360°全景超清攝像鏡頭的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及全景攝像鏡頭技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種適用于安全、監(jiān)控等電子設(shè)備系統(tǒng)的具有360°無死角全景拍攝、高影像質(zhì)量、低光性能的緊湊型攝像鏡頭。
【背景技術(shù)】
[0002]能具有視角180± 10度的鏡頭被稱為魚眼鏡頭。魚眼鏡頭通常用于安防及監(jiān)控性質(zhì)的應(yīng)用設(shè)備，此類型的應(yīng)用設(shè)備包括全景無盲區(qū)高清攝像機(jī)、車載內(nèi)外監(jiān)控等。隨著360°全景超清晰鏡頭的需求越來越大，魚眼鏡頭逐漸出現(xiàn)如600萬、800萬、1200萬、1400萬等超高像素的像質(zhì)，拍攝視角方面也通過將兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)高精度組合在一起，實(shí)現(xiàn)360°全球型無死角的拍攝。全景圖像可以通過保存兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)各自拍攝的兩張視角大于180°的圖像，并利用FPGA進(jìn)行合成，最終得到360°全景圖像，另外，通過對重合部分的處理，也可以作成無縫的全景圖像。
[0003]現(xiàn)有360°全景超清晰鏡頭具有拼接鏡頭數(shù)量多、通光量小、外型體積大等缺點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的針對現(xiàn)有360°全景超清晰鏡頭具有拼接鏡頭數(shù)量多、通光量小、外型體積大等缺點(diǎn)，提供一種360°全景超清攝像鏡頭，它包含兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)，其分別從兩個(gè)半球物空間接收來自兩個(gè)對稱物空間的光線，并分別在各自成像平面上形成影像，360°全景超清攝像鏡頭和成像平面用于安防、監(jiān)控系統(tǒng)，并通過其全景拍攝、高影像質(zhì)量、良好的低光性能及外型體積小實(shí)現(xiàn)效益和銷售優(yōu)勢。
[0005]本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:360°全景超清攝像鏡頭，由兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)組成，其特征在于:每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)由第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、等腰直角反射棱鏡、第一膠合元件組、第二膠合元件組、雙濾光片IR-CUT和成像平面組成，其中兩個(gè)等腰直角反射棱鏡沿斜邊膠合成正方體膠合棱鏡，且兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的各元件沿膠合棱鏡對稱放置，即兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件沿膠合棱鏡上下或左右對稱放置，兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一膠合元件組、第二膠合元件組、雙濾光片IR-CUT和成像平面沿膠合棱鏡左右或上下對稱放置，通過膠合棱鏡的反射使射入兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的光線分別經(jīng)過90度折疊后進(jìn)入各自攝像元件。
[0006]所述的每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)由第一透鏡元件、第二透鏡元件、第三透鏡元件、等腰直角反射棱鏡、第一膠合元件組、第二膠合元件組、雙濾光片IR-CUT和成像平面組成，其中第一透鏡元件的對物面為凸面，另一影像面為凹面，第二透鏡元件位于第一透鏡元件的影像面?zhèn)?，且第二透鏡元件的對物面為凹面，影像面亦為凹面，第三透鏡元件設(shè)置在第二透鏡元件的影像面?zhèn)?，對物面和影像面均為非球面，等腰直角反射棱鏡設(shè)置在第三透鏡元件的影像面?zhèn)?，對物面為一直角邊平面，影像面為另一直角邊平面，工作反射面為斜邊平面，第一膠合元件組設(shè)置在等腰直角反射棱鏡的影像面?zhèn)龋谝荒z合元件組由第一透鏡I和第二透鏡I組成，第一透鏡I設(shè)置在第二透鏡I的對物面?zhèn)?，第一膠合元件組的對物面為第一透鏡I的對物面為凸面，影像面為第二透鏡的影像面亦為凸面，第二膠合元件組設(shè)置在膠合元件組的影像面?zhèn)?，第二膠合元件組包括第一透鏡II和第二透鏡II，第一透鏡II設(shè)置在第二透鏡的對物面?zhèn)?，第二膠合元件組的對物面為第一透鏡II的對物面為凸面，影像面為第二透鏡II的影像面亦為凸面，雙濾光片IR-CUT設(shè)置在第二膠合元件組的影像面?zhèn)龋译p濾光片IR-CUT的對物面和影像面均為平面，成像平面設(shè)置在雙濾光片IR-CUT的影像面?zhèn)取?br>[0007]所述膠合棱鏡的光學(xué)中心位于水平光軸與垂直光軸的交點(diǎn)O處。
[0008]所述兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件、第二透鏡元件和第三透鏡元件，六個(gè)元件同軸對齊于垂直光軸上，且關(guān)于水平光軸對稱；第一膠合元件組、第二膠合元件組、雙濾光片IR-CUT和成像平面，八個(gè)元件同軸對齊于水平光軸上，且關(guān)于垂直光軸對稱。
[0009]所述兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件、第二透鏡元件和第三透鏡元件，六個(gè)元件同軸對齊于水平光軸上，且關(guān)于垂直光軸對稱；第一膠合元件組、第二膠合元件組、雙濾光片IR-CUT和成像平面，八個(gè)元件同軸對齊于垂直光軸上，且關(guān)于水平光軸對稱。
[0010]所述每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第三透鏡元件、第一膠合元件組和第二膠合元件組均具有正光焦距。
[0011]所述每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的光學(xué)總長TTL和焦距L的比值范圍為:16〈TTL/f/20。
[0012]所述兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件的兩個(gè)對物面之間的距離范圍為20mm-25mmo
[0013]所述每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件，當(dāng)接收588nm波長光源時(shí)，折射率低于1.70。
[0014]所述的第三透鏡元件，當(dāng)接收588nm波長光源時(shí)，折射率低于1.50。
[0015]所述的第一透鏡元件的阿貝數(shù)高于第三透鏡元件的阿貝數(shù)。
[0016]所述的第二透鏡元件的阿貝數(shù)高于第一透鏡元件的阿貝數(shù)。
[0017]本發(fā)明具有以下有益效果:它包含兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)，12個(gè)光學(xué)元件，其分別從兩個(gè)半球物空間接收來自兩個(gè)對稱物空間的光線，并分別在各自成像平面上形成影像，360°全景超清攝像鏡頭和成像平面用于安防、監(jiān)控系統(tǒng)，并通過其全景拍攝、高影像質(zhì)量、良好的低光性能及外型體積小實(shí)現(xiàn)效益和銷售優(yōu)勢。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的描述。
[0020]如圖1所示，本發(fā)明由兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)組成，其特征在于:每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)由第一透鏡元件1、第二透鏡元件2、第三透鏡元件3、等腰直角反射棱鏡4、第一膠合元件組5、第二膠合元件組6、雙濾光片IR-⑶T7和成像平面8組成，其中兩個(gè)等腰直角反射棱鏡4沿斜邊膠合成正方體的膠合棱鏡，且兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的各元件沿膠合棱鏡對稱放置，即兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一透鏡元件1、第二透鏡元件2、第三透鏡元件3沿膠合棱鏡上下(也可以左右)對稱放置，兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的第一膠合元件組5、第二膠合元件組6、雙濾光片IR-CUT7和成像平面8沿膠合棱鏡左右(也可以上下)對稱放置，通過膠合棱鏡的反射使射入兩組魚眼光學(xué)系統(tǒng)的光線分別經(jīng)過90度折疊后進(jìn)入各自攝像元件。
[0021]所述的每組魚眼光學(xué)系統(tǒng)由第一透鏡元件1、第二透鏡元件2、第三透鏡元件3、等腰直角反射棱鏡4、第一膠合元件組5、第二膠合元件組6、雙濾光片IR-⑶T7和成像平面8組成，其中第一透鏡元件I的對物面為凸面，另一影像面為凹面，第二透鏡元件2位于第一透鏡元件I的影像面?zhèn)?，且第二透鏡元件2的對物面為凹面，影像面亦為凹面，第三透鏡元件3設(shè)置在第二透鏡元件2的影像面?zhèn)?，對物面和影像面均為非球面，等腰直角反射棱鏡4設(shè)置在第三透鏡元件3的影像面?zhèn)?，對物面為一直角邊平面，影像面為另一直角邊平面，工作反射面為斜邊平面，第一膠合元件組5設(shè)置在等腰直角反射棱鏡4的影像面?zhèn)?，第一膠合元件組5由第一透鏡I 5-1和第二透鏡I 5-2組成，第一透鏡I 5-1設(shè)置在第二透鏡I 5-2的對物面?zhèn)?，第一膠合元件組5的對物面為第一透鏡I 5-1的對物面為凸面，影像面為第二透鏡5-2的影像面亦為凸面，第二膠合元件組6設(shè)置在膠合元件組5的影像面?zhèn)?，第二膠合兀件組6包括第一透鏡II 6-1和第二透鏡II 6-2，第一透鏡II 6-1設(shè)置在第二透鏡6-2的對物面?zhèn)?，第二膠合元件組6的對物面為第一透鏡II 6-1的對物面為凸面，影像面為第二透鏡II 6-2的影像面亦為凸面，雙濾光片IR-CUT7設(shè)置在第二膠合元件組6的影像面?zhèn)龋译p濾光片IR-CUT7的對物面和影像面均為平面，成像平