CN106603891A - 成像装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种成像装置，包括：用于获取场景的深度信息的深度摄像头、用于获取场景的颜色信息的普通摄像头以及一个反射式滤波片。所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片同光轴设置，且所述反射式滤波片用于将所述场景的部分光线传送至所述深度摄像头，并将所述场景的另一部分光线传送至所述普通摄像头。所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片同光轴设置，因此对于同一场景来说，所述两个摄像头的视野不存在遮挡问题，从而使得所述深度摄像头与所述普通摄像头获取的场景图像不存在视差。
Description
技术领域
本发明涉及成像技术领域，具体而言，涉及一种成像装置。
背景技术
现有的成像装置，一般通过将深度摄像头与普通彩色摄像头搭配，以拍摄场景的彩色和深度信息，即RGB-D信息(颜色深度信息)，这样的深度摄像头搭配彩色摄像头的组合装置也被成为RGB-D摄像头。
相比起普通彩色摄像头所提供的场景二维信息，RGB-D摄像头除了二维彩色信息外，增加了深度这个维度的信息，也就是说我们除了可以获取场景中每一点颜色，二维坐标之外，还可以获取该点距离摄像头的深度，这就使得其在机器人自主运动技术，体感技术，现实增强技术等领域具有明显技术优势。随着微软Kinect的问世，深度摄像头技术在众多科研机构，科技公司的努力下逐渐降低了成本，得到了更加广泛的应用。
然而，在实际使用中，目前几乎全部的深度摄像头和彩色摄像头均被水平放置，二者之间拥有一个固定距离。由于这个距离的存在，所获取的深度图和彩色图在水平方向上存在视差，因此我们需要将所获取的深度图与彩色图做点对点的一一对应，这个寻找对应关系。此外，由于深度摄像头和彩色摄像头之间视差的存在，在一些距离较近，场景相邻区域深度变化较大的情况下，部分彩色图和深度图不具有对应关系，换句话说，在上述情况下，彩色摄像头或深度摄像头能捕捉到的某些场景，由于场景之间的互相遮挡，深度摄像头或彩色摄像头无法捕捉到，因此也就不存在对应关系。这样就造成了RGB-D信息的缺失，视差越大，场景相邻区域深度变化越大，则对应关系的缺失也就越大，在这种情况下会严重影响RGB-D信息的后续使用。
因此，如何使彩色摄像头与深度摄像头能捕捉到的场景不互相遮挡，成为当前亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明正是基于上述技术问题，提出了一种新的成像装置。
有鉴于此，本发明提出了一种成像装置，包括：用于获取场景的深度信息的深度摄像头、用于获取场景的颜色信息的普通摄像头以及一个反射式滤波片，所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片同光轴设置，且所述反射式滤波片用于将所述场景的部分光线传送至所述深度摄像头，并将所述场景的另一部分光线传送至所述普通摄像头。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头与所述普通摄像头设置在所述反射式滤波片的两侧，且所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片所成的角度等于所述普通摄像头的光轴与所述反射式滤波片所成的角度。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片轴对称设置。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射式滤波片为可见光截止红外光透反射式滤波片，所述场景位于所述深度摄像头的光轴上。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射式滤波片为红外光截止可见光透反射式滤波片，所述场景位于所述普通摄像头的光轴上。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第一交点，所述普通摄像头光轴与所述反射式滤波片具有第二交点，所述第一交点与所述深度摄像头的光心之间的距离等于所述第一交点与所述普通摄像头的光心之间的距离。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头与所述普通摄像头的视野角相同。
在上述任一技术方案中，优选的，所述普通摄像头为彩色摄像头。
在上述任一技术方案中，优选的，所述成像装置进一步包括一个反射镜，所述深度摄像头与所述普通摄像头并排设置，场景的一部分光线直接透过所述反射式滤波片进入所述深度摄像头，另一部分光线经过所述反射式滤波片反射至所述反射镜，再经所述反射镜反射至所述普通摄像头。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射式滤波片为可见光截止红外光透反射式滤波片。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射镜与所述反射式滤波片平行设置，所述深度摄像头的光轴平行于所述普通摄像头的光轴。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第一交点，所述普通摄像头光轴与所述反射式滤波片具有第二交点，所述第一交点与所述深度摄像头的光心之间的距离等于所述第一交点与所述普通摄像头的光心之间的距离。
在上述任一技术方案中，优选的，所述成像装置进一步包括一个反射镜，所述深度摄像头与所述普通摄像头并排设置，场景的一部分光线直接透过所述反射式滤波片进入所述普通摄像头，另一部分光线经过所述反射式滤波片反射至所述反射镜，再经所述反射镜反射至所述深度摄像头。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射式滤波片为红外光截止可见光透反射式滤波片。
在上述任一技术方案中，优选的，所述深度摄像头的等效光轴为所述深度摄像头的光轴经过所述反射镜反射后，再经反射式滤波片反射后的光轴，所述深度摄像头的等效光轴与所述反射式滤波片具有第五交点，所述普通摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第六交点，所述第五交点与所述深度摄像头的光心之间的距离等于所述第六交点与所述普通摄像头的光心之间的距离。
在上述任一技术方案中，优选的，所述反射镜与所述反射式滤波片平行设置，所述深度摄像头的光轴平行于所述普通摄像头的光轴。
在上述实施方式中，所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片同光轴设置，因此对于同一场景来说，所述两个摄像头的视野不存在遮挡问题，从而使得所述深度摄像头与所述普通摄像头获取的场景图像不存在视差。
附图说明
图1为本发明第一实施例提供的成像装置的示意图；
图2为本发明第二实施例提供的成像装置的示意图；
图3为图2中的成像装置的另一状态示意图；
图4为图2中的成像装置的又一状态示意图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
请参见图1，本发明第一实施例提供的成像装置100示意图。所述成像装置100用于对场景14成像，其包括深度摄像头11、普通摄像头12以及一个反射式滤波片13。
所述深度摄像头11用于获取场景14的深度信息，所述普通摄像头12用于获取场景的颜色信息。在本实施例中，所述普通摄像头12为彩色摄像头。所述深度摄像头11与所述普通摄像头12分别位于所述反射式滤波片13的两侧，且所述深度摄像头11的光轴L1与所述反射式滤波片12所成的角度a等于所述普通摄像头12的光轴L2与所述反射式滤波片12所成的角度。即所述深度摄像头11与所述普通摄像头12相对于所述反射式滤波片13同光轴设置。换而言之，所述普通摄像头12的等效光轴与所述深度摄像头11的光轴L1在同一条直线上。
在本实施例中，所述反射式滤波片13为可见光截止红外光透反射式滤波片，所述场景14位于所述深度摄像头11的光轴L1上。所述场景14的一部分光线直接穿透所述反射式滤波片13入射至所述深度摄像头11，另一部分光线经过所述反射式滤波片13反射后并入射至所述普通摄像头12。由于所述深度摄像头11与所述普通摄像头12相对于所述反射式滤波片13同光轴设置，因此所述深度摄像头11与所述普通摄像头12获取的场景14图像不存在遮挡问题，即无视差。
优选地，在本实施例中，所述深度摄像头11的光心p与所述反射式滤波片13的交点o之间的距离po等于所述普通摄像头12的光心q与所述反射式滤波片13的交点o之间的距离qo。即所述深度摄像头11与所述普通摄像头12相对于所述反射式滤波片13轴对称设置。此时，相对于场景14，所述深度摄像头11与所述普通摄像头12处于同一视点。而当所述深度摄像头11与所述普通摄像头12的视野角相同时，所述深度摄像头11获取的深度图与所述普通摄像头12获取的彩色图无需经过计算即可一一对应，即可直接进行深度分析、三维重建等。
可以理解的是，在本实施例中，所述深度摄像头11与所述普通摄像头12的位置可以相互调换，即将所述场景14设置在所述彩色摄像头12的光轴L2上，则此时，所述反射式滤波片13为红外光截止可见光透反射式滤波片。
请参见图2，本发明第二实施例提供的成像装置200示意图。所述成像装置200用于对场景14成像，其包括深度摄像头21、普通摄像头22、一个反射式滤波片23以及一个反射镜25。
所述深度摄像头21与所述普通摄像头22并排设置，即所述深度摄像头21的光轴L1平行于所述普通摄像头22的光轴L2。所述反射式滤波片23正对所述深度摄像头21且位于所述深度摄像头21的光轴L1上，且位于靠近所述场景24的一侧。所述反射镜25正对所述普通摄像头22且位于所述普通摄像头22的光轴L2上，且位于靠近所述场景24的一侧。在本实施例中，所述反射镜25与所述反射式滤波片24平行设置。
在本实施例中，所述反射式滤波片23为可见光截止红外光透反射式滤波片。所述普通摄像头22为彩色摄像头。所述场景24的一部分光线直接透过所述反射式滤波片23进入所述深度摄像头21，另一部分光线经过所述反射式滤波片23反射至所述反射镜25，再经所述反射镜25反射至所述普通摄像头22。由此可知，所述深度摄像头21与所述普通摄像头22相对于所述反射式滤波片23同光轴设置。换而言之，所述普通摄像头22的等效光轴与所述深度摄像头21的光轴L1在同一条直线上。由于所述深度摄像头21与所述普通摄像头22相对于所述反射式滤波片23同光轴设置，因此所述深度摄像头21与所述普通摄像头22获取的场景24图像不存在遮挡问题，即无视差。
优选地，在本实施例中，所述普通摄像头22的等效光轴为所述普通摄像头22的光轴临经过所述反射镜25反射后，再经反射式滤波片23反射后的光轴，所述普通摄像头22的等效光轴与所述反射式滤波片23具有第三交点o，所述深度摄像头21的光轴拉与所述反射式滤波片23具有第四交点o，所述第三交点o与所述普通摄像头22的光心q之间的距离等于所述第四交点o与所述深度摄像头21的光心p之间的距离。即，所述场景24的同一光线经过所述反射式滤波片23到达所述普通摄像头22与所述深度摄像头21的距离相等。换而言之，所述普通摄像头22可以等效地认为其位于所述深度摄像头21的光轴L1的A处。请一并参见图3，当将所述深度摄像头21放置于所述A点时，即可实现所述普通摄像头22与所述深度摄像头21同视点。而当所述深度摄像头21与所述普通摄像头22的视野角相同时，所述深度摄像头21获取的深度图与所述普通摄像头22获取的彩色图无需经过计算即可一一对应，即可直接进行深度分析、三维重建等。
请一并参见图4，可以理解的是，在本实施例中，所述深度摄像头21与所述普通摄像头22的位置可以相互调换，即将所述场景24设置在所述彩色摄像头22的光轴L2上，则此时，所述反射式滤波片23为红外光截止可见光透反射式滤波片。所述反射镜25与所述反射式滤波片23平行设置。所述深度摄像头21的等效光轴为所述深度摄像头21的光轴L2经过所述反射镜25反射后，再经反射式滤波片23反射后的光轴，所述深度摄像头21的等效光轴与所述反射式滤波片24具有第五交点o，所述普通摄像头22的光轴拉与所述反射式滤波片23具有第六交点o，所述第五交点o与所述深度摄像头22的光心q去之间的距离等于所述第六交点o与所述普通摄像头21的光心p之间的距离。即可实现所述普通摄像头22与所述深度摄像头21同视点。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种成像装置，包括：用于获取场景的深度信息的深度摄像头以及用于获取场景的颜色信息的普通摄像头；其特征在于，所述成像装置进一步包括一个反射式滤波片，所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片同光轴设置，且所述反射式滤波片用于将所述场景的部分光线传送至所述深度摄像头，并将所述场景的另一部分光线传送至所述普通摄像头。
2.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述深度摄像头与所述普通摄像头设置在所述反射式滤波片的两侧，且所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片所成的角度等于所述普通摄像头的光轴与所述反射式滤波片所成的角度。
3.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，所述深度摄像头与所述普通摄像头相对于所述反射式滤波片轴对称设置。
4.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，所述反射式滤波片为可见光截止红外光透反射式滤波片，所述场景位于所述深度摄像头的光轴上。
5.根据权利要求2所述的成像装置，其特征在于，所述反射式滤波片为红外光截止可见光透反射式滤波片，所述场景位于所述普通摄像头的光轴上。
6.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第一交点，所述普通摄像头光轴与所述反射式滤波片具有第二交点，所述第一交点与所述深度摄像头的光心之间的距离等于所述第一交点与所述普通摄像头的光心之间的距离。
7.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述深度摄像头与所述普通摄像头的视野角相同。
8.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述普通摄像头为彩色摄像头。
9.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置进一步包括一个反射镜，所述深度摄像头与所述普通摄像头并排设置，场景的一部分光线直接透过所述反射式滤波片进入所述深度摄像头，另一部分光线经过所述反射式滤波片反射至所述反射镜，再经所述反射镜反射至所述普通摄像头。
10.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述反射式滤波片为可见光截止红外光透反射式滤波片。
11.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述反射镜与所述反射式滤波片平行设置，所述深度摄像头的光轴平行于所述普通摄像头的光轴。
12.根据权利要求9所述的成像装置，其特征在于，所述普通摄像头的等效光轴为所述普通摄像头的光轴经过所述反射镜反射后，再经反射式滤波片反射后的光轴，所述普通摄像头的等效光轴与所述反射式滤波片具有第三交点，所述深度摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第四交点，所述第三交点与所述普通摄像头的光心之间的距离等于所述第四交点与所述深度摄像头的光心之间的距离。
13.根据权利要求1所述的成像装置，其特征在于，所述成像装置进一步包括一个反射镜，所述深度摄像头与所述普通摄像头并排设置，场景的一部分光线直接透过所述反射式滤波片进入所述普通摄像头，另一部分光线经过所述反射式滤波片反射至所述反射镜，再经所述反射镜反射至所述深度摄像头。
14.根据权利要求13所述的成像装置，其特征在于，所述反射式滤波片为红外光截止可见光透反射式滤波片。
15.根据权利要求13所述的成像装置，其特征在于，所述深度摄像头的等效光轴为所述深度摄像头的光轴经过所述反射镜反射后，再经反射式滤波片反射后的光轴，所述深度摄像头的等效光轴与所述反射式滤波片具有第五交点，所述普通摄像头的光轴与所述反射式滤波片具有第六交点，所述第五交点与所述深度摄像头的光心之间的距离等于所述第六交点与所述普通摄像头的光心之间的距离。
16.根据权利要求13所述的成像装置，其特征在于，所述反射镜与所述反射式滤波片平行设置，所述深度摄像头的光轴平行于于所述普通摄像头的光轴。
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN112019682A (zh) * | 2019-05-30 | 2020-12-01 | 精工爱普生株式会社 | 显示方法、显示装置以及信息系统 |
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2015
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