非球面360°反射成像設備的製作方法

2023-05-18 15:00:46 1

非球面360°反射成像設備的製作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種非球面360°反射成像設備。包括圖像採集裝置，包括非球面反光鏡，通過反射成像方法採集現場圖像；圖像傳感器，接收圖像採集裝置傳輸的圖像信號並轉換為電信號；上位處理機，接收圖像傳感器傳送的電信號並對電信號進行處理。因此本實用新型可以解決現有魚眼全景相機、多鏡頭360°攝像機等設備的高像素損失、色差大、成像距離短、垂直成像視角小、成本高和後臺系統複雜的諸多問題。
【專利說明】非球面360°反射成像設備

【技術領域】
[0001] 本實用新型屬於圖像採集設備【技術領域】，尤其涉及一種非球面360°反射成像設 備。

【背景技術】
[0002] 在光學成像【技術領域】，傳統的球面設計使得像差和變形增大，出現明顯的影像不 清、視界歪曲和視野狹小等不良現象。為了解決上述技術問題，採用非球面鏡片進行成像的 技術被開發出來。其原理是，根據光在介質中的折射和反射等定律，嚴格計算和控制鏡面上 每個點的曲率半徑值，使面形由多項高次方程決定。非球面鏡片通過嚴格的計算和高精度 的生產加工過程得到，在成像過程中呈現最佳的圖像。非球面的複雜曲面設計、製造比較困 難，但在光學系統中的優勢非常大。採用非球面技術設計的光學系統，可消除球差、慧差、像 散和場曲，減少光能損失，從而獲得高質量的圖像效果和高品質的光學特性。
[0003] 根據上述原理，現有技術中出現了一些採用非球面鏡片進行成像的設備，典型的 成像設備是魚眼全景攝像機。其採用玻璃介質的非球面透鏡作為鏡片，對圖像進行光學修 正。上述魚眼全景攝像機由於採用了透鏡作為鏡片，其高像素損失比較大、有色差、垂直可 視角度為1〇〇°左右。雖成像範圍寬，但像素需求量高，細節辨識度一般。360°全方位實時 監測時，受焦距影響而監控距離短，適合用於室內監控。
[0004] 也有採用多鏡頭組成的360°攝像機。其具備畫面像素高、監控距離長等優點， 但是需要後臺拼接畫面，導致系統實現比較複雜，容易出故障。此外，成本比一般攝像機高 4倍左右，從實際應用來是分開布置4個點更好。成像角度常用的每個攝像機照射角度為 60°，這樣仰角是120°左右，水平是180°左右。另一個比較大的問題是設備在下方有比 較大的成像盲區。


【發明內容】

[0005] 本實用新型為解決公知技術中存在的技術問題而提供一種非球面360°反射成像 設備，解決現有魚眼全景相機、多鏡頭360°攝像機等設備的高像素損失、色差大、成像距離 短、垂直成像視角小、成本高和後臺系統複雜的諸多問題。
[0006]為解決公知技術中存在的技術問題所採取的技術方案是：非球面360°反射成像 設備包括，圖像採集裝置，包括非球面反光鏡，通過反射成像方法採集現場圖像；圖像傳感 器，接收圖像採集裝置傳輸的圖像信號並轉換為電信號；上位處理機，接收圖像傳感器傳送 的電信號並對電信號進行處理。
[0007] 優選地：所述圖像傳感器直接位於非球面反光鏡的反射路徑上。
[0008] 優選地：還包括對接連接的殼體和圓筒形的透明罩，非球面反光鏡位於透明罩的 端部，圖像傳感器位於殼體內、對正非球面反光鏡的非球面鏡片的中心。
[0009]優選地：所述圖像採集裝置還包括位於非球面反光鏡反射路徑上的反射鏡，在非 球面反光鏡的中心設有鏡面中心孔，反射鏡將非球面反光鏡反射的現場圖像經鏡面中心孔 二次反射至非球面反光鏡的後方，所述圖像傳感器位於反射鏡的反射路徑上。
[0010] 優選地：還包括對接連接的殼體和半球形的透明罩，圖像傳感器位於殼體內，非球 面反光鏡位於殼體的底部中心、反射鏡位於透明罩的低點位置。
[0011] 優選地：在反射鏡的反射路徑上、非球面反光鏡與圖像傳感器之間還設有對畸變 圖像進行光學校正的中繼鏡。
[0012] 優選地：所述中繼鏡為凸透鏡鏡片或者包含凸透鏡的透鏡組。
[0013] 優選地：所述非球面反光鏡的非球面鏡片米用7025錯合金材質。
[0014] 優選地：所述非球面鏡片的非球面面形公式用極坐標標示為

【權利要求】
1. 一種非球面360°反射成像設備，其特徵在於；包括， 圖像採集裝置，包括非球面反光鏡，通過反射成像方法採集現場圖像； 圖像傳感器，接收圖像採集裝置傳輸的圖像信號並轉換為電信號； 上位處理機，接收圖像傳感器傳送的電信號並對電信號進行處理。
2. 如權利要求1所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；所述圖像傳感器直接 位於非球面反光鏡的反射路徑上。
3. 如權利要求2所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；還包括對接連接的殼 體和圓筒形的透明罩，非球面反光鏡位於透明罩的端部，圖像傳感器位於殼體內、對正非球 面反光鏡的非球面鏡片的中也。
4. 如權利要求1所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；所述圖像採集裝置還 包括位於非球面反光鏡反射路徑上的反射鏡，在非球面反光鏡的中也設有鏡面中也孔，反 射鏡將非球面反光鏡反射的現場圖像經鏡面中也孔二次反射至非球面反光鏡的後方，所述 圖像傳感器位於反射鏡的反射路徑上。
5. 如權利要求4所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；還包括對接連接的殼 體和半球形的透明罩，圖像傳感器位於殼體內，非球面反光鏡位於殼體的底部中也、反射鏡 位於透明罩的低點位置。
6. 如權利要求5所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；在反射鏡的反射路徑 上、非球面反光鏡與圖像傳感器之間還設有對崎變圖像進行光學校正的中繼鏡。
7. 如權利要求6所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於；所述中繼鏡為凸透鏡 鏡片或者包含凸透鏡的透鏡組。
8. 如權利要求1至7任一項所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於：所述非球 面反光鏡的非球面鏡片採用7025鉛合金材質。
9. 如權利要求1至7任一項所述的非球面360°反射成像設備，其特徵在於：所述非球 rX- 面鏡片的非球面面形公式用極坐標標示為y = i Ii " 其中y為垂直高度，X為 半徑，r為變量，k為二次曲線常數。
【文檔編號】G03B37/00GK204217030SQ201420467630
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2014年8月19日 優先權日:2014年8月19日
【發明者】郭山 申請人:天津市協旭科技發展有限公司