CN1177749A

CN1177749A - 立体相机

Info

Publication number: CN1177749A
Application number: CN 96112865
Authority: CN
Inventors: 稻叶稔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-09-23
Filing date: 1996-09-23
Publication date: 1998-04-01

Abstract

本发明涉及一种不管拍摄距离如何都能够校正视差的立体相机。右和左摄影镜头的镜头板安装有滑动导轨,用来在馈送镜头板的情况下按照相互光轴距离接近的方向倾斜滑动。当转动聚焦钮时,根据凸轮轴的旋转方向摄影镜头和取景镜头整体向前或后退。这样来放置滑动导轨,使得在近距离拍摄时在近距离右和左视野一致,以及与远距离拍摄时的聚焦距离相比,在近距离右和左视野一致。因此,在所有的拍摄距离都能得到理想的立体效果。

Description

立体相机

本发明涉及立体相机，更具体地说涉及具有两个摄影镜头的相互光轴(主轴)距离调节机构的立体相机。

通常在立体相机中，通过一对右和左摄影镜头同时拍摄两幅照片，而两个摄影镜头的相互光轴距离是固定的。在这种相互光轴距离固定的立体相机中，由于随着被摄物距离变得较接近两个摄影镜头产生视差的原因，右和左拍摄画面的被摄物图像的位移增加。如图10中夸张地画出的那样，在右和左拍摄画面R和L的立体拍摄区的外侧，非重叠区(a至b，c至d)增加。

当拍摄的胶片安装在立体幻灯架中并通过立体幻灯观片器欣赏时，非重叠区(a至b，c至d)未形成立体图像。如图11所示，窗口的边缘在边界被覆盖，妨碍了观看。因此采用了这样的方法，即通过准备多种具有不同窗口宽度的立体幻灯架来选择适当窗口宽度的立体幻灯架，掩盖右和左画面的非重叠区(a至b，c至d)。所以已知有这样的缺点，即损失的画面宽度很大，安装时画面的相互位置不易掌握。

因此，本发明的发明人已经提出了一种立体相机，其中提供了使得在焦距处右和左摄影镜头的视野总是一致的自动相互光轴距离调节机构，以便根据拍摄距离自动校正视差。由于这种立体相机自动调节光轴之间的距离，使得在焦距处右和左摄影镜头的视野总是一致，因此可以减小立体拍摄区的损失，并且可以出色地进行快速拍摄。然而，事实上画面中的所有物体不总是处于焦距中，这些物体常常是混杂在不同的距离中。由于人们视觉注意近处范围的被摄物，所以当对远距离的主体聚焦时，针对相同画面中的近处范围的被摄物，镜头的相互光轴距离校正量就可能不够了。当以这种方式拍摄的立体幻灯安装在观片器中并予以欣赏时，近处范围的被摄物聚焦在看起来不自然的极近处范围。为了对此予以校正，安装时需要适当遮盖右和左画面的外部区域。

因此，即使在具有自动相互光轴距离调节机构的立体相机中，在距离为1至2米的近处范围拍摄或近处范围拍摄以外的情况下，常常需要通过在安装时减小幻灯架的窗口宽度或遮盖屏幕以便遮盖画面的外部区域，来校正视差。

因此提出了需要解决的一个技术课题，即提供一种具有用于减小实际拍摄状态中的立体拍摄区损失的自动相互光轴距离调节机构的立体相机。本发明的目的正是为了解决上述课题。

为了解决上述课题，本发明提供了一种立体相机，包括具有独立镜头板的自动相互光轴距离调节机构，镜头板用来安装两个摄影镜头，在馈送镜头板的情况下按照接近的方向平行移动镜头板，因此两个摄影镜头的光轴接近，使得在聚焦位置两个摄影镜头的视野一致，并且提供了镜头板的滑动导轨以便沿直线移动，将一个放大的位置与一个缩小的位置联系起来，在放大的位置两个摄影镜头的主点从无限远聚焦位置的右和左画面间距按照接近的方向偏移，在缩小的位置使得在最短焦距两个摄影镜头的视野一致，因此通过滑动导轨自动校正光轴之间的距离。

图1是表示本发明的一个实施例的三镜头立体相机的正视图；

图2是三镜头立体相机的剖视图；

图3是表示图2中的螺旋凸轮轴与槽的啮合状态的剖视图；

图4是说明摄影镜头的聚焦和使右和左摄影镜头的视野一致的光轴间距离之间的关系的图；

图5是举例说明摄影镜头的偏移量S1与馈送量if的数值；

图6是说明本发明的立体相机的摄影镜头的主点聚焦的图；

图7是表示本发明的另一实施例的三镜头立体相机的剖视图；

图8是图7中的镜头板和凸轮轴的透视图；

图9是表示本发明的再一实施例的二镜头立体相机的正视图；

图10L和10R举例表示常规的立体相机的拍摄结果；以及

图11是表示图10的立体幻灯的画面损失的示意图。

现在详细描述本发明的实施例。图1表示作为立体相机的一个例子的三镜头立体相机1，其中在相机机身的前面中央的一横排排列着取景镜头2和一对右和左摄影镜头3R和3L，并且这三个镜头的光轴平行地位于相同的平面中。焦平面快门帘(未示出)位于摄影镜头3R和3L之后、胶卷表面之前且最接近胶卷表面，45度反射镜(未示出)固定在与摄影镜头3R和3L具有相同透镜特性的取景镜头2之后。以类似于普通的单镜头反光机的方式，入射进取景镜头2的光线通过反射镜聚焦在上聚焦板4上，然后通过五棱镜5和目镜6可以看到直立的图像。

图2表示立体相机1的相互光轴距离自动调节型聚焦调节机构。在照相机机身的镜头架7上对称地模制了滑动导轨9R和9L，滑动导轨9R和9L用来在馈送镜头板8R和8L的情况下，按照使摄影镜头3R和3L的光轴之间的距离接近的方向，倾斜地滑动安装摄影镜头3R和3L的右和左镜头板8R和8L，在镜头板8R和8L的右和左侧形成的滑动件10与滑动导轨9R和9L啮合。镜头取景器10的镜头板8C安装在以光轴方向形成的滑动导轨9C上，并且按照光轴方向直线运动。

在照相机机身中安装了螺旋齿形截面凸轮轴11，用于调节横向焦点，在镜头板8L、8C和8R处提供了从镜头板8L、8C和8R的下端突出的臂12L、12C和12R。如图3所示，凸轮轴11的螺旋凸轮11a与模制在臂的上表面的矩形截面槽13L、13C和13R啮合。因此，当转动与凸轮轴11的端部啮合的聚焦钮14时，根据凸轮轴11的旋转方向摄影镜头3R和3L以及取景镜头2整体向前或后退，并且观看目镜6调焦。当馈送摄影镜头3R和3L以及取景镜头2时，摄影镜头3R和3L沿滑动导轨9R和9L按照接近的方向移动，从而自动地校正相对于被摄物的摄影镜头3R和3L的视差。通过螺旋凸轮11a和矩形截面槽13L、13C和13R的结合，消除了间隙，并能够进行准确的调焦。

图4说明摄影镜头的聚焦和使右和左摄影镜头3R和3L的视野在聚焦距离一致的光轴间距离之间的关系。现在假定使用一片薄的透镜，并且：

镜头的焦距 ……f

从被摄物到镜头的主点的距离 ……L

从镜头的焦点到图像形成位置的距离 ……if

那么，if＝f²/L-f，因此，镜头主点到胶片表面之间的距离变为f+if。

此外，如果立体相机的右和左曝光面之间的间距是P₁，那么使右和左拍摄范围一致的右和左镜头的偏移量由下式给出：

S1＝(P₁/2)×(f+if/L+f+if)。

这就是说，随着从被摄物到镜头的主点的距离L减小，右和左镜头可以以相互接近的方向按照偏移量S1移动，该偏移量是从上式计算出的。

图5是表示在镜头焦距为36mm、右和左的曝光面的间距P₁为66mm的情况下，根据上式的镜头的馈送量if和偏移量S1之间的关系的表。摄影镜头的主点的轨迹以图6中的虚线表示的平滑的指数曲线画出。

在本发明的立体相机的相互光轴距离自动调节型调焦机构中，如图6中的实线所示，摄影镜头3R和3L沿着由虚线所示的计算的主点轨迹的最短拍摄距离点的切线方向线性地倾斜运动(此处最短拍摄距离是600mm，镜头的最大馈送量if＝2.30mm。)。因此，使得在最短拍摄距离右和左摄影镜头3R和3L的视野一致，但是在无限远拍摄馈送量if为零的状态下，偏移量S1不变为零，并且在计算中，在远距离拍摄时的相互光轴距离校正量设计成略超过。

然而，如上所述，近距离的被摄物不总是包括在近范围拍摄的画面的主要被摄物中，必须使得在焦距处的右和左摄影镜头的视野一致，但是如果通过在远距离聚焦拍摄被摄物，那么其它被摄物常常会出现在从聚焦位置算起的近距离内。因此作为本发明，在拍摄距离远的情况下，在与聚焦位置相比近的距离使立体相机右和左摄影镜头的视野一致，并且可以消除由于常规的近距离被摄物的影响常常出现的相互光轴距离校正不充分的现象，可以得到更精确的校正量。

图7和8表示相互光轴距离自动调节型调焦机构的另一实施例。如图7所示，在凸轮轴21的右侧和左侧以与摄影镜头3R和3L的倾斜馈送方向一致的角度，提供了螺旋凸轮22R和22L，在中央类似地提供了与图2的立体相机类似的与凸轮轴21平行的螺旋轴22C。

在摄影镜头3R和3L的镜头板23R和23L的臂24R和24L处以与镜头板23R和23L的滑动方向垂直的方向提供了矩形截面槽25R和25L，与螺旋凸轮22R和22L啮合，取景镜头2的镜头板23C的臂24C的矩形截面槽25C与中央螺旋凸轮22C啮合。

在这一相互光轴距离自动调节型调焦机构中，通过转动螺旋凸轮22R和22L，操作镜头板23R和23L的力的方向与镜头板的滑动方向一致，因此有这样的优点，即镜头板23R和23L的滑动变得更平滑。

本发明的立体相机与调焦一起自动地校正摄影镜头3R和3L的视差，并且在右和左画面的相同位置上拍摄了在远距离拍摄情况下的比聚焦位置近的范围的被摄物。此外，由于自动校正了摄影镜头的光轴之间的距离，所以与聚焦距离相比极近距离的被摄物可能略微缺少相互光轴距离校正量，但是不仅与不具有相互光轴距离调节机构的一般的立体相机相比，而且与具有自动相互光轴距离调节机构的常规的立体相机相比，显著地减小了校正的不足程度。

因此，不总是需要当将胶片安装在立体幻灯架中时，通过调节胶片间距来校正视差。如果采用具有尺寸与实际画面相同的窗口的立体幻灯架并且胶片安装在原来位置时，在通过立体幻灯观片器欣赏的情况下近距离被摄物的立体图像不聚焦在近距离上，但是得到了自然的立体效果的立体幻灯。

本发明的再一实施例如二镜头型立体照相机31示于图9，可以用测距器型范围取景器32代替五棱镜，或者可以采用传输型真实图像型取景器。此外，例如提供范围选取部件和MPU，以及驱动调焦凸轮轴的步进电极，以便形成已知的主动或被动型自动聚焦控制机构，并且通过自动聚焦机构可以自动控制相互光轴距离自动调节型调焦机构。

根据上述本发明的立体相机，使得在近距离拍摄的焦距处右和左摄影镜头的视野一致，完全校正了视差，并且使得在远距离拍摄的焦距处的近距离右和左摄影镜头的视野一致。因此，在远范围拍摄时，人的瞄准不受不自然的远或近距离感的影响，并在所有的拍摄距离得到基本理想的立体效果。

本发明不限于上述实施例，在本发明的技术范围内可做各种修改。

Claims

1.一种立体相机，包括具有独立镜头板的自动相互光轴距离调节机构，镜头板用来安装两个摄影镜头，在馈送镜头板的情况下按照接近的方向平行移动镜头板，因此两个摄影镜头的光轴接近，使得在聚焦位置两个摄影镜头的视野一致，并且提供了镜头板的滑动导轨以便沿直线移动，将一个放大的位置与一个缩小的位置联系起来，在放大的位置两个摄影镜头的主点从无限远聚焦位置的右和左画面间距按照接近的方向偏移，在缩小的位置使得在最短焦距两个摄影镜头的视野一致，因此通过滑动寻轨自动校正光轴之间的距离。