一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)及其方法，屬于立體攝像機(jī)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，立體攝像技術(shù)發(fā)展很快，但普及艱難，立體片源多位電腦合成，拍攝的立體影像設(shè)備技術(shù)復(fù)雜，使得制作和普及立影像變得緩慢，而且用普通的單攝像機(jī)簡(jiǎn)單的拍攝立體影像，目前還沒(méi)有相關(guān)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了克服上述缺陷，本發(fā)明提供一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)及其方法，其能極方便拍攝。
[0004]本發(fā)明為了解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一變場(chǎng)部分、第二變場(chǎng)部分和第三變場(chǎng)部分，上述三個(gè)變場(chǎng)部分依次安裝在鏡頭內(nèi)形成攝像機(jī)鏡頭；
[0005]該第一變場(chǎng)部分由至少一組可變焦距的凹凸鏡片組合組成，且該凹凸鏡片組合自下而上分別由第一凸透鏡和第一凹透鏡排列組合在一起；
[0006]該第二變場(chǎng)部分分別由兩個(gè)半五角棱鏡和兩個(gè)思密特屋脊棱鏡自下而上沿著物象的中軸線AA'對(duì)稱分布組成，且兩個(gè)半五角棱鏡中的長(zhǎng)傾斜面分別與兩個(gè)思密特屋脊棱鏡的一個(gè)傾斜面保持相對(duì)平行；
[0007]該第三變場(chǎng)部分分別由至少兩個(gè)第二凸透鏡和至少兩個(gè)第二凹透鏡自下而上沿著物象的中軸線AA^對(duì)稱排列組合而成。
[0008]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述兩個(gè)思密特屋脊棱鏡與物象的中軸線AA^的夾角分別為α和α '，且α和α '分別為76° _90°之間，以達(dá)到雙眼視差的立體效果，這部分變場(chǎng)與第一和第三變場(chǎng)的組合是可同步移動(dòng)的，以便形成可變焦距，達(dá)到拍攝不同視場(chǎng)的效果。
[0009]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，在兩個(gè)半五角棱鏡的a和b面上分別設(shè)置有反射膜，其可以消除因多次折射造成的光損耗，避免對(duì)影像產(chǎn)生不必要的干涉。
[0010]一種將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的方法，其包括以下步驟:
[0011](A)將上述的光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡頭里面形成立體鏡頭，并將該鏡頭安裝在周邊帶有絲扣的環(huán)形圈內(nèi)，隨著絲扣的轉(zhuǎn)動(dòng)，變場(chǎng)鏡片同步位移，焦距隨著變化；
[0012](B)視場(chǎng)穿過(guò)立體鏡頭的第一變場(chǎng)部分后，到達(dá)第二變場(chǎng)部分中的左右兩個(gè)半五角棱鏡將光路變?yōu)椴煌较虻墓饴飞湎蜃笥覂蓚€(gè)思密特屋脊棱鏡，然后經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)思密特屋脊棱鏡反射向前；
[0013](C)左右兩個(gè)第二凸透鏡接收來(lái)自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱鏡的前反射面，然后再經(jīng)過(guò)兩個(gè)第二凹透鏡將視場(chǎng)橫向變大，其光軸分別與左右兩個(gè)思密特屋脊棱鏡的入射面保持垂直，形成左右雙鏡頭，并對(duì)同一物像形成拍攝條件；
[0014](D)上述三部分變場(chǎng)鏡位置的變動(dòng)，經(jīng)過(guò)攝像機(jī)的一個(gè)曝光窗口，在攝像機(jī)的焦平面上，就得到了有視差效果兩幅同位影像，即代表了人的左右眼睛。
[0015]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第三變場(chǎng)部分分別與第一變場(chǎng)部分和第二變場(chǎng)部分同步，為的是將外部較寬的視場(chǎng)分別定向射入第二變場(chǎng)部分的思密特屋脊棱鏡的前反射面。
[0016]作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第二變場(chǎng)部分將從第三變場(chǎng)部分來(lái)的不同方向的光路分別經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)思密特屋脊棱鏡的四次折射后，再分別經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)相同的半五角棱鏡的二次折射后將影像轉(zhuǎn)變成一組平行的正像或者倒像光路；這組光路經(jīng)過(guò)第一變場(chǎng)部分后聚焦于攝像機(jī)的焦平面上，形成有視差效果的兩幅同位影像。
[0017]本發(fā)明的立體鏡頭，是直接安裝在普通單攝像機(jī)上的一套可變焦距的多極變場(chǎng)的光學(xué)系統(tǒng)，是基于人的雙眼的視覺(jué)原理，來(lái)獲得對(duì)同一物象在同一時(shí)間，不同角度拍攝的影像。
[0018]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明將一組可變焦距的從兩個(gè)不同方向拍攝的鏡片組合，有別于其他已有的立體攝像機(jī)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，克服了其他立體攝像方不能在同一鏡頭上對(duì)不同視物隨意變換焦距的缺點(diǎn)，簡(jiǎn)單易操作，成本低，與現(xiàn)有攝像器材相匹配，適應(yīng)不同場(chǎng)景效果。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]其中:1、第一變場(chǎng)部分，2、第二變場(chǎng)部分，3、第三變場(chǎng)部分，4、第一凸透鏡，5、第一凹透鏡，6、半五角棱鏡，7、思密特屋脊棱鏡，8、第二凸透鏡，9、第二凹透鏡，10、物像，11、焦平面，12、同位影像。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的闡述。
[0022]如圖1所示，一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括第一變場(chǎng)部分1、第二變場(chǎng)部分2和第三變場(chǎng)部分3，上述三個(gè)變場(chǎng)部分依次安裝在鏡頭內(nèi)形成攝像機(jī)鏡頭；
[0023]該第一變場(chǎng)部分I由至少一組可變焦距的凹凸鏡片組合組成，且該凹凸鏡片組合自下而上分別由第一凸透鏡4和第一凹透鏡5排列組合在一起；
[0024]該第二變場(chǎng)部分2分別由兩個(gè)半五角棱鏡6和兩個(gè)思密特屋脊棱鏡7自下而上沿著物象10的中軸線AA'對(duì)稱分布組成，且兩個(gè)半五角棱鏡6中的長(zhǎng)傾斜面分別與兩個(gè)思密特屋脊棱鏡7的一個(gè)傾斜面保持相對(duì)平行；
[0025]該第三變場(chǎng)部分3分別由至少兩個(gè)第二凸透鏡8和至少兩個(gè)第二凹透鏡9自下而上沿著物象10的中軸線AA^對(duì)稱排列組合而成。
[0026]所述兩個(gè)思密特屋脊棱鏡7與物象10的中軸線AA'的夾角分別為α和α '，且α和α '分別為76° -90°之間，在本發(fā)明中α和α '的角度優(yōu)選自78° -83°之間，其最佳效果的角度選擇79°，以達(dá)到最佳雙眼視差的立體效果，第二部分變場(chǎng)與第一和第三變場(chǎng)的組合是可同步移動(dòng)的，以便形成可變焦距，達(dá)到拍攝不同視場(chǎng)的效果。
[0027]在兩個(gè)半五角棱鏡6的a和b面上分別設(shè)置有反射膜，其可以消除因多次折射造成的光損耗，避免對(duì)影像產(chǎn)生不必要的干涉。
[0028]一種將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的方法，其