專利名稱：線陣電荷耦合器件數(shù)碼立體照相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于光電子學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種對(duì)傳統(tǒng)的照相機(jī)的改進(jìn)。
已有技術(shù)三維空間80％以上的信息是通過人眼獲得的。由于傳統(tǒng)的照相機(jī)大多是對(duì)三維場景的二維投影，大部分立體信息丟失了，人們只能憑借經(jīng)驗(yàn)判斷場景中的深度層次，這是很不真實(shí)的。膠片型立體照相機(jī)一般采用多鏡頭，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。拍攝出的膠片要經(jīng)過沖洗、擴(kuò)印才能得到照片，而且照片要利用專用視片設(shè)備才能看到立體像，照片的質(zhì)量由于在保存中容易受到環(huán)境的影響而變差。
本實(shí)用新型的目的是解決已有技術(shù)判斷場景中的深度層次不真實(shí)。照片的質(zhì)量易受環(huán)境影響而變差的問題，提供一種新的三維顯示來逼真、立體地重現(xiàn)自然的線陣CCD(電荷耦合器件)數(shù)碼立體照相機(jī)。
本實(shí)用新型的詳細(xì)內(nèi)容線陣CCD(電荷耦合器件)數(shù)碼立體照相機(jī)主要包括機(jī)身1及其本體上的取景器、快門、暗箱2、掃描驅(qū)動(dòng)組件3、CCD(電荷耦合器件)焦平面組件4、視頻處理器5、圖像存貯器6、相機(jī)7、電源8等部件，其特征在于在機(jī)身1內(nèi)對(duì)應(yīng)鏡頭安裝孔安裝暗箱2，在暗箱2中相機(jī)7像面處以一定間距平行安裝兩條線陣CCD焦平面組件4，兩條線陣CCD焦平面組件4以相機(jī)7光軸為對(duì)稱，暗箱2中的兩條線陣CCD焦平面組件4通過電纜連接到機(jī)身1內(nèi)安裝在視頻處理器5上，視頻處理器5的輸出與后面安裝在機(jī)身內(nèi)的圖像存貯器6相連接，圖像存貯器6的輸出與機(jī)身上的輸出接口相連，機(jī)身1通過底板與掃描驅(qū)動(dòng)組件3相連，電源8與掃描驅(qū)動(dòng)組件3呈一體安裝。
本實(shí)用新型的工作過程由于在機(jī)身1內(nèi)的暗箱2中相機(jī)7像面上以一定間距平行安裝兩條線陣CCD焦平面組件4，這樣對(duì)于同一景物來看，兩條線陣CCD焦平面組件4成像的視角不同。當(dāng)相機(jī)7通過電源8加電后，相機(jī)7通過掃描驅(qū)動(dòng)組件3的驅(qū)動(dòng)，對(duì)景物進(jìn)行掃描成像。兩條線陣CCD焦平面組件4可以獲得互為立體像對(duì)的兩幅圖像，將兩條線陣CCD焦平面組件4所獲得的視頻圖像信號(hào)經(jīng)視頻處理器5進(jìn)行預(yù)放、采樣保持、A/D轉(zhuǎn)換得到數(shù)字圖像，也就是數(shù)碼照片。將數(shù)字圖像也就是數(shù)碼照片以兩路并行方式存貯在圖像存貯器6中。圖像數(shù)據(jù)可以直接送到顯示器中實(shí)時(shí)立體顯示，也可以通過相機(jī)與計(jì)算機(jī)的接口將圖像數(shù)據(jù)存貯到硬盤中保存，以備后期處理。特別是得到的數(shù)字圖像，對(duì)構(gòu)成立體像對(duì)的每組圖像分別進(jìn)行補(bǔ)色處理，疊加顯示在普通監(jiān)視器上，通過紅綠眼鏡觀看，即可觀看到立體圖像。因此，利用該相機(jī)拍攝數(shù)碼圖像，存貯后可以作成數(shù)據(jù)光盤，形成電子像冊(cè)，可以永久保存。
本實(shí)用新型在普通照相機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，因此大部分功能如機(jī)身、取景器、快門等與本實(shí)用新型一致，本線陣CCD數(shù)碼立體照相機(jī)的設(shè)計(jì)主要是CCD焦平面組件4及視頻處理器5和圖像存貯6、圖像立體顯示四部分。CCD焦平面組件4主要由CCD時(shí)序單元和驅(qū)動(dòng)單元構(gòu)成。時(shí)序單元產(chǎn)生使CCD正常地進(jìn)行掃描成像的時(shí)序信號(hào)，使CCD完成積分、轉(zhuǎn)移和讀出等工作。時(shí)序單元還產(chǎn)生CCD視頻處理器5和圖像存儲(chǔ)器6所需要的各種時(shí)序。在滿足CCD所需時(shí)序關(guān)系的同時(shí)，驅(qū)動(dòng)器還要保證CCD各個(gè)電容性負(fù)載所需脈沖信號(hào)上升沿、下降沿和幅值的要求。根據(jù)信號(hào)要求，不同的信號(hào)選擇不同的時(shí)序信號(hào)驅(qū)動(dòng)器。從而保證了CCD焦平面組件4的正常工作。視頻處理器5由信號(hào)預(yù)處理器、增益控制放大器、偏置自動(dòng)可調(diào)電路和模數(shù)轉(zhuǎn)換器等構(gòu)成。視頻處理器5的輸入端首先通過隔直電容與視頻信號(hào)相連，目的是去除直流分量，僅將交流的視頻信號(hào)輸入到預(yù)處理器中，然后在放大器中對(duì)視頻信號(hào)進(jìn)行低噪聲放大，最后將調(diào)整好的視頻信號(hào)送入模/數(shù)轉(zhuǎn)換器中，輸出數(shù)字圖像信號(hào)。輸出的數(shù)字圖像信號(hào)存貯到圖像存貯器6。圖像存貯器6是為了暫存多幅圖像的存貯介質(zhì)，用閃速存貯器來實(shí)現(xiàn)大規(guī)模存貯器的設(shè)計(jì)。存貯在圖像存貯器6中的數(shù)字圖像可以通過相機(jī)與計(jì)算機(jī)的接口傳到計(jì)算機(jī)硬盤中，通過計(jì)算機(jī)顯示器利用補(bǔ)色法進(jìn)行立體顯示。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，利用線陣CCD作為圖像傳感器，通過光電測量直接得到數(shù)碼照片，立體顯示方法簡單，在普通監(jiān)視器上利用紅綠眼鏡即可觀看立體像。數(shù)碼照片易于保存，質(zhì)量保真?？朔似胀Ⅲw照相機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，省去了普通相機(jī)拍照后的沖洗、擴(kuò)印等繁瑣過程，不需要專門的視片設(shè)備，節(jié)省了開支。



圖1是本實(shí)用新型的頂視圖圖2是本實(shí)用新型的側(cè)視圖下面給出本實(shí)用新型的實(shí)施例。結(jié)合說明書附圖中圖1、圖2所示對(duì)實(shí)施例進(jìn)行描述機(jī)身1用鋁合金進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)。暗箱2用內(nèi)壁涂消反射涂料的鑄鋁制造。掃描驅(qū)動(dòng)組件3由步進(jìn)機(jī)、步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)器、步進(jìn)機(jī)控制器組成。步進(jìn)機(jī)采用日本SANYO公司型號(hào)為103-7516-5590，步進(jìn)機(jī)驅(qū)動(dòng)器采用日本PRIME公司型號(hào)為5d35m，步進(jìn)機(jī)控制器采用日本PRIME公司型號(hào)為PG500組成。電源8由±15V、+5V線性直流穩(wěn)壓電源組成。CCD焦平面組件4中，CCD采用2048象元的TCD102A線陣CCD，象元尺寸10μm。CCD時(shí)序單元主要由Lattice公司生產(chǎn)的大規(guī)模可編程邏輯器件ispLSI-1032實(shí)現(xiàn)。CCD驅(qū)動(dòng)器主要用Elantec公司生產(chǎn)的EL7212去完成CCD所需信號(hào)的驅(qū)動(dòng)。視頻處理器5則以EXAR公司生產(chǎn)的XRD4460為核心器件構(gòu)成，它具有可編程增益控制，黑電平自動(dòng)校準(zhǔn)，相關(guān)雙采樣和模/數(shù)轉(zhuǎn)換功能。圖像存貯器6采用閃速存貯器構(gòu)成，容量為兩路分別為128M字節(jié)。每路可以存貯2048象素×2048象素×8bit的圖像32幅。由以上各部分組成相機(jī)7。立體顯示軟件用補(bǔ)色法采用Visual C++編制，可在普通監(jiān)視器上用紅綠眼鏡觀看立體像。
權(quán)利要求1.一種線陣CCD數(shù)碼立體照相機(jī)，它包括機(jī)身1及其本體上的取景器、快門，暗箱2，其特征在于在機(jī)身1內(nèi)對(duì)應(yīng)鏡頭安裝孔安裝暗箱2，在暗箱2中相機(jī)7像面處以一定間距平行安裝兩條線陣CCD焦平面組件4，兩條線陣CCD焦平面組件4以相機(jī)7光軸為對(duì)稱，暗箱2中的兩條線陣CCD焦平面組件4通過電纜連接到機(jī)身1內(nèi)安裝在視頻處理器5上，視頻處理器5的輸出與后面安裝在機(jī)身內(nèi)的圖像存貯器6相連接，圖像存貯器6的輸出與機(jī)身上的輸出接口相連，機(jī)身1通過底板與掃描驅(qū)動(dòng)組件3相連，電源8與掃描驅(qū)動(dòng)組件3呈一體安裝。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種對(duì)普通立體照相機(jī)的改進(jìn)。解決判斷場景中深度層次不真實(shí)。照片質(zhì)量易受環(huán)境影響而變差的問題,由機(jī)身、暗箱、掃描驅(qū)動(dòng)、CCD焦平面組件、視頻處理器、圖像存貯器等部件組成。用線陣CCD作圖像傳感器直接得到數(shù)碼照片,立體顯示方法簡單,在普通監(jiān)視器上利用紅綠眼鏡即可觀看立體像。數(shù)碼照片易于保存,質(zhì)量保真?？朔似胀Ⅲw照相機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,省去普通相機(jī)拍照后的沖洗、擴(kuò)印等繁瑣過程,不需要專門的視片設(shè)備,節(jié)省開支。本實(shí)用新型尋找一種三維顯示逼真、立體地重現(xiàn)自然線陣CCD數(shù)碼立體照相機(jī)。
文檔編號(hào)G03B35/08GK2461022SQ00258708
公開日2001年11月21日 申請(qǐng)日期2000年10月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年10月19日
發(fā)明者劉金國, 郝志航 申請(qǐng)人:中國科學(xué)院長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所