[发明专利]成像装置、三维成像系统及三维成像方法

说明书

本发明提供一种三维成像用成像装置，其包括第一镜头、第二镜头及图像传感器；第一镜头与第二镜头用于在同时刻对同一场景进行取像，以获取存在视差的第一图像与第二图像；图像传感器的靶面包括第一感光区与第二感光区，第一感光区与第二感光区相互分离，即第一感光区与第二感光区为该图像传感器的靶面上相互无重叠部分的两个区域，第一图像经第一镜头投射至第一感光区，第二图像经第二镜头投射至第二感光区。该成像装置不仅结构简单、体积小且成本低，而且在使用单个调焦机构进行调焦时，可简化整个成像装置的装配工艺。此外，本发明还提供一种以该成像装置构建的三维成像系统及可使用该三维成像系统进行成像的三维成像方法。

技术领域

本发明涉及一种三维成像用成像装置，以该成像装置构建的三维成像系统与三维成像方法。

背景技术

由于三维场景存在纵深信息而具有立体感，人眼之所以能够感受三维场景的立体感，是由于人横向并排布置的两眼相距一定间距，从而对于同一场景在同时刻的观察视角存在差异，该差异也称为视差，两眼观察到的两幅具有视差的图像经视觉神经中枢的融合反射及视觉心理反应便产生了三维立体感。

公布号为CN103188424A的专利文献中公布了一种三维成像模组，即三维成像系统，其包括第一成像单元、第二成像单元、存储器、色彩分离单元、对焦驱动单元及图像合成单元；在工作过程中，第一成像单元及第二成像单元用于同时以不同视角捕捉同一场景的图像，存储器用于存储第一成像单元及第二成像单元所捕捉的图像，色彩分离单元用于将第一成像单元及第二成像单元所捕捉到的图像分别用红、绿、蓝三原色表示，对焦驱动单元用于驱动第一成像单元及第二成像单元进行对焦，图像合成单元用于将第一成像单元及第二成像单元所捕捉的图像进行合成得到三维图像。

由于该三维成像模组采用两套图像传感器进行成像，导致其体积大，不适合在内窥镜等对体积要求高的设备中使用；如果采用单聚焦机构驱动两个镜头进行同步调焦，难以将两个图像传感器进行共面安装，导致其组装工艺复杂。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种三维成像用的成像装置；

本发明的另一目的是提供一种以上述成像装置构建的三维成像系统；

本发明的另一目的是提供一种可使用上述三维成像系统进行三维成像的三维成像方法；

本发明的另一目的是提供一种以上述成像装置构建的内窥镜；

本发明的另一目的是提供一种以上述成像装置构建的监控用成像装置；

本发明的另一目的是提供一种以上述成像装置构建的监控系统；

本发明的再一目的是提供一种以上述成像装置构建的移动终端设备。

为了实现上述主要目的，本发明提供一种三维成像用的成像装置，其包括第一镜头、第二镜头及图像传感器；第一镜头与第二镜头并排布置；第一镜头与第二镜头用于在同时刻对同一场景进行取像，以获取存在视差的第一图像与第二图像；图像传感器的靶面包括第一感光区与第二感光区，第一感光区与第二感光区相互分离，即第一感光区与第二感光区为该图像传感器的靶面上相互无重叠部分的两个区域，第一图像经第一镜头投射至第一感光区，第二图像经第二镜头投射至第二感光区。

由以上方案可见，由于同个图像传感器同时接收来自第一镜头及第二镜头所投射的图像，与现有技术中的每个镜头分别向一个图像传感器投射图像的技术方案相比，少用一套图像传感器驱动电路，不仅可有效地降低其体积，使具有该成像装置的三维成像系统适合于在内窥镜等对体积要求较高的设备中使用，而且降低成本；如果采用单个成像调焦机构对两个镜头进行同步调焦，不存在需要将两个图像传感器进行调整至共面布置的问题，简化成像装置的装配工艺。此外，由于图像传感器同时对两个镜头所投射的图像进行接收，便于两个镜头进行同步成像，可有效地确保两个镜头为同时进行取像，而且拍摄的帧率仅受限于图像传感器，可有效地确保一些用途对帧率的要求。