[发明专利]全景成象装置

权利要求书

1.一种用于感测超广角视场的全景成象装置，包括：

(a)一对反射器，包括(i)一个具有第一形状和第一尺寸的初级反射器，该反射器能够提供超广角景物的第一反射，和(ii)具有第二形状和第二尺寸的次级反射器，放置成接收第一反射，以便在第一位置提供第二反射，初级和次级反射器的形状和尺寸以及它们各自的位置使得在第一位置提供的第二反射基本上没有视场曲率效应和象散效应；

(b)一个中继系统，放置成接收第二反射，该系统包括能够基本上滤除来自直接被第一反射器反射的入射光线中不是直接被次级反射器反射的光线，以便提供滤光后的反射；和

(c)放置成接收滤光后的反射的图象传感器，其中全景成象装置捕获来自基本上单参考视点的超广角景物。

2.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统包括这样一些光学元件，它们能够把在第一位置的反射重新定位到第二位置，从而提供一个重新定位的反射。

3.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于第二反射基本上是平面的和无象散的。

4.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于初级反射器是凸面的，次级反射器是凹面的。

5.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于初级反射器基本上是双曲面，次级反射器基本上是椭圆面。

6.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于图象传感器包括照相胶片。

7.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于图象传感器包括一个CCD图象传感器。

8.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于图象传感器包括一个CMOS图象传感器。

9.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于图象传感器包括一个摄像机。

10.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统放置成初级反射器位于次级反射器和中继系统之间。

11.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统包括一个针孔。

12.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统包括至少一个透镜。

13.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统包括至少一个反射镜。

14.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于初级反射器包括一个基本上为双曲面的反射镜，该反射镜具有的一个面遵循下列以柱坐标表示的方程：r²＝2R₁z-(1+k₁)z²，这里z是沿光轴的坐标，r是半径坐标，R₁是形成初级反射器的锥面顶点处的曲率半径，k₁是初级反射器的锥面常数。

15.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于初级反射器有一个旋转轴线，包括一个在基本上垂直于旋转轴线的平面上截顶的反射镜，还有一个近焦点和一个远焦点。

16.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于次级反射器包括一个基本上为椭圆或球面的反射镜，该反射镜具有的一个面遵循下列以柱坐标表示的方程：r²＝2R₂z-(1+k₂)z²，这里z是沿光轴的坐标，r是半径坐标，R₂是形成次级反射器的锥面顶点处的曲率半径，k₂是次级反射器的锥面常数。

17.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于次级反射器有一个旋转轴线，该轴线基本上与初级反射器的旋转轴线重合，包括一个在基本上垂直于次级反射器旋转轴线的平面上截顶的反射镜，并还有一个近焦点和一个远焦点。

18.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于次级反射器近焦点的位置基本上与初级反射器远焦点的位置重合。

19.如权利要求1所述的全景成象装置，其特征在于中继系统沿初级反射器和次级反射器的旋转轴线放置。