CN104635345B - 一种多角度一次成像的拍摄装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种多角度一次成像的拍摄装置，拍摄装置能接收到拍摄对象向不同角度发射/反射的光或位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光，并将接收到的不同角度的光聚焦到同一感光模块上成像，即只需一个拍摄装置就可以实现多角度拍摄，如环拍、广角拍摄全景拍摄等，还可以根据一次成像的数据还原拍摄对象的三维立体图。在进行全景拍摄时，本发明只需要一块感光元件一次拍摄就可完成。此外，本发明提供的拍摄装置可以采用柔性材料做成，通过改变拍摄装置的采光面的形状可以改变拍摄装置的拍摄范围。
Description
技术领域
本发明涉及图像拍摄领域，具体涉及一种多角度一次成像的拍摄装置。
背景技术
广角拍摄、多角度拍摄、环拍等成为当期的研究热点，但是就目前的产品来看，实现广角拍摄都是通过广角镜头来实现的，而广角镜头的成本高，可扩展性也不好，一经成型广角范围就固定了；多角度拍摄有两种常见的方法：一种是在普通镜头上装上多角度进光的辅助装置，另一种是采用多个摄像装置拍摄最后合并到一起；第一种方法成本虽然很低，一次拍摄就可完成，但是拍摄范围有限，第二种虽然扩展性较好，一次拍摄就可完成，并且能通过改变拍摄装置数目和位置来改变拍摄范围，但是设备庞大成本高；目前的环拍实现方式也有两种：一种是拍摄装置绕拍摄物旋转一周拍摄，一种是拍摄物自旋一周，两种方式都是将多个时刻的拍摄图片进行拼接和处理后形成最后的环拍图像，无法一次拍摄完成，在这个过程中，由于各张图片是不同时刻拍摄的，同时拍摄装置或被拍摄物会发生转动，会导致各相同的景在不同的图片中出现差异，影响最后的图像质量。
目前还没有仅用一个拍摄装置实现多角度一次成像的技术。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种多角度一次成像的拍摄装置，仅使用一台本发明的拍摄装置，即可实现多角度一次成像。本发明的装置可以实现多角度采光，并聚焦到同一感光模块上同时感光，实现多角度一次成像。
所述的多角度一次成像是指拍摄装置的采光面可以接收拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光，然后将所有接收到的光聚焦到同一感光模块上一次感光成像，这样最终的成像图中包含有拍摄对象不同角度的成像数据或位于不同角度的拍摄对象的成像数据，只需对最终的感光模块的成像图进行处理就可以得到拍摄对象的三维立体图或不同角度拍摄对象的全景图，无需做图形拼接等处理；所述的全景图是指水平视角大于普通广角的图像，最大水平视角达到360度的即为360度全景图。通过改变采光面的形状，可以实现对拍摄对象的360度一次成像，如图6所示，即采光面可以接收到拍摄对象（图6中以人为例）向不同角度发射/反射的光，然后聚焦到同一感光模块上一次感光成像；通过改变采光面的形状，还可以实现对周围环境进行360度全景拍摄，如图12所示，即采光面可以接收周围环境中位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光，然后聚焦到同一感光模块上一次感光成像。
本发明采用的技术方案如下：
一种多角度拍摄装置，包括电源模块、机械支撑模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块；
所述的电源模块用于为拍摄装置提供电能；
所述的机械支撑模块用于为电源模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块提供搭载和保护平台；
所述的采光面接收外界射来的光，所述的采光面上分布多个进光口，所述的采光面上分布多个进光口，所述采光面的形状决定所述拍摄装置的拍摄范围，实现多角度拍摄；所述的拍摄范围是指被拍摄装置能接收到拍摄对象发射/反射的光的角度范围。通过改变采光面的形状，可以实现360度一次成像，即采光面可以接收到拍摄范围内拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收周围环境中拍摄范围内不同角度的拍摄对象发射/反射的光，然后将接收到的光聚焦到同一感光模块上一次感光成像。
所述的光传导模块用于将采光面接收到的光传导至所述的聚焦模块；
所述的聚焦模块用于对光传导模块传导过来的光进行聚焦；
所述的感光模块用于感光得到感光成像数据，所述的感光成像数据是指感光模块将光信号进行转换得到的相应的电信号，其中包含了RGB值、灰度值等信息；
所述的信号处理模块用于控制感光模块感光并读取和记录感光模块的感光成像数据；
拍摄对象发射/反射的光进入所述采光面的进光口，由所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块进行聚焦，所述的聚焦模块将传导过来的光聚焦到所述的感光模块上，所述的信号处理模块控制所述的感光模块感光成像并读取和记录感光模块的感光成像数据；所有进光口进入的光聚焦到同一感光模块上同时感光，实现多角度一次成像。拍摄范围内拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收周围环境中拍摄范围内不同角度的拍摄对象发射/反射的光能够被采光面接收，接收到的光最终聚焦到同一感光模块上同时一次感光成像；即只需利用一台本发明的拍摄装置就可以实现多角度一次成像。
作为优选，所述的拍摄装置进一步还包括存储介质或无线通信模块，所述的存储介质用于存储感光模块的感光成像数据，所述的无线通信模块用于实现拍摄装置和外部终端的数据交互；所述的外部终端是指具有数据存储功能、数据处理功能、通信功能的智能终端，如服务器、工作站、台式电脑等，进一步地，所述的外部终端可采用移动智能终端，如笔记本电脑、上网本、平板电脑、掌上电脑、智能手机、智能眼镜、智能手表等。
更优选地，所述的拍摄装置进一步还可同时包括存储介质和无线通信模块，此时，所述的拍摄装置的工作模式可以选自以下三种工作模式之一：
第一工作模式——即时发送模式：信号处理模块将感光模块的感光成像数据直接传至无线通信模块，无线通信模块将所述的感光成像数据通过无线通信方式发送至外部终端；
第二工作模式——本地存储模式：信号处理模块将感光模块的感光成像数据写入到存储介质中，用户需要时从存储介质中将所述的感光成像数据导出，所述的导出方式为有线通信方式或无线通信方式；
第三工作模式——本地备份+即时发送模式：信号处理模块将感光模块的感光成像数据写入到存储介质中，同时无线通信模块将感光模块的感光成像数据以无线通信方式发送至外部终端。
作为优选，所述的感光模块为一个或多个感光元件，拍摄范围内拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收周围环境中拍摄范围内不同角度的拍摄对象发射/反射的光能够被采光面接收，并将接收到的光最终聚焦到同一感光模块上同时一次感光成像，感光元件的感光成像数据中包含了拍摄对象不同角度的成像数据或位于不同角度的拍摄对象的成像数据，对感光模块的成像数据进行处理就可以得到拍摄对象的立体图或周围环境的全景图等。本发明拍摄装置的感光模块可以只有一个感光元件，在这种情况下，在对感光模块的成像数据进行处理得到全景图时就不需要进行图像拼接处理。当所述的感光模块为多个感光元件时，在对感光模块的成像数据进行处理时需要进行图像拼接等技术处理。
作为优选，所述的采光面的形状选自环状体、曲状体、矩形面中的任意一种或任意多种；所述的环状体是指侧面展开为带状，剖面为环形的立体形状，所述的环形可以是圆形、椭圆形、矩形或其他封闭形状；所述的曲状体是指侧面展开为带状，剖面为半封闭曲线的立体形状，所述的半封闭曲线可以是圆弧、椭圆弧、其他规则或不规则的半封闭曲线；所述的采光面的侧面展开图为带状，如图3（a）所示，所述的进光口在所述的采光面上均匀规则分布，保证采光面接收到的光通过所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块，最终聚焦到感光模块感光成像时，最终的感光元件上成像图的像素信息分布是均匀规则的；所述的环状体、曲状体、矩形面示意图如图3（b）所示。
作为优选，所述的采光面具有柔性，其形状可变；更优选的，所述的采光面可弯折成封闭形状或半封闭形状，如图4所示，根据采光面的形状以及采光面位于拍摄装置外侧面还是内侧面可以形成多种拍摄模式，如环形内拍（采光面为环状体，采光面位于拍摄装置内侧面）、环形外拍（采光面为环状体，采光面位于拍摄装置外侧面）、面拍（采光面未发生弯折）、曲形外拍（采光面为曲状体，采光面位于拍摄装置外侧面）、曲形内拍（采光面为曲状体，采光面位于拍摄装置内侧面）等。环形内拍可以对位于采光面（环状体）内的拍摄对象进行360度全方位一次成像，处理后生成拍摄对象的立体图，拍摄示意图如图6所示；环形外拍可以对采光面（环状体）外一周的拍摄对象进行一次成像，生成360度全景图，拍摄示意图如图12所示。
作为优选，所述的光传导模块由光纤束组成。
所述的聚焦模块包括透镜控制装置和至少一块凸透镜，所述的凸透镜用于聚光，所述的透镜控制装置用于控制调节凸透镜的位置，改变凸透镜的聚焦点。
所述的感光阵列可以是CCD感光元件、CMOS感光元件或其他感光单元组成的阵列；所述的感光单元可以是一个能将光信号转换为电信号的传感单元，如光电二极管、光电三极管；也可以是多个能将光信号转换为电信号的元件的组合。
所述的无线通信模块的通信方式可以选自蓝牙、wifi、Zigbee、2G、3G、4G以及后续代（4G以上的版本）的移动通信方式中的一种或任意几种。
基于本发明的一种多角度一次成像的拍摄装置，还提供对应的拍摄方法，所述的拍摄方法包括以下步骤：
（1） 进光：光照射到所述的采光面，进入采光面上的进光口；
（2） 导光：进入进光口的光经过所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块；
（3） 感光：所述的聚焦模块将所述的光传导模块传导过来的光聚焦到所述的感光模块，所述的感光模块感光成像；
（4） 记录成像数据：所述的信号处理模块读取和记录步骤（3）中感光模块的感光成像数据。
基于上述的拍摄方法，还可以在所述的步骤（4）之后增加成像数据处理的步骤，所述的成像数据处理是指拍摄装置的信号处理模块或外部终端对感光模块中的感光数据进行处理，得到拍摄对象的三维立体图或全景图。
本发明的有益效果：
（1） 拍摄范围可变：通过改变采光面的形状可以接收拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光；
（2） 多角度同时拍摄：同一时刻拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光都被采光面接收，并最终同时感光，一次成像，实现了不同角度物体的同时拍摄；
（3） 结构简单、便携：可以只需一个感光元件，各个角度物体射过来的光最终都在同一感光元件上感光成像，在对成像图进行后期处理（如生成拍摄范围的全景图等），此外，本发明的拍摄装置模块简单，可以做成便携式设备。
（4） 本发明的拍摄装置功能强大：仅使用一台本发明的拍摄装置，即可实现多角度一次成像，根据一次成像的数据可以还原出拍摄对象的三维立体图；此外，本发明的拍摄装置只需要一块感光元件一次拍摄就可以实现全景拍摄。
附图说明
图1是本发明拍摄装置的光路示意图；
图2是本发明拍摄装置组成示意图，图中标号所示：
1：电源模块，2：机械支撑模块，3：光传导模块（图中以光纤为例），4：聚焦模块，5：感光模块，6：信号处理模块，7：采光面，8：无线通信模块，9：存储介质；
图3是采光面形状示意图，其中采光面可位于拍摄装置外侧面或内侧面，图中以采光面位于拍摄装置内侧面为例画出；图3（a）是采光面的侧面展开示意图，图3（b）是各种形状的采光面示意图；
图4是柔性采光面和对应的拍摄模式的示意图；
图5 是采光面上的光纤端口和连接到聚焦模块的光纤端口的一一对应示意图（只画出了一个3*3的阵列作为示意），图中标号相同的左右两个端口是同一根光纤的两个端口；
图6是本发明拍摄装置采用环形内拍模式的示意图；
图7是本发明的一种采用环形内拍模式的拍摄装置中光纤、透镜、CCD（即成像面）的分布示意图；
图8是透镜成像的光路原理等价图；
图9是利用相邻两感光元件的感光成像数据计算拍摄对象上某点坐标的原理图；
图10是本发明的拍摄装置采用环形内拍模式结合辅助装置进行拍摄的示意图；
图11是环形外拍模式下拍摄装置的光纤、凸透镜、CCD的分布示意图；
图12是本发明的拍摄装置采用环形外拍模式对周围环境进行360度全景拍摄的示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，以下根据所附图说明本发明的工作原理和所达到的效果。
本发明提供一种多角度一次成像的拍摄装置，所述的拍摄装置包括电源模块、机械支撑模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块；
所述的电源模块用于为拍摄装置提供电能；
所述的机械支撑模块用于为电源模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块提供搭载和保护平台；
所述的采光面接收外界射来的光，所述的采光面上分布多个进光口，所述采光面的形状决定所述拍摄装置的拍摄范围，实现多角度拍摄；
所述的光传导模块用于将采光面接收到的光传导至所述的聚焦模块；
所述的聚焦模块用于对光传导模块传导过来的光进行聚焦；
所述的感光模块用于感光得到感光成像数据；
所述的信号处理模块用于控制感光模块感光并读取和记录感光模块的感光成像数据；
光进入所述采光面的进光口，由所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块进行聚焦，所述的聚焦模块将传导过来的光聚焦到所述的感光模块上，所述的信号处理模块控制所述的感光模块感光成像并读取和记录感光模块的感光成像数据；所有进光口进入的光聚焦到同一感光模块上同时感光，实现多角度一次成像。
图1给出了拍摄装置的光路示意图，光被采光面接收，经光传导模块传导至聚焦模块，聚焦模块将传导过来的光聚焦到感光模块，感光模块感光成像。
实施例1：利用拍摄装置拍摄并重构拍摄对象的三维立体图
具体地，所述的拍摄装置可以做成如图2所示的组成分布，所述的机械支撑模块采用柔性材料，整个拍摄装置可以弯折，使采光面可以变成多种形状，如图3和图4所示；
进一步地，所述的电源模块可以采用充电式锂电池；
所述的拍摄装置中光传导模块采用光纤束；
聚焦模块采用一组凸透镜（共6块，后面称为透镜）加上透镜控制装置，透镜控制装置控制凸透镜的位置变化，改变聚焦模块最终的聚焦点；6块透镜均匀分布于拍摄装置内，且透镜的中心平面都与拍摄装置的剖面轮廓相切；如图7所示，当拍摄装置弯折剖面为圆形的环状体时，6块透镜均匀绕环状体轴心一周分布，且透镜的中心平面（透镜的中心平面是指过透镜光心的圆形剖面所在的平面）都与拍摄装置的剖面轮廓（即图7中的圆形）相切，所以相邻透镜的中心平面之间的夹角都是120度；
所述的感光模块选用一组（共6块）CCD感光元件，每一块CCD对应于一块透镜，如图7所示，CCD感光元件的感光面与对应透镜的中心平面平行；
所述的光纤束中每根光纤的一端均匀分布在采光面上成为进光口，另一端连接到聚焦模块，光纤端口在采光面的分布和连接到聚焦模块的分布要一一对应，如图5所示；一共选用6根光纤束，如图7所示，每根光纤束对应于一块透镜，光纤束的进光方向与对应透镜的中心平面垂直，同时，在选取光纤束时，要选择合适孔径指数的光纤束，保证光纤束的进光范围足以使拍摄对象上的同一点发出的光能进入相邻的两束光纤束中，这样就保证拍摄对象上的同一个点能在相邻的两块CCD上感光成像，利用相邻两块CCD上该点的成像信息就可以得到该点的深度信息；
进一步地，所述的信号处理模块选用DSP模块；
所述的存储介质采用SD卡；
所述的无线通信模块选用蓝牙通信模块；
所述的DSP模块与聚焦模块的透镜控制装置连接，DSP发出调焦控制信号控制透镜控制装置去改变凸透镜的聚焦点，实现变焦；
所述的DSP模块还与所述的CCD感光元件相连，能够读取CCD感光元件的感光成像数据；
所述的DSP模块还与所述的SD卡相连，可以对SD卡进行读写操作，如将CCD感光元件的感光成像数据写入到SD卡中，或者从SD卡中读取之前写入的感光成像数据；
所述的DSP模块还与所述的蓝牙通信模块相连，DSP模块通过蓝牙模块向外发送数据或者接收外部发送过来的数据。
所述的拍摄装置的拍摄过程如下：
拍摄装置的蓝牙模块与智能手机之间建立无线通信连接，拍摄装置中各CCD感光元件的感光成像数据和拍摄装置的参数（包括装置的半径、装置内各透镜的焦距等）实时地通过蓝牙发送到智能手机，智能手机对接收到的感光成像数据进行处理后实时显示拍摄对象的三维立体图给拍摄者；拍摄者根据智能手机上显示的图像对拍摄装置进行调焦控制，即拍摄者通过智能手机能发出调焦控制信号，拍摄装置的蓝牙模块接收到控制信号后传递给DSP模块，DSP模块根据接收到的调焦控制信号发出相应的调焦控制信号控制聚焦模块中的透镜控制装置调节透镜位置实现变焦；当拍摄者觉得智能手机上显示的图像满意时，拍摄者通过智能手机发出拍摄控制信号，拍摄装置的蓝牙模块接收到拍摄控制信号后传递给DSP模块，DSP模块根据接收到拍摄控制信号去读取和记录该时刻的各CCD感光元件上的感光成像数据；接着拍摄装置向智能手机发出一条反馈信息，表示已完成拍摄，并提示拍摄者选择将感光成像数据仅保存在拍摄装置的SD卡还是仅发送到智能手机还是既保存在SD卡又发送给手机，若用户选择仅保存在拍摄装置的SD卡，则DSP模块将读取的感光成像数据写入到SD卡中，若用户选择仅发送到智能手机，则DSP模块将读取的感光数据发送给智能手机，智能手机对数据进行处理后保存为拍摄对象的三维立体图存在手机中，若拍摄者选择既保存在SD卡又发送给手机，则DSP模块将读取的感光数据写入SD卡的同时也通过蓝牙将读取的感光数据发送至智能手机，智能手机对数据进行处理后保存为拍摄对象的三维立体图存在手机中。
进一步地，智能手机利用多目定位法对拍摄装置发送过来的数据处理，重构拍摄对象的三维立体图，所述的多目定位法是指利用多个CCD的成像数据对拍摄对象进行深度信息计算；对于拍摄对象上的任意一点，利用该点同一时刻在位置不同的CCD上的成像点位置，计算出该点在空间的位置坐标，就得到了其深度信息；所述的多目定位法的原理和计算步骤如下：
如图6所示，图中拍摄对象（图中以人为例）位于拍摄装置内，以环状体的剖面为xy平面，垂直于环状体剖面向上的方向为z轴。
图8中的(a）图是凸透镜成像的原理图，图中O为凸透镜的光心，F为焦点，f为焦距，Z为物距（也即深度信息），根据光学原理可以知道三角形A和三角形B是相似三角形，如果将成像面绕凸透镜光心旋转至凸透镜的另一侧，如图8中的(b)图所示，此时，三角形A’与三角形B为相似三角形，记（b）图为成像等价光路图。图9中给出了拍摄对象上同一点P经过相邻两个透镜（记为透镜1和透镜2）聚焦后在相应的CCD感光元件（记为CCD1和CCD2）上的成像的光路图的成像等价光路图；利用点P在CCD1和CCD2上的成像位置以及透镜1和透镜2的焦距就可以计算得到点P的坐标值，计算过程如下：
图9中，所有点的坐标都是装置或拍摄对象在xy平面上的投影，其中，为拍摄装置剖面圆形的圆心坐标；
为透镜1的光心在xy平面上的投影点；
为透镜2的光心在xy平面上的投影点；
为拍摄对象上某点P在xy平面上的投影点；
为透镜1的等价焦点在xy平面的投影点；
为透镜2的等价焦点在xy平面的投影点；
为拍摄对象上点P在CCD1上的成像点在xy平面的投影点，为偏离的距离，在CCD1上和之间的距离用像素点数来表示，而CCD1上像相邻像素点之间的距离是固定的，所以根据CCD1上两点之间相隔的像素点数就可以得到两点之间的距离；（注：有正负，当位于的左侧时，为负，当位于的右侧时，为正）
为拍摄对象上点P在CCD2上的成像点在xy平面的投影点，为偏离的距离，在CCD1上和之间的距离用像素点数来表示，而CCD2上像相邻像素点之间的距离是固定的，所以根据CCD1上两点之间相隔的像素点数就可以得到两点之间的距离；（注：有正负，当位于的左侧时，为负，当位于的右侧时，为正）
为直线与直线的交点；
为透镜1的中心平面与透镜2的中心平面在xy平面上投影的交点，由于6块透镜的位置分布均匀绕一周，透镜中心面与环状体环面相切，所以，同样有；而等价成像面和透镜中心面平行，所以，。
根据CCD1和CCD2的成像数据，可以得到偏离的距离和偏离的距离；此外，拍摄装置中心位置的坐标是已知的，透镜1和透镜2的位置信息是已知的，即和的坐标是已知的；
下面根据这些已知条件计算出拍摄对象上点P点在xy平面上的投影点的坐标值，根据就等于得到了点P的深度信息；具体求解步骤如下：
首先，利用和的坐标得到直线的方程为
又由于在线段上，且与之间的距离，于是可得
同理得对应的坐标值为
又因，所以由（1）式可得直线的方程为
再因在直线上，且，可得的坐标值为
同理有
再利用和得到直线的方程为
同理，直线的方程为
由于为直线和直线的交点，所以联立方程（5）和（5’）解得
将（2）、（2‘）和（4）、（4‘）代入到（6）中即可得最终的坐标；然后将P点的成像数据根据深度信息还原到空间对应的位置，同理对拍摄对象的其他点做同样的处理，最终就得到了拍摄对象的三维立体图。
此外，上述的拍摄装置还可以做成小体积的环拍装置，借助外部反光装置来采集较大范围的光，如放置在一个圆锥形的反光装置上，如图10中左图所示，所述的锥形反光装置表面为镜面，被拍对象（图中为人）反射的光经过锥形反光装置的发射到拍摄装置的内侧面，最终在拍摄装置的CCD上感光成像，后期处理时根据记录的CCD上的感光成像数据、拍摄装置的形状参数以及锥形面的形状参数还原出被拍对象的三维立体图像；还可以利用透明六棱锥来作为辅助装置，如图10中右图所示，六棱锥的每个侧面与拍摄装置的一个CCD对应，这样可以克服传统锥体成像中需要多个拍摄装置的问题，只需一台本发明的装置就可以实现传统的锥体成像了。
实施例2：利用本发明的拍摄装置一次成像完成360度全景拍摄
所述的拍摄装置的光纤分布还可以做成如图11所示的分布，图中光纤进光口分布于拍摄装置外侧，即环形外拍模式，光纤的进光方向为环状体剖面圆的径向方向，如图中虚线所示，这样采光面可以采集到周围一圈环境中拍摄对象发射/反射过来的光，如图12所示；
此时，拍摄装置的聚焦模块采用一块凸透镜加上透镜控制装置，透镜控制装置控制凸透镜的位置变化，改变聚焦模块最终的聚焦点；所述的感光模块选用一块CCD感光元件；光纤、凸透镜、CCD（即图11中的成像面）的位置分布如图11所示，图中所有光纤的进光方向都是采光面的径向方向，即进光方向指向圆心，如图中虚线所示；所有光纤汇集到一起后连接到凸透镜，所有光纤接收到的光汇聚后通过凸透镜聚焦到成像面上感光成像；
进一步地，所述的信号处理模块选用DSP模块；
所述的存储介质采用SD卡；
所述的无线通信模块选用蓝牙通信模块；
所述的DSP模块与聚焦模块的透镜控制装置连接，DSP发出调焦控制信号控制透镜控制装置去改变凸透镜的聚焦点，实现变焦；
所述的DSP模块还与所述的CCD感光元件相连，能够读取CCD感光元件的感光成像数据；
所述的DSP模块还与所述的SD卡相连，可以对SD卡进行读写操作，如将CCD感光元件的感光成像数据写入到SD卡中，或者从SD卡中读取之前写入的感光成像数据；
所述的DSP模块还与所述的蓝牙通信模块相连，DSP模块通过蓝牙模块向外发送数据或者接收外部发送过来的数据。
所述的拍摄装置的拍摄过程如下：
拍摄装置的蓝牙模块与智能手机之间建立无线通信连接，拍摄装置中CCD感光元件的感光成像数据实时地通过蓝牙发送到智能手机，智能手机对接收到的感光成像数据进行处理后实时显示一周环境的360度全景图给拍摄者；拍摄者根据智能手机上显示的图像对拍摄装置进行调焦控制，即拍摄者通过智能手机能发出调焦控制信号，拍摄装置的蓝牙模块接收到控制信号后传递给DSP模块，DSP模块根据接收到的调焦控制信号发出响应的调焦控制信号控制聚焦模块中的透镜控制装置调节透镜位置实现变焦；当拍摄者觉得智能手机上显示的图像满意时，拍摄者通过智能手机发出拍摄控制信号，拍摄装置的蓝牙模块接收到拍摄控制信号后传递给DSP模块，DSP模块根据接收到拍摄控制信号去读取和记录该时刻的CCD感光元件上的感光成像数据；接着拍摄装置向智能手机发出一条反馈信息，表示已完成拍摄，并提示拍摄者选择将感光成像数据仅保存在拍摄装置的SD卡还是仅发送到智能手机还是既保存在SD卡又发送给手机，若用户选择仅保存在拍摄装置的SD卡，则DSP模块将读取的感光成像数据写入到SD卡中，若用户选择仅发送到智能手机，则DSP模块将读取的感光数据发送给智能手机，智能手机将感光数据处理得到全景图并保存在手机上，若拍摄者选择既保存在SD卡又发送给手机，则DSP模块将读取的感光数据写入SD卡的同时也通过蓝牙将读取的感光数据发送至智能手机，智能手机将感光数据处理得到全景图并保存在手机上。
上述实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
Claims (9)
1.一种多角度一次成像的拍摄装置，其特征在于：
所述的拍摄装置包括电源模块、机械支撑模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块；
所述的电源模块用于为拍摄装置提供电能；
所述的机械支撑模块用于为电源模块、采光面、光传导模块、聚焦模块、感光模块和信号处理模块提供搭载和保护平台；
所述的采光面接收外界射来的光，所述的采光面上分布多个进光口，所述采光面的形状决定所述拍摄装置的拍摄范围，实现多角度拍摄；
所述的光传导模块用于将采光面接收到的光传导至所述的聚焦模块；
所述的聚焦模块用于对光传导模块传导过来的光进行聚焦；
所述的感光模块为一个或多个感光元件，能实现一次感光成像，用于感光得到感光成像数据；
所述的信号处理模块用于控制感光模块感光并读取和记录感光模块的感光成像数据；
光进入所述采光面的进光口，由所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块进行聚焦,所述的聚焦模块将传导过来的光聚焦到所述的感光模块上，所述的信号处理模块控制所述的感光模块感光成像并读取和记录感光模块的感光成像数据；所有进光口进入的光聚焦到同一感光模块上同时感光，实现多角度一次成像；
所述的多角度一次成像是指拍摄装置的采光面接受拍摄对象向不同角度发射/反射的光或者接收位于不同角度的拍摄对象发射/反射的光，然后将所有接收到的光聚焦到同一感光模块上一次感光成像，只需对最终的感光模块的成像图进行处理就能得到拍摄对象的三维立体图或不同角度拍摄对象的全景图；所述的全景图是指水平视角大于普通广角的图像，最大水平视角达到360度的图像；
所述的采光面具有柔性，其形状可变；
所述的采光面的形状选自环状体、曲状体、矩形面中的任意一种；
所述的进光口位于包括但不限于采光面的凹面、凸面、向外一面或向内一面的任意一种；
所述的信号处理模块，在感光模块只有一个感光元件的情况下，在对感光模块的成像数据进行处理得到全景图时就不需要进行图像拼接处理；当所述的感光模块为多个感光元件时，在对感光模块的成像数据进行处理时需要进行图像拼接技术处理。
2.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于：所述的拍摄装置进一步还包括存储介质或无线通信模块，所述的存储介质用于存储感光模块的感光成像数据，所述的无线通信模块用于实现拍摄装置和外部终端的数据交互。
3.根据权利要求1所述的拍摄装置，其特征在于：所述的拍摄装置进一步还包括存储介质和无线通信模块，所述的存储介质用于存储感光模块的感光成像数据，所述的无线通信模块用于实现拍摄装置和外部终端的数据交互。
4.根据权利要求1-3任一项所述的拍摄装置，其特征在于：所述的拍摄装置根据采光面的形状以及采光面位于拍摄装置外侧面还是内侧面形成多种拍摄模式，拍摄模式包括环形内拍、环形外拍、面拍、曲形内拍、曲形外拍。
5.根据权利要求4所述的拍摄装置，其特征在于：所述的环形内拍指采光面为环状体，采光面位于拍摄装置内侧面；所述的环形外拍指采光面为环状体，采光面位于拍摄装置外侧面；所述的面拍指采光面未发生弯折；所述的曲形内拍指采光面为曲状体，采光面位于拍摄装置内侧面；所述的曲形外拍指采光面为曲状体，采光面位于拍摄装置外侧面。
6.根据权利要求4所述的拍摄装置，其特征在于：所述的内拍对位于环状体采光面内的拍摄对象进行360度全方位一次成像，处理后生成拍摄对象的立体图；所述的环形外拍对环状体采光面外一周的拍摄对象进行一次成像，生成360度全景图。
7.根据权利要求1-3任一项所述的拍摄装置，其特征在于：
所述的聚焦模块包括透镜控制装置和至少一块凸透镜，所述的凸透镜用于聚光，所述的透镜控制装置用于控制调节凸透镜的位置，改变凸透镜的聚焦点。
8.根据权利要求1所述拍摄装置的拍摄方法，其特征在于：所述的拍摄方法包括以下步骤：
(1)进光：光照射到所述的采光面，进入采光面上的进光口；
(2)导光：进入进光口的光经过所述的光传导模块传导至所述的聚焦模块；
(3)感光：所述的聚焦模块将所述的光传导模块传导过来的光聚焦到所述的感光模块，所述的感光模块感光成像；
(4)记录成像数据：所述的信号处理模块读取和记录步骤(3)中感光模块的感光成像数据。
9.根据权利要求8所述的拍摄方法，其特征在于：所述的步骤(4)之后增加成像数据处理的步骤，所述的成像数据处理是指拍摄装置的信号处理模块或外部终端对感光模块中的感光数据进行处理，得到拍摄对象的三维立体图或全景图。
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