光学成像装置和摄像机制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种光学成像装置和摄像机。其中，该光学成像装置包括：至少两个前置镜头，各个前置镜头分别用于收集被摄物体的成像光束；合光组件，设置在至少两个成像光束的出射光路上，用于将至少两个前置镜头收集的成像光束合并为合并光束；中继镜头，设置在合并光束的出射光路上，用于接收合并光束；感光器件，设置在合并光束的出射光路上，合并光束通过感光器件成像。本实用新型专利技术解决了单镜头成像景深不够的技术问题，实现了增加成像景深的效果。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及光学成像领域，具体而言，涉及一种光学成像装置和摄像机。
技术介绍
当摄像机的镜头对某一物体聚焦清晰时，垂直镜头光轴的同一平面(即物面)上的物方点，都可以在接收器上形成清晰的图像，物面前后一定范围的点也可以形成较清晰的像，该前后范围的间距，称为摄像机的景深。摄像机的景深越大，意味着可以对更大深度范围内的物体清晰成像，因此，景深的控制在机器视觉和视频监控等领域都有重大的现实意义。一般而言，在选定了摄像机并确定拍摄场景后，镜头焦距、拍摄距离及感光元件像元的尺寸因素中的参数可以改变的余量不大，通常可以改变的是镜头光圈这一参数。因此，在许多需要提升景深的成像条件下，都会把光圈尽量缩到最小。但光圈缩小会引起以下问题：光圈小到一定程度后，光的衍射效应变得明显，原来清晰成像的像点会逐渐变成一个较大的弥散斑，从而导致图像清晰度的下降，也就是说，利用缩小光圈的方式仅能在有限的范围内来提高景深。现有技术中，一般采用液体镜头调焦的方法或者使用反卷积的图像处理方法来增加摄像机的景深，其中，采用液态镜头调焦的方法的景深调节原理为：通过直流电压动态地调节液体镜头的焦距来实现调节景深。采用该方案，不但成本较高，不利于大规模推广，而且液态镜头不能在同一幅拍摄的画面中同时识别远近不同的物体，其应用范围受到一定限制。而采用反卷积的图像处理方法，即拍摄一幅离焦图像以后，利用不同的反卷积的核来还原出被摄的图像。但在该方法中，反卷积运算的计算量非常大，需要消耗大量的计算资源，造成硬件成本的增加，另外反卷积运算获取的过程中，图像中的噪声也会随之放大，导致图像质量的下降。针对上述的单镜头成像景深不够的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
技术实现思路
本实施例提供了一种光学成像装置和摄像机，以至少解决单镜头成像景深不够的
技术问题。根据本实施例，提供了一种光学成像装置，该光学成像装置包括：至少两个前置镜头，各个镜头分别用于收集被摄物体的成像光束；合光组件，设置在至少两个成像光束的出射光路上，用于将至少两个前置镜头收集的成像光束合并为合并光束；中继镜头，设置在合并光束的出射光路上，用于接收合并光束；感光器件，设置在合并光束的出射光路上，合并光束通过感光器件成像。进一步地，该至少两个前置镜头包括：第一前置镜头；第二前置镜头，第二前置镜头的光轴与第一前置镜头的光轴垂直于交点。进一步地，中继镜头的光轴与第二前置镜头的光轴重合，中继镜头的物面与第二前置镜头的焦面重合；感光器件包括感光芯片，感光芯片的表面与中继镜头的像面重合，其中，合并光束被中继镜头接收后在感光芯片的表面成像。进一步地，第一前置镜头和第二前置镜头的出瞳位置与中继镜头的入瞳位置之间的距离小于等于预设距离，其中，预设距离基于在合并光束被中继镜头完全接收的情况下，出瞳位置与入瞳位置的最远设置距离而确定。进一步地，中继镜头的放大倍率在0.01到100的范围内。进一步地，合光组件与第一前置镜头和第二前置镜头的焦面的距离小于等于预设阈值，其中，预设阈值为满足焦面和感光器件的表面对于中继镜头成物像共轭面的最远距离值。进一步地，合光组件包括：分光棱镜，分光棱镜的中心点与交点重合，分光棱镜的第一入射表面与第一前置镜头的光轴垂直，分光棱镜的第二入射表面与第二前置镜头的光轴垂直，分光棱镜的分光面经过中心点，分光面与第一入射表面呈第一角度，分光面与第二入射表面呈第二角度，第一角度与第二角度相同。进一步地，分光面包括反射面和透射面，分光面上反射面和透射面的分界线与第一前置镜头和第二前置镜头的焦面的交线重合。进一步地，合光组件包括：合光反射镜，合光反射镜的一边与第一前置镜头和第二前置镜头的焦面的交线重合，合光反射镜与第一前置镜头的光轴之间具有第一夹角，合光反射镜与第二前置镜头的光轴之间具有第二夹角，第一夹角与第二夹角相同。进一步地，该光学成像装置还包括：折转反射镜，设置在至少两个前置镜头中至少一个前置镜头的入射光路上，折转反射镜与至少一个前置镜头的光轴呈预设角度，折转反射镜用于将被摄物体的成像光束折转反射至至少一个前置镜头中。进一步地，至少两个前置镜头中不同前置镜头的焦距不同。根据本实施例，还提供了一种摄像机，该摄像机包括任意一项所述的光学成像装置。在本实施例中，该光学成像系统可以通过至少两个前置镜头收集被摄物体的成像光束，并通过合光组件将至少两个前置镜头所收集的被摄物体的成像光束合并到同一个光路中，得到合并光束，该合并光束通过中继镜头后出射至感光器件上，在该感光器件上成被摄物体的像。通过上述实施例，采用包括至少两个前置镜头的多视场的光学成像系统，由于该至少两个前置镜头中的不同前置镜头可以分别聚焦于不同的深度，从而起到了增加光学成像系统景深的效果，避免了采用缩小前置镜头的光圈的方式来增大景深，所导致的图像变暗和产生较大弥散斑的缺陷，进而解决了单镜头成像景深不够的技术问题，实现了增加成像景深的效果。附图说明此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：图1是根据本实施例的一种光学成像装置的示意图；图2是根据本实施例的一种可选的光学成像装置的景深范围的示意图；图3是根据本实施例的一种可选的中继镜头的光路的示意图；图4(a)是根据本实施例的一种可选的分光面的示意图；图4(b)是根据本实施例的另一种可选的分光面的示意图；图5(a)是根据本实施例的一种可选的光学成像装置的实物图；图5(b)是根据本实施例的另一种可选的光学成像装置的实物图；图6(a)是根据本实施例的一种可选的镜头与分光棱镜的相对位置的示意图；图6(b)是根据本实施例的一种可选的分光棱镜的光路分析的示意图；图7是根据本实施例的一种可选的光学成像装置的成像光路的示意图；以及图8是根据本实施例的另一种可选的光学成像装置的实物图。具体实施方式为了使本
的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本实施例中的附图，对本实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。需要说明的是，本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列单元的装置、产品或设备不必限于清楚地列出的那些单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。术语解释：视场：也称视野或者视角，指光学系统在一定的距离内所看到的范围。景深：摄影机镜头能清晰成像的前提下，被摄物体前后允许的距离范围称为景深。根据本实施例，提供了一种光学成像装置的实施例，图1是根据本实施例的一种光学成像装置的示意图，如图1所示，该光学成像装置包括：至少两个前置镜头20、合光组件40、中继镜头本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学成像装置，其特征在于，包括：至少两个前置镜头，各个所述镜头分别用于收集被摄物体的成像光束；合光组件，设置在至少两个所述成像光束的出射光路上，用于将所述至少两个前置镜头收集的所述成像光束合并为合并光束；中继镜头，设置在所述合并光束的出射光路上，用于接收所述合并光束；感光器件，设置在所述合并光束的出射光路上，所述合并光束通过所述感光器件成像。

【技术特征摘要】
1.一种光学成像装置，其特征在于，包括：至少两个前置镜头，各个所述镜头分别用于收集被摄物体的成像光束；合光组件，设置在至少两个所述成像光束的出射光路上，用于将所述至少两个前置镜头收集的所述成像光束合并为合并光束；中继镜头，设置在所述合并光束的出射光路上，用于接收所述合并光束；感光器件，设置在所述合并光束的出射光路上，所述合并光束通过所述感光器件成像。2.根据权利要求1所述的光学成像装置，其特征在于，所述至少两个前置镜头包括：第一前置镜头；第二前置镜头，所述第二前置镜头的光轴与所述第一前置镜头的光轴垂直于交点。3.根据权利要求2所述的光学成像装置，其特征在于，所述中继镜头的光轴与所述第二前置镜头的光轴重合，所述中继镜头的物面与所述第二前置镜头的焦面重合；所述感光器件包括感光芯片，所述感光芯片的表面与所述中继镜头的像面重合，其中，所述合并光束被所述中继镜头接收后在所述感光芯片的表面成像。4.根据权利要求3所述的光学成像装置，其特征在于，所述第一前置镜头和所述第二前置镜头的出瞳位置与所述中继镜头的入瞳位置之间的距离小于等于预设距离，其中，所述预设距离基于在所述合并光束被所述中继镜头完全接收的情况下，所述出瞳位置与所述入瞳位置的最远设置距离而确定。5.根据权利要求3所述的光学成像装置，其特征在于，所述中继镜头的放大倍率在0.01到100的范围内。6.根据权利要求2所述的光学成像装置，其特征在于，所述合光组件与所述第一前置镜头和第二前置镜头的焦面的距离小于等于预设阈值，其中，所述预设阈值为满足所述焦面和所述感光器件的表面对于所述中继镜头成物...

【专利技术属性】
技术研发人员：何品将，朱勇，张文聪，谢明强，田光义，
申请(专利权)人：杭州海康机器人技术有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33