專利名稱：一種雙光路雙傳感器合成模組及三維成像裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及立體成像裝置，更具體地說(shuō)，涉及一種雙光路雙傳感器合成模組及三維成像裝置。
背景技術(shù)：
隨著3D立體技術(shù)的發(fā)展，3D數(shù)碼產(chǎn)品日益進(jìn)入普通消費(fèi)者的生活。3D技術(shù)除了應(yīng)用在顯示器產(chǎn)品領(lǐng)域，數(shù)碼相機(jī)和數(shù)碼攝像機(jī)也開始應(yīng)用3D技術(shù)。人們開始接觸到能夠拍攝更真實(shí)影像的3D立體成像設(shè)備，如立體數(shù)碼照相機(jī)或立體數(shù)碼攝像機(jī)。立體數(shù)碼照相機(jī)和立體數(shù)碼攝像機(jī)是利用雙成像傳感器仿人類的兩個(gè)眼睛看物體而形成立體圖像的原理，通過(guò)安裝兩個(gè)相隔一定距離而光軸平行的鏡頭組及圖像傳感器來(lái)實(shí)現(xiàn)仿生物雙眼的視覺(jué)差和遠(yuǎn)近物體的層次感。然而，現(xiàn)在市場(chǎng)上以二維成像裝置居多，例如普通相機(jī)或攝像機(jī)，而二維成像裝置不容易改造成三維立體成像裝置，不利于立體成像裝置的應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有二維成像裝置不易改造成三維立體成像裝置的缺陷，提供一種雙光路雙傳感器合成模組及三維成像裝置。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是一種雙光路雙傳感器合成模組，包括分別用于模擬人眼接收外部光線的左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組；分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器；合成芯片，所述合成芯片與所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器，以及二維成像裝置的主控芯片連接，用于將所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像和右側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP輸入接口 ；且所述左側(cè)鏡頭組、右側(cè)鏡頭組、左側(cè)圖像傳感器、右側(cè)圖像傳感器和合成芯片封裝成一個(gè)整體。在本發(fā)明所述的雙光路雙傳感器合成模組中，所述合成芯片包括信號(hào)接收模塊，用于接收左側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像傳感器采集的右側(cè)圖像信號(hào)；延時(shí)檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行檢測(cè)，獲取所需的延時(shí)時(shí)間；輸出模塊，用于根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間，輸出圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出至所述DSP輸入接口。本發(fā)明還提供了一種三維成像裝置，包括整體封裝的雙光路雙傳感器合成模組， 以及與所述雙光路雙傳感器合成模組連接的適用于二維成像裝置的主控芯片，所述雙光路雙傳感器合成模組將采集仿人眼的左右兩側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP 輸入接口。在本發(fā)明所述的三維成像裝置中，所述雙光路雙傳感器合成模組包括
分別用于模擬人眼接收外部光線的左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組；分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器；合成芯片，所述合成芯片與所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器，以及所述主控芯片連接，用于將所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像和右側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP輸入接口 ；且所述左側(cè)鏡頭組、右側(cè)鏡頭組、左側(cè)圖像傳感器、右側(cè)圖像傳感器和合成芯片封裝成一個(gè)整體。在本發(fā)明所述的三維成像裝置中，所述合成芯片包括信號(hào)接收模塊，用于接收所述左側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像傳感器采集的右側(cè)圖像信號(hào)；延時(shí)檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行檢測(cè)，獲取所需的延時(shí)時(shí)間；輸出模塊，用于根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間，輸出圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出至所述DSP輸入接口。在本發(fā)明所述的三維成像裝置中，所述主控芯片為適用于二維相機(jī)或攝像機(jī)的主控芯片。實(shí)施本發(fā)明的雙光路雙傳感器合成模組及三維成像裝置，具有以下有益效果本發(fā)明提供的雙光路雙傳感器合成模組可以替代二維成像裝置的單光路單傳感器，將三維圖像輸出至原有二維成像裝置的主控芯片，就能將該二維相機(jī)改造成三維相機(jī)，實(shí)現(xiàn)三維立體圖像的采集。


下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明，附圖中圖1為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中雙光路雙傳感器合成模組的模塊示意圖；圖2為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中合成芯片的模塊示意圖；圖3為本發(fā)明的合成芯片的第一實(shí)施例輸出圖像示意圖；圖4為本發(fā)明的合成芯片輸出圖3的圖像而需要執(zhí)行的程序流程圖。
具體實(shí)施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖1，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中雙光路雙傳感器合成模組的模塊示意圖。如圖 1所示，該雙光路雙傳感器合成模組包括左側(cè)鏡頭組110和右側(cè)鏡頭組120，分別用于模擬人眼接收外部光線。作為兩路光路分別接收仿左眼光線和仿右眼光線。左側(cè)圖像傳感器210和右側(cè)圖像傳感器220，分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組110和右側(cè)鏡頭組120采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像。合成芯片300，與所述左側(cè)圖像傳感器210和右側(cè)圖像傳感器220連接，同時(shí)連接到二維成像裝置的主控芯片20，用于將左側(cè)圖像傳感器210和右側(cè)圖像傳感器220采集的左側(cè)圖像和右側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片20的DSP輸入接口。在本發(fā)明中，主控芯片20通常采用DSP，該DSP通過(guò)I2C，發(fā)送指令去配置左側(cè)圖像傳感器210和右側(cè)圖像傳感器220，分別采集數(shù)據(jù)然后在合成芯片300里面合成SBS格式輸出到DSP。在本發(fā)明中，將左側(cè)鏡頭組110、右側(cè)鏡頭組120、左側(cè)圖像傳感器210、右側(cè)圖像傳感器220和合成芯片300整體封裝成上述雙光路雙傳感器合成模組。在普通二維成像裝置中，例如普通相機(jī)或攝像機(jī)中，用上述雙光路雙傳感器合成模組替代原始的單光路單傳感器，并將該合成模組的輸出連接至原成像裝置的主控芯片的 DSP輸入接口，就能實(shí)現(xiàn)三維立體圖像的采集。因此采用本發(fā)明的模組后，可以在原始的二維成像裝置中保持主控芯片配置不變，接口不變，軟件的數(shù)據(jù)格式也不發(fā)生改變，只需在合成芯片的軟件里面將左右兩側(cè)圖像以并排的形式輸出即可。整體封裝的雙光路雙傳感器合成模組與普通二維成像裝置的主控芯片相結(jié)合后便構(gòu)成了一種新的三維成像裝置，使其具有三維圖像采集功能。請(qǐng)參閱圖2，為本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中合成芯片的模塊示意圖。如圖2所示，本發(fā)明提供的合成芯片300包括信號(hào)接收模塊310，用于接收左側(cè)圖像傳感器210采集的左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像傳感器220采集的右側(cè)圖像信號(hào)。其中，左側(cè)圖像信號(hào)主要包括左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS、 左側(cè)行同步信號(hào)LHIS和左側(cè)像素時(shí)鐘信號(hào)LPCLK，右側(cè)圖像信號(hào)主要包括右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào) RVIS、右側(cè)行同步信號(hào)RHIS和右側(cè)像素時(shí)鐘信號(hào)RPCLK。延時(shí)檢測(cè)模塊320，用于對(duì)所述左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行檢測(cè)，獲取所需的延時(shí)時(shí)間。輸出模塊330，用于根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間，輸出圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出至所述DSP輸入接口。例如，在輸出的圖像中，將采集的左側(cè)圖像輸出在左邊， 右側(cè)圖像輸出在右邊。或者在輸出的圖像中，將采集的右側(cè)圖像輸出在左邊，左側(cè)圖像輸出在右邊。延時(shí)檢測(cè)模塊320對(duì)左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)的作用的實(shí)現(xiàn)方式主要包括兩禾中一種方法是以右側(cè)圖像信號(hào)為基準(zhǔn)，檢測(cè)左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)與右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)的時(shí)間差。所述延時(shí)檢測(cè)模塊320對(duì)左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS和右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)RVIS進(jìn)行檢測(cè)， 僅在左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS有效且右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)RVIS無(wú)效時(shí)的期間，對(duì)左側(cè)行同步信號(hào) LHIS的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，作為延時(shí)時(shí)間。另一種方法是以左側(cè)圖像信號(hào)為基準(zhǔn)，檢測(cè)右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)與左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)的時(shí)間差。在這種情況下，所述延時(shí)檢測(cè)模塊320對(duì)左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS和右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào) RVIS進(jìn)行檢測(cè)，僅在右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)RVIS有效且左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS無(wú)效時(shí)的期間，對(duì)右側(cè)行同步信號(hào)RHIS的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，作為延時(shí)時(shí)間。輸出模塊330對(duì)調(diào)節(jié)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像同步輸出的實(shí)現(xiàn)方式，根據(jù)以不同的圖像信號(hào)為基準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)方式主要包括兩種一種方法是根據(jù)所述以右側(cè)圖像信號(hào)為基準(zhǔn)獲取的延時(shí)時(shí)間，將左側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)LVIS和左側(cè)行同步信號(hào)LHIS延時(shí)所述延時(shí)時(shí)間，分別作為輸出圖像的場(chǎng)同步信號(hào)VIS和行同步信號(hào)HIS輸出，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出。另一種方法是根據(jù)所述以右側(cè)圖像信號(hào)為基準(zhǔn)獲取的延時(shí)時(shí)間，將右側(cè)場(chǎng)同步信號(hào)RVIS和右側(cè)行同步信號(hào)RHIS延時(shí)所述延時(shí)時(shí)間，分別作為輸出圖像的場(chǎng)同步信號(hào)VIS 和行同步信號(hào)HIS輸出，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出。請(qǐng)參閱圖3，為本發(fā)明的合成芯片的第一實(shí)施例輸出圖像示意圖。在該實(shí)施例中， 將采集的左側(cè)圖像輸出在左邊，右側(cè)圖像輸出在右邊，從而同步并排(side by side)輸出采集的左右兩側(cè)圖像信號(hào)。如圖3中左側(cè)圖像信號(hào)在輸出的圖像中對(duì)應(yīng)的是位于左邊的0 至N-I列的像素，而右側(cè)圖像信號(hào)在輸出的圖像中對(duì)應(yīng)的是位于右邊的N至2N-1列的像素。請(qǐng)參閱圖4，為本發(fā)明的合成芯片輸出為上述形式的圖像而需要執(zhí)行的程序流程圖。其主要流程包括Al 程序開始；A2 設(shè)置兩個(gè)輔助參數(shù)，標(biāo)志位FLAG和計(jì)數(shù)器Count_HIS，并復(fù)位初始化，即FLAG =0，Count_HIS = 0 ；A3 在左側(cè)像素時(shí)鐘信號(hào)LPCLK的邊緣采樣LVIS和RVIS ；A4 根據(jù)LVIS與RVIS的采樣值賦值標(biāo)志位FLAG，當(dāng)LVIS有效且RVIS無(wú)效時(shí)， FLAG賦值為1，其它情況下FLAG賦值為0 ；A5 檢測(cè)FLAG是否等于1，是則轉(zhuǎn)步驟A7，否則轉(zhuǎn)步驟A6 ；A6 清零 LHIS 計(jì)數(shù)器，即 Count_HIS = 0，轉(zhuǎn)步驟 A3 ；A7 計(jì)數(shù)LHIS的個(gè)數(shù)，賦值到Count_HIS ；A8 檢測(cè)左側(cè)圖像信號(hào)是否超前右側(cè)圖像信號(hào)，是則轉(zhuǎn)步驟A9，否則轉(zhuǎn)步驟AlO ；A9 將 Count_HIS 賦值給輸出延時(shí) delay_count，轉(zhuǎn)步驟 All ；AlO 將1賦值給輸出延時(shí)delay_count，轉(zhuǎn)步驟All ；All 將 LVIS 延時(shí) delay_count 為 VIS 輸出，將 LHIS 延時(shí) delay_count 為 HIS 輸出，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出；A12 檢測(cè)復(fù)位信號(hào)是否有效，有效則轉(zhuǎn)步驟A2，無(wú)效則轉(zhuǎn)步驟A12，繼續(xù)等待復(fù)位。通過(guò)上述程序可以在左側(cè)圖像信號(hào)超前右側(cè)圖像信號(hào)時(shí)，最小延時(shí)為Coimt_HIS， 即將LVIS、LHIS延時(shí)Countjns行后分別作為VIS、HIS輸出；在左側(cè)圖像信號(hào)滯后右側(cè)圖像信號(hào)時(shí)，最小延時(shí)為1，即將LVIS、LHIS延時(shí)1行后分別作為VIS、HIS輸出，從而獲得左右兩側(cè)圖像并排(左側(cè)圖像在左邊，右側(cè)圖像在右邊)輸出的效果。可以理解的是，此處設(shè)置的將LVIS、LHIS延時(shí)的時(shí)間為最小值，即將該延長(zhǎng)時(shí)間加長(zhǎng)然后按上述方法輸出圖像信號(hào)，亦可實(shí)現(xiàn)同步輸出的效果。此外，在另一實(shí)施例中，將采集的左側(cè)圖像輸出在右邊，右側(cè)圖像輸出在左邊，從而同步并排(side by side)輸出采集的左右兩側(cè)圖像信號(hào)。上述兩個(gè)實(shí)施例是以方法一為例進(jìn)行說(shuō)明，相應(yīng)地本發(fā)明也可采用方法二來(lái)實(shí)施，即以左側(cè)圖像信號(hào)為基準(zhǔn)，獲取延時(shí)時(shí)間。該方法也可根據(jù)步驟輸出模塊并排(side by side)輸出圖像的不同方式分成兩種情況。這兩種情況的原理等同于上述兩個(gè)實(shí)施例。由于左右兩側(cè)圖像具有對(duì)等的性質(zhì)，且左右兩側(cè)圖像信號(hào)在調(diào)節(jié)同步輸出時(shí)也具有對(duì)等的性質(zhì)，所以在具體程序?qū)嵤r(shí)，原實(shí)施例中左右兩側(cè)圖像互相調(diào)換，相應(yīng)的只需將原實(shí)施例中涉及左側(cè)圖像信號(hào)的操作調(diào)換成對(duì)右側(cè)圖像信號(hào)的操作，右側(cè)圖像信號(hào)的操作調(diào)換成對(duì)左側(cè)圖像信號(hào)的操作，即可。 本發(fā)明是根據(jù)特定實(shí)施例進(jìn)行描述的，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)明白在不脫離本發(fā)明范圍時(shí)，可進(jìn)行各種變化和等同替換。此外，為適應(yīng)本發(fā)明技術(shù)的特定場(chǎng)合或材料，可對(duì)本發(fā)明進(jìn)行諸多修改而不脫離其保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明并不限于在此公開的特定實(shí)施例， 而包括所有落入到權(quán)利要求保護(hù)范圍的實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種雙光路雙傳感器合成模組，其特征在于，包括 分別用于模擬人眼接收外部光線的左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組；分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器；合成芯片，所述合成芯片與所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器，以及二維成像裝置的主控芯片連接，用于將所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像和右側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP輸入接口 ；且所述左側(cè)鏡頭組、右側(cè)鏡頭組、左側(cè)圖像傳感器、右側(cè)圖像傳感器和合成芯片封裝成一個(gè)整體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙光路雙傳感器合成模組，其特征在于，所述合成芯片包括 信號(hào)接收模塊，用于接收左側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像傳感器采集的右側(cè)圖像信號(hào)；延時(shí)檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行檢測(cè)，獲取所需的延時(shí)時(shí)間；輸出模塊，用于根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間，輸出圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出至所述DSP輸入接口。
3.—種三維成像裝置，其特征在于，包括整體封裝的雙光路雙傳感器合成模組，以及與所述雙光路雙傳感器合成模組連接的適用于二維成像裝置的主控芯片，所述雙光路雙傳感器合成模組將采集仿人眼的左右兩側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP輸入接口。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維成像裝置，其特征在于，所述雙光路雙傳感器合成模組包括分別用于模擬人眼接收外部光線的左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組； 分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器；合成芯片，所述合成芯片與所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器，以及所述主控芯片連接，用于將所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像和右側(cè)圖像以并排的形式輸出至所述主控芯片的DSP輸入接口 ；且所述左側(cè)鏡頭組、右側(cè)鏡頭組、左側(cè)圖像傳感器、右側(cè)圖像傳感器和合成芯片封裝成一個(gè)整體。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維成像裝置，其特征在于，所述合成芯片包括信號(hào)接收模塊，用于接收所述左側(cè)圖像傳感器采集的左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像傳感器采集的右側(cè)圖像信號(hào)；延時(shí)檢測(cè)模塊，用于對(duì)所述左側(cè)圖像信號(hào)和右側(cè)圖像信號(hào)之間的時(shí)間差進(jìn)行檢測(cè)，獲取所需的延時(shí)時(shí)間；輸出模塊，用于根據(jù)所述延時(shí)時(shí)間，輸出圖像信號(hào)，實(shí)現(xiàn)左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的同步輸出至所述DSP輸入接口。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的三維成像裝置，其特征在于，所述主控芯片為適用于二維相機(jī)或攝像機(jī)的主控芯片。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種雙光路雙傳感器合成模組及三維成像裝置，該模組包括分別用于模擬人眼接收外部光線的左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組；分別用于接收所述左側(cè)鏡頭組和右側(cè)鏡頭組采集的光線形成左側(cè)圖像和右側(cè)圖像的左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器；合成芯片，用于將所述左側(cè)圖像傳感器和右側(cè)圖像傳感器采集的左右兩側(cè)圖像以并排的形式輸出至主控芯片的DSP輸入接口；且所述左側(cè)鏡頭組、右側(cè)鏡頭組、左側(cè)圖像傳感器、右側(cè)圖像傳感器和合成芯片封裝成一個(gè)整體。本發(fā)明提供的雙光路雙傳感器合成模組可以替代二維成像裝置的單光路雙傳感器，將圖像輸出給二維成像裝置的主控芯片，就能將該二維相機(jī)改造成三維相機(jī)，實(shí)現(xiàn)三維立體圖像的采集。
文檔編號(hào)H04N13/00GK102256150SQ20111019693
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月14日
發(fā)明者李煒, 李貞 申請(qǐng)人:深圳市掌網(wǎng)立體時(shí)代視訊技術(shù)有限公司