全景拍攝系統的製作方法

2023-07-17 19:51:21 1

專利名稱：全景拍攝系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種光學系統，尤其涉及一種全景拍攝系統。
背景技術：
現有的全景拍攝系統通常包括依次沿同一光軸排列的全景透鏡、多個光學透鏡以及影像感測器，光學透鏡以及全景透鏡分別獲得前方以及環繞光學透鏡光軸360度環場的全景光線，影像感測器能夠接收從全景透鏡以及成像透鏡入射的光線形成全景圖像。然而， 在此種光路設計中，全景透鏡的光線必須通過光學透鏡才能夠到達影像感測器，只能獲得同一光軸方向上的景物，而無法獲得不同光軸方向上的景物，無法滿足消費者對廣角影像的多種需求。

發明內容
有鑑於此，有必要提供一種可以獲得不同光軸方向上的全景影像的全景拍攝系統。一種全景拍攝系統，其包括全景鏡頭以及連接全景鏡頭的成像鏡頭，全景鏡頭的光軸垂直於成像鏡頭的光軸。所述成像鏡頭包括一入瞳面，所述全景鏡頭從物側到像側依次包括全景透鏡、中繼透鏡以及反射元件。所述全景透鏡包括使側向光從360度全周射入的具有正屈光度的環形入光面、一具有正屈光度的環形反射面、與位於環形入光面朝向物側一端的第一圓周邊緣相連接的具有負屈光度的圓形反射面、及與位於環形反射面朝向像側一端的第三圓周邊緣相連接的具有正屈光度的圓形出光面。所述中繼透鏡接收從所述圓形出光面出射的光並出射至反射元件，反射元件將接收到的光線反射至成像鏡頭的入瞳面，並由所述成像鏡頭形成全景圖像。相對於現有技術，本發明所提供的全景拍攝系統通過在全景鏡頭內設置反射元件，無需將全景鏡頭與成像鏡頭的光軸限定在直線方向上，減少了全景拍攝系統的厚度，同時可以獲得不同光軸方向上的全景影像，滿足不同消費者的需求。


圖1為本發明實施方式提供的全景拍攝系統的光路結構示意圖。主要元件符號說明全景拍攝系統 100全景透鏡10中繼透鏡12反射元件14第一圓周邊緣 101第二圓周邊緣 102第三圓周邊緣 103
第四圓周邊緣104連接面105全景鏡頭110成像鏡頭120入瞳面121成像面123環形入光面S1環形反射面&圓形反射面&圓形出光面、進光面S5出光面&光軸0」仏
具體實施例方式如圖1所示，本發明實施方式提供一種全景拍攝系統100，其包括全景鏡頭110以及連接全景鏡頭Iio的成像鏡頭120。本實施方式中，所述全景拍攝系統100用於一攝像機(圖未示)中，所述成像鏡頭120設置在攝像機內，全景鏡頭110外掛在攝像機外，且全景鏡頭110的光軸與成像鏡頭120的光軸相互垂直。可以理解，所述全景拍攝系統100還可以用於具有拍攝功能的手機或者相機中。所述成像鏡頭120從物側到像側依次包括多個成像透鏡以及一影像感測器，所述成像透鏡形成有一入瞳面121，所述影像感測器形成有一成像面123，通過所述入瞳面121 的光能夠到達成像面123並在影像感測器上形成影像信號。本實施方式中，O1為該成像鏡頭120的光軸。所述影像感測器可以為電荷耦合器件圖像傳感器(CXD，Charge Coupled Device)或互補金屬氧化物半導體圖像傳感器(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor)以及其他圖中未示出的必要的控制元件。所述全景鏡頭110從物側到像側依次包括全景透鏡10、中繼透鏡12及反射元件 14。本實施方式中，O2為所述全景鏡頭110的光軸，O2與O1成90度夾角。所述全景透鏡10由光學玻璃或塑膠形成。本實施方式中，所述全景透鏡10為塑膠鏡片。所述全景透鏡10的幾何對稱軸線與所述全景鏡頭110的光軸A共軸。所述全景透鏡 ο包括環形入光面S1、環形反射面&、圓形反射面&及圓形出光面、。所述環形入光面S1為一個近似圓臺體的側面，該側面關於全景鏡頭110的光軸& 旋轉對稱。所述環形入光面S1包括朝向物側的第一圓周邊緣101，及朝向像側的第二圓周邊緣102，第一圓周邊緣101的直徑小於第二圓周邊緣102的直徑，第二圓周邊緣102上的每一點與所述第一圓周邊緣101上的對應點之間的距離均相等。以光線入射方向為參照， 所述環形入光面S1為具有正屈光度的表面，其沿光軸A朝向物側呈凸面鏡狀鼓起，環繞所述環形入光面SJ60度的光線投射到環形入光面S1上，從而進入所述全景透鏡10內。本實施方式中，所述全景透鏡10能夠沿360度圓周接收從-10°到40°夾角的景物光線。所述環形反射面&也關於全景鏡頭110的光軸O2旋轉對稱。所述環形反射面&包括位於所述環形反射面&朝向像側一端的第三圓周邊緣103，及位於所述環形反射面& 朝向物側一端的第四圓周邊緣104，第三圓周邊緣103的直徑小於第四圓周邊緣104的直徑，第四圓周邊緣104大致等於第二圓周邊緣102的直徑，第三圓周邊緣103上的每一點與所述第四圓周邊緣104上的對應點之間的距離均相等。以光線入射方向為參照，所述環形反射面&為具有正屈光度的表面，其沿光軸A向像側呈凸面鏡狀鼓起。所述圓形反射面& 上鍍有反射膜，以將由環形入光面S1折射進入的成像光線反射至所述圓形反射面&上。所述圓形反射面&的邊緣與所述環形入光面S1的第一圓周邊緣101相連接。所述光軸A穿過所述圓形反射面&的幾何對稱中心。以入射光的方向為參考，所述圓形反射面&為具有負屈光度的表面，其沿光軸A朝向像側呈凹面鏡狀陷入。所述圓形反射面&上也鍍有反射膜，以將從所述環形反射面&反射過來的成像光線進一步反射至所述圓形出光面s4。所述圓形出光面、的邊緣與所述環形反射面&的第三圓周邊緣103相連接。所述光軸A穿過所述圓形出光面、的幾何對稱中心。以入射光的方向為參考，所述圓形出光面、為具有正屈光度的表面，其沿光軸&朝向像側呈凸面鏡狀鼓起，以將由所述圓形反射面&反射過來的成像光線折射出所述全景透鏡10。所述環形反射面&的第四圓周邊緣104與所述環形入光面S1的第二圓周邊緣102 之間通過一呈平面圓環狀的連接面105相連接。所述連接面105的直徑大於所述第二圓周邊緣102或第四圓周邊緣104的直徑。所述中繼透鏡12為一正屈光度透鏡，其包括靠近物側的進光面&及靠近像側的出光面&，所述進光面&為負屈光度表面，所述出光面&為正屈光度表面。所述中繼透鏡 12的至少一面為非球面。所述中繼透鏡12用於將從全景透鏡10射出的成像光線朝光軸& 匯聚。本實施方式中，所述中繼透鏡12為塑膠鏡片，以降低成本且減輕質量。所述反射元件14為平面鏡或反射稜鏡。本實施方式中，所述反射元件14的反射面與所述成像鏡頭120的光軸O1以及全景鏡頭110的光軸A分別形成45度夾角，所述反射元件14能夠反射從所述中繼透鏡12的出光面&出射的全部光線。可以理解，可任意設置反射元件14與成像鏡頭120的光軸O1以及全景鏡頭110的光軸&的夾角，例如可以是 30度或60度等。所述成像光線由所述環形入光面S1上的任意點折射進入全景透鏡10內部，再於所述環形反射面&上進行反射，從環形反射面&反射的光線經過所述圓形反射面&再次反射至所述圓形出光面、，並從圓形出光面、出射至所述中繼透鏡12匯聚，匯聚後的光線經由所述反射元件14反射後，進入所述成像鏡頭120形成全景圖像。所述全景透鏡10所捕捉的360度全景風景11經過中繼透鏡12和入瞳面121後於所述成像面123上成像，所述影像感測器將形成的全景圖像轉換為對應的電信號，並由液晶、CRT等各種顯示裝置(圖未示)進行顯示。以下結合附表以具體實施方式
進一步詳細說明全景透鏡系統100中的全景透鏡 10及中繼透鏡12。其中，R為對應表面的曲率半徑，D為對應表面到後一個表面(像側)的軸上距離(兩個表面截得光軸的長度)，Nd為對應鏡片的折射率，Vd為對應鏡片表面的阿貝數(abbe number)。表 1
權利要求
1.一種全景拍攝系統，其包括全景鏡頭以及連接全景鏡頭的成像鏡頭，全景鏡頭的光軸垂直於成像鏡頭的光軸，所述成像鏡頭包括一入瞳面，所述全景鏡頭從物側到像側依次包括全景透鏡、中繼透鏡以及反射元件，所述全景透鏡包括使側向光從360度全周射入的具有正屈光度的環形入光面、一具有正屈光度的環形反射面、與位於環形入光面朝向物側一端的第一圓周邊緣相連接的具有負屈光度的圓形反射面、及與位於環形反射面朝向像側一端的第三圓周邊緣相連接的具有正屈光度的圓形出光面，所述中繼透鏡接收從所述圓形出光面出射的光並出射至反射元件，反射元件將接收到的光線反射至成像鏡頭的入瞳面， 並由所述成像鏡頭形成全景圖像。
2.如權利要求1所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述成像鏡頭相對於全景鏡頭固定設置。
3.如權利要求1所述的全景透鏡，其特徵在於所述環形入光面還包括靠近像側的第二圓周邊緣，第二圓周邊緣上的每一點與所述第一圓周邊緣上的對應點之間的距離均相等，第一圓周邊緣的直徑小於第二圓周邊緣的直徑；所述環形反射面還包括靠近物側的第四圓周邊緣，第三圓周邊緣上的每一點與所述第四圓周邊緣上的對應點之間的距離均相等，第三圓周邊緣的直徑小於第四圓周邊緣的直徑，所述第二圓周邊緣與所述第四圓周邊緣之間通過一呈平面圓環狀的連接面相連接。
4.如權利要求1所述的全景透鏡，其特徵在於所述環形入光面沿全景鏡頭的光軸朝物側鼓起，環形反射面沿全景鏡頭的光軸朝像側鼓起，所述圓形反射面沿全景鏡頭的光軸朝像側鼓起，所述圓形出光面沿全景鏡頭的光軸朝像側鼓起。
5.如權利要求1所述的全景透鏡，其特徵在於所述圓形反射面以及環形反射面上鍍有反射膜。
6.如權利要求1所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述全景透鏡為塑膠鏡片，所述中繼透鏡為塑膠鏡片。
7.如權利要求1所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述中繼透鏡為一正屈光度透鏡。
8.如權利要求7所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述中繼透鏡包括靠近物側的進光面及靠近像側的出光面，所述進光面為負屈光度表面，所述出光面為正屈光度表面。
9.如權利要求1所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述中繼透鏡的至少一面為非球面。
10.如權利要求1所述的全景拍攝系統，其特徵在於所述反射元件為平面鏡或反射稜
全文摘要
一種全景拍攝系統，其包括全景鏡頭以及連接全景鏡頭的成像鏡頭，全景鏡頭的光軸垂直於成像鏡頭的光軸。所述成像鏡頭包括一入瞳面，所述全景鏡頭從物側到像側依次包括全景透鏡、中繼透鏡以及反射元件。所述全景透鏡包括使側向光從360度全周射入的具有正屈光度的環形入光面、一具有正屈光度的環形反射面、與位於環形入光面朝向物側一端的第一圓周邊緣相連接的具有負屈光度的圓形反射面、及與位於環形反射面朝向像側一端的第三圓周邊緣相連接的具有正屈光度的圓形出光面。所述中繼透鏡接收從所述圓形出光面出射的光並出射至反射元件，反射元件將接收到的光線反射至成像鏡頭的入瞳面，並由所述成像鏡頭形成全景圖像，從而可以獲得不同光軸方向上的全景影像。
文檔編號G02B3/00GK102455588SQ201010523158
公開日2012年5月16日 申請日期2010年10月28日 優先權日2010年10月28日
發明者彭芳英, 柳曉娜, 王聖安, 高晶, 黃海若 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司