CN107707795A - 一种双摄像头成像采集方法 - Google Patents

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曾勇
周晓亚
王军
肖文勇
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    • H04N23/00—Cameras or camera modules comprising electronic image sensors; Control thereof
    • H04N23/90—Arrangement of cameras or camera modules, e.g. multiple cameras in TV studios or sports stadiums

Abstract

本发明公开了一种双摄像头成像采集方法，包括以下步骤：双摄像头支架用于双摄像头模组固定，保证双摄像头光轴平行；双摄像头模组和图像传感器之间放置光路模块，光路模块用于投射双摄像头的成像光信号，使其成像投影至单个图像传感器形成上下或左右部分；最终将图像传感器所采集到的信号通过信号传输模块进行传输。本发明采用单个图像传感器代替传统两个图像传感器进行成像采集，直接解决了两个图像传感器可能存在的异步问题，提高后续处理模块的配准效率；由于单个图像传感器制造工艺及参数一致，大大减少了两图像的曝光等成像差异，提高后续处理模块融合效率；同时单路图像数据的获取、处理都比于双路要有所简化，降低器件成本。

Description

一种双摄像头成像采集方法
技术领域
本发明涉及一种图像采集技术，尤其涉及一种双摄像头成像采集方法，属于视频图像处理领域。
背景技术
双摄像头是指根据不同应用场景，组合双彩色镜头，彩色黑白镜头或广角长焦镜头等以实现图像增强或者其他特殊图像效果。比如用彩色、黑白双摄像头对同一场景成像，需要将两组图像信号进行匹配，然后将对应位置的亮度信息和颜色信息进行融合，其余双摄像组合成像原理类似。显然双摄像头比单镜头可以获得更丰富的成像信息。除了融合算法之外，双摄像头的相对结构以及成像差异等对于最终效果也至关重要。
现有的双摄像头成像采集装置主要有共基板和共支架两种结构。共基板即将两个摄像头的图像传感器放在同一基板之上，然后利用类似于FPC的柔性电路板引出；而共支架模则是利用支架固定各自图像传感器，整个装置拥有两套独立的基板和传导装置。显然可见，两者均是以双摄像头各自图像传感器单独成像。
现有技术存在的问题和缺点：
1.双图像传感器独立成像，需要额外控制模块对图像信号进行同步，否则动态场景容易出现明显差异。
2.双图像传感器独立成像，由于不同图像传感器感光参数等差异，容易导致两摄像头对同一场景表现出不同的成像效果，例如曝光差异。
3.双图像传感器独立成像，其后续处理需要增加对两路信号合并处理模块，在双摄像头模组的良率普遍较低的情况下，开发成本也增加。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提出一种双摄像头成像采集方法，利用单个图像传感器对双摄像头进行成像采集，避免由于不同图像传感器感光参数等差异导致明显曝光差异，简化后续图像融合处理,降低器件成本。
为了解决现有技术的不足，本发明提出一种双摄像头成像采集方法，包含以下步骤：
双摄像头支架用于双摄像头模组固定，保证双摄像头光轴平行；
双摄像头模组和图像传感器之间放置光路模块，光路模块用于投射双摄像头的成像光信号，使其成像投影至单个图像传感器形成上下或左右部分；
最终将图像传感器所采集到的信号通过信号传输模块进行传输。
作为一种优选方式，所述双摄像头模组根据不同应用场景可以是双彩色组合或彩色黑色组合或广角长焦组合，不同组合搭配不同滤光片。
作为一种优选方式，所述双摄像头支架是去底的中空长方形外壳，中空长方形外壳顶部有两个孔径大小与摄像头前端一致的摄像头安放孔，同时在外壳内部有一固定摄像头后端结构的固定板。
作为一种优选方式，所述光路模块由全反射或全透射或半反射半透射棱镜组合，其具体位置及形式与图像传感器的位置相关,常见双摄像头模组与图像传感器成平行或垂直放置。
作为一种优选方式，所述光路模块形状是四棱锥结构或四棱柱结构。
作为一种优选方式，所述信号传输模块通过柔性电路板进行传输。
本发明有益效果：单个图像传感器代替传统两个图像传感器进行成像采集，直接解决了两个图像传感器可能存在的异步问题，提高后续处理模块的配准效率；由于单个图像传感器制造工艺及参数一致，大大减少了两图像的曝光等成像差异，提高后续处理模块融合效率；除此之外，单路图像数据的获取以及处理都比于双路要有所简化，有利于降低器件成本。
附图说明
图1是本发明实施例1结构示意图。
图2是本发明实施例2结构示意图。
图3是本发明光路模块的形状结构示意图。
图4是本发明实施例1光线反射示意图。
图5是本发明实施例2光线折射示意图。
图中标记：1是双摄像头模组，2是双摄像头支架，3是光路模块，4是图像传感器，51是上摄像头入射光线；51'是上摄像头出射光线；52是下摄像头入射光线；52'是下摄像头出射光线。
具体实施方式
下面对本发明的实施例作进一步的说明。以下实施例仅对本申请进行进一步说明，不应理解为对本申请的限制。
本实施例是一种双摄像头成像采集方法，具体实施步骤如下：
双摄像头支架2用于双摄像头模组1固定，保证双摄像头光轴平行；
双摄像头模组1和图像传感器4之间放置光路模块3，光路模块3用于投射双摄像头的成像光信号，使其成像投影至单个图像传感器4形成上下或左右部分；
最终将图像传感器4所采集到的信号通过信号传输模块进行传输。
采用单个图像传感器4对双摄像头模组1成像光信号进行采集，利用光路模块3将双摄像头模组1成像光信号投影，使其聚集到单个图像传感器4左右或者上下部分。根据图像传感器4与双摄像头模组1的相对位置，光路模块3可以有多种设计形式，甚至于不做优化，光路为全透或不设计直接将双摄像头模组1成像信号投影至垂直的图像传感器4。光路模块3由全反射或全透射或半反射半透射棱镜组合，其具体位置及形式与图像传感器4的位置相关，当图像传感器4与双摄像头模组1平行放置时，若考虑光线优化，则可设置光路模块3以一定角度放置在两者之间形成入射夹角，一般光路模块3与双摄像头模组1之间夹角可取75至80度左右；若双摄像头模组1竖直，图像传感器4水平放置，可将光路模块3的反射面与水平成45度角放置，以将水平光线反射至图像传感器4平面。
双摄像头模组1可以采用黑白和彩色镜头对同一场景成像，其中黑白摄像头带有全通滤光片，主要用于获得场景的亮度信息，在低照度条件下成像效果良好，而彩色摄像头配有红外截止滤光片，主要提供场景颜色信息，通过配准和融合可以实现暗光增强等图像效果。双摄像头模组1也可以采用主从镜头模式，主镜头用于成像，从镜头用于测量景深等数据，实现背景虚化或测距等应用，一般采用普通双彩色镜头组合。除此之外，广角和长焦镜头也是常见的双摄像头搭配，其中长焦拍摄细节区域放大图像，广角拍摄全局场景，两者结合可以提高大区域的细节清晰度。
双摄像头支架2对于双摄像头模组1的应用至关重要。双摄像头支架2是去底的中空长方形外壳，中空长方形外壳顶部有两个孔径大小与摄像头前端一致的摄像头安放孔，同时在外壳内部有一固定摄像头后端结构的固定板。一般要求支架能够固定摄像头保证其在使用过程中相对位置不会发生改变，并且需要尽可能使双摄像头光轴平行，便于场景配准。不同应用场景对双摄像头间距要求不同，例如对于图像增强双摄像头，需要两成像光信号水平差距尽可能小，故此支架安装孔应尽可能靠近，而对于测距相关的主从摄像头则需要较大的间距，以便测量远处物体。
一种具体实施方式如图1所示，双摄像头模组1和图像传感器4的一种位置关系，以双摄像头模组1竖直放置，图像传感器4水平放置为例：
光路模块3需要将双摄像头水平光信号投射至水平位置摆放的图像传感器4左右部分，通过如图3所示的四棱锥底面进行光线反射，光线反射结构如图4所示，其中，四棱锥与双摄像头光轴成45度角放置，并且四棱锥底面在平行光轴和垂直光轴方向的投影大于等于成像信号最大有效面积，相等时利用率最高。光路模块3采用两个四棱镜在距双摄像头不同水平距离处进行投射，利用反射将双摄像头模组1成像信号投射在图像传感器4左右部分。
另一种具体实施方式如图2所示，双摄像头模组1和图像传感器4的另一种位置关系，以双摄像头模组1竖直放置，图像传感器4竖直放置为例，中间放置光路模块3，此时光路模块3主要用于提高传感器有效成像率，通过将上下摄像头组成像光信号向中间汇聚，减少信号投射到单个图像传感器4出现的上下间隔。需要指出的是上下间隔由于双摄像头安放间隔引起，使得图像传感器4可以合理设计其规模。此时光路模块3可以通过上下不同材质拼合成的四棱柱完成上下光线向中间略微偏折，其光线折射结构如图5所示，四棱柱宽面与光轴成一定夹角摆放，形成入射角，其偏折面大小在垂直与光轴方向投影大于等于双摄像头成像信号最大有效面积，保证所有成像光信号能经过四棱柱进行投影。其中，不同材质拼合成的四棱柱一般这种情况是下半部分折射率N2要小于上半部分N1，以实现光线汇聚功能。例如：选择上半部分为火石玻璃F1，下半部分K9冕牌玻璃。
最后，信号传输模块利用柔性电路板连接图像传感器4，将其成像信号送入后续处理模块，此后双摄像头图像信号被当作单个图像信号进行传输，后续只需在不同位置进行处理。
以上仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种双摄像头成像采集方法，其特征在于：
双摄像头支架(2)用于双摄像头模组(1)固定，保证双摄像头光轴平行；
双摄像头模组(1)和图像传感器(4)之间放置光路模块(3)，光路模块(3)用于投射双摄像头的成像光信号，使其成像投影至单个图像传感器(4)形成上下或左右部分；
最终将图像传感器(4)所采集到的信号通过信号传输模块进行传输。
2.根据权利要求1所述的双摄像头成像采集方法，其特征在于，所述双摄像头模组(1)根据不同应用场景是双彩色组合或彩色黑色组合或广角长焦组合，不同组合搭配不同滤光片。
3.根据权利要求1所述的双摄像头成像采集方法，其特征在于，所述双摄像头支架(2)是去底的中空长方形外壳，中空长方形外壳顶部有两个孔径大小与摄像头前端一致的摄像头安放孔，同时在外壳内部有一固定摄像头后端结构的固定板。
4.根据权利要求1所述的双摄像头成像采集方法，其特征在于，所述光路模块(3)由全反射或全透射或半反射半透射棱镜组合，其具体位置及形式与图像传感器4的位置相关，双摄像头与单个图像传感器4互相平行或垂直。
5.根据权利要求1或4所述的双摄像头成像采集方法，其特征在于，所述光路模块(3)形状是四棱锥结构或四棱柱结构。
6.根据权利要求1所述的双摄像头成像采集方法，其特征在于，所述信号传输模块通过柔性电路板进行传输。
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