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旋轉(zhuǎn)光棒的掃描全景相機(jī)原理
點擊次數(shù)：1602 更新時間：2021-06-08
采用連續(xù)旋轉(zhuǎn)的折疊光學(xué)系統(tǒng)（經(jīng)常稱為“光棒”）的掃描相機(jī)。許多現(xiàn)代全景相機(jī)均采用這種設(shè)計原理，它為長焦距、寬掃描角相機(jī)系統(tǒng)提供了一種非常緊湊的結(jié)構(gòu)方法。由于整個光學(xué)系統(tǒng)和膠片需要準(zhǔn)確地同步運(yùn)轉(zhuǎn)，所以光棒相機(jī)概念在作業(yè)上的實現(xiàn)，只有通過電-光編碼器的發(fā)展才有了可能。這種編碼器的作用是控制各種光學(xué)機(jī)械功能，并使之同步。
光棒概念采用一個圍繞回轉(zhuǎn)軸不斷旋轉(zhuǎn)的折疊光學(xué)組件。膠片鋪展在旋筒罩上，朝相反方向傳送，影像和膠片保持著準(zhǔn)確的移動速度。這樣就避免了膠片的高加速度和高速移動，同時使鏡頭保持在均勻的溫度環(huán)境中。在光棒設(shè)計中，只要求在掃描縫隙范圍內(nèi)保持影像平面的配準(zhǔn)。同步的實現(xiàn)是利用了由光棒組件直接驅(qū)動的一個正接觸摩擦齒輪系統(tǒng)。
當(dāng)相機(jī)鏡頭旋轉(zhuǎn)時，它到影像面的距離（即旋筒罩的半徑）不等于鏡頭焦距，所以將會產(chǎn)生橫向影像位移。這就是在曝光周期內(nèi)膠片應(yīng)該在旋筒罩上以鏡頭旋轉(zhuǎn)相反的方向移動，以便補(bǔ)償上述影像位移的原因。膠片傳送的速度和高度的函數(shù)是可以變化的。
由于光棒相機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊，所以比較容易用一臺相機(jī)實現(xiàn)交向立體照相，具體做法是：在每次曝光之前，使整個光學(xué)和旋筒罩組件交替地向前和向后傾斜。前移補(bǔ)償可以通過光學(xué)和筒罩組件在曝光周期內(nèi)圍繞俯仰軸的旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)。俯仰的速率可以調(diào)節(jié)，以便糾正飛行器在全景掃描過程中的前進(jìn)運(yùn)動所引起的影像模糊。
