专利名称：N镜头立体数码相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种立体摄影装置，尤其是一种多镜头立体数码相机装置。
背景技术：
看立体图像需要有有两个角度的视差图像，制作立体光栅图片，为了增加观看视角，往 往需要更多个角度的图像来合成，从两个到10多个镜头都可以，镜头越多，光栅图片的可视 角度越宽，移动观看的连续性也越好。但镜头越多其摄影装置成本也越高，所以立体相机装 置的镜头数量往往需要结合用途来考虑。如果一一做出不同镜头数量规格的产品，必然增加 设计和制造成本。此外，现有多镜头相机一般采用多套独立完整的相机来组合，这样很多勿 需重复的组件(如显示屏、按键等)会造成浪费。并且，这样简单地拼在一起，其操作、同 步都存在问题。
发明内容
为了有效解决多镜头立体数码相机的同步问题，为了降低多镜头立体数码相机的开发费 用和制造成本，本发明采用模块化方法，把相机主要分成拍照单元和总线模块，拍照单元可 以任意多个连接在总线模块上，不管插多少拍照单元，系统都可正常工作。并且，这种总线 方式，能使各单元协调一致，同步运作。
本发明的技术方案是把相机的CPU、图像传感器、LCD显示以及电动镜头组件做成独 立的模块，这几个独立模块构成拍照单元，再做一个总线模块，通过总线模块把N个拍照单 元串在一起。在总线模块上，做一个总电源，向各拍照单元供电；做一个总.的镜头控制电路， 驱动各镜头的调焦、变焦及光圈步进电机；做一套总的按键系统，通过控制总线控制各拍照 单元；走一路同步总线，使各拍照单元协调统一；做一个总的USB端口，通过多段选择开关 指向某一拍照单元。这样，要用多少镜头都可通过总线模块的简单改变(取总线模块的不同 长度)轻松实现。
本发明的有益效果是，通过这样的总线及模块化的结构，可以轻松实现多镜头立体数码 相机的任意镜头数量规格的产品，可以减少产品的设计开发费用、可以减少多余重复的部件, 可以有机地协调各拍照单元，可以做到各拍照单元的统一操作、同步运行，可以方便产品的 装配和维修，从而达到降低产品成本，提髙产品性能，以利推动立体图像的发展。
图1是N镜头立体数码相机框图。
图2是拍照单元框图。
图3、图4是镜头组件固定机构。其中1.镜头，2.水平定位的固定孔，3、 4.留有活动范围 的固定孔，5.水平定位簧片，6.片形弹簧垫圈，7.镜头组件座板，8.水平调节螺钉座，9.水 平微调螺钉。
具体实施例方式
该N镜头立体数码相机由N (N》2)个拍照单元与一个总线模块组成。其中拍照单元包 括CPU模块、传感器模块、LCD显示模块以及电动镜头模块，总线模块包括电源电路及供 电总线、按键电路及按键信号总线、电动镜头驱动电路及连接镜头模块的驱动总线、USB插 座电路及数据总线、同步电路及同步总线、以及闪光灯电路及闪光灯总线等；拍照单元插在 总线模块上，拍照单元数量可任意多个，插任意个拍照单元多镜头系统都可正常工作，任意 个拍照单元共用1个电源、共用1个LCD显示屏、共用1个USB端口、共用1个闪光灯、 共用l个镜头驱动电路、共用一个快门控制信号、共用一组操作按键。
1. 拍照单元拍照单元包括CPU模块、传感器模块、LCD显示模块及镜头模块。
a. CPU模块CPU模块主要由数码相机的核心芯片CPU及存储器芯片(FLASH ROM、 SDRAM、记忆卡)等外围电路构成，并有连接到传感器模块、LCD显示模块及总线模 块的接口。图像存储记忆卡也可通过总线模块接口移到总线模块上，总线模块接口包括 电源引入线、USB数据线、按键控制信号线、同步控制线、RESET控制线奪
b. 图像传感器模块图像传感器模块由图像传感器芯片与其外围电路构成，通过连线与 CPU模块的相应接口连接；
c. LCD模块LCD显示模块也是通过连线连接到CPU模块的LCD接口上，CPU模块不 接LCD时，系统仍可正常工作，并可通过发光管显示某些状态或异常情况；
d. 镜头模块镜头模块主要由调焦、变焦及光圈的步进电机构成。
2. 总线模块总线模块的作用是将各拍照单元串在一起，以便整个系统同步运作，并把能 共用的电路都做在总线模块上。总线模块上有
a. 电源做一个总的电源，对电池供电稳压，再通过供电总线对各CPU模块供电。其正电 引线通过CPU模块接口直接连接到CPU模块的丌关管(SI2301DS)上；
b. USB做一个总的USB插座，通过数据总线，分别服务于各拍照模块的USB功能。USB 插座其引入的5V电压经一多段选择开关对选中的拍照单元供电，该电压信号同时控制 电池供电开关管，联通USB时自动断开电池供电。选中拍照单元引入的USB电压， 一方面通过CPU模块上的稳压电路提供工作电源，另一方面将该电压信号通知CPU的 USB IN脚，启动该模块的USB功能工作。USB两条数据线通过总线模块的数据总线 与各CPU模块端口连在一起，进入CPU模块后各经过一电阻连接CPU。虽然该数据 线同时还与别的CPU模块连在一起，但由于别的CPU模块失去了供电，故对该模块的 USB通讯没有太多影响。对USB电压的稳压电路也可移到总线模块上，其稳压后的电 压经过多段选择开关连到选中CPU模块，在CPU模块上通过一二极管接到CPU模块 电源开关管后端，对CPU模块供电。同时在二极管前端将该电压信号通知CPU的USB IN脚，启动该模块的USB功能工作；c. 镜头驱动把拍照单元的镜头驱动电路移到总线模块上，由一个驱动电路通过镜头驱动总线去控制所有的镜头模块。该驱动电路与CPU的联系可通过一组连线连到其中一个 CPU模块上。该驱动电路也可脱离CPU的控制，测距可用一个专门的传感器来实施控制， 以及完全采用手动方式，直接对镜头模块的调焦、变焦、光圈步进电机进行控制；d. 操作按键拍照单元的所有操作按键都做在总线模块上，各按键形成的控制信号(接通 不同数量的串联分压电阻形成CPU需要的不同电压信号)通过按键控制总线向各CPU 模块输送控制信号，各CPU模块接口处可串二极管，隔离各CPU模块间的干扰；e. 同步控制通过快门同步总线将各CPU模块的CPU的快门控制引脚连在一起，由引入 的各CPU的测光完成信号、镜头测距完成信号、快门按键控制信号、闪光灯充电完成 信号(用这些信号通过与门电路)来共同控制快门控制总线，只有在每个拍照单元都准 备完成好后方可实现拍照动作，以此确保各拍照单元的同步。还有各RESET引脚也通 过RESET控制总线连在一起，在某CPU模块出现异常死机的情况时，需要恢复也与 其它单元一致重置，确保每个单元的状态一致；f. 闪光灯做一个闪光灯电路在总线模块上，用快门控制总线控制闪光灯闪亮，闪光灯开 启信号通过闪光灯总线连到各CPU模块，通知各CPU按闪光灯程序曝光。3. 照片尺寸 N镜头光栅图像由于每一列光栅柱镜的位置要挤下N列视差图像相应位置的像 素列，故列像素要加以压縮，即原来一幅视差的图像的一列图像宽度要縮小1/N，若不舍去或 少舍去列像素，则需要对行像素进行插值放大，才能保持原画幅比例，因此，如果为了减少 图像文件容量，本多镜头立体相机照片尺寸的小尺寸选项应该只对列像素进行适当压縮，以 节省存储空间和提髙速度。4. 镜头定位多镜头立体相机需要多个镜头对准一个目标，故每个镜头都需要一个相对精确 的定位。为实现镜头方向的调整，镜头组件的固定采用3点固定方式(图3的2、 3、 4) ， 3点 固定处均采用片形的弹簧垫圈(6)，通过调节3点螺钉的松紧，可以对镜头方向微调。为控 制画面水平位置，镜头组件以孔2为轴，用图4中螺钉9的帽子挤压簧片(5)实现画面水平微 调。
权利要求
1. 一种N镜头立体数码相机，用多个镜头拍摄立体图像，其特征是该N镜头立体数码相机由N个(N≥2)拍照单元与一个总线模块组成，其中拍照单元包括CPU模块、传感器模块、LCD显示模块以及电动镜头模块，总线模块包括电源电路及供电总线、按键电路及按键信号总线、电动镜头驱动电路及连接镜头模块的驱动总线、USB插座电路及数据总线、同步电路及同步总线、以及闪光灯电路及闪光灯总线等；拍照单元插在总线模块上，任意多个拍照单元都可通过这些总线构成一个完整的立体拍照系统，所有拍照单元共用1个电源、共用1个LCD显示屏、共用1个USB端口、共用1个闪光灯、共用1个镜头驱动电路、共用一个快门控制信号、共用一组操作按键。
2. 根据权利要求1所述N镜头立体数码相机，其特征是所述拍照单元包括CPU模块、传 感器模块、LCD显示模块及镜头模块，它们是a. CPU模块CPU模块主要由数码相机的核心芯片CPU及存储器芯片(FLASH ROM、 SDRAM、记忆卡)等外围电路构成，并有连接到传感器模块、LCD显示模块及总线模 块的接口；图像存储记忆卡也可通过总线模块接口移到总线模块上，总线模块接口包括 电源引入线、USB数据线、按键控制信号线、同步控制线、RESET控制线等；b. 图像传感器模块图像传感器模块由图像传感器芯片与其外围电路构成，通过连线与 CPU模块的相应接口连接；c. LCD模块LCD显示模块也是通过连线连接到CPU模块的LCD接口上，CPU模块不 接LCD时，系统仍可正常工作，并可通过发光管显示某些状态或异常情况；d. 镜头模块镜头模块主要由调焦、变焦及光圈的步进电机构成。
3. 根据权利要求1所述N镜头立体数码相机，其特征是所述总线模块的作用是将各拍照单元串在一起，以便整个系统同歩运作，并且把能共用的电路做在总线模块上，总线模块上有:a. 电源做一个总的电源，对电池供电稳压，再通过供电总线对各CPU模块供电，其正电 引线通过CPU模块接口直接连接到CPU模块的开关管(SI2301DS)上；b. USB做一个总的USB插座，通过数据总线，分别连到各拍照模块上；USB插座其引 入的5V电压经一多段选择开关对选中的拍照单元供电，该电压信号同时控制电池供电 开关管，联通USB时自动断开电池供电；选中拍照单元引入的USB电压， 一方面通 过CPU模块上的稳压电路提供工作电源，另一方面将该电压信号通知CPU的USB IN 脚，启动该模块的USB功能工作；USB两条数据线通过总线模块的数据总线与各CPU 模块端口连在一起，进入CPU模块后各经过一电阻连接CPU;对USB电压的稳压电 路也可移到总线模块上，其稳压后的电压经过多段选择开关连到选中CPU模块，在CPU 模块上通过一二极管接到CPU模块电源开关管后端，对CPU模块供电；同时在二极管 前端将该电压信号通知CPU的USB IN脚，启动该模块的USB功能工作；c. 镜头驱动把拍照单元的镜头驱动电路移到总线模块上，由一个驱动电路通过镜头驱动总线去控制所有的镜头模块；该驱动电路与CPU的联系可通过一组连线连到其中一个 CPU模块上该驱动电路也可脱离CPU的控制，测距可用一个专门的传感器来实施控制， 以及完全采用手动方式，直接对镜头模块的调焦、变焦、光圈步进电机进行控制；d. 操作按键拍照单元的所有操作按键都做在总线模块上，各按键形成的控制信号(接通 不同数量的串联分压电阻形成CPU需要的不同电压信号)通过按键控制总线向各CPU 模块输送控制信号，各CPU模块接口处可串二极管，隔离各CPU模块间的干扰；e. 同步控制通过快门同步总线将各CPU模块的CPU的快门控制引脚连在一起，由引入 的各CPU的测光完成信号、镜头测距完成信号、快门按键控制信号、闪光灯充电完成 信号(用这些信号通过与门电路)来共同控制快门控制总线，只有在每个拍照单元都准 备完成好后方可实现拍照动作，以此确保各拍照单元的同步；还有各RESET引脚也通 过RESET同步总线连在一起，在某CPU模块出现异常死机的情况时，需要恢复也与 其它单元一致重置，确保每个单元的状态一致；f. 闪光灯做一个闪光灯电路在总线模块上，用快门控制总线控制闪光灯闪亮，闪光灯开 启信号通过闪光灯总线连到各CPU模块，通知各CPU按闪光灯程序曝光。
4. 根据权利要求1所述N镜头立体数码相机，其特征是所述N镜头立体数码相机的小尺寸选 项可以只对列像素进行适当压縮，而行像素不变。
5. 根据权利要求1所述N镜头立体数码相机，其特征是所述N镜头立体数码相机的镜头组件 的固定采用3点固定方式(图3的2、 3、 4) ， 3点固定处均采用片形的弹簧垫圈(6)，通过调 节3点螺钉的松紧，可以对镜头方向微调；为控制画面水平位置，镜头组件以孔2为轴，用图4 中螺钉9的帽子挤压簧片(5)实现画面水平微调。
全文摘要
一种N镜头立体数码相机，由N个(N≥2)拍照单元与一个总线模块组成。其特征是通过一片总线模块，可把任意多个拍照单元有机地串在一起，构成一个完整的立体拍照装置。该方式可以方便应对不同用途的需求。并且，这种模块化的结构，可以避免重复多余的元件，可以大大节省产品的开发费用、生产费用和维修费用，降低产品成本，有利于立体图像的推广和应用。
文档编号H04N13/02GK101286000SQ20081006750
公开日2008年10月15日 申请日期2008年5月30日 优先权日2008年5月30日
发明者磊 钟 申请人:磊 钟