纵深度可调立体成像观测器的制作方法

文档序号:12257256阅读:269来源:国知局

本实用新型涉及立体影像显示技术领域,具体涉及一种立体成像观测器。



背景技术:

目前市面上的望远镜,主要是通过物镜和目镜的手动或自动调节配合,利用光学成像原理将物镜中的镜像直接放大,使得远处的事物呈现到目镜的眼前。但是由于远处被拉近放大的物体视差没得到相应的调节,几乎看不到物体间纵深方向的差异,即缺乏立体感。一般而言,人的双眼可以看到立体图像,主要是由于双眼视差造成的(当然,人本身的视觉经验也是一个重要的因素),即两个眼睛所看到的同一物体由于角度问题会存在一些图像差异,这两组图像经传输到大脑处理后,便可得到三维立体图。但由于人的双眼距离是不变的,所以在看远距离的物体时,双眼所看到的图像视差就会非常小,以至于分辨不清远处事物的远近和立体特征。所以,市面上的望远镜这种“望远”效果只是体现在固定影像平面拉大的层面,呈现在眼前的远处物体是一个几乎不能分辨远近的平面图像,没有纵向立体感。

现有技术中的3D照相机可以实现3D立体效果,这种3D照相机,内置模拟双眼的成像摄像头,通过由摄像头拍摄的两组图像组合得到三维图像,但由于两摄像头之间的距离是固定的,故纵深度不可调节,无法形成反映物体的纵深距离变化的3D效果。



技术实现要素:

有鉴于此,本实用新型实施例提供了一种纵深度可调立体成像观测器,解决了现有技术中的望远镜无法建立纵向立体感,无法形成具有纵深感变化的3D立体成像的技术问题。

本实用新型的纵深度可调立体成像观测器,包括壳体、双摄像头和调节器,双摄像头作为双物镜,双摄像头通过调节器固定在壳体上,其中:

壳体,用于固定处理电路、双目镜和调节器;

调节器,用于固定摄像头,受控调整摄像头主光轴的间距和/或夹角。

还包括与处理电路连接的液晶屏和双目镜,液晶屏与双目镜相对。

还包括与处理电路连接的数据传输端口。

所述壳体上设置双目镜,在壳体内设置处理电路,在壳体上设置固定凸台,固定凸台固定所述调节器。

所述调节器为伸缩管结构,在中部的固定管两端,沿固定管延伸方向各设置一组依次套接的中空连杆,固定管的中心固定在固定凸台上,调节器的轴线与双目镜的主光轴所在平面平行,在调节器的两端各设置一个受控转轴,受控转轴与双目镜的主光轴所在平面垂直,受控转轴的顶端固定摄像头,摄像头的主光轴与双目镜的主光轴所在平面平行。

所述调节器改变双摄像头间距的结构,包括铰链、螺纹、链条、齿轮、步进电机或直线电机驱动等结构中的一种。

所述调节器改变双摄像头主光轴夹角的结构,包括铰链、螺纹、链条、齿轮、步进电机或直线电机驱动等结构中的一种。

所述双目镜具有焦距调节结构。

所述摄像头的初始主光轴平行。

所述摄像头的初始主光轴的夹角与调节器两端间距负相关。

本实用新型实施例提供的纵深度可调立体成像观测器,通过设置距离和角度可调节的两摄像头作为物镜,使两摄像头左右两组采集图像形成的三维效果包括纵深度信息,使得其拍摄的两组图像组成的3D立体效果图在纵深度上产生变化,实现了随望远镜调焦而成像的纵深度可调的望远镜成像效果。本实用新型实施例提供的纵深度可调立体成像观测器,与成熟的功能电路相集成,可以对观测的过程进行保存和回放。实现在放大过程中的对观测物体细节的立体成像观察,大大提高放大成像的观测细致度和纵深感,满足对观测物体的距离、体积、尺寸的准确判断。

附图说明

图1所示为本实用新型一实施例提供的一种纵深度可调立体成像观测器的主视剖视角度的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供的一种纵深度可调立体成像观测器,包括壳体、双目镜、双摄像头和调节器,双摄像头作为双物镜,双目镜固定在壳体上,双摄像头通过调节器固定在壳体上,通过调节器调节双摄像头主光轴的间距和/或夹角。其中:

壳体,用于固定处理电路、双目镜和调节器。同时也用来提供部件间电连接或固定连接的过孔、固定框架、走线槽和固定位。具体壳体结构形状在此不做限定。

调节器,用于固定摄像头,受控调整摄像头主光轴的间距和/或夹角。调节器包括控制摄像头间距和角度的受控伸缩结构,例如电致伸缩结构、压力伸缩结构、液力伸缩结构等。具体伸缩结构组成在此不做限定。

在本实施例的纵深度可调立体成像观测器中,调节器可以产生与摄像头对图像进行缩放动作一致的摄像头间距调节量,以及摄像头角度调节量。使得摄像头采集的连续缩放图像中包含图像的距离纵深度信息,为3D信号转换提供了真实准确的纵深度变化的信息来源。使得后期呈现在目镜上的立体影像具有随图像变化的真实纵深度,使得影像动态呈现的立体效果逼真。

本实用新型实施例提供的一种纵深度可调立体成像观测器,还包括与调节器和摄像头电连接的处理电路,处理电路用于将摄像头采集的图像输出或转发,形成采集过程中调节器的控制信号,控制摄像头间距和角度。

在本实施例的纵深度可调立体成像观测器中,处理电路根据摄像头的调焦信号形成调节器相应的控制信号,形成控制摄像头间距和角度的控制信号。具体的处理电路可以采用成熟的PID电路、信号锁相电路或集成运电路根据输入信号形成控制的驱动信号。具体处理电路组成在此不做限定。

在本实施例的纵深度可调立体成像观测器中,处理电路还完成信号光电转换和输出;电路包括采用现有成熟电路、集成芯片或成品部件组合形成的光-电-光信号转换电路,完成光学信号的采集、转换和转发,以及光学信号的成像。具体电路组成在此不做限定。

本实用新型实施例提供的一种纵深度可调立体成像观测器,处理电路还包括包括液晶屏,液晶屏与双目镜相对,用于显示双摄像头的相应图像输出。

在本实施例的纵深度可调立体成像观测器中,液晶屏与双目镜配合形成适于人眼立体影像的图像显示。

图1为本实用新型实施例提供的一种纵深度可调立体成像观测器的主视剖视角度的结构示意图。如图1所示,包括壳体01,在壳体01上设置双目镜02,在壳体01内设置处理电路,在壳体01上设置固定凸台03。

调节器04为伸缩管结构,在中部的固定管两端,沿固定管延伸方向各设置一组依次套接的中空连杆,固定管的中心固定在固定凸台03上。调节器04的轴线与双目镜02的主光轴所在平面平行。在调节器04的两端各设置一个受控转轴05,受控转轴05与双目镜02的主光轴所在平面垂直。受控转轴05的顶端固定摄像头06,摄像头06的主光轴与双目镜02的主光轴所在平面平行。

处理电路包括与双目镜相对的双液晶屏07。通过两块液晶屏与双目镜的两个目镜一一对应,各显示一个摄像头采集后处理形成的图像。

还可以用单一液晶屏替换双液晶屏07,利用在一块液晶屏上分屏显示两个摄像头采集后处理形成的图像。

实际应用中,随着本实施例的纵深度可调立体成像观测器焦距的调节,采集图像的逐渐放大或缩小,调节器作相应的长度调整,使得调节器两端摄像头的水平间距做相应变化,形成与两路采集图像正相关的一种纵深度变化信息。

还可以保持调节器两端摄像头的水平间距不变,调整两端摄像头的主光轴夹角做相应变化,形成与两路采集图像正相关的另一种纵深度变化信息。

还可以同时调节调节器两端摄像头的水平间距和主光轴夹角做相应变化,形成与两路采集图像正相关的复合纵深度变化信息。

本实施例的纵深度可调立体成像观测器利用两种纵深度变化信息可以根据双物镜的摄像头的物理结构和物理光学特性适配优化的纵深度变化信息,即满足真实纵深度的需要,又可以有效降低调节器结构尺寸。

在上述本实用新型实施例的纵深度可调立体成像观测器的基础上,调节器04还可以进一步优化。

调节器04可以采用改变双摄像头06间距的其他成熟结构,包括铰链、螺纹、链条、齿轮、步进电机或直线电机驱动等结构中的一种。

调节器04可以采用改变双摄像头06主光轴夹角的其他成熟结构,包括铰链、螺纹、链条、齿轮、步进电机或直线电机驱动等结构中的一种。

处理电路包括数据传输端口,与上位机进行连接。

双目镜02具有焦距调节结构,可以对双液晶屏07的图像进行比例调整和清晰度调整,以适应人眼调节。

成双的摄像头06的初始主光轴平行。

成双的摄像头06的初始主光轴的夹角与调节器04两端间距负相关。

本实施例的纵深度可调立体成像观测器的调节器04和壳体的固定凸台采用活动连接如保证信号传递性的卡接接驳等成熟结构,可以有效分离,这样在无需采集图像时,利用集成的功能电路存储的采集过程和固安册过程的影像数据可以通过目镜回放,进一步提高了观测器的便利性和灵活性。

本实施例的纵深度可调立体成像观测器,可以作为虚拟现实环境中的数据采集装置,将显示对象和元素的具有纵深度精确影像完整采集,为虚拟现实的数据处理过程提供额外的纵深感参数数据,使得虚拟对象的形成更接近现实环境中的对象。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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