一种用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的制作方法

本实用新型涉及一种镜头装置，尤其涉及用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置。也可用于其他需要大视角采集或者监看的应用场景，比方说监控、视频会议等。

背景技术：

全景图片和全景视频的生成，通常用相机对几个方向分别拍照，或者摄像机分别拍摄视频，然后将记录的照片或者视频拼接而成。

为了保证拼接的拼缝尽量的小，结果尽量的完美，根据全景摄影的原理，在拍摄上，要求几个方向的照片或者视频，不能存在视差。也就是要求几张照片、或者视频拍摄时，镜头的节点要重合。全景摄影中的镜头的节点，指的是当镜头围绕该点旋转进行拍摄的过程中，所拍摄的照片或者视频没有视差，这个节点位置和镜头的光路设计直接相关。

如图1所示，在全景图片的拍摄中，我们通常使用全景专用云台和一台相机。为了让镜头的节点重合，拍摄时，将相机固定在云台上，调节镜头的节点和云台的旋转中心保持一致，这样，当用一台相机进行各个方向拍摄时，可以保证节点重合。

在全景视频拍摄中，因为需要几个方向视频同时拍摄，不可能做到节点重合。所以，只能是如图2所示的几个摄像机尽量紧凑的排列，然后通过后期拼接算法优化，以及视频后处理来完成一个全景视频的制作。

以上两种方法，采用云台调节节点的办法，操作比较繁琐，需要一些经验，不同的设备节点不一样，同样的设备每次安装到云台上的时候，也需要再次调节，而且仅适用于拍摄静态图片。对于拍摄视频，则只能使用第二种方法，而第二种方法，因为摄像机本身外壳、电路板、电池等部分也要占空间，所以，哪怕最紧凑排布，依然会有不小的节点误差。

技术实现要素：

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

本实用新型提供了一种用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置，解决了多相机的全景拍摄中的相机节点如何重合的问题。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置，由多个镜头组合而成，每个镜头所拍摄的画面之间存在重合区域，其中每个镜头包括前组镜片和后组镜片，镜头组合在一起共用每个镜头的前组镜片和后组镜片之间的光学路径空间。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，所述多个镜头所处的位置使得所有镜头的光学节点重合。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，通过调整光学模型使镜头的第一主点靠后且位于前组镜片和后组镜片之间的光程空间上。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，所述多个镜头所处的位置使得每个镜头的光学节点靠近镜头组合的几何中心。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，通过调整光学模型使镜头的第一主点靠后且位于前组镜片中。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，前组镜片用于将环境光线折射入镜头，后组镜片用于将光线聚焦到感光元件上形成曝光。

根据本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的一实施例，通过调整光学模型将光线从前组镜片至后组镜片的光程拉长，以使前组镜片和后组镜片之间的空间拉大。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型在对组合镜头进行光学设计的时候，对几个镜头综合考虑，将几个镜头组合起来，共用每个镜头的前组镜片和后组镜片之间的光学路径空间，形成一套完整的全景镜头组，完成多方向曝光。一方面，采用本实用新型的方案可以实现工业生成，一次解决问题，不需要后期繁琐调节；另一方面，从光学镜头上开始优化，结构紧凑，误差可以控制的很小；再一方面，方案的适用范围广泛，既可以用于全景照片，也可以用于全景视频。

附图说明

图1示出了全景照片的拍摄中传统运用云台的方案的示意图。

图2示出了全景视频的拍摄中传统紧凑排列摄像机的方案的示意图。

图3示出了本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的较佳实施例的结构图。

图4示出了本实用新型的单个镜头的结构示意图。

具体实施方式

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本实用新型的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图3示出了本实用新型的用于全景摄影的鱼眼镜头组合装置的较佳实施例的结构。请参见图3，本实施例以三个镜头为例来说明，组合装置是由三个镜头组合而成，每一个镜头都包括前组镜片1和后组镜片2，在进行镜头的光学设计的时候，对这三个镜头综合考虑，共用每个镜头的前组镜片和后组镜片之间的光学路径空间，形成一套完整的全景镜头组，完成多方向曝光。每个镜头除了负责本方向的拍摄之外，各个镜头拍摄的画面之间还存在重合区域。

在对镜头进行组合安装的时候，让所有镜头的光学节点重合，这个重合点就是镜头组合的几何中心，这是最佳的设计。当很难做到镜头的光学节点重合时，也可以尽量让每个镜头的光学节点靠近镜头组合的几何中心，同样可以消除或有效减小节点误差，提升全景的拼接效果。

对于每一个镜头中的前组镜片和后组镜片的设计，参考图4所示，前组镜片1负责将环境光线折射入镜头，通过适当调整光学模型，尽量将光线到后组镜片2的光程拉长，使得前组镜片1和后组镜片2之间的空间拉大。同时让镜头的第一主点尽量靠后，可以控制第一主点位于前组镜片1和后组镜片2之间的光程空间上，以使得所有镜头的光学节点能够重合；也可以控制第一主点位于前组镜片1中，以使得尽量让每个镜头的光学节点靠近镜头组合的几何中心，这两种方式均能有效减小组合镜头的节点误差。后组镜片2负责将光线聚焦到感光元件上，形成清晰的曝光。

本实用新型的镜头组合方案除了实施例中记载的三镜头方案，同样适用于任何超过3组镜头的组合，镜头分布可以错开，不仅适用于水平布局，也适用于立体布局。这样的光学布局所完成的曝光的空间覆盖，可以是全空间360度×180度，也可以是部分空间覆盖，根据具体所需全景图片或者全景视频而定。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。