[实用新型]一种摄像机球罩

说明书

技术领域

本实用新型涉及光学成像领域，特别是涉及一种摄像机球罩及具有其的光学成像系统。

背景技术

透明球罩广泛应用于光学成像领域，主要为摄像机和镜头提供机械保护，同时需要具备优良的光学性能，以将对成像的不利影响减至最小。安防领域用的透明罩通常使用高性能的光学塑料制造。为了最大限度地利用内部空间，部分透明球罩会做成超半球的形状。

此种摄像机球罩通常采用注塑工艺制造。为了保证脱模性能，摄像机球罩不能做成完全的球面。通常将摄像机球罩的中心区域加工成球面，边缘区域加工成圆锥面。此类球罩的中心区域，为了保证良好的光学性能，内表面和外表面均采用同心球面；在球罩的边缘区域，内表面和外表面则都采用圆锥面。圆锥面和球面部分通过相切的方式连接，厚度保持均匀，从而具有加工简单，中心部分像质良好的特点。

但此类球罩的固有缺陷在于圆锥面因子午方向和弧矢方向的曲率不同，两个方向上的光焦度也随之产生差异，光束通过球罩后，其子午方向和弧矢方向的光束未聚焦在同一点上，使得成像出现模糊，产生显著像散，影响成像效果，在长焦距大口径的光学系统上尤为严重。因为存在像散的缺陷，摄像机球罩的应用场合受到很大限制。

另外一种技术是利用吹塑工艺，来制造完全是同心球面型的摄像机球罩。此种同心球面型的摄像机球罩具有一致的光焦度，因为子午和弧矢方向的曲率半径相同，避免了像散的产生，同时也不存在脱模的问题。但受吹塑工艺技术特点的限制，此种球罩的壁厚均匀度不佳，成像质量很差，难以满足高清成像光学系统的要求。

因此希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个。

实用新型内容

术语解释

光焦度是指光学元件会聚或者发散光线的能力，通常为其焦距的倒数。

像散是光学成像像差的一种。光束通过光学元件后，其子午和弧矢方向的光束未聚焦在同一点上，使得成像出现模糊，此种像差称为像散。

子午方向在本文中特指回转几何体沿其母线的方向。

弧矢方向在本文中特指回转几何体沿旋转圆周的方向，弧矢方向垂直于子午方向和回转轴。

环形面是光学曲面的一种，形状相当于普通轮胎表面。环形面的重要特性为子午和弧矢方向具有不同的曲率半径。

本实用新型的目的在于提供一种摄像机球罩来克服或至少减轻现有技术的上述缺陷中的一个或多个。

为实现上述目的，本实用新型提供一种摄像机球罩，所述摄像机球罩包括位于中心的球面部分及与之连接的边缘部分，所述边缘部分的内表面和外表面为回转面，且其回转轴线平行于所述球面部分的回转轴线，所述内表面在从与所述球面部分连接处向远离所述球面部分的方向上，回转半径单调增大，所述边缘部分的子午方向和弧矢方向的光焦度均与所述球面部分相同。需要指出的是，在本实用新型中，“相等”的含义包括“大致相等”，举例而言，在两个值的差与两者中较大值的比值的绝对值小于10％的情况下，认为是“相等的”。

优选地，所述边缘部分的内表面为圆锥面，该圆锥面与所述球面部分的内表面相切连接；所述边缘部分的外表面为环形面，该环形面与所述球面部分的外表面相切连接。

优选地，所述边缘部分的内表面为圆锥面，该圆锥面的母线相对于所述球面部分的内表面在连接部位处的切线向外旋转一个修正角度，其中所述修正角度大于0度且小于等于3度；所述边缘部分的外表面为环形面，该环形面与与所述球面部分的外表面相切连接。

优选地，所述环形面的子午方向的曲率等于所述圆锥面和所述环形面在弧矢方向的曲率之差。

优选地，所述圆锥面的母线和所述回转轴线的之间的夹角大于等于0.1度，小于等于30度。进一步优选地，小于等于15度。

优选地，所述边缘部分的内表面为环形面，该环形面与所述球面部分的内表面相切连接；所述边缘部分的外表面为圆锥面，该圆锥面与所述球面部分的外表面相切连接。

优选地，所述边缘部分的内表面为环形面，该环形面与所述球面部分的内表面相切连接；所述边缘部分的外表面为圆锥面，该圆锥面的母线相对于所述球面部分的外表面在连接部位处的切线向内旋转一个修正角度，其中所述修正角度大于0度且小于等于3度。

优选地，所述环形面的子午方向的曲率之差与所述环形面和所述圆锥面在弧矢方向的曲率之差相同。

优选地，所述边缘部分的内表面为第一环形面，该第一环形面与所述球面部分的内表面相切连接；所述边缘部分的外表面为第二环形面，该第二环形面与所述球面部分的外表面相切连接。