專利名稱：一種雙目立體攝像機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及攝像機領域，具體為一種基線長度和會聚角度可調的雙目立體攝 像機。
背景技術：
在我們的日常生活中，呈現在我們眼前的世界是有遠近、縱深感覺的立體世界。這 是因為在觀看空間某個對象時，人的雙眼是從左右兩邊不同的角度來進行觀察的，被觀察 的物體在人的左右眼視網膜上的成像存在略微的差異，這種差異就是兩眼的視差。視差的 產生是由于人的左右眼之間有一定的距離，大約為60 70mm。視差的產生對立體視覺的形 成有著非常重要的作用。隨著新一輪3D熱潮的到來，越來越多的人感受到3D影像正在慢慢滲入到我們的 日常生活之中。3D顯示將會是下一代顯示技術的主流方向之一，而目前我們能接觸到的僅 僅是幾部3D電影而已，3D片源的缺少是阻礙3D影像普及的重要因素之一。因此立體攝像 機的發展和技術的成熟化，將會極大地推動3D顯示技術在在廣告傳媒、建筑設計、娛樂游 戲、醫學成像、教育培訓、軍事仿真等領域的發展。立體攝像機是立體圖像獲取的重要工具，是立體顯示技術的基礎。雙攝像機系統 采用兩臺攝像機獲取立體圖像對。雙攝像機可以同時獲得兩個相對獨立的視頻圖像，體積 相對較小，結構簡單，而且可仿生于人眼睛觀察物體的方式。通過兩部相隔一定距離的攝像機來實現對3D場景取像，就是雙目成像。雙目成 像是最簡單的模擬人雙眼感知3D景物的成像方式。與人的雙眼觀看3D景物時相同，當用 雙目立體攝像機記錄3D景物時，先要把兩部攝像機的光軸匯聚于感興趣的物體上，這時稱 兩部攝像機光軸的交點為匯聚點，匯聚點到兩部攝像機透鏡中心連線中心的距離為匯聚距 離。當匯聚距離非常遠時，兩部攝像機的光軸近乎平行，可認為匯聚點在無窮遠處，匯聚距 離為無窮大。因此雙目攝像系統有平行攝像模式和匯聚攝像模式兩攝像機平行放置時，光軸間的距離稱為基線長度，匯聚方式放置時，光軸間的夾 角稱為會聚角度。基線長度及會聚角度決定了左右兩幅圖像的視差大小，進而影響到觀察 者的立體感覺。目前，雙目立體攝像機普遍存在著基線長度或者會聚角度不可調節的問題。拍攝 遠處立體影像時，通常兩攝像機采用平行放置的模式。而在卻換到近景時又要求兩攝像機 采用匯聚放置模式，以增大立體區域。因此，成熟的立體攝像機必須包含有基線長度和會聚 角度調節的功能，以獲取合適視差的立體影像，同時具備結構簡單，體積較小的特征。
實用新型內容本實用新型的目的是提供一種雙目立體攝像機，通過相互垂直的導軌和轉向臂導 軌，以解決傳統技術的雙目立體攝像機基線長度和會聚角度不可調的問題。為了達到上述目的，本實用新型所采用的技術方案為[0010]一種雙目立體攝像機，包括有底座，底座上設置有兩個基座，基座上分別安裝還有 攝像機，所述攝像機上均安裝有調焦鏡頭，且調焦鏡頭的光軸相互平行，其特征在于所述 底座中設置有分別與調焦鏡頭之間的基線平行的導軌，有兩個滑塊分別滑動安裝在導軌 上，所述導軌之間設置有與導軌平行的螺桿，所述螺桿兩端分別成型有旋向相反的螺紋段， 所述滑塊中間分別安裝有與螺桿螺紋段對應配合的螺母，且滑塊通過螺母分別各自螺合在 螺桿兩端螺紋段外，所述滑塊上還分別轉動安裝有轉盤，所述基座分別一一對應安裝在轉 盤頂部，所述轉盤頂部還分別設置有短軸且兩個轉盤的短軸相互對稱；兩轉盤之間的導軌 上方還設置有分別與調焦鏡頭光軸平行的轉向臂導軌、與轉向臂導軌平行的轉向臂螺桿， 有轉向臂滑動安裝在轉向臂導軌上，且轉向臂中有內螺孔，所述轉向臂通過內螺孔螺合在 轉向臂螺桿螺紋段，所述轉向臂兩側分別連接有長邊與所述導軌平行的長條形孔套，所述 長條形孔套各自套在轉向臂對應側轉盤頂部的短軸外。所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述導軌上的滑塊未安裝螺母時，在滑 塊中開有內螺紋孔與所述螺桿的螺紋段對應配合。所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述螺桿、轉向臂螺桿的端頭分別穿過 底座側壁，其穿過底座側壁的端頭分別安裝有手輪。所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述攝像機為CCD攝像機，或者是CMOS 攝像機。所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述調焦鏡頭通過其C/CS接口與攝像 機連接。本實用新型包括兩個圖像采集單元(CCD或CMOS)，基座，采用滑塊和導軌的基線 長度調節部分，采用轉向臂和轉向臂導軌的會聚角度調節部分。具有結構簡單、體積較小、 易于調節、無需使用電動裝置等優點。本實用新型中，將兩攝像機分別安裝于基座上，攝像機配有調焦鏡頭用以聚焦不 同距離的景物，基座通過螺釘與轉盤相連接。考慮到拍攝情況的不同，機械結構要能使兩攝 像機沿水平軸方向的導軌作相向平移，并可以繞各自光軸作相向轉動。導軌之間的螺桿端 頭安裝的手輪用以調節兩攝像機的基線長度，轉向臂螺桿端頭安裝的手輪用來調節兩攝像 機的會聚角度。首先是兩攝像機沿水平方向的導軌作相向運動。這種相向的平移可以通過螺桿上 的正、反螺紋傳動來實現。螺桿的兩端分別加工有左旋及右旋螺紋，對應的螺母分別為左旋 及右旋螺母，這樣，在螺母不轉的前提下，轉動螺桿，兩側的螺母即可沿螺桿作相向運動。為 保證運動的方向性及平穩性。設置兩個導軌，滑塊安裝于導軌上，螺母安裝在滑塊中。轉動 螺桿，兩側的螺母將帶動滑塊沿水平方向的導軌相向運動。兩滑塊相向運動而不是單獨運 動，主要是為了保證二者的視覺中心基本保持不變。為了使兩攝像機繞各自光軸作相對轉動，轉盤通過轉軸安裝于滑塊上，轉盤的邊 緣安裝有短軸。轉向臂上帶有螺紋孔，這樣，轉向臂螺桿的旋轉可帶動轉向臂沿轉向臂導軌 移動。轉向臂兩側的長條形孔套在轉盤的短軸上，孔的方向與對稱水平移運動的方向一致， 這樣，轉向臂的存在不會對前面的相向平移運動產生影響，而當轉向臂沿轉向臂導軌平移 時，可帶動轉盤轉動，且兩側轉盤的轉動方向是相對的。以上兩種運動的調節是通過螺桿和轉向臂螺桿實現的，螺桿、轉向臂螺桿伸出殼體的一端安裝有手輪。通過手輪的轉動，可以方便調節兩攝像機的基線長度和會聚角度，獲 得具有合適視差的立體影像。相比現有技術，本實用新型的優點是僅利用機械結構就能夠方便、靈活地調節兩 攝像機的基線長度和會聚角度，無需采用電動裝置來實現攝像機的移動和轉動，體積較小。 而且本實用新型的機械結構巧妙，可將兩攝像機集成在一個裝置內，制成產品。
圖1為本實用新型外部結構示意圖。圖2為本實用新型內部導軌及螺桿部分結構散視圖。圖3為本實用新型內部結構組合圖。圖4為應用本實用新型的攝錄和監視系統。
具體實施方式
如圖1 圖3所示。一種雙目立體攝像機，包括有底座106，底座106上設置有兩 個基座103，基座103上分別安裝還有攝像機101，攝像機101上均安裝有調焦鏡頭102，且 調焦鏡頭102的光軸相互平行，底座中設置有分別與調焦鏡頭102之間的基線平行的導軌 204，有兩個滑塊201分別滑動安裝在導軌204上，導軌204之間設置有與導軌204平行的螺 桿202，螺桿202兩端分別成型有旋向相反的螺紋段，滑塊201中間分別安裝有與螺桿202 螺紋段對應配合的螺母203，滑塊201通過壓板205固定住螺母203，且滑塊201通過螺母 203分別各自螺合在螺桿202兩端螺紋段外，滑塊201上還分別轉動安裝有轉盤301，基座 103分別一一對應安裝在轉盤301頂部，轉盤301頂部還分別設置有短軸304且兩個轉盤 301的短軸304相互對稱；兩轉盤301之間的導軌204上方還設置有分別與調焦鏡頭102光 軸平行的轉向臂導軌305、與轉向臂導軌305平行的轉向臂螺桿302，有轉向臂303滑動安 裝在轉向臂導軌305上，且轉向臂303中有內螺孔，轉向臂303通過內螺孔螺合在轉向臂螺 桿302螺紋段，轉向臂303兩側分別連接有長邊與導軌204平行的長條形孔套306，長條形 孔套306各自套在轉向臂303對應側轉盤301頂部的短軸304外。導軌204上的滑塊201未安裝螺母時，在滑塊201中開有內螺紋孔與螺桿202的螺 紋段對應配合。螺桿202、轉向臂螺桿302的端頭分別穿過底座106側壁，其穿過底座106 側壁的端頭分別安裝有手輪104、105。攝像機101為CCD攝像機，或者是CMOS攝像機。調 焦鏡頭102通過其C/CS接口與攝像機101連接。如圖4所示。首先由同步控制模塊開啟兩攝像機的視頻采集系統，攝像機的輸出 信號通過復合視頻接口傳送給自由立體液晶顯示器(IXD)顯示出立體影像。兩攝像機101 分別裝在兩個基座103上，基座103通過螺釘與轉盤301相連接。拍攝遠景時，調節鏡頭 焦距和光圈大小，使兩攝像機101均能獲得亮度和清晰度一致的影像，轉動手輪104，由螺 桿202上的正、反螺紋傳動來實現兩攝像機101的相向運動，調節到合適的基線長度，由自 由立體IXD監測立體影像的效果。拍攝近景時，可先調節基線到合適長度，然后再轉動手輪 105，轉向臂螺桿302的旋轉可帶動轉向臂303沿轉向臂導軌305作軸向移動。轉向臂303 兩側的長條形孔套306套在轉盤301的短軸304上，長條形孔套306的方向與導軌204的 方向一致，這樣，轉向臂303的存在不會對前面的相向平移運動產生影響，而當轉向臂303沿轉向臂導軌305平移時，可帶動轉盤301轉動，從而帶動兩個攝像機101相向轉動，調節 它們之間的會聚角度，獲得最佳的立體區域和立體效果。
權利要求1.一種雙目立體攝像機，包括有底座，底座上設置有兩個基座，基座上分別安裝還有攝 像機，所述攝像機上均安裝有調焦鏡頭，且調焦鏡頭的光軸相互平行，其特征在于所述底 座中設置有分別與調焦鏡頭之間的基線平行的導軌，有兩個滑塊分別滑動安裝在導軌上， 所述導軌之間設置有與導軌平行的螺桿，所述螺桿兩端分別成型有旋向相反的螺紋段，所 述滑塊中間分別安裝有與螺桿螺紋段對應配合的螺母，且滑塊通過螺母分別各自螺合在螺 桿兩端螺紋段外，所述滑塊上還分別轉動安裝有轉盤，所述基座分別一一對應安裝在轉盤 頂部，所述轉盤頂部還分別設置有短軸且兩個轉盤的短軸相互對稱；兩轉盤之間的導軌上 方還設置有分別與調焦鏡頭光軸平行的轉向臂導軌、與轉向臂導軌平行的轉向臂螺桿，有 轉向臂滑動安裝在轉向臂導軌上，且轉向臂中有內螺孔，所述轉向臂通過內螺孔螺合在轉 向臂螺桿螺紋段，所述轉向臂兩側分別連接有長邊與所述導軌平行的長條形孔套，所述長 條形孔套各自套在轉向臂對應側轉盤頂部的短軸外。
2.根據權利要求1所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述螺桿、轉向臂螺桿的 端頭分別穿過底座側壁，其穿過底座側壁的端頭分別安裝有手輪。
3.根據權利要求1所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述攝像機為CCD攝像 機，或者是CMOS攝像機。
4.根據權利要求1所述的一種雙目立體攝像機，其特征在于所述調焦鏡頭通過其C/ CS接口與攝像機連接。
專利摘要本實用新型公開了一種雙目立體攝像機。包括兩臺攝像機，兩個調焦鏡頭，和機械部分。其中機械部分由基座，帶有左、右旋螺紋的螺桿及相應的螺母，導軌，滑塊，轉盤，轉向臂、轉向臂導軌和轉向臂螺桿等組成。兩攝像機分別固定在兩個基座上，通過螺釘與安裝在導軌上的轉盤相連接。轉動螺桿，通過螺母的移動，帶動滑塊的相向運動，從而改變兩攝像機的光軸間距。轉動轉向臂螺桿，由轉向臂帶動轉盤轉動，使得連接在轉盤上的攝像機轉動來改變它們之間的會聚角度。
文檔編號G03B35/08GK201876664SQ20102028937
公開日2011年6月22日 申請日期2010年8月5日 優先權日2010年8月5日
發明者張濤, 張靜, 肖利峰, 鄭榮升 申請人:中航華東光電有限公司