CN103428521A - 一种3d摄像附加镜头和3d摄像头 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种3D摄像附加镜头和3D摄像头，所述3D摄像附加镜头包括：轴对称设置的第一反光镜组和第二反光镜组，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于主镜头的感光模组的另一半区域上。所述3D摄像附加镜头可与单镜头组合，使得传统的单镜头实现3D拍摄。

Description

一种3D摄像附加镜头和3D摄像头

技术领域

本发明属于摄像设备技术领域，尤其涉及一种3D摄像机。

背景技术

随着人们对视觉品质的追求，对3D摄像的需求越来越多。但是，目前广泛使用的摄像设备大都只有一个摄像头，因此无法直接完成3D拍摄。

为了实现3D拍摄，目前已有的做法是用两台摄像机模拟左右两眼，一般的话两个摄像机之间的距离，即基线距跟人的两眼之间的距离差不多。只要用两台摄像机仿真左右两眼视线，分别拍摄两条影片，然后将这两条影片同时放映到银幕上；放映时再采用必要的技术手段，使观众左眼只能看到左眼图像，右眼也只能看到右眼图像。当两幅图像经过电影观众的大脑迭合后，他们就对银幕画面产生了立体纵深感。立体拍摄看似很简单的模拟，在实际操作中却十分困难。在拍摄中，两台机器的一致度要求非常高，否则很难拍出很好的效果。且，实现成本较高。

发明内容

本发明旨在提供一种针对单镜头的附加镜头，使得传统的单摄像头也可完成3D拍摄的任务，且本发明设计的附加镜头可以调节拍摄视差，以适应不同的3D场景。

为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键或重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种3D摄像附加镜头，包括轴对称设置的第一反光镜组和第二反光镜组，其中，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于主镜头的感光模组的另一半区域上。

较佳地，上述附加镜头还具有如下特点：

每组反光镜组中的2个反光镜之间使用距离可调的连接机构连接。

较佳地，上述附加镜头还具有如下特点：

每组反光镜组中的2个反光镜彼此平行，且与中心轴的夹角为45度。

较佳地，上述附加镜头还具有如下特点：

所述附加镜头还设置有对接结构，用于与主镜头对接，以组合在一起。

较佳地，上述附加镜头还具有如下特点：

所述对接结构设置于所述第二反光镜和所述第三反光镜下方，使得组合后附加镜头的中心轴与主镜头的光轴重合。

为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种3D摄像头，包括主镜头和附加镜头，所述附加镜头包括轴对称设置的第一反光镜组和第二反光镜组，其中，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于所述主镜头的感光模组的另一半区域上。

较佳地，上述3D摄像头还具有如下特点：

每组反光镜组中的2个反光镜之间使用距离可调的连接机构连接。

较佳地，上述3D摄像头还具有如下特点：

每组反光镜组中的2个反光镜彼此平行，且与中心轴的夹角为45度。

较佳地，上述3D摄像头还具有如下特点：

所述附加镜头还设置有对接结构；

所述附加镜头与所述主镜头通过所述对接机构组合在一起。

较佳地，上述3D摄像头还具有如下特点：

所述对接结构设置于所述第二反光镜和所述第三反光镜下方；

所述附加镜头与所述主镜头组合在一起时，所述附加镜头的中心轴与所述主镜头的光轴重合。

本发明提供上述3D摄像附加镜头，能够巧妙地与传统的单镜头配合使用，使得传统的单摄像头也可完成3D拍摄的任务，且本发明设计的附加镜头可以调节拍摄视差，以适应不同的3D场景。且，3D拍摄成本大大减少。

为了上述以及相关的目的，一个或多个实施例包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明某些示例性方面，并且其指示的仅仅是各个实施例的原则可以利用的各种方式中的一些方式。其它的益处和新颖性特征将随着下面的详细说明结合附图考虑而变得明显，所公开的实施例是要包括所有这些方面以及它们的等同。

说明书附图

图1是本发明实施例3D摄像附加镜头示意图；

图2是本发明实施例一种具体的3D摄像附加镜头光路示意图；

图3是本发明实施例另一种具体的3D摄像附加镜头光路示意图；

图4是本发明实施例又一种具体的3D摄像附加镜头光路示意图；

图5是本发明实施例3D摄像头示意图。

具体实施方式

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

为了使得传统的单镜头也可以完成3D拍摄的任务，本发明实施例提供了一种3D摄像附加镜头，与单镜头配合使用，以实现3D拍摄。

如图1所示，本发明实施例3D摄像附加镜头包括沿中心轴对称设置的两组反光镜组，用以模拟人的2只眼睛，从2个角度采集图像，并将采集到的图像汇聚至主镜头，分别成像于主镜头的感光模组的左右区域。

其中，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于主镜头的感光模组的另一半区域上。

反光镜组内的两个反光镜相对于中心轴，按照一定的角度排列，目的是使该方位的图像正好成像在主镜头的感光模组的一半区域上。如此，两个反光镜组分别将两个方位的图像成像在主镜头的感光模组的左右区域，成像为一幅完整图像，由左右两个方位的图像拼接而成。反光镜相对于中心轴的角度和位置，根据工艺设计和实际需求不同，可以进行调节，只要光路设计能满足上述成像要求即可。

在一实施例中，如图2所示，可以设计：第一反光镜组内的第一反光镜和第二反光镜平行，且与中心轴呈45度夹角。第二反光镜组内的第三反光镜和第四反光镜也平行，且与中心轴呈45度夹角。第二反光镜和第三反光镜的下边缘线接触。第一反光镜组和第二反光镜组分别模拟人的2只眼睛，第一反光镜组中的所述第一反光镜采集第一图像，经第二反光镜反射至主镜头，第二反光镜组中的所述第四反光镜采集第二图像，经第三反光镜反射至主镜头，从而使得所述第一图像和第二图像分别成像于主镜头的感光模组的左右两侧，无图像重合，无明显的边界，就像人的两只眼睛看到的图像。

所述附加镜头中的反光镜的位置和角度的设置也可以采取其他方式，例如图3、4所示。可根据实际需求可以设计不同的光路来实现，只要满足上述成像要求即可。

较佳地，本发明实施例还设计每组反光镜组中的2个反光镜之间使用距离可调的连接机构连接。以控制3D图像的视差，适应不同的拍摄场景。具体地，第一反光镜和第四反光镜之间的距离越大，视差越大。

所述附加镜头还设置有对接结构，用于与主镜头对接，以组合在一起。较佳地，所述对接结构可设置于所述第二反光镜和所述第三反光镜下方，使得组合后附加镜头的中心轴与主镜头的光轴重合。

本发明实施例利用光线的发射原理，使用反光镜组实现了将两路光线合二为一的效果，从而使得单镜头能够拍摄3D图像中的左右画面。3D图像为标准左右格式，经过一些处理（例如去毛边、剪切等）后，便可用3D显示器进行显示。

基于上述3D摄像附加镜头，本发明实施例还提供一种3D摄像头，如图5所示，包括主镜头和如上所述的附加镜头。当主镜头与附加镜头对接，组合成3D摄像头时，所述主镜头的光轴与所述附加镜头的中心轴重合。所述主镜头可以使用单CCD/CMOS感光芯片即可拍摄3D视频。通过附加镜头，实现从2个角度拍摄图像，并将其传送至主镜头。主镜头同时获得2个不同角度的图像，从而使得传统的单镜头也可以完成3D拍摄的任务。

本发明实施例很好地解决了传统的单镜头或者单感光芯片拍摄3D图像的问题，与双镜头或者双感光芯片的方案相比，具有更低的成本，且能够使原来的2D相机/摄像机直接升级为3D相机或摄像机。此外，通过连接通路长度调节视差，还能使该镜头适应更多的拍摄场景，比如在拍摄大场景时采用大视差，拍摄近距时采用小视差。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

Claims (10)

1.一种3D摄像附加镜头，其特征在于，包括轴对称设置的第一反光镜组和第二反光镜组，其中，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于主镜头的感光模组的另一半区域上。

2.如权利要求1所述的附加镜头，其特征在于：

每组反光镜组中的2个反光镜之间使用距离可调的连接机构连接。

3.如权利要求1或2所述的附加镜头，其特征在于：

每组反光镜组中的2个反光镜彼此平行，且与中心轴的夹角为45度。

4.如权利要求1所述的附加镜头，其特征在于：

所述附加镜头还设置有对接结构，用于与主镜头对接，以组合在一起。

5.如权利要求4所述的附加镜头，其特征在于：

所述对接结构设置于所述第二反光镜和所述第三反光镜下方，使得组合后附加镜头的中心轴与主镜头的光轴重合。

6.一种3D摄像头，其特征在于，包括主镜头和附加镜头，所述附加镜头包括轴对称设置的第一反光镜组和第二反光镜组，其中，所述第一反光镜组包括第一反光镜和第二反光镜，所述第二反光镜组包括第三反光镜和第四反光镜，所述第一反光镜与所述第四反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜呈轴对称，所述第二反光镜与所述第三反光镜接触，所述第一反光镜用于获取第一图像，所述第二反光镜用于反射所述第一图像，使其成像于主镜头的感光模组的一半区域上，所述第四反光镜用于获取第二图像，所述第三反光镜用于反射所述第二图像，使其成像于所述主镜头的感光模组的另一半区域上。

7.如权利要求6所述的3D摄像头，其特征在于：

每组反光镜组中的2个反光镜之间使用距离可调的连接机构连接。

8.如权利要求6或7所述的3D摄像头，其特征在于：

每组反光镜组中的2个反光镜彼此平行，且与中心轴的夹角为45度。

9.如权利要求6所述的3D摄像头，其特征在于：

所述附加镜头还设置有对接结构；

所述附加镜头与所述主镜头通过所述对接机构组合在一起。

10.如权利要求9所述的3D摄像头，其特征在于：

所述对接结构设置于所述第二反光镜和所述第三反光镜下方；

所述附加镜头与所述主镜头组合在一起时，所述附加镜头的中心轴与所述主镜头的光轴重合。

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