專利名稱：一種立體攝像裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體圖象拍攝與處理技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種用于立 體圖像拍攝的立體攝像裝置及立體攝像方法。
背景技術(shù)：
立體攝像技術(shù)和立體攝像產(chǎn)品可以應(yīng)用在手機、攝像機、MP4、眼鏡式顯 示設(shè)備、模擬現(xiàn)實設(shè)備和遙控機器人等產(chǎn)品上，可以在民用、軍用、科研、游 戲等領(lǐng)域發(fā)揮巨大的作用。
人眼根據(jù)左右眼的視覺差異可以對所見物體產(chǎn)生立體感覺，所以一般的立 體攝像設(shè)備都是利用雙攝像鏡頭來對物體進行成像然后對圖像進行處理。但是
這樣帶來的問題很突出主要體現(xiàn)在l、雙鏡頭在聚焦性能上不一致，左右視
頻清晰度不相同，最后導(dǎo)致圖像成像模糊。2、雙鏡頭在安裝上無法保證圖像
在對位上一致，導(dǎo)致圖像在視角上無法保證水平和傾斜一致性，到時兩幅圖像
在立體重合時出現(xiàn)偏差，圖像會產(chǎn)生模糊疊影。3、雙圖像傳感器的一致性差 異導(dǎo)致在圖像亮度、對比度、色度、灰階等特性上不一致，左右圖像出現(xiàn)視覺 明顯差異，圖像立體重合時會產(chǎn)生視覺暈眩、圖像模糊等現(xiàn)象。4、圖像為左 右眼順序獲取，在采用左右交替顯示的還原技術(shù)時候，畫面的清晰度得到很好 的保證。同時，最大限度使用普通圖像傳感器可以得到高分辨率的立體影像， 色彩不受任何損失。因此，需要一種立體攝像裝置及立體攝像方法，用精密光 學(xué)成像結(jié)構(gòu)來保證光路上的一致性，用同一個圖像傳感器來接受兩路圖像，保 證了圖像成像的電性能完全一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)中的圖像成像模糊和采用雙 圖像傳感器的一致性差異，導(dǎo)致在圖像亮度、對比度、色度、灰階上不一致的 不足和缺陷，提供一種立體攝像裝置及立體攝像方法。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種立體攝像裝置，包
括
第一光學(xué)成像透鏡組和第二光學(xué)成像透鏡組，用與模擬人眼接收外部光
線；
第一液晶光閥和第二液晶光閥，第一液晶光閥位于第一光學(xué)成像透鏡組上 部，第二液晶光閥位于第二光學(xué)成像透鏡組上部；
光閥同步驅(qū)動模塊，用于控制第一液晶光閥和第二液晶光閥左右輪流關(guān)閉 開啟；
第一平面反射鏡、第二平面反射鏡和第三反射鏡，第一平面反射鏡和第二 平面反射鏡用于將來自對應(yīng)于第一光學(xué)成像透鏡組和第二光學(xué)成像透鏡組的 光線進行一次反射，第三反射鏡位于第一平面反射鏡和第二平面反射鏡的中間 對來自一次反射的光線進行二次反射；
單個圖像傳感器，在其成像平面上接收二次反射的光線并形成圖像； 圖像處理電路，連接并控制所述光閥同步驅(qū)動模塊，同時接收來自所述圖 像傳感器的圖像信號并進行處理形成立體圖像信號。
具體的，所述第一光學(xué)成像透鏡組和第二光學(xué)成像透鏡組之間的橫向距離 范圍是40至100毫米。
具體的，所述第三反射鏡是雙面呈一定夾角排列的反射鏡。
具體的，所述單個圖像傳感器是CCD/CMOS圖像傳感器。
具體的，所述圖像處理電路控制所述光閥同步驅(qū)動模塊以與幀或場同步的方式驅(qū)動所述第一液晶光閥和第二液晶光閥左右輪流關(guān)閉開啟。
為了更好地實現(xiàn)發(fā)明目的，提供一種立體攝像方法，具體包括以下步驟
51. 橫向并列安裝兩個光學(xué)成像透鏡組和兩個液晶光閥模擬人眼接收外部 光線，兩個液晶光閥左右輪流關(guān)閉開啟；
52. 通過兩個平面反射鏡對兩個光學(xué)成像透鏡組接收的外部光線進行一次 反射并由位于兩個平面反射鏡中間的第三反射鏡對兩個一次反射的光線進行
二次反射；
53. 采用單個圖像傳感器在其成像平面上接收來自第三反射鏡的二次反射 光線形成左右交替的圖像；
54. 對所述單個圖像傳感器形成的圖像信號進行處理形成立體圖像信號 同時輸出兩個液晶光閥的控制信號。
在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟S1中兩個光學(xué)成像透鏡組之間的橫向 距離范圍是40至100毫米。
在本發(fā)明所述的方法中，所述第三反射鏡是雙面呈一定夾角排列的反射
鏡0
在本發(fā)明所述的方法中，所述單個圖像傳感器是CCD/CMOS圖像傳感器。 在本發(fā)明所述的方法中，所述步驟S4中所述兩個液晶光閥的控制信號是 與幀或場同步的控制信號。
實施本發(fā)明提供的一種立體攝像裝置及方法，通過使用單一的圖象傳感器 和受圖像處理電路同步驅(qū)動的兩個液晶光閥，可以得到左右光路圖像順序輸出 的圖像，經(jīng)過圖像處理電路的處理可以得到不同格式的立體圖像視頻信號，相 比現(xiàn)有技術(shù)而言，本發(fā)明所展現(xiàn)的圖像具有畫面視頻格式變化多、畫面的素質(zhì) 高度統(tǒng)一等優(yōu)點，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像模糊的問題，保證了圖像成像 的電性能一致性。


下面將結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明作進一步說明，附圖中 圖1是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種立體攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖， 圖2是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種立體攝像方法的流程圖。
具體實施例方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實 施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅 僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
下面根據(jù)附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步闡述。
如圖1所示的是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種立體攝像裝置的結(jié)構(gòu)圖，
其中，立體攝像裝置100包括光學(xué)成像組件110、單一圖像傳感器120、圖像 處理電路130和光閥同步驅(qū)動模塊140;
所述光學(xué)成像組件110包括第一光學(xué)成像透鏡組111、第二光學(xué)成像透鏡 組112、第一平面反射鏡114、第二平面反射鏡115、第三反射鏡113、第一液 晶光閥116和第二液晶光閥117;
所述第一光學(xué)成像透鏡組111和第二光學(xué)成像透鏡組112用與模擬人眼接 收外部光線，所述第一光學(xué)成像透鏡組111和第二光學(xué)成像透鏡組112之間的 橫向距離范圍是40至IOO毫米，與人眼的瞳距一致，在安裝上保證結(jié)構(gòu)的精 密性，第一液晶光閥116位于第一光學(xué)成像透鏡組111的上部，第二液晶光閥 117位于第二光學(xué)成像透鏡組112的上部，第一液晶光閥116和第二液晶光閥 117在所述光閥同步驅(qū)動模塊140的控制下左右輪流關(guān)閉開啟；所述第一平面 反射鏡114和第二平面反射鏡115用于將來自對應(yīng)于第一光學(xué)成像透鏡組111 和第二光學(xué)成像透鏡組112的光線進行一次反射，第三反射鏡113位于第一平 面反射鏡114和第二平面反射鏡115的中間對來自一次反射的光線進行二次反射，所述第三反射鏡113是雙面呈一定夾角排列的反射鏡也可以是其它立體形
狀的具有雙反射鏡面的反射鏡；所述單一圖像傳感器120是CCD/CMOS圖像傳 感器，其成像平面接收所述第三反射鏡113的二次反射光線并形成交替的兩幅 圖像，所述單一圖像傳感器120的成像面接收左右交替的兩幅完整的圖像；所 述圖像處理電路130可同時獲取來自所述圖像傳感器120的左右交替的圖像信 號，可以輸出與幀或場同步的光閥同步驅(qū)動信號給光閥同步驅(qū)動模塊140去控 制兩個液晶光閥實現(xiàn)左右輪流關(guān)閉開啟。本發(fā)明最好的顯示還原技術(shù)是采用出 奇偶場左右順序交替的視頻信號，即奇場一左眼圖像、偶場一右眼圖像或反之。 采用立體眼鏡電視可以真實還原現(xiàn)場景象。同時可利用立體圖像編碼技術(shù)，將
該視頻進行編碼壓縮進行錄制存儲。
如圖2所示的是依據(jù)本發(fā)明一較佳實施例的一種立體攝像方法的流程圖，
所述方法包括以下步驟
步驟S200中，在橫向距離40至100毫米的位置上安裝兩個光學(xué)成像透 鏡組和兩個液晶光閥，模擬人眼接收外部的光線，兩個液晶光閥左右輪流關(guān) 閉開啟；
步驟S202中，在兩個光學(xué)成像透鏡組的后部有兩個平面反射鏡分別對來 自兩個光學(xué)成像透鏡組的光線進行一次反射，再由位于兩個平面反射鏡中間 的立體反射鏡對一次反射的光線進行二次反射，這樣兩個圖像被二次反射到 一個成像面上；
步驟S204中，在上述成像面上采用單一的圖像傳感器，圖像傳感器的成 像面接收二次反射的左右交替的兩個圖像；
步驟S206中，圖像處理電路接收來自單個圖像傳感器的左右交替的兩個 圖像，可以輸出與幀或場同步的光閥同步驅(qū)動信號去控制兩個液晶光閥實現(xiàn) 左右輪流關(guān)閉開啟，可得到左右圖像順序輸出的視頻信號。同時可利用編碼 技術(shù)，將該視頻進行編碼壓縮進行錄制存儲。
8以上介紹和描述的內(nèi)容僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用以限制本發(fā) 明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng) 包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1、一種立體攝像裝置，其特征在于，包括第一光學(xué)成像透鏡組(111)和第二光學(xué)成像透鏡組(112)，分別用于模擬人眼接收外部光線；第一液晶光閥(116)和第二液晶光閥(117)，第一液晶光閥(116)位于第一光學(xué)成像透鏡組(111)上部，第二液晶光閥(117)位于第二光學(xué)成像透鏡組(112)上部；光閥同步驅(qū)動模塊(140)，用于控制第一液晶光閥(116)和第二液晶光閥(117)左右輪流關(guān)閉開啟；第一平面反射鏡(114)、第二平面反射鏡(115)和第三反射鏡(113)，第一平面反射鏡(114)和第二平面反射鏡(115)用于將來自對應(yīng)于第一光學(xué)成像透鏡組(111)和第二光學(xué)成像透鏡組(112)的光線進行一次反射，第三反射鏡(113)位于第一平面反射鏡(114)和第二平面反射鏡(115)的中間對來自一次反射的光線進行二次反射；單個圖像傳感器(120)，在其成像平面上接收二次反射的光線并形成圖像；圖像處理電路(130)，連接并控制所述光閥同步驅(qū)動模塊，同時接收來自所述圖像傳感器的圖像信號并進行處理形成立體圖像信號。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體攝像裝置，其特征在于所述第一光學(xué)成 像透鏡組(111)和第二光學(xué)成像透鏡組(112)之間的橫向距離范圍是40至 100毫米。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體攝像裝置，其特征在于所述第三反射鏡(113)是雙面呈一定夾角排列的反射鏡。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體攝像裝置，其特征在于所述單個圖像傳感器(120)是CCD/CMOS圖像傳感器。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的立體攝像裝置，其特征在于所述圖像處理電 路(130)控制所述光閥同步驅(qū)動模塊(140)以與幀或場同歩的方式驅(qū)動所述第一液晶光閥(116)和第二液晶光閥(117)左右輪流關(guān)閉開啟。
6、 一種立體攝像方法，其特征在于，包括以下步驟S1. 橫向并列安裝兩個光學(xué)成像透鏡組(lll、 112)和兩個液晶光閥(116、 117)模擬人眼接收外部光線，兩個液晶光閥(116、 117)左右輪流關(guān)閉開啟；S2. 通過兩個平面反射鏡(114、 115)對兩個光學(xué)成像透鏡組(111、 112) 接收的外部光線進行一次反射并由位于兩個平面反射鏡(114、 115)中間的第 三反射鏡(113)對兩個一次反射的光線進行二次反射；S3. 采用單個圖像傳感器(120)在其成像平面上接收來自第三反射鏡(113) 的二次反射光線形成左右交替的圖像；S4. 對所述單個圖像傳感器(120)形成的圖像信號進行處理形成立體圖 像信號同時輸出兩個液晶光閥的控制信號。
7、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體攝像方法，其特征在于所述步驟S1中兩 個光學(xué)成像透鏡組(111、 112)之間的橫向距離范圍是40至100毫米。
8、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體攝像方法，其特征在于所述第三反射鏡 (113)是雙面呈一定夾角排列的反射鏡。
9、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體攝像方法，其特征在于所述單個圖像傳 感器(120)是CCD/CMOS圖像傳感器。
10、 根據(jù)權(quán)利要求6所述的立體攝像方法，其特征在于，所述步驟S4中 所述兩個液晶光閥(116、 117)的控制信號是與幀或場同步的控制信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及立體圖象拍攝領(lǐng)域，公開了一種立體攝像裝置，包括兩個光學(xué)成像透鏡組和兩個液晶光閥，用于模擬人眼接收外部光線；第一平面反射鏡、第二平面反射鏡和第三反射鏡，第一平面反射鏡和第二平面反射鏡用于將來自對應(yīng)于第一光學(xué)成像透鏡組和第二光學(xué)成像透鏡組的光線進行一次反射，第三反射鏡位于第一平面反射鏡和第二平面反射鏡的中間對來自一次反射的光線進行二次反射；單個圖像傳感器，在其成像平面上接收二次反射的光線并形成圖像；圖像處理電路連接控制光閥同步驅(qū)動模塊并處理圖像傳感器的圖像信號形成立體圖像信號。本發(fā)明還同時公開了一種立體攝像方法，通過本發(fā)明提供的立體攝像裝置及方法可以低成本的獲得成像效果好的立體圖像。
文檔編號G02F1/13GK101588513SQ20091010485
公開日2009年11月25日 申請日期2009年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月7日
發(fā)明者譚健民 申請人:深圳市掌網(wǎng)立體時代視訊技術(shù)有限公司