[发明专利]一种具有双光路系统的全景成像镜头

说明书

技术领域

本发明涉及成像镜头技术领域，尤其涉及一种具有双光路系统的全景成像镜头。

背景技术

全景环带光学镜头的光学视场可以认为是由两个方向的光学视场组成。在笛卡尔极坐标系内，一个方向的光学视场位于XOY平面内，即方位角方向的视场大小为360°；而另一个方向的光学视场的大小为系统俯仰角度差值。这样的环带光学镜头能够对在XOY平面中的360°环带视场内的景物成像，达到特殊的全景成像效果。

目前，全景环带镜头的形式有多种，主要包括折射式与反射式。反射式全景环带镜头包括两片反射式全景镜头。图1为示出现有的两片(二次)反射式全景镜头的主要结构及中央盲区视场的示意图。如图所示，两片反射式全景镜头从物侧依次包括第1凹面反射镜11、第2凹面反射镜12以及中继透镜组13。第1凹面反射镜11的中央具有圆孔14。第1凹面反射镜11与第2凹面反射镜12以光轴O(光学系统的对称轴)为中心旋转对称。

如图1所示，在全景成像时，通常视场中的光线(光线I)经由第1凹面反射镜11反射至第2凹面反射镜12，再由第1凹面反射镜12反射通过凹面反射镜11中央的圆孔14，并通过该圆孔14后方的中继透镜组13进行像差校准，然后在焦平面15上成像。

但是，由于第2凹面反射镜12自身尺寸的限制，使得图中所示的入射光线II与入射光线III所围成的阴影区域中物体发出的光线无法经过上述二次反射而在焦平面上成像。这样，在位于焦平面上的探测器(未图示)中央有一块圆形区域上没有光线聚焦，从而最终获得的视场图像为一个圆环(环带)，而环带的正中心成为了盲区(黑斑)。也就是说，图1中所示中央光轴O与入射光线II所成的夹角α即为所述中央视场盲区的范围。黑斑的尺寸取决于第2凹面反射镜12的尺寸及焦平面26与第2凹面反射镜12之间的距离。通常情况下，第2凹面反射镜12的尺寸越小，焦平面26与第2凹面反射镜12之间距离越大，所得黑斑的直径越小；反之，则黑斑的直径越大。因此这一中央盲区不仅影响成像的完整、美观，同时也导致安防、监视等实际应用领域中的安全性大大降低了。

另外，本发明者发现了上述全景环带镜头中的一个光学现象，即通常视场中的光线(光线I)经由第1凹面反射镜11反射至第2凹面反射镜12，再由第2凹面反射镜12反射时，第2凹面反射镜12的反射面的中央圆形区域部分并未作为反射面被利用，也就是说该中央圆形区域部分没有反射光线。基于该发现，本发明者经过锐意研究，提出了一种能够补偿原中央盲区的具有双光路系统互补式的全景成像镜头。

发明内容

本发明的目的是在现有全景环带成像镜头的基础上，提供一种结构简单、成本低廉、体积小巧、具有双光路系统互补式的无中央盲区的的全景成像镜头。

本发明的具有双光路系统的全景成像镜头，从物侧起沿着光轴方向依次包括：从物侧起沿着光轴方向依次包括：透镜组(22)，第二凹面反射镜(23)以及第一凹面反射镜(24)，所述第二凹面反射镜的中央具有第二圆孔(231)，所述第一凹面反射镜(24)的中央具有第一圆孔(241)，所述透镜组(22)、所述第二凹面反射镜(23)与所述第一凹面反射镜(24)以光轴为旋转对称轴，其中，所述透镜组(22)由多片圆形凸透镜或凹透镜组成，用于会聚第一视场中即原中央盲区内的物体发出的光线，并使所述光线依次穿过所述第二凹面反射镜(23)的第二圆孔(231)以及第一的凹面反射镜(24)的第一圆孔(241)，从而来自所述透镜组(22)的所述光线在焦平面上成像；

所述第一凹面反射镜(24)用于将第二视场中即原中央盲区外的物体发出的光线反射至所述第二凹面反射镜(23)；

所述第二凹面反射镜(23)用于将来自所述第一凹面反射镜(24)的反射光线反射并穿过所述第一凹面反射镜(24)的第一圆孔(241)，从而所述自所述第一凹面反射镜(24)的光线在焦平面上成像。

本发明的具有双光路系统的全景成像镜头具有以下有益效果。

根据本发明，在所述镜头的光学视场中，由于透镜组与第二反射镜对视场的补偿，相对于一般现有的全景环带成像镜头，本发明能够真正实现360度全景无中央盲区(死角)成像。并且，本发明在现有全景成像镜头的基础上引入透镜组及第二反射镜，因而结构简单、成本低廉、体积紧凑小巧。

根据本发明，在所述镜头的光学视场中，光线只经过里两面高反镜或高透镜，能量损耗相对较低，光学效率足以达到探测要求。

附图说明

图1为示出现有的两片反射式全景镜头的主要结构及中央盲区视场的示意图。