专利名称：一种双目立体摄像机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及摄像机领域，具体为一种基线长度和会聚角度可调的双目立体摄 像机。
背景技术：
在我们的日常生活中，呈现在我们眼前的世界是有远近、纵深感觉的立体世界。这 是因为在观看空间某个对象时，人的双眼是从左右两边不同的角度来进行观察的，被观察 的物体在人的左右眼视网膜上的成像存在略微的差异，这种差异就是两眼的视差。视差的 产生是由于人的左右眼之间有一定的距离，大约为60 70mm。视差的产生对立体视觉的形 成有着非常重要的作用。随着新一轮3D热潮的到来，越来越多的人感受到3D影像正在慢慢渗入到我们的 日常生活之中。3D显示将会是下一代显示技术的主流方向之一，而目前我们能接触到的仅 仅是几部3D电影而已，3D片源的缺少是阻碍3D影像普及的重要因素之一。因此立体摄像 机的发展和技术的成熟化，将会极大地推动3D显示技术在在广告传媒、建筑设计、娱乐游 戏、医学成像、教育培训、军事仿真等领域的发展。立体摄像机是立体图像获取的重要工具，是立体显示技术的基础。双摄像机系统 采用两台摄像机获取立体图像对。双摄像机可以同时获得两个相对独立的视频图像，体积 相对较小，结构简单，而且可仿生于人眼睛观察物体的方式。通过两部相隔一定距离的摄像机来实现对3D场景取像，就是双目成像。双目成 像是最简单的模拟人双眼感知3D景物的成像方式。与人的双眼观看3D景物时相同，当用 双目立体摄像机记录3D景物时，先要把两部摄像机的光轴汇聚于感兴趣的物体上，这时称 两部摄像机光轴的交点为汇聚点，汇聚点到两部摄像机透镜中心连线中心的距离为汇聚距 离。当汇聚距离非常远时，两部摄像机的光轴近乎平行，可认为汇聚点在无穷远处，汇聚距 离为无穷大。因此双目摄像系统有平行摄像模式和汇聚摄像模式两摄像机平行放置时，光轴间的距离称为基线长度，汇聚方式放置时，光轴间的夹 角称为会聚角度。基线长度及会聚角度决定了左右两幅图像的视差大小，进而影响到观察 者的立体感觉。目前，双目立体摄像机普遍存在着基线长度或者会聚角度不可调节的问题。拍摄 远处立体影像时，通常两摄像机采用平行放置的模式。而在却换到近景时又要求两摄像机 采用汇聚放置模式，以增大立体区域。因此，成熟的立体摄像机必须包含有基线长度和会聚 角度调节的功能，以获取合适视差的立体影像，同时具备结构简单，体积较小的特征。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种双目立体摄像机，通过相互垂直的导轨和转向臂导 轨，以解决传统技术的双目立体摄像机基线长度和会聚角度不可调的问题。为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案为[0010]一种双目立体摄像机，包括有底座，底座上设置有两个基座，基座上分别安装还有 摄像机，所述摄像机上均安装有调焦镜头，且调焦镜头的光轴相互平行，其特征在于所述 底座中设置有分别与调焦镜头之间的基线平行的导轨，有两个滑块分别滑动安装在导轨 上，所述导轨之间设置有与导轨平行的螺杆，所述螺杆两端分别成型有旋向相反的螺纹段， 所述滑块中间分别安装有与螺杆螺纹段对应配合的螺母，且滑块通过螺母分别各自螺合在 螺杆两端螺纹段外，所述滑块上还分别转动安装有转盘，所述基座分别一一对应安装在转 盘顶部，所述转盘顶部还分别设置有短轴且两个转盘的短轴相互对称；两转盘之间的导轨 上方还设置有分别与调焦镜头光轴平行的转向臂导轨、与转向臂导轨平行的转向臂螺杆， 有转向臂滑动安装在转向臂导轨上，且转向臂中有内螺孔，所述转向臂通过内螺孔螺合在 转向臂螺杆螺纹段，所述转向臂两侧分别连接有长边与所述导轨平行的长条形孔套，所述 长条形孔套各自套在转向臂对应侧转盘顶部的短轴外。所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述导轨上的滑块未安装螺母时，在滑 块中开有内螺纹孔与所述螺杆的螺纹段对应配合。所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述螺杆、转向臂螺杆的端头分别穿过 底座侧壁，其穿过底座侧壁的端头分别安装有手轮。所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述摄像机为CCD摄像机，或者是CMOS 摄像机。所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述调焦镜头通过其C/CS接口与摄像 机连接。本实用新型包括两个图像采集单元(CCD或CMOS)，基座，采用滑块和导轨的基线 长度调节部分，采用转向臂和转向臂导轨的会聚角度调节部分。具有结构简单、体积较小、 易于调节、无需使用电动装置等优点。本实用新型中，将两摄像机分别安装于基座上，摄像机配有调焦镜头用以聚焦不 同距离的景物，基座通过螺钉与转盘相连接。考虑到拍摄情况的不同，机械结构要能使两摄 像机沿水平轴方向的导轨作相向平移，并可以绕各自光轴作相向转动。导轨之间的螺杆端 头安装的手轮用以调节两摄像机的基线长度，转向臂螺杆端头安装的手轮用来调节两摄像 机的会聚角度。首先是两摄像机沿水平方向的导轨作相向运动。这种相向的平移可以通过螺杆上 的正、反螺纹传动来实现。螺杆的两端分别加工有左旋及右旋螺纹，对应的螺母分别为左旋 及右旋螺母，这样，在螺母不转的前提下，转动螺杆，两侧的螺母即可沿螺杆作相向运动。为 保证运动的方向性及平稳性。设置两个导轨，滑块安装于导轨上，螺母安装在滑块中。转动 螺杆，两侧的螺母将带动滑块沿水平方向的导轨相向运动。两滑块相向运动而不是单独运 动，主要是为了保证二者的视觉中心基本保持不变。为了使两摄像机绕各自光轴作相对转动，转盘通过转轴安装于滑块上，转盘的边 缘安装有短轴。转向臂上带有螺纹孔，这样，转向臂螺杆的旋转可带动转向臂沿转向臂导轨 移动。转向臂两侧的长条形孔套在转盘的短轴上，孔的方向与对称水平移运动的方向一致， 这样，转向臂的存在不会对前面的相向平移运动产生影响，而当转向臂沿转向臂导轨平移 时，可带动转盘转动，且两侧转盘的转动方向是相对的。以上两种运动的调节是通过螺杆和转向臂螺杆实现的，螺杆、转向臂螺杆伸出壳体的一端安装有手轮。通过手轮的转动，可以方便调节两摄像机的基线长度和会聚角度，获 得具有合适视差的立体影像。相比现有技术，本实用新型的优点是仅利用机械结构就能够方便、灵活地调节两 摄像机的基线长度和会聚角度，无需采用电动装置来实现摄像机的移动和转动，体积较小。 而且本实用新型的机械结构巧妙，可将两摄像机集成在一个装置内，制成产品。
图1为本实用新型外部结构示意图。图2为本实用新型内部导轨及螺杆部分结构散视图。图3为本实用新型内部结构组合图。图4为应用本实用新型的摄录和监视系统。
具体实施方式
如图1 图3所示。一种双目立体摄像机，包括有底座106，底座106上设置有两 个基座103，基座103上分别安装还有摄像机101，摄像机101上均安装有调焦镜头102，且 调焦镜头102的光轴相互平行，底座中设置有分别与调焦镜头102之间的基线平行的导轨 204，有两个滑块201分别滑动安装在导轨204上，导轨204之间设置有与导轨204平行的螺 杆202，螺杆202两端分别成型有旋向相反的螺纹段，滑块201中间分别安装有与螺杆202 螺纹段对应配合的螺母203，滑块201通过压板205固定住螺母203，且滑块201通过螺母 203分别各自螺合在螺杆202两端螺纹段外，滑块201上还分别转动安装有转盘301，基座 103分别一一对应安装在转盘301顶部，转盘301顶部还分别设置有短轴304且两个转盘 301的短轴304相互对称；两转盘301之间的导轨204上方还设置有分别与调焦镜头102光 轴平行的转向臂导轨305、与转向臂导轨305平行的转向臂螺杆302，有转向臂303滑动安 装在转向臂导轨305上，且转向臂303中有内螺孔，转向臂303通过内螺孔螺合在转向臂螺 杆302螺纹段，转向臂303两侧分别连接有长边与导轨204平行的长条形孔套306，长条形 孔套306各自套在转向臂303对应侧转盘301顶部的短轴304外。导轨204上的滑块201未安装螺母时，在滑块201中开有内螺纹孔与螺杆202的螺 纹段对应配合。螺杆202、转向臂螺杆302的端头分别穿过底座106侧壁，其穿过底座106 侧壁的端头分别安装有手轮104、105。摄像机101为CCD摄像机，或者是CMOS摄像机。调 焦镜头102通过其C/CS接口与摄像机101连接。如图4所示。首先由同步控制模块开启两摄像机的视频采集系统，摄像机的输出 信号通过复合视频接口传送给自由立体液晶显示器(IXD)显示出立体影像。两摄像机101 分别装在两个基座103上，基座103通过螺钉与转盘301相连接。拍摄远景时，调节镜头 焦距和光圈大小，使两摄像机101均能获得亮度和清晰度一致的影像，转动手轮104，由螺 杆202上的正、反螺纹传动来实现两摄像机101的相向运动，调节到合适的基线长度，由自 由立体IXD监测立体影像的效果。拍摄近景时，可先调节基线到合适长度，然后再转动手轮 105，转向臂螺杆302的旋转可带动转向臂303沿转向臂导轨305作轴向移动。转向臂303 两侧的长条形孔套306套在转盘301的短轴304上，长条形孔套306的方向与导轨204的 方向一致，这样，转向臂303的存在不会对前面的相向平移运动产生影响，而当转向臂303沿转向臂导轨305平移时，可带动转盘301转动，从而带动两个摄像机101相向转动，调节 它们之间的会聚角度，获得最佳的立体区域和立体效果。
权利要求1.一种双目立体摄像机，包括有底座，底座上设置有两个基座，基座上分别安装还有摄 像机，所述摄像机上均安装有调焦镜头，且调焦镜头的光轴相互平行，其特征在于所述底 座中设置有分别与调焦镜头之间的基线平行的导轨，有两个滑块分别滑动安装在导轨上， 所述导轨之间设置有与导轨平行的螺杆，所述螺杆两端分别成型有旋向相反的螺纹段，所 述滑块中间分别安装有与螺杆螺纹段对应配合的螺母，且滑块通过螺母分别各自螺合在螺 杆两端螺纹段外，所述滑块上还分别转动安装有转盘，所述基座分别一一对应安装在转盘 顶部，所述转盘顶部还分别设置有短轴且两个转盘的短轴相互对称；两转盘之间的导轨上 方还设置有分别与调焦镜头光轴平行的转向臂导轨、与转向臂导轨平行的转向臂螺杆，有 转向臂滑动安装在转向臂导轨上，且转向臂中有内螺孔，所述转向臂通过内螺孔螺合在转 向臂螺杆螺纹段，所述转向臂两侧分别连接有长边与所述导轨平行的长条形孔套，所述长 条形孔套各自套在转向臂对应侧转盘顶部的短轴外。
2.根据权利要求1所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述螺杆、转向臂螺杆的 端头分别穿过底座侧壁，其穿过底座侧壁的端头分别安装有手轮。
3.根据权利要求1所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述摄像机为CCD摄像 机，或者是CMOS摄像机。
4.根据权利要求1所述的一种双目立体摄像机，其特征在于所述调焦镜头通过其C/ CS接口与摄像机连接。
专利摘要本实用新型公开了一种双目立体摄像机。包括两台摄像机，两个调焦镜头，和机械部分。其中机械部分由基座，带有左、右旋螺纹的螺杆及相应的螺母，导轨，滑块，转盘，转向臂、转向臂导轨和转向臂螺杆等组成。两摄像机分别固定在两个基座上，通过螺钉与安装在导轨上的转盘相连接。转动螺杆，通过螺母的移动，带动滑块的相向运动，从而改变两摄像机的光轴间距。转动转向臂螺杆，由转向臂带动转盘转动，使得连接在转盘上的摄像机转动来改变它们之间的会聚角度。
文档编号G03B35/08GK201876664SQ20102028937
公开日2011年6月22日 申请日期2010年8月5日 优先权日2010年8月5日
发明者张涛, 张静, 肖利峰, 郑荣升 申请人:中航华东光电有限公司