一种摄像机系统的制作方法

本实用新型涉及光学技术领域，尤其涉及一种摄像机系统。

背景技术：

现有技术中包括多个摄像机的摄像机系统，主要用于将多个摄相机拍摄的图像通过算法无缝拼接成一整幅图像。在具体实施时，一般通过调整多个摄像机的摆放位置，让摄像机的光心尽量靠近，以使同一点在不同摄像机中的投影距离一致，进而满足图像拼接算法的要求，消除图像视差。然而，由于光心位于摄像机内部，采用调整摄像机位置的方案，无法实现不同摄像机光心的重合，导致不同摄像机拍摄的图像之间存在视差。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种摄像机系统，用以解决现有技术中多个摄像机的图像具有视差的技术问题。

因此，本实用新型实施例提供的一种摄像机系统，包括多个摄像机，以及与各所述摄像机一一对应的直角棱镜；其中，

相邻两个所述直角棱镜之间的相对摆放角度固定；

各所述直角棱镜的斜面均为反射面；

各所述直角棱镜用于使光线依次经所述直角棱镜的第一直角面折射、所述斜面反射、所述直角棱镜的第二直角面折射后出射至对应的所述摄像机；并使所述斜面的入射光线的延长线汇聚形成的对应所述摄像机的虚拟光心重合。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，相邻两个所述摄像机的拍摄视角部分重合。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，所述直角棱镜为等腰直角棱镜。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，所述直角棱镜的折射率大于或等于1.8，且各所述摄像机的水平视场角小于或等于40°。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，所述斜面具有反射膜。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，各所述直角棱镜之间相互拼接，且相邻两个所述直角棱镜之间的拼接面为所述第一直角面、所述第二直角面和所述斜面之外的表面。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，所述拼接面为消光面；

所述消光面用于消除相邻两个所述直角棱镜之间的杂光。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，还包括：设置于相邻两个所述摄像机之间且与所述拼接面共面的挡光板；

所述挡光板用于保证相邻两个所述摄像机分别仅接收对应的所述直角棱镜的出射光线。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，还包括：设置于所述摄像机与对应的所述直角棱镜之间的偏振镜；

所述偏振镜用于消除非金属表面的反射偏振光。

在一种可能的实现方式中，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，所述偏振镜为圆偏振镜。

本实用新型有益效果如下：

本实用新型实施例提供的摄像机系统，包括多个摄像机，以及与各摄像机一一对应的直角棱镜；其中，相邻两个直角棱镜之间的相对摆放角度固定；各直角棱镜的斜面均为反射面；各直角棱镜用于使光线依次经直角棱镜的第一直角面折射、斜面反射、直角棱镜的第二直角面折射后出射至对应的摄像机；并使斜面的入射光线的延长线汇聚形成的对应摄像机的虚拟光心重合。由于通过设置与多个摄像机一一对应的直角棱镜，并设置相邻两个直角棱镜之间的相对摆放角度，即可采用对应的直角棱镜将各摄像机内部的光心转化为位于各摄像机外部且相互重合的虚拟光心，因此，有效解决了图像视差问题。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的摄像机系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的摄像机虚拟光心的原理示意图；

图3为本实用新型实施例提供的各摄像机的虚拟光心重合的示意图；

图4a为各直角棱镜拼接前的示意图；

图4b为各直角棱镜拼接后的示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型实施例提供的摄像机系统的具体实施方式进行详细的说明。需要说明的是本说明书所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例；并且在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合；此外，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

具体地，本实用新型实施例提供的一种摄像机系统，如图1所示，包括多个摄像机101，以及与各摄像机101一一对应的直角棱镜102；其中，

如图2和图3所示，相邻两个直角棱镜102之间的相对摆放角度固定；

各直角棱镜102的斜面S1均为反射面；

各直角棱镜102用于使光线依次经直角棱镜102的第一直角面S2折射、斜面S1反射、直角棱镜102的第二直角面S3折射后出射至对应的摄像机101；并使斜面S1的入射光线的延长线汇聚形成的对应摄像机101的虚拟光心O’重合。

在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，由于通过设置与多个摄像机101一一对应的直角棱镜102，并设置相邻两个直角棱镜102之间的相对摆放角度，即可采用对应的直角棱镜102将各摄像机101内部的光心O转化为位于各摄像机101外部且相互重合的虚拟光心O’，因此，有效解决了图像视差问题。并且，相较于平面棱镜，采用直角棱镜102使光线先经第一直角面S2折射，再经斜面S1反射后形成的重合的虚拟光心O’的位置更远，调整角度更小、更灵活。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，如图2所示，当光线以视角V1从直角棱镜102的第一直角面S2折射进入直角棱镜102后，视角变为V2，并在直角棱镜102的斜面S1上发生反射产生镜像，斜面S1的入射光线(即第一直角面S2的折射光线)在斜面S1后直角棱镜102的光轴延长线上形成一与摄像机101内部的光心O等效的虚拟光心O’，其对光线的视角V2等于斜面S1的反射光线产生的视角V3；之后斜面S1的反射光线通过直角棱镜102的第二直角面S3折射出直角棱镜102，以视角V4进入摄像机101，视角V4为摄像机101内部的光心O形成的视场角，与第一直角面S2的光线视角V1相等。

由上述描述可以看出，利用直角棱镜102可将摄像机101内部的光心O转化直角棱镜102的光轴延长线上与光心O等效的虚拟光心O’，从而在摄像机系统包含多个摄像机101时，通过设置与各摄像机101一一对应的直角棱镜102，可使各摄像机101内部的光心O均外化为对应直角棱镜102的光轴延长线上的虚拟光心O’，进而通过设置多个直角棱镜102的相对摆放角度，即可使各摄像机101的虚拟光心O’重合，以消除同一点在不同摄像机101拍摄图像中的视差。

进一步地，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，不仅各摄像机101的虚拟光心O’可以重合，而且，如图3所示，任意相邻两个摄像机101的拍摄视角还可以部分重合(图3中阴影部分)，这样可以避免摄像机101的角度差异导致整个拍摄画面出现盲区。且在具体实施时，重合的摄像机图像可通过图像处理解决。此外，相邻两个摄像机101的拍摄视角重合部分的大小可通过直角棱镜102的折射率大小来调整。

较佳地，为便于调整各摄像机101的虚拟光心O’重合于一点，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，直角棱镜102为等腰直角棱镜。

在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，各直角棱镜102为反射面的斜面S1可以通过以下但不限于以下两种可能的方式进行实现。

具体地，第一种可能的实现方式为：直角棱镜102的折射率大于或等于1.8，且各摄像机101的水平视场角小于或等于40°。即选用高折射率材质的直角棱镜102，并保证摄像机101的水平视场角不超过40°的条件下，可以使得视角V2的边缘光线在斜面S1上的反射角大于全发射临界角，从而在斜面S1上发生全反射。当然，直角棱镜102的折射率，以及摄像机101的水平视场角还可以为其他数值，只要可以使视角V2的边缘光线在斜面S1上发生全反射即可，在此不做具体限定。

第二种可能的实现方式为：斜面S1具有反射膜，即通过在斜面S1上镀反射膜来实现光线的镜面反射。

并且，在具体实施时，由于上述第一种可能的实现方式中不需要在直角棱镜102的斜面S1上镀反射膜，从而可以保证系统寿命，因此，在实际应用时，较佳地，宜选用第一种可能的实现方式来实现直角棱镜102的斜面S1的反射功能。

在具体实施时，因各直角棱镜102之间的相对摆放角度固定，为灵活调整全部直角棱镜102的摆放角度，较佳地，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，如图4a和图4b所示，各直角棱镜102之间可以相互拼接成一整体，且相邻两个直角棱镜102之间的拼接面为第一直角面S2、第二直角面S3和斜面S1之外的表面S4。

具体地，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，可以采用胶合的方式使各直角棱镜102形成一整块棱镜，当然，也可以使用本领域技术人员公知的其他拼接方式，在此不做具体限定。

进一步地，由于拼接后相邻两个直角棱镜102内的光线可能会通过拼接面S4相互入射至彼此内部成为无用且会影响成像效果的杂光，于是，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，可以设置拼接面S4为消光面，以消除相邻两个直角棱镜102之间的杂光。

在具体实施时，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，可在拼接前对即将进行拼接的拼接面S4进行磨砂处理后涂抹黑漆，以采用黑漆消除相邻直角棱镜102之间的杂光，防止相邻直角棱镜102的光线彼此进入。当然，也可以采用本领域技术人员公知的其他消光方式，在此不做具体限定。

在具体实施时，一直角棱镜102的出射光线，可能会有大部分进入对应的摄像机101，其余一小部分进入与其对应摄像机101相邻的摄像机101内，有鉴于此，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，如图1所示，还可以包括：设置于相邻两个摄像机102之间且与拼接面共面的挡光板103，以保证相邻两个摄像机101分别仅接收对应的直角棱镜102的出射光线。进一步地，挡光板103可以固定在摄像机101的外壳上。

在具体实施时，周围环境中的光，一般为非金属表面的反射偏振光，也有可能会进入摄像机101，进而影响拍摄图像效果，于是，较佳地，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，如图1所示，还可以包括：设置于摄像机101与对应的直角棱镜102之间的偏振镜104，以采用偏振镜104消除非金属表面的反射偏振光，使得仅对应的直角棱镜102的出射光线进入摄像机101，进而保证了拍摄图像效果。

较佳地，为保证进入摄像机101的光线仍接近自然光，在本实用新型实施例提供的上述摄像机系统中，偏振镜104为圆偏振镜。当然，在具体实施时，偏振镜104也可以为线偏振镜，但相较于圆偏振镜，使用线偏振镜会导致入射至摄像机101的光线能量降低50％，影响拍摄效果。

本实用新型实施例提供的上述摄像机系统，包括多个摄像机，以及与各摄像机一一对应的直角棱镜；其中，相邻两个直角棱镜之间的相对摆放角度固定；各直角棱镜的斜面均为反射面；各直角棱镜用于使光线依次经直角棱镜的第一直角面折射、斜面反射、直角棱镜的第二直角面折射后出射至对应的摄像机；并使斜面的入射光线的延长线汇聚形成的对应摄像机的虚拟光心重合。由于通过设置与多个摄像机一一对应的直角棱镜，并设置相邻两个直角棱镜之间的相对摆放角度，即可采用对应的直角棱镜将各摄像机内部的光心转化为位于各摄像机外部且相互重合的虚拟光心，因此，有效解决了图像视差问题。并且，相较于平面棱镜，采用直角棱镜使入射光线先经第一直角面折射，再经斜面反射后形成的重合的虚拟光心的位置更远，调整角度更小、更灵活。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二之类的关系术语仅仅用来将一个实体或操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。