本发明适用于摄像技术领域，提供了一种双目立体摄像机及3D成像系统，所述双目立体摄像机包括第一摄像单元和第二摄像单元以及用于调节所述第一摄像单元与第二摄像单元镜头间夹角的角度调节机构。本发明通过调节两摄像单元镜头间的夹角，使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。
1.一种双目立体摄像机，包括第一摄像单元和第二摄像单元，其特征在于，所述双目立体摄像机还包括用于调节所述第一摄像单元与第二摄像单元镜头间夹角的角度调节机构，所述角度调节机构包括第一延伸臂、第二延伸臂、设于所述第一延伸臂一端的第一转轴、设于所述第二延伸臂一端的第二转轴以及设于所述第一延伸臂和第二延伸臂另一端的第三转轴，所述第一摄像单元设于所述第一转轴，所述第二摄像单元设于所述第二转轴；旋转所述第三转轴，使所述第一延伸臂与第二延伸臂的旋转方向相反，根据焦距参数调节所述双目立体摄像机的立体基线宽度；或者所述角度调节机构包括第一延伸臂、第二延伸臂、分设于所述第一延伸臂两端的第一转轴和第三转轴以及分设于所述第二延伸臂两端的第二转轴和第四转轴，所述第一摄像单元设于所述第一转轴，所述第二摄像单元设于所述第二转轴；所述第三转轴与第四转轴的旋转方向相反，根据焦距参数调节所述双目立体摄像机的立体基线宽度。
2.如权利要求1所述的双目立体摄像机，其特征在于，所述第一转轴与第二转轴的旋转方向相反，根据预设的焦距参数增大或减小所述第一摄像单元与第二摄像单元镜头间的夹角。
3.如权利要求1或2所述的双目立体摄像机，其特征在于，分别由所述第一摄像单元和第二摄像单元摄取第一景像和第二景像，并使所述第一景像和第二景像的中心均与被摄景物的中心重合。
4.如权利要求1或2所述的双目立体摄像机，其特征在于，所述双目立体摄像机还具有用以控制各转轴转动的控制电路，各转轴由与之对应的马达驱动，所述控制电路包括用于获取所述焦距参数的焦距控制模块及根据所述焦距参数计算马达转动参数的马达驱动模块，所述焦距控制模块分别与所述第一摄像单元和第二摄像单元电连接，所述马达驱动模块分别与各马达电连接。
5.如权利要求4所述的双目立体摄像机，其特征在于，所述马达驱动模块根据下列函数对各马达进行驱动，当f＞L·csc(γ/2)时：
其中f为所述第一摄像单元或第二摄像单元的焦距，L为所述第一延伸臂或第二延伸臂的长度，γ为立体效果最佳时被拍摄景物对所述第一摄像单元和第二摄像单元的夹角；
α为所述第一延伸臂或第二延伸臂与所述双目立体摄像机中轴线间的夹角，β为所述第一延伸臂与所述第一摄像单元镜头光轴间的夹角或所述第二延伸臂与所述第二摄像单元镜头光轴间的夹角。
6.一种3D成像系统，其特征在于，所述3D成像系统采用如权利要求1～5中任一项所述的双目立体摄像机。
双目立体摄像机及3D成像系统
技术领域
[0001] 本发明属于摄像技术领域，尤其涉及一种双目立体摄像机及3D成像系统。
背景技术
[0002] 双目立体摄像机是指通过两个摄像单元模仿人的双眼，同时进行摄像工作的装置。其拍摄的视频内容包含两个角度的视频，在显示时通过3D呈像设备分别送到观看者的两个眼睛中，观看者即可产生亲临现场的立体视觉。两个摄像单元镜头的间距称为立体基线宽度(Stereo base)，镜头与被摄景物之间的距离为立体基线宽度的50倍时，立体效果最佳。
[0003] 通常，现有双目立体摄像机的两只镜头并列固定，即立体基线宽度固定不变。立体基线宽度固定的摄像机于近景拍摄时左右画面重叠区域较小，立体效果差。
发明内容
[0004] 本发明实施例的目的在于提供一种双目立体摄像机，旨在解决现有双目立体摄像机于近景拍摄时立体效果差的问题。
[0005] 本发明实施例是这样实现的，一种双目立体摄像机包括第一摄像单元和第二摄像单元以及用于调节所述第一摄像单元与第二摄像单元镜头间夹角的角度调节机构，所述角度调节机构包括第一延伸臂、第二延伸臂、设于所述第一延伸臂一端的第一转轴、设于所述第二延伸臂一端的第二转轴以及设于所述第一延伸臂和第二延伸臂另一端的第三转轴，所述第一摄像单元设于所述第一转轴，所述第二摄像单元设于所述第二转轴；旋转所述第三转轴，使所述第一延伸臂与第二延伸臂的旋转方向相反，根据焦距参数调节所述双目立体摄像机的立体基线宽度；或者
[0006] 所述角度调节机构包括第一延伸臂、第二延伸臂、分设于所述第一延伸臂两端的第一转轴和第三转轴以及分设于所述第二延伸臂两端的第二转轴和第四转轴，所述第一摄像单元设于所述第一转轴，所述第二摄像单元设于所述第二转轴；所述第三转轴与第四转轴的旋转方向相反，根据焦距参数调节所述双目立体摄像机的立体基线宽度。
[0007] 本发明实施例的另一目的在于提供一种3D成像系统，所述3D成像系统采用上述双目立体摄像机。
[0008] 本发明实施例通过调节两摄像单元镜头间的夹角，使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。
附图说明
[0009] 图1是本发明实施例提供的双目立体摄像机的结构示意图；
[0010] 图2是本发明实施例提供的另一双目立体摄像机的结构示意图；
[0011] 图3是本发明实施例提供的双目立体摄像机的控制电路框图；
[0012] 图4是本发明实施例提供的双目立体摄像机的工作原理图。
具体实施方式
[0013] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
[0014] 本发明实施例通过调节两摄像单元镜头间的夹角，使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。
[0015] 本发明实施例提供的双目立体摄像机包括第一摄像单元和第二摄像单元以及用于调节所述第一摄像单元与第二摄像单元镜头间夹角的角度调节机构。
[0016] 本发明实施例提供的3D成像系统采用上述双目立体摄像机。
[0017] 以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述。
[0018] 如图1所示，本发明实施例提供的双目立体摄像机包括第一摄像单元11和第二摄像单元12以及用于调节该第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间夹角的角度调节机构13，通过该角度调节机构13调节第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间的夹角，使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。
[0019] 具体地，该角度调节机构13包括第一延伸臂21、第二延伸臂22、设于该第一延伸臂21一端的第一转轴31、设于该第二延伸臂22一端的第二转轴32以及设于该第一延伸臂21和第二延伸臂22另一端的第三转轴33，将第一摄像单元11设于第一转轴31，第二摄像单元12设于第二转轴32。该角度调节机构13结构简单，易于操作。双目立体摄像机拍摄时，分别由第一摄像单元11和第二摄像单元12摄取第一景像和第二景像，使该第一景像和第二景像的中心均与被摄景物的中心重合，此时立体效果最佳。
[0020] 本双目立体摄像机对景物进行拍摄，尤其是近景拍摄时，第一转轴31与第二转轴32沿相反方向旋转，使第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间的夹角根据焦距参数增大或减小，增强了双目立体摄像机在拍摄各种景深的场景时的立体效果，尤其使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。同时可通过调节该第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间的夹角对视频的“出屏”和“入屏”效果进行调整，从而使“出屏”和“入屏”效果最佳，其中“出屏”是指屏幕上的景物看起来是在屏幕之外浮着，“入屏”则反之。
[0021] 为使立体基线宽度配合摄像机焦距自动调整，通过转动第三转轴33使第一延伸臂21与第二延伸臂22沿相反方向旋转，即可增大或减小第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间的距离即立体基线宽度。本发明实施例由转轴带动延伸臂平滑旋转，双目立体摄像机相邻两次摄取的画面间更加顺畅，避免了其它调节方式使画面存在停顿，不够顺畅的问题。
[0022] 作为本发明的一个实施例，角度调节机构13包括第一延伸臂21、第二延伸臂22、设于第一延伸臂21两端的第一转轴31和第四转轴34以及设于第二延伸臂22两端的第二转轴32和第五转轴35，将第一摄像单元11设于该第一转轴31，第二摄像单元12设于该第二转轴32，如图2所示。同样地，通过转动第四转轴34和第五转轴35使第一延伸臂21与第二延伸臂22沿相反方向旋转，即可增大或减小第一摄像单元11与第二摄像单元12镜头间的距离即立体基线宽度。
[0023] 如图3所示，本双目立体摄像机还具有用以控制上述各转轴转动的控制电路，各转轴由与之对应的马达驱动，如第一转轴31由第一马达51驱动，第二转轴32由第二马达52驱动，第三转轴33由第三马达53驱动，第四转轴34由第四马达54驱动，第五转轴35由第五马达55驱动。该控制电路包括用于获取焦距参数的焦距控制模块41及根据该焦距参数计算马达转动参数的马达驱动模块42，焦距控制模块41分别与第一摄像单元11和第二摄像单元12电连接，马达驱动模块42分别与各马达电连接。焦距控制模块41接收用户手动调节的摄像机焦距后，将该焦距参数传送至马达驱动模块42及两个摄像单元；摄像单元根据该焦距参数调整其摄像参数；马达驱动模块42根据该焦距参数计算出各马达的转动参数，并将该转动参数发送至各马达，从而调整两个摄像单元之间的距离(即立体基线宽度)及其镜头方向，达到配合摄像单元当前焦距的目的。
[0024] 如图4所示，马达驱动模块42根据下列函数对各马达进行驱动，[0025] 当f＞L·csc(γ/2)时：
[0026] α＝90°，
[0027] β＝arccos(L/f)；
[0028] 当f≤L·csc(γ/2)时：
[0029] α＝arcsin(f·sin(γ/2)/L)，
[0030] β＝180°-α-γ/2；
[0031] 其中f为第一摄像单元11或第二摄像单元12的焦距，L为第一延伸臂21或第二延伸臂22的长度，γ为立体效果最佳时被拍摄景物对第一摄像单元11和第二摄像单元12的夹角；
[0032] α为第一延伸臂21或第二延伸臂22与双目立体摄像机中轴线的夹角，β为第一延伸臂21与第一摄像单元11镜头光轴的夹角或第二延伸臂21与第二摄像单元12镜头光轴间的夹角。
[0033] 应当理解，可将其中一个摄像单元固定，调节另一摄像单元的位置及其镜头方向，亦可实现同样的功能和效果。
[0034] 为使第三转轴33或第四转轴34和第五转轴35旋转更加稳固，将该第三转轴33或第四转轴34和第五转轴35设于一主支架61。
[0035] 本发明实施例通过调节两摄像单元镜头间的夹角，使近景所拍摄的两幅画面具有较大的重叠区域，立体感强。同时，还可对视频的“出屏”和“入屏”效果进行调整，从而使“出屏”和“入屏”效果最佳。此外，由转轴带动延伸臂平滑旋转，从而改变第一摄像单元与第二摄像单元镜头间的距离即立体基线宽度，使双目立体摄像机所摄取的画面更加顺畅。
[0036] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
