[发明专利]全方向成象装置、全方向图象投影装置和全方向成象方法

权利要求书

1.一种全方向成象装置，用于从单个观察点探测大致半球面场面的图象，包括：

(a)一个截削的其表面基本遵从方程z＝(h²-r²)/2h的凸面反射器，被设置为正反射所述大致半球面场面的图象，该抛物面形反射器的焦点与所述单个观察点重合；和

(b)一个图象探测器，被设置为接收所述图象的正反射图象。

2.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述图象探测器包括电荷耦合器件图象探测器。

3.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述图象探测器包括摄影胶片。

4.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述图象探测器包括视频摄像机。

5.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述反射器包括如下的大致抛物面形反射镜，其表面基本遵从以柱坐标表示的方程，其中z为该表面的旋转轴，r为径向坐标，h为常数。

6.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述反射器具有一旋转轴，并且包括一个在基本上垂直于所述旋转轴且包含该反射器所述焦点的平面处被截削的反射镜。

7.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述图象探测器沿所述反射器的旋转轴定位。

8.如权利要求1所述的全方向成象装置，还包括一个透明支座，用于耦合所述反射器和所述图象探测器，以保持其相对位置。

9.如权利要求1所述的全方向成象装置，其中所述图象探测器提供代表所述正反射图象的图象信号，还包括一个与所述图象探测器耦合的图象信号处理装置，以将所述图象信号转换成图象信号数据并且将该图象信号数据标绘在直角坐标系中。

10.如权利要求9所述的全方向成象装置，其中所述图象信号处理装置还包括用于提供插值图象数据的内插装置，从而使该插值图象数据和图象信号数据结合，以形成所述数字图象。

11.如权利要求10所述的全方向成象装置，其中所述图象信号处理装置还包括用于变焦距所述数字图象的预选部分的装置，从而从预定焦距提供所述预选部分的放大图象。

12.如权利要求1所述的全方向成象装置，还包括至少一个透镜，用于光学耦合所述图象探测器和所述反射器，并且位于该图象探测器和反射器之间。

13.如权利要求12所述的全方向成象装置，其中所述至少一个透镜之一为远心透镜。

14.如权利要求12所述的全方向成象装置，还包括一个远心光阑，用于光学耦合所述图象探测器和所述反射器，并且位于该图象探测器和反射器之间。

15.如权利要求1所述的全方向成象装置，还包括一个附加的截削的其表面基本遵从方程z＝(h²-r²)/2h的抛物面形反射镜，该附加反射镜被设置为正反射来自所述单个观察点的附加半球面场面的图象，所述半球面场面与所述附加半球面场面互补，使得其结合为一大致球面场面；以及一个附加图象探测器，被设置为接收所述附加半球面场面的图象的正反射图象。

16.如权利要求15所述的全方向成象装置，其中所述反射器和所述附加反射器背对背设置，具有共同光轴和共同焦点，并且其中各反射器都包括一个在基本上垂直于所述光轴且包含所述共同焦点的平面处被截削的反射镜。

17.一种全方向图象投影装置，用于投射代表如同从单个观察点观察到的大致半球面场面的图象，包括：

(a)用于将所述图象作为经所述图象调制的准直光束加以投射的装置，和

(b)一个截削的其表面基本遵从方程z＝(h²-r²)/2h的凸面反射器，被设置为正反射经所述图象调制的该准直光束，从而投射所述大致半球面场面。

18.如权利要求17所述的全方向图象投影装置，其中所述投射图象的装置包括一个带有所述大致半球面场面的图象的透明载体，和一个准直光源，所述载体位于该准直光源和所述反射器之间。

19.如权利要求18所述的全方向图象投影装置，其中所述透明载体为摄影透明片。