一种新型无盲区全景镜头制造技术

本发明专利技术提供一种新型无盲区全景镜头，该镜头主要由折反射镜、中央镜组和中继镜组构成；其中，折反射镜中心有一通孔，中央镜组位于所述通孔中，且折反射镜、中央镜组和中继镜组三者共轴；所述中央镜组，用于将中心视场的光线透射并会聚至所述中继镜组；所述折反射透镜，用于将边缘视场的光线反射并会聚至所述中继透组；所述中继镜组，用于将入射的光线会聚成像在像面上。本发明专利技术全景镜头的视场角在垂轴方向达到270度，水平方向达到360度，在中央没有盲区，体积小巧，结构紧凑，便于装调。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光学系统和器件设计
，具体涉及一种新型无盲区全景镜头。
技术介绍
在大视场范围内获取即时信息，不仅对于国防监控、作战侦查等十分重要，也广泛应用于娱乐摄影等民用领域，目前市场上流行的广角镜头，视场角一般在120度左右，即便是视场角较大的鱼眼镜头，视场角也一般在180度左右，现在拍摄范围最大的一款产品，是235度超级鱼眼；而本专利技术所设计的新型全景镜头，没有应用鱼眼镜头单一折射通光成像方式，而是利用折反拼接的成像方式，使得视场角在垂轴方向达到270度，水平方向达到360度，且边缘视场畸变较鱼眼镜头小很多；与一般全景镜头相比，则具有没有中央盲区的巨大优势，并且普通全景镜头的垂轴方向视场角仅为几十度，因此该镜头真正实现了全视场超广角，且体积小巧，结构紧凑，便于装调。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种新型无盲区全景镜头，其能够达到无盲区且视场角更大的效果。实现本专利技术的技术方案如下：一种新型无盲区全景镜头，该镜头主要由折反射镜、中央镜组和中继镜组构成；其中，折反射镜中心有一通孔，中央镜组位于所述通孔中，且折反射镜、中央镜组和中继镜组三者共轴；所述中央镜组，用于将中心视场的光线透射并会聚至所述中继镜组；所述折反射透镜，用于将边缘视场的光线反射并会聚至所述中继透组；所述中继镜组，用于将入射的光线会聚成像在像面上。进一步地，本专利技术所述折反射透镜的后表面为拼接的非球面。优选的，本专利技术所述折反射透镜的基础材料为光学塑料，且前表面镀有反射膜。进一步地，本专利技术所述折反射透镜厚度不超过10mm，口径不大于60mm。进一步地，本专利技术所述中央镜组采用一片负透镜和一组双胶合透镜构成。进一步地，本专利技术所述中继镜组由6片透镜构成，沿光轴方向，依次为第一片为正透镜，第二片为负透镜，第三片为正透镜，第四片为双胶合透镜，第五片为正透镜，第六片为负透镜。有益效果第一，本专利技术将中央镜组安装于折反射镜中心的通孔中，两者共同构成整个镜头的取景端，中心视场的光线通过中央镜组入射，边缘视场的光线通过折反射透镜入射，通过中央镜组和折反射镜的配合，该镜头可获得不小于270度的垂轴方向视场角，360度水平方向视场角的画面。第二，本专利技术折反射透镜的基础材料选用光学塑料，且前表面镀有反射膜，可节省成本便于加工。第三，本专利技术中央镜组由两片透镜构成，其节省成本且体积小巧，减少系统的重量。第四，本专利技术中继镜组采用正负透镜的组合及双胶合透镜，可以减小该镜头的色差、场曲等像差。第五,本专利技术镜头采用拼接非球面使得边缘视场畸变得到有效控制，远远小于鱼眼镜头的边缘视场畸变。第六，本专利技术镜头采用拼接非球面可以使得目标位置处镜头分辨率最优，提高了镜头获取有效信息的能力。附图说明图1是本专利技术实施例的无盲区全景镜头的整体结构二维图。图2是本专利技术实施例的无盲区全景镜头的取景端示意图。图3是本专利技术实施例的无盲区全景镜头的中继透镜结构示意图。图4是本专利技术实施例的无盲区全景镜头的MTF图，其中图4(a)是边缘视场光线的MTF图，图4(b)是中心视场光线的MTF图。图5是本专利技术实施例的无盲区全景镜头的像点图，其中图5(a)是边缘视场光线的像点图，图5(b)是中心视场光线的像点图。其中，1-折反射透镜，2-中央镜组中的负透镜，3-中央镜组中的双胶合透镜，4-9中继镜组的6片透镜，10-像面。具体实施方式下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。如图1所示，本专利技术实施例所提供的无盲区全景镜头的结构示意图。该镜头包括折反射镜Z1、中央镜组Z2和中继镜组Z3三部分；其中，折反射镜Z1中心有一通孔，中央镜组Z2位于所述通孔中，且折反射镜Z1、中央镜组Z2和中继镜组Z3三者共轴；中央镜组Z2，用于将中心视场的光线透射并会聚至所述中继镜组Z3；折反射透镜Z1，用于将边缘视场的光线反射并会聚至所述中继透组Z3；中继镜组Z3，用于将入射的光线会聚成像在像面上。如图2所示，在中心视场射入的光线，依次通过中央镜组Z2与中继镜组Z3后到达像面上，而除此以外的边缘视场射入的光线，则可通过折反射透镜Z1与中继镜组Z3，到达同一位置的像面成像，最终通过该镜头可获得不小于270度的垂轴方向视场角，360度水平方向视场角的画面。如图3所示，本专利技术的取景端的折反射镜Z1的后表面为一拼接非球面，在距离光轴13.5mm左右处为连接点，且在连接点处连续，保证可加工性。两部分使用的拼接非球面曲面描述方程相同，均为z=cr21+1-(1+k)c2r2+Ar4+Br6+Cr8+Dr10+Er12+Fr14+Gr16,]]>式中，r为光学表面上一点到光轴的距离，z为该点沿光轴方向的矢高，c为该表面的曲率，k为该表面二次曲面常数，A、B、C、D、E、F、G分别为4次、6次、8次、10次、12次、16次及18次非球面系数。本专利技术折反射透镜的作用主要是用来将大视场处的光线折转至手机镜头，为了减轻系统重量，该透镜厚度不超过10mm，口径不大于60mm，且为了降低非球面镜片的加工成本，可采用如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)等塑料材质。如图3所示的中央镜组Z2，该镜组的主要作用是用来将中央视场光线折转至手机镜头，且不可以与大视场处的光线传输产生遮挡，因此，该透镜组的口径需要严格限制，且结构不宜过于复杂，当然需要考虑到各种像差的校正。优选地，中央镜组包括两组透镜，第一组透镜为负透镜，第二组透镜为双胶合透镜。如图2所示，经过中央镜组和折反射镜片入射的光线均要通过中继镜组折转至像面，中继镜组主要用于缩小大视场光线的入射口径，并起到减缓视场角的作用，便于使得大视场范围内的图像都可以成像在同一接收平面上。本专利技术使用六片透镜完成该项功能，且严格控制口径与镜片体积，保证系统的轻量性与简洁性。优选地，沿光轴方向，第一片透镜为正透镜，第二片透镜为负透镜，第三片透镜为正透镜，第四片透镜为双胶合透镜，第五片透镜为正透镜，第六片透镜为负透镜。本专利技术中继镜组采用正负透镜的组合及双胶合透镜，可以减小该镜头的色差、场曲等像差。本专利技术所述镜头在像面成像时，可以用一个普通CCD或COMS等接收，也可经过改装后安装于其他接收器件上。本专利技术所设计的新型全景镜头，没有应用鱼眼镜头单一折射通光成像方式，而是利用折反拼接的成像方式，使得视场角在垂轴方向达到270度，水平方向达到360度，且边缘视场畸变较鱼眼镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种新型无盲区全景镜头，其特征在于，该镜头主要由折反射镜、中央镜组和中继镜组构成；其中，折反射镜中心有一通孔，中央镜组位于所述通孔中，且折反射镜、中央镜组和中继镜组三者共轴；所述中央镜组，用于将中心视场的光线透射并会聚至所述中继镜组；所述折反射透镜，用于将边缘视场的光线反射并会聚至所述中继透组；所述中继镜组，用于将入射的光线会聚成像在像面上。

【技术特征摘要】
1.一种新型无盲区全景镜头，其特征在于，该镜头主要由折反射镜、中央
镜组和中继镜组构成；其中，折反射镜中心有一通孔，中央镜组位于所述通孔
中，且折反射镜、中央镜组和中继镜组三者共轴；
所述中央镜组，用于将中心视场的光线透射并会聚至所述中继镜组；
所述折反射透镜，用于将边缘视场的光线反射并会聚至所述中继透组；
所述中继镜组，用于将入射的光线会聚成像在像面上。
2.根据权利要求1所述新型无盲区全景镜头，其特征在于，所述折反射透
镜的后表面为拼接的非球面。
3.根据权利要求1所述新型无盲区全景镜头...

【专利技术属性】
技术研发人员：程德文，宫辰，许晨，王涌天，刘越，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11