13
旋转光棒的扫描全景相机原理
时间：2021-5-28
阅读：1575
采用连续旋转的折叠光学系统（经常称为“光棒”）的扫描相机。许多现代全景相机均采用这种设计原理，它为长焦距、宽扫描角相机系统提供了一种非常紧凑的结构方法。由于整个光学系统和胶片需要准确地同步运转，所以光棒相机概念在作业上的实现，只有通过电-光编码器的发展才有了可能。这种编码器的作用是控制各种光学机械功能，并使之同步。
光棒概念采用一个围绕回转轴不断旋转的折叠光学组件。胶片铺展在旋筒罩上，朝相反方向传送，影像和胶片保持着准确的移动速度。这样就避免了胶片的高加速度和高速移动，同时使镜头保持在均匀的温度环境中。在光棒设计中，只要求在扫描缝隙范围内保持影像平面的配准。同步的实现是利用了由光棒组件直接驱动的一个正接触摩擦齿轮系统。
当相机镜头旋转时，它到影像面的距离（即旋筒罩的半径）不等于镜头焦距，所以将会产生横向影像位移。这就是在曝光周期内胶片应该在旋筒罩上以镜头旋转相反的方向移动，以便补偿上述影像位移的原因。胶片传送的速度和高度的函数是可以变化的。
由于光棒相机结构紧凑，所以比较容易用一台相机实现交向立体照相，具体做法是：在每次曝光之前，使整个光学和旋筒罩组件交替地向前和向后倾斜。前移补偿可以通过光学和筒罩组件在曝光周期内围绕俯仰轴的旋转来实现。俯仰的速率可以调节，以便纠正飞行器在全景扫描过程中的前进运动所引起的影像模糊。