多视角裸眼立体摄像机以及裸眼立体显示系统

技术领域

本申请实施例涉及裸眼3D设备技术领域，尤其涉及一种多视角裸眼立体摄像机以及裸眼立体显示系统。

背景技术

裸眼3D显示技术是一种无须佩戴3D眼镜，即可使观看者观看到形象逼真的立体影像的显示技术，由于无需佩戴3D眼镜，从而避免了长时间佩戴3D眼镜所出现的头晕目眩等问题，极大地提高了观看者的观感舒适度。

裸眼3D显示系统包括裸眼3D显示器和3D播放器，在播放时，3D播放器根据显示文件控制裸眼3D显示器进行显示。由于拍摄设备的限制，裸眼3D显示屏对观看角度有严格限制，也就是说，观看者在规定的角度范围内才能保证裸眼3D的显示效果，超出该范围则会严重降低3D显示效果。

为了扩大裸眼3D的观看角度，通常需要对显示内容采用三维软件处理，将处理完成后的显示文件输出至3D播放器进行播放。然而三维软件制作较为繁琐，制作成本较高，目前只能适用于简单场景和简单内容的展示，例如静态产品和LOGO等，从而使裸眼3D显示的应用场景受限，制约裸眼3D显示的推广应用。

发明内容

本申请实施例的目的在于提供一种多视角裸眼立体摄像机以及裸眼立体显示系统，以改善由于裸眼3D显示文件制作复杂，只能适用于简单场景和简单内容展示的局限性。

基于上述目的，第一方面，本申请实施例提供一种多视角裸眼立体摄像机，包括安装本体以及安装于所述安装本体的分光组件与摄像头组件，所述分光组件将入射光束分为第一出射光束和第二出射光束，并在所述分光组件的同一侧平行射出；

所述摄像头组件包括第一拍摄层和第二拍摄层，所述第一拍摄层接收所述第一出射光束，包括沿第一方向排布的至少两个摄像头；所述第二拍摄层接收所述第二出射光束，包括沿第二向排布的至少两个所述摄像头；

所述第一方向和所述第二方向平行，所述第一拍摄层和所述第二拍摄层中的所述摄像头数目相等，且设置位置相同；在所述第一方向和所述第二方向之间的方向上，所述第一拍摄层中的所述摄像头与所述第二拍摄层中的所述摄像头错开设置。

在具有上述结构的多视角裸眼立体摄像机中，包括并排设置的第一拍摄层和第二拍摄层，第一拍摄层和第二拍摄层均包括至少两个摄像头，在采用该多视角裸眼立体摄像机进行拍摄时，可以获得更多视角的拍摄画面，有利于省去三维处理软件的处理，通过3D播放器直接播放，从而实现裸眼立体片源的实拍，可较大程度上提升裸眼立体显示的素材量并且应用广泛，可以适用广告、短视频、网剧、微电影以及直播等拍摄场景。另外，两层摄像头错开设置，有利于缩小设备整体体积和获得更小的视距，从而获得更好的拍摄效果，提高拍摄的适应能力。

在一种可能的实施方式中，所述分光组件包括分光镜和反射镜片，所述分光镜的透过光路方向为第一出射方向；所述反射镜片设置于所述分光镜的反射光路的后方，所述反射镜片的反射光路方向为第二出射方向，所述第一出射光束沿所述第一出射方向射出，所述第二出射光束沿所述第二出射方向射出。

在一种可能的实施方式中，所述分光镜为立方体分光镜，所述反射镜片为设置于所述立方体分光镜上方的直角反射三棱镜。

在一种可能的实施方式中，所述立方体分光镜和所述直角反射三棱镜胶合为一体结构。

在一种可能的实施方式中，所述安装本体包括第一云台和第二云台，所述第一拍摄层安装于所述第一云台，所述第二拍摄层安装于所述第二云台，所述第一云台和/或所述第二云台沿所述第一方向的位置可调。

在一种可能的实施方式中，所述摄像头可拆卸安装于所述第一云台和所述第二云台。

在一种可能的实施方式中，所述第一拍摄层和所述第二拍摄层均设置有4个所述摄像头。

在一种可能的实施方式中，所述多视角裸眼立体摄像机包括拍摄控制器，所述摄像头与所述拍摄控制器信号连接，所述拍摄控制器接收所述摄像头的拍摄数据，并对所述拍摄数据按照设定格式进行封装后输出。

第二方面，本申请实施例提供了一种裸眼立体显示系统，包括裸眼3D显示屏、3D播放器和第一方面实施例任一项所述的多视角裸眼立体摄像机，所述3D播放器根据所述多视角裸眼立体摄像机的拍摄数据控制所述裸眼3D显示屏显示。

在一种可能的实施方式中，所述裸眼3D显示屏为柱镜光栅显示屏或狭缝光栅显示屏。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的一种多视角裸眼立体摄像机的结构示意图；

图2为图1中分光组件的结构示意图；

图3为图2中分光组件的光路原理图；

图4为图1中摄像头组件的排布示意图。

附图标记说明：

1-分光组件、2-摄像头组件、3-拍摄控制器、4-第一拍摄层、41-第一摄像头、42-第三摄像头、43-第五摄像头、44-第七摄像头、5-第二拍摄层、51-第二摄像头、52-第四摄像头、53-第六摄像头、54-第八摄像头、11-分光镜、12-反射镜；

A：入射光束、B：第一出射光束、C：第二出射光束。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种多视角裸眼立体摄像机，如图1所示，该多视角裸眼立体摄像机包括分光组件1、摄像头组件2和拍摄控制器3，其中，分光组件1用于将入射光束一分为二，形成两个出射光束，两个出射光束在不同高度的位置自分光组件1的同一侧平行射出，并射向摄像头组件2。

图2为图1中分光组件的结构示意图，图3为图2中分光组件的光路原理图；如图2和图3所示，分光组件1包括分光镜11和反射镜12，分光镜11为半透半反镜片，半透半反镜片根据光学特性分为第一入射方向、第一出射方向和第一反射方向；第一入射方向与第一出射方向为相同方向，第一反射方向与第一入射方向垂直。位于分光镜11前方的入射光束A沿第一入射方向射入分光镜11后，一部分透过分光镜11沿第一出射方向射出形成第一出射光束B，另一部分被反射后沿第一反射方向射出形成第一反射光束。

反射镜12设置于第一反射方向的后方，反射镜12根据光学特性分为第二入射方向和第二反射方向，第一反射光束射入反射镜12后沿第二反射方向射出形成第二反射光束，第二反射光束即分光组件1的第二出射光束C，第二反射方向即第二出射方向。

第一出射方向和第二出射方向为平行且同向的方向，也就是说，第一出射光束和第二出射光束为平行光束。通过上述描述可知，入射光束A通过分光组件1分成两个平行的出射光束，两个出射光束分别为第一出射光束B和第二出射光束C。第一出射光束B和第二出射光束C在分光组件1的一侧平行射出，且以图3所示方位为例，第二出射光束C位于第一出射光束B的上方。

本实施例中，分光镜11选用立方体分光镜，立方体分光镜由两个玻璃三角柱沿对角线以聚酯、环氧树脂或聚氨酯黏合剂黏合而成，入射光束从立方体分光镜的一侧进入后有一半会穿过，另一半则经反射后射出，从而形成半透半反分光镜。反射镜12选用直角反射三棱镜，直角反射三棱镜设置于立方体分光镜的上方，由此可知，第二出射方向位于第一出射方向的上方。采用立方体分光镜和直角反射三棱镜，能够方便分光组件1的连接安装和光线传导，在一种可能的实施方式中，立方体分光镜和直角反射三棱镜胶合连接为一体结构。

请参考图1至图4，摄像头组件2设置分光组件1后方，包括第一拍摄层4和第二拍摄层5，第一拍摄层4位于第一出射方向的后方，用于接收第一出射光束B；第二拍摄层5位于第二出射方向的后方，用于接收第二出射光束C；从而实现摄像头组件2对分光组件1前方拍摄对象的拍摄。

第一拍摄层4包括沿第一方向排列的多个摄像头，第二拍摄层5包括沿第二方向排列的多个摄像头；第一拍摄层4和第二拍摄层5中摄像头数目相等且至少为2个，第一拍摄层4中的摄像头排布方式与第二拍摄层5中的摄像头排布方式也相同，即对应摄像头在各自拍摄层中的设置位置相同。

第一方形平行于第二方向，本实施例中以第一方向和第二方向为水平方向，且第二方向为位于第一方向上方为例进行描述，也就是说，第一拍摄层4和第二拍摄层5上下分层设置。在第一方向与第二方向之间的方向上，即在高度方向方向上，第一拍摄层4和第二拍摄层5中处于同一位置的摄像头错开设置，通过不同层的摄像头错开排布，能够相较于现有技术中的拍摄设备得到较小的视距，从而更方便拍摄。

本实施例中摄像头组件2包括8台相同的摄像头，8台摄像头分别为第一摄像头41、第二摄像头51、第三摄像头42、第四摄像头52、第五摄像头43、第六摄像头53、第七摄像头44和第八摄像头54，上述8台摄像头的拍摄方向平行且朝向分光组件1所在一侧。

8台摄像机按奇偶次序分置于第一拍摄层4和第二拍摄层5中，具体地，第一拍摄层4沿第一方向依次设置有第一摄像头41、第三摄像头42、第五摄像头43和第七摄像头44，第二拍摄层5沿第二方向依次设置有第二摄像头51、第四摄像头52、第六摄像头53和第八摄像头54。第一拍摄层4和第二拍摄层5对应摄像头错开设置，具体是指第一摄像头41与第二摄像头51，第三摄像头42与第四摄像头52，第五摄像头43与第六摄像头53，以及第七摄像头44和第八摄像头54在高度方向上错开距离设置。

为了调整拍摄视差以及调整拍摄景深，第一拍摄层4和第二拍摄层5之间的错开距离可调，鉴于此，在一种可能的实施方式中，该多视角裸眼立体摄像机包括安装本体，摄像头组件2和分光组件1安装于安装本体，安装本体上还设置有第一云台和第二云台，第一摄像头41、第三摄像头42、第五摄像头43和第七摄像头44可拆卸安装于第一云台；第二摄像头51、第四摄像头52、第六摄像头53和第八摄像头54可拆卸安装于第二云台。

第一云台和第二云台中至少一方能够沿第一方向(第二方向)位置可调，从而实现第一拍摄层4和第二拍摄层5之间错开距离的可调，以适应不同的拍摄场景和拍摄要求。第一云台和第二云台的位置调节可以通过螺纹丝杠、直线导轨或者齿轮齿条等方式实现，可以为手动调整，也可以为伺服电机驱动下的电动调节。摄像头与云台的可拆卸安装有利于摄像头的拆卸维护，以及更换不同规格的摄像头，摄像头可以通过卡扣、螺纹等方式与云台连接。

该多视角裸眼立体摄像机还包括拍摄控制器3，所有摄像头均匀与拍摄控制器3信号连接，拍摄控制器3控制8台摄像头的录制以及焦距的变化，拍摄结束后将8个画面按照裸眼3D显示器的播放格式进行后期剪辑封装，不需要再进行后期处理，可实时调控。

拍摄控制器3还可以通过分别调整8个摄像头，更好地调节景深，方便获得更好的立体效果。

在具有上述结构的多视角裸眼立体摄像机中，8个摄像头分两层错开排布，能够获得8个不同视角的拍摄画面，8个拍摄画面能够适配现有3D播放器对显示文件的要求，因此可以直接输出至3D播放器，3D播放器根据视角裸眼立体摄像机输出的显示文件控制裸眼3D显示屏进行显示，实现裸眼3D的显示效果。

由此可以看出，本申请实施例提供的多视角裸眼立体摄像机，实现实拍的裸眼立体片源，能够省去三维软件的处理过程，可较大程度上提升裸眼立体显示的素材量并且应用广泛，可以适用广告、短视频、网剧、微电影以及直播等拍摄场景。另外，两层摄像头错开设置，可以获得更小的视距，有利于获得更好的拍摄效果，提高拍摄的适应能力。

上述实施例以8个摄像头为例进行描述，显然本申请实施例并不局限于此，摄像头组件中摄像头数目还可以为4个或6个等，其工作原理和技术效果与上述实施例相同，此处不再赘述。

本申请实施例提供了一种裸眼立体显示系统，包括裸眼3D显示屏、3D播放器和第一方面实施例任一项所述的多视角裸眼立体摄像机，所述3D播放器根据所述多视角裸眼立体摄像机的拍摄数据控制所述裸眼3D显示屏显示。

在一种可能的实施方式中，所述裸眼3D显示屏为柱镜光栅显示屏或狭缝光栅显示屏。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

此外，上文所描述的本申请不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本申请的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本申请的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本申请的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本申请的保护范围之内。