[發(fā)明專利]三維視頻攝像鏡頭、三維攝像機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010231031.X
• 申請(qǐng)日: 2010-07-14
• 公開（公告）號(hào): CN101915977A
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 高文;黃倩
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): G02B13/00
• 分類號(hào): G02B13/00;G03B35/10
• 代理公司: 北京市商泰律師事務(wù)所 11255
• 代理人: 毛燕生

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維視頻成像技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維視頻攝像鏡頭及三維攝像機(jī)。

背景技術(shù)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)的飛速發(fā)展和日益成熟，視覺信息在國(guó)防軍事、國(guó)家安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、交通管理、反恐抗災(zāi)、家庭娛樂(lè)等領(lǐng)域得到了前所未有的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)視頻的清晰度雖然有了大幅度的提高，但其提供的平面視覺信息已越來(lái)越難以滿足眾多應(yīng)用領(lǐng)域?qū)Α吧疃葘哟巍钡囊?。三維視頻(又稱立體視頻)具有更清晰的邊界輪廓和更細(xì)膩的紋理圖案，能夠使前景、背景圖像的區(qū)分更明顯，從而能夠呈現(xiàn)出更好的視頻質(zhì)量和更生動(dòng)自然的立體感知效果，使人們感受到完全不同于一般二維畫面的視覺體驗(yàn)。

在三維視頻的成像方面，最早的研究可以追溯到19世紀(jì)30年代英國(guó)發(fā)明家Charles?Wheatstone的工作。1884年David?Brewster進(jìn)一步改良了Charles的成像設(shè)備，使得19世紀(jì)末很多歐美家庭都能看到靜態(tài)的三維圖。在1903年的巴黎萬(wàn)博會(huì)上，Lumiere兄弟展出了第一部三維短片，不過(guò)一次只能有一位觀眾來(lái)欣賞。1928年，英國(guó)電視先驅(qū)John?Logie?Baird首次把三維視頻原理應(yīng)用到了實(shí)驗(yàn)電視平臺(tái)上。自20世紀(jì)50年代以來(lái)，世界各國(guó)紛紛加大了對(duì)三維視頻的研究投入。現(xiàn)有的三維視頻生成與顯示技術(shù)主要有色分法、光分法、時(shí)分法、全息法、自動(dòng)三維顯示等。但現(xiàn)有的系統(tǒng)往往需要兩臺(tái)甚至更多臺(tái)攝像機(jī)來(lái)采集數(shù)據(jù)，真正意義上的三維視頻攝像機(jī)還比較缺乏。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種三維視頻攝像鏡頭及三維攝像機(jī)，基于本發(fā)明，可以根據(jù)人類視覺系統(tǒng)的成像原理，通過(guò)透鏡、平面鏡和柱面鏡的選擇使用或組合使用，用一臺(tái)攝像機(jī)完成三維視頻的采集。

一方面，本發(fā)明公開了一種三維視頻攝像鏡頭，包括第一光學(xué)模塊和第二光學(xué)模塊，所述第一光學(xué)模塊與所述第二光學(xué)模塊通過(guò)光柵隔開以防止光路的干涉；其中，所述第一光學(xué)模塊包括第一透鏡組合、反射面相對(duì)設(shè)置且相互平行的第一平面鏡和第二平面鏡，以及第一CCD圖像傳感器，所述第一平面鏡的法線與反射至第二平面鏡光線的夾角為0°＜θ₁＜90°；所述第一透鏡組合包括一個(gè)或多個(gè)透鏡；所述第二光學(xué)模塊包括第二透鏡組合、反射面相對(duì)設(shè)置且相互平行的第三平面鏡和第四平面鏡，以及第二CCD圖像傳感器，所述第三平面鏡的法線與豎直方向的夾角為0°＜θ₂＜90°；所述第二透鏡組合包括一個(gè)或多個(gè)透鏡；所述第一透鏡組合與所述第二透鏡組合的軸線相平行，且所述第一透鏡光心與所述第二透鏡光心之間的連線與透鏡軸線相垂直；所述第二平面鏡與所述第三平面鏡相連接形成連接部，所述光柵設(shè)置于所述連接部與所述第一CCD圖像傳感器和所述第二CCD圖像傳感器相連接處。

上述三維視頻攝像鏡頭，優(yōu)選所述第一光學(xué)模塊中，所述第一透鏡的一側(cè)設(shè)置有柱面鏡組合；以及，所述第二光學(xué)模塊中，所述第二透鏡的一側(cè)設(shè)置有柱面鏡組合；所述柱面鏡組合包括一個(gè)或多個(gè)柱面鏡。

上述三維視頻攝像鏡頭，優(yōu)選所述第一CCD圖像傳感器和所述第二CCD圖像傳感器為一體成型的圖像傳感器或兩個(gè)獨(dú)立的圖像傳感器。

上述三維視頻攝像鏡頭，優(yōu)選所述第二平面鏡與所述第三平面鏡直接相連或在垂直方向通過(guò)外殼相連。

另一方面，本發(fā)明還公開了一種三維視頻攝像機(jī)，其特征在于，所述攝像機(jī)包含所述的三維視頻攝像鏡頭，所述三維攝像鏡頭通過(guò)鏡頭接口與所述三維攝像機(jī)相連接。

另一方面，本發(fā)明還公開了一種三維視頻攝像鏡頭，所述第一平面鏡、第二平面鏡、第三平面鏡和第四平面鏡替換為柱面鏡，且所述柱面鏡的反射面相對(duì)。

另一方面，本發(fā)明還公開了一種三維視頻攝像機(jī)，所述攝像機(jī)包含如上述三維視頻攝像鏡頭，所述三維攝像鏡頭通過(guò)鏡頭接口與所述三維攝像機(jī)相連接。