[发明专利]360度全景电视摄像镜头

说明书

技术领域：

本发明涉及光学镜头装置，适用于广场、大型仓库、商场、机场、交通管理等安防领域，也可用于电视会议、工厂生产线等需要对周界360度进行适时监控和观察的场合。

现有技术：

为克服采用多架电视摄像机或用能360度高速旋转的快速球电视摄像机对周界360度进行全方位适时监控存在的高成本、难于适时全景取样等缺陷，提出了用单个超广角镜头摄像机辅与计算机图象处理进行全景拍摄的方案。现有的技术方案是把在CCD或CMOS摄像器件上所拍摄到的全景图像通过配套的计算机软件进行图像处理，在显示屏上展开成无失真(畸变得到校正)的平面全景图像。为了图像处理上的方便，通常的光学技术是使镜头的正前方的某一范围的光束在成像面不成像，即在摄像器件中间部分形成带“黑圆斑点”的“环形”的周界全景图案。现有的办法是利用同轴双反射镜对其正前方的景物能有拦光作用的原理实现形成“环形”的周界全景图，但这种办法整体结构大，主反射镜大多采用非球面，装校也不容易，制作成本较高，另一种办法是采用电子技术方法，通过特殊的电子扫描处理等专用摄像机，使摄像器件在需要形成“黑圆班”部位不扫描，也可以实现把超广角镜头全景图转变为“环形”的周界全景图。很显然这一方法，不能广泛用于常用的电视摄象机上。

发明内容：

本发明的目的在于克服上述方法的不足，通过开发的小型化超广角和内置的副光路，把周界全景物和特制的分划板上“黑圆斑点”同时投射在摄像器件的表面，形成“环形”的周界全景图，方法易行，镜头适应性强，性价比高，小型化。

本发明方案：发明装置是由视场达180°的超广角摄像镜头为主光路和内置副光路组成。

主光路由十片透镜组成。十片透镜的光学材料顺序为ZK₉、ZK₉、ZK₉、ZF₇、K₉、QK₃、ZF₇、QK₃、QK₃和K₉。外形依次为：凸凹负透镜(1)、凸凹负透镜(2)、凸凹负透镜(3)、双凸正透镜(4)、平行平板(5)、双凸正透镜(6)、凸凹负透镜(7)、双凸正透镜(8)、凸凹正透镜(9)、平行平板(10)，其中第(5)片是带“黑圆斑点”的分划板，第(7)和第(8)片透镜构成胶合组。我们将主光路分成视场扩束部分和基本广角镜头部分。第(1)和第(2)片构成视场扩束部分，其合焦距和角放大率以f_扩和β_扩表示。第(3)至第(10)片组成基本广角镜头部分，其合焦距和物像放大率以f′_基和M_基表示。主光路的合焦距为f′，光学后截距以l′表示。

副光路是由靠近实际光栏附近的第(5)片分划板(该片可置于光栏前或后，其上的“黑圆斑点”按设计可置于前表面或后表面)和主光路的第(6)至第(10)片及小透镜(11)组成。小透镜(11)可与第(10)片胶合，也可以与第(9)片构成胶合组，“黑圆斑点”通过副光路投影成像在摄像器件的成像面上，副光路的合焦距和物像放大率以f′_副和M_副表示，其光学后截距以l′_副表示。光学装置必须满足的条件如下：

2.1＜f′_基/f′＜2.8，0.4＜|M_基|＜0.55； ……………(1)

-22＜f′_基/f′＜-1.8，2.1＜β_扩＜3；    ……………(2)

1.9＜d₄/f′＜2.2；      …………………………………(3)

0.85＜(d₈+d₉+d₁₀/n₁₀+d₁₁)/f′＜1.2；…………………(4)

1.58＜n₁、n₂、n₃＜1.65，ν₁、ν₂、ν₃＞60，

                       ν₇、ν₈、ν₉＞70；…………(5)