CN209299385U - 一种偏心鱼眼摄像头 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种偏心鱼眼摄像头，包括镜头和图像传感器，所述镜头中心与图像传感器中心不重合，所述传感器中心相对于镜头中心发生垂直偏移，所述传感器中心相对于镜头中心的偏移距离为¼SensorHeight。通过垂直偏移图像传感器的中心，减少图像的径向畸变。
Description
技术领域
本实用新型涉及数码成像产品，具体为一种偏心鱼眼摄像头。
背景技术
众所周知，焦距越短，视角越大，因光学原理产生的变形也就越强烈。为了达到180度的超大视角，鱼眼镜头的设计者不得不作出牺牲，即允许径向形变的合理存在。其结果是除了画面中心的景物保持不变，其他本应水平或垂直的景物都发生了相应的变化，位于中心的图像形变较小，到中心的距离越大形变也越大。鱼眼摄像头拍摄的图像的4个角的地方存在暗角，是因为这些区域没有光进来，也就是说图像传感器的面积大于镜头的投影区域面积，这时图像传感器是浪费的。
常规的鱼眼摄像头有两种规格，一种为1:1鱼眼摄像头，即图像传感器为正方形，图像传感器的边长W与镜头的投影区域的直径L相等，这种鱼眼摄像头可视角度大，垂直视场角和水平视场角都很大，最大可达220°-230°，缺点是高像素的1:1图像传感器成本较高，暗角比较大，造成了图像传感器的浪费比较大而且图像的径向畸变较大；一种为16:9的鱼眼摄像头，与即图像传感器的长高比为16:9，图像传感器的长W镜头的投影区域的直径L相等，因为16:9是黄金分割点，所以工业大规模生产这种图像传感器最为成熟，成本也最低，所以就有了16:9的鱼眼摄像头，这种鱼眼摄像头暗角小，图像传感器的浪费较小，具备较大的水平视场角，成本低，但是垂直视场角较小，且强制上下对称，径向畸变较大。
传统的鱼眼摄像头因透镜中心与图像传感器中心重合，图像传感器的浪费现象普遍严重，且图像的径向畸变较大，光轴上下放的垂直视场角相等不能灵活适应更多场景的需求。
实用新型内容
本实用新型的发明目的在于提供一种径向畸变小的偏心鱼眼摄像头。
本实用新型解决上述技术问题所采取的技术方案如下：
一种偏心鱼眼摄像头，包括镜头和图像传感器，所述镜头中心与图像传感器中心不重合，所述传感器中心相对于镜头中心发生垂直偏移。通过垂直偏移图像传感器的中心，减少图像的径向畸变。
优选的是，所述传感器中心相对于镜头中心的偏仩移距离为SensorHeight。SensorHeight指的是图像传感器的高度，高度单位是mm。
优选的是，所述图像传感器中心位于镜头中心下方。减少暗角面积，提高图像传感器的使用率。
优选的是，所述图像传感器的长高比为16:9。16:9的图像传感器造价低，减少鱼眼摄像头的成本。
本实用新型一种偏心鱼眼摄像头，通过将图像传感器的中心向下偏移，有效降低了图像上半部分的畸变程度，同时增大了光心下方的垂直视场角。这在很多应用场景下会产生非常好的效果，比如可以兼容流媒体后视镜与倒车摄像头的要求。流媒体后视镜关注的是车辆正后方的景物的图像质量，也就是要尽可能小的畸变；而倒车摄像头关键的是，大的可以角度包括水平视场角来确保可以看到车辆侧方远处的物体。和较大的垂直视场角以确保看到自车的保险杠进而确定自车与其他物体的距离，本专利可以很好地解决这个问题但不限于这个问题。
本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
下面结合附图对本实用新型进行详细的描述，以使得本实用新型的上述优点更加明确。
图1是本实用新型一种偏心鱼眼摄像头的中心偏移示意图；
图2是本实用新型一种偏心鱼眼摄像头的内部光路图；
图3是本实用新型一种偏心鱼眼摄像头的鱼眼的等距投影模型示意图；
图4是本实用新型一种偏心鱼眼摄像头的图像畸变与位置的关系图；
图5是本实用新型一种偏心鱼眼摄像头的小孔成像简式图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型进行详细地说明。
如图1-2所示，OI是镜头中心，OS是图像传感器中心，一种偏心鱼眼摄像头，包括镜头和图像传感器，所述镜头中心与图像传感器中心不重合，所述传感器中心相对于镜头中心发生垂直偏移。通过垂直偏移图像传感器的中心，减少图像的径向畸变。
优选的是，所述传感器中心相对于镜头中心的偏仩移距离为SensorHeight。SensorHeight指的是图像传感器的高度，高度单位是mm。
优选的是，所述图像传感器中心位于镜头中心下方。减少暗角面积，提高图像传感器的使用率。
优选的是，所述图像传感器的长高比为16:9。16:9的图像传感器造价低，减少鱼眼摄像头的成本。
如图3-4所示，为了将尽可能大的场景投影到有限的图像平面内，鱼眼相机会按照一定的投影函数来设计。根据投影函数的不同，鱼眼相机的设计模型大致能被分为四种：等距投影模型、等立体角投影模型、正交投影模型和体视投影模型。以等距投影模型模型为例，
rd＝fθ，rc是理想小孔模型的投影点到图像中心的距离，rd是鱼眼图像投影点到图像中心的距离。在平面相机中rc≈rd，但在鱼眼相机中，在θ较小时rc与rd接近所以畸变较小，θ越大rc与rd的差距也越大。畸变与到光心的距离成正比。
下面计算一下本专利所述摄像头对上半部分图像畸变减小的程度，以及对光轴下半部分垂直视场角提高的程度。
设P为图像上任意一点，其坐标记为(xp,yp)，图像传感器的中心记为C，坐标为(xc,yc)。光心镜头的中心在图像上的位置即光心记为O，坐标为(xo,yo)。令M表示图像上半部分所有点的集合。表示p点的畸变程度，表示M区域所有点畸变的总和。
根据径向畸变原理有，rd＝fθ,rc＝ftanθ, 其中rc为小孔模型投影到中心的距离，rd表示鱼眼相机模型投影到光心的距离。如果无畸变二者应该相等，二者的差距越大说明畸变程度越大(可参考图4.1)。上述公式都是以等距投影模型为例，实际鱼眼相机的投影模型有多重，所以一般用一个泰勒展开式来描述这个函数，通过计算参数可以适配各种投影模型。
综上所述可以计算图像上半部分的总畸变了，对于传统16:9相机C坐标为(xc,yc)sensorWidth，sensorHeight分别为图像传感器的宽度和高度，单位是mm。本专利中，D为镜头与图像传感器之间的偏移距离，在本专利中其他计算与上述公式相同，计算所得总畸变计为表示畸变减小的程度，这个值与实际相机有关，本专利不限制使用的具体相机。这里给出测试参考值ε＝0.642，也就是说图像上半部分的畸变程度降为原来的百分之64.2。
如图5所示，光轴下方的垂直视场角θ2由原来的变为其中单位为弧度。具体数值与相机实际参数有关本专利不做限定。参考值θ'2-θ2＝0.4537换算成角度是26°，就是说光轴下方的垂视场角增大了26°。
本实用新型一种偏心鱼眼摄像头，通过将图像传感器的中心向下偏移，有效降低了图像上半部分的畸变程度，同时增大了光心下方的垂直视场角。这在很多应用场景下会产生非常好的效果，比如可以兼容流媒体后视镜与倒车摄像头的要求。流媒体后视镜关注的是车辆正后方的景物的图像质量，也就是要尽可能小的畸变；而倒车摄像头关键的是，大的可以角度包括水平视场角来确保可以看到车辆侧方远处的物体。和较大的垂直视场角以确保看到自车的保险杠进而确定自车与其他物体的距离，本专利可以很好地解决这个问题但不限于这个问题。
最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种偏心鱼眼摄像头，包括镜头和图像传感器，其特征在于，所述镜头中心与图像传感器中心不重合，所述传感器中心相对于镜头中心发生垂直偏移。
2.根据权利要求1所述偏心鱼眼摄像头，其特征在于，所述传感器中心相对于镜头中心的偏移距离为¼SensorHeight。
3.根据权利要求1所述偏心鱼眼摄像头，其特征在于，所述图像传感器中心位于镜头中心下方。
4.根据权利要求1所述偏心鱼眼摄像头，其特征在于，所述图像传感器的长高比为16:9。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN201920142813.2U CN209299385U (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 一种偏心鱼眼摄像头 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920142813.2U CN209299385U (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 一种偏心鱼眼摄像头 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
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| CN209299385U true CN209299385U (zh) | 2019-08-23 |
Family
ID=67642579
Family Applications (1)
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| CN201920142813.2U Active CN209299385U (zh) | 2019-01-25 | 2019-01-25 | 一种偏心鱼眼摄像头 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN209299385U (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114633692A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-17 | 深圳市艾为智能有限公司 | 一种偏心镜头在cms***中的应用方法 |
| WO2022198534A1 (zh) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | 华为技术有限公司 | 一种摄像头模组的安装方法及移动平台 |
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2019
- 2019-01-25 CN CN201920142813.2U patent/CN209299385U/zh active Active
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2022198534A1 (zh) * | 2021-03-24 | 2022-09-29 | 华为技术有限公司 | 一种摄像头模组的安装方法及移动平台 |
| CN114633692A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-17 | 深圳市艾为智能有限公司 | 一种偏心镜头在cms***中的应用方法 |
| CN114633692B (zh) * | 2022-03-14 | 2023-10-03 | 深圳市艾为智能有限公司 | 一种偏心镜头在cms***中的应用方法 |
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