CN106412403A - 一种3d摄像模组及3d拍摄设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于3D拍摄设备技术领域，提供了一种3D摄像模组及3D拍摄设备。该3D摄像模组包括：控制模块、第一摄像模块、第二摄像模块、固定装置；所述制模块与第一摄像模块、第二摄像模块电性连接；所述制模块与3D拍摄设备电连接；第一摄像模块和第二摄像模块平行装配在固定装置上；第一摄像模块包括第一镜头、第一图像传感器和第一光轴方向控制模块；第二摄像模块包括第二镜头、第二图像传感器和第二光轴方向控制模块。移动时，持续探测被拍摄物体的空间深度，通过光轴方向控制模块，调整摄像模块的光轴持续汇聚于前述物体，同时聚焦于前述物体，达到模拟人眼眼珠转动，及持续视线汇聚与晶状体聚焦的效果，有利于提升3D观看体验。

Description

一种3D摄像模组及3D拍摄设备

技术领域

本发明属于3D拍摄设备技术领域，尤其涉及一种3D摄像模组及3D拍摄设备。

背景技术

随着立体显示技术的发展，VR作为最热门的技术之一，已经形成一个产业。专业3D拍摄设备给人们带来高品质的3D享受，如阿凡达的拍摄，远景与近景拍摄是分开的两套价值百万的大型3D拍摄设备完成，然而这种专业3D拍摄设备使用范围有限。另一方面，家用拍摄设备也已经可以为人们呈现随处可及的3D影像效果，使用场景更广泛，但是家用拍摄设备方案却远远达不到大型3D拍摄设备制作出来的效果，尤其是3D相机拍摄近距离物体时，无法实现3D聚焦与视线汇聚，与人眼的真实体验相差很远；当近景切换到远景时，3D拍摄景深不能平滑切换，或者根本没有切换，只采用固定的3D景深。因为当前家用VR3D相机采用两颗独立摄像头固定设置，聚焦机构僵化，通常模糊一下才清晰，无法做到同步实时聚焦,不能实现移动中实时视线汇聚，视线跟随，导致了不佳的观看体验。

发明内容

本发明实施例提供了一种3D摄像模组及3D拍摄设备，旨在解决现有技术聚焦结构僵化，无法做到同步实时聚焦,不能实现移动中实时视线汇聚和视线跟随，观看体验不佳的问题。

一方面，提供一种3D摄像模组，所述3D摄像模组包括：控制模块、第一摄像模块、第二摄像模块、固定装置；所述控制模块与第一摄像模块、第二摄像模块电性连接；所述第一摄像模块和第二摄像模块平行装配在所述固定装置上；所述第一摄像模块包括第一镜头、用于将所述第一镜头获得光学图像转换成第一图像的第一图像传感器和第一光轴方向控制模块；所述第二摄像模块包括第二镜头、用于将所述第二镜头获得光学图像转换成第二图像的第二图像传感器和第二光轴方向控制模块。

进一步地，所述第一光轴方向控制模块由设置在所述第一摄像模块周围的N个伸缩马达组成，所述N个伸缩马达做不同的伸缩变化来调整第一摄像模块的光轴；

所述第二光轴方向控制模块由设置在所述第二摄像模块周围的N个伸缩马达组成，所述N个伸缩马达做不同的伸缩变化来调整第二摄像模块的光轴，N为大于等于2的整数。

进一步地，根据3D拍摄设备指令，所述控制模块同步控制第一光轴方向控制模块、第二光轴方向控制模块调整第一摄像模块的光轴、第二摄像模块的光轴汇聚于指令所指定3D汇聚点，并控制第一摄像模块、第二摄像模块同时按指令所指定焦距聚焦。

进一步地，所述控制模块还用于控制第一、第二图像传感器行场同步的输出第一、第二图像，并控制参数设置。

进一步地，所述控制模块还用于将第一图像、第二图像合并为立体图像。

进一步地，所述控制模块为现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray、FPGA)、DSP芯片、CPU芯片之一种或多种之组合。

另一方面，提供一种3D拍摄设备，所述3D拍摄设备包括：至少一个如权利要求1-6所述的3D摄像模组。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括CPU处理模块、与所述3D摄像模组数量一一对应空间深度感知模块；所述3D摄像模组和空间深度感知模块均与所述CPU处理模块电性连接；所述CPU处理模块用于根据所述空间深度感知模块获取的被拍摄物所处空间深度参数，实时调整所述空间深度感知模块对应的所述3D摄像模组中第一、第二摄像模块的光轴汇聚于被拍摄物处，并同时聚焦于被拍摄物处。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括图像处理模块，用于对所述3D摄像模组输出的立体图像进行调整、压缩编码和/或解压解码，所述图像处理模块单独部署或者部署于所述CPU处理模块中。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括ISP处理模块，所述ISP处理模块的数量为一个或多个；

所述ISP处理模块为多个时，其数量与所述3D摄像模组的摄像模块数量相同，其部署于摄像模块内部；

所述ISP处理模块为一个时，其可单独部署，或部署于CPU处理模块或图像处理模块中。

进一步地，所述空间深度感知模块的数量大于或等于所述3D摄像模组的数量，其中，所述空间深度感知模块部署于所述3D摄像模组中，或部署于3D拍摄设备中。

进一步地，所述空间深度感知模块包括深度计算单元，及彩色图像传感器、黑白图像传感器、结构光传感器、双目或多目传感器、光波带通器、红外光发射器、红外光接收传感器、激光发射器、激光接收传感器、无线电反射式雷达或超声波反射式雷达的一种或多种之组合。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括无线网络模块，用于将所述CPU处理模块处理完毕后的立体图像发送至其他移动终端或互联网设备。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括电源模块，用于为所述3D拍摄设备的所有模块提供电能。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括有线对外接口，用于发送或接收指令及数据。

本申请实施例包括以下优点：

分别通过在摄像模块周围设置多个伸缩马达，可以多方位、灵活、准确调整两个摄像模块的光轴汇聚；同时，增加空间深度感知模块获取场景景深，通过两个摄像模块各自对应的伸缩装置调整两个摄像模块的光轴汇聚被拍摄物处，并同时聚焦于被拍摄物处，能适应移动摄像时各种场景下的景深平滑切换,有效提升了3D观看舒适度。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的3D摄像模组的结构框图；

图2是本发明实施例一提供的伸缩马达运动导致光轴改变的示意图；

图3是本发明实施例二提供的3D拍摄设备的结构框图；

图4是本发明实施例二提供的空间深度感知模块与拍摄模块光轴的示意图。

具体实施方式

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。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细描述：

实施例一

图1示出了本发明实施例一提供的3D摄像模组的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中，该3D摄像模组包括：控制模块1、第一摄像模块2、第二摄像模块3、固定装置5；所述控制模块1与第一摄像模块1、第二摄像模块2电性连接；所述第一摄像模块1和第二摄像模块2平行装配在所述固定装置5上；所述第一摄像模块2包括第一镜头21、用于将所述第一镜头21获得光学图像转换成第一图像的第一图像传感器22和第一光轴方向控制模块；所述第二摄像模块3包括第二镜头31、用于将所述第二镜头31获得光学图像转换成第二图像的第二图像传感器32和第二光轴方向控制模块，所述控制模块1用于将第一图像和第二图像合成为立体图像。

其中，第一镜头21为广角镜头，第一图像传感器22用于将所述第一镜头21获得光学图像转换成第一图像；所述第一光轴方向控制模块由设置在所述第一镜头21周围的4个伸缩马达23组成，通过控制第一光轴方向控制模块的4个伸缩马达23做不同的伸缩变化来调整第一镜头21的光轴；

第二镜头31为广角镜头，第二图像传感器32用于将所述第二镜头31获得光学图像转换成第二图像；所述第二光轴方向控制模块由设置在所述第二镜头31周围的4个伸缩马达23组成，通过控制第二光轴方向控制模块的4个伸缩马达23做不同的伸缩变化来调整第二镜头31的光轴。图2示出了伸缩马达运动导致第二镜头光轴改变的示意图，不难看出，由于第一、第二光轴方向控制模块由4个伸缩马达组成，四个伸缩马达可以灵活变动，任一个或者多个伸缩马达变动都会调整镜头，使得镜头的光轴的聚焦更加灵活，可实现实时聚焦,即使移动中实时视线汇聚也不受影响，实现视线跟随。

优选的，所述伸缩马达的数量为2、6、8、10或12。

进一步地，所述控制模块1同步控制第一光轴方向控制模块、第二光轴方向控制模块调整第一摄像模块2的光轴、第二摄像模块3的光轴汇聚于3D汇聚点，并控制第一摄像模块2、第二摄像模块3进行聚焦。

其中，所述控制模块1还用于控制第一图像传感器22、第二图像传感器32行场同步的输出第一、第二图像，并控制参数设置。

进一步地，所述控制模块1还用于将第一图像、第二图像合并为立体图像。

进一步地，所述控制模块1为现场可编程门阵列(Field－Programmable GateArray、FPGA)、DSP芯片、CPU芯片之一种或多种之组合。

本实施例，分别通过在摄像模块周围设置多个伸缩马达，通过控制模块同时多方位、灵活、准确调整两个摄像模块的光轴的汇聚和各自聚焦。

实施例二

图3示出了本发明实施例二提供的3D拍摄设备的具体结构框图，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。在本实施例中，该3D拍摄设备包括：至少一个3D摄像模组301。优选的，3D拍摄设备还包括：CPU处理模块302和与所述3D摄像模组对应空间深度感知模块303；所述3D摄像模组301和空间深度感知模块303均与所述CPU处理模块302电性连接，所述CPU处理模块302用于根据所述空间深度感知模块303获取的被拍摄物所处空间深度参数，实时调整所述空间深度感知模块303对应的所述3D摄像模组中第一摄像模块、第二摄像模块的光轴汇聚于被拍摄物处，并同时聚焦于被拍摄物处。其中，图4示出了摄像模块的光轴和空间深度感知模块的光轴。通过光轴方向控制模块各自摄像模块的光轴汇聚于被拍摄物处，能适应移动摄像时各种场景下的景深平滑切换,有效提升拍摄3D视频的观看舒适度。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括图像处理模块304，用于对所述3D摄像模组301输出的立体图像进行调整、压缩编码和/或解压解码，所述图像处理模块304单独部署或者部署于所述CPU处理模块302中。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括ISP处理模块305，所述ISP处理模块305的数量为一个或多个；

所述ISP处理模块305为多个时，其数量与所述3D摄像模组301的摄像模块数量相同；

所述ISP处理模块305为一个时，其可单独部署，或部署于CPU处理模块302或图像处理模块304中。

进一步地，所述空间深度感知模块303的数量大于或等于所述3D摄像模组301的数量，其中，所述空间深度感知模块303部署于所述3D摄像模组301，或部署于CPU处理模块302。

其中，所述空间深度感知模块303包括彩色图像传感器、黑白图像传感器、结构光传感器、双目或多目视差计算器、光波带通器、红外光发射器、红外光接收传感器、激光发射器、激光接收传感器、无线电反射式雷达或超声波反射式雷达的一种或多种之组合。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括无线网络模块306，用于将所述CPU处理模块302处理完毕后的立体图像发送至其他移动终端或互联网设备。优选的，立体图像也可以保存3D拍摄设备。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括电源模块，用于为所述3D拍摄设备的所有模块提供电能。

进一步地，所述3D拍摄设备还包括有线对外接口，用于发送或接收指令及数据。

本实施例，增加空间深度感知模块获取场景景深，通过两个摄像模块各自对应的伸缩装置调整两个摄像模块的光轴汇聚被拍摄物处，并同时聚焦于被拍摄物处，能适应移动摄像时各种场景下的景深平滑切换,有效提升了3D观看舒适度。

本发明实施例涉及的3D摄像模组详情参见上述实施例一的描述，在此不再赘述。

值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个模块只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

本领域内的技术人员应明白，本申请实施例的实施例可提供为方法、控制器、或计算机程序产品。因此，本申请实施例可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请实施例可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请实施例是参照根据本申请实施例的方法、终端设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理终端设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理终端设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的控制器。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理终端设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令控制器的制造品，该指令控制器实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理终端设备上，使得在计算机或其他可编程终端设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程终端设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本申请实施例的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例做出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请实施例范围的所有变更和修改。

最后，还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者终端设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者终端设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上对本申请所提供的一种3D摄像模组及3D拍摄设备，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (15)

1.一种3D摄像模组，其特征在于，所述3D摄像模组包括：控制模块、第一摄像模块、第二摄像模块、固定装置；所述控制模块与第一摄像模块、第二摄像模块电性连接；所述第一摄像模块和第二摄像模块平行装配在所述固定装置上；所述第一摄像模块包括第一镜头、用于将所述第一镜头获得光学图像转换成第一图像的第一图像传感器和第一光轴方向控制模块；所述第二摄像模块包括第二镜头、用于将所述第二镜头获得光学图像转换成第二图像的第二图像传感器和第二光轴方向控制模块。

2.根据权利要求1所述的3D摄像模组，其特征在于，所述第一光轴方向控制模块由设置在所述第一摄像模块周围的N个伸缩马达组成，所述N个伸缩马达做不同的伸缩变化来调整第一摄像模块的光轴；

所述第二光轴方向控制模块由设置在所述第二摄像模块周围的N个伸缩马达组成，所述N个伸缩马达做不同的伸缩变化来调整第二摄像模块的光轴，N为大于等于2的整数。

3.根据权利要求1所述的3D摄像模组，其特征在于，根据3D拍摄设备指令，所述控制模块同步控制第一光轴方向控制模块、第二光轴方向控制模块调整第一摄像模块的光轴、第二摄像模块的光轴汇聚于指令所指定3D汇聚点，并控制第一摄像模块、第二摄像模块同时按指令所指定焦距聚焦。

4.根据权利要求1所述的3D摄像模组，其特征在于，所述控制模块还用于控制第一、第二图像传感器行场同步的输出第一、第二图像，并控制参数设置。

5.根据权利要求1所述的3D摄像模组，其特征在于，所述控制模块还用于将第一图像、第二图像合并为立体图像。

6.根据权利要求1所述的3D摄像模组，其特征在于，所述控制模块为现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array、FPGA)、DSP芯片、CPU芯片之一种或多种之组合。

7.一种3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备包括：至少一个如权利要求1-6所述的3D摄像模组。

8.根据权利要求7所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括CPU处理模块、与所述3D摄像模组数量一一对应空间深度感知模块；所述3D摄像模组和空间深度感知模块均与所述CPU处理模块电性连接；所述CPU处理模块用于根据所述空间深度感知模块获取的被拍摄物所处空间深度参数，实时调整所述空间深度感知模块对应的所述3D摄像模组中第一、第二摄像模块的光轴汇聚于被拍摄物处，并同时聚焦于被拍摄物处。

9.根据权利要求8所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括图像处理模块，用于对所述3D摄像模组输出的立体图像进行调整、压缩编码和/或解压解码，所述图像处理模块单独部署或者部署于所述CPU处理模块中。

10.根据权利要求9或所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括ISP处理模块，所述ISP处理模块的数量为一个或多个；

所述ISP处理模块为多个时，其数量与所述3D摄像模组的摄像模块数量相同，其部署于摄像模块内部；

所述ISP处理模块为一个时，其可单独部署，或部署于CPU处理模块或图像处理模块中。

11.根据权利要求8所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述空间深度感知模块的数量大于或等于所述3D摄像模组的数量，其中，所述空间深度感知模块部署于所述3D摄像模组中，或部署于3D拍摄设备中。

12.根据权利要求11所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述空间深度感知模块包括深度计算单元，及彩色图像传感器、黑白图像传感器、结构光传感器、双目或多目传感器、光波带通器、红外光发射器、红外光接收传感器、激光发射器、激光接收传感器、无线电反射式雷达或超声波反射式雷达的一种或多种之组合。

13.根据权利要求8所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括无线网络模块，用于将所述CPU处理模块处理完毕后的立体图像发送至其他移动终端或互联网设备。

14.根据权利要求8所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括电源模块，用于为所述3D拍摄设备的所有模块提供电能。

15.根据权利要求8所述的3D拍摄设备，其特征在于，所述3D拍摄设备还包括有线对外接口，用于发送或接收指令及数据。