[发明专利]紧凑型全景摄像机：光学系统，装置，图像形成方法

权利要求书

1.一种用于具有图像传感器的紧凑型全景相机的系统，包括：

凸形反射体，具有轴对称非球面表面，所述凸形反射体提供全景场景的、具有非抛物面图像压缩的、弯曲且压缩的虚像；以及

解压缩透镜，被放置以接收所述弯曲且压缩的虚像，所述解压缩透镜被配置为：

将所述弯曲且压缩的虚像解压缩成具有高光学分辨率和抛物面图像解压缩的实像；以及

将所述实像投影到所述图像传感器上。

2.如权利要求1所述的系统，其中，所述凸形反射体的轴对称非球面表面是双曲面结构。

3.如权利要求1所述的系统，其中，所述弯曲且压缩的虚像的非抛物面图像压缩具有与所述轴对称非球面表面的结构相同的格式。

4.如权利要求1所述的系统，其中，所述高光学分辨率包括：所述系统针对150cy/mm具有30％以上的多色衍射调制传递函数。

5.如权利要求1所述的系统，还包括：折反射光学元件，被配置为产生所述弯曲且压缩的虚像，其中所述折反射光学元件包括所述凸形反射体。

6.如权利要求5所述的系统，其中，所述折反射光学元件还包括第一折射表面和第二折射表面，所述第一折射表面被放置以接收来自所述全景场景的光线，并且所述第二折射表面被放置以接收由所述凸形反射体反射的光线。

7.如权利要求1所述的系统，其中，所述解压缩透镜包括具有总共一个或多个非球面表面的一个或多个透镜元件。

8.如权利要求7所述的系统，其中，所述一个或多个非球面表面中的至少一个非球面表面具有衍射光学结构，所述衍射光学结构沿所述一个或多个非球面表面中的所述至少一个非球面表面被配设。

9.如权利要求7所述的系统，其中，所述解压缩透镜包括第一负透镜元件、第二负透镜元件和正透镜元件，所述第一负透镜元件具有负屈光度，所述第二负透镜元件具有负屈光度，并且所述正透镜元件具有正屈光度并且被放置在所述第一负透镜元件与所述第二负透镜元件之间。

10.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一负透镜元件的第一表面涂覆有薄膜涂层，所述薄膜涂层能够除去大约680nm以上的红外线。

11.如权利要求9所述的系统，其中，所述第一负透镜元件、所述第二负透镜元件和所述正透镜元件中的至少一个具有一个或多个非球面表面。

12.如权利要求1所述的系统，还包括：硬件光圈，被配置为滤除除了从所述凸形反射体直接反射的光线以外的光线，其中所述硬件光圈与所述凸形反射体相距一定距离被放置在所述凸形反射体的几何焦点处或附近。

13.如权利要求12所述的系统，其中，所述解压缩透镜被放置以接收由所述硬件光圈过滤的所述弯曲且压缩的虚像。

14.一种用于压缩和解压缩具有高分辨率的图像的方法，包括：

通过折反射光学元件接收来自场景的光线束；

通过所述折反射光学元件将所述光线束压缩成具有非抛物面压缩的、弯曲且压缩的虚像；

通过所述折反射光学元件将所述弯曲且压缩的虚像反射到硬件光圈上；

通过所述硬件光圈滤除除了由所述折反射光学元件反射的光线以外的光线；

通过解压缩透镜从所述硬件光圈接收弯曲且压缩的虚像；

通过所述解压缩透镜将所述弯曲且压缩的虚像解压缩成实像；以及

通过所述解压缩透镜将所述实像投影到图像传感器上。

15.如权利要求14所述的方法，其中，所述弯曲且压缩的虚像的非抛物面压缩是双曲结构。

16.如权利要求14所述的方法，其中，所述实像是具有高光学分辨率的抛物面解压缩格式。

17.如权利要求14所述的方法，其中，用于压缩和解压缩所述光线束的方法由光学器件装置完成而不需要数字图像处理。