一種多片式全景環視成像透鏡的製作方法

2023-05-30 22:20:51

專利名稱：一種多片式全景環視成像透鏡的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及成像透鏡，尤其涉及一種多片式全景環視成像透鏡。
技術背景如專利US Patent 4， 566， 763， 1986和US Patent 5， 473， 474, 1995所述， 全景透鏡採用平面圓柱投影法FCP( Flat Cylinder Perspective),將圍繞光學 系統光軸360。範圍的圓柱視場投影到二維平面上的一個環形區域內。該全景鏡 頭由玻璃等透光性材料構成，全景透鏡及其後繼透鏡組的幾何結構由圖l所示， 透鏡一面為向外突出的環形第一折射面1，透鏡另一面為凹面環形第一反射面2，在透鏡環形第一折射面中心設有凹面第二反射面3，環形第一折射面1中心內環 邊緣與第二反射面3邊緣相接，在凹面環形第一反射面2中心設有第二折射面4， 凹面環形第一反射面2中心內環邊緣與第二折射面4邊緣相接。光線從1面進入被折射到2面，經2面反射到3面，經3面反射到4面， 最後在4面折射出透鏡。光線通過全景透鏡後在其內部或後方形成虛像，該虛 像通過後繼透鏡組L變換成實像，被位於像面IMA的CCD/CMOS探測器所接收。目前存在的技術問題平行光線通過PAL後，在其內部或後方形成虛像。 由於該全景透鏡是超半球透鏡，視場較大(200度或更多)，光路複雜，像差，尤 其是橫向色差的校正是一個關鍵問題，需要複雜的後繼透鏡組L實現實像轉換 和像差校正。由於視場太大，目前已知的全景透鏡焦距都很小，如Ian Powell 提出的焦距為2. 65 的設計(1994); SONY公司投放在市場上的焦距約為1. 5mm 的設計。在長焦距全景透鏡系統中，由於全景透鏡校正像差的能力有限，由後 繼透鏡組主要承擔校正像差的任務，這通常會導致後繼透鏡組L過於複雜，系 統體積過於龐大，色差校正困難，能量損失大，嚴重限制長焦距全景透鏡的設 計和使用。 發明內容本實用新型的目的是提供一種多片式全景環視成像透鏡。 一種多片式全景環視成像透鏡採用前、後片不同材料的透鏡，多種不同的 表面類型，通過膠合，密接或分離方式組成多片式全景環視成像透鏡，透鏡繞 光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折射面，前片透鏡後接後 片透鏡，前、後片透鏡的連接面為組合面，後片透鏡另一面為凹面環形第一反 射面，在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二反射面，環形第一折射面中心
內環邊緣與第二反射面邊緣相接，在凹面環形第一反射面中心設有第二折射面， 凹面環形第一反射面中心內環邊緣與第二折射面邊緣相接。所述的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃 與冕牌玻璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。組合面的表 面類型為球面、刻有微結構的表面、奇次非球面或偶次非球面。組合面為凸面， 凹面或平面。另一種多片式全景環視成像透鏡採用前、中、後片不同材料的透鏡，多種 不同的表面類型，通過膠合，密接或分離方式組成多片式全景環視成像透鏡， 透鏡繞光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折射面，前片透鏡 後接中片透鏡，前、中片透鏡的連接面為第一組合面，中片透鏡後接後片透鏡， 中、後片透鏡的連接面為第二組合面，後片透鏡另一面為凹面環形第一反射面， 在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二反射面，環形第一折射面中心內環邊 緣與第二反射面邊緣相接，在凹面環形第一反射面中心設有第二折射面，凹面 環形第一反射面中心內環邊緣與第二折射面邊緣相接，中片透鏡為多片時以此 類推。所述的前、中、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃、冕牌玻璃與冕牌玻璃的 組合或冕牌玻璃、冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃、火石玻璃與火石玻 璃的組合或火石玻璃、火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。中片透鏡 為多片時，中片透鏡材料為冕牌玻璃與火石玻璃的任意組合。多種不同的表面 類型為球面、刻有微結構的表面、奇次非球面或偶次非球面。組合面為凸面， 凹面或平面。本實用新型使用幾塊不同材料組合的膠合或密接透鏡組代替單塊透鏡。舉 兩片膠合透鏡組為例，光線反覆通過透鏡組三次，只考慮色差，光線實際通過的是4片透鏡組。通過使用不同材料的膠合或密接，提高了設計自由度，使全 景透鏡在成像的同時承擔一部分色差的校正，減輕了後繼透鏡組L校正色差的 負擔，使得較長焦距的光學系統的像質提高，體積縮小。另外，由於多片式全 景透鏡中的光線反覆通過不同材料的界面，發生偏折，通過適當選取組成全景 透鏡的各種材料，控制偏折方向，可以使視場範圍得到擴大。

圖1是全景透鏡成像原理示意圖，Y為方位角，L為後繼透鏡組，IMA為像面; 圖2是本實用新型實施方式1，即兩片式球面膠合全景環視成像透鏡結構示意圖，膠合面左右兩側由不同材料構成，膠合面為球面
圖3是兩片式膠合全景透鏡光路展開圖，把透鏡以兩個反射點的切線為對 稱軸展開，可看到光線實際經過了 4片膠合透鏡；圖4是本實用新型實施方式2，即兩片式非球面膠合全景環視成像透鏡結構 示意圖，膠合面左右兩側由不同材料構成，膠合面為奇次非球面或偶次非球面；圖5是本實用新型實施方式3，即兩片式微結構密接全景環形成像透鏡結構 示意圖，密接面左右兩側由不同材料構成，密接面為刻有微結構的表面；圖6是本實用新型實施方式4，即兩片式球面分離全景環形成像透鏡結構示 意圖，分離面左右兩側由不同材料構成，分離面為球面。圖7是本實用新型實施方式5，即三片式單一組合面全景環視成像透鏡結 構示意圖，兩個組合面均為膠合面，膠合面左右由三種不同材料構成，兩個膠 合面均為球面；圖8是本實用新型實施方式6，即三片式混合組合面全景環形成像透鏡結構 示意圖，兩個組合面分別為微結構表面密接和球面膠合，兩個組合面兩側由三 種不同材料構成。圖中第一折射面l、第一反射面2、第二反射面3、第二折射面4、光闌5、 膠合球面6、膠合非球面7、密接微結構表面8、分離面9具體實施方式
圖1為全景透鏡成像原理示意圖，透鏡一面為向外突出的環形第一折射面1 ， 透鏡另一面為凹面環形第一反射面2，在透鏡環形第一折射面中心設有凹面第二 反射面3，環形第一折射面1中心內環邊緣與第二反射面3邊緣相接，在凹面環 形第一反射面2中心設有第二折射面4，凹面環形第一反射面2中心內環邊緣與 第二折射面4邊緣相接。光線從1面進入被折射到2面，經2面反射到3面， 經3面反射到4面，最後在4面折射出透鏡。光線通過全景透鏡後在其內部或 後方形成虛像，該虛像通過後繼透鏡組L變換成實像，被位於像面IMA的 CCD/CM0S探測器所接收。圖2所示為本實用新型實施方式1，即最簡單的兩片式球面膠合全景環視成 像透鏡，採用前、後片不同材料的透鏡，組合面為球面，通過膠合的方式組成兩 片式全景環視成像透鏡，透鏡繞光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形 第一折射面l，前片透鏡後接後片透鏡，前、後片透鏡的連接面為組合面，後片 透鏡另一面為凹面環形第一反射面2，在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二 反射面3，環形第一折射面l中心內環邊緣與第二反射面3邊緣相接，在凹面環 形第一反射面2中心設有第二折射面4，凹面環形第一反射面2中心內環邊緣
與第二折射面4邊緣相接。光闌位於兩片式球面膠合全景環視成像之後。所述的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃 與冕牌玻璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。組合面為凸 面，凹面或平面。在本實施方式中，光線從環形第一折射面1入射進兩片膠合式全景環視成 像透鏡，在到達環形第一反射面2前被6面折射，光路發生向上或向下的偏轉， 然後到達環形第一反射面2。在被環形第一反射面2反射回後，又一次到達組合 面6,並被折射，光路再一次發生改變。光線到達第二反射面3後被重新反射回 去，此時第三次經過組合面6，光路第三次發生改變，最後從第二折射面出射。 在本實施方式中，根據前、後片所選的材料折射率不同和組合面的形狀不 同，光路在組合面發生改變的方向會有所不同。如對於前片折射率小於後片 折射率的全景環視成像透鏡，光軸以下視場的光線第一次通過組合面時會發生 向下的偏折，相反，對於前片折射率大於後片折射率的全景環形成像透鏡，光 軸以下視場的光線第一次通過組合面時會發生向上的偏折。在同一個方向上偏 轉的光路，其偏轉量的大小也根據前、後片所選材料折射率的具體值不同，組 合面的曲率半徑不同而有所差別，前、後片折射率相差越大，光線偏折越明顯； 光線入射進組合面的角度偏離入射點法線越遠，光線偏折越明顯。另外，光路 在組合面偏轉量的大小也和光線的視場有關，根據折射定律，視場大的光線偏 折程度較大。通常來說，冕牌玻璃是低折射率低色散的材料，火石玻璃是高折 射率高色散的材料。隨著光學玻璃工業的發展，高折射率低色散和低折射率高 色散的玻璃也不斷被熔煉出來。如上所述，材料的選擇和組合面的曲率半徑可 跟據設計所需視場的大小以及邊緣視場對於像質的要求確定。恰當地選擇材料 可以利用大視場的較大偏折來擴大邊緣視場。本實施方式中的兩片膠合式全景環視成像透鏡可以這樣製造設計好光學 系統後，確定好光學玻璃的種類，然後將前片和後片分別磨製成指定形狀，對 前片的第一折射面l、第二反射面3和組合面分別進行拋光，對後片的組合面、 第一反射面2和第二折射面4分別拋光，使用特定的光學玻璃膠合劑將前片和 後片粘合起來，然後在第一反射面2和第二反射面3上，通過真空蒸鍍等方式， 鍍上金屬增反膜來增加第一反射面2和第二反射面3的反射率。在第一折射面1 和第二折射面4上鍍增透膜，來增加第一折射面1和第二折射面4的透過率。 鍍膜的波長根據設計的中心波長確定。圖3所示為兩片式膠合全景透鏡光路展開圖，選取兩片式膠合全景透鏡的
第一反射面2的光線反射點，做該反射點的切線，並把兩片式膠合全景透鏡以 反射點的切線為對稱軸作鏡像。然後選取鏡像中的第二反射面3的光線反射點， 作該反射點的切線，並把鏡像以反射點的切線為對稱軸作第二鏡像，即可得到 光路的展開圖。根據圖3可看出，光線依次經過折射率為巧，"2， ^和 的玻璃。 為了便於理解，可以假定把兩片式膠合全景透鏡與其鏡像，鏡像與第二鏡像之 間的空氣部分分別填充上折射率為 和/V即後片和前片的材料(該假想填充不 影響實際光路)，即可看出，光線實際上經過了4片膠合的玻璃。所以，恰當選 取不同材料的組合，可以使用較少片玻璃達到使用多片玻璃的效果，使全景透 鏡在成像的同時承擔一部分色差的校正，減輕了後繼透鏡組L校正色差的負擔， 使得較長焦距的光學系統的像質提高，體積縮小。圖4所示為本實用新型實施方式2，即結構稍複雜的兩片式非球面膠合全景 環視成像透鏡。採用前、後片不同材料的透鏡，組合面為奇次非球面或偶次非 球面，通過膠合的方式組成兩片式全景環視成像透鏡。本實施方式的透鏡結構 和光路與實施方式l相同，不再重複敘述。本實施方式所述的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合 或冕牌玻璃與冕牌玻璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。 組合面為凸面，凹面或平面。本實施方式的透鏡材料選擇與組合面形狀選擇方 法與實施方式l相同，不再重複敘述。本實施方式中的兩片膠合式全景環視成像透鏡的製造過程與實施方式1基 本相同，所不同的部分是非球面組合面的研磨過程。非球面加工技術包括數控 小磨頭非球面加工技術、應力盤拋光技術、離子束拋光技術、磁流變拋光技術 等等。可跟據所需精度和實際生產條件選擇合適的工藝方法對組合面進行加工。對於非球面透鏡而言，若非球面面形略偏離於球面，則按傳統球面研磨拋 光技術，用與非球面最適配的球面拋光工具進行加工，獲得球面透鏡半成品， 然後拋光。如果非球面面形顯著偏離球面，則要用數控成形工具機直接在透鏡毛 坯上加工出非球面形狀，此外，也可用專門的研磨工具將最接近的球面最終加 工成所要求的形狀，然後拋光。下面以磁流變拋光技術為例簡單講解一下非球面的拋光過程在磁流變研 磨拋光裝置中， 一個抽液泵不斷地從儲液容器中抽出少量磁流變液體，並擠壓 輸送到一個旋轉輪中，旋轉輪使液體進入到一條薄條帶中，待加工的光學零件 的一部分浸沒在這條含磁流變液體的移動的長條帶中。緊靠旋轉輪的下面有一 塊特殊設計的磁鐵，能產生強局部磁場。當磁流變液體流到這個磁場區時，在
幾毫秒內就會很明顯地變粘稠；而當液體離開這個磁場時，又恢復到原來狀態。 變稠的液體區域就是拋光工具。磁流變液體通過光學零件後，用另一個泵吸收 並送回到儲液器中。在拋光過程中，拋光機旋轉透鏡到主軸上，使得光學零件 的不同區域浸沒在磁流變液體中。圖5所示為本實用新型實施方式3，即的兩片式微結構密接全景環形成像透 鏡。採用前、後片不同材料的透鏡，組合面為刻有微結構的表面，通過密接的 方式組成兩片式全景環視成像透鏡。本實施方式的透鏡結構和光路與實施方式1 相同，不再重複敘述。所述的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃 與冕牌玻璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。組合面的微 結構刻蝕在凸面，凹面或平面上。在本實施方式中，光線從環形第一折射面1入射進兩片膠合式全景環視成 像透鏡，在到達環形第一反射面2前通過刻有微結構的表面6，發生衍射，然後 到達環形第一反射面2。在被環形第一反射面2反射回後，又一次通過組合面6， 再次發生衍射。光線到達第二反射面3後被重新反射回去，此時第三次經過組 合面6，光線第三次發生衍射，最後從第二折射面出射。本實施方式中的兩片膠合式全景環視成像透鏡的製造過程與實施方式l基 本相同，所不同的部分是需要在前、後片的組合面上刻蝕相互吻合，可以密接 的微結構。在成像質量、色差校正和設計自由度等方面，刻有微結構的光學元 件與基於傳統的折射光學元件相比有一定優勢。下面以微光學結構中的二元光學結構為例，簡單闡述一下微結構的加工過 程二元光學元件的製作工藝有很多種，主要分為多臺階二元光學元件加工工 藝和連續位相二元光學元件加工工藝。前者主要包括刻蝕法、薄膜沉積法。後 者主要有雷射束直寫法、電子束直寫法和金剛石車削法等。另外還有準分子激 光加工法和灰階掩模法等新型製作方法。可跟據刻有微結構的組合面的精度要 求已經現有的工藝條件選擇適合的加工方法。臺階刻蝕法是目前二元光學元件的主要製作技術，其工藝流程一般包括三 個步驟掩模設計及製作，圖形轉印和基片刻蝕。對於多相位的二元光學元件，則需要多次重複上述三步工藝過程，進行掩模的套刻加工。首先，根據實際的設計情況，利用光學設計軟體設計好刻有微結構組合面 的一套用於光刻的掩模圖形。然後由圖形發生器生成一套二元振幅掩模。接著， 在基片表面均勻地塗上一層光刻膠，將第一塊掩模放置其上，對光刻膠進行曝
光，曝光後的光刻膠經過顯影后被洗去(對於正性光刻膠)，而未曝光的光刻膠 則保留下來。這樣，掩模上的圖形就轉移到基片的光刻膠上，。然後，再對基片 進行刻蝕，保留在基片上的光刻膠則作為抗蝕劑，保護其下的基片不被刻蝕， 刻蝕至設計深度後，清除掉剩餘的光刻膠，得到一個二相位四臺階的二元光學 元件。對於多相位的元件，將上面得到的二相位元件的表面重新塗上光刻膠， 然後套上第二塊掩模，重複上述的圖形轉印和基片刻蝕的過程。在每一次的重 復過程中，基片刻蝕的深度均為上次刻蝕深度的一半。圖6所示為本實用新型實施方式4，即兩片式球面分離全景環形成像透鏡。 採用前、後片不同材料的透鏡，組合面為兩個有一定空隙的分離表面。本實施 方式的透鏡結構和與實施方式l相同，不再重複敘述。所述的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃 與冕牌玻璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。兩個組合面 為凸面，凹面或平面。兩個組合面的形狀可以相同，也可以不同在本實施方式中，光線從環形第一折射面1入射進兩片膠合式全景環視成 像透鏡，在到達環形第一反射面2前通過兩個組合面，光路發生向上或向下的 偏轉，然後到達環形第一反射面2。在被環形第一反射面2反射回後，又一次到 達組合面6，光路再一次發生改變。光線到達第二反射面3後被重新反射回去， 此時第三次經過組合面6，光路又一次發生改變，最後從第二折射面出射。本實施方式最需要注意的問題是光線的全反射問題。由於玻璃材料的折射 率大於空氣，而兩片式分離全景環視成像透鏡的視場角很大，對於邊緣視場來 說，入射到組合面上的光線會有較大的入射角。對於常用玻璃來說，邊緣視場 光線的入射角極易達到全反射角的閾值而不能被折射出去。所以，對於常用玻 璃來說，組合面的形狀通常應當選取向第一反射面2凸起的方向，並且其曲率 半徑應當較小，使得組合面上的入射角小於全反射角的閾值，而被折射到分離 的空氣中。雖然對於球面或非球面的設計來說，本實施方式對於材料選擇和組合面形 狀有一定限制，但是對於刻有微結構的表面來說，本實施方式對於長波段光譜 的色差校正和衍射效率集中有著其他實施方式所不具備的優點，所以仍然是很 有價值的實施方式。如圖7所示為本實用新型實施方式5，即三片式單一組合面全景環視成像透 鏡。該實施方式採用前、中、後片不同材料的透鏡，通過膠合組成三片式全景 環視成像透鏡，透鏡繞光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折 射面l，前片透鏡後接中片透鏡，前、中片透鏡的連接面為第一組合面，中片透 鏡後接後片透鏡，中、後片透鏡的連接面為第二組合面，後片透鏡另一面為凹面環形第一反射面2，在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二反射面3，環形 第一折射面l中心內環邊緣與第二反射面3邊緣相接，在凹面環形第一反射面 2中心設有第二折射面4，凹面環形第一反射面2中心內環邊緣與第二折射面4 邊緣相接。第一組合面和第二組合面均為球面。所述的前、中、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃、冕牌玻璃與冕牌玻璃的 組合或冕牌玻璃、冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃、火石玻璃與火石玻 璃的組合或火石玻璃、火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。組合面為 平面，凸面或凹面。在本實施方式中，光線從環形第一折射面1入射進兩片膠合式全景環視成 像透鏡，在到達環形第一反射面2前被第一組合面和第二組合面折射，光路兩 次發生改變，然後到達環形第一反射面2。在被環形第一反射面2反射回後，又 返回第二組合面和第一組合面並被折射，光路又發生兩次改變。光線到達第二 反射面3後被重新反射回去，此時第三次經過第一組合面和第二組合面，光路 發生第五、六次改變，最後從第二折射面出射。本實施方式的透鏡材料選擇與組合面形狀選擇方法與實施方式1相同，不 再重複敘述。本實施方式所示的三片式球面膠合全景透鏡光路展開圖與圖3類似，選取 三片式膠合全景透鏡的第一反射面2的光線反射點，做反射點的切線，並把三 片式膠合全景透鏡以反射點的切線為對稱軸作鏡像。然後選取鏡像中的第二反 射面3的光線反射點，作反射點的切線，並把鏡像以反射點的切線為對稱軸作 第二鏡像，即可得到光路的展開圖。光路展開後實際上相當於通過六塊膠合透 鏡。所以，恰當選取不同材料的組合，可以使用較少片玻璃達到使用多片玻璃 校正色差的效果。本實施方式中的三片膠合式全景環視成像透鏡的製造與實施方式1相同，不再重複敘述。圖8所示為本實用新型實施方式6，即三片式混合組合面全景環形成像透鏡。 採用前、中、後片不同材料的透鏡，第一組合面為刻有微結構的表面，通過密 接的方式組合，第二組合面為球面，通過膠合的方式組合成三片式混合組合面 全景環視成像透鏡。本實施方式的透鏡結構和光路與實施方式5相同，不再重複敘述。
所述的前、中、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃、冕牌玻璃與冕牌玻璃的組合 或冕牌玻璃、冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃、火石玻璃與火石玻璃的 組合或火石玻璃、火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。組合面為平面，凸面或凹面。本實施方式的透鏡材料選擇與組合面形狀選擇方法與實施方式5相同，不再重複敘述。本實施方式中的三片式混合組合面全景環視成像透鏡的非微結構表面的制 造過程與實施方式l基本相同。刻有微結構的組合面的加工方式與實施方式3相同。本實用新型的多片式全景環形成像透鏡不限於上述實施方式，對於三片式 全景環視成像透鏡來說，其兩個組合面可以採用實施方式l、實施方式2、實施 方式3和實施方式4的任意組合。對於大於三片的全景環視成像透鏡來說，其 所有組合面均可以採用實施方式l、實施方式2、實施方式3和實施方式4的任意組合。
權利要求1.一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於，採用前、後片不同材料的透鏡，多種不同的表面類型，通過膠合，密接或分離方式組成多片式全景環視成像透鏡，透鏡繞光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折射面(1)，前片透鏡後接後片透鏡，前、後片透鏡的連接面為組合面，後片透鏡另一面為凹面環形第一反射面(2)，在前片透鏡環形第一折射面中心設有凹面第二反射面(3)，環形第一折射面(1)中心內環邊緣與第二反射面(3)邊緣相接，在凹面環形第一反射面(2)中心設有第二折射面(4)，凹面環形第一反射面(2)中心內環邊緣與第二折射面(4)邊緣相接。
2. 根據權利要求1所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的前、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃與冕牌玻 璃的組合或火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。
3. 根據權利要求1所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的組合面的表面類型為球面、刻有微結構的表面、奇次非球面或偶次非球面。
4. 根據權利要求1所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的組合面為凸面，凹面或平面。
5. —種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於，採用前、中、後片不同材 料的透鏡，多種不同的表面類型，通過膠合，密接或分離方式組成多片式全景 環視成像透鏡，透鏡繞光軸旋轉對稱，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折 射面(l)，前片透鏡後接中片透鏡，前、中片透鏡的連接面為第一組合面，中片 透鏡後接後片透鏡，中、後片透鏡的連接面為第二組合面，後片透鏡另一面為 凹面環形第一反射面(2)，在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二反射面(3)， 環形第一折射面(1)中心內環邊緣與第二反射面(3)邊緣相接，在凹面環形第一 反射面(2)中心設有第二折射面(4)，凹面環形第一反射面(2)中心內環邊緣與 第二折射面(4)邊緣相接，中片透鏡為多片時以此類推。
6. 根據權利要求5所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的前、中、後片透鏡材料的組合為冕牌玻璃、冕牌玻璃與冕牌玻璃的組合或冕 牌玻璃、冕牌玻璃與火石玻璃的組合或冕牌玻璃、火石玻璃與火石玻璃的組合 或火石玻璃、火石玻璃與火石玻璃的組合，組合順序任意。
7. 根據權利要求5所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 中片透鏡為多片時，中片透鏡材料為冕牌玻璃與火石玻璃的任意組合。
8. 根據權利要求5所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的多種不同的表面類型為球面、刻有微結構的表面、奇次非球面或偶次非球面。
9. 根據權利要求1所述的一種多片式全景環視成像透鏡，其特徵在於所述 的組合面為凸面、凹面或平面。
專利摘要本實用新型公開了一種多片式全景環視成像透鏡。它採用前、後片不同材料的透鏡，多種不同的表面類型，通過膠合，密接或分離方式組成多片式全景環視成像透鏡，前片透鏡一面為向外突出的環形第一折射面，前、後片透鏡的連接面為組合面，後片透鏡另一面為凹面環形第一反射面，在前片透鏡環形第一折射面中心設有第二反射面，第一折射面內環邊緣與第二反射面邊緣相接，在環形第一反射面中心設有第二折射面，第一反射面內環邊緣與第二折射面邊緣相接。本實用新型通過使用不同材料的組合，增加了設計自由度，使全景透鏡在成像時校正一部分色差，減輕了後繼透鏡組校正色差的負擔，縮小了長焦距全景光學系統的體積。適當選取組成全景透鏡的各種材料可擴大視場範圍。
文檔編號G02B13/06GK201041596SQ20072010847
公開日2008年3月26日 申請日期2007年4月24日 優先權日2007年4月24日
發明者侯西雲, 楊國光, 爽 牛, 劍 白 申請人:浙江大學