[发明专利]供三维摄影/摄象用的单镜头多孔径摄影机

说明书

发明背景

1.发明所属技术领域

一般说来，本发明涉及在略有区别的各有利地位获取同一景物图象用的摄影机或摄象机；更准确地说，涉及仅使用一个摄影镜头在一定的视角范围内观察景物用的三维摄影机。

2.现有技术

在利用来自观察者眼睛产生出景物深度视觉的视差构成三维摄影照片或者提供视频显示的过程中，需要在若干沿水平方向分开的有利地位拍摄的同一景物的一些二维视图，而且此二维视图是按照空间或者时间分隔多路传送方式提供的，以使观察者的眼睛能够看到在略有区别的两种有利地位拍摄的两张图象。当构成三维照片或提供三维显示时，必须是这些二维象能以该景物中的被称之为三维摄影术中的“关键目标”的确定点为基准，精确地对准。这种二维象对准的过程，通常称之为“关键目标”的对准。此外，提供适当大小的视差是重要的，以便取得良好的深度视觉。视差不够，将使三维景物看来象是无深浅反差的，而视差太大，将使三维照片或显示变成离焦。因此，在获取不同视角二维视图的过程中，必须根据景物的设置控制视角的差异。

在三维摄影术中，存在着多种在不同的有利地位拍摄景物的许多二维视图用的方案，而且这些方案可粗略地分类为以下四种类型：

(1)多镜头摄影机

多镜头摄影机，被公开在例如授于Lo等人的美国专利3,960,563，授于Smith等人的美国专利4,475,798以及授于Wah Lo的美国专利4,800,407中，并且表示在图1中，其中编号1、2和3表示沿水平方向分开的三个摄影镜头，而编号6表示胶片上的蔽光框，被用来在相应镜头后面的胶片7上限定成象画面21，22和23的界限。三个摄影镜头1，2和3的光轴，分别用穿过相应镜头中心的虚线301、302和303表示。字母P表示景物中并不位于无限远距离的点状物体。如图所示，形成在三个图象画面上的物点P的象P1，P2和P3，其相对于对应光轴的位置并不相同，不管此处的镜头是否聚焦。

(2)错开影象的摄影机

带有棱镜组件的错形影象摄影机，被公开在例如授于Sayanagi等人的美国专利No.3,674,339中；带有反射镜组件的错开影象摄影机被表示在图2中，其中编号4和5分别表示摄影镜头和带有开口的孔径平板，编号30，31，32和33则表示立体附加镜中的反射镜，且在胶片蔽光框8后面的胶片9上由此立体附加镜将两个分开的象Q1和Q2形成在画面41和42上面。画面41和42上面形成的象，乃是不同视角拍摄的同一景物的二维视图。字母Q表示景物中的点状物件。如图所示，经过同一摄影镜头4，物点Q的两张二维象Q1和Q2分开成象在画面41和42上面。这种类型的立体附加镜改变了摄影镜头4的视场。特别是图2表示的立体附加镜将成象画面分成两个部分，以接纳同一景物的两个二维视图，因而将此摄影镜头的视场减小到约50％。

(3)单镜头摄影机

安装在跟踪设备上的单镜头摄影机，公开在授于Lo等人的美国专利4,063,265中。

(4)摄影机组件

一种类型的摄影机组件，被公开在授于Glenn的美国专利3,518,929中。

遗憾地是，上述每一公开均伴有许多缺点。在多镜头摄影机中，这些摄影镜头在焦距方面通常并不相同，从而造成其二维象具有不同的放大率。而且在多镜头摄影机中，相邻镜头间的间隔通常并不相互相等，从而使“关键目标”的对准非常困难。在错开影象的摄影机中，同一胶片平面必须由许多二维视图共用，导致不合乎需要的图象规格和尺寸。当使用安装在跟踪设备上的单镜头摄影机时，该摄影机必须对不同的有利地位重定位置。采用摄影机组件的途径并不切实可行，因其需要一些具有相同光学特性的摄影机，而且图象必须记录在一些分开的摄影软片上。

授于Law的美国专利No.4,107,711，公开了一种利用摄影镜头孔径的不同区域、以不同的视角在微透镜板上的微透镜下面的成象区域的不同区段曝光一些二维视图的方法。然而该专利中公开的方法要求微透镜投影屏能与成象片分开，且在曝光过程中要求微透镜投影屏相对成象片偏移。该专利中公开的方法，尤其不能应用在感光乳剂直接涂敷在微透镜投影屏背面上的微透镜状印相材料上。

发明概述