CN109143767B - 一种基于棱镜折射分光的单镜头3d拍摄结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了3D拍摄领域内的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，包括装载箱和拍摄机构，所述拍摄机构为单镜头结构，所述拍摄机构内设有折射分光机构，所述折射分光机构包括一个四棱镜，所述四棱镜为透镜，所述四棱镜的一条棱边朝向所述拍摄机构的单镜头，所述四棱镜远离所述单镜头的一侧设有两个相互平行的物镜，每个所述物镜远离所述反射镜的一侧均设有CMOS图像传感器；所述拍摄机构安装在所述装载箱内。本发明可解决现有技术采用双镜头进行裸眼3D拍摄需要对两个镜头均进行调焦导致操作麻烦拍摄效率低的问题。

Description

一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构

技术领域

本发明涉及3D拍摄领域，具体涉及一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构。

背景技术

裸眼3D显示是无需佩戴任何辅助设备(如3D眼镜、头盔等)的情况下，通过光柱透镜等先进光学技术与特殊算法定制的视频片源即可让观众获得前所未有的“高真实度”视觉体验，是一种新型的图像显示技术。基于多目视觉原理的裸眼3D显示技术在教育、展示、科学、影音及移动终端等领域具有重要的应用。

目前，裸眼3D显示技术为了获得更好的立体效果，往往采用多幅视差图像进行合成，观看者在不同观看位置只要看到其中的两幅图像就可以在大脑皮层中产生立体视觉，且随着观看者的水平移动，可以看到物体的不同角度侧面，进而产生运动视差。在立体摄影中拍摄方式有很多种，常见方式包括平行式和汇聚式，在不同的拍摄场景下采用最合适的拍摄方式，可以最大限度的发挥出其各自独有的优势。目前的立体摄影技术主要采用双镜头或多镜头拍摄，然而双镜头在拍摄时，需要对两个镜头的焦距均进行调节，保证两个镜头的焦距一致才能保证拍摄效果，无法保证镜头对焦品质且效率很低，操作麻烦。

且现有的3D拍摄中经常会架设滑轨对摄像设备进行稳定导向以获得不同角度的稳定图像，但是现有的滑轨、支架与摄像设备是分离的，每次使用均需要重新组装安装调试，每到一个地方均需要单独对摄像设备和支架等单独搬运，非常麻烦，影响拍摄效率。

发明内容

本发明意在提供一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，以解决现有技术采用双镜头进行裸眼3D拍摄需要对两个镜头均进行调焦导致操作麻烦拍摄效率低的问题。

为达到上述目的，本发明的基础技术方案如下：一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，包括装载箱和拍摄机构，所述拍摄机构为单镜头结构，所述拍摄机构内设有折射分光机构，所述折射分光机构包括一个四棱镜，所述四棱镜为透镜，所述四棱镜的一条棱边朝向所述拍摄机构的单镜头，所述四棱镜远离所述单镜头的一侧设有两个相互平行的物镜，每个所述物镜的远离所述四棱镜的一侧均设有CMOS图像传感器；所述拍摄机构安装在所述装载箱内。

所述装载箱包括底板、四个侧板和顶板，其中底板与四个侧板均可拆卸连接，所述装载箱的底板包括连接在一起的支撑板和延展部，所述延展部包括多个依次铰接的、条形的第一拼接板，当多个所述第一拼接板呈Z型折叠时，即形成与支撑板对接的延展部；在所述支撑板和第一拼接板上均设有滑轨，当多个所述第一拼接板呈直线展开时，所述支撑板上的滑轨与第一拼接板上的滑轨平滑对接，在所述滑轨上滑动连接有滑块，所述拍摄机构安装在滑块上。这样可以利用装载箱底板的支撑板和展开的延展部形成拍摄用的滑轨，用于对拍摄机构进行支撑和导向，使装载箱的功能更加齐备，不用另外设置占用较大空间的拍摄机构滑轨，使拍摄设备更加精简、使用更加方便。

作为优选，所述支撑板呈长条形板状，在支撑板宽度方向的两边均连接有延展部。

所述拍摄机构通过旋转云台安装在滑块上，所述旋转云台固定在滑块顶面，所述拍摄机构与旋转云台固定，旋转云台可做水平地360°旋转。拍摄机构的拍摄角度更广，使用更加方便。

所述装载箱其中两个相对的侧板与顶板一体成型为门型的罩体，在所述罩体每个侧板的两竖向端面上均开设有多个安装孔，在所述装载箱另外两个侧板上均设有可插入所述安装孔的安装柱，当安装柱插入罩体上对应的安装孔内时，装载箱的四个侧壁围合呈矩形框状。装载箱的侧板与顶板结构简单，组装和拆卸方便，拆卸下来的门型罩体可作为桌体用于放置物品或者支撑滑轨。

在所述罩体每一侧板内壁的下端均横向排列有多个连接孔，所述支撑板的两端均设有可插入所述连接孔的连接柱，每一所述第一拼接板的两端均设有插柱和插槽，当多个第一拼接板折叠形成延展部时，所述插柱可插入罩体的对应连接孔内；当多个第一拼接板展开呈直线时，所述插柱可插入对应第一拼接板的插槽内。当拼装装载箱时，利用连接孔与连接柱和插柱的配合，使罩体下端与装载箱底板之间的连接结构简单、可靠；当拼装滑轨时，利用插柱与对应第一拼接板插槽之间的配合，使滑轨整体更加稳定可靠。

在所述支撑板上设有与插柱相配合的定位孔，当第一拼接板展开呈直线时，靠近支撑板的第一拼接板端头的插柱插入相应的定位孔内。当拼装滑轨时，利用支撑板上定位孔与对应第一拼接板端头插柱的配合，使第一拼接板与支撑板之间对接稳定可靠，确保拍摄机构的滑动平稳、确保拍摄效果。

所述装载箱设有安装柱的侧板由多个条形的第二拼接板拼接而成，并且装载箱同一侧板上的多个所述第二拼接板依次可拆卸地铰接，所述安装柱一体形成在每一第二拼接板对应侧壁的两端，在所述第一拼接板的底部设有与第二拼接板端部相连的连接结构；当所述第二拼接板与罩体连接时，即形成装载箱的对应侧板；当所述第二拼接板与第一拼接板连接时，即形成滑轨的支脚。这样多个第二拼接板可折叠为板状也可展开为条状，板状作为装载箱的侧壁，条状作为第一拼接板展开后的支撑脚架，采用这样的铰接形式使得折叠成板状时表面无明显缝隙，具有较好的封闭保护作用，展开时相邻两个第二拼接板的端部之间完全相抵，作为支撑脚架不易弯曲倒塌，具有更稳定的支撑效果。

所述第一拼接板底部与第二拼接板端部相连的连接结构包括沿第一拼接板长度方向开设的T型通槽，在所述T型通槽内滑动卡接有T型螺栓，所述T型螺栓的下端螺纹连接有支撑块，在所述支撑块上设有多个供所述安装柱插入的支撑孔。当第二拼接板用作滑轨的支脚时，第一拼接板底部与第二拼接板端部之间的连接结构简单、组装和拆卸方便；并且第二拼接板沿滑轨长度方向的位置可以随着T型螺栓沿T型通槽的滑动而调节。

在所述支撑板与延展部对接的侧壁上设有卡槽，所述第二拼接板和第一拼接板均为一个长条侧壁设有卡槽另一个长条侧壁一体成型有卡条的结构。这样设置通过卡槽与卡条的卡合使得折叠后的装载箱侧板及底板均具有更好的密封性能，具有更好的防风、防水、防虫作用。

本方案的工作原理在于，拍摄机构采用单镜头反射分光方式进行拍摄，装载箱采用拼装集成方式。装载箱呈箱体状时，第一拼接板通过铰接点折叠、通过卡条与卡槽的卡合与支撑板共同形成装载箱的底板，拍摄机构通过旋转云台连接在导轨上并位于底板的中部。底板通过插柱、连接柱与连接孔的插接连接在罩体的底部，第二拼接板通过铰接点折叠形成板状、通过安装柱与安装孔的插接连接在罩体的侧端开口形成装载箱的侧板，这样通过底板、侧板及罩体形成封闭的装载箱对拍摄机构及T型螺栓、支撑块进行装载保护。装载箱展开时，第一拼接板展开，在第一拼接板的端部设置与插柱对应的插槽，通过插柱与插槽的连接实现多个第一拼接板连接、使得滑轨连接成直线，通过插柱与定位孔的连接实现支撑板上滑轨与第一拼接板上滑轨的对接，这样形成稳定的直线型导向轨道。T型螺栓连接在支撑块上，T型螺栓的头部滑入T型通槽内，将呈板状拼接在一起的第二拼接板整体从罩体上拆下，通过安装柱与支撑块安装孔的插接实现支撑块上第二拼接板的连接，多个第二拼接板的宽度及厚度使之可稳定支撑导向轨道；也可以将铰接在一起的多个第二拼接板拆开，在同一个支撑块上连接多个第二拼接板提供更加稳定的支撑；还可以将多个第二拼接板展开呈长条形再连接到支撑块上，以实现滑轨高度的调节。

并且，本方案采用棱镜分光技术配合单镜头拍摄，通过单镜头将所拍摄的景物成像为三维光学模型，将单镜头成像的光束通过四棱镜统一棱边两侧的两个镜面入射，经过四棱镜内部的折射实现光束的分光为两束平行的光束，两束平行光束分别经过相应的辅助物镜，最终将单镜头摄入的三维景物光学模型成像于两个CMOS图像传感器上，拍摄景物空间的一定纵深范围经两次成像才被记录，经过反射分出的两束平行光束与单镜头的光轴保持平行但又不重合，进而产生视差，通过同一光路同时生成左右两个立体画幅，使所得两个画幅的质量一致性明显提高，摄影师无需单独调焦就能始终保持调焦面与汇聚面的重合，无疑对于提高拍摄成功率大有好处。采用本申请方案所拍摄影像，由于左右立体画幅上同距离同名物点的视差值均小于用双镜头直接拍摄时的数值，左右影像视差带来的模糊还小于人眼可察觉的临界值。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本发明实施例中折射分光机构的结构简图。

图2为本发明实施例中罩体的主视图。

图3为本发明实施例中多个第二拼接板折叠呈板状的结构示意图。

图4为本发明实施例中装载箱底板的俯视图。

图5为本发明实施例中第二拼接板和第一拼接板的使用状态示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

说明书附图中的附图标记包括：单镜头1、四棱镜2、物镜3、CMOS图像传感器4、罩体5、安装孔6、第二拼接板7、安装柱8、支撑板9、第一拼接板10、滑轨11、插柱12、连接柱13、旋转云台14、滑块15、T型螺栓16、支撑块17。

实施例基本如附图1～图5所示：本实施例包括装载箱和拍摄机构，所述拍摄机构为单镜头1结构，所述拍摄机构内设有折射分光机构，所述折射分光机构包括一个四棱镜2，所述四棱镜2为透镜，所述四棱镜2的一条棱边朝向所述拍摄机构的单镜头1，所述四棱镜2远离所述单镜头1的一侧设有两个相互平行的物镜3，每个所述物镜3的远离所述四棱镜的一侧均设有CMOS图像传感器4；所述拍摄机构安装在所述装载箱内。

所述装载箱包括底板、四个侧板和顶板，其中底板与四个侧板均可拆卸连接。所述装载箱的底板包括连接在一起的支撑板9和延展部，本实施例优选所述支撑板9呈长条形板状，在支撑板9宽度方向的两边均连接有延展部。每一所述延展部均包括多个依次铰接的、条形的第一拼接板10。当多个所述第一拼接板10呈Z型折叠时，即形成与支撑板9对接的延展部。在所述支撑板9和第一拼接板10上均设有滑轨11，当多个所述第一拼接板10呈直线展开时，所述支撑板9上的滑轨11与第一拼接板10上的滑轨11平滑对接。在所述滑轨11上滑动连接有滑块15，所述拍摄机构安装在滑块15上。所述拍摄机构通过旋转云台14安装在滑块15上，所述旋转云台14固定在滑块15顶面，所述拍摄机构与旋转云台14固定，所述旋转云台14可做水平地360°旋转。

所述装载箱其中两个相对的侧板与顶板一体成型为门型的罩体5，在所述罩体5每个侧板的两竖向端面上均开设有多个安装孔6，在所述装载箱另外两个侧板上均设有可插入所述安装孔6的安装柱8，当安装柱8插入罩体5上对应的安装孔6内时，装载箱的四个侧壁围合呈矩形框状。

在所述罩体5每一侧板内壁的下端均横向排列有多个连接孔(附图未示出)，所述支撑板9的两端均设有可插入所述连接孔的连接柱13，每一所述第一拼接板10的两端均设有插柱12和插槽(附图未示出)。当多个第一拼接板10折叠形成延展部时，所述插柱12可插入罩体5的对应连接孔内；当多个第一拼接板10展开呈直线时，所述插柱12可插入对应第一拼接板10的插槽内。

在所述支撑板9上设有与插柱12相配合的定位孔，当第一拼接板10展开呈直线时，靠近支撑板9的第一拼接板10端头的插柱12插入相应的定位孔内。

所述装载箱设有安装柱8的侧板由多个条形的第二拼接板7拼接而成，并且装载箱同一侧板上的多个所述第二拼接板7依次可拆卸地铰接，所述安装柱8一体形成在每一第二拼接板7对应侧壁的两端，在所述第一拼接板10的底部设有与第二拼接板7端部相连的连接结构；当所述第二拼接板7与罩体5连接时，即形成装载箱的对应侧板；当所述第二拼接板7与第一拼接板10连接时，即形成滑轨11的支脚。

所述第一拼接板10底部与第二拼接板7端部相连的连接结构包括沿第一拼接板10长度方向开设的T型通槽，在所述T型通槽内滑动卡接有T型螺栓16，所述T型螺栓16的下端螺纹连接有支撑块17，在所述支撑块17上设有多个供所述安装柱8插入的支撑孔。

在所述支撑板9与延展部对接的侧壁上设有卡槽，所述第二拼接板7和第一拼接板10均为一个长条侧壁设有卡槽另一个长条侧壁一体成型有卡条的结构。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (9)

1.一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：包括装载箱和拍摄机构，所述拍摄机构为单镜头结构，所述拍摄机构内设有折射分光机构，所述折射分光机构包括一个四棱镜，所述四棱镜为透镜，所述四棱镜的一条棱边朝向所述拍摄机构的单镜头，所述四棱镜远离所述单镜头的一侧设有两个相互平行的物镜，每个所述物镜的远离所述四棱镜的一侧均设有CMOS图像传感器；所述拍摄机构安装在所述装载箱内；

所述装载箱包括底板、四个侧板和顶板，其中底板与四个侧板均可拆卸连接，所述装载箱的底板包括连接在一起的支撑板和延展部，所述延展部包括多个依次铰接的、条形的第一拼接板，当多个所述第一拼接板呈Z型折叠时，即形成与支撑板对接的延展部；在所述支撑板和第一拼接板上均设有滑轨，当多个所述第一拼接板呈直线展开时，所述支撑板上的滑轨与第一拼接板上的滑轨平滑对接，在所述滑轨上滑动连接有滑块，所述拍摄机构安装在滑块上。

2.根据权利要求1所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：所述支撑板呈长条形板状，在支撑板宽度方向的两边均连接有延展部。

3.根据权利要求1所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：所述拍摄机构通过旋转云台安装在滑块上，所述旋转云台固定在滑块顶面，所述拍摄机构与旋转云台固定，旋转云台可做水平地360°旋转。

4.根据权利要求1所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：所述装载箱其中两个相对的侧板与顶板一体成型为门型的罩体，在所述罩体每个侧板的两竖向端面上均开设有多个安装孔，在所述装载箱另外两个侧板上均设有可插入所述安装孔的安装柱，当安装柱插入罩体上对应的安装孔内时，装载箱的四个侧壁围合呈矩形框状。

5.根据权利要求4所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：在所述罩体每一侧板内壁的下端均横向排列有多个连接孔，所述支撑板的两端均设有可插入所述连接孔的连接柱，每一所述第一拼接板的两端均设有插柱和插槽，当多个第一拼接板折叠形成延展部时，所述插柱可插入罩体的对应连接孔内；当多个第一拼接板展开呈直线时，所述插柱可插入对应第一拼接板的插槽内。

6.根据权利要求5所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：在所述支撑板上设有与插柱相配合的定位孔，当第一拼接板展开呈直线时，靠近支撑板的第一拼接板端头的插柱插入相应的定位孔内。

7.根据权利要求6所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：所述装载箱设有安装柱的侧板由多个条形的第二拼接板拼接而成，并且装载箱同一侧板上的多个所述第二拼接板依次可拆卸地铰接，所述安装柱一体形成在每一第二拼接板对应侧壁的两端，在所述第一拼接板的底部设有与第二拼接板端部相连的连接结构；当所述第二拼接板与罩体连接时，即形成装载箱的对应侧板；当所述第二拼接板与第一拼接板连接时，即形成滑轨的支脚。

8.根据权利要求7所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：所述第一拼接板底部与第二拼接板端部相连的连接结构包括沿第一拼接板长度方向开设的T型通槽，在所述T型通槽内滑动卡接有T型螺栓，所述T型螺栓的下端螺纹连接有支撑块，在所述支撑块上设有多个供所述安装柱插入的支撑孔。

9.根据权利要求7所述的一种基于棱镜折射分光的单镜头3D拍摄结构，其特征在于：在所述支撑板与延展部对接的侧壁上设有卡槽，所述第二拼接板和第一拼接板均为一个长条侧壁设有卡槽另一个长条侧壁一体成型有卡条的结构。

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