包括以下步骤:
[0029](A)将上述的光学系统安装在镜头里面形成立体镜头，并将该镜头安装在周边带有丝扣的环形圈内，随着丝扣的转动，变场镜片同步位移，焦距随着变化；
[0030](B)视场穿过立体镜头的第一变场部分I后，到达第二变场部分中的左右两个半五角棱镜6将光路变为不同方向的光路射向左右两个思密特屋脊棱镜7，然后经过左右两个思密特屋脊棱镜7反射向前；
[0031](C)左右两个第二凸透镜8接收来自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱镜7的前反射面，然后再经过两个第二凹透镜8将视场横向变大，其光轴分别与左右两个思密特屋脊棱镜7的入射面保持垂直，形成左右双镜头，并对同一物像10形成拍摄条件；
[0032](D)上述三部分变场镜位置的变动，经过摄像机的一个曝光窗口，在摄像机的焦平面11上，就得到了有视差效果两幅同位影像12，即代表了人的左右眼睛。
[0033]所述第三变场部分3分别与第一变场部分I和第二变场部分2同步，为的是将外部较宽的视场分别定向射入第二变场部分2的思密特屋脊棱镜7的前反射面。
[0034]所述第二变场部分2将从第三变场部分3来的不同方向的光路分别经过左右两个思密特屋脊棱镜7的四次折射后，再分别经过左右两个相同的半五角棱镜6的二次折射后将影像转变成一组平行的正像或者倒像光路；这组光路经过第一变场部分I后聚焦于摄像机的焦平面11上，形成有视差效果的两幅同位影像12。
[0035]本发明的立体镜头，是直接安装在普通单摄像机上的一套可变焦距的多极变场的光学系统，是基于人的双眼的视觉原理，来获得对同一物像在同一时间，不同角度拍摄的影像。
[0036]使用这样的一台单镜头摄像机，就相当于把原来的单镜头普通摄像机变成了一台分左右的可变焦距的双镜头立体摄像机，从左右不同的视点拍摄物象，并同时成像在同一个窗口，形成两幅有视差的同位影像达到物象的立体图像录制，这些影像通过偏振等方法还原，实现立体图像的展现。
【主权项】
1.一种可将单摄像机变为立体摄像机的光学系统，其特征在于:该系统包括第一变场部分(I)、第二变场部分(2)和第三变场部分(3)，上述三个变场部分依次安装在镜头内形成摄像机镜头； 该第一变场部分(I)由至少一组可变焦距的凹凸镜片组合组成，且该凹凸镜片组合自下而上分别由第一凸透镜(4)和第一凹透镜(5)排列组合在一起； 该第二变场部分(2)分别由两个半五角棱镜(6)和两个思密特屋脊棱镜(7)自下而上沿着物象(10)的中轴线AA'对称分布组成，且两个半五角棱镜(6)中的长倾斜面分别与两个思密特屋脊棱镜(7)的一个倾斜面保持相对平行； 该第三变场部分(3)分别由至少两个第二凸透镜(8)和至少两个第二凹透镜(9)自下而上沿着物象(10)的中轴线AA^对称排列组合而成。
2.根据权利要求1所述的可将单摄像机变为立体摄像机的光学系统，其特征在于:所述两个思密特屋脊棱镜(7)与物象(10)的中轴线AA'的夹角分别为α和α '，且α和α丨分别为76° -90°之间。
3.根据权利要求1或2所述的可将单摄像机变为立体摄像机的光学系统，其特征在于:在两个半五角棱镜￠)的a和b面上分别设置有反射膜。
4.利用权利要求1所述的光学系统将单摄像机变为立体摄像机的方法，其特征在于:包括以下步骤: (A)将上述的光学系统安装在镜头里面形成立体镜头，并将该镜头安装在周边带有丝扣的环形圈内，随着丝扣的转动，变场镜片同步位移，焦距随着变化； (B)视场穿过立体镜头的第一变场部分(I)后，到达第二变场部分(2)中的左右两个半五角棱镜(6)将光路变为不同方向的光路射向左右两个思密特屋脊棱镜(7)，然后经过左右两个思密特屋脊棱镜(7)反射向前； (C)左右两个第二凸透镜(8)接收来自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱镜(7)的前反射面，然后再经过两个第二凹透镜(9)将视场横向变大，其光轴分别与左右两个思密特屋脊棱镜(7)的入射面保持垂直，形成左右双镜头，并对同一物像(10)形成拍摄条件； (D)上述三部分变场镜位置的变动，经过摄像机的一个曝光窗口，在摄像机的焦平面(11)上，就得到了有视差效果两幅同位影像(12)。
5.根据权利要求4所述的将单摄像机变为立体摄像机的方法，其特征在于:所述第三变场部分(3)分别与第一变场部分(I)和第二变场部分(2)同步。
6.根据权利要求5所述的将单摄像机变为立体摄像机的方法，其特征在于:所述第二变场部分(2)将从第三变场部分(3)来的不同方向的光路分别经过左右两个思密特屋脊棱镜(7)的四次折射后，再分别经过左右两个相同的半五角棱镜(6)的二次折射后将影像转变成一组平行的正像或者倒像光路；这组光路经过第一变场部分(I)后聚焦于摄像机的焦平面(11)上，形成有视差效果的两幅同位影像(12)。
【专利摘要】本发明公开了一种可将单摄像机变为立体摄像机的光学系统及其方法，该系统包括第一、第二、和第三变场部分，且其依次安装在镜头内形成摄像机镜头；其方法为：将光学系统安装在镜头里面形成立体镜头；视场穿过第一变场部分后，通过半五角棱镜将光路变为不同方向射向思密特屋脊棱镜反射向前；第二凸透镜接收来自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱镜的前反射面，再经过第二凹透镜将视场横向变大，形成左右双镜头，并对同一物象形成拍摄条件；上述三部分变场镜位置的变动，经过摄像机的一个曝光窗口，在摄像机的焦平面上，就得到了有视差效果两幅同位影像。克服了其他立体摄像方不能在同一镜头上对不同视物随意变换焦距的缺点。
【IPC分类】G02B27-22
【公开号】CN104834102
【申请号】CN201510266361
【发明人】郭少军
【申请人】郭少军
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年5月22日