專利名稱：實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種立體與動(dòng)畫攝影的裝置，尤其是一種可以多方位連續(xù)拍攝，實(shí)時(shí)合成的立體攝影裝置。
我們生活在一個(gè)三維世界中，其中的任何物體都既有高和寬，又有深度。可是，傳統(tǒng)的攝影術(shù)只能拍出二維照片，即只能反映被攝物體的高和寬的照片。因此，近一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，許多實(shí)用新型家都在嘗試實(shí)用新型能夠拍攝立體照片的照相機(jī)。這種照片在反映被攝物體的高和寬的同時(shí)，還能反映其深度。
人的視覺(jué)系統(tǒng)通過(guò)許多視覺(jué)線索來(lái)獲得三維知覺(jué)，視差是其中最有效的一個(gè)線索。當(dāng)人注視一個(gè)物體時(shí)，兩只眼睛從不同的角度看過(guò)去，從而形成略有不同的兩個(gè)圖像。右眼更多的看到該物體的右邊，而左眼更多的看到該物體的左邊。人的視覺(jué)系統(tǒng)能夠從兩眼視象對(duì)應(yīng)點(diǎn)的視差中提取出深度信息。為了應(yīng)用視差原理產(chǎn)生立體知覺(jué)，照相機(jī)必需產(chǎn)生至少兩幅具有雙眼視差的圖像，并且這兩幅圖像能為兩眼所分別接收。
現(xiàn)已有很多方法可以產(chǎn)生立體照片。最早使用的一種方法為雙眼立體成象法，該方法使用兩架照相機(jī)或一架照相機(jī)在兩個(gè)不同的空間位置上拍攝兩幅圖像。在觀看時(shí)，借助于某種特殊裝備，人的右眼只看到從右面拍的圖像，左眼只看到從左面拍的圖像。這兩幅圖像在人的大腦中自動(dòng)合成，形成一幅立體圖像。因?yàn)檫@樣的圖像僅由兩幅二維圖像合成，通過(guò)裝置如立體鏡觀看時(shí)只能看到景物一個(gè)方位的靜止立體圖像三維空間成像技術(shù)又叫做自立體成像技術(shù)是對(duì)立體成像技術(shù)的重大改進(jìn)。在自立體成像技術(shù)中，照相機(jī)拍攝多幅照片，而后這幾幅照片經(jīng)過(guò)后處理合成為一幅立體照片。這樣一幅立體照片所含有的信息量(取決于用于合成立體照片的二維照片的數(shù)量)遠(yuǎn)大于使用雙眼立體成象法所得的照片的信息量。如果觀察者在通過(guò)某種裝置如柱鏡屏或狹縫屏觀看照片時(shí)移動(dòng)頭部，他會(huì)感到是在從不同的方向觀看同一物體，此感覺(jué)同在真實(shí)世界中觀看物體極為相似。
自立體成像技術(shù)的一種實(shí)現(xiàn)方式是拍攝時(shí)使用一架多鏡頭照相機(jī)，或者使用一架單鏡頭照相機(jī)，但該照相機(jī)可以移動(dòng)至不同的空間位置。被攝物體的各個(gè)不同側(cè)面被照相機(jī)所拍得，而后這些照片被以某種方式(使用光學(xué)裝置或計(jì)算機(jī))合成為一張立體照片。中國(guó)專利號(hào)為93203576.0的“小型四鏡頭立體照相機(jī)”，以及美國(guó)專利號(hào)為5337096和4800407的專利即為此種設(shè)計(jì)。這類方法的一個(gè)主要缺點(diǎn)是觀看時(shí)圖像有跳躍感當(dāng)觀察者移動(dòng)頭部時(shí)，他會(huì)看到圖像從一幅跳換成另一幅，再跳換成別一幅。這種跳躍是因?yàn)橛糜诤铣闪Ⅲw圖像的二維圖像是分立的，不連續(xù)的。該方法的另一缺點(diǎn)是三維合成不能實(shí)時(shí)獲得。必需經(jīng)過(guò)一道后處理程序，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，又可能導(dǎo)至誤差。此外，多鏡頭相機(jī)一般鏡頭數(shù)量少，鏡頭間距小，因而合成的照片觀察視角小，立體感不強(qiáng)。
實(shí)現(xiàn)自立體成像技術(shù)的一種較佳方式是模擬人眼觀看過(guò)程，使用一架單鏡頭照相機(jī)掃描被攝物體。該照相機(jī)必需具備某種移動(dòng)手段，以便從變換的角度連續(xù)掃描被攝物體。這種連續(xù)掃描方法與分立拍攝方法相比，照片信息量大大增加，因而觀察方位寬，跳動(dòng)少，立體感強(qiáng)。此種掃描照相機(jī)通常與柱鏡屏或狹縫屏相結(jié)合，后者放置于相機(jī)焦平面附近，且位于用于記錄圖像的感光膠片之前?？梢苿?dòng)照相機(jī)與柱鏡屏或狹縫屏的結(jié)合導(dǎo)致立體照片的實(shí)時(shí)獲得，因而避免了多鏡頭拍攝所必需的復(fù)雜的后處理程序。
美國(guó)專利2508587所提出的即是這樣一種方法。在該設(shè)計(jì)中，照相機(jī)沿一弧形軌道移動(dòng)，該弧形軌道的中心為被攝物體之所在。在掃描過(guò)程中，相機(jī)鏡頭總是對(duì)著被攝物體。另一相伴運(yùn)動(dòng)是柱鏡屏以及緊貼其后的感光膠片在照相機(jī)移動(dòng)過(guò)程中繞一垂直軸相對(duì)于相機(jī)鏡頭偏轉(zhuǎn)。該照相機(jī)的應(yīng)用受到限制，因?yàn)楸粩z物體到照相機(jī)的距離由弧形軌道的半徑所預(yù)先確定，無(wú)法改變。
美國(guó)專利4107712提出了應(yīng)用掃描方法的另一種照相機(jī)設(shè)計(jì)。在該設(shè)計(jì)中，照相機(jī)的機(jī)體在整個(gè)掃描過(guò)程中是固定的。在快門開(kāi)啟時(shí)鏡頭后面的小光闌在水平方向掃描通過(guò)鏡頭的入射光線。位于鏡頭焦平面附近的柱鏡屏以與小光闌相同的移動(dòng)方向直線移動(dòng)一預(yù)先設(shè)定的距離，而感光膠片則與相機(jī)機(jī)體一樣固定不動(dòng)。此設(shè)計(jì)的不足之處在于1它需要一個(gè)大口徑，高質(zhì)量的鏡頭，該鏡頭難于制造；2光闌掃描距離較小，因而所攝得的照片觀察角度小，立體感不強(qiáng)；3柱鏡屏的微小運(yùn)動(dòng)約一個(gè)節(jié)距需要高質(zhì)量的控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的任何誤差皆會(huì)導(dǎo)致所得立體照片的質(zhì)量下降。
中國(guó)專利號(hào)為94237196.8的“單物鏡多狹縫掃描瞬時(shí)合成立體攝影裝置”所描述的照相機(jī)設(shè)計(jì)包括兩組鏡頭一組為普通鏡頭，另一組為微距攝影鏡頭。該設(shè)計(jì)以狹縫屏取代了柱鏡屏。在曝光過(guò)程中做相對(duì)運(yùn)動(dòng)的組件有相機(jī)機(jī)體，微距攝影鏡頭，以及狹縫屏。相機(jī)機(jī)體沿直線軌道移動(dòng)，與此同時(shí)微距攝影鏡頭和狹縫屏向相反的方向做直線運(yùn)動(dòng)。一張實(shí)時(shí)合成立體照片由此而產(chǎn)生。該設(shè)計(jì)所涉及到的運(yùn)動(dòng)比上述的美國(guó)專利4107712更為復(fù)雜，最終合成照片的質(zhì)量要受到每一項(xiàng)運(yùn)動(dòng)精度的限制。而且，該設(shè)計(jì)僅用于120小畫面，如若放大，會(huì)有復(fù)雜的后處理工作，又失去了實(shí)時(shí)合成的意義。
如上所述，在立體成像技術(shù)方面已有許多現(xiàn)成的設(shè)計(jì)，但是也存在各種各樣的問(wèn)題，使得這些設(shè)計(jì)無(wú)法產(chǎn)生高質(zhì)量的，感覺(jué)自然的立體照片。
本實(shí)用新型的主要目的就是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)之不足而提供一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其不需要經(jīng)過(guò)任何復(fù)雜后處理程序(膠片沖洗及貼附柱鏡屏除外)，即可產(chǎn)生實(shí)時(shí)合成的立體圖像的裝置。
本實(shí)用新型的另一目的就是提供一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，使用其攝制的照片，立體感強(qiáng)，能從多方位連續(xù)看到被攝物體的多個(gè)側(cè)面，且跳動(dòng)閃爍少。
本實(shí)用新型的再一目的就是提供一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其可拍攝動(dòng)畫。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，它包括一個(gè)可伸縮的照相機(jī)身，相機(jī)鏡頭座，載有圖像記錄材料的片夾座，圖像記錄材料前設(shè)有柱鏡屏，均架設(shè)在支架上，其中所述的支架上設(shè)有照相機(jī)直線移動(dòng)裝置，照相機(jī)的鏡頭座和相機(jī)片夾座均設(shè)置在直線移動(dòng)裝置上，鏡頭座與片夾座分別固接各自的偏轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置，照相機(jī)鏡頭接設(shè)有調(diào)焦裝置。
所述的直線移動(dòng)裝置為在支架上設(shè)有直線滑軌，由動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳送帶，傳送帶設(shè)在直線滑軌中間。
所述的偏轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置為在直線滑軌上設(shè)有兩上下設(shè)置的共軸心的鏡頭齒輪和片夾齒輪兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，鏡頭齒輪和片夾齒輪分別通過(guò)各自的連接件與鏡頭座和片夾座固接；鏡頭齒形導(dǎo)桿的一端齒合鏡頭齒輪，另一端頂觸鏡頭反向傾斜導(dǎo)軌，片夾齒形導(dǎo)桿的一端齒合片夾齒輪，另一端頂觸片夾反向傾斜導(dǎo)軌。
所述的鏡頭和片夾兩根反向傾斜導(dǎo)軌之間的夾角與柱鏡屏柱鏡單元掃描角成比例。
所述的傳送帶的兩端設(shè)有快門開(kāi)及閉位置開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止定位開(kāi)關(guān)。
所述的調(diào)焦裝置為在相機(jī)的鏡頭座底部?jī)蓚?cè)套設(shè)有手動(dòng)調(diào)焦絲桿。
所述的圖像記錄材料可為感光膠片，或是CCD陣列。
所述的相機(jī)可用于動(dòng)畫攝影。
根據(jù)上述技術(shù)方案分析可知，本實(shí)用新型可使所攝得的立體照片接近自然，無(wú)閃爍，且具有強(qiáng)的立體感，并且該方法易于實(shí)現(xiàn)，其裝置容易制造，且可實(shí)時(shí)合成立體圖像，即不需要經(jīng)過(guò)任何復(fù)雜后處理程序。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方案對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。


圖1為本實(shí)用新型的成像原理圖。
圖2a至2c為本實(shí)用新型柱鏡屏上柱鏡單元在不同掃描位置的成像過(guò)程示意圖。
圖3為柱鏡屏上柱鏡單元的幾何構(gòu)造示意圖。
圖4為本實(shí)用新型成像的觀看過(guò)程示意圖。
圖5為本實(shí)用新型照相機(jī)掃描過(guò)程以及片夾座，鏡頭座的偏轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖。
圖6為本實(shí)用新型的一種實(shí)施例立體結(jié)構(gòu)示意圖。
圖7為圖6的底座立體結(jié)構(gòu)示意圖。
參見(jiàn)
圖1-5，詳細(xì)說(shuō)明本實(shí)用新型的成像原理。
為了得到連續(xù)的和立體感較強(qiáng)的圖像，照相機(jī)必需對(duì)被攝物體在一大的范圍內(nèi)做連續(xù)掃描，從而拍攝物體多方面信息。此種連續(xù)掃描方法保證觀察者移動(dòng)頭部時(shí)，會(huì)在較大范圍內(nèi)連續(xù)看到被攝物體的不同側(cè)面，而不是看到一個(gè)畫面跳變成另一個(gè)畫面。大的掃描角是使立體感覺(jué)突出的另一個(gè)要素。照相機(jī)的掃描角定義為從照相機(jī)掃描起點(diǎn)到被攝物體的連線及從照相機(jī)掃描終點(diǎn)到被攝物體的連線所形成的夾角。該角度隨照相機(jī)的直線移動(dòng)距離的增加而增加，隨從照相機(jī)到被攝物體的距離的增加而減小。本實(shí)用新型使用大的照相機(jī)直線移動(dòng)距離，因而獲得了相對(duì)大的掃描角。
應(yīng)實(shí)時(shí)形成具有正確深度信息的立體照片。如果將柱鏡屏放入照相機(jī)后不做任何調(diào)整，柱鏡屏上的每個(gè)柱鏡單元對(duì)入射光線再成象，會(huì)導(dǎo)致圖像產(chǎn)生相反的深度感，即實(shí)際上在前的物體看著象藏在后面，而實(shí)際上在后的物體看著象在前面。本實(shí)用新型采用了柱鏡屏相對(duì)于相機(jī)鏡頭的偏轉(zhuǎn)的補(bǔ)償運(yùn)動(dòng)，可實(shí)時(shí)合成具有正確深度關(guān)系的圖像。其實(shí)時(shí)合成的特點(diǎn)使該方法比所有的使用后處理程序的方法更快和更精確。
而現(xiàn)有技術(shù)中所存在的閃爍感指的是立體畫面上亮度不均勻，它是由柱鏡屏每個(gè)柱鏡單元成象的曝光區(qū)域不足或者重復(fù)曝光造成的。這里涉及到兩個(gè)角度，一個(gè)是柱鏡屏上柱鏡單元的掃描角，定義為柱鏡單元左右兩極限入射光線的夾角；另一個(gè)是柱鏡單元的象角，它是柱鏡屏的一項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，由柱鏡單元的柱面半徑，厚度，以及節(jié)距所決定。曝光區(qū)域不足的原因是柱鏡單元的掃描角小于柱鏡單元的象角，而重復(fù)曝光則起因于柱鏡單元的掃描角大于柱鏡單元的象角。因此，只有在這兩個(gè)角度相等時(shí)，才能消除閃爍感，得到亮度均勻的立體畫面。
為達(dá)到這種自立體攝影，掃描過(guò)程中在相機(jī)鏡頭，被攝物體，柱鏡屏和圖像記錄材料之間要有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這些相對(duì)運(yùn)動(dòng)控制中的任何誤差皆會(huì)導(dǎo)致圖像質(zhì)量下降。例如，如相機(jī)鏡頭和柱鏡屏的相對(duì)運(yùn)動(dòng)未得到精確控制，立體照片上會(huì)呈現(xiàn)豎直暗條紋或亮條紋，及深度壓縮或擴(kuò)張等現(xiàn)象。因此，在掃描之前便易地調(diào)整相對(duì)運(yùn)動(dòng)的幅度，在掃描過(guò)程中嚴(yán)格地控制相對(duì)運(yùn)動(dòng)，遂成為自立體成像技術(shù)成功的關(guān)鍵。
參見(jiàn)
圖1，當(dāng)照相機(jī)12沿直線滑軌ABC移動(dòng)，掃描被攝物體10。相機(jī)鏡頭座30繞樞紐點(diǎn)24a偏轉(zhuǎn)，使鏡頭光軸在整個(gè)掃描過(guò)程中對(duì)準(zhǔn)被攝物體10。L和R代表被攝物體空間的左面和右面。光線r，m，和l分別代表在兩極端位置A和C，以及中間位置B從被攝物體10入射至照相機(jī)的主光線。2β是光線r和l的夾角，它表示了照相機(jī)12在物空間掃描的范圍。相機(jī)片夾座14位于照相機(jī)12的后部，其載有柱鏡屏和圖像記錄材料。因?yàn)檎障鄼C(jī)12的鏡頭在整個(gè)掃描過(guò)程中均指向被攝物體10，該方法保證了在產(chǎn)生立體照片時(shí)最大限度的利用相機(jī)鏡頭的孔徑。
參見(jiàn)
圖1，可知相機(jī)片夾座14，也即柱鏡屏28的運(yùn)動(dòng)。如果在整個(gè)掃描過(guò)程中相機(jī)片夾座14與鏡頭座30的相對(duì)關(guān)系保持不變，從不同角度拍攝的圖像會(huì)落在圖像記錄材料26的同一部位上，沒(méi)有辦法分離，因而無(wú)法獲得立體感。為了分開(kāi)不同的圖像，相機(jī)片夾座14必需在掃描過(guò)程中相對(duì)于鏡頭座30運(yùn)動(dòng)。在本實(shí)用新型中，相機(jī)片夾座14是在樞紐點(diǎn)24b上，并以中垂線為軸。在A位置，相機(jī)片夾座14與基線BL虛線成逆時(shí)針角。在B位置，相機(jī)片夾座14與基線BL平行。在C位置，相機(jī)片夾座14與基線BL成順時(shí)針角。而相機(jī)鏡頭的光軸總是垂直于基線BL，并與片夾座中垂線相交。
圖2a至2c描述了在三個(gè)掃描位置A，B，C，柱鏡屏28中央的部分柱鏡單元的成象過(guò)程。圖中只畫出了最中心的柱鏡單元和它的兩個(gè)緊鄰。L和R的意義同前面相似，即指出物空間左右方向的相應(yīng)成象。因?yàn)殓R頭一次成象為反象，在象面上L，R的方向正好與物空間相反。Pr，Pm，和Pl為
圖1中標(biāo)出的三條主光線r，m，和l在感光膠片上的成象點(diǎn)。所有的光線均通過(guò)柱鏡單元的光心O，因此其方向并不為柱鏡單元表面的折射所改變。還要指出一點(diǎn)，即柱鏡單元焦平面上每一點(diǎn)是由一束以主光線為中心的具有一定通光孔徑的光線所形成，而在圖中只畫出了它的主光線。從平面幾何的原理可以推導(dǎo)出，主光線r，m，和l與柱鏡屏28法線n的夾角等于相機(jī)片夾座14和基線BL的夾角。因此，該角度在A位置和C位置等于α，而在B位置等于0。由此推出，柱鏡屏28的掃描角為2α。
圖3描述了柱鏡屏28上某一柱鏡單元的幾何構(gòu)造。該柱鏡單元有一光學(xué)中心O，柱面半徑rL，節(jié)距p，厚度t。柱鏡單元的象角為2φ，其由下列公式得出2φ＝2 arctan(p/(2t-2rL))為了拍出高質(zhì)量的立體圖像，柱鏡屏厚度t應(yīng)等于柱鏡單元的焦距f，柱鏡屏28的掃描角2α應(yīng)等于柱鏡單元的象角2φ。
圖4為觀看由照相機(jī)12拍攝的立體圖像時(shí)的情形。由于圖2是一次成像為反像，觀看時(shí)要翻轉(zhuǎn)為正像，其左、右方位與圖2相反。當(dāng)觀察者用裸眼觀看圖像時(shí)，右眼Er接收到來(lái)自圖像點(diǎn)Pr的光線，而左眼El接收到來(lái)自圖像點(diǎn)Pl的光線?，F(xiàn)在再回到圖2。圖像點(diǎn)Pr和Pl是由主光線r和l形成的，它們代表物空間中同一區(qū)域的右面成象和左面成象。因此，觀察者右眼看到的是右面的象，而左眼看到的是左面的象，從而保證了該立體圖像的正確深度顯示。
圖6、7為本實(shí)用新型的一較佳實(shí)施例。其利用機(jī)械裝置實(shí)現(xiàn)了本實(shí)用新型的成像方法。
其支架10上設(shè)有由電機(jī)17驅(qū)動(dòng)的傳送帶25，支架10的一端設(shè)有電機(jī)17轉(zhuǎn)動(dòng)及相機(jī)快門開(kāi)閉控制裝置21，傳送帶25的兩端分別設(shè)有快門開(kāi)或閉位置開(kāi)關(guān)13和電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止定位開(kāi)關(guān)15。傳送帶25兩側(cè)設(shè)有動(dòng)力直線滑軌20，相機(jī)鏡頭座30和相機(jī)片夾座14設(shè)置在直線滑軌20上，片夾座14上的圖像記錄材料前設(shè)有柱鏡屏28。相機(jī)鏡頭座30下方套設(shè)有鏡頭調(diào)焦滑桿23。通過(guò)調(diào)節(jié)鏡頭調(diào)焦滑桿23可對(duì)被攝物體調(diào)焦。當(dāng)相機(jī)鏡頭座30和相機(jī)片夾座14移動(dòng)到快門開(kāi)或閉位置開(kāi)關(guān)13位置時(shí)，快門打開(kāi)或關(guān)閉，當(dāng)相機(jī)鏡頭座30和相機(jī)片夾座14移動(dòng)到電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)或停止定位開(kāi)關(guān)15，電機(jī)17方可啟動(dòng)或停止轉(zhuǎn)動(dòng)。
直線滑軌上設(shè)有兩上下設(shè)置共軸心的鏡頭和片夾轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪16a和16b，其相應(yīng)的兩根齒形導(dǎo)桿22a和22b的一端分別齒合兩齒輪，兩根齒形導(dǎo)桿的另一端分別頂觸兩根反向傾斜導(dǎo)軌18a和18b，兩根反向傾斜導(dǎo)軌18a和18b可交叉鉸接，其之間的夾角與柱鏡屏柱鏡單元掃描角成比例，設(shè)置恰當(dāng)可保證消除閃爍感得到亮度均勻的照片。相機(jī)鏡頭座30通過(guò)連接件與上齒輪固接16a，而相機(jī)片夾座通過(guò)其連接件與下齒輪16b固接。圖中所示出用于控制相機(jī)鏡頭座30運(yùn)動(dòng)的齒輪16a和齒形導(dǎo)桿22a。齒輪16b和齒形導(dǎo)桿22b為與齒輪16a和齒形導(dǎo)桿22a的平行結(jié)構(gòu)，它們是用來(lái)控制片夾座及柱鏡屏28的運(yùn)動(dòng)的。相機(jī)鏡頭座30裝在齒輪16a上，其偏轉(zhuǎn)方向由齒輪16a上的線段OH的方向來(lái)決定。在動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)作用下，照相機(jī)12沿直線滑軌20移動(dòng)。齒形導(dǎo)桿22a的一端沿交叉導(dǎo)軌18a滑動(dòng)，另一端與齒輪16a相咬合。假設(shè)B位置為齒形導(dǎo)桿22a的0位置。在B位置，線段OH平行于直線滑軌20，相機(jī)鏡頭座30正對(duì)著被攝物體10。當(dāng)照相機(jī)滑動(dòng)至直線滑軌最右面位置A時(shí)，反向傾斜導(dǎo)軌18a相對(duì)于直線滑軌20的傾斜使齒形導(dǎo)桿22a向上移動(dòng)一段距離1g。因?yàn)辇X形導(dǎo)桿22a與齒輪16a相咬合，齒形導(dǎo)桿22a的向上線性運(yùn)動(dòng)1g導(dǎo)致了齒輪16a轉(zhuǎn)動(dòng)同樣的弧長(zhǎng)1g。齒輪16a的逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)角可由下述公式確定β＝21g/d (β以弧度為單位)其中d為齒輪16a的直徑。當(dāng)照相機(jī)滑動(dòng)至最左面的掃描位置C時(shí)，依相同原理，齒輪16a旋轉(zhuǎn)角度為順時(shí)針。如前所述，2β即為該立體照相機(jī)的掃描角。反向傾斜導(dǎo)軌18a與直線滑軌20的夾角為ε，其與角度β的關(guān)系可以用下述公式描述β＝(Dtanε)/d(β以弧度為單位)其中D為照相機(jī)12的掃描距離。因?yàn)棣沤嵌韧ǔ］^?。?0°，故可得一個(gè)近似公式β＝(Dε)/d (ε以弧度為單位)
反向傾斜導(dǎo)軌18b以粗虛線表示控制著相機(jī)片夾座14相對(duì)于照相機(jī)12的偏轉(zhuǎn)，該偏轉(zhuǎn)遵循與上述相同的原理。假設(shè)齒輪16b與齒輪16a有相同的直徑，由上式可進(jìn)一步推得，反向傾斜導(dǎo)軌18a與反向傾斜導(dǎo)軌18b之間的夾角ε1與柱鏡屏28的掃描角2α之間的關(guān)系如下ε1＝αd/Dd和D為事先確定的參數(shù)。柱鏡屏28的掃描角2α可按上式在掃描之前由調(diào)整反向傾斜導(dǎo)軌18a與反向傾斜導(dǎo)軌18b之間的夾角ε1來(lái)確定。
為適應(yīng)在多種情況下拍攝多種規(guī)格尺寸照片的需要。其方法之一是可更換不同尺寸的片夾座和不同焦距的鏡頭。方法之二是控制禰散園直徑，用大片夾拍不大于其尺寸的多規(guī)格照片，真正做到無(wú)后期加工。
在拍攝部分不滑動(dòng)的情況下，僅偏轉(zhuǎn)片夾座，在幾個(gè)不同方位攝入幾幅不同畫面，經(jīng)過(guò)顯影沖洗，覆設(shè)柱鏡屏，即可在不同的幾個(gè)方位分別看到幾個(gè)不同的畫面，從而制作成動(dòng)畫。
在圖像記錄材料為CCD陣列時(shí)，可實(shí)現(xiàn)立體攝影數(shù)字化。
權(quán)利要求1.一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，它包括一個(gè)可伸縮的照相機(jī)身，相機(jī)鏡頭座，載有圖像記錄材料的片夾座，圖像記錄材料前設(shè)有柱鏡屏，均架設(shè)在支架上，其特征在于所述的支架上設(shè)有照相機(jī)直線移動(dòng)裝置，照相機(jī)的鏡頭座和相機(jī)片夾座均設(shè)置在直線移動(dòng)裝置上，鏡頭座與片夾座分別固接各自的偏轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置，照相機(jī)鏡頭接設(shè)有調(diào)焦裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的直線移動(dòng)裝置為在支架上設(shè)有直線滑軌，由動(dòng)力電機(jī)驅(qū)動(dòng)的傳送帶，傳送帶設(shè)在直線滑軌中間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的偏轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置為在直線滑軌上設(shè)有兩上下設(shè)置的共軸心的鏡頭齒輪和片夾齒輪兩個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)齒輪，鏡頭齒輪和片夾齒輪分別通過(guò)各自的連接件與鏡頭座和片夾座固接；鏡頭齒形導(dǎo)桿的一端齒合鏡頭齒輪，另一端頂觸鏡頭反向傾斜導(dǎo)軌，片夾齒形導(dǎo)桿的一端齒合片夾齒輪，另一端頂觸片夾反向傾斜導(dǎo)軌。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的鏡頭和片夾兩根反向傾斜導(dǎo)軌之間的夾角與柱鏡屏柱鏡單元掃描角成比例。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的傳送帶的兩端設(shè)有快門開(kāi)及閉位置開(kāi)關(guān)，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)和停止定位開(kāi)關(guān)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的調(diào)焦裝置為在相機(jī)的鏡頭座底部?jī)蓚?cè)套設(shè)有手動(dòng)調(diào)焦絲桿。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的圖像記錄材料可為感光膠片，或是CCD陣列。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置，其特征在于所述的相機(jī)可用于動(dòng)畫攝影。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)合成立體與動(dòng)畫攝影的裝置,其照相機(jī)包括一個(gè)可伸縮的照相機(jī)身,相機(jī)鏡頭座,和載有柱鏡屏與圖像記錄材料的片夾座。支架上設(shè)有照相機(jī)直線移動(dòng)裝置,照相機(jī)的鏡頭座和相機(jī)片夾座均設(shè)置在直線移動(dòng)裝置上,鏡頭座與片夾座分別固接各自的偏轉(zhuǎn)引導(dǎo)裝置,照相機(jī)鏡頭接設(shè)有調(diào)焦裝置。由于其拍攝掃描角度大,攝取的是景物多方位無(wú)數(shù)幅連續(xù)畫面,立體感強(qiáng),圖像跳動(dòng)及閃爍少。
文檔編號(hào)G03B35/00GK2302537SQ97221470
公開(kāi)日1998年12月30日 申請(qǐng)日期1997年7月22日 優(yōu)先權(quán)日1997年7月22日
發(fā)明者潘曉剛 申請(qǐng)人:潘曉剛