JP4342106B2 - パノラマ画像装置 - Google Patents

Description

【０００１】
（発明の背景）
（発明の分野）
本発明は、３６０°周囲のパノラマシーン（ｐａｎｏｒａｍｉｃ ｓｃｅｎｅ）から受けた光を捕捉し得、収束させ得、その収差を補正し得および他の方法で操作し得る種類のパノラマ画像装置、ならびに３６０°周囲のパノラマシーンを捕捉する方法に関する。
【０００２】
（関連技術の考察）
パノラマ画像装置は近年、３６０°周囲のパノラマシーンを見る目的で普及してきている。古い世代のパノラマ画像装置は、一般に、展望鏡様の構造物を回転させるための比較的複雑な機構を有する回転展望鏡様の構造物からなる。より近年になって、固定パノラマ画像装置が開発された。固定パノラマ画像装置は一般に、１つ以上のレンズを有し、その各々は、垂直に延びる回転軸を有し、これらレンズは、３６０°周囲のパノラマシーンから受けた光を屈折または反射するために使用される。これらのレンズは、光の方向を変更し、その後、その光は、一連のレンズを通過する。これら一連のレンズは、互いに対して垂直に配置され、そして例えば、光を収束させるかまたは光の強度を変更することによってその光をさらに操作する。
【０００３】
側方方向において光を受け、そしてその光が垂直方向に進行するようにその光の方向を変更する作業は、困難なものである。そのような角度への光の方向（特に、３６０°周囲のシーンからくる場合）では、しばしば、生成する光に収差が生じる。これらの収差としては、光の非点収差、光の色の欠陥、画像面の平坦さの喪失、および他の欠陥が挙げられ、これらのうちいくつかを、本明細書中以下においてより詳細に説明する。
【０００４】
比較的複雑なレンズおよびレンズ配置がこれらの収差を克服するために開発されている。これらのレンズのうちのいくつかは、非球状の表面を有する（例えば、米国特許第５，４７３，４７４号（Ｐｏｗｅｌｌ）を参照のこと）。非球面レンズは、製造が困難であり、それゆえ、例えば、球面レンズよりも製造することがあまり現実的ではない。
【０００５】
光に収差が生じる１つの理由は、反射レンズのかわりに屈折レンズを使用することに起因する。屈折レンズの使用は、生成する光の色に収差を生じるが、反射すなわち鏡面レンズの使用は、そのレンズから反射する光の色に収差を生じないか、または最小限の収差を生じる。他方、反射レンズの使用の欠如の１つの理由には、反射レンズが、環境に曝露される場合に、時間とともに破壊され、画像の喪失を生じることがある。
【０００６】
光におけるこれらおよび他の収差は、比較的大きな側方包含（ｉｎｃｌｕｄｅｄ）角度でパノラマ画像から光を受ける場合（特に、その包含角度が、垂直面において、９０°より大きく、そして特にその包含角度が、水平より下の角度から水平より上の角度に延びる場合（すなわち、実質的に半球よりも広く覆う場合））に非常に顕著である。
【０００７】
代表的なパノラマ画像装置に伴う別の問題は、それら装置が狭い側方角での画像を捕捉することのみを可能にすることである。従って、代表的なパノラマ画像装置によって捕捉される画像面より上に配置される、おそらく空のシーンを捕捉するためにもまた有利であり得る。
【０００８】
（発明の要旨）
本発明の一つの局面に従って、凸型反射表面および透明レンズを含む、少なくとも１つの第一のレンズブロックを備えるパノラマ画像装置が提供される。この凸型反射表面は、実質的に垂直の回転軸を有し、そして３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得、そしてさらなる操作のためにその光を反射させ得る。この透明レンズは、凸型の外表面を有し、そしてその凸型反射表面を覆う。それによって、この凸型反射表面は、さもなくばその凸型反射表面に損傷を生じさせ得る環境条件から保護される。さらなる利点は、凸型のカバーが、より少ない収差および内部反射をもたらすことである。
【０００９】
この凸型反射表面は、製造の容易のために、実質的に球状であり得る。
【００１０】
その透明な構成要素は、製造の容易のために、そのパノラマシーンからの光がその凸型反射表面に到達する前に通過する球状の外側表面を有し得る。
【００１１】
このパノラマ画像装置は、その第一のレンズブロックに固定された第二のレンズブロックを備え得る。その凸型反射表面から反射された光は、その透明な構成要素を通過し得、その後、その光はその第二のレンズブロックを通過し得る。この第二のレンズブロックは、その第一のレンズブロックが、その画像面を妨害することなく保持される経路を提供する。
【００１２】
この凸型反射表面は、好ましくは、そのパノラマシーンから、垂直面において、少なくとも６０°の途切れが無い包含角度に関して光を受け得、そしてその光をその第二のレンズブロックを通じて通過するように反射し得る。
【００１３】
この包含角度は、好ましくは、水平より下の角度から水平より上の角度へと延びる。従って、そのパノラマ画像装置は、半球のみのシーンよりも多く捕捉し得る。水平より下の角度は、好ましくは、水平より少なくとも３０°下であり、そして水平より上の角度は、好ましくは、水平より少なくとも３０°上である。
【００１４】
透明な光学セメントが、その第一のレンズブロックとその第二のレンズブロックとの間に配置され得、そしてその第一のレンズブロックおよびその第二のレンズブロックと互いに固定させ得る。
【００１５】
本発明の別の局面に従って、凸型反射表面および透明構成要素を含む少なくとも１つの第一のレンズブロックを備えるパノラマ画像装置が提供される。この凸型反射表面は、実質的に垂直の回転軸を有する。この凸型反射表面は、水平より下の角度から水平より上の角度にまで延びる垂直面において、ある途切れが無い包含角度に関して、３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得る。この凸型反射表面は、さらなる操作のためにその光を反射し得る。その透明構成要素は、その反射表面を覆う。
【００１６】
本発明のさらなる局面に従って、実質的に垂直な回転軸および３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得、そしてそのパノラマシーンから受けた光を反射し得る凸型の球状反射表面を有する少なくとも１つのレンズを備えるパノラマ画像装置が提供される。反射表面は、色においてより少ない収差を生じ、凸型反射表面は、より少ない度数を必要とし、そして球面レンズは、製造がより容易である。
【００１７】
好ましくは、その凸型の球状反射表面によって反射される光を受けるように配置され、そしてその光の少なくとも１つの収差を補正し得る装置が提供される。
【００１８】
この装置は、好ましくは、その光を、非点収差を補正するように、色補正を行うように、その光を収束させるように、ｆ−θが所望のレベルに近接するように調整するように、またはその光が収束される場合に平坦な画像面を作製するように操作する。
【００１９】
この凸型球状反射表面は、垂直面において、好ましくは、少なくとも６０°の途切れが無い包含角度に関して光を受け得、その後、その包含角度全体からの光は、その走査装置によって受けられる。
【００２０】
この包含角度は、好ましくは、水平より下の角度から水平より上の角度へと延びる。
【００２１】
本発明のさらなる局面に従って、少なくとも１つのレンズおよび光走査装置を備えるパノラマ画像装置が提供される。このレンズは、実質的に垂直な回転軸を有する。このレンズはまた、水平より下の角度から水平より上の角度に延びる、垂直面における少なくとも６０°の途切れが無い包含角度に関して、そのレンズの周囲の３６０°パノラマシーンからの光を受け得る。そのレンズは、そのパノラマシーンから受けた光の方向をさらに変更し得る。光操作装置が配置され、そして、この装置はその包含角度全体に関するそのレンズからの光を受け得る。そのようなレンズの１つの利点は、水平より下から上に延びる相対的に大きな包含角度が見られ得ることである。
【００２２】
このレンズは、好ましくは光の方向を変える球状表面を有する。
【００２３】
このレンズは、光を反射する反射表面を有し得る。この反射表面は、凸状であり得そして好ましくは球状である。
【００２４】
本発明のなおさらなる局面に従うと、パノラマシーンを取り込むための装置が提供される。本装置は、垂直支持構造、低部レンズブロックおよび上部レンズブロック、および凸型反射表面を備える。この低部レンズブロックは、支持構造の上部端に固定される。この上部レンズブロックは、この低部レンズブロックの上の位置の低部レンズブロックに固定され、そして実質的に垂直の回転の軸を有する凸型外面を有する。この凸型反射表面は、上部レンズブロックに配置される。３６０°周囲のパノラマシーンからの光が、この上部レンズブロックの凸型外面を介して、上部レンズブロックへ通過し得、この光は次いでこの凸型反射表面から反射され、そして光が次いでこの上部レンズブロックを通過し、そして次いで低部レンズブロックを通過する。このような装置において、支持構造によりパノラマシーンが覆われることがほとんどない。
【００２５】
パノラマシーンを取り込むための本装置は好ましくは、下部レンズブロックの下に配置されたレンズの系を含み、光を下部レンズブロックを通過した後、受容する。
【００２６】
本発明のなおさらなる局面によると、レンズブロックおよびレンズの系から構成される、パノラマ画像装置が提供される。このレンズブロックは実質的に垂直な回転の軸を有し、そして第一の３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受容し得る。このレンズの系は、レンズブロックの回転の軸と実質的に一致する垂直の回転の軸を有し、そして少なくとも部分的に第一の周囲パノラマシーン上に配置された第二のシーンから光を受容するように配置され、そして第二のシーンから光を投影する。
【００２７】
このレンズブロックは、典型的には屈折レンズでありそして、凸型低部表面を有し得、この凸型低部表面を通して、第一の周囲パノラマシーンからの光がレンズブロックに入る。
【００２８】
このレンズブロックは、凸型上部反射表面を有し得、この凸型上部反射表面から、第一の周囲パノラマシーンからの光が下向きに反射される。凸型上部反射表面に開口が形成され得、この凸型上部反射表面開口を通って、第二のシーンから光が、レンズの系を出た後、通過し得る。
【００２９】
第二のシーンから光が、この第二のレンズを出た後このレンズブロックを通って通過し得る。
【００３０】
好ましくは、このレンズブロックは、途切れが無い包含角度に関して、回転の軸の平面内で、第一の周囲パノラマシーンから、光を受容し、この包含角度は好ましくは少なくとも６０°であり、そしてより好ましくは少なくとも９０°である。
【００３１】
このレンズの系は、途切れが無い包含角度に関して、回転の軸の平面内で、光を第二シーンから受容し得、この包含角度は好ましくは少なくとも６０°であり、そしてより好ましくは少なくとも８０°である。
【００３２】
好ましくは、このレンズブロックは、途切れが無い包含角度に関して、回転の軸の平面内で、第一の周囲パノラマシーンから、光を受容し、そしてレンズの系は、途切れが無い包含角度に関して、回転の軸の平面内で、第二のシーンから光を受容し、ここで２倍の途切れが無い包含角度がこのレンズブロックにより受容され、そしてこの途切れが無い包含角度が、少なくとも２２０°に達するレンズの系により受容される。
【００３３】
このパノラマシーン装置は好ましくは、さらに少なくとも１つの追加のレンズのセットを含み、ここを通った第一の周囲パノラマシーンからの光、および第二のシーンからの光の両方が、このレンズブロックおよびレンズの系をそれぞれ出た後、通過する。
【００３４】
パノラマ画像装置は、さらに追加のセットのレンズを通った後の第一の周囲パノラマシーン、および第二のシーン、の両方からの光を受容するために配置された画像取込み装置を含み得る。
【００３５】
本発明は、なおさらなる局面に従うと、実質的に垂直な回転の軸と、反射表面を被覆する透明な構成要素とを有する凸反射表面を含む第一レンズブロック、およびこの第一レンズブロック上に配置された第二レンズブロックを含む、パノラマレンズ装置を取付ける方法が提供される。本方法は、３６０°周囲のパノラマシーンからの光が透明構成要素を通過するような位置で、第二レンズブロックを支持構造に固定し、その後光が凸状反射表面により反射され、その後この光が第二ブロックを通過する。
【００３６】
本発明のなおさらなる局面によると、パノラマシーンを取込む方法が提供される。凸型球状反射表面の３６０°周囲パノラマシーンから受容された光は、この凸型球状反射表面から反射される。この凸型球状反射表面から反射された光は、次いで少なくとも光の１つの特性を補正され得、この特性は非点収差、色、ｆ−シータおよび像フラット性からなる群から選択される。
【００３７】
この凸型球状反射表面は好ましくは、垂直面において途切れが無い少なくとも６０°の包含角度に対して、光を受容し、その後全体の包含角度からの光は補正される。
【００３８】
この包含角度は、好ましくは水平線より下の位置の角度から水平線の上の角度へ延びる。
【００３９】
本発明のなおさらなる局面によると、パノラマシーンを取込む他の方法が提供される。光は、水平線下方角度から水平線上方角度へ延びる少なくとも６０°の、途切れが無い包含角度に関して、３６０°周囲のパノラマシーンから受容される。パノラマシーンから受容されるこの光の方向は、次いで変更される。この光の方向が変更された後、少なくとも１つの光の特性が補正され、この特性は非点収差、色、ｆ−シータおよび像フラット性からなる群から選択される。
【００４０】
（好ましい実施形態の説明）
添付の図面の図１は、パノラマシーンを取込むための本発明の実施形態に従った装置１０を示す。この装置１０は、垂直に延びる支持構造１２、およびこの支持構造１２の上部端１６へ固定されたパノラマ画像装置１４を含む。
【００４１】
この支持構造１２は、パノラマシーンの視点を提供する目的のための充分に高い上部端１６を有する任意のデバイスであり得る。この支持構造１２は典型的には、パノラマ画像装置１４のためのハウジングの一部であり、そして例えば、垂直に延びた柱、三脚スタンド、または建造物構造の一部を含み得る。
【００４２】
このパノラマ画像装置１４は、第一の上部レンズブロック１８、第二の下部レンズブロック２０、および光を操作して、光の特定の収差を補正しそしてこの光を集束させる第二レンズブロック２０の下方に配置された装置２２（本明細書中、以降で一般に「光操作装置２２」として呼ばれる）を含む。
【００４３】
図２は、第一および第二のレンズブロック１８および２０の拡大図である。
【００４４】
第一レンズブロック１８は、透明構成要素または実質的に球状凸型の外部かつ低部表面２６を有する屈折レンズ２４と、実質的に球状凹型の内部かつ上部面２８とを含む。この透明レンズ２４の凸型外部表面２６および凹型内部表面２８の中央点は、実質的に互いに一致する。
【００４５】
この凹型内部表面２８は、反射性材料３０の薄層で覆われる。この反射性材料３０が配置された後、実質的に球状の凸型反射表面３２（しばしば一般的に本明細書中で「凸型反射レンズ」として呼ばれる）が、透明レンズ２４に対して提供される。この透明レンズ２４は凸型反射表面３２を覆うので、それにより凸型反射表面３２を環境条件に対して保護するシールドを提供する。そうでなければ環境条件は、この凸型反射表面３２への損傷を生じさせ得る。
【００４６】
透明レンズ２４の凸型外部表面２６および凸型反射表面３２は、共通に実質的に垂直の回転の軸３４を有する。
【００４７】
第二レンズブロック２０は、円筒状透明材料から作製される。第二レンズブロック２０の上部端３６は、透明レンズ２４の凸型外部表面２６に従う実質的に球状の凹型表面を有する。
【００４８】
この透明レンズ２４および第二のレンズブロック２０は、透明光学セメント（図示されず）により互いに固定される。この透明光学セメントは、第二レンズブロック２０の上部端３６と、透明レンズ２４の凸型外部表面２６との間に配置される。上記種類の透明光学セメントは当業者に公知である。
【００４９】
図１を再度参照して、この光操作装置２２は、レンズの系３８、画像取込み装置４０、およびデジタル画像補正器４２を含む。
【００５０】
このレンズの系３８は、第一セットのレンズ４４、第二セットのレンズ４６、および第三セットのレンズ４８を含む。これらのレンズは、共に作用して光の収差を補正する。一般的に言って、第一セットのレンズ４４は、非点収差を減少させるように設計され構成され、第二セットのレンズ４６は、色補正をするために、そして第三セットのレンズ４８は、適切なスケールの画像を作製して、そして本明細書でさらに記載される所定の他の系収差を微調整するために設計され、構成される。光学の当業者は、それぞれのセットのレンズ４４、４６、および４８が、それらの集光効果が本実施形態を完成させる上で独特であり得るが、通常の種類のものであるということを理解する。このようなレンズのさらなる詳細は、Ｗａｒｒｅｎ Ｊ．Ｓｍｉｔｈ（ＭｃＧｒａｗ Ｈｉｌｌ，Ｉｎｃ．；１９９０）による「Ｍｏｄｅｒｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ」などの現代光学のハンドブックに見られ得る。
【００５１】
このパノラマ画像装置１４は、第二レンズブロック２０を支持構造１２の上部端１６へ直接に取付けることにより、支持構造１２の上部端１６に固定される。金属または他の構成要素はそれゆえこの第一レンズブロック１８に固定されない。
【００５２】
使用において、光は、第一レンズブロック１８を覆う３６０°パノラマシーンから横方向に受容される（図２参照）。パノラマシーンからの光は、垂直面に配置される途切れが無い連続的な包含角度５２に対して、第一レンズブロック１８の透明レンズ２４の凸型外部表面２６に入る。この包含角度５２は、約１１０°であり半球より多くカバーし、水平線の下方約５５°である角度５４から、水平線の上方約４５°の角度５６へ延びる。（この包含角度５２は、それゆえ少なくとも６０°であり好ましくは少なくとも９０°であり、そして水平線の下方および上方である角度５４および５６は、従って水平線のそれぞれ少なくとも３０°下方および上方である。）
このレンズブロック１８および２０は、支持構造１２へ取付けられ、そのためパノラマシーンからの光は支持構造１２の上部端１６を越えて、すなわちパノラマシーンからの光を支持構造が覆うことなしで通過することを可能にする。
【００５３】
パノラマシーンからの光は、透明レンズ２４に入るときわずかに上方に屈折される。この光は次いで、この透明レンズ２４を通って進み、そしてこの凸型反射表面３２から下方に反射される。この光は次いで、透明レンズ２４を通って下方に通過し、そして凸型外部表面２６を通ってこの透明レンズ２４を下方に出る。
【００５４】
この光は次いで第一レンズブロック１８と第二レンズブロック２０との間に配置された透明光学セメントを通って通過し、それ以降この光はその上部端３６を通って、第二レンズブロック２０に入る。この第二レンズブロック２０は、凸型反射表面３２により反射された後、全包含角度５２からの光が、その上部端３６を通って、第二レンズブロック２０に入るための充分に広い直径を有する。この光は、第二レンズブロック２０を通って進み、そしてその低部端６０を通って第二レンズブロックを出る。図に特に詳細が示されないが、この第二レンズブロック２０の円筒状外部表面は、典型的には、第二レンズブロック２０に横方向に光が入ることを防ぐように覆われる。これは、図２に示される支持構造の上部端１６で達成され得る。
【００５５】
もし、第二レンズブロック２０を出た後、光を集束させるように企図がなされると、特定の収差が認められる。この収差には、非点収差、色の異常、画像平面フラット性の欠如、および１未満であるｆ−シータの値が含まれる。このｆ−シータの値は、どの程度景色の圧縮が画像シーンの垂直の方向に生じているかを示し、画像シーンの１つの領域において、画像シーンの他の１つよりも多くの垂直の圧縮をもたらす。ｆ−シータの値が１の分数（ｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｏｆ １）で表され、その結果１に近づくｆ−シータは、より均一な圧縮を示し、そしてより小さい１の分数であるｆ−シータの値は、より均一ではない圧縮を表す。
【００５６】
多くの要因が単独でおよび組み合わせて、これらの収差に寄与し、これらの要因は、包含角度５２の比較的大きい幅、水平線の下方の比較的大きい角度５４の傾き、水平線の上方の角度５６の比較的高い傾き、および特定の選択のレンズを含み、この特定のレンズの選択には、透明レンズ２４の実質的に球状の凸型外部表面２６、そして実質的に球状の凸型反射表面３２の選択を含む。これらの収差は、屈折表面が生じるよりも少ない色における収差が生じる反射表面３２が使用されてさえ生じ、そしてこの透明レンズ２４が収差を大きく減少させることを補助する凸型外部表面２６を有してさえ生じる。
【００５７】
しかし、この光操作装置２２（図１参照）は、これらの収差を補正させまたは少なくとも減少させるように機能する。
【００５８】
特に、この第一セットのレンズ４４は、第二レンズブロック２０からの光が第一セットのレンズ４４を通過するように配置される。この第一セットのレンズ４４は、次いで一般に光の非点収差を受容されるレベルへ補正または少なくとも減少させる。
【００５９】
第二セットのレンズ４６は、第一セットのレンズ４４を通過した後の光を受容するように配置され、そして一般に光の色補正をするように機能する。
【００６０】
第三のセットのレンズ４８は、第二のセットのレンズ４６を通過した後の光を受容するように配置され、そして一般に値ｆ−シータが１へ近づくように、典型的には０．５を越える値に調節され、圧縮の影響を減少させるように機能する。この第三のセットのレンズ４８はまた、画像平面を平坦化し、そして画像を画像取込み装置４０へ集束するよう機能する。
【００６１】
この画像取込み装置４０は、例えばパノラマ画像装置１４により投射される画像を取込み得るデジタル検出アレイであり得る。特定の収差が、光がレンズの系３８を通過した後でさえなお存在し得る。例えばｆ−シータの値は、１に近づくよう調節されるが、幾分１より小さくあり得る。
【００６２】
このデジタル画像補正器４２は、画像取込み装置４０により取込まれた画像を受容するように画像取込み装置へ結合される。このデジタル画像補正器４２は、特定のなお存在する収差を補正するために、画像を調節することを可能とする。例えば、このデジタル画像補正器４２は、ｆ−シータを１に近づけて、または実質的に１に等しくなるように調節し得る。当業者は、このデジタル画像補正器４２は典型的にはプロセッサ、および原因となる光における収差を補正する実行可能プログラムを有したメモリを有することを理解する。
【００６３】
先述のように、１つの独自の特徴は、実質的に球状の凸型反射表面３２が使用されることであり、この実質的に球状の凸型反射表面３２は、環境条件から保護され、この環境条件はそうでなければ反射表面３２への損傷をもたらし得る。この反射レンズは一般に、反射された光の色における収差がほとんど無いか、または全く無い光を反射するという利点を有し、そしてこの凸型反射レンズは、例えば凹状反射レンズより少ない度が必要であるという追加の利点を有する。
【００６４】
前述の記載から、支持構造１２が、パノラマシーンからの光が第一レンズブロック１８へ達することを妨害しない態様で、パノラマ画像装置１４が支持構造１２へ取付けられ得る、という他の利点があることもまた明らかである。
【００６５】
本発明のさらなる利点は、実質的に球状の表面を有するレンズが使用される、ということである。球状表面は、放物面、双曲面、楕円面、または他の非球状表面より製造するのがより容易でありそれゆえ製造するのにより安価である。
【００６６】
なおさらなる利点は、比較的大きい包含角度５２が受容され得、水平線の下方の比較的大きい角度５４から、水平線の上方の比較的大きい角度５６へ、延びるということである。
【００６７】
球状表面（複数）が使用されるが、少なくとも１つのものは、反射表面を有し、そして角度５２、５４、および５６の選択に関係なく最終画像が作製され、この最終画像は非点収差および色が補正され、フラット化され、そしてここでｆ−シータの値が制御される。
【００６８】
図１から上部レンズブロック１８は直接に、水平線の上方約４５°である角度５６までの周囲パノラマシーンから光を受容し得る、ということがわかり得る。この上部レンズブロック１８はそれゆえ、角度５６の上方約９０°に配置された「ブラインドスポット」を有する。この第一レンズブロック１８はそれゆえ、第一の３６０°周囲パノラマシーンから光を受容し得るが、パノラマシーンの上方に配置された第二のシーン（おそらく空）から光を受容し得ない。図３は、パノラマ画像装置１４の断面側面図であり、ここで上部レンズブロック１８は、上部レンズブロック１８上に配置されたレンズの系６６、６８、７０および７２により補償され、そして各々は凸型外部表面２６および凸型反射表面３２の回転の軸３４と実質的に一致する垂直の回転軸を有する。
【００６９】
レンズ６６は、レンズ６８、７０および７２の上方に配置され、そして第二シーンからの光を直接受容するように位置決めされ、これは、このパノラマシーンの上に配置される。垂直から下方に約４５°に配置された角度７６から、垂直を越えて垂直の下方に約４５°対向側の角度７８へ延びる約９０°の、回転軸３４の平面に配置された途切れが無い包含角度７４に対して、レンズ６６は、第二シーンからの光を受容する。レンズ６６は、従って、上部レンズブロック１８のブラインドスポットからの光を受容する。第一レンズブロック１８およびレンズ６６により受容された合計の光の包含角度は、従って３１０°（約１１０°の途切れが無い包含角度５２の２倍プラス約９０°の途切れが無い包含角度５４）である。
【００７０】
レンズ６６により通過されそして屈折された後、この第二シーンからの光は、次いでレンズ６８、７０および７２により通過され屈折される。このレンズ６６、６８、７０および７２は、概念的な詳細のみにおいて示され得る。しかし、当業者は、レンズ６６、６８、７０および７２が通常の種類のものであり得、そして通常の広角レンズ装置に類似し得るものであることを、理解する。
【００７１】
図４は、反射表面３２とレンズの系６６、６８、７０および７２との間の領域を特に図示する拡大図である。反射表面３２の下方から見ると、周囲パノラマシーンの仮想像が、反射表面３２とレンズの系６６、６８、７０および７２との間に位置する平坦ゾーン８０に、認知され得る。次いで本明細書中前に記載したように、反射表面３２により反射された光がさらに操作されると、仮想像からの光があたかもさらに直接に操作されるのと同じとなる。
【００７２】
レンズの系６６、６８、７０および７２は、光を第二シーンから、仮想像のゾーン８０と一致するか、または仮想像のゾーン８０内に配置される仮想平面ゾーンへ８２へ投射および集光するように構成される。このゾーン８２は、平坦に示されるが、湾曲され、おそらく周囲パノラマシーンの仮想画像のゾーン８０に従うと理解されるべきである。この第二のシーンからの光は、次いでさらに屈折されそして反射表面３２から反射された光と類似の様式でさらに一緒に操作され、従って第一の周囲パノラマシーンおよび第二のシーンの両方からの光の最終的な集束を容易にする。
【００７３】
図３を再び参照すると、開口８４は、反射表面３２を形成する反射材料３０に形成され、この反射表面３２を通って光は、レンズ７２を出た後、透明レンズ２４に渡され得る。この第二シーンからの光は、次いで透明レンズ２４および第二レンズブロック２０を通過し、そして第二レンズブロック２０をその低部表面６０を通して出る。
【００７４】
第二シーンからの光は、次いでそれぞれのセットのレンズ４４、４６および４８を通して、第一の周囲パノラマシーンからの光とともに通過する。非点収差または他の収差のためのより多くの補正を必要とする光は、エッジを通してセットのレンズ４４、４６および４８の領域を一般に通過し、補正をあまり必要としない光は、セットのレンズ４４、４６および４８の中央領域を一般に通過する。例えば、反射表面３２から反射された後、水平線から上方の角度５６からの光は、水平線の下方の角度５４からの光より、多くの補正を必要とし、そして従って、水平線の下方の角度５４からの光よりも、さらにその端縁に向ってセットのレンズ４４、４６および４８を通過する。レンズの系６６、６８、７０、および７２から来る光はまた、反射表面３２から反射された光より少ない補正を必要とし得、そして従って相応してより少ない収差の補正で、すべてのレンズ４４、４６および４８の中央領域を通過する。第二のシーンからの光は、第一の周囲パノラマシーンからの光とともに次いで画像取り込み装置４０上に集束される。
【００７５】
図５は、第一の周囲パノラマシーンおよび第二のシーンからの光が、画像取込み装置４０上に集束される様式を例示する。第一の周囲パノラマシーンからの光は、外側リング８６上に、水平線の約５５°下方に配置された角度５４に対応するリング８６の内部端縁、および水平線の上方約４５°に配置された角度５６に対応するリング８４の外部端縁とともに集束する。第二シーンからの光はリング８６内に配置された円８８上に、約４５°垂直下方に配置された角度７６および７８に対応する円８８の外部端縁、および垂直に対応する円の中心とともに集束する。
【００７６】
一定の例示の実施形態は添付の図面に記載されそして示され、このような実施形態が単に例示的であり、本発明の限定ではなく、そして本発明は、改変は当業者に生じ得るため、示され記載された特定の構成および装置に限定されないということが理解される。
【図面の簡単な説明】
本発明は、さらに添付の図面を参照する例示により記載される。
【図１】 図１は、本発明の実施形態に従う、パノラマシーンを取込むための、例示の装置の側面図である。
【図２】 図２は、図１の装置の一部を形成する、第一および第二レンズブロックの拡大図である。
【図３】 図３は、図１のパノラマシーンを取込むための装置の一部を形成するパノラマ画像装置の側面図であり、これはパノラマシーンの上に配置された第二シーンから光を受容するように配置されたレンズの系により補足される。
【図４】 図４は、第一レンズブロックにより作製された仮想画像平面、およびレンズの系の焦点面の配置を例示する拡大図である。
【図５】 図５は、パノラマ画像装置の一部を形成する画像取込み装置上に、光が集束される方法を例示する図である。

Claims (45)

1. パノラマ画像装置であって、
   少なくとも１つの第一のレンズブロックであって、
   実質的に垂直な回転軸を有する凸型反射表面であって、該凸型反射表面が、３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得、そしてさらなる操作のために該光を反射しうる、凸型反射表面と、
   透明屈折レンズであって、該透明屈折レンズは、凸型外部表面を有し、該凸型反射表面を覆う、透明屈折レンズと、
   を備える第一のレンズブロックと、
   第二のレンズブロックであって、該第二のレンズブロックは該第一のレンズブロックの前記透明屈折レンズの前記凸型外部表面に対して固定されており、前記凸型反射表面により反射された前記光が、前記透明屈折レンズを通過し、その後、該光は、該第二のレンズブロックを通過する、第二のレンズブロックと、
   を備える、パノラマ画像装置。
2. 前記凸型反射表面が実質的に球状である、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
3. 前記透明屈折レンズが、球状の外部表面を有し、前記パノラマシーンからの前記光が、前記凸型反射表面に到達する前に該球状の外部表面を通過する、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
4. 前記第二のレンズブロックが、光が前記第一のレンズブロックに到達することを妨害しない、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
5. 前記凸型反射表面が、前記パノラマシーンから垂直平面において、少なくとも６０°の途切れが無い包含角度で光を受け得、そして該光を、前記第二のレンズブロックに通させるように反射させ得る、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
6. 前記包含角度が水平より下の角度から水平よりも上の角度へと延びる、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
7. 前記水平より下の角度が、水平より少なくとも３０°下である、請求項６に記載のパノラマ画像装置。
8. 前記水平より上の角度が、水平より少なくとも３０°上である、請求項６に記載のパノラマ画像装置。
9. さらに、前記第一のレンズブロックと前記第二のレンズブロックとの間に配置された光学セメントを含み、そして該第一のレンズブロックおよび該第二のレンズブロックとを互いに固定する、請求項１に記載のパノラマ画像装置。
10. パノラマ画像装置であって、
    少なくとも１つの第一のレンズブロックであって、
    実質的に垂直の回転軸を有する凸型反射表面であって、該凸型反射表面は、該第一のレンズブロックの３６０°周囲のパノラマシーン、または垂直平面において、水平より下の角から、水平より上の角に延びる途切れが無い包含角度から光を受け得、そしてさらなる操作のために該光を反射し得る、凸型反射表面と、
    該凸型反射表面を覆う、透明構成要素と、
    を備える、第一のレンズブロックと、
    第二のレンズブロックであって、該第二のレンズブロックは該第一のレンズブロックの前記透明構成要素の凸型外部表面に対して固定されており、前記凸型反射表面により反射された前記光が、前記透明構成要素を通過し、その後、該光は、該第二のレンズブロックを通過する、第二のレンズブロックと、
    を備える、パノラマ画像装置。
11. パノラマ画像装置であって、
    実質的に垂直の回転軸を有する、少なくとも１つの第一のレンズであって、該第一のレンズは、３６０°周囲のパノラマシーンから光を受け得る凸型外部表面と、そして該パノラマシーンから受けた該光を反射させ得る、凸型球状反射表面とを有する第一のレンズと、
    第二のレンズであって、該第二のレンズは該第一のレンズの前記凸型外部表面に対して固定されており、前記凸型球状反射表面により反射された前記光が、少なくとも一つの前記第一のレンズを通過し、その後、該光は、該第二のレンズを通過する、第二のレンズと、
    を備える、パノラマ画像装置。
12. さらに、前記凸型球状反射表面によって反射された光を受けるように位置付けされ、そして前記光の少なくとも１つの収差を補正し得る装置、を備える、請求項１１に記載のパノラマ画像装置。
13. 前記装置が、前記光の非点収差を補正する、請求項１２に記載のパノラマ画像装置。
14. 前記装置が、前記光の色補正を行う、請求項１２に記載のパノラマ画像装置。
15. 前記装置が、前記光を収束させる、請求項１２に記載のパノラマ画像装置。
16. 前記光を収束させた後、画像が生成され、ここで、ｆ−θが１未満である、請求項１５に記載のパノラマ画像装置。
17. 前記ｆ−θが０．５より大きい、請求項１６に記載のパノラマ画像装置。
18. 前記画像を読み取り得、そしてｆ−θを１に近づけるように補正し得る、デジタル画像コネクタを備える、請求項１６に記載のパノラマ画像装置。
19. 前記装置が、前記光が収束するときに平坦画像面を生成する、請求項１２に記載のパノラマ画像装置。
20. 前記凸型球状反射表面が、垂直平面において、少なくとも８０°の途切れが無い包含角度について、光を受け得、その後、包含角度全体からの該光が、前記操作装置によって受け取られる、請求項１２に記載のパノラマ画像装置。
21. 前記包含角度が、水平より下の角度から水平より上の角度へと延びる、請求項２０に記載のパノラマ画像装置。
22. さらに、前記凸型反射表面を覆う透明構成要素であって、該透明構成要素は、球状の外部表面を有し、前記パノラマシーンからの前記光が、該反射表面に到達する前に該外部表面を通過する、透明構成要素、を備える、請求項１１に記載のパノラマ画像装置。
23. パノラマ画像装置であって、
    実質的に垂直な回転軸を有する、少なくとも１つの第一のレンズであって、該第一のレンズは、垂直平面において、水平より下の角度から水平より上の角度へと延びる少なくとも６０°の途切れが無い包含角度について該第一のレンズの３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得、そして該パノラマシーンから受けた該光の方向を変更し得る、第一のレンズと、
    第二のレンズであって、該第二のレンズは該第一のレンズの凸型外部表面に対して固定されており、少なくとも一つの前記第一のレンズの凹型内部表面に固定された凸型反射表面により反射された前記光が、少なくとも一つの前記第一のレンズを通過し、その後、該光は、該第二のレンズを通過する、第二のレンズと、
    位置固定され、該包含角度全体について該第二のレンズから光を受け得る光操作装置と、
    を備える、パノラマ画像装置。
24. 前記レンズが、前記光の方向を変更する球状の表面を有する、請求項２３に記載のパノラマ画像装置。
25. 前記レンズが、前記光を反射する球状の反射表面を有する、請求項２４に記載のパノラマ画像装置。
26. パノラマシーンを捕捉する装置であって、該装置は、
    垂直に延びる支持構造物と、
    該支持構造物の上端に固定された下部レンズブロックと、
    該下部レンズブロックの上の位置において、該下部レンズブロックに固定された上部レンズブロックであって、該上部レンズブロックは、垂直に延びる回転軸を有する凸型の外側表面を有し、前記凸型の外側表面に前記下部レンズブロックを固定する、上部レンズブロックと、
    該上部レンズブロック上の凸型反射表面であって、３６０°周囲のパノラマシーンからの光が該上部レンズブロックの該凸型の外側表面を通って、該上部レンズブロックへと入り、次いで、該光が、該凸型の反射表面から反射され、次いで該光が、該上部レンズブロックを、次いで該下部レンズブロックを通る、凸型反射表面と、
    を備える、装置。
27. 請求項２６に記載の装置であって、該装置は、レンズ系を備え、該レンズ系は、前記レンズブロックの下に配置されて、前記下部レンズブロックを通った後に前記光を受け取る、装置。
28. パノラマ画像装置であって、
    第一のレンズブロックであって、該第一のレンズブロックは、実質的に垂直な回転軸を有し、そして第一の３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受け得る、第一のレンズブロックと、
    前記第一のレンズブロックの凸型外部表面に固定された第二のレンズブロックと、
    レンズ系であって、該レンズ系は、該第一のレンズブロックの回転軸と実質的に同一空間の垂直の回転軸を有し、第二のシーンからの光を受けるように配置され、該周囲のパノラマシーンの上に少なくとも部分的に配置され、該第二のシーンからの光を投射する、レンズ系と、
    を備える、パノラマ画像装置。
29. 前記第一のレンズブロックが屈折レンズを備える、請求項２８に記載のパノラマ画像装置。
30. 前記第一のレンズブロックが、凸型の下部表面を有し、該下部表面を通じて、前記第一の３６０°周囲のパノラマシーンからの光が該第一のレンズブロックに入る、請求項２９に記載のパノラマ画像装置。
31. 前記第一のレンズブロックが、凸型上部反射表面を有し、該上部表面を通じて、前記第一の３６０°周囲のパノラマシーンからの光が下向きに反射される、請求項３０に記載のパノラマ画像装置。
32. 前記凸型上部反射表面において開口部が形成され、該開口部を通じて、前記第二のシーンからの光が、前記レンズ系から放たれた後に通過する、請求項３１に記載のパノラマ画像装置。
33. 前記レンズ系が、平面上に前記第二のシーンからの光を収束させ、該平面が、前記反射表面の後ろに配置された該反射表面の仮想画像表面と実質的に一致する、請求項３２に記載のパノラマ画像装置。
34. 前記第二のシーンからの光が、前記第二のレンズから放たれた後に、前記第一のレンズブロックを通過する、請求項２９に記載のパノラマ画像装置。
35. 前記レンズ系が、前記第二のシーンからの光を、前記回転軸の平面上において、少なくとも６０°の途切れが無い包含角度で受ける、請求項２８に記載のパノラマ画像装置。
36. 前記第一のレンズブロックが、第一の周囲のパノラマシーンからの光を、前記回転軸の平面上において、少なくとも６０°の途切れが無い包含角度で受ける、請求項２８に記載のパノラマ画像装置。
37. 請求項２８に記載のパノラマ画像装置であって、前記第一のレンズブロックが、前記第一の周囲のパノラマシーンからの光を、前記回転軸の平面上において１つの途切れが無い包含角度について受け、前記レンズ系が、前記第二のシーンからの光を、該回転軸の平面上において１つの途切れが無い包含角度について受け、ここで、該第一のレンズブロックによって受けられた該途切れが無い包含角度および該レンズ系によって受けられた該途切れが無い包含角度の二倍が少なくとも２２０°に達する、パノラマ画像装置。
38. さらに、それぞれ前記第一のレンズブロックおよび前記レンズ系から放たれた後に、前記第一の周囲のパノラマシーンからの光および前記第二のシーンからの光の両方が通過する、少なくとも１つのさらなるセットのレンズを備える、請求項２８に記載のパノラマ画像装置。
39. さらに、前記さらなるセットのレンズを通過した後に、前記第一の周囲のパノラマシーンからの光および前記第二のシーンからの光の両方を受けるように配置された画像取込み装置を備える、請求項３８に記載のパノラマ画像装置。
40. パノラマ画像装置であって、
    実質的に垂直な回転軸を有する第一のレンズブロックであって、該第一のレンズブロックは、第一の３６０°周囲のパノラマシーンからの光が透明構成要素に進入する凸型下部表面を有する該透明構成要素、および該第一の周囲のパノラマシーンからの光が、該透明構成要素を通過した後に下方に反射する凸型上部反射表面を備え、該反射表面上に開口部が形成されている、第一のレンズブロックと、
    前記第一のレンズブロックの凸型下部表面に固定された第二のレンズブロックであって、前記透明構成要素を通過した後、前記光は、前記第二のレンズブロックを透過する、第二のレンズブロックと、
    第二のシーンからの光が通過するレンズ系であって、該第二のシーンは、該第一の周囲のパノラマシーン上に少なくとも部分的に位置し、該第二のシーンからの該光は、該通過後に、該凸型上部反射表面上の該開口部を通過し、次いで該透明構成要素を通過する、レンズ系と、
    を備える、パノラマ画像装置。
41. 垂直な伸長回転軸を有する凸型反射表面を備える第一のレンズブロックと、該反射表面を覆うと共に凸型屈折表面を有する透明構成要素と、該第一のレンズブロックの前記凸型反射表面上に固定された第二のレンズブロックと、を備えるパノラマレンズ配置を取り付ける方法であって、該方法は、
    該第二のレンズブロックを、支持構造物に対して、３６０°周囲のパノラマシーンからの光が該透明構成要素を通過するような位置に固定して、その後、該光が該凸型反射表面によって反射され、その後、該光が該第二のレンズブロックが通過する、工程、
    を包含する、方法。
42. パノラマシーンを捕捉する方法であって、
    凸型球状反射表面からの３６０°周囲のパノラマシーンから受けた光を反射させる工程と、
    前記光を、前記凸型球状反射表面を覆う透明構成要素の凸型外部表面に固定されたレンズブロックを通過させる工程と、
    該凸型球状反射表面から反射した光の少なくとも１つの特徴を補正する工程であって、該特徴が、非点収差、色、ｆ−θおよび画像面の平坦さからなる群より選択される、工程と、
    を包含する、方法。
43. 前記凸型球状反射表面が、垂直面で少なくとも６０°の途切れが無い包含角度に関する光を受け、その後、該包含角度全体からの光が補正される工程、を包含する、請求項４２に記載の方法。
44. 前記包含角度が、水平より下の角度から水平より上の角度に延びる、請求項４３に記載の方法。
45. パノラマシーンを捕捉する方法であって、
    垂直面において、少なくとも６０°の、水平より下の角度から水平より上の角度に延びる途切れが無い包含角度に関して３６０°周囲のパノラマシーンからの光を受ける工程と、
    前記光を受けた後、垂直な伸長回転軸を有する凸型反射表面と、凸型屈折表面とを有する透明構成要素を備える第一のレンズブロックによって、前記凸型屈折表面で前記光を屈折させて、１回屈折した光を生成する工程と、
    前記１回屈折した光を前記凸型反射表面で反射させて、反射光を生成する工程と、
    前記反射光を、前記透明構成要素の前記凸型屈折表面を通過させて、２回屈折した光を生成する工程と、
    前記２回屈折した光を、前記第一のレンズブロックの前記凸型屈折表面に貼り付けられた第二のレンズブロックに通過させる工程と、
    前記２回屈折した光の少なくとも１つの特徴を補正する工程であって、該特徴が、非点収差、色、ｆ−θおよび画像面の平坦さからなる群より選択される、工程と、
    を包含する、方法。

Images