CN101571666A - 成像设备 - Google Patents
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Abstract
一种成像设备，其包括多个摄像装置，用于同时对被拍物体取像，多个摄像装置至少分为二组，成像设备还包括光学元件，光学元件位于至少一组摄像装置与被拍物体之间的光路中，用于改变来自被拍物体光线的传播方向，且该组摄像装置通过光学元件对被拍物体取像。上述成像设备利用光学元件改变来自被拍物体的部分或者全部光线的传播方向，那么就可以将原本需要排成一排的多个摄像装置分散，为摄像装置之间争取了空间。同时，由于位于同一排的摄像装置的取像范围之间都可以留下间隙，因为这些间隙正好由其它排摄像装置的取像范围来填补，如此便有效地解决了因为摄像装置尺寸限制而导致不能取得完整影像的问题，从而取得被拍物体完整且高精度影像。
Description
技术领域
本发明涉及光学成像领域，特别是一种基于多个摄像装置的成像设备。
背景技术
目前，为了拍摄某一物体的整体且细节的影像，可将整排摄像装置排列在一起，同时进行取像及影像处理，也就是所谓的数组影像。如图1所示，传统的成像设备20包括多个摄像装置10，且所述多个摄像装置10排成一排，同时对被拍物体200进行拍摄。如果摄像装置10距离被拍物体200较远，取像范围102则较大，摄像装置10距离被拍物体200较近，取像范围102则较小。
一般而言，取像范围102的大小决定取像的分辨率，即取像范围102越大则取像的分辨率越差，而取像范围102越小则分辨率越高。当取像范围102较大，摄像装置10间的距离较宽，这时摄像装置10的排列较没有问题。
但是，因为拍摄精度的要求，很多时候都需要较高的分辨率，此时摄像装置10距离被拍物体200较近，摄像装置10间的距离受到摄像装置10尺寸的限制而无法再缩短时，各摄像装置10的取像范围之间就可能出现空隙104，也即不能同时取得被拍物体200当前位置的完整影像。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种可取得被拍物体完整且高精度影像的成像设备。
一种成像设备，其包括多个摄像装置，用于同时对被拍物体取像，所述多个摄像装置至少分为二组，所述成像设备还包括光学元件，所述光学元件位于至少一组摄像装置与被拍物体之间的光路中，用于改变来自被拍物体光线的传播方向，且该组摄像装置通过所述光学元件对被拍物体取像。
上述成像设备利用光学元件改变来自被拍物体的部分或者全部光线的传播方向，那么就可以将原本需要排成一排的多个摄像装置分散，为摄像装置之间争取了空间。同时，由于位于同一排的摄像装置的取像范围之间都可以留下间隙，因为这些间隙正好由其它排摄像装置的取像范围来填补，如此便有效地解决了因为摄像装置尺寸限制而导致不能取得完整影像的问题，从而取得被拍物体完整且高精度影像。
附图说明
图1为传统成像设备结构示意图。
图2为第一较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
图3为第二较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
图4为第三较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
图5为第四较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
图6为第五较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
图7为第六较佳实施方式的成像设备的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图2，其为第一较佳实施方式的成像设备30的结构示意图。成像设备30包括：多个第一摄像装置301、303、305、307、309，多个第二摄像装置302、304、306、308，长条形半透半反射透镜250。
多个第一摄像装置301、303、305、307、309排成一排且取像方向一致，下称其为：第一排摄像装置。多个第二摄像装置302、304、306、308也排成一排且取像方向一致，下称其为：第二排摄像装置。第一排摄像装置与第二排摄像装置相互平行且取像方向相互垂直。长条形半透半反射透镜250与第一排摄像装置和第二排摄像装置平行，且位于第一排摄像装置和第二排摄像装置的取像方向的相交处，半透半反射透镜250分别与第一排摄像装置和第二排摄像装置的取像方向呈45度角。在同时垂直第一排摄像装置和第二排摄像装置的方向上，第一排摄像装置的多个第一摄像装置301、303、305、307、309与第二排摄像装置的多个第二摄像装置302、304、306、308交替设置。
如此，第一排摄像装置分别利用来自被拍物体200并透过半透半反射透镜250的光线取像。第二排摄像装置分别利用来自被拍物体200并由半透半反射透镜250反射的光线取像。由于第一排摄像装置与第二排摄像装置的相互平行且交替设置，使得第一排摄像装置的取像范围311与第二排摄像装置的取像范围322也排成一排且交替排列。相对现有技术，该成像设备30利用半透半反射透镜250将原本需要排成一列的多个摄像装置(301~309)分成了位置交错设置的两排摄像装置，为摄像装置之间争取了空间。而且每一排摄像装置的多个取像范围之间都可以留下间隙，因为这些间隙可以由另一排摄像装置的取像范围来填补，如此便有效地解决了因为摄像装置尺寸限制而导致不能取得完整影像的问题，从而能够取得被拍物体完整且高精度影像。后续可通过图像分析即可实现对被拍物体200的光学检测或者用于其他用途。
本实施方式中，半透半反射透镜250作为一个改变来自被拍物体200光线传播方向的光学元件，且为一个独立光学元件。其他实施方式中，半透半反射透镜250也可以由多个半透半反射透镜组成，每个半透半反射透镜对应一个摄像装置。
请参阅图3，其为第二较佳实施方式的成像设备50的结构示意图。成像设备50与图2所示的成像设备30的区别在于：成像设备50利用多个反射镜550代替了成像设备30中的半透半反射透镜250，第一排摄像装置与第二排摄像装置平行且相对设置，在二者的取像方向上，第一排摄像装置的多个第一摄像装置301、303、305、307、309与第二排摄像装置的多个第二摄像装置302、304、306、308交替设置。
所述多个反射镜550排成一排，并与第一排摄像装置和第二排摄像装置平行，且位于二者之间。所述多个反射镜550分为二组：第一组反射镜551和第二组反射镜552，第一组反射镜551和第二组反射镜552的反射镜550交替设置，以分别与第一排摄像装置与第二排摄像装置对应。第一组反射镜551的反射面面向第一排摄像装置，并与第一排摄像装置的取像方向成45度角。第二组反射镜552的反射面面向第二排摄像装置，并与第二排摄像装置的取像方向成45度角。
如此，第一排摄像装置分别利用来自被拍物体200并由第一组反射镜551反射的光线取像。第二排摄像装置分别利用来自被拍物体200并由第二组反射镜552反射的光线取像。同样，由于第一排摄像装置与第二排摄像装置的平行以及交错设置，使得第一排摄像装置的取像范围311与第二排摄像装置的取像范围322排成一排且交替排列，也解决了因为摄像装置尺寸限制而导致不能取得完整影像的问题，从而能够取得被拍物体完整且高精度影像。
请参阅图4，其为第三较佳实施方式的成像设备70的结构示意图。成像设备70与图3所示的成像设备50的区别在于：成像设备70去掉了第一组反射镜551。与之对应的，第一排摄像装置的取像方向变为与第二排摄像装置的取像方向垂直，从而通过第二组反射镜552之间的间隔直接对被拍物体200取像，如此可以减少成像设备70的光学器件。
请参阅图5，其为第四较佳实施方式的成像设备90的结构示意图。成像设备90与图3所示的成像设备50的区别在于：成像设备90利用多个直角三棱镜950代替成像设备30中的多个反射镜550。多个直角三棱镜950同样也分为两组：第一组三棱镜951和第二组三棱镜952，其位置关系与多个反射镜550相同，不再赘述。所有直角三棱镜950的一个直角面军与其对应的摄像装置的取向方向垂直，以利用直角三棱镜950斜面的反射特性将来自被拍物体200的光线分别反射到第一排摄像装置3和第二排摄像装置上。本实施方式采用直角三棱镜950的原因是因为三棱镜950在装配时更容易固定。
请参阅图6，其为第五较佳实施方式的成像设备91的结构示意图，成像设备91与图5所示的成像设备90的区别在于：成像设备91去掉了第一组三棱镜951。与之对应的，第一排摄像装置的取像方向变为与第二排摄像装置的取像方向垂直，从而通过第二组三棱镜952之间的间隔直接对被拍物体200取像，如此可以减少成像设备91的光学器件。
特殊情况下，若要求拍摄影像的分辨率很高，也许两排摄像装置紧靠时的取像范围之间仍然存在间隙，那么就需要三排甚至更多排摄像装置来同时取像，下面以三排为例进行详细说明。
请参阅图7，其为第六较佳实施方式的成像设备99的结构示意图。成像设备99具有三排摄像装置：多个第三摄像装置401、404、407，多个第四摄像装置402、405、408，多个第五摄像装置403、406、409。多个第三摄像装置401、404、407排成一排且取像方向一致，下称其为：第三排摄像装置。多个第四摄像装置402、405、408排成一排且取像方向一致，下称其为：第四排摄像装置。多个第五摄像装置403、406、409也排成一排且取像方向一致，下称其为：第五排摄像装置。三排摄像装置相互平行，第三排摄像装置相对第四排摄像装置设置，第五排摄像装置的取像方向与第三排摄像装置和第四排摄像装置设置的取像方向垂直。
成像设备99还包括第三组反射镜450，第四组反射镜460。所述第三组反射镜450和第四组反射镜460排成一排且与第三排摄像装置、第四排摄像装置、第五排摄像装置平行，并位于第三排摄像装置和第四排摄像装置之间。所述第三组反射镜450和第四组反射镜460的多个反射镜交替排列且两个两个一套，每套之间具有间隔470。第三排摄像装置通过第三组反射镜450对被拍物体200取像，第四排摄像装置通过第四组反射镜460对被拍物体200取像，第五排摄像装置透过所述间隔470直接对被拍物体200取像。如此，第三排摄像装置，第四排摄像装置，第五排摄像装置的取像范围也排成一排且交替排列。
从上述列举的第一至第六个实施方式可以看出，其原理就是利用光学元件改变将来自被拍物体200的部分或者全部光线，通过反射、透射甚至折射的形式改变为一个或者多个与原始光线传播方向不同的光线，那么就可以将原本需要排成一排的摄像装置分成两组或两组以上甚至更为分散的多个摄像装置，为摄像装置之间争取了空间。同时，由于位于同一排的摄像装置的取像范围之间都可以留下间隙，因为这些间隙可由其它排的摄像装置的取像范围来填补，如此便可有效地解决因为摄像装置尺寸限制而导致不能取得完整影像的问题，从而取得被拍物体完整且高精度影像。
本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施方式仅是用来说明本发明，而并非用作为对本发明的限定，只要在本发明的实质精神范围之内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本发明要求保护的范围之内。
Claims (13)
1.一种成像设备，其包括多个摄像装置，用于同时对被拍物体取像，其特征在于，所述多个摄像装置至少分为二组，所述成像设备还包括光学元件，所述光学元件位于至少一组摄像装置与被拍物体之间的光路中，用于改变来自被拍物体光线的传播方向，且该组摄像装置通过所述光学元件对被拍物体取像。
2.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：每个摄像装置具有不同的取像范围，并且相邻两个取向范围对应的取像光线的传播方向不同。
3.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：所述多个摄像装置的取像范围排成一排。
4.如权利要求3所述的成像设备，其特征在于：每组摄像装置排成一排，并且相邻两个取向范围对应不同排的摄像装置。
5.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：至少一组摄像装置是利用光学元件反射来自被拍物体的光线来对被拍物体取像。
6.如权利要求5所述的成像设备，其特征在于：光学元件为反射镜或者三棱镜，且反射镜或三棱镜的反射面面向至少一组摄像装置，该至少一组摄像装置利用反射镜或三棱镜反射来自被拍物体的光线来对被拍物体取像。
7.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：至少一组摄像装置是利用来自被拍物体并透过所述光学元件的光线对被拍物体取像。
8.如权利要求7所述的成像设备，其特征在于：光学元件为半透半反射透镜，至少一组摄像装置是利用来自被拍物体并透过所述半透半反射透镜的光线对被拍物体取像，还有另外至少一组摄像装置是利用所述半透半反射透镜反射来自被拍物体的光线来对被拍物体取像。
9.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：所述光学元件至少将来自被拍物体光线改变为二个不同传播方向，至少二组摄像装置分别利用所述二个不同传播方向的光线对被拍物体取像。
10.如权利要求9所述的成像设备，其特征在于：所述光学元件包括至少两组面向不同方向的反射镜，至少二组摄像装置分别利用所述至少两组面向不同方向的反射镜反射的光线对被拍物体取像。
11.如权利要求1所述的成像设备，其特征在于：至少一组摄像装置是直接利用来自被拍物体的光线进行取像。
12.如权利要求11所述的成像设备，其特征在于：所述光学元件包括多个反射镜，且多个光学镜片之间留有间隙，至少一组摄像装置是通过所述间隙接收直接来自被拍物体的光线，以对被拍物体取像。
13.如权利要求12所述的成像设备，其特征在于：所述多个反射镜分为两组，所述两组反射镜排成一排并交替设置，且所述排成一排的多个反射镜之间留有所述间隙。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| EE01 | Entry into force of recordation of patent licensing contract |
Assignee: Hongfutai precision electronics (Yantai) Co., Ltd. Assignor: Hung Fujin Precision Industry (Shenzhen) Co., Ltd.|Hon Hai Precision Industry Co Contract record no.: 2010990000395 Denomination of invention: A method to automatically regulate the image brightness and automatic imaging device License type: Exclusive License Open date: 20091104 Record date: 20100629 |
|
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Open date: 20091104 |