本发明专利技术涉及一种用于获得360°全景视野的给定区域的扩大的光学器件(40)，该光学器件适用于一个用于获得360°全景视野的光学系统(20)，该光学系统包括一个具有一个外部凸状球面(1)的后向反射器(3)和一个用于对该视野进行数字处理的图像传感器(18)；该光学设备(40)包括一个放大型光学元件(6)，该光学元件对应于该外部凸状球面(1)可固定至该后向反射器(3)，以及偏转器装置(19)，能够捕捉来自该360°全景视野的一个给定区域的光线并且能够将这些光线重新向该光学元件(6)透射；该光学元件(6)将这些光线透射至该图像传感器(18)。本发明专利技术还涉及一种光学系统(20)，该光学系统包括所述光学器件(40)、一个用于拍摄多个图像的装置以及一个用于对包括所述光学系统(20)的多个图像进行投影的装置。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本专利技术涉及一种用于获得360°全景视野的给定区域的扩大的光学器件(40)，该光学器件适用于一个用于获得360°全景视野的光学系统(20)，该光学系统包括一个具有一个外部凸状球面(1)的后向反射器(3)和一个用于对该视野进行数字处理的图像传感器(18)；该光学设备(40)包括一个放大型光学元件(6)，该光学元件对应于该外部凸状球面(1)可固定至该后向反射器(3)，以及偏转器装置(19)，能够捕捉来自该360°全景视野的一个给定区域的光线并且能够将这些光线重新向该光学元件(6)透射；该光学元件(6)将这些光线透射至该图像传感器(18)。本专利技术还涉及一种光学系统(20)，该光学系统包括所述光学器件(40)、一个用于拍摄多个图像的装置以及一个用于对包括所述光学系统(20)的多个图像进行投影的装置。【专利说明】全景双焦物镜本专利技术涉及光学器件领域，并具体地涉及用于获得360°全景视场的给定区域的扩大的光学器件。更详细地，本专利技术的光学器件适用于用于获得360°全景图像的光学系统并且可以在不干扰所述光学系统的运行的情况下由使用者自由地操作。目前，可见光相机能够捕捉相对较窄且有限的视场，例如像图1中所示的视场VI。为了拍摄视场Vl周围的空间，操作者必须通过手动的方式或借助机动系统将相机物理地指向他/她想要采集图像的区域。在单次图像采集过程中，可以只看见并(在认为合适的情况下)“捕捉”视野的一小部分或将其记录在支架(例如数字传感器)上。只有通过拍摄若干图像并在对所述图像进行修改和细化之后才能获得给定景物的全景图像，必须将这些图像合并在一起以获得所请求的全景视图。然而，当必须在给定的时刻具有全景视野时，此运行模式特别地累赘，因为最终的全景图像是由在不同时刻所拍摄的图像的叠加所产生的。如果全景景物是动态的(具有移动的人或物体)，事实上，最终的全景图像在给定时刻并不与现实所对应。参照图1至图4，Az是沿着环绕方位轴Y的视平面A的透镜视角，同时El是沿着与环绕仰角轴E的视平面A正交的方向的角度。关于这些测量，Az可以具有从0°至360°的值，同时El可以具有从(在视平面A)0°上至(在顶点Z)+90°或下至(在最底点N)-90°的值。当然，Az和El还可以具有不同的值。例如当图像传感器是矩形的或当透镜处于独特配置(所谓的变形配置)时会发生这种情况，根据这种配置，沿着这两个轴的放大(扩大)彼此不同。具有大视场的典型透镜(广角透镜)具有估量最多为几十度的角度Az和E1。其他具体的透镜(称为“鱼眼透镜”)具有Az = 360°和El = +90°的视角。近年来，已经产生了许多能够具有Az = 360°和El>90°的角度的透镜的想法，如全景透镜，使用特殊形状的反射镜制成并且能够拦截来自视平面以下的区域的光线。这些技术方案提供了显著的图像扩展，这种图像可以例如从典型的透镜(所谓的“鱼眼透镜”)来获得。在某些先前的专利文献中可以找到某些示例，如布鲁格曼(Brueggemann)(专利号 US3203328,1965)、皮恩佐(Pinzone)等人(专利号 US3846809,1974)、金(King)(专利号 US4326775，1980)、罗森达尔(Rosendahl)和戴克斯(Dykes)(专利号 US4395093，1983)、考克斯(Cox)(专利号US4484801,1984)、克赖斯切尔(Kreischer)(专利号US4561733，1985)、纳亚尔(Nayar)(专利号 US5760826，1998)、戴维斯(Davis)等人(专利号US5841589，1998)，在这些文献中使用的是平面反射镜而非曲面反射镜。代表黑田(Kuroda)等人的现有技术专利文献(专利号US5854713，1998)披露了一种具有两个非球面反射镜的系统。现有技术文献格罗格斯(Greguss)(专利号US4566763，1986)以及霍尔(Hall)和埃特沙弥(Ehtashami)(专利号US4670648，1987)涉及一种反射器而非反射镜。现有技术文献鲍威尔(Powell)(专利号US5473474，1995)和鲍威尔(专利号US5631778，1997)涉及一种具有多次反射的后向反射器，从而减小主光线的角度并有利于光学像差的校正。某些作者还开发了具有扩大能力的(金，专利号US4429957，1981)或在同一系统内具有不同分辨率的(库克(Cook)，专利号US5710661，1998)全景物镜。最近，随着数字传感器和计算装置的出现，开发了视觉光学系统连同计算算法，从而为使用者提供更清晰的全景图像。在普尔斯特拉(Poelstra)(专利号US5563650，1996)中披露了 “鱼眼”透镜的应用。代表沃勒斯坦(Wallerstein)等人的另一个专利文献(专利号US6373642，2002)涉及一种能够获得高达El =-60°的视场的具有反射面的球面反射器。在文献中所描述的并在上文中所引用的透镜的光学系统具有一种一般配置，比如图2中所示的配置，示出了沿着垂直于视平面的平面所获得的截面视图。如上述专利文献中所描述的，在图2中总体上作为“黑箱”示出的光学系统取决于应用的类型具有不同的配置。如图3A所示，图2中所示的一般系统在环形状的焦平面上产生一个图像。该环的外周长的物理尺寸由光学系统的焦距所确定，并且可以基于应用对其进行选择，同时所述周长的相对尺寸(即较大半径与较小半径之比)取决于对角度El的最大值(绝对值)的选择。具体地，对应于该环的内环的区域的尺寸构成了该装置的主要缺点，因为它们对应于传感器的未开发的部分。某些作者已经试图通过捕捉顶点Z附近的盲区，还利用环的中央部分来优化采集。例如，专利文献贝克斯特德(Beckstead)和诺德霍瑟(Nordhauser)(专利号US6028719，2000)披露了一种用于正视图(90° >E1>45° )的透镜系统和多个用于侧视图(El〈45° )的反射镜，同时专利文献德里斯科尔(Driscoll)等人(专利号US6341044，2002)披露了用于侧视图(El〈90° )的后向反射器以及一种用于观察顶点Z附近的区域的独立光学系统。其他的现代技术方案使用反射器来捕捉来自环绕视平面的仰角(甚至高达在El-= -60°和El+= +45°之间变化的值)的光线，同时提供了进一步的透镜以用于标注焦平面上的视场的尺寸并校正光学像差。然而，如上述现有技术专利文献的附图中所示，从外侧放置图像传感器和相关电子设备(以及因此对应的电缆)，暴露在视野中。对于视频监视而言，这种特征是非常负面的，因为不管从美学观点来看还是从明显的脆弱性观点来看，相机都特别笨重。事实上，想要使相机失效的攻击者能够轻易地对其进行定位，并且他/她能够轻易地将电缆切断。US2009/073254中披露了另一种相似的技术方案，披露了一种用于采集全向图像的系统，包括一个非球面凸面反射镜(例如双曲面反射镜)和一个已知的穿过该双曲面反射镜的中央开口的已知透镜系统。放大是由适当的设备所进行的，对应于该已知透镜系统来安置该设备。所述专利文献披露了非球面凸面反射镜的使用，而不是鱼眼型透镜或环形全景型透镜(PAL)，因为所本文档来自技高网...
【技术保护点】
用于以单次采集来获得360°全景视野的特定区域的扩大的光学器件(40)，适用于一种用于获得360°全景视野的光学系统(20)，所述光学系统(20)包括一个具有一个外部凸状球面(1)的反射折射透镜(3)和一个用于对所述视野进行数字处理的图像传感器(18)，所述光学器件(40)包括一个扩大型光学元件(6)，对应于所述外部凸状球面可固定至所述反射折射透镜(3)，以及偏转装置(19)，适用于捕捉来自所述360°全景视野的所述特定区域的多束光线并适用于将所述光线回发至所述光学元件(6)，所述光学元件(6)将所述光线(16，17)投射至所述图像传感器(18)。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：克劳迪奥·佩纳彻勒，
申请(专利权)人：潘维森有限责任公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT
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