一种光学立体成像装置及立体摄像方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及立体图像拍摄领域，公开了一种光学立体成像装置，包括第一光学成像透镜组和第二光学成像透镜组，用于模拟人眼接收外部光线并将进入的图像在水平方向相对垂直方向压缩一倍；第一分光棱镜和第二分光棱镜，分别用于将来自对应于第一光学成像透镜组和第二光学成像透镜组的光线进行折射反射，所述经过折射反射的光线在成像平面上形成并列的两幅图像。本发明专利技术还同时公开了一种立体摄像方法，通过本发明专利技术提供的光学立体成像装置及立体摄像方法可以低成本的获得成像效果好的立体图像。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及立体图像拍摄与处理
，更具体地说，涉及一种用于立体图像 拍摄的光学立体成像装置及立体摄像方法。
技术介绍
立体摄像技术和立体摄像产品可以应用在手机、摄像机、照相机、MP4、眼镜式显示 设备、模拟现实设备和遥控机器人等产品上，可以在民用、军用、科研、游戏等领域发挥巨大 的作用。人眼根据左右眼的视觉差异可以对所见物体产生立体感觉，所以一般的立体摄像 设备都是利用双摄像镜头来对物体进行成像然后对图像进行处理。但是这样带来的问题很 突出主要体现在1、双镜头在聚焦及放大性能上不一致，左右图像清晰度及大小都可能不 相同，最后导致图像成像模糊。2、双镜头在安装上无法保证图像在对位上一致，导致图像在 视角上无法保证水平和倾斜一致性，到时两幅图像在立体重合时出现偏差，图像会产生模 糊叠影。3、双图像传感器的一致性差异导致在图像亮度、对比度、色度、灰阶等特性上不一 致，左右图像出现视觉明显差异，图像立体重合时会产生视觉晕眩、图像模糊等现象。4、双 图像传感器在成像时，很难保证两个画面为像素同步，左右眼图像出现时间上差距，这样在 合成立体图像或照片时，出现两个不同步的影像而造成立体效果变差甚至失去立体效果而 变成重影。因此，需要，用精密光学成像结构来保证 光路上的一致性，用同一个镜头组和单个图像传感器来接受两路图像，保证了图像成像的 电性能完全一致以及良好的同步性能。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有立体拍摄技术中采用双图像传感器所产 生的双镜头参数的不一致性，以及同步性能差导致在图像亮度、对比度、色度、灰阶、同步上 不一致的不足和缺陷，提供及立体摄像方法。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是构造一种光学立体成像装置及立体 摄像方法，所述光学立体成像装置包括第一光学成像透镜组和第二光学成像透镜组，用于模拟人眼接收外部光线并将进 入的图像在水平方向相对垂直方向压缩一倍；第一分光棱镜和第二分光棱镜，分别用于将来自对应于第一光学成像透镜组和第 二光学成像透镜组的光线进行折射反射，所述经过折射反射的光线在成像平面上形成并列 的两幅图像。具体地，所述第一光学成像透镜组和第二光学成像透镜组之间的横向距离范围是 40至100毫米。具体地，所述第一光学成像透镜组和第二光学成像透镜组的水平方向视场角相对 第一棱镜和第二棱镜成两倍关系，垂直方向不变。具体地，所述光学立体成像装置还包括单个镜头组成像系统和单个图像传感器。具体地，所述单个镜头组成像系统采用完整的摄像机或照相机的镜头组件实现。具体地，所述单个图像传感器是CXD或CMOS图像传感器。为了更好地实现专利技术目的，提供一种立体摄像方法，具体包括以下步骤Si.横向并列安装两个光学成像透镜组模拟人眼接收外部光线并将进入的图像在 水平方向相对垂直方向压缩一倍；S2.通过两个分光棱镜对两个光学成像透镜组接收的外部光线进行折射反射；S3.采用单个图像传感器通过透镜组成像系统在其成像平面上接收所述两个分光 棱镜折射与反射的光线并形成并列的左右两幅图像。在本专利技术所述的方法中，所述步骤Sl中两个光学成像透镜组之间的横向距离范 围是40至100毫米。在本专利技术所述的方法中，所述两个光学成像透镜组的水平方向视场角相对第一棱 镜和第二棱镜成两倍关系，在垂直方向不变。在本专利技术所述的方法中，所述单个图像传感器是CCD或CMOS图像传感器。在本专利技术所述的方法中，所述单个镜头组成像系统采用完整的摄像机或照相机的 镜头组件实现。实施本专利技术提供的，通过与传统镜头不同 的两个光学成像透镜组将进入的图像在水平方向相对垂直方向压缩一倍并使用单一的图 象传感器，可以得到左右画面无延时的完整图像画面，相比现有技术而言，本专利技术所展现的 图像具有左右无延时(即良好的同步性能)、可以保持原有设计的图像/视频总分辨率，保 证了图像成像的光学、电性能、同步等的一致性。附图说明下面将结合附图及实施例，对本专利技术作进一步说明，附图中图1是依据本专利技术一较佳实施例的一种使用本专利技术光学立体成像装置的立体摄 像装置结构图，图2是依据本专利技术一较佳实施例的一种立体摄像方法的流程图，图3是依据本专利技术一较佳实施例的一种光学立体成像装置中的单一图像传感器 的成像平面上的成像示意图。具体实施例方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本专利技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本专利技术，并 不用于限定本专利技术。下面根据附图和具体实施例对本专利技术作进一步阐述。如图1所示的是依据本专利技术一较佳实施例的一种立体摄像装置的结构图，其中， 立体摄像装置100包括光学立体成像装置Iio和成像镜头组件系统120 (包括单一镜头组 121和单一图像传感器122)，所述光学立体成像装置110构成本专利技术装置；所述成像镜头组 件系统120可以是普通摄像头系统或照相机装置，也可以是摄像机装置；所述光学立体成像组件110包括第一光学成像透镜组(111、112)、第二光学成像 透镜组(114、115)、第一分光棱镜113、第二分光棱镜116 ；所述第一光学成像透镜组(111、112)和第二光学成像透镜组(114、115)用于模拟 人眼接收外部光线，所述两个透镜组中的透镜与传统镜头透镜不同，当图像经过透镜组后， 图像相对原有图像宽高比在水平方向压缩一倍，垂直方向不变，即图像保持原有相对高度， 而宽度相对压缩一倍；所述第一光学成像透镜组(111、112)和第二光学成像透镜组(114、 115)之间的横向距离范围是40至100毫米，与人眼的瞳距一致，所述第一光学成像透镜组 (111、112)和第二光学成像透镜组(114、115)的视场角成两倍关系，在安装上保证结构的 精密性；所述第一分光棱镜113和第二分光棱镜116用于将来自对应于第一光学成像透镜 组(111、112)和第二光学成像透镜组(114、115)的光线进行折射与反射；经过第一光学成 像透镜组(111、112)和第二光学成像透镜组(114、115)压缩后的图像分别通过第一分光棱 镜113和第二分光棱镜116传输到镜头组成像系统120的结合部，再通过单一镜头组121在 单一 (XD/CM0S图像传感器122上形成左右并列、在水平方向水平2:1压缩过的两幅图像。 该图像是左右眼、并经过水平2:1压缩的两幅图像的SIDE BY SIDE图像。如原来物体在普 通照相机里成像是一个正方形，在经过本装置后得到的将是一个宽高比是1 2左右并列 的图像。这样就可以在不改动原有的数码相机/摄像机的光学镜头和图像传感器就可以得 到水平2:1压缩的SIDE BY SIDE的立体图像，并保持原有镜头组件设计的图像/视频总分 辨率。所以在后续压缩、处理也完全按照原有的电路/程序来处理。如图2所示的是依据本专利技术一较佳实施例的一种立体摄像方法的流程图，所述方 法包括以下步骤步骤S200中，在横向距离40至100毫米的位置上安装两个光学成像透镜组，模拟 人眼接收外部的光线；步骤S202中，所述两个光学成像透镜组中的透镜与传统镜头透镜不同，当图像经 过透镜组后，图像相对原有图像宽高比在水平方向压缩一倍，即图像保持原有相对高度，而 图像宽度相对压缩一倍；步骤S204中，通过两个分本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光学立体成像装置，其特征在于，包括：第一光学成像透镜组（１１１、１１２）和第二光学成像透镜组（１１４、１１５），用于模拟人眼接收外部光线并将进入的图像在水平方向相对垂直方向压缩一倍；第一分光棱镜（１１３）和第二分光棱镜（１１６），分别用于将来自对应于第一光学成像透镜组（１１１、１１２）和第二光学成像透镜组（１１４、１１５）的光线进行折射反射，所述经过折射反射的光线在成像平面上形成并列的两幅图像。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：夏登海，黄国华，李炜，
申请(专利权)人：深圳市掌网立体时代视讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]