本发明涉及摄影成像领域，尤其是涉及一种多镜头成像装置及多镜头成像系统。
背景技术：
随着科技的进步，摄影成像技术得到快速的发展，目前，摄像机已经不仅仅局限于只能对某个角度的视野进行摄像的单镜头类型，而逐步出现了能够对多角度甚至全景进行摄像的多镜头摄像机。
然而，现有的多镜头摄像机具有多个镜头和多个光传感器，且镜头与光传感器一一对应，其摄像原理为：由每个镜头采集该镜头所对应的角度区域内的光线，以在与该镜头对应的光传感器上生成一路图像，分别对各个光传感器上生成的各路图像进行编码，再将多个光传感器上的多路图像的编码通过编程进行拼接渲染，生成最终图像。
现有技术存在以下缺点：
图像同步复杂，成像的一致性差，由于是多个镜头和多个光传感器实现图像的获取和编码，每一路图像的编码都有其时序，当多路视频进行拼接时，需要将每一路视频的时序进行同步，从而消耗等待和轮询时间，导致成像一致性差，牺牲部分性能；
硬件成本高，每个镜头都要配置一个光传感器等。
技术实现要素：
本发明是鉴于上述问题而提出的，其目的在于提供一种多镜头成像装置及多镜头成像系统。
该多镜头成像装置及多镜头成像系统能够提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本。
为实现本发明的目的采用如下的技术方案：
本发明的技术方案一提供了一种多镜头成像装置，具有光传感器、镜头以及棱镜，所述光传感器具有一个，所述镜头具有至少两个，各个所述镜头采集到的光线经过所述棱镜后射向所述光传感器。
另外，本发明的技术方案二的多镜头成像装置，作为对技术方案一的改进，所述棱镜形成为由底面和多个侧面包围而成的棱锥形状，所述棱镜倒置于所述光传感器的上方，且各个所述侧面与所述底面之间的夹角分别为30-60度。
另外，本发明的技术方案三的多镜头成像装置，作为对技术方案一的改进，各个所述镜头分别包括各自的鱼眼镜片和透镜组，所述鱼眼镜片采集到的光线依次经过所述透镜组和所述棱镜后射向所述光传感器。
另外，本发明的技术方案四的多镜头成像装置，作为对技术方案三的改进，在所述鱼眼镜片与所述透镜组之间设置有光阑。
另外，本发明的技术方案五的多镜头成像装置，作为对技术方案三的改进，所述鱼眼镜片具有两个，所述棱镜为四棱镜，且两个所述鱼眼镜片的各自采集到的光线分别射向所述四棱镜的相对的两个侧面。
另外，本发明的技术方案六的多镜头成像装置，作为对技术方案一的改进，多个所述镜头围绕所述棱镜设置，且多个所述镜头的水平视角之和大于360度。
另外，本发明的技术方案七的多镜头成像装置，作为对技术方案六的改进，将所述镜头的数量设定为n个，各个所述镜头的水平视角分别大于(360/n)度。
另外，本发明的技术方案八的多镜头成像装置，作为对技术方案一的改进，将所述镜头的数量设定为n个，将所述棱镜的棱数设定为m个，此时满足下述关系，m＝n，其中，n＞2。
另外，本发明的技术方案九的多镜头成像装置，作为对技术方案一的改进，所述镜头具有两个，所述棱镜为四棱镜。
本发明的技术方案十提供了一种多镜头成像系统，该多镜头成像系统包括上述技术方案一至九中描述的任意一种多镜头成像装置。
与现有技术相比，采用上述技术方案，本发明能产生如下有益效果。
现有的多镜头摄像机具有多个镜头和多个光传感器，且镜头与光传感器一一对应，其摄像原理为：由每个镜头采集该镜头所对应的角度区域内的光线，以在与该镜头对应的光传感器上生成一路图像，分别对各个光传感器上生成的各路图像进行编码，再将多个光传感器上的多路图像的编码通过编程进行拼接渲染，生成最终图像。
现有技术存在以下缺点：
图像同步复杂，成像的一致性差，由于是多个镜头和多个光传感器实现图像的获取和编码，每一路图像的编码都有其时序，当多路视频进行拼接时，需要将每一路视频的时序进行同步，从而消耗等待和轮询时间，导致成像一致性差，牺牲部分性能；
硬件成本高，每个镜头都要配置一个光传感器等。
相对于此，根据本发明的技术方案一和技术方案十，分别提供了一种多镜头成像装置和一种多镜头全景成像系统。
前者具有光传感器、镜头以及棱镜，光传感器具有一个，镜头具有至少两个，各个镜头采集到的光线经过棱镜后射向光传感器；后者包括前述多镜头成像装置。
本发明能够在棱镜的作用下，将多个镜头采集到的光射向同一个光传感器进行光线感应，然后经过后续的视频编码和拼接渲染生成图像，与现有技术中，为各个镜头分别配置一个光传感器，为多个光传感器分别进行视频编码，再将多路视频进行拼接相比，本发明仅涉及到一路视频，能够节省将多路视频进行拼接时，需要将每一路视频的时序进行同步所消耗的等待和轮询时间，避免多路视频拼接造成成像的一致性差的问题，具有能够提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本等有益效果。
根据技术方案二的发明，作为对技术方案一的改进，棱镜形成为由底面和多个侧面包围而成的棱锥形状，棱镜倒置于光传感器的上方，且各个侧面与底面之间的夹角分别为30-60度。
由此，可确保由各个镜头采集到的光线能够经棱镜反射后到达同一个光传感器上，简化图像生成过程。
根据技术方案三的发明，作为对技术方案一的改进，各个镜头分别包括各自的鱼眼镜片和透镜组，鱼眼镜片采集到的光线依次经过透镜组和棱镜后射向光传感器。
从而，可通过鱼眼镜片采集水平180度内的光线，并通过透镜组对像差进行校正和消除，保证光线经鱼眼镜片与透镜组后的成像清晰性。
根据技术方案四的发明，作为对技术方案三的改进，在鱼眼镜片与透镜组之间设置有光阑。
从而，可通过光阑对光线进行选择，使参与成像的光线通过光阑传递给透镜组，再经过棱镜射向光传感器，而不参与成像的光线则被光阑挡在外部，不会射向光传感器，以获得需要的成像范围内的光线所成图像，避免多余光线的干扰，成像更清晰。
根据技术方案五的发明，作为对技术方案三的改进，鱼眼镜片具有两个，棱镜为四棱镜，且两个鱼眼镜片的各自采集到的光线分别射向四棱镜的相对的两个侧面。
由此，可通过两个鱼眼镜片采集360度范围内的视野，获得环形的水平视角，保证较大的成像范围。
根据技术方案六的发明，作为对技术方案一的改进，多个镜头围绕棱镜设置，且多个镜头的水平视角之和大于360度。
从而，可使该多镜头摄像机能够在相对于现有技术具有更高的成像一致性、更简单的图像生成过程以及更低的硬件成本的基础上，能够利用多个镜头进行水平视野内的全景采集，保证摄像具有广阔视野。
根据技术方案七的发明，作为对技术方案六的改进，将镜头的数量设定为n个，各个镜头的水平视角分别大于(360/n)度。
根据上述结构，有利于使各个镜头之间均匀分布，并使各个镜头所采集到的视野角度大致相等，更有利于对各个镜头以及棱镜进行制造。
根据技术方案八的发明，作为对技术方案一的改进，将镜头的数量设定为n个，将棱镜的棱数设定为m个，此时满足下述关系，m＝n，其中，n>2；根据技术方案九的发明，作为对技术方案一的改进，设置镜头具有两个，棱镜为四棱镜。
由此，可充分保证各个镜头采集到的光线能够透射于棱镜的一个棱面上，进而经过棱镜的棱面投射于光传感器上。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是表示本发明提供的多镜头成像装置的具体实施例的整体结构示意图。
图2是表示本发明提供的多镜头成像装置实施例二的整体结构示意图。
图3是表示本发明提供的多镜头成像装置的具体实施例的透镜组的组成结构示意图。
图4是表示本发明提供的多镜头成像系统的具体实施例的主控板结构示意图。
附图标记：1-光传感器；2-镜头；21-鱼眼镜片；22-透镜组；221-第一透镜；222-第二透镜；223-第三透镜；224-第四透镜；225-第五透镜；226-第六透镜；23-光阑；3-棱镜；4-主控板；41-光线感应单元；42-视频编码单元；43-拼接渲染单元。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
下面根据本发明提供的多镜头成像装置的整体结构，对其具体实施例进行说明。
图1是表示本发明提供的多镜头成像装置的具体实施例的整体结构示意图。
本发明提供了一种多镜头成像装置，如图1所示，其具有光传感器1、镜头2以及棱镜3，光传感器1具有一个，镜头2具有至少两个，各个镜头2采集到的光线经过棱镜3后射向光传感器1。
进一步地，棱镜3形成为由底面和多个侧面包围而成的棱锥形状，棱镜3倒置于光传感器1的上方，且各个侧面与底面之间的夹角分别为30-60度，例如，各个侧面与底面之间的夹角可以为，但不限于为30度，或45度，或60度。
另外，各个镜头2分别包括各自的鱼眼镜片21和透镜组22，鱼眼镜片21采集到的光线依次经过透镜组22和棱镜3后射向光传感器1。
进一步地，在鱼眼镜片21与透镜组22之间设置有光阑23。
另外，上述的多个镜头2围绕棱镜3设置，且多个镜头2的水平视角之和大于360度。
在以上结构的基础上，该多镜头成像装置可进一步地分为以下几种具体实施例。
多镜头成像装置实施例一
将镜头2的数量设定为n个，将棱镜3的棱数设定为m个，此时满足下述关系，m＝n，其中，n＞2。
例如，如图1所示，m＝n＝4。
进一步地，各个镜头2的水平视角分别大于(360/n)度，即各个镜头2的水平视角分别大于90度。
另外，设置棱镜3的各个侧面与底面之间的夹角为45度。
多镜头成像装置实施例二
图2是表示本发明提供的多镜头成像装置实施例二的整体结构示意图。
如图2所示，设置镜头2具有两个，棱镜3为四棱镜。
相应地，两个镜头分别为鱼眼镜片21，且两个鱼眼镜片21的各自采集到的光线分别射向四棱镜的相对的两个侧面。
进一步地，将镜头2的数量设定为n个，各个镜头2的水平视角分别大于(360/n)度，即，n＝2，各个镜头2的水平视角分别大于180度。
另外，设置棱镜3的各个侧面与底面之间的夹角为45度。
需要特别说明的是，上述的透镜组22可由一系列不同的透明介质制成的球面透镜制成，且构成透镜组22的各个透镜的光轴均处于一条直线上，这些透镜均具有各自的独立的折射率、阿贝数、曲率半径、厚度和外径尺寸，可为正透镜或负透镜，用于对像差进行校正和消除。
例如:
图3是表示本发明提供的多镜头成像装置的具体实施例的透镜组的组成结构示意图。
如图3所示，该透镜组22包括六个不同的透明介质制成的球面透镜，这些透镜绕共同的一个中心光轴旋转对称，其中，由凸球面和凸球面组成的第一透镜221的焦距为正，其透明介质为冕牌玻璃；由凹球面和凸球面组成的第二透镜222的焦距为负，其透明介质为火石玻璃；由凸球面和凸球面组成的第三透镜223的焦距为正，其透明介质为冕牌玻璃；由凹球面和凸球面组成的第四透镜224的焦距为负，其透明介质为火石玻璃；由凸球面和凸球面组成的第五透镜225的焦距为正，其透明介质为冕牌玻璃；由凸球面和凸球面组成的第六透镜226的焦距为正，其透明介质为冕牌玻璃，或者是形成为其他透镜组合等。
需要特别说明的是，在上述结构中，各个球面透镜的透明介质还可以根据具体透光要求进行调整，而不限制于上述的透明介质的种类。
另外，本发明还提供了一种多镜头成像系统。
图4是表示本发明提供的多镜头成像系统的具体实施例的主控板结构示意图。
如图4所示，该多镜头成像系统包括上述任意一种实施方式中所描述的多镜头成像装置。
另外，该该多镜头成像系统还包括具有多个控制单元的主控板4。
其中，控制单元包括光线感应单元41、视频编码单元42以及拼接渲染单元43。
光线感应单元41由光传感器1构成，用于获取图形信息；视频编码单元42与光线感应单元41连接，用于对光线感应单元41获取的图形信息进行编码形成数字信息；拼接渲染单元43与视频编码单元42连接，用于对视频编码单元42形成的数字信息进行拼接渲染输出为图像。
本发明能够在棱镜的作用下，将多个镜头采集到的光射向同一个光传感器进行光线感应，然后经过后续的视频编码和拼接渲染生成图像，与现有技术中，为各个镜头分别配置一个光传感器，为多个光传感器分别进行视频编码，再将多路视频进行拼接相比，本发明仅涉及到一路视频，能够节省将多路视频进行拼接时，需要将每一路视频的时序进行同步所消耗的等待和轮询时间，避免多路视频拼接造成成像的一致性差的问题，具有能够提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本等有益效果。
另外，在上述的具体实施方式中，棱镜形成为由底面和多个侧面包围而成的棱锥形状，棱镜倒置于光传感器的上方，且各个侧面与底面之间的夹角分别为30-60度。
由此，可确保由各个镜头采集到的光线能够经棱镜反射后到达同一个光传感器上，简化图像生成过程。
另外，在上述的具体实施方式中，各个镜头分别包括各自的鱼眼镜片和透镜组，鱼眼镜片采集到的光线依次经过透镜组和棱镜后射向光传感器。
从而，可通过鱼眼镜片采集水平180度内的光线，并通过透镜组对像差进行校正和消除，保证光线经鱼眼镜片与透镜组后的成像清晰性。
另外，在上述的具体实施方式中，在鱼眼镜片与透镜组之间设置有光阑。
从而，可通过光阑对光线进行选择，使参与成像的光线通过光阑传递给透镜组，再经过棱镜射向光传感器，而不参与成像的光线则被光阑挡在外部，不会射向光传感器，以获得需要的成像范围内的光线所成图像，避免多余光线的干扰，成像更清晰。
另外，在上述的具体实施方式中，多个镜头围绕棱镜设置，且多个镜头的水平视角之和大于360度。
从而，可使该多镜头摄像机能够在相对于现有技术具有更高的成像一致性、更简单的图像生成过程以及更低的硬件成本的基础上，能够利用多个镜头进行水平视野内的全景采集，保证摄像具有广阔视野。
另外，在上述的具体实施方式中，将镜头的数量设定为n个，各个镜头的水平视角分别大于(360/n)度。
根据上述结构，有利于使各个镜头之间均匀分布，并使各个镜头所采集到的视野角度大致相等，更有利于对各个镜头以及棱镜进行制造。
另外，在上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，设置鱼眼镜片具有两个，棱镜为四棱镜，且两个鱼眼镜片的各自采集到的光线分别射向四棱镜的相对的两个侧面。
由此，可通过两个鱼眼镜片采集360度范围内的视野，获得环形的水平视角，保证较大的成像范围。
另外，在上述的多镜头成像装置的具体实施例一中，将镜头的数量设定为n个，将棱镜的棱数设定为m个，此时满足下述关系，m＝n，其中，n>2；在上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，设置镜头具有两个，棱镜为四棱镜。
由此，可充分保证各个镜头采集到的光线能够透射于棱镜的一个棱面上，进而经过棱镜的棱面投射于光传感器上。
另外，在上述的实施方式中，对本发明提供的多镜头成像装置的具体结构进行了说明，但是不限于此。
例如，在上述的实施方式中，棱镜形成为由底面和多个侧面包围而成的棱锥形状，棱镜倒置于光传感器的上方，且各个侧面与底面之间的夹角分别为30-60度。
但是不限于此，上述的棱镜也可以是形成为棱台状，或者是形成为具有侧向反射面的不规则形状，只要能够对镜头采集到的光线进行引导使光线射向同一个光传感器即可，例如，使棱镜形成为棱台状，棱台以面积较小的底面朝下、面积较大的底面朝上的方式设置于光传感器的上方，棱台的各个侧面与棱台的上底面之间的夹角为30-60度，仍可实现对光线的引导作用，从而，确保由各个镜头采集到的光线能够经棱镜反射后到达同一个光传感器上，进而提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本。
另外，在上述的具体实施方式中，各个镜头分别包括各自的鱼眼镜片和透镜组，鱼眼镜片采集到的光线依次经过透镜组和棱镜后射向光传感器。
但是不限于此，上述的镜头也可以替换为标准镜头或广角镜头或超广角镜头或中等焦距镜头或长焦距镜头等，可根据镜头的设置数量对镜头的种类进行选择。
另外，在上述的镜头中，可不设置透镜组，例如，可以为但不限于为各个镜头分别由单独的鱼眼镜片组成，同样可实现由各个镜头采集到的光线能够经棱镜反射后到达同一个光传感器上，进而提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本的功能，但是，按照具体实施方式中的结构，设置上述的透镜组，从而，可通过透镜组对像差进行校正和消除，保证光线经鱼眼镜片与透镜组后的成像清晰性。
另外，在上述的具体实施方式中，在鱼眼镜片与透镜组之间设置有光阑。
但是不限于此，也可以不设置上述光阑，同样可实现由各个镜头采集到的光线能够经棱镜反射后到达同一个光传感器上，进而提高成像一致性、简化图像生成过程、降低硬件成本的功能，但是，按照具体实施方式中的结构，设置上述的光阑，从而，可通过光阑对光线进行选择，使参与成像的光线通过光阑传递给透镜组，再经过棱镜射向光传感器，而不参与成像的光线则被光阑挡在外部，不会射向光传感器，以获得需要的成像范围内的光线所成图像，避免多余光线的干扰，成像更清晰。
另外，在上述的具体实施方式中，多个镜头围绕棱镜设置，且多个镜头的水平视角之和大于360度。
但是不限于此，上述多个镜头的安装位置可根据需要达到的视野进行选择，例如，在我们只需要该摄像机完成水平180度范围内的摄像工作时，可设置多个镜头的水平视角之和大于180度即可；在我们需要该摄像机完成水平270度范围内的摄像工作时，可设置多个镜头的水平视角之和大于270度即可等等，但是，若要达到全景视野，需按上述结构进行设置。
另外，在上述的具体实施方式中，将镜头的数量设定为n个，各个镜头的水平视角分别大于(360/n)度。
但是不限于此，在上述的对镜头所见视野的水平视角的设置上，可设置部分镜头水平视角不足(360/n)度，而部分镜头水平视角大于(360/n)度，只要能够达到最终视野拼接后大于360度且无死角即可，但是，部分镜头水平视角不足(360/n)度与部分镜头水平视角大于(360/n)度的交叉设置容易造成部分视野区域成为死角，其调节过程复杂，成像容易不完整，且不规则反射为棱镜及镜头的制造过程带来阻碍，因此，与交叉设置相比，按照具体实施方式中的结构进行设置，可通过使各个镜头之间均匀分布，并使各个镜头所采集到的视野角度大致相等，从而有利于成像完整，且更有利于对各个镜头以及棱镜进行加工制造。
另外，在上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，设置鱼眼镜片具有两个，棱镜为四棱镜，且两个鱼眼镜片的各自采集到的光线分别射向四棱镜的相对的两个侧面。
但是不限于此，上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，可设置镜头为标准镜头或广角镜头或超广角镜头或中等焦距镜头或长焦距镜头等，可根据镜头的设置数量对镜头的种类进行选择；同时，在不需要对360度全景进行摄像采集时，可根据摄像需要设置镜头与镜头之间的间距、夹角等，但是，若要采集360度范围内的视野，选用鱼眼镜片，并依照多镜头成像装置的具体实施例二的结构进行设置，则，可通过两个鱼眼镜片采集360度范围内的视野，获得环形的水平视角，保证较大的成像范围。
另外，在上述的多镜头成像装置的具体实施例一中，将镜头的数量设定为n个，将棱镜的棱数设定为m个，此时满足下述关系，m＝n，其中，n>2；在上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，设置镜头具有两个，棱镜为四棱镜。
但是不限于此，在上述的多镜头成像装置的具体实施例一中，棱镜的棱数还可以远远多于镜头的数量，即m＞n，例如，n＝3，m＝5，或n＝4，m＝7等，但是，当设置m>n时，棱镜的单个侧面接收来自于单个镜头的光线的接收面相比于m＝n时要小，此时，其光线传递效果不如m＝n时完整，可能会造成成像不清晰；
在上述的多镜头成像装置的具体实施例二中，也可以是，设置镜头具有两个，棱镜为三棱镜，或者，设置镜头具有两个，棱镜为六棱镜等，但是，在需要通过两个镜头实现360全景摄像时候，棱镜为三棱镜，其具有奇数个侧面，无法达到全景反射效果，而使棱镜为六棱镜等大于四棱镜的棱镜时，虽然是具有偶数个侧面，但是，棱镜的单个侧面接收来自于单个镜头的光线的接收面相比于棱镜为四棱镜时要小，此时，其光线传递效果不如棱镜为四棱镜时完整，可能会造成成像不清晰。
相比之下，采用具体实施方式中的结构对棱镜的棱数进行设置，则可充分保证各个镜头采集到的光线能够透射于棱镜的一个棱面上，进而经过棱镜的棱面投射于光传感器上。
另外，本发明的多镜头成像装置及多镜头成像系统，可由上述实施方式的各种结构组合而成，同样能够发挥上述的效果。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。