一种小直径配置摄像机的云台结构 【技术领域】
本发明系一种摄影器材的改进结构， 特别是涉及一种全景式环拍云台的改进装置。 背景技术
摄影是纵横世界， 凝固历史， 研究文化的工具。 纵横世界就是通过摄影观察世界的 发展， 凝固历史就是凝固历史瞬间， 作为研究历史的材料。还有就是研究文化发展。摄影在 社会科学研究领域是大有作为的， 摄影提供的图像信息， 这些材料是各行各业研究历史， 分 析现状， 积淀文化可靠的证据。
摄影是艺术殿堂的新宠儿， 它是一个新兴的艺术项目。在社会历史发展的历程当 中， 人类对精神享受的需求越来高， 因此人类创造了艺术。摄影也是一种艺术形式。古老的 舞蹈、 歌唱等传统的艺术表达形式离不开肌体的动作， 现代产业革命出现了以后， 人类的精 神享受更多依靠仪器， 这个仪器就是摄影， 摄影是新时代的新艺术。 摄影发明后逐渐派生出 了电影和电视， 直到现在的数字图像艺术。 通过摄影人们可以记录自己的生活、 工作和成长 足迹， 是与家庭、 朋友亲情友谊的见证， 摄影为人们提供了无穷的记忆和乐趣。摄影为工农 业生产、 军事国防、 科学研究等领域的进展提供了手段。
随着科学的发展， 经济生活的繁荣， 逐渐人们又创新了一种全景式环拍技术， 在环 形的银幕上， 全方位 360 度观看四周的影像， 使观众犹如身历其景置身于绚丽的自然风光 中， 得到充分的体念和全身心的享受。
全景式环拍技术是由多台摄像机安装在一个圆形的平板云台上， 同时对四周的景 物进行拍摄， 然后再在环形影院里由多架放映机同时向四周的屏幕进入投影放映。
为了取得好的拍摄效果， 对于现有技术有以下几几需要作进一步的努力 ：
如何继续提高画质 ：
当一台摄像机正常拍摄时， 假设它的像素是 1080×1920 那么它所拍摄出来的图 像是宽 (1920) 高 (1080) 的长方形图像， 像这样的拍摄方式大概只要 8-9 台摄像机就能把 四周一圈的全景拍下来， 因为画幅很宽， 但每张图片的像素只有 1080×1920。
另一种情况， 当我们把摄像机竖过来拍摄时高就变成了 1920 宽反而变多了 1080， 原先一张图片拍摄出来的图像宽度， 现在须由两台、 三台拼起来， 每单台只能拍到原图的三 分之一或二分之一， 然而如果用三台摄像机同时竖起来分别拍这幅图的三个部分， 然后拼 凑成这一整幅图的话像素就变成了宽 (1080+1080+1080)3240 高 1920， 这幅图的总像素就 提高到 3240×1920， 画面质量大大提高。
如此方式， 图像的像素是得到了有效的提高， 但是同时带来了问题是每摄像机所 拍摄的画幅宽度短了， 这就意味着要拍完 360°要更多的摄像机。题就出现了， 由于每台摄 像机占有的一定的空间体积， 多台摄像机在一个平面上围成一个圈， 镜头全部朝外， 这个圈 的直径将会变得很大， 一个全景拍摄系统的体积就势必会很大。
摄像机镜头取景是呈一个近窄远宽放射状的夹角， 两台摄像机平排， 或者呈弧形排列， 两台摄像机镜头之间的距离会造成一个哪个也拍不到的 “盲角” 两者的距离分开越 远， 盲区越大， 而间距越小盲区也越小， 拍摄的图像越完整
根据以上原理， 在圆形的摄像云台上摆布的一圈摄像机围成的直径越小， 摄像的 效果越好， 但是， 如前所述， 为了获取好的摄像效果， 需配置更多的摄像机， 如此产生了了矛 盾， 摄像机多， 摆置的直径就不得不大， 相互之间产生的盲区也越多越大， 因此， 为了获得高 的摄像质量， 必须提供一种既能摆置更多的摄像机， 又需要摆置更紧密， 直径更小的办法和 装置。 发明内容
本发明的目的是提供一种既能摆置更多的摄像机， 又能使摄像机摆置更紧密， 直 径更小的一种摄像云台机构。
本发明的目的由如下结构提供和实现。
一种小直径配置摄像机的云台结构， 其特征在于 ：
两块圆形平板上下平行配置， 中间为夹心层 ；
在夹心层的周边一圈设置偶数多片镜子， 镜子的镜面朝向夹心层的径向外侧， 相 邻两片镜子交错向上或向下倾斜配置， 即单数镜子的反光面向上倾斜， 则双数镜子的反光 面相对单数镜子的反光面成 90 度向下倾斜 ； 在每块镜子朝向面的上平板或下平板上分别开设一圈镜头孔， 即在上、 下两块平 板的外圈， 间隔一块镜子的宽度， 分别开设 1/2 镜子数的镜头孔， 且上下两块平板上的镜头 孔位置相互错开一块镜子宽度的距离 ；
与镜子数一样多的摄像机， 其中 1/2 的摄像机位于上平板的上方， 镜头向下嵌装 入镜头孔中， 另外 1/2 的摄像机位于下平板的下方， 镜头向上嵌装入镜头孔中， 且摄像机机 身本体的垂直线与上平板或下平板的径线成直角。
进一步， 所述镜子的倾斜角度可调节。
进一步， 所述相邻两片镜子交错互成 90 度。
现有技术， 摄像机呈正常摄像状态垂直固定在云台上， 每台摄像机可以较宽的横 向摄影范围， 但是垂直纵向范围较小， 合并出来的图像质量不高， 为了提高拍摄质量， 须将 摄像机卧倒横置， 然而相互摄像机体积的干涉， 在一个云台上无法放置更多的摄像机， 尤其 在云台靠近圆心处， 周长更小， 较宽的摄像机后部无法放置， 制约了多放摄像机的方案的实 现。
采用本发明的技术方案， 将横置的摄像机竖起， 避开了后部占有的体积和在云台 上的面积， 可以在相对云台周边较长的周长上放置较多的摄像机。
为了实现竖直放置摄像机能够拍摄， 在垂直向下的摄像机镜头前方配置块与镜头 成夹角， 比如 45 度的镜子， 通过在镜子中的反光， 摄像机可以拍到与镜头成 90 度， 即正前方 的影像， 犹如摄像机直接拍摄的影像， 将如此拍摄的影像再按现有技术的方法接拼起来， 便 可产生像素高的 360 度全景精细画质影像。
为了进一步提高画质， 将云台的平板配置成上、 下两块， 将镜子配置在两块平板中 间的夹心层中， 相仿两片镜子交错一块朝上， 一片朝下， 同时， 将局部摄像机一半安装在上 平板， 一半安装在下平板， 分别对正夹心层中的镜子， 如此配置， 每一块上的摄像机可以配
置得更紧凑， 导致的优点是 ： 或者缩小云台平板的直径， 离圆心更近， 相互间无法交叉到的 拍摄盲区更小， 保证画像的质量。或者， 在同一圆周上本心增加安装摄像机， 也可减小拍摄 的盲区， 提高画面像素和质量， 使用人可以根据需要和条件进行配置。
本发明的优越性和有益效果， 本发明技术方案， ①本发明可以取得摄像机横置拍 摄效果， 获得高的拍摄像素和画面 ； ②本发明在同样直径的云台上可以安装多个摄像机， 取 得更好的拍摄图像 ； ③本发明可以将更多摄像机以较小的直径， 配置在云台上， 减小摄像机 相互之间的盲区死角， 提高图像的完整性和画质。对全景式环拍器材领域填补了一项国内 外空白。 附图说明 图 1 为现有技术， 从上往下观看， 五台摄像机呈正常摄像状态垂直固定在云台上 的结构示意图， 显示出每台摄像机有较宽的横向摄影范围 ；
图 2 为现有技术， 从上往下观看， 五台摄像机呈横置状态固定在云台上的结构示 意图， 显示出每台摄像机在水平方向的摄影范围变窄， 露出很大的 “盲区” ， 此时， 在垂直方 向的摄影范围变大了 ( 图中未显示出 ) ；
图 3 为本发明小直径配置摄像机的云台结构的一种实施方式， 从上往下观看， 四 台摄像机配置在上平板上方， 四台摄像机配置在下平板下方的结构示意图， 其中局部剖开 了上平板一隅， 显露出下平板上装配的一件摄像机镜头， 从图上显示出每台摄像机在水平 方向的摄影范围较窄， 但是在上下平板上可配置摄像机数量多， 因此， 盲区仍很小， 而此时， 在垂直方向的摄影范围变大了 ( 图中未显示出 ) ；
图 4 为本发明小直径配置摄像机的云台结构的一种实施方式， 从水平方向观看的 结构示意图， 镜子上方的摄像机为实际配置的摄像机， 而镜子左侧显示的双点划线摄像机 为镜子的反射原理形成的虚拟摄像机， 在图不显示在垂直方向有较大的摄影范围 ；
图 5 为本发明小直径配置摄像机的云台结构的一种实施方式， 沿平板周向展开的 结构示意图， 清晰显示半数摄像机位于上平板上方， 半数摄像机位于下平板下方， 且显示了 摄像机的安装方向。
图中 1 是摄像机， 2 是摄影盲区， 3 是摄影范围， 4 是平板， 5 是镜子中形成的虚拟摄 像机， 6 是镜子， 7 是夹心层。
具体实施方式
一种小直径配置摄像机的云台结构， 两块圆形平板 4 上下平行配置， 中间为夹心 层7； 在夹心层 7 的周边一圈设置偶数多片镜子 6， 镜子 6 的镜面朝向夹心层 7 的径向外侧， 相邻两片镜子 6 交错向上或向下倾斜配置， 即单数镜子 6 的反光面向上倾斜， 则双数镜子 6 的反光面相对单数镜子 6 的反光面成 90 度向下倾斜 ； 在每块镜子 6 朝向面的上平板 4 或 下平板 4 上分别开设一圈镜头孔， 即在上、 下两块平板 4 的外圈， 间隔一块镜子的宽度， 分别 开设 1/2 镜子数的镜头孔， 且上、 下两块平板 4 上的镜头孔位置相互错开一块镜子宽度的距 离； 与镜子数一样多的摄像机 1， 其中 1/2 的摄像机 1 位于上平板 4 的上方， 镜头向下嵌装 入镜头孔中， 另外 1/2 的摄像机 1 位于下平板 4 的下方， 镜头向上嵌装入镜头孔中， 且摄像 机 1 机身本体的垂直线与上平板 4 或下平板 4 的径线成直角。采用本发明的技术方案， 将横置的摄像机竖起， 避开了后部占有的体积和在云台 上的面积， 可以在相对云台周边较长的周长上放置较多的摄像机。
作为实施方式， 为了实现竖直放置摄像机能够拍摄， 在垂直向下的摄像机镜头前 方配置一块与镜头成 45 度的镜子， 通过在镜子中的反光， 摄像机可以拍到与镜头成 90 度的 影像， 犹如摄像机直接拍摄的影像， 将如此拍摄的影像再按现有技术的方法接拼起来， 便可 产生像素高的 360 度全景精细画质影像。
在此方案中， 如采用奇数片镜子， 则上下两块平板上安装的摄像机不会是相等数 量的， 两者中必有一块平板上的摄像机会较另一块上多一台摄像机， 会无处安装， 或者， 另 一块少一台摄像机， 则会在少装摄像机的位置扩大了该接缝处的盲区。
所述镜子 6 的倾斜角度可调节。夹角的大小是根据要拍摄的区域决定的， 此时， 无 论安装在上平板还是下平板上的摄像机， 经过镜头前镜子的反射， 均能取得周围水平方向 一圈的图像， 如要拍摄天空方向的， 则将镜子向上方抬起， 相反要拍摄近下部的环形图案， 比如说拍摄街景时拍摄区域就偏向地面， 则将一圈镜子的镜头向地面、 下方调整。
所述相邻两片镜子 6 交错互成 90 度。如要拍摄正水平方向的环形图像， 在夹心层 的周边一圈设置偶数多片镜子， 镜子的镜面朝向夹心层的径向外侧， 与水平呈 45 度夹角， 相邻两片镜子互成 90 度， 即单数镜子的反光面成向上 45 度， 则双数镜子的反光面向下 45 度， 便能实现正水平向的图像拍摄。 当相邻两片镜子 6 交错的角度不成 90 度时， 本装置拍摄使用， 只是在拍摄后的后 期处理中稍麻烦， 图片在垂直方向上会出现不在一条水平线上的问题， 需要再拼接处理， 为 了取得相邻两张共有部分， 还不得不舍去、 浪费一部分图像， 因此， 较好的方式是相邻两片 镜子 6 无论在何情况下， 保证交错互成 90 度， 使所有图像在一条水平线上， 既便于后期处 理， 又能取得最大图像面积、 像片像素。