本發(fā)明涉及光學(xué)系統(tǒng)，尤其是一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：目前三維重建、全景瀏覽視頻監(jiān)控發(fā)展如火如荼，其整套成像系統(tǒng)往往采用多顆鏡頭成像，然后進(jìn)行圖像合成和拼接才能實(shí)現(xiàn)，這帶來的負(fù)面影響是鏡頭成本的增加；高低溫等惡劣環(huán)境也影響成像系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性。因此，本發(fā)明正是基于以上的不足而產(chǎn)生的。技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，該系統(tǒng)成本低、清晰度高、視場角大、通光能力強(qiáng)，可以滿足在三維重建、全景瀏覽、視頻監(jiān)控、車載鏡頭領(lǐng)域的成像要求。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用了下述技術(shù)方案：一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，從物面至像面依次設(shè)有：前透鏡組，所述前透鏡組的光焦度為負(fù)，所述的前透鏡組包括第一透鏡、第二透鏡和第三透鏡；所述第一透鏡和所述第二透鏡的光焦度為負(fù)，所述第三透鏡的光焦度為正；光闌；后透鏡組，所述后透鏡組的光焦度為正，所述的后透鏡組包括第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡；所述第四透鏡和第六透鏡的光焦度為正，所述第五透鏡的光焦度為負(fù)；濾光片；保護(hù)玻璃。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第一透鏡為朝向物面的表面是凸面、朝向像面的表面是凹面的彎月透鏡；第二透鏡為朝向物面的表面是凸面、朝向像面的表面是凹面的彎月透鏡；第三透鏡的兩個(gè)面均為凸面。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第四透鏡的兩個(gè)面均為凸面，第五透鏡為朝向物面的表面是凹面、朝向像面的表面是凸面的彎月透鏡，第六透鏡的兩個(gè)面均為凸面。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的前透鏡組、后透鏡組滿足：-11.2≤Fbefore≤-5.5；-13.6≤Fbefore/F≤-6.1；2.41≤Fafter≤2.72；2.68≤Fafter/F≤3.49；1.85≤|Fbefore/Fafter|≤4.7；其中，F(xiàn)before為前透鏡組的焦距，F(xiàn)after為后透鏡組的焦距，F(xiàn)為光學(xué)系統(tǒng)的總焦距。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一透鏡、第三透鏡和第五透鏡的折射率和阿貝數(shù)滿足：1.7≤Nd1≤1.9；45≤Vd1≤65；Nd3≥1.8；Vd3≤23；Nd5≥1.55；Vd5≤25；其中，Nd1、Nd3、Nd5分別為第一透鏡、第三透鏡、第五透鏡的折射率；Vd1、Vd3、Vd5分別為第一透鏡、第三透鏡、第五透鏡的阿貝數(shù)。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于，滿足：1.8≤ET2/T2≤4；2.68≤Φ1/MIC≤3.3；2.3≤A6/F≤3.0；其中，ET2、T2分別為第二透鏡的邊緣厚度和中心厚度，Φ1為第一透鏡的口徑大小，MIC代表最大成像面，A6為所述第六透鏡到像面的最小距離。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的光學(xué)鏡頭總視場角和鏡頭總長分別滿足：170°≤2W≤230°；14≤TTL/F≤17.2；式中，2W為鏡頭的視場角，TTL為第一透鏡的頂點(diǎn)到像面的距離。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述第二透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡為塑膠非球面透鏡，所述的第四透鏡和第五透鏡采用塑膠鏡片膠合，所述第四透鏡和第五透鏡的膠合面為球面或者非球面。如上所述的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，其特征在于：所述的第一透鏡、第三透鏡是球面玻璃透鏡；第二透鏡、第四透鏡、第五透鏡、第六透鏡為塑膠非球面透鏡，且滿足非球面透鏡公式：在公式中，參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形；α1至α8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，達(dá)到了如下效果：1、本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了最大視場角230°的超大廣角、大的相對(duì)孔徑和百萬像素的高清鏡頭，可用于三維重建、全景瀏覽視頻監(jiān)控、球幕投影等方面，成像系統(tǒng)在-40℃～+85℃的溫度范圍內(nèi)仍具有較高的清晰度，特別適用于環(huán)境惡劣車載環(huán)境。2、本發(fā)明合理分配折射率和阿貝數(shù)，有效矯正系統(tǒng)軸向色差過大，且能保證第一透鏡有較小的口徑，對(duì)鏡頭小型化更有益處。3、本發(fā)明設(shè)置有濾光片和圖像傳感器的保護(hù)玻璃，能過濾一部分光線以減少雜光和光斑等，使圖像色彩亮麗和銳利的同時(shí)具有良好的色彩還原性。4、本發(fā)明引入塑膠非球面透鏡，可有效減小鏡頭體積，還能實(shí)現(xiàn)較高的分辨率。【附圖說明】下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)說明，其中：圖1為本發(fā)明示意圖；圖2為本發(fā)明的在125lp/mm下的MTFVSfield曲線圖；圖3為本發(fā)明的色差曲線圖；圖4為本發(fā)明的高溫+20℃離焦MTF曲線圖；圖5為本發(fā)明的高溫+85℃離焦MTF曲線圖；圖6為本發(fā)明的低溫-40℃離焦MTF曲線圖；附圖說明：1、第一透鏡；2、第二透鏡；3、第三透鏡；4、第四透鏡；5、第五透鏡；6、第六透鏡；7、濾光片；8、保護(hù)玻璃；9、光闌；10、像面?！揪唧w實(shí)施方式】下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作詳細(xì)說明。如圖1至圖6所示，一種高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)，從物面至像面10依次設(shè)有：前透鏡組100，所述前透鏡組100的光焦度為負(fù)，所述的前透鏡組100包括第一透鏡1、第二透鏡2和第三透鏡3；所述第一透鏡1和所述第二透鏡2的光焦度為負(fù)，所述第三透鏡3的光焦度為正；光闌9；后透鏡組200，所述后透鏡組200的光焦度為正，所述的后透鏡組200包括第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6；所述第四透鏡4和第六透鏡6的光焦度為正，所述第五透鏡5的光焦度為負(fù)；濾光片7；保護(hù)玻璃8；設(shè)置濾光片和保護(hù)玻璃能過濾一部分光線以減少雜光和光斑等，使圖像色彩亮麗和銳利的同時(shí)具有良好的色彩還原性。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了最大視場角220°的超大廣角、大的相對(duì)孔徑和百萬像素的高清鏡頭，可用于三維重建、全景瀏覽視頻監(jiān)控、球幕投影等方面，成像系統(tǒng)在-40℃～+85℃的溫度范圍內(nèi)仍具有較高的清晰度，特別適用于環(huán)境惡劣車載環(huán)境。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述第一透鏡1為朝向物面的表面是凸面、朝向像面10的表面是凹面的彎月透鏡；第二透鏡2為朝向物面的表面是凸面、朝向像面10的表面是凹面的彎月透鏡；第三透鏡3的兩個(gè)面均為凸面。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述第四透鏡4的兩個(gè)面均為凸面，第五透鏡5為朝向物面的表面是凹面、朝向像面10的表面是凸面的彎月透鏡，第六透鏡6的兩個(gè)面均為凸面；第六透鏡朝向像面10的一面邊緣成像區(qū)域會(huì)產(chǎn)生反曲，反曲的特點(diǎn)主要是改善周邊視場的MTF性能和相對(duì)照度。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述的前透鏡組100、后透鏡組200滿足：-11.2≤Fbefore≤-5.5；-13.6≤Fbefore/F≤-6.1；2.41≤Fafter≤2.72；2.68≤Fafter/F≤3.49；1.85≤|Fbefore/Fafter|≤4.7；其中，F(xiàn)before為前透鏡組100的焦距，F(xiàn)after為后透鏡組200的焦距，F(xiàn)為光學(xué)系統(tǒng)的總焦距；能夠有效將寬的視場角匯聚進(jìn)光學(xué)系統(tǒng)，并降低光學(xué)系統(tǒng)的公差敏感性。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述的第一透鏡1、第三透鏡3和第五透鏡5的折射率和阿貝數(shù)滿足：1.7≤Nd1≤1.9；45≤Vd1≤65；Nd3≥1.8；Vd3≤23；Nd5≥1.55；Vd5≤25；其中，Nd1、Nd3、Nd5分別為第一透鏡1、第三透鏡3、第五透鏡5的折射率；Vd1、Vd3、Vd5分別為第一透鏡1、第三透鏡3、第五透鏡5的阿貝數(shù)；這種折射率和阿貝數(shù)的分配，有效矯正系統(tǒng)軸向色差過大，且能保證第一透鏡有較小的口徑，這對(duì)鏡頭小型化更有益處。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，滿足：1.8≤ET2/T2≤4；2.68≤Φ1/MIC≤3.3；2.3≤A6/F≤3.0；其中，ET2、T2分別為第二透鏡2的邊緣厚度和中心厚度，Φ1為第一透鏡1的口徑大小，MIC代表最大成像面、A6為第六透鏡6最到像面10的最小距離；有效縮短鏡頭總長，使得光學(xué)系統(tǒng)有更大的孔徑。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述的光學(xué)鏡頭總視場角和鏡頭總長分別滿足：170°≤2W≤230°；14≤TTL/F≤17.2；式中，2W為鏡頭的視場角，TTL為第一透鏡1的頂點(diǎn)到像面10的距離。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述第二透鏡2、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6為塑膠非球面透鏡，第四透鏡4和第五透鏡5采用塑膠鏡片膠合，第四透鏡4和第五透鏡5的膠合面可為球面或者非球面。如圖1至圖6所示，在本實(shí)施例中，所述的第一透鏡1、第三透鏡3是球面玻璃透鏡；第二透鏡2、第四透鏡4、第五透鏡5、第六透鏡6為塑膠非球面透鏡，且滿足非球面透鏡公式：在公式中，參數(shù)c為半徑所對(duì)應(yīng)的曲率，y為徑向坐標(biāo)其單位和透鏡長度單位相同，k為圓錐二次曲線系數(shù)；當(dāng)k系數(shù)小于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為雙曲線，當(dāng)k系數(shù)等于-1時(shí)，透鏡的面形曲線為拋物線；當(dāng)k系數(shù)介于-1到0之間時(shí)，透鏡的面形曲線為橢圓，當(dāng)k系數(shù)等于0時(shí)，透鏡的面形曲線為圓形，當(dāng)k系數(shù)大于0時(shí)，透鏡的面形曲線為扁圓形；α1至α8分別表示各徑向坐標(biāo)所對(duì)應(yīng)的系數(shù)。塑膠非球面透鏡的引入，可有效減小鏡頭體積，還能實(shí)現(xiàn)較高的分辨率。本光學(xué)系統(tǒng)中，主要的光學(xué)參數(shù)如下：F＝0.88mm，A6＝2.3mm，TTL＝12.6mm，2W＝220°，F(xiàn)NO＝2.0其中，F(xiàn)NO代表相對(duì)孔徑的倒數(shù)。本發(fā)明的高清全景環(huán)視光學(xué)成像系統(tǒng)的鏡頭光學(xué)參數(shù)如下表：SurfaceTypeRThicknessNdVd1STANDARD11.000.851.80446.52STANDARD3.172.103EVENASPH8.020.701.53556.1154EVENASPH0.981.525STANDARD7.391.841.94617.96STANDARD-7.390.687STANDARDINFINITY-0.018EVENASPH2.991.281.53556.1159EVENASPH-1.090.411.642522.46510EVENASPH-12.940.2111EVENASPH5.190.841.53556.11512EVENASPH-2.330.2013STANDARDINFINITY0.7014STANDARDINFINITY1.3715STANDARDINFINITY0.00上表中，R代表曲率半徑、Thickness代表中心厚度、Nd代表折射率、Vd代表阿貝數(shù)、STANDARD代表球面透鏡、EVENASPH代表偶次非球面，滿足非球面透鏡公式。非球面系數(shù)如下表：a7a83-9.23E-0941.16E-058-2.12E-03-2.34E-029-1.81E-02-4.42E-02106.97E-04-5.57E-05119.86E-054.78E-0512-6.65E-045.61E-05以上光學(xué)成像系統(tǒng)參數(shù)均包含在
發(fā)明內(nèi)容的條件公式內(nèi)，本發(fā)明最終提供了一種高清全景環(huán)視成像系統(tǒng)具有清晰度高、視場角大、相對(duì)孔徑大、色差小等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前第1頁1 2 3