CN211149036U

CN211149036U - 曲面成像装置

Info

Publication number: CN211149036U
Application number: CN201922348000.1U
Authority: CN
Inventors: 王俊; 王勤; 程宏; 刘佳; 金嘉辉
Original assignee: HANGZHOU ZHIDA ELECTRO-OPTICAL CO LTD
Current assignee: HANGZHOU ZHIDA ELECTRO-OPTICAL CO LTD
Priority date: 2019-12-24
Filing date: 2019-12-24
Publication date: 2020-07-31
Anticipated expiration: 2029-12-24

Abstract

本实用新型公开了一种曲面成像装置，包括：收拢镜组，包括至少两个负透镜将将大视场的光线收入所述曲面成像装置内以及正透镜用于汇聚光束，所述收拢镜组的视角范围为150°‑170°；汇集镜组，包括三胶合透镜以及至少一个正透镜用以将所述收拢镜组透过的光束汇聚到最后的成像面，使之成为远心光路。本实用新型的有益效果在于，能够获得接近半球的镜头，具有较好的成像性能。

Description

曲面成像装置

技术领域

本实用新型涉及一种曲面成像装置，主要应用在光学成像的技术领域。

背景技术

大视场成像技术在监控、科普、展示等领域具有较多应用，目前大视场成像的应用技术包括有图像拼接、微相机阵列拼接等。图像拼接的技术是将多个相机拍摄的图像通过一定的方法拼接后形成一幅更大视场的图像。多幅图像之间拼接的重点是采用图像配准的方法将两幅或者多幅具有重叠区的数字图像拼接成宽视场的全景图像；微相机阵列拼接的技术是利用微相机阵列来实现大视场成像，主要是在利用球透镜成像的轴向对称性，结合微相机阵列与后期的计算成像技术，实现宽视场和高分辨率效果的成像结果。而现有技术中，并没有考虑将曲面成像技术应用在大视场成像中，然而曲面成像技术的特点十分适宜于大视场成像。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种曲面成像装置，能够获得接近半球的镜头，具有较好的成像性能。

本实用新型是通过以下技术方案来实现的。

一种曲面成像装置，包括：

收拢镜组，包括至少两个负透镜将将大视场的光线收入所述曲面成像装置内以及正透镜用于汇聚光束，所述收拢镜组的视角范围为150°-170°；

汇集镜组，包括三胶合透镜以及至少一个正透镜用以将所述收拢镜组透过的光束汇聚到最后的成像面，使之成为远心光路。

进一步地，所述收拢镜组的负透镜设置有三个。

进一步地，所述收拢镜组的负透镜，依透过光束的顺序，其焦距依次为-71.3~-65.4、-51.8~-45.7、-119.5~-112.1，折射率为1.62~1.97、1.68~1.91、1.57~1.75，色散系数为33.25~38.46、45.97~52.32、61.25~66.41。

进一步地，所述收拢镜组设置有正透镜，所述正透镜为所述收拢镜组最后透过光束的镜头。

进一步地，所述正透镜的焦距为511.5~523.6，折射率为1.78~1.93，色散系数为15.6~19.3。

进一步地，位于所述收拢镜组与所述汇集镜组之间设置有过渡镜组，所述过渡镜组包括两个正透镜。

进一步地，所述过渡镜组的两个正透镜组，焦距为223.6~231.6、250.3~254.7，折射率为1.78~1.85、1.79~1.85，色散系数为41.32~49.51、42.15~49.79。

进一步地，所述三胶合透镜的焦距在-129.3~-125.7。

进一步地，所述汇集镜组设置有两个正透镜，并且依光束透过顺序设置在所述三胶合透镜之后，两个所述正透镜的焦距为51.2~56.7、98.6~105.3，折射率为1.56~1.71、1.85~1.93，色散系数为61.3~65.4、15.6~19.8。

本实用新型的有益效果：

由收拢镜组、过渡镜组、汇集镜组，尽可能的将大视场的光线收拢进透镜内部，在收拢光束时具有矫正畸变的作用，并进一步改善渐晕的不良后果；过渡镜组、汇集镜组，将光线平行的汇聚到最后的成像面，使之成为远心光路，成像清晰。

附图说明

图1为实施案例1曲面成像装置的结构示意图；

图2为实施案例3投影方式的示意图；

图3为实施案例3投影使用示意图。

具体实施方式

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

实施案例1：

参照图1，一种曲面成像装置，包括：收拢镜组、过渡镜组、汇集镜组。

所述收拢镜组包括负透镜G1、负透镜G2、负透镜G3、正透镜G4。所述负透镜G1的焦距为-68.86，其折射率nd为1.91，其色散系数vd为35.26。所述负透镜G2的焦距为-49.97，其折射率nd为1.77，其色散系数vd为49.8。所述负透镜G3的焦距为-115，其折射率nd为1.62，其色散系数vd为63.5。所述正透镜G4的焦距为519，其折射率nd为1.92，其色散系数vd为18.9。

所述收拢镜组从左到右，所述负透镜G1的主要作用是尽可能的将大视场的光线收拢进透镜内部（设计值是165°），所述负透镜G2和所述负透镜G3的透镜作用是承担一部分所述负透镜G1的收拢和矫正畸变的作用，并进一步改善渐晕的不良后果。

所述正透镜G4的作用是将G1-G3的光线进行汇聚，矫正一部分相差。

所述过渡镜组包括正透镜G5、正透镜G6。所述正透镜G5的焦距为228，其折射率nd为1.82，其色散系数vd为46.56。所述正透镜G6的焦距为252.9，其折射率nd为1.82，其色散系数vd为46.56。

所述过渡透镜组的所述正透镜G5与所述正透镜G6的透镜作用是抵消所述收拢镜组带来的一部分像差，进一步的收拢所述收拢镜组透过的光束，将光束更加平缓化。

所述汇集镜组包括三胶合透镜G7、正透镜G8、正透镜G9。所述三胶合透镜G7的焦距为-128。所述正透镜G8的焦距为53.6，其折射率nd为1.62，其色散系数vd为63.5。所述正透镜G9的焦距为101.8，其折射率nd为1.9，其色散系数vd为18.9。

三胶合透镜G7、正透镜G8、正透镜G9的透镜作用是抵消前组带来的一部分像差，并将光线平行的汇聚到最后的成像面，使之成为远心光路，由于所述汇集镜组需要承担的功能很多，因此简单的1-2片镜片并不能完全达到要求，所以需要进行复杂化，加入了所述三胶合透镜G7。

所述汇集镜组将光线平行的汇聚到最后的成像面，使之成为远心光路。因为光路是可逆的，所以把镜头装到投影机里面的时候，最后的成像面变成了发光面，但是光路的原理不变。

在收拢镜组、过渡镜组、汇集镜组外设置有外壳。

所述外壳位于收拢镜组处设置有后组压圈1、后组镜筒2以及后组隔圈3，所述后组镜筒2用以安装负透镜G1、负透镜G2、负透镜G3、正透镜G4，所述后组压圈以固定在所述后组镜筒2后端，用以保护镜头，所述后组隔圈3用以将负透镜G3、正透镜G4隔开一定间距。

所述外壳位于收拢镜组、过渡镜组之间设置有后组镜筒连接座4，位于所述后组镜筒连接座4的前端设置有中组第一镜片座5、中组第二镜片座6，所述中组第一镜片座5用以固定所述正透镜G5，所述中组第二镜片座6用以固定所述正透镜G6，所述中组第一镜片座5的后端固定有中组压圈7。

所述外壳位于过渡镜组、汇集镜组之间设置有前组镜筒连接座8，位于所述前组镜筒连接座8与所述后组镜筒连接座4之间设置有调焦环9、修饰环10、固定环11，三个组合用以调节过渡镜组与汇集镜组之间的距离，从而调节焦距。

所述外壳位于汇集镜组处设置有前组镜筒12、前组第一镜片座13、前组第二镜片座14、前组第三镜片座15、前组压圈16。所述前组镜筒12用以安装所述三胶合透镜G7、所述正透镜G8、所述正透镜G9。所述前组第一镜片座13用以将所述安装三胶合透镜G7固定在所述前组镜筒12，所述前组第二镜片座14用以将所述所述正透镜G8固定在所述前组镜筒12，所述前组第三镜片座15用以将所述所述正透镜G9固定在所述前组镜筒12，所述前组压圈16固定在上述前组镜筒12的前端，用以保护镜头。

实施案例2：

投影机，其投影镜头包括如实施案例1所述的收拢镜组、过渡镜组、汇集镜组。

实施案例3：

参照图2，实施案例2所述的投影机A，能够投影165°，每8.6°，投影在球体上的弧长是一致的，所以该投影机A在球体上的成像大小是均匀的。

参照图3，可以使用两个投影机A1、A2，组合使用，可以投影出一个完全的球体。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此领域技术的人士能够了解本实用新型内容并加以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

Claims

1.一种曲面成像装置，其特征在于，包括：

收拢镜组，包括至少两个负透镜将大视场的光线收入所述曲面成像装置内以及正透镜用于汇聚光束，所述收拢镜组的视角范围为150°-170°；

2.根据权利要求1所述的曲面成像装置，其特征在于，所述收拢镜组的负透镜设置有三个。

3.根据权利要求2所述的曲面成像装置，其特征在于，所述收拢镜组的负透镜，依透过光束的顺序，其焦距依次为-71.3~-65.4、-51.8~-45.7、-119.5~-112.1，折射率为1.62~1.97、1.68~1.91、1.57~1.75，色散系数为33.25~38.46、45.97~52.32、61.25~66.41。

4.根据权利要求1所述的曲面成像装置，其特征在于，所述收拢镜组设置有正透镜，所述正透镜为所述收拢镜组最后透过光束的镜头。

5.根据权利要求4所述的曲面成像装置，其特征在于，所述正透镜的焦距为511.5~523.6，折射率为1.78~1.93，色散系数为15.6~19.3。

6.根据权利要求1所述的曲面成像装置，其特征在于，位于所述收拢镜组与所述汇集镜组之间设置有过渡镜组，所述过渡镜组包括两个正透镜。

7.根据权利要求6所述的曲面成像装置，其特征在于，所述过渡镜组的两个正透镜组，焦距为223.6~231.6、250.3~254.7，折射率为1.78~1.85、1.79~1.85，色散系数为41.32~49.51、42.15~49.79。

8.根据权利要求1所述的曲面成像装置，其特征在于，所述三胶合透镜的焦距在-129.3~-125.7。

9.根据权利要求1所述的曲面成像装置，其特征在于，所述汇集镜组设置有两个正透镜，并且依光束透过顺序设置在所述三胶合透镜之后，两个所述正透镜的焦距为51.2~56.7、98.6~105.3，折射率为1.56~1.71、1.85~1.93，色散系数为61.3~65.4、15.6~19.8。