包括用于校准图像捕捉镜头的装置的立体图像捕捉系统制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种包括用于校准图像捕捉镜头的装置的立体图像捕捉系统。本发明专利技术的一般领域是立体图像捕捉系统，该系统包括两个照相机，每个照相机包括镜头和允许该镜头的调整被控制的机电装置。根据本发明专利技术的系统包括校准装置和控制装置，该校准装置包括存储操作使用时由操作者确定的调整设定点的装置，该控制装置允许第一镜头的调整设定点和第二镜头的调整设定点被闭环控制，以这种方式使得第一和第二镜头的光学参数一致。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的领域是称作“3D”图像捕捉系统或者立体图像捕捉系统的图像捕捉系统。为了根据几个不同视角捕捉图像，需要几个照相机和镜头。立体效果可依赖于两个图像，一个左图像和一个右图像；或者依赖于一组几个图像，其中，取决于观看者在投影装置前的位置，仅仅一对图像可被观看者看到。后面的系统可播放已知作为“多视野图像”的3D图像。如果观看者在投影的3D图像前移动，他看到显示的物体像现实中一样移动。
技术介绍
“3D”视觉对应于大脑为了在空间中给物体分配位置而对由两只眼睛看到的图像的理解。所分配的位置取决于由观看者的两只眼睛看到的图像之间的差异。如果物体移 动，图像必须同步(在同一瞬间及时拍摄)，从而两个左右图像之间接连发生的物体的运动不被理解为距离信息。图1、2和3示出3D图像捕捉系统I。所示的系统包括两个照相机。支撑照相机的机械元件以及它们的调整转台在这些图中没有示出。每个照相机10包括三个主要的子组件，它们是:-传感器单元11，包括光敏传感器以及相关的电子控制装置；-光学镜头12，其通常为变焦镜头。关于这种类型的光学部件，至少三个参数可调焦距、聚焦和孔径。-机电装置13，允许用于各种参数的调整装置可被控制。图I示出图像捕捉系统的第一实施例。在这个第一实施例中，照相机10简单地并排放置，镜头12的光轴在相同的平面中。这两个光轴小是必须平行的。图I中的系统的缺点是分开镜头的两个光轴的距离d必须具有与光学部件和它们的支撑件的尺寸相关的最小值。立体效果因此受限于一定的图像捕捉配置。图2和3中所示的系统不具有这个缺点。它包括关于彼此垂直设置的两个照相机，并且这两个照相机被与镜头12的光轴成45度设置的半反射板14分开。图2示出这个系统的主视图并且图3示出顶视图。在这个结构中，机械限制消失，并且如可在图3中看到的，可按期望距离d分开光轴，但是由于半反射板而有以下代价光度衰减以及在一个通道上的光路中的微小差异。如果照相机/镜头组件不具有相同的特性(例如巾贞场(framed field)或者覆盖的(covered)场、“放大率”、通道的对准、聚焦等)，大脑不再能比较过于相异的两个图像。当拍摄3D电影或者获取3D照片时，摄影师必须选择焦平面，并且这个平面还可为了跟随场景的移动而在图像捕捉期间移动。摄影师必须因此更改所使用的所有镜头的调焦距离。为了维持由多个照相机获取的图像之间的一致性，该更改必须同一时刻在所有镜头上进行，该更改必须因此时间上以及功能上同步并且通过单个控制命令控制。当摄影师更改系统聚焦位置的单个控制命令时，所有镜头聚焦在同样的调焦距离。当他在调焦距离上停止时，所有镜头同时在相同的调焦距离处停止。对于帧场、聚焦和镜头的光圈的孔径，这个性能必须相同，其取决于照相机敏感性上的差异。但是，镜头和照相机的静态和动态特性在照相机之间或者镜头之间不同。为了解决这个问题，在现有的已知技术中镜头制造具有一定精度，从而这些镜头在它们的光学组合以及聚焦和变焦功能所需的移动机制上都实际上一致。这依赖于组成这个系统的机械和/或光学元件的制造的精度以及“可重复性”。还使用镜头的分类，以这种方式从而识别和关联通常来自同一制造批量的具有相似性能的镜头。这个解决方案中的缺点是-从同一批量·中获得所有关键元件有困难，特别是在工业环境中；-虽然来自同一批量，由操作者组合和调整的镜头不能具有完全相同的性能；-镜头在生产线开始时最优化，但是它们的性能随着机械元件的损耗而偏移。它们的性能以不可能校正的偏离结束；-制造者不能覆盖所有可能的配置所有的焦距、所有的聚焦调整、所有的具有其固有缺陷的照相机、所有的操作温度、所有的镜头操作位置等。现有技术的另外的解决方案在于根据被看作主镜头的另外的镜头来校准副镜头。由于这个程序复杂，所以由镜头或者图像捕捉系统的制造者在工厂执行。在该解决方案中的主要的缺点是-镜头被在工厂匹配，该事实产生售后服务的困难。主镜头和一个或多个副镜头必须完全相同；-制造者不能覆盖所有可能的配置所有的焦距、所有的聚焦调整、所有的具有其固有缺陷的照相机、所有的操作温度、所有的镜头操作位置等；-如前，镜头在生产线开始时最优化，但是它们的性能随着机械元件的损耗而偏移。它们的性能以不可能校正的偏离而结束；-根据使用的类型，例如，当镜头位于半反射镜的两侧(eitherside)时，镜头需要不同的同步。
技术实现思路
根据本专利技术的系统不具有这些缺点。它包括校准装置，所述校正装置允许系统在真实情形中，在图像捕捉的情况下，以及在紧接着图像捕捉之前的时间中被校准，从而避免了图像捕捉期间的任何后来的偏移。更精确地，本专利技术的主题是包括至少第一照相机和第二照相机的立体图像捕捉系统，该第一照相机包括第一镜头，所述第一镜头包括至少一个光学参数的第一调整装置以及允许所述第一调整装置被控制的第一机电装置，该第二照相机包括第二镜头，所述第二镜头包括同样光学参数的第二调整装置以及允许所述第二调整装置被控制的第二机电装置，其特征在于每个机电装置包括两个操作模式“存储”模式，在该存储模式中存储装置记录该第一调整装置的调整设定点，每个设定点对应于光学参数的预定值，所述值对于两个照相机是共同的；“图像捕捉”模式，在该图像捕捉模式中选择光学参数值，通过对应的机电装置，对应于所述光学参数的值的每个调整设定点被应用到相应的调整装置。有利地，该光学参数是镜头的聚焦和/或焦距。有利地，该存储装置包括针对同样参数的多个设定点值。该存储装置包括配置为根据该存储的设定点值计算中间设定点值的装置，因此允许光学参数在它的整个变化范围上被连续闭环控制。有利地，该照相机并排安装，镜头的光轴在同一平面内，或者该照相机设置在薄半反射平面板的两侧(either side)上。附图说明阅读下面以非限制方式呈现的描述，并且受益于附图，会更好地理解本专利技术并且其他优点会变得明显，在附图中已经讨论过的图1，示出具有两个照相机的立体系统的第一实施例；已经讨论过的图2和3，示出具有两个照相机的立体系统的第二实施例；图4示出根据本专利技术的立体图像捕捉系统。具体实施例方式通过非限制例子，图4示出立体图像捕捉系统1，包括以并排结构布置的第一照相机IOA和第二照相机10B。当然，本专利技术可应用于图像捕捉系统的其它结构中，例如如图2和3中所示的具有半反射镜的两个照相机的结构。还可延伸到包括多于两个照相机的装配。每个照相机IOA或者IOB包括照片检测单元IlA或者11B、光学镜头12A或者12B以及控制用于调整镜头12A和12B的装置的机电装置13A或者13B。通常而言,镜头12A和12B为光学变焦镜头，其聚焦、焦距值以及孔径光阑可调整。通过镜头或者镜头组的内部移动来调整聚焦和焦距。两个照相机IOA和IOB基本上相同并且镜头12A和12B的光轴在同一平面中。支撑照相机IOA和IOB的机械元件以及它们的调整转台在该图4中未示出。系统I还包括可采用控制手柄形式的控制装置15。机电装置13A和13B包括存储调整第一镜头12A和第二镜头12B的装置的设定点值的装置。第一镜头12A的每个设定点值CA与第二镜头12B的设定点值CB以这种方式关联当两个调整设定点CA和CB应用于镜头时，第一镜头12A的光学参数值与第二镜头12B的相同光学参数值一致。作为光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种立体图像捕捉系统，包括至少第一照相机和第二照相机，该第一照相机包括第一镜头，所述第一镜头包括至少一个光学参数的第一调整装置以及允许所述第一调整装置被控制的第一机电装置，该第二照相机包括第二镜头，所述第二镜头包括同样光学参数的第二调整装置以及允许所述第二调整装置被控制的第二机电装置，其中，每个机电装置包括两个操作模式：“存储”模式，在该存储模式中存储装置记录该第一调整装置的调整设定点，每个设定点对应于光学参数的预定值，所述值对于两个照相机是共同的；“图像捕捉”模式，在该图像捕捉模式中选择光学参数值，通过对应的机电装置，对应于所述光学参数的值的每个调整设定点被应用到相应的调整装置。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：D·帕特里克，M·埃尔维尔，
申请(专利权)人：泰勒斯公司，
类型：发明
国别省市：