大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，適用于DV、運動、舞臺拍攝及酒店等。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，人民生活水平日益提升，人們對生活品質(zhì)要求越來越高。人們對參加旅游、演出、運動等越來越熱衷。為了記住曾經(jīng)美好的回憶，人們使用相機、DV等工具記錄下了令自己激動的時刻。然而目前市面上現(xiàn)有的相機和DV絕大部分只能記錄前方一定角度的畫面，并不能記錄當時美好畫面的全部場景，亦或者由于市面上已有的全景相機價格太高，而拍攝圖像質(zhì)量差強人意。而使得美好的記憶留下遺憾。為了能夠讓人們留下完美的回憶，開發(fā)出大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)。
[0003]目前市面上已有類似的通過全景鏡頭制造的全視場角度達到三維720°的系統(tǒng)，使用的技術(shù)是一個全景鏡頭配合一個傳感芯片做成一個單方向的360°全景系統(tǒng)，再由兩個單方向的全景系統(tǒng)配合組成一個雙方向720°的全景系統(tǒng)，此方法采用有兩個傳感芯片?；蛘哂扇齻€以上的鏡頭系配合對應(yīng)三個以上的傳感芯片組成全景系統(tǒng)，然后對多幅畫面進行拼接。系統(tǒng)設(shè)置繁瑣，成本昂貴。不適合推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服以上缺點，提供一種大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用兩個視場角220度以上的廣角鏡頭匯聚光線，然后通過直角棱鏡偏折后成像至同一個傳感芯片上，兩個廣角鏡頭共用一個傳感芯片組成一種大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，增大了系統(tǒng)的有效孔徑，降低了系統(tǒng)的邊緣畸變，大大提高了系統(tǒng)整體的分辨率，使系統(tǒng)效果達到全方位720°的視覺效果。
[0005]本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的:一種大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，其特征在于:包括傳感芯片、直角棱鏡以及兩個廣角鏡頭，所述直角棱鏡上設(shè)有兩個相互垂直的反射面，所述兩個廣角鏡頭對稱分設(shè)于直角棱鏡兩側(cè)且每個廣角鏡頭的入射光軸與對應(yīng)側(cè)的反射面成45度的夾角，所述傳感芯片用于接收經(jīng)兩個反射面偏折后的入射光線且與兩個反射面均呈45度的夾角，所述廣角鏡頭的視場角為220度以上且畸變F-0〈15%，所述廣角鏡頭的有效后截距大于5.6mm ο
[0006]所述廣角鏡頭包括主鏡筒以及沿光線入射方向依次設(shè)置于主鏡筒內(nèi)的光焦度為負的前鏡組、固定光欄、光焦度為正的后鏡組，所述前鏡組的焦距范圍在-40?-70mm之間，所述后鏡組的焦距范圍在4?20mm之間。
[0007]所述前鏡組由第一透鏡、第二透鏡、第三透鏡和第四透鏡沿光線入射方向依次排列組成，其中第一透鏡和第二透鏡為正月牙型透鏡，第三透鏡為平凹透鏡，第四透鏡為雙凸透鏡;所述后鏡組由第五透鏡、第六透鏡和第七透鏡沿光線入射方向依次排列組成，其中第五透鏡雙凹型透鏡，第六透鏡為雙凸型透鏡，第七透鏡為雙凸型透鏡，所述第五透鏡和第六透鏡組成密接的膠合組。
[0008]所述前鏡組的各個透鏡需滿足以下光學(xué)條件:
[0009]1.8〈η1〈1.95，33〈ν1〈36.5;
[0010]1.7<η2<1.85,40<ν2<47；
[0011]1.58〈n3〈1.7，50〈v3〈62;
[0012]1.82〈n4〈1.95，18〈v4〈25;
[0013]其中nl_n4依次為第一透鏡-第四透鏡的折射率，vl_v4依次為第一透鏡-第五透鏡的阿貝系數(shù)；
[0014]所述后鏡組的各個透鏡需滿足以下光學(xué)條件:
[0015]1.88〈η5〈1.92，18.5〈ν5〈22;
[0016]1.6〈η6〈1.75，50〈ν6〈57;
[0017]1.8〈η7〈1.9，40〈ν7〈48;
[0018]其中n5-n7依次為第五透鏡-第七透鏡的折射率，v5-v7依次為第五透鏡-第七透鏡的阿貝系數(shù)。
[0019]所述第一透鏡和第二透鏡之間的空氣間隙為3±0.3mm，所述第二透鏡和第三透鏡之間的空氣間隙為7.9 ± 0.3mm，所述第三透鏡和第四透鏡之間的空氣間隙為0.2 ± 0.Imm，所述固定光欄和后鏡組之間的空氣間隙為1.6±0.3_，所述第六透鏡和第七透鏡之間的空氣間隙為0.14±0.1_。
[0020]所述廣角鏡頭還包括前壓圈、第一機械隔圈、第二機械隔圈、第三機械隔圈和第四機械隔圈，所述第一透鏡固定安裝于主鏡筒的前端筒口內(nèi)，所述前壓圈固定安裝于主鏡筒的前端筒口外并對第一透鏡的前端位置起限位作用;所述第二透鏡、第三透鏡、第四透鏡、第五透鏡、所述第六透鏡和第七透鏡沿光線入射方向依次固定安裝于主鏡筒體內(nèi)；所述第一機械隔圈固定安裝于主鏡筒的前部筒體內(nèi)壁并位于第二透鏡和第三透鏡之間以限定兩者的空氣間隔;所述第二機械隔圈固定安裝于主鏡筒的后部筒體內(nèi)壁并位于第四透鏡和光欄之間以限定兩者的空氣間隔;所述第三機械隔圈固定安裝于主鏡筒的后部筒體內(nèi)壁并位于光欄和第五透鏡之間以限定兩者的空氣間隔;所述第四機械隔圈固定安裝于主鏡筒的后部筒體內(nèi)壁并位于第六透鏡和第七透鏡之間以限定兩者的空氣間隔。
[0021]所述第一機械隔圈內(nèi)壁設(shè)有消光螺紋。
[0022]每個反射面上鍍制有高反膜且對波段400?650nm的光反射率為95%以上。
[0023]較之現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0024](I)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，利用兩個視場角220度以上的廣角鏡頭匯聚光線，然后通過直角棱鏡偏折后成像至同一個傳感芯片上，增大了系統(tǒng)的有效孔徑，降低了系統(tǒng)的邊緣畸變，大大提高了系統(tǒng)整體的分辨率，使系統(tǒng)效果達到全方位720°的視覺效果；
[0025](2)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第一透鏡使用材料折射率nl范圍1.8至1.95，阿貝數(shù)Vl范圍33-36.5的重鑭火石玻璃，通過高折射率，低色散的重鑭火石玻璃，增大了系統(tǒng)聚集光線的能力，增大了系統(tǒng)的通關(guān)孔徑，并有效減小第一片鏡片的體積，從而有效減小整個系統(tǒng)的體積；
[0026](3)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第二透鏡使用材料折射率n2范圍1.7至1.85，阿貝數(shù)范圍40-47的重鑭火石玻璃，進一步匯聚由通過第一透鏡的光線，并有效平衡第一片鏡片產(chǎn)生的像散等像差；
[0027](4)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第四透鏡使用材料折射率內(nèi)范圍1.82至1.95，阿貝數(shù)v4范圍18-25的重鑭火石玻璃，設(shè)置鏡片雙凸形狀，高折射率有效平衡了系統(tǒng)的慧差，提升系統(tǒng)分辨率；
[0028](5)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第五透鏡使用材料的折射率n5范圍是1.88至1.92，阿貝數(shù)V5范圍18.5至22，設(shè)置鏡片雙凹形狀，使得曲面彎向光欄面，有效降低系統(tǒng)的場曲和畸變；
[0029](6)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第六透鏡使用材料的折射率n6范圍1.6至1.75，阿貝數(shù)范圍50至57的鑭火石玻璃，C-1和C-2密接的膠合組有效平衡系統(tǒng)的色差和像散；
[0030](7)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第七透鏡使用材料的折射率n7范圍為1.8至1.9，阿貝數(shù)V7范圍40至48，設(shè)置鏡片雙凸形狀，目的是有效降低系統(tǒng)主光線入射角度，并提升系統(tǒng)的有效可用后焦距，降低系統(tǒng)畸變；
[0031](8)本發(fā)明提供的大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，第一機械隔圈內(nèi)壁設(shè)有消光螺紋，有效降低了系統(tǒng)雜光的影響。
【附圖說明】
[0032]下面參照附圖結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步說明:
[0033]圖1是本發(fā)明大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)的光路圖；
[0034]圖2是本發(fā)明大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖3是圖2中廣角鏡頭的結(jié)構(gòu)圖。
[0036]圖中符號說明:1、傳感芯片，2、直角棱鏡，21、反射面，3、廣角鏡頭，31、主鏡筒，32、第一透鏡，33、第二透鏡，34、第三透鏡，35、第四透鏡，36、第五透鏡，37、第六透鏡，38、第七透鏡，39、前壓圈，310、第一機械隔圈，311、第二機械隔圈，312、第三機械隔圈，313、第四機械隔圈，A、前鏡組，B、固定光欄，C、后鏡組。
【具體實施方式】
[0037]下面結(jié)合說明書附圖和具體實施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
進行詳細說明:
[0038]如圖1-3所示，為本發(fā)明提供的一種大靶面低照度全天球攝像系統(tǒng)，包括傳感芯片
1、直角棱鏡2以及兩個廣角鏡頭3，所述直角棱鏡2上設(shè)有兩個相互垂直的反射面21，所述兩個廣角鏡頭3對稱分設(shè)于直角棱鏡2兩側(cè)且每個廣角鏡頭3的入射光軸與對應(yīng)側(cè)的反射面21成45度的夾角，所述傳感芯片I用于接收經(jīng)兩個反射面21偏折后的入射光線且與兩個反射面21均呈45度的夾角，所述廣角鏡頭3的視場角為220度以上且畸變F-0〈15%，所述廣角鏡頭的有效后截距大于5.6mm。直角棱鏡2的角精度加工需要控制在3”以內(nèi)，以保證兩個廣角鏡頭3的光軸定位精度。
[0039]如圖1、圖3所示，所述廣角鏡頭3包括主鏡筒31以及沿光線入射方向依次設(shè)置于主鏡筒31內(nèi)的光焦度為負的前鏡組A、固定光欄B、光焦度為正的后鏡組C，所述前鏡組A的焦距范圍在-40?-7Omm之間，所述后鏡組C的焦距范圍在4?20mm之間。
[0040]如圖1、圖3所示，所述前鏡組A由第一透鏡32、第二透鏡33、第三透鏡34和第四透鏡35沿光線入射方向依次排列組成，其中第一透鏡32和第二透鏡33為正月牙型透鏡