CN115097607B - 全景环带光学系统 - Google Patents

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CN115097607B CN202211032753.1A CN202211032753A CN115097607B CN 115097607 B CN115097607 B CN 115097607B CN 202211032753 A CN202211032753 A CN 202211032753A CN 115097607 B CN115097607 B CN 115097607B
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Abstract

本发明涉及一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第一透镜其物侧面曲率半径
Figure 369579DEST_PATH_IMAGE001
、像侧面曲率半径
Figure 884743DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系：0.4<
Figure 962421DEST_PATH_IMAGE003
<1.2；所述第二透镜为双凸透镜，所述第二透镜物侧面曲率半径
Figure 339175DEST_PATH_IMAGE004
、像侧面曲率半径
Figure 615436DEST_PATH_IMAGE005
满足如下关系：‑6.5<
Figure 52233DEST_PATH_IMAGE006
<‑1.5；所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度；所述第一透镜包括前透射面、前反射面和第一后透射面，所述第二透镜包括后反射面、第二后透射面。本发明的全景环带光学系统能够实现大视场成像，具有成像清晰、稳定的优点。

Description

全景环带光学系统
技术领域
本发明涉及全景光学系统技术领域，具体涉及一种全景环带光学系统。
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，获得超大视场的环形区域图像，在图像中央有一个圆形盲区。
这种将超大视场范围内物体成像到图像传感器上的能力得益于折反射面之间的巧妙组合，然而，反射面的引入、透镜透射面的部分反射、镜筒内部机械件结构的散射，这些因素很容易在最后像面上引入具有相当强度的杂散光，干扰系统的目视观测体验感与图像处理算法的工作，极大可能成为服务机器人、视频会议镜头和汽车自动驾驶更新换代之路上的阻力；同时，较大的畸变也是超大视场成像光学系统一直存在的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种全景环带光学系统，以实现在有效视场内稳定获得清晰、稳定的图像的目的。
为实现上述发明目的，本发明提供一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜和第二透镜，所述第一透镜为弯月型透镜，所述第一透镜的物侧面的曲率半径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE001
、像侧面的曲率半径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系： 0.4 <
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE003
< 1.2；
所述第二透镜为双凸透镜，所述第二透镜的物侧面的曲率半径
Figure 970178DEST_PATH_IMAGE002
、像侧面曲率半径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE004
满足如下关系： -6.5<
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE005
< -1.5；
所述第一透镜和所述第二透镜具有正光焦度；
所述第一透镜包括前透射面、前反射面和第一后透射面，所述第二透镜包括后反射面、第二后透射面。
根据本发明的一个方面，所述后继透镜组至少包括四片透镜，所述后继透镜组中至少包括一个胶合透镜，所述第一透镜的阿贝数ABB1满足如下关系：40＜ABB1＜100，所述头部单元和所述后继透镜组均为球面玻璃透镜。
根据本发明的一个方面，所述全景环带光学系统的最小半视场角
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE006
满足如下关系：25°<
Figure 564102DEST_PATH_IMAGE006
< 50°。
根据本发明的一个方面，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE007
和所述全景环带光学系统的有效焦距的绝对值满足如下关系：
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE008
> 1.7。
根据本发明的一个方面，所述头部单元的总长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE009
和所述后继透镜组的总长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE010
满足如下关系：
0.9 <
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE011
< 1.8。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE012
和所述第二透镜的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE013
满足如下关系：2.1<
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE014
< 2.8。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE015
和所述头部单元的总长度
Figure 300108DEST_PATH_IMAGE009
满足如下关系：0.6<
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE016
< 1.5。
根据本发明的一个方面，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE017
满足如下关系：1mm <
Figure 672183DEST_PATH_IMAGE017
< 2.5mm。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的中心厚度THPAL1和所述第二透镜的中心厚度THPAL2满足如下关系：1.1 <
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE018
< 1.8。
根据本发明的一个方面，所述第一透镜的物侧面的机械半口径
Figure 555957DEST_PATH_IMAGE015
和所述第一透镜的物侧面的曲率半径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE019
满足如下关系：0.3<
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE020
< 0.8。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，能够实现大视场成像，具有成像清晰、稳定的优点。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，通过全景环带光学系统将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，在头部总长度一定时，有效限制后继透镜组的总长度，压缩整体光学系统的总长度，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率。
根据本发明的一个方案，本发明的全景环带光学系统，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
附图说明
图1为实施例1的光学结构图；
图2为实施例1中沿着光路方向各个表面的标记图；
图3为实施例1在可见光486-656nm下的MTF曲线图；
图4为实施例1在可见光486-656nm下的标准点列图；
图5为实施例1在可见光486-656nm下的畸变图；
图6为实施例1在可见光486-656nm下的光程差图；
图7为实施例1在可见光486-656nm下的倍率色差图；
图8为实施例1在可见光486-656nm下的相对照度曲线图；
图9为实施例2的光学结构图；
图10为实施例2中沿着光路方向各个表面的标记图；
图11为实施例2在可见光486-656nm下的MTF曲线图；
图12为实施例2在可见光486-656nm下的标准点列图；
图13为实施例2在可见光486-656nm下的畸变图；
图14为实施例2在可见光486-656nm下的光程差图；
图15为实施例2在可见光486-656nm下的倍率色差图；
图16为实施例2在可见光486-656nm下的相对照度曲线图；
图17为实施例3的光学结构图；
图18为实施例3中沿着光路方向各个表面的标记图；
图19为实施例3在可见光486-656nm下的MTF曲线图；
图20为实施例3在可见光486-656nm下的标准点列图；
图21为实施例3在可见光486-656nm下的畸变图；
图22为实施例3在可见光486-656nm下的光程差图；
图23为实施例3在可见光486-656nm下的倍率色差图；
图24为实施例3在可见光486-656nm下的相对照度曲线图；
图25为实施例4的光学结构图；
图26为实施例4中沿着光路方向各个表面的标记图；
图27为实施例4在可见光486-656nm下的MTF曲线图；
图28为实施例4在可见光486-656nm下的标准点列图；
图29为实施例4在可见光486-656nm下的畸变图；
图30为实施例4在可见光486-656nm下的光程差图；
图31为实施例4在可见光486-656nm下的倍率色差图；
图32为实施例4在可见光486-656nm下的相对照度曲线图；
图33为实施例5的光学结构图；
图34为实施例5中沿着光路方向各个表面的标记图；
图35为实施例5在可见光486-656nm下的MTF曲线图；
图36为实施例5在可见光486-656nm下的标准点列图；
图37为实施例5在可见光486-656nm下的畸变图；
图38为实施例5在可见光486-656nm下的光程差图；
图39为实施例5在可见光486-656nm下的倍率色差图；
图40为实施例5在可见光486-656nm下的相对照度曲线图。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式中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方式，对于本领域普通技术人员而言，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。
下面将结合本发明的实施例中的附图，对本发明的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的一部分实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意，在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了透镜的厚度、尺寸和形状。具体来讲，附图中所示的球面或非球面的形状通过示例的方式示出。即，球面或非球面的形状不限于附图中示出的球面或非球面的形状。附图仅为示例而并非严格按比例绘制。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例对本发明的特征、原理和其他方面进行详细描述。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。
参见图1至图40，本发明的一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜PAL1和第二透镜PAL2，第一透镜PAL1为弯月型透镜，第一透镜PAL1其物侧面曲率半径
Figure 406101DEST_PATH_IMAGE001
、像侧面曲率半径
Figure 42619DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系： 0.4<
Figure 805169DEST_PATH_IMAGE003
< 1.2；
第二透镜PAL2为双凸透镜，第二透镜PAL2物侧面曲率半径
Figure 894348DEST_PATH_IMAGE002
、像侧面曲率半径
Figure 220287DEST_PATH_IMAGE004
满足如下关系： -6.5<
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE021
< -1.5；
第一透镜和第二透镜具有正光焦度；
第一透镜PAL1包括前透射面A1、前反射面A6和第一后透射面A2，第二透镜PAL2包括后反射面A3、第二后透射面A8。
通过设置第一透镜PAL1、第二透镜PAL2、后继透镜组和传感器，第一透镜PAL1包括前透射面A1、前反射面A6和第一后透射面A2，第二透镜PAL2包括后反射面A3、第二后透射面A8，并通过合理的配置第一透镜PAL1和第二透镜PAL2的曲率半径，能够实现大视场成像，具有成像清晰、稳定的优点。
在本发明的一个实施例中，优选地，后继透镜组至少包括四片透镜，后继透镜组中至少包括一个胶合透镜，第一透镜PLA1的阿贝数ABB1满足如下关系：40＜ABB1＜100，头部单元和后继透镜组均为球面玻璃透镜。
在本发明的一个实施例中，优选地，全景环带光学系统的最小半视场角
Figure 508049DEST_PATH_IMAGE006
满足如下关系：25°<
Figure 441501DEST_PATH_IMAGE006
< 50°，能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率。
在本发明的一个实施例中，优选地，全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半
Figure 955659DEST_PATH_IMAGE007
和全景环带光学系统的有效焦距的绝对值满足条件式：
Figure 147606DEST_PATH_IMAGE008
> 1.7。
通过合理配置全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半 和全景环带光学系统的有效焦距的绝对值，能够将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息。
在本发明的一个实施例中，优选地，头部单元的总长度
Figure 493137DEST_PATH_IMAGE009
和后继透镜组的总长度
Figure 50020DEST_PATH_IMAGE010
满足如下关系：0.5 <
Figure 848212DEST_PATH_IMAGE011
< 1.8。
在头部总长度一定时，有效限制后继透镜组的总长度，压缩整体光学系统的总长度，有利于全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一透镜PAL1的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE022
和第二透镜PAL2的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE023
满足如下关系：2.1 <
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE024
< 2.8。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一透镜PAL1的机械半口径
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE025
和头部单元的总长度
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE026
满足如下关系：0.6 <
Figure DEST_PATH_IMAGE027
< 1.5。
通过将全景环带头部单元的两个透镜口径的合理配置，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性。
在本发明的一个实施例中，优选地，全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半满足如下关系：1mm <
Figure 345315DEST_PATH_IMAGE017
< 2.5mm。
通过合理设置全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长，能够保证全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一透镜PAL1的中心厚度THPAL1和第二透镜PAL2的中心厚度THPAL2满足条件式：1.1 <
Figure DEST_PATH_IMAGE028
< 1.8。
通过合理配置第一透镜PAL1和第二透镜PAL2的中心厚度，使第一透镜PAL1和第二透镜PAL2有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一透镜PAL1的物侧面的机械半口径
Figure 279772DEST_PATH_IMAGE025
和第一透镜PAL1的物侧面的曲率半径
Figure DEST_PATH_IMAGE029
满足如下关系：0.3 <
Figure 601032DEST_PATH_IMAGE020
< 0.8。
在本发明的一个实施例中，优选地，第一透镜PAL1和第二透镜PAL2胶合在一起，第一透镜PAL1包括前透射面A1、前反射面A6和第一后透射面A2，第二透镜PAL2包括后反射面A3、第二后透射面A8。
后继透镜组至少包括4个透镜。其中，后继透镜组透镜数为4个时，第三透镜RL1为单个透镜，第三透镜RL1的前表面B1为透射面，后表面B2为透射面；第四透镜RL2为单个透镜，第四透镜RL2的前表面C1为透射面，后表面C2为透射面；第五透镜RL3和第六透镜RL4胶合在一起。前表面D1为透射面，后表面D3为透射面，中间透射胶合面D2；传感器前为保护玻璃，其前表面为E1，后表面为像面E2；入射光从前透射面A1折射入射，经前透射面A3反射到前反射面A6上，经前反射面A6反射后再经第二后透射面A8折射后出射，出射的光经后组折射透镜汇聚到传感器上，传感器的感光成像芯片可以为 Smartsens SOC301loT CMOS。
当后继透镜组透镜数为6个时，第三透镜RL1为单个透镜，第三透镜RL1的前表面B1为透射面，后表面B2为透射面；第四透镜RL2为单个透镜，第四透镜RL2的前表面C1为透射面，后表面C2为透射面；第五透镜RL3和第六透镜RL4胶合在一起。前表面D1为透射面，后表面D3为透射面，中间透射胶合面D2；第七透镜RL5为单个透镜，第七透镜RL5的前表面E1为透射面，后表面E2为透射面；第八透镜RL6为单个透镜，第八透镜RL6的前表面F1为透射面，后表面F2为透射面；传感器表面即为像面；入射光从前透射面A1折射入射，经前透射面A3反射到前反射面A6上，经前反射面A6反射后再经第二后透射面A8折射后出射，出射的光经后组折射透镜汇聚到传感器上，传感器的感光成像芯片可以为 SONY IMX377 CMOS。
以下以五个具体的实施例来具体说明该全景环带光学系统。
实施例1：
请参阅图1-图8，实施例1中，后继透镜组包括四片透镜，全景环带光学系统各透镜的相关参数如下表1所示，包括曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝数和有效半口径。
表1
Figure DEST_PATH_IMAGE030
其中，A1与A5为同一面，A2与A4和A7为同一面；第三透镜RL1的焦距分别为-20.6086mm、第四透镜RL2的焦距分别为8.4664mm、第五透镜RL3的焦距为33.6847mm、第六透镜RL4的焦距为-5.38355mm。
在实施例1中，全景环带光学系统结构组成的具体数据如下表2所示。
表2
Figure DEST_PATH_IMAGE031
根据图1-8以及表1-2，本实施例能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率，将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
本实施例的全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
实施例2：
请参阅图9-图16，实施例2中，后继透镜组包括四片透镜，全景环带光学系统各透镜的相关参数如下表3所示，包括曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝数和有效半口径。
表3
Figure DEST_PATH_IMAGE032
其中，A1与A5为同一面，A2与A4和A7为同一面；第三透镜RL1的焦距为-28.9534mm、第四透镜RL2的焦距为9.85695mm、第五透镜RL3的焦距为38.0502mm、第六透镜RL4的焦距为-7.19234mm。
在实施例2中，全景环带光学系统结构组成的具体数据如下表4所示。
表4
Figure DEST_PATH_IMAGE033
根据图9-16以及表3-4，本实施例能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率，将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
本实施例的全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
实施例3：
请参阅图17-图24，实施例3中，后继透镜组包括四片透镜，全景环带光学系统各透镜的相关参数如下表5所示，包括曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝数和有效半口径。
表5
Figure DEST_PATH_IMAGE034
其中，A1与A5为同一面，A2与A4和A7为同一面；第三透镜RL1的焦距分别为-34.066mm、第四透镜RL2的焦距分别为11.0015 mm、第五透镜RL3的焦距分别为26.6477 mm、第六透镜RL4的焦距为-8.39656 mm。
在实施例3中，全景环带光学系统结构组成的具体数据如下表6所示。
表6
Figure DEST_PATH_IMAGE035
根据图17-24以及表5-6，本实施例能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率，将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
本实施例的全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
实施例4：
请参阅图25-图32，实施例4中，后继透镜组包括四片透镜，全景环带光学系统各透镜的相关参数如下表7所示，包括曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝数和有效半口径。
表7
Figure DEST_PATH_IMAGE036
其中，A1与A5为同一面，A2与A4和A7为同一面；第三透镜RL1的焦距分别为-107.332 mm、第四透镜RL2的焦距分别为61.4443 mm、第五透镜RL3的焦距分别为-7.07726mm、第六透镜RL4的焦距分别16.21 mm。
在实施例4中，全景环带光学系统结构组成的具体数据如下表8所示。
表8
Figure DEST_PATH_IMAGE037
根据图25-32以及表7-8，本实施例能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率，将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
本实施例的全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
实施例5：
请参阅图33-图40，实施例5中，后继透镜组包括六片透镜，全景环带光学系统各透镜的相关参数如下表9所示，包括曲率半径、中心厚度、折射率、阿贝数和有效半口径。
表9
Figure DEST_PATH_IMAGE038
其中，A1与A5为同一面，A2与A4和A7为同一面；第三透镜RL1的焦距为-30.2309mm、第四透镜RL2的焦距为15.8286mm、第五透镜RL3的焦距为8.4062mm、第六透镜RL4的焦距为-6.05172mm、第七透镜RL5的焦距为7.52819mm、第八透镜RL6的焦距为-22.8289mm。
在实施例5中，全景环带光学系统结构组成的具体数据如下表10所示。
表10
Figure DEST_PATH_IMAGE039
根据图32-40以及表9-10，本实施例能够尽量减小环带状成像图像中央处盲区的物理尺寸，为场景识别服务提供较大的物方观测范围，进而提高单次成像的观测效率，将更大的物方范围成像到像面上，在一定程度上提高单次成像的观测效率，提供更多有效的物方信息，有利于所述全景环带光学系统的小型化、轻型化和低成本化，具有便于携带的特点。
本实施例的全景环带头部单元的两个透镜的口径搭配处于合理的范围，有利于实现对大视场角光线的偏折，同时也保证了透镜的可加工性，头部单元在合理的物理形状下，有利于产品安装固定和工作状态下的稳定性，保证所述全景环带光学系统和市面上大多数像感器匹配，实现更高成像分辨率，使第一透镜和第二透镜有机结合在一起，光线在头部单元内高效折反射，在增大成像视场角的同时校正像差。
在本发明中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种全景环带光学系统，包括从物方到像方依次排列的头部单元、后继透镜组和传感器，其特征在于，所述头部单元包括从物方到像方依次排列的第一透镜（PAL1）和第二透镜（PAL2），所述第一透镜（PAL1）为弯月型透镜，所述第一透镜（PAL1）的物侧面的曲率半径
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、像侧面的曲率半径
Figure DEST_PATH_IMAGE002
满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE004
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE005
；
所述第二透镜（PAL2）为双凸透镜，所述第二透镜（PAL2）的物侧面曲率半径
Figure 843388DEST_PATH_IMAGE002
、像侧面曲率半径
Figure DEST_PATH_IMAGE006
满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE008
≤
Figure DEST_PATH_IMAGE009
；
所述第一透镜（PAL1）和所述第二透镜（PAL2）具有正光焦度；
所述第一透镜（PAL1）包括前透射面（A1）、前反射面（A6）和第一后透射面（A2），所述第二透镜（PAL2）包括后反射面（A3）、第二后透射面（A8）；
所述头部单元的总长度
Figure DEST_PATH_IMAGE010
和所述后继透镜组的总长度
Figure DEST_PATH_IMAGE011
满足如下关系：
0.9621 ≤
Figure DEST_PATH_IMAGE012
≤ 1.7698。
2.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，
所述后继透镜组至少包括四片透镜，所述后继透镜组中至少包括一个胶合透镜，
所述第一透镜（PAL1）的阿贝数ABB1满足如下关系：40＜ABB1＜100，
所述头部单元和所述后继透镜组均为球面玻璃透镜。
3.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述全景环带光学系统的最小半视场角
Figure DEST_PATH_IMAGE013
满足如下关系：25°<
Figure 836883DEST_PATH_IMAGE013
< 50°。
4.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半
Figure DEST_PATH_IMAGE014
和所述全景环带光学系统的有效焦距的绝对值
Figure DEST_PATH_IMAGE015
满足如下关系：
Figure DEST_PATH_IMAGE016
> 1.7。
5.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述第一透镜（PAL1）的机械半口径
Figure DEST_PATH_IMAGE017
和所述第二透镜（PAL2）的机械半口径
Figure DEST_PATH_IMAGE018
满足如下关系：2.1 <
Figure DEST_PATH_IMAGE019
<2.8。
6.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述第一透镜（PAL1）的机械半口径
Figure DEST_PATH_IMAGE020
和所述头部单元的总长度
Figure DEST_PATH_IMAGE021
满足如下关系：0.6 <
Figure DEST_PATH_IMAGE022
< 1.5。
7.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述全景环带光学系统的成像面上有效像素区域对角线长的一半
Figure DEST_PATH_IMAGE023
满足如下关系：1mm<
Figure 452803DEST_PATH_IMAGE014
< 2.5mm。
8.根据权利要求1所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述第一透镜（PAL1）的中心厚度THPAL1和所述第二透镜（PAL2）的中心厚度THPAL2满足如下关系：1.1 <
Figure DEST_PATH_IMAGE024
< 1.8。
9.根据权利要求1 所述的全景环带光学系统，其特征在于，所述第一透镜（PAL1）的物侧面的机械半口径
Figure 280076DEST_PATH_IMAGE020
和所述第一透镜（PAL1）的物侧面的曲率半径
Figure DEST_PATH_IMAGE025
满足如下关系：0.3<
Figure DEST_PATH_IMAGE026
< 0.8。
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