照相機與照相機控制方法
2023-10-19 09:10:17 2
專利名稱：照相機與照相機控制方法
技術領域：
本發明涉及一種照相機和照相機控制方法，用於拍攝動態三維圖像。
近些年來，各種多媒體相關事業已經成為我們日常生活的一個組成部分。特別是表述三維空間的主體圖像經常被應用在遊戲和影片之中，創造出用戶實際上處在形成在立體圖像之內的一想像空間內部的幻覺。而用戶可以具有實際上身臨其境以體驗遊戲或影片等的內函情節的感覺。作為一種拍攝這種三維圖像的方法，利用兩項拍攝技巧，而從各拍攝部分獲得的相應圖像則組合成為一複合圖像。
圖12是一概念視圖，表明相關技術中照相機的一項實例。下面，在參照圖12的同時說明一照相機1。
圖12的照相機1包括一第一拍攝部分2和一第二拍攝部分3。第一拍攝部分2和第二拍攝部分3分別沿水平方向裝設並由一視差d分隔開來。第一拍攝部分2裝設在一箱室1a之中，而第一拍攝部分2的一光軸CL1形成在一固定的方向上。另一方面，第二拍攝部分3裝設得可以在箱室1a之中箭頭R方向上擺轉。第二拍攝部分3的光軸CL2能夠相對於光軸CL1傾斜一角度θ。
第一拍攝部分2具有一種向一控制部分4輸出由第一拍攝部分2拍取的一第一場圖像fp1的功能。同樣，第二拍攝部分3具有一種輸出由第二拍攝部分3拍取的一第二場圖像fp2的功能。
控制部分4具有處理由第一拍攝部分2和第二拍攝部分3拍取的各圖像並呈現這些圖像在一顯示部分5上的功能。更為具體地說，控制部分4比如交替地顯示第一場圖像fp1和第二場圖像fp2以形成一幀圖像並輸出此幀圖像給顯示部分5。
下面在參照圖12的同時說明照相機1的一般操作。一目標拍攝表面首先被設定就位，並且從照相機1到目標拍攝表面S的距離L被測定。第二拍攝部分3的傾斜角度θ然後藉助於距離L和在第一拍攝部分2與第二拍攝部分3之間的視差計算出來。第一拍攝部分2的光軸CL1和第二拍攝部分3的光軸CL2此時在目標拍攝表面上形成一收斂點CP。
第一拍攝部分2和第二拍攝部分3然後開始拍攝(圖像拍取)，而拍攝到的第一場圖像fp1和第二場圖像fp2分別被送往控制部分4。此時第一場圖像fp1和第二場圖像fp2是分別從不同角度拍攝的目標拍攝表面S的各圖像。
控制部分4把第一場圖像fp1和第二場圖像fp2製成為一交替顯示的(交錯的)幀圖像，並把此幀圖像顯現在顯示部分5上。如此地顯示幀圖像，利用從兩個不同角度拍攝的兩個場圖像fp1和fp2，用戶可以在顯示部分5上看到一三維圖像。
在上述第二拍攝部分3的角度調準之中，從照相機1到有待拍攝的目標拍攝表面S的距離L要予以測定，而第二拍攝部分3的傾斜角度θ然後通過利用測定出來的距離L和預先設定的視差d予以計算。第二拍攝部分3然後傾斜一相當於角度θ的大小，而收斂點CP則設定在目標拍攝表面S。
不過，到目標拍攝表面S的距離L必須予以測定以便計算第二拍攝部分3的傾斜角度，而且還會出現某種問題，因為測定角度θ需要很多時間。另一缺點是，距離L的測定需要很高的精度，因為第二拍攝部分3必須予以傾斜的角度是極小的。又一問題是，在測定距離L中出現某一差誤時，必須對第二拍攝部分3作出的各種精細調節需要時間和精力。
為了消除相關技術中的以上各種問題，本發明具有的目的是，提供一種照相機及其照相機控制方法，能夠在短時間內以良好精度調準一第一拍攝部分和一第二拍攝部分二者的相對角度。為了達到以上各項目的，按照權利要求1所述的本發明是一種照相機，包括一第一拍攝部分，用於拍取一圖像，以及一第二拍攝部分，可以藉助於一擺轉裝置作擺轉並裝設得具有一離開第一拍攝部分而設定的視差d，並且可從以第一拍攝部分和第二拍攝部分拍取的各圖像中生成一三維圖像，此中照相機還包含一雷射發射部分以便在一平行於第一拍攝部分光徑的方向上發出一雷射束。
在符合本發明一個方面的結構中，第一拍攝部分和第二拍攝部分由一等於事先設定的一視差的距離分隔開來，而一三維圖像從以第一拍攝部分和第二拍攝部分拍取的各圖像中製作出來。一雷射發射部分此時裝設在第一拍攝部分之中或第二拍攝部分之中。
第一拍攝部分和第二拍攝部分然後開始拍攝(圖像拍取)，同時一雷射束從雷射發射部分輸出。一來自雷射束的雷射參照圖像然後顯示在由第一拍攝部分拍取(拍攝)的一第一場圖像之內。一雷射參照圖像以同樣方式由一雷射束顯示在由第二拍攝部分拍取(拍攝)的一第二場圖像之內。然後第二拍攝部分被擺轉以致第一場圖像和第二場圖像之中的各雷射參照圖像處在大致相同的位置處。
第一拍攝部分和第二拍攝部分可以如此地予以調準以拍攝大致相同的區域而不必測定到目標拍攝表面的距離。
為了進一步達到以上各項目的，用於一照相機的一控制方法，當利用一由第一拍攝部分拍攝到的第一場圖像和一由第二拍攝部分拍攝到的第二場圖像生成一三維圖像時，可以調準第一拍攝部分和第二拍攝部分二者的相對位置，此中一雷射束平行於第一拍攝部分的光軸發射，以及第一拍攝部分可拍攝包含一由雷射束形成的一參照雷射圖像的第一場圖像，以及第二拍攝部分可拍攝包含參照雷射圖像的第二場圖像而第二場圖像處在一等同於第一場圖像的區域之內，以及第二拍攝部分安排得可以擺轉以便第一場圖像和第二場圖像之中各參照雷射圖像位置將是同一的。
在符合本發明另一方面的控制方法中，第一拍攝部分和第二拍攝部分在一雷射束平行於第一拍攝部分的光軸發射的同時開始拍攝。一雷射參照圖像然後顯示在由第一拍攝部分拍攝到的第一場圖像之中。一雷射參照圖像也如此地顯示在由第二拍攝部分拍攝到的第二場圖像之中。第二拍攝部分然後安排得可以擺轉以致各雷射參照圖像對於第一場圖像和第二場圖像來說是在同一位置上。
圖1是本發明照相機優先實施例的整體透視圖；圖2是本發明照相機優先實施例的前視圖；圖3是本發明照相機優先實施例的底視圖；圖4是本發明照相機優先實施例的側視圖；圖5是本發明照相機優先實施例的後視圖；圖6是本發明照相機優先實施例的概念視圖；圖7是一流程圖，表明本發明照相機優先實施例的控制方法；圖8是一表明由圖2的第一拍攝部分所拍攝的第一場圖像的圖；圖9是一表明由圖2的第二拍攝部分所拍攝的第二場圖像的圖；圖10是一表明本發明照相機控制方法另一實施例的第一場圖像的圖；圖11是一表明本發明照相機控制方法另一實施例的第二場圖像的圖12是相關技術中一照相機實例的概念圖。
下面將參所附各圖詳細說明本發明的各優先實施例。
以下說明的各實施例是本發明的各優先工作實例，而且因此限於其各優先的技術狀況，不過除非另外申明，本發明的範疇並不受以下說明的限制，也不受本發明這些狀況的限制。
圖1是本發明照相機優先實施例的整體透視圖。一照相機10在參照圖1的同時予以說明。
圖1的照相機10具有一種結構，在一箱室11內部裝放一第一拍攝部分20和一第二拍攝部分30。由第一拍攝部分20和第二拍攝部分30拍攝下來的兩圖像隨後被送向顯示部分100，而使用者可以在顯示部分100上看到一三維圖像。
圖2是從箭頭A方向看到的、圖1照相機10的平面圖。第一拍攝部分20和第二拍攝部分30在參照圖2的同時予以說明。
圖2的第一拍攝部分20和第二拍攝部分30各自具有一裝設透鏡21、31的結構。
在第一拍攝部分20和第二拍攝部分30中，透鏡21、31的相應光軸CL1、CL2沿水平方向(箭頭X方向)並列裝設而大致具有同一高度。
透鏡21的光軸CL1和透鏡22的光軸CL2由一在水平方向上的視差d使之分離開來。此視差d比如大致是65毫米，並且對於從觀看者雙眼看到的視覺印象來說，設定為一窄小距離。由第一拍攝部分20和第二拍攝部分30拍攝而成的三維圖像可以如此地以最大的三維效果被複製出來。
一雷射發射部分40和50分別裝設在第一拍攝部分20和第二拍攝部分30的上方。雷射發射部分40和50是比如半導體雷射器並可輸出在可視光線範圍之內的一雷射束。雷射發射部分40可發射一條約略平行於第一拍攝部分20光軸CL1的雷射束L1。同樣，雷射發射部分50可發射一條約略平行於第二拍攝部分30光軸CL2的雷射束L2。
從雷射發射部分40、50發射的雷射光線L1、L2作為各雷射參照圖像RF當由第一拍攝部分20和第二拍攝部分30執行拍攝的時候輸進第一場圖像fp1和第二場圖像fp2。此處從雷射發射部分40發射的雷射光線L1是比如一條直線形狀的雷射束，而雷射參照圖像RF是圓點形狀。通過設置雷射發射部分40以利用雷射參照圖像RF來對準第一拍攝部分20和第二拍攝部分30的二相對角度，後來的有關對準就可以在短時間內、有效地和以高精度地予以完成。
圖3是一平面視圖，表明圖1照相機10的底面。圖4是一平面視圖，表明圖1照相機10的側面。第一拍攝部分20和第二拍攝部分30的安裝結構在參照圖2至圖4的同時予以說明。
圖2中的第一拍攝部分20由箱室11之中的夾緊件51保持夾緊。第二拍攝部分30由箱室11之中的擺轉裝置60保持為可以擺轉的。
圖3的擺轉裝置60包括一活動板件61、一給進螺絲62、一螺帽63和一手柄64。活動板件61裝設在箱室11的底部表面上並裝設得可以在箱室11之中箭頭R1方向上擺轉。更為具體地說，一圓柱12製成在箱室11之中，一如圖4之中所示，而一孔眼61a，具有與圓柱12大致上相同的直徑，製成在活動板件61上。圓柱12插進孔眼61a，以致活動板件61裝設得可以在箱室11之中圍繞圓柱12中心擺轉。
一帶錐度的部分61b製成在圖3活動板件61上孔眼61a的切線方向上以朝向透鏡32一側逐漸變窄。這一帶錐度部分61b的功能是，防止當活動板件61以圓柱12為中心擺轉時第二拍攝部分30光軸CL2的偏移。
一螺帽63固緊於活動板件61，而給進螺絲62插入螺帽63。當給進螺絲62在箭頭R2方向上轉動時，活動板件61在箭頭y方向移動。一手柄64比如裝設在給進螺絲62上並設計得以致手柄64在箭頭R2方向上的轉動會使給進螺絲62轉動。
圖5是從後面看到的、圖1的照相機10的視圖。諸如各開關這樣的物件裝設在第一拍攝部分20和第二拍攝部分30上以調節第一拍攝部分20和第二拍攝部分30的操作。更為具體地說，使用者可以操作這些開關以分別調準通過第一拍攝部分20和第二拍攝部分30所拍攝的第一場圖像fp1和第二場圖像fp2的焦距、曝光和對比度。
圖6是一概念視圖，表明本發明照相機10的優先實施例。照相機的操作在下面參照圖6的同時予以說明。
首先移動照相機10以確定第一拍攝部分20的光軸CL1大致在圖6之中目標拍攝表面S上有待拍攝的區域中心上的位置。第二拍攝部分30的角度隨後予以調準，以便把收斂點CP設定在目標拍攝表面S上。更為具體地說，操縱手柄64使給進螺絲62在箭頭R2方向上轉動，而螺帽63藉助於給進螺絲62在箭頭X方向移動，一如圖3之中所示。活動板件61隨後以圓柱12為中心在箭頭R1方向上擺轉。帶錐度部分61可防止第二拍攝部分30的光徑CL2此時偏移。
拍攝於是開始於第二拍攝部分30設定得以致收斂點CP調準在目標拍攝表面S上的時候。
這裡，為設定收斂點CP第二拍攝部分30光徑CL2角度所作的偏斜是由如下一種方法予以實現的。
圖7是一流程圖，表明用於本發明照相機的優先實施例的一種控制方法。此拍攝方法在下面參照圖1至圖7的同時予以說明。圖7之中的實例所指的情況是，只是操作裝設在圖2第一拍攝部分20上的雷射發射部分40。
首先，在步驟ST1中，從圖2的雷射發射部分40發射雷射光線L1。此時，雷射光線L1形成為大致平行於第一拍攝部分20光軸CL1的一光線。
接下來，在步驟ST2中，由第一拍攝部分20拍攝的第一場圖像fp1顯現在顯示部分100上。一參照雷射圖像RF隨後由雷射光線L1形成在場圖像fp1中屏幕中心以上的部分，一如比如圖8之中所示。這裡，雷射參照圖像RF顯現為一圓點形狀，因為雷射光線L1是大致平行於光軸CL1的呈一直線(或光束)而發射的。
在步驟ST3中，第二拍攝部分30開始拍攝，而由第二拍攝部分30拍攝的第二場圖像fp2顯現在顯示部分100上。
然後，在步驟ST4中，作出檢驗以確定是否參照雷射圖像RF形成在第一場圖像fp1和第二場圖像fp2中大致相同的部分上。換句話說，參照雷射圖像RF，在目標拍攝表面上等同的區域由第一拍攝部分20和第二拍攝部分30拍攝的時候，形成在第一場圖像fp1和第二場圖像fp2中大致相同的位置上。收斂點CP因此可以通過對比第一場圖像fp1和第二場圖像fp2而設定在目標拍攝表面S上。
更為具體地說，一如圖9之中所示，參照雷射圖像RF由雷射光線L1投影在第二場圖像fp2的右邊緣上。因此，在第一場圖像fp1和第二場圖像fp2中參照雷射圖像RF的位置受到偏移的情況下，第二拍攝部分30的角度在步驟ST5中予以調準。第二拍攝部分30此時由於轉動圖3中的手柄64而在箭頭R1方向上擺轉。第二拍攝部分30的水平擺轉可使第二拍攝部分30的光軸CL2，或者換句話說，能夠由第二拍攝部分30予以拍攝的區域，在水平方向上移位。
然後在觀察顯示部分100的同時操作手柄64，並重複步驟ST4、ST5之中的任務，直至各參照雷射圖像RF處在相同的位置上為止。特別是在顯示部分100上交替顯示第一場圖像fp1和第二場圖像fp2的同時操作手柄64。進行對準的人可以如此地通過在觀察顯示部分100的同時轉動手柄64而調準第二拍攝部分30的角度。這種改進的用戶界面因此使得可能在短時間內有效地調準收斂點CP。此外，沒有必要測定至目標拍攝表面S的距離，以致可以防止在從事測定時的誤差，並可以高精度從事和第二拍攝部分30的定位。
圖10和圖11是表明本發明照相機控制方法另一實施例的圖。這一照相機控制方法在參照圖10和圖11的同時予以說明。用以說明圖10和圖11中照相機控制方法的照相機與示於圖1至圖6的照相機是一樣的，所以其說明略去了。
參照雷射圖像RF是由圖10和圖11中的第一場圖像fp1和第二場圖像中參照點SP和參照直線SL組成的。參照光點SP出自由圖2雷射發射部分40發射的雷射光線L。參照直線SL出自由裝設在第二拍攝部分30上的雷射發射部分50發射的雷射光線L2。
更為具體地說，雷射發射部分50向外輸出，而雷射光線L2安排得沿水平方向(箭頭X方向)掃描一固定的區域(比如，屏幕圖像的水平區域)。來自雷射光線L的參照光點SP和來自雷射光線L2的參照直線SL因此包含在圖10的第一場圖像fp1之中。參照雷射圖像RF和參照直線SL以同樣方式包含在圖11的第二場圖像fp2之中。第一拍攝部分20或第二拍攝部分30的高度然後予以調準，以致參照光點SP和參照直線SL二者的高度SL(箭頭Z方向)彼此相匹配。
因此，即使第一拍攝部分20和第二拍攝部分30二者的高度是彼此不同的，也可以在觀察顯現在顯示部分100上的第一場圖像fp1和第二場圖像fp2的同時實現對準。第一拍攝部分20和第二拍攝部分30二者相對位置的調準因此可以在短時間內和以良好效率付以實現。
在以上實施例中，收斂點CP是通過利用由雷射發射部分40發射的雷射光線L1予以調準的，以致收斂點CP可以在顯示部分100上予以檢驗而不必測定真實距離。在設定三維圖像時設定所需的收斂點CP因此可以具有良好效率和較短時間。
本發明的實施例不受以上各工作實例的限制。
圖2之中的雷射發射部分40比如是裝設在第一拍攝部分20以上的，不過雷射光線1可以平行於第一拍攝部分20的光軸CL1而予以發射，而且另外，雷射光線L1可以在第一拍攝部分20的一拍攝(圖像抓拍)範圍之內予以發射。如果第二拍攝部分30的角度隨後予以調節，以致第一場圖像fp1和第二場圖像fp1二者的參照雷射圖像RF重疊起來，一收斂點CP則可以形成在目標拍攝表面上。
在圖3中，第二拍攝部分30通過操作手柄64以轉動給進螺絲而在箭頭R1方向上擺轉；不過，第二拍攝部分30的擺轉也可以由諸如馬達這樣的驅動裝置予以控制。
其次，在藉助於示於圖10和圖11的照相機控制方法調準第一拍攝部分20和第二拍攝部分30二者的相對位置(箭頭Z方向)之後，第二拍攝部分30的角度可以藉助於示於圖7的照相機控制方法予以調準。
一如上述的本發明能夠提供一種照相機和一種照相機控制方法，後者能夠在短時間內以良好精度調準一第一拍攝部分和一第二拍攝部分二者的相對角度。
權利要求
1．一種照相機，包括一第一拍攝部分用於拍取一圖像，以及一第二拍攝部分，後者可以藉助於一擺轉裝置作擺轉，裝設得具有一離開所述第一拍攝部分而設定的視差d，並從以所述第一拍攝部分和所述第二拍攝部分拍取的各圖像中生成一三維圖像，此中所述照相機還包含一雷射發射部分以在一平行於所述第一拍攝部分光徑的方向上發射一雷射束，當調準所述第二拍攝部分的角度時構成一參照物。
2．按照權利要求1所述的一種照相機，其中所述雷射發射部分裝設在所述第一拍攝部分的上方。
3．一種照相機控制方法，當利用由所述第一拍攝部分拍攝的一第一場圖像和由一第二拍攝部分拍攝的一第二場圖像生成一三維圖像時用於調準所述第一拍攝部分和第二拍攝部分二者的相對位置，其中一雷射光束平行於所述第一拍攝部分的光軸發射，以及所述第一拍攝部分可拍攝包含一由所述雷射束形成的一參照雷射圖像的所述第一場圖像，以及所述第二拍攝部分可拍攝包含所述參照雷射圖像的所述第二場圖像而所述第二場圖像處在一等同於所述第一場圖像的區域之內，以及所述第二拍攝部分安排得可以擺轉以使所述第一場圖像和所述第二場圖像之中各參照雷射圖像的位置是同一的。
4．按照權利要求3所述的一種照相機控制方法，其中所述第一場圖像和第二場圖像，當使得所述第一場圖像和所述第二場圖像之中的各參照雷射圖像位置是同一的時，交替地顯示。
全文摘要
一種照相機和照相機控制方法,能夠在短時間內以良好精度調準一第一拍攝部分和一第二拍攝部分二者的相對角度。照相機包括一第一拍攝部分,用於拍攝一圖像,以及一第二拍攝部分,裝設得對於第一拍攝部分具有一視差d;並根據以第一拍攝部分和第二拍攝部分拍取的各圖像構成一三維圖像,其中所述照相機包含一雷射發射部分,朝著幾乎與第一拍攝部分光徑CL1相同的方向發出一雷射束L1。
文檔編號H04N13/02GK1309323SQ0110374
公開日2001年8月22日 申請日期2001年2月13日 優先權日2000年2月14日
發明者富田誠次郎 申請人:索尼公司