[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

1.一种紧凑型全景摄像机，包括：

壳体；以及

光学系统，布置在所述壳体内，所述光学系统包括：

凸形反射体，具有(i)第一直径和(ii)非抛物面轴对称非球面表面，所述凸形反射体提供场景的、具有非抛物面图像压缩的、弯曲且压缩的虚像；

硬件光圈，与所述凸形反射体间隔开一距离，所述硬件光圈被放置以滤除除了从所述凸形反射体反射的光线以外的光线；

解压缩透镜，被放置以从所述硬件光圈接收所述弯曲且压缩的虚像，其中，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抛物面图像解压缩并且针对150cy/mm具有30％以上的多色调制传递函数的实像；以及

投影具有抛物面图像解压缩的实像；以及

图像传感器，被放置以从所述解压缩透镜接收实像；

其中，实像在所述图像传感器处具有小于所述第一直径的第二直径，所述第一直径与所述第二直径的比率在6.5:1至2.3:1之间，并且所述凸形反射体的所述第一直径为至多32.4毫米；

其中，所述光学系统在所述凸形反射体与所述图像传感器之间的长度为至多60毫米；并且

其中，所述壳体具有至多49.16立方厘米的体积。

2.根据权利要求1所述的紧凑型全景摄像机，还包括：折反射光学元件，所述折反射光学元件包括所述凸形反射体，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。

3.根据权利要求2所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述第一折射表面具有第一形状，所述第二折射表面具有第二形状，并且所述凸形反射体具有第三形状，并且其中，所述第一形状、所述第二形状和第三形状都是不同的。

4.根据权利要求3所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述凸形反射体的非抛物面轴对称非球面表面具有双曲面形状。

5.根据权利要求4所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述第一折射表面具有椭球面形状。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述解压缩透镜包括三个或更少的透镜元件。

7.根据权利要求6所述的紧凑型全景摄像机，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，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各自具有一个或多个非球面表面。

8.根据权利要求6所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述解压缩透镜包括两个或更少的透镜元件。

9.根据权利要求8所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述解压缩透镜包括单个透镜元件，所述单个透镜元件具有第一非球面表面和相对的第二非球面表面，并且其中，所述第一非球面表面和所述相对的第二非球面表面中的至少一个具有设置在其上的衍射光学结构。

10.根据权利要求1-5中任一项所述的紧凑型全景摄像机，其中，所述光学系统具有至少70度的有效垂直视场。