CN110933394A - 阵列式三维光学影像设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种阵列式三维光学影像设备包括滤光片、镜头、光学测距仪、红外脉冲发射器、图像处理器及显示器，滤光片正对所述镜头设置，光学测距仪呈矩阵排布并形成测距阵列，滤光片位于镜头与测距阵列之间，测距阵列中的每一光学测距仪均与一计算器的输入端电性连接，计算器的输出端与图形处理器电性连接，图像处理器与显示器电性连接，计算器藉由各光学测距仪所获取的被拍摄物上不同部位的距离而得到各部位之间的相对距离差值，图像处理器藉由所获取的相对距离差值而形成被拍摄物的三维影像并传递至显示器进行显示；本发明藉由呈矩阵排布的光学测距仪来直接的获取被拍摄物的三维数据，从而使得获取的影像立体效果更好、更为真实。

Description

阵列式三维光学影像设备

技术领域

本发明涉及一种影像设备，尤其涉及一种利用光学测距的方式来获取影像的光学影像设备。

背景技术

三维影像的成像可分为静态景物拍摄和动态景物拍摄两大类。静态景物的拍摄，只需要使用一部照相机，在某一个位置角度先拍一张影像，然后平行移动照相机一段距离再拍一张，这样就得到了一组具有视差的立体影像。动态景物的拍摄,则需要利用特殊的立体相机(如双镜头相机),或者两部照相机一次同时拍摄两张影像；现有的三维影像的成像拍摄一般都是采用动态景物的拍摄获得的，即通过双镜头相机拍摄获得，双镜头相机都是采用两个并列的镜头同时扑捉影像，当左右两幅图分别进入左右眼时，便会产生立体的视觉效果，这种偏光原理广泛的应用在立体摄影中。然而这种双镜头相机成本相对于普通的单镜头相机而言，成本非常高，且也难以精准的反应物件的真实立体效果，从而使得最终获取的立体影像与实物在比例尺寸上存在偏差。

因此，亟需一种影像立体效果更好、更为真实的摄像设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种影像立体效果更好、更为真实的摄像设备阵列式三维光学影像设备。

为实现上述目的，本发明提供了一种阵列式三维光学影像设备，包括滤光片、镜头、光学测距仪、红外脉冲发射器、图像处理器及显示器，所述滤光片正对所述镜头设置，所述光学测距仪呈矩阵排布并形成测距阵列，所述测距阵列正对所述滤光片设置，所述滤光片位于所述镜头与所述测距阵列之间，所述红外脉冲发射器设置于所述镜头的外侧，所述测距阵列中的每一所述光学测距仪均与一计算器的输入端电性连接，所述计算器的输出端与所述图形处理器电性连接，所述图像处理器与所述显示器电性连接，所述计算器藉由各所述光学测距仪所获取的被拍摄物上不同部位的距离而得到各部位之间的相对距离差值，所述图像处理器藉由所获取的所述相对距离差值而形成被拍摄物的三维影像并传递至所述显示器进行显示。

较佳地，本发明的阵列式三维光学影像设备的镜头为凸透镜结构。

较佳地，本发明的的阵列式三维光学影像设备的滤光片及所述测距阵列的中心位于所述凸透镜结构的主光轴上。

与现有技术相比，由于发明通过呈矩阵排布的光学测距仪获取被拍摄物上不同部位的距离，计算器通过接收到各光学测距仪所传输的被拍摄物上不同部位的距离而技术出被拍摄物个部位之间的相对距离差值，从而形成与呈矩阵排布的光学测距仪相对应的矩阵数据，图像处理器藉由接收到的呈矩阵排布的被拍摄物的相对距离差值而生成被拍摄物的三维影像并进行存储，显示屏对图像处理器所生成的三维影像进行显示；因此，本发明藉由呈矩阵排布的光学测距仪来直接的获取被拍摄物的三维数据，从而使得获取的影像立体效果更好、更为真实。

附图说明

图1是本发明阵列式三维光学影像设备的结构示意。

图2是本发明阵列式三维光学影像设备的一实施例结构示意图。

图3是图2中六个部位之间的相对距离差值关系示意图。

图4是本发明阵列式三维光学影像设备的测距阵列的排布结构示意图。

具体实施方式

现在参考附图描述本发明的实施例，附图中类似的元件标号代表类似的元件。

如图1-图4所示，本发明的阵列式三维光学影像设备100，包括滤光片1、镜头2、光学测距仪3、红外脉冲发射器4、图像处理器5及显示器6，滤光片1正对镜头2设置，光学测距仪3呈矩阵排布并形成测距阵列31(如图4所示)，该测距阵列31正对滤光片1设置，滤光片1位于镜头2与测距阵列31之间，红外脉冲发射器4设置于镜头2的外侧，测距阵列31中的每一光学测距仪3均与一计算器7的输入端电性连接，该计算器7的输出端与图形处理器5电性连接，图像处理器5与显示器6电性连接，工作时，开启红外脉冲发射器4，红外脉冲发射器4发射出红外脉冲，红外脉冲照射并覆盖到被拍摄物200的正面后进行发射，反射的红外脉冲入射入镜头2的透镜21后折射出，从透镜21折射出的红外脉冲的红外光束穿过滤光片1后将可见光过滤掉并射入测距阵列31中呈矩阵排布的各光学测距仪中，由于红外脉冲覆盖了被拍摄物200的正面，因此被拍摄物200的正面的不同部位经过红外脉冲中的红外光束反射后对应的最后射入呈矩阵排布的各光学测距仪3中，从而使得计算器7藉由各光学测距仪3所获取的被拍摄物200上不同部位的距离而得到被拍摄物200上各部位之间的相对距离差值，该计算器7采用现有的即可，该技术器7通过记录红外脉冲发射的时间和各光学测距仪3接收到被拍摄物200上不同部位反射的红外脉冲中红外光束的时间，由于红外脉冲是同一时间发射，而被拍摄物200的正面存在距离差(即被拍摄物200的正面是呈现凹凸的立体结构)，因此导致反射后进入各光学测距仪3的红外光束的时间不同，该计算器7通过记录进入各光学测距仪3的红外光束的时间，而计算出各光学测距仪3接收到反射回的红外光束的时间差，再根据该时间差乘以光速即可获得被拍摄物200各部位之间精准的相对距离差值，从而建立一个与光学测距仪3的矩阵排布一致的相对距离差值的矩阵数据，进而图像处理器5藉由所获取的相对距离差值而形成被拍摄物的三维影像进行存储，同时并传递至显示器6进行显示；具体地，如图4给出了光学测距仪3按照m×n的矩阵进行排布所形成的测距阵列31，从而所建立的相对距离差值的矩阵数据也为m×n，进而使得图像处理器5由该矩阵数据所形成的三维影像的分辨率为m×n，通常分辨率m×n设为1920×1080，当然该分辨率m×n也设为现常用的1280×1024或800×600或3072×2304等等，其分辨率m×n的设定，本领域技术人员根据实际所需的三维影像的清晰度无需任何创造性的劳动即可设定，在此不再详细说明。以下继续结合图1-图4对本发明的阵列式三维光学影像设备100作进一步详细的说明。

如图2所示，给出了拍摄物200为一头部模型的示意图，以该被拍摄物200的中轴线为准从上至下任意的选取了A、B、C、D、E、F六个部位，每个部位的面积与分辨率为m×n的1个像素相当，被拍摄物200上的A、B、C、D、E、F六个部位经过红外脉冲照射后反射的红外光束通过透镜21及滤光片1分别射入测距阵列31中六个光学测距仪a、b、c、d、e、f中，计算器7藉由该六个光学测距仪a、b、c、d、e、f所获取的被拍摄物200上的A、B、C、D、E、F六个部位的距离而得到被拍摄物上A、B、C、D、E、F六个部位的相对距离差值，图2中被A、B、C、D、E、F六个部位纵向的虚线示意了该六个部位之间实际的所存在的距离变化，图3以纵向的坐标轴的高低表示了A、B、C、D、E、F六个部位之间的相对距离差值关系。

较佳者，本发明的阵列式三维光学影像设备100的镜头2为凸透镜结构。

较佳者，本发明的的阵列式三维光学影像设备100的滤光片1及测距阵列31的中心位于凸透镜结构的主光轴上。

结合图1-图4所示，由于发明通过呈矩阵排布的光学测距仪3获取被拍摄物200上不同部位的距离，计算器7通过接收到各光学测距仪3所传输的被拍摄物200上不同部位的距离而技术出被拍摄物200个部位之间的相对距离差值，从而形成与呈矩阵排布的光学测距仪3相对应的矩阵数据，图像处理器5藉由接收到的呈矩阵排布的被拍摄物200的相对距离差值而生成被拍摄物的三维影像并进行存储，显示屏6对图像处理器5所生成的三维影像进行显示；因此，本发明藉由呈矩阵排布的光学测距仪3来直接的获取被拍摄物200的三维数据，从而使得获取的影像立体效果更好、更为真实。

另，本发明所涉及的滤光片1、镜头2及显示器6的具体结构及工作原理，均为本领域普通技术人员所熟知的，在此不再作详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的优选实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (3)

1.一种阵列式三维光学影像设备，其特征在于，包括：滤光片、镜头、光学测距仪、红外脉冲发射器、图像处理器及显示器，所述滤光片正对所述镜头设置，所述光学测距仪呈矩阵排布并形成测距阵列，所述测距阵列正对所述滤光片设置，所述滤光片位于所述镜头与所述测距阵列之间，所述红外脉冲发射器设置于所述镜头的外侧，所述测距阵列中的每一所述光学测距仪均与一计算器的输入端电性连接，所述计算器的输出端与所述图形处理器电性连接，所述图像处理器与所述显示器电性连接，所述计算器藉由各所述光学测距仪所获取的被拍摄物上不同部位的距离而得到各部位之间的相对距离差值，所述图像处理器藉由所获取的所述相对距离差值而形成被拍摄物的三维影像并传递至所述显示器进行显示。

2.如权利要求1所述的阵列式三维光学影像设备，其特征在于，所述镜头为凸透镜结构。

3.如权利要求2所述的阵列式三维光学影像设备，其特征在于，所述滤光片及所述测距阵列的中心位于所述凸透镜结构的主光轴上。

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