[发明专利]全聚焦三维照相机与三维图象的构成

说明书

三维照相的制作是在每一个微透镜内有三个像带，为了从更宽的角度为照片取景，每个像带的宽度在8.5至11度之间，以便从每一视角都能用眼看到相邻的一对立体像对，且图象完全聚焦。本发明还提出一种三镜头照相机用于拍摄此类相片。

在柱镜式三维（3-D）摄影中，通过水平布置的多个优化点摄取景物的多个二维（2-D）的像，然后将这一系列的二维图象压缩并印制在柱镜屏的每一个柱镜的焦面上，以形成景物的三维合成图象。

过去至少需要用4个二维的像来组成一个三维图象，而多个压缩的二维线条状（Lineiform）像带中的每一个在微透镜中都占有相等的宽度。而且总是用偶数个像带。多个像可以印在单一的带内。这种情况通常是指W/N，其中“W”是每一个微透镜的宽度，“N”是总构图中所用的二维像带的数目，并且立体像对的线条状（Lineiform）像带的设置是相对于微透镜的柱镜屏的曲率中心具有对称关系。

当一个人进行三维照相的取景时，理想的情况是双眼看到相邻的二维线条状像带的立体像对。如图1所示，眼睛可以看到像带1和2，像带2和3或者是像带3和4，这样可以保持二维像对之间的适当的视差，以便在焦面上建立一个三维图象而且不致于模糊。视差是物镜视场中一个元素位置的明显偏移，这是由与这个元素的位置和观察该元素的地点有关的变化引起的。过去在三维摄影取景时，双眼并非总是看到由相邻的二维像带所形成的立体像对。根据照相取景的角度和位置，经常可能看到如图1所示的非相邻的立体像对，如像带1和3，像带2和4或者像带1和4。当双眼看到由于非相邻的像带所产生的立体像对时，并不能使这一对像融合在一起而形成一个实象，因为非相邻像带之间存在过多的视差。

过去用于组成三维照相的二维图象的最低数目是4，而印相材料的微透镜的正常视角约为20至30度。因此，每个二维像带所覆盖的角度小于7.5度。通常观测距离为15英吋时，两眼将观测到微透镜约10度的角。除非三维照相精确地位于两眼中心的垂直线上，否则双眼就会看到非相邻立体像对，这些像对是如图1所示的像带1和3，像带2和4，或像带1和4所形成的。

美国专利第3895867号（LO等人）披露了一种制作三维照片的方法，其中设置了线条状（Lineiform）像带，其中指出4个或更多个线条状（Lineiform）像带以对称的方式顺序排列在与微透镜屏曲面中心相交的垂直线两边。Okoshi在《三维图象技术》（1976）一书的71-88页中揭示了三维印像中在乳胶上像的扩展方法。

以下的美国专利中也揭示了有意义的内容：第3953869（LO等人）;第4037950（LO等人）;第4063265（LO等人）和第4086585（LO等人）。

本发明的目的之一是制作一种更高质量的自动立体三维照片。特别是其目的在于制作一种可在更大的视角和距离范围内，全聚焦而无模糊地进行观察的照片，这种照片不同于已有的三维照相。本发明的更进一步的目的是制作一种特写景物的三维照片，其中在相邻的立体像对之间视差增大以给出具有更大景深的照片。

本发明的另一个目的是提供一种能够实现上述目的摄取图象以产生三维照片的照相机。

发明人发现上述目的可以通过以下方式达到，即将照相机拍摄的二维像的数目限制到3个，并且增大每个线条状像带的宽度，使之至少为8.5度角。当每一个二维像带的宽度至少是微透镜的8.5度角时，就可以防止眼睛同时看到像带1和3。既使万一眼睛同时看到像带1和3，由于通常近距离拍摄的生活照中，非相邻像对之间有过多的视差，因而眼睛不可能把这两个像融合在一起，因此照片似乎是在焦点之外。为了适应两眼的视角而把像带的宽度从7.5增加到至少8.5度，则作为主体像对将会只能看到如图4所示的像带1和2或者是像带2和3，而且仍保持有适当的视差，所以眼睛可以把立体像带对融合在一起以重建一个唯一的而且轮廓明晰的三维像。把二维像带的数目限制为3个这一点是与过去的技术教导相违背的，过去认为二维象的数目更多时所制作的照片具有更好的三维效果，而且像对之间的过渡会更为平滑。过去还认为微透镜中应当有偶数个像带以适应人有两眼这一事实。一种具有三个距离相等的镜头的三镜头照相机用于上述的目的以制作本发明所需的照片。

图1表示通常的三维照相的取景方式，其中4个像带按对称次序排列于柱镜屏中心的两边。

图2表示图1中的微透镜，其中的视角向柱镜屏的右方倾斜。

图3表示图1中的微透镜，其中的视角向柱镜屏的左方倾斜。

图4表示通过微透镜的三个像带为三维图象取景，该微透镜覆盖8.5至11度的视角。