專(zhuān)利名稱(chēng)：人眼仿生的立體攝像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種攝像裝置，具體涉及一種仿照人眼的攝像裝置。
背景技術(shù)：
目前立體攝像裝置僅僅是焦距可調(diào)，匯聚點(diǎn)不可調(diào)與微調(diào)。在拍攝場(chǎng)景較遠(yuǎn)或者較近，場(chǎng)景與攝像機(jī)的距離超出匯聚點(diǎn)調(diào)節(jié)范圍時(shí)，立體顯示的時(shí)候會(huì)造成雙目復(fù)視產(chǎn)生重影的問(wèn)題，影響視頻拍攝質(zhì)量。另外，在立體攝像機(jī)感光器設(shè)計(jì)方面，無(wú)論是CCD還是CMOS的感光器，其形狀都是矩形平面，分辨率都為特定的均勻分辨率。當(dāng)觀眾觀看由這種立體攝像機(jī)拍攝的立體視頻的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生兩種問(wèn)題:1.在顯示器的邊緣部分會(huì)造成觀看的不舒適感，這些邊緣區(qū)域在左右視點(diǎn)中是非融合區(qū)域，由于立體攝像機(jī)感光器感光單元均勻分布，其分辨率是一定的，在相應(yīng)的顯示器上這些非融合的邊緣部分依舊以相同的分辨率呈現(xiàn)給觀看者，當(dāng)觀看者關(guān)注的焦點(diǎn)聚焦到這些邊緣位置時(shí)，會(huì)極力將左右眼看到這些非融合邊緣信息融合成立體信息，勢(shì)必會(huì)造成觀看的不舒適感。2.在拍攝場(chǎng)景中，非邊緣區(qū)域內(nèi)，對(duì)于非受人關(guān)注的區(qū)域，其視差與人眼感知視差不匹配，視差過(guò)大會(huì)產(chǎn)生雙目復(fù)視的問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)造成觀看的不舒適感，長(zhǎng)時(shí)間觀看會(huì)引起視覺(jué)疲勞甚至是眩暈、惡心等問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有攝像裝置在拍攝較遠(yuǎn)或者較近場(chǎng)景的時(shí)候出現(xiàn)重影、視頻在顯示端顯示時(shí)人眼長(zhǎng)時(shí)間觀看產(chǎn)生不舒適感的問(wèn)題，提供一種能避免重影現(xiàn)象、提高拍攝質(zhì)量的人眼仿生的立體攝像裝置。本發(fā)明的技術(shù)方案是以下述方式實(shí)現(xiàn)的:一種人眼仿生的立體攝像裝置，包括左、右兩個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)包括機(jī)體、鏡頭、快門(mén)和感光器，兩個(gè)機(jī)體分別與云臺(tái)一端鉸接相連，兩個(gè)機(jī)體分別與左臂和右臂固定相連，左臂、右臂與中心臂鉸接相連。所述感光器中的感光板呈內(nèi)凹的球冠狀。所述感光器中感光單元的密度由中心向四周逐漸降低。所述感光器是CXD感光器或者CMOS感光器。本發(fā)明中，通過(guò)移動(dòng)中心臂可以使得兩臺(tái)攝像機(jī)光軸夾角發(fā)生變化，從而使兩臺(tái)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)從近距點(diǎn)到遠(yuǎn)距點(diǎn)變化。當(dāng)拍攝近景時(shí)通過(guò)推拉中心臂可以將兩臺(tái)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)調(diào)節(jié)至較近處，當(dāng)拍攝遠(yuǎn)景時(shí)通過(guò)推拉中心臂可以將兩臺(tái)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)調(diào)節(jié)至較遠(yuǎn)處，同時(shí)配合調(diào)焦來(lái)實(shí)現(xiàn)某一場(chǎng)景的立體視頻的拍攝。避免了拍攝較近場(chǎng)景或者較遠(yuǎn)場(chǎng)景時(shí)的重影現(xiàn)象，提高了視頻的拍攝質(zhì)量。另外，感光器內(nèi)的感光板呈球冠狀，接近人的眼睛視覺(jué)區(qū)域形狀。這樣對(duì)于攝像機(jī)非關(guān)注區(qū)域與圖像的邊緣區(qū)域，均以相對(duì)較低的分辨率呈現(xiàn)給觀看者，整個(gè)成像情況與人眼實(shí)際感知情況基本一致，在立體顯示的時(shí)候就不會(huì)造成觀看者長(zhǎng)時(shí)間觀看立體視頻產(chǎn)生視覺(jué)疲勞等不適感的問(wèn)題。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本發(fā)明中感光器的外形示意圖。圖3是左攝像機(jī)感光器感光單元分布示意圖。圖4是右攝像機(jī)感光器感光單元分布示意圖。圖5是本發(fā)明的立體攝像機(jī)拍攝圖像融合示意圖。圖6是CXD感光器的機(jī)頭示意圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示，本發(fā)明的人眼仿生的立體攝像裝置，包括左、右兩個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)包括機(jī)體1、鏡頭2、快門(mén)3和感光器4，兩個(gè)機(jī)體I分別與云臺(tái)7 —端鉸接相連，兩個(gè)機(jī)體分別與左臂5和右臂6固定相連，左臂5和右臂6與中心臂8鉸接相連。本實(shí)施例中，通過(guò)推拉中心臂8，使得左臂5和右臂6分別帶動(dòng)左右兩個(gè)攝像機(jī)繞云臺(tái)7轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而調(diào)整了兩個(gè)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)。這與人的左右眼看物體的原理相似，人左右眼在看物體的時(shí)候匯聚點(diǎn)會(huì)有遠(yuǎn)近變化，而本發(fā)明兩個(gè)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)也能隨著遠(yuǎn)近變化，實(shí)現(xiàn)了匯聚點(diǎn)從較近視點(diǎn)C經(jīng)過(guò)A點(diǎn)到較遠(yuǎn)視點(diǎn)B的變化。如圖5所示，a區(qū)域?yàn)樽笥乙朁c(diǎn)融合區(qū)域，此區(qū)域左右眼都能看到，成像為立體圖像；圖中b，c區(qū)域?yàn)榉侨诤蠀^(qū)域，也就是b區(qū)域只有左眼能看到，c區(qū)域只有右眼能看到，成像為非立體圖像。作為本實(shí)施例的進(jìn)一步改進(jìn)，所述感光器4中的感光板4-1呈內(nèi)凹的球冠狀，感光器4中感光單元的密度由中心向四周逐漸降低。本發(fā)明采用的感光器是CCD感光器，圖6顯示的是左攝像機(jī)中CXD感光器的結(jié)構(gòu)示意圖，包括透鏡陣列4-1、濾色板4-2和CXD感光陣列4-3，其中CCD感光陣列成球冠狀，且透鏡陣列的分布是球冠的中心透鏡密度大、球冠外延透鏡密度小。由攝像機(jī)鏡頭進(jìn)入的光線通過(guò)透鏡陣列4-1經(jīng)過(guò)一定程度的會(huì)聚后通過(guò)濾色板4-2產(chǎn)生RGB三種基色，投射到透鏡陣列對(duì)應(yīng)的CCD感光單元上，將光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)進(jìn)行存儲(chǔ)。感光器的感光單元均為球體切片，其與透鏡陣列對(duì)應(yīng)分布在內(nèi)凹球冠狀的感光器基板上。假設(shè)一矩形CCD感光器尺寸為1/1.8英寸，寬高比為4:3，分辨率為全分辨率1920*1024，則CCD面積為95.53平方毫米，感光單元數(shù)目為1920*1024*3 (—個(gè)像素對(duì)應(yīng)著RGB三個(gè)子像素)，其感光單元的點(diǎn)密度為1920*1024*3/95.53=61742.28點(diǎn)/平方毫米。可以類(lèi)比，本發(fā)明感光器的高密度分布區(qū)域感光單元點(diǎn)密度同樣設(shè)置為61742.28點(diǎn)/平方毫米。從高密度分布區(qū)域向四周擴(kuò)散，隨著與中心距離的增加感光單元的密度以近似線性的比例下降，相比中心高密度分布區(qū)域，邊緣的低密度分布區(qū)域的感光單元密度降低了 2/3，感光單元之間間距增大為中心高密度分布區(qū)域的3倍以上。這樣，對(duì)于攝像機(jī)非關(guān)注區(qū)域與圖像的邊緣區(qū)域，可以保證以相對(duì)較低的分辨率呈現(xiàn)給觀看者，整個(gè)成像情況與人眼實(shí)際感知情況一致，在立體顯示的時(shí)候就不會(huì)造成觀看者長(zhǎng)時(shí)間觀看立體視頻產(chǎn)生視覺(jué)疲勞等不適感的問(wèn)題。從圖3和圖4可以看到，該立體攝像機(jī)感光板非矩形，具體為一內(nèi)凹的球冠，其上的感光單元為球體切面。圖3為左攝像機(jī)感光板俯視圖，其中感光單元分布在虛線內(nèi)部，虛線勾勒的區(qū)域與人左眼的成像區(qū)域相匹配，感光單元非均勻分布在由中心向外擴(kuò)展的圓環(huán)與過(guò)中心的若干條直線的交點(diǎn)上，環(huán)與環(huán)之間的距離由內(nèi)向外逐漸變大，以保證感光單元密度由中心向外逐漸變小，虛線外側(cè)無(wú)感光單元。圖4為右攝像機(jī)感光板俯視圖，其中感光單元分布在虛線內(nèi)部，虛線勾勒的區(qū)域與人右眼的成像區(qū)域相匹配，感光單元分布與左攝像機(jī)感光器特點(diǎn)相同，虛線外側(cè)無(wú)感光單元。左右攝像機(jī)感光器中感光單元密度由中心向四周逐漸降低，在成像的時(shí)候，保證了中心焦點(diǎn)處成像最清晰，越向四周擴(kuò)展圖像越模糊。對(duì)于邊緣區(qū)域與非邊緣區(qū)域內(nèi)的非受人關(guān)注區(qū)域以相對(duì)較低的分辨率成像，從而降低了人眼對(duì)這部分區(qū)域的敏感度，在立體顯示的時(shí)候顯著地降低了觀看者因各種問(wèn)題造成的不適感。 本發(fā)明中，CXD感光器也可以用CMOS感光器替代。以上僅作為本發(fā)明所述方法的一個(gè)具體實(shí)施例來(lái)說(shuō)明，也可以推廣至與之類(lèi)似的其他實(shí)施例，它們均處于本發(fā)明所述方法的范疇。正如本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知，與所述實(shí)施例相類(lèi)似的所有其它硬件或軟件的具體實(shí)現(xiàn)均處于本發(fā)明所述裝置及方法的涵蓋范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種人眼仿生的立體攝像裝置，包括左、右兩個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)包括機(jī)體(I)、鏡頭(2)、快門(mén)(3)和感光器(4)，其特征在于:兩個(gè)機(jī)體(I)分別與云臺(tái)(7) —端鉸接相連，兩個(gè)機(jī)體分別與左臂(5)和右臂(6)固定相連，左臂(5)、右臂(6)與中心臂(8)鉸接相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的人眼仿生的立體攝像裝置，其特征在于:所述感光器(4)中的感光板(4-1)呈內(nèi)凹的球冠狀。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的人眼仿生的立體攝像裝置，其特征在于:所述感光器(4)中感光單元的密度由中心向四周逐漸降低。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的人眼仿生的立體攝像裝置，其特征在于:所述感光器(4)是CCD感光器或者CMOS感光器。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種人眼仿生的立體攝像裝置，包括左、右兩個(gè)攝像機(jī)，每個(gè)攝像機(jī)包括機(jī)體、鏡頭、快門(mén)和感光器，兩個(gè)機(jī)體分別與云臺(tái)鉸接相連，兩個(gè)機(jī)體分別與左臂和右臂固定相連，左臂、右臂與中心臂鉸接相連。本發(fā)明通過(guò)移動(dòng)中心臂可以使得兩臺(tái)攝像機(jī)光軸夾角發(fā)生變化，從而使兩臺(tái)攝像機(jī)的匯聚點(diǎn)從近距點(diǎn)到遠(yuǎn)距點(diǎn)變化。避免了拍攝較近場(chǎng)景或者較遠(yuǎn)場(chǎng)景時(shí)的重影現(xiàn)象，提高了視頻的拍攝質(zhì)量。感光器內(nèi)的感光板呈球冠狀，接近人的眼睛視覺(jué)區(qū)域形狀。因此攝像機(jī)非關(guān)注區(qū)域與圖像的邊緣區(qū)域，以相對(duì)較低的分辨率呈現(xiàn)給觀看者，整個(gè)成像情況與人眼實(shí)際感知情況基本一致，在立體顯示的時(shí)候就不會(huì)造成觀看者長(zhǎng)時(shí)間觀看立體視頻產(chǎn)生視覺(jué)疲勞等不適感的問(wèn)題。
文檔編號(hào)G03B35/08GK103176344SQ201110431559
公開(kāi)日2013年6月26日 申請(qǐng)日期2011年12月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月21日
發(fā)明者宋曉煒, 楊蕾, 劉忠 申請(qǐng)人:中原工學(xué)院