本發(fā)明涉及一種鏡頭裝置，尤其涉及用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置。也可用于其他需要大視角采集或者監(jiān)看的應(yīng)用場(chǎng)景，比方說(shuō)監(jiān)控、視頻會(huì)議等。

背景技術(shù)：

全景圖片和全景視頻的生成，通常用相機(jī)對(duì)幾個(gè)方向分別拍照，或者攝像機(jī)分別拍攝視頻，然后將記錄的照片或者視頻拼接而成。

為了保證拼接的拼縫盡量的小，結(jié)果盡量的完美，根據(jù)全景攝影的原理，在拍攝上，要求幾個(gè)方向的照片或者視頻，不能存在視差。也就是要求幾張照片、或者視頻拍攝時(shí)，鏡頭的節(jié)點(diǎn)要重合。全景攝影中的鏡頭的節(jié)點(diǎn)，指的是當(dāng)鏡頭圍繞該點(diǎn)旋轉(zhuǎn)進(jìn)行拍攝的過(guò)程中，所拍攝的照片或者視頻沒(méi)有視差，這個(gè)節(jié)點(diǎn)位置和鏡頭的光路設(shè)計(jì)直接相關(guān)。

如圖1所示，在全景圖片的拍攝中，我們通常使用全景專用云臺(tái)和一臺(tái)相機(jī)。為了讓鏡頭的節(jié)點(diǎn)重合，拍攝時(shí)，將相機(jī)固定在云臺(tái)上，調(diào)節(jié)鏡頭的節(jié)點(diǎn)和云臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心保持一致，這樣，當(dāng)用一臺(tái)相機(jī)進(jìn)行各個(gè)方向拍攝時(shí)，可以保證節(jié)點(diǎn)重合。

在全景視頻拍攝中，因?yàn)樾枰獛讉€(gè)方向視頻同時(shí)拍攝，不可能做到節(jié)點(diǎn)重合。所以，只能是如圖2所示的幾個(gè)攝像機(jī)盡量緊湊的排列，然后通過(guò)后期拼接算法優(yōu)化，以及視頻后處理來(lái)完成一個(gè)全景視頻的制作。

以上兩種方法，采用云臺(tái)調(diào)節(jié)節(jié)點(diǎn)的辦法，操作比較繁瑣，需要一些經(jīng)驗(yàn)，不同的設(shè)備節(jié)點(diǎn)不一樣，同樣的設(shè)備每次安裝到云臺(tái)上的時(shí)候，也需要再次調(diào)節(jié)，而且僅適用于拍攝靜態(tài)圖片。對(duì)于拍攝視頻，則只能使用第二種方法，而第二種方法，因?yàn)閿z像機(jī)本身外殼、電路板、電池等部分也要占空間，所以，哪怕最緊湊排布，依然會(huì)有不小的節(jié)點(diǎn)誤差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

以下給出一個(gè)或多個(gè)方面的簡(jiǎn)要概述以提供對(duì)這些方面的基本理解。此概述不是所有構(gòu)想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認(rèn)出所有方面的關(guān)鍵性或決定性要素亦非試圖界定任何或所有方面的范圍。其唯一的目的是要以簡(jiǎn)化形式給出一個(gè)或多個(gè)方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細(xì)的描述之序。

本發(fā)明提供了一種用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置，解決了多相機(jī)的全景拍攝中的相機(jī)節(jié)點(diǎn)如何重合的問(wèn)題。

本發(fā)明的技術(shù)方案為：本發(fā)明揭示了一種用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置，由多個(gè)鏡頭組合而成，每個(gè)鏡頭所拍攝的畫面之間存在重合區(qū)域，其中每個(gè)鏡頭包括前組鏡片和后組鏡片，鏡頭組合在一起共用每個(gè)鏡頭的前組鏡片和后組鏡片之間的光學(xué)路徑空間。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，所述多個(gè)鏡頭所處的位置使得所有鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)重合。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，通過(guò)調(diào)整光學(xué)模型使鏡頭的第一主點(diǎn)靠后且位于前組鏡片和后組鏡片之間的光程空間上。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，所述多個(gè)鏡頭所處的位置使得每個(gè)鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)靠近鏡頭組合的幾何中心。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，通過(guò)調(diào)整光學(xué)模型使鏡頭的第一主點(diǎn)靠后且位于前組鏡片中。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，前組鏡片用于將環(huán)境光線折射入鏡頭，后組鏡片用于將光線聚焦到感光元件上形成曝光。

根據(jù)本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的一實(shí)施例，通過(guò)調(diào)整光學(xué)模型將光線從前組鏡片至后組鏡片的光程拉長(zhǎng)，以使前組鏡片和后組鏡片之間的空間拉大。

本發(fā)明對(duì)比現(xiàn)有技術(shù)有如下的有益效果：本發(fā)明在對(duì)組合鏡頭進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)幾個(gè)鏡頭綜合考慮，將幾個(gè)鏡頭組合起來(lái)，共用每個(gè)鏡頭的前組鏡片和后組鏡片之間的光學(xué)路徑空間，形成一套完整的全景鏡頭組，完成多方向曝光。一方面，采用本發(fā)明的方案可以實(shí)現(xiàn)工業(yè)生成，一次解決問(wèn)題，不需要后期繁瑣調(diào)節(jié)；另一方面，從光學(xué)鏡頭上開(kāi)始優(yōu)化，結(jié)構(gòu)緊湊，誤差可以控制的很?。辉僖环矫?，方案的適用范圍廣泛，既可以用于全景照片，也可以用于全景視頻。

附圖說(shuō)明

圖1示出了全景照片的拍攝中傳統(tǒng)運(yùn)用云臺(tái)的方案的示意圖。

圖2示出了全景視頻的拍攝中傳統(tǒng)緊湊排列攝像機(jī)的方案的示意圖。

圖3示出了本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)圖。

圖4示出了本發(fā)明的單個(gè)鏡頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

在結(jié)合以下附圖閱讀本公開(kāi)的實(shí)施例的詳細(xì)描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點(diǎn)。在附圖中，各組件不一定是按比例繪制，并且具有類似的相關(guān)特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標(biāo)記。

圖3示出了本發(fā)明的用于全景攝影的魚眼鏡頭組合裝置的較佳實(shí)施例的結(jié)構(gòu)。請(qǐng)參見(jiàn)圖3，本實(shí)施例以三個(gè)鏡頭為例來(lái)說(shuō)明，組合裝置是由三個(gè)鏡頭組合而成，每一個(gè)鏡頭都包括前組鏡片1和后組鏡片2，在進(jìn)行鏡頭的光學(xué)設(shè)計(jì)的時(shí)候，對(duì)這三個(gè)鏡頭綜合考慮，共用每個(gè)鏡頭的前組鏡片和后組鏡片之間的光學(xué)路徑空間，形成一套完整的全景鏡頭組，完成多方向曝光。每個(gè)鏡頭除了負(fù)責(zé)本方向的拍攝之外，各個(gè)鏡頭拍攝的畫面之間還存在重合區(qū)域。

在對(duì)鏡頭進(jìn)行組合安裝的時(shí)候，讓所有鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)重合，這個(gè)重合點(diǎn)就是鏡頭組合的幾何中心，這是最佳的設(shè)計(jì)。當(dāng)很難做到鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)重合時(shí)，也可以盡量讓每個(gè)鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)靠近鏡頭組合的幾何中心，同樣可以消除或有效減小節(jié)點(diǎn)誤差，提升全景的拼接效果。

對(duì)于每一個(gè)鏡頭中的前組鏡片和后組鏡片的設(shè)計(jì)，參考圖4所示，前組鏡片1負(fù)責(zé)將環(huán)境光線折射入鏡頭，通過(guò)適當(dāng)調(diào)整光學(xué)模型，盡量將光線到后組鏡片2的光程拉長(zhǎng)，使得前組鏡片1和后組鏡片2之間的空間拉大。同時(shí)讓鏡頭的第一主點(diǎn)盡量靠后，可以控制第一主點(diǎn)位于前組鏡片1和后組鏡片2之間的光程空間上，以使得所有鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)能夠重合；也可以控制第一主點(diǎn)位于前組鏡片1中，以使得盡量讓每個(gè)鏡頭的光學(xué)節(jié)點(diǎn)靠近鏡頭組合的幾何中心，這兩種方式均能有效減小組合鏡頭的節(jié)點(diǎn)誤差。后組鏡片2負(fù)責(zé)將光線聚焦到感光元件上，形成清晰的曝光。

本發(fā)明的鏡頭組合方案除了實(shí)施例中記載的三鏡頭方案，同樣適用于任何超過(guò)3組鏡頭的組合，鏡頭分布可以錯(cuò)開(kāi)，不僅適用于水平布局，也適用于立體布局。這樣的光學(xué)布局所完成的曝光的空間覆蓋，可以是全空間360度×180度，也可以是部分空間覆蓋，根據(jù)具體所需全景圖片或者全景視頻而定。

提供對(duì)本公開(kāi)的先前描述是為使得本領(lǐng)域任何技術(shù)人員皆能夠制作或使用本公開(kāi)。對(duì)本公開(kāi)的各種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)都將是顯而易見(jiàn)的，且本文中所定義的普適原理可被應(yīng)用到其他變體而不會(huì)脫離本公開(kāi)的精神或范圍。由此，本公開(kāi)并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設(shè)計(jì)，而是應(yīng)被授予與本文中所公開(kāi)的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。