CN201233503Y - 数码立体相机 - Google Patents

Abstract

本实用新型由两个部分组成，其中一个部分本身就是一部完整的数码相机，这个部分在拍摄过程中相对于三脚架或把持的手静止，以下称其为固定体；在固定体的快门按钮远端接近被摄物的一个下角有一个空位，空位中有一个盒体，这个部分在拍摄过程中可以相对于三脚架或把持的手运动，以下称其为活动体。活动体内安装一个与固定体内安装的有光路弯曲光学***、可变焦的透镜镜筒完全相同的透镜镜筒。活动体可以绕下半轴和环形超声波电机的轴线转动一定角度。全按快门按钮，两个透镜镜筒同时进行曝光，分别在两个透镜镜筒的影像传感器里形成同一被摄物的有视差的图像。可以快速准确地拍摄立体照片。

Description

数码立体相机

技术领域

本实用新型涉及一种摄影器材，具体为一种数码立体相机。

背景技术

目前，人们获得立体影像的方法之一是获得一组影像对。该影像对是通过两部镜头中心距离与人的两眼间距相同的照相机，在相同焦距、光圈、快门的情况下，对准同一目标，同时曝光而获得的。将影像对冲印后，获得在一张图片上的并列的两幅影像，或获得在两张图片上两幅影像再并列放置。用专门的立体照片看片器观看它们，就能产生立体视觉效果。其原理是：前面提到的两个镜头，相当于人的两只眼睛，拍摄的瞬间获得的两幅影像，相当于左右两眼获得的影像，这两幅影像存在视差，再用左右两眼分别观看左右两幅影像时，经过人脑的分析、合成，形成立体视觉效果。

获得这样的影像对，大致有三种方法。一、用专用的双镜头或多镜头立体照相机。这种方法的优点是使用方便，效果完美，缺点是，这种照相机结构复杂，成本高昂，只适用于立体摄影，照片需要专门的冲印，因而限制了它的推广和普及。二、用两部相同的照相机相距6-7厘米同时拍摄同一景物。这两部照相机被安装在一个特殊的支架上，用相同的光圈、快门、焦距，同时曝光，在两部照相机里各获得一个影像底片。如果用两部数码相机拍摄，制备电子底片、冲印都不在需要其他的专用工艺和设备，只需要现有的普通电脑、图像处理软件和冲印设备就可以得到立体照片。使用这种支架不仅可以拍摄静止物体，而且可以拍摄运动物体。其缺点是，现有的技术提供的支架，结构不够简单，功能尚不完善。三、用一部照相机，第一次拍摄后，在不改变光圈、快门、焦距的情况下，平移6-7厘米，进行第二次拍摄。这种方法可以通过手持相机一次拍摄后快速平移6-7厘米再拍摄一次的方法实现。也可以将相机安装在有轨道的支架上，让相机在轨道上拍摄一次后，平移6-7厘米，再拍摄一次，从而获得两幅有视差的影像底片，这种方法简单易行，适合拍摄静物，只需一部照相机和简单装置。但缺点是只能拍摄静止物体，不宜拍摄运动物体，而且，因为不是同时曝光，精确性欠佳。人的两只眼睛看同一个物体时，一只眼睛的光轴与另一只眼睛的光轴形成一个微小的夹角。目前的立体摄影技术都没有很好地解决模拟这个微小的夹角的问题，需要加以解决。立体照片可以给人们带来很大的视觉愉悦，立体摄影也会引起人们很大的兴趣和爱好，但是，设备造价高，技术复杂，照片成本高，从根本上限制了立体摄影事业的发展。现有的电子技术和数码相机技术为立体摄影技术发展作好了技术准备，特别是潜望镜式镜头的使用大大的缩小了相机的体积。例如，申请号为200610059140.1的透镜镜筒、申请号为200580032087.x的透镜镜筒以及备有透镜镜筒的摄像装置、照相机、携带器具、申请号为200310101550.4的透镜筒公开了具有光路弯曲光学***的透镜镜筒技术。采用双层结构装载2个弯曲光学***镜头和2个CCD感光元件的柯达双镜头数码照相机已经面世。只需要把现有的电子技术和数码相机技术向前推经一步，就可以开发一种数码立体相机，从而把立体摄影技术变成人人可以掌握和使用的技术，人们像使用傻瓜相机和数码相机一样，使用数码立体相机就可以进行立体摄影，获得立体照片。申请号为2007203094186的数码立体平面两用相机就是这样一种装置。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种数码立体相机，能够方便、快速、准确的拍摄立体照片。

为了解决上述技术问题，本实用新型由两部分组成，其中一个部分本身就是一部完整的具有潜望镜式镜头的透镜镜筒的数码相机，这个部分在拍摄过程中相对于三脚架或把持的手静止，以下称其为固定体；在固定体的快门按钮远端接近被摄物的一个下角有一个空位，空位中有一可以转动的盒体，盒体内有一个潜望镜式镜头的透镜镜筒，这个部分在拍摄过程中可以相对于三脚架或把持的手运动，以下称其为活动体。活动体内安装一个与固定体内安装的有光路弯曲光学***、可变焦的透镜镜筒完全相同的透镜镜筒。环形超声波电机的动子固定在活动体的上部，环形超声波电机的定子固定在固定体上，活动体可以绕下半轴的轴线和环形超声波电机的轴线转动一定角度。在未拍摄立体照片时，两个透镜镜筒的物镜共面，两条入射光轴相互平行且都平行于固定体底面，到固定体底面的距离相等，两条入射光轴相距6-7厘米，活动体的下半轴的轴线和环形超声波电机的轴线共线且垂直于两条入射光轴所在的平面。固定体包括一个透镜镜筒、一个空位、自动对焦辅助光束发射器、内置闪光灯、变焦杆、快门按钮、模式选择转盘、电源、电源开关、电子取景器、状态选择器、功能选择器、液晶显示屏、电池存储卡舱、三脚架插孔、主控中央处理器、数字图像信号处理与压缩器、模/数转换器、固定体机壳、固定体机架、定位桩、存储器、高速缓冲内存、输入输出接口、相机带扣、活动体上安装板、环形超声波电机定子、活动体下安装板、活动体下半轴的轴孔、其他各种按钮、电路板及指示灯。活动体包括一个透镜镜筒、活动体机壳、一个管道、环形超声波电机动子、下半轴。每个透镜镜筒包括物镜、直角棱镜及光学透镜组、光圈及驱动机构、快门及驱动机构、调焦机构、变焦机构、低通滤波器、红外截止滤光器、影像传感器。活动体上有一个管道，挠性连带通过这个管道连接固定体与活动体上的电路。拍摄立体照片时，活动体上的透镜镜筒像固定体上的透镜镜筒一样同时同步地受主控中央处理器控制并向模/数转换器及数字图像信号处理器输送摄取的图像。

有了这样的数码立体相机，就可以进行立体摄影。拍摄立体照片时，将固定体的镜头对准被摄物，扳动变焦杆，相机自动测光测距，根据测量结果，分别为固定体上的透镜镜筒和活动体上的透镜镜筒设置相同的光圈、快门和焦距，同时，主控中央处理器根据测得的物距，控制环形超声波电机，使活动体转动一定角度，使活动体的镜头也对准固定体的镜头对准的被摄物。半按快门按钮，两个透镜镜筒同时调焦，在两个透镜镜筒的影像传感器里分别形成同一被摄物的图像，主控中央处理器将这两个同一被摄物的图像送入数字图像信号处理与压缩器，数字图像信号处理与压缩器对两幅图像的中心区域进行对比，如果不一致，主控中央处理器控制环形超声波电机对活动体转动的角度进行微调，达到基本一致，使活动体转动到位。此时，全按快门按钮，两个透镜镜筒同时进行曝光，分别在两个透镜镜筒的影像传感器里形成同一被摄物的有视差的图像，将它们先后送入数字图像信号处理与压缩器，数字图像信号处理与压缩器将这两幅图像组成一个影像对送入存储器。

拍摄立体照片主要的操作过程是这样的：首先，把状态开关键对准“立体摄影”，打开电源开关，使固定体的镜头对准被摄景物，相机自动进行粗略对焦、调焦、测光测距；扳动变焦杆，对焦，构图；半按快门按钮，相机自动进行精确对焦、调焦、活动体的镜头精确对准固定体的镜头对准的被摄物；按压照相机快门到底，曝光，获得一个影像对。

当状态开关键对准“平面摄影”时，本实用新型执行数码平面相机的程序，只使用固定体上的透镜镜筒，不使用活动体上的透镜镜筒，可以拍摄平面照片；当把状态开关键对准“播放”时，打开电源开关，可以进行浏览、放大、检视已经拍摄的影像。

本实用新型具有现有的数码相机的所有的功能，并且可以快速准确地用一部数码相机拍摄立体照片。

附图说明

图1为本实用新型的结构原理仰视示意图。

图2为本实用新型的结构原理主视示意图。

图3为本实用新型的结构原理俯视示意图。

图4为本实用新型的结构原理右视示意图。

图5为本实用新型的结构原理左视示意图。

图6为本实用新型的结构原理后视示意图。

图7为本实用新型的结构原理立体分解示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细描述本实用新型的实施方式。图1至图6分别为本实用新型的结构原理的仰视、主视、俯视、右视、左视、后视示意图。图7为本实用新型的立体分解示意图。一种数码立体相机，它由两部分组成，其中一个部分本身就是一部完整的数码相机，这个部分在拍摄过程中相对于三脚架或把持的手静止，以下称其为固定体1；在固定体1的快门按钮的远端接近被摄物的一个下角有一个空位2，空位2中有一个盒体，这个部分在拍摄过程中可以相对于三脚架或把持的手运动，以下称其为活动体5。环形超声波电机的动子24固定在活动体5的上部，环形超声波电机的定子22与安装板20固定连接，活动体5可以绕活动体下半轴27和环形超声波电机的轴线转动一定角度。活动体5内安装一个与固定体1内安装的有光路弯曲光学***、可变焦的透镜镜筒完全相同的透镜镜筒。在未拍摄时，固定体1上的透镜镜筒的物镜3和活动体5上的透镜镜筒的物镜4共面，它们的入射光轴相互平行且都平行于固定体1底面，到固定体1底面的距离相等，两条入射光轴相距6-7厘米，环形超声波电机的轴线与活动体下半轴27的轴线共线且垂直于两条入射光轴所在的平面。

固定体1包括一个空位2、一个透镜镜筒、自动对焦辅助光束发射器6、内置闪光灯7、变焦杆8、快门按钮9、模式选择转盘10、电源、电源开关11、电子取景器12、状态选择器13、功能选择器14、液晶显示屏15、电池存储卡舱16、三脚架插孔17、主控中央处理器、数字图像信号处理与压缩器、模/数转换器、存储器、高速缓冲内存、输入输出接口18、相机带扣19、固定体机壳、定位桩21、环形超声波电机定子22、安装板20、安装板25、轴孔26、螺钉孔28、三脚架插孔座的孔29、其他各种按钮、电路板及指示灯。活动体5包括一个透镜镜筒、活动体机壳、环形超声波电机的动子24、一个管道23、活动体下半轴27。每个透镜镜筒均包括物镜、直角棱镜及光学透镜组、光圈及驱动机构、快门及驱动机构、变焦机构、调焦机构、低通滤波器、红外截止滤光器、影像传感器。

活动体5被安装在安装板20和安装板25之间。环形超声波电机的定子22与固定体1上的安装板20固定连接，环形超声波电机的动子24与活动体5固定连接，安装板25上有一个轴孔26，活动体下半轴27***轴孔26中。螺钉穿过螺钉孔28把安装板25固定在固定体1上。在环形超声波电机的动子24的中央有一个管道23，挠性连带穿过管道23连接固定体1与活动体5上的电路。拍摄立体照片时，活动体5上的透镜镜筒像固定体1上的透镜镜筒一样同时同步地受主控中央处理器控制并向模/数转换器及数字图像信号处理器输送摄取的图像。

在固定体1上有两个定位桩21。在本实用新型不拍摄立体照片时，活动体5紧靠在固定体1上的定位桩21上，并保持在这个位置上；在本实用新型每拍摄完一幅立体照片之后，环形超声波电机使活动体5恢复到紧靠在固定体1的定位桩21上的位置。活动体5转动的角度就从这个位置开始计算。

活动体5可在主控中央处理器控制下，由驱动电路、环形超声波电机驱动而转动一定角度。活动体5绕环形超声波电机的轴线和下半轴27的轴线转动的角度的自动调节是由固定体1上的透镜镜筒、活动体5上的透镜镜筒、主控中央处理器、数字图像信号处理与压缩器、环形超声波电机共同完成的。物距、在未拍摄立体照片时两个透镜镜筒的入射光轴之间的距离与活动体5的转角三者之间存在着函数关系，而未拍摄立体照片时两个透镜镜筒的入射光轴之间的距离是一定的，因此，物距决定了活动体5的转角。拍摄立体照片时，将固定体1的镜头对准被摄物，扳动变焦杆8，相机自动测光测距，根据测得的结果，分别为固定体1上的透镜镜筒和活动体5上的透镜镜筒设置相同的光圈、快门、焦距，同时，主控中央处理器根据获得的物距参数控制驱动电路，再由环形超声波电机推动活动体5旋转合适的角度，使活动体5的镜头也对准固定体1的镜头对准的被摄物。半按快门按钮9，两个透镜镜筒同时调焦，在两个透镜镜筒的影像传感器分别形成被摄物的图像，主控中央处理器将这两个图像送入数字图像信号处理与压缩器，数字图像信号处理与压缩器对两幅图像的中心区域进行对比，如果不一致，主控中央处理器控制驱动电路、环形超声波电机对活动体5转动的角度进行微调，达到基本一致，使活动体5转动到位。此时，全按快门按钮9，两个透镜镜筒同时进行曝光，分别在两个透镜镜筒的影像传感器里形成同一被摄物的有视差的图像，将他们先后送入数字图像信号处理与压缩器，数字图像信号处理与压缩器将两幅图像组成一个影像对送入存储器，一幅立体照片拍摄完成。此后，活动体5回到紧靠定位桩21的初始位置。准备下一次拍摄。

为了方便、快捷的进入不同的状态，数码立体相机的状态选择器13设三挡，即“立体摄影”状态、“平面摄影”状态、“播放”状态。当状态开关键对准“立体摄影”时，该机就是数码立体相机；当状态开关键对准“平面摄影”时，相机执行平面摄影程序，该机就是数码平面相机；当状态开关键对准“播放”时，可以浏览、放大、检视已经拍摄的影像。

拍摄立体照片的具体过程是：首先，把状态开关键对准“立体摄影”，选择模式，打开电源开关11，选择设置，使固定体1的镜头对准被摄物，扳动变焦杆9，对焦，构图，半按快门按钮9，再按快门按钮9到底，获得一个影像对。为了实现这样的目的，拍立体照片主要的控制流程是：选择立体摄影状态，选择模式，打开电源开关11，选择设置，选景，手动变焦，影像传感器获取图像，数字图像信号予处理，光圈快门调整，对焦粗略调整，活动体5粗略转动，半按快门按钮9，光圈快门精确调整，调焦，活动体5转动到位，快门按钮按到底，两个透镜镜筒同时曝光，两个图像依次送入数字图像信号处理与压缩器，显示所拍图像，认为满意，图像存储，活动体5复位，准备下一次拍摄或停止。需要说明的是，前述的“选择立体摄影状态”、“打开电源开关”、“选择模式”、“选择设置”、“选景”、“手动变焦”、“半按快门按钮”、“快门按钮按到底”、“认为满意”等环节是人工控制，其它环节都是自动的；上述控制流程未写出“选择模式”、“选择设置”等的详细控制流程。

前述提到了一些零部件，因为它们处于隐蔽处，或不是本实用新型公开的主要问题，所以，没有在附图中画出，或没有完全在附图中画出。他们是：固定体1的机架、透镜镜筒、中央处理器、驱动电路、电源、主控中央处理器、模/数转换器、数字图像处理与压缩器、高速缓冲内存、指示灯、存储器。鉴于同样的原因，还有一些零部件既没有在附图中画出，也没有写出。在有相对转动且接触的两个零部件之间有轴承；挠性连带通过活动体5上的管道23处有密封圈；活动体下半轴27***轴孔26的部分的直径小于未***轴孔26的部分的直径，本文未细述，也未在附图中画出。

当然，这里只公开并说明了被认为是本实用新型优选实施例的实施例，但毫无疑问的应理解为在不脱离本实用新型的精神的情况下，可以容易地在形式或细节上进行修改和变更，因此意味着本实用新型不限于说明和例示的精确形式，而是构成为涵盖可能落入本实用新型所附权力要求范围内的所有修改。

本实用新型可以快速准确地用一部数码相机拍摄立体照片、平面照片，可以浏览、放大、检视已经拍摄的影像。可以对高速度运动的被摄物拍摄立体照片，可以在黑暗中拍摄立体照片。

Claims (3)

1.一种数码立体相机，它由两部分组成，其中一个部分本身就是一部完整的数码相机，这个部分在拍摄过程中相对于三脚架或把持的手静止，以下称其为固定体(1)，在固定体(1)的快门按钮的远端接近被摄物的一个下角有一个空位(2)，空位(2)中有一个盒体，这个部分在拍摄过程中可以相对于三脚架或把持的手运动，以下称其为活动体(5)，其特征在于：环形超声波电机的动子(24)固定在活动体(5)的上部，环形超声波电机的定子(22)与安装板(22)固定连接，活动体(5)可以绕活动体下半轴(27)的轴线和环形超声波电机的轴线转动一定角度，活动体(5)内安装一个与固定体(1)内安装的有光路弯曲光学***、可变焦的透镜镜筒完全相同的透镜镜筒，在未拍摄时，固定体(1)上的透镜镜筒的物镜(3)和活动体(5)上的透镜镜筒的物镜(4)共面，它们的入射光轴相互平行且都平行于固定体(1)底面，到固定体(1)底面的距离相等，两条入射光轴相距6-7厘米，环形超声波电机的轴线与活动体下半轴(27)的轴线共线且垂直于两条入射光轴所在的平面。

2.按照权利要求1所述的数码立体相机，其特征在于：所述固定体(1)包括一个空位(2)、一个透镜镜筒、自动对焦辅助光束发射器(6)、内置闪光灯(7)、变焦杆(8)、快门按钮(9)、模式选择转盘(10)、电源、电源开关(11)、电子取景器(12)、状态选择器(13)、功能选择器(14)、液晶显示屏(15)、电池存储卡舱(16)、三脚架插孔(17)、主控中央处理器、数字图像信号处理与压缩器、模/数转换器、存储器、高速缓冲内存、输入输出接口(18)、相机带扣(19)、固定体机壳、定位桩(21)、环形超声波电机定子(22)、安装板(20)、安装板(25)、轴孔(26)、螺钉孔(28)、三脚架插孔座的孔(29)、其他各种按钮、电路板及指示灯，活动体(5)包括一个透镜镜筒、活动体机壳、环形超声波电机的动子(24)、一个管道(23)、活动体下半轴(27)，每个透镜镜筒均包括物镜、直角棱镜及光学透镜组、光圈及驱动机构、快门及驱动机构、变焦机构、调焦机构、低通滤波器、红外截止滤光器、影像传感器。

3.按照权利要求1所述的数码立体相机，其特征在于：所述活动体(5)被安装在安装板(20)和安装板(25)之间，环形超声波电机的定子(22)与安装板(20)固定连接，环形超声波电机的动子(24)与活动体(5)固定连接，安装板(25)上有一个轴孔(26)，下半轴(27)***轴孔(26)中，螺钉穿过螺钉孔(28)把安装板(25)固定在固定体(1)上，在环形超声波电机的动子(24)的中央有一个管道(23)，挠性连带穿过管道(23)连接固定体(1)与活动体(5)上的电路，拍摄立体照片时，活动体(5)上透镜镜筒像固定体(1)上的透镜镜筒一样同时同步地受主控中央处理器控制并向模/数转换器及数字图像信号处理器输送摄取的图像。

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