超大视场全球面全景环带光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种超大视场全球面全景环带光学系统，包括同轴安装的全景环带头部透镜、置于全景环带头部透镜后方的后继透镜组和传感器，所述全景环带头部透镜包括从物方到像方依次排列的PAL1和PAL2，所述后继透镜组包括从物方到像方依次排列的RL1、RL2、RL3、RL4、RL5、RL6、RL7；其中所述PAL1、RL1为具有正光焦度的弯月型玻璃透镜，所述PAL2、RL3、RL4、RL5、RL6为具有正光焦度的双凸透镜，所述RL2、RL7为具有负光焦度的双凹透镜；所述PAL1的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述RL1凹面朝向物方，凸面朝向像方，所有镜片均由球面玻璃构成。采用本实用新型专利技术的全景环带光学系统在所有镜片均采用球面的前提下，能够在有限像面实现（55°~120°）×360°超大视场一次凝视成像。

【技术实现步骤摘要】
超大视场全球面全景环带光学系统
本技术涉及视觉传感器领域，包括视频会议、车载系统等等，尤其涉及一种超大视场全景环带光学系统。
技术介绍
全景环带成像系统需要一次性完成将超大视场范围内的物体经过几何变换成像到有限像面的图像传感器上，当视场需求过大时，全景环带的设计难度会增加，在以往的设计中常加入非球面镜片来提升大视场的像质，但非球面玻璃加工较为困难，若采用光学塑料则会导致极端环境下成像质量的不稳定。随着计算机视觉和人工智能的发展，研发者对光学传感器提出了更细分明确的要求，对于全景环带设计来说，更大的视场范围和更高的分辨率是研发重要方向。全景环带通过折反射的设计提高了大视场的成像质量，但当视场大于90°时，再想要提升视场范围难度就会逐步增大。例如在专利申请公开号为CN108181782A的无盲点的折返式全景成像仪中提到的全景环带镜头最大视场角为95°。专利申请公开号为CN109709661A的一种基于全景环带投影物镜的柱面结构光投影装置中提到的全景环带镜头最大视场角同样为95°。
技术实现思路
本技术的目的在于针对现有技术的不足，提供一种超大视场全景环带光学系统，可以通过全球面玻璃的设计满足全景环带光学系统大视场需求。本技术的目的是通过以下技术方案来实现的：本技术实施例提供一种超大视场全球面全景环带光学系统，包括同轴安装的全景环带头部透镜、置于全景环带头部透镜后方的后继透镜组和传感器，所述全景环带头部透镜包括从物方到像方依次排列的PAL1和PAL2，所述后继透镜组包括从物方到像方依次排列的RL1、RL2、RL3、RL4、RL5、RL6、RL7，RL3和RL4之间设置光阑；其中所述PAL1、RL1为具有正光焦度的弯月型玻璃透镜，所述PAL2、RL3、RL4、RL5、RL6为具有正光焦度的双凸透镜，所述RL2、RL7为具有负光焦度的双凹透镜；所述PAL1的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述RL1凹面朝向物方，凸面朝向像方，所有镜片均由球面玻璃构成。进一步的，所述PAL1和PAL2胶合在一起，整体前表面包括前透射面A1和位于前透射面中心的前反射面A6，整体后表面包括后反射面A3和位于后反射面中心的后透射面A8，胶合面为透射面A2。进一步的，所述RL1为单个透镜，前表面为透射面B1，后表面为透射面B2。进一步的，所述RL2和RL3胶合在一起，前表面为透射面C1，后表面为透射面C3，中间透射胶合面为C2。进一步的，所述RL4为单个透镜，前表面为透射面D1，后表面为透射面D2。进一步的，所述RL5为单个透镜，前表面为透射面E1，后表面为透射面E2。进一步的，所述RL6和RL7胶合在一起，前表面为透射面F1，后表面为透射面F3，中间透射胶合面为F2。进一步的，沿着光路经过的各个面的参数具体如下：A1面，曲率半径范围为36.90～37.90，中心厚度范围为14.40～15.40，折射率范围为1.60～1.65，阿贝数范围为53～54，有效半口径范围为29.60～30.60；A2面，曲率半径范围为77.90～78.90，中心厚度范围为14.60～15.60，折射率范围为1.65～1.70，阿贝数范围为55～56，有效半口径范围为29.60～30.60；A3面，曲率半径范围为-22.70～-21.70，中心厚度范围为-15.60～-14.60，折射率为1，阿贝数为0，有效半口径范围为17.00～18.00；A4面，曲率半径范围为77.90～78.90，中心厚度范围为-15.40～-14.40，折射率范围为1.60～1.65，阿贝数范围为53～54，有效半口径范围为14.30～15.30；A5面，曲率半径范围为36.90～37.90，中心厚度范围为3.60～4.60，折射率范围为1.60～1.65，阿贝数范围为53～54，有效半口径范围为4.20～5.20；A6面，曲率半径范围为-24.90～-23.90，中心厚度范围为10.30～11.30，折射率为1，阿贝数为0，有效半口径范围为6.00～7.00；A7面，曲率半径范围为77.90～78.90，中心厚度范围为14.60～15.60，折射率范围为1.65～1.70，阿贝数范围为55～56，有效半口径范围为5.80～6.80；A8面，曲率半径范围为-22.70～-21.70，中心厚度范围为4.10～5.10，有效半口径范围为5.40～6.40；B1面，曲率半径范围为-24.90～-23.90，中心厚度范围为8.10～9.10，折射率范围为1.80～1.90，阿贝数范围为46～47，有效半口径范围为4.20～5.20；B2面，曲率半径范围为-19.50～-18.50，中心厚度范围为6.30～7.30，有效半口径范围为3.90～4.90；C1面，曲率半径范围为-7.30～-6.30，中心厚度范围为2.50～3.50，折射率范围为1.70～1.80，阿贝数范围为34～36，有效半口径范围为1.90～2.90；C2面，曲率半径范围为11.60～12.60，中心厚度范围为4.70～5.70，折射率范围为1.50～1.60，阿贝数范围为57～58，有效半口径范围为1.90～2.90；C3面，曲率半径范围为-10.90～-9.90，中心厚度范围为0.50～1.50，有效半口径范围为2.00～3.00；光阑面，曲率半径为无限大，中心厚度范围为0.50～1.50，有效半口径范围为1.90～2.90；D1面，曲率半径范围为365.00～375，中心厚度范围为2.80～3.80，折射率范围为1.50～1.60，阿贝数范围为57～58，有效半口径范围为2.10～3.10；D2面，曲率半径范围为-17.90～-16.90，中心厚度范围为3.90～4.90，有效半口径范围为2.50～3.50；E1面，曲率半径范围为34.00～35.00，中心厚度范围为2.50～3.50，折射率范围为1.55～1.65，阿贝数范围为68～69，有效半口径范围为3.10～4.10；E2面，曲率半径范围为-45.00～-44.00，中心厚度范围为0.50～1.50，有效半口径范围为3.10～4.10；F1面，曲率半径范围为7.90～8.90，中心厚度范围为3.90～4.90，折射率范围为1.65～1.75，阿贝数范围为49～50，有效半口径范围为3.10～4.10；F2面，曲率半径范围为-17.20～-16.20，中心厚度范围为1.10～2.10，折射率范围为1.60～1.70，阿贝数范围为32～34，有效半口径范围为2.50～3.50；F3面，曲率半径范围为3.90～4.90，中心厚度范围为9.80～10.80，有效半口径范围为2.00～3.00；传感器面，曲率半径范围为无限大，有效半口径范围为3.00～4.00；根据设计中的光线追迹原理，光线每次经过的面都需要单独标注，故有本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，包括同轴安装的全景环带头部透镜、置于全景环带头部透镜后方的后继透镜组和传感器，所述全景环带头部透镜包括从物方到像方依次排列的PAL1和PAL2，所述后继透镜组包括从物方到像方依次排列的RL1、RL2、RL3、RL4、RL5、RL6、RL7， RL3和RL4之间设置光阑；其中所述PAL1、RL1为具有正光焦度的弯月型玻璃透镜，所述PAL2、RL3、RL4、RL5、RL6为具有正光焦度的双凸透镜，所述RL2、RL7为具有负光焦度的双凹透镜；所述PAL1的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述RL1凹面朝向物方，凸面朝向像方，所有镜片均由球面玻璃构成。/n

【技术特征摘要】
1.一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，包括同轴安装的全景环带头部透镜、置于全景环带头部透镜后方的后继透镜组和传感器，所述全景环带头部透镜包括从物方到像方依次排列的PAL1和PAL2，所述后继透镜组包括从物方到像方依次排列的RL1、RL2、RL3、RL4、RL5、RL6、RL7，RL3和RL4之间设置光阑；其中所述PAL1、RL1为具有正光焦度的弯月型玻璃透镜，所述PAL2、RL3、RL4、RL5、RL6为具有正光焦度的双凸透镜，所述RL2、RL7为具有负光焦度的双凹透镜；所述PAL1的凸面朝向物方，凹面朝向像方；所述RL1凹面朝向物方，凸面朝向像方，所有镜片均由球面玻璃构成。


2.根据权利要求1所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述PAL1和PAL2胶合在一起，整体前表面包括前透射面A1和位于前透射面中心的前反射面A6，整体后表面包括后反射面A3和位于后反射面中心的后透射面A8，胶合面为透射面A2。


3.根据权利要求2所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述RL1为单个透镜，前表面为透射面B1，后表面为透射面B2。


4.根据权利要求3所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述RL2和RL3胶合在一起，前表面为透射面C1，后表面为透射面C3，中间透射胶合面为C2。


5.根据权利要求4所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述RL4为单个透镜，前表面为透射面D1，后表面为透射面D2。


6.根据权利要求5所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述RL5为单个透镜，前表面为透射面E1，后表面为透射面E2。


7.根据权利要求6所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，所述RL6和RL7胶合在一起，前表面为透射面F1，后表面为透射面F3，中间透射胶合面为F2。


8.根据权利要求7所述的一种超大视场全球面全景环带光学系统，其特征在于，沿着光路经过的各个面的参数具体如下：
A1面，曲率半径范围为36.90~37.90，中心厚度范围为14.40~15.40，折射率范围为1.60~1.65，阿贝数范围为53~54，有效半口径范围为29.60~30.60；
A2面，曲率半径范围为77.90~78.90，中心厚度范围为14.60~15.60，折射率范围为1.65~1.70，阿贝数范围为55~56，有效半口径范围为29.60~30.60；
A3面，曲率半径范围为-22.70~-21.70，中心厚度范围为-15.60~-14.60，折射率为1，阿贝数为0，有效半口径范围为17.00~18.00；
A4面，曲率半径范围为77.90~78.90，中心厚度范围为-15.40~-14.40，折射率范围为1.60~1.65，阿贝数范围为53~54，有效半口径范围为14.30~15.30；
A5面，曲率半径范围为36.90~37.90，中心厚度范围为3.60~4.60，折射率范围为1.60~1.65，阿贝数范围为53~54，有效半口径范围为4.20~5.20；
A6面，曲率半径范围为-24.90~-23.90，中心厚度范围为10.30~11...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯逸鹤，白剑，王佳，黄潇，
申请(专利权)人：杭州环峻科技有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33