[發明專利]一種凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭

無效

• 申請號: 201210503565.2
• 申請日: 2012-12-01
• 公開（公告）號: CN102928961A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 李興隆;方中華
• 申請（專利權）人: 上海臻恒光電系統有限公司
• 主分類號: G02B13/06
• 分類號: G02B13/06;G02B17/08
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;盛志范

技術領域

本發明屬于成像鏡頭技術領域，具體涉及一種凹凸兩反射式的全景成像鏡頭。

背景技術

全景環帶光學鏡頭的光學視場可以認為是由兩個方向的光學視場組成的，即在笛卡爾極坐標系內，一個方向的光學視場位于XOY平面內，即方位角方向的視場大小為360°，另一個方向的光學視場的大小為俯仰角度的差值。上述兩個視場分量在XOY平面內體現為環帶，環帶數值的大小視鏡頭而定。這樣的鏡頭，可以對360°環帶視場內的景物成像，從而達到特殊的成像效果。

全景環帶鏡頭的形式有多種，分為折射式與反射式。折射式的全景環帶鏡頭其材料為透射材料；一般反射式全景相機的結構龐大，不利于小型化使用。

折反射式全景相機存在的技術問題：

1.?全景成像鏡頭的材料均為折射材料，光線在鏡頭內多次折射與反射后，光學效率降低，光能量損失嚴重；

2.?全景成像鏡頭中采用晶體材料時，可以實現光學像質的優化設計，但存在部分晶體材料容易潮解的問題；

3.?全景成像鏡頭中采用二元面時，可以實現光學像質的優化設計，但存在光學工藝復雜的問題；

4.?全景成像鏡頭為一體或多片式形式時，光學面的制造難度大；

5.?全景成像鏡頭為一體或多片式形式時，鏡頭的組裝難度大；

6.?全景成像鏡頭為一體或多片式形式時，鏡頭材料的選擇將變得復雜，光路會在中繼透鏡組前產生較大的色差，加大中繼透鏡組校正像差的難度；

7.?由一片反射鏡式的全景鏡頭組成的全景相機，光學尺寸大，不利于小型化使用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結構簡單，成本低，體積小的凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭。

本發明提出的凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭，其主要由凹反射鏡面2和凸反射鏡面3與中繼透鏡組5組成；

其中，所述凹反射鏡面2為內凹圓形環帶鏡面，凸反射鏡面3為外凸圓形環帶鏡面，中繼透鏡組5為常用于后光路成像的一組透鏡。

所述凹反射鏡面2的反射面向下，所述凸反射鏡面3設置在凹反射鏡面2正下方，且均以光軸（光學系統的對稱軸）為中心旋轉對稱；凸反射鏡面3的反射面和凹反射鏡面2相對；所述中繼透鏡組5設置于凸反射鏡面3的正下方，且位于凸反射鏡面3與焦面（IMA）之間。如圖1所示。

所述凹反射鏡面2采用球面或非球面鏡面，所述凸反射鏡面3采用球面、非球面或平面鏡面。

所述中繼透鏡組5為用于后光路成像的一組透鏡，對進入的光線進行像差的校正。

光學視場內光線通過凹反射鏡面2和凸反射鏡面3的間隙投射到凹反射鏡面2，反射到凸反射鏡面3，再由凸反射鏡面3反射穿過凹反射鏡面2的環帶中孔，進入中繼透鏡組5，經過中繼透鏡組5進行像差的校正后，光線到達焦面（IMA），用探測器接收光線，實現光學成像。

凹凸反射鏡與中繼透鏡組均關于光軸旋轉對稱。兩個反射鏡面在制造與組裝中均易實現，并可以保證較高精度。

在一種凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭中，光線僅經過兩個反射鏡面的反射，光學效率高；

在一種凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭中，光線經過兩個反射鏡面的反射，不產生色差，可以降低中繼透鏡組校正色差的難度；

在一種凹凸兩反射式全景環帶視場成像鏡頭中，因鏡頭均為反射鏡面，故在不產生遮擋的范圍內，均可對外景進行成像。

本發明使用凹凸兩個反射鏡面組成全景鏡頭，提高了光學效率，降低中繼透鏡組校正色差的難度。全景鏡頭俯仰方向視場角度的大小跟凸反射鏡面3與凹反射鏡面2直徑之比有關。

附圖說明

圖1為本發明的在一種凹凸兩反射式全景環帶視場成像光學結構示意圖。

圖2為本發明的一種具體實施方式示意圖。

圖中標號：2為凹反射鏡面，3為凸反射鏡面，5為中繼透鏡組，6為機械支撐結構。

具體實施方式

將凹反射鏡面2和凸反射鏡面3的反射面相對而置，且均以光軸（光學系統的對稱軸）為中心旋轉對稱；所述中繼透鏡組5設置于凹反射鏡面2的正后方，即正對著凹反射鏡面2的中孔，且位于凹反射鏡面2與焦面（IMA）之間；凹反射鏡面2和凸反射鏡面3之間通過合適的機械支撐機構6相互連接，形成一個反射鏡體。

所述機械支撐機構6指能保證在使用環境下凹反射鏡面2和凸反射鏡面3之間的光學間隔和光學遮擋符合具體光學設計要求的機構，以保證鏡頭成像質量和使用視場，如圖2所示。