CN113267882A - 一种全反射三通道全景环带镜头 - Google Patents

Abstract

本发明公开精密光学仪器技术领域的一种全反射三通道全景环带镜头，解决了现有全景环带镜头视场范围小、反射面需要镀反射膜、缺少后向视场的问题，其技术要点是：视场范围为0—120°，分为三个通道，无盲区，其中，中心通道视场为0°—20°，前向环带通道视场为20°—90°，后向环带通道视场为90°—120°，该环带镜头采用全反射取代了镀膜反射，通过面型衔接和面型复用，两个环带系统一共仅用四个面型，避免了折射面和镀膜反射面相间分布引起的加工困难问题，降低了镜头的生产成本，以90°为界，通过将前向视场和后向视场分担给两个环带系统，避免光学系统因视场范围过大导致面型变形，适用于全景监控、管道质量检测、精密腔体内部窥探等领域。

Description

一种全反射三通道全景环带镜头

技术领域

本发明涉及了精密光学仪器技术领域，具体为一种全反射三通道全景环带镜头。

背景技术

全景成像技术已广泛应用于管道内壁检测和医用内窥检查等领域。目前，人们已经研究了包括鱼眼镜头、单反射镜全景环形镜头、双反射镜全景环形镜头、拼接式全景镜头、旋转全景镜头在内的多种全景成像镜头。它们各具优点，但也存在缺点，比如部分镜头视场范围小、不能引进后向视场等。

为了扩展全景环带镜头的视场范围、降低加工难度和生产成本、提升镜头的结构紧凑程度，本专利提出了一种反射面无需镀反射膜、光线在反射面上全反射的三通道全景环带镜头。本发明的全反射三通道全景环带镜头能够对中心通道、前向环带通道和后向环带通道同时清晰成像，结构紧凑，反射面无须镀膜，便于生产加工，并降低镜头的成本。

基于此，本发明设计了一种全反射三通道全景环带镜头，以解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种全反射三通道全景环带镜头，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种全反射三通道全景环带镜头，包括前向环带通道第一折射面、后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、前向环带与后向环带共用折射面、中心通道第一折射面、中心通道第二折射面和转向镜组，所述前向环带通道第一折射面、后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、前向环带与后向环带共用折射面四个面构成前向环带通道，光线从前向环带通道第一折射面入射后，在后向环带通道第一折射面和前向环带与后向环带共用反射面上发生反射后，经过前向环带与后向环带共用折射面出射，进入转向镜组成像，所述后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、前向环带与后向环带共用折射面三个面组成后向环带通道，光线从后向环带通道第一折射面入射后，经过前向环带与后向环带共用反射面反射，经过前向环带与后向环带共用折射面出射后进入转向镜组成像，所述中心通道第一折射面和中心通道第二折射面构成中心通道，光线从中心通道第一折射面入射，在中心通道第二折射面出射后进入转向镜组成像，解决目前扩展全景环带镜头的视场范围、降低加工难度和生产成本、提升镜头的结构紧凑程度的问题。

作为本发明的进一步方案，所述转向镜组由两个单片透镜和两个双胶合透镜构成，透镜表面均为全球面，所述后向环带通道第一折射面和前向环带与后向环带共用反射面无须镀膜，前向环带通道的光线在上面发生全反射。

作为本发明的进一步方案，所述后向环带通道的光线在前向环带与后向环带共用反射面上发生全反射。

作为本发明的进一步方案，所述前向环带通道第一折射面、后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、前向环带与后向环带共用折射面、中心通道第一折射面、中心通道第二折射面均为高次非球面，所述前向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、中心通道第一折射面在头部结构前表面，所述后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用折射面、中心通道第二折射面在头部结构后表面。

作为本发明的进一步方案，所述后向环带通道第一折射面为前向环带通道和后向环带通道共用面，在前向环带通道中作为反射面，在后向环带通道中作为折射面，为双功能面。

作为本发明的进一步方案，所述前向环带通道第一折射面、后向环带通道第一折射面、前向环带与后向环带共用反射面、前向环带与后向环带共用折射面、中心通道第一折射面、中心通道第二折射面之间采用直线衔接，便于生产和装配时夹持。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提出了一种反射面无需镀反射膜、光线在反射面上全反射的三通道全景环带镜头，本发明的全反射三通道全景环带镜头能够对中心通道、前向环带通道和后向环带通道同时清晰成像，结构紧凑，反射面无须镀膜，便于生产加工，并降低镜头的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明全反射三通道全景环带镜头示意图；

图2为本发明前向环带与后向环带通道设计图；

图3为本发明中心通道设计图；

图4为本发明前向环带通道MTF曲线图；

图5为本发明后向环带通道MTF曲线图；

图6为本发明中心通道MTF曲线图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、前向环带通道第一折射面2、后向环带通道第一折射面3、前向环带与后向环带共用反射面4、前向环带与后向环带共用折射面5、中心通道第一折射面6、中心通道第二折射面7、转向镜组。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：一种全反射三通道全景环带镜头，包括前向环带通道第一折射面1、后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用反射面3、前向环带与后向环带共用折射面4、中心通道第一折射面5、中心通道第二折射面6和转向镜组7，所述前向环带通道第一折射面1、后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用反射面3、前向环带与后向环带共用折射面4四个面构成前向环带通道，光线从前向环带通道第一折射面1入射后，在后向环带通道第一折射面2和前向环带与后向环带共用反射面3上发生反射后，经过前向环带与后向环带共用折射面4出射，进入转向镜组成像，所述后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用反射面3、前向环带与后向环带共用折射面4三个面组成后向环带通道，光线从后向环带通道第一折射面2入射后，经过前向环带与后向环带共用反射面3反射，经过前向环带与后向环带共用折射面4出射后进入转向镜组成像，所述中心通道第一折射面5和中心通道第二折射面6构成中心通道，光线从中心通道第一折射面5入射，在中心通道第二折射面6出射后进入转向镜组成像，解决目前扩展全景环带镜头的视场范围、降低加工难度和生产成本、提升镜头的结构紧凑程度的问题。

转向镜组7由两个单片透镜和两个双胶合透镜构成，透镜表面均为全球面，所述后向环带通道第一折射面2和前向环带与后向环带共用反射面3无须镀膜，前向环带通道的光线在上面发生全反射。

后向环带通道的光线在前向环带与后向环带共用反射面3上发生全反射。

前向环带通道第一折射面1、后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用反射面3、前向环带与后向环带共用折射面4、中心通道第一折射面5、中心通道第二折射面6均为高次非球面，所述前向环带通道第一折射面1、前向环带与后向环带共用反射面3、中心通道第一折射面5在头部结构前表面，所述后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用折射面4、中心通道第二折射面6在头部结构后表面。

作后向环带通道第一折射面2为前向环带通道和后向环带通道共用面，在前向环带通道中作为反射面，在后向环带通道中作为折射面，为双功能面。

前向环带通道第一折射面1、后向环带通道第一折射面2、前向环带与后向环带共用反射面3、前向环带与后向环带共用折射面4、中心通道第一折射面5、中心通道第二折射面6之间采用直线衔接，便于生产和装配时夹持。

工作原理

视场为0—20°的光线从中心通道第一折射面(5)入射，在中心通道第二折射面(6)出射后进入转向镜组成像。

视场为20—90°的光线从前向环带通道第一折射面(1)入射后，在后向环带通道第一折射面(2)和前向环带与后向环带共用反射面(3)上发生反射后，经过前向环带与后向环带共用折射面(4)出射，进入转向镜组成像。

视场为90—120°的光线从后向环带通道第一折射面(2)入射后，经过前向环带与后向环带共用反射面(3)反射，经过前向环带与后向环带共用折射面(4)出射后进入转向镜组成像。

在全景成像方面，本发明有着显著优势，视场范围为0—120°，无盲区，系统总长小于4cm，结构紧凑，成像清晰。

本发明可以应用在全景监控、医学内窥、管道质量检测、精密腔体内部窥探等领域。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种全反射三通道全景环带镜头，包括前向环带通道第一折射面(1)、后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、前向环带与后向环带共用折射面(4)、中心通道第一折射面(5)、中心通道第二折射面(6)和转向镜组(7)，其特征在于：所述前向环带通道第一折射面(1)、后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、前向环带与后向环带共用折射面(4)四个面构成前向环带通道，光线从前向环带通道第一折射面(1)入射后，在后向环带通道第一折射面(2)和前向环带与后向环带共用反射面(3)上发生反射后，经过前向环带与后向环带共用折射面(4)出射，进入转向镜组成像，所述后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、前向环带与后向环带共用折射面(4)三个面组成后向环带通道，光线从后向环带通道第一折射面(2)入射后，经过前向环带与后向环带共用反射面(3)反射，经过前向环带与后向环带共用折射面(4)出射后进入转向镜组成像，所述中心通道第一折射面(5)和中心通道第二折射面(6)构成中心通道，光线从中心通道第一折射面(5)入射，在中心通道第二折射面(6)出射后进入转向镜组成像。

2.根据权利要求1所述的一种全反射三通道全景环带镜头，其特征在于：所述转向镜组(7)由两个单片透镜和两个双胶合透镜构成，透镜表面均为全球面，所述后向环带通道第一折射面(2)和前向环带与后向环带共用反射面(3)无须镀膜，前向环带通道的光线在上面发生全反射。

3.根据权利要求1所述的一种全反射三通道全景环带镜头，其特征在于：所述后向环带通道的光线在前向环带与后向环带共用反射面(3)上发生全反射。

4.根据权利要求1所述的一种全反射三通道全景环带镜头，其特征在于：所述前向环带通道第一折射面(1)、后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、前向环带与后向环带共用折射面(4)、中心通道第一折射面(5)、中心通道第二折射面(6)均为高次非球面，所述前向环带通道第一折射面(1)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、中心通道第一折射面(5)在头部结构前表面，所述后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用折射面(4)、中心通道第二折射面(6)在头部结构后表面。

5.根据权利要求1所述的一种全反射三通道全景环带镜头，其特征在于：所述后向环带通道第一折射面(2)为前向环带通道和后向环带通道共用面，在前向环带通道中作为反射面，在后向环带通道中作为折射面，为双功能面。

6.根据权利要求1所述的一种全反射三通道全景环带镜头，其特征在于：所述前向环带通道第一折射面(1)、后向环带通道第一折射面(2)、前向环带与后向环带共用反射面(3)、前向环带与后向环带共用折射面(4)、中心通道第一折射面(5)、中心通道第二折射面(6)之间采用直线衔接。

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