[发明专利]三维视频摄像镜头、三维摄像机

说明书

技术领域

本发明涉及三维视频成像技术领域，尤其涉及一种三维视频摄像镜头及三维摄像机。

背景技术

随着网络技术、多媒体技术的飞速发展和日益成熟，视觉信息在国防军事、国家安全、环境监测、交通管理、反恐抗灾、家庭娱乐等领域得到了前所未有的广泛应用，传统视频的清晰度虽然有了大幅度的提高，但其提供的平面视觉信息已越来越难以满足众多应用领域对“深度层次”的要求。三维视频(又称立体视频)具有更清晰的边界轮廓和更细腻的纹理图案，能够使前景、背景图像的区分更明显，从而能够呈现出更好的视频质量和更生动自然的立体感知效果，使人们感受到完全不同于一般二维画面的视觉体验。

在三维视频的成像方面，最早的研究可以追溯到19世纪30年代英国发明家Charles Wheatstone的工作。1884年David Brewster进一步改良了Charles的成像设备，使得19世纪末很多欧美家庭都能看到静态的三维图。在1903年的巴黎万博会上，Lumiere兄弟展出了第一部三维短片，不过一次只能有一位观众来欣赏。1928年，英国电视先驱John Logie Baird首次把三维视频原理应用到了实验电视平台上。自20世纪50年代以来，世界各国纷纷加大了对三维视频的研究投入。现有的三维视频生成与显示技术主要有色分法、光分法、时分法、全息法、自动三维显示等。但现有的系统往往需要两台甚至更多台摄像机来采集数据，真正意义上的三维视频摄像机还比较缺乏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种三维视频摄像镜头及三维摄像机，基于本发明，可以根据人类视觉系统的成像原理，通过透镜、平面镜和柱面镜的选择使用或组合使用，用一台摄像机完成三维视频的采集。

一方面，本发明公开了一种三维视频摄像镜头，包括第一光学模块和第二光学模块，所述第一光学模块与所述第二光学模块通过光栅隔开以防止光路的干涉；其中，所述第一光学模块包括第一透镜组合、反射面相对设置且相互平行的第一平面镜和第二平面镜，以及第一CCD图像传感器，所述第一平面镜的法线与反射至第二平面镜光线的夹角为0°＜θ₁＜90°；所述第一透镜组合包括一个或多个透镜；所述第二光学模块包括第二透镜组合、反射面相对设置且相互平行的第三平面镜和第四平面镜，以及第二CCD图像传感器，所述第三平面镜的法线与竖直方向的夹角为0°＜θ₂＜90°；所述第二透镜组合包括一个或多个透镜；所述第一透镜组合与所述第二透镜组合的轴线相平行，且所述第一透镜光心与所述第二透镜光心之间的连线与透镜轴线相垂直；所述第二平面镜与所述第三平面镜相连接形成连接部，所述光栅设置于所述连接部与所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器相连接处。

上述三维视频摄像镜头，优选所述第一光学模块中，所述第一透镜的一侧设置有柱面镜组合；以及，所述第二光学模块中，所述第二透镜的一侧设置有柱面镜组合；所述柱面镜组合包括一个或多个柱面镜。

上述三维视频摄像镜头，优选所述第一CCD图像传感器和所述第二CCD图像传感器为一体成型的图像传感器或两个独立的图像传感器。

上述三维视频摄像镜头，优选所述第二平面镜与所述第三平面镜直接相连或在垂直方向通过外壳相连。

另一方面，本发明还公开了一种三维视频摄像机，其特征在于，所述摄像机包含所述的三维视频摄像镜头，所述三维摄像镜头通过镜头接口与所述三维摄像机相连接。

另一方面，本发明还公开了一种三维视频摄像镜头，所述第一平面镜、第二平面镜、第三平面镜和第四平面镜替换为柱面镜，且所述柱面镜的反射面相对。

另一方面，本发明还公开了一种三维视频摄像机，所述摄像机包含如上述三维视频摄像镜头，所述三维摄像镜头通过镜头接口与所述三维摄像机相连接。