立體照像機的製作方法
2023-06-27 04:53:31 1
專利名稱：立體照像機的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種立體照像機，更確切地說涉及一種具有改進取景器的反射型立體照像機。
到目前為止，已知的反射式立體照像機是在機身上安裝兩個單鏡頭反射照像機的光學系統。這種反射型立體照像機的取景器配有一個單鏡頭反射照像機的五稜鏡。然而，正如眾所周知的那樣，五稜鏡需要準確操作，並且生產高成本的使用兩個五稜鏡的費用非常昂貴。
另外，由於結構為兩個取景器平行布置而使得可由兩隻眼睛看到一個取景器圖象，所以不一定允許用戶容易地觀看。特別是，由於鏡頭的外徑和鏡頭固定機構尺寸的限制，用戶發現同時觀看立體照像機的兩個取景器是困難的，其中兩個光學系統的間距大於人的兩眼之間的距離(約63.5mm)。在多數情況下，是通過觀看兩個取景器的任何一個來觀看圖象的，也就是說，經常不是通過另一個取景器來觀看圖象，並且經常發生由於雨滴或灰塵附著到鏡頭上，而使得在一個圖片上拍攝到障礙物或使拍攝的照片效果不好。
因此，必須解決上面提到的技術問題，以便能夠僅僅通過一個取景器來觀看左右聚焦板的圖象，使得容易確認圖象和容易地操作照像機，而且使得取景器的構造簡單並降低造價。因此，本發明的目的是為了解決上面提到的技術問題。
為了完成上述的目的，本發明提供一種反射型立體照像機，它包括兩個單鏡頭反射照像機的左右光學系統，每個光學系統包括一個鏡頭，一個反射鏡和一個稜鏡，它們被安裝在機身上，它能夠通過反射鏡和稜鏡觀察到入射在左右鏡頭上的圖象，其中提供了一個複合稜鏡，以便通過左右對稱地轉換在左右鏡頭的拍攝範圍內的外半部分圖象來合成一個正象，使得能夠通過一隻眼睛觀看到左右鏡頭拍攝範圍內外半部分圖象。
本發明還提供一種立體照像機，其中可以自由地調節左右鏡頭中心之間的距離，並在焦點調節機構和用於調節鏡頭中心之間距離的機構之間設置一個連動機構，使得在焦距上的左右鏡頭的拍攝範圍總是能夠保持互相一致。
圖1為權利要求1的立體照像機的前視圖。
圖2為圖1的立體照像機中的稜鏡，其中圖2(a)為後視圖，圖2(b)為平面圖，圖2(c)為前視圖，圖2(d)為底視圖，圖2(e)為圖2(b)中A-A線的剖面圖，而圖2(f)為側視圖。
圖3為稜鏡的尺寸與聚焦板的間距之間的關係圖。
圖4為圖2的稜鏡的透視圖。
圖5為稜鏡的另一個實施例，其中圖5(a)為平面圖，圖5(b)為前視圖，圖5(c)為底視圖，圖5(d)為後視圖，圖5(e)為圖5(b)中A-A線的剖面圖，而圖5(f)為側視圖。
圖6為圖5的稜鏡的透視圖。
圖7為根據權利要求1的另一個實施例的立體照像機的前視圖。
圖8表示了圖7的立體照像機中的稜鏡，其中圖8(a)為平面圖，圖8(b)為前視圖，圖8(c)為底視圖，圖8(d)為後視圖，圖8(e)為圖8(b)中A-A線的剖面圖，而圖8(f)為側視圖。
圖9為在圖7的立體照像機中稜鏡和反射鏡的布置圖。
圖10為在圖7的立體照像機中稜鏡和反射鏡的布置透視圖。
圖11為圖7的立體照像機的另一實施例，並表示了稜鏡和反射鏡的布置示意圖。
圖12為通過圖1所示立體照像機的取景器的拍攝範圍和視場的示意圖。
圖13為權利要求2的立體照像機的前視圖。
圖14為在權利要求2的立體照像機中焦點調節機構和用於調節鏡頭中心之間距離機構的示意圖。
圖15為在權利要求2的立體照像機中，調節焦點和調節鏡頭中心之間距離的關係圖。
圖16為被攝物圖，其中圖16(a)為被攝物圖，而圖16(b)，16(c)和16(d)為被攝物的取景器圖象的示意圖。
圖17(a)、17(b)、17(c)為被攝物的取景器圖象的示意圖。
圖18為表示立體照像機曝光照片布置的膠片的前視圖。
下面將對本發明的實施例進行詳細描述。圖1表示了權利要求1的立體照像機，其中在照像機主體2上安裝一個滑框3以便前後滑動，並在滑框3的前面安裝了兩個鏡頭4和5。在旋轉焦點調節盤6時，通過一個調節機構，如給進螺杆機構或凸輪機構，使得滑框3前後移動，以便調節鏡頭4和5的焦點。
通過反射鏡7和8將入射到鏡頭4和5上的光線向上反射，以便在聚焦板9和10上形成圖象。在聚焦板9和10上設置一個複合稜鏡11，並且通過目鏡12可以觀看到在左右聚焦板上的圖象。參考標號13表示一個快門按鈕，並且在反射鏡7和8的後面設置一個焦平面快門(未示出)。最好使鏡頭4和5的中心之間的間距大約為63.5mm，該距離是人的兩眼之間距離。
稜鏡11由光學樹脂或光學玻璃製成，並且由對稱地形成一個整體結構的兩個完整的反射稜鏡組成。參見圖2，將用於從較低方向引導光線的90度反射稜鏡單元15L和15R與兩個平行連接的180度反射稜鏡單元14L和14R的外半部分入射面相連接。180度反射稜鏡單元14R和14L的內半部分構成一個連續的投射平面16。
參見圖3，稜鏡11的180度反射稜鏡單元14L和14R的頂部之間的間距P2為左右曝光圖像的中心之間間距P1的一半，而總寬度W稍寬於圖像的間距P1。
參見圖4，稜鏡11使得左右90度反射稜鏡單元15L和15R的入射面位於左右聚焦板之上，並面對聚焦板9和10的內半區域，因此從下面方向入射到90度反射稜鏡單元15L和15R上的光線一共被反射三次，並以水平方向從投射面16投射出去。
經過鏡頭4和5而上下顛倒和左右翻轉的圖象通過反射鏡7和8被上下倒轉，因此在聚焦板9和10上形成一個左右翻轉的正象。左右聚焦板9和10的內半部分圖象對稱地左右反轉，即通過稜鏡11左右鏡頭4和5攝影範圍的外半部分被對稱地左右反轉。因此，在左鏡頭5的攝影範圍內的外半部分的正象投射在稜鏡11投射面16的左半部分上，而右鏡頭4的攝影範圍內的外半部分的正象投射在投射面16的右半部分上，並由此合成了一幅圖象。聚焦板9和10不需要具有與該圖象相同的尺寸，但應當等於或稍大於稜鏡入射面的尺寸，該稜鏡入射面具有該照片一半大小的尺寸。
圖5和圖6表示了另一個稜鏡的實施例。與圖2所示的稜鏡11相反，稜鏡21具有與90度中央反射稜鏡單元22的左右半部分相連的180度反射稜鏡單元23L和23R的內半部分投射面。與圖2中的稜鏡11相同，光線總共反射三次。180度反射稜鏡單元23L和23R頂部之間的間距和總寬度與稜鏡11相同。
參見圖6，左右聚焦板9和10的內半部分的圖象入射到安置在聚焦板9和10上的稜鏡21的180度稜鏡單元23L和23R的外半部分的入射面上，並且通過反射面RP1、RP2和RP3總共反射三次，使得在中央投射面24上投射一個正象，通過左右半部分圖象將該正象合成一個圖象。
可將朝向反射鏡7和8的稜鏡11、21的入射面去光以形成由毛玻璃構成的聚焦平面，以便省去聚焦板9和10。因此可將鋁或類似物塗覆於稜鏡11，21和34的反射面RP1、RP2和RP3上，用以形成鏡面。
圖7到圖10表示了另一個實施例。圖7所示的立體照像機的調焦機構與圖1立體照像機的相同，但是取景機構由轉成水平方向的垂直反射鏡32和33以及插入左右反射鏡32和33之間的稜鏡34構成。
參見圖8，稜鏡34有這樣一個形狀，其中90度反射稜鏡單元36L和36R連接到180度反射稜鏡單元35的下部入射面的左右半個部分，反射稜鏡單元35轉換入射光的光通路和在上下方向上平行的反射光。90度反射稜單元36L和36R的入射面是垂直的向外和朝向側面的平面。另外，參見圖9，稜鏡34的總寬度W為立體照像機的左右曝光照片的中心之間間距P1的一半。
設置在稜鏡34的左右側的垂直反射鏡32和33在水平方向上以軸32a和33a作為旋轉中心進行旋轉，如圖10所示。在拍照時，垂直反射鏡32和33從相對於光的主軸45度的等待位置向稜鏡34的側面旋轉，並從連通鏡頭4和5的光路退到膠片的表面。
當垂直反射鏡32和33位於等待位置時，通過反射鏡32和33將左右鏡頭4和5的攝影範圍的外半部分圖象左右反轉，並將圖象入射到稜鏡34的90度反射稜鏡單元36L和36R上。參見圖10，通過90度反射稜鏡單元36L和36R的反射平面RP1和180度反射稜鏡單元35的反射平面RP2和RP3，圖象總共反射三次，在180度反射稜鏡單元35的上部投射面37上，呈現一個由在左鏡頭5的攝影範圍內的外半部分正象和在右鏡頭4的攝影範圍內的外半部分正象合成的虛象。
在該立體照像機31中，將稜鏡34置於左右兩個曝光照片之間，使其能夠大幅度降低照像機的高度。如果將稜鏡34的90度反射稜鏡單元36L和36R的入射面磨平用以形成聚焦面，則可以在觀察聚焦在聚焦面上的實象的同時調節焦點，並且可以簡化焦點的調節。
圖11表示了另一個立體照像機31的實施例，其中曝光照片布置為，在膠捲上的兩上左右圖片P1L和P2L之間設置兩個另外的畫幅。這時，垂直反射鏡頭32和33位於遠離稜鏡34的側面的位置上。另外，如圖11所示，聚焦板38和39位於反射鏡頭32、33與稜鏡34之間，使得將聚焦板上的圖象入射到稜鏡34上。如果將聚光鏡40和41布置在聚焦板38和39的後面，則取景器圖象將更明亮和容易看到。
如圖12所示，將立體照像機1，31的左右鏡頭4和5相對於位於曝光照片中心位置的中心軸平行布置，使得攝影範圍可以在無限遠處保持一致。另外，使用者所看到的取景器圖象是由左右鏡頭4和5的視場的外半部分合成的。因此，中心區域位於視場的外部，朝向拍攝範圍左右中心的中心區域保持一個寬度，該寬度與鏡頭4、5之間的間距P1和左右曝光照片的中心之間的間距P1相等的寬度。然而，這個看不見的區域是一個窄的線性區域，而且除了在很近的範圍拍攝物體以外，幾乎沒有物體在這個範圍內是不可見的。再有，通過在水平方向偏轉立體照像體，可在整個拍攝範圍內查看物體，而且在拍攝照片時也沒有不方便的感覺。
圖13表示的是權利要求2的立體照像機51。與上述的立體照像機目同。在照像機機身52上安裝了一個滑框53，以便前後滑動。在滑框53的前表面對稱地安裝了一對鏡頭架54和55，以便在鏡頭架54和55的上面固定鏡頭4和5。與在圖1的立體照像機1相同，在聚焦板9和10的上方布置一個稜鏡11或21以及一個目鏡12。將左右鏡頭架54和54安裝在滑框53上，以便向左右滑動，而且通過一個縮進螺杆機構可使鏡頭架54和55之間的距離對稱地向左右擴展和收縮。
圖14表示了一個焦點調節機構和一個用於調節鏡頭中心之間距離的機構。以水平方向安裝在滑框53的前部的給進螺杆56在左邊具有一個左旋螺紋56a，而在右邊具有一個右旋螺紋56b。左鏡頭架54的內螺紋部分54a與左旋螺紋56a相配合，而右鏡頭架55的內螺紋部分55a與右旋螺紋56b相配合，使得鏡頭架54和55在一個方向上在一個預定範圍內移動，在該方向上右鏡頭5和左鏡頭4從位置上相互靠近，而在該位置上左右鏡頭中心之間的間距等於左右曝光照片之間的間距P1。
在滑架53的後部支撐著一個凸輪軸57，而在凸輪軸57的兩端連接著用於調節焦點的凸輪58。通過一個簧片(未示出)向後(在圖14中向上)驅動滑框53，使得將凸輪58壓向照像機機身52的凸輪接收表面。隨著凸輪軸57的轉動，滑架53前後滑動。
通過正齒輪59和60將給進螺杆56和凸輪軸57耦合到一起。通過轉動連接到給進螺杆56一端的旋扭61，可以移動鏡頭架54，54和滑動架53，使其一起聯動，由此來調節焦點和鏡頭中心之間的距離。
圖15表示的是鏡頭的焦點與鏡頭中心之間距離之間的關係，現在假設使用的是一個薄透鏡而且透鏡焦距--------------------------------f被攝物體到透鏡主點的距離----------------L
透鏡焦點到成象位置的距離----------------Δif這樣，保持Δif＝f2/L-f，因此，透鏡主點到膠片表面的距離變成f+Δif。
另外，如果立體照像機的左右曝光表面之間的距離為P1，則得出用於使左右攝影範圍一致的左右透鏡的位移量S1S1＝(P1/2)×(f+Δif/L+f+Δif)即，通過減少從被攝物體到透鏡主點的距離L，則可以在一個方向上移動由上面公式計算出的位移量S1，使其相互靠近。
因此，要確定好給進螺杆56的間距和凸輪58的形狀以滿足上述公式。即，滑框53根據凸輪58相對於鏡頭架54和55移動，而鏡頭架54和55的移動與調節旋扭61的旋轉角度成比例，並隨著拍攝距離的縮短而成指數地增加，這樣不論拍攝距離的變化，都能保持左右拍攝範圍相互一致。
因此，不管拍攝距離如何變化，都能夠自動地校正被攝物的視差，而且在焦點位置上將被攝物以幾乎相同的位置拍攝在左右兩張圖片上。因此，在將膠捲安裝到立體幻燈框上時，幾乎不需要通過調整膠捲的間距來校正視差。另外還能夠減少必須由幻燈框的窗口來掩蓋的左右圖片上的非重疊部分，因此獲得了一種降低圖片損失的立體幻燈片。
作為一個整體結構，還可以形成包括鏡頭4、5、鏡頭架54、55和除照像機機身52以外的滑框53的整體移動部分。如圖14所示，它能夠替換鏡單元。這樣就可以通過設計滿足鏡頭焦距要求的給進螺杆的間距和凸輪的形狀，來使用具有不同焦距的鏡頭單元。
在上述的立體照像機51中，通過對目鏡12的觀看能夠確認校正視差的狀態。圖16(a)表示的是一個被攝物，而圖16(b)，16(c)，16(d)表示的是取景器圖象。當在水平方向上轉動立體照像機，使得圖16(a)的被攝物位於圖片的中心時，在焦點上的被攝物位於左右稜鏡視物的交點上，並且如圖16(b)所示顯示出一個真實的形狀。當被攝物遠於焦點，即遠於左右稜鏡視物的交點時，如圖16(c)所示其形狀展寬。被攝物越遠，則顯示出分成左右的雙圖象。另一個方面，當被攝物近於左右稜鏡視場的交點時，則如前述進入中央死角的部分被掩蓋，並如圖16(d)所示圖形變窄。通過轉動調節旋鈕61，使得在取景器圖象中的近距離被攝物呈現真實的形狀，這就允許在視差被正確校正的狀態下進行拍攝。
另外，取決於被攝物，可能不是很容易校正視差和調節焦點。特別是當被攝物為一條垂直線或是一條水平線時，可能很難確定焦點和視差的狀態。在這種情況下，應該將立體照像機由水平狀態朝左或右傾斜，以便容易確定焦點調節的狀態。
圖17表示了在主體照像機由水平狀態向左邊或向右邊傾斜時取景器的圖象。在聚焦狀態下，如圖17(a)所示線性被攝物連續顯示。當被攝物遠於焦點位置時，左右圖象以相互分離的方向移動，如圖17(b)所示，使得線性被攝物在中央處被斷開。當被攝物近於焦點位置時，左右被攝物相互靠近。即使在這種情況下，被攝物仍在中央處斷開，這樣能夠容易地調整焦點，並檢查是否正確地校正了視差。
在上面提到的權利要求1的立體照像機1中，在左右拍攝的照片的外邊上存在著非重疊視場，並且需要以現有的方法，通過立體幻燈框的窗口框來掩蓋這些非重疊部分。
在權利要求2的立體照像機51中，視差是通過連鎖調節焦點來校正的，並且在左右照片幾乎形成非重疊部分。然而，當在聚焦的主要被攝物距離一段距離和用於近景中的被攝物的視差校正不足的狀態下拍攝時，則在將左右圖片的膠片以現有方法安裝時，通常需要將它們的外邊掩蓋來校正視差。
圖18為考慮到立體照像機在安裝時需要視差校正的特點時，在立體照像機中圖片的排列。由於在安裝時膠片F的圖片邊緣被掩蓋，則在膠片的圖片之中沒有間隙；即曝光照片如此布置，使得在相鄰圖片互相連接的狀態下進行拍攝，這樣能夠以有限的圖片間距產生最大的有效圖片區域。
本發明決不僅限於上述的實施例，在本發明的技術內能以各種方式對其進行改進，例如將構成由圖7至圖11所示的立體照像機的取景器提供到圖13的立體照像機51中，而且應該看到本發明當然包含這樣修改的實施例。
使用上面詳細描述的本發明的立體照像機，通過結合由一個單獨的取景器觀看到的左右半部分的圖片來合成一幅照片。因此比配有兩個取景器的立體照像機更容易觀看圖象和容易操作。另外，與具有兩個五稜鏡的現有立體照像機相比，可以降低生產取景器的造價，而且能夠提供降低價格的反射型立體照像機。
另外，在權利要求2的立體照像機中，能夠依靠取景器的圖象來判斷視差的校正和焦點的調節。因此能夠拍到一幅在消除照片損失的同時獲得最大立體效果的照片。
權利要求
1.一種反射型立體照像機，它包括兩個單鏡頭反射照像機的左右光學系統，每個光學系統包括一個鏡頭，一個反射鏡和一個稜鏡，它們被安裝在機身上，能通過反射鏡和稜鏡觀察到投射在左右鏡頭上的圖象，其中提供一個複合稜鏡，使對稱地左右轉換在左右鏡頭的拍攝範圍內的外半部分圖象來合成一個正象，使得能夠通過一隻眼睛觀看到在左右鏡頭的拍攝範圍之內的外半部分圖象。
2.如權利要求1所述的立體照像機，其特徵在於左右鏡頭中心之間的距離可自由調節，並且在焦點調節機構和調節鏡頭中心之間距離的機構之間設置一個連動機構，使得在焦距上的左右鏡頭的拍攝範圍總能夠相互保持一致。
全文摘要
安裝在反射型立體照像機的聚焦板和上面的稜鏡是一個複合稜鏡，它由兩個左右反轉的稜鏡構成整體結構。通過稜鏡將聚焦板上的左右反轉圖片的內半部分圖象左右反轉，使得將在左鏡頭的拍攝範圍內的外半部分圖象的正象投射到稜鏡的中央投射平面的左邊，並將在右鏡頭的拍攝範圍內的外半部分圖象的正象投射到右邊，由此合成圖片。因此，通過取景器能同時觀看到左右圖象，使得容易觀看圖象並容易操作照像機。
文檔編號G03B35/00GK1165320SQ96107490
公開日1997年11月19日 申請日期1996年5月10日 優先權日1996年5月10日
發明者稻葉稔 申請人:稻葉稔