[发明专利]一种超大视场全球面全景环带光学系统

说明书

本发明公开了一种超大视场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。采用本发明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。

技术领域

本发明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。

背景技术

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°。

发明内容

本发明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。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

本发明实施例提供一种超大视场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：