[发明专利]用于立体成像的具有大视场的相机设备

说明书

背景技术

静止和运动图像的数字立体观看已经变得普遍，并且用于观看3D(三维)电影的装备更广泛地可用。剧院提供基于利用特殊的眼镜观看电影的3D电影，该特殊的眼镜确保针对每一帧的电影左眼和右眼观看不同的图像。有3D能力的玩家和电视机，相同的方法已经带到家庭使用。在实践中，电影由对相同场景的两幅视图(分别针对左眼和右眼)组成。这些视图是通过使用直接创建适合立体观看的该内容的特殊立体相机拍摄电影而创建的。当视图呈现给两只眼睛时，人类视觉系统创建了场景的3D视图。该技术的缺点在于观看区域(电影屏幕或电视)仅占据视场的一部分，因此3D视图的体验受到限制。

为了更逼真的体验，已经创建了占据整个视场的较大观看区域的设备。存在旨在用于佩戴在头上的立体观看镜，使得它们用小屏幕和镜头布置覆盖眼睛并显示针对左眼和右眼的图像。这种技术的优点还在于，与通常用于3D观看的相当大的电视机相比，它可以在小空间中使用，甚至是在移动时。

因此，需要能够记录数字图像/视频以便观看具有广泛视场的3D视频或图像的解决方案。

发明内容

现在已经发明了一种实现该方法的改进方法和技术装备，借此缓解了上述问题。本发明的各个方面包括以独立权利要求中所述的特征为特征的相机装置。在从属权利要求中公开了本发明的各种实施例。

本说明书涉及相机设备。相机设备具有观看方向并且包括多个相机(至少一个中央相机和至少两个外围相机)。每个所述相机具有相应的视场，并且每个所述视场覆盖相机设备的观看方向。相机相对于彼此定位，使得中央相机和外围相机形成具有自然差距和立体视场的至少两个立体相机对，每个所述立体视场覆盖相机设备的观看方向。相机设备具有中央视场和外围视场，该中央视场包括立体相机对的组合的立体视场，该外围视场包括相机的至少部分在中央视场外的视场。

相机设备可以包括在基本上对应于以下中的至少一些的定位处的相机：人类头部在正常解剖姿势下的眼睛定位、人类头部在最大屈曲解剖姿势下的眼睛定位、人类头部在最大伸展解剖姿势下的眼睛定位、和/或人类头部在最大左右旋转解剖姿势下的眼睛定位。

相机设备可以包括至少三个相机，这些相机被设置成使得它们在相应相机的视场方向上的光轴落入半球视场内，该相机设备不包括其光轴在半球视场外的相机，并且该相机设备具有覆盖整个球体的总视场。

上述描述可以描述相同的相机设备或不同的相机设备。这样的照相机设备可以具有它们具有在相机设备的观看方向上设置的相机的属性，即它们的视场不是对称的，例如不以相同质量或相等数目的相机覆盖整个球体。这可能带来的好处是，可以使用更多的相机来捕获在观看方向上和周围(中央视场)上的视觉上重要的区域，同时以较低的质量覆盖其余的，例如没有立体图像能力。同时，相机的这种不对称放置可能在设备的背面留下用于电子和机械结构的空间。

这里描述的相机设备可以具有带有广角镜头的相机。相机设备可能适合于创建立体观看图像数据，其包括用于多个相机的多个视频序列。相机设备可以使得至少三个相机中的任何一对相机具有对应于用于创建立体图像的人眼的视差(差距)的视差。至少三个相机可以重叠视场，使得由所述至少三个相机捕获每个部分的重叠区域被定义，并且这样的重叠区域可以用于形成用于立体观看的图像。

本发明还涉及观看立体图像，例如立体视频图像，也称为3D视频。使用具有重叠视场的至少三个相机来捕获场景，使得该场景的区域被至少三个相机覆盖。在观看者处，从多个相机中选择相机对，以创建如果它们位于相机源的位置时与用户眼睛的位置最佳匹配的立体相机对。也就是说，选择相机对，使得由相机源产生的差距类似于用户的眼睛在该位置处本有的差距。如果用户倾斜他的头部，或者视图方向被改变，则可以形成一对新的对，例如通过切换另一个相机。然后，观看者设备随后通过为每个图像的每个区域挑选最佳的来源来形成用于左眼和右眼的视频帧的图像，以获得逼真的立体差距。

附图说明

在下文中，将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例，其中

图1a、1b、1c和1d示出了用于对用户形成立体图像的设置；

图2a示出了用于立体观看的系统和装置；

图2b示出了用于立体观看的立体相机设备；

图2c示出了用于立体观看的头戴式显示器；

图2d图示了相机；

图3a、3b和3c图示了从图像源形成针对第一眼和第二眼的立体图像；

图4a和4b示出了用作图像源的相机设备的示例；