CN1188252A

CN1188252A - 立体摄影机用的镜头调节装置

Info

Publication number: CN1188252A
Application number: CN97125559A
Authority: CN
Inventors: 稻叶稔
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-12-11
Filing date: 1997-12-10
Publication date: 1998-07-22

Abstract

本发明的立体摄影机用镜头调节装置,用来按照相互联锁布局控制光轴间距离可变型立体摄影机左右两镜头上的调节环。当左右两镜头光轴间距离通过调节光轴间距离的调节机构改变时,操纵杆旋转,而光圈调节环保持固定。当光圈调节环之一向右或向左旋转时,另一光圈调节环也通过连杆和操纵杆在同样方向上以同样角度旋转,以致于左右两镜头上的光圈调节将按联锁布局动作,而与镜头光轴间距离的变化无关。

Description

立体摄影机用的镜头调节装置

本发明涉及一种立体摄影机(stereo camera)用的镜头调节装置。更确切地说，本发明涉及配备有调节两镜头光轴间距离用的调节机构的立体摄影机的镜头调节装置。

在带有安装在摄影机主体上的左右一对镜头的立体摄影机中，假如象镜头的光圈和调焦以及快门速度设定之类摄影机操作是对左右每一镜头单独进行的，则其运转因数将很低，而且误操作将会发生。因此，调焦问题的解决，一般是通过设立一调焦机构，由其将左右镜头安装在单块镜头板上，并且前后移动该镜头板。在左右两镜头光轴之间距离固定型的立体投影机中，摄影机的操作是靠配置左右镜头光圈调节环变得更加方便；而且在镜头快门型的立体摄影机中，同样的问题是靠配置左右快门速度调节环的联锁装置解决的。

然而以上描述的光轴之间距离固定型的立体摄影机，仍有以下问题。在光轴之间距离固定型的立体摄影机中，两成象镜头的视差随物距的变小而增大，而且随着该增大未重叠的成象区域增大超出左右成象屏上立体的成象区域。由于未重叠的区域在观察所得到的照片时将变成严重的问题，故需将胶片固定在带有比实际的屏幕宽度小的窗的立体幻灯框中并遮蔽胶片，以致由于此遮蔽导致该屏幕的损失变得特别大。

能够改变两镜头光轴间距离的光轴间距可变型立体摄影机，另一方面，被称为能解决上述屏幕损失问题的立体摄影机。由于光轴间距离可变型立体摄影机能使左右两个镜头的视场在焦距上彼此一致，故此摄影机能够解决由于上述非重叠区域造成的屏幕损失问题，并且获得极好的立体效果。尽管如此，光轴间距可变型立体摄影机卷入的另一问题在于，它难以将联锁操作机构配置在左右两镜头的调节环之间。

图10至12表示已有技术的光轴间距离可变型立体摄影机中的镜头调节装置。在图10所示的镜头调节装置中，左右两个(光圈调节)镜头1R和1L中每一镜头的光圈调节环2R和2L的外围表面上加工有环绕的凹槽，而且一条钢带3被缠绕在左右两光圈调节环2R及2L的凹槽中，并且分别通过销钉4R及4L固定在左右光圈调节环2R及2L之上。

在图11所示的镜头调节装置中，左右两镜头5R和5L中每一镜头的光圈调节环6R和6L的外围表面上加工有齿轮，而且反转齿轮7被掐在左右镜头5R和5L之间，以致于左右两个光圈调节环6R和6L彼此按照联锁布局运作。

在图12所示的镜头调节装置中，等距离的曲柄10R和10L提供在左右两镜头8R和8L的光圈调节环9R和9L上同样的位置，并且通过一连杆11互联。

如从这些附图中清楚地看到的那样，图10所示的镜头调节装置无法将镜头1L和1R之间的间距扩大。如果镜头间的间距减小，钢带3将松脱，而且光圈调节环2L和2R无法按联锁布局运作。图11所示的镜头调节装置，无法将镜头5L和5R间的间距减少。如果镜头间的间距扩大，则齿轮彼此不能啮合，而且预期的功能无法达到。图12所示的镜头调节装置，所牵涉的问题是，当镜头8L和8R之间的间距变化时，左右两光圈调节环9R和9L的旋转位置经受相互位移，而且这些光圈调节环无法保持在同样的旋转位置上。

由于传统的调节环联锁机构无法应用于上述光轴间距可变型立体摄影机，所以左右镜头调节环必须单独操作，因而镜头调节的操作因数很低。

在这点产生的技术问题必须解决，以便提供能应用于光轴间距离可变型立体摄影机的镜头的调节环联锁机构，并且改进光轴间距离可变型立体摄影机的操作因数，而且这是本发明中要解决的主要目的。

本发明提出一种新的装置，用来完成上述目的。换而言之，在光轴间距离可变型的立体摄影机中，该立体摄影机包括按这样一种方式安装在滑座上以便能够向右及向左滑动的两块镜头板，并且配置一镜头间间距调节机构以沿横向对称性地移动这两块镜头板，而对装配到该镜头板上的两镜头光轴之间的距离进行手动或自动调节，本发明提供一种镜头调节装置，其中曲柄装备在左右两镜头筒的调节环上，操纵杆装配在滑座上，而且两调节环上的曲柄通过连杆互连，从而构成一在左右两侧相对于操纵杆旋转中心具有旋转对称性的平行的曲轴机构。

当此镜头调节装置中左右两镜头光轴间的距离改变时，只有操纵杆旋转，但左右两调节环保特设定位置。当两调节环之一旋转时，另一调节环将按联锁布局在同一方向上以同样角度旋转，按照这种方式，左右两调节环可同时进行调节。

在左右两调节环上面加工有齿轮，上下两齿条与镜头向右及向左滑动的方向平行配置，而且被装配在滑座上的中间齿轮的上表面，通过上齿条与调节齿轮之一的齿轮上表面互连；中间齿轮的下表面，通过下齿条与另一调节环上齿轮的下表面互连。按照这种方式构成的齿轮传动装置，继而构成立体摄影机的镜头调节装置。

按照同样方式构成的这种镜头调节装置，而且也起到使用上述曲轴机构的镜头调节装置的作用，并且左右两调节环按照联锁布局运作，与左右两镜头光轴间的距离无关。因此，这种镜头调节装置对于改进操作因数和防止误操作是有效的。

本发明上述以及其它一些目的和特点，由以下连同附图所作的描述中将变得更加清楚。

图1为可改变光轴之间距离型立体摄影机的前视图；

图2为图1所示立体摄影机中调焦机构以及调节其镜头光轴之间距离的调节机构的说明图；

图3为表示立体摄影机调焦和调节镜头光轴之间距离间相互关系的说明图；

图4为权利要求1中陈述的镜头调节装置的说明图；

图5为权利要求2中陈述的镜头调节装置的说明图；

图6为表示权利要求2中陈述的镜头调节装置另一种形式的说明图；

图7为权利要求3中陈述的镜头调节装置的说明图；

图8为表示权利要求3中陈述的镜头调节装置另一种形式的说明图；

图9为表示权利要求4中陈述的镜头调节装置的说明图；以及

图10，11及12为一些说明图，每幅图均表示根据现有技术的镜头调节装置。

下文中，本发明的最佳实施例将参照附图进行描述。首先将对能够改变光轴之间距离的立体摄影机结构的实例进行说明。图1描绘一种能够改变光轴之间距离型的立体摄影机21。滑座23按照这样一种方式装配到配置在机箱22前表面上的长方形孔中，以便能够前后滑动，而且一付镜头板24L和24R被装配到滑座23的前表面上。

这些镜头板24L和24R是装在沿横向配置在滑座23上的滑轨(未表示)之上的，而且两镜头板24L和24R之间的间距，可通过一进给机构对称性地向右和向左增加或减少，以便由此调节两镜头25L和25R光轴之间的距离。用于按联锁布局控制左右两镜头25L和25R的光圈调节环26L和26R的镜头调节装置27，被装备到滑座23上。

图2表示调焦机构和光轴之间距离调节机构。丝杠28沿横向被装配在滑座23的前部。左螺纹28a被加工在该丝杠的左侧(图2中的右侧)，而且在螺纹28b被加工在右侧。左螺纹28a与左镜头板24L上的内螺纹部分29啮合，右螺纹28b与右镜头板24R上的内螺纹部分30啮合，以致于两镜头板24L和24R之间的间距可沿一定方向在预定的范围内移动，在此方向上左右两镜头25L和25R的中心间距，从相等的位置上趋近胶片左右曝光表面的间距。

凸轮轴31为可回转地支承在滑座23后面的，而且调焦用的凸轮32被装配在凸轮轴31的两端。滑座23是靠弹簧(未表示)向后(图2中为向上)偏倚的，而且凸轮32被促使与机箱22上的凸轮接触表面压力接触。因此，滑座23根据凸轮轴31的旋转前后滑动。

丝杠28和凸轮轴31是靠正齿轮33和34互连的。当装在丝杠28两端之一上的调节旋钮35旋转时，两镜头板24L和24R以及滑座23将按联锁布局运动，以致于镜头25L和25R的焦点和其光轴间的距离可被调节。

图3表示摄影镜头的焦点与其光轴间距离对于使左右镜头视场在焦点对准位置上彼此一致时的关系。因此假定该镜头为单块薄透镜，且其特性如下：

焦距：f

由物体至透镜主点的距离：L

由透镜焦距至成象位置的距离：Δif

于是，由于Δif＝f²/L-f，故由透镜主点至胶片表面的距离可由f+Δif给出。

对于使左右两侧的摄影范围一致时左右两镜头25L和25R中每一镜头的移动距离SL，给定如下：

SL＝(P₁/2)×(f+Δif)/(L+f+Δif)

其中P1为立体摄影机左右两曝光表面的间距。因此，随着由物体至透镜主点距离L的减小，左右两镜头25L和25R可沿相互趋近的方向运动以移动距离SL。

所以，如果丝杠28的螺距和凸轮32的形状是在上述公式的基础上设计出来的，那么两镜头光轴之间的距离，将与通过旋转配置在机箱22侧面的调节旋钮35使镜头25L，25R焦点处在无限远位置上左右屏幕的间距一致，而且当滑座23向前滑动时，左右两镜头板24L和24R之间的间距靠近。因此，左右两镜头的视场相互重合而与物体的距离无关。

接下去，将对镜头调节装置进行说明。图4表示权利要求1中陈述的镜头调节装置。该调节装置包括按半径方向布置在配备有左右镜头25L，25R锁定光圈的光圈调节环26L和26R上的曲柄36L和36R、可旋转地装配到滑座23上并且定位在左右两镜头25L和25R之间的中间位置上的操纵杆37，以及分别将此操纵杆37与左右两曲柄36L和36R互联的连杆38L和38R。

左边(图中是在右边)光圈调节环26L上的曲柄36L是向上伸出的，而且右光圈调节环26R上的曲柄36R是向下伸出，而且它们在左右两侧具有180°旋转对称的关系。操纵杆37的中点是装配至位于连接滑座23上左右两镜头中心线上的轴承39上的。此操纵杆37的上端部通过连杆38L与左光圈调节环26L上的曲柄36L互联，而且操纵杆37的下端部按照类似方式，通过连杆38R与右光圈调节环26R上的曲柄36R互联。从光圈调节环26L和26R的旋转中心到曲柄36L，36R和连杆38L和38R之间互联点的距离，是和从操纵杆37的旋转中心到操纵杆37和连杆38L，38R之间互联点的距离相等的。

当左右两镜头25L和25R光轴之间的距离通过调节光轴间距的调节机构改变时，只有操纵杆37旋转，而左右光圈调节环26L和26R仍保持在静止状态下，这是由于操纵杆37的旋转阻力远小于配备有锁定光圈的光圈调节环26L，26R的转动力矩。

当左右两个光圈调节环26L和26R中的任一个不是向右就是向左旋转时，另一个光圈调节环将在同样方向上以同样角度通过连杆38L，38R和操纵杆37旋转，而且左右两个光圈调节环26L和26R按联锁布局运作。按照这种方式，镜头的左右两光圈的调节可按联锁的布局操作，而与两镜头光轴间距离的变化无关。

图5表示权利要求2中陈述的镜头调节装置。扇形齿轮42L和42R，分别提供给左光圈调节环41L的上表面和右光圈调节环41R的下表面，而且在其上、下两端加工有齿轮的扇形齿轮44，被装配在定位于连接滑座上左右两镜头中，心线上的轴承43之上。

位于中心的扇形齿轮44的上齿轮和左光圈调节环41L上的扇形齿轮42L，通过齿条45L互联在一起；位于中心的扇形齿轮44的下齿轮和右光圈调节环41R上的扇形齿轮42R，按照类似方式通过齿条45R互联在一起。

当左右两镜头46L和46R光轴之间距离变化时，只有位于中心的扇形齿轮44旋转，但左右两镜头上的光圈调节环41L和41R并不旋转，而与镜头光轴之间距离的改变无关，与图4中表示的镜头调节装置的方式相同。当左右两光圈调节环41L和41R中任一调节环向左或向右旋转是，另一光圈调节环也按同样方向和以同样角度通过齿条45L和位于中心的扇形齿轮44旋转，从而使左右两光圈调节环41L和41R按照联锁的布局进行操作。

图6表示权利要求2中陈述的镜头调节装置的另一种形式。图5中被配置在左右两镜头之间的中间部位的扇形齿轮44，现在被配置在右镜头46L的左侧，而且伸长的下齿条47与右调节环41R上的扇形齿轮42R互相啮合。在具有大的镜头孔径的立体摄影机的情况下，两镜头之间的间距小，而且象操纵杆和扇形齿轮之类连接件不容易配置。因此，本实施例的镜头调节装置适合于这种情况。

图7表示权利要求3中陈述的镜头调节装置。一纵向齿杆52被配置在左右两镜头51L和51R之间的中间位置上，并且可回转地安装在滑座之上。在上齿轮55L的后部和下齿条55R的前表面上另外还分别加工有齿条，而且前一齿条与左光圈调节环53L上表面的扇形齿轮54L啮合，后一齿条与右光圈调节环53R下表面上的扇形齿轮54R啮合，并且齿条55L和55R在另外两个表面上分别与齿杆52的前表面和后表面啮合。

当镜头51L和51R光轴之间距离变化时，只有位于中心的齿杆52旋转，但左右两光圈调节环53L和53R并不旋转，而保持在设定位置，如上述每一调节环联锁装置中同样的方式。当配置在齿杆52上端的旋转56通过手指旋转时，左右两光圈调节环53L和53R将在同样方向上并以同样角度通过齿轮52和通过齿条55L，55R旋转。

图8表示权利要求3中陈述的镜头调节装置的另一形式。图7中表示的齿杆52在此被配置在左镜头51L的左侧，而且加长了的双面齿条57与右光圈调节环53R上的扇形齿轮54R啮合。这种镜头调节装置，适合于镜头之间间隔小的情况，如图6中表示的调节装置中的同样方式。

图9表示权利要求4中陈述的镜头调节装置，它包括两个小齿轮和两个齿条。位于左侧(图9中位于右侧)的第一个小齿轮61被安装在左镜头板62L上，而且被定位在左右两镜头63L和63R之间中点处的第二个小齿轮64，沿横向被安装在滑座(未表示)的中间位置。

左光圈调节环65L上的扇形齿轮66L与镜头板62L上的第一个小齿轮61啮合，而且第一个小齿轮61和位于中心的第二个小齿轮64是通过下齿条67L互联的。右光圈调节环65R下表面上的扇形齿轮66R，通过上齿条67R直接与位于中心的第二个小齿轮64互联。

在这种镜头调节装置中，左右两个光圈调节环65L和65R也不旋转，其与两镜头光轴之间距离的变化无关，与上述每一镜头调节装置中的方式相同。且当左右两光圈调节环中任一个旋转时，左右两光圈调节环65L和65R将通过齿条和通过两个小齿轮在同样方向上以同样角度按联锁布局旋转。

如上所述，在能够改变光轴之间距离型的立体摄影机中，用于本发明立体摄影机的镜头调节装置，所采用的结构是，当左右镜头调节环之一运转时，另一调节环将按联锁布局运转，而且左右调制环被保持在同样位置而与光轴间距离的改变无关。因此，本发明的镜头调节装置能够排除设定光圈等麻烦的操作以及误操作，提高操作速度，并且改进可改变光轴间距离的立体摄影机的快镜拍摄能力。

顺便说来，本发明并不具体限制在以上给出的实施例，但在其范围内可按各种方式改变和改型。因此，本发明自然能够包括其范围内的这种改变和改型。

Claims

1.一种立体摄影机用的镜头调节装置，该立体摄影机为一种光轴间距离可变型立体摄影机，其包括按这样一种方式安装在滑座上以便能向左及向左滑动的两块镜头板，并配置一镜头间间距调节机构以沿横向对称性地移动上述两块镜头板，而对装配到上述镜头板上的两镜头光轴之间的距离进行手动或自动调节，该镜头调节装置的特征在于：一操纵杆可旋转地以其中间部分安装在上述滑座上；一曲柄按照存在于连接一调节环旋转中心至上述操纵杆旋转中心的直线之上的方式，被提供在象配置在左右两镜头筒之一上的光圈之类的所述调节环上；另一曲柄按照存在于连接另一调节环旋转中心至上述操纵杆旋转中心的直线之下的方式，被提供在上述另一调节环上；而且上述操纵杆的两端之一通过连杆与上述的两曲柄之一互联，而上述操纵杆的另一端通过另一连杆与上述另一曲柄互联，从而构成一平行的曲轴机构，以致于上述调节环之一旋转时，另一调节环将按联锁布局在同样方向上以同样角度旋转。

2.一种立体摄影机用的镜头调节装置，该立体摄影机为一种光轴间距离可变型立体摄影机，其包括按这样一种方式安装在滑座上以便能向右及向左滑动的两块镜头板，并配置一镜头间间距调节机构以沿横向对称性地移动上述两块镜头板，而对装配到上述镜头板上的两镜头光轴之间的距离进行手动或自动调节，该镜头调节装置的特征在于：齿轮，被加工在象提供在左右两镜头筒中每一镜头筒上的光圈之类的调节环的外围表面上；两个齿条，被配置与上述两镜头板运动方向平行的两镜头的上方及下方；上述上齿条与上述调节环之一上的上述齿轮啮合，而上述下齿条与上述另一调节环上的上述齿轮啮合；而且与上述上、下齿条啮合的中间齿轮被装在上述滑座上，以致于上述调节环之一旋转时，上述另一调节环将按联锁布局在同样方向上以同样角度旋转。

3.根据权利要求2的立体摄影机用的镜头调节装置，其中上述中间齿轮为一纵轴齿轮，两个双面齿条按照与上述镜头板运动方向平行的方式分别配置在上述两镜头的上方及下方；上述调节环之一上的上述齿轮和上述中间齿轮前后表面之一，通过上述上部的双面齿条互联在一起，而且上述另一调节环上的上述齿条和上述中间齿轮的另一表面，通过上述下部的双面齿条互联在一起。

4.一种立体摄影机用的镜头调节装置，该立体摄影机为一种光轴间距离可变型立体摄影机，其包括按这样一种方式安装在滑座上以便能向右及向左滑动的两块镜头板，并配置一镜头间间距调节机构以沿横向对称性地移动上述两块镜头板，而对装配到上述镜头板上的两镜头光轴之间的距离进行手动或自动调节，该镜头调节装置的特征在于：齿轮，被加工在象提供在每一左右镜头筒上的光圈之类的调节环的外围表面上；第一个中间齿轮，被配置在上述镜头板之一上面，并且与上述镜头板上的上述调节环的上述齿轮啮合；第二个中间齿轮被装到上述滑座上；两个齿条，与上述镜头板的运动方向平行配置，分别与上述第二个中间齿轮的上下表面啮合，而且上述第一和第二个中间齿轮是通过上述齿条之一互联的，而上述第二个中间齿轮和上述另一调节环上的上述齿轮，是通过上述另一齿条互联的，以致于上述调节环之一旋转时，上述另一调节环将按联锁布局在同样方向上以同样角度旋转。