专利名称：一种人像立体数码相机的制作方法
技术领域：
本实用新型是一种人像立体数码相机，具体地说是一种专门测量人的脸部表面的结构光非接触曲面三维坐标快速测定记录装置。
已有技术，专门用于测量人的脸部形状的结构光快速三维坐标测量装置，存在于体积太大，不能精细地测量眼部，不能显示拍摄效果等缺点。
本实用新型的任务在于提供一种体积较小，移动升降方便，对眼部进行更为精细测量，能显示拍摄效果的人的脸部形状快速测定和记录装置。
解决上述任务的技术方案的特点是具有一个底座[1]，坚固牢靠，在所述的底座上装有立柱[2]，立柱[2]可以升降，也可以固定不动。底座[1]可以装有轮子，也可以固定不动。在所述的立柱[2]上装有机架[3]，在所述的机架[3]上装有机箱[4]、[5]。在所述的机箱[4]、[5]上装有若干套测定记录单元和一套效果拍摄装置。所述的测定记录单元可以由1-2个投射器构成。所述的投射器有两类一类是由光栅、反射镜和光源构成，所述的反射镜的数量可以是0-1块；第二类是由组合光栅、光源和反射镜构成，所述的反射镜的数量可以是0-2块，所述的组合光栅由辅助光栅和光栅构成，在所述光栅和辅助光栅上有若干连续或者间断的彩色条纹或者有若干黑色间断的无色透明条纹，其余条纹全部为无色透明。所述的光源由闪光灯或能发出平行光线的光源，例如激光器构成。本实用新型所有的测定记录单元和效果拍摄装置通过接口电路在计算机控制下按预定的程序进行工作。
本实用新型的工作原理如下当测定记录单元工作时，投射器向被测物体投射明暗相间的光栅，同时成像装置拍摄被测物体，从而得到带有与被测物体表面形状相关的条纹的图像。对于这些图像专用计算机是是使用三角测量原理来求导出三维坐标，三角形必须具备非零的底边。因此在一个测定记录单元中投射器的安装应与成像装置相隔一定的距离。在被测物体上只有那些能被投射器投射的光栅覆盖同时又能被成像装置拍摄到的表面，其三维坐标才能被测量，对于象人体脸部这样形状复杂的物体必须在不同的位置以一定的角度安装多个测定记录单元才能作全面的测定和记录。投射器中光栅上若干连续或间断的彩色条纹或者若干黑色间断的无色透明条纹，使投射器发出的条纹光线带有标记。这种标记使成像后的图像便于计算机识别和处理。
本实用新型具体的结构和工作原理将结合下面的实施例说明图(1)是人像立体数码相机的结构示意图；图(2)是组合光栅工作原理图。
本实用新型的实施例的结构如图(1)底座[1]下面装有四个轮子，上面装有能升降的立柱[2]，立柱[2]上装有机架[3]，机架[3]上面装有盖板[3-1]，前面装有玻璃面板[3-2]，两侧分别装有机箱[4]和机箱[5]。机箱[4]右前面板装有数码相机[6]，数码相机[6]前面装有一个罩子，左侧面板装有数码相机[9]，右前面板与左侧面板之间的斜面装有光栅[9-3]；机箱[4]内部装有闪光灯[9-1]、[6-1]、[10-1]，反射镜[10-2]、[9-2]，辅助光栅[9-4]；机箱[5]左前面板上装有数码相机[7]，数码相机[7]前装有一个罩子，右侧面板与左前面板之间的斜面上装有光栅[8-3]；机箱[5]内部装有闪光灯[8-1]、[7-1]、[10-3]、反光镜[8-2]、[10-4]、辅助光栅[8-4]。机箱[4]与机箱[5]之间前边装有数码相机[10]，后边装有数码相机[11]。本实用新型装有5套测定记录单元；闪光灯[9-1]、反射镜[9-2]、光栅[9-3]、辅助光栅[9-4]组成的投射器与数码相机[9]构成一套测定记录单元；闪光灯[6-1]、光栅[9-3]组成的投射器与数码相机[6]构成一套测定记录单元；闪光灯[8-1]、反射镜[8-2]、光栅[8-3]、辅助光栅[8-4]组成的投射器与数码相机[8]构成一套测定记录单元；闪光灯[7-1]、光栅[8-3]组成的投射器与数码相机[7]构成一套测定记录单元；闪光灯[10-3]、反射镜[10-4]、光栅[8-3]、辅助光栅[8-4]组成的一个投射器以及闪光灯[10-1]、反射镜[10-2]、光栅[9-3]、辅助光栅[9-4]组成的另一个投射器与数码相机[10]构成的一套测定记录单元专用于测量人的眼部。数码相机[11]与上述的5套测定记录单元同步拍摄图像供显示效果使用。
由光栅[8-3]、辅助光栅[8-4]构成的组合光栅，或者由光栅[9-3]、辅助光栅[9-4]构成的组合光栅工作原理如图(2)从B方面光线投射通过组合光栅在被测量面上产生的亮暗条纹要比从A方向光线投射通过组合光栅在被测量面上产生的亮暗条纹其密集度要高出一倍。
本实施例工作过程如下被测量的人在机架[3]前面，操作者对好位置后，按下计算机键盘上某一按键，计算机通过接口电路按预先设定的程序分别启动5套测定记录的单元和数码相机[11]；测定记录单元启动时向被测面投射明暗相间的条纹光线，同时数码相机拍摄图像。测量完毕后，计算机能调出每个测定记录单元拍摄的图像。这些带有与被测表面形状相关的条纹的图像经计算机系统处理能够得到被测表面的各个点(多达几十万个)的三维坐标值。数据点的密集程度直接与明暗条纹的密集度有关。
权利要求1.一种人像立体数码相机，它由机械结构框架、测定记录单元、计算机、效果拍摄装置等构成，所述的测定记录单元是由投射器和成像装置构成，其特征是在所述的机械结构框架上以一定的位置及角度安装若干套测定记录单元和一套效果拍摄装置。所述的测定记录单元由光源、反射镜和组合光栅构成；所述的投射器是由光源、反射镜和组合光栅构成或者由光源、反射镜和光栅组成，所述的反射镜的数量可以有0或若干块；所述的组合光栅是由光栅和辅助光栅构成；所述的光栅和所述的辅助光栅上有若干连续或者间断的彩色条纹或者有若干黑色间断的无色透明条纹，其余条纹全部为无色透明；所述的测定记录单元和效果拍摄装置通过接口电路与计算机连接。
2.根据权利要求1所述的人像立体数码相机，其特征是所述的测定记录单元由投射器和成像装置构成，所述的投射器的数量可以有1-2只，所述的成像装置的数量可以有1-2只。
3.根据权利要求1、2所述的人像立体数码相机，其特征是所述的成像装置是数码相机。
4.根据权利要求1、2所述的人像立体数码相机，其特征是所述的成像装置是摄像机。
5.根据权利要求1所述的人像立体数码相机，其特征是所述的光源是闪光灯。
6.根据权利要求1所述的人像立体数码相机，其特征是所述的光源是激光器。
专利摘要本实用新型是一种人像立体数码相机,它能在零点几秒内拍摄人的脸部表面,得到一组带有于被测表面形状相关的条纹的图像,这些图像能由计算机专用系统算出被测表面(多达几十万点)的三维坐标值。本实用新型能对人的眼部作精细测量,能显示被测人脸部的形象。本实用新型主要由可移动升降的机械结构框架、若干套由投射器和成像装置构成的非接触三维坐标快速测定记录装置、计算机及计算机接口电路等部件组成。
文档编号G03B35/08GK2501021SQ0125397
公开日2002年7月17日 申请日期2001年9月29日 优先权日2001年9月29日
发明者林家义 申请人:林家义