[发明专利]一种三维立体相机

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维立体相机，具体涉及三条光路，使用同一调焦镜、同一图像传感器可进行二维与三维拍摄模式切换的相机装置,属于机器视觉行业。

背景技术

传统的相机进行二维和三维切换的时候，需要拆卸更换镜头组，并且很多三维相机用于立体成像的左右两条光路相互独立，左右光路的夹角固定，这样的三维相机成本高，调试难，图像一致性差，并且只能对某一特定距离对焦。

发明内容

为了解决现有相机无法模拟真实人眼视物状态，成本高，调试难度大，图像一致性差等问题，本发明提供三维立体相机，该三维立体相机通过左右光路使用同一调焦镜成像，同一图像传感器，分时拍摄互不影响再合并成三维立体图像。具有成像一致性好，降低整机成本，降低调试难度，可实现对不同距离精确对焦，模拟真实人眼视物状态的特点。

本发明的技术方案是：一种三维立体相机包括图像传感器(1)、调焦镜(2)、半透半反棱镜(4)、反光镜A(9)、反光镜B(6)、光阀玻璃1(7)、光阀玻璃2(8)、光阀玻璃3(5)、硬件驱动模块(10)。主光轴(3)与右光路轴(13)、左光路轴(14)垂直相交于半透半反棱镜(4)中心。光阀玻璃1(7)通过硬件驱动模块(10)控制打开与关闭，当打开时，光路通过光阀玻璃1(7)，透过半透半反棱镜(4)，调焦镜(2)，图像传感器(1)而成二维图像；当光阀玻璃1(7)关闭时，光路分左右两路光通过反光镜A(9),光阀玻璃2(8)，反光镜B(6),光阀玻璃3(5)交替到达半透半反棱镜(4)，调焦镜(2)，图像传感器(1)分时成像，再合成三维立体图像。

硬件驱动模块(10)控制光阀玻璃1(7)、光阀玻璃2(8)、光阀玻璃3(5)的关闭与打开，从而控制当前由哪路光成像在图像传感器(1)上成像。硬件驱动模块(10)控制反光镜A(9)、反光镜B(6)的左右摆动，可实现在三维拍摄模式下，对近距离的被测物体1(11)及远距离的被测物体2(12)的对焦。

所述的光阀玻璃1(7)、光阀玻璃2(8)、光阀玻璃3(5)可通过电子控制关闭与打开。

所述的反光镜A(9)、反光镜B(6)可通过电子控制左右摆动。

所述的反光镜A(9)中心和反光镜B(6)中心距离近似人眼瞳距。

本发明具有如下有益效果：本立体三维相机通过半透半反棱镜(4)，三条光路共用同一组调焦镜(2)成像在图像传感器(1)上；左右两光路夹角可通过电子控制反光镜A(9)、反光镜B(6)的左右摆动调节，实现对不同距离精确对焦；三路光路的光阀玻璃可通过电子控制关闭与打开，实现相机的二维与三维之间快速的转换；反光镜A(9)中心和反光镜B(6)中心之间的距离近似人眼瞳距。具有成像一致性好，有效降低整机成本，降低调试难度，模拟真实人眼视物状态等特点。

附图说明

附图是本发明的结构剖视图。

图中1-图像传感器，2-调焦镜，3-主光轴，4-半透半反棱镜，5-光阀玻璃3，6-反光镜B，7-光阀玻璃1，8-光阀玻璃2，9-反光镜A，10-硬件驱动模块，11-被测物体1，12-被测物体2，13-右光路轴，14-左光路轴。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明：

由图所示，一种三维立体相机包括被测物体1(11)到被测物体2(12)之间远近物体均可通过调节右光路轴(13)上反光镜A(9)和左光路轴(14)上反光镜B(6)的夹角对焦成像在图像传感器(1)。硬件驱动模块(10)控制光阀玻璃1(7)、光阀玻璃2(8)、光阀玻璃3(5)的打开与关闭控制,控制反光镜A(9)、反光镜B(6)左右摆动。

三维立体相机分为以下三种工作状态：

状态一：当光阀玻璃1(7)打开，光阀玻璃2(8)和光阀玻璃3(5)关闭时。被测物体1(11)可通过主轴光路(3)成像在图像传感器(1)上，此时图像为二维图像。

状态二：当光阀玻璃1(7)关闭，光阀玻璃2(8)打开，光阀玻璃3(5)关闭时，被测物体1(11)可通过右光路轴(13)成像在图像传感器(1)上。

状态三：当光阀玻璃1(7)关闭，光阀玻璃2(8)关闭，光阀玻璃3(5)打开时，被测物体1(11)可通过左光路轴(14)成像在图像传感器(1)上。

通过以上状态二，状态三交替成像，可合成三维立体图像；通过切换状态一与状态二和状态三，可方便切换此相机在二维相机和三维相机之间转换。

反光镜A(9)和反光镜B(6)通过硬件驱动模块(10)控制可以左右摆动，实现对不同距离被测物体精确对焦。并且反光镜A(9)中心和反光镜B(6)中心之间的距离近似人眼瞳距，合成的三维图像将可模拟真实人眼视物状态。