專利名稱：聯(lián)鎖變焦裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是一種用于立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置，該立體攝象機包括兩個視頻攝象機或類似的裝置，具體說本發(fā)明提供一種便于執(zhí)行聯(lián)鎖變焦的聯(lián)鎖變焦裝置。
在日本專利公報62678/1982中公開了一種與本發(fā)明有關(guān)的聯(lián)鎖變焦裝置，

圖1所示便是一種在公報中所述的具有那種傳統(tǒng)的聯(lián)鎖變焦裝置典型的攝象裝置。
在圖1的這種帶有傳統(tǒng)聯(lián)鎖變焦裝置的攝象裝置中包括第一和第二攝象機101和102，它們拍下實物116的影像;同步信號發(fā)生器117，它產(chǎn)生第一和第二攝象機101和102同步工作的信號;一個信號開關(guān)裝置118，用于控制第一和第二攝象機101和102輸出信號的開關(guān)。第一和第二攝象機101和102上分別具有可變焦的第一、第二變焦鏡頭103和104。第一、第二變焦鏡頭103和104則分別包括變焦裝置105和106，它可以通過改變變焦鏡頭的焦距來改變被攝物的放大倍數(shù)。變焦鏡頭上還分別具有聚焦裝置108和109，通過改變變焦裝置105和106來分別調(diào)整變焦透鏡的焦距。在老式的聯(lián)鎖變焦裝置中還有將聚焦裝置108和109聯(lián)鎖起來的對焦操作件107，和把變焦裝置105，106聯(lián)鎖起來的變焦操作件110。對焦操作件107和變焦操作件110是由人工操作部分41和44操縱的。軟的纜線111分別將聚焦裝置108、109和對焦操作件107、及變焦裝置105、106和變焦操作件110聯(lián)接起來。
老式的聯(lián)鎖變焦裝置是這樣工作的當?shù)谝弧⒌诙z象機101、102變焦聯(lián)鎖時，使用者手工操縱變焦操作件110和對焦操作件107的手動部分41和44，同時觀察兩個攝象機的監(jiān)視屏(圖中未示)，這樣，用人工的方法調(diào)節(jié)第一、第二攝象機101、102，使影像的變焦比相匹配。
如上所述的這種老式聯(lián)鎖變焦裝置中，每次拍攝場景的畫面變化時，就要人工調(diào)整左右攝象機的變焦鏡頭?？梢?，攝象時的操作性很差，以致拍攝一個畫面要化費很多時間。
另外，這種傳統(tǒng)的聯(lián)鎖變焦裝置的兩個變焦鏡頭的調(diào)整范圍也很有限。特別是，第一，第二變焦鏡頭不一定制造得完全一樣，而且，既使將它們制造得完全相同，它們也不一定是以同樣的方法裝在攝象機機體上，在變焦鏡頭分別裝在攝象機上時，所用的各種部件也不是全相同的。由于變焦鏡頭通常是由直流電機帶動的，所以，如果裝在攝象機上的變焦鏡頭各部分不完全相同，就很難進行統(tǒng)一的操作控制。此外，在拍攝和放置這對攝象機的過程中，很難將其置于恒定的外界條件中，在這種情況下，使用者很難靠手動調(diào)整這兩個攝象機成像的大小，尤其在雙鏡頭攝象機中，根據(jù)變焦鏡頭變焦比的變化，靠手工操縱對焦和變焦裝置，同步調(diào)整左右攝象機的成像大小是很困難的。
因此，本發(fā)明的目的是能夠使雙筒立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置，在二個變焦鏡頭的變焦比改變時，其左右攝象機成像大小便于調(diào)整。
本發(fā)明的另一個目的是要使雙筒立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置每次變焦時，左右兩個像大小相同。
本發(fā)明還有一個目的是使聯(lián)鎖變焦裝置中，由左右變焦鏡頭所成的兩個像可以容易地調(diào)整到一樣大小。
本發(fā)明的最后一個目的就是使聯(lián)鎖變焦裝置變焦比的改變比較容易地進行。
本發(fā)明是一種同步操作一對攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置，這對攝象機彼此分離，拍攝同一實物，其中一個攝象機中有第一變焦裝置，另一個攝象機中有第二變焦裝置，所述的聯(lián)鎖變焦裝置包括改變第一變焦裝置焦距的第一焦距變焦裝置，改變第二變焦裝置焦距的第二焦距變焦裝置，和用電源作動力同步驅(qū)動第一焦距變焦裝置和第二焦距變焦裝置的變焦裝置驅(qū)動器。在本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置中，裝在左右兩個攝象機里的第一、二焦距變焦裝置是電源同步驅(qū)動的，這樣，當其中一個變焦鏡頭的焦距改變時，靠電動方式，使另一個變焦鏡頭的焦距也同步變化。因此，當兩個變焦鏡頭的變焦比改變時，在雙筒立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置中很容易調(diào)整其左右成像的大小。
在本發(fā)明的最佳實施例中，聯(lián)鎖變焦裝置還包括圖像放大倍數(shù)調(diào)整裝置，調(diào)整第一，第二變焦鏡頭在望遠端所成第一圖像的大小，和第一、第二變焦鏡頭在廣角端所成第二圖像的大小。由于聯(lián)鎖變焦裝置中有如上的聯(lián)鎖變焦機構(gòu)，所以可分別在望遠端和廣角端將成像的大小調(diào)整到相同的程度。每個攝象機在廣角端和望遠端間變焦時，也可形成大小相同的像。由此，雙筒立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置總是可以使左右攝象機的成像大小相同。
在本發(fā)明的實施例中，第一、第二變焦鏡頭的變焦裝置包括用電力驅(qū)動第一、第二變焦鏡頭在望遠端和廣角端間運動的第一、第二變焦鏡頭驅(qū)動裝置，而第一、第二變焦鏡頭驅(qū)動裝置分別帶有脈沖電機聯(lián)鎖變焦裝置中的變焦鏡頭分別由脈沖電機驅(qū)動，脈沖信號可以同時送到兩個脈沖電機上，以使左右變焦鏡頭變焦比的變化率相匹配。因此，按照這兩個變焦鏡頭變焦比的變化，很容使兩個攝象機成象大小相同。
在下面，結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了詳細的說明以后，可更清楚地看出本發(fā)明上述的、或其它的目的、特點和優(yōu)點。
圖1是兩個攝象機的傳統(tǒng)拍攝裝置;
圖2是本發(fā)明的雙筒立體攝象機的主體圖;
圖3是變焦鏡頭的具體結(jié)構(gòu);
圖4A至4C是本發(fā)明分別在望遠端和廣角端調(diào)整左右攝象機成像大小的第一種結(jié)構(gòu);
圖5是根據(jù)本發(fā)明在望遠端調(diào)整二個攝象機成像大小的第二種結(jié)構(gòu);
圖6A和6B至圖12A和12B是對使用本發(fā)明的端像調(diào)整裝置的成像大小進行調(diào)整的機構(gòu);
圖13是本發(fā)明聯(lián)鎖變焦裝置控制方法的框圖;
圖14至16分別表示本發(fā)明左右攝象機變焦比的變化曲線;
圖17是本發(fā)明的變焦環(huán)在望遠端或廣角端定位的特例;
圖18是圖13框圖的具體結(jié)構(gòu);
圖19是本發(fā)明聯(lián)鎖變焦裝置的另一種控制流程圖;
圖20是本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置控制方法的框圖;
圖21A和21B是本發(fā)明左右兩個攝象機調(diào)整成像大小的第二個實施例;
圖22是本發(fā)明圖像放大倍數(shù)第二種自動調(diào)整裝置電路結(jié)構(gòu)的框圖;
圖23是圖21所示控制裝置執(zhí)行的控制流程圖;
現(xiàn)對本發(fā)明的立體攝象裝置進行說明。
圖2是一個立體攝象機的透視圖，這個攝象機中使用了本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置。根據(jù)本發(fā)明，立體攝象機有拍攝同一實物的左右兩個攝象機10a、10b;架持這兩個攝象機的三腳架頭12;和撐住三腳架頭12的三腳架15。左右攝象機10a和10b分別具有使實物成像的變焦鏡頭5a、5b;影像記錄部分11a和11b，它們將變焦鏡頭5a、5b的影像記錄下來。攝象機10a和10b拍攝同一實物的圖像，在該實物的立體影像形成時，聯(lián)鎖變焦裝置將以如下所述的方式進行控制，使攝象機10a和10b成像大小相等。
實物橫向運動時，三腳架頭12帶著裝在其上的攝象機10a、10b一起同步轉(zhuǎn)動。同時，在本實施例中，立體攝象裝置的兩個攝象機10a、10b還可以各自沿(圖2中的)光軸d方向運動。
圖3進一步說明了圖2中的每個變焦鏡頭5a、5b的具體結(jié)構(gòu)。參見圖3，每個變焦鏡頭5a、5b中包括變焦鏡頭組52，以改變變焦比;一組前透鏡51，將變焦鏡頭52中所成的像聚焦成點像;變焦裝置100使變焦鏡頭組52相互聯(lián)鎖，使前透鏡組51聯(lián)鎖，并使其依同一方式運動。這樣在變焦比改變時，便可調(diào)整焦點。變焦裝置100包括一個能使變焦鏡頭組52旋轉(zhuǎn)的傳動齒輪53，旋轉(zhuǎn)是由鏡頭筒54上的螺旋齒輪實現(xiàn)的;變焦馬達55驅(qū)動傳動齒輪53;小齒輪56將變焦馬達55的驅(qū)動力傳給傳動齒輪53。
變焦鏡頭5a和5b是按如下方式工作的。當每個變焦鏡頭5a、5b使所攝實物的變焦比變化時，一個預(yù)定的信號便輸入到變焦馬達55中，變焦馬達55根據(jù)該信號正向或反向旋轉(zhuǎn)，通過小齒輪56帶動旋轉(zhuǎn)齒輪53隨之正向或反向旋轉(zhuǎn)，這樣，變焦鏡頭組52便沿著預(yù)定的方向運動。
由于變焦馬達55是(如下所述的)步進電機或一般的直流電機，所以旋轉(zhuǎn)的量可以得到準確的控制。依此法，變焦鏡頭組52焦距的改變可使圖像的大小發(fā)生變化，同時，前鏡頭組51由預(yù)定的聚焦裝置(圖中未示)控制。這樣，就在攝象機10a、10b的記錄部分11a、11b上形成了一個聚焦的像。
圖4A是變焦鏡頭5a、5b的透視圖，該圖說明了本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置。圖4A在說明變焦鏡頭5a、5b時，只畫出了與聯(lián)鎖變焦裝置有關(guān)的部分。
參見圖4A，在變焦鏡頭5a、5b上分別具有變焦鏡頭52的凹槽，可使變焦鏡頭從廣角端到望遠端移動1長度，變焦鏡頭的運動是通過變焦環(huán)3沿鏡頭筒54上的筒形凸輪2的凸輪槽旋轉(zhuǎn)得到的。變焦環(huán)擋塊4裝在變焦環(huán)3的一端。變焦環(huán)擋塊4的運動由框20上的孔調(diào)整，以使鏡頭筒54一端的變焦環(huán)(后稱變焦環(huán)框)運動，特別是當變焦鏡頭組52在圖4所示的長度上運動時，變焦環(huán)3則在圖4A上由A到B的弧長γ上旋轉(zhuǎn)。
本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置中有端像調(diào)整裝置，以使左右變焦鏡頭分別在望遠端和廣角端形成的像大小相同;影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置，它自動適應(yīng)在望遠端和廣角端間圖像大小的變化速度。
有兩類方法可以使變焦鏡頭5a、5b分別在望遠端和廣角端形成同樣大小的像;使圖像在望遠端和廣角端間變化時，自動匹配成像大小的變化速度。其方法如下所述。
首先說明使變焦鏡頭分別在望遠端和廣角端形成同樣大小的端像調(diào)整裝置。
(1)端像調(diào)整裝置的第一個實施例
圖4A至4C說明了本發(fā)明使左右變焦鏡頭分別在望遠端和廣角端形成同樣大小圖像的方法。
圖4B是沿圖4A中的ⅣB-ⅣB線的平面圖。在圖4B中，望遠端有調(diào)整擋塊6，廣角端有調(diào)整擋塊7，分別調(diào)整變焦環(huán)3的旋轉(zhuǎn)量，擋塊6、7是設(shè)置在變焦環(huán)框20的孔的一端上。在望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的調(diào)整擋塊7上設(shè)有長孔8a和9a，望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的調(diào)整擋塊7的位置是靠調(diào)節(jié)長孔8a和9a中的調(diào)整螺釘8和9的位置來精確調(diào)整的。
圖4C是沿圖4A中的ⅣC-ⅣC線的剖面圖。在圖4C中，變焦環(huán)擋塊4可在望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的擋塊7間運動。具體說就是使變焦環(huán)3在望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的擋塊7間運動。
用調(diào)整擋塊調(diào)整左右兩個攝象機成像大小的方法如下在調(diào)整兩個攝象機分別在望遠端和廣角端成像大小時，兩個攝象機所成的像顯示在顯示屏上(圖中未示出)。調(diào)整望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的調(diào)整擋塊7的位置，使兩個攝象機分別在望遠端、廣角端在顯示屏上顯示出大小相同的成像。調(diào)整好了望遠端處調(diào)整擋塊6和廣角端處的調(diào)整擋塊7的位置后，將調(diào)整螺釘8和9擰緊，由此固定望遠端處的調(diào)整擋塊6和廣角端處的調(diào)整擋塊7的位置。
(2)端像調(diào)整裝置的第二個實施例現(xiàn)將本發(fā)明分別在望遠端和廣角端使成像大小相同的圖像調(diào)整裝置的第二實施例進行描述。圖5是圖2所示三腳架頭12的立體圖，為便于理解，未將左右兩個攝象機10a和10b畫在其上。三腳架頭12上有固定右攝象機10a的固定螺釘13a，固定左攝象機0b的固定螺釘13b，以及可使攝象機10a、10b沿光軸方向運動的滑槽12a、12b。
在根據(jù)本發(fā)明第二實施例利用端像調(diào)整裝置調(diào)整攝象機10a、10b成像大小時，將攝象機10a、10b中的任一個固定，而另一個攝象機則沿槽12a或12b運動，這樣，變焦鏡頭5a、5b即可分別在廣角端和望遠端形成同樣大小的影像，完成這一步驟后，用固定螺釘13a和13b將攝象機固定在三腳架頭12上，以使攝象機10a和10b的位置固定。同時，望遠端(或廣角端)和廣角端(或望遠端)成像的大小用圖4A所示第一實施例的端像調(diào)整裝置進行調(diào)整。
現(xiàn)在參照圖6A、6B到12A、12B具體說明使用本發(fā)明上述第一、第二實施例的端像調(diào)整爸茫髡抖撕凸憬嵌舜λ上竦木嚀宸椒?。?A和6B表明了用本發(fā)明第一實施例的端像調(diào)整裝置調(diào)整成像大小的方法。圖6A表示的是右變焦鏡頭5a，圖6B則對應(yīng)的是左變焦鏡頭5b(圖6A、6B中的A、B分別與右、左變焦鏡頭5a，5b相對應(yīng))。圖4A所示的調(diào)整擋塊6和7分別設(shè)在每個攝象機變焦環(huán)框20的廣角端和望遠端(調(diào)整擋塊6和7在后面被稱為調(diào)整機構(gòu)14)。
圖7A和7B表明了用本發(fā)明第一實施例所述的端像調(diào)整裝置的另一種調(diào)整機構(gòu)。在圖7A和7B中，圖4A所述的調(diào)整擋塊6和7只分別裝在一個攝象機變焦環(huán)框20的廣角端和望遠端處，而另一個攝象機的變焦環(huán)框20上則沒有裝調(diào)整機構(gòu)14。
在圖8A和8B中，一個變焦鏡頭上變焦環(huán)框20的廣角端裝有圖4A所示的調(diào)整機構(gòu)14，而另一個變焦鏡頭的變焦環(huán)框20則在望遠端上裝有圖4A所示的調(diào)整機構(gòu)。
圖10A和10B所示是將本發(fā)明第一、第二實施例組合在一起，用第(2)種方法調(diào)整成像大小的機構(gòu)。圖9A和9B中，只在一個攝象機變焦環(huán)框20的望遠端上裝有圖4A所示的調(diào)整機構(gòu)14，以使左右兩個攝象機成像大小相同。在圖5所示前后方向上，調(diào)整機構(gòu)將攝象機機體移動X距離，即可調(diào)整廣角端的成像。這樣在廣角端或望遠端左右兩個攝象機所成的像大小相同。與之相反，在圖10A和圖10B中，在圖5所示前后方向上，調(diào)整機構(gòu)使攝象機機體移動距離Y，即可調(diào)整望遠端的成像，圖4A所示的調(diào)整左右成像相同的調(diào)整機構(gòu)14裝在變焦環(huán)框20的廣角端，這樣也可以保證在廣角端和望遠端兩個攝象機均能形成相同大小的像。
在圖11A、11B和圖12A、12B中，一個攝象機變焦環(huán)框20的望遠端(或廣角端)上設(shè)有圖4A所述的調(diào)整機構(gòu)14，而另一個攝象機上則設(shè)有可使攝象機機體沿圖5所示方向前后運動的機構(gòu)，這樣也可確保在廣角端和望遠端，左右攝象機能形成大小相同的影像。
現(xiàn)在說明本發(fā)明的影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置，該裝置可以根據(jù)變焦比自動將變焦鏡頭5a和5b上所成的像調(diào)整到相同大小。本發(fā)明的影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置有二個實施例。第一個實施例是用脈沖電機作為變焦電機的。而第二個實施例采用的是其它電機而不是脈沖電機作為變焦電機，如使用直流電機等。
(3)影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置的第一實施例圖13是本發(fā)明第一實施例的影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置的框圖。參照圖13，在該圖所示的本發(fā)明影像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置包括拍攝同一實物的左右兩個變焦鏡頭5a和5b;左右兩個馬達驅(qū)動器23a和23b，它們分別向左右兩個變焦鏡頭5a和5b輸出驅(qū)動信號，控制部分20向馬達驅(qū)動器23a和23b輸出控制信號，用以分別驅(qū)動變焦鏡頭5a和5b;命令控制部分20開始變焦的變焦開關(guān)27;還有一個復(fù)位開關(guān)16，它能使控制部分20清零。變焦鏡頭5a、5b上分別包括變焦環(huán)3a和3b，它們可以通過改變變焦鏡頭凹槽的焦距來改變成像的大小，變焦馬達55a，55b則分別使變焦環(huán)3a和3b轉(zhuǎn)動(如圖3)。從馬達驅(qū)動器23a和23b輸出的變焦馬達驅(qū)動信號分別送到變焦馬達55a和55b上。在本發(fā)明的第一實施例中，變焦馬達55a和55b均為脈沖電機?？刂撇糠?0包括一個能控制聯(lián)鎖變焦的中央處理單元(CPU)17，存貯預(yù)定數(shù)據(jù)的只讀存貯器(ROM)18和隨機存貯器(RAM)25;及保持RAM25中所存數(shù)據(jù)的電池26。變焦開關(guān)27上有三個觸點a、b和c。與觸點a接觸時，各變焦鏡頭的焦距移向望遠端;與觸點c接觸時，則移向廣角端;而當接觸b點時，便停止工作。圖中B表示電源。
本發(fā)明的聯(lián)鎖變焦裝置是這樣工作的按下復(fù)位開關(guān)16后，低電平信號就被輸入到CPU17中，CPU17便控制馬達驅(qū)動器23a和23b，根據(jù)ROM18的指令控制的脈沖電機55a和55b的脈沖頻率，使變焦環(huán)3a和3b隨之從廣角端向望遠端或從望遠端向廣角端運動。這時，轉(zhuǎn)動左右攝象機所需的脈沖個數(shù)由CPU17中的計數(shù)器進行計數(shù)。同時在廣角端和望遠端兩個變焦鏡頭形成的兩個像與事先已由第一實施例(圖4A至4C)中的端像調(diào)整裝置預(yù)先調(diào)到的相同大小。
圖14所示曲線為左右兩個攝象機變焦比的變化曲線。
在圖14中，脈沖數(shù)n和m分別表示兩個攝象機中的變焦馬達將變焦鏡頭從廣角端轉(zhuǎn)向望遠端所施加的脈沖數(shù)。
CPU17沿圖14的X軸取值，同時，在Y軸上得到相應(yīng)的數(shù)據(jù)，并將其存入RAM25。CPU17根據(jù)這些存貯的數(shù)據(jù)對加到左右攝象機脈沖電機上的脈沖頻率進行調(diào)整，這樣，兩個攝象機的脈沖數(shù)及變焦比(分別如圖15或16所示)大致相當。圖15是靠向左攝象機的曲線，圖16是靠向右攝象機的曲線。
在圖15和16中，曲線5a’(或5b’)是與曲線5a(5b)和5b(5a)相匹配后得到的曲線。
現(xiàn)舉一個計算例子予以說明。在圖14中，假設(shè)計到脈沖數(shù)m和n所需的時間分別為T1和T2由于兩個變焦鏡頭是以同一脈沖頻率運動的，所以有(m)/(T1) = (n)/(T2)此外，如果左右變焦鏡頭在T1的時間內(nèi)分別從廣角端轉(zhuǎn)到望遠端(如圖15)，則右攝象機的脈沖頻率X為(n)/(X) ＝T1X= (n)/(T1)
該計算結(jié)果存到RAM25中。既使關(guān)上電源，存進去的數(shù)據(jù)由電池26供給電源，以便保存。
根據(jù)上述方法，在左右變焦鏡頭上形成兩個影像的大小便自動調(diào)整到了一樣大(后稱為自動跟蹤)。同時，變焦開關(guān)27接在觸點a上，變焦鏡頭從廣角端到望遠端變焦，并將低電平信號加到CPU17的J端。在變焦鏡頭從望遠端變焦回到廣角端時，變焦開關(guān)27必須接在觸點c上，于是就在CPU17的K端加了一個低電平信號。CPU17在K端有低電平信號輸入的時間內(nèi)驅(qū)動兩個脈沖電機55a和55b，左右兩個像能夠根據(jù)RAM25中存貯的數(shù)據(jù)(為指數(shù)函數(shù)數(shù)據(jù))調(diào)整到一樣大。
現(xiàn)在再來進一步說明圖13所示的第一實施例。圖17是檢測變焦環(huán)是否在望遠端或廣角端的具體方法。圖18說明了圖13所示第一實施例的一些具體結(jié)構(gòu)，圖19是圖18的流程圖。
在圖17中，固定刻度環(huán)28是黑色的，其上標有白色的刻度線29。在帶有bis的變焦環(huán)30上裝有可感應(yīng)白色刻線的感應(yīng)頭31，bis和變焦環(huán)30一起運動。當感應(yīng)頭31感應(yīng)到白色刻線29時，即可確定變焦環(huán)30到達望遠端或廣角端。
在圖13所示的實施例中，當變焦環(huán)30從變焦環(huán)框的廣角端處開始運動和其到達望遠端時，感應(yīng)頭31感應(yīng)到刻線29，便將變焦環(huán)30到達望遠端的信號輸入CPU中。
圖18和19具體描述了CPU17的工作過程。
接通復(fù)位開關(guān)16(第10步)，CPU17將具有相同頻率的脈沖信號輸入到馬達驅(qū)動器23a和23b上(第12和14步)，左右兩個攝象機便從廣角端運動到了望遠端。當兩個攝象機的變焦環(huán)上所設(shè)的感應(yīng)頭31分別檢測出其到達了望遠端時(第16步)，輸入馬達驅(qū)動器23a和23b的脈沖便停止了，此時，相應(yīng)于兩個像發(fā)生同樣大小變化的脈沖數(shù)被計數(shù)下來(第18步)，計數(shù)的結(jié)果貯存在RAM25中(第20步)，然后計算左右兩個像的大小產(chǎn)生相同的變化時，需要加在變焦馬達上的脈沖頻率和脈沖數(shù)(第22步)，計算結(jié)果貯存在RAM25里(第24步)。接通變焦開關(guān)27(第26步)，馬達驅(qū)動器23a和23b上便有加在左右變焦馬達上的脈沖信號輸入，根據(jù)存貯在RAM25中的每次變焦比改變的計算結(jié)果，即可使左右兩個像大小相同(第28步)。
參照圖13，圖20表示了這樣一個例子在電源接通時，每次操縱變焦鍵，不用操作復(fù)位開關(guān)16，使變焦比改變的情況下，左右兩個影像的大小自動調(diào)整到大小相同。
在圖20中，接通電源后，電阻R1和電容C1積分得到的脈沖信號輸入沖息多諧振蕩器32，在一個波形形成以后，脈沖信號從“或”門33輸入CPU17，其脈寬加大。復(fù)位開關(guān)16的信號輸入到“或”門33的另一輸入端。因此，在接通電源或操作復(fù)位開關(guān)16時，CPU17執(zhí)行與圖13所示的實施例相同的操作過程。同時，由于上述操作過程是在電源接通以后進行的，所以RAM25中不需要用電池來保持數(shù)據(jù)。
下面所述的實施例特別適于在這樣的條件下使用在每次變焦比改變時，用上述裝置的雙筒立體攝象機的變焦開關(guān)的操縱使左右成像的大小相同，由于外界條件的變化、這種機械調(diào)整的數(shù)值往往不能滿足要求。外界條件的影響包括溫度、濕度的變化(如在炎熱潮濕的地區(qū)拍攝后又到了寒冷的地區(qū)拍攝)，如大風等氣象條件的影響及拍攝場景的變化等。
首先，用圖4A至4C所示的機械調(diào)整裝置，調(diào)整在廣角端和望遠端處變焦鏡頭左右二個像的大小，左右兩個像的大小發(fā)生同時變化時的量由圖13所示的自動調(diào)節(jié)裝置中的操縱鍵測出，根據(jù)變焦比自動調(diào)節(jié)兩個圖象的大小。
如果依圖4A至4C所示方法的機械調(diào)節(jié)一次后，該調(diào)節(jié)值不能滿足要求，攝象機的變焦環(huán)必須在廣角端和望遠端重新調(diào)節(jié)一次。調(diào)節(jié)值不能滿足要求的原因可能是拍攝現(xiàn)場溫度的變化，大風或其它類似的情況及拍攝景點變化等。但是變焦環(huán)可以調(diào)節(jié)的范圍都是很小的。因此，本發(fā)明除了采用圖4A至4C的調(diào)節(jié)機構(gòu)外，還采用了如圖5所示的攝象機位置調(diào)節(jié)裝置，它可以向前或向后移動一個或同時移動兩個攝象機的位置。
既使在如圖1所示的機械調(diào)整不能令人滿意時，采用上述方法，誤差也很容易得到修正。該值的修正還可以通過向前或向后移動一個或同時移動兩個攝象機的位置，以及用圖10所示的由電池26保持在RAM25中的數(shù)據(jù)來完成。
(4)圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置的第二實施例圖21A所示為本發(fā)明圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置第二實施例主體部分的透視圖。圖21B是在圖21A上沿光軸所在平面的變焦鏡頭剖視圖。圖21A與圖3所示的變焦鏡頭的主體圖大致相同，由于其中相同的部分用了同一標號表示，故略去對其的描述。
與圖3所示的變焦鏡頭不同的是圖21A所示的變焦鏡頭包括一個光敏件57，該光敏件57放在變焦鏡頭組52的前端，沿變焦鏡頭組52光軸的方向上有一個二極管列陣58。
如圖21B所示，二極管列陣58上有許多依次排列在一條直線上的微型發(fā)光二極管62，隔板59將每個發(fā)光二極管62分別隔開，因此二極管列陣58就被分為許多小格61。根據(jù)前鏡頭組51的位置，前鏡頭組后的發(fā)光二極管的數(shù)量從零開始增加。沿著光軸方向，鑲在鏡頭筒60下面的光敏件57的長度與該方向上每個小格61的長度一樣，這樣，光敏件57上只能接受到其相應(yīng)的小格61中的發(fā)光二極管62所發(fā)出的光。
同時，二極管列陣58可以沿著光軸方向作一些運動。這樣，在制造光學(xué)元件時左右變焦鏡頭的變焦比上產(chǎn)生的誤差可以通過二極管列陣58的運動得到補償。
圖22所示框圖是本發(fā)明圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置第二實施例的電路結(jié)構(gòu)，它相應(yīng)于圖13所示的圖像放大倍數(shù)第一自動調(diào)整裝置。
圖22所示的本發(fā)明圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置包括左右變焦鏡頭5a和5b;分別帶動變焦鏡頭5a和5b的馬達驅(qū)動器23a和23b;控制變焦鏡頭5a和5b工作的控制部分20;開始或停止變焦鏡頭5a和5b工作的變焦開關(guān)27;以及一個將變焦開關(guān)27的信號輸入到控制部分20的輸入電路31。變焦鏡頭5a、5b上分別有變焦鏡頭組52a和52b，通過改變焦距即可使圖像有不同的放大倍數(shù);帶動變焦鏡頭組52a和52b的變焦馬達55a和55b;在變焦鏡頭組52a和52b前端的光敏件57a和57b;以及沿變焦鏡頭組52a和52b的光軸方向設(shè)置的二極管列陣58a和58b。在本實施例的圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置中，與第一個實施例不同的是，變焦馬達除了可以是脈沖電機外，也可以是一般的直流電機。
控制部分20包括分別控制帶動變焦鏡頭5a和5b的變焦馬達55a和55b的控制部分411a和411b;通過輸入電路22a和22b輸入的，分別感受光敏件57a和57b信號的光照檢測部分412a和412b;輸出信號的控制部分414，它根據(jù)通過輸入電路31得到的變焦馬達變焦方向的信號，使變焦鏡頭組52a和52b運動到該信號對應(yīng)焦距的位置上;和一個發(fā)光控制部分413，控制部分414的控制信號經(jīng)過驅(qū)動電路24a和24b分別輸入到二極管列陣58a和58b上，使一預(yù)定位置上的二極管發(fā)光。變焦開關(guān)27的構(gòu)成與圖13相同，不再詳述。
圖22虛線框內(nèi)的控制部分20是由微機里的軟件來完成的。微機包括一個CPU，一個ROM和一個RAM等，與圖13所示相同。
光敏件57(后面將相對于右左攝象機的標號a、b略去)的輸出信號、經(jīng)輸入電路22，送到光照檢測部分412，發(fā)光控制部分413的輸出經(jīng)驅(qū)動電路24送到二極管列陣58上。馬達控制部分411的輸出信號經(jīng)馬達驅(qū)動器23輸入變焦馬達55。
攝象機機體(圖中未示)操作部分的變焦開關(guān)27的輸出經(jīng)輸入電路31到達控制部分414。控制信號從控制部分414輸出端接在發(fā)光控制部分413和馬達控制部分411上。光照檢測部 12的輸出接到馬達控制部分411上。
現(xiàn)參照圖21A，說明本發(fā)明第二實施例的圖像放大倍數(shù)自動調(diào)節(jié)裝置。
在變焦馬達55和變焦環(huán)3轉(zhuǎn)動時，變焦鏡頭組52通過鏡頭筒54內(nèi)的螺旋沿光軸方向運動，所以改變第一和第二變焦鏡頭5a和5b的焦距，因此變焦比也就改變了。當變焦鏡頭組52向鏡頭筒54后端方向移動時，變焦比加大，而在該鏡頭組向前鏡頭51的鏡頭方向移動時，變焦比減小。此外，排成一列的發(fā)光二極管62也隨著變焦鏡頭組52的移動而變化。裝在鏡頭筒60前部且位于前鏡頭組51下部的光敏件57，被發(fā)光二極管62所發(fā)出的光照到，由此可以確定變焦鏡頭組52的位置。
在該實施例中，假設(shè)兩個變焦鏡頭間的變焦比和移動距離的關(guān)系是已經(jīng)按圖15和16所示的方法預(yù)先調(diào)整好的。
圖23是控制部分20的操作流程圖。
在需要改變變焦比時，打開操作部分的變焦開關(guān)27?，F(xiàn)在結(jié)合實例說明按下加大變焦比開關(guān)時的工作過程。
通過輸入電路31的控制部分414確定是否按下了變焦開關(guān)27(第40步)，然后確定是接通了變焦開關(guān)27的a和b中的哪一個(第42步)，由于現(xiàn)在假設(shè)接通的是變焦比加大的開關(guān)a，所以程序從第42步進到第44步。
控制部分414指示發(fā)光控制部分413變化一個發(fā)光二極管62位置，這樣，當變焦鏡頭組52處于如圖21B所示的位置時，發(fā)光控制部分413對發(fā)光二極管62a停止發(fā)光和發(fā)光二極管62b開始發(fā)光進行控制(第44步)。圖上所示發(fā)光二極管62a的位置在圖上是第4個，62b是第5個。
馬達控制部分411發(fā)出使變焦鏡頭組52向后運動的信號，根據(jù)該信號，馬達控制部分411帶動變焦馬達55轉(zhuǎn)動，使變焦鏡頭組52向后運動，直到光照檢測部分412輸出檢測信號時為止(第46和48步)。
在變焦鏡頭組52向后運動，光敏件57到達了相應(yīng)于發(fā)光二極管62b(圖中為第5個)位置時，發(fā)光二極管62b所發(fā)出的光照在光敏件57上，通過輸入電路22，光照探測部分412測出該光照信號，探測結(jié)果輸入馬達控制部分411，接收該光照探測信號的馬達控制部分411便停止驅(qū)動變焦馬達55(第50步)。
上述操作過程的目的是使變焦鏡頭組52a和52b都能移動(雖然在圖23的流程中只說明了一組變焦鏡頭52的移動，而實際上，變焦鏡頭組52a和52b是從同一時間開始同步移動的)。因此，當變焦馬達55不再轉(zhuǎn)動時，兩個變焦鏡頭(第一和第二鏡頭)的變焦比便是相同的了。
控制部分414檢查變焦開關(guān)27是否仍是接通的(第40步)，如果還是接通的，則如前面所述的一樣，向發(fā)光部分413和馬達控制部分411發(fā)出指令，進一步增加變焦比(第42步到50步)。按照這種方式，只要變焦開關(guān)是接通的，變焦比就一直增加。變焦開關(guān)27斷開后，程序返回第40步。
如果接通變焦開關(guān)27的觸點b，執(zhí)行的操作過程幾乎與上面所述的相同。在第42步后程序執(zhí)行第52步，發(fā)光控制部分413發(fā)出指令，改變發(fā)光二極管62發(fā)光的位置。二極管62的發(fā)光位置沿前鏡頭組51的方向移動，此外，發(fā)光控制部分413向馬達驅(qū)動控制部分411發(fā)出指令，使變焦鏡頭組52向前鏡頭組51側(cè)移動(第54步)。
在馬達控制部分接收到光照探測部分412的光照信號以前，馬達控制部分411驅(qū)使變焦馬達55轉(zhuǎn)動。馬達控制部分411使變焦鏡頭組52向前鏡頭組51一側(cè)移動，當它接收到光照信號時，變焦馬達55便停止轉(zhuǎn)動(第56和58步)。
上述過程不斷重復(fù)執(zhí)行。在開關(guān)b斷開以后，程序返回到第40步。
變焦鏡頭組52按上述的方法運動，在變焦開關(guān)打開，而后又關(guān)上時，帶有凹槽52a的變焦鏡頭組和帶有凹槽52b的另一個變焦鏡頭具有相同的變焦比。
應(yīng)該注意到，本發(fā)明的內(nèi)容并不僅限于上述實施例，在這些實施例中，變焦比是根據(jù)變焦鏡頭組52在光軸方向的位置測定的。然而，變焦比也可以根據(jù)變焦環(huán)3的轉(zhuǎn)動方向上的位置來測定。
在上述實施例中，二極管列陣58用以探測變焦鏡頭組52在光軸方向上的位置。說明書中對這種反饋控制系統(tǒng)進行了描述，在該系統(tǒng)中，當二極管列陣58中發(fā)光二極管的位置變化，且光敏件57感應(yīng)到該位置變化時，便可以確認變焦鏡頭組52處于預(yù)定的位置上。當然，本發(fā)明并不是只有這一種方式，例如，可以沿著光軸方向開一個細縫進行位置檢測，光敏件、發(fā)光二極管或類似的裝置檢測開在鏡頭筒60一端的該細縫的位置，在光敏件檢測靠近鏡頭筒60運動之細縫的那個細縫，則表明變焦鏡頭組52向預(yù)定的位置運動。
如上所述，在本發(fā)明中，由于雙筒立體攝象機所用的聯(lián)鎖變焦裝置包括了一個端像調(diào)整裝置和一個圖像放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置，所以調(diào)整后，在廣角端和望遠端兩個攝象機均可形成大小相同的像。因此當變焦比變化時，左右兩側(cè)的影像的大小很容易達到一致。
按照本發(fā)明的最佳實施例，變焦鏡頭是由脈沖電機驅(qū)動的，這樣調(diào)整就更容易些。
在本發(fā)明的另一個最佳實施例中，先計算出每個變焦鏡頭運動的量，然后由反饋控制系統(tǒng)執(zhí)行，使變焦鏡頭按計算出的運動量運動。因此，除了使用脈沖電機外，直流電機也可以準確地調(diào)整變焦比。
雖然以上對本發(fā)明內(nèi)容進行了詳細的描述，但是它的說明和實例不是唯一的，也不是限制性的，只有本申請的權(quán)利要求才限定了本申請的主題和保護的范圍。
權(quán)利要求
1.一種同步操作一對攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置，這對攝象機彼此分離拍攝同一實物的影像，其中一個攝象機中有第一變焦裝置，另一個攝象機中有第二個變焦裝置，所述的聯(lián)鎖變焦裝置包括改變第一變焦裝置焦距的第一焦距變焦裝置；改變第二變焦裝置焦距的第二焦距變焦裝置；和用電源同步驅(qū)動第一焦距變焦裝置和第二焦距變焦裝置的變焦裝置驅(qū)動器。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)鎖變焦裝置，在第一焦距相應(yīng)的第一位置和第二焦距相應(yīng)的第二位置間運動的第一和第二變焦裝置中還包括放大倍數(shù)調(diào)整裝置，用以調(diào)整第一變焦裝置和第二變焦裝置各在其第一位置處第一個成像的大小，調(diào)整第一變焦裝置和第二變焦裝置各在其第二位置處第二個成像的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的放大倍數(shù)調(diào)整裝置包括調(diào)整第一變焦裝置第一位置的第一位置調(diào)整裝置;和調(diào)整第一變焦裝置第二位置的第二位置調(diào)整裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的圖像放大倍數(shù)調(diào)整裝置還包括調(diào)整第二變焦裝置第一位置的第三位置調(diào)整裝置;和調(diào)整第二變焦裝置第二位置的第四位置調(diào)整裝置。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中聯(lián)鎖變焦裝置是裝在每個攝象機的光軸上的;和所述的放大倍數(shù)調(diào)整裝置包括能使所述攝象機中至少一個可以沿著光軸方向獨立運動的攝象機運動的裝置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的一對攝象機是裝在一個支架上的，裝在該支架上的攝象機中至少有一個具有沿光軸方向的凹槽;和所述的攝象機中至少有一個帶有沿凹槽的保護裝置，這樣攝象機移動裝置至少可以驅(qū)使一個攝象機沿著該凹槽運動。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的第一和第二焦距改變裝置分別具有第一和第二驅(qū)動裝置，第一和第二驅(qū)動裝置通過電源分別使第一和第二變焦裝置在第一和第二位置間運動。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中第一變焦裝置運動第一距離，從第一位置運動到第二位置，第二次成像與第一次成像大小之比所確定的變焦比和第一或第二距離間存在著一定的關(guān)系，它還包括控制第一和第二驅(qū)動裝置的驅(qū)動速度控制裝置，這樣在相同的第一時間間隔內(nèi)第一和第二變焦裝置分別運動了第一和第二距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的聯(lián)鎖變焦裝置，進一步包括根據(jù)第一距離和第一時間間隔計算第一重復(fù)頻率，根據(jù)第二距離和第一時間間隔計算第二重復(fù)頻率的計算裝置。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述第一和第二驅(qū)動裝置上分別帶有脈沖電機;及所述的驅(qū)動速度控制裝置在第一重復(fù)頻率時將脈沖信號送到第一驅(qū)動裝置，在第二重復(fù)頻率時將脈沖信號送到第二驅(qū)動裝置。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的聯(lián)鎖變焦裝置，它還包括根據(jù)第一和第二重復(fù)頻率分別確定第一和第二變焦裝置位置的第一和第二位置控制裝置。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的第一和第二位置控制裝置分別包括分別沿第一和第二變焦裝置的第一位置到第二位置方向的第一和第二位置顯示裝置;和分別檢測第一和第二位置顯示裝置所顯示位置的第一和第二顯示位置檢測裝置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的第一和第二顯示位置檢測裝置包括從第一位置設(shè)置到第二位置的第一和第二多點發(fā)光裝置;以及所述的第一和第二顯示位置檢測裝置上分別設(shè)有光敏件。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的聯(lián)鎖變焦裝置，其中所述的第一和第二多點發(fā)光裝置，以相應(yīng)于第一和第二重復(fù)頻率的速度沿發(fā)光裝置排列方向連續(xù)發(fā)光。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種改進了的用于雙筒立體攝象機的聯(lián)鎖變焦裝置，在該裝置中包括一個調(diào)整雙變焦鏡頭中的一個運動范圍的調(diào)整裝置，和一個能使兩個攝象機成象大小的變化率相還配的圖象放大倍數(shù)自動調(diào)整裝置。由于在拍攝前調(diào)整裝置先將廣角端和望端處兩個攝象機的成像大小調(diào)整到一致，所以在整個變焦范圍內(nèi)，兩個攝象機的成像大小總是相同的。
文檔編號H04N13/00GK1036872SQ8910215
公開日1989年11月1日 申請日期1989年3月7日 優(yōu)先權(quán)日1988年3月7日
發(fā)明者上野敦, 鈴木隆夫 申請人:夏普公司