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)看的應用場景，比方說監(jiān)控、視頻會議等。

背景技術：

全景圖片和全景視頻的生成，通常用相機對幾個方向分別拍照，或者攝像機分別拍攝視頻，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，結果盡量的完美，根據(jù)全景攝影的原理，在拍攝上，要求幾個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，鏡頭的節(jié)點要重合。全景攝影中的鏡頭的節(jié)點，指的是當鏡頭圍繞該點旋轉進行拍攝的過程中，所拍攝的照片或者視頻沒有視差，這個節(jié)點位置和鏡頭的光路設計直接相關。

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和一臺相機。為了讓鏡頭的節(jié)點重合，拍攝時，將相機固定在云臺上，調節(jié)鏡頭的節(jié)點和云臺的旋轉中心保持一致，這樣，當用一臺相機進行各個方向拍攝時，可以保證節(jié)點重合。

在全景視頻拍攝中，因為需要幾個方向視頻同時拍攝，不可能做到節(jié)點重合。所以，只能是如圖2所示的幾個攝像機盡量緊湊的排列，然后通過后期拼接算法優(yōu)化，以及視頻后處理來完成一個全景視頻的制作。

以上兩種方法，采用云臺調節(jié)節(jié)點的辦法，操作比較繁瑣，需要一些經驗，不同的設備節(jié)點不一樣，同樣的設備每次安裝到云臺上的時候，也需要再次調節(jié)，而且僅適用于拍攝靜態(tài)圖片。對于拍攝視頻，則只能使用第二種方法，而第二種方法，因為攝像機本身外殼、電路板、電池等部分也要占空間，所以，哪怕最緊湊排布，依然會有不小的節(jié)點誤差。

技術實現(xiàn)要素：

以下給出一個或多個方面的簡要概述以提供對這些方面的基本理解。此概述不是所有構想到的方面的詳盡綜覽，并且既非旨在指認出所有方面的關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化形式給出一個或多個方面的一些概念以為稍后給出的更加詳細的描述之序。

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

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

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施例，所述多個鏡頭所處的位置使得所有鏡頭的光學節(jié)點重合。

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施例，通過調整光學模型使鏡頭的第一主點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施例，所述多個鏡頭所處的位置使得每個鏡頭的光學節(jié)點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施例，通過調整光學模型使鏡頭的第一主點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施例，通過調整光學模型將光線從前組鏡片至后組鏡片的光程拉長，以使前組鏡片和后組鏡片之間的空間拉大。

本發(fā)明對比現(xiàn)有技術有如下的有益效果：本發(fā)明在對組合鏡頭進行光學設計的時候，對幾個鏡頭綜合考慮，將幾個鏡頭組合起來，共用每個鏡頭的前組鏡片和后組鏡片之間的光學路徑空間，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)明的方案可以實現(xiàn)工業(yè)生成，一次解決問題，不需要后期繁瑣調節(jié)；另一方面，從光學鏡頭上開始優(yōu)化，結構緊湊，誤差可以控制的很??；再一方面，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。

附圖說明

圖1示出了全景照片的拍攝中傳統(tǒng)運用云臺的方案的示意圖。

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施例的結構圖。

圖4示出了本發(fā)明的單個鏡頭的結構示意圖。

具體實施方式

在結合以下附圖閱讀本公開的實施例的詳細描述之后，能夠更好地理解本發(fā)明的上述特征和優(yōu)點。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特性或特征的組件可能具有相同或相近的附圖標記。

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施例的結構。請參見圖3，本實施例以三個鏡頭為例來說明，組合裝置是由三個鏡頭組合而成，每一個鏡頭都包括前組鏡片1和后組鏡片2，在進行鏡頭的光學設計的時候，對這三個鏡頭綜合考慮，共用每個鏡頭的前組鏡片和后組鏡片之間的光學路徑空間，形成一套完整的全景鏡頭組，完成多方向曝光。每個鏡頭除了負責本方向的拍攝之外，各個鏡頭拍攝的畫面之間還存在重合區(qū)域。

在對鏡頭進行組合安裝的時候，讓所有鏡頭的光學節(jié)點重合，這個重合點就是鏡頭組合的幾何中心，這是最佳的設計。當很難做到鏡頭的光學節(jié)點重合時，也可以盡量讓每個鏡頭的光學節(jié)點靠近鏡頭組合的幾何中心，同樣可以消除或有效減小節(jié)點誤差，提升全景的拼接效果。

對于每一個鏡頭中的前組鏡片和后組鏡片的設計，參考圖4所示，前組鏡片1負責將環(huán)境光線折射入鏡頭，通過適當調整光學模型，盡量將光線到后組鏡片2的光程拉長，使得前組鏡片1和后組鏡片2之間的空間拉大。同時讓鏡頭的第一主點盡量靠后，可以控制第一主點位于前組鏡片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節(jié)點能夠重合；也可以控制第一主點位于前組鏡片1中，以使得盡量讓每個鏡頭的光學節(jié)點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)點誤差。后組鏡片2負責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施例中記載的三鏡頭方案，同樣適用于任何超過3組鏡頭的組合，鏡頭分布可以錯開，不僅適用于水平布局，也適用于立體布局。這樣的光學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。

提供對本公開的先前描述是為使得本領域任何技術人員皆能夠制作或使用本公開。對本公開的各種修改對本領域技術人員來說都將是顯而易見的，且本文中所定義的普適原理可被應用到其他變體而不會脫離本公開的精神或范圍。由此，本公開并非旨在被限定于本文中所描述的示例和設計，而是應被授予與本文中所公開的原理和新穎性特征相一致的最廣范圍。