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旋轉光棒的掃描全景相機原理
點擊次數：1732 更新時間：2021-06-08
采用連續旋轉的折疊光學系統（經常稱為“光棒”）的掃描相機。許多現代全景相機均采用這種設計原理，它為長焦距、寬掃描角相機系統提供了一種非常緊湊的結構方法。由于整個光學系統和膠片需要準確地同步運轉，所以光棒相機概念在作業上的實現，只有通過電-光編碼器的發展才有了可能。這種編碼器的作用是控制各種光學機械功能，并使之同步。
光棒概念采用一個圍繞回轉軸不斷旋轉的折疊光學組件。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境中。在光棒設計中，只要求在掃描縫隙范圍內保持影像平面的配準。同步的實現是利用了由光棒組件直接驅動的一個正接觸摩擦齒輪系統。
當相機鏡頭旋轉時，它到影像面的距離（即旋筒罩的半徑）不等于鏡頭焦距，所以將會產生橫向影像位移。這就是在曝光周期內膠片應該在旋筒罩上以鏡頭旋轉相反的方向移動，以便補償上述影像位移的原因。膠片傳送的速度和高度的函數是可以變化的。
由于光棒相機結構緊湊，所以比較容易用一臺相機實現交向立體照相，具體做法是：在每次曝光之前，使整個光學和旋筒罩組件交替地向前和向后傾斜。前移補償可以通過光學和筒罩組件在曝光周期內圍繞俯仰軸的旋轉來實現。俯仰的速率可以調節，以便糾正飛行器在全景掃描過程中的前進運動所引起的影像模糊。
