一种全景图像采集装置的制作方法

本实用新型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的图像采集装置。

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。

技术实现要素：

本实用新型根据现有技术的不足公开了一种全景图像采集装置。本实用新型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，本实用新型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，同时本实用新型采用多棱镜结构，更方便图像采集系统光学信号的采集和传输。

本实用新型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上分别设置有棱镜，两棱镜下方有同时采集两鱼眼镜头模组成像的一图像传感器。

本实用新型一种结构是所述两棱镜分别与相对应的鱼眼镜头模组匹配连接。该结构所述棱镜可随相应侧的鱼眼镜头模组调整移动。

本实用新型另一种结构是所述两棱镜对称固定于两组鱼眼镜头模组光心连线上。该结构所述棱镜不随相应侧的鱼眼镜头模组调整移动，可独立地进行棱镜的调整移动。

本实用新型每块棱镜的横截面为直角三角形结构，反射面采用直角三角形的斜面外表面或斜面内表面均可。

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。

本实用新型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各棱镜的反射面上，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。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。

本实用新型的有益效果是，本实用新型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，降低了图像采集系统的成本，成像质量更高，画质更稳定；本实用新型采用独立分拆、可调节的棱镜结构，进一步增加了全景镜头的适应性，采用不同可调整结构，使全景镜头在不同、复杂的图像采集环境中适应性更强，功能更全面，效率更高。

附图说明

图1是本实用新型全景图像采集装置截面结构示意图；

图2是本实用新型全景图像采集装置外部侧视结构示意图；

图3是本实用新型全景图像采集装置外部俯视结构示意图；

图4是本实用新型全景图像采集装置系统立体结构示意图；

图5是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图；

图6是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图；

图7是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图；

图8是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图。

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是棱镜组，41是棱镜一，42是棱镜二，5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实用新型进行具体的描述，实施例只用于对本实用新型进行进一步的说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制，本领域的技术人员根据本实用新型的内容作出的一些非本质的改进和调整也属于本实用新型保护的范围。

结合图1至图8。

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，其特征在于：

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上分别设置有棱镜，两棱镜下方有同时采集两鱼眼镜头模组成像的一图像传感器6。

本实用新型一种结构采用两棱镜分别与相对应的鱼眼镜头模组匹配连接。该结构所述棱镜可随相应侧的鱼眼镜头模组调整移动。

本实用新型另一种结构是所述两棱镜对称固定于两组鱼眼镜头模组光心连线上。该结构所述棱镜不随相应侧的鱼眼镜头模组调整移动，可独立地进行棱镜的调整移动。

每块棱镜的横截面为直角三角形结构，反射面为直角三角形的斜面外表面或斜面内表面。

鱼眼镜头模组由多片透镜组成，镜头视场角大于180度。

图像传感器6为CCD图像传感器或CMOS图像传感器。

光轴与棱镜反射面的法线成45°角。

如图所示，前视场鱼眼镜头模组1、后视场鱼眼镜头模组2、棱镜组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。棱镜组4位于图像传感器6的正上方，棱镜组4是包括棱镜一41和棱镜二42的三棱镜，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一41和棱镜二42的反射面反射到一块图像传感器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，棱镜一41和棱镜二42均位于图像传感器6的正上方，前视场鱼眼镜头模组1的光轴和棱镜一41反射面的法线成45°角，后视场鱼眼镜头模组2的光轴和棱镜二42反射面的法线成45°角。图像信号通过软排线接线座7连接信号传输线输出。

图1是本实用新型全景图像采集装置截面结构示意图；图2是本实用新型全景图像采集装置外部侧视结构示意图；图3是本实用新型全景图像采集装置外部俯视结构示意图；图4是本实用新型全景图像采集装置系统立体结构示意图。图中，前视场鱼眼镜头模组1、后视场鱼眼镜头模组2、棱镜组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。棱镜组4位于图像传感器6的正上方，棱镜组4是包括棱镜一41和棱镜二42的三棱镜，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一41和棱镜二42的反射面反射到一块图像传感器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。

图5是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图。图中棱镜一41和棱镜二42为独立可调节结构，棱镜斜面外表面为反射面。

图6是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图。图中棱镜一41和棱镜二42为分别与镜头模组固连结构，随镜头模组调节。

图7是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图。图中棱镜一41和棱镜二42为独立可调节结构，棱镜斜面内表面为反射面。

图8是本实用新型全景图像采集装置一种实施例结构示意图。图中棱镜一41和棱镜二42为相互固定结构，棱镜斜面内表面为反射面。

本实用新型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，由于本实用新型避开了硬件芯片(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。

本实用新型采用独立分拆、可调节的棱镜结构，进一步增加了全景镜头的适应性，采用多种可调整结构，使全景镜头在不同、复杂的图像采集环境中适应性更强，功能更全面，效率更高。