CN1018231B - 联锁变焦装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种改进了的用于双筒立体摄象机的联锁变焦装置，在该装置中包括一个调整双变焦镜头中的一个运动范围的调整装置，和一个能使两个摄象机成象大小的变化率相还配的图像放大倍数自动调整装置。由于在拍摄前调整装置先将广角端和望端处两个摄象机的成像大小调整到一致，所以在整个变焦范围内，两个摄象机的成像大小总是相同的。

Description

本发明是一种用于立体摄像机的联锁变焦装置，该立体摄像机包括两个视频摄像机或类似的装置，具体说本发明提供一种便于执行联锁变焦的联锁变焦装置。

在日本专利公报62687/1982中公开了一种与本发明有关的联锁变焦装置，图1所示便是一种在公报中所述的具有那种传统的联锁变焦装置典型的摄象装置。

在图1的这种带有传统联锁变焦装置的摄色装置中包括：第一和第二摄像机101和102，它们拍下实物116的影像;同步信号发生器117，它产生第一和第二摄像机101和102同步工作的信号;一个信号开关装置118，用于控制第一和第二摄像机101和102输出信号的开关。第一和第二摄像机101和102上分别具有可变焦的第一、第二变焦镜头103和104。第一、第二变焦镜头103和104则分别包括变焦装置105和106，它可以通过改变变焦镜头的焦距来改变被摄物的放大倍数。变焦镜头上还分别具有聚焦装置108和109，通过改变变焦装置105和106来分别调整变焦透镜的焦距。在老式的联锁变焦装置中还有将聚焦装置108和109联锁起来的对焦操作件107，和把变焦装置105，106联锁起来的变焦操作件110。对焦操作件107和变焦操作件110是由人工操作部分41和44操纵的。软的缆线111分别将聚焦装置108、109和对焦操作件107、及变焦装置105、106和变焦操作件110联接起来。

老式的联锁变焦装置是这样工作的：当第一、第二摄像机101、102变焦联锁时，使用者手工操纵变焦操作件110和对焦操作件107的手动部分41和44，同时观察两个摄像机的监视屏（图中未示），这样，用人工的方法调节第一、第二摄像机101、102，使影像的变焦比相匹配。

如上所述的这种老式联锁变焦装置中，每次拍摄场景的画面变化时，就要人工调整左右摄像机的变焦镜头。可见，摄象时的操作性很差，以致拍摄一个画面要花费很多时间。

另外，这种传统的联锁变焦装置的两个变焦镜头的调整范围也很 有限。特别是，第一，第二变焦镜头不一定制造得完全一样，而且，既使将它们制造得完全相同，它们也不一定是以同样的方法装在摄象机机体上，在变焦镜头分别装在摄象机上时，所用的各种部件也不是全相同的。由于变焦镜头通常是由直流电机带动的，所以，如果装在摄像机上的变焦镜头各部分不完全相同，就很难进行统一的操作控制。此外，在拍摄和放置这对摄像机的过程中，很难将其置于恒定的外界条件中，在这种情况下，使用者很难靠手动调整这两个摄像机成像的大小，尤其在双镜头摄像机中，根据变焦镜头变焦比的变化，靠手工操纵对焦和变焦装置，同步调整左右摄像机的成像大小是很困难的。

因此，本发明的目的在于提供一种能够同步改变具有一对摄像机的立体摄像机的变焦比的联锁变焦装置。

本发明是一种同步操作一对摄像机的联锁变焦装置，这对摄像机彼此分离，拍摄同一实物，其中一个摄像机中有第一变焦装置，另一个摄像机中有第二变焦装置，所述的联锁变焦装置包括改变第一变焦装置焦距的第一焦距变焦装置，改变第二变焦装置焦距的第二焦距变焦装置，和用电源作动力同步驱动第一焦距变焦装置和第二焦距变焦装置的变焦装置驱动器。在本发明的联锁变焦装置中，装在左右两个摄像机里的第一、二焦距变焦装置是电源同步驱动的，这样，当其中一个变焦镜头的焦距改变时，靠电动方式，使另一个变焦镜头的焦距也同步变化。因此，当两个变焦镜头的变焦比改变时，在双筒立体摄像机的联锁变焦装置中很容易调整其左右成像的大小。

在本发明的最佳实施例中，联锁变焦装置还包括图像放大倍数调整装置，调整第一、第二变焦镜头在望远端所成第一图像的大小，和第一、第二变焦镜头在广角端所成第二图像的大小。由于联锁变焦装置中有如上的联锁变焦机构，所以可分别在望远端和广角端将成像的大小调整到相同的程度。每个摄像机在广角端和望远端间变焦时，也可形成大小相同的像。由此，双筒立体摄像机的联锁变焦装置总是可 小相同。

在下面，结合附图对本发明进行了详细的说明以后，可更清楚地看出本发明上述的、或其它的目的、特点和优点。

图1是两个摄象机的传统拍摄装置;

图2是本发明的双筒立体摄象机的主体图;

图3是变焦镜头的具体结构;

图4A至4C是本发明分别在望远端和广角端调整左右摄象机成像大小的第一种结构;

图5是根据本发明在望远端调整二个摄象机成像大小的第二种结构;

图6A和6B至图12A和12B是对使用本发明的端像调整装置的成像大小进行调整的机构;

图13是本发明联锁变焦装置控制方法的框图;

图14至16分别表示本发明左右摄象机变焦比的变化曲线;

图17是本发明的变焦环在望远端或广角端定位的特例;

图18是图13框图的具体结构;

图19是本发明联锁变焦装置的另一种控制流程图;

图20是本发明的联锁变焦装置控制方法的框图;

图21A和21B是本发明左右两个摄象机调整成像大小的第二个实施例;

图22是本发明图像放大倍数第二种自动调整装置电路结构的框图;

图23是图21所示控制装置执行的控制流程图;

现对本发明的立体摄象装置进行说明。

图2是一个立体摄象机的透视图，这个摄象机中使用了本发明的联锁变焦装置。根据本发明，立体摄象机有：拍摄同一实物的左右两个摄象机10a、10b;架持这两个摄象机的三脚架头12;和撑住三脚架头12的三脚架15。左右摄象机10a和10b分别具有：使实物成像的变焦镜头5a、5b;影像记录部分11a和11b，它们将变焦镜头5a、5b的影像记录下来。摄象机10a和10b拍摄同一实物的图像，在该实物的立体影像形成时，联锁变焦装置将以如下所述的方式进行控制，使摄象机10a和10b成像大小相等。

实物横向运动时，三脚架头12带着装在其上的摄象机10a、10b一起同步转动。同时，在本实施例中，立体摄象装置的两个摄象机10a、10b还可以各自沿（图2中的）光轴d方向运动。

图3进一步说明了图2中的每个变焦镜头5a、5b的具体结构。参见图3，每个变焦镜头5a、5b中包括变焦镜头组52，以改变变焦比;一组前透镜51，将变焦镜头52中所成的像聚焦成点像;变焦装置100使变焦镜头组52相互联锁，使前透镜组51联锁，并使其依同一方式运动。这样在变焦比改变时，便可调整焦点。变焦装置100包括一个能使变焦镜头组52旋转的传动齿轮53，旋转是由镜头筒54上的螺旋齿轮实现的;变焦马达55驱动传动齿轮53;小齿轮56将变焦马达55的驱动力传给传动齿轮53。

变焦镜头5a和5b是按如下方式工作的。当每个变焦镜头5a、5b使所摄实物的变焦比变化时，一个预定的信号便输入到变焦马达55中，变焦马达55根据该信号正向或反向旋转，通过小齿轮56带动旋转齿轮53随之正向或反向旋转，这样，变焦镜头组52便沿着预定的方向运动。

由于变焦马达55是（如下所述的）步进电机或一般的直流电机，所以旋转的量可以得到准确的控制。依此法，变焦镜头组52焦距的改变可使图像的大小发生变化，同时，前镜头组51由预定的聚焦装置（图中未示）控制。这样，就在摄象机10a、10b的记录部分11a、11b上形成了一个聚焦的像。

图4A是变焦镜头5a、5b的透视图，该图说明了本发明的联锁变焦装置。图4A在说明变焦镜头5a、5b时，只画出了与联锁变焦装置有关的部分。

参见图4A，在变焦镜头5a、5b上分别具有变焦镜头52的凹槽，可使变焦镜头从广角端到望远端移动1长度，变焦镜头的运动是通过变焦环3沿镜头筒54上的筒形凸轮2的凸轮槽旋转得到的。变焦环挡块4装在变焦环3的一端。变焦环挡块4的运动由框20上的孔调整，以使镜头筒54一端的变焦环（后称变焦环框）运动，特别是当变焦镜头组52在图4所示的长度上运动时，变焦环3则在图4A上由A到B的弧长γ上旋转。

本发明的联锁变焦装置中有：端像调整装置，以使左右变焦镜头分别在望远端和广角端形成的像大小相同;影像放大倍数自动调整装置，它自动适应在望远端和广角端间图像大小的变化速度。

有两类方法可以使变焦镜头5a、5b分别在望远端和广角端形成同样大小的像;使图像在望远端和广角端间变化时，自动匹配成像大小的变化速度。其方法如下所述。

首先说明使变焦镜头分别在望远端和广角端形成同样大小的端像调整装置。

（1）端像调整装置的第一个实施例：

图4A至4C说明了本发明使左右变焦镜头分别在望远端和广角端形成同样大小图像的方法。

图4B是沿图4A中的ⅣB-ⅣB线的平面图。在图4B中，望远端有调整挡块6，广角端有调整挡块7，分别调整变焦环3的旋转量，挡块6、7是设置在变焦环框20的孔的一端上。在望远端处的调整挡块6和广角端处的调整挡块7上设有长孔8a和9a，望远端处的调整挡块6和广角端处的调整挡块7的位置是靠调节长孔8a和9a中的调整螺钉8和9的位置来精确调整的。

图4C是沿图4A中的ⅣC-ⅣC线的剖面图。在图4C中，变焦环挡块4可在望远端处的调整挡块6和广角端处的挡块7间运动。具体说就是使变焦环3在望远端处的调整挡块6和广角端处的挡块7间运动。

用调整挡块调整左右两个摄象机成像大小的方法如下：在调整两个摄象机分别在望远端和广角端成像大小时，两个摄象机所成的像显示在显示屏上（图中未示出）。调整望远端处的调整挡块6和广角端处的调整挡块7的位置，使两个摄象机分别在望远端、广角端在显示屏上显示出大小相同的成像。调整好了望远端处调整挡块6和广角端处的调整挡块7的位置后，将调整螺钉8和9拧紧，由此固定望远端处的调整挡块6和广角端处的调整挡块7的位置。

（2）端像调整装置的第二个实施例：

现将本发明分别在望远端和广角端使成像大小相同的图像调整装置的第二实施例进行描述。图5是图2所示三脚架头12的立体图，为便于理解，未将左右两个摄象机10a和10b画在其上。三脚架头12上有固定右摄象机10a的固定螺钉13a，固定左摄象机 10b的固定螺钉13b，以及可使摄象机10a、10b沿光轴方向运动的滑槽12a、12b。

在根据本发明第二实施例利用端像调整装置调整摄象机10a、10b成像大小时，将摄象机10a、10b中的任一个固定，而另一个摄象机则沿槽12a或12b运动，这样，变焦镜头5a、5b即可分别在广角端和望远端形成同样大小的影像，完成这一步骤后，用固定螺钉13a和13b将摄象机固定在三脚架头12上，以使摄象机10a和10b的位置固定。同时，望远端（或广角端）和广角端（或望远端）成像的大小用图4A所示第一实施例的端像调整装置进行调整。

现在参照图6A、6B到12A、12B具体说明使用本发明上述第一、第二实施例的端像调整装置，调整望远端和广角端处所成像的具体方法。图6A和6B表明了用本发明第一实施例的端像调整装置调整成像大小的方法。图6A表示的是右变焦镜头5a，图6B则对应的是左变焦镜头5b（图6A、6B中的A、B分别与右、左变焦镜头5a，5b相对应）。图4A所示的调整挡块6和7分别设在每个摄象机变焦环框20的广角端和望远端（调整挡块6和7在后面被称为调整机构14）。

图7A和7B表明了用本发明第一实施例所述的端像调整装置的另一种调整机构。在图7A和7B中，图4A所述的调整挡块6和7只分别装在一个摄象机变焦环框20的广角端和望远端处，而另一个摄象机的变焦环框20上则没有装调整机构14。

在图8A和8B中，一个变焦镜头上变焦环框20的广角端装有图4A所示的调整机构14，而另一个变焦镜头的变焦环框20则在 望远端上装有图4A所示的调整机构。

图10A和10B所示是将本发明第一、第二实施例组合在一起，用第（2）种方法调整成像大小的机构。图9A和9B中，只在一个摄象机变焦环框20的望远端上装有图4A所示的调整机构14，以使左右两个摄象机成像大小相同。在图5所示前后方向上，调整机构将摄象机机体移动X距离，即可调整广角端的成像。这样在广角端或望远端左右两个摄象机所成的像大小相同。与之相反，在图10A和图10B中，在图5所示前后方向上，调整机构使摄象机机体移动距离Y，即可调整望远端的成像，图4A所示的调整左右成像相同的调整机构14装在变焦环框20的广角端，这样也可以保证在广角端和望远端两个摄象机均能形成相同大小的像。

在图11A、11B和图12A、12B中，一个摄象机变焦环框20的望远端（或广角端）上设有图4A所述的调整机构14，而另一个摄象机上则设有可使摄象机机体沿图5所示方向前后运动的机构，这样也可确保在广角端和望远端，左右摄象机能形成大小相同的影像。

现在说明本发明的影像放大倍数自动调整装置，该装置可以根据变焦比自动将变焦镜头5a和5b上所成的像调整到相同大小。本发明的影像放大倍数自动调整装置有二个实施例。第一个实施例是用脉冲电机作为变焦电机的。而第二个实施例采用的是其它电机而不是脉冲电机作为变焦电机，如使用直流电机等。

（3）影像放大倍数自动调整装置的第一实施例：

图13是本发明第一实施例的影像放大倍数自动调整装置的框图。参照图13，在该图所示的本发明影像放大倍数自动调整装置包括： 拍摄同一实物的左右两个变焦镜头5a和5b;左右两个马达驱动器23a和23b，它们分别向左右两个变焦镜头5a和5b输出驱动信号，控制部分20向马达驱动器23a和23b输出控制信号，用以分别驱动变焦镜头5a和5b;命令控制部分20开始变焦的变焦开关27;还有一个复位开关16，它能使控制部分20清零。变焦镜头5a、5b上分别包括变焦环3a和3b，它们可以通过改变变焦镜头凹槽的焦距来改变成像的大小，变焦马达55a，55b则分别使变焦环3a和3b转动（如图3）。从马达驱动器23a和23b输出的变焦马达驱动信号分别送到变焦马达55a和55b上。在本发明的第一实施例中，变焦马达55a和55b均为脉冲电机。控制部分20包括一个能控制联锁变焦的中央处理单元（CPU）17，存贮预定数据的只读存贮器（ROM）18和随机存贮器（RAM）25;及保持RAM25中所存数据的电池26。变焦开关27上有三个触点a、b和c。与触点a接触时，各变焦镜头的焦距移向望远端;与触点c接触时，则移向广角端;而当接触b点时，便停止工作。图中B表示电源。

本发明的联锁变焦装置是这样工作的：按下复位开关16后，低电平信号就被输入到CPU17中，CPU17便控制马达驱动器23a和23b，根据ROM18的指令控制的脉冲电机55a和55b的脉冲频率，使变焦环3a和3b随之从广角端向望远端或从望远端向广角端运动。这时，转动左右摄象机所需的脉冲个数由CPU17中的计数器进行计数。同时在广角端和望远端两个变焦镜头形成的两个像与事先已由第一实施例（图4A至4C）中的端像调整装置预先调到的相同大小。 以使左右摄像机的成像大小相同。

在本发明的实施例中，第一、第二变焦镜头的变焦装置包括：用电力驱动第一、第二变焦镜头在望远端和广角端间运动的第一、第二变焦镜头驱动装置，而第一、第二变焦镜头驱动装置分别带有脉冲电机联锁变焦装置中的变焦镜头分别由脉冲电机驱动，脉冲信号可以同时送到两个脉冲电机上，以使左右变焦镜头变焦比的变化率相匹配。因此，按照这两个变焦镜头变焦比的变化，很容使两个摄像机成象大

图14所示曲线为左右两个摄像机变焦比的变化曲线。

参考图14，必须将n个和m个脉冲分别加到左和右摄像机中的变焦马达，以将变焦镜头从广角端移向望远端。

CPU17沿图14的X轴取值，同时，在Y轴上得到相应的数据，并将其存入RAM25。CPU17根据这些存贮的数据对加到左右摄像机脉冲电机上的脉冲频率进行调整，这样，两个摄像机的脉冲数及变焦比（分别如图15或16所示）大致相当。图15是靠向左摄像机的曲线，图16是靠向右摄像机的曲线。

在图15和16中，曲线5a′（或5b′）是与曲线5a（5b）和5b（5a）相匹配后得到的曲线。

现举一个计算例子予以说明。在图14中，假设计到脉冲数m和n所需的时间分别为T₁和T₂由于两个变焦镜头是以同一脉冲频率运动的，所以有：

(m)/(T₁) = (n)/(T₂)

此外，如果左右变焦镜头在T₁的时间内分别从广角端转到望远端（如图15），则右摄像机的脉冲频率X为：

(n)/(X) ＝T₁

x= (n)/(T₁)

该计算结果存到RAM25中。既使关上电源，存进去的数据由电池26供给电源，以便保存。

根据上述方法，在左右变焦镜头上形成两个影像的大小便自动调整到了一样大（后称为自动跟踪）。同时，变焦开关27接在触点a上，变焦镜头从广角端到望远端变焦，并将低电平信号加到CPU17的J端。在变焦镜头从望远端变焦回到广角端时，变焦开关27必须接在触点c上，于是就在CPU17的K端加了一个低电平信号。CPU17在K端有低电平信号输入的时间内驱动两个脉冲电机55a和55b，左右两个像能够根据RAM25中存贮的数据（为指数函数数据）调整到一样大。

现在再来进一步说明图13所示的第一实施例。图17是检测变焦环是否在望远端或广角端的具体方法。图18说明了图13所示第一实施例的一些具体结构，图19是图18的流程图。

在图17中，固定刻度环28是黑色的，其上标有白色的刻度线29。在带有bis的变焦环30上装有可感应白色刻线的感应头31，bis和变焦环30一起运动。当感应头31感应到白色刻线29时，即可确定变焦环30到达望远端或广角端。

在图13所示的实施例中，当变焦环30从变焦环框的广角端处开始运动和其到达望远端时，感应头31感应到刻线29，便将变焦环30到达望远端的信号输入CPU中。

图18和19具体描述了CPU17的工作过程。

接通复位开关16（第10步），CPU17将具有相同频率的脉冲信号输入到马达驱动器23a和23b上（第12和14步），左右两个摄象机便从广角端运动到了望远端。当两个摄象机的变焦环 上所设的感应头31分别检测出其到达了望远端时（第16步），输入马达驱动器23a和23b的脉冲便停止了，此时，相应于两个像发生同样大小变化的脉冲数被计数下来（第18步），计数的结果贮存在RAM25中（第20步），然后计算左右两个像的大小产生相同的变化时，需要加在变焦马达上的脉冲频率和脉冲数（第22步），计算结果贮存在RAM25里（第24步）。接通变焦开关27（第26步），马达驱动器23a和23b上便有加在左右变焦马达上的脉冲信号输入，根据存贮在RAM25中的每次变焦比改变的计算结果，即可使左右两个像大小相同（第28步）。

参照图13，图20表示了这样一个例子：在电源接通时，每次操纵变焦键，不用操作复位开关16，使变焦比改变的情况下，左右两个影像的大小自动调整到大小相同。

在图20中，接通电源后，电阻R₁和电容C₁积分得到的脉冲信号输入冲息多谐振荡器32，在一个波形形成以后，脉冲信号从“或”门33输入CPU17，其脉宽加大。复位开关16的信号输入到“或”门33的另一输入端。因此，在接通电源或操作复位开关16时，CPU17执行与图13所示的实施例相同的操作过程。同时，由于上述操作过程是在电源接通以后进行的，所以RAM25中不需要用电池来保持数据。

下面所述的实施例特别适于在这样的条件下使用：在每次变焦比改变时，用上述装置的双筒立体摄象机的变焦开关的操纵使左右成像的大小相同，由于外界条件的变化、这种机械调整的数值往往不能满足要求。外界条件的影响包括温度、湿度的变化（如在炎热潮湿的地区拍摄后又到了寒冷的地区拍摄），如大风等气象条件的影响及拍摄 场景的变化等。

首先，用图4A至4C所示的机械调整装置，调整在广角端和望远端处变焦镜头左右二个像的大小，左右两个像的大小发生同时变化时的量由图13所示的自动调节装置中的操纵键测出，根据变焦比自动调节两个图象的大小。

如果依图4A至4C所示方法的机械调节一次后，该调节值不能满足要求，摄象机的变焦环必须在广角端和望远端重新调节一次。调节值不能满足要求的原因可能是拍摄现场温度的变化，大风或其它类似的情况及拍摄景点变化等。但是变焦环可以调节的范围都是很小的。因此，本发明除了采用图4A至4C的调节机构外，还采用了如图5所示的摄象机位置调节装置，它可以向前或向后移动一个或同时移动两个摄象机的位置。

既使在如图1所示的机械调整不能令人满意时，采用上述方法，误差也很容易得到修正。该值的修正还可以通过向前或向后移动一个或同时移动两个摄象机的位置，以及用图10所示的由电池26保持在RAM25中的数据来完成。

（4）图像放大倍数自动调整装置的第二实施例：

图21A所示为本发明图像放大倍数自动调整装置第二实施例主体部分的透视图。图21B是在图21A上沿光轴所在平面的变焦镜头剖视图。图21A与图3所示的变焦镜头的主体图大致相同，由于其中相同的部分用了同一标号表示，故略去对其的描述。

与图3所示的变焦镜头不同的是：图21A所示的变焦镜头包括一个光敏件57，该光敏件57放在变焦镜头组52的前端，沿变焦镜头组52光轴的方向上有一个二极管列阵58。

如图21B所示，二极管列阵58上有许多依次排列在一条直线上的微型发光二极管62，隔板59将每个发光二极管62分别隔开，因此二极管列阵58就被分为许多小格61。根据前镜头组51的位置，前镜头组后的发光二极管的数量从零开始增加。沿着光轴方向，镶在镜头筒60下面的光敏件57的长度与该方向上每个小格61的长度一样，这样，光敏件57上只能接受到其相应的小格61中的发光二极管62所发出的光。

同时，二极管列阵58可以沿着光轴方向作一些运动。这样，在制造光学元件时左右变焦镜头的变焦比上产生的误差可以通过二极管列阵58的运动得到补偿。

图22所示框图是本发明图像放大倍数自动调整装置第二实施例的电路结构，它相应于图13所示的图像放大倍数第一自动调整装置。

图22所示的本发明图像放大倍数自动调整装置包括：左右变焦镜头5a和5b;分别带动变焦镜头5a和5b的马达驱动器23a和23b;控制变焦镜头5a和5b工作的控制部分20;开始或停止变焦镜头5a和5b工作的变焦开关27;以及一个将变焦开关27的信号输入到控制部分20的输入电路31。变焦镜头5a、5b上分别有：变焦镜头组52a和52b，通过改变焦距即可使图像有不同的放大倍数;带动变焦镜头组52a和52b的变焦马达55a和55b;在变焦镜头组52a和52b前端的光敏件57a和57b;以及沿变焦镜头组52a和52b的光轴方向设置的二极管列阵58a和58b。在本实施例的图像放大倍数自动调整装置中，与第一个实施例不同的是，变焦马达除了可以是脉冲电机外，也可以是一般的直流电机。

控制部分20包括：分别控制带动变焦镜头5a和5b的变焦马达55a和55b的控制部分411a和411b;通过输入电路22a和22b输入的，分别感受光敏件57a和57b信号的光照检测部分412a和412b;输出信号的控制部分414，它根据通过输入电路31得到的变焦马达变焦方向的信号，使变焦镜头组52a和52b运动到该信号对应焦距的位置上;和一个发光控制部分413，控制部分414的控制信号经过驱动电路24a和24b分别输入到二极管列阵58a和58b上，使一预定位置上的二极管发光。变焦开关27的构成与图13相同，不再详述。

图22虚线框内的控制部分20是由微机里的软件来完成的。微机包括一个CPU，一个ROM和一个RAM等，与图13所示相同。

光敏件57（后面将相对于右左摄象机的标号a、b略去）的输出信号、经输入电路22，送到光照检测部分412，发光控制部分413的输出经驱动电路24送到二极管列阵58上。马达控制部分411的输出信号经马达驱动器23输入变焦马达55。

摄象机机体（图中未示）操作部分的变焦开关27的输出经输入电路31到达控制部分414。控制信号从控制部分414输出端接在发光控制部分413和马达控制部分411上。光照检测部分412的输出接到马达控制部分411上。

现参照图21A，说明本发明第二实施例的图像放大倍数自动调节装置。

在变焦马达55和变焦环3转动时，变焦镜头组52通过镜头筒54内的螺旋沿光轴方向运动，所以改变第一和第二变焦镜头5a和5b的焦距，因此变焦比也就改变了。当变焦镜头组52向镜头筒54 后端方向移动时，变焦比加大，而在该镜头组向前镜头51的镜头方向移动时，变焦比减小。此外，排成一列的发光二极管62也随着变焦镜头组52的移动而变化。装在镜头筒60前部且位于前镜头组51下部的光敏件57，被发光二极管62所发出的光照到，由此可以确定变焦镜头组52的位置。

在该实施例中，假设两个变焦镜头间的变焦比和移动距离的关系是已经按图15和16所示的方法预先调整好的。

图23是控制部分20的操作流程图。

在需要改变变焦比时，打开操作部分的变焦开关27。现在结合实例说明按下加大变焦比开关时的工作过程。

通过输入电路31的控制部分414确定是否按下了变焦开关27（第40步），然后确定是接通了变焦开关27的a和b中的哪一个（第42步），由于现在假设接通的是变焦比加大的开关a，所以程序从第42步进到第44步。

控制部分414指示发光控制部分413变化一个发光二极管62位置，这样，当变焦镜头组52处于如图21B所示的位置时，发光控制部分413对发光二极管62a停止发光和发光二极管62b开始发光进行控制（第44步）。图上所示发光二极管62a的位置在图上是第4个，62b是第5个。

马达控制部分411发出使变焦镜头组52向后运动的信号，根据该信号，马达控制部分411带动变焦马达55转动，使变焦镜头组52向后运动，直到光照检测部分412输出检测信号时为止（第46和48步）。

在变焦镜头组52向后运动，光敏件57到达了相应于发光二极 管62b（图中为第5个）位置时，发光二极管62b所发出的光照在光敏件57上，通过输入电路22，光照探测部分412测出该光照信号，探测结果输入马达控制部分411，接收该光照探测信号的马达控制部分411便停止驱动变焦马达55（第50步）。

上述操作过程的目的是使变焦镜头组52a和52b都能移动（虽然在图23的流程中只说明了一组变焦镜头52的移动，而实际上，变焦镜头组52a和52b是从同一时间开始同步移动的）。因此，当变焦马达55不再转动时，两个变焦镜头（第一和第二镜头）的变焦比便是相同的了。

控制部分414检查变焦开关27是否仍是接通的（第40步），如果还是接通的，则如前面所述的一样，向发光部分413和马达控制部分411发出指令，进一步增加变焦比（第42步到50步）。按照这种方式，只要变焦开关是接通的，变焦比就一直增加。变焦开关27断开后，程序返回第40步。

如果接通变焦开关27的触点b，执行的操作过程几乎与上面所述的相同。在第42步后程序执行第52步，发光控制部分413发出指令，改变发光二极管62发光的位置。二极管62的发光位置沿前镜头组51的方向移动，此外，发光控制部分413向马达驱动控制部分411发出指令，使变焦镜头组52向前镜头组51侧移动（第54步）。

在马达控制部分接收到光照探测部分412的光照信号以前，马达控制部分411驱使变焦马达55转动。马达控制部分411使变焦镜头组52向前镜头组51一侧移动，当它接收到光照信号时，变焦马达55便停止转动（第56和58步）。

上述过程不断重复执行。在开关b断开以后，程序返回到第40步。

变焦镜头组52按上述的方法运动，在变焦开关打开，而后又关上时，带有凹槽52a的变焦镜头组和带有凹槽52b的另一个变焦镜头具有相同的变焦比。

应该注意到，本发明的内容并不仅限于上述实施例，在这些实施例中，变焦比是根据变焦镜头组52在光轴方向的位置测定的。然而，变焦比也可以根据变焦环3的转动方向上的位置来测定。

在上述实施例中，二极管列阵58用以探测变焦镜头组52在光轴方向上的位置。说明书中对这种反馈控制系统进行了描述，在该系统中，当二极管列阵58中发光二极管的位置变化，且光敏件57感应到该位置变化时，便可以确认变焦镜头组52处于预定的位置上。当然，本发明并不是只有这一种方式，例如，可以沿着光轴方向开一个细缝进行位置检测，光敏件、发光二极管或类似的装置检测开在镜头筒60一端的该细缝的位置，在光敏件检测靠近镜头筒60运动之细缝的那个细缝，则表明变焦镜头组52向预定的位置运动。

如上所述，在本发明中，由于双筒立体摄象机所用的联锁变焦装置包括了一个端像调整装置和一个图像放大倍数自动调整装置，所以调整后，在广角端和望远端两个摄象机均可形成大小相同的像。因此当变焦比变化时，左右两侧的影像的大小很容易达到一致。

按照本发明的最佳实施例，变焦镜头是由脉冲电机驱动的，这样调整就更容易些。

在本发明的另一个最佳实施例中，先计算出每个变焦镜头运动的量，然后由反馈控制系统执行，使变焦镜头按计算出的运动量运动。 因此，除了使用脉冲电机外，直流电机也可以准确地调整变焦比。

虽然以上对本发明内容进行了详细的描述，但是它的说明和实例不是唯一的，也不是限制性的，只有本申请的权利要求才限定了本申请的主题和保护的范围。

Claims (13)

1、一种同步操作一对摄像机的联锁变焦装置，这对摄象机彼此分离拍摄同一实物的影像，其中一个第一摄像机中有第一变焦装置，另一个第二摄像机中有第二个变焦装置，每一第一变焦装置和第二变焦装置在一个第一焦距相应的第一位置和一个第二焦距相应的第二位置之间运动，其特征在于所述联锁变焦装置包括：

改变第一变焦装置焦距的第一焦距变焦装置；

改变第二变焦装置焦距的第二焦距变焦装置；和

用电源同步驱动第一焦距变焦装置和第二焦距变焦装置的变焦驱动装置。

放大倍数调整装置，用以调整第一变焦装置和第二变焦装置各在其第一位置处第一个成像的大小，调整第一变焦装置和第二变焦装置各在其第二位置处第二个成像的大小。

2、根据权利要求1所述的联锁变焦装置，其特征在于所述的放大倍数调整装置包括：

调整第一变焦装置第一位置的第一位置调整装置;和

调整第一变焦装置第二位置的第二位置调整装置。

3、根据权利要求2所述的联锁变焦装置，其特征在于所述的图像放大倍数调整装置还包括：

调整第二变焦装置第一位置的第三位置调整装置;和

调整第二变焦装置第二位置的第四位置调整装置。

4、根据权利要求1所述的联锁变焦装置，其特征在于：

联锁变焦装置是装在每个摄像机的光轴上的;和

所述的放大倍数调整装置包括：能使所述摄像机中至少一个可以沿着光轴方向独立运动的摄像机运动的装置。

5、根据权利要求4所述的联锁变焦装置，其特征在于：

所述的一对摄像机是装在一个支架上的，装在该支架上的摄像机中至少有一个具有沿光轴方向的凹槽;和

所述的摄像机中至少有一个带有沿凹槽的保护装置，这样摄像机移动装置至少可以驱使一个摄像机沿着该凹槽运动。

6、根据权利要求2所述的联锁变焦装置，其特征在于：

所述的第一和第二焦距改变装置分别具有第一和第二驱动装置，第一和第二驱动装置通过电源分别使第一和第二变焦装置在第一和第二位置间运动。

7、根据权利要求6所述的联锁变焦装置，其特征在于第一变焦装置运动第一距离，从第一位置运动到第二位置，第二次成像与第一次成像大小之比所确定的变焦比和第一或第二距离间存在着一定的关系，它还包括：

控制第一和第二驱动装置的驱动速度控制装置，这样在相同的第一时间间隔内第一和第二变焦装置分别运动了第一和第二距离。

8、根据权利要求7所述的联锁变焦装置，其特征在于进一步包括：

根据第一距离和第一时间间隔计算第一重复频率，根据第二距离和第一时间间隔计算第二重复频率的计算装置。

9、根据权利要求8所述的联锁变焦装置，其特征在于：所述第一和第二驱动装置上分别带有脉冲电机;及

所述的驱动速度控制装置在第一重复频率时将脉冲信号送到第一驱动装置，在第二重复频率时将脉冲信号送到第二驱动装置。

10、根据权利要求8所述的联锁变焦装置，其特征在于它还包括：

根据第一和第二重复频率分别确定第一和第二变焦装置位置的第一和第二位置控制装置。

11、根据权利要求10所述的联锁变焦装置，其特征在于所述的第一和第二位置控制装置分别包括：

分别沿第一和第二变焦装置的第一位置到第二位置方向的第一和第二位置显示装置;和

分别检测第一和第二位置显示装置所显示位置的第一和第二显示位置检测装置。

12、根据权利要求11所述的联锁变焦装置，其特征在于：

所述的第一和第二显示位置检测装置包括：从第一位置设置到第二位置的第一和第二多点发光装置;以及

所述的第一和第二显示位置检测装置上分别没有光敏件。

13、根据权利要求12所述的联锁变焦装置，其特征在于：

所述的第一和第二多点发光装置，以相应于第一和第二重复频率的速度沿发光装置排列方向连续发光。

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