一种立体圆周视角成像的光学系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种立体圆周视角成像的光学系统，属于光学成像技术领域。该光学系统包括一成像芯片、一反射镜组，多条图像摄取光路。多条图像摄取光路以反射镜组为圆心呈圆周状均匀分布。反射镜组中的每个反射镜与每条图像摄取光路出光方向对应，将各条图像摄取光路的光线反射至成像芯片。图像摄取光路包括以光轴为旋转中心依次排列连接的第一透镜、第二透镜、第三透镜、光阑、胶合片、第四透镜，外界光线由第一透镜射入，从第四透镜射出，经反射镜组反射后投射至成像芯片。多条图像摄取光路的视场角总和大于360

【技术实现步骤摘要】
一种立体圆周视角成像的光学系统


[0001]本技术属于光学成像
，涉及一种立体圆周视角成像的光学系统，具体涉及一种用于安防或智能家居领域的全方位成像的定焦系统。

技术介绍

[0002]随着安防、智能家居领域的快速发展，对图像及视频信息采集的要求越来越高，如何平衡到采集系统的成本与采集信息的完整之间的矛盾显得非常重要。在一定的空间范围内如何得到无死角全视角的图像信息一直是行业内需要解决的问题。针对以上问题，传统的做法有两种：1、多组摄像模组的组合；2、云台旋转采集。第一种方式由于采用对个摄像模组，产品的硬件成本和维护成本均比较高。而第二种方式，由于采用云台旋转采集，很难实现图像的实施采集。

技术实现思路

[0003]为解决如何通过一套成像系统静置条件下的360度无死角立体成像问题，本技术提供了一种立体圆周视角成像的光学系统，所采取的技术方案如下：
[0004]一种立体圆周视角成像的光学系统，该光学系统包括一成像芯片7、一反射镜组6，多条图像摄取光路；所述多条图像摄取光路以所述反射镜组6为圆心呈圆周状均匀分布；所述反射镜组6中的每个反射镜与每条图像摄取光路出光方向对应，将各条图像摄取光路的光线反射至成像芯片；所述图像摄取光路包括以光轴为旋转中心依次排列连接的第一透镜1、第二透镜2、第三透镜3、光阑、胶合片4、第四透镜5，外界光线由第一透镜1射入，从第四透镜5射出，经反射镜组6反射后投射至成像芯片；所述多条图像摄取光路的视场角总和大于360
°
。
[0005]优选地，所述多条图像摄取光路，数量为4条；所述反射镜组6具有4面分别与4条图像摄取光路对应的反射镜。
[0006]优选地，所述第一透镜1与第二透镜2的光学间隔为5.86
±
0.03mm；所述第二透镜2与第三透镜3的光学间隔为0.484
±
0.03mm；所述第三透镜3与光阑的光学间隔为7.012
±
0.003mm；所述光阑到胶合片4的光学间隔为0.1
±
0.03mm；所述胶合片4与所述第四透镜5之间的光学间隔为0.1
±
0.02mm；第四透镜5与像面之间的光学间隔为11
±
0.1mm；所述第一透镜1的前曲率中心至像面的光学总长为38mm。其中，像面指的是成像芯片7的表面。
[0007]优选地，所述第一透镜1物面为凸球面，曲率半径为20mm，像面为凹球面，曲率半径为4.7mm；所述第二透镜2物面为凹球面，曲率半径为14.6mm，像面为凹球面，曲率半径为6.3mm；所述第三透镜3物面为凸球面，曲率半径为7.5mm，像面为凸球面，曲率半径为33mm；所述第四透镜5的物面为凸球面，曲率半径为18.4mm，像面为凸球面，曲率半径为14.3mm。
[0008]更优选地，胶合片4由两个镜片贴合而成，其中，第一镜片物面为凸球面，曲率半径为39mm，像面为凹球面，曲率半径为4mm；第二镜片的物面为凸球面，曲率半径为4mm，镜面为凸球面，曲率半径为8.5mm。
[0009]优选地，其特征在于，所有曲率的面型公差为光圈3
‑
4，局部光圈0.3
‑
0.5。
[0010]优选地，所述系统焦距为2.6mm，像面直径为4.4mm。
[0011]优选地，第一透镜1和第二透镜2材质为重镧火石玻璃；第三透镜3的材质为重火石玻璃；胶合片的第一镜片材质为重磷冕玻璃，第二镜片材质为重火石玻璃；第四透镜的材质为重火石玻璃。
[0012]更优选地，所用镜片均采用成都光明无色玻璃，其中，所述第一透镜1采用的是牌号为h
‑
zlaf89l的重镧火石玻璃，第二透镜2采用的是牌号为h
‑
zlaf55d的重镧火石玻璃；第三透镜3采用的是牌号为h
‑
zf72a的重火石玻璃；胶合片4的第一镜片采用的是牌号为h
‑
zpk5的重磷冕玻璃，第二镜片采用的是牌号为h
‑
zf62的重火石玻璃；所述第四透镜5采用的是牌号为h
‑
zk21的重火石玻璃。
[0013]优选地，工作环境为可见光和近红外环境，工作波段为485nm
‑
850nm。
[0014]整个光路结构物面在左，起始对焦物距为无穷远，像面在右，像距11mm。
[0015]本申请定义每一个透镜的左面曲率为镜片的物面曲率，右面曲率为像面曲率，且曲率凸面朝物面为正，凸面朝像面为负。
[0016]相对于现有技术，本技术获得的有益效果：
[0017]本申请用一个成像芯片，通过特殊的一套光学系统一次性的将圆周视角的图像曝光成像，这样既不增加成像硬件的成本，又可以做到静止状态下圆周视角的图像采集，通过这种方式的开发，在未来很多安防或是智能家居甚至智能机器人上都可以以更低的成本实现更完整的图像信息采集。
附图说明
[0018]图1为本技术一种优选实施方式中光学系统单一图像摄取光路(加与之对应的反射镜)的光路图(省略光阑)。
[0019]图2为本技术一种优选实施方式中光学系统中四条图像摄取光路的光路图。
[0020]图3为本图2中反射镜组的立体结构示意图。
[0021]图4为本技术一种优选实施方式中光学系统的扇形图。
[0022]图5为本技术一种优选实施方式中光学系统的畸变和场曲图。
[0023]图6为本技术一种优选实施方式中光学系统的调制光学传递函数曲线图。
[0024]图7为本技术一种优选实施方式中光学系统的像面照度曲线图。
[0025]图8为本技术一种优选实施方式中光学系统的弥散图示意图。
[0026]图中：1，第一透镜；2，第二透镜；3，第三透镜；4，胶合片；5，第四透镜；6，反射镜组；61，横向反射镜；62，纵向反射镜；7，成像芯片。
具体实施方式
[0027]以下实施例所用材料、方法和仪器，未经特殊说明，均为本领域常规材料、方法和仪器，本领域普通技术人员均可通过商业渠道获得。
[0028]在本技术以下的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或
暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对本技术的限制。
[0029]在本技术以下的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，也可以是通过中间介质间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以是具体情况理解上书本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种立体圆周视角成像的光学系统，其特征在于，包括一成像芯片(7)、一反射镜组(6)，多条图像摄取光路；所述多条图像摄取光路以所述反射镜组(6)为圆心呈圆周状均匀分布；所述反射镜组(6)中的每个反射镜与每条图像摄取光路出光方向对应，将各条图像摄取光路的光线反射至成像芯片；所述图像摄取光路包括以光轴为旋转中心依次排列连接的第一透镜(1)、第二透镜(2)、第三透镜(3)、光阑、胶合片(4)、第四透镜(5)，外界光线由第一透镜(1)射入，从第四透镜(5)射出，经反射镜组(6)反射后投射至成像芯片；所述多条图像摄取光路的视场角总和大于360
°
。2.根据权利要求1所述的立体圆周视角成像的光学系统，其特征在于，所述多条图像摄取光路，数量为4条；所述反射镜组(6)具有4面分别与4条图像摄取光路对应的反射镜。3.根据权利要求1所述的立体圆周视角成像的光学系统，其特征在于，所述第一透镜(1)与第二透镜(2)的光学间隔为5.86
±
0.03mm；所述第二透镜(2)与第三透镜(3)的光学间隔为0.484
±
0.03mm；所述第三透镜(3)与光阑的光学间隔为7.012
±
0.003mm；所述光阑到胶合片(4)的光学间隔为0.1
±
0.03mm；所述胶合片(4)与所述第四透镜(5)之间的光学间隔为0.1
±
0.02mm；第四透镜(5)与像面之间的光学间隔为11
±
0.1mm；所述第一透镜(1)的前曲率中心至像面的光学总长为38mm。4.根据权利要求1所述的立体圆周视角成像的光学系统，其特征在于，所述第一透镜(1)物面为凸球面，曲率半径为20mm，像面为凹球面，曲率半径为4.7mm；所述第二透镜(2)物面为凹球面，曲率半径为14.6mm，像面为凹球面，曲率半径为6.3mm；所述第三透镜(3)物面为凸球面，曲率半径为7.5mm...

【专利技术属性】
技术研发人员：步倩男，牛智信，
申请(专利权)人：辽宁协尔智能光电有限公司，
类型：新型
国别省市：