[發明專利]全景雙焦物鏡

無效

• 申請號: 201280065705.0
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN104024910A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 克勞迪奧·佩納徹勒
• 申請（專利權）人: 潘-維森有限責任公司
• 主分類號: G02B13/06
• 分類號: G02B13/06;G02B27/18;G03B37/00;H04N5/232
• 代理公司: 北京安信方達知識產權代理有限公司 11262
• 代理人: 張瑞;王漪

本發明涉及光學器件領域，并具體地涉及用于獲得360°全景視場的給定區域的擴大的光學器件。

更詳細地，本發明的光學器件適用于用于獲得360°全景圖像的光學系統并且可以在不干擾所述光學系統的運行的情況下由使用者自由地操作。

目前，可見光相機能夠捕捉相對較窄且有限的視場，例如像圖1中所示的視場V1。

為了拍攝視場V1周圍的空間，操作者必須通過手動的方式或借助機動系統將相機物理地指向他/她想要采集圖像的區域。

在單次圖像采集過程中，可以只看見并(在認為合適的情況下)“捕捉”視野的一小部分或將其記錄在支架(例如數字傳感器)上。

只有通過拍攝若干圖像并在對所述圖像進行修改和細化之后才能獲得給定景物的全景圖像，必須將這些圖像合并在一起以獲得所請求的全景視圖。

然而，當必須在給定的時刻具有全景視野時，此運行模式特別地累贅，因為最終的全景圖像是由在不同時刻所拍攝的圖像的疊加所產生的。如果全景景物是動態的(具有移動的人或物體)，事實上，最終的全景圖像在給定時刻并不與現實所對應。

參照圖1至圖4，Az是沿著環繞方位軸Y的視平面A的透鏡視角，同時El是沿著與環繞仰角軸E的視平面A正交的方向的角度。

關于這些測量，Az可以具有從0°至360°的值，同時El可以具有從(在視平面A)0°上至(在頂點Z)+90°或下至(在最底點N)-90°的值。

當然，Az和El還可以具有不同的值。例如當圖像傳感器是矩形的或當透鏡處于獨特配置(所謂的變形配置)時會發生這種情況，根據這種配置，沿著這兩個軸的放大(擴大)彼此不同。

具有大視場的典型透鏡(廣角透鏡)具有估量最多為幾十度的角度Az和El。其他具體的透鏡(稱為“魚眼透鏡”)具有Az＝360°和El＝+90°的視角。

近年來，已經產生了許多能夠具有Az＝360°和El>90°的角度的透鏡的想法，如全景透鏡，使用特殊形狀的反射鏡制成并且能夠攔截來自視平面以下的區域的光線。

這些技術方案提供了顯著的圖像擴展，這種圖像可以例如從典型的透鏡(所謂的“魚眼透鏡”)來獲得。

在某些先前的專利文獻中可以找到某些示例，如布魯格曼(Brueggemann)(專利號US3203328，1965)、皮恩佐(Pinzone)等人(專利號US3846809，1974)、金(King)(專利號US4326775，1980)、羅森達爾(Rosendahl)和戴克斯(Dykes)(專利號US4395093，1983)、考克斯(Cox)(專利號US4484801，1984)、克賴斯切爾(Kreischer)(專利號US4561733，1985)、納亞爾(Nayar)(專利號US5760826，1998)、戴維斯(Davis)等人(專利號US5841589，1998)，在這些文獻中使用的是平面反射鏡而非曲面反射鏡。

代表黑田(Kuroda)等人的現有技術專利文獻(專利號US5854713，1998)披露了一種具有兩個非球面反射鏡的系統。

現有技術文獻格羅格斯(Greguss)(專利號US4566763，1986)以及霍爾(Hall)和埃特沙彌(Ehtashami)(專利號US4670648，1987)涉及一種反射器而非反射鏡。

現有技術文獻鮑威爾(Powell)(專利號US5473474，1995)和鮑威爾(專利號US5631778，1997)涉及一種具有多次反射的后向反射器，從而減小主光線的角度并有利于光學像差的校正。

某些作者還開發了具有擴大能力的(金，專利號US4429957，1981)或在同一系統內具有不同分辨率的(庫克(Cook)，專利號US5710661，1998)全景物鏡。

最近，隨著數字傳感器和計算裝置的出現，開發了視覺光學系統連同計算算法，從而為使用者提供更清晰的全景圖像。

在普爾斯特拉(Poelstra)(專利號US5563650，1996)中披露了“魚眼”透鏡的應用。

代表沃勒斯坦(Wallerstein)等人的另一個專利文獻(專利號US6373642，2002)涉及一種能夠獲得高達El＝-60°的視場的具有反射面的球面反射器。

在文獻中所描述的并在上文中所引用的透鏡的光學系統具有一種一般配置，比如圖2中所示的配置，示出了沿著垂直于視平面的平面所獲得的截面視圖。

如上述專利文獻中所描述的，在圖2中總體上作為“黑箱”示出的光學系統取決于應用的類型具有不同的配置。