基于自由曲面设计的全景光学系统技术方案

本发明专利技术实施例公开了一种基于自由曲面设计的全景光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜和第七透镜的物面侧均为凸面，像面侧均为凹面，其光焦度均为负；第二透镜为双凹透镜，其光焦度为负；第三透镜的像面侧为凹面，其光焦度为负；第四透镜和第五透镜的物面侧均为凸面，其光焦度均为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第八透镜和第九透镜的物面侧均为凸面，其光焦度均为正。本发明专利技术实施例之光学系统，主要由9枚透镜构成，采用自由曲面设计面型，具有超广角、高像素、椭圆形像圆和良好消热差等光学性能。椭圆形像圆和良好消热差等光学性能。椭圆形像圆和良好消热差等光学性能。

【技术实现步骤摘要】
基于自由曲面设计的全景光学系统

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[0001]本专利技术涉及一种光学系统，尤其是一种应用于全景相机领域的基于自由曲 面设计的全景光学系统。

技术介绍
：
[0002]全景鱼眼光学系统是一种视场角达到或超过180
°
的光学系统，随着千万 像素高清芯片的发展和图像畸变处理算法的成熟应用，全景鱼眼光学系统及全 景相机的市场化应用越来越多，如运动相机、安防监控、全景地图、智能驾驶 辅助泊车等场景领域。作为全景应用的视觉输入端，全景鱼眼成像光学系统的 成像质量直接决定着全景应用的有效像素、视场范围、图像处理和算法拼接等 关键特性。有效像素是评价光学系统成像质量的关键技术指标，它综合了不同 视场下像素数量占比及畸变软件校正的图像压缩率，反映的是图像的清晰度和 对目标细节的分辨能力。传统的全景鱼眼光学系统的成像区域通过设计成略小 于芯片垂直方向的圆形，有效像素仅为成像圆的面积，存在有效像素少和芯片 有效像素利用率低的缺失。

技术实现思路
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[0003]为克服现有应用于全景相机领域的光学系统，普遍存在镜头成像圆过小， 芯片有效像本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于自由曲面设计的全景光学系统，沿光轴从物面到像面依次包括：第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、第五透镜、第六透镜、第七透镜、第八透镜、以及第九透镜；其特征在于，第一透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第二透镜的物面侧为凹面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第三透镜的像面侧为凹面，其光焦度为负；第四透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；第五透镜的像面侧为凸面，其光焦度为正；第六透镜的物面侧为凹面，像面侧为凸面，其光焦度为负；第七透镜的物面侧为凸面，像面侧为凹面，其光焦度为负；第八透镜的物面侧为凸面，其光焦度为正；第九透镜的像面侧为凸面，其光焦度为正。2.如权利要求1所述的基于自由曲面设计的全景光学系统，其特征在于，第二透镜的物面侧为内凹的非对称自由曲面，第九透镜的像面侧为外凸的非对称自由曲面。3.如权利要求1或2所述的基于自由曲面设计的全景光学系统，其特征在于，光学系统满足X轴和Y轴两个方向具有不同的EFL，分别记为EFLx和EFLy，|EFLx
‑
EFLy|≥0.15，其中EFL为光学系统的有效焦距；和/或光学系统满足X轴和Y轴两个方向具有相同的FOV，分别记为FOVx和FOVy，EFLx＝EFLy≥90
°
，其中FOV为光学系统的半视场角；和/或光学系统满足X轴和Y轴两个方向具有不同的半像高，分别记为IHx和IHy，|IHx
‑
IHy|≥0.55，其中IH为光学系统的半像高，光学系统满足成像圆为椭圆形。4.如权利要求1或2所述的基于自由曲面设计的全景光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：(1)
‑
25<f1<
‑
2；(2)
‑
12<f2<
‑
2；(3)
‑
20<f3<
‑
3；(4)1<f4<15；(5)1<f5<10；(6)
‑
25<f6<
‑
3；(7)
‑
25<f7<
‑
3；(8)2<f8<15；(9)5<f9<100；其中，f1为第一透镜的焦距，f2为第二透镜的焦距，f3为第三透镜的焦距，f4为第四透镜的焦距，f5为第五透镜的焦距，f6为第六透镜的焦距，f7为第七透镜的焦距，f8为第八透镜的焦距，f9为第九透镜的焦距。5.如权利要求1或2所述的基于自由曲面设计的全景光学系统，其特征在于，光学系统的各透镜满足如下条件：(1)
‑
20<f1/f<
‑
5；(2)
‑
10<f2/f<
‑
3；
(3)
‑
15<f3/f<
‑
5；(4)2<f4/f<10；(5)2<f5/f<5；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘洪海，杨文冠，赵治平，
申请(专利权)人：广东弘景光电科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：