全景环带光学系统技术方案

本发明专利技术涉及一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第一透镜其物侧面曲率半径、像侧面曲率半径满足如下关系：0.4<<1.2；所述第二透镜为双凸透镜，所述第二透镜物侧面曲率半径、像侧面曲率半径满足如下关系：

【技术实现步骤摘要】
全景环带光学系统


[0001]本专利技术涉及全景光学系统
，具体涉及一种全景环带光学系统。

技术介绍

[0002]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，获得超大视场的环形区域图像，在图像中央有一个圆形盲区。
[0003]这种将超大视场范围内物体成像到图像传感器上的能力得益于折反射面之间的巧妙组合，然而，反射面的引入、透镜透射面的部分反射、镜筒内部机械件结构的散射，这些因素很容易在最后像面上引入具有相当强度的杂散光，干扰系统的目视观测体验感与图像处理算法的工作，极大可能成为服务机器人、视频会议镜头和汽车自动驾驶更新换代之路上的阻力；同时，较大的畸变也是超大视场成像光学系统一直存在的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种全景环带光学系统，以实现在有效视场内稳定获得清晰、稳定的图像的目的。
[0005]为实现上述专利技术目的，本专利技术提供一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第一透镜的物侧面的曲率半径、像侧面的曲率半径满足如下关系： 0.4 < < 1.2；所述第二透镜为双凸透镜，所述第二透镜的物侧面的曲率半径、像侧面曲率半径 满足如下关系：
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6.5< <
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1.5；所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度；所述第一透镜包括前透射面、前反射面和第一后透射面，所述第二透镜包括后反射面、第二后透射面。
[0006]根据本专利技术的一个方面，所述后继透镜组至少包括四片透镜，所述后继透镜组中至少包括一个胶合透镜，所述第一透镜的阿贝数ABB1满足如下关系：40＜ABB1＜100，所述头部单元和所述后继透镜组均为球面玻璃透镜。
[0007]根据本专利技术的一个方面，所述全景环带光学系统的最小半视场角满足如下关系：25
°
< < 50
°
。
[0008]根据本专利技术的一个方面，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半和所述全景环带光学系统的有效焦距的绝对值满足如下关系： > 1.7。
[0009]根据本专利技术的一个方面，所述头部单元的总长度和所述后继透镜组的总
长度满足如下关系：0.5<<1.8。
[0010]根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的机械半口径和所述第二透镜的机械半口径满足如下关系：2.1<<2.8。
[0011]根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的机械半口径和所述头部单元的总长度满足如下关系：0.6<<1.5。
[0012] 根据本专利技术的一个方面，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半满足如下关系：1mm<<2.5mm。
[0013]根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的中心厚度TH
PAL1
和所述第二透镜的中心厚度TH
PAL2
满足如下关系：1.1<<1.8。
[0014]根据本专利技术的一个方面，所述第一透镜的物侧面的机械半口径和所述第一透镜的物侧面的曲率半径满足如下关系：0.3<<0.8。
[0015]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，能够实现大视场成像，具有成像清晰、稳定的优点。
[0016]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率。
[0017]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，通过全景环带光学系统将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息。
[0018]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，在头部总长度一定时，有效限制后继透镜组的总长度，压缩整体光学系统的总长度，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
[0019]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性。
[0020]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率。
[0021]根据本专利技术的一个方案，本专利技术的全景环带光学系统，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
附图说明
[0022]图1为实施例1的光学结构图；图2为实施例1中沿着光路方向各个表面的标记图；
图3为实施例1在可见光486
‑
656nm下的MTF曲线图；图4为实施例1在可见光486
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656nm下的标准点列图；图5为实施例1在可见光486
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656nm下的畸变图；图6为实施例1在可见光486
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656nm下的光程差图；图7为实施例1在可见光486
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656nm下的倍率色差图；图8为实施例1在可见光486
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656nm下的相对照度曲线图；图9为实施例2的光学结构图；图10为实施例2中沿着光路方向各个表面的标记图；图11为实施例2在可见光486
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656nm下的MTF曲线图；图12为实施例2在可见光486
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656nm下的标准点列图；图13为实施例2在可见光486
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656nm下的畸变图；图14为实施例2在可见光486
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656nm下的光程差图；图15为实施例2在可见光486
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656nm下的倍率色差图；图16为实施例2在可见光486
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656nm下的相对照度曲线图；图17为实施例3的光学结构图；图18为实施例3中沿着光路方向各个表面的标记图；图19为实施例3在可见光486
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656nm下的MTF曲线图；图20为实施例3在可见光486
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656nm下的标准点列图；图21为实施例3在可见光486
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656nm下的畸变图；图22为实施例3在可见光486
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656nm下的光程差图；图23为实施例3在可见光486
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656nm下的倍率色差图；图24为实施例3在可见光486
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656nm下的相对照度曲线图；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，其特征在于，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜（PAL1）和第二透镜（PAL2），所述第一透镜（PAL1）为弯月型透镜，所述第一透镜（PAL1）的物侧面的曲率半径、像侧面的曲率半径满足如下关系：0.4<<1.2；所述第二透镜（PAL2）为双凸透镜，所述第二透镜（PAL2）的物侧面的曲率半径、像侧面的曲率半径满足如下关系：
‑
6.5<<
‑
1.5；所述第一透镜（PAL1）和所述第二透镜（PAL2）具有正光焦度；所述第一透镜（PAL1）包括前透射面（A1）、前反射面（A6）和第一后透射面（A2），所述第二透镜（PAL2）包括后反射面（A3）、第二后透射面（A8）。2.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述后继透镜组至少包括四片透镜，所述后继透镜组中至少包括一个胶合透镜，所述第一透镜（PAL1）的阿贝数ABB1满足如下关系：40＜ABB1＜100，所述头部单元和所述后继透镜组中的透镜均为球面玻璃透镜。3.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述全景环带光学系统的最小半视场角满足如下关系：25
°
<<50
°
。4.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述全景环带光学系统的成像面...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯逸鹤，柯舫，察日苏，
申请(专利权)人：杭州环峻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：