CN101697571A - 一种小尺寸大视角的多边形成像方法及新型摄像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种小尺寸大视角的多边形成像方法，设置包括多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接部件构成的摄像装置；所述调焦环通过螺纹方式分别与镜头与镜座相连接；所述连接部件分别固定所述电子线路板的电子元器件及所述多边形镜头组件；所述镜座测定并控制摄像定位，确定所述镜头与所述传感器之间的间距位置，所述镜头的模组组件采集至少一组被测物体的光值信号，所述图像传感器综合处理所述所述图像面反馈的图像信息，将其图像的光值信号转换成摄像参数，并输出该组摄像参数；依据所述光值信号值选择并确定其摄像优先模式，自动设定并完成摄像动作。本发明还公开一种实现该方法的新型摄像装置。
Description
技术领域
本发明涉及智能图像数据技术领域，尤其涉及摄像模块/模组技术，更涉及一种可满足小尺寸大视角的多边形成像方法及实现该方法的新型摄像装置。
背景技术
摄像模块/模组(CMOSCamera Module)简称CCM，是用于各种新一代便携式摄像设备的核心器件，与传统摄像系统相比具有小型化，低功耗，低成本，高影像品质的优点。在拍照手机，可视电话，汽车辅助驾驶，安全监视等领域广泛应用。CCM主要由SENSOR，LENS，FPC/PCB，CONNECTOR等零件构成。其中SENSOR为面阵CCD或CMOS传感器；LENS为玻璃或塑胶材料的球面或非球面镜片构成的圆桶状镜头组件；FPC/PCB为电子线路板；整个摄像模块结构紧凑，图像质量优良在消费电子领域的应用效果良好。然而，当摄像模块应用于触摸屏，机器视觉，位置检测等其他领域时，特殊的应用需求对CCM提出了新的挑战。特别是主要包括进一步降低CCM的结构尺寸、扩大CCM的视场角(水平视角90度以上)和更高的帧率等要求。用现有CCM已经难以满足这些需求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种小尺寸大视角的多边形成像方法，针对应用于包括触摸屏、机器视觉、位置检测等特殊技术领域时，在需要限制的结构尺寸方向提供较小的结构尺寸要求的同时，满足大视场角的需求，使其本来相互矛盾的性能需求得到良好的统一；本发明的又一目的在于提供一种实现该成像方法的新型摄像装置。
本发明为实现上述目的所采取的技术方案如下：
一种小尺寸大视角的多边形成像方法，其方法包括以下步骤：
(1)设置包括多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接部件构成的摄像装置；所述调焦环通过螺纹方式分别与镜头与镜座相连接；所述连接部件分别固定所述电子线路板的电子元器件及所述多边形镜头组件；所述多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接组件分别构成所述摄像装置的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板上设置有模拟中央处理单元。
(2)所述镜座测定并控制摄像定位，确定所述镜头与所述传感器之间的间距位置，所述镜头的模组组件采集至少一组被测物体的光值信号，并固定其所采集的光值信号将其转换成可识别的数字信号缓存；所述光值信号由被采集的入射光强度转化处理生成，且在光值信号处理过程中，连续出现并传输处理，不提供中间缓存过程，因其入射光强度变化而导致的光值信号误差不执行中断操作，由所述镜头组件装置直接采集其他入射光转换另一组光值信号将其替换。
(3)操作所述调焦环调节执行摄像摄像动作，控制其抓取图像的角度及尺寸后固定其图像面；所述调焦环的控制操作以被测物中心点为基准点，在基准点不变的前提下调节所述调焦环控制其焦距，从多角度切入视点控制其成像的尺寸，由所述模拟中央处理单元统计所有被摄入的光值信号，自动调节被测物的视场角度与结构厚度。
(4)所述图像传感器综合处理所述图像面反馈的图像信息，将其图像的光值信号转换成摄像参数，并输出该组摄像参数；依据所述光值信号值选择并确定其摄像优先模式，自动设定并完成摄像动作；所述摄像优先模式包括光圈优先模式、快门优先模式及自动设定模式，三种模式可自动优先选择其中之一，或者手动调节选择三种模式中的任意模式组合执行控制；所述摄像参数由所述光值信号计算转换而成，在其转换前需将其所属光值信号放大处理，在其放大处理过程中必须精确数值资料的累计值，模拟实现的光值信号转换成摄像参数保存后，自动复原为光值信号缓存后输出。
一种实现上述方法的新型摄像装置，其包括多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接部件，所述多边形镜头包括多边形镜片或多边形镜片与圆形镜片的组合体，所述调焦环通过螺纹方式分别与所述多边形镜头和镜座相互连接，所述连接部件分别固定所述电子线路板的电子元器件及所述多边形镜头组件；所述多边形镜头与所述图像传感器通过所述镜座定位确定两者之间的相当位置。
所述新型摄像装置还包括由上述组成部件组合成的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板还包括一模拟中央处理单元。
所述多边形镜头包括塑胶或玻璃材料够成的多边形镜片，其形状可为球面或者非球面构成的规则曲面的任意多边形。
所述多边形镜头前还包括一模拟多边形成像区域，该区域设置可满足最低限度小尺寸成像标准的宽度及满足大视场角及大成像标准的长度。
本发明的游戏效果为：针对应用于包括触摸屏、机器视觉、位置检测等特殊技术领域时，在需要限制的结构尺寸方向提供较小的结构尺寸要求的同时，满足大视场角的需求，使其本来相互矛盾的性能需求得到良好的统一；采用特别设计的矩形镜头和相应的调焦定位机构取代常规CCM使用的圆桶型镜头，使镜头组的成像区由过去的圆形变成矩形，矩形成像区宽度方向的尺寸以满足应用需求的最低限度为准，长度方向拥有大视场角(大于等于90度)和大成像高度；调焦环通过螺纹方式连接镜头与镜座，并且通过调焦环可以调整镜头到传感器的距离，进而控制CCM图像质量和景深范围；镜座起定位作用，可以确保镜头与传感器之间相当位置；灵活的镜头设计思想，只要合理的设计矩形透镜就可以满足不同应用的具体需求，做到大视场与小厚度要求的统一，其应用前景广泛。
下面结合附图对本发明进行详细说明。
附图说明
图1是本发明多边形成像方法流程示意图；
图2是本发明多边形镜头结构示意图；
图3是本发明新型摄像装置配件结构示意图；
图4是本发明电子线路板及其连接部件结构示意图；
图5是本发明新型摄像装置组装配件结构示意图。
具体实施方式
参见图1、图2及图4，一种小尺寸大视角的多边形成像方法，其方法包括以下步骤：
(1)设置包括多边形镜头(43)、调焦环(45)、镜座(46)、图像传感器、电子线路板(47)及连接部件构成的摄像装置；所述调焦环(45)通过螺纹方式分别与镜头(43)与镜座(46)相连接；所述连接部件分别固定所述电子线路板(47)的电子元器件及所述多边形镜头组件；所述多边形镜头(43)、调焦环(45)、镜座(46)、图像传感器、电子线路板(47)及连接组件分别构成所述摄像装置的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板上设置有模拟中央处理单元(11)。
(2)所述镜座(46)测定并控制摄像定位，确定所述镜头(43)与所述传感器之间的间距位置，所述镜头的模组组件采集至少一组被测物体的光值信号，并固定其所采集的光值信号将其转换成可识别的数字信号缓存；所述光值信号由被采集的入射光强度转化处理生成，且在光值信号处理过程中，连续出现并传输处理，不提供中间缓存过程，因其入射光强度变化而导致的光值信号误差不执行中断操作，由所述镜头组件装置直接采集其他入射光转换另一组光值信号将其替换。
(3)操作所述调焦环(45)调节执行摄像摄像动作，控制其抓取图像的角度及尺寸后固定其图像面；所述调焦环(45)的控制操作以被测物中心点为基准点，在基准点不变的前提下调节所述调焦环控制其焦距，从多角度切入视点控制其成像的尺寸，由所述模拟中央处理单元(11)统计所有被摄入的光值信号，自动调节被测物的视场角度与结构厚度。
(4)所述图像传感器综合处理所述图像面反馈的图像信息，将其图像的光值信号转换成摄像参数，并输出该组摄像参数；依据所述光值信号值选择并确定其摄像优先模式，自动设定并完成摄像动作；所述摄像优先模式包括光圈优先模式、快门优先模式及自动设定模式，三种模式可自动优先选择其中之一，或者手动调节选择三种模式中的任意模式组合执行控制；所述摄像参数由所述光值信号计算转换而成，在其转换前需将其所属光值信号放大处理，在其放大处理过程中必须精确数值资料的累计值，模拟实现的光值信号转换成摄像参数保存后，自动复原为光值信号缓存后输出。
参见图3、图4及图5，一种实现上述方法的新型摄像装置，其包括多边形镜头(43)、调焦环(45)、镜座(46)、图像传感器、电子线路板(47)及连接部件，所述多边形镜头(43)包括多边形镜片(22)或多边形镜片与圆形镜片的组合体(23)，所述调焦环(45)通过螺纹方式分别与所述多边形镜头(43)和镜座(46)相互连接，所述连接部件分别固定所述电子线路板(47)的电子元器件(12)及所述多边形镜头组件(17)；所述多边形镜头(43)与所述图像传感器通过所述镜座(46)定位确定两者之间的相当位置。
所述新型摄像装置还包括由上述组成部件组合成的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板还包括一模拟中央处理单元。
所述多边形镜头(43)包括塑胶或玻璃材料够成的多边形镜片(22)，其形状可为球面或者非球面构成的规则曲面的任意多边形。
所述多边形镜头前还包括一模拟多边形成像区域，该区域设置可满足最低限度小尺寸成像标准的宽度及满足大视场角及大成像标准的长度。
参见图2，本发明的工作原理为：采用特别设计的矩形镜头(43)和相应的调焦定位机构(45)取代常规CCM使用的圆桶型镜头，使镜头组的成像区由过去的圆形变成矩形，矩形成像区的宽度方向上的尺寸以满足应用需求的最低限度为准，长度方向上拥有大视场角(90度)和大成像高度；其相关产品由矩形镜头(43)、调焦环(45)、镜座(46)、图像传感器、电子线路板和连接部件构成；其中矩形镜头(43)由矩形镜片(22)或矩形镜片和圆形镜片组合构成，矩形镜头的设计可以在圆形镜头基础上进行剪裁处理得到，也可以采用自由曲面技术设计，但最终的设计结果必然包含玻璃或塑胶材料的球面或非球面的矩形镜片。该镜头的成像区不是传统的圆形，而成矩形或其他满足需求的多边形。调焦环(45)通过螺纹方式连接镜头与镜座，并且通过调焦环(45)可以调整镜头到传感器的距离，进而控制CCM图像质量和景深范围。镜座起定位作用，可以确保镜头与传感器之间相当位置；其他组件与常规CCM中的作用相同。通过本发明开发的相关产品，只要合理的设计矩形透镜就可以满足不同应用的具体需求，做到大视场与小厚度要求的统一，应用前景广泛。
本发明并不限于上述实施方式，凡采用和本发明相似系统结构及其方法来实现本发明目的的所有方式，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，其方法包括以下步骤：
(1)设置包括多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接部件构成的摄像装置；所述调焦环通过螺纹方式分别与镜头与镜座相连接；所述连接部件分别固定所述电子线路板的电子元器件及所述多边形镜头组件；
(2)所述镜座测定并控制摄像定位，确定所述镜头与所述传感器之间的间距位置，所述镜头的模组组件采集至少一组被测物体的光值信号，并固定其所采集的光值信号将其转换成可识别的数字信号缓存；
(3)操作所述调焦环调节执行摄像摄像动作，控制其抓取图像的角度及尺寸后固定其图像面；
(4)所述图像传感器综合处理所述图像面反馈的图像信息，将其图像的光值信号转换成摄像参数，并输出该组摄像参数；依据所述光值信号值选择并确定其摄像优先模式，自动设定并完成摄像动作。
2.根据权利要求1所述的小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，所述步骤(1)中所述多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接组件分别构成所述摄像装置的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板上设置有模拟中央处理单元。
3.根据权利要求1所述的小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，所述步骤(2)还包括以下步骤：所述光值信号由被采集的入射光强度转化处理生成，且在光值信号处理过程中，连续出现并传输处理，不提供中间缓存过程，因其入射光强度变化而导致的光值信号误差不执行中断操作，由所述镜头组件装置直接采集其他入射光转换另一组光值信号将其替换。
4.根据权利要求1所述的小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，所述步骤(3)还包括以下步骤：所述调焦环的控制操作以被测物中心点为基准点，在基准点不变的前提下调节所述调焦环控制其焦距，从多角度切入视点控制其成像的尺寸，由所述模拟中央处理单元统计所有被摄入的光值信号，自动调节被测物的视场角度与结构厚度。
5.根据权利要求1所述的小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下步骤：所述摄像优先模式包括光圈优先模式、快门优先模式及自动设定模式，三种模式可自动优先选择其中之一，或者手动调节选择三种模式中的任意模式组合执行控制。
6.根据权利要求1所述的小尺寸大视角的多边形成像方法，其特征在于，所述步骤(4)还包括以下步骤：所述摄像参数由所述光值信号计算转换而成，在其转换前需将其所属光值信号放大处理，在其放大处理过程中必须精确数值资料的累计值，模拟实现的光值信号转换成摄像参数保存后，自动复原为光值信号缓存后输出。
7.一种实现权利要求1所述方法的新型摄像装置，其特征在于，其包括多边形镜头、调焦环、镜座、图像传感器、电子线路板及连接部件，所述多边形镜头包括多边形镜片或多边形镜片与圆形镜片的组合体，所述调焦环通过螺纹方式分别与所述多边形镜头和镜座相互连接，所述连接部件分别固定所述电子线路板的电子元器件及所述多边形镜头组件；所述多边形镜头与所述图像传感器通过所述镜座定位确定两者之间的相当位置。
8.根据权利要求7所述的新型摄像装置，其特征在于，所述新型摄像装置还包括由上述组成部件组合成的入射式射光模组、处理模组及摄像模组；所述电子线路板还包括一模拟中央处理单元。
9.根据权利要求7所述的新型摄像装置，其特征在于，所述多边形镜头包括塑胶或玻璃材料够成的多边形镜片，其形状可为球面或者非球面构成的规则曲面的任意多边形。
10.根据权利要求7所述的新型摄像装置，其特征在于，所述多边形镜头前还包括一模拟多边形成像区域，该区域设置可满足最低限度小尺寸成像标准的宽度及满足大视场角及大成像标准的长度。
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