專利名稱：一種立體攝像裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種立體攝像裝置及方法。
背景技術(shù)：
隨著數(shù)字成像技術(shù)的日趨成熟，立體成像技術(shù)正在快速的發(fā)展。立體成像技術(shù)主 要是利用人的兩只眼睛的視差特性實(shí)現(xiàn)的，其具體實(shí)現(xiàn)方式主要包括色分法、光分法、時(shí) 分法和光柵法等。具體實(shí)現(xiàn)方式雖然有多種，但所有實(shí)現(xiàn)方式的原理相似，即利用兩臺(tái)并 列安置的攝影機(jī)，同步拍攝出兩個(gè)略帶水平視差的畫面，這兩臺(tái)攝影機(jī)分別代表人的左眼 與右眼。放映時(shí)，將兩個(gè)畫面分別裝入左眼放映裝置與右眼放映裝置，左眼放映裝置與右眼 放映裝置同步運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)將畫面放映出來，形成包括左眼圖像與右眼圖像的雙影圖像。觀看 者通過一些特殊設(shè)備，例如偏光眼鏡等，使左眼只能看到左眼圖像，右眼只能看到右眼圖 像，再通過雙眼的匯聚功能，分別將左眼圖像、右眼圖像疊合在視網(wǎng)膜上，由大腦神經(jīng)產(chǎn)生 三維立體的視覺效果。以上描述說明無論采用哪種實(shí)現(xiàn)方式，關(guān)鍵在于必須做到觀看者的左眼與右眼 看到的圖像不能完全相同，即對(duì)應(yīng)于左眼的畫面只被左眼觀察到，對(duì)應(yīng)于右眼的畫面只被 右眼觀察到。如此，具有立體效果的拍攝裝置必須帶有兩個(gè)攝像頭進(jìn)行成像，并對(duì)圖像進(jìn)行 處理。但是，現(xiàn)有的拍攝裝置存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面首先，兩個(gè)攝像頭由于物理性能不可能完全相同，比如焦距不完全相同，因此，會(huì) 造成兩個(gè)攝像頭在聚焦性能上不完全一致，進(jìn)而導(dǎo)致左右視頻清晰度不完全一致，最終導(dǎo) 致圖像成像模糊。其次，兩個(gè)攝像頭在安裝對(duì)位上存在誤差，導(dǎo)致雙攝像頭拍攝的圖像在視角的水 平和傾斜上不完全一致，進(jìn)而導(dǎo)致圖像處理時(shí)出現(xiàn)偏差，最終導(dǎo)致圖像產(chǎn)生疊影。最后，雙攝像頭中各自的圖像傳感器存在電性能上的差異，致使所拍攝到的圖像 在亮度、對(duì)比度、色度、灰階等特性上不一致，進(jìn)而導(dǎo)致左右圖像出現(xiàn)視覺差異，最終導(dǎo)致觀 眾產(chǎn)生視覺眩暈、圖像模糊等現(xiàn)象。圖1為申請(qǐng)?zhí)枮?00910104853. 9的中國專利申請(qǐng)《一種立體攝像裝置及方法》的 摘要附圖，該專利公開了一種立體攝像裝置，用精密光學(xué)成像結(jié)構(gòu)來保證光路上的一致性， 僅用一個(gè)圖像傳感器來接收兩路圖像的技術(shù)，但是，從圖1中看出，該專利存在重要技術(shù)缺 陷，主要表現(xiàn)在首先，第一光學(xué)成像透鏡組111、第二光學(xué)成像透鏡組112與圖像傳感器120的光 路距離較遠(yuǎn)。當(dāng)拍攝遠(yuǎn)景時(shí)，根據(jù)透鏡成像規(guī)則，一般要求光學(xué)成像透鏡組與圖像傳感器的 光路距離較近，否則會(huì)成像模糊，因此，該專利闡述的裝置及方法，無法拍攝遠(yuǎn)景；其次，由于物體發(fā)出的每束光線中所有的光線只有經(jīng)過平面鏡相同角度的反射后 才可以成像，該專利未充分披露第一平面反射鏡114、第二平面反射鏡115與第三反射鏡 113的鏡面的位置存在一定關(guān)系的技術(shù)細(xì)節(jié)，如此，可能會(huì)造成無法在圖像傳感器120上成 像，從而根本無法實(shí)現(xiàn)拍攝的目的。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種立體攝像裝置及方法，以解決現(xiàn)有技 術(shù)中有可能無法實(shí)現(xiàn)拍攝以及不能拍攝遠(yuǎn)景的缺陷。為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供了一種立體攝像方法，該方法包括將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行一次反射，反射出的光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的 光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；同時(shí)，將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為 電信號(hào)，得到兩幅帶有視差的、電性能完全一致的圖像。本發(fā)明還提供了一種立體攝像裝置，該裝置包括攝像頭模組、側(cè)平面反射鏡；其 中，所述攝像頭模組包括光學(xué)成像透鏡、以及光學(xué)敏感器；側(cè)平面反射鏡安置于光學(xué)成像透鏡的前面；光學(xué)成像透鏡安置于光學(xué)敏感器的前面；側(cè)平面反射鏡，用于將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行反射，反射出的光線照射至 光學(xué)成像透鏡；光學(xué)成像透鏡，用于將側(cè)平面反射鏡反射過來的光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線照 射至光學(xué)敏感器，并將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線照射至光學(xué)敏 感器；光學(xué)敏感器，用于將敏感到的光學(xué)成像透鏡聚焦后的光線，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。上述方案中，所述側(cè)平面反射鏡與所述光學(xué)成像透鏡的光軸平行。上述方案中，所述側(cè)平面反射鏡與所述光學(xué)成像透鏡的光軸之間的距離為人的雙 眼間的間距的一半。上述方案中，所述側(cè)平面反射鏡安置在所述攝像頭模組的左側(cè)、或右側(cè)。上述方案中，所述側(cè)平面反射鏡的外形為矩形或圓形。上述方案中，所述光學(xué)成像透鏡為一個(gè)凸透鏡。上述方案中，所述光學(xué)敏感器為電荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)圖 像傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS，Complementary Metal Oxide Semiconductor) 光學(xué)敏感器。本發(fā)明提供的立體攝像裝置及方法，在攝像頭模組的前方，安置一個(gè)側(cè)平面反射 鏡，物體反射的一部分光線通過側(cè)面平面反射鏡的反射，聚焦到攝像頭模組的光學(xué)成像透 鏡上，另一部分光線直接聚焦到攝像頭模組的光學(xué)成像透鏡上，并利用一個(gè)光學(xué)敏感器對(duì) 敏感到的兩路光線進(jìn)行電信號(hào)的轉(zhuǎn)換，如此，既能保證成像光路上的一致性，還能保證拍攝 到的圖像的電性能完全一致。另外，光學(xué)成像透鏡直接安置于光學(xué)敏感器的前面，二者中間沒有其它組件存在， 如此，能用于拍攝遠(yuǎn)景。


圖1為專利申請(qǐng)《一種立體攝像裝置及方法》的摘要附圖2為本發(fā)明立體攝像裝置的俯視圖；圖3為實(shí)施例反射光線通過的光路圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明再作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。本發(fā)明提供的立體攝像裝置的俯視圖，如圖2所示，包括攝像頭模組21、側(cè)平面 反射鏡22;其中，所述攝像頭模組21包括光學(xué)成像透鏡211、以及光學(xué)敏感器212。側(cè)平面反射鏡22安置于光學(xué)成像透鏡211的前面；光學(xué)成像透鏡211安置于光學(xué)敏感器212的前面；所述前面是指將立體攝像裝置平放后，從光學(xué)敏感器212的方向看立體攝像裝置 的組成結(jié)構(gòu)依次為光學(xué)成像透鏡211安置于光學(xué)敏感器212的前面，側(cè)平面反射鏡22安 置于光學(xué)成像透鏡211的前面；所述光學(xué)成像透鏡211直接安置于光學(xué)敏感器212的前面，二者中間沒有其它組 件存在，如此，光學(xué)成像透鏡211與光學(xué)敏感器212的距離較近，依據(jù)透鏡成像規(guī)則，能拍攝 遠(yuǎn)景；側(cè)平面反射鏡22與光學(xué)成像透鏡211的光軸平行，側(cè)平面反射鏡22與光學(xué)成像 透鏡211的光軸之間的距離為人的雙眼間的間距的一半，約為32. 5mm,以保證人眼觀看到 清晰的立體圖像；側(cè)平面反射鏡22的反射面朝向攝像頭模組21，側(cè)平面反射鏡22既可以安置在攝 像頭模組21的左側(cè)，還可以放在攝像頭模組21的右側(cè)；所述左側(cè)是指將立體攝像裝置平放后，從光學(xué)敏感器212的方向看立體攝像裝置 的組成結(jié)構(gòu)，側(cè)平面反射鏡22在攝像頭模組21的左側(cè)；所述右側(cè)是指將立體攝像裝置平放 后，從光學(xué)敏感器212的方向看立體攝像裝置的組成結(jié)構(gòu)，側(cè)平面反射鏡22在攝像頭模組 21的右側(cè)。側(cè)平面反射鏡22的外形可以是矩形，也可以是圓形。所述光學(xué)成像透鏡211可以是一個(gè)凸透鏡；所述光學(xué)敏感器212，可以是CXD圖像 傳感器，還可以是CMOS光學(xué)敏感器。側(cè)平面反射鏡22，用于將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行一次反射，反射出的光線 照射至光學(xué)成像透鏡211 ；光學(xué)成像透鏡211，用于將側(cè)平面反射鏡22反射過來的光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的 光線照射至光學(xué)敏感器212，并將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線照射 至光學(xué)敏感器212;光學(xué)敏感器212，用于將敏感到的光學(xué)成像透鏡211聚焦后的光線，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)?；谏鲜鲅b置，本發(fā)明還提供了一種立體攝像方法，包括將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行一次反射，反射出的光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的 光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；同時(shí)，將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為 電信號(hào)，得到兩幅帶有視差的、電性能完全一致的圖像。
圖3為應(yīng)用本發(fā)明提供的立體攝像裝置及方法拍攝物體時(shí)，反射光線通過的光路 圖，如圖3所示，假設(shè)利用本發(fā)明提供的立體攝像裝置及方法所拍攝的物體30，發(fā)射出兩束 光線，即光線31和光線41。側(cè)平面反射鏡22將拍攝物體30發(fā)射的光線31進(jìn)行一次反射，反射出的光線32 照射至攝像頭模組21中的光學(xué)成像透鏡211 ；光學(xué)成像透鏡211將側(cè)平面反射鏡22反射過來的光線32進(jìn)行聚焦，聚焦后的光 線33照射至攝像頭模組21中的光學(xué)敏感器212 ；光學(xué)成像透鏡211將拍攝物體發(fā)射的光線41進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線42照射至 光學(xué)敏感器212;光學(xué)敏感器212將敏感到的攝像頭模組21中光學(xué)成像透鏡211聚焦后的光線33 與光線42，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。如此，攝像頭模組21就可以獲得兩幅帶有視差的、清晰的圖像，其電性能完全一致。以上所述，僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非用于限定本發(fā)明的保護(hù)范圍，凡在 本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù) 范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
一種立體攝像方法，其特征在于，該方法包括將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行一次反射，反射出的光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；同時(shí)，將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，得到兩幅帶有視差的、電性能完全一致的圖像。
2.一種立體攝像裝置，其特征在于，該裝置包括攝像頭模組、側(cè)平面反射鏡；其中，所述攝像頭模組包括光學(xué)成像透鏡、以及光學(xué)敏感器；側(cè)平面反射鏡安置于光學(xué)成像透鏡的前面；光學(xué)成像透鏡安置于光學(xué)敏感器的前面；側(cè)平面反射鏡，用于將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行反射，反射出的光線照射至光學(xué) 成像透鏡；光學(xué)成像透鏡，用于將側(cè)平面反射鏡反射過來的光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線照射 至光學(xué)敏感器，并將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，聚焦后的光線照射至光學(xué)敏感 器；光學(xué)敏感器，用于將敏感到的光學(xué)成像透鏡聚焦后的光線，轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述側(cè)平面反射鏡與所述光學(xué)成像透鏡 的光軸平行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述側(cè)平面反射鏡與所述光學(xué)成像透鏡 的光軸之間的距離為人的雙眼間的間距的一半。
5.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于，所述側(cè)平面反射鏡安置在所述攝像 頭模組的左側(cè)、或右側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于，所述側(cè)平面反射鏡的外形為矩形或 圓形。
7.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)成像透鏡為一個(gè)凸透鏡。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、3或4所述的裝置，其特征在于，所述光學(xué)敏感器為電荷耦合元件 (CCD)圖像傳感器或互補(bǔ)金屬氧化物半導(dǎo)體(CMOS)光學(xué)敏感器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種立體攝像方法，包括將拍攝物體發(fā)射的一束光線進(jìn)行一次反射，反射出的光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；同時(shí)，將拍攝物體發(fā)射的另一束光線進(jìn)行聚焦，將聚焦后的光線轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，得到兩幅帶有視差的、電性能完全一致的圖像。本發(fā)明同時(shí)公開了一種立體攝像裝置，采用本發(fā)明的方法及裝置，既能的保證成像光路上的一致性，還能保證拍攝到的圖像的電性能完全一致，并能用于拍攝遠(yuǎn)景。
文檔編號(hào)G03B35/08GK101916035SQ201010251619
公開日2010年12月15日 申請(qǐng)日期2010年8月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年8月9日
發(fā)明者劉子軍 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司