专利名称：一种将普通摄影机变成立体电视摄影机的立体镜头的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种能将一台普通摄影(摄像)机实现立体图像摄录的立体镜头。
背景技术：
目前立体电视逐步推广普及，而立体片源多为电脑合成，用特殊的专业立体摄影(像)机拍摄立体节目的技术设备又十分庞杂和昂贵，使得制作和普及立体电视变得缓慢。用一台普通的摄像机能极方便的拍摄立体电视节目，目前还没有相关的资料报道。
发明内容
为解决以上技术上的不足，本发明提供了一种将一台普通的摄影(像)机变成可以极方便的摄录立体节目的立体镜头。 本发明是通过以下措施实现的本发明的立体镜头是直接安装在普通摄像机镜头前面的一套四级变场的光学系统。该镜头第一级变场是将原摄像机直径较大的镜头和镜头较大的视场角进行变场，也就是使原来的较大的视场角变小。第二级变场是在第一级变场后的视场前方的中间装有两片夹角为80度至90度的表面全反射镜片，通过两片反射镜从中间变成了各1/2向左右水平反射的两个视场，第三级变场是在中间反射镜的对面又各装一片反射镜，使左右的两个视场的光路再改变成向前方，以上的光路由于将原来摄像机镜头的一个视场变成了左右两个视场，而每个视场的所视范围变成了原来视场的一半，为了能将这一半的视场达到原来一个视场的所视范围，在两边向前的光路上又进行了视场横向变大的第四级变场，既又各加装了一个将视场变宽一倍的柱状凹面透镜，使只占原来视场一半的左右视场各达到了原来的一个视场的所视范围，只是所形成的左右视场所视的景物影像呈横向压缩了一倍，景物变成了横向变窄一倍的影像。这样使用一台单镜头普通摄像机，配上一个这样的立体摄像镜头，就相当于把原来的一台单镜头摄像机变成了一台分左右的双镜头立体摄像机，从左右不同的视点拍摄景物，并均成像于同一个曝光窗口，同步可靠的结成左右两幅有视差的画面。从而实现了用一台普通摄像机完成了景物的立体图像录制。而现在的立体电视机，已经具有将压缩一倍的左右图像再横向放大一倍的功能设置，使左右只占一半的图像又各自布满全电视屏幕，并通过隔行偏振，光栅投影等方法，使人们左右眼分别看到左右图像，实现了观看立体电视的目的。本发明所述的普通摄影机所配的立体电视摄影镜头是一个有四级变场的光学系统，包括将摄像机镜头视场变小的一个一级变场镜，两片将一个视场的各1/2水平横向变成两个视场的二级变场中间反射镜，将两边水平横向视场改变成向前方向的三级变场的两片全反射镜，两个将视场横向变大一倍的四级变场的凹弧形柱状透镜加一个外壳，用于安装各个镜片以及和摄像机连接。本发明中所述的将摄像机较大的镜头及视场变小的第一级变场镜是一片或几片(消除色温差)凸透镜片构成，借助其聚光作用可将原视场角变小，达到变场后的视角范围一般在20-60毫米左右，以能使整个立体镜头体积变小。如果该立体镜头是可用于多种镜头视场的摄像机使用的状况时，该变场凸透镜片是可变换的可以根据摄像机的视场角不同而匹配相应度数的镜片。更换变场镜片是将各个不同度数的透镜都各装在周边有丝扣的环形圈内，其丝扣与镜头外壳的丝扣相匹配达到变场目的地。当配在视场角较小的摄像机使用时，即可不用第一级变场镜片，或改用平面玻璃。第二级变场镜片是1/2中间水平变场，是在第一级的变场后的中间装有两片全反射镜，两片镜片的尺寸是能满足变场后的视场角范围，两片镜片的一边是正对着第一级变场镜头的中心，两片镜片的夹角为80-90度，并在不影响向左右反射成两个光路的范围时，使夹角部位尽量靠近变场镜头，以缩短光程。在本发明中所述第三级变场镜是将视场的光路变成向前的两边各一片反射镜，其尺寸是能满足视场范围向前反射，并在不影响视场光路向前反射的前提下，使之尽量向中间反射镜靠近。使两片反射镜的光路中心在65-135毫米左右，其反射镜与变场镜的夹角在125度左右，调整该反射镜的角度，使之两个视场对同一景物拍摄的两幅图像合成在同一个 屏幕上时，能使两幅图像基本重合。其光路中心既是形成有视差图像的视觉中心，代表人的左右眼睛。在本发明中所述的第四级变场镜是两个将视场横向变大一倍的变场镜，是在两边反射向前的光路上各加装一个能将视场横向变大一倍的竖向柱状凹弧形透镜。使视野达到原摄像机镜头的横向视野范围。第四级变场的方法也可以将两边的反射镜(第三级变场)制成竖立型的使视场图形变窄一倍的前凸弧面的反射镜，而省去柱状凹弧透镜，两种变场的方法都可形成在摄像机内结成的两幅图像是横向压缩一倍的两幅图像。但该立体镜头所录制的两幅图像用于投影立体电视时所述的该横向加大视野的第四级变场是可以不用的。本发明中所述的立体镜头外壳，是一个安装和固定该立体镜头的光学系统的盒子。面对摄像机镜头的一面是将摄像机视场角变小的第一级镜头面，为后面，中间和两边固定中间和两边的反射镜。两边反射镜的前面装有加大视场角的变场镜，为镜头前面。在外壳的底面中心有一个和盒内腔不通的螺丝孔，用于固定一个长条板的一端，长条板的另一端与原摄像机的底座螺孔固定，使立体镜头的后面第一级变场镜能对准原摄像机镜头。所使用的摄像机要去掉原遮光罩，使两镜头能靠的最近。本发明镜头也可通过摄像机制造工厂直接制造成立体摄像机。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，可用一台普通摄像机进行立体节目拍摄，和现行的立体电视机，广播制式相兼容，使尽快普及立体电视得以实现。
附图I为本发明立体镜头的四级变场的光学光路及成像示意图。I原摄像机镜头；2原摄像机镜头的视场角；3立体镜头的第一级将摄像机视场变小的变场镜；4变场后的视场角；5第二级变场的中心反射镜右边片；6反射后的右视场；7第三级变场的右边反射镜；8,第四级变场的右边凹弧形柱状变场镜；9横向变大一倍的右视场；10双视场对同一个圆球景物拍摄；11横向放大一倍的左视场；12第四级变场的左边凹弧形柱状变场镜；13第三级变场的左边反射镜；14反射后的左视场；15第二级变场的中心反射镜左片；16立体镜头外壳；17外壳底部与摄像机底座连接的螺丝孔；18摄像机的焦平面上整体成像；19被横向压缩一倍的左1/2圆球像；20被横向压缩一倍的右1/2圆球像；
具体实施例方式如图所示，本实施例包括一台普通摄像机，其镜头为1，较大直径的视场角2，当视场到达立体镜头的第一级变场缩小变场镜3后，使原摄像机的视场角变小4，经第二级中心反射镜左片5和右片15，使原来的一个视场变成水平两边方向的两个视场6，14。其视场的宽度是原一个视场宽度的1/2，再经第三级变场，右边反射镜7和左边反射镜13使两个视场均转向向前。再经第四级变场，通过柱状凹弧透镜右镜8和左镜12，使变窄1/2的左6右14视场都横向放大一倍9,11,并对同一物体圆球10形成拍摄条件。用机头外壳16上的底部固定螺丝17与摄像机底座上的螺丝用一板条连接固定，使立体镜头能靠近并对准摄像机镜头。这样摄像机工作时，经摄像机一个曝光窗口，在摄像机焦平面上18，就得到了有视差的并且被横向压缩了一倍的左右两幅竖向椭圆形球的图像19，20 ;这一焦平面结成的左 右两幅图像，经立体电视机的设置还原功能，人们就能通过立体电视看到形象逼真的立体画面。
权利要求
1.一种将普通摄影机变成立体电视摄影机的立体镜头，其特征是他包括使原摄影机镜头视场角变小的第一级变场的凸透镜(3)，第二级变场的中间两片反射镜(5)，(15)，第三级变场的两边反射镜(7)，(13)，第四级变场的两个柱状凹弧形透镜(8)，(12);固定该光学系统部件的外壳(5)。
2.根据权利要求书I所述的一种将普通摄影机变成立体电视摄影机的立体镜头，其特征是第三级变场的两边反射镜(5)，(15)可以用将图像横向变窄一倍的弧面反射镜替代，而不再用第四级变场的柱状凹弧形透镜。
3.根据权利要求I和权利要求2所述的一种将普通摄影机变成立体电视摄影机的立体镜头其特征是第一级变场凸透镜(3)，在配视场角较小的摄影机使用时可以不用。
全文摘要
本发明公开了一种将一台普通摄影机变成立体电视摄影机的立体镜头。包括将原摄像机较大的镜头和较大的视场角变小的第一级凸透镜变场，第二级中心反射镜分场变场，第三级向前转向变场，第四级加宽视场变场。就使一台普通摄像机相当于变成了双镜头摄像机，可极方便的录制立体节目。匹配立体电视机就可使人们欣赏到逼真的立体节目。本发明结构简单，使用方便，成本低，为尽快普及立体电视提供了条件。
文档编号G02B27/22GK102789056SQ20111012448
公开日2012年11月21日 申请日期2011年5月16日 优先权日2011年5月16日
发明者王盛荣, 王锡康, 王锡旺, 解玉玮 申请人:王盛荣