CN102692807B - 立体取像装置 - Google Patents

Abstract

一种立体取像装置，其包括一镜头模组、一分光棱镜、两个影像传感器及一影像处理器。该镜头模组用于接收外界光线。该分光棱镜包括相互交叉的第一反射透射面和第二反射透射面，所述第一反射透射面和第二反射透射面分别用于反射来自该镜头模组的两个不同视角的光线。该两个影像传感器分别设置于该第一反射透射面和第二反射透射面的用于反射光线的一侧，用于接收经该分光棱镜反射的来自两个不同视角的光线，以产生不同视角的图像。该影像处理器用于接收并处理来自两个影像传感器的图像信息以产生立体图像信息。

Description

立体取像装置

技术领域

本发明涉及摄影技术，尤其涉及立体摄像技术所使用的立体取像装置。

背景技术

现有的一种立体取像装置包括有两个成像模组及一个图像处理器。两个成像模组模仿人的双眼，拍摄图像。图像处理器处理两个成像模组拍摄的图像将其合成，可通过显示技术显示于一显示器上，观看者通过裸眼或配戴偏光眼镜可观察到立体图像。每个成像模组均包括一个镜头部及一个影像传感器，导致此种立体取像装置成本高，体积大。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种成本低、体积小的立体取像装置。

一种立体取像装置，其包括一镜头、一分光棱镜、两个影像传感器及一影像处理器。该镜头用于接收外界光线。该分光棱镜包括相互交叉的第一反射透射面和第二反射透射面，所述第一反射透射面和第二反射透射面分别用于反射来自该镜头模组的两个不同视角的光线。该两个影像传感器分别设置于该第一反射透射面和第二反射透射面的用于反射光线的一侧，用于接收经该分光棱镜反射的来自两个不同视角的光线，以产生不同视角的图像。该影像处理器用于接收并处理来自两个影像传感器的图像信息以产生立体图像信息。

相对于现有技术，本发明提供的立体取像装置仅具有一个镜头，减小了立体取像装置的体积，同时节约了成本。

附图说明

图1是本发明第一实施例提供的立体取像装置的立体结构示意图。

图2是图1中的立体取像装置的立体剖面示意图。

图3是本发明第二实施例提供的立体取像装置的截面结构示意图。

图4是本发明第三实施例提供的立体取像装置的截面结构示意图。

主要元件符号说明

立体取像装置	100，200，300
		导光系统	10
镜头模组	12
		分光棱镜	14
影像传感器	16
		影像处理器	18
第一导光管	102
		第二导光管	104
第三导光管	106
		第四导光管	108
第一反射镜	110
		第二反射镜	112
反射透射面	142
		感光面	162

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

请参阅图1和图2，本发明第一实施例提供的立体取像装置100包括一导光系统10、一镜头模组12、一分光棱镜14、两个影像传感器16以及一影像处理器18。

该导光系统10包括一第一导光管102、一第二导光管104、两个第三导光管106、两个第四导光管108、一第一反射镜110及两个第二反射镜112。该第一导光管102与该第二导光管104相连接且延伸方向相互垂直，第一导光管102的一端开口，另一端与第二导光管104的一端连接且相连通。该第二导光管104的另一端与两个第三导光管106的一端分别连接并相连通，且第二导光管104的延伸方向与两个第三导光管106的延伸方向分别垂直。该两个第三导光管106自第二导光管104的端部分别向相背离的方向延伸，两个第三导光管106远离第二导光管104的端部分别与该两个第四导光管108的一端连接且连通，该两个第四导光管108的延伸方向相互平行且位于两个第三导光管106的同一侧，两个第四导光管108的另一端开口。

该第一反射镜110位于该第一导光管102与该第二导光管104的交界处，用于将第一导光管102内的光线导入至第二导光管104，本实施例中，该第一反射镜110与第一导光管102和第二导光管104所成的角度均为45度；该两个第二反射镜112分别位于两个第三导光管106与对应的第四导光管108的交界处，用于将第三导光管106的光线导入至对应的第四导光管108内，本实施例中，该第二反射镜112与第三导光管106及第四导光管108所成的角度均为45度。

该镜头模组12设置于该第一导光管102内，第一导光管102的开口端为镜头模组12的进光端，光线自第一导光管102的开口端进入镜头模组12，镜头模组12的光轴与第一导光管102的延伸方向平行。本实施例中，该第一反射镜110与该镜头模组12的光轴及第二导光管104所成的角度均为45度，如此则外界光线以与镜头模组12的光轴平行的方向进入镜头模组12并通过第一反射镜110反射后，可沿平行于第二导光管104的延伸方向的方向传播。

该分光棱镜14的结构与十字分光棱镜相类似，其为长方体状，内部具有两个相交叉的反射透射面142，且相交线与第二导光管104的延伸方向垂直。两个反射透射面142相互倾斜，即两个反射透射面142所成的角度不等于90度，两个反射透射面142与第二导光管104的延伸方向夹角相等，本实施例中，两个反射透射面142与第二导光管104的延伸方向的夹角之和大于90度。可以理解，两个反射透射面142与第二导光管104的延伸方向的夹角之和还可小于90度，并不以本实施例为限。该分光棱镜14可由四个三棱镜相互粘接而成，相邻三棱镜的交界面形成分光棱镜14的反射透射面142，即反射透射面142既可以作为反射面，也可以透过光线。

该两个影像传感器16分别位于两个第四导光管108的开口端，该两个影像传感器16分别具有一面向该第二反射镜112的感光面162，用于感测由第二反射镜112反射的光线，形成图像。本实施例中，该感光面162与第四导光管108的延伸方向垂直。

该影像处理器18与两个影像传感器16分别电连接，用于接收影像传感器16的影像信息并处理，最终形成待显示的立体影像信息。

如图2所示，光线在立体取像装置100内部的传播路线如下所述：光线经过镜头模组12后进入第一导光管102内，然后经第一反射镜110反射后进入第二导光管104，之后进入位于第二导光管104端部的分光棱镜14内，并经分光棱镜14内部的两个反射透射面142分别反射后进入两个第三导光管106，再经位于第三导光管106端部的第二反射镜112反射后进入第四导光管108，最终分别照射至位于第四导光管108端部的影像传感器16，影像传感器16感测光线并将形成影像信息，由于分光棱镜14的两个反射透射面142与第二导光管104的夹角大于90度，由光学原理可知，两个反射透射面142反射第二导光管104内不同入射方向的光线到达第二反射镜112，即进入第四导光管108并照射至影像处理器18的光线为来自镜头模组12的两个不同视角的光线（相当于双眼视差光线）。该影像处理器18处理来自两个影像传感器16的不同视角的光线，最终得到待显示的立体影像信息。

需要说明的是，光线经过镜头模组12后，又分别经过第一反射镜110、分光棱镜14及第二反射镜112三次反射，根据光学知识可知，该影像传感器16感测后形成的图像为实际被拍物体的镜像，因此该影像处理器18在进行图像合成前，还需将每个图像进行镜像处理。

本实施例的立体取像装置100利用了分光棱镜14将不同视角的光线进行分离，仅采用一个镜头模组12即可实现立体影像的摄取，因此减小了立体取像装置100的体积，降低了成本。

可以理解，该分光棱镜14的两个反射透射面142的夹角也可以为90度，此时只需将两个第三导光管106的延伸方向与所述第二导光管104的延伸方向倾斜（即非平行和非垂直）一预定角度，由反射原理，即可使两个影像传感器16感测到来自镜头模组12的不同视角的光线。

如图3所示，本发明第二实施例提供一种立体取像装置200，其与第一实施例的立体取像装置100相近似，不同之处在于，立体取像装置200省略了第一导光管102及第一反射镜110，而将镜头模组12设置于第二导光管104内，且镜头模组12的光轴与该第二导光管104的延伸方向平行。本实施例中，由于光线在进入影像传感器16之前经过两次反射，因此该影像处理器18无需在进行图像合成前对每个图像进行镜像处理。

如图4所示，本发明第三实施例提供一种立体取像装置300，其与第一实施例的立体取像装置100相近似，不同之处在于，立体取像装置300省略了第四导光管108及第二反射镜112，而将影像传感器16设置于第三导光管106的端部，并使影像传感器16的感光面162垂直于第三导光管106的延伸方向。本实施例中，由于光线在进入影像传感器16之前经过两次反射，因此该影像处理器18无需在进行图像合成前对每个图像进行镜像处理。

可以理解，立体取像装置100还可以根据需要同时省略第一导光管102、第四导光管108、第一反射镜110及第二反射镜112，并不限于本发明的实施例。

另外，本领域技术人员还可以在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (6)

1.一种立体取像装置，其包括：

一镜头模组，用于接收外界光线；

一分光棱镜，该分光棱镜包括一相互交叉的第一反射透射面和第二反射透射面，所述第一反射透射面和第二反射透射面分别用于反射来自该镜头模组的两个不同视角的光线；

两个影像传感器，分别设置于该第一反射透射面和第二反射透射面的用于反射光线的一侧，用于接收经该分光棱镜反射的来自两个不同视角的光线，以产生不同视角的图像；一个影像处理器，该影像处理器用于接收并处理来自两个影像传感器的图像信息以产生立体图像信息；

一个第一导光管，该镜头模组设置于该第一导光管的一端，该第一导光管的延伸方向与该镜头模组的光轴平行；及

一个第二导光管，该第二导光管的一端与该第一导光管的与该镜头模组相对的另一端连接并导通，该第二导光管的延伸方向与该第一导光管的延伸方向垂直，该第一导光管与该第二导光管的交界处设置一第一反射镜，该第一反射镜的反射面与该第一导光管和第二导光管的延伸方向所成的角度均为45度，用于将进入该第一导光管的光线反射至该第二导光管，所述镜头模组的光轴垂直于所述第二导光管、所述分光棱镜、所述两个影像传感器及所述影像处理器所在的共同平面。

2.如权利要求1所述的立体取像装置，其特征在于，该第二导光管的与该第一反射镜的另一端与该分光棱镜相对，且该第二导光管的延伸方向与该两个反射透射面所成的角度相同。

3.如权利要求2所述的立体取像装置，其特征在于，该立体取像装置进一步包括两个第三导光管，该两个第三导光管的一端分别与该分光棱镜的相对两侧相对，该两个第三导光管用于将该两个反射透射面反射的光线分别导入该两个影像传感器。

4.如权利要求3所述的立体取像装置，其特征在于，该两个第三导光管的延伸方向相互平行且与该第二导光管的延伸方向垂直，该第一反射透射面与该第二反射透射面相互倾斜。

5.如权利要求4所述的立体取像装置，其特征在于，该立体取像装置进一步包括两个第四导光管，该两个第四导光管的一端分别与该两个第三导光管的相对的另一端连接并连通，该第四导光管的延伸方向垂直于该第三导光管，每个该第三导光管与对应的该第四导光管的交界处具有一第二反射镜，该第二反射镜的反射面与该第三导光管和第四导光管所在的角度均为45度，以反射该第三导光管内的光线进入该第四导光管，该两个影像传感器分别设置于该两个第四导光管的另一端，以接收自该第三导光管传送至该第四导光管的光线。

6.如权利要求3所述的立体取像装置，其特征在于，该两个影像传感器分别设置于该两个第三导光管的另一端，用于接收自该两个反射透射面反射进入该第三导光管的光线。