改进消除双反射的垂悬罩及其全景光学装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全景光学装置的领域，更具体地，涉及一种改进消除双反射的全景光学装置的垂悬罩及其全景光学装置。
【背景技术】
[0002]在全景照相机中提供高质量的光学器件是具有挑战性的。目前，业界已经采取不同的方法来解决这个问题。其中，一种方法是移动透镜并随着透镜的移动拍摄一组图像，随着时间的推移该组图像覆盖一个视场，来自移动透镜的图像被合并以形成全景场景；另一种方法是形成多个不同照相机的透镜的阵列，并将通过该透镜阵列所拍摄的图像合并成单一的图像；还有一种方法是利用超广角镜头(例如，鱼眼透镜)以采集比正常视场宽的场景；再有一种方法是利用全景光学装置单次(利用单个镜头的离散时间点)产生360度水平视场。后一种方法有时被称作“单次”全景装置，其利用单个镜头在一个时间点采集全景场景。根据使用情况的不同，这些方法中的每一种都具有优缺点。
[0003]在使用全景光学组件的单次解决方案中，根据情况已经采取了多种方法。经常地，这些组件允许采集环境的单一 360度图像，通过这种技术所采集的图像通常是扭曲的，但是可以使用数字信号处理(DSP)技术进行软件校正。然而，用软件校正扭曲的校正是有限的；此外，太多光线达到图像传感器所造成的扭曲不能简单地通过软件校正进行校正。
【发明内容】
[0004]本发明的一个方面描述了具有二次曲面反射器，反射镜，垂悬罩和一个或多个光学组件的组合的全景光学装置。所述二次曲面反射镜具有大致圆锥形状，其从宽基部向顶端逐渐变细，所述顶端包括孔径。所述反射镜定位在全景光学装置的垂悬罩内，位于在与圆锥形状的圆形的横截面大致平行的平面内。所述反射镜反射由二次曲面反射器反射的环境光到孔径中，或者反射从孔径反射的光到二次曲面反射器。所述垂悬罩具有大致圆锥形状，其从最顶部的宽基部到较窄的中心逐渐变细，所述反射镜定位在垂悬罩的较窄的中心，或者位于较窄的中心的凹形中。垂悬罩的大致圆锥形状的圆形横截面从最顶部到较窄的中心部分具有大致减小的圆形横截面；垂悬罩的圆锥与二次曲面反射器的圆锥倒置，垂悬罩的大致圆锥形状允许环境光在没有操作性的堵塞的情况下从二次曲面反射镜反射出去，而大致圆锥形状吸收二次反射以阻止他们进入孔径。所述一个或多个光学组件的组合被至少部分的定位在所述反射器的体积区域内，光学组件对穿过孔径的光进行聚焦。
[0005]本发明的另一个方面描述了一种单次全景型号相机光学组件，其包括反射镜，垂悬的罩和透明外壳。所述反射镜定位在装置的垂悬罩内，位于大致平行于二次曲面反射器的圆形横截面的平面内，反射镜反射被二次曲面反射器反射到二次曲面反射器的孔径内的环境光。所述垂悬罩具有包括能吸收杂散光的光吸收材料的外表面，杂散光是从透明外壳的内部反射的光，外表面吸收从透明外壳的内部反射出去的大部分的光。所述透明外壳具有圆形横截面，垂悬罩的最顶部固定到透明外壳的最顶部，透明外壳的最底部可固定到用于支撑二次曲面反射器的结构上。当被固定到该结构上时，透明外壳的内部体积包括二次曲面反射器，反射镜和垂悬罩。在没有操作性的堵塞的情况下，垂悬罩的大致圆锥形状允许环境光被二次曲面反射器反射出去，而大致圆锥形状吸收离开透明外壳的内部的反射从而阻止二次反射进入孔径。
[0006]本发明的另一个方面描述了一种具有基部和可拧紧的顶部的装置。所述基部包括外壳，外壳包括二次曲面反射器和一个或多个光学组件的组合。所述二次曲面反射器具有大致圆锥形状，其从宽基部到顶部逐渐变细，所述顶部包括孔径；所述一个或多个光学组件的组合被至少部分定位在二次曲面反射器的体积区域内。所述可拧紧的顶部包括反射镜，垂悬罩，以及透明外壳。所述反射镜固定在装置的垂悬罩内，当可拧紧的顶部固定到基部时，反射镜位于大致平行于二次曲面反射器的圆形横截面的平面内，反射镜反射被二次全面反射器反射到二次曲面反射器的孔径内的环境光。所述垂悬罩具有能吸收杂散光的光吸收材料的外表面，杂散光是从透明外壳的内部反射的光，外表面吸收从透明外壳的内部反射出去的大部分的光。所述透明外壳具有圆形横截面，当被固定到基部时，透明外壳的内部体积包括二次曲面反射器，反射镜和垂悬罩，在没有操作性的堵塞的情况下，垂悬罩的大致圆锥形状允许环境光被二次曲面反射器反射出去，而大致圆锥形状吸收离开透明外壳的内部的反射从而阻止二次反射进入孔径。
【附图说明】
[0007]图1A所示为本发明公开的具有垂悬罩的全景光学装置的一组实施例的结构示意图；
图1B所示为本发明公开的具有垂悬罩的全景光学装置的结构示意图；
图1C所示为本发明一实施例所公开的在可移除的顶端内的不同形状的垂悬罩的示意图；
图2A所示为本发明另一实施例公开的具有垂悬罩的全景光学装置的结构示意图；
图2B所示为本发明一实施例公开的全景光学装置的一组光学组件的示意图；
图3所示为本发明一实施例在不同角度从二次曲面反射器反射出去的环境光的光线轨迹图；
图4所示为本发明一实施例的环境光在不同角度被垂悬罩遮挡的光线轨迹图；
图5A所示为将本发明公开的垂悬罩连接至全景光学装置上的一组实施例的结构示意图及其所用垂悬罩的结构示意图；
图5B所示为本发明一实施例所公开的全景光学装置的光线图；
图6所示为本发明一实施例所公开的用于单次全景照相机的流程图；
图7所示为本发明一实施例所公开的一种全景光发射装置的流程图。
[0008]附图标记说明:110、114、116、118-全景光学装置，111-圆柱形垂悬罩，112-宽圆锥形垂悬罩，117-弯曲的间隔圈，119-不均一的间隔圈，130-最优光路，132-遮挡光线，134、140-遮挡二次反射，136、142-允许二次反射，150-光线，160-可移除的顶端，162-可移除的顶端(垂悬罩形状A)，164-可移除的顶端(垂悬罩形状B);
232-垂悬罩，210-间隔圈，230-反射镜，220- 二次曲面反射器，222-孔径，240-光学组件，250-图像传感器，255-连接器，272-孔径光阑，274-组件A，276-组件B，278-组件C，280-组件D，282-组件E，284-组件F，286-滤波器，288-视场致平器，290-传感器；
312-光线，330-反射镜，322-孔径光阑，320- 二次曲面反射器，340-光学组件，350-传感器，440-间隔圈，430、422_环境光，432、424_垂悬罩；
510,540,580-实施例，512-垂悬罩，514-基部，516-连接区域，520- 二次曲面反射器，542-反射镜，544-悬臂梁，550-圆锥横截面，554-内角，556-角，558-距离，560-深度，552、557、562、564_ 尺寸，570-腔；
605-对图像拍摄装置供电并将其激活，610-环境光在360水平视场内击中二次曲面反射器，612-偏离的环境光击中照相机的垂悬罩表面并被吸收，615-环境光反射进入图像拍摄装置的反射镜，620-从反射镜反射出的光进入二次曲面反射器的孔径，625-光线穿过孔径到达限制光束穿过的孔径光阑，630-光束穿过用于减少光束发散的凸面组件，635-光束穿过第一个双胶合透镜，640-光束穿过第二个双胶合透镜，645-光束穿过凸面组件以增加光束的汇聚，650-光束穿过用于阻止不需要的波长的滤波器，655-光束穿过用于校正二次曲面反射器内的虚像中的极端场曲率的视场致平器以使得图像位于基本上是平坦的焦平面上，660-光学传感器将由于光被聚焦在光学传感器的光感表面上所形成的光学图像转变成电信号，665-电信号被传送至用于存储和/或进一步处理的存储器中；
705-对光发射装置供电并激活，710-处理器产生用于图像或灯光展的电信号，715-微型投影仪芯片组合/或光发射组件将电信号转变成光学光辐射，720-光学发射穿过一个或多个光学组件以聚焦光束，725-辐射离开光学组件以穿过孔径，730-辐射从反射镜反射出去，735-来自反射镜的辐射从二次曲面反射器反射出去，740-从光发射装置产生的辐射在360水平视场内发射到环境中。
【具体实施方式】
[0009]本发明是一种用于改善全景光学装置的垂悬罩以消除二次反射问题的解决方案。该全景光学装置可以是能够在360度水平视场内捕获图像或视频的单次图像捕获装置，该装置使用在其顶端具有孔径的二次曲面反射器(例如，抛物线，双曲线，或者椭圆反射表面)。反射镜通过垂悬罩支撑以反射来自二次曲面表面的光线穿过孔径，图像传感器定位在远离反射镜接收的孔径的相对侧，图像传感器处理所