专利名称：立体机相的制作方法
技术领域：
本发明涉及立体相机。更具体而言，本发明涉及调节两个摄影镜头的光轴之间的距离的立体相机，这两个镜头在操作上是连动的以调节聚焦点。
在一个将两个图象在同一时间通过一对右和左的摄影镜头拍成照片的立体相机中，两个摄影镜头之间的距离通常是固定的。以放大的方式示于图20(L)和20(R)中的光轴之间的距离为固定的此种类型立体相机之中，由于两个摄影镜头的重叠而提高了在右和左侧的拍摄图象L和R的重叠区域(b-c)的外侧上的非重叠区域(a-b，c-d)。当调节该距离变为近时，在右和左侧的被摄图象中的目标的影象的位置向着相互接近的方向移动。
非重叠区域(a-b，c-d)是设有立体影象形成的部分。当使用立体的幻灯片观察镜进行观察时，滑动测室的图象框架在非重叠的区域的边缘如图21所示是重叠的，这一点可以明显看出。另外，在一个近于焦点距离处的目标的立体影象出现在非自然的立体窗口(想象窗口，其中当以三维方式观察到立体幻灯片时，安装的右和左侧的影象框架变为一致并且作为一个影象出现)的前面。所介绍的立体幻灯片伴随有上述的缺点。
因此为了改正这些缺点，通过使用宽度窄于底片上的影象的宽度的窗口的立体幻灯片的安装而尝试着覆盖右和左侧影象的非重叠区域(a-b，c-d)，并且通过调节右和左侧底片的距离来改正透视感觉。然而上述也带来的困难是，确定正确的覆盖量和确定在横向上的相对于安装的窗口的底片的位置，并且另外还包括由于覆盖所引起的图象的大量损失。
在右和左侧摄影镜头之间的可见区域的差别所引起的上述问题可以通过调节右和左侧的摄影镜头的光轴之间的距离而改善可见的区域。既然已有设备用于调节立体相机的光轴之间的距离，就已经公知了一种手动的调节方式来调节光轴之间的距离而不顾及焦点-调节机构，和一种自动的调节方式来调节光轴之间的距离，该光轴与一个机构连动以调节焦点。手动调节类型的设备适合于调节镜头的光轴之间的距离到一最优值，其依赖于到主目标的距离和主目标和其它目标之间的距离，但是需要另外的操作以分开调节焦点和光轴之间的距离。通过取景和熟练的生活能够毫无干涉地拍照，这种方式缺少用于快速抢拍照片的性能。另外，使用者可能不正确地设置光轴之间的距离，除非他非常熟悉该机构的操作和性能以调节该光轴之间的距离，而这永久都不是容易处理的。因此，用于调节光轴之间距离的自动机构比用于调节光轴之间距离的手动机构更适合于一般公众所用的立体相机。
用于调节光轴之间距离的传统的自动机构已经如此构造，右和左侧的摄影镜头的可见区域在焦点距离处在所有时间内保持一致，并且光轴之间的距离自动地调节以和焦点的调节相连动以得到恒定的效果来改正光轴之间的距离。
如果假定该镜头是一个薄的镜头，并且该镜头的焦距 ---f从目标到镜头的主焦点的距离---L从镜头的焦点到影象形成位置的距离 ---Δif那么Δif＝f2/(L-f) (1)并且从透镜的主焦点到底片的表面的距离由f+Δif给出。
图22示出了在焦点距离处的使右和左侧的摄影镜头的可见区域达到一致的摄影镜头的主焦点移动的轨迹。当立体相机的右和左侧的暴光的图象之间距离用P标明，用于使右和左侧的摄影镜头的可见区域在焦点距离处达到一致的右和左侧镜头的移动量S1由下式给出S1＝(P/2)×(f+Δif)/(L+f+Δif) (2)图23中的表示出了当镜头的焦距是36mm而右和左侧的暴光图象之间的距离P是66mm时基于上式的相对于光轴的直角方向上的移动量S1和光轴方向上的镜头的变化量Δif之间的关系。当右和左侧的摄影镜头通过移动量S1，附加减少到聚焦的目标的距离L而沿着相互接近的方向上移动，摄影镜头的主焦点的运动轨迹用虚线表示，并且在焦点距离处的右和左侧的可见图象在所有时间保持一致。
传统的用于自动调节光轴之间距离的机构如此构造，摄影镜头的主焦点沿由凸轮、导向机构或相似物所形成的由上述公式给出的轨迹移动，并且调节该焦点以与光轴之间的距离的调节相连动。然而，尤其是，在很多情况下并没有达到用于改善光轴之间的距离的满意效果。
此问题由下列事实引起，图象中的所有目标极少形成在焦点距离，并且在很多情况下目标形成在各种距离。例如，通过使焦点定在无限远处拍摄景色时，一些材料在很多情况下被拍摄在无限远处的物体的前面。以一个近距离拍摄一张照片，比如从上方拍摄花园中的一朵花，该图象包括在图象中间部分的花的前面的花，以此调节焦点。当通过调节该焦点到人模式的眼睛时前面的图画被拍下来，而该模式的鼻子则位于焦点距离的前面。
在一种立体幻灯片中，强烈地影响右和左侧的影象匹配的物体存在于近于焦点距离的距离处，该较近距离处的物体的立体影象形成在立体窗口的前面并且非自然地出现。为了改善它，当该底片如先有技术一样以相同方式安装时右和左侧的外边缘必须覆盖，并且通过调节用于安装右和左侧的底片的距离来改善透视感觉。因此，用于自动调节光轴之间距离的传统机构的动作从来没有进行过。
因此，技术问题一定要解决以提供用于调节光轴距离的可实现的功能的立体相机，以使立体相片所表现的优选立体效果能简单地拍摄任何物体。本发明的任务就是解决这个问题。
本发明就是为了达到上述的目的，并且提供一个立体相机，其带有一个用于自动调节光轴之间距离的机构，其中，两个摄影镜头设在分开的镜头架上，右和左侧的镜头架的距离与镜头架的前后运动相连动地改变以配合调节焦点，并且两个摄影镜头的光轴之间的距离依靠焦距进行修正，其中，两个摄影镜头的运动轨迹是左右对称的连接各位置的直线，两个摄影镜头的光轴之间的距离在调节焦点在无限远处的位置时窄于右和左侧的暴光图象之间的距离，或者优选的，在光轴之间的一定距离内连接各位置，其中，两个摄影镜头的可见区域在摄影镜头沿光轴的主焦点前的2到3米距离处是一致的。对光轴之间的距离的各位置而言，在此两个摄影镜头的可见区域在某个用于调节最短焦距的位置处在一个焦距处是一致的，或者在其周围的位置也是相同的。
本发明另外提供了一个立体相机，其中，两个摄影镜头的运动轨迹是通过各位置的左右对侧的弧形，两个摄影镜头的光轴之间的距离在将焦点调节到无限远处的位置窄于右和左侧暴光的影象之间的距离，或者优选地，通过光轴之间的一定距离范围内的各位置，该两个摄影镜头的可见区域在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米的距离处是一致的，并且通过光轴之间的该距离的各位置，两个摄影镜头的可见区域在用于调节最短聚焦点的位置处以一个焦距达到一致或者通过该位置光轴之间的距离只是稍微窄于可见区域在一个焦距处达到一致时的该光轴之间的距离。
图1示出了根据本发明的实施例的摄影镜头的直线运动轨迹；图2示出了根据本发明的实施例的摄影镜头的直线运动轨迹；图3示出了用于设置根据本发明的实施例的摄影镜头的直线运动轨迹的可允许的范围；图4示出了根据本发明的实施例的摄影镜头的弧形运动轨迹；图5示出了用于设置本发明的摄影镜头的弧形运动轨迹的可允许范围；图6示出了根据本发明的实施例的摄影镜头的弧形运动轨迹；图7示出了用于找合在弧线上的任何镜头位置配合的计算，图8是表明使用数字的图6的弧形运动轨迹的表格，图9示出了以未组装方式的用于自动调节根据本发明的实施例的光轴之间距离的线性运动类型的机构，图10示出了线性运动的立体相机的剖面图，图11示出了图10的立体相机的搜寻部分的结构，图12示出了用于自动调节在图10的自动相机中的光轴之间的距离的机构的结构，图13示出了用于自动调节光轴之间距离的弧形运动类型的机构的结构，图14示出了用于将镜头架连到图13的相机机身上的结构的垂直剖面图；图15示出了弧形运动类型的立体相机的剖面图；图16(L)和16(R)示出了图15中的立体相机的平行连接机构的结构，图17示出了根据另一实施例的弧形运动类型的立体相机的剖面图；图18(L)和18(R)示出了图17中的立体相机的平行连接机构的结构，图19是根据本发明的另一实施例的弧形运动类型的立体相机的剖面图20(L)和20(R)示出了使用传统的立体相机拍摄的底片；图21示出了使用传统立体相机的影象损失，图22示出了当右和左侧的透镜的可见区域在一个焦距处一致时镜头的弯曲运动轨迹，图23是代表光轴之间距离的数字值，此时，右和左侧的摄影镜头在该焦距处达到一致。
现在详细描述本发明的实施例。首先下面的描述是立体幻灯片安装的右和左窗口一致而表现为一个窗口时的距离和通过使用立体幻灯片取景器的可以在立体幻灯片中看到物体的立体图象的距离之间的关系。
在一个通过使用自动调节光轴之间距离的类型的传统立体相机拍摄的立体幻灯片中，右和左侧的镜头在一个焦距处达到一致，右和左侧镜头的可见区域在该焦距处达到一致，在该焦距处的一个物体的立体影象和立体幻灯片安装窗口表现为相等的距离。
例如当无限远处的景象如图22被拍摄时，该镜头的移动量是零。因此，右和左侧的图象的距离等于右和左侧图象的在无穷远处的相同物体的距离，并且该立体幻灯片安装窗口在无穷远处看起来象似在无穷远处的该物体，并且设有位于无穷远处的物体被看作位于该立体幻灯片安装窗口的前面，这是非自然的。因此假定，如果该摄影镜头如此移动以使右和左侧的摄影镜头的可见区域在一个近于该焦距的距离处达到一致，就能够达到一个好的效果。
所以当该焦点调到无穷远时，首先考虑摄影镜头的移动量。
如果，摄影镜头的焦距f＝36mm，右和左侧暴光图象的距离P＝66mm，在焦距处的物体之间的距离＝Pi，这是如先有技术中所述的相同的条件，该物体的立体影象位于一定距离，例如一米并且当焦点位于无限远处时，如果摄影镜头的移动量S1从式子2中可知为大约1.15mm的话，立体幻灯片安装窗口能够在相等的距离看到。在此情况下，在无限远处的物体的影象的移动量等于在底片上暴光的图象的摄影镜头的移动量，也就是说在相互靠近的方向上分别移动1.15mm的距离。因此，该距离Pi下降在右和左底片上的无限远处的物体的影象之间的距离2.3mm。该立体相机的暴光图象的影象是上下和左右颠倒的。当具有1.15mm的移动量S1被拍摄的底片以竖直影象的状态安装在立体幻灯片安装架上时，在无限远处的的物体之间的距离Pi大于右和左侧的图象之间的距离P(66mm)2.3mm。
当该焦距处(在此情况下为无限远)的物体之间的距离Pi变为宽于右和左侧的图象之间的距离P时，该图象作为一种当然的情况会非自然地显示，本发明人注意到示范的照片的变化改变了摄影镜头的移动量。作为一种结果，估计到右和左侧的图象之间的差别与右和左侧图象的相同物体的影象的距离一般不应该大于1.2mm。
在上述条件下在拍摄无穷远处的一个物体时，右和左侧的摄影镜头的移动量不大于0.6mm，各图象的距离和在右和左侧图象的无穷远处的相同物体的影象的距离不大于1.2mm，并且在无限远处的该图象非自然地显现，优选得到三维的感觉，尽管在图象中的较短的距离内存在一个物体的影象。
尽管无限远情况下的摄影镜头的移动量被设为0.6mm，该值几乎等于移动量S1，以此，该立体幻灯片安装窗口在一个相等距离处作为从公式2中得出的大约2米的物体被看到。
接下来考虑在最短焦距情况下的摄影镜头的移动量，提供的条件是在一个焦距处的物体的影象之间的距离宽于拍摄无穷远处的物体情况下的立体幻灯片安装窗口之间的距离1.2mm。也就是说，当最短焦距L＝360mm时，Δif＝f2/(L-f)＝362/(360-36)＝4mm在右或左图象上的影象的移动量Si为1.2/2＝0.6mm。在此情况下，摄影镜头的移动量S1由下式给出，S1＝(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＝3.84mm另外，通过该距离，右和左侧的摄影镜头的可见区域达到一致，即右和左侧的立体幻灯片安装窗口显示为一个窗口，该距离如下给出Lw＝(f+Δif)(P-2S1)/2S1＝(36+4)(66-2×3.84)/2×3.84＝304mm
图1只示出了左摄影镜头的运动轨迹，其通过连接在拍摄无限远处的物体的镜头的位置到最短焦距处的镜头的位置。当拍摄一无穷远处的物体时，该立体幻灯片安装窗口被设在距离摄影镜头的主焦点2米处，并且在360mm的最短焦距的情况下设在304mm的位置处。
在上述实施例中，向内的移动量大于由传统类型的立体相机的镜头的间断线所表示的轨迹LREF，该相机自动地调节光轴之间的距离以在所有范围内调节焦点。大部分的摄影底片能安装在立体幻灯片支架上而不修正安装该底片的位置或者不覆盖图片的各部分。
另外在图1中，线性轨迹相对于光轴的倾斜角由下式给出θ＝tan-1(3.84-0.6)/4＝tan-10.81＝39°00′并且在与光轴垂直方向上的镜头的移动量S1由下式给出S1＝0.6+Δif×tanθ(θ＝39°00′)当该焦点被设在某处，例如一米处时摄影镜头的移动量S1等于Δif＝f2/(L-f)＝362/(1000-36)＝1.344mmS1＝0.6+1.344×tan39°00′＝1.688mm在相片上的无限远处的图象的移动量等于摄影镜头的移动量S1。因此，在无穷远处的背景被拍摄在相片上时，在该焦点被调到1米处的情况下时，在右和左侧相片上无穷远处的背景相片之间的距离与相片之间的距离相比减少了大约3.4mm(＝2S1)。
这是超过了上述的图象的距离和该物体的影象的距离之间的区别的建议范围(不大于1.2mm)。因此希望在某处的背景在从近距离拍摄一个物体时尽可能多地进入到相片之中。
上述镜头的运动轨迹当从近距离拍摄相片时是重要的。然而，使用者一般拍摄不小于1米处的物体。另外，很多相机具有大约1米的最短焦距。在这些情况下，该移动量与图1的总量相比作为整体可以下降(例如图2所示，处在将焦点调到无限远处的位置，当移动量S1＝0.39mm时，该立体幻灯片安装窗口能在3米处看到)，或者运动轨迹的倾斜角相对于摄影镜头的光轴减少，以减少如下问题，当最短距离处的该物体和在某处的背景被设在同一相片上时，在背景中的影象的距离变为过量。
参照图2，摄影镜头的运动轨迹与传统的运动曲线LREF在大约70mm(Δif≈2.0mm)的焦距处相交。除了拍摄最近距离的物体，很多底片在安装时并不需要修正。只有从最近距离拍摄的底片可以对其安装位置进行修正或者作为需要对它们的相片进行覆盖。
因此，依赖于从近距离拍摄相片的重要性，该摄影镜头的轨迹可以设在图1的线性轨迹和图2的线性轨迹之间的范围，重要性是从一般距离进行拍摄得出，或者依赖于摄影镜头的最短焦距的条件。当一个轨迹视在图3所示的两条直线之间的范围时，可以得到比传统相机更好的用于修正光轴之间距离的效果。另外，既然摄影镜头为线性移动，用于调整光轴之间距离的机构的结构是简单的，并且可以达到很高的操作精度。
在上文所述的情况下，摄影镜头沿直线移动。使用由许多杆和连接的组合所构成的平行连接机构所达到的摄影镜头沿弧形轨迹的移动的用于调整光轴之间距离的机构能够达到另外所希望的保持高精确度的操作。
当使用弧形轨迹时，该半径等于或者大于传统的曲线轨迹，摄影镜头向内移到某一位置以调整该焦点到无限远处，镜头的下降移动量被传送，并且该立体幻灯片安装窗口的距离在某距离处几乎达到一致，在此看到最短拍摄距离处的聚焦物体的立体影象。然而在此情况下，该弧具有较大的半径并且连接变长。因此该机构能用在大相机中而不能用在小相机中。
如果弧形的半径能够减小，如图4所示，与传统弧形轨迹LREF相反，该拍摄镜头沿具有右和左侧的摄影镜头之间的中间侧上的半径中心的弧形移动。该移动量设在0.39到0.6m的范围内以使该立体幻灯片安装窗口能够在将焦点调到无限远的位置处以大约2到3米的距离被看到。另外，在最短的焦距处，该移动量可以设置在相对窄的包括传统曲线LREF的移动位置的可允许范围内。然而，该位置依靠如下希望的移动性能的条件而被设置，镜头焦距、最短焦距等等。并且与线性轨迹相似设有数量的限制。
因此，具有不同的弧形中心和不同的弧形半径的变量能由图5所示由弧形A、B和C设置。然而与图3所示的线性轨迹的范围相似，该弧形设在某一范围内，其当然地不能较多地与传统曲线轨迹LREF相偏离。
在图5中，弧线A代表权利要求7的立体相机的镜头运动轨迹，当焦点调到无限远处时立体幻灯片安装窗口显示在大约2米的距离处，在焦距(如700mm)处的物体的立体影象所显示的距离等于立体幻灯片安装窗口在任何的用于调节焦点的范围内的中间位置，并在短距离的一侧，在焦距处的物体的立体影象再一次显示的距离等于立体幻灯片安装窗口在最短焦距处通过移动量变为不够时的距离。
弧形B代表权利要求8的立体相机的镜头运动轨迹，当焦点位于无限远处时该立体幻灯片安装窗口位于大约2米的距离处。在焦距处的物体的立体影象所显示的距离等于立体幻灯片的安装窗口在调节焦点范围内的中间位置，并且在短距离的一侧，在焦距处的物体的立体影象显示在立体幻灯片安装窗口的背侧。弧形B的半径小于弧形A的半径，以能够缩短连接的长度。
弧形C代表权利要求9的立体相机的镜头运动轨迹。弧形B的半径的中间向内(图5中的右侧)移动以提高在整个区域上的移动量以不致于与传统的曲线轨迹LREF相接触。
下列的计算式是为算出图6中的弧形D的轨迹。当镜头的焦距为36mm时，左侧和右侧暴光相片的距离P1是66mm，当焦点在无穷远处时，右和左侧的镜头的可见区域达到一致时的距离为2.5m，并且该镜头的位置如上例所述相似的为O′，那么从式子2可以得到点O′的移动量S1＝(66/2)×36/(2500+36)＝0.468mm并且点O和′之间的距离变为0.47mm。镜头运动轨迹的弧形与由虚线所代表的传统曲线相交的点为Q，在弧形的O和O′之间引出弧OO′，简单的，弧PQ连在弧形的P和Q之间。垂线B是从弧PQ的中间点T引出，同时满足垂线A和B的点被找到。此相交点就是弧形O′QP的中点V。
点O′的坐标为X＝0.47，Y＝0。如果点Q的Δif为2mm，其是镜头在光轴方向移动的4mm范围的中点，那么点Q的X轴坐标X≈1.7368而Y轴坐标Y＝2，此可从图23中得知。
点O′和O之间的X值的差为XQ-XO′＝1.7368-0.47＝1.2668Y值的差为YQ-YO′＝2弧O′O相对于光轴的倾斜角为1.2668/2＝0.6334。
点S的坐标位置是X＝(0.47+1.7368)/2＝1.1034Y＝2/2＝1垂线A在X＝0时的Y值为Y＝1+1.1034×0.6334＝1.69889356并且代表垂线A的式子的值Y＝-0.6334X+1.69889356简单的，垂线B上的点P和Q之间的Y值的差为YQ-YO′＝4-2＝2从图23中可知X值的差为XP-XQ＝3.30-1.7368＝1.5632弧PQ相对于光轴的斜率为1.5632/2＝0.7816点T的坐标位置是X＝(3.30+1.7368)/2＝2.5184Y＝(4+2)/2＝3当X＝0时的垂线B的Y值是Y＝3+2.5184×0.7816＝4.96838144并且垂线B表示为Y＝-0.7816X+4.96838144该坐标在垂线A和B相交处的点到达一致，因此-0.6334X+1.69889356＝-0.7816X+4.96838144通过移顶，-0.6334X+0.7816X＝4.96838144-1.69889356两侧进行合并，0.1482X＝3.26948788X＝22.06132173另外，Y＝-0.7816×22.0613+4.9683＝-12.2748Xv＝22.0613mmYv＝-12.2748因为点P′位于弧形D上，则弧形D的半径Rv为RV＝((XV-XO′)2+YV2)＝((22.0613-0.47)2+12.27482)＝24.83656mm
另外从弧形的半径Rv和中心的坐标Xv、Yv，图7中的弧形上的镜头位置a是，βa＝sin-1((Δif-Yv)/Rv)Xa＝Xv-Rvcos βa图8中的表格示出了弧形D、S1、βa和Xa的计算值Δif。
在此实施例中，当焦点位于无穷远处时该立体幻灯片安装窗口设到2.5m处。当焦点调到700mm处时，立体幻灯片安装窗口出现在等于焦距的大约700mm处。当焦点调到短于700mm处时，立体幻灯片安装窗口可能稍微远于焦距。然而该差别很小以致该偏差不需要在安装时很小量地修正。当图8的表格中的弧形数据应用在最短焦距大于700mm的立体相机上时，在几乎所有的条件下可以达到修正光轴之间距离的最优效果。
接下来具体描述用于自动调整光轴之间距离的机构的结构。图9示出了通过线性移动镜头支架的自动调节光轴之间距离的机构，其中，参考数字1标明了幻灯片的底座，2L和2R标明了滑板，在前侧的滑板2L、2R和镜头支架3L、3R作为统一的结构连在一起。左右对称的线性倾斜导槽4L和4R形成在固定于机身的底部之上的幻灯片底座的上表面上，并且凸缘5L和5R形成在滑板2L和2R的较低表面上以与导槽4L和4R相对应。
线性平行槽6L和6R形成在右和左滑片2R、2L的内部，也就是在右和左侧摄影镜头的光轴的内侧，平行槽6L和6R的方向是与凸缘5L和5R的方向相垂直。
其内形成有与平行槽6L的左侧滑片2L的内部的上一半被去掉以使其具有滑片2L的一半厚度。右侧滑片2R的内部的下半部被去掉也使其具有滑片2R的一半厚度。在滑片2L和2R安装在幻灯片底座1上时，右和左侧的滑片2R和2L的内部相互叠放。
用于移动镜头的凸轮和轴承8安装在形成在幻灯片底座1内的中间轴承安装孔1a上。凸轮7L和7R安装在上和下两级上，其位于轴的上部分以调节焦点，并且一个皮带轮9附在轴的下部以调节焦点。
左侧的凸轮7L和右侧的凸轮7R是圆形的偏心的相同形状的凸轮，其直径几乎等于滑片2L、2R中的平行槽6L、6R的宽度，并且其安装在轴上以调节焦点以保持与左和右导槽4R、4L所形成的角度相等的旋转角度差，左侧凸轮7L与左侧滑片2L的平行槽6L相邻并且右侧凸轮7R与右滑片2R的平行槽6R相邻。
用于调节焦点的突起11附在由机身(未示出)支撑的皮带轮轴10的头部，并且线13或带子围绕皮带轮12缠绕，该轮附在皮带轮轴10的下部和该轴的皮带轮9以调节焦点。
当用于调节焦点的突起11旋转时，凸轮7L和7R相互连动地转动，右和左侧的滑片2R、2L相互同步地倾斜地沿导槽4L、4R移动，光轴之间的距离连动地被自动调节以调节焦点。如上所述，平行槽6L、6R的方向与导槽4L、4R的方向为直角，滑片2L、2R移动的方向与凸轮7L、7R推力的方向相一致。因此，滑片2L、2R平缓地滑动。
如果围绕皮带轮9和12缠绕的线13支撑在皮带轮9和12的周边的一点上，通过此广为所知的方法，线13被阻止滑动，并且皮带轮对9和12能可靠地同步旋转。
图10示出了安装有用于线性调节图9的光轴之间的距离的机构的三镜头类型的立体相机14，其中，取景镜头16设在机身15的前表面的中心，并且一对摄影镜头17L、17R设在外围方向上的右和左侧之上，并且三个镜头16、17L和17R的光轴相互平行并设在同一平面上。焦平面快门(未示出)设在摄影镜头17L、17R的背侧仅仅暴光平面之前的位置。参照图11，45度的反射镜18设在取景镜头16的背面。落在取景镜头16上的光通过反射镜18聚焦在上部的聚焦平面19上，并且能够观察到通过五棱镜的竖直影象和一个以相同方式作为单镜头反射相机的接目镜21。
图12示出了安装取景镜头支架的滑片22和用于摄影镜头的镜头支架3L、3R。该滑片22在右和左方向上具有平行槽23。用于移动取景镜头的圆形偏心凸轮24与平行槽23相接，如移动摄影镜头的凸轮7L、7R相似，圆形偏心凸轮24被设在调节焦点的轴上。因此，三个镜头16、17L和17R与调节焦点的轴的旋转相连动地同步地前后移动。依赖于影象聚焦在聚焦平面19上的状态来判定用于调节焦点的状态。
取景镜头16可以具有等于摄影镜头17L、17R的焦距的焦距。然而，使用焦距短于摄影镜头的焦距的取景器能够减少由取景器部分所占用的空间。在此情况下，如图11所示的聚焦平面19的尺寸减小，聚焦平面上的影象的角度与通过摄影镜头17L、17R暴光的影象的角度相一致。另外，凸轮24的形状和尺寸和平行槽23的宽度被设计为取景器镜头的移动量满足式子Δif＝f2/(L-f)。
图13示出了用于调节光轴之间距离的机构，该光轴与立体相机内的焦点的调节相连动以使该摄影镜头沿弧形轨迹移动。两个右和左垂直的轴32R和32L旋转地安装在立体相机31的机身框架上(未示出)。同样形状的同步齿轮33L和33R相互咬合地设在两个垂直轴32L和32R的上部分。小齿轮35、用于移动某一范围取景器的可移动的镜头的凸轮37和调节焦点的突起37附在用于调节设在垂直轴32L、32R之前的焦点的轴34之上。小齿轮35与一个同步齿轮33R相咬合。
钟形摇柄形状的杆39设在垂直轴32L、32R的上和下部分。设在垂直轴32L、32R的外侧的上和下的两个钟形摇柄形状的杆39由上下两个轴承支撑，以此中间轴设在机身框架上(未示出)。这些右和左侧的杆39的前端向内端和外端旋转直到右和左侧的镜头支架38R、38L的两个上和下表面。另外，两个杆相对的背面由线40相连接以组成平行的连接机构。
右和左镜头支架38R、38L的杆旋转点位于垂直轴32L、32R的外侧。因此在旋转调节焦点的突起37时，右和左侧镜支架38R、38L承受了在弧线轨迹上的平行运动以保持与摄影镜头的光轴相垂直的关系。另外，调节焦点的状态通过由于用于范围取景器的凸轮36而旋转可移动的该范围取景器的镜子。该范围取景器的结构已广为所知并且在此不加叙述。
图14示出了在机身上安装镜头支架38L、38R的结构。镜头支架的上和下两端滑动地与立体相机31的上和下壁相接触以阻止光从外进入，并且在上下方向上保持镜头支架38L、38R的位置。另外，作为遮蔽镜头支架的侧表面和机身之间的沟槽的方法，后面会叙述的薄片弹簧附在机身上并且弹性地接触镜头支架的侧表面，以此来遮蔽镜头支架与机身之间的沟槽。
沿着弧形轨迹的半径，该镜头支架38L、38R的移动是由镜头支架38L、38R的杆旋转点之间的距离确定并且垂直轴32L、32R的中心如图13所示。图5和6中的弧形轨迹的变量依赖杆的长度和垂直轴32L、32R的中间位置实现。
连到杆39的连接40可省掉。当连接40被省去时，通过在两个右和左侧的镜头支架38L、38R上的两个杆旋转点的直线接近垂直轴32L、32R。当达到平行连接机构的死点时该操作会失去平滑性。在将钟形摇柄形状的杆39的另一端与连接40连接起来时，该死点能被消除，也可以实现在全部运动范围内的平滑操作。
图15示出了另一实施例的立体相机。在此立体相机41中，右和左侧的镜头支架42R和42L以同步的方式由凸轮43驱动，以使该摄影镜头44L和44R能沿弧形轨迹运动。图16(L)和16(R)中所示的直的平行槽45R和45L在与摄影镜头44R和44L的光轴成直角的方向上形成在右和左镜头支架42R和42L的内部。
与图12中的镜头支架2L、2R相似，上半部分被从左侧镜头支架42L的内部形成槽的部切去，以使其只具有镜头支架42L的一半厚度。从形成右侧镜头支架42R的槽的部分的上半部分被切去以使其具有镜头支架42R的一半厚度。右和左侧镜头支架42R和42L的切去部分相互重叠，并且通过两个具有相等长度的连接47连到机身。
设在底座框架46的中心的圆形偏心凸轮43插入到平行槽45R、45L中。在旋转调节焦点的其上安装有凸轮43的轴时，右和左侧的镜头支架42R、42L同步地沿弧形轨迹移动。
镜头支架42R、42L的侧边以相对于运动轨迹的方式弯曲的弧形形式形成，并且附在机身46的薄弹簧48的终端上的边缘与镜头支架42R、42L的侧边弹性地接触。因以在弹簧48和镜头支架42R、42L之间没有形成缝隙，而不论调节焦点的镜头支架的位置，并且保持不会有光线、灰尘或水进入到机身46之内。
图17和18示出了另一实施例。在此立体相机61中，该连接具有的长度短于图14的立体相机41的长度。右和左的两个连接62在中点旋转，并且中间的两个连接62旋转地安装在轴64上以调节焦点。
左侧的镜头支架65L连接到构成左侧的平行连接机构的两个连接62的前端，右侧的镜头支架65R连接到构成右侧的平行连接机构的两个连接62的前端，两套连接的另一端通过凸轮后面的连接66L、66R连接到一起。
圆形偏心凸轮67与相互叠放的凸轮后面连接线66L、66R的两块的平行槽68L、68R相接合。当旋转凸轮67时，右和左镜头支架65R和65L通过凸轮后面连接66L、66R所表示的弧形同步地移动。该动作与图14中所示相同。然而，该弧形的半径较小，因为该杆短于图14所示。
在图19所示的立体相机71中，构成平行连接机构的右和左的两个连接72的前部旋转到机身73，并且该连接72的后侧旋转到镜头支架74L、74R的后部。右和左镜头支架74R和74L沿其移动的轨迹半径的中点位于光轴的外侧，也就是说，该弧形轨迹大约是自动调节光轴之间距离的传统机构的弯曲轨迹。
本申请人已经建议用于同步通过在焦平面上投影的取景器图象的立体相机，相反影象的内侧一半(左侧摄影镜头的可见区域的左一半以及右侧摄影镜头的可见区域的右侧一半)依赖于反射镜和一个或多个的棱镜的组合而全部透过两个摄影镜头。在此立体相机中，在取景器中的影象的右和左侧的一半相互靠近或者相互分开以依靠调节摄影镜头的焦点的距离来判断聚焦状态。
在装有调节光轴间距的机构的立体相机中，取景器中的影象的右和左侧的一半根据摄影镜头的光轴之间的距离的改变而相互靠近或者相互分开。因此，该取景系统一定装有用于修正右和左侧的影象一半之间距离的装置。为满足此需要，建议使用一个具有能够通过自动修正右和左取景器的可见区域来正确调节焦点的机构的立体相机，这通过全部或部分的组成棱镜前或后地与光镜之间的距离相连动地实现。
当上述的棱镜取景器安装在本发明的立体相机上时，移动棱镜的凸轮安装在该轴上与用于移动图12中的取景器镜头的圆形偏心凸轮24相类似地调节焦点。棱镜的部分或全部与光轴之间的焦点/距离的调节相连动地前和后移动，以修正取景系统的影象的右和左侧的一半之间的距离并且可以高精确度地调节焦点。
如上所述，本发明涉及一个立体相机，其中，镜影镜头的光轴之间的距离依赖于拍摄照片的距离而能够自动调节，该摄影镜头沿着人眼视觉所修正的线性轨迹或弧形轨迹移动。因此该立体相机几乎没有不自然的感觉，这是传统立体相机所经常遇到的。因此本发明的立体相机能够使每个人都能轻松拍到保持较高立体效果的立体相片，这提高了立体相机的实用性。
本发明并不仅局限于上述的实施例中，但能够以各种方法而不超出本发明技术领域地进行修改，并且本发明也包括了这种修改。
权利要求
1.一个具有自动调节光轴之间距离的机构的立体相机，其中两个摄影镜头安装在独立的镜头支架上，右和左镜头支架的距离与调节焦点的动作相配合的镜头支架的前后运动相连动地改变，并且两个摄影镜头的光轴之间的距离依赖于该焦距改变，其中两个摄影镜头的运动轨迹是连接各位置的右和左对称的左线，在某一将焦点调到无穷远的位置处的两个摄影镜头的光轴之间的距离窄于右和左暴光照片之间的距离，优先地，连接在光轴之间的一定范围距离内的各位置，两个摄影镜头的可见区域在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米处达到一致，对光轴之间的该距离内的各点来说，在用于调节最短焦距的某位置处的两个摄影镜头的可见区域在焦点处达到一致，或者对于附近的各点而言，也是一样的。
2.如权利要求1的立体相机，其特征在于，两个摄影镜头的运动轨迹是通过光轴之间的一定范围内的距离中的各位置的右和左对称的直线，在将焦点调到无限远处的某一位置处，两个摄影镜头的可见区域在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米的距离处达到一致，并且通过小于光轴之间距离的各位置处，以此在调节最短焦点的位置处，该两个摄影镜头的可见区域在一个焦距处达到一致。
3.如权利要求1的立体相机，其特征在于，两个摄影镜头的所述运动轨迹是通过光轴之间的一定范围内距离的各点的右和左对称直线，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到无穷远的位置处在该摄影镜头沿光轴的主焦点之前2到3米的距离处达到一致，并且通过光轴之间的该距离的各位置，以此两个摄影镜头的可见区域在某一将焦点调到大约1米远的物体的位置处时达到一致。
4.如权利要求1、2或3的立体相机，其特征在于，具有两个镜头支架的滑片通过线性的滑动引导机构安装在机身上，两个滑片的内部相互重叠，平行槽形成在重叠部分中，该部分从滑片移动的方向上移动90度，用于调节焦点的垂直轴设在两个滑片之间，具有相同形状的两个凸轮安装在调节焦点的所述轴上，所述两个凸轮具有几乎等于所述平行槽的宽度的安装直径并且以相对旋转的角度固定以使其能相同于两个滑片在移动方向上的角位置一样地移动，一个凸轮在左侧与平行槽相邻接，另一个凸轮在右侧与平行槽相邻接，两个镜头支架左右对称地以倾斜的方式与调节焦点的轴的旋转相连动地移动。
5.一个具有用于自动调节光轴之间距离的机构的立体相机，两个摄影镜头安装在独立的镜头支架上，右和左镜头支架之间的距离与镜头支架的前后移动相连动以配合调节焦点的操作，两个摄影镜头的光轴之间的距离依靠该焦距修正，两个摄影镜头的运动轨迹是通过各点的右和左对称的弧形，在某一将焦点调到无限远处的位置，该两个摄影镜头的光轴之间的距离窄于右和左暴光相片之间的距离，或者优选的，通过光轴之间一定距离范围内的各位置，两个摄影镜头的可见区域在摄影镜头沿光轴在主焦点之前2到3米的距离处到达一致，并且通过光轴之间的距离内的各点，在此，两个摄影镜头的可见区域在某一调节最短焦点的位置处在一个焦距处达到一致或者通过该各点，在此，该光轴之间的距离稍微窄于可见区域在一个焦距处达到一致时的光轴之间的距离。
6.如权利要求5所述的立体相机，其特征在于，所述的弧形运动轨迹的半径的中间位于两个摄影镜头之间的中间侧。
7.如权利要求6所述的立体相机，其特征在于，两个摄影镜头的弧形运动轨迹是通过光轴之间一定距离范围内的各位置的右和左对称弧形，其中，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到无穷远的位置处在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米的距离处达到一致，通过光轴之间的该距离的各位置，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到大约1米距离处的物体的位置时在一个焦距处达到一致，并且通过光轴之间的距离的各位置，两个摄影镜头的可见区域在调节最短焦点的位置处在一个焦距处达到一致。
8.如权利要求6所述的立体相机，其特征在于，两个摄影镜头的弧形运动轨迹是通过光轴之间一定距离范围内的各位置的右和左对称的弧形，其中，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到无穷远的位置处在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米的距离处达到一致，通过光轴之间的该距离的各位置，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到大约1米距离处的物体的位置时在一个焦距处达到一致，并且通过该各点，两个摄影镜头的可见区域在调节最短焦点的位置处在一个焦距处达到一致。
9.如权利要求6所述的立体相机，其特征在于，两个摄影镜头的弧形运动轨迹是通过光轴之间一定距离范围内的各位置的右和左对称的弧形，其中，两个摄影镜头的可见区域在将焦点调到无穷远的位置处在摄影镜头沿光轴的主焦点之前的2到3米的距离处达到一致，并且，通过光轴之间的该距离的各位置，其稍微窄于光轴之间的距离的位置，两个摄影镜头的可见区域在调节最短焦点的位置在一个焦距处达到一致，该光轴之间的距离窄于当该可见区域在该焦距处而不在整个焦点调节范围内达到一致时该光轴之间的距离。
10.如权利要求5、6、7、8或9所述的立体相机，其特征在于，两个镜头支架通过由多个连接所组成的两套平行连接机构安装在机身上，并且两个镜头支架和两个摄影镜头沿右和左对称的弧形轨迹运动。
11.如权利要求10所述的立体相机，其特征在于，相同形状的齿轮附在所述的右和左的两套平行连接机构的旋转轴上，所述两个齿轮相互咬合并且右和左的两套平行连接机构以相互同步的方式工作。
12.如权利要求10所述的立体相机，其特征在于，安装在右和左两套平行连接机构上的右和左的镜头支架的内部相互叠放，平行槽形成在该重叠部分，其相对于光轴的方向大约90度地移动，调节焦点的垂直轴设在两个镜头支架之间具有大约等于所述平行槽的宽度的安装半径的凸轮设在该轴上以调节焦点，所述凸轮与形成在右和左镜头支架内的平行槽相接，并且调节焦点的轴被旋转以使两个镜头支架同步的沿该弧形移动。
13.如权利要求4或10所述的立体相机，其特征在于，薄弹簧设在镜头支架安装在所述立体相机的机身的部分，并且与右和左镜头支架的侧面弹性的接触以封闭机身和镜头支架间的缝隙。
14.如权利要求4或10所述的立体相机，其特征在于，安装取景器镜头的滑片前后滑动地设在两个镜头支架之间，用于移动滑片的凸轮，其是用于移动滑片的装置设在调节焦点的轴上以移动镜头支架，并且一个连动机构被构成来调节两个镜头支架的光轴之间的焦点/距离和来调节取景器镜头的焦点。
15.如权利要求4或10所述的立体相机，其特征在于，在两个镜头支架之间设有棱镜类型的取景器以通过在一个焦平面上的投影来合成取景器图象，左摄影镜头的可见区域的左一半图象和右摄影镜头的可见区域的右一半图象使用合成的棱镜，所述合成棱镜部分的或全部的安装在滑片上以使它在前后方向上保持自由度，用于移动滑片的凸轮，其是用于移动滑片的装置设在调节焦点的轴上以移动镜头支架，并且一个连动机构被构成来调节两个镜头支架的光轴之间的焦点/距离和来修正合成棱镜的可见区域。
全文摘要
一个适合于拍摄具有较好立体效果的立体相片的立体相机。立体相机41的右和左的镜头支架42R、42L通过上下两套平行连接47连接到机身46。平行槽45L、45R形成在镜头支架42L、42R的内部的横向上,一个圆形的偏心凸轮43与该槽相接。当安装在凸轮43上的轴旋转时,右和左镜头支架42R和42L在平行的圆形轨迹上移动,以能够自动地调节焦点和镜头的光轴之间的距离,这对于实现立体效果是非常重要的。
文档编号G03B35/00GK1243267SQ98116178
公开日2000年2月2日 申请日期1998年7月24日 优先权日1998年6月25日
发明者稻叶稔 申请人:稻叶稔