本發(fā)明涉及全景魚眼鏡頭，尤其涉及的是一種全景魚眼鏡頭的主筒、全景魚眼鏡頭及成像方法。

背景技術(shù)：

作為最新的全景拍攝技術(shù)，已知有利用兩個廣角鏡頭來實現(xiàn)的（參考專利CN201310556595）。在這樣的全景鏡頭中，兩個廣角鏡頭背靠背結(jié)合在一起，其每一個具有超過180度的視場角，每個鏡頭的圖像信息通過特有的光導裝置引導到成像裝置。兩個廣角鏡頭分別攝取的圖像由相同的或單獨的成像裝置轉(zhuǎn)換為電信號并對電信號進行處理，從而可獲得全景圖像。這種全景鏡頭可以快速獲得全方位的圖像信息，可以有效的使用到車載全景監(jiān)控、安全監(jiān)控、便攜式的全景裝置或類似物中。

其中光導裝置的設計及結(jié)構(gòu)對成像質(zhì)量及穩(wěn)定性具有關鍵影響，尤其在涉及小型化的全景鏡頭時，為了獲取高質(zhì)量的成像質(zhì)量，光導裝置的大小、結(jié)構(gòu)成為行業(yè)技術(shù)難點。

參考專利CN201310556595中的全景鏡頭的光導裝置，兩個表面尺寸不同的透明元件鄰接組成，該透明元件組通過共用主體管部件保持。其中兩個透明元件將共用的反射膜夾在其中，主體管部件通過開設的斜槽對透明元件組進行固定。

但上述光導裝置中，反射面共面使兩組光路產(chǎn)生關聯(lián)，會造成公差向另一面光路累計，如反射元件加工偏大或偏小，則必然會使一邊光路偏大，一邊偏小），從而導致兩組光學系統(tǒng)成像質(zhì)量差異大，增加反射元件加工難度。

透明元件大小不同且共用反射元件，需要預先拼接，再放置在主體管中進行固定，對鏡頭的組裝加工精度要求非常高。

主體管內(nèi)的放置的斜槽屬于軟性材質(zhì)，對透明元件的固定不夠牢固，容易發(fā)生變形，影響全景成像功能。

因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進和發(fā)展。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種全景魚眼鏡頭的主筒、全景魚眼鏡頭及成像方法，采用兩個主筒部分放置兩個直角棱鏡，斜板將兩個主筒部分進行隔離，避免了兩直角棱鏡的反射面共面并兩棱鏡貼合后存在偏差時，不易調(diào)整。使得兩組光學系統(tǒng)成像質(zhì)量基本一致。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述主筒包括：第一主筒部分、第二主筒部分、斜板；

所述第一主筒部分、第二主筒部分為兩個直角契形，所述直角契形與直角棱鏡相匹配；所述斜板為設定厚度的薄板；

所述第一主筒部分與第二主筒部分是分開的，兩者的斜面通過斜板隔開。

所述的全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述斜板為具有反射功能的反射元件。

所述的全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述斜板為不具有反射功能的元件時，在斜板與直角棱鏡接觸的兩個背對面或直角棱鏡的斜面貼上反射元件。

所述的全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述斜板為實體板或空心板。

所述的全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述第一主筒部分及第二主筒部分的斜邊角分別設置有倒角槽。

所述的全景魚眼鏡頭的主筒，其中，所述斜板與主筒一體成型或單獨安裝在主筒中。

一種全景魚眼鏡頭，其中，所述系統(tǒng)包括：兩組單鏡頭光學系統(tǒng)；

所述單鏡頭光學系統(tǒng)包括：用于進行光線反射的直角棱鏡、設置在直角棱鏡第一直角面前方的用于吸收外界入射光的第一負透鏡、依次設置在直角棱鏡第二直角面前方的用于校正光學系統(tǒng)色差的由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡構(gòu)成的透鏡組、用于校正光學系統(tǒng)像差的第三正透鏡；

所述兩組單鏡頭光學系統(tǒng)分別通過如權(quán)利要求1所述的斜板的兩個斜面與各自對應的直角棱鏡斜面接觸進行固定；所述直角棱鏡與對應的如權(quán)利要求1所述的主筒部分相匹配；

兩組依次設置的第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡以第一光軸鏡像對稱；兩個第一負透鏡以第二光軸鏡像對稱。

所述的全景魚眼鏡頭，其中，

所述第一負透鏡的中心線與其對應的直角棱鏡直角面的中心線共線；所述依次設置在直角棱鏡另一直角邊前方的第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡的中心線共線，且與其對應的直角棱鏡直角面的中心線共線。

所述的全景魚眼鏡頭，其中，

直角棱鏡的斜面與其對應的主筒部分的斜面接觸；直角棱鏡的第二直角面與其對應的主筒部分的第一直角面接觸。

一種全景魚眼鏡頭的成像方法，其中，

所述第一負透鏡吸收外界的入射光；經(jīng)過第一負透鏡的入射光通過直角棱鏡的斜面進行反射，并反射到由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡構(gòu)成的用于校正光學系統(tǒng)色差的透鏡組；經(jīng)過透鏡組的光線進入校正光學系統(tǒng)像差的第三正透鏡；光線通過第三正透鏡出射到成像平面進行成像。

本發(fā)明所提供的一種全景魚眼鏡頭的主筒、全景魚眼鏡頭及成像方法，由于采用了兩個主筒部分放置兩個直角棱鏡，斜板將兩個主筒部分進行隔離，從而使得兩個直角棱鏡未直接接觸，在兩直角棱鏡存在安裝誤差時，可以對各個棱鏡進行單獨調(diào)整，使得兩組光學系統(tǒng)成像質(zhì)量基本一致。斜板將兩個主筒部分進行隔離，使得在生產(chǎn)過程中，容易安裝和調(diào)整直角棱鏡，提高生產(chǎn)效率，也同時使得在維修其中一組光路的上的鏡片組中的直角棱鏡時，可以單獨進行拆除和維修而不會影響到另一光組的鏡片組的直角棱鏡，維修方便簡單。

附圖說明

圖1是本發(fā)明中全景魚眼鏡頭的主筒的結(jié)構(gòu)圖。

圖2是本發(fā)明中全景魚眼鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。

圖3是本發(fā)明中直角棱鏡的結(jié)構(gòu)圖。

圖4是本發(fā)明中主筒在第一視角的結(jié)構(gòu)圖。

圖5是本發(fā)明中主筒在第二視角的結(jié)構(gòu)圖。

圖6是本發(fā)明中全景魚眼鏡頭的光學示意圖。

具體實施方式

本發(fā)明提供一種全景魚眼鏡頭的主筒、全景魚眼鏡頭及成像方法，為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及效果更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實例對本發(fā)明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。

本發(fā)明通過改進現(xiàn)有技術(shù)中全景魚眼鏡頭的兩個直角棱鏡的安裝方式，使得在生產(chǎn)過程中，容易安裝和調(diào)整棱鏡，提高生產(chǎn)效率，也同時使得在維修其中一組光路的上的鏡片組中的直角棱鏡時，可以單獨進行拆除和維修而不會影響到另一光組的鏡片組的直角棱鏡，維修方便簡單。

本發(fā)明主要進行改進的部分即是全景魚眼鏡頭的主筒，該主筒采用對角斜板結(jié)構(gòu)，即是通過在主筒的對角線的位置加裝一個斜板，避免了兩直角棱鏡的反射面共面并且兩反射面共面的棱鏡貼合后存在偏差時不易調(diào)整。

如圖1所示，為本發(fā)明提供的全景魚眼鏡頭的主筒的結(jié)構(gòu)圖，所述主筒包括：第一主筒部分L17、第二主筒部分L27、斜板L8；第一主筒部分L17和第二主筒部分L27為形狀相同的直角契形，該直角契形與直角棱鏡相匹配。即是，該直角契形內(nèi)部形狀與其對應的直角棱鏡的形狀完全一致，直角棱鏡可以完全放置于直角契形的內(nèi)部區(qū)域。

第一主筒部分L17與第二主筒部分L27是分開的，兩者的斜面相對，第一主筒部分斜面為第一斜面S12、第二主筒部分斜面為第二斜面S22,即是第一斜面S12與第二斜面S22相對。兩者的斜面存在一定的距離，兩個斜面是通過斜板隔開，兩斜面間的距離即是斜板的厚度。第一斜面S12、第二斜面S22同時也是斜板的兩個背對面，所述兩個背對面分別與對應的直角棱鏡的斜面接觸。

第一主筒部分及第二主筒部分的斜邊角分別設置有倒角槽。主筒部分設置的倒角槽擴大了直角棱鏡與安裝套的接觸面，有利于固定直角棱鏡，有利于點膠固定直角棱鏡的棱角，安裝更加精確。

斜板L8為具有一定厚度的薄板，該厚度可以進行設定，斜板L8的厚度的大小并不直接影響其在主筒中將第一主筒部分L17與第二主筒部分L27進行隔開的作用。斜板的兩個背對面第一斜面S12、第二斜面S22的形狀可以是正方形、長方形或圓形，該面的形狀不做限定，只需該斜面的大小能完全隔離兩路光路即可。

主筒采用對角斜板結(jié)構(gòu)，通過在主筒的對角線的位置加裝一個斜板。針對斜板是否為具有反射功能的反射元件，可以采用兩種方式避免兩反射面共面。當斜板為具有反射功能的反射元件時，兩路光路的反射面為斜板的第一斜面S12、第二斜面S22，通過反射面的全反射實現(xiàn)兩路光路的隔離，使得兩個反射面不共面。當斜板為不具有反射功能的元件時，在斜板與直角棱鏡接觸的兩個背對面或者直角棱鏡的斜面貼上反射元件，同樣可以實現(xiàn)兩個反射面不共面。

斜板可以選擇實體板，實體板可以增加主筒的強度，及斜板具有反射功能的反射元件；也可以選擇空心板，減少主筒的重量。斜板可以與主筒一體成型或者單獨安裝在主筒中；斜板與主筒一體成型時，有利于斜板在主筒中的設計精度，從而使得安裝于主筒中的直角棱鏡安裝精度更高；在斜板可活動地單獨安裝于主筒中時，可以隨意的變換不同厚度的斜板，以致適應不同規(guī)格的直角棱鏡。

基于上述的主筒結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了一種包括上述主筒結(jié)構(gòu)的全景魚眼鏡頭，如圖2所示，為本發(fā)明中全景魚眼鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。

該全景魚眼鏡頭由兩組單鏡頭的光學系統(tǒng)組合構(gòu)成，兩組單鏡頭光學系統(tǒng)分別主筒斜板的兩個斜面與各自對應的直角棱鏡斜面接觸進行固定；所述直角棱鏡與主筒部分相匹配。每組單鏡頭的光學系統(tǒng)可以單獨接收超過180度視場角的光線，兩組單鏡頭光學系統(tǒng)即能實現(xiàn)全景鏡頭的全景視角。

結(jié)合圖2，對每組單鏡頭光學系統(tǒng)的各個光學元件進行詳細的介紹。

單鏡頭光學系統(tǒng)主要包括直角棱鏡、第一負透鏡、第二負透鏡、第一正透鏡、第二正透鏡、第三正透鏡。以圖2中全景魚眼鏡頭結(jié)構(gòu)圖所示，其中第一組單鏡頭光學系統(tǒng)的光學元件為第一負透鏡L11、直角棱鏡L12、第一正透鏡L13、第二正透鏡L14、第二負透鏡L15、第三正透鏡L16; 第二組單鏡頭光學系統(tǒng)的光學元件為第一負透鏡L21、直角棱鏡L22、第一正透鏡L23、第二正透鏡L24、第二負透鏡L25、第三正透鏡L26。

直角棱鏡用于進行光線反射，設置在直角棱鏡第一直角面前方的第一負透鏡用于吸收外界入射光，依次設置在直角棱鏡第二直角面前方的由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡構(gòu)成的透鏡組用于校正光學系統(tǒng)色差、第三正透鏡用于校正光學系統(tǒng)像差。

所述兩組單鏡頭光學系統(tǒng)分別通過斜板的兩個斜面與各自對應的直角棱鏡斜面接觸進行固定；所述直角棱鏡與對應的主筒部分相匹配；兩組依次設置的第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡以第一光軸鏡像對稱；兩個第一負透鏡以第二光軸鏡像對稱。

第一負透鏡與直角棱鏡的第一直角面重合的中心線為第一光軸；第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡與直角棱鏡的第二直角面重合的中心線為第二光軸。

兩組單鏡頭光學系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)是完全對稱的，本發(fā)明只以其中一組單鏡頭光學系統(tǒng)為例，并以直角棱鏡L12為基準對各個光學元件的位置關系進行解釋。

如圖3所示，為本發(fā)明中直角棱鏡的結(jié)構(gòu)圖。所述直角棱鏡L12的兩個斜邊角設置為倒角，倒角部分的設計使得直角棱鏡的安裝的精度和牢固度提高，提升了鏡頭的穩(wěn)定性。所述直角棱鏡L12通過其斜面與其對應的主筒斜板的斜面接觸進行固定，對角斜板結(jié)構(gòu)的主筒與直角棱鏡L12相互匹配。對角斜板結(jié)構(gòu)的主筒，能對直角棱鏡進行精確安裝，且結(jié)構(gòu)簡單，易于安裝與拆卸，提高實用性和耐用性。優(yōu)選的，直角棱鏡為等腰直角棱鏡。

直角棱鏡L12包括第一直角面P11、第二直角面P12和斜面P13;直角棱鏡L22包括第一直角面P21、第二直角面P22和斜面P23。

圖4、圖5為本發(fā)明主筒在不同視角的結(jié)構(gòu)圖。

所述第一主筒部分L17的第一直角面S11面向第一正透鏡L13，且在該第一主筒部分L17的第一直角面S11上設置有圓孔。所述第二主筒部分L27的第一直角面S21面向第一正透鏡L23，且在該第二主筒部分L27的第一直角面S21上設置有圓孔。該圓孔能確保光線進入依次設置的第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡、第三正透鏡的光路中。

所述第一主筒部分L17的斜面為S12; 所述第二主筒部分L27的斜面為S22。

本發(fā)明中直角棱鏡L12的斜面P13與第一主筒部分L17的斜面S12接觸；直角棱鏡L12的第二直角面P12與第一主筒部分L17的第一直角面S11接觸。直角棱鏡L22的斜面P23與第二主筒部分L27的斜面S22接觸；直角棱鏡L22的第二直角面P22與第二主筒部分L27的第一直角面S21接觸。直角棱鏡與主筒對應面的接觸完成了直角棱鏡的安裝。

通過第一負透鏡L11壓緊直角棱鏡L12, 可以通過單獨調(diào)整S12面的位置尺寸保證元件的偏芯和傾斜。同樣，通過第一負透鏡L21壓緊直角棱鏡L22, 可以通過單獨調(diào)整S22面的位置尺寸保證元件的偏芯和傾斜。本發(fā)明中是兩個分開的反射元件，不共面，可以在反射面的任意位置做定位，且可以單獨調(diào)整其中任一個反射元件的偏芯和傾斜，互不影響。

此種定位方法避開了現(xiàn)有技術(shù)中直角棱鏡L12的斜面P13與直角棱鏡L22的斜面P23共面現(xiàn)象，實現(xiàn)運用物理方法將直角棱鏡L12、直角棱鏡L22分開使用，鏡頭的拆卸維修方便，一個直角棱鏡的損壞不影響另一個棱鏡的功能。直角棱鏡L12與直角棱鏡L22的形狀可以做出一致的，可以實現(xiàn)共用，減少元件的種類，降低生產(chǎn)成本，減少加工難度；優(yōu)選的，采用大小一致的鏡頭，結(jié)合主筒的結(jié)構(gòu)，使得棱鏡安裝、定位更加簡單，無需進行額外的接固工序。

第一負透鏡L11設置在直角棱鏡L12第一直角面前方;所述第一負透鏡L11的中心線與其對應的直角棱鏡L12第一直角面的中心線共線；

在直角棱鏡L12的第二直角面P12前方依次設置有第一正透鏡L13、第二正透鏡L14、第二負透鏡L15、第三正透鏡L16。所述第一正透鏡L13、第二正透鏡L14、第二負透鏡L15、第三正透鏡L16的中心線共線，且與其對應的直角棱鏡直角面的中心線共線。

在第三正透鏡與成像平面之間還包括小壓圈，用于壓住鏡片；在第三正透鏡與第二負透鏡之間包括隔圈1、在第二正透鏡與第一正透鏡之間包括隔圈2，用于隔離各個光學元件。

所述圖6為本發(fā)明中全景魚眼鏡頭的光學示意圖。

如圖6所示，外界的光線通過全景魚眼鏡頭中第一負透鏡進入該光學系統(tǒng)中，第一負透鏡可接收的光線視角大于180度，光線依次經(jīng)過直角棱鏡、第一正透鏡、第二正透鏡、第一負透鏡、第三正透鏡形成圖像顯示在成像表面。兩組單鏡頭光學系統(tǒng)的結(jié)合則能實現(xiàn)360度視角，可以快速獲得全方位的圖像信息，可以有效的使用到全景圖像的應用中。

基于上述全景魚眼鏡頭的結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還提供了一種全景魚眼鏡頭的成像方法， 所述第一負透鏡吸收外界的入射光；經(jīng)過第一負透鏡的入射光通過直角棱鏡的斜面進行反射，并反射到用于校正光學系統(tǒng)色差的由第一正透鏡、第二正透鏡、第二負透鏡構(gòu)成的透鏡組；經(jīng)過透鏡組的光線進入校正光學系統(tǒng)像差的第三正透鏡；光線通過第三正透鏡出射到成像平面進行成像。

綜上所述，本發(fā)明采用了兩個對角斜板結(jié)構(gòu)的主筒放置兩個直角棱鏡，主筒的斜面將兩個直角棱鏡進行隔離，在兩直角棱鏡存在安裝誤差時，可以對各個棱鏡進行單獨調(diào)整，使得兩組光學系統(tǒng)成像質(zhì)量基本一致。斜板將兩個主筒部分進行隔離，使得在生產(chǎn)過程中，容易安裝和調(diào)整棱鏡，提高生產(chǎn)效率，也同時使得在維修其中一組光路的上的鏡片組中的直角棱鏡時，可以單獨進行拆除和維修而不會影響到另一光組的鏡片組的直角棱鏡，維修方便簡單。

應當理解的是，本發(fā)明的應用不限于上述的舉例，對本領域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進或變換，所有這些改進和變換都應屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護范圍。