包括以下步驟:
[0029](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；
[0030](B)視場(chǎng)穿過(guò)立體鏡頭的第一變場(chǎng)部分I后，到達(dá)第二變場(chǎng)部分中的左右兩個(gè)半五角棱鏡6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7，然后經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)思密特屋脊棱鏡7反射向前；
[0031](C)左右兩個(gè)第二凸透鏡8接收來(lái)自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱鏡7的前反射面，然后再經(jīng)過(guò)兩個(gè)第二凹透鏡8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7的入射面保持垂直，形成左右雙鏡頭，并對(duì)同一物像10形成拍攝條件；
[0032](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11上，就得到了有視差效果兩幅同位影像12，即代表了人的左右眼睛。
[0033]所述第三變場(chǎng)部分3分別與第一變場(chǎng)部分I和第二變場(chǎng)部分2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2的思密特屋脊棱鏡7的前反射面。
[0034]所述第二變場(chǎng)部分2將從第三變場(chǎng)部分3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7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6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I后聚焦于攝像機(jī)的焦平面11上，形成有視差效果的兩幅同位影像12。
[0035]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)同一物像在同一時(shí)間，不同角度拍攝的影像。
[0036]使用這樣的一臺(tái)單鏡頭攝像機(jī)，就相當(dāng)于把原來(lái)的單鏡頭普通攝像機(jī)變成了一臺(tái)分左右的可變焦距的雙鏡頭立體攝像機(jī)，從左右不同的視點(diǎn)拍攝物象，并同時(shí)成像在同一個(gè)窗口，形成兩幅有視差的同位影像達(dá)到物象的立體圖像錄制，這些影像通過(guò)偏振等方法還原，實(shí)現(xiàn)立體圖像的展現(xiàn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:該系統(tǒng)包括第一變場(chǎng)部分(I)、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； 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； 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； 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。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于: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丨分別為76° -90°之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)，其特征在于:在兩個(gè)半五角棱鏡￠)的a和b面上分別設(shè)置有反射膜。
4.利用權(quán)利要求1所述的光學(xué)系統(tǒng)將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的方法，其特征在于:包括以下步驟: (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； (B)視場(chǎng)穿過(guò)立體鏡頭的第一變場(chǎng)部分(I)后，到達(dá)第二變場(chǎng)部分(2)中的左右兩個(gè)半五角棱鏡(6)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(7)，然后經(jīng)過(guò)左右兩個(gè)思密特屋脊棱鏡(7)反射向前； (C)左右兩個(gè)第二凸透鏡(8)接收來(lái)自不同方向的光路定向射入思密特屋脊棱鏡(7)的前反射面，然后再經(jīng)過(guò)兩個(gè)第二凹透鏡(9)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(7)的入射面保持垂直，形成左右雙鏡頭，并對(duì)同一物像(10)形成拍攝條件； (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(11)上，就得到了有視差效果兩幅同位影像(12)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的方法，其特征在于:所述第三變場(chǎng)部分(3)分別與第一變場(chǎng)部分(I)和第二變場(chǎng)部分(2)同步。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的方法，其特征在于:所述第二變場(chǎng)部分(2)將從第三變場(chǎng)部分(3)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(7)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(6)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(I)后聚焦于攝像機(jī)的焦平面(11)上，形成有視差效果的兩幅同位影像(12)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種可將單攝像機(jī)變?yōu)榱Ⅲw攝像機(jī)的光學(xué)系統(tǒng)及其方法，該系統(tǒng)包括第一、第二、和第三變場(chǎng)部分，且其依次安裝在鏡頭內(nèi)形成攝像機(jī)鏡頭；其方法為：將光學(xué)系統(tǒng)安裝在鏡頭里面形成立體鏡頭；視場(chǎng)穿過(guò)第一變場(chǎng)部分后，通過(guò)半五角棱鏡將光路變?yōu)椴煌较蛏湎蛩济芴匚菁估忡R反射向前；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，再經(jīng)過(guò)第二凹透鏡將視場(chǎng)橫向變大，形成左右雙鏡頭，并對(duì)同一物象形成拍攝條件；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?？朔似渌Ⅲw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)。
【IPC分類】G02B27-22
【公開號(hào)】CN104834102
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510266361
【發(fā)明人】郭少軍
【申請(qǐng)人】郭少軍
【公開日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年5月22日