专利名称：单传感器并列式立体图像拍摄方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体图像拍摄技术,更具体地说，它涉及一种单传感器并列式立体图像拍摄方法， 本发明还涉及实现上述方法的立体图像拍摄装置。
背景技术：
人眼根据左右眼的视觉差异可以对所见景物产生立体感觉，所以一般的立体摄像设备都是利 用双摄像镜头来对景物进行成像然后处理。但是这样带来的问题很突出主要体现在l、双镜头 在聚焦性能上不可能完全一致，因而可能造成左、右视频图像的清晰度不相同，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、图像迷糊等现象。而本发明用精密光学成像结构来保证光路上的一致性， 用同一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。
发明内容
本发明要解决的技术问题是针对现有技术的上述不足，提供一种图像一致性好的单传感器并 列式立体图像拍摄方法。
本发明要解决的另一技术问题是提供一种实现上述方法的立体图像拍摄装置。 本发明的前一技术方案是这样的 一种单传感器并列式立体图像拍摄方法，包括下属步骤 (1)使待拍摄的景物光线通过轴线距离为25 100mm的两组光学成像透镜组聚焦；(2)使聚焦 所获得的两组具有视觉差的光信号分别经第一反射镜和第二反射镜两次反射；(3)再使左、右两 组光信号分别经过使光信号同向旋转90度的光路方向转换组件；(4)再使两组光信号在旋转90 度设置的4: 3的CCD或CMOS传感器上成像；(5) CCD或CMOS传感器的图像信号经图像处理后 储存。
上述的单传感器并列式立体图像拍摄方法中，步骤(1)中所述的轴线距离以57 65ram为佳。 上述的单传感器并列式立体图像拍摄方法中，所述的光路方向转换组件为棱镜组。 上述的单传感器并列式立体图像拍摄方法，步骤(4)中所述的成像是使两路光信号分别成
像在CCD或CMOS以中心轴对称的两边，形成SIDEBY SIDE;单幅图像的宽度方向留有图像宽度
1 5%的空位。
本发明的后一技术方案是这样的 一种单传感器并列式立体图像拍摄装置，包括CCD或CMOS 传感器，传感器联结图像处理器，其中，所述的传感器为4: 3通用格式，传感器以和正常安装位置相差90度角方向设置；在传感器前部设有轴线距离为25 100mrn的两组光学成像透镜组， 每组光学成像透镜组的内侧均设有第一反射镜、第二反射镜和光路方向转换组件，具有视觉差的 两路光信号分别经光学成像透镜组、第一反射镜、第二反射镜和光路方向转换组件后分别在投射 在传感器的左右两侧成像。
上述的单传感器并列式立体图像拍摄装置中，所述两组光学成像透镜组之间的轴线距离以 57 65mm为佳。
上述的单传感器并列式立体图像拍摄装置中，所述的光路方向转换组件为棱镜组。 本发明与现有技术相比，具有下述优点
(1) 采用双路光学同时成像，左、右图像的即时采集无延时现象，可以保证立体成像效果。
(2) 采用使用单个CCD或COMS图像传感器，可以保证左、右图像在图像亮度、对比度、 色度、灰阶上的一致性，解决传统双传感器上述技术指标一致性差的不足。
(3) 图像传感器使用普通的4: 3传感器，所获得的两个16: 9完整的左右图像其后期 处理技术简单，降低产品的开发费用，也利于立体视频产品的推广应用。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。 图1是本发明装置的结构示意图； 图2是本发明中传感器设置示意图； 图3是本发明图像处理电路方框图。
图中传感器l、光学成像透镜组2、第一反射镜3、第二反射镜4、光路方向转换组件5、 图像处理器6。
具体实施例方式
参阅图1所示，为本发明的单传感器并列式立体图像拍摄装置的具体实施例，包括CCD或 CM0S传感器1，传感器1联结图像处理器6，传感器1采用现有技术中4: 3通用格式，传感器l 以和正常安装位置相差90度角方向设置；在传感器1前部设有轴线距离为25 100mra的两组光 学成像透镜组2，两组光学成像透镜组2之间的较佳轴线距离为57 65rara，每组光学成像透镜组 2的内侧均设有第一反射镜3、第二反射镜4和光路方向转换组件5，具有视觉差的两路光信号 分别经光学成像透镜组2、第一反射镜3、第二反射镜4和光路方向转换组件5后分别在投射在 传感器1的左右两侧成像;，光路方向转换组件5可以采用棱镜组，左、右两组棱镜组可以以分 别将两路光信号逆时针旋转90度。
参阅图2所示，本发明由于采用传统4: 3标准格式的CCD或CM0S，在利用4: 3的传感器1 获得16: 9的立体图像时，为充分利用传感器1的像素阵列，左、右双光路要在传感器1上直接投射上、下叠加的图像，这在光学设计中有相当的难度，造成结构复杂，也不易于实现；所以， 本发明为简化结构，将图像传感器l向逆时针旋转90度，同时，每个光路形成的图像利用棱镜 等也逆时针旋转90度，使左、右两个光路形成的图像以旋转90度的方式落在双光路的中心的左、 右两侧，图像成像在CCD或CMOS传感器1以中心轴对称的两边，形成SIDE BY SIDE,为保证成 像时不产生交叉，图像的选取则是按照图2所示取MxN。图像的宽度方向上各留下接近占图像 宽度的5W的空位D。
参阅图1所示，本发明的立体图像拍摄方法包括下属步骤
(1) 待拍摄的景物光线通过轴线距离25 100mrn的两组光学成像透镜组聚焦，形成具有视 觉差的左、右两组光信号。'
(2) 聚焦所获得的两组具有视觉差的光信号分别经第一反射镜和第二反射镜两次反射。
(3) 左、右两组光信号分别经过使光信号逆时针旋转90度的光路方向转换组件(棱镜组)。
(4) 两组光信号投射在按逆时针旋转90度设置的4: 3的CCD或CMOS传感器上，形成左、 右两组成像。
(5) CCD或CMOS传感器的左、右两组图像信号经图像处理后存储。
参阅图3所示，本发明的图像成像后，由数据读取电路按照一定的帧频率进行图像读取；读 取的图像数据包含两幅同时形成的图像，然后经过FIFO将左、右画面数据分离；分离后的图像 为两幅同时取得的全帧图像，该图像数据进入图像格式处理电路后，可以直接生成SIDE BY SIDE 图像，也可以生成FRAME BY FRAME, FIELD BY FIELD, LINE BYE LINE, DOT BY DOT等等格 式图像。
在图像按照要求进行格式变换后进入到编码器，音视频在这里进行同步压縮编码处理；编码 后的数据进入存储器保存下来；如果要观看已经储存的图像，则需要从存储器中调出数据，再经 过解码然后送到相关的编码及驱动后，用于输出到外部显示器，或者用机内自带的双目或单立体
显示屏进行观看。
参阅图3所示，本发明增加了一个音视频切换开关，其作用是图像在经过分离后由图像格 式处理器输出SIDE BY SIDE信号；当摄像设备在摄制过程中并且需要监视摄录画面时，这个信 号将通过音视频切换开关直接送到机内单目或单立体显示屏进行显示，音频也同时切换到实时音 频；这样在监视画面时，画面与实际景物的动作延时较小，便于及时监控，可基本实现直通功能。 当回放已经录制的节目时，音视频切换开关将信号切换到解码器输出端，这样就可以欣赏到录制 好的片段了。
当拍摄立体图片时，本发明可以得到左、右画面无延时的完整画面，相比较其他方式而言， 本发明所展现的左、右无延时、画面视频格式变化多、画面的素质高度统一等优点
权利要求
1. 一种单传感器并列式立体图像拍摄方法，其特征在于包括下属步骤(1)使待拍摄的景物光线通过轴线距离为25～100mm的两组光学成像透镜组聚焦；(2)使聚焦所获得的两组具有视觉差的光信号分别经第一反射镜和第二反射镜两次反射；(3)再使左、右两组光信号分别经过使光信号同向旋转90度的光路方向转换组件；(4)再使两组光信号在旋转90度设置的4∶3的CCD或CMOS传感器上成像；(5)CCD或CMOS传感器的图像信号经图像处理后存储。
2. 根据权利要求1所述的单传感器并列式立体图像拍摄方法，其特征在于，步骤(1) 中所述的轴线距离为57 65mm。
3. 根据权利要求1所述的单传感器并列式立体图像拍摄方法，其特征在于，步骤(3) 中所述的光路方向转换组件为棱镜组。
4. 根据权利要求1所述的单传感器并列式立体图像拍摄方法，其特征在于，步骤(4) 中所述的成像是使两路光信号分别成像在CCD或CMOS以中心轴对称的两边，形成SIDE BY SIDE;单幅图像的宽度方向留有图像宽度1 5%的空位。
5. —种实现权利要求1所述单传感器并列式立体图像拍摄方法的装置，包括CCD或CMOS 传感器(1)，传感器(1)联结图像处理器(6)，其特征在于，所述的传感器(1)为4: 3通 用格式，传感器(1)以和正常安装位置相差90度角方向设置；在传感器(1)前部设有轴线 距离为25 100rnrn的两组光学成像透镜组(2)，每组光学成像透镜组(2)的内侧均设有第一 反射镜(3)、第二反射镜(4)和光路方向转换组件(5),具有视觉差的两路光信号分别经光 学成像透镜组(2)、第一反射镜(3)、第二反射镜(4)和光路方向转换组件(5)后分别在 投射在传感器(1)的左右两侧成像。
6. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述两组光学成像透镜组(2)之间的轴 线距离为57 65ram。
7. 根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述的光路方向转换组件(5)为棱镜组。
全文摘要
本发明公开了一种单传感器并列式立体图像拍摄方法及装置，属立体图像拍摄技术，方法包括(1)景物光线通过两组光学成像透镜组聚焦；(2)两路光信号分别经第一反射镜和第二反射镜反射；(3)两组光信号分别经方向转换组件；(4)两组光信号在传感器上并列成像；(5)传感器的图像信号经图像处理后存储。装置包括传感器，传感器为4:3通用格式以和正常安装位置相差90度角方向设置；传感器前部有轴线距离25～100mm的两组光学成像透镜组，两路光信号分别经光学成像透镜组、第一反射镜、第二反射镜和光路方向转换组件后分别在投射在传感器的左右两侧成像。本发明具有结构简单、构成立体图像的左、右图像一致性好的优点。
文档编号G03B35/00GK101482693SQ200810185899
公开日2009年7月15日 申请日期2008年12月18日 优先权日2008年12月1日
发明者夏登海, 炜 李 申请人:深圳市掌网立体时代视讯技术有限公司