CN101833230B - 一种拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统。包括电影摄影机和立体眼镜，电影摄影机镜头前设置有由透镜和棱镜组成的宽银幕立体镜头，电影摄影机镜头的视场分成上半视场和下半视场，所述上半视场和下半视场内的光线分别为电影摄影机镜头前方经宽银幕立体镜头直接透过的直接光线和电影摄影机镜头前方左侧或右侧经宽银幕立体镜头全反射后的全反射光线；直接光线和全反射光线均进入电影摄影机镜头内。本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便、同步可靠，成本低，可和各种制式的电影、投影电视及其他播放器配合使用。使得使用现有的摄影和播放设备尽快制作和普及宽银幕立体电影、电视成为现实。

Description

一种拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统

技术领域

本发明涉及一种能够拍摄和观看立体图像的宽银幕立体电影和电视的系统。

背景技术

目前，3D电影的拍摄方法有多机型和单机型，但所涉及的技术设备却十分庞杂和昂贵，使得拍摄一部宽银幕3D电影不但技术难度大，而且投资成本将比同样一部2D电影增加1/3到2倍多。有的还不能和现行的设备技术兼容，使得制作和普及宽银幕3D电影变的十分困难和缓慢。用一台普通的通用摄像机极方便的拍摄宽银幕3D电影和宽银幕3D投影电视目前还没有相关资料报道。

发明内容

为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种可以用一台普通的通用摄像机制作摄宽银幕3D电影和宽银幕3D投影电视的拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统。

本发明是通过以下措施实现的：

本发明的一种拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统，包括电影摄影机和立体眼镜，电影摄影机镜头前设置有由透镜和棱镜组成的宽银幕立体镜头，电影摄影机镜头的视场分成上半视场和下半视场，所述上半视场和下半视场内的光线分别为电影摄影机镜头前方经宽银幕立体镜头直接透过的直接光线和电影摄影机镜头前方左侧或右侧经宽银幕立体镜头全反射后的全反射光线；直接光线和全反射光线均进入电影摄影机镜头内；所述宽银幕立体镜头包括一个透射平面镜和四个全反射棱镜且相互拼接为上下等高的两层；位于电影摄影机镜头前方的为宽银幕立体摄影镜头上层的透射平面镜的平面和下层的第一全反射棱镜的直角面，第一全反射棱镜左侧或右侧的直角面与第二全反射棱镜的直角面接触，第二全反射棱镜上方的直角面与第三全反射棱镜的直角面接触，第三全反射棱镜左侧或右侧的直角面与第四全反射棱镜的直角面接触；第二和第三全反射棱镜的斜面平行，第一与第四全反射棱镜斜面平行；透射平面镜、第三和第四全反射棱镜位于上层，第一和第二全反射棱镜位于下层。

上述的第四全反射棱镜的第四全反射棱镜前侧直角面前设置有图像增大补偿镜。

上述宽银幕立体镜头为具有与透射平面镜和四个全反射棱镜拼接后相同透射和全反射面的一个整体结构。

本发明的有益效果是：本发明结构简单、使用方便、同步可靠，成本低，可和各种制式的电影、投影电视及其他播放器配合使用。使得使用现有的摄影和播放设备尽快制作和普及宽银幕立体电影、电视成为现实。

附图说明

图1为本发明的主视图。

图2为本发明的俯视图。

图中：1电影摄影机镜头，2第一全反射棱镜直角面和透射平面镜平面，3透射平面镜，4第一全反射棱镜，5第一全反射棱镜斜面，6反射光轴，7第一和第二全反射棱镜相接触的直角面，8第二全反射棱镜，9第二全反射棱镜斜面，10第二和第三全反射棱镜相接触的直角边，11第三全反射棱镜，12第三全反射棱镜斜面，13第三和第四全反射棱镜相接触的直角面，14第四全反射棱镜，15第四全反射棱镜前侧直角面，16图像增大补偿镜，17遮光罩，18外壳，19第四全反射棱镜斜面，20人双眼瞳孔距离，21托板。

具体实施方式

如图1、2所示，本发明所用的电影摄影机如果是底片感光制式，就可得到立体胶片影像，如果是用数字摄像机，就可得到立体数字影像信息。该立体影像用通用的电影机和投影电视等设备播发并在播放镜头前加装通常所用的偏振棱镜法、分色棱镜法和同步分时法等，在银幕上就形成了90°相交的偏振后重合的两个图像，或红色和蓝色(绿黄色)重合的两个像，或以每秒大于25次的交替投影的两幅像。这些方法我们可以叫做“分像合场”法。观看者只要佩戴一付相应的偏振镜片眼镜、红蓝镜片眼镜、和投射频率相同的分时交替左右开关的眼镜，就可看到立体影像。观看者看到影物伸手可触，自身仿佛置身于景物之中的立体场面。使宽银幕立体电影的制作变的十分简单容易。成本和通常的2D电影基本相等，使得宽银幕立体电影尽快推广成为现实。

本发明是通过如下技术措施来实现的：它包括一台电影摄影机(胶片机或数字机)和一个宽银幕立体摄影镜头。电影摄影机镜头1前加装宽银幕立体摄影镜头，这个宽银幕立体摄影镜头能将这台普通摄影机的镜头视场转变成截面视场水平中心线的上半部分(1/2)或下半部分变成一个透射视场，中心线的下半部分(1/2)或上半部分转变成另一个反射视场，两个视场的原宽度不变。该镜头将上下两个视场转变到同一个水平线上，成为相当于人眼的两只眼睛的视场。对同一影物就会得到有视差的两个光路。根据光路的可逆原理，这两个光路同时进入原电影摄影机的镜头，水平的两个视场又变成原摄影机的视场，在同一个焦平面上，就结成了上半部和下半部有视差的两幅像。

电影摄影机镜头1前设置有由透镜和棱镜组成的宽银幕立体镜头，电影摄影机镜头1的视场分成上半视场和下半视场，上半视场和下半视场内的光线分别为电影摄影机镜头1前方经宽银幕立体镜头直接透过的直接光线和电影摄影机镜头前方左侧或右侧经宽银幕立体镜头全反射后的全反射光线；直接光线和全反射光线均进入电影摄影机镜头1内。宽银幕立体摄影镜头包括一个透射平面镜3和四个全反射棱镜且相互拼接为上下等高的两层；位于电影摄影机镜头前方的为宽银幕立体摄影镜头上层的透射平面镜3的平面和下层的第一全反射棱镜4的直角面，第一全反射棱镜4左侧或右侧的直角面与第二全反射棱镜8的直角面接触，第二全反射棱镜8上方的直角面与第三全反射棱镜11的直角面接触，第三全反射棱镜11左侧或右侧的直角面与第四全反射棱镜14的直角面接触；第二和第三全反射棱镜的斜面平行，第一与第四全反射棱镜斜面平行；透射平面镜3、第三和第四全反射棱镜位于上层，第一和第二全反射棱镜位于下层。

现以标准镜头视场角为46°至变焦3°为例设计出该立体镜头的光路。首先得出46°视场角的镜头(按大于46°设定为54°)，从镜头向前的15毫米处为立体镜头的正入射面即为内窗口，再向前65毫米处为立体镜头的射出面，这样镜头的宽度设定为50毫米。反射视场的截面约为65毫米(宽)×50毫米(高)，截面的上下各1/2即均为高25毫米，也即变成了宽65毫米高25毫米的2.6∶1的两个宽银幕视场。(现35毫米宽银幕为2.35∶1)。现以光路的下1/2向左反射为例设定光路，在一个平面板上装第一全反射棱镜4，该棱镜高度为25毫米，直角面长为50毫米。宽银幕立体镜头下层的光轴线正入射第一全反射棱镜4后，然后以45°的入射角到第一全反射棱镜斜面5上，成为向左全反射，并从另一个直角面射出，使该光路的方向向左改变了90°。在该棱镜的射出面紧靠第二全反射棱镜的直角面，为第一和第二全反射棱镜相接触的直角面7，第二全反射棱镜的直角面高度为25毫米，宽度为50毫米，与第一全反射棱镜高度和长度一致。反射光轴6进入向左的第二全反射棱镜斜面9上，即反射光轴6转向向上全反射，并从该棱镜的上直角面射出，经过第二和第三全反射棱镜相接触的直角边10进入第三全反射棱镜11，第三全反射棱镜11高度为25毫米。第三全反射棱镜斜面12向下，反射光轴6达到该斜面时，又形成向左全反射，并射出，经过第三和第四全反射棱镜相接触的直角面13进入第四全反射棱镜14，该棱镜的直角面要满足原视场角的宽度即65毫米。该第四全反射棱镜斜面19向右，当光轴从一个直角面射入后到达斜面后即又形成45°全反射，并从第四全反射棱镜前侧直角面15射出，该直角面既是第2个宽银幕的视场。摄影机视场的上半视场前是一个能满足视场角高度为25毫米、宽度65毫米和镜头的宽度50毫米的全透平面镜3，构成上半视场全透射，既是第1个透视宽银幕视场。第一全反射棱镜与透射平面镜平面上下拼接，第一全反射棱镜直角面和透射平面镜平面2。因摄影机视场的下半视场是向左全反射，因而该向左全反射的视场即代表人的左眼视场，原处透射的上半视场即代表人的右眼视场。根据光路可逆原理，当左右两个视场对同一影物形成有视差的光束，经透射视场(右)和反射视场(左)同时进入摄影机镜头，在摄影机的同一个焦平面上就结成了上(右)下(左)有视差的两个宽银幕图像。这两个图像可以是胶片的，也可以是数字的。

摄影机镜头视场上下各1/2的视场，可以是上部为透射视场，也可以是下部分为透射视场，可以是上部分进行全反射也可以是下部分是全反射视场，向左全反射的视场即代表人的左眼视场，透射的为右眼视场；向右全反射的视场即代表人的右眼视场，透射视场即代表人的左视场。

调试使用时，去掉电影摄像机镜头1的遮光罩，使镜头可靠近宽银幕立体镜头镜面位置，微调全反射棱镜和透射平面镜3的位置和角度，可使左右两幅图像的画面基本上下垂直对齐。其高度所摄视场基本相等。其左右影物的大小基本相等，由于反射视场的多种因素，如出现反射视场的影像稍小于透视视场的影物时，可在第四全反射棱镜前侧直角面15前加装一个微小放大倍数的图像增大补偿镜16。反射视场光轴线与透射视场光轴线之间为人双眼瞳孔距离20。使左右视场影物大小相等。各棱镜及透镜的位置即是合适可以固定其位置。为适应大幅调焦的需要，可保留第三和第四全反射棱镜有微调的空间，可和调焦同步联动，使两幅图像始终在一个合适的位置上。为批量生产时省工，第一和第二全反射棱镜或第二和第三全反射棱镜，第三和第四全反射棱镜也可以做成是连体的；宽银幕立体摄影镜头也可做成具有与透射平面镜3和四个全反射棱镜拼接后相同透射和全反射面的一个整体结构。为减轻镜头重量，要将长出镜头宽度的第4四全反射棱镜角的部分去掉，并将各个棱镜的非通光的面，全部涂成黑色，以防杂光的干扰。各部分镜片调好后，将调好的整体固定在相应体型的外壳18内，外壳18前部加遮光罩为外窗口，其底部装一块向摄像机方向加长的托板21，托板21的另一端固定在摄影机底的固定螺孔上，托板21的长度和高度应能使立体镜头的入射中心和电影摄影机镜头1的光轴相对齐。这样就相当于把原单镜头摄影机变成了符合人的双眼特性的双视场摄影机，并且其视场是宽银幕的。开启该摄影机，就可以得到两幅有视差的3D图像，两幅图像可以是胶片的也可以是数字的。用电影放映机或投影电视投影仪等播放器播放这一3D图像，观看者佩戴一付和播放器镜头前所用的“分像合场”的措施相应的一付眼镜，使右眼只能看到右像，左眼只能看到左像，在人的视觉中枢人们即看到了一幅形象逼真的3D像。

Claims (3)

1.一种拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统，包括电影摄影机和立体眼镜，其特征在于：电影摄影机镜头(1)前设置有由透镜和棱镜组成的宽银幕立体镜头，电影摄影机镜头(1)的视场分成上半视场和下半视场，所述上半视场和下半视场内的光线分别为电影摄影机镜头前方经宽银幕立体镜头直接透过的直接光线和电影摄影机镜头前方左侧或右侧经宽银幕立体镜头全反射后的全反射光线；直接光线和全反射光线均进入电影摄影机镜头(1)内；所述宽银幕立体镜头包括一个透射平面镜(3)和四个全反射棱镜且相互拼接为上下等高的两层；位于电影摄影机镜头(1)前方的为宽银幕立体镜头上层的透射平面镜(3)的平面和下层的第一全反射棱镜(4)的直角面，第一全反射棱镜(4)左侧或右侧的直角面与第二全反射棱镜(8)的直角面接触，第二全反射棱镜(8)上方的直角面与第三全反射棱镜(11)的直角面接触，第三全反射棱镜(11)左侧或右侧的直角面与第四全反射棱镜(14)的直角面接触；第二和第三全反射棱镜的斜面平行，第一与第四全反射棱镜斜面平行；透射平面镜、第三和第四全反射棱镜位于上层，第一和第二全反射棱镜位于下层。

2.根据权利要求1所述拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统，其特征在于：所述的第四全反射棱镜(14)的第四全反射棱镜前侧直角面(15)前设置有图像增大补偿镜(16)。

3.根据权利要求1所述拍摄和观看宽银幕立体电影和电视的系统，其特征在于：宽银幕立体镜头为具有与透射平面镜(3)和四个全反射棱镜拼接后相同透射和全反射面的一个整体结构。

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