CN110312118B

CN110312118B - 3d摄像系统

Info

Publication number: CN110312118B
Application number: CN201910527834.0A
Authority: CN
Inventors: 陈达容
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-06-18
Filing date: 2019-06-18
Publication date: 2021-07-13
Anticipated expiration: 2039-06-18
Also published as: CN110312118A

Abstract

本发明公开了一种3D摄像系统，其包括光学调节平台和两个可变焦摄像机，光学调节平台包括支撑云台、旋转组件、直线导向组件和滑动件，支撑云台的数目为两个，两个可变焦摄像机分别设置于两个支撑云台上；旋转组件的数目为两个，两个旋转组件分别连接于两个支撑云台，且分别用于驱动两个支撑云台在各自所在的平面内进行旋转；滑动件的数目为两个，两个滑动件均滑动设置于直线导向组件上，且两个滑动件间隔设置，两个旋转组件分别连接于两个滑动件。本发明的3D摄像系统，能够改变两个可变焦摄像机的会聚角，以使得两个可变焦摄像机在拍摄时能更好的模拟人眼，且可实现远距离物体的拉进，观看者在观看该3D摄像系统所拍摄的画面时不会产生眩晕。

Description

3D摄像系统

技术领域

本发明涉及立体摄像技术领域，尤其涉及一种3D摄像系统。

背景技术

数码技术在近年来已取得惊人的发展，无论是在硬件制造还是在软件编程方面的成就都是令人瞩目的。当前的即传统的3D摄像方法是：两摄像机之间是固定的机距，其光轴是平行的，或成一小角度2°-5°进行拍摄，其计算公式是经验公式：P＝bF/L，ΔP＝P_max-P_min＝bF·(1/L_min-1/L_max)。其中：P—某物视差，b—机距，L—物距，F—焦距。这样的3D摄像方法虽然能够得到产生立体效果的像，但是，对于用这种摄像方法得到的电视影片，长时间观看时会产生晕眩。因此，需要有一种新的摄像系统以及摄像方法，能够解决目前长时间观看3D影片而产生的眩晕问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种3D摄像系统，能够对现有技术中的摄像方式进行改进，使拍摄得到的影片不会引起观看者眩晕。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种3D摄像系统，包括光学调节平台和两个可变焦摄像机，所述光学调节平台包括：

支撑云台，所述支撑云台的数目为两个，两个所述可变焦摄像机分别设置于两个所述支撑云台上；

旋转组件，所述旋转组件的数目为两个，两个所述旋转组件分别连接于两个所述支撑云台，且分别用于驱动两个所述支撑云台在各自所在的平面内进行旋转；

直线导向组件；以及

滑动件，所述滑动件的数目为两个，两个所述滑动件均滑动设置于所述直线导向组件上，且两个滑动件间隔设置，两个所述旋转组件分别连接于两个所述滑动件。

进一步的，所述光学调节平台还包括直线驱动组件，所述直线驱动组件包括第一驱动件、丝杆和两个螺母，所述第一驱动件连接于所述丝杆，且用于驱动所述丝杆转动；所述丝杆包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段的螺旋方向相反，两个所述螺母分别与所述第一段和所述第二段螺纹配合，两个所述滑动件分别连接于两个所述螺母。

进一步的，所述旋转组件包括第二驱动件、第一转动件和第二转动件，所述第二驱动件连接于所述直线导向组件，所述第二驱动件的动力输出端连接于所述第一转动件，以驱动所述第一转动件转动；所述第一转动件与所述第二转动件传动连接，以带动所述第二转动件转动；所述支撑云台连接于所述第二转动件。

进一步的，所述第一转动件和所述第二转动件均为齿轮，所述第一转动件和所述第二转动件相啮合，且所述第一转动件的半径小于所述第二转动件的半径。

进一步的，所述第一转动件和所述第二转动件均为同步轮，所述第一转动件和所述第二转动件之间通过同步带连接，且所述第一转动件的半径小于所述第二转动件的半径。

进一步的，所述光学调节平台还包括俯仰驱动组件，所述俯仰驱动组件连接于所述直线导向组件，用于驱动所述直线导向组件绕其中心轴进行旋转。

进一步的，所述光学调节平台还包括升降组件，所述升降组件包括相套设的内管和外管，所述内管能够相对于所述外管进行轴向移动，所述俯仰驱动组件连接于所述内管。

进一步的，所述俯仰驱动组件包括固定件、转动件和第一调节件，所述固定件连接于所述内管，所述固定件的内部设有圆形通孔，所述转动件转动设置于所述圆形通孔内，所述第一调节件和所述直线导向组件均连接于所述转动件。

进一步的，所述光学调节平台还包括升降调节组件，所述升降调节组件包括壳体、转轴、调节齿轮和第二调节件，所述壳体固定于所述外管上，所述转轴的两端转动连接于所述壳体，所述调节齿轮与所述转轴固定连接，所述第二调节件连接于所述转轴；

所述内管上设置有多个孔位，且多个所述孔位沿所述内管的轴向均匀排列；所述外管与所述壳体相对应的位置设置有避让孔，所述调节齿轮的齿穿过所述避让孔并插接于所述孔位内。

进一步的，所述直线导向组件的两端分别设置有限位板，所述限位板用于限制所述滑动件的极限位置。

实施本发明实施例，将具有如下有益效果：

本发明的3D摄像系统，两个可变焦摄像机在拍摄时能够模拟人的左眼和右眼，能够根据所要拍摄的物体调整焦距，同时还能够通过旋转组件和滑动件调整两个可变焦摄像机的光轴之间的角度以及两个可变焦摄像机之间的距离，从而改变两个可变焦摄像机的会聚角，以使得两个可变焦摄像机在拍摄时能够更好的模拟人眼，并且可实现远距离物体的拉进，观看者在观看该3D摄像系统所拍摄的画面时不会产生眩晕。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本发明实施例的光学调节平台的正视图；

图2为本发明实施例的光学调节平台的轴测图；

图3为本发明实施例的旋转组件的结构示意图；

图4为本发明实施例的升降组件的结构示意图；

图5为本发明实施例的升降组件的剖视图；

标号说明：

1、直线导向组件；

2、滑动件；

3、旋转组件；31、第二驱动件；32、第一转动件；33、第二转动件；34、滚珠垫片；35、转动轴；

4、支撑云台；

5、直线驱动组件；51、第一驱动件；52、丝杆；53、螺母；54、限位板；

6、俯仰驱动组件；61、固定件；611、延伸部；62、转动件；621、环形部；622、连接部；63、第一调节件；64、定位件；

7、固定板；

8、升降组件；81、内管；811、孔位；82、外管；83、底座；

9、升降调节组件；91、壳体；92、转轴；93、调节齿轮；94、第二调节件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果所述特定姿态发生改变时，则所述方向性指示也相应地随之改变。

另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参照图1和图2，本发明的实施例一为：一种3D摄像系统，能够用于拍摄立体影视素材。该3D摄像系统包括两个可变焦摄像机(图中未示)和光学调节平台，可变焦摄像机能够实现自动变焦或者手动变焦。

光学调节平台包括直线导向组件1、滑动件2、旋转组件3以及支撑云台4。直线导向件水平设置，滑动件2、旋转组件3和支撑云台4的数目均为两个，两个滑动件2分别设置于直线导向组件1的相对两端，且能够在直线导向组件1上进行滑动。两个旋转组件3分别连接于两个滑动件2，可跟随滑动件2在直线导向组件1上进行滑动。两个支撑云台4分别连接于两个旋转组件3，两个旋转组件3可分别驱动两个支撑云台4在各自所在的平面内进行旋转。两个可变焦摄像机分别设置于两个支撑云台4上。

两个可变焦摄像机在拍摄时能够模拟人的左眼和右眼，能够根据所要拍摄的物体调整焦距，同时还能够通过旋转组件3和滑动件2调整两个可变焦摄像机的光轴之间的角度以及两个可变焦摄像机之间的距离，从而改变两个可变焦摄像机的会聚角，以使得两个可变焦摄像机在拍摄时能够更好的模拟人眼，观看者在观看该3D摄像系统所拍摄的画面时不会产生眩晕。

具体的，直线导向组件1包括横梁和滑轨，滑轨固定于横梁上。滑动件2为滑块，滑块与滑轨相配合，通过移动滑块在滑轨上的位置，可调整两个可变焦摄像机之间的距离。

该光学调节平台还包括直线驱动组件5，直线驱动组件5包括第一驱动件51、丝杆52和两个螺母53，第一驱动件51通过连接板连接于横梁，第一驱动件51的动力输出端连接于丝杆52，且用于驱动丝杆52转动；丝杆52包括第一段和第二段，第一段和第二段相连接，且第一段和第二段的螺旋方向相反，两个螺母53分别与第一段和第二段螺纹配合，两个滑动件2分别连接于两个螺母53。第一驱动件51驱动丝杆52转动时，两个螺母53可在丝杆52上沿相反的方向移动，例如第一驱动件51驱动丝杆52正向转动时，两个螺母53可沿相互靠近的方向移动，从而带动两个可变焦摄像机相互靠近；第一驱动件51驱动丝杆52反向转动时，两个螺母53可沿互相远离的方向移动，从而带动两个可变焦摄像机相互远离。第一驱动件51具体可为步进电机。

在一实施例中，横梁或者导轨上设置有刻度，拍摄者可根据需要将滑块调节至对应的刻度处，以使调节更加精确。

在一实施例中，直线导向组件1的两端分别设置有限位板54，限位板54用于限制滑动件2的极限位置，以防止滑动件2从直线导向组件1上滑出去。

如图3所示，旋转组件3包括第二驱动件31、第一转动件32和第二转动件33，第二驱动件31连接于直线导向组件1，第二驱动件31的动力输出端连接于第一转动件32，以驱动第一转动件32转动；第一转动件32与第二转动件33传动连接，以带动第二转动件33转动；支撑云台4连接于第二转动件33。第二驱动件31驱动第一转动件32转动时，支撑云台4以及位于支撑云台4上的可变焦摄像机能够随着第二转动件33同步进行转动，从而扭动可变焦摄像机，使其光轴发生偏转，从而两个可变焦摄像机之间的会聚角(两个光轴之间的夹角)发生改变。第二驱动件31具体可以为电机。

在一实施例中，第一转动件32和第二转动件33均为齿轮，第一转动件32和第二转动件33相啮合，且第一转动件32的半径远小于第二转动件33的半径。具体的，在本实施例中，第一转动件32与第二转动件33的传动比为7.2：1，能够保证第二转动件33较高的旋转精度。由于第二转动件33的尺寸较大，第二转动件33可为齿轮的一部分，以使第二转动件33能够节省空间。

在另一实施例中，第一转动件32和第二转动件33均为同步轮，第一转动件32和第二转动件33之间通过同步带连接，且第一转动件32的半径远小于第二转动件33的半径。

第二转动件33可转动地设置于滑动件2上，具体的，第二转动件33通过转动轴35转动连接于滑动件2，且第二转动件33和滑动件2之间设置有环形的滚珠垫片34，滚珠垫片34套接于转动轴35外。第二转动件33转动时，滚珠垫片34能够减少第二转动件33与滑动件2之间的摩擦力。

进一步的，光学调节平台还包括俯仰驱动组件6，俯仰驱动组件6连接于直线导向组件1，用于驱动直线导向组件1绕其中心轴进行旋转，从而带动两个支撑云台4以及支撑云台4上的两个可变焦摄像机在竖直平面内进行转动，以调节两个可变焦摄像机的俯仰角度。

光学调节平台还包括升降组件8，升降组件8包括相套设的内管81和外管82，内管81能够相对于外管82进行轴向移动，俯仰驱动组件6连接于内管81。通过升降组件8可调节两个可变焦摄像机的高度，以适应拍摄不同高度的目标物。

如图2所示，俯仰驱动组件6包括固定件61、转动件62和第一调节件63，固定件61连接于内管81，固定件61的内部设有圆形通孔，转动件62转动设置于圆形通孔内，第一调节件63和直线导向组件1均连接于转动件62。通过转动第一调节件63，可使转动件62带动直线导向组件1以及位于直线导向组件1上的所有零部件一起进行俯仰转动。具体的，在本实施例中，固定件61大致为环形结构，固定件61的外部连接于一固定板7，该固定板7与内管81固定连接。转动件62包括环形部621和连接部622，环形部621和固定件61之间通过轴承连接，以使转动件62整体能够相对于固定件61进行转动；连接部622设置于环形部621内，且连接部622与直线导向组件1的横梁固定连接；第一调节件63与连接部622连接。在本实施例中，第一调节件63为把手。

俯仰驱动组件6还包括定位件64，固定件61包括延伸部611，延伸部611由固定件61的外圈向其中心延伸，延伸部611上设置有第一定位孔，转动件62的连接部622上设置有第二定位孔，定位件64插设于第一定位孔和第二定位孔中，用于锁定固定件61和转动件62。具体的，第二定位孔为螺纹孔，第一定位孔可以为螺纹孔，也可以为光孔，定位件64通过第一定位孔转动连接于固定件61，定位件64的末端与第二定位孔螺纹连接。需要调节可变焦摄像机的俯仰角度前，先旋转定位件64，使其从第二定位孔中松开，然后通过第一调节件63转动转动件62，将可变焦摄像机调节至所需的俯仰角度时，再将定位件64的末端旋进第二定位孔中，以锁紧固定件61和转动件62，从而实现对转动件62的位置锁定。

如图4和图5所示，为了便于调节可变焦摄像机的高度，光学调节平台还包括升降调节组件9，升降调节组件9包括壳体91、转轴92、调节齿轮93和第二调节件94，壳体91固定于外管82上，转轴92的两端转动连接于壳体91，调节齿轮93与转轴92固定连接，第二调节件94连接于转轴92，通过第二调节件94转动转轴92时，调节齿轮93能够跟着转轴92一起转动。内管81上设置有多个孔位811，且多个孔位811沿内管81的轴向均匀排列；外管82与壳体91相对应的位置设置有避让孔，调节齿轮93的齿穿过避让孔并插接于孔位811内。调节齿轮93转动时，调节齿轮93上的齿能够与内管81上不同的孔位811相配合，从而带动内管81进行轴向移动，实现可变焦摄像机的升降。

升降组件8还包括底座83，底座83固定于外管82的底端，以为整个光学调节平台提供稳定的支撑。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims

1.一种3D摄像系统，包括光学调节平台和两个可变焦摄像机，其特征在于，所述光学调节平台包括：

直线导向组件；以及

滑动件，所述滑动件的数目为两个，两个所述滑动件均滑动设置于所述直线导向组件上，且两个滑动件间隔设置，两个所述旋转组件分别连接于两个所述滑动件；

俯仰驱动组件，所述俯仰驱动组件包括固定件、转动件和第一调节件，所述固定件的内部设有圆形通孔，所述转动件转动设置于所述圆形通孔内，所述转动件包括环形部和连接部，所述环形部和所述固定件之间通过轴承连接，所述连接部置于所述环形部内，所述第一调节件和所述直线导向组件均连接于所述连接部，所述第一调节件用于驱动所述转动件带动所述直线导向组件绕其中心轴进行旋转；

所述俯仰驱动组件还包括定位件，所述固定件包括延伸部，所述延伸部由所述固定件的外圈向其中心延伸，所述延伸部上设置有第一定位孔，所述连接部上设置有第二定位孔，所述定位件插设于所述第一定位孔和所述第二定位孔中，用于锁定所述固定件和所述转动件。

2.如权利要求1所述的3D摄像系统，其特征在于，所述光学调节平台还包括直线驱动组件，所述直线驱动组件包括第一驱动件、丝杆和两个螺母，所述第一驱动件连接于所述丝杆，且用于驱动所述丝杆转动；所述丝杆包括第一段和第二段，所述第一段和所述第二段的螺旋方向相反，两个所述螺母分别与所述第一段和所述第二段螺纹配合，两个所述滑动件分别连接于两个所述螺母。

3.如权利要求1所述的3D摄像系统，其特征在于，所述旋转组件包括第二驱动件、第一转动件和第二转动件，所述第二驱动件连接于所述直线导向组件，所述第二驱动件的动力输出端连接于所述第一转动件，以驱动所述第一转动件转动；所述第一转动件与所述第二转动件传动连接，以带动所述第二转动件转动；所述支撑云台连接于所述第二转动件。

4.如权利要求3所述的3D摄像系统，其特征在于，所述第一转动件和所述第二转动件均为齿轮，所述第一转动件和所述第二转动件相啮合，且所述第一转动件的半径小于所述第二转动件的半径。

5.如权利要求3所述的3D摄像系统，其特征在于，所述第一转动件和所述第二转动件均为同步轮，所述第一转动件和所述第二转动件之间通过同步带连接，且所述第一转动件的半径小于所述第二转动件的半径。

6.如权利要求1所述的3D摄像系统，其特征在于，所述光学调节平台还包括升降组件，所述升降组件包括相套设的内管和外管，所述内管能够相对于所述外管进行轴向移动，所述固定件连接于所述内管。

7.如权利要求6所述的3D摄像系统，其特征在于，所述光学调节平台还包括升降调节组件，所述升降调节组件包括壳体、转轴、调节齿轮和第二调节件，所述壳体固定于所述外管上，所述转轴的两端转动连接于所述壳体，所述调节齿轮与所述转轴固定连接，所述第二调节件连接于所述转轴；

8.如权利要求1所述的3D摄像系统，其特征在于，所述直线导向组件的两端分别设置有限位板，所述限位板用于限制所述滑动件的极限位置。