CN105979128A - 图像采集装置及全景相机 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种图像采集装置及全景相机。该图像采集装置包括镜头和图像传感器，所述镜头包括至少两个透镜组，各所述透镜组沿着所述镜头的光路设置，所述图像传感器的数量为一个，所述镜头的光路延伸至所述图像传感器的感光面上，所述镜头还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置于任意相邻的两个所述透镜组之间的光路上，以使所述镜头的光路具有转折角。本发明实施例可以减小图像采集装置占用的空间。

Description

图像采集装置及全景相机
技术领域
本发明实施例涉及图像采集技术领域，尤其涉及一种图像采集装置及全景相机。
背景技术
随着图像采集技术的不断发展，全景视频和全景照片越来越受到人们的青睐。一般地，可采用全景相机拍摄全景视频和全景照片，该全景相机中包含图像采集装置，此图像采集装置用于采集图像信息，所采集到的图像信息进过后期处理，就可以转化为全景视频或全景照片。
传统的图像采集装置包括两组鱼眼镜头和图像传感器，每组鱼眼镜头包括若干个透镜组，每个透镜组可包含一个或多个镜片。各透镜组和图像传感器沿着同一方向分布。
然而，在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题:上述结构中，各透镜组和图像传感器沿着同一个方向分布，鱼眼镜头和图像传感器在该方向上的分布尺寸较大，导致图像采集装置占用的空间过大。例如，鱼眼镜头为两组时，此两组鱼眼镜头之间的光学顶点间距(此光学顶点间距为两鱼眼镜头在主光轴上的顶点之间的距离)过大，因此该图像采集装置占用的空间较大。
发明内容
本发明实施例提供了一种图像采集装置以及包含该图像采集装置的全景相机，以此减小图像采集装置占用的空间。
本发明的第一方面提供了一种图像采集装置，其包括镜头和图像传感器，所述镜头包括沿着所述镜头的光路设置的至少两个透镜组，所述图像传感器的数量为一个，所述镜头的光路延伸至所述图像传感器的感光面上，所述镜头还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置于所述至少两个透镜组中的任意相邻的两个所述透镜组之间的光路上，以使所述镜头的光路具有转折角。
优选地，所述镜头的数量至少为两个。
优选地，所述镜头的数量为两个，所述两个镜头的主光轴相互平行或者位于同一直线上。
优选地，所述平面反射镜的入射角角度为45°。
优选地，所述镜头的数量为两个，所述两个镜头的主光轴相互平行或者位于同一直线上，两个所述平面反射镜之间的夹角角度为90°。
优选地，在所述至少两个透镜组中，位于所述镜头的光路最前端的两个所述透镜组分别为第一透镜组和第二透镜组，所述平面反射镜设置于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的光路上。
优选地，所述镜头为鱼眼镜头。
优选地，所述镜头为一体式结构。
优选地，所述图像传感器的幅面比例为16:9。
本发明的第二方面提供了一种全景相机，其包括上述任一项所述的图像采集装置。
本发明实施例提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本发明实施例所提供的图像采集装置在相邻的两个透镜组之间增加了平面反射镜，使得镜头的光路发生转折，此时整个图像采集装置的分布方向就不再是单一方向。如此设置后，就可以根据实际情况将图像采集装置的一部分结构布置于其他方向上，从而充分利用其他空间实现图像采集装置的布置，以此达到减小图像采集装置占用的空间这一效果。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本发明。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的图像采集装置的结构示意图。
附图标记：
10-镜头；
100-平面反射镜；
101-第一透镜组；
102-第二透镜组；
103-第三透镜组；
104-第四透镜组；
20-图像传感器。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供了一种图像采集装置，其包括镜头10和图像传感器20。
镜头10可包括平面反射镜100和至少两个透镜组，各透镜组沿着镜头的光路设置。一种实施例中，透镜组的数量可选为四个，即图1所示的依次布置的第一透镜组101、第二透镜组102、第三透镜组103和第四透镜组104，四者中包含的镜片可以设为一个、两个甚至更多，而镜片的形状、尺寸则可以任意设置，例如凸透镜、凹透镜等。
上述平面反射镜100设置于任意相邻的两个透镜组之间的光路上，以使镜头的光路具有转折角。也就是说，在多个透镜组中，可以仅在其中两个相邻的透镜组之间设置平面反射镜100，此两个透镜组可以任意选择，参考图1所示的结构，平面反射镜100可以设置于第一透镜组101和第二透镜组102之间，或第二透镜组102和第三透镜组103之间，或第三透镜组103和第四透镜组104之间，当然，也可以在第一透镜组101和第二透镜组102之间、第二透镜组102和第三透镜组103之间、第三透镜组103和第四透镜组104之间均设置平面反射镜100。当设置平面反射镜100以后，光线会被平面反射镜100反射。
图像传感器20的数量为一个。镜头10的光路延伸至图像传感器20的感光面上，该感光面俗称“靶面”。
本发明实施例所提供的图像采集装置在相邻的两个透镜组之间增加了平面反射镜100，使得镜头10的光路发生转折，此时整个图像采集装置的分布方向就不再是单一方向。如此设置后，就可以根据实际情况将图像采集装置的一部分结构布置于其他方向上，从而充分利用其他空间实现图像采集装置的布置，以此达到减小图像采集装置占用的空间这一效果。另外，本发明实施例中的图像传感器20仅设置为一个后，对于图像处理器(该图像处理器用于对图像采集装置得到的图像进行后期处理)中包含的ISP(Image Signal Processing，图像信号处理)单元的数量就没有特殊要求，也就是说，本发明实施例所提供的图像采集装置可以适用于具有一个、两个甚至更多的ISP单元的图像处理器，因此该图像采集装置的适用范围更广。
具体实施例中，镜头10的数量可以仅选为一个，以此实现比较基础的图像采集功能，当然，为使采集到的图像信息更加全面，可将该镜头10设置为至少两个。进一步地，该镜头10的数量可以是两个，此两个镜头10的主光轴相互平行或者位于同一直线上，此时两个镜头10之间的光学顶点间距(此光学顶点间距为两个镜头10在主光轴上的顶点之间的距离)比较小。此时，两个镜头10背向设置，从而采集到两个相反方向上的图像信息，为用户提供更全面的图像信息。
在图像采集技术领域中，镜头10可选为广角镜头，该广角镜头可以在有限的视野范围内采集到更多的信息，进一步地，本发明将镜头10设置为鱼眼镜头，该鱼眼镜头是一种超广角镜头，由于此鱼眼镜头的视场角大于180°，因此使用该鱼眼镜头可以获取到更大视野内的图像信息。尤其当镜头10设置为两个，且两个镜头10的主光轴位于同一直线上时，此两个镜头10均采用鱼眼镜头后，两个鱼眼镜头所采集到的信息将出现重合，根据重合的部分即可对两个鱼眼镜头采集到的图像信息进行处理，例如展开、拼接、融合等一系列处理步骤，最终得到全景视频或者全景照片。
实际生产时，可以先单独生产镜头10中的各部分然后再组装到一起，也可以采用一体成型的加工工艺一次性加工出镜头10，以此简化镜头10的加工工序、提高镜头10的结构强度。当镜头10设置为两个甚至更多时，还可进一步采用一体成型的加工工艺一次性加工所有的镜头10，使得所有的镜头10最终呈现为一体式结构。
对于平面反射镜100的具体设置形式，可作如下选择：
平面反射镜100的入射角角度为45°，此时镜头10的光路将发生90°转折，图像采集装置占用的空间进一步缩小。同时，此种结构还便于图像的后期处理。
当镜头10的数量为两个，且此两个镜头10的主光轴相互平行或者位于同一直线上时，两个平面反射镜100之间的夹角角度可设置为90°。如此设置后，两个平面反射镜100的入射角角度均为45°，两个镜头10的光路均发生90°转折，以使图像采集装置占用的空间更小。前文提到镜头10可包含第一透镜组101、第二透镜组102、第三透镜组103和第四透镜组104，此处的第一透镜组101和第二透镜组102位于镜头10的光路最前端(该最前端可参照图1所示的位置)，因此可将平面反射镜100设置于该第一透镜组101和第二透镜组102之间的光路上。平面反射镜100的这一设置位置将使得镜头10中的更多组成部分被设置于其他方向上，进一步强化缩小图像采集装置所占用空间这一技术效果。
上述各个对于平面反射镜100的结构优化方案之间可以任意组合，每个结构优化方案也可以与图像采集装置的其他部分的结构方案进行组合，组合后形成的技术方案也属于本发明所要求保护的范围，此处不再赘述。
本发明实施例提供的图像传感器20仅设置为一个，当镜头10设置为两个甚至更多时，各镜头10的光路最终都延伸至同一个图像传感器20上。如此设置后，就可以对图像传感器20进行自动曝光和自动白平衡，使得多个镜头10采集到的图像的亮度和白平衡趋于均衡，进而弱化后期处理后出现的拼缝，以此提高图像的质量。
为了提高图像传感器20的像素利用率，可将图像传感器20的幅面比例选为16:9，该幅面比例指的是图像传感器20的长宽比。由于本发明实施例中的图像传感器20上需感应所有镜头10采集到的图像信息，而各图像信息组合后一般呈长方形分布，因此采用上述16:9的幅面比例，可以降低图像传感器20上无效部分的面积，以此达到前述目的。
本发明实施例还提供了一种全景相机，该全景相机包含上述任一技术方案所描述的图像采集装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种图像采集装置，包括镜头和图像传感器，所述镜头包括沿着所述镜头的光路设置的至少两个透镜组，所述图像传感器的数量为一个，所述镜头的光路延伸至所述图像传感器的感光面上，其特征在于，所述镜头还包括平面反射镜，所述平面反射镜设置于所述至少两个透镜组中的任意相邻的两个透镜组之间的光路上，以使所述镜头的光路具有转折角。
2.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述镜头的数量至少为两个。
3.根据权利要求2所述的图像采集装置，其特征在于，所述镜头的数量为两个，所述两个镜头的主光轴相互平行或者位于同一直线上。
4.根据权利要求1所述的图像采集装置，其特征在于，所述平面反射镜的入射角角度为45°。
5.根据权利要求4所述的图像采集装置，其特征在于，所述镜头的数量为两个，所述两个镜头的主光轴相互平行或者位于同一直线上，所述两个镜头的平面反射镜之间的夹角角度为90°。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，在所述至少两个透镜组中，位于所述镜头的光路最前端的两个透镜组分别为第一透镜组和第二透镜组，所述平面反射镜设置于所述第一透镜组和所述第二透镜组之间的光路上。
7.根据权利要求1-5中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述镜头为鱼眼镜头。
8.根据权利要求1-5中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述镜头为一体式结构。
9.根据权利要求1-5中任一项所述的图像采集装置，其特征在于，所述图像传感器的幅面比例为16:9。
10.一种全景相机，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的图像采集装置。
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