DE19829645C2 - Stereokamera - Google Patents
StereokameraInfo
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- G03B35/08—Stereoscopic photography by simultaneous recording
- G03B35/10—Stereoscopic photography by simultaneous recording having single camera with stereoscopic-base-defining system
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stereokamera,
bei der der Abstand zwischen den optischen Achsen zweier
Objektive einstellbar ist, und diese Einstellung mit der
Entfernungseinstellung bzw. Scharfeinstellung mit gekoppelt ist.
Bei einer Stereokamera werden gleichzeitig zwei Teile eines Bildes mit einem
rechten und linken Objektiv aufgenommen, wobei der Abstand zwischen den
optischen Achsen der beiden Objektive im allgemeinen konstant ist. Bei einer
Stereokamera dieser Bauart mit konstantem Abstand zwischen den optischen
Achsen treten wie in den Fig. 20(L) und 20(R), der Anschaulichkeit halber
übertrieben dargestellt, nicht überlappende Bereiche (a-b, c-d) an den äußeren
Seiten des überlappenden Bereichs (b-c) des rechten und linken Bildes R und L
auf. Dieser Effekt beruht auf der Parallaxe der beiden Objektive. Außerdem tritt im
Nahaufnahmebereich ein Versatz der Position des abgebildeten Objekts auf dem
rechten und linken fotografierten Bild auf, wobei sich die beiden Abbilder einander
annähern.
Die nicht überlappenden Bereiche (a-b, c-d) sind die Bereiche, die kein Stereobild
erzeugen. Wenn die beiden Bilder mittels eines Stereobildbetrachters angeschaut
werden, überlappen sich die Bilder an den Grenzen des überlappenden Bereiches,
nicht wie in Fig. 21 dargestellt ist, was sich beim Betrachten des erzeugten
Stereobildes störend auswirkt. Außerdem erscheint ein Stereoabbild eines
Objektes mit geringerer Entfernung als die Entfernung, auf die scharfgestellt
wurde, vor dem Stereofenster (das imaginäre Fenster, in dem das rechte und linke
Bild in Übereinstimmung sind und als ein Bild mit dreidimensionaler Wirkung
erscheinen). Das wirkt unnatürlich. Die Stereobilder, die mit einer derartigen
herkömmlichen Stereokamera aufgenommen sind, haben die vorstehenden
Mängel.
Um die vorstehenden Mängel zu beheben, wurde daher versucht, die
nichtüberlappenden Bereiche (a-b, c-d) des rechten und linken Bildfensters mittels
Stereobildrahmen mit Fenstern geringerer Breite als die Breite der Bilder auf dem
Film abzublenden, und es wurde versucht, den perspektivischen Eindruck zu
korrigieren, indem der Abstand zwischen dem rechten und linken Bild eingestellt
wurde. Das vorstehende Korrekturverfahren ist jedoch schwierig durchzuführen, da
ein geeigneter Abblendbetrag und geeignete transversale Positionen der Bilder
bezüglich der Fenster des Bildrahmens zu bestimmen sind, und außerdem geht
durch die Abblendung ein großer Teil des Bildes verloren.
Das vorstehende Problem, das durch den Unterschied der Gesichtsfelder des
rechten und linken Objektivs verursacht wird, kann behoben werden, indem die
Gesichtsfelder durch Einstellung des Abstandes zwischen den optischen Achsen
des rechten und linken Objektivs korrigiert werden. Es existieren herkömmliche
Stereokameras, die es ermöglichen, den Abstand zwischen den optischen Achsen
unabhängig von der Entfernungseinstellung manuell vorzunehmen. Andererseits
existieren Stereokameras, bei denen eine Mechanik zur Einstellung des Abstands
zwischen den optischen Achsen der beiden Objektive mit einer Mechanik zur
Entfernungseinstellung gekoppelt ist. Mit der Stereokamera, bei der der Abstand
zwischen den optischen Achsen der Objektive manuell eingestellt wird, kann der
Abstand zwischen den optischen Achsen der Objektive auf einen optimalen Wert
eingestellt werden, der von der Entfernung des Hauptobjekts und von der
Entfernung zwischen dem Hauptobjekt und anderen Objekten abhängt. Dies
erfordert jedoch eine äußerst schwierige und sorgfältige Handhabung, um die
Entfernung und den Abstand zwischen den optischen Achsen der Objektive
unabhängig voneinander einzustellen. Mit einer derartigen Stereokamera können
zwar Panoramafotografien und Stilleben ohne größere Schwierigkeiten fotografiert
werden, jedoch ist eine derartige Kamera für die Aufnahme von Schnappschüssen
ungeeignet. Außerdem besteht die Gefahr, daß der Fotograf den Abstand
zwischen den optischen Achsen falsch einstellt, wenn er nicht mit der Bedienung
und Funktionsweise der Einstellmechanik des Abstands zwischen den optischen
Achsen vertraut ist, die in keinem Fall leicht handhabbar ist. Demzufolge ist die
Stereokamera mit der automatischen Einstellung des Abstandes der optischen
Achsen eher geeignet auch von Nichtspezialisten verwendet zu werden, als die
Stereokamera mit der manuell zu bedienenden Mechanik für die Einstellung des
Abstands zwischen den optischen Achsen der beiden Objektive.
Die herkömmliche automatische Mechanik zur Einstellung des Abstands zwischen
den optischen Achsen der Objektive ist derart ausgebildet, daß die Gesichtsfelder
des rechten und linken Objektivs jederzeit bei jeder Entfernungseinstellung und
Brennweite in Übereinstimmung gebracht sind, und daß die Mechanik zur
automatischen Einstellung des Abstandes zwischen den optischen Achsen
automatisch mit der Entfernungseinstellung (Brennweite bzw. Scharfeinstellung)
gekoppelt ist, um so einen konstanten Effekt für die Korrektur des Abstands
zwischen den optischen Achsen zu erzielen. Unter der Annahme, daß das Objektiv
durch eine dünne Linse gegeben ist, und
Brennweite der Linse: f
Abstand des Objekts zum Hauptpunkt der Linse: L
Abstand des Brennpunkts der Linse und Bildposition: Δif ergibt sich
Brennweite der Linse: f
Abstand des Objekts zum Hauptpunkt der Linse: L
Abstand des Brennpunkts der Linse und Bildposition: Δif ergibt sich
Δif = f2/(L - f) (1).
Dabei ist der Abstand zwischen Hauptpunkt der Linse und Oberfläche des Films
gegeben durch f + Δif.
Fig. 22 zeigt die Positionen der Verschiebung der Hauptpunkte der Objektive bei
Scharfeinstellung (Brennpunktdistanz), um die Gesichtsfelder des rechten und
linken Objektivs in Übereinstimmung zu bringen. Der Mittelpunktsabstand zwischen
dem rechten und linken Bild der Stereokamera sei mit P gekennzeichnet; damit ist
der Verschiebungsbetrag Sl des rechten und linken Objektivs, um die Gesichtsfelder
des rechten und linken Objektivs bei Scharfeinstellung (Brennpunktdistanz)
miteinander in Übereinstimmung zu bringen, durch die nachstehende Gleichung
gegeben.
Sl = (P/2) × (f + Δif)/(L + f + Δif) (2)
Die Tabelle von Fig. 23 gibt die Beziehung zwischen den Verschiebungsbeträgen Δif
der Objektive parallel zu den optischen Achsen und den Verschiebungsbeträgen Sl
senkrecht zu den optischen Achsen gemäß der vorstehenden Gleichung bei einer
Brennweite von 36 mm der Objektive und einem Mittelpunktsabstand P zwischen
dem rechten und linken Bild von 66 mm an. Wenn das rechte und linke Objektiv mit
dem Verschiebungsbetrag Sl aufeinander zu bewegt werden, nimmt dabei der
Abstand L des Objekts, auf das scharfgestellt ist, ab, und die Positionen der
Bewegung der Hauptpunkte der Objektive beschreiben eine Kurve, und die
Gesichtsfelder des rechten und linken Objektivs sind bei Scharfeinstellung
(Brennpunktdistanz) jederzeit in Übereinstimmung. Eine derartige herkömmliche
Mechanik, bei der die Verschiebung der optischen Achsen in Abhängigkeit der
Entfernungseinstellung durch die Tangente an die obige Gleichung (2) im Punkt der
kleinsten Aufnahmeentfernung gegeben ist, ist aus DE 196 34 631 C1 bekannt.
Die herkömmliche Mechanik zur automatischen Einstellung des Abstands zwischen
den optischen Achsen ist derart ausgebildet, daß die Hauptpunkte der Objektive auf
Positionen bewegt werden, die durch die vorstehende Gleichung gegeben sind.
Hierbei werden eine Nocke, eine Führungsschiene oder ähnliche Mittel verwendet,
wobei die Entfernungseinstellung mit der Einstellung des Abstandes zwischen den
optischen Achsen gekoppelt ist. In der Praxis wird jedoch in vielen Fällen ein
befriedigender Effekt durch die Korrektur des Abstands der optischen Achsen nicht
erzielt.
Dieses Problem rührt daher, daß selten alle Objekte eines Bildes in der Entfernung
angeordnet sind, auf die scharfgestellt wurde, und in vielen Fällen Objekte mit
zahlreichen verschiedenen Entfernungen auftreten. Wenn beispielsweise ein
Panorama fotografiert wird, wobei die Entfernung auf unendlich eingestellt ist,
existieren in vielen Fällen einige Objektive vor dem Objekt das im Unendlichen fliest.
Bei Aufnahmen im Nahaufnahmebereich, beispielsweise bei der Aufnahme von
Blumen in einem Garten von schräg oben, enthält das Bild Blumen vor den in der
Bildmitte angeordneten Blumen, auf die scharfgestellt ist. Wenn ein Portrait von
vorne fotografiert wird, bei dem auf die Augen eines menschlichen Modells
scharfgestellt ist, ist die Nase des Modells in geringerer Entfernung angeordnet als
die Entfernung, auf die scharfgestellt ist.
Bei einem Stereobild, bei dem das Objekt, das die Übereinstimmung des rechten
und linken Bildes stark beeinträchtigt, eine geringere Entfernung hat, als das Objekt,
auf das scharfgestellt ist, wird das Stereoabbild des Objekts mit der näheren
Entfernung vor den Stereobildfenstern erzeugt und erscheint unnatürlich. Um diese
Beeinträchtigung zu korrigieren, ist es notwendig, die äußeren seitlichen Bereiche
des rechten und linken Bildes beim Rahmen der Bilder in gleicher Weise wie bei
herkömmlichen Stereokameras abzublenden, um den perspektivischen Eindruck
durch Einstellung des Abstands zwischen dem rechten und linken Bild zu
korrigieren. Deswegen ist die Wirkung der herkömmlichen Mechanik zur
automatischen Einstellung des Abstands zwischen den optischen Achsen niemals
perfekt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Stereokamera bereitzustellen,
die mit einer handhabbaren Funktion zur Einstellung des Abstands zwischen den
optischen Achsen ausgestattet ist, sodaß Stereobilder mit optimalen Stereoeffekt
leicht von jedermann aufgenommen werden können.
Die Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche 1
bis 3 gelöst. Vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung sind in den
Unteransprüchen und/oder der nachfolgenden Beschreibung erwähnt.
Eine erfindungsgemäße Stereokamera ist außerdem insbesondere mit einer
Mechanik zur automatischen Einstellung des Abstands zwischen den optischen
Achsen ausgestattet, wobei zwei Objektive auf unabhängigen Objektivträgern
angeordnet sind. Der Abstand zwischen dem rechten und linken Objektivträger ist
veränderbar und mit der Vor- und Zurückbewegung der Objektivträger für die
Entfernungseinstellung gekoppelt. Der Abstand zwischen den optischen Achsen der
beiden Objektive wird in Abhängigkeit der Entfernungseinstellung (Brennpunkt oder
Scharfeinstellung) korrigiert, wobei die Positionen der Verschiebung der beiden
Objektive rechts/links-symmetrische gerade Linien darstellen. Die rechts/links-
symmetrischen geraden Linien verbinden die Positionen bei denen der Abstand
zwischen den optischen Achsen der beiden Objektive, bei Entfernungseinstellung
auf unendlich schmäler ist, als der Mittelpunktsabstand zwischen dem rechten und
linken zu fotografierenden Bild oder vorzugsweise verbinden die rechts/links-
symmetrischen Geraden die Positionen innerhalb eines Abstandsbereichs zwischen
den optischen Achsen, bei denen die Gesichtsfelder der beiden Objektive bei einer
Objektentfernung von 2 bis 3 m vor den Hauptpunkten der Objektive in Richtung der
optischen Achsen in Übereinstimmung gebracht sind, mit den Positionen des
Abstandes zwischen den optischen Achsen, bei denen die Gesichtsfelder der
beiden Objektive bei der kürzesten Entfernungseinstellung oder bei Einstellungen in
der Nähe der kürzesten Entfernungseinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
Die vorliegende Erfindung stellt insbesondere außerdem eine Stereokamea bereit,
bei der die beiden Objektive auf rechts/links-symmetrischen Bogenlinien (arcs)
verschoben werden, die durch die Positionen führen, bei denen der Abstand
zwischen den optischen Achsen der beiden Objektive bei einer
Entfernungseinstellung auf unendlich schmäler ist als der Mittelpunktsabstand
zwischen dem rechten und linken Bild oder vorzugsweise durch die Positionen
innerhalb eines Abstandsbereichs der optischen Achsen führen, bei dem die
Gesichtsfelder der beiden Objektive bei einer Objektentfernung von 2 bis 3 m vor
den Hauptpunkten der Objektive entlang der optischen Achsen in Übereinstimmung
gebracht sind, und die rechts/links-symmetrischen Bogenlinien führen durch die
Positionen des Abstands zwischen den optischen Achsen, bei denen die
Gesichtsfelder der beiden Objektive bei kürzester Entfernungseinstellung in
Übereinstimmung gebracht sind oder durch die Positionen, bei denen der Abstand
zwischen den
optischen Achsen leicht geringer ist als der Abstand zwischen den optischen
Achsen, bei dem Gesichtsfelder bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung sind.
Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen
beschrieben, die in schematischen Zeichnungen dargestellt sind. Hierzu zeigt:
Fig. 1 eine graphische Darstellung einer geradlinigen Verschiebung
der Objektive gemäß einer ersten Ausführung der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 2 eine graphische Darstellung einer weiteren geradlinigen Ver
schiebung der Objektive gemäß der ersten Ausführung der
vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 eine graphische Darstellung des erlaubten Bereichs, inner
halb dem eine geradlinige Verschiebung der Objektive
gemäß der ersten Ausführung der vorliegenden Er
findung ausgewählt werden darf;
Fig. 4 eine graphische Darstellung einer Bogenlinie der Ver
schiebung der Objektive gemäß einer zweiten Ausführung
der vorliegenden Erfindung;
Fig. 5 eine graphische Darstellung des erlaubten Bereichs für
die Auswahl der Bogenlinie der Verschiebung der
Objektive gemäß der zweiten Ausführung der vor
liegenden Erfindung;
Fig. 6 eine graphische Darstellung einer Bogenlinie der Ver
schiebung der Objektive gemäß der zweiten Aus
führung der vorliegenden Erfindung,
Fig. 7 eine graphische Darstellung zur Erläuterung der
Berechnung von Koordinaten von Objektivpositionen
auf einer Bogenlinie;
Fig. 8 eine Tabelle mit Positionen der Bogenlinie der Ver
schiebung von Fig. 6 mit Zahlenwerten;
Fig. 9 eine Explosionsdarstellung einer Mechanik zur gerad
linigen Verschiebung zur automatischen Einstellung
des Abstandes zwischen den optischen Achsen gemäß
der ersten Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 10 einen Schnitt durch eine Stereokamera mit linearer
Verschiebung der optischen Achsen;
Fig. 11 eine graphische Darstellung des Aufbaus eines Suchers
der Stereokamera von Fig. 10;
Fig. 12 eine graphische Darstellung des Aufbaus einer Mechanik
zur automatischen Einstellung des Abstands zwischen
den optischen Achsen der Stereokamera von Fig. 10;
Fig. 13 eine graphische Darstellung des Aufbaus zur
automatischen Einstellung des Abstands zwischen den
optischen Achsen, wobei die Objektive auf einer Bogen
linie verschoben werden;
Fig. 14 einen senkrechten Schnitt durch den Aufbau der
Kopplung eines Objektivträgers mit dem Kamera
aufbau von Fig. 13;
Fig. 15 einen Schnitt einer Stereokamera mit Verschiebung
der Objektive auf einer Bogenlinie;
Fig. 16(L) und 16(R) graphische Darstellungen des Aufbaus der parallelen
Kopplungsmechanik der Stereokamera von Fig. 15;
Fig. 17 einen Schnitt durch eine Stereokamera, bei der die
Objektive auf einer Bogenlinie verschoben werden
gemäß einer weiteren Ausführung der vorliegenden
Erfindung;
Fig. 18(L) und 18(R) graphische Darstellungen des Aufbaus der parallelen
Kopplungsmechanik der Stereokamera von Fig. 17;
Fig. 19 einen Schnitt einer Stereokamera, bei der die Objektive
auf einer Bogenlinie verschoben werden, gemäß einer
weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung;
Fig. 20(L) und 20(R) graphische Darstellungen von Bildern, die mit einer
herkömmlichen Stereokamera fotografiert sind;
Fig. 21 eine graphische Darstellung des Bildverlustes bei
Bildern, die mit einer herkömmlichen Stereokamera
aufgenommen wurden;
Fig. 22 eine graphische Darstellung der Verschiebungs
linie von Objektiven, wenn die Gesichtsfelder bei
Scharfeinstellung miteinander in Übereinstimmung
gebracht sind; und
Fig. 23 eine Tabelle mit Zahlenwerten der Abstände zwischen
den optischen Achsen, bei denen die Gesichtsfelder
des rechten und linken Objektivs bei Scharfein
stellung (Brennpunktdistanz) miteinander in Überein
stimmung gebracht sind.
Nachfolgend werden vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung
detailliert beschrieben. Dabei wird zunächst die Beziehung beschrieben, zwischen
der Distanz, bei der das rechte und linke Bildfenster eines Stereobildrahmens in
Übereinstimmung gebracht sind und als einzelnes Bildfenster erscheinen und der
Distanz, bei der Stereobild eines Objekts mit einem Stereobildbetrachter
angesehen werden kann.
Bei einem Stereobild, das mit einer herkömmlichen Stereokamera mit
automatischer Einstellung des Abstands zwischen den optischen Achsen
aufgenommen wurde, wobei die Gesichtsfelder des rechten und linken Objektivs
bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind,
sind die Gesichtsfelder des rechten und linken Objektivs bei Scharfeinstellung
in Übereinstimmung und ein Stereobild eines
scharfgestellten Objekts und das Bildfenster
des Stereobildrahmens erscheinen in gleicher Entfernung.
Wenn beispielsweise eine Panorama-Fotografie im Unendlichen aufgenommen
wird, wie in Fig. 22 dargestellt ist, ist der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive
Null. Demzufolge ist der Mittelpunktsabstand zwischen dem rechten und linken Bild
mit dem Abstand des gleichen Objekts im Unendlichen auf dem rechten und linken
Bild identisch, und das Bildfenster des Stereobildrahmens wird wie das Objekt im
Unendlichen wahrgenommen, und das Objekt, das nicht im Unendlichen liegt, wird
vor dem Bildfenster des Stereobildrahmens wahrgenommen. Das ist unnatürlich.
Es ist daher vorteilhaft für die Erzielung eines guten Stereobildes, wenn die
Objektive derart verschoben sind, daß die Gesichtsfelder des rechten und linken
Objektivs bei einer Entfernung in Übereinstimmung gebracht sind, die näher als die
scharfgestellte Entfernung ist.
Nachfolgend wird daher zunächst der Verschiebungsbetrag der Objektive bei
Scharfeinstellung auf Unendlich abgehandelt.
Bei einer Brennweite der Objektive von f = 36 mm,
einem Mittelpunktsabstand zwischen dem rechten und dem linken fotografierten Bild P = 66 mm, und
einem Abstand zwischen scharfgestellten Objekten = Pi,
also bei mit dem Stand der Technik identischen Vorgaben, wird ein Stereobild eines Objektes einer Entfernung von beispielsweise 1 m und das Bildfenster des Stereobildrahmens bei gleicher Distanz wahrgenommen, wenn der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive aus Formel (2) ungefähr 1,15 mm ist, wenn die Entfernung auf unendlich eingestellt ist. In diesem Fall werden die Abbilder der Objekte im Unendlichen identisch mit dem Verschiebungsbetrag der Objektive auf den Bildern des Filmes verschoben, d. h., jeweils um 1,15 mm aufeinander zu verschoben, und so erniedrigt sich der Abstand Pi der Abbildungen der Objekte im Unendlichen auf dem rechten und linken Bild des Films um 2,3 mm. Die beiden Bilder in der Stereokamera sind oben/unten und rechts/links invertierte Bilder. Wenn die Bilder, die mit dem Verschiebungsbetrag Sl von 1,15 mm fotografiert sind als aufrechte Bilder auf einem Stereobildrahmen angeordnet sind, wird der Abstand Pi zwischen den Objekten im Unendlichen um 2,3 mm größer als der Mittelpunktabstand P (66 mm) zwischen dem rechten und linken Bild.
einem Mittelpunktsabstand zwischen dem rechten und dem linken fotografierten Bild P = 66 mm, und
einem Abstand zwischen scharfgestellten Objekten = Pi,
also bei mit dem Stand der Technik identischen Vorgaben, wird ein Stereobild eines Objektes einer Entfernung von beispielsweise 1 m und das Bildfenster des Stereobildrahmens bei gleicher Distanz wahrgenommen, wenn der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive aus Formel (2) ungefähr 1,15 mm ist, wenn die Entfernung auf unendlich eingestellt ist. In diesem Fall werden die Abbilder der Objekte im Unendlichen identisch mit dem Verschiebungsbetrag der Objektive auf den Bildern des Filmes verschoben, d. h., jeweils um 1,15 mm aufeinander zu verschoben, und so erniedrigt sich der Abstand Pi der Abbildungen der Objekte im Unendlichen auf dem rechten und linken Bild des Films um 2,3 mm. Die beiden Bilder in der Stereokamera sind oben/unten und rechts/links invertierte Bilder. Wenn die Bilder, die mit dem Verschiebungsbetrag Sl von 1,15 mm fotografiert sind als aufrechte Bilder auf einem Stereobildrahmen angeordnet sind, wird der Abstand Pi zwischen den Objekten im Unendlichen um 2,3 mm größer als der Mittelpunktabstand P (66 mm) zwischen dem rechten und linken Bild.
Wenn der Abstand Pi zwischen den scharfgestellten Objekten (Objekten im
Unendlichen in diesem Fall) sehr viel größer wird als der Mittelpunktsabstand P
zwischen dem rechten und linken Bild, erscheinen die Bilder selbstverständlich
unnatürlich. Bei der Ermittlung des erlaubten Bereichs der Verschiebung hat der
Anmelder und Erfinder der vorliegenden Erfindung eine Vielzahl von
Probefotografien untersucht, wobei der Verschiebungsbetrag der Objektive variiert
wurde. Dabei hat er ermittelt, daß der Unterschied zwischen dem
Mittelpunktsabstand des rechten und linken Bildes und dem Abstand der Abbilder
des gleichen Objekts auf dem rechten und linken Bild im allgemeinen nicht größer
als 1,2 mm sein sollte.
Das heißt, wenn der Verschiebungsbetrag Sl des rechten und linken Objekts nicht
größer als 0,6 mm bei der Aufnahme eines Objektes im Unendlichen und bei den
vorstehenden Bedingungen ist, wird der Unterschied zwischen dem
Mittelpunktsabstand der Bilder und dem Abstand der Abbildungen gleicher Objekte
im Unendlichen auf dem rechten und linken Bild nicht größer als 1,2 mm, und das
Bild im Unendlichen erscheint nicht unnatürlich, und es wird, wenn nicht ein Objekt
im Nahaufnahmebereich existiert, ein vorteilhafter dreidimensionaler Effekt erzielt.
Obwohl der Verschiebungsbetrag der Objektive in dem Fall, daß auf unendlich
scharfgestellt ist, auf 0,6 mm eingestellt ist, ist dieser Wert von 0,6 mm fast gleich
dem Verschiebungsbetrag Sl, bei dem das Bildfenster des Stereobildrahmens bei
gleicher Entfernung wie ein Objekt in ungefähr 2 m Entfernung gesehen wird, und
der aus der vorstehenden Formel (2) errechnet ist.
Nachfolgend wird der Verschiebungsbetrag der Objektive bei Scharfeinstellung auf
die kürzeste Aufnahmeentfernung beschrieben. Selbst für den Fall der kürzesten
Aufnahmeentfernung, auf die scharfgestellt ist, wird die Bedingung angewendet,
daß der Abstand zwischen den Abbildungen eines scharfgestellten Objekts weiter
um ungefähr 1,2 mm größer als der Mittelpunktsabstand zwischen den Bildern auf
dem Bildrahmen ist, ähnlich wie bei dem Fall der Aufnahme eines Objekts im
Unendlichen. Das heißt, wenn die kürzeste Aufnahmeentfernung, auf die
scharfgestellt werden kann, L = 360 mm beträgt, gilt
Δif = f2/(L - f) = 362/(360 - 36) = 4 mm.
Der Verschiebungsbetrag Si des Abbilds auf entweder dem rechten oder linken
Bild ist 1,2/2 = 0,6 mm. In diesem Fall ist der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive
durch die nachstehende Kalkulation gegeben:
Sl = (P - (L × Pi)/(L + f + Δif))/2
= (P - (L × (P - 1,2))/(L + f + Δif))/2
= (66 - (360 × (66 - 1,2))/(360 + 36 + 4)) /2
= 3,84 mm.
Außerdem ist der Abstand Lw, bei dem die Gesichtsfelder des rechten und linken
Objektivs in Übereinstimmung gebracht sind, d. h. der Abstand, bei dem das rechte
und linke Bildfenster des Stereobildrahmens als ein einzelnes Fenster erscheint,
durch die nachstehende Kalkulation gegeben:
Lw = (f + Δif)(P - 2Sl)/2Sl
= (36 + 4)(66 - 2 × 3,84)/2 × 3,84 = 304 mm.
Fig. 1 zeigt nur die Positionen der Verschiebungslinie des rechten Objektivs, bei
der die Position des Objektivs bei einer Aufnahme eines Objekts im Unendlichen
mit der Position des Objektivs bei kürzester Aufnahmeentfernung verbunden ist.
Die Bildfenster des Stereobildrahmens sind auf einen Abstand von ungefähr 2 m
von den Hauptpunkten der Objektive bei einer Aufnahme eines Objekts im
Unendlichen gesetzt, und sind auf Positionen von 304 mm in dem Fall der
kürzesten Aufnahmeentfernung von 360 mm gesetzt.
In dem vorstehenden Beispiel ist der Verschiebungsbetrag nach Innen größer als
der Verschiebungsbetrag der Objektive einer herkömmlichen Stereokamera, bei
der der Abstand zwischen den optischen Achsen über den gesamten
Brennweitebereich automatisch eingestellt wird, wobei dieser Verschiebungsbetrag
LREF mit einer gestrichelten Linie gekennzeichnet ist. Die meisten derart
fotografierten Bilder können auf einen Stereobildrahmen ohne Korrektur der
Positionen der Bilder und ohne Abblendungen der Bilder gerahmt werden.
In Fig. 1 ist außerdem der Winkel θ der Inklination der geraden Verschiebungslinie
relativ zu den optischen Achsen gegeben durch:
θ = tan-1((3,84 - 0,6)/4 = tan-10,81 = 39°00'
und der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive in Richtung senkrecht zu den
optischen Achsen ist gegeben durch:
Sl = 0,6 + Δif × tanθ(θ = 39°00').
Sl = 0,6 + Δif × tanθ(θ = 39°00').
Der Verschiebungsbetrag Sl der Objektive ist in diesem Fall, falls beispielsweise
auf die Entfernung von 1 m scharfgestellt ist, gegeben durch:
Δif = f2/(L - f) = 362/(1000 - 36) = 1,344 mm
Sl = 0,6 + 1,344 × tan39°00' = 1,688 mm.
Der Verschiebungsbetrag des Abbilds im Unendlichen auf dem Bild ist gleich dem
Verschiebungsbetrag Sl der Objektive. Wenn daher der Hintergrund im
Unendlichen fotografiert wird, wenn die Entfernung auf 1 m scharfgestellt ist,
erhöht sich der Abstand zwischen den Abbildungen des Hintergrunds im
Unendlichen auf dem rechten und linken Bild um ungefähr 3,4 mm (= 2 × Sl),
verglichen mit dem Mittelpunktsabstand der Bilder.
Das ist mehr als der erlaubte Bereich (nicht größer als ungefähr 1,2 mm) des
Unterschieds zwischen dem vorstehenden Mittelpunktsabstand der Bilder und dem
Abstand der Abbildungen des Objekts. Es ist daher wünschenswert, daß der
Hintergrund bei einer Nahaufnahme nicht mehr als nötig mitaufgenommen wird.
Die vorstehende Verschiebungslinie des Objektivs ist geeignet für Nahaufnahmen.
Im allgemeinen werden jedoch Objekte in Entfernungen von nicht weniger als 1 m
aufgenommen. Außerdem haben viele Kameras kürzeste Aufnahmeentfernungen
von ungefähr 1 m. In diesen Fällen kann der Verschiebungsbetrag insgesamt
verglichen mit dem Betrag von Fig. 1 erniedrigt werden (bei einer Position mit
Scharfeinstellung auf unendlich, wie beispielsweise in Fig. 2 gezeigt, kann das
Bildfenster des Stereobildrahmens bei 3 m wahrgenommen werden, wenn der
Verschiebungsbetrag Sl = 0,39 mm ist), oder die Inklination der geradlinigen
Verschiebung bezüglich den optischen Achsen der Objektive kann erniedrigt
werden, um das Problem zu beseitigen, daß der Abstand des Abbilds im
Hintergrund vergrößert wird, wenn ein Objekt bei Nahaufnahme und der
Hintergrund in größerer Entfernung auf demselben Bild fotografiert wird.
Fig. 2 zeigt die Verschiebungslinie der Objektive, die eine herkömmliche
Verschiebungskurve LREF bei einer Brennweite von ungefähr 700 mm
(Δif ≒ 2,0 mm) schneidet. Außer, wenn ein Objekt in Nahaufnahme fotografiert
wird, ist es bei den meisten Bildern nicht nötig, sie beim Rahmen zu korrigieren. Es
ist nur bei den Bildern, die in Nahaufnahme fotografiert sind, nötig, ihre Positionen
auf dem Rahmen zu korrigieren oder die Bilder abzublenden.
Daher kann die Verschiebungslinie der Objektive innerhalb des Bereichs zwischen
den geraden Verschiebungslinien von Fig. 1 und Fig. 2 in Abhängigkeit davon
gesetzt werden, ob besondere Aufmerksamkeit auf die Aufnahme von Bildern in
üblichen Entfernungen oder auf die Bedingungen bei kürzester
Entfernungseinstellung der Objektive gelegt wird. Wenn eine Verschiebungslinie
im Bereich zwischen den beiden Geraden von Fig. 3 gesetzt wird, wird ein
vorteilhafter Korrekturbetrag des Abstands zwischen den optischen Achsen der
Objektive erzielt, der besser ist als der Korrekturbetrag bei einer herkömmlichen
Stereokamera.
Da außerdem die Objektive geradlinig verschoben werden, kann die Mechanik zur
Einstellung des Abstands zwischen den optischen Achsen vereinfacht ausgebildet
werden, wodurch eine hohe Präzision in der Wirkungsweise erzielt werden kann.
Vorstehend wurde der Fall beschrieben, bei dem die Objektive entlang einer
geraden Linie verschoben werden.
Unter Beibehaltung der hohen Präzision in der Wirkungsweise kann außerdem
vorteilhaft eine Mechanik zur Einstellung des Abstands zwischen den optischen
Achsen bereitgestellt werden, bei der die Objektive auf Bogenlinien mittels einer
parallelen Kopplungsmechanik aus einer Kombination einer Vielzahl von
Kopplungen, Hebeln und Verbindungen bereitgestellt wird.
Bei der Verwendung einer Bogenlinie ist der Radius gleich oder größer als bei der
herkömmlichen Kurve, und die Objektive werden bei der Entfernungseinstellung
auf unendlich nach innen verschoben, der Verschiebungsbetrag wird erniedrigt,
wenn die Objektive ausgefahren werden, und der Abstand des Bildfensters auf
dem Stereobildrahmen ist nahezu in Übereinstimmung gebracht mit dem Abstand,
bei dem ein Stereoabbild eines scharfgestelltes Objekts bei kürzester
Aufnahmeentfernung wahrgenommen wird. In diesem fall hat jedoch der Bogen
einen großen Radius und die Kopplungen werden lang. Daher kann die Mechanik
in eine große Kamera und nicht in eine kleine Kamera eingebaut werden.
Die Radien der Bögen können erniedrigt werden, falls wie in Fig. 4 dargestellt ist,
die Objektive entlang von Kreisbögen bewegt werden, die Mittelpunkte im Zentrum
zwischen dem rechten und linken Objektiv haben, was im Gegensatz zu den
herkömmlichen Verschiebungskurven LREF ist. Der Verschiebungsbetrag kann
innerhalb eines Bereichs von 0,39 bis 0,6 mm gesetzt werden, so daß das
Bildfenster des Stereobildrahmens in einer Entfernung von ungefähr 2 bis 3 m bei
der Position der Einstellung der Entfernung auf Unendlich
gesehen werden kann. Außerdem kann bei der kürzesten Entfernungseinstellung
die Verschiebungsposition innerhalb eines relativ schmalen erlaubten Bereichs, der
die Verschiebungsposition der herkömmlichen Kurve LREF enthält, ausgewählt
werden. Die Position kann jedoch in Abhängigkeit von Bedingungen, wie
beabsichtigte Verschiebungscharakteristika, Brennweite des Objektivs, kürzeste
Aufnahmeentfernung etc. gesetzt werden, wobei dabei keine numerische
Beschränkung gegeben ist, wie bei der linearen Verschiebung.
Es können daher eine Vielzahl von Bögen mit verschiedenen Mittelpunkten und
verschiedenen Radien gesetzt werden, wie z. B. die Bögen A, B und C, die in Fig. 5
dargestellt sind. Wie bei dem in Fig. 3 dargestellten linearen
Verschiebungsbereich, sind die Bögen jedoch auf einen Bereich beschränkt, der
nicht viel von der herkömmlichen Kurve LREF abweicht.
Bogen A in Fig. 5 repräsentiert die Verschiebungskurve eines Objektivs einer
erfindungsgemäßen Stereokamera, bei der das Bildfenster eines Stereobildes in
einer Entfernung von ungefähr 2 m erscheint, wenn die Entfernung auf Unendlich
eingestellt ist, ein Stereoabbild eines scharfgestellten Objekts bei einer
Entfernungseinstellung (von z. B. 700 mm) erscheint in gleicher Entfernung wie das
Bildfenster des Stereobildes und bei jeder dazwischenliegenden Position innerhalb
des Einstellbereichs der Entfernung, und das Stereoabbild eines
scharfgestellten Objekts bei Nahaufnahmen erscheint ebenfalls in einer
Entfernung, die gleich der Entfernung des Bildfensters des Stereobildes bei
kürzester Aufnahmeentfernung ist, obwohl der Verschiebungsbetrag unzureichend
wird.
Der Bogen B repräsentiert die Verschiebungskurve des Objekts einer weiteren
erfindungsgemäßen Stereokamera, bei der das Bildfenster des Stereobildes in
einer Entfernung von ungefähr 2 m erscheint, wenn die Entfernung auf Unendlich
eingestellt ist, und ein Stereoabbild eines scharfgestellten Objekts erscheint bei
gleicher Entfernung wie das Bildfenster des Stereobildes bei einer Position, die
innerhalb eines Bereiches der Einstellung der Entfernung liegt, und das
Stereoabbild eines scharfgestellten Objekts bei Nahaufnahmen erscheint auf der
Hinterseite des Bildfensters des Stereobildes. Der Bogen B hat einen kleineren
Radius als der Bogen A und ermöglicht kürzere Verbindungen und Kopplungen
innerhalb der Mechanik.
Der Bogen C repräsentiert die Verschiebungskurve eines Objektivs einer weiteren
erfindungsgemäßen Stereokamera. Der Mittelpunkt des Radius des Bogens B ist
nach innen verschoben (nach rechts in Fig. 5), um den Verschiebungsbetrag über
den gesamten Bereich zu erhöhen, so daß die Verschiebungskurve nicht in
Kontakt mit der herkömmlichen Kurve LREF kommt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6 wird nachfolgend die erfindungsgemäße
Verschiebungskurve eines Kreis-Bogens D beschrieben. Bei einer Brennweite des
Objektivs von 36 mm, dem Mittelpunktsabstand P1 zwischen dem rechten und
linken Bild in der Kamera von 66 mm, bei einer Entfernung von 2,5 m, bei der die
Gesichtsfelder der rechten und linken Linse bei Entfernungseinstellung auf
Unendlich in Übereinstimmung sind, und bei der Position der Linse bei 0' wie in
dem vorstehenden Beispiel, ist der Verschiebungsbetrag des Punktes 0' durch die
Formel (2) gegeben,
Sl = (66/2) × 36/(2500 + 36) = 0,468 mm
Sl = (66/2) × 36/(2500 + 36) = 0,468 mm
und der Abstand X0' zwischen dem Punkt 0 und dem Punkt 0' beträgt ungefähr
0,47 mm. Der Punkt, wo der Bogen der Verschiebungskurve des Objektivs
ausgehend von 0' die herkömmliche Verschiebungskurve schneidet, die mit einer
gestrichelten Linie gekennzeichnet ist, ist mit Q bezeichnet. Die Sekante 0'Q wird
zwischen 0' und Q des Bogens gezogen und ähnlich wird die Sekante PQ
zwischen P und Q des Bogens gezogen. Auf den jeweiligen Mittelpunkten S der
Sekante 0'Q und T der Sekante PQ wird jeweils die Senkrechte gezogen und
deren Schnittpunkt V bestimmt. Dieser Schnittpunkt ist der Mittelpunkt V des
Bogens 0'QP.
Der Punkt 0' hat die Koordinaten x = 0,47 und y = 0. Falls Δif des Punktes Q 2 mm
ist, was innerhalb dem Bereich von 4 mm liegt, in dem die Objektive in der
Richtung der optischen Achsen verschoben werden, dann ist die x-Koordinate des
Punktes Qx ≒ 1,7368 und die y-Koordinate ist y = 2, was der Tabelle von Fig. 23
entnommen werden kann.
Der Unterschied der x-Werte zwischen dem Punkt 0' und dem Punkt Q ist gegeben
durch
xQ - x0' = 1,7368 - 0,47 = 1,2668.
Der Unterschied in dem y-Wert ist
yQ - y0' = 2.
Das Verhältnis der Inklination der Sekante 0'Q bezüglich der optischen Achse
beträgt 1,2668/2 = 0,6334.
Der Punkt S hat die Koordinaten
x = (0,47 + 1,7368)/2 = 1,1034
y = 2/2 = 1.
Der y-Wert der Senkrechten A beträgt, wenn x = 0 ist,
y = 1 + 1,1034 × 0,6334 = 1,69889356
und die analytische Gleichung der Senkrechten A ist gegeben durch
y = -0,6334X + 1,69889356.
Die Differenz der y-Werte des Punktes P und des Punktes Q auf der senkrechten
B ist gegeben durch
yQ - y0' = 4 - 2 = 2.
Aus Fig. 23 folgt die Differenz der x-Werte
xP - xQ = 3,30 - 1,7368 = 1,5632.
Das Verhältnis der Inklination der Sekante PQ bezüglich der optischen Achsen ist
1,5632/2 = 0,7816.
Die Koordinatenposition des Punktes T ist gegeben durch
x = (3,30 + 1,7368)/2 = 2,5184
y = (4+2)/2 = 3.
Der y-Wert auf der Senkrechten B ist bei x = 0 gegeben durch
y = 3 + 2,5184 × 0,7816 = 4,96838144
und die analytische Gleichung der Senkrechten B ist gegeben durch
y = -0,7816X + 4,96838144.
Die Koordinaten sind in Übereinstimmung in einem Punkt, in dem sich die
Senkrechten A und B schneiden und daher gilt:
-0,6334X + 1,69889356 = -0,7816X + 4,96838144
durch Umformung ergibt sich
-0.6334X + 0.7816X = 4.96838144 - 1.69889356
0,1482X = 3,26948788
x = 22,06132173.
x = 22,06132173.
Durch weitere Umformung ergibt sich
0,1482X = 3,26948788
x = 22,06132173.
y = -0,7816 × 22,0613 + 4,9683 = -12,2748
xV = 22,0613 mm
yV = -12,2748 mm.
yV = -12,2748 mm.
Da der Punkt 0' auf dem Bogen D liegt, ist der Radius RV des Bogens D gegeben
durch:
RV = √((xV - x0')2 + yV 2) = √((22,0613 - 0,47)2 + 12,27482)
= 24,83656 mm.
Aus dem Radius RV des Bogens und den Mittelpunktskoordinaten XV, YV ist eine
Objektivposition a, wie in Fig. 7 dargestellt ist, gegeben durch
βa = sin-1((Δif - YV)/RV)
Xa = XV - RVcosβa.
Die Tabelle von Fig. 8 zeigt die errechneten numerischen Werte von Δif des
Bogens D, Sl, βa und Xa.
In diesem Beispiel ist das Bildfenster des Stereobildes auf 2.5 m gesetzt, bei einer
Entfernungseinstellung auf unendlich.
Bei einer Entfernungseinstellung auf ungefähr 700 mm erscheint das Bildfenster
des Stereobilds bei ungefähr 700 mm, was gleich der schaftgestellten Entfernung
ist.
Bei einer Entfernungseinstellung auf eine Distanz von weniger als 700 mm kann
das Bildfenster des Stereobildes leicht weiter entfernt als die scharfgestellte
Entfernung erscheinen. Der Unterschied ist jedoch so gering, daß der Offset
lediglich durch einen sehr geringen Betrag beim Rahmen der Bilder korrigiert
werden muß. Wenn die in der Tabelle von Fig. 8 angegebene Bogendaten auf eine
Stereokamera mit kürzester Aufnahmeentfernung von mehr als 700 mm
angewendet werden, kann der optimale Effekt der Korrektur des Abstandes
zwischen den optischen Achsen unter fast allen Bedingungen erzielt werden.
Nachfolgend wird der Aufbau der erfindungsgemäßen Mechanik zur automatischen
Einstellung des Abstands zwischen den optischen Achsen detailliert beschrieben.
Fig. 9 zeigt die Mechanik zur automatischen Einstellung des Abstands zwischen
den optischen Achsen mittels geradlinig verschiebbarer Linsenträger.
Bezugszeichen 1 kennzeichnet eine Verschiebungsgrundplatte, und
Bezugszeichen 2L und 2R kennzeichnen Schlitten, die Schlitten 2L, 2R und die
Objektivträger 3L, 3R sind an ihren Vorderseiten miteinander gekoppelt und
einheitlich ausgebildet. Die Verschiebungsgrundplatte ist am Boden des
Kameragehäuses befestigt und in der Verschiebungsgrundplatte sind rechts und
links symmetrisch geradlinig schräge Führungskerben 4L und 4R ausgebildet. Auf
den unteren Oberflächen der Schlitten 2L und 2R sind Schienen 5L und 5R
gegenüber den Führungskerben 4L und 4R ausgebildet.
In den innenliegenden Abschnitten des rechten und linken Schlittens 2R, 2L sind
lineare parallele Kerben 6L und 6R ausgebildet, d. h. auf der Innenseite der
optischen Achsen des rechten und linken Objektivs haben die parallelen
Ausnehmungen 6L und 6R einen rechten Winkel mit den Richtungen der Schienen
5L und 5R.
Die obere Hälfte des inneren Abschnittes des linken Schlittens 2L, in dem die
parallele Kerbe 6L ausgebildet ist, ist abgeschnitten, so daß dieser Abschnitt die
halbe Höhe des Schlittens 2L hat. Die untere Hälfte des inneren Abschnitts des
rechten Schlittens 2R ist auch abgeschnitten, so daß der innere Abschnitt die halbe
Dicke des Schlittens 2R hat. Die Schlitten 2L und 2R werden derart auf der
Verschiebungsgrundplatte 1 angeordnet, daß ihre inneren Abschnitte übereinander
zu liegen kommen.
In der Verschiebungsgrundplatte 1 ist ein zentrales Loch als 1a ausgebildet, in dem
eine Nockenwelle 8 zur Verschiebung der Objektive angeordnet ist. Auf der Welle
zur Einstellung der Entfernung sind die Nocken 7L und 7R in einer oberen und
unteren Stufe eines oberen Teils der Welle angeordnet und eine Seilscheibe 9 ist
an einem unteren Abschnitt der Welle befestigt.
Die linke Nocke 7L und die rechte Nocke 7R sind gleichartig als exzentrische
kreisförmige Nocken ausgebildet und haben einen Durchmesser, der nahezu der
Breite der parallelen Ausnehmungen 6L, 6R in den Schütten 2L, 2R entspricht, und
sind auf der Nockenwelle zur Einstellung der Entfernung derart angeordnet, daß
sie eine Drehwinkeldifferenz aufweisen, die gleich dem Winkel ist, den die rechte
und linke Führungskerbe 4R und 4L einschließen. Die linke Nocke 7L wirkt mit der
parallelen Ausnehmung 6L auf dem linken Schlitten 2L zusammen und die rechte
Kerbe 7R wirkt mit der parallelen Ausnehmung 6R des rechten Schlittens 2R
zusammen.
Eine Drahtseilwelle 10 ist in einem nicht-gezeigten Kameragehäuse gelagert, und
ein Drehknopf 11 zur Einstellung der Entfernung ist an dem Kopfende der
Drahtseilwelle 10 befestigt, und ein Drahtseil 13 oder ein Riemen ist um eine
Seilscheibe 12 gewunden, die an einem unteren Abschnitt der Drahtseilwelle 10
befestigt ist, und gleichfalls um die Seilscheibe 9 der Nockenwelle zur Einstellung
der Entfernung gewunden.
Wenn der Einstellknopf 11 zur Einstellung der Entfernung gedreht wird, drehen
sich die Nocken 7L und 7R, die miteinander gekoppelt sind, und der rechte und
linke Schlitten 2R, 2L werden synchron miteinander entlang der Führungskerben
4L und 4R verschoben, und der Abstand zwischen den optischen Achsen wird
automatisch mit der Einstellung der Entfernung eingestellt. Wie vorstehend
beschrieben, sind die Richtungen der parallelen Ausnehmungen 6L, 6R senkrecht
zu den Richtungen der Führungskerben 4L, 4R angeordnet, und die Richtungen, in
die die Schlitten 2L, 2R bewegt werden, sind in Übereinstimmung mit den
Richtungen, in die die Schubkräfte der Nocken 7L, 7R wirken. Daher gleiten die
Schlitten 2L, 2R gleichmäßig.
Wenn der Führungsdraht 13, der um die Drahtscheiben 9 und 12 gewunden ist,
jeweils an einem Punkt der Drahtscheiben 9 und 12 befestigt ist, wird so ein
Schlupf des Drahtes 13 verhindert und das Paar der Drahtscheiben 9 und 12 kann
zuverlässig synchron gedreht werden.
Fig. 10 zeigt eine Stereokamera 14 mit drei Objektiven und mit einer Mechanik zur
linearen Einstellung des Abstandes zwischen den optischen Achsen gemäß Fig. 9,
wobei das Sucherobjektiv in der Mitte der Vorderseite des Kameragehäuses 15
angeordnet ist und ein rechtes und linkes Aufnahmeobjektiv 17L, 17R sind auf der
rechten und linken Seite des Sucherobjektivs 16 derart angeordnet, daß die
optischen Achsen der drei Objektive 16, 17L und 17R parallel und in derselben
Ebene angeordnet sind. Ein nicht-gezeigter Verschluß ist an der
Rückseite der Objektive 17L, 17R gerade vor den zu belichtenden Oberflächen des
Films angeordnet. Fig. 11 zeigt einen 45°-Reflexspiegel 18, der hinter dem
Sucherobjektiv 16 angeordnet ist. Das Licht, das durch das Sucherobjektiv 16 fällt,
führt über den Reflexspiegel 18 auf eine obere Mattscheibe 19 und kann über ein
Pentaprisma 20 und ein Okular 21 in der gleichen Weise wie bei einer
herkömmlichen - Reflexkamera mit einem Objektiv als zusammengesetztes Bild
betrachtet werden.
Fig. 12 zeigt die Schlitten 22, die mit dem Objektivträger des Sucherobjektivs
gekoppelt sind, und die Objektivträger 3L, 3R der Aufnahmeobjektive. Die Schlitten
22 haben eine parallele Ausnehmung 23 in Rechts- und Linksrichtung, und eine
kreisförmige exzentrische Nocke 24 zur Verschiebung des Sucherobjektivs wirkt
mit der parallelen Ausnehmung 23 zusammen, und die kreisförmige exzentrische
Nocke 24 ist wie die Nocken 7L und 7R zur Verschiebung der Aufnahmeobjektive
auf der Welle zur Einstellung der Entfernung angeordnet. Die drei Linsen 16, 17L
und 17R werden daher synchron miteinander vor- und zurückbewegt und sind mit
der Welle zur Einstellung der Entfernung gekoppelt, und die Einstellung der
Entfernung kann in Abhängigkeit des Bildes auf der Mattscheibe 19 eingestellt
werden.
Das Sucherobjektiv 16 kann eine gleiche Brennweite wie die Aufnahmeobjektive
17L und 17R haben. Die Verwendung eines Suchobjektivs mit geringerer
Brennweite als die Brennweite der Aufnahmeobjektive ermöglicht es, den Raum zu
reduzieren, der von dem Sucherobjektiv eingenommen wird. In diesem Fall wird die
Größe der Mattscheibe 19 von Fig. 11 reduziert und der Winkel des Bildes auf der
Mattscheibe wird in Übereinstimmung mit den Winkeln der Bilder der
Aufnahmeobjektive 17L, 17R gebracht. Außerdem ist die Ausbildung und Größe
der Nocke 24 zur Verschiebung des Sucherobjektivs und die Breite der parallelen
Ausnehmung 23 in den Schlitten 22 derart ausgebildet, daß der
Verschiebungsbetrag des Sucherobjektivs der Formel Δif = f2/(L - f) entspricht.
Fig. 13 zeigt eine Mechanik zur Einstellung des Abstands zwischen den optischen
Achsen, die mit der Entfernungseinstellung einer weiteren erfindungsgemäßen
Stereokamera gekoppelt ist, wobei die Aufnahmeobjektive entlang einer Bogenlinie
verschoben werden. An dem nicht-gezeigten Gehäuserahmen der Stereokamera
31 ist eine rechte und linke vertikale Welle 32R und 32L drehbar angeordnet, und
auf den oberen Abschnitten der beiden vertikalen Wellen 32L und 32R sind gleich
ausgebildete Synchronisierzahnräder 33L und 33R derart angeordnet, daß sie
ineinander greifen. Ein Antriebszahnrad 35, eine Nocke 36 für die Verschiebung
eines verschiebbaren Spiegels eines Suchers und ein Einstellknopf 37 zur
Einstellung der Entfernung sind an einer Welle 34 zur Einstellung der Entfernung
befestigt. Die Welle 34 ist vor den vertikalen Wellen 32L, 32R angeordnet, und das
Antriebszahnrad 35 greift in eines der synchronisierten Zahnräder 33R ein.
An den oben und unteren Abschnitten der vertikalen Weilen 32L, 32R sind
winkelförmige Kurbeln 39 befestigt. Die beiden oberen und unteren winkelförmigen
Kurbeln 39, die an den äußeren Seiten der vertikalen Wellen 32L, 32R angeordnet
sind, sind mit zentralen Wellen versehen, die in dem Gehäuserahmen (nicht
gezeigt) geführt werden. Die vorderen Enden der rechten und linken vier Kurbeln
39 sind nahe den inneren Enden und den äußeren Enden auf der oberen und
unteren Oberfläche des rechten und linken Objektivträgers 38R, 38L drehbar
gelagert. Außerdem sind die rückseitigen Enden zweier einander gegenüber
angeordneter Kurbeln durch Verbindungen 40 miteinander gekoppelt, wodurch
zwei parallele Verbindungsmechaniken bereitgestellt sind.
Die Drehpunkte des rechten und linken Objektivträgers 38R, 38L sind an den
äußeren Seiten der vertikalen Wellen 32L, 32R angeordnet. Beim Drehen des
Drehknopfes 37 zur Einstellung der Entfernung werden daher der rechte und linke
Objektivträger 38R, 38L symmetrisch zueinander auf einer Bogenlinie verschoben,
wobei der rechte und linke Linsenträger 38R, 38L jeweils um den gleichen Betrag
senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive verschoben werden. Außerdem
kann die Entfernungseinstellung durch Drehen des verschiebbaren Spiegels
aufgrund der Nocke 36 für den Sucher beobachtet werden. Die Ausbildung des
Suchers ist bekannt und wird daher hier nicht beschrieben.
Fig. 14 zeigt Ausbildung und Anordnung der Objektivträger 38L, 38R an dem
Kameragehäuse. Die oberen und unteren Enden der Objektivträger gleiten in
Kontakt mit den Oberflächen der oberen und unteren Wand der Stereokamera 31,
um eindringendes Licht zu verhindern, und behalten ihre horizontale Anordnung
bei. Als Mittel zur Abschirmung der Lücken zwischen den Seitenoberflächen der
Objektivträger und dem Kameragehäuse sind außerdem dünne Blattfedern an dem
Kameragehäuse angeordnet, die später beschrieben werden. Die dünnen
Blattfedern sind in Federkontakt mit den Seitenoberflächen der Objektivträger und
schirmen so die Lücken zwischen den Objektivträgern und dem Kameragehäuse
ab.
Der Radius der Bogenlinie entlang der die Objektivträger 38L, 38R verschoben
werden, sind gegeben durch die Abstände zwischen den Kurbeldrehpunkten der
Objektivträger 38L, 38R und den Mittelpunkten der vertikalen Wellen 32L, 32R, wie
in Fig. 13 dargestellt ist. In Abhängigkeit der Länge der Kurbeln und der zentralen
Positionen der vertikalen Wellen 32L, 32R können eine Vielzahl von Bogenlinien
der Verschiebung der Objektivträger wie in Fig. 5 und 6 dargestellt ist, erzeugt
werden.
Die Verbindungen 40, die die Kurbeln 39 koppeln, können weggelassen werden.
Wenn die Verbindungen 40 weggelassen sind, führen gerade Linien auf der
rechten und linken Seite der Objektivträger 38L, 38R durch die beiden
Kurbeldrehpunkte und zu den vertikalen Wellen 32L, 32R, wodurch die
Gleichmäßigkeit der Wirkung in der Nähe des Totpunkts der parallelen
Verbindungsmechanik beeinträchtigt wird. Durch Kopplung der anderen Enden der
winkelförmigen Kurbel 39 mit den Verbindungen 40 können die Totpunkte jedoch
beseitigt werden, und ein gleichförmiger Betrieb kann über den gesamten
Verschiebungsbereich erzielt werden.
Fig. 15 zeigt eine Stereokamera einer weiteren Ausführung der vorliegenden
Erfindung. Bei dieser Stereokamera 41 werden der rechte und linke Objektivträger
42R und 42L über die Nocke 43 synchron gesteuert, so daß die Objektive 44L und
44R auf einer Bogenlinie verschoben werden. Fig. 16L und 16R zeigen geradlinig
ausgebildete parallele Ausnehmungen 45R und 45L, die in den inneren
Abschnitten des rechten und linken Linsenträgers 42R, 42L senkrecht zu den
optischen Achsen der Objektive 44R und 44L ausgebildet sind.
Wie bei den Objektivträgern 2L, 2R von Fig. 12 ist die obere Hälfte eines
Abschnitts, der eine Ausnehmung in der inneren Seite des Linsenträgers 42L
bildet, abgeschnitten, so daß der innere Abschnitt die halbe Höhe des
Linsenträgers 42L hat. Die obere Hälfte des Abschnitts des rechten Linsenträgers
42R, der eine Ausnehmung bildet, wird ebenfalls abgeschnitten, so daß die halbe
Höhe des Linsenträgers 42R erzeugt wird. Die halbhohen Abschnitte des rechten
und linken Linsenträgers 42R und 42L werden übereinander angeordnet und mit
dem Kameragehäuse 46 über zwei Verbindungen 47 von gleicher Länge
gekoppelt.
In die parallelen Ausnehmungen 45R, 45L in dem rechten und linken Linsenträger
42R, 42L wird eine kreisförmige exzentrische Nocke 43 in der Mitte eines
Basisrahmens 46 angeordnet. Beim Drehen der Welle für die Einstellung der
Entfernung, auf der die Nocke 43 angeordnet ist, bewegen sich der rechte und
linke Linsenträger 42R, 42L symmetrisch entlang den Bogenlinien.
Die Seitenoberflächen der Linsenträger 42R, 42L sind symmetrisch zueinander
entgegengesetzt bogenförmig entsprechend der Verschiebungslinie ausgebildet,
und die Kanten der Enden der Blattfedern 48, die an dem Kameragehäuse 46
befestigt sind, sind in Federkontakt mit den Seitenoberflächen der Objektivträger
42R, 42L. Daher tritt unabhängig der Positionen der Objektivträger bei der
Entfernungseinstellung keine Lücke zwischen den Blattfedern 48 und den
Objektivträgern 42R, 42L auf, und das Innere des Kameragehäuses 46 ist vor dem
Eintreten von Licht, Staub oder Wassertropfen geschützt.
Fig. 17 und 18 zeigen eine weitere Ausführung der vorliegenden Erfindung. Bei
dieser Stereokamera 61 sind die Verbindungen kürzer als bei der Stereokamera 41
von Fig. 14. Die rechten und linken beiden Verbindungen 62 sind an ihren
Mittelpunkten drehbar gelagert, und die zentralen beiden Verbindungen 62 sind
drehbar um die Welle 64 zur Einstellung der Entfernung angeordnet.
Ein linker Objektivträger 65L ist mit dem vorderen Ende der beiden Verbindungen
62 gekoppelt, wodurch eine parallele Verbindungsmechanik auf der linken Seite
bereitgestellt ist, und ein rechter Objektivträger 65R ist mit den vorderen Enden der
beiden Verbindungen 62 gekoppelt, wodurch eine parallele Verbindungsmechanik
auf der rechten Seite bereitgestellt ist, und die äußeren Enden der beiden Sätze
von Verbindungen sind über Nockenmitnehmer 66L, 66R miteinander gekoppelt.
Eine kreisförmige exzentrische Nocke 67 wirkt mit parallelen Ausnehmungen 68L,
68R in den beiden Mitnehmern 66L, 66R zusammen, die übereinander angeordnet
sind. Wenn die Nocke 67 gedreht wird, bewegen sich der rechte und linke
Linsenträger 65R und 65L symmetrisch über die Mitnehmer 66L, 66R auf
Bogenlinien. Die Wirkung ist identisch mit der von Fig. 14. Der Radius der Bögen
ist jedoch geringer, da die Hebelverbindungen kürzer als in Fig. 14 sind.
Fig. 19 zeigt die erfindungsgemäße Stereokamera 71, bei der die Frontabschnitte
der rechten und linken beiden Verbindungen 72, die eine parallele
Verbindungsmechanik bilden, drehbar an dem Kameragehäuse 73 gelagert sind
und die hinteren Enden der Verbindungen 72 drehbar an den hinteren Abschnitten
der Objektivträger 74L, 74R gelagert sind. Die Mittelpunkte der Bögen entlang
denen der rechte und linke Linsenträger 74R, 74L verschoben werden, sind an den
äußeren Seiten der optischen Achsen angeordnet; d. h. die Bogenlinie der
Verschiebung ist an die Verschiebungskurve der herkömmlichen Mechanik zur
automatischen Einstellung des Abstands zwischen den optischen Achsen
angenähert.
Der Anmelder der vorliegenden Erfindung hat bereits eine Stereokamera
vorgeschlagen, bei der ein Sucherbild erzeugt wird, in dem die inneren Hälften
eines invertierten Bildes auf eine Mattscheibe projiziert werden (die linke Hälfte des
Gesichtsfelds des linken Objektivs und die rechte Hälfte des Gesichtsfeldes des
rechten Objektivs). Dabei fallen die invertierten Bilder über die beiden
Aufnahmeobjektive ein und werden über eine Kombination von Reflexspiegeln und
eine Vielzahl von Prismen zusammengesetzt. Bei dieser Stereokamera werden die
rechte und linke Bildhälfte im Sucher aufeinander zu oder voneinander fort
verschoben, wodurch es ermöglicht wird, die Scharfeinstellung in Abhängigkeit der
Entfernungseinstellung der Aufnahmeobjektive zu überprüfen.
Bei der Stereokamera, die mit der Mechanik zur Einstellung des Abstands
zwischen den optischen Achsen ausgestattet ist, werden die rechte und linke
Bildhälfte im Sucher selbst durch die Veränderung des Abstands zwischen den
optischen Achsen der Aufnahmeobjektive nahe zusammengebracht oder
voneinander entfernt. Daher sollte das Suchersystem mit Mitteln zur Korrektur des
Mittelpunktsabstands zwischen der rechten und linken Bildhälfte ausgestattet sein.
Um dieses Erfordernis zu erfüllen, wurde eine Stereokamera vorgeschlagen, die
mit einer Mechanik ausgestattet ist, die es ermöglicht, die Scharfeinstellung korrekt
vorzunehmen, indem die Gesichtsfelder des rechten und linken Suchersystems
automatisch korrigiert werden. Dies geschieht über bewegliche Teile eines
Verbundprismas oder durch die Bewegung des ganzen Prismas nach vorne und
zurück, und deren Kopplung mit der Veränderung des Abstandes zwischen den
optischen Achsen und der Entfernungseinstellung.
Wenn der vorstehende Sucher einer Stereokamera der vorliegenden Erfindung
verwendet wird, wird eine Nocke für die Verschiebung des Prismas auf der Welle
zur Einstellung der Entfernung angeordnet, ähnlich wie die kreisförmige
exzentrische Nocke 24 zur Verschiebung des Sucherobjektivs von Fig. 12.
Dadurch wird ein Teil des Prismas oder das ganze Prisma nach hinten und vorne
bewegt, und ist mit der Entfernungseinstellung und Abstandseinstellung zwischen
den optischen Achsen gekoppelt, wobei der Mittelpunktsabstand zwischen der
rechten und linken Bildhälfte des Suchersystems korrigiert wird und die Entfernung
hochpräzise eingestellt werden kann.
Wie vorstehend beschrieben, betrifft die vorliegende Erfindung eine Stereokamera,
bei der der Abstand zwischen den optischen Achsen der Aufnahmeobjektive
automatisch in Abhängigkeit der Entfernungseinstellung eingestellt wird, wobei die
Aufnahmeobjektive entlang gerader Linien oder entlang von Bogenlinien
verschoben werden, die unter Berücksichtigung der menschlichen Wahrnehmung
ausgewählt sind. Daher produziert die erfindungsgemäße Stereokamera nahezu
keine unnatürlichen perspektivischen Eindrücke, was oftmals bei herkömmlichen
Stereokameras auftrat. Eine erfindungsgemäße Stereokamera ermöglicht daher
jedermann auf einfache Art und Weise die Aufnahme von Stereobildern von
höchster Qualität und mit perfektestem Stereoeffekt, wodurch die Handhabung
einer Stereokamera erleichtert wird.
Claims (19)
1. Stereokamera (14) mit einer Mechanik zur automatischen Einstellung des
Abstandes zwischen den optischen Achsen zweier Aufnahmeobjektive (17L, 17R),
wobei die beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) auf unabhängigen Objektivträgern
(3L, 3R) angeordnet sind und der Abstand zwischen dem rechten und linken
Objektivträger veränderbar ist, und die Abstandseinstellung gekoppelt ist mit der
Vor- und Zurückbewegung der Objektivträger (3L, 3R) für die
Entfernungseinstellung, und bei
einem Mittelpunktsabstand zwischen linkem und rechten Bild: P;
einer Objektivbrennweite: f;
einer Aufnahmeentfernung: L;
einem Verschiebungsbetrag senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive: Sl;
gelten die erste Gleichung: Δif = f2/(L - f); und
die zweite Gleichung: Sl = (P/2) × (f + Δif)/(L + f + Δif); wobei
Δif der Abstand des Brennpunkts von der Bildposition ist; wobei
die Verschiebungslinien der Hauptpunkte der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) rechts und links symmetrische gerade Linien sind, die die durch die zweite Gleichung berechnete Kurve in einem Bereich zwischen einem Punkt weiter entfernt als die kürzeste Aufnahmeentfernung und der Entfernungseinstellung auf unendlich schneiden.
einem Mittelpunktsabstand zwischen linkem und rechten Bild: P;
einer Objektivbrennweite: f;
einer Aufnahmeentfernung: L;
einem Verschiebungsbetrag senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive: Sl;
gelten die erste Gleichung: Δif = f2/(L - f); und
die zweite Gleichung: Sl = (P/2) × (f + Δif)/(L + f + Δif); wobei
Δif der Abstand des Brennpunkts von der Bildposition ist; wobei
die Verschiebungslinien der Hauptpunkte der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) rechts und links symmetrische gerade Linien sind, die die durch die zweite Gleichung berechnete Kurve in einem Bereich zwischen einem Punkt weiter entfernt als die kürzeste Aufnahmeentfernung und der Entfernungseinstellung auf unendlich schneiden.
2. Stereokamera (14) mit einer Mechanik zur automatischen Einstellung des
Abstandes zwischen den optischen Achsen zweier Aufnahmeobjektive (17L, 17R),
wobei die beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) auf unabhängigen Objektivträgern
(3L, 3R) angeordnet sind und der Abstand zwischen dem rechten und linken
Objektivträger veränderbar ist, und die Abstandseinstellung gekoppelt ist mit der
Vor- und Zurückbewegung der Objektivträger (3L, 3R) für die
Entfernungseinstellung, und bei
einem Mittelpunktsabstand zwischen linkem und rechten Bild: P;
einer Objektivbrennweite: f;
einer Aufnahmeentfernung: L;
einem Verschiebungsbetrag senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive: Sl;
gelten die erste Gleichung: Δif = f2/(L - f); und
die zweite Gleichung: Sl = (P/2) × (f + Δif)/(L + f + Δif); wobei
Δif der Abstand des Brennpunkts von der Bildposition ist; wobei
die Verschiebungslinien der Hauptpunkte der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) rechts und links symmetrische gerade Linien sind, die die durch die zweite Gleichung berechnete Kurve zwischen der kürzesten Aufnahmeentfernung und der Entfernungseinstellung auf unendlich nicht berühren.
einem Mittelpunktsabstand zwischen linkem und rechten Bild: P;
einer Objektivbrennweite: f;
einer Aufnahmeentfernung: L;
einem Verschiebungsbetrag senkrecht zu den optischen Achsen der Objektive: Sl;
gelten die erste Gleichung: Δif = f2/(L - f); und
die zweite Gleichung: Sl = (P/2) × (f + Δif)/(L + f + Δif); wobei
Δif der Abstand des Brennpunkts von der Bildposition ist; wobei
die Verschiebungslinien der Hauptpunkte der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) rechts und links symmetrische gerade Linien sind, die die durch die zweite Gleichung berechnete Kurve zwischen der kürzesten Aufnahmeentfernung und der Entfernungseinstellung auf unendlich nicht berühren.
3. Stereokamera (14) mit einer Mechanik zur automatischen Einstellung des
Abstandes zwischen den optischen Achsen zweier Aufnahmeobjektive (17L, 17R),
wobei die beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) auf unabhängigen Objektivträgern
(3L, 3R) angeordnet sind und der Abstand zwischen dem rechten und linken
Objektivträger veränderbar ist, und die Abstandseinstellung gekoppelt ist mit der
Vor- und Zurückbewegung der Objektivträger (3L, 3R) für die
Entfernungseinstellung, wobei
die Verschiebungslinien der Hauptpunkte der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R)
rechts und links symmetrische Kreisbögen sind.
4. Stereokamera nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei den
symmetrischen geraden Linien die Positionen innerhalb eines Abstandsbereichs der
optischen Achsen innerhalb dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive
(17L, 17R) bei einer Entfernung von 2 bis 3 m vor den Hauptpunkten der
Aufnahmeobjektive (17L, 17R) entlang der optischen Achsen in Übereinstimmung
gebracht sind, mit den Positionen des Abstand zwischen den optischen Achsen
verbinden, bei denen die Gesichtsfelder der Aufnahmeobjektive (17L, 17R) bei einer
Position der Scharfstellung auf die kürzeste Aufnahmeentfernung bei
Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
5. Stereokamera (14) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschiebungslinie der beiden Aufnahmeobjektive (17L,
17R) rechts/links-symmetrische gerade Linien sind, die durch die Positionen
innerhalb eines Abstandsbereichs der optischen Achsen führen, bei dem die
Gesichtsfelder der Aufnahmeobjektive (17L, 17R) bei einer Position der
Entfernungseinstellung auf unendlich bei einer Objektentfernung von 2 bis 3 m vor
den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive (17L, 17R) entlang der optischen Achsen
in Übereinstimmung gebracht sind, und die rechts/links - symmetrischen geraden
Linien außerdem durch die Positionen führen, die schmaler sind als der Abstand
zwischen den optischen Achsen, bei dem die Gesichtsfelder der beiden
Aufnahmeobjektive (17L, 17R) bei einer Position der Einstellung der kürzesten
Aufnahmeentfernung bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
6. Stereokamera (14) nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch
gekennzeichnet, daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive (17L,
17R) rechts/links-symmetrische gerade Linien sind, die durch die Positionen
innerhalb eines Abstandsbereichs zwischen den optischen Achsen führen, bei dem
die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (17L, 17R) bei einer Position der
Entfernungseinstellung auf unendlich bei einer Objektentfernung von 2 bis 3 m vor
den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive (17L, 17R) entlang der optischen Achsen
in Übereinstimmung gebracht sind, und die rechts/links-symmetrischen geraden
Linien außerdem durch die Positionen des Abstands zwischen den optischen
Achsen führen, bei dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (17L,
17R) bei einer Position der Entfernungseinstellung auf ein Objekt in der Entfernung
von ungefähr 1 m in Übereinstimmung gebracht sind.
7. Stereokamera (14) nach den vorstehenden Ansprüchen 1, 2, 4-6, dadurch
gekennzeichnet, daß die beiden Objektivträger (3L, 3R) auf Schlitten (2L, 2R) mit
einer linearen Schlittenführmechanik (4L, 4R; 5L, 5R) zusammenwirken, und die
inneren Abschnitte der beiden Schlitten (2L, 2R) übereinander angeordnet sind, und
in den übereinander angeordneten Abschnitten parallele Ausnehmungen (6L, 6R)
senkrecht zu der Verschiebungsrichtung der Schlitten (2L, 2R) ausgebildet sind, und
eine zu den Schlitten (2L, 2R) senkrecht angeordnete Welle (8) für die
Entfernungseinstellung zwischen den beiden Schlitten (2L, 2R) angeordnet ist, und
zwei gleich ausgebildete Nocken (7L, 7R) derart an der Welle (8) befestigt sind, daß
ihr relativer Rotationswinkel genau so versetzt ist wie der Winkelversatz der beiden
Schlitten (2L, 2R) bezüglich der Richtungen in die sie verschoben werden; und die
eine Nocke (7L) wirkt mit der parallelen Ausnehmung (6L) des linken Schlittens (2L)
zusammen, und die andere Nocke (7R) wirkt mit der parallelen Ausnehmung (6R)
des rechten Schlittens (2R) zusammen, und die beiden Objektivträger (3L, 3R) sind
mit der Welle (8) zur Einstellung der Entfernung derart gekoppelt, daß sie bei der
Drehung der Welle (8) rechts/links-symmetrisch in einem Winkel zu den optischen
Achsen vor- und zurückverschoben werden.
8. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive durch die Positionen
führen, bei denen der Abstand zwischen den optischen Achsen der
Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei einer Entfernungseinstellung auf unendlich
schmäler ist als der Mittelpunktsabstand (P) zwischen dem rechten und linken
belichteten Bild.
9. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive durch die Positionen
innerhalb eines Abstandsbereichs der optischen Achsen führen, bei dem die
Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei einer Objektentfernung
von 2 bis 3 m vor den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive (44L, 44R) entlang der
optischen Achsen in Übereinstimmung gebracht sind, und die Verschiebungslinien
außerdem durch die Positionen des Abstands zwischen den optischen Achsen
führen, bei dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei
einer Position der kürzesten Aufnahmeentfernung bei Scharfeinstellung in
Übereinstimmung gebracht sind, oder durch die Positionen des Abstands zwischen
den optischen Achsen führen, bei dem der Abstand zwischen den optischen Achsen
leicht schmäler ist als der Abstand zwischen den optischen Achsen, bei dem die
Gesichtsfelder bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
10. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 8 und 9, dadurch
gekennzeichnet, daß die Mittelpunkte der Verschiebungsbögen zwischen den
beiden Aufnahmeobjektiven (44L, 44R) angeordnet sind.
11. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) durch die
Positionen innerhalb eines Abstandsbereichs zwischen den optischen Achsen
führen, innerhalb dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R)
bei einer Position der Entfernungseinstellung auf unendlich bei einer
Objektentfernung von 2 bis 3 m vor den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive (44L,
44R) entlang der optischen Achsen in Übereinstimmung sind, und die
Verschiebungslinien außerdem durch die Positionen des Abstands zwischen den
optischen Achsen führen, bei denen die Gesichtsfelder der beiden fotografischen
Linsen (44L, 44R) bei einer Position der Entfernungseinstellung auf ein Objekt einer
Entfernung von ungefähr 1 m bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung sind, und
die Verschiebungslinien außerdem durch die Positionen des Abstands zwischen
den optischen Achsen führen, bei dem die Gesichtsfelder der beiden
Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei einer Position der kürzesten
Entfernungseinstellung bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
12. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) durch die
Positionen innerhalb eines Abstandsbereichs zwischen den optischen Achsen
führen, bei dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei
einer Position der Entfernungseinstellung auf unendlich bei einer Objektentfernung
von 2 bis 3 m vor den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive entlang der optischen
Achsen in Übereinstimmung gebracht sind, und die Verschiebungslinien außerdem
durch die Positionen des Abstands zwischen den optischen Achsen führen, bei
denen die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive (44L, 44R) bei einer
Position der Scharfeinstellung eines Objektes in einer Entfernung von ungefähr 1 m
bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind, und die
Verschiebungslinien außerdem durch die Positionen führen, bei denen der Abstand
zwischen den optischen Achsen leicht schmäler als der Abstand zwischen den
optischen Achsen ist, bei dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive
(44L, 44R) bei einer Position der Entfernungseinstellung der kürzesten
Aufnahmeentfernung bei Scharfeinstellung in Übereinstimmung gebracht sind.
13. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet,
daß die Verschiebungslinien der beiden Aufnahmeobjektive durch die Positionen
innerhalb eines Bereichs von Abständen zwischen den optischen Achsen führen,
bei dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive bei einer Position der
Entfernungseinstellung auf unendlich bei einer Objektentfernung von 2 bis 3 m vor
den Hauptpunkten der Aufnahmeobjektive entlang den optischen Achsen in
Übereinstimmung gebracht sind, und die Verschiebungslinien außerdem durch die
Positionen des Abstands zwischen den optischen Achsen führen, die leicht
schmäler als die Positionen des Abstands zwischen den optischen Achsen sind, bei
dem die Gesichtsfelder der beiden Aufnahmeobjektive bei einer Position der
Entfernungseinstellung der kürzesten Aufnahmeentfernung bei Scharfeinstellung in
Übereinstimmung gebracht sind, wobei der Abstand zwischen den optischen
Achsen schmäler als der Abstand zwischen den optischen Achsen ist, bei dem die
Gesichtsfelder über den gesamten Entfernungseinstellbereich in Übereinstimmung
gebracht sind.
14. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch
gekennzeichnet, daß die Objektivträger (38L, 38R; 42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R)
mittels einer Vielzahl von Verbindungen (39; 40; 47; 62; 73) in einem
Kameragehäuse (46; 63; 71) angeordnet sind, die zwei Sätze paralleler
Verbindungsmechaniken bilden.
15. Stereokamera (31) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß gleich
ausgebildete Zahnradgetriebe (33L, 33R) an Rotationswellen (32L, 32R) des
rechten und linken Satzes von parallelen Verbindungsmechaniken befestigt sind,
und die beiden Zahnradgetriebe (33L, 33R) ineinandergreifen, und die rechte und
linke parallele Verbindungsmechanik synchron zusammenwirkt.
16. Stereokamera (41, 61; 71) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
die inneren Abschnitte des rechten und linken Objektivträgers (42L, 42R; 65L, 65R),
die in der rechten und linken parallelen Verbindungsmechanik angeordnet sind,
übereinander angeordnet sind, und parallele Ausnehmungen (45L, 45R) in den
übereinander angeordneten Abschnitten in einem Winkel von ungefähr 90° zu der
Richtung der optischen Achsen ausgebildet sind, und eine vertikale Welle für die
Entfernungseinstellung zwischen den beiden Objektivträgern (42L, 42R; 65L, 65R;
74L, 74R) angeordnet ist, und eine Nocke (43; 67) mit einem Durchmesser, der
ungefähr gleichgroß wie die Breite der parallelen Ausnehmungen (45L, 45R) ist, an
der Welle für die Entfernungseinstellung befestigt ist, und die Nocke (43; 67) mit den
in dem rechten und linken Objektivträgern (42L, 42R) ausgebildeten parallelen
Ausnehmungen (45L, 45R) zusammenwirkt, wobei beim Drehen der Welle die
Entfernung eingestellt wird, so daß die beiden Objektivträger (42L, 42R; 65L, 65R;
74L, 74R) synchron entlang der Kreisbogenlinien bewegt werden.
17. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 7 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß Blattfedern (48) an dem Kameragehäuse (46) der
Stereokamera (31; 41; 61; 71) an den Abschnitten befestigt sind, an denen die
Objektivträger (42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R) an dem Kameragehäuse angeordnet
sind, und die Blattfedern (48) in Federkontakt mit den Seitenoberflächen des
rechten und linken Objektivträgers (42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R) sind, um Lücken
zwischen dem Kameragehäuse und den Objektivträgern abzuschließen.
18. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 7 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß ein verschiebbares Sucherobjektiv zwischen den beiden
Objektivträgern (38L, 38R; 42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R) vor- und zurückschiebbar
angeordnet sind, und eine Nocke als Mittel für die Verschiebung an der Welle für die
Entfernungseinstellung und Verschiebung der Objektivträger (42L, 42R; 65L, 65R;
74L, 74R) befestigt ist, und eine Kopplungsmechanik für die Kopplung der
Entfernungseinstellmechanik und der Einstellmechanik des Abstands zwischen den
optischen Achsen der Objektivträger und der Entfernungseinstellmechanik der
Sucherobjektive in der Stereokamera (31, 41; 61; 71) angeordnet ist.
19. Stereokamera (31; 41; 61; 71) nach Anspruch 7 oder 14, dadurch
gekennzeichnet, daß ein Prismensucher zwischen den Objektivträgern (38L, 38R;
42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R) angeordnet ist, um ein Sucherbild mittels Projektion
auf eine Mattscheibe zusammenzusetzen, wobei ein linkes Halbbild des
Gesichtsfelds des linken Aufnahmeobjektivs und ein rechtes Halbbild des
Gesichtsfelds des rechten Aufnahmeobjektivs mittels einem Verbundprisma
zusammengesetzt wird, und das Verbundprisma teilweise oder ganz nach vorne
oder zurück verschiebbar angeordnet ist, und eine Nocke als Mittel für die
Verschiebung an der Welle für die Entfernungseinstellung der Objektivträger (38L,
38R; 42L, 42R; 65L, 65R; 74L, 74R) befestigt ist, und eine Kopplungsmechanik
vorgesehen isf, für die Kopplung der Entfernungseinstellmechanik und der
Einstellmechanik für den Abstand zwischen den optischen Achsen der beiden
Objektive mit der Verschiebungsmechanik des Verbundprismas, um das
Gesichtsfeld des Verbundprismas zu korrigieren.
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DE19634631C1 (de) * | 1996-08-23 | 1998-04-02 | Minoru Inaba | Stereokamera |
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