专利名称：转变成像轴线立体取像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型是有关于一种转变成像轴线立体取像装置，尤其涉及可根据旋转镜组的成像轴线，改变立体影像的宽高比的装置。
背景技术：
在照相机或具有照相功能的手机，通过取像镜组将人物或风景进行拍摄，以CCD 或CMOS对于被摄物取像后的影像仅为二维平面QD)影像。三维立体(3D)影像是未来消费电子产品必备条件，目前的取像设备如相机或摄影机等，只能拍摄二维平面OD)的影像。 然而，二维平面OD)影像欠缺立体感觉，目前有许多方法可将2D影像经过影像重建，而形成三维立体(3D)的立体影像。一般用户使用照相机，期望通过照相机可以快速的获得人物与风景的立体影像， 采用二个镜组以视差法重建立体视觉的精度虽然较差，但比较容易构成，也容易大众商品化。此种以视差法重建立体视觉方法上，如美国专利公开号US2004/0095643等，揭示使用二个取像镜组分别取得二个影像以重建为立体影像获取的方法或装置，再如美国专利 US2004/0027657则使用折射镜形成二个光路以取得二个影像；又美国专利US6，392，688则提出使用三个取像镜组分别取得三个影像，并通过更精密的计算以重建为立体影像；台湾专利公开号TW201027230则揭露使用二个取像镜组，配合具有多个折射区域的折射片以取得多个影像，由此重建为立体影像获取的方法或装置。以上所揭示的技术主要使用二个不同位置取得的二个(或三个)影像，经图像处理后重建出3D立体影像。另台湾专利公开号 TW201015203则揭示使用单个取像镜组，在不同时序(time sequence)取得二个影像经图像处理后重建出立体影像的获取方法或装置。前述的以视差法重建立体视觉的现有技术，受限于取像镜组影像感测元件宽高比 G 3或16 9)，只能摄取水平宽幅的影像，所重建完成的立体影像也受限于取像的水平轴线(horizontal axle line)使用，当用户欲拍摄全身人像或高楼时，若将相机由水平轴线的拍摄转为直立的拍摄，则无法构成二个不同视差的影像，无法形成3D影像的重建，因此用户仍会相当的不方便。
实用新型内容有鉴于上述现有技术的问题，本实用新型主要目的之一在于提出一种转变成像轴线立体取像装置，所述装置包含第一镜组、第二镜组、旋转机构与立体视觉重建处理元件， 如图3A、图;3B，以建立立体视觉影像；其中，第一镜组包含第一取像镜片组、第一影像感测元件；第二镜组包含第二取像镜片组、第二影像感测元件；旋转机构包含第一旋转机构与第二旋转机构；第一旋转机构可将第一镜组成像轴线I旋转至θ角度，由第一取像镜片组与第一影像感测元件获取被摄物光线形成第一影像；第二旋转机构可将第二镜组成像轴线 I旋转至θ角度，由第二取像镜片组与第二影像感测元件获取被摄物光线形成第二影像。 立体视觉重建处理元件利用第一影像、第二影像与成像轴线角θ的数据，建立立体视觉影像。本实用新型的又一目的在于提供一种转变成像轴线立体取像装置，如前所述，其中，旋转机构带动第一旋转机构与第二旋转机构，第一旋转机构由齿条、套筒或步进马达， 将第一镜组旋转至θ角度，第二旋转机构由齿条、套筒或步进马达，将第二镜组旋转至θ 角度，如图4与图6所示。在图6中，绘示以旋转机构带动第一旋转机构与第二旋转机构。 以上仅为方便说明，本实用新型并不局限于此。本实用新型的再一目的在于提供一种转变成像轴线立体取像装置，如图5所示， 旋转第一影像感测元件和旋转第二影像感测元件至θ角；其中，第一旋转机构将第一影像感测元件旋转至θ角度，第二旋转机构将第二影像感测元件旋转至θ角度；根据第一影像感测元件旋转至成像轴线角θ取得的第一影像、第二影像感测元件旋转至成像轴线角θ 取得的第二影像，以转变水平取像宽高比的范围。本实用新型的另一个主要目的在于提出一种转变成像轴线立体取像装置，如图10 所示，所述装置包含第一镜组、第二镜组、第三镜组与立体视觉重建处理元件，以建立立体视觉影像。其中，第一镜组、第二镜组与第三镜组以等腰直角三角形方式排列，第二镜组置于直角处，第一镜组与第三镜组分别置于底角处；当用户旋转立体取像装置至θ角度，θ 为立体取像装置成像轴线角；立体视觉重建处理元件可将立体取像装置旋转后的θ角度的数据、选取第二镜组所形成的第二影像与成像轴线I上的另一个镜组所形成的影像(第一影像)，建立立体视觉影像。本实用新型的再一个主要目的之一在于提供一种转变成像轴线立体取像装置，如图12与图13所示，所述装置包含第一取像镜片组、第二取像镜片组、双光路光学元件、影像感测元件、时序产生元件、旋转机构与立体视觉重建处理元件。其中，所述旋转机构用以将影像感测元件旋转成像轴线至θ角度，θ为影像感测元件成像轴线角；其中，双光路光学元件可在时序产生元件发出的第一时序时，构成第一取像镜片组的光路通道，将被摄物的光线经由第一取像镜片组与双光路光学元件，送到影像感测元件上成像，形成第一影像。在时序产生元件发出第二时序时，双光路光学元件可构成第二取像镜片组的光路通道，将被摄物的光线经由第二取像镜片组与双光路光学元件，送到影像感测元件上成像，形成第二影像。立体视觉重建处理元件根据所述立体取像装置旋转后的θ角的数据、第一时序时影像感测元件形成的第一影像、第二时序时影像感测元件形成的第二影像，建立立体视觉影像。承上所述，根据本实用新型的转变成像轴线立体取像装置，其可具有一个或多个下述优点(1)根据本实用新型提出的旋转立体取像装置的成像轴线，可将横幅的第一影像与第二影像转变为直幅的3D立体影像，用户可容易的选择拍摄横幅的立体影像、直幅的立体影像或可变幅度的立体影像，将带给用户便利。(2)为不同应用目的，本实用新型还提出根据旋转整个镜组、旋转影像感测元件等适用的立体取像装置，由此可让用户有更多的选择。(3)而且为用户方便，本实用新型提出利用三个取像镜组的配置，使本实用新型的旋转立体取像装置的成像轴线，更容易为用户所接受使用，带给用户更多的便利。为此，本实用新型可应用在可携式移动电话、相机或手持的电子设备上，根据旋转电子设备，即可快速拍摄立体影像，将给予用户更多的便利。(4)并且，本实用新型提出利用双光路单一影像传感器的配置，使本实用新型的旋转立体取像装置的成像轴线所构成的装置，可以减少影像传感器的使用，以降低成本，或因增加取像镜片组的后焦距，可以提高拍摄的景深，所重建的立体影像具有更高的立体效果。
图1为本实用新型的转变成像轴线立体取像装置的示意图；图2为本实用新型第一实施例与第二实施例的转变成像轴线立体取像的步骤流程图；图3A为本实用新型的转变成像轴线立体取像装置的说明示意图；图;3B为本实用新型的转变成像轴线立体取像装置的成像轴线角的说明示意图；图4为本实用新型第一实施例的转变成像轴线立体取像装置的操作示意图之一；图5为本实用新型的第二实施例转变成像轴线立体取像装置的操作示意图；图6为本实用新型第一、二实施的例转变成像轴线立体取像装置的旋转机构示意图一；图7为本实用新型第一、二实施例的转变成像轴线立体取像装置的旋转机构示意图二；图8为本实用新型第一、二实施例的转变成像轴线立体取像装置的旋转机构示意图三；图9为本实用新型第三实施例的转变成像轴线立体取像装置的步骤流程图；图10为本实用新型的第三实施例的转变成像轴线立体取像装置的操作示意图；图11为本实用新型的第四实施例的转变成像轴线立体取像装置的步骤流程图；图12为本实用新型第四实施例的转变成像轴线立体取像装置的操作示意图一；图13为本实用新型第四实施例的转变成像轴线立体取像装置的操作示意图二 ； 以及图14为本实用新型第四实施例的转变成像轴线立体取像装置的控制信号的时序示意图。主要符号说明1为被摄物；2为立体取像装置；21为第一镜组；211为第一取像镜片组；212为第一影像感测元件/影像感测元件；213、214为第一影像；22为第二镜组； 221为第二取像镜片组；222为第二影像感测元件；223、2M为第二影像；23为第三镜组； 231为第三取像镜片组；232为第三影像感测元件；对为立体视觉重建处理元件；25为旋转机构；2510为第一旋转机构；2511为第一步进马达；2512为第一套筒；2520为第二旋转机构；2521为第二步进马达；2522为第二套筒；26为双光路光学元件；261为第一反射镜； 262为第二反射镜；263为第三反射镜；264为光路开关；265为时序产生元件；Sll S 13、 Slll S112、S21 S24、S231 S232、S31 S33为步骤；θ为成像轴线角；X为水平轴线；以及I为成像轴线。
具体实施方式
被摄物的立体信息对于被摄物的定位、定向与观看甚为重要。然而，经由取像镜组与影像感测元件((XD或CMOS等)成像后的影像为2D影像，遗失一个坐标值。双镜组立体视觉重建原理(principle of stereo vision by binocular images)使用一个或二个照相机，由一个或二个影像感测元件(CCD或CMOS等)经由不同的视角(位置)取得相同被摄物不同的影像，再配合图像处理技巧，重建出立体影像。本实用新型的转变成像轴线立体取像装置即是运用双镜组立体视觉重建原理，转变一个或二个影像感测元件的成像轴线， 取得弹性或多变化的成像轴线的二个影像，以供图像处理后重建为3D影像。参照图1图及图3A，立体取像装置2包含第一镜组21、第二镜组22及立体视觉重建处理元件对，其中，第一镜组21包含第一取像镜片组211与第一影像感测元件212，被摄物1的光线经由第一取像镜片组211聚焦及成像于第一影像感测元件212，形成第一影像 213，选定第一影像213某一个特征作为比对之用，在相机的运用上常选人脸为特征，其特征坐标为(Xl，yi)。第一影像感测元件212的宽高比为L/D，对于不同的商品化影像感测元件，通常为L/D = 4/3或L/D = 16/9，由于第一影像感测元件212的宽高比在X方向较长， 在Y方向较短，因此第一影像感测元件212取得的第一影像213横幅也大于直幅(如4 3 或16 9)，常用于被摄物1的半身影像。同样，第二镜组22包含第二取像镜片组221与第二影像感测元件222，被摄物1的光线经由第二取像镜片组221聚焦及成像于第二影像感测元件222，形成第二影像223，选择第二影像223的相同特征(如人脸)，其特征坐标为U2，y2)。第二影像感测元件222的宽高比为L/D，对于不同的商品化影像感测元件，通常为L/D = 4/3或L/D= 16/9。由于第二影像感测元件222的宽高比在X方向较长，在Y方向较短，由第二影像感测元件222取得的第二影像223也为横幅大于直幅(如4 3或16 9)，也为被摄物1的半身影像。立体视觉重建处理元件M可对被摄物1的两个影像213、223以影像上的深度重建为立体影像。由于实际的景物上，每个不同距离的花、人物、树、山、天空等都有不同的景深，或在视角上可拍摄的高度，对用户而言，是否可以方便的拍摄两个影像、是否可以解决影像格式宽高比的限制，则显得相对的重要。参见图1，图1的(a)表示当用户将第一镜组21与第二镜组22以水平方向(水平轴线X的方向)进行拍摄取得第一影像213与第二影像223，可构成横幅立体影像；当欲拍摄较高的影像(如人像的全身或高楼时)时，若将相机双镜组旋转为直立时(如图1的 (b))，第一镜组21与第二镜组22以上下方向叠放，(水平轴线X变为垂直)，如此无法运用双镜组立体视觉重建原理，不能由第一镜组21与第二镜组22经由不同的视角(位置)取得被摄物1不同的影像(第一影像213与第二影像22 ，而供图像处理后重建为3D影像。前述的本实用新型的转变成像轴线立体取像装置2，可不必改变第一镜组21与第二镜组22的拍摄水平轴线，而转变第一镜组21与第二镜组22成像轴线I，如图3A进行拍摄，可将被摄物1的成像高度加大(如全身人像或高楼的影像)，并可利用双镜组立体视觉重建原理，由第一镜组21与第二镜组22经由不同的视角(位置)取得相同被摄物1不同的影像，而供图像处理后重建为成像高度加大的3D影像。在图3A中，第一影像感测元件212水平轴线(horizontal axle line)为X，成像轴线(imagery axle line)为I，当尚未旋转第一镜组21时，第一影像感测元件212水平轴线X与成像轴线I为重合，第二影像感测元件222水平轴线X与成像轴线I为重合；被摄物 1经由第一镜片组211与第二镜片组221在第一影像感测元件212与第二影像感测元件222分别形成第一影像213与第二影像223，被摄物1的特征点在第一影像213与第二影像223 上的坐标分别为U1J1)与(x2，y2)，可利用运用双镜组立体视觉重建原理，由第一影像213 与第二影像223经由不同的视角(位置)取得相同被摄物1不同的影像(第一影像213与第二影像223)，利用被摄物1的特征点的坐标(Xl，Y1)与U2，y2)，而供图像处理后重建为 3D影像。当旋转第一镜组21时，第一影像感测元件212水平轴线X与成像轴线I产生成像轴线角θ ；当旋转第二镜组22时，第二影像感测元件223水平轴线X与成像轴线I产生第二镜组22成像轴线角θ。被摄物1经由第一镜片组211与第二镜片组221在第一影像感测元件221与第二影像感测元件222分别形成第一影像214与第二影像224，被摄物1的特征点在第一影像214与第二影像224上的坐标分别为(W)与U2，，y2，)，则可利用运用双镜组立体视觉重建原理，由第一影像214与第二影像2M利用被摄物1的特征点的坐标(x/，y/ )与U2’，y2’)，立体视觉重建处理元件对则可由成像轴线角θ的数据、第一影像214与第二影像224的数据数据重构形成立体影像。为说明本实用新型的具体实施方式
，利用以下优选实施例进行说明。<第一实施例>请参见图1，本实用新型的转变成像轴线立体取像装置2，所述装置包含第一镜组 21、第二镜组22、旋转机构25 (参照图6)与立体视觉重建处理元件24 (参照图3Α)，以建立立体视觉影像。本实施例的转变成像轴线立体取像装置2，如图3Α所示，其中，第一镜组21包含第一取像镜片组211与第一影像感测元件212，旋转机构25(参照图6)可将成像轴线I旋转至θ角度，由第一取像镜片组211与第一影像感测元件212获取被摄物1光线形成第一影像213 ；第二镜组22包含第二取像镜片组221与第二影像感测元件222，由第二取像镜片组221与第二影像感测元件222获取被摄物1光线形成第二影像223 ；立体视觉重建处理元件M则将第一影像213与成像轴线角θ、第二影像223，建立立体视觉影像。操作步骤请参见图2:Sll 旋转立体取像装置的成像轴线I至θ角度，θ系第一影像感测元件211水平轴线X与成像轴线I的夹角角度，即为成像轴线角θ ；S12 由第一镜组21获取被摄物1的第一影像213、由第二镜组22获取被摄物1的第二影像223;以及S13 将第一影像213、第二影像223与成像轴线角θ，传输至立体视觉重建处理元件24，由立体视觉重建处理元件M建立立体视觉影像。又步骤Sll可进一步包含Slll 旋转第一镜组21与旋转第二镜组22至成像轴线角为θ。成像轴线角θ 系由旋转机构25旋转第一镜组21至θ角所构成。如图4所示，根据第一镜组21旋转至成像轴线角θ取得的第一影像213，以转变水平取像宽高比，由D/L = 3/4或D/L = 9/16 改变为D/L = 4/3或D/L= 16/9(当θ = 士90°时)；根据第二镜组22旋转至成像轴线角θ取得的第二影像223，以转变水平取像宽高比，由D/L = 3/4或D/L = 9/16改变为D/ L = 4/3 或 D/L = 16/9 (当 θ = 士90° 时)。如图4与图6，本实施例的转变成像轴线立体取像装置2的操作步骤Sll S13及步骤S111，包含第一镜组21、第二镜组22、旋转机构25与立体视觉重建处理元件M ；旋转机构25进一步包含第一旋转机构2510与第二旋转机构2520，第一旋转机构2510用以旋转第一镜组21成像轴线I至用户需求的角度(成像轴线角θ )，第二旋转机构2520用以旋转第二镜组22成像轴线I至用户需求的角度(成像轴线角Θ)；优选地，第一镜组21与第二镜组22可为同步连动，旋转的角度相同；第一旋转机构2510与第二旋转机构2520，可使用旋转机构25带动齿条，由齿条带动第一镜组21的第一旋转机构2510 (第二镜组22的第二旋转机构2520)进行旋转。对于不同应用上，旋转机构25可使用步进马达或其他运动机构，并不以此限，或带动齿条的实施方式还有许多不同的机构设计，并不以此为限。对于不同的旋转机构25的应用，如图7所示，其中，第一镜组21 (第二镜组22)可由第一步进马达2511 (第二步进马达2521)直接带动旋转；在图中绘示第一步进马达2511 在马达旋转轴上设有齿轮，由第一步进马达2511齿轮带动第一镜组21上的相对齿条以进行旋转，第二步进马达2521在马达旋转轴上设有齿轮，由第二步进马达2521齿轮带动第二镜组22上的相对齿条以进行旋转。对于不同应用上，使用步进马达的实施方式还有许多不同的机构设计，并不以此为限。对于不使用自动机构进行第一镜组21 (第二镜组22)的旋转，如图8所示，将第一镜组21 (第二镜组2 分别与第一套筒2512 (第二套筒252 连接，以手动拨动第一套筒 2512(第二套筒252 带动第一镜组21 (第二镜组2 进行旋转。对于不同应用上，使用手动拨动的实施方式还有许多不同的机构设计，并不以此为限。 另外，为立体视觉重建处理元件M计算方便，第一旋转机构2510与第二旋转机构 2520可使用连动，使第一镜组21与第二镜组22旋转的角度相同。上述机构仅为举例，其他能达成第一镜组21 (第二镜组2 进行旋转的机构，均包含在本实用新型的范畴中。<第二实施例>本实施例提供一种转变成像轴线立体取像装置2，包含第一镜组21、第二镜组22、 旋转机构25与立体视觉重建处理元件M ；旋转机构25进一步包含第一旋转机构2510与第二旋转机构2520 ；其中，第一旋转机构2510可由齿条、步进马达、以套筒用手动拨动等不局限的方式，将第一影像感测元件212旋转至θ角度。第二旋转机构2520可由齿条、步进马达、以套筒用手动拨动等不局限的方式，将第二影像感测元件222旋转至θ角度，旋转机构25可类如图6 8所例示。另外，第一旋转机构2510与第二旋转机构2520可使用连动的方式，使第一镜组21与第二镜组22旋转的角度相同。本实施例的操作步骤如图2 S112 旋转立体取像装置的成像轴线I至θ角度，θ系第一影像感测元件211水平轴线X与成像轴线I的夹角角度，即为成像轴线角θ ；成像轴线角θ由旋转第一影像感测元件212与旋转第二影像感测元件222至θ角所构成；如图5所示，在此图中，旋转第一影像感测元件212至θ角与旋转第二影像感测元件222至θ角；根据第一影像感测元件 212旋转至成像轴线角θ取得的第一影像213(未图示)、根据第二影像感测元件222旋转至成像轴线角θ取得的第二影像223(未图示)，如D/L = 4/3或D/L= 16/9与D/L = 4/3 或 D/L = 16/9。S12 由第一镜组21获取被摄物1的第一影像213、由第二镜组22获取被摄物1的第二影像223;以及[0057]S13:将第一影像213、第二影像223与成像轴线角θ的数据，传输至立体视觉重建处理元件24，由立体视觉重建处理元件M建立立体视觉影像。<第三实施例>本实施例提供一种转变成像轴线立体取像装置2，如图10所示，此装置包含第一镜组21、第二镜组22、第三镜组23与立体视觉重建处理元件24(参照图3Α)的立体取像装置2。其中，第一镜组21包含第一取像镜片组211与第一影像感测元件212、第二镜组22 包含第二取像镜片组221与第二影像感测元件222、第三镜组23包含第三取像镜片组231 与第三影像感测元件232，以建立立体视觉影像。在图中，本实施例的装置以设置于移动电话的立体相机为说明，但并不以此为限。第一镜组21、第二镜组22、第三镜组23设置于双镜组立体取像装置2 (如移动电话)的背面，其成像轴线I为水平方向，此时移动电话为直立，以利用户用手握住；第一影像感测元件212、第二影像感测元件222、第三影像感测元件232的宽高比为D/L = 3/4，并将 L边为成像轴线I的方向，此时拍摄的第一影像213与第二影像223为横幅，例如常用于半身人像的取像；在本实施例中使用D/L = 3/4，还可使用D/L = 9/16的影像感测元件或其他各种的影像感测元件并不以此为限。其操作步骤请参见图9 S21 将第一镜组21、第二镜组22与第三镜组23以等腰直角三角形方式排列，第二镜组22置于直角处，第一镜组21与第三镜组23分别置于底角处，如图10所示；第一镜组21、第二镜组22与第三镜组23为立体视觉重建处理元件M计算方便，可使用相同的后焦距f，且第一影像感测元件212、第二影像感测元件222与第三影像感测元件232可将其宽高比设置为相同的方向，以便利于取像；S22 旋转立体取像装置2至θ角度，θ为立体取像装置2成像轴线角，系第一影像感测元件212 (第二影像感测元件222、第三影像感测元件23 水平轴线X与成像轴线I 的夹角角度，θ角度的符号图3Β所示；S23 选择第二镜组22，与第一镜组21或第三镜组23配置，获取被摄物1的第一影像213与第二影像223 ；选择的方式如步骤S231或步骤S232 S231 选取成像轴线I上的二个镜组，以获取被摄物1的第一影像213与第二影像 223 ；S232 选取水平轴线X上的二个镜组，以获取被摄物1的第一影像213与第二影像 223 ；S24 将立体取像装置2成像轴线角θ的数据、第一影像213与第二影像223，传输至立体视觉重建处理元件24，由立体视觉重建处理元件M建立立体视觉影像。当用户使用直立的移动电话进行立体影像拍摄时，如图10的(a)所示，第一镜组 21与第二镜组22设为工作、进行取像，第三镜组23设为不工作、不进行取像(或取像后的影像不为重建立体影像使用)；第一影像感测元件212、第二影像感测元件222的水平轴线 X与第一影像213、第二影像223的成像轴线I为重合；经此由立体视觉重建处理元件M (参照图3A)形成的立体影像也为横幅的被摄物1的横幅立体影像。此时即使用步骤S232 S232，选取水平轴线X上的二个镜组，以获取被摄物1的第一影像213与第二影像 223。当用户欲拍摄物的全身影像(或拍摄高楼全景时)，如图10的(b)所示，用户可将双镜组立体取像装置2 (移动电话)旋转，此时成像轴线I旋转至θ角度，此时即使用步骤 S231 S231，选取成像轴线I上的二个镜组，以获取被摄物1的第一影像213与第二影像 223。当用户使用横向的移动电话进行立体影像拍摄时，如图10的(b)所示，第三镜组23 与第二镜组22设为工作、进行取像，第一镜组21设为不工作、不进行取像(或取像后的影像不为重建立体影像使用)；第三影像感测元件232、第二影像感测元件222的水平轴线X 与第一影像213、第二影像223的成像轴线I为垂直(或θ角度)；经此由立体视觉重建处理元件24(参照图3Α)形成的立体影像成为直幅的被摄物1的立体影像。本实用新型的本实施例还有一个优异的特点，由于可在由移动电话内建的惯性量测单元(Inertial Measurement Unit，IMU)，可由IMU立即获得移动电话的姿势；当用户旋转移动电话以转变成像轴线I时，可经由移动电话的姿势换算成为成像轴线θ角度，经运算成像轴线θ角度的数据、第一影像213与第二影像223，即可由立体视觉重建处理元件 M进行3D立体影像重建。由此，用户不必再准确的调整手持的角度，即可随拍即得3D立体影像。〈第四实施例〉本实施例提供一种转变成像轴线立体取像装置2，如图12、图13所示，双光路光学元件沈包含第一反射镜沈1、第二反射镜沈2、第三反射镜沈3、光路开关264及时序产生元件沈5 ；第一反射镜沈1、第二反射镜262设置于第一取像镜片组211的像侧，用以将第一取像镜片组211聚集的光线产生折射而改变光路的方向；第三反射镜263设置于第二取像镜片组221的像侧，用以将第二取像镜片组221聚集的光线产生折射而改变光路的方向；其中，光路开关264可为液晶元件，由两片电极夹层填充液晶分子所构成，当赋予两片电极不同电压时，可控制液晶分子的排列的方向，即可控制入射光路开关沈4的光线选择通过或全反射；光路开关264也可使用微机电反射镜、旋转多面镜或光栅式元件等光学元件所构成，并不以此为限。时序产生元件265可发出时序信号，传送给光路开关沈4，据此控制光路开关264的开或关，如在第一时序时打开光路开关沈4，在第二时序时关闭光路开关沈4 ；且时序产生元件265可发出脉冲信号，使影像感测元件212将获取被摄物1光线的影像传输至外界。在由第一取像镜片组211、第一反射镜沈1、第二反射镜沈2与经过光路开关264 在影像感测元件212成像的光路，与由第二取像镜片组221、第三反射镜263与经过光路开关264在影像感测元件212成像的光路，两个光路为立体视觉重建处理元件M计算方便， 可调配各个反射镜形成的光程，使第一取像镜片组211与第二取像镜片组221具有相同的后焦距f ；或者使用不同的第一取像镜片组211与第二取像镜片组221后焦距，而调配各个反射镜形成相同的聚焦光程。双光路光学元件沈在时序产生元件265产生的第一时序时，打开光路开关沈4，第一取像镜片组211聚集的被摄物1光线经由第一反射镜沈1、第二反射镜262及穿过光路开关沈4导入影像感测元件212，形成被摄物1的第一影像213，如图12所示；在时序产生元件265产生的第二时序时，关闭光路开关沈4，第二取像镜片组221聚集的被摄物1光线经由第三反射镜263及由光路开关264反射而导入影像感测元件212，形成被摄物1的第二影像223，如图13所示；当第一时序与第二时序交错时，可产生一连串的第一影像213与第二影像223交错的影像数据；控制信号时序图如图14所示，光路开关264控制致能Q64开启)时，在影像感测元件212可形成第一影像213的影像数据；光路开关264控制致能Q64 关闭)时，在影像感测元件212可形成第二影像223的影像数据；时序产生元件265产生的数据输出脉冲信号，使当影像感测元件212收到脉冲信号时，则将影像数据传送至立体视觉重建处理元件24，由立体视觉重建处理元件M将第一影像213与第二影像223形成立体影像。其操作步骤如下S31 旋转立体取像装置2的影像感测元件212的成像轴线I至θ角度，θ为影像感测元件212成像轴线角，系影像感测元件212水平轴线X与成像轴线I的夹角角度，θ 角度的符号如图3Β所示；S32 使用双光路光学元件沈在时序产生元件265产生的第一时序时，第一取像镜片组211聚集被摄物1的光线，经由双光路光学元件沈的控制，而导入影像感测元件212， 形成被摄物1的第一影像213 ；在时序产生元件265产生的第二时序时，第二取像镜片组 221聚集的被摄物1的光线，经由双光路光学元件沈的控制，而导入影像感测元件212，形成被摄物1的第二影像223 ；当第一时序与第二时序交错时，可产生一连串的第一影像213 与第二影像223交错的影像数据；以及S33:将影像感测元件212成像轴线角θ的数据、第一影像213与第二影像223， 传输至立体视觉重建处理元件M以建立立体视觉影像。当用户欲拍摄物的全身影像(或拍摄高楼全景时)，用户可旋转立体取像装置2的影像感测元件212的成像轴线I至θ角度，双光路光学元件沈可在第一时序与第二时序， 分别产生D/L比值较小(L值较大)的第一影像213与第二影像223，经由影像感测元件212 成像轴线角θ、第一影像213与第二影像223，传输至立体视觉重建处理元件24，由立体视觉重建处理元件M建立立体视觉影像，形成直幅的被摄物1的立体影像。以上所述仅为举例性的，而不是限制性的。任何未脱离本实用新型的精神与范畴， 而对其进行的等效修改或变更，均应包含于本实用新型的权利要求范围之中。
权利要求1.一种转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，包含第一镜组、第二镜组、旋转机构与立体视觉重建处理元件，用以建立立体视觉影像；其中，所述第一镜组包含第一取像镜片组与第一影像感测元件、所述第二镜组包含第二取像镜片组与第二影像感测元件；所述旋转机构用以转变成像轴线至成像轴线角θ，所述第一影像感测元件用以获取被摄物光线形成第一影像，并传输至所述立体视觉重建处理元件，所述第二影像感测元件用以获取所述被摄物光线形成第二影像，并传输至所述立体视觉重建处理元件；所述立体视觉重建处理元件根据所述第一影像、所述第二影像与所述成像轴线角θ的数据，建立所述立体视觉影像。
2.如权利要求1所述的转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，所述旋转机构将所述第一镜组与所述第二镜组旋转至所述成像轴线角θ。
3.如权利要求1所述的转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，所述旋转机构将所述第一影像感测元件与所述第二影像感测元件旋转至所述成像轴线角θ。
4.如权利要求1所述的转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，所述旋转机构进一步包含第一旋转机构与第二旋转机构，所述第一旋转机构与所述第二旋转机构以齿条、步进马达、套筒之一或其组合以同步带动。
5.一种转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，包含第一镜组、第二镜组、第三镜组与立体视觉重建处理元件，用以建立立体视觉影像；其中，所述第一镜组包含第一取像镜片组与第一影像感测元件、所述第二镜组包含第二取像镜片组与第二影像感测元件、所述第三镜组包含第三取像镜片组与第三影像感测元件；所述第一镜组、所述第二镜组与所述第三镜组以等腰直角三角形方式排列，所述第二镜组置于直角处，所述第一镜组与所述第三镜组分别置于底角处；所述第一镜组与所述第二镜组光学中心连线为成像轴线，由旋转所述成像轴线至成像轴线角θ，所述立体视觉重建处理元件将所述成像轴线角θ的数据、选择所述第一镜组或所述第三镜组两者之一所形成的第一影像与所述第二镜组所形成的第二影像，建立所述立体视觉影像。
6.一种转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，包含第一取像镜组、第二取像镜组、 双光路光学元件、影像感测元件、时序产生元件与立体视觉重建处理元件，用以建立立体视觉影像；其中，所述第一取像镜片组与所述第二取像镜片组间隔设置，所述影像感测元件设有旋转机构，所述旋转机构用以将所述影像感测元件旋转成像轴线至θ角度，θ为所述影像感测元件的成像轴线角；其中，所述时序产生元件用以产生时序信号以控制所述双光路光学元件的光路通道；其中，所述双光路光学元件受所述时序信号控制的光路通道，选择由所述第一取像镜片组或所述第二取像镜片组两者之一，以获取被摄物的光线在所述影像感测元件形成第一影像与第二影像；所述立体视觉重建处理元件利用所述成像轴线角θ的数据、所述第一影像、所述第二影像，建立所述立体视觉影像。
7.如权利要求6所述的转变成像轴线立体取像装置，其特征在于，所述旋转机构以齿条、套筒、步进马达之一或其组合带动。
专利摘要本实用新型公开一种转变成像轴线立体取像装置，将立体取像装置以转变成像轴线进行取像，将取像获得的二维平面(2D)影像以立体视觉重建，建立为三维立体(3D)影像；所述立体取像装置可包含第一镜组、第二镜组、旋转机构与立体视觉重建元件，利用所述旋转机构将成像轴线旋转θ角度，由第一镜组与第二镜组转变不同宽高比的第一影像与第二影像，由立体视觉重建处理元件将第一影像、第二影像与成像轴线角θ的数据，建立立体视觉影像，以符合用户拍摄时所期望的适当宽高比影像。
文档编号G03B35/08GK202127481SQ20112025986
公开日2012年1月25日 申请日期2011年7月15日 优先权日2011年2月23日
发明者李敏哲, 林煌隆, 陈星嘉 申请人:大立光电股份有限公司