CN105120177A - 全景图像采集装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全景图像采集装置。包括鱼眼镜头模组、图像传感器和信号传输线，鱼眼镜头模组有两组，其光轴相互重叠，相对布置在同一光轴两端，两组鱼眼镜头模组光心连线的中心设置有棱镜，棱镜下方有同时采集两鱼眼镜头模组成像的图像传感器。本发明全景图像采集装置实现了全景图像中不同视场画质的完全统一和画面的完全同步；同时本全景图像采集装置只有一路的视频输出，极大的简化了后期全景图像处理的数据采集任务和全景拼接任务，降低了难度和成本；减少了图像传感器芯片数量和镜头数量，降低了图像采集***的成本，成像质量更高，画质更稳定。
Description
技术领域
本发明涉及一种全景图像采集技术，尤其涉及一种实现全天球全景图像采集处理技术。
背景技术
目前，广泛使用的全景图像采集装置是由多路的传感器将不同角度视野内的图像进行分别采集得到的，需要至少两路的图像传感器，主流使用两路、三路、四路、五路、六路甚至更多获取全景图像。在多路镜头视场角覆盖大于360度视野，虽然也可以采集到全景的图像，但是由于是用多块不同的传感器分别独立采集不同视野内的图像，多块传感器芯片感光参数的不同，往往会存在不同传感器采集到的图像存在色温、亮暗等成像效果的差异，此外由于多块传感器芯片采集到的图像信号不能很好的做到同步，还会导致对于同一个运动的对象，在不同的传感器的成像中的姿态，位置不同步的情况出现。
同时，多传感器应用对后端的图像处理芯片要求较高，不但要求至少支持两路的视频输入和画面同步，而且对硬件接口、驱动、计算能力等指标也有较高要求，目前市面上该类处理器的成本一般比较高，开发难度和成本也比较高，很难和现有的图像处理模块配合使用；同时模块需要多个传感器和镜头，增加了额外模块的成本。
发明内容
本发明根据现有技术的不足公开了一种全景图像采集装置。本发明为了克服多路传感器全景图像采集装置的成像画质存在差异、画面不同步、成本较高的缺陷，提供一种单传感器的全景图像采集装置，本发明装置只需要一片传感器芯片就可使实现对全景图像的采集，有效地降低了成本并克服了不同传感器成像差异的缺项。
本发明通过以下技术方案实现：
全景图像采集装置，包括鱼眼镜头模组、图像传感器和信号传输线，其特征在于：
所述鱼眼镜头模组有两组，其光轴相互重叠，相对布置在同一光轴两端，两组鱼眼镜头模组光心连线的中心设置有棱镜，棱镜下方有同时采集两鱼眼镜头模组成像的图像传感器。
所述鱼眼镜头模组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。
所述两鱼眼镜头模组、棱镜和图像传感器沿两组镜头连线的中垂线对称布置。
所述图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
所述光轴与棱镜反射面的法线成45°角。
本专利所指的全景，指的是水平视场角360°，垂直视场角360°的全天球全景视野。
本发明全景图像采集装置两个具有超广角的鱼眼镜头模组将全景视野分为前后两部分视野，分别进行成像，成像光信号经过超广角镜片组后投射到位于镜头模组中间的棱镜两侧的反射面上，经过棱镜的反射，直接同时成像在同一传感器靶面的左右区域。本发明图像传感器在左右成像区域之间有一条过渡带，用于隔离前后两路光学信号之间的干扰，为了更为充分的利用成像芯片的成像面积，成像芯片采用长宽比为16:9的光学元件，并在最终投射在传感器的图像上进行边缘切边处理。由于采用了大靶面高分辨率的图像传感器，最终成像效果可以实现200万到600万甚至更高的成像分辨率。由于只需要一片的图像采集芯片，最终输出只是一路的图像数据信号。
本发明的有益效果是，本发明全景图像采集装置实现了全景图像中不同视场画质的完全统一和画面的完全同步；同时本全景图像采集装置只有一路的视频输出，极大的简化了后期全景图像处理的数据采集任务和全景拼接任务，降低了难度和成本；减少了图像传感器芯片数量和镜头数量，降低了图像采集***的成本，成像质量更高，画质更稳定。
附图说明
图1是本发明全景图像采集装置截面结构示意图；
图2是本发明全景图像采集装置外部侧视结构示意图；
图3是本发明全景图像采集装置外部俯视结构示意图；
图4是本发明全景图像采集装置***立体结构示意图。
图中，1是前视场鱼眼镜头模组，2是后视场鱼眼镜头模组，3是镜头支座，4是棱镜，5是图像采集电路板，6是图像传感器，7是软排线接线座。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进行具体的描述，实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
结合图1至图4。
全景图像采集装置，包括鱼眼镜头模组、图像传感器6和信号传输线，鱼眼镜头模组有两组，分别是前视场鱼眼镜头模组1和后视场鱼眼镜头模组2，两鱼眼镜头模组光轴相互重叠，相对布置在同一光轴两端，两组鱼眼镜头模组光心连线的中心设置有棱镜4，棱镜4下方有同时采集两鱼眼镜头模组成像的图像传感器6。
鱼眼镜头模组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。
两鱼眼镜头模组、棱镜4和图像传感器6沿两组镜头连线的中垂线对称布置。
图像传感器6可以选用CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
光轴与棱镜4反射面的法线成45°角。
如图1至4所示，前视场鱼眼镜头模组1、后视场鱼眼镜头模组2、棱镜4在同一个光轴上，该光轴与图像传感器6成像靶面的法线垂直。棱镜4位于图像传感器6的正上方，棱镜4为三棱镜，前、后视场的光线同步通过鱼眼镜头模组聚光成像后通过棱镜4的反射面反射到图像传感器6。镜头支座3为其他的光学部件提供支撑，图像传感器6和软排线接线座7布于图像采集电路板5上。采用密封防水设计，完全隔离外界杂光、灰尘和水汽的影响。
如图所示，棱镜4位于图像传感器6的正上方，其尖端正对着图像传感器6长度的1/2分界线处。前视场鱼眼镜头模组1的光轴和棱镜4的前反射面的法线成45°角，后视场鱼眼镜头模组2的光轴和棱镜4的后反射面的法线成45°角。由于棱镜尖端的加工精度的影响，需要在前后视场成像之间留有预3mm的间隙过渡带。图像信号通过软排线接线座7连接信号传输线输出。
本发明装置一方面从原有的多路镜头+多路传感器+图像拼接模块的结构变成单路多组镜头+单路传感器的结构，从结构上使整体模块更加紧凑，可实现最终产品的小型化，提高了模块的可靠性，从硬件上节约了成本；另一方面全景画面的多个部分的同步、曝光、整合工作从原有的利用电路方案实现到现在从光学上直接解决，降低了全景画面技术的开发难度，提升了成像画质效果；而且，由于本发明避开了硬件芯片(对计算量、硬件接口、驱动等均有限制)对画面前期的预处理，只要图像处理模块支持常规的图像传感器数据接口(如mipi，csi，Parellel等)，就可以接入本模块，使全景技术很容易的和现有的图像处理模块结合使用，拓宽了全景技术的使用范围。
Claims (6)
1.全景图像采集***，包括鱼眼镜头模组、图像传感器和信号传输线，其特征在于：
所述鱼眼镜头模组有两组，其光轴相互重叠，相对布置在同一光轴两端，两组鱼眼镜头模组光心连线的中心设置有棱镜，棱镜下方有图像传感器；
所述两鱼眼镜头模组的成像光信号分别投射到棱镜两侧的反射面，经反射后同时在同一图像传感器靶面形成左右区成像，图像传感器靶面左右成像区域之间有一条宽度大于0.1mm、小于0.3mm的用于隔离两路光信号之间干扰的过渡带。
2.根据权利要求1所述的全景图像采集***，其特征在于：所述图像传感器靶面长宽比为16:9。
3.根据权利要求1或2所述的全景图像采集***，其特征在于：所述鱼眼镜头模组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。
4.根据权利要求3所述的全景图像采集***，其特征在于：所述两鱼眼镜头模组、棱镜和图像传感器沿两组镜头连线的中垂线对称布置。
5.根据权利要求4所述的全景图像采集***，其特征在于：所述光轴与棱镜反射面的法线成45°角。
6.根据权利要求3所述的全景图像采集***，其特征在于：所述图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。
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