TWI823002B - 用於一維陣列偵測器之成像光學器件 - Google Patents

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Abstract

在一成像系統中，一透鏡可將來自一場景之一照明部分之光重新引導朝向定位於該透鏡之一焦平面中且在一成像維度上伸長之一維焦點。該經重新引導光可包含自該透鏡出射之第一光及自該透鏡出射之第二光。定位成相鄰於該透鏡之一反射器可反射該第二光以形成第三光。一線性偵測器像素陣列可沿該成像維度延伸且可定位於靠近該一維焦點之該焦平面處以接收來自該透鏡之該第一光並接收來自該反射器之該第三光。一處理器可自該等偵測器像素獲得針對該場景之循序照明部分之一維影像資料且自該一維影像資料構建表示該完整場景之一影像之資料。

Description

用於一維陣列偵測器之成像光學器件
本發明係關於成像光學器件。
正不斷努力改良三維成像(諸如用於移動車輛)。例如，工業機器人、消費機器人、機動車輛、無人機及其他移動車輛可自經改良三維成像受益。
相關申請案之交互參考
本申請案主張2019年5月28日申請且題為「Imaging Options for One-Dimensional Array Detector」之美國臨時申請案第62/853,509號及2019年11月25日申請且題為「Imaging Optics For One-Dimensional Array Detector」之美國申請案第16/694,077號之權利，該等案之全部內容以引用的方式併入本文中。
在一成像系統中，一透鏡可將來自一場景之一照明部分之光重新引導朝向定位於該透鏡之一焦平面中且在一成像維度上伸長之一一維焦點。該經重新引導光可包含自該透鏡出射之第一光及自該透鏡出射之第二光。定位成相鄰於該透鏡之一反射器可反射該第二光以形成第三光。一線性偵測器像素陣列可沿該成像維度延伸且可在該焦平面處定位成靠近該一維焦點以接收來自該透鏡之該第一光並接收來自該反射器之該第三光。一處理器可自該等偵測器像素獲得針對該場景之循序照明部分之一維影像資料且自該一維影像資料構建表示該完整場景之一影像之資料。
此一成像系統(包含捕獲該一維焦點之線性偵測器像素陣列)非常適合於捕獲可定位在距成像系統可變距離處之物件之影像。
本文中所討論之成像系統可在不同方向上具有不同影像品質。在一個方向上(例如，沿該陣列)，成像光學器件可具有一相對較高影像品質以投射一清晰影像。在另一方向上(例如，正交於該陣列)，較不需要保持一清晰影像且可放寬成像約束。
透鏡通常在高影像品質與有效光收集之間進行一折衷的情況下設計；可能難以或不可能同時達成高影響品質及有效光收集兩者。對於以下討論之成像光學器件，可將成像光學器件設計為沿一個方向提供高影像品質，且沿正交方向提供有效光收集。在正交方向上，非成像設計原理可提供一高光通量，其可提供一經改良信雜比，及/或在實務上可增加一最大可偵測距離範圍。儘管以下在光偵測方面描述成像光學器件，但光學路徑可顛倒，使得成像光學器件可可選地另外提供光發射，諸如用於一投影儀。
圖1展示根據一些實施例之一成像系統100之一實例的一方塊圖。但圖1之組態係一成像系統100之一個實例；亦可使用其他合適組態。
成像系統100可用於捕獲一場景之一視訊影像及/或一或多個靜態影像。場景可為遠離成像系統100之一指定距離。在一些實例中，場景可駐留在遠離成像系統100之一指定距離範圍內。
在一些實例中，場景可駐留在成像系統100之視域內。例如，成像系統100可捕獲在成像系統100處之一指定入射角範圍內到達成像系統100之光。指定入射角範圍可對應於成像系統100內之偵測光學器件之一偵測視域。成像系統100內之照明光學器件亦可具有對應於一角度範圍之可自照明光學器件接收照明之一照明視域。在一些實例中，照明視域可匹配或大致匹配偵測視域，使得偵測視域內之一場景之所有部分經照明，且很少或沒有照明浪費在可在偵測視域外之場景元件上。在一些實例中，場景可駐留在成像系統100之偵測視域內。在一些實例中，場景可駐留在成像系統100之照明視域內。
與使用一照明器同時照明一場景之所有部分且使用一相機一次性捕獲場景之一影像的一典型成像系統不同，本文中所討論之成像系統100可循序地照明場景之部分，捕獲自各部分反射之光，且組合自該等部分獲得之資料以組裝場景之一完整影像。
存在一些可受益於自場景之部分循序地獲得影像資料而非自完整場景一次性獲得影像資料之應用。例如，若一照明器僅可產生一指定量之光學功率，則可為有益的是將功率集中在一相對較小場景區域中，即時在場景之完整區域上掃描所集中之功率且隨時間捕獲對應於場景之被照明部分之資料影像。
儘管可以二維執行此場景掃描(諸如藉由將所有返回光引導至一單一偵測器元件(例如，一單一偵測器像素)上)，但本成像系統100可代替地在一個方向上掃描照明且將經返回光引導至線性偵測器元件陣列上。在此一維掃描技術中，偵測光學器件中之透鏡可使經返回光沿一單一方向聚焦。沿成像維度，透鏡可執行習知成像且可將一維聚焦形成至線性偵測器像素陣列之上。在正交於成像維度之維度(指稱一收集維度)上，偵測光學器件中之透鏡可收集儘可能多或實務之光，且將經收集光引導至線性陣列中之一各自偵測器元件上。沿收集維度，偵測光學器件中之透鏡無法在線性偵測器像素陣列上形成一影像。
在圖1中，一相對較粗箭頭指示一光學信號(例如，一光束、反射光及其類似者)正傳遞至一元件或自一元件傳遞。在圖1中，一相對較窄箭頭指示一電信號正傳遞至一元件或自一元件傳遞。
一照明器102可選擇性地照明一場景之一部分。經照明部分可佔據一完整視域(諸如照明視域及/或偵測視域)之一部分。在一些實例中，照明器102可包含一或多個發光元件(諸如一發光二極體陣列)。在一些實例中，發光二極體可選擇性地接通及斷開，使得在操作期間，僅發光二極體之一子集通電。照明器102可進一步包含一照明透鏡，該照明透鏡可具有通常與發光二極體陣列重合之一焦平面。對於此一配置，照明透鏡可準直來自各發光二極體之光，且可沿取決於發光二極體在陣列中之位置之一指定方向引導經準直光。在一些實例中，照明透鏡可將來自各發光二極體之光在唯一方向上引導朝向場景。替代地，照明器102可包含一或多個光產生元件(諸如一或多個發光二極體)、使來自一或多個光產生元件之光準直之一或多個準直透鏡及可在光產生元件與準直透鏡之間施加一橫向運動的一或多個致動器。此一橫向運動可根據需要跨場景掃描照明。替代地或另外，照明器102可包含經循序地供電之一或多個發光二極體群組，使得自照明器102出射之光可有效地跨場景掃描。
在一些實例中，掃描可純粹線性地執行。明確言之，照明器102可照明場景之一線，且接著沿大體上正交於該線之一方向跨場景掃描該線。在其他實例中，掃描可包含其他不太規則圖案。例如，照明可循序地照明場景中之一或多個連續或不連續區域。一般而言，可配置連續或不連續區域，使得在大體上正交於偵測器元件陣列之一線上平均，不連續區域可具有經引導之各偵測器元件上之一相同量光功率。依此方式配置連續或不連續區域可最有效地使用偵測器元件之一完整動態範圍。亦可使用其他合適掃描組態。
一透鏡104可將來自場景之一照明部分之光重新引導朝向定位於透鏡104之一焦平面中且在一成像維度上伸長之一維焦點。在本文中所討論且附圖中所展示之實例中，成像維度係沿X軸。純粹為了方便起見，將成像維度表示為X，且亦可使用其他命名約定。透鏡104可由任何合適光學玻璃、光學塑膠或光學晶體材料形成。下文討論之圖2至圖10詳細展示一透鏡之一實例。
一反射器106可定位成相鄰於透鏡104，使得自透鏡104之一周邊延伸至一線性偵測器元件陣列之一周邊。反射器106可將來自透鏡104之原本不會擊中偵測器元件之光反射至偵測器元件上。下文討論之圖2至圖10詳細展示一反射器之一實例。
一線性偵測器像素陣列108可沿成像維度(X)延伸。線性偵測器像素陣列108可定位於靠近一維焦點之焦平面處或其附近以接收來自透鏡104及來自反射器106之光。
一處理器110可自線性偵測器像素陣列108獲得針對場景之各照明部分一維影像資料。處理器110可自針對場景之對應照明部分之一維影像資料構建表示場景之一影像之資料。處理器110可包含硬體(諸如一專用電路板)、軟體(諸如影像處理軟體)或硬體及軟體之一組合。處理器110可可選地透過一有線或無線連接與一或多個其他處理器或伺服器通信。
一控制器112可耦合至處理器110且可致使照明器102循序地照明場景之複數個部分。在一些實例中，控制器112可自處理器110接收關於接通或關斷照明器102之哪些發光二極體之資料。控制器112可將所接收之資料轉換成可選擇性地為照明器102中之所要發光二極體供電之電信號。在一些實例中，控制器112可藉由選擇性地為發光二極體陣列中指定之發光二極體供電來致使照明器102循序地照明場景之複數個部分。
一外殼114包圍成像系統100之一些或全部組件。在一些實例中，外殼114可包含一孔徑116，該孔徑在成像維度上形成用於透鏡104之一孔徑光闌。在一些實例中，孔徑116可在大體上正交於成像維度之一維度上伸長。外殼114亦可包含來自照明器102之光穿過其之一照明孔徑118。外殼114可經組態為一智慧型電話、一膝上型電腦、可經附接至一車輛或包含在一車輛中之一模組之全部或一部分，或另一合適組態。在下文關於成像光學器件詳細討論之特定實例中，外殼114可機械地支撐透鏡104、反射器106及線性偵測器像素陣列108，其中系統之其他元件安置於外殼114外部。亦可使用其他合適組態。下文討論之圖2至圖10詳細展示一外殼之一實例。
下文討論之圖2至圖10展示根據一些實施例之包含一透鏡202、一反射器204及一外殼206之一成像系統200的一具體實例。並行討論此等圖係最方便的，其中討論著重強調哪些圖最適合所討論之元件或態樣。
圖2展示根據一些實施例之一成像系統200之一實例。圖3展示根據一些實施例之在包含光軸(Z)且正交於成像維度(X)之一收集平面(YZ)中取得的圖2之成像系統200之一橫截面。圖4展示根據一些實施例之圖3之橫截面的一側視圖。圖5展示根據一些實施例之展示於圖4之側視圖中的圖2之成像系統200之一射線跡線之一實例。圖6展示根據一些實施例之在包含光軸(Z)且平行於成像維度(X)之一成像平面(XZ)中取得的圖2之成像系統200之一橫截面。圖7展示根據一些實施例之圖6之橫截面的一側視圖。圖8展示根據一些實施例之展示於圖7之側視圖中的圖2之成像系統200之一射線跡線的一實例。圖9展示根據一些實施例之圖2之成像系統200的一俯視圖。圖10展示根據一些實施例之圖2之成像系統200的一俯視透視圖。
一透鏡202可將來自一場景之一照明部分之光重新引導朝向定位於透鏡202之一焦平面中且在一成像維度(X)上伸長之一維焦點。在圖2中，一維焦點可位於外殼206之底部附近且平行於X軸。在圖3中，一維焦點可出現在反射器204之底部邊緣之間的一間隙218中。在圖6中，一維焦點可沿底部邊緣出現。
經重新引導光可包含自透鏡202出射之第一光及自透鏡202出射之第二光。作為一特定實例，圖5展示一射線跡線，其中兩個光束自場景到達。可認為該場景距透鏡202相對較遠，使得可將兩個光束視為準直或實質上準直。在圖5中，一光束222平行於光軸(Z)穿過透鏡202之一中心，並撞擊線性偵測器像素陣列之一中心。在圖5中，一光束224靠近透鏡202之視域之一邊緣穿過透鏡202。在此實例中，光束224比線性偵測器像素陣列寬(例如，沿Y軸具有一更長範圍)。因為光束224比線性偵測器像素陣列寬，所以一些光束224 (例如，光束224之一最左側部分214)直接撞擊線性偵測器像素陣列，而一些光束224 (例如，光束224之一最右側部分216)撞擊反射器204，接著由反射器204反射至線性偵測器像素陣列上。在此實例中，光束224之最左側部分214可視為第一光，而光束224之最右側部分216可視為第二光。
在一些實例中，透鏡202可將一光軸(Z)界定為延伸通過透鏡202之一中心至線性偵測器像素陣列之一中心。在圖2至圖8中，光軸(Z)垂直定向。光自場景反射，傳播至透鏡202，並進入圖2至圖8之頂部附近之透鏡202，且穿過透鏡202向下朝向線性偵測器像素陣列傳播。線性偵測器像素陣列未展示於圖2至圖8中，但將經定位在圖2至圖8之一底部附近。
在一些實例中，透鏡202可將一成像平面(XZ平面)界定為包含光軸(Z)且平行於成像維度(X)。圖6至圖8展示貫穿成像平面(XZ)取得之橫截面。在包含成像平面(XZ)之一橫截面中，透鏡202可使撞擊透鏡202之第一準直光在焦平面208處焦點。例如，參見圖8之射線跡線。
在一些實例中，透鏡202可將一收集平面(YZ平面)界定為包含光軸(Z)且正交於成像維度(Y)。圖3至圖5展示貫穿收集平面(YZ)取得之橫截面。在包含收集平面(YZ)之一橫截面中，透鏡202可將撞擊透鏡202之第二準直光引導朝向焦平面208，而不在焦平面208處形成一焦點。例如，參見圖5之射線跡線，注意，撞擊線性偵測器像素陣列之光在此維度上未經聚焦。
透鏡202可具有背離線性偵測器像素陣列之一入射表面210。在一些實例中，入射表面210在包含成像平面(XZ)之橫截面中可具有凸出之一橫截面形狀。例如，參見圖6至圖8，其等展示在包含成像平面(XZ)之橫截面中之入射表面210。在一些實例中，入射表面210在包含收集平面(YZ)之橫截面中可具有凸出之一橫截面形狀。例如，參見圖3至圖5，其等展示在包含收集平面(YZ)之橫截面中之入射表面210。
透鏡202可具有面向線性偵測器像素陣列之一出射表面212。在一些實例中，出射表面212在包含成像平面(XZ)之橫截面中可具有凸出之一橫截面形狀。例如，參見圖6至圖8，其等展示在包含成像平面(XZ)之橫截面中之出射表面212。在一些實例中，出射表面212在包含收集平面(YZ)之橫截面中可具有凹入之一橫截面形狀。例如，參見圖3至圖5，其等展示在包含收集平面(YZ)之橫截面中之出射表面212。
透鏡202可具有用於成像平面中之光之一成像視域(FOV X)(參見圖8)。透鏡202可具有用於收集平面中之光之一收集視域(FOV Y)(參見圖5)。在一些實例中，成像視域可不同於收集視域。在其他實例中，成像視域可等於收集視域。
經定位成相鄰於透鏡202之一反射器204可反射第二光以形成第三光。在圖5之具體實例中，自反射器204反射之光可視為第三光。在此實例中，第三光自圖5中之右上角至左下角斜向傳播遠離反射器204。
一線性偵測器像素陣列可沿成像維度(X)延伸。在圖5之具體實例中，線性偵測器像素陣列可定位於圖5之底部處並延伸進出圖5之平面。
線性偵測器像素陣列可定位於靠近一維焦點之焦平面處以自透鏡202接收第一光且自反射器204接收第三光。與典型成像系統不同，本文中所討論之成像系統200可包含來自兩個不同光學元件之到達一相同偵測器像素之光。因此，與一可比典型成像系統相比，偵測器像素可收集更多光。
在一些實例中，各偵測器像素可經定位以接收第一光之至少一些及第三光之至少一些。例如，對於陣列中之所有偵測器像素，一維焦點可比線性偵測器像素陣列寬。
在一些實例中，線性偵測器像素陣列可經定位以在無中間光學元件之情況下直接自透鏡202接收第一光，且在無中間光學元件之情況下直接自反射器204接收第三光。例如，參見圖5。
在一些實例中，反射器204可定位於透鏡202之一周邊與線性偵測器像素陣列之一周邊之間。例如，參見圖3，其展示兩個反射器204，各自一透鏡202之一周邊延伸至間隙218。線性偵測器像素陣列可定位於間隙218中。
在一些實例中，反射器204可具有對於正交於成像維度(YZ平面)且在沿成像維度(X)之各自複數個位置處取得之複數個橫截面通常不變的一橫截面形狀。在此等實例之一些中，反射器204可大體上係平坦的(例如，在典型製造及對準容差內係平坦的)且可具有大體上正交於成像維度(X)(例如，在典型對準容差之內正交)之一表面法線。例如，參見圖3。此等條件可協助確保將一維焦點之光被引導至正確偵測器像素上，且不引導被一錯誤偵測器像素上。
在一些實例中，外殼206包圍且機械地支撐透鏡202、反射器204及(可選地)線性偵測器像素陣列。外殼206可包含在成像維度(X)上形成用於透鏡202之一孔徑光闌的一孔徑220。例如，參見圖8之射線跡線。在一些實例中，孔徑可在大體上正交於成像維度(X)之一維度(Y)上伸長。例如，參見圖2。
圖11展示根據一些實施例之用於操作一成像系統之一方法1100之一實例的一流程圖。在一些實例中，方法1100可在圖1至圖10之成像系統100、200上執行。方法1100亦可在其他成像系統上執行。圖11之方法1100僅係用於操作一成像系統之一方法之一個實例；亦可使用其他合適方法。
在操作1102處，一透鏡可將來自一場景之一照明部分之光重新引導朝向定位於透鏡之一焦平面中並在一成像維度上伸長之一維焦點。經重新定向光可包含自透鏡出射之第一光及自透鏡出射之第二光。
在操作1104處，經定位成相鄰於透鏡之一反射器可反射第二光以形成第三光。
在操作1106處，沿成像維度(X)延伸並定位於靠近一維焦點之焦平面處之一線性陣偵測器像素陣列可接收來自透鏡之第一光及來自反射器之第三光。在一些實例中，各偵測器像素可在無中間光學元件之情況下直接自透鏡接收第一光之至少一些及第三光之至少一些。
儘管本文中已展示及描述本發明標的之例示性實例，但熟習此項技術者將明白，此等實例僅藉由實例之方式提供。在不背離所揭示標的之情況下，在閱讀及理解本文中所提供之材料之後，熟習此項技術者現將想到許多變化、改變及替代。應理解，在實踐標的之各種實例時，可採用本文中所描述之所揭示標的之實例之各種替代。期望以下申請專利範圍界定所揭示標的之範疇且此等申請專利範圍及其等效物之範疇內之方法及結構由以下申請專利範圍涵蓋。
100:成像系統 102:照明器 104:透鏡 106:反射器 108:線性偵測器像素陣列 110:處理器 112:控制器 114:外殼 116:孔徑 118:照明孔徑 200:成像系統 202:透鏡 204:反射器 206:外殼 208:焦平面 210:入射表面 212:出射表面 214:最左側部分 216:最右側部分 218:間隙 220:孔徑 222:光束 224:光束 1100:方法 1102:操作 1104:操作 1106:操作 FOV X:成像視域 FOV Y:收集視域 X:成像維度 Y:成像維度 Z:光軸
圖1展示根據一些實施例之一成像系統之一實例的一方塊圖。
圖2展示根據一些實施例之一成像系統之一實例。
圖3展示根據一些實施例之在包含一光軸且正交於一成像維度之一收集平面中取得之圖2之成像系統的一橫截面。
圖4展示根據一些實施例之圖3之橫截面的一側視圖。
圖5展示根據一些實施例之展示於圖4之側視圖中之圖2之成像系統之一射線跡線的一實例。
圖6展示根據一些實施例之在包含光軸且平行於成像維度之一成像平面中取得之圖2之成像系統的一橫截面。
圖7展示根據一些實施例之圖6之橫截面的一側視圖。
圖8展示根據一些實施例之展示於圖7之側視圖中之圖2之成像系統之一射線跡線的一實例。
圖9展示根據一些實施例之圖2之成像系統的一俯視圖。
圖10展示根據一些實施例之圖2之成像系統的一俯視透視圖。
圖11展示根據一些實施例之用於操作一成像系統之一方法之一實例的一流程圖。
貫穿若干視圖，對應元件符號指示對應部件。附圖中之元件並不一定按比例繪製。附圖中所展示之組態僅係實例，且不應依任何方式解釋為限制所揭示標的之範疇。
100:成像系統
102:照明器
104:透鏡
106:反射器
108:線性偵測器像素陣列
110:處理器
112:控制器
114:外殼
116:孔徑
118:照明孔徑

Claims (19)

  1. 一種成像系統，其包括：一透鏡具有一焦平面(focal plane)；一線性偵測器像素陣列經定位於該透鏡之該焦平面處且沿著一成像維度(imaging dimension)延伸，該透鏡界定：一光軸，其延伸穿過該透鏡之一中心至該線性偵測器像素陣列之一中心；一成像平面，其包含該光軸且平行於該成像維度；及一收集平面，其包含該光軸且正交於該成像維度，該透鏡，其經組態以重新引導來自一場景之一經照明部分之光俾使：在包含該成像平面之一第一橫截面中，該透鏡經組態以將該光帶至該焦平面處之一焦點；及在包含該收集平面之一第二橫截面中，該透鏡經組態以將該光引導朝向該焦平面而不在該焦平面處形成一焦點，該經重新引導光包含自該透鏡出射(emerge)之第一光及自該透鏡出射之第二光；及一反射器，其經定位成相鄰於該透鏡且經組態以反射該第二光以形成第三光，該線性偵測器像素陣列經組態以接收來自該透鏡之該第一光並接收來自該反射器之該第三光。
  2. 如請求項1之成像系統，其中各偵測器像素經定位以接收該第一光之至少一些及該第三光之至少一些。
  3. 如請求項1之成像系統，其中該線性偵測器像素陣列經定位以在無中間光學元件之情況下直接自該透鏡接收該第一光，且在無中間光學元件之情況下直接自該反射器接收該第三光。
  4. 如請求項1之成像系統，其中該反射器定位於該透鏡之一周邊與該線性偵測器像素陣列之一周邊之間。
  5. 如請求項1之成像系統，其中該反射器具有一橫截面形狀，其對於正交於該成像維度且在沿該成像維度之各自複數個位置處取得之複數個橫截面而言通常係不變的。
  6. 如請求項1之成像系統，其中該反射器係平坦的且具有正交於該成像維度之一表面法線。
  7. 如請求項1之成像系統，其中：該透鏡具有背離該線性偵測器像素陣列之一入射表面；該入射表面在包含該成像平面之該第一橫截面中具有凸出之一橫截面形狀；及該入射表面在包含該收集平面之該第二橫截面中具有凸出之一橫截面形狀。
  8. 如請求項1之成像系統，其中：該透鏡具有面向該線性偵測器像素陣列之一出射表面；該出射表面在包含該成像平面之該第一橫截面中具有凸出之一橫截面形狀；及該出射表面在包含該收集平面之該第二橫截面中具有凹入之一橫截面形狀。
  9. 如請求項1之成像系統，其中：該透鏡具有在該成像平面中光之一成像視域(field of view)；該透鏡具有在該收集平面中光之一收集視域；且該成像視域不同於該收集視域。
  10. 如請求項1之成像系統，其進一步包括經組態以照明該場景之該部分之一照明器，該經照明部分佔據少於該透鏡之一完整視域。
  11. 如請求項10之成像系統，其進一步包括經組態以致使該照明器循序地照明該場景之複數個部分之一控制器。
  12. 如請求項11之成像系統，其中：該照明器包括定位成靠近一照明透鏡之一焦平面之一發光二極體陣列；且該控制器經組態以藉由選擇性地給該發光二極體陣列中之指定發光 二極體供電而致使該照明器循序地照明該場景之複數個部分。
  13. 如請求項11之成像系統，其進一步包括一處理器，其耦合至該控制器且經組態以：自該線性偵測器像素陣列獲得針對該場景之各經照明部分之一維影像資料(one-dimensional image data)；且針對該場景之該等對應經照明部分自該一維影像資料構建表示該場景之一影像之資料。
  14. 如請求項13之成像系統，其進一步包括：一外殼，其圍繞該透鏡、該反射器、該線性偵測器像素陣列、該照明器、該控制器及該處理器，該外殼包含一孔徑，該孔徑在該成像維度上形成用於該透鏡之一孔徑光闌(aperture stop)。
  15. 如請求項14之成像系統，其中該孔徑在大體上正交於該成像維度之一維度上伸長。
  16. 一種用於操作一成像系統之方法，該方法包括：使用具有一焦平面且界定一光軸之一透鏡重新引導來自一場景之一經照明部分之光俾使：在包含該光軸之一第一橫截面中，該透鏡經組態以將該光帶至該焦平面處之一焦點；及 在包含該光軸且與該第一橫截面正交之一第二橫截面中，該透鏡經組態以將該光引導朝向該焦平面而不在該焦平面處形成一焦點，該經重新引導光包含自該透鏡出射之第一光及自該透鏡出射之第二光；使用定位成相鄰於該透鏡之一反射器反射該第二光以形成第三光；及使用沿該成像維度延伸並定位於靠近該一維焦點之該焦平面處的一線性偵測器像素陣列，接收來自該透鏡之該第一光及來自該反射器之該第三光。
  17. 如請求項16之方法，其中各偵測器像素在無中間光學元件之情況下直接自該透鏡接收該第一光之至少一些及該第三光之至少一些。
  18. 一種成像系統，其包括：一透鏡，其經組態以將來自一場景之一經照明第一部分之光重新引導朝向定位於該透鏡之一焦平面中且在一成像維度上伸長之一維焦點，該經重新引導光包含自該透鏡出射之第一光及自該透鏡出射之第二光，該透鏡界定：一光軸，其延伸穿過該透鏡之一中心至一線性偵測器像素陣列之一中心，一成像平面，其包含該光軸且平行於該成像維度，及一收集平面，其包含該光軸且正交於該成像維度；及該透鏡經成形以： 在包含該成像平面之一第一橫截面中，將撞擊該透鏡之第一準直光帶至該焦平面處之一焦點，及在包含該收集平面之一第二橫截面中，將撞擊該透鏡之第二準直光引導朝向該焦平面而不在該焦平面處形成一焦點；一反射器，其經定位成相鄰於該透鏡且經組態以反射該第二光以形成第三光；該線性偵測器像素陣列，其沿該成像維度延伸，該線性偵測器像素陣列經定位於靠近該一維焦點之該焦平面處以接收來自該透鏡之該第一光並接收來自該反射器之該第三光；一照明器，其經組態以照明該場景之該第一部分，該第一部分佔據少於該透鏡之一完整視域；一控制器，其經組態以致使該照明器循序地照明該場景之複數個部分，該複數個部分包含該第一部分；及一處理器，其耦合至該控制器且經組態以：自該線性偵測器像素陣列獲得針對該場景之該複數個部分之各經照明部分之一維影像資料；且針對該場景之該複數個部分自該一維影像資料構建表示該場景之一影像之資料。
  19. 如請求項18之成像系統，其中：該照明器包括定位成靠近一照明透鏡之一焦平面之一發光二極體陣列；且該控制器經組態以藉由選擇性地給該發光二極體陣列中之指定發光二極體供電而致使該照明器循序地照明該場景之複數個部分。
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