(57)【要約】      （修正有）【課題】歪みが最小限である複数の画像を単一の平面検出器アレイに同時に伝達する自立的な多方向撮像アセンブリを提供する。【解決手段】多方向撮像アセンブリは、２つ以上の剛性のある画像伝導分岐素子を有する多方向撮像束を含む。各分岐素子は、複数の面の間に相対する画像入力面および画像出力面と１つ以上の屈曲部とを有する。分岐素子は、画像入力面が異なる方向を向き、画像出力面が一致して共通の画像出力面を定義するように結束されている。集束素子によって定義される視野と相関する空間領域の画像が取得され、分岐素子を通じて伝導され、共通の画像出力面を通じて出力される画像が、画像検出器アレイに光学的に伝達される。画像検出器アレイは、単一の広視野画像を再現する合成画像を作成するために、複数の画像の間で冗長な内容を除去する画像の画質改善アルゴリズムを含むデータ処理システムに通信可能にリンクされている。【選択図】図１
2011199870.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
共通の束軸に沿って延伸し、共通の画像出力面を含む束幹と、
各分岐素子が、画像入力面を伴う第一の画像伝導部位と、前記画像入力面の反対側に画像出力面を伴う第二の画像伝導部位とを有する少なくとも第一および第二の画像伝導分岐素子と、
を備える剛性のある多方向撮像束であって、
（ａ）各分岐素子が、（ｉ）前記画像入力面と画像出力面との間で前記分岐素子の長さ全体にわたって剛性があり、（ｉｉ）前記第一の部位と第二の部位との間に少なくとも１つの屈曲部を含み、
（ｂ）（ｉ）前記分岐素子の前記第二の部位が前記束幹を定義し、前記共通の束軸に沿って延伸し、（ｉｉ）前記分岐素子の前記画像出力面が前記共通の画像出力面と一致し、（ｉｉｉ）前記分岐素子の前記第一の部位が相互に枝分かれし、（ｉｖ）前記第一および第二の分岐素子の前記画像入力面が、前記撮像束にとって外部の空間の異なる第一および第二の画像を同時に受信するために異なる方向および構成となるように、前記分岐素子の前記第二の部位が相互に結束されていることを特徴とする多方向撮像束。
【請求項２】
各画像伝導分岐素子が、近接溶着された複数の内部反射撮像電線管を備えることを特徴とする請求項１に記載の撮像束。
【請求項３】
前記各分岐素子の画像入力面と光学的に整列している集束素子をさらに備え、（ｉ）各集束素子が、前記集束素子が光学的に整列する対象である前記画像入力面に前記集束素子によって投影される画像を有する空間領域と相関している視野を定義し、（ｉｉ）各集束素子によって定義される前記視野が、残りの集束素子の各々によって定義される前記視野に対して一意であることを特徴とする請求項２に記載の撮像束。
【請求項４】
各集束素子によって定義される前記視野が、前記撮像束と関連付けられた少なくとも１つの他の集束素子によって定義される前記視野と部分的に重複することを特徴とする請求項３に記載の撮像束。
【請求項５】
各分岐素子が、画像入力面を伴う第一の画像伝導部位と、前記画像入力面の反対側に画像出力面を伴う第二の画像伝導部位とを有し、各分岐素子が剛性であり、前記画像入力面と画像出力面との間に少なくとも１つの屈曲部を含む、少なくとも第一および第二の画像伝導分岐素子と、
前記各分岐素子の画像入力面と光学的に整列しており、各集束素子が、前記集束素子が光学的に整列する対象である前記画像入力面に前記集束素子によって投影される画像を有する空間領域と相関している視野を定義し、各集束素子によって定義される前記視野が、残りの集束素子の各々によって定義される前記視野に対して一意である集束素子と、
を備える多方向撮像アセンブリであって、
（ｉ）前記分岐素子の前記第二の部位が前記共通の束軸に沿って延伸する前記束幹を定義し、（ｉｉ）前記分岐素子の前記画像出力面が前記共通の画像出力面を定義するために一致し、（ｉｉｉ）前記分岐素子の前記第一の部位が相互に岐分かれし、（ｉｖ）前記第一および第二の分岐素子の前記画像入力面が異なる方向を向くように、前記分岐素子の前記第二の部位が相互に結束されていることを特徴とする多方向撮像アセンブリ。
【請求項６】
前記分岐素子を通じて伝導され、かつ前記共通の画像出力面を通じて出力される画像が前記画像検出器アレイに光学的に伝達されるように、前記共通の画像出力面と光学的に整列する位置にある画像検出器アレイをさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の撮像アセンブリ。
【請求項７】
各画像伝導分岐素子が、近接溶着された複数の内部反射撮像電線管を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像アセンブリ。
【請求項８】
各画像伝導分岐素子が、近接溶着された複数の内部反射撮像電線管を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像アセンブリ。
【請求項９】
各集束素子によって定義される前記視野が、前記撮像束と関連付けられた少なくとも１つの他の集束素子によって定義される前記視野と部分的に重複することを特徴とする請求項８に記載の撮像アセンブリ。
【請求項１０】
前記分岐素子を通じて伝導され、かつ前記共通の画像出力面を通じて出力される画像が前記画像検出器アレイに光学的に伝達されるように、前記共通の画像出力面と光学的に整列する位置にある画像検出器アレイをさらに備えることを特徴とする請求項９に記載の撮像アセンブリ。
【請求項１１】
各集束素子によって定義される前記視野が、前記撮像束と関連付けられた少なくとも１つの他の集束素子によって定義される前記視野と部分的に重複することを特徴とする請求項５に記載の撮像アセンブリ。
【請求項１２】
前記分岐素子を通じて伝導され、かつ前記共通の画像出力面を通じて出力される画像が前記画像検出器アレイに光学的に伝達されるように、前記共通の画像出力面と光学的に整列する位置にある画像検出器アレイをさらに備えることを特徴とする請求項１１に記載の撮像アセンブリ。
【請求項１３】
各分岐素子が、（ｉ）画像入力面を伴う第一の画像伝導部位と、（ｉｉ）前記画像入力面の反対側に画像出力面を伴う第二の画像伝導部位と、（ｉｉｉ）前記画像入力面と画像出力面との間に少なくとも１つの屈曲部とを含む、少なくとも第一および第二の剛性のある画像伝導分岐素子と、
画像検出器アレイと、
を備える多方向撮像アセンブリであって、
（ｉ）前記分岐素子の前記画像出力面が共通の画像出力面を定義するために一致するように、前記分岐素子の前記第二の部位が相互に結束されており、
（ｉｉ）前記分岐素子の前記第一の部位が相互に枝分かれしており、
（ｉｉｉ）前記画像検出器アレイが、前記分岐素子を通じて伝導され、かつ前記共通の画像出力面を通じて出力される画像が前記画像検出器アレイに光学的に伝達されるように、前記共通の画像出力面と光学的に整列する位置にある、
多方向撮像アセンブリ。
【請求項１４】
前記各分岐素子の画像入力面と光学的に整列している集束素子であって、各集束素子が、前記集束素子が光学的に整列する対象である前記画像入力面に前記集束素子によって投影される画像を有する空間領域と相関している視野を定義し、各集束素子によって定義される前記視野が、残りの集束素子の各々によって定義される前記視野に対して一意である集束素子とをさらに備える、請求項１３に記載の撮像アセンブリ。
【請求項１５】
各集束素子によって定義される前記視野が、前記撮像束と関連付けられた少なくとも１つの他の集束素子によって定義される前記視野と部分的に重複する、請求項１４に記載の撮像アセンブリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（仮出願の優先権主張）２０１０年３月２２日に出願された「剛性のある多方向撮像束および剛性のある多方向撮像束を組み込んでいる撮像アセンブリ」と題する仮出願番号第６１／３４０，７３２号に基づく優先権が主張される。参照により、図面を含む前記仮出願の開示全体が、本明細書に完全に記載されたものとして組み込まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
（背景）電荷結合装置（ＣＣＤ）や相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路などの画像検出器アレイを組み込んでいる撮像システムまたは「撮像装置（イメージャ）」（カメラなど）の設計と製造は、確立された技術である。かかる検出器アレイは、平面基板上に形成されるのが典型的であることから、「焦点面アレイ（焦平面アレイともいう。焦点面に素子を規則正しく配列したもの）」と称されることが多い。撮像装置が設計される特定の用途に応じて、画像検出器アレイに画像を光学的に伝達するために、各種光学部品が実装される。例えば、単純な消費者向けデジタルビデオまたは静止画像カメラでは、少なくとも１つのレンズが、撮影されている場面の画像を画像検出器アレイ上に投影するための焦点面アレイの前方に位置する。かかる場合には、その少なくとも１つのレンズが、焦点面アレイによって定義される平面に対して直交する向きの光軸を定義する。
【０００３】
ビデオ監視など、より複雑な用途の撮像装置を作成するに当たっては、撮像システムデザイナーが、「広角」または「パノラマ」画像を単一の焦点面アレイに伝達するという作業に直面する。一定の制限を越えて単一の広角レンズを使用すると、受け入れ難い画像歪みが生まれる。広視野レンズがもたらす画像歪みを認識した上で、個々の画像の焦点が１つ以上の検出器アレイに合わせられ、アルゴリズム的な「修正」（特定のアルゴリズムに基づく「修正」）やピクセルマッチングなどの技術によってデジタル化および「結合」される複数の異方性レンズを用いて撮像システムを組み立てるための試みが行われてきた。かかる装置の目標は、連続的な空間領域をデジタル化して表示する修正画像を作成し、歪みを減じつつ広い視野を表示することである。
【０００４】
複数の異方性レンズをアルゴリズム的な補正と組み合わせて使用することにより、独自の課題が提示される。ある手法によれば、複数の焦点面アレイが使用された場合に歪みのない画像を捕捉し、コンピュータメモリに記憶することができる。かかる場合には、各レンズが、レンズ自体の焦点面アレイと光学的に整列している。しかし、かかる実装形態は、コンピュータメモリへの伝達、および複数の焦点面アレイの信号出力の同期ならびにアルゴリズム分析の複雑化を招く。その上、角度が異なる複数の焦点面アレイを電子的にパッケージ化することが多数の課題を招き、空間効率が悪い。第二の手法では、複数の異方性レンズを使用して、対応する数の画像を単一の焦点面アレイに同時に投影する。特定の実装形態が、ＢＡＥシステムズ社のいわゆる「バグ  アイ（昆虫の目）」に代表されるものである。「バグ  アイ」システムでは、いくつか（具体的には９つ）のレンズが半球状の面に配置される。焦点面アレイと周辺レンズとの間での極端な非直交（非直角）を補正するために、面溶着された光ファイバ束が、レンズと焦点面アレイとの間に配置される。９つのレンズの各々から溶融束の対応面に１つの画像が投影され、その後内部反射により、焦点面アレイの対応画像検出部位に伝搬される。「バグ  アイ」が、角度が異なる複数の焦点面アレイの使用に関わる問題を解消する一方、９つのレンズのうちの１つだけが、焦点面アレイおよび／または面取りされた束の中心面に対して直交する向きの光軸を定義する。残りの８つのレンズの各々は、焦点面アレイとレンズの整列対象面とに対して実質的に９０°未満の角度の向きである光軸を定義する。その結果、「非直交」レンズの各々によって定義された画像軸は、対応する束面を定義するファイバ端部の許容角度内に収まり、９つのレンズのうち、明らかな歪みを招くほどに「広角」なものは１つもなくなるが、それでもなお、かかる各レンズと関連付けられた光軸が対応する束面に対して浅い角度を向いているという事実により、「直角でない、非直交な」レンズの各々に関連する相当な画像歪みが生まれる。
【０００５】
歪みのない複数の画像を単一の焦点面アレイに同時に届ける必要性を認識した上で、ある従来設計は、可撓性のあるイメージガイドを採用している。さらに具体的には、Ｖｏｌｐｉ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ  ＵＳＡ社（以降「Ｖｏｌｐｉ社」）が導入している「多重光ファイバ装置」が、可撓性のあるコヒーレント光ファイバ撮像ガイドにより、最大８つの異なる視点が単一のカメラに同時に伝搬されることを可能にしている。関連する成果物資料の中でＶｏｌｐｉ社は、各「ファイバ脚」の可撓性と、その可撓性によって相互に対するファイバ脚の再方向付けが容易になる仕組みを強調している。個々の撮像ガイドの可撓性が一部の用途において利点であることは間違いない。ただし、Ｖｏｌｐｉ社の多重光ファイバ装置などの装置が、固定撮像角度を要する状況下で用いられる場合には、各脚を一定の位置と角度方向に保つために、「外骨格」構造またはフレームワークが必要とされる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そのため、歪みが最小限である複数の画像を単一の平面検出器アレイに同時に伝達する自立的な多方向撮像アセンブリ（多方向撮像組立体）の必要性が存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
（概要）例示的に具現化された多方向撮像アセンブリの中心構成要素は、多方向撮像束である。一実施形態では、多方向撮像束が、少なくとも２つの画像伝導分岐素子を複数有する。各分岐素子は、画像入力面を伴う第一の画像伝導部位と、画像入力面に相対する画像出力面を伴う第二の画像伝導部位とを有する。さらに、各分岐素子は、相対する画像入力面と画像出力面との間でその長さ全体にわたって剛性があり、第一の部位と第二の部位とが、第一の画像伝播軸と、第一の画像伝播軸に対して平行でない第二の画像伝播軸とそれぞれに沿って延伸するように、第一の部位と第二の部位との間に少なくとも１つの屈曲部を含む。
【０００８】
多方向撮像束は、少なくとも第一および第二の画像伝導分岐素子の第二の部位を相互に結束することによって形成される。代替的な例示のバージョン（型式のもの）では、限定的ではない例として、（ｉ）熱溶着と、（ｉｉ）エポキシなどの接着剤の塗布との少なくとも１つにより、分岐素子を機械的に結束することができる。相互に結束された第二の部位は、束幹（束の主要部）を定義し、共通の束軸（束によって定義される軸）に対して必ずしも平行とは限らないものの、この軸に沿って延伸する。さらに、分岐素子の画像出力面は、共通の画像出力面を定義するために一致する。個々の分岐素子の剛性によって撮像束を自立させ、これにより、撮像束を所望のとおりに整列させておくために個々の分岐素子を支持するための「外骨格」フレームワークが不要になることが理解されるであろう。
【０００９】
分岐素子の第二の部位が上記のとおりに相互に結束されると、分岐素子の第一の部位が相互に岐分かれする。加えて、各種バージョンで、画像入力面が異なる方向を向いている。例えば、第一および第二の分岐素子の各々の画像入力面が、平面であり、かつその分岐素子の第一の画像伝播軸に対して直角方向である非限定的な具体例では、第一および第二の分岐素子の画像入力面が異なる方向を向いているということは容易に理解されるであろう。ただし、上記例の非限定的性質によって示唆されるとおり、代替的な構成および方向の画像入力面を有するバージョンが、本発明の範囲および意図を逸していないことは明瞭に理解されたい。さらに具体的には、付加的な限定的ではない例として、平面の画像入力面が対応する第一の画像伝播軸に対して直角方向でないバージョンも、本発明の範囲および意図を逸していない。加えて、この点とは逆の主張文言が明示されていない場合には、非平面の画像入力面を有するバージョンも、添付の請求項に定義される本発明の範囲を逸していないとみなされる。
【００１０】
例示的な多方向画像束の態様が記載されているが、例示的な多方向撮像アセンブリは、各分岐素子の画像入力面と光学的に整列した状態に機械的に保たれた光学的集束素子をさらに含む。典型的なバージョンでは、各集束素子がレンズである。ただし、この点とは逆の制限が明記されていない場合には、限定的ではない例として、鏡または勾配屈折素子などの代替的な集束光学素子を有するバージョンが、添付の特許請求の範囲に定義された本発明の範囲および意図を逸していないことを理解すべきである。各集束素子は、撮像アセンブリにとって外部の三次元空間領域と相関する視野を定義する。集束素子によって定義される視野と相関する空間領域の画像がその集束素子によって取得され、光学的に整列している画像入力面に投影される。
【００１１】
各集束素子によって取得および投影された画像は、その集束素子の対応分岐素子を通じて、内部反射によって伝導される。そのため、各種バージョンにおいて、各画像伝導分岐素子は、光ファイバなど、近接溶着された複数の内部反射撮像電線管（内部反射撮像コンジット管）を備える。結束された光ファイバ、すなわち光ファイバケーンを加熱、延伸、および近接溶着して、剛性のある画像伝導束を形成することは、十分に確立された技術であるので、本明細書では詳しく説明しない。かかるプロセスによって形成された直線状の束は、曲げた後に冷却するが、冷却された場合には、その後加熱して曲げ、少なくとも１つの屈曲部を含む画像伝導分岐素子を形成する。
【００１２】
各集束素子によって定義される視野は、撮像アセンブリと関連付けられた他の集束素子の各々によって定義される視野に対して一意である。ただし、その複数の集束素子によって取得される複数の画像を「接合する」できるようにし、単一の連続した空間領域を表す合成画像を作成するために、各種実施形態の各々は、各集束素子によって定義される視野が撮像アセンブリと関連付けられた少なくとも１つの他の集束素子によって定義される視野に部分的に重なるように構成される。例えば、左側の集束素子がその視野の右側内に含まれ、同じ空間部位の一部が右側集束素子の視野の左側内に含まれる可能性がある。左側および右側の画像は、その後結合される可能性があり、その両側の画像間の余剰部分は、例えばアルゴリズムをベースとする画像改善技術によって合成映像から「取り去られる」。この画像改善の目的は、「結合」または「合成」画像において、集束素子のいずれかが個々に生成できる視野よりも広い視野を通じて取得される単一パノラマ画像の錯覚を生み出すことである。
【００１３】
分岐素子によって伝導される画像および共通の画像出力面によって出力される画像の光学的伝達先である画像検出器アレイは、撮像束の共通の画像出力面と光学的に整列する位置にある。どのバージョンで使用される画像検出器アレイも、限定的ではない例として、（ｉ）マイクロボロメータ、（ｉｉ）電荷結合装置（ＣＣＤ）、（ｉｉｉ）相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路、または（ｉｖ）１つ以上のフォトダイオードであることができる。一般的な光の検出用に構成された実施形態では、少なくとも１ｘ１のフォトダイオードの配列が使用され得る。そのため、かかる少なくとも１つの実施形態で、かかる目的では「集束」画像が不要である可能性があるために、画像入力面で集束素子が省略される。いずれの場合でも、任意のタイプの検出器アレイが含まれる例示的なバージョンであっても、検出器アレイは、中央処理装置を含むデータ処理システムと、検出器アレイによって登録される画像を表すデータ（あるいは「登録画像データ」）を記憶するためのメモリと、検出器アレイの電気出力を処理するための信号処理アルゴリズムとに通信可能にリンクされている。
【００１４】
検出器アレイで同時に登録される複数（少なくとも２つ）の画像を表す登録画像データがコンピュータメモリに記憶される。上述した重複視野により、少なくとも１つの画像と関連付けられた登録画像データの一部が、少なくとも１つの他の画像と関連付けられた登録画像データの複製となるであろうという点は理解されるであろう。そのため、少なくともいくつかの実装形態では、信号処理アルゴリズムが、同時に獲得された画像に対応する登録画像データを分析し、画像データの冗長性が除去される単一の合成画像をアルゴリズム的に組み立てる。
【００１５】
代表的で非限定的な実施形態については、以下の詳細な説明と添付図面に、さらに網羅的に記載および描写されている。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】多方向撮像束を含む多方向撮像アセンブリを表す。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
多方向画像束を統合している剛性のある各種多方向画像束とさまざまに具現化された多方向撮像アセンブリとに関する以下の説明は、例示的な性質のものであり、したがって、本発明またはその用途を限定することを意図するものではない。要約と詳細な説明に記載された各種の実装、態様、バージョン、および実施形態は、添付の特許請求の範囲内に収まっている限定的ではない一例という性質を持つものであり、請求項の最大範囲を制約する役割を果たすものではない。
【００１８】
図１を参照すると、例示的な多方向撮像アセンブリ１０は、多方向撮像アセンブリ１０にとって外部である異なる対応空間領域の第一および第二の画像を同時に受信する多方向撮像束１００を含む。本説明において以降さらに詳しく記載されている撮像束１００は、撮像束１００の一端で定義される共通の画像出力面１０５を通じて出力用画像を内部的に伝導する。
【００１９】
共通の画像出力面１０５を通じて出力される画像は、画像検出器アレイ１１０に光学的に伝達される。図示されたバージョンでは、介在する光学素子が不要となるように、その共通の画像出力面１０５と画像検出器アレイ１１０とが「直接」相互に連結される。ただし、この点とは逆の制限が明記されていない場合には、画像出力面１０５と画像検出器アレイ１１０との間に存在する少なくとも１つの光学素子（図示せず）が、添付の特許請求の範囲に定義されている本発明の範囲および意図を逸しないことは理解されるべきである。
【００２０】
代替的な実装形態では、電磁波の所定範囲を上回る波長を検出するように構成されたさまざまな従来型検出器アレイ１１０のうち、任意のものが組み込まれる。本発明の実施形態を実施するのに適した典型的な検出器アレイ１１０は、実施可能な程度に均一サイズかつ均等間隔の感光性検出器素子１１５を含む。概要に記述されているとおり、各種代替的な実施形態に組み込まれ得る３つの例示的なタイプの検出器アレイ１１０は、（ｉ）マイクロボロメータ、（ｉｉ）電荷結合装置（ＣＣＤ）、および（ｉｉｉ）相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）回路である。検出器アレイ１１０は、中央処理装置２０５を含むデータ処理システム２００と、登録画像を表すデータ２１５（あるいは「登録画像データ２１５」）を記憶するためのメモリ記憶２１０と、検出器アレイ１１０と登録画像データ２１５との電気出力を処理するための信号処理アルゴリズム２２０とに通信可能にリンクされている。
【００２１】
図１の例示的なバージョンでは、多方向撮像束１００が、第一および第二の画像伝導分岐素子１２０Ａと１２０Ｂとを含む。以降、一方の分岐素子１２０を他方と区別する必要がある場合に限り、アルファベット文字「Ａ」と「Ｂ」とが含まれる。相関的に、第一および第二の分岐素子１２０Ａおよび１２０Ｂと同様の素子は、同様の参照数値符号によって言及される。各分岐素子１２０は、画像入力面１３２を伴う第一の画像伝導部位１３０と、画像入力面１３２の反対側の画像出力面１４２を伴う第二の画像伝導部位１４０とを有する。さらに、各分岐素子１２０は、相対する画像入力面１３２と画像出力面１４２との間でその長さ全体にわたって剛性があり、その上、第一の部位１３０と第二の部位１４０とが、第一の画像伝播軸ＡＩＰ１と、第一の画像伝播軸ＡＩＰ１に対して平行でない第二の画像伝播軸ＡＩＰ２とにそれぞれ沿って延伸するとおり、第一の部位１３０と第二の部位１４０との間に少なくとも１つの屈曲部１４５を含む。
【００２２】
図１をさらに参照すると、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの第二の部位１４０が相互に結束されており、束幹１０６を定義するとともに、分岐素子１２０の位置と角度方向を互いに永久的に固定している。束幹１０６の成分である第二の部位１４０は、共通の束軸ＡＢに沿って延伸しているが、必ずしもこの束軸と平行とは限らない。さらに、分岐素子１２０の画像出力面１４２は、上述した共通の画像出力面１０５を定義するために一致する。
【００２３】
分岐素子１２０の第二の部位１４０が相互に結束されているため、分岐素子１２０の第一の部位１３０は、それによって定義される第二の部位１４０と束幹１０６とに対して相互に枝分かれしている。さらに詳しくは、第二の部位１４０が、どの特定バージョンでも、互いに、かつ共通の束軸ＡＢに対して平行でない可能性があるのに対し、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの第二の部位１４０は、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの第一の部位１３０よりも相互に平行に近い。加えて、各種バージョンで、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの画像入力面１３２は異なる方向を向いている。例えば、図１の非限定的な特定のバージョンでは、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの各々の画像入力面１３２が平面であり、分岐素子１２０の第一の画像伝播軸ＡＩＰ１に対して直角方向である。そのため、分岐素子１２０の第一の画像伝播軸ＡＩＰ１が相互に枝分かれしているという事実により、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの画像入力面１３２は、異なる方向を向いている。
【００２４】
第一および第二の集束素子１６０Ａおよび１６０Ｂは、それぞれ第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの画像入力面１３２と光学的に整列した状態に機械的に保たれる。第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの場合と同様に、一方の集束素子１６０を他方と区別する必要がある場合には、アルファベット文字「Ａ」および「Ｂ」が含まれる。図１に模式的に描かれているとおり、第一および第二の集束素子１６０Ａおよび１６０Ｂは、第一および第二の視野ＦＯＶ１およびＦＯＶ２をそれぞれ定義する。第一および第二の視野ＦＯＶ１およびＦＯＶ２は、撮像アセンブリ１０にとって外部である三次元の第一および第二の空間領域ＳＲ１とＳＲ２とにそれぞれ相関する。
【００２５】
所与の瞬間に、第一の空間領域ＳＲ１の第一の画像Ｉ１が、第一の集束素子１６０Ａによって取得され、第一の分岐素子１２０Ａの画像入力面１３２に投影される。第一の画像Ｉ１が同時に取得および投射されると、第二の空間領域ＳＲ２の第二の画像Ｉ２が第二の集束素子１６０Ｂによって取得され、第二の分岐素子１２０Ｂの画像入力面１３２に投影される。第一および第二の画像Ｉ１およびＩ２は、第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂの画像入力面１３２に衝突した後、それぞれ第一および第二の分岐要素１２０Ａおよび１２０Ｂを通じて内部反射によって伝導され、共通の画像出力面１０５を通じて検出器アレイ１１０の検出器素子１１５に光学的に伝達される。
【００２６】
内部反射している分岐素子１２０は、代替的な構成もあり得るが、図１の分岐素子１２０の各々は、光ファイバなど、近接溶着された複数の内部反射撮像電線管１５０を備える。図１の拡大した分岐セクションに示すとおり、各撮像電線管１５０は、光が内部反射によって撮像導管１５０を通じて伝播するように、撮像クラッド屈折素子ｎ２が撮像コア屈折素子ｎ１を下回るクラッド材料１５４によって囲まれた撮像コア屈折素子ｎ１を有する光学伝導コア１５２を含む。撮像電線管１５０が近接溶着される典型的な実施形態では、コア１５２が、溶着されたクラッド材料１５４の基盤内で支持される。
【００２７】
集束光学素子が異なる方向を向いていることにより、第一の集束素子１６０Ａによって定義される視野は、第二の集束素子１６０Ｂによって定義される視野とは異なる。すなわち、第一および第二の集束素子１６０Ａおよび１６０Ｂは、第一の集束素子１６０Ａによって取得および投影された第一の画像Ｉ１が、第二の集束素子１６０Ｂによって同時に取得および投影された第二の画像Ｉ２とは異なるものとなるように、異なる第一および第二の空間領域ＳＲ１およびＳＲ２のイメージを取得し、投影する。ただし、第一および第二の集束素子１６０Ａおよび１６０Ｂは、第一の視野ＦＯＶ１が第二の視野ＦＯＶ２に部分的に重なるように構成され、方向付けられる。図１では、この重複が、第一、第二、および第三の対象物Ｏ１、Ｏ２、およびＯ３と、例示的な画像Ｉ１およびＩ２とで表されている。さらに詳しくは、第一の対象物Ｏ１が、第一の分岐素子１２０Ａの第一の画像伝播軸ＡＩＰ１と概ね「同軸上」にあるものとして描かれている一方で、共通の束軸ＡＢと同軸上にあるものとして描かれている第二の対象物Ｏ２は、画像Ｉ１の最右端に表示される。区別可能なとおり、第三の対象物Ｏ３が第二の分岐素子１２０Ｂの第一の画像伝播軸ＡＩＰ１と概ね「同軸上」にあるものとして描かれているのに対し、上述した第二の対象物Ｏ２は画像Ｉ２の最左端に表示される。そのため、本実施例では、対象物Ｏ２が、撮像アセンブリ１０全体によって撮像される第一および第二の視野ＦＯＶ１およびＦＯＶ２の「重複領域」に所在する。
【００２８】
第一および第二の画像Ｉ１およびＩ２を表す検出器アレイ１１０で同時に登録された登録画像データ２１５は、コンピュータメモリ２１０に記憶される。第一の画像Ｉ１の「対象内容」の一部は、同時に取得される第二の画像Ｉ２の対象内容の一部と同じであることから、第一および第二の画像Ｉ１およびＩ２を表す登録画像データ２１５に若干の冗長性が存在するであろうということが理解されるであろう。そのため、少なくともいくつかの実装形態で、信号処理アルゴリズム２２０は、画像データの冗長性が除去される合成画像ＩＣをアルゴリズム的に組成（または集成）するために、第一および第二の画像Ｉ１およびＩ２に対応する登録画像データ２１５を分析する。図１の最下部に、第一および第二の画像Ｉ１およびＩ２に対応する登録画像データ２１５の非冗長部位によって形成される合成画像ＩＣを表す合成画像データ２３０のグラフ図がある。
【００２９】
図１の例示的な実施形態は、２つの画像伝導分岐素子１２０を有するバージョンを例示しているが、このバージョンが本発明の意図する範囲を決して制限しないことは理解されるべきである。さらに詳しくは、重複するいくつかの空間領域を同時に撮像できる２つよりも多くの分岐素子１２０を有するバージョンが想像される。例えば、３６０°の地平線と、地平線より上の空全体を撮像できるバージョンが考察される。
【００３０】
前述の内容は、本発明の原理を例示するものとみなされる。さらに、当業者であれば、本発明の範囲と精神から逸脱しない範囲で各種態様と実装形態に対する変更修正および改変を着想することが予想されるため、前述の内容が、添付の特許請求の範囲に表される本発明を、図示および説明どおりの構成、実装形態、およびバージョンに限定するものでないことは理解されるべきである。
【図１】
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