像面之间的距离wq为46.5mm～48.5mm。

17、在一实施方式中，所述沙姆镜头的工作波长wl为460nm～480nm，所述沙姆镜头的工作倍率β为0.8～1，且所述沙姆镜头的的成像畸变小于0.2％。

18、在一实施方式中，所述沙姆镜头还包括孔径光阑，所述孔径光阑设于所述第三透镜与所述第四透镜之间，且所述沙姆镜头的光瞳直径为ds，ds＞19mm。

19、在一实施方式中，所述第二透镜及所述第三透镜设置为双胶合透镜，所述第四透镜和所述第五透镜设置为双胶合透镜。

20、在一实施方式中，所述第二透镜的折射率及阿贝数大于所述第三透镜的折射率及阿贝数，所述第四透镜的折射率及阿贝数小于所述第五透镜的折射率及阿贝数；和/或，

21、所述第二透镜与所述第三透镜采用不同的玻璃材料制成；和/或，

22、所述第四透镜及所述第五透镜采用不同的玻璃材料制成。

23、在一实施方式中，所述第二透镜的物面侧及像面侧的曲率相等。

24、本发明还提出一种电子设备，所述电子设备包括沙姆镜头，所述沙姆镜头包括从物面到像面依次布设的多个透镜组，多个所述透镜组之间对应形成一光轴，多个所述透镜组包括具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有正光焦度的第四透镜组及具有负光焦度的第五透镜组；

25、所述沙姆镜头的光圈数为f，f＜3；

26、所述沙姆镜头的镜头角度为α，40°≤α≤50°。

27、本发明的技术方案通过采用本发明实施例提供的定焦镜头，采用7枚球面透镜结构实现了f#为2.98，物方45°大倾角成像，100pl/mm为0.337mtf，平均畸变为0.1822％，工作波长为470nm±10nm的大通光口径物方远的高性能定焦沙姆镜头设计。能够有效的满足在一些特殊测量场景中，例如，角膜动态分析等的使用需求，弥补了现有的沙姆镜头存在的一些问题，具有较好的应用前景。

技术特征：

1.一种沙姆镜头，其特征在于，包括从物面到像面依次布设的多个透镜组，多个所述透镜组之间对应形成一光轴，多个所述透镜组包括具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有正光焦度的第四透镜组及具有负光焦度的第五透镜组；

2.如权利要求1所述的沙姆镜头，其特征在于，所述第一透镜组包括第一透镜；

3.如权利要求2所述的沙姆镜头，其特征在于，所述第一透镜为正弯月透镜，其物面侧为凹面；

4.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述物面与所述第一透镜之间的距离wr为75mm～80mm，所述第七透镜与所述像面之间的距离wq为46.5mm～48.5mm。

5.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述沙姆镜头的工作波长wl为460nm～480nm，所述沙姆镜头的工作倍率β为0.8～1，且所述沙姆镜头的的成像畸变小于0.2％。

6.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述沙姆镜头还包括孔径光阑，所述孔径光阑设于所述第三透镜与所述第四透镜之间，且所述沙姆镜头的光瞳直径为ds，ds＞19mm。

7.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述第二透镜及所述第三透镜设置为双胶合透镜，所述第四透镜和所述第五透镜设置为双胶合透镜。

8.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述第二透镜的折射率及阿贝数大于所述第三透镜的折射率及阿贝数，所述第四透镜的折射率及阿贝数小于所述第五透镜的折射率及阿贝数；和/或，

9.如权利要求3所述的沙姆镜头，其特征在于，所述第二透镜的物面侧及像面侧的曲率相等。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的沙姆镜头。

技术总结
本发明公开了一种沙姆镜头及电子设备，涉及光学系统技术领域，其中，沙姆镜头包括从物面到像面依次布设的多个透镜组，多个所述透镜组之间对应形成一光轴，多个所述透镜组包括具有正光焦度的第一透镜组、具有正光焦度的第二透镜组、具有正光焦度的第三透镜组、具有正光焦度的第四透镜组及具有负光焦度的第五透镜组；所述沙姆镜头的光圈数为F，F＜3；所述沙姆镜头的镜头角度为α，40°≤α≤50°；本方案中的沙姆镜头采用7枚球面透镜结构实现了F#为2.98，物方45°大倾角成像，100pl/mm为0.337MTF，平均畸变为0.1822％，工作波长为470nm±10nm的大通光口径物方远的高性能定焦沙姆镜头设计。

技术研发人员：刘峰,陆爱民,吕佳明,孙涛,王佳
受保护的技术使用者：北京九辰智能医疗设备有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/30