專利名稱：數碼立體平面兩用相機的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種攝影器材，具體為一種數碼立體平面兩用相機。
背景技術：
目前，人們獲得立體影像的方法之一是獲得一組影像對。該影像對是通過兩 部鏡頭中心距離與人的兩眼間距相同的照相機，在相同焦距、光圈、快門的情 況下，對準同一目標，同時曝光而獲得的。將影像對沖印后，獲得在一張圖片 上的并列的兩幅影像，或獲得在兩張圖片上兩幅影像再并列放置。用專門的立 體看片器觀看它們，就能產生立體視覺效果。其原理是前面提到的兩個鏡頭， 相當于人的兩只眼睛，拍攝的瞬間獲得的兩幅影像，相當于左右兩眼獲得的影 像，這兩幅影像存在視差，再用左右兩眼分別觀看左右兩幅影像時，經過人腦 的分析、合成，形成立體視覺效果。
獲得這樣的影像對，大致有三種方法。 一、用專用的雙鏡頭或多鏡頭立體照 相機。這種方法的優點是使用方便，效果完美，缺點是，這種照相機結構復雜， 成本高昂，只適用于立體攝影，照片需要專門的沖印，因而限制了它的推廣和 普及。二、用兩部相同的照相機相距6-7厘米同時拍攝同一景物。這兩部照相 機被安裝在一個特殊的支架上，用相同的光圈、快門、焦距，同時曝光，在兩 部照相機里各獲得一個影像底片。如果用兩部數碼相機拍攝，制備電子底片、 沖印都不在需要其他的專用工藝和設備，只需要現有的普通電腦、圖像處理軟 件和沖印設備就可以得到立體照片。使用這種支架不僅可以拍攝靜止物體，而 且可以拍攝運動物體。其缺點是，現有的技術提供的支架，結構不夠簡單，功 能尚不完善。三、用一部照相機，第一次拍攝后，在不改變光圈、快門、焦距
的情況下，平移6-7厘米，進行第二次拍攝。這種方法可以通過手持相機一次 拍攝后快速平移6-7厘米再拍攝一次的方法實現。也可以將相機安裝在有軌道 的支架上，讓相機在軌道上拍攝一次后，平移6-7厘米，再拍攝一次，從而獲 得兩幅有視差的影像底片，這種方法簡單易行，適合拍攝靜物，只需一部照相 機和簡單裝置。但缺點是只能拍攝靜止物體，不宜拍攝運動物體，而且，因為 不是同時曝光，精確性欠佳。人的兩只眼睛看同一個物體時， 一只眼睛的光軸 與另一只眼睛的光軸形成一個微小的夾角。目前的立體攝影技術都沒有很好地 解決模擬這個微小的夾角的問題，需要加以解決。立體照片可以給人們帶來很 大的視覺愉悅，立體攝影也會引起人們很大的興趣和愛好，但是，設備造價高， 技術復雜，照片成本高，從根本上限制了立體攝影事業的發展。現有的電子技 術和數碼相機技術為立體攝影技術發展作好了技術準備，特別是潛望鏡式鏡頭 的使用大大的縮小了相機的體積。例如，申請號為200610059140. 1的透鏡鏡筒、申請號為200580032087. x的透鏡鏡筒以及備有透鏡鏡筒的攝像裝置、照相機、 攜帶器具、申請號為200310101550. 4的透鏡筒公開了具有光路彎曲光學系統的 透鏡鏡筒技術。采用雙層結構裝載2個彎曲光學系統鏡頭和2個CCD感光元件 的柯達雙鏡頭數碼照相機已經面世。只需要把現有的電子技術和數碼相機技術 向前推經一步，就可以開發一種數碼立體平面兩用相機，從而把立體攝影技術 變成人人可以掌握和使用的技術，人們像使用傻瓜相機和數碼相機一樣，使用 數碼立體平面兩用相機就可以進行立體攝影，獲得立體照片。
實用新型內容
本實用新型的目的是提供一種數碼立體平面兩用相機，能夠方便、快速、準 確的拍攝立體照片。
為了解決上述技術問題，本實用新型由兩部分組成，其中一個部分本身就是 一部完整的數碼相機，這個部分在拍攝過程中相對于三腳架或把持的手靜止， 以下稱其為固定體；在固定體的快門按鈕遠端接近被攝物的一個下角有一個空 位，空位中有一個盒體，這個部分在拍攝過程中可以相對于三腳架或把持的手 運動，以下稱其為活動體。活動體內只安裝一個與固定體內安裝的有光路彎曲 光學系統、可變焦的透鏡鏡筒完全相同的透鏡鏡筒。固定體與活動體用鉸鏈連 接，活動體可以繞鉸鏈的軸轉動一定角度。在未拍攝立體照片時，兩個透鏡鏡 筒的物鏡共面，兩條入射光軸相互平行且都平行于固定體底面，到固定體底面 的距離相等，兩條入射光軸相距6-7厘米，鉸鏈的軸垂直于兩條入射光軸所在 的平面。固定體包括一個透鏡鏡筒、 一個空位、自動對焦輔助光束發射器、內 置閃光燈、變焦桿、快門按鈕、模式選擇轉盤、電源、電源開關、電子取景器、 狀態選擇器、功能選擇器、液晶顯示屏、電池存儲卡艙、三腳架插孔、主控中 央處理器、數字圖像信號處理與壓縮器、模/數轉換器、固定體機殼、固定體機 架、存儲器、高速緩沖內存、輸入輸出接口、相機帶扣、鉸鏈的一部分、鉸鏈 的軸、 一個開口、使活動體轉動的驅動電路和驅動電機、齒輪、減速齒輪組、 其他各種按鈕、電路板及指示燈等。活動體包括一個透鏡鏡筒、活動體機殼、 盒體伸出的臂、鉸鏈的一部分、 一個開口、齒環。每個透鏡鏡筒包括物鏡、直 角棱鏡及光學透鏡組、光圈及驅動機構、快門及驅動機構、調焦機構、變焦機 構、低通濾波器、紅外截止濾光器、影像傳感器。固定體上和活動體上各有一 個開口，撓性連帶通過這兩個開口連接固定體與活動體上的電路。拍攝立體照 片時，活動體上透鏡鏡筒像固定體上的透鏡鏡筒一樣同時同步地受主控中央處 理器控制并向模/數轉換器及數字圖像信號處理器輸送攝取的圖像。
有了這樣的數碼立體平面兩用相機，就可以進行立體攝影。拍攝立體照片 時，將固定體的鏡頭對準被攝物，扳動變焦桿，相機自動測光測距，根據測量 結果，分別為固定體上的透鏡鏡筒和活動體上的透鏡鏡筒設置相同的光圈、快 門和焦距，同時，主控中央處理器根據測得的物距，控制使活動體轉動的驅動 電路和驅動電機，使活動體轉動一定角度，使活動體的鏡頭也對準固定體的鏡 頭對準的被攝物。半按快門按鈕，兩個透鏡鏡筒同時調焦，在兩個透鏡鏡筒的影像傳感器里分別形成同一被攝物的圖像，主控中央處理器將這兩個同一被攝 物的圖像送入數字圖像信號處理與壓縮器，數字圖像信號處理與壓縮器對兩幅 圖像的中心區域進行對比，如果不一致，主控中央處理器控制驅動電路和驅動 電機對活動體轉動的角度進行微調，達到基本一致，使活動體轉動到位。此時， 全按快門按鈕，兩個透鏡鏡筒同時進行曝光，分別在兩個透鏡鏡筒的影像傳感 器里形成同一被攝物的有視差的圖像，將它們先后送入數字圖像信號處理與壓 縮器，數字圖像信號處理與壓縮器將這兩幅圖像組成一個影像對送入存儲器。
拍攝立體照片具體的操作過程是這樣的首先，把狀態開關鍵對準"立體攝 影"，打開電源開關，使固定體的鏡頭對準被攝景物，相機自動進行粗略對焦、 調焦、測光測距；扳動變焦桿，對焦，構圖；半按快門按鈕，相機自動進行精 確對焦、調焦、活動體的鏡頭精確對準固定體的鏡頭對準的被攝物；按壓照相 機快門到底，曝光，獲得一個影像對。
當狀態開關鍵對準"平面攝影"時，本實用新型執行數碼平面相機的程序， 只使用固定體上的透鏡鏡筒，不使用活動體上的透鏡鏡筒，可以拍攝平面照片； 當把狀態開關鍵對準"播放"時，打開電源開關，可以進行瀏覽、放大、檢視 已經拍攝的影像。
本實用新型具有現有的數碼相機的所有的功能，并且可以快速準確地自動化 地用一部數碼相機拍攝立體照片。
圖1為本實用新型的結構原理仰視示意圖。 圖2為本實用新型的結構原理主視示意圖。 圖3為本實用新型的結構原理俯視示意圖。 圖4為本實用新型的結構原理右視示意圖。 圖5為本實用新型的結構原理左視示意圖。 圖6為本實用新型的結構原理后視示意圖。 圖7為本實用新型的結構原理立體分解示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖詳細描述本實用新型的實施方式。圖1至圖6分別為本實用新 型的結構原理的仰視、主視、俯視、右視、左視、后視示意圖。圖7為本實用 新型的立體分解示意圖。 一種數碼立體平面兩用相機，它由兩部分組成，其中 一個部分本身就是一部完整的數碼相機，這個部分在拍攝過程中相對于三腳架 或把持的手靜止，以下稱其為固定體l;在固定體1的快門按鈕的遠端接近被攝 物的一個下角有一個空位2，空位2中有一個盒體，這個部分在拍攝過程中可以 相對于三腳架或把持的手運動，以下稱其為活動體5。固定體1與活動體5用鉸 鏈25連接，活動體5可以繞鉸鏈25的軸26轉動一定角度。活動體5內只安裝一個與固定體1內安裝的有光路彎曲光學系統、可變焦的透鏡鏡筒完全相同的 透鏡鏡筒。在未拍攝時，固定體1上的透鏡鏡筒的物鏡3和活動體5上的透鏡
鏡筒的物鏡4共面，它們的入射光軸相互平行且都平行于固定體1底面，到固 定體1底面的距離相等，兩條入射光軸相距6-7厘米，鉸鏈25的軸26垂直于 兩條入射光軸所在的平面。
固定體1包括一個空位2、 一個透鏡鏡筒、自動對焦輔助光束發射器6、內 置閃光燈7、變焦桿8、快門按鈕9、模式選擇轉盤IO、電源、電源開關ll、電 子取景器12、狀態選擇器13、功能選擇器14、液晶顯示屏15、電池存儲卡艙 16、三腳架插孔17、主控中央處理器、數字圖像信號處理與壓縮器、模/數轉換 器、存儲器、高速緩沖內存、輸入輸出接口 18、相機帶扣19、固定體機殼、固 定體機架20、定位樁21、拉力彈簧22、槽23、鉸鏈25的一部分、鉸鏈25的 軸26、減速齒輪組27、使活動體5轉動的驅動電路和驅動電機28、齒輪29、 一個開口 32、其他各種按鈕、電路板及指示燈等。活動體5包括一個透鏡鏡筒、 活動體機殼、盒體伸出的臂24、鉸鏈25的一部分、齒環30、 一個開口31。每 個透鏡鏡筒均包括物鏡、直角棱鏡及光學透鏡組、光圈及驅動機構、快門及驅 動機構、變焦機構、調焦機構、低通濾波器、紅外截止濾光器、影像傳感器。
鉸鏈25的軸26穿過鉸鏈25在固定體1上的孔和活動體5伸出的臂24上的 孔，把固定體1和活動體5連接起來。固定體l上有一個開口 32，活動體5上 有一個開口31，撓性連帶33通過開口 32、 31連接固定體1與活動體5上的電 路。拍攝立體照片時，活動體5上的透鏡鏡筒像固定體1上的透鏡鏡筒一樣同 時同步地受主控中央處理器控制并向模/數轉換器及數字圖像信號處理器輸送 攝取的圖像。
在固定體1的一側有一個槽23，內置拉力彈簧22 。拉力彈簧22的兩端分 別與固定體1和活動體5固定連接。在本實用新型不拍攝立體照片時，拉力彈 簧22使活動體5緊靠在固定體1上的定位樁21上，并保持在這個位置上；在 本實用新型每拍攝完一幅立體照片之后，拉力彈簧22使活動體5恢復到緊靠在 固定體1的定位樁21上的位置。活動體5繞鉸鏈25的軸26轉動的角度就從這 個位置開始計算。
在活動體5的上方的固定體1內，裝置驅動電路、驅動電機28和減速齒輪 組27，減速齒輪組27的輸入齒輪與驅動電機28的齒輪29嚙合，減速齒輪組 27的輸出齒輪與活動體5上的齒環30嚙合。齒環30與鉸鏈25的軸26同軸。 齒環30在活動體5的上部與活動體5固定連接。在拍攝立體照片時，主控中央 處理器控制驅動電路和驅動電機28動作，使活動體5繞鉸鏈25的軸26轉動一 定角度。
活動體5繞鉸鏈25的軸26轉動的角度的自動調節是由固定體1上的透鏡鏡 筒、活動體5上的透鏡鏡筒、主控中央處理器、數字圖像信號處理與壓縮器、 驅動電路、驅動電機28共同完成的。物距、在未拍攝立體照片時兩個透鏡鏡筒 的入射光軸之間的距離與活動體5的轉角三者之間存在著函數關系，而未拍攝 立體照片時兩個透鏡鏡筒的入射光軸之間的距離是一定的，因此，物距決定了 活動體5的轉角。拍攝立體照片時，將固定體1的鏡頭對準被攝物，扳動變焦桿8，相機自動測光測距，根據測得的結果，分別為固定體l上的透鏡鏡筒和活 動體5上的透鏡鏡筒設置相同的光圈、快門、焦距，同時，主控中央處理器根
據獲得的物距參數控制驅動電路，再由驅動電機28推動活動體5旋轉合適的角 度，使活動體5的鏡頭也對準固定體1的鏡頭對準的被攝物。半按快門按鈕9， 兩個透鏡鏡筒同時調焦，在兩個透鏡鏡筒的影像傳感器分別形成被攝物的圖像， 主控中央處理器將這兩個圖像送入數字圖像信號處理與壓縮器，數字圖像信號 處理與壓縮器對兩幅圖像的中心區域進行對比，如果不一致，主控中央處理器 控制驅動電路、驅動電機28對活動體5轉動的角度進行微調，達到基本一致， 使活動體5轉動到位。此時，全按快門按鈕9 ，兩個透鏡鏡筒同時進行曝光， 分別在兩個透鏡鏡筒的影像傳感器里形成同一被攝物的有視差的圖像，將他們 先后送入數字圖像信號處理與壓縮器，數字圖像信號處理與壓縮器將兩幅圖像 組成一個影像對送入存儲器， 一幅立體照片拍攝完成。此后，活動體5回到緊 靠定位樁21的初始位置。準備下一次拍攝。
為了方便、快捷的進入不同的狀態，數碼立體平面兩用相機的狀態選擇器 13設三擋，即"立體攝影"狀態、"平面攝影"狀態、"播放"狀態。當狀態開 關鍵對準"立體攝影"時，該機就是數碼立體相機；當狀態開關鍵對準"平面 攝影"時，相機執行平面攝影程序，該機就是數碼平面相機；當狀態開關鍵對 準"播放"時，可以瀏覽、放大、檢視已經拍攝的影像。
拍攝立體照片的具體過程是首先，把狀態開關鍵對準"立體攝影"，選擇 模式，打開電源開關ll，選擇設置，使固定體1的鏡頭對準被攝物，扳動變焦桿
9，對焦，構圖，半按快門按鈕9，再按快門按鈕9到底，獲得一個影像對。為
了實現這樣的目的，拍立體照片主要的控制流程是選擇立體攝影狀態，選擇
模式，打開電源開關11，選擇設置，選景，手動變焦，影像傳感器獲取圖像，
數字圖像信號予處理，光圈快門調整，對焦粗略調整，活動體5粗略轉動，半 按快門按鈕9，光圈快門精確調整，調焦，活動體5轉動到位，快門按鈕按到底，
兩個透鏡鏡筒同時曝光，兩個圖像依次送入數字圖像信號處理與壓縮器，顯示
所拍圖像，認為滿意，圖像存儲，活動體5復位，準備下一次拍攝或停止。需 要說明的是，前述的"選擇立體攝影狀態"、"打開電源開關"、"選擇模式"、"選 擇設置"、"選景"、"手動變焦"、"半按快門按鈕"、"快門按鈕按到底"、"認為滿意" 等環節是人工控制，其它環節都是自動的；上述控制流程未寫出"選擇模式"、 "選擇設置"等的詳細控制流程。
前述提到了一些零部件，因為它們處于隱蔽處，或不是本實用新型公開的主 要問題，所以，沒有在附圖中畫出，或沒有完全在附圖中畫出。他們是固定 體1的機架、透鏡鏡筒、中央處理器、驅動電路、電源、主控中央處理器、模/ 數轉換器、數字圖像處理與壓縮器、高速緩沖內存、指示燈、存儲器等。鑒于 同樣的原因，還有一些零部件既沒有在附圖中畫出，也沒有寫出。在有相對轉 動且接觸的兩個零部件之間有軸承；撓性連帶33通過固定體1上與活動體5上 的兩個開口32、 31處有密封圈，本文未細述，也未在附圖中畫出。
當然，這里只公開并說明了被認為是本實用新型優選實施例的實施例，但毫 無疑問的應理解為在不脫離本實用新型的精神的情況下，可以容易地在形式或細節上進行修改和變更，因此意味著本實用新型不限于說明和例示的精確形式， 而是構成為涵蓋可能落入本實用新型所附權力要求范圍內的所有修改。
本實用新型可以快速準確地自動化地用一部數碼相機拍攝立體照片、平面照 片，可以瀏覽、放大、檢視已經拍攝的影像。可以對高速度運動的被攝物拍攝 立體照片，可以在黑暗中拍攝立體照片。
權利要求1.一種數碼立體平面兩用相機，其特征在于它由兩部分組成，其中一個部分本身就是一部完整的數碼相機，這個部分在拍攝過程中相對于三腳架或把持的手靜止，以下稱其為固定體(1)，在固定體(1)的快門按鈕的遠端接近被攝物的一個下角有一個空位(2)，空位(2)中有一個盒體，這個部分在拍攝過程中可以相對于三腳架或把持的手運動，以下稱其為活動體(5)，固定體(1)與活動體(5)用鉸鏈(25)連接，活動體(5)可以繞鉸鏈(25)的軸(26)轉動一定角度，活動體(5)內只安裝一個與固定體(1)內安裝的有光路彎曲光學系統、可變焦的透鏡鏡筒完全相同的透鏡鏡筒，在未拍攝時，固定體(1)上的透鏡鏡筒的物鏡(3)和活動體(5)上的透鏡鏡筒的物鏡(4)共面，它們的入射光軸相互平行且都平行于固定體(1)底面，到固定體(1)底面的距離相等，兩條入射光軸相距6-7厘，鉸鏈(25)的軸(26)垂直于兩條入射光軸所在的平面。
2. 按照權利要求1所述的數碼立體平面兩用相機，其特征在于所述固定體 (1)包括一個空位(2)、 一個透鏡鏡筒、自動對焦輔助光束發射器(6)、內置閃光燈(7)、變焦桿(8)、快門按鈕(9)、模式選擇轉盤(IO)、電源、電源開 關(11)、電子取景器(12)、狀態選擇器(13)、功能選擇器(14)、液晶顯示屏(15)、 電池存儲卡艙(16)、三腳架插孔(17)、主控中央處理器、數字圖像信號處理與 壓縮器、模/數轉換器、存儲器、高速緩沖內存、輸入輸出接口(18)、相機帶扣 (19)、固定體機殼、固定體機架(20)、定位樁(21)、拉力彈簧(22)、槽(23)、 鉸鏈(25)的一部分、鉸鏈(25)的軸(26)、減速齒輪組(27)、使活動體轉動的驅 動電路和驅動電機(28)、齒輪(29)、 一個開口 (32)、撓性連帶(33)、其他各 種按鈕、電路板及指示燈等，活動體(5)包括一個透鏡鏡筒、活動體機殼、盒 體伸出的臂(24)、鉸鏈(25)的一部分、齒環(30)、 一個開口 (31)。
3. 按照權利要求1所述的數碼立體平面兩用相機，其特征在于:所述鉸鏈(25) 的軸(26)穿過鉸鏈(25)在固定體(1)上的孔和在活動體(5)伸出的臂(24)上的 孔，把固定體(l)和活動體(5)連接起來，固定體(l)上有一個開口 (32)，活動 體(5)上有一個開口 (31)，撓性連帶(33)通過開口 (32)、 (31)連接固定體(1) 與活動體(5)的電路，拍攝立體照片時，活動體(5)上透鏡鏡筒像固定體(l) 上的透鏡鏡筒一樣同時同步地受主控中央處理器控制并向模/數轉換器及數字 圖像信號處理器輸送攝取的圖像。
4. 按照權利要求l所述的數碼立體平面兩用相機，其特征在于在所述固定 體(1)的一側有一個槽(23)，內置拉力彈簧(22),拉力彈簧(22)的兩端分別與 固定體(l)和活動體(5)固定連接，在本實用新型不拍攝立體照片時，拉力彈簧 (22)使活動體(5)緊靠在固定(1)上的定位樁(21)上，并保持在這個位置上，在 本實用新型每拍攝完一幅立體照片之后，拉力彈簧(22)使活動體(5)恢復到緊 靠在固定體(1)上的定位樁(21)上的位置，活動體(5)繞鉸鏈(25)的軸(26)轉動 的角度就從這個位置開始計算。'5.按照權利要求1所述的數碼立體平面兩用相機，其特征在于在所述活 動體(5)的上方的固定體(1)內，裝置驅動電路、驅動電機(28)和減速齒 輪組(27)，減速齒輪組(27)的輸入齒輪與驅動電機(28)的齒輪(29)嚙合， 減速齒輪組(27)的輸出齒輪與活動體(5)上的齒環(30)嚙合，齒環(30)與鉸鏈(25)的軸(26)同軸，齒環(30)在活動體(5)的上部與活動體(5)固定連 接，在拍攝立體照片時，主控中央處理器控制驅動電路和驅動電機(28)動作， 使活動體(5)繞鉸鏈(25)的軸(26)轉動一定角度。
專利摘要本實用新型由兩個部分組成，其中一個部分本身就是一部完整的數碼相機，這個部分在拍攝過程中相對于三腳架或把持的手靜止，以下稱其為固定體；在固定體的快門按鈕遠端接近被攝物的一個下角有一個空位，空位中有一個盒體，這個部分在拍攝過程中可以相對于三腳架或把持的手運動，以下稱其為活動體。活動體內只安裝一個與固定體內安裝的有光路彎曲光學系統、可變焦的透鏡鏡筒完全相同的透鏡鏡筒。固定體與活動體用鉸鏈連接，活動體可以繞鉸鏈的軸轉動一定角度。本實用新型可以快速準確地自動化地用一部數碼相機拍攝立體照片、平面照片，可以瀏覽、放大、檢視已經拍攝的影像。可以對高速度運動的被攝物拍攝立體照片，可以在黑暗中拍攝立體照片。
文檔編號G03B17/12GK201133998SQ200720309418
公開日2008年10月15日 申請日期2007年12月25日 優先權日2007年12月25日
發明者劉仁昌 申請人:劉仁昌