非球面360°反射成像设备的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种非球面360°反射成像设备。包括图像采集装置，包括非球面反光镜，通过反射成像方法采集现场图像；图像传感器，接收图像采集装置传输的图像信号并转换为电信号；上位处理机，接收图像传感器传送的电信号并对电信号进行处理。因此本实用新型可以解决现有鱼眼全景相机、多镜头360°摄像机等设备的高像素损失、色差大、成像距离短、垂直成像视角小、成本高和后台系统复杂的诸多问题。
【专利说明】非球面360°反射成像设备
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于图像采集设备【技术领域】，尤其涉及一种非球面360°反射成像设 备。
【背景技术】
[0002] 在光学成像【技术领域】，传统的球面设计使得像差和变形增大，出现明显的影像不 清、视界歪曲和视野狭小等不良现象。为了解决上述技术问题，采用非球面镜片进行成像的 技术被开发出来。其原理是，根据光在介质中的折射和反射等定律，严格计算和控制镜面上 每个点的曲率半径值，使面形由多项高次方程决定。非球面镜片通过严格的计算和高精度 的生产加工过程得到，在成像过程中呈现最佳的图像。非球面的复杂曲面设计、制造比较困 难，但在光学系统中的优势非常大。采用非球面技术设计的光学系统，可消除球差、慧差、像 散和场曲，减少光能损失，从而获得高质量的图像效果和高品质的光学特性。
[0003] 根据上述原理，现有技术中出现了一些采用非球面镜片进行成像的设备，典型的 成像设备是鱼眼全景摄像机。其采用玻璃介质的非球面透镜作为镜片，对图像进行光学修 正。上述鱼眼全景摄像机由于采用了透镜作为镜片，其高像素损失比较大、有色差、垂直可 视角度为1〇〇°左右。虽成像范围宽，但像素需求量高，细节辨识度一般。360°全方位实时 监测时，受焦距影响而监控距离短，适合用于室内监控。
[0004] 也有采用多镜头组成的360°摄像机。其具备画面像素高、监控距离长等优点， 但是需要后台拼接画面，导致系统实现比较复杂，容易出故障。此外，成本比一般摄像机高 4倍左右，从实际应用来是分开布置4个点更好。成像角度常用的每个摄像机照射角度为 60°，这样仰角是120°左右，水平是180°左右。另一个比较大的问题是设备在下方有比 较大的成像盲区。
【发明内容】
[0005] 本实用新型为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种非球面360°反射成像 设备，解决现有鱼眼全景相机、多镜头360°摄像机等设备的高像素损失、色差大、成像距离 短、垂直成像视角小、成本高和后台系统复杂的诸多问题。
[0006]为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：非球面360°反射成像 设备包括，图像采集装置，包括非球面反光镜，通过反射成像方法采集现场图像；图像传感 器，接收图像采集装置传输的图像信号并转换为电信号；上位处理机，接收图像传感器传送 的电信号并对电信号进行处理。
[0007] 优选地：所述图像传感器直接位于非球面反光镜的反射路径上。
[0008] 优选地：还包括对接连接的壳体和圆筒形的透明罩，非球面反光镜位于透明罩的 端部，图像传感器位于壳体内、对正非球面反光镜的非球面镜片的中心。
[0009]优选地：所述图像采集装置还包括位于非球面反光镜反射路径上的反射镜，在非 球面反光镜的中心设有镜面中心孔，反射镜将非球面反光镜反射的现场图像经镜面中心孔 二次反射至非球面反光镜的后方，所述图像传感器位于反射镜的反射路径上。
[0010] 优选地：还包括对接连接的壳体和半球形的透明罩，图像传感器位于壳体内，非球 面反光镜位于壳体的底部中心、反射镜位于透明罩的低点位置。
[0011] 优选地：在反射镜的反射路径上、非球面反光镜与图像传感器之间还设有对畸变 图像进行光学校正的中继镜。
[0012] 优选地：所述中继镜为凸透镜镜片或者包含凸透镜的透镜组。
[0013] 优选地：所述非球面反光镜的非球面镜片米用7025错合金材质。
[0014] 优选地：所述非球面镜片的非球面面形公式用极坐标标示为
【权利要求】
1. 一种非球面360°反射成像设备，其特征在于；包括， 图像采集装置，包括非球面反光镜，通过反射成像方法采集现场图像； 图像传感器，接收图像采集装置传输的图像信号并转换为电信号； 上位处理机，接收图像传感器传送的电信号并对电信号进行处理。
2. 如权利要求1所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；所述图像传感器直接 位于非球面反光镜的反射路径上。
3. 如权利要求2所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；还包括对接连接的壳 体和圆筒形的透明罩，非球面反光镜位于透明罩的端部，图像传感器位于壳体内、对正非球 面反光镜的非球面镜片的中也。
4. 如权利要求1所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；所述图像采集装置还 包括位于非球面反光镜反射路径上的反射镜，在非球面反光镜的中也设有镜面中也孔，反 射镜将非球面反光镜反射的现场图像经镜面中也孔二次反射至非球面反光镜的后方，所述 图像传感器位于反射镜的反射路径上。
5. 如权利要求4所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；还包括对接连接的壳 体和半球形的透明罩，图像传感器位于壳体内，非球面反光镜位于壳体的底部中也、反射镜 位于透明罩的低点位置。
6. 如权利要求5所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；在反射镜的反射路径 上、非球面反光镜与图像传感器之间还设有对崎变图像进行光学校正的中继镜。
7. 如权利要求6所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于；所述中继镜为凸透镜 镜片或者包含凸透镜的透镜组。
8. 如权利要求1至7任一项所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于：所述非球 面反光镜的非球面镜片采用7025铅合金材质。
9. 如权利要求1至7任一项所述的非球面360°反射成像设备，其特征在于：所述非球 rX- 面镜片的非球面面形公式用极坐标标示为y = i Ii " 其中y为垂直高度，X为 半径，r为变量，k为二次曲线常数。
【文档编号】G03B37/00GK204217030SQ201420467630
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】郭山 申请人:天津市协旭科技发展有限公司