CN107817592B - 一种外接镜头 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种外接镜头，所述外接镜头设置于摄像头的镜片前方，其包括呈旋转体状的透镜，所述透镜包括沿所述透镜的旋转面设置的入光面、设于所述透镜顶部的反射面及设于所述透镜底部的出光面，所述出光面朝向所述摄像头的镜片；所述入光面与所述反射面光学共轭，所述反射面与所述出光面光学共轭。本发明通过一个透镜即可收集手机所需的全景图像。

Description

一种外接镜头
技术领域
本发明涉及一种外接镜头。
背景技术
目前，利用手机拍摄全景图像一般有以下方法：使用普通镜头拍摄多张照片后进行软件合成；采用鱼眼镜头、超广角镜头或多个广角镜片的组合镜头等手机外置镜头来进行拍摄，再进行后期处理完成。上述方法存在的缺点包括：1、普通镜头拍摄全景照片需要使用节点云台等器材来稳定摄像头，操作复杂，并且最后呈现的照片需要用多次拍摄出来的照片进行软件合成，后期制作难度高；2、使用鱼眼镜头或者超广角镜头拍摄的全景照片，畸变较大；3、普通广角镜头需要由多个镜片进行组合使用，装配过程繁琐。
发明内容
本发明的目的是提供一种外接镜头，通过一个透镜即可收集摄像头所需的全景图像。
为实现上述目的，本发明所提供的一种外接镜头，所述外接镜头设置于摄像头的镜片前方,其包括呈旋转体状的透镜，所述透镜包括沿所述透镜的旋转面设置的入光面、设于所述透镜顶部的反射面及设于所述透镜底部的出光面，所述出光面朝向所述摄像头的镜片；所述入光面与所述反射面光学共轭，所述反射面与所述出光面光学共轭。
上述外接镜头中，所述入光面为所述透镜的旋转面朝所述透镜的轴线所在一侧凹陷的凹弧面；所述透镜的顶部及底部朝内凹陷，使所述反射面及出光面均呈弧面形。
上述外接镜头中，在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述入光面、反射面及出光面轮廓呈圆弧形或者椭圆弧形或者抛物线形。
上述外接镜头中，在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述入光面的轮廓呈半径31-32mm的圆弧，所述圆弧的长度为9-10mm，所述圆弧的中点切线与所述透镜的轴线之间成10°-12°的夹角。
上述外接镜头中，在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述反射面的轮廓呈抛物线X2＝5y的形状，所述反射面的开口端直径为17-19mm。
上述外接镜头中，在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述出光面的轮廓呈抛物线X2＝-36y的形状，所述出光面的开口端直径为14-16mm。
上述外接镜头中，所述反射面距离所述出光面的最小距离为1-3mm。
上述外接镜头中，所述透镜的底部设有凸台，所述出光面设于所述凸台上。
上述外接镜头中，所述反射面的表面覆盖有反光涂层。
上述外接镜头中，所述入光面呈闭环状。
上述技术方案所提供的一种外接镜头，其外接于摄像头上，与现有技术相比，其有益效果包括：1、通过一个透镜即可收集摄像头全景图像成像所需的图像光学信息；2、该透镜包括三个共轭的光学面，使摄像头能够完整收集入光面所入射的图像光学信息；3、该外接镜头收集到的全景图像角度广，且成像清晰，保真程度高；4、该外接镜头可应用于手机或者其他摄像装置，使用方便。
附图说明
图1是本发明外接镜头的截面结构示意图；
图2是本发明外接镜头的光路示意图。
其中，1-透镜，101-入光面，102-反射面，103-出光面，104-凸台。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
请参阅附图1-2，本发明所提供的一种外接镜头，所述外接镜头设置于摄像头的镜片前方,其包括呈旋转体状的透镜1，所述透镜1包括沿所述透镜1的旋转面设置的入光面101、设于所述透镜1顶部的反射面102及设于所述透镜1底部的出光面103，所述出光面103朝向所述摄像头的镜片；所述入光面101与所述反射面102光学共轭，所述反射面102与所述出光面103光学共轭。
基于上述技术特征，光线通过所述入光面101折射进所述透镜1，并折射至所述反射面102进行反射，通过所述反射面102使所述光线反射至所述出光面103出射至所述摄像头。通过设置在所述旋转面的出光面101，使所述出光面101能够更好的收集所述透镜1周围360度范围的外景光；由于所述入光面101与所述反射面102光学共轭，所述入光面101所入射的光线都能入射至所述反射面102进行反射；由于所述反射面102与所述出光面103光学共轭，所述反射面102反射的入射光都能反射至所述出光面103；因此所述出光面103出射的光线都能出射至所述摄像头；由于所述透镜1的三个光学面之间光学共轭，所述入光面101入射的360度范围外景光都能一一对应的出射至所述摄像头，使所述摄像头通过所述透镜1得到360度范围外景光线而生成全景图像。
所述入光面101为所述透镜1的旋转面朝所述透镜1的轴线所在一侧凹陷的凹弧面；所述透镜1的顶部及底部朝内凹陷，使所述反射面102及出光面103均呈弧面形；保证所述入光面101能够更大范围的收集所述透镜1所入射的外景光线，并通过设置所述反射面102的弧度，使所述反射面102能反射所述入光面101所入射的光以及使所述出光面103能够出射所述反射面102所反射的入射光线。
在沿所述透镜1的轴向所成的截面，所述入光面101、反射面102及出光面103轮廓呈圆弧形或者椭圆弧形或者抛物线形，使所述透镜1的三个光学面之间能够更好的实现光学共轭。
在沿所述透镜1的轴向所成的截面，所述入光面101的轮廓呈半径31-32mm的圆弧，所述圆弧的长度为9-10mm，所述圆弧的中点切线与所述透镜1的轴线之间成10°-12°的夹角，本实施例中，所述圆弧半径为31.85mm，所述圆弧长度为9.87mm，所述圆弧中点与所述透镜1的轴线之间成11°的夹角，使所述入光面101靠近所述反射面102的端部直径大于所述入光面靠近所述出光面103的端部直径，使所述入光面101能入射更大范围的外景光线。
在沿所述透镜1的轴向所成的截面，所述反射面102的轮廓呈抛物线X2＝5y的形状，所述反射面102的开口端直径为17-19mm；本实施例中，所述反射面的顶部直径为18.44mm，使所述反射面102能满足与所述入光面101以及所述出光面103的共轭条件。
在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述出光面的轮廓呈抛物线X2＝-36y的形状，所述出光面的开口端直径为14-16mm，本实施例中，所述出光面103的开口直径为15mm，通过所述入光面101与所述出光面103的圆弧半径设置，使所述入光面101、反射面102与出光面103满足光线共轭的条件，使所述入光面101所入射的关系能全部折射至所述出光面103。
所述反射面102距离所述出光面103的最小距离为1-3mm,本实施例中，所述反射面与所述出光面的最小距离为1.68mm。
所述透镜1的底部设有凸台104，所述出光面103设于所述凸台104上；避免所述透镜1周围所入射的光线未经所述反射面102的反射而自所述入光面101入射至所述出光面103，保证所述入光面101与所述反射面102的光学共轭。
所述反射面102的表面覆盖有反光涂层，使所述反射面102能够实现对所入射的360度范围外景的光线的全反射。
所述入光面101呈闭环状，使所述入光面101入射的外景光线具有连续性。
本发明的外接镜头的光学原理如下：
综上，本发明的外接镜头，通过在所述透镜1上设置互相共轭的入光面101、反射面102与出光面103，使所述出光面103能够完全出射所述入光面101所入射的光线，使所述入光面101所入射的360度范围外景光能够全部出射至所述摄像头而成像；通过所述入光面101、反射面102与出光面103的截面设计，使所述透镜1能够更好的实现对周围360度外景光的收集与出射；通过对所述反射面102设置反光涂层，使所述反射面102对所述入光面101的入射光进行全反射；通过设置与手机摄像头共轭的出光面103，是手机摄像头能接收到所述入光面101所入射的360度外景光。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种外接镜头，所述外接镜头设置于摄像头的镜片前方,其特征在于，其包括呈旋转体状的透镜，所述透镜包括沿所述透镜的旋转面设置的入光面、设于所述透镜顶部的反射面及设于所述透镜底部的出光面，所述出光面朝向所述摄像头的镜片；
所述入光面与所述反射面光学共轭，所述反射面与所述出光面光学共轭；
所述入光面为所述透镜的旋转面朝所述透镜的轴线所在一侧凹陷的凹弧面，所述透镜的顶部及底部朝内凹陷；
在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述入光面的轮廓呈半径31-32mm的圆弧，所述圆弧的长度为9-10mm，所述圆弧的中点切线与所述透镜的轴线之间成10°-12°的夹角；所述反射面的轮廓呈抛物线X2＝5y的形状，所述反射面的开口端直径为17-19mm；在沿所述透镜的轴向所成的截面，所述出光面的轮廓呈抛物线X2＝-36y的形状，所述出光面的开口端直径为14-16mm。
2.如权利要求1所述的外接镜头，其特征在于，所述反射面距离所述出光面的最小距离为1-3mm。
3.如权利要求1-2中任一项所述的外接镜头，其特征在于，所述透镜的底部设有凸台，所述出光面设于所述凸台上。
4.如权利要求1-2中任一项所述的外接镜头，其特征在于，所述反射面的表面覆盖有反光涂层。
5.如权利要求1-2中任一项所述的外接镜头，其特征在于，所述入光面呈闭环状。
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