双鱼眼全景图像采集装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种全景图像采集装置。包括鱼眼镜头组、图像传感器和信号传输接口，鱼眼镜头组有两组，其光轴相互平行并相对布置，每组鱼眼镜头组光轴上设置有棱镜，棱镜下方两组光路中各自分别设置有一聚焦透镜组，两组聚焦透镜组聚焦成像位有同时采集两鱼眼镜头组成像的同一图像传感器；两组鱼眼镜头组可以是重叠和不重叠两种布置结构。本装置通过对鱼眼镜头成像组的独特设计，能够在不减小鱼眼镜头通光孔径尺寸的情况下，实现双鱼眼镜头横向尺寸的减小，减小双鱼眼型全景相机重叠部分的视差。并通过合理设计，实现两个鱼眼镜头同时成像到同一图像传感器上，保证成像质量的同时，保证不同镜头之间的同步。

【技术实现步骤摘要】
双鱼眼全景图像采集装置
本技术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。
技术介绍
现有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。对于双鱼眼镜头形式的全景图像采集装置主要有两种主要实现结构。一是将两个鱼眼镜头模组背靠背摆放，两个鱼眼镜头模组分别含有独立的成像元件，为了获得更小的视差，两组鱼眼镜头的尺寸都设计的很小，而尺寸上的减小将影响到最终图像的质量。二是对两组鱼眼镜头进行优化，在鱼眼镜头的前组透镜组和后组透镜组中加入反射结构，经过反射后，两组鱼眼镜头的后组透镜光轴垂直于前组透镜的光轴，方向相反。该方法能够实现整体成像装置横向尺寸的减小，能够在保证视差小的同时增加每组鱼眼镜头的尺寸，然而两组独立的感光元件，会引入图像画质不同，时间不同步等问题。这两种方法都无法很好的满足全景实时拍摄的需求。
技术实现思路
为克服现有双鱼眼型全景图像采集转置在成像效果与不同鱼眼镜头所成像之间同步所存在的问题，本技术公开了一种全景图像采集装置。本技术通过以下技术方案实现：双鱼眼全景图像采集装置，包括鱼眼镜头组、图像传感器和信号传输接口，其特征在于：所述鱼眼镜头组有两组，其光轴相互平行并相对布置，每组鱼眼镜头组光轴上设置有棱镜，棱镜下方两组光路中各自分别设置有一聚焦透镜组，两组聚焦透镜组聚焦成像位有同时采集两鱼眼镜头组成像的同一图像传感器。所述两鱼眼镜头组光轴重叠并相对布置，共用一组具有两相互垂直反射面的棱镜，棱镜和图像传感器沿两组镜头连线的中垂线对称布置。另一种结构是所述两鱼眼镜头组光轴不重叠平行并相对布置，每组鱼眼镜头组光轴上等距离位置分别设置有一棱镜，两棱镜中心连线与光轴垂直，图像传感器位于两棱镜中心连线下方布置。上述鱼眼镜头组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。上述图像传感器为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。上述光轴与棱镜反射面的法线成45°角。上述聚焦透镜组由多片透镜组成可调节焦距的透镜组合。本技术的有益效果是，本技术全景图像采集装置在保证鱼眼镜头成像质量与全景成像拼接效果的同时，保证两个鱼眼镜头之间的同步，增强最终显示的效果减少后期处理算法的复杂程度。该装置通过对鱼眼镜头成像组的独特设计，能够在不减小鱼眼镜头通光孔径尺寸的情况下，实现双鱼眼镜头横向尺寸的减小，减小双鱼眼型全景相机重叠部分的视差。并通过合理设计，实现两个鱼眼镜头同时成像到同一图像传感器上，保证成像质量的同时，保证不同镜头之间的同步；并且本技术采集装置采用单传感器能够有效降低全景图像的获取成本。附图说明图1是本技术装置的一种结构剖面示意图；图2是图1俯视结构示意图；图3是本技术另一种结构剖面示意图；图4是图3俯视结构示意图。图中，1是左视场鱼眼镜头组，2是右视场鱼眼镜头组，3是棱镜，4是左视场镜头后组，5是右视场镜头后组，6是后组镜头固定模组，7是图像传感器，8是传感器电路，9是传输接口。具体实施方式下面通过实施例对本专利技术进行具体的描述，实施例只用于对本专利技术进行进一步的说明，不能理解为对本专利技术保护范围的限制，本领域的技术人员根据本专利技术的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本专利技术保护的范围。实施例1结合图1和图2。本例双鱼眼全景图像采集装置，包括鱼眼镜头组、图像传感器7和信号传输接口9，鱼眼镜头组有两组，其光轴相互重叠，相对布置在同一光轴两端，两组鱼眼镜头组光心连线的中心设置有棱镜3，棱镜3下方两组光路中各自分别设置有一聚焦透镜组，两组聚焦透镜组聚焦成像位有同时采集两鱼眼镜头组成像的同一图像传感器7。鱼眼镜头组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。两鱼眼镜头组、棱镜3和图像传感器7沿两组镜头连线的中垂线对称布置。图像传感器7为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。光轴与棱镜3反射面的法线成45°角。聚焦透镜组由多片透镜组成可调节焦距的透镜组合。如图1所示，图1示例了本技术的一种结构，在图1中，鱼眼镜头组包括左视场鱼眼镜头组1和右视场鱼眼镜头组2，聚焦透镜组包括左视场镜头后组4和右视场镜头后组5，左视场镜头后组4和右视场镜头后组5通过后组镜头固定模组6固定安装在装置固定部件上。左视场鱼眼镜头组1、右视场鱼眼镜头组2、棱镜3在同一光轴上，该光轴与最终成像平面平行。两组鱼眼超广角镜头对称放置，棱镜3放置在两组鱼眼镜头的对称轴上。入射光线通过鱼眼镜头后，角度被压缩。压缩过后的成像光线分别各自通过左视场镜头后组4和右视场镜头后组5后同时成像在图像传感器7上。左视场镜头后组4和右视场镜头后组5通过固定模组6固定在装置固定部件上，如相机镜头部件等；图像传感器7位于两组聚焦透镜的成像焦距处，传感器电路8引出传感器电路数据传输接口9用于将全景成像转置所成像传输出来，用于后期软件处理，实现全景信息的播放。本技术选用CMOS作为该装置的图像传感器7，针对COMOS传感器尺寸为，合理设计光学镜头的结构与棱镜的大小。其中，鱼眼超广角镜头的视场角度大于180度。两鱼眼超广角镜头的光轴重合。棱镜3选用直角棱镜，其尖端正对着图像传感器7长度方向的1/2分界线处。光路经过棱镜3反射后，垂直于图像传感器7所在平面。经棱镜3反射之后的光轴与镜头后组光轴重叠；鱼眼超广角镜头传入的图像信息经过镜头后组后成像在图像传感器7上，两组鱼眼超广角镜头分别成一个圆形图像。两个圆形图像之间的间隔通过棱镜的位置来控制。所成的图像信号通过传输接口9输出，通过后期软件处理，获得实时的全景视频和全景图像。选用OV4689作为该装置的光电传感器，由于传感器尺寸为1/2.9英寸，根据这个尺寸合理设计光学镜头的结构与棱镜的大小。其中，鱼眼镜头的前组视场角度大于180度。两鱼眼镜头的前组光轴重合。棱镜选用直角棱镜，其尖端正对着图像传感器长度方向的1/2分界线出。光路经过棱镜反射后，垂直于传感器所在平面。反射之后的前组镜头光轴，与后组镜头光轴重叠。前组镜头传入的图像信息经过后组镜头后成像在光电传感器上，两组鱼眼镜头分别成一个圆形图像。两个圆形图像之间的间隔通过棱镜的位置来控制。所成的图像信号通过排线接座传输出。通过后期软件处理，就能获得实时的全景视频和全景图像。实施例2结合图3和图4。本例左视场鱼眼镜头组1和右视场鱼眼镜头组2系统相同，方向相反，光轴平行不重叠、相对并排放置。本文档来自技高网...

【技术保护点】
双鱼眼全景图像采集装置，包括鱼眼镜头组、图像传感器和信号传输接口，其特征在于：所述鱼眼镜头组有两组，其光轴相互平行并相对布置，每组鱼眼镜头组光轴上设置有棱镜，棱镜下方两组光路中各自分别设置有一聚焦透镜组，两组聚焦透镜组聚焦成像位有同时采集两鱼眼镜头组成像的同一图像传感器。

【技术特征摘要】
1.双鱼眼全景图像采集装置，包括鱼眼镜头组、图像传感器和信号传输接口，其特征在于：所述鱼眼镜头组有两组，其光轴相互平行并相对布置，每组鱼眼镜头组光轴上设置有棱镜，棱镜下方两组光路中各自分别设置有一聚焦透镜组，两组聚焦透镜组聚焦成像位有同时采集两鱼眼镜头组成像的同一图像传感器。2.根据权利要求1所述的双鱼眼全景图像采集装置，其特征在于：所述两鱼眼镜头组光轴重叠并相对布置，共用一组具有两相互垂直反射面的棱镜，棱镜和图像传感器沿两组镜头连线的中垂线对称布置。3.根据权利要求1所述的双鱼眼全景图像采集装置，其特征在于：所述两鱼眼镜头组光轴不重叠平行并相对布置...

【专利技术属性】
技术研发人员：张恩泽，赖文杰，胡志发，成茵，余黎，
申请(专利权)人：成都易瞳科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川,51