专利名称：广角的光学式立体晒印方法与晒相机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用来制作立体照片的光学式晒印方法与晒相机(printer)。
制造立体照片或动画的基本过程，是将多数的平面图象在不同的投射角度，利用投影透镜投射在微透镜(lenticule)的晒印材料上，使光线在微透镜屏底下的光敏乳膜层上形成线状的合成图象。这种晒印方法曾在多种发明专利中公开。例如，美国专利第5,412,449号(LAM)公开了一种单级式的晒印机，利用录存在摄影胶卷上的平面图象制造立体照片。如LAM所公开的晒印过程中，投影角是利用投射镜头以及晒印材料的移位而达成的。晒印材料移位的距离，一般来说，是受到投射镜头的视野角度以及晒相机本身的大小的限制。这个移动距离的限制又决定了微透镜对微透镜晒印材料的全景视角。反过来说，要在有广视角的晒印材料上印制立体照片，就必须有很长的移位距离。因此，所用的晒相机都是很大型的。而且，所用的投射镜头要有一个广阔的视角。这种镜头通常都是非常昂贵的。
最好能够提供一种立体晒相机，其中晒印材料相对于暴露位置的移动距离可以减少，对于投射镜头的视野角度的要求，又可以降低。
本发明的一个目的提供一种方法与器械用来在光学式的立体晒相机中扩大投射角的范围，使得晒相机能够在视角较广的晒印材料上印制立体照片，不必增加晒印材料或投射镜头的移动距离，也不要求投射镜头有广阔的视场。
本发明的另一个目的是提供一种方法与装置用来印制立体照片和动画。但在晒印过程中，完全不需要将晒印材料和投射镜头移到不同的地点以达成不同的投射角度。
依据本发明的晒相机用来由多个记录在摄影胶卷上的平面图象，以光学的方式，印制立体照片和动画。这种晒相机利用一个灯箱来照明胶卷，又利用一个胶卷带动器将每一个平面图象依序地放置在灯箱底下的曝光位置。这些平面图象也依序地透过一个投射镜头，在不同的投射角度投射在晒印材料上，使得在微透镜下的光感乳膜层曝光。为了改变投射角度，晒印材料以及投射镜头被平移到与胶卷的曝光位置相对的不同地点。平移的方向是与微透镜的纵轴垂直的。为了减少晒印材料以及投射镜头的移位距离，晒印材料可以沿着一个与微透镜纵轴平行且与投射镜头光轴偏离的轴线倾斜。这个将晒印材料在曝光时倾斜来改变投射角度的晒印方法，可以使得晒相机在有广阔视角的晒印材料上印制立体照片，但毋须将晒印材料的移位距离和投射镜头的视野角度增大。而且，如果在全部视角较小的微透镜晒印材料上印制立体照片，可以完全不需要将晒印材料与投射镜头移到不同的位置。单是将晒印材料倾斜就有足够的投射角度。
同样的晒相机也可以经由一种视差障屏，取代微透镜屏，来印制立体照片和动画。
本发明的目的与领域在阅读结合附图的描述后就可以明白附图简述
图1描绘了微透镜的全部视角。
图2描绘了现有技术中用来填满微透镜下的成像范围之改变投射角度的方法。
图3描绘利用晒印材料倾斜的方法来填满微透镜下的成像范围。
图4描绘了同时利用晒印材料的倾斜以及移位来填满微透镜下的成像范围。
图5描绘本发明的一种实用造型。
图6描绘利用视差障屏来代替微透镜屏的立体晒印方法。
图1描绘了微透镜晒印材料上的微透镜之全部视角。在图1中，数字10指示微透镜晒印材料的一断片。图1显示三个微透镜12的横截面以及其下的感光膜层20。在膜层20中有阴影线的地方是代表一个微透镜下的成像范围。而Θ则表示微透镜12之全部视角。
图2描绘了现有技术所用之改变投射角度，用以填满微透镜下成像范围的方法。为方便解释起见，图2显示在三个不同的投射角度下投射三个平面图象来填满每一个微透镜底下的成像范围。在图2中，数字5指示一个灯箱；数字30则指示灯箱下面的曝光位置。平面图象依序地被带入曝光位置，然后经过投射镜头40投射。应当知道的是，在晒印材料10上的每个微透镜都有一个纵轴，与X和Z轴垂直，如图所示者。在晒印过程中，投射镜头40以及晒印材料10，沿着与X轴平行的方向，被移动到与曝光位置30相对的不同位置，以便将每个平面图象在不同的投射角度投射在晒印材料上。如图所示，全部的投射角度是等于2α，可由下面的方程式求出2α=Θ(N-1)/N(1)其中，N是被投射在晒印材料上的平面图象的数目。在图示的例子中，N=3。要达成2α的投射角度，晒印材料移位的总距离必须等于LL=2dtanα(2)其中d是晒印材料与曝光位置的垂直距离。
图3呈示依据本发明的晒印方法，即是将晒印材料倾斜来填满微透镜底下的成像范围。如图所示者，晒印材料10沿着一个与微透镜纵轴平行的轴线，向左方倾斜一个α角度来曝光一幅平面图象。以晒印材料上的投射角度来说，倾斜一个α角就相当于将晒印材料向左边平移到一个(L/2)的距离，如图2所示。同样地，晒印材料也可以向右方倾斜一个α角度来曝光另一幅平面图象。根据本发明的晒印方法，毋需将晒印材料与投射镜头平移，仍可以将三幅平面图象在α(右)，0和α(左)的三个不同的投射角度投射在晒印材料上。但是，这种完全利用晒印材料倾斜的方法只能应用在须要较小的倾斜角度的情形。如果倾斜角太大，可能会使得投射在晒印材料上的图象变得散焦，而且变形。为了减少投射图象的变形，除了将晒印材料倾斜之外，又将晒印材料以及投射镜头移位的达成所需的投射角度，如图4所示。
图4是本发明的另外一种晒印方法，配合晒印材料的倾斜与移位来填满微透镜下的成像范围。如图4所示，晒印材料被平移一个(L′/2)的距离来达成一个β的投射角度，而投射镜头也依比例平移。除此之外，晒印材料又作一个δ角(δ=α-β)的向左倾斜。配合晒印材料的移位与倾斜，就可以达成在晒印材料上的一个实际上的投射角度α=β+δ。这样的做法，在晒印材料上可以达成同样的投射角度α，但晒印材料实际的总移位是减少了。晒印材料的总移位距离是L′，小于(2)中之L。
L′=2dtan(α-δ)(3)应当知道，在晒印时，无论什么时候，投射镜头都要适当地聚焦在晒印材料以及处于灯箱底下之曝印位置的平面图像。透过投射镜头的投射角度β是小于现有技术所需的α角。因此，依据本发明的晒印方法中，由较窄的视野角度的投射镜头仍可实现晒印材料上相同的投射角。事实上，角视场的扩展使得可以在总视角较大的晒印材料上印制立体照片和动画。
图5是依据本发明的立体晒相机的一种优选实施例。这种晒相机是利用光学的方式，由摄影胶卷上记录的一些平面图象印制立体照片和动画。如图5所示，这个光学式晒相机包含一个灯箱5，一个胶卷带动器33，一个用以控制曝光时间的快门42，一个投射镜头40，以及一个用来放置晒印材料10之平台29。晒印材料上的每个微透镜都有一个纵轴。同时与X,Z轴垂直。投射镜头的光轴则以数字41指示。胶卷带动器在晒印过程中将胶卷稳固。这个胶卷带动器可以有不同的设计。简单的带动器只需用两个玻璃片来压着一段胶卷。但较复杂的带动器，可以装备卷筒和滚轴，用来带动以及引导一筒胶卷；又有一个压板，用于稳固胶卷。一个XY移位器35是用来将每幅平面图象依次序地带入曝光位置30来曝光。同一个XY移位器在必需时可以调整每幅平面图象，以为对准用。移位器45和移动器15是分别用来移动投射镜头40和晒印材料10到不同的位置来改变投射角度，亦可用来调准平面图象。图中所示之倾斜器25是用来将晒印材料10沿着光轴41的反方向倾斜，以增加晒印材料上的投射角度。移位器45以及移动器15可以分别地用马达来驱动，使得投射镜头的移动与晒印材料的移动是互相独立的，但是也可以利用一种比例杆，作为投射镜头45与晒印材料平面之间的机械连动器件。如此，投射镜头与晒印材料只需用移位器45以及移动器15中的一个即可同时带动。
应当注意，投射在晒印材料10上的平面图象可以有不同取向，图象的直立方向可以与微透镜的纵轴平行或者垂直。另外，灯箱中可以含有多个滤色片用来调整灯箱放出的光的彩色含量。
还应当注意的是，晒印材料是与胶卷相对而移位的，因此，要达成同样的投射角度，也可以移动胶卷到不同的位置。又，如果需要的话，可以将胶卷带动器倾斜来修正由于晒印材料的倾斜而造成的图象变形。
图6绘示一个透过视差障屏来晒印立体照片和动画的方法。如众所周知，视差障屏是可以代替微透镜屏，作为立体照片的分景屏。有如微透镜屏之有微透镜，视差障屏含有相同的透明与不透明的线纹。如图5所示，视差障屏70包含不透明线纹71以及透明线纹72。
本发明是根据优选的形式进行描述的，而附图只是为了解释方便而作。凡本领域的技术人员都应该知道本发明的方法与装置可以有许多修改，加添和减除的方案，但仍然不脱离如后面所附的权利要求书所述的本发明宗旨与范围。
权利要求
1．一种印制立体图画和动画的方法，将多个平面图象印在紧附在一种分景屏的感光膜层上，而该分景屏有一个纵轴，该平面图象记录在摄影胶卷之上；该印制方法的特征在于含有下列的步骤a)将该平面图象逐一移入一个曝光位置；b)将该感光膜层连同分景屏以不同的角度倾斜来达成不同的投射角度；c)将每个平面图象对准；以及d)将处于曝光位置的平面图象投射，使光线在不同角度，透过该分景屏将该感光膜层曝光。
2．如权利要求1所述的印制方法，其特征在于其中平面图象的投射是由一个投射镜头造成；该印制方法又包含下面的一个步骤，将感光膜层连同分景屏以及投射镜头移动到与曝光位置相对的位置来改变投射角度。
3．如权利要求1所述的印制方法，其特征在于其中的分景屏是一个微透镜屏，其上有多个微透镜，与该分景屏的纵轴平行。
4．如权利要求1所述的印制方法，其特征在于其中的分景屏是一个视差障屏，其上有交替的透明与不透明的线纹，该线纹与该分景屏的纵轴平行。
5．如权利要求1所述的印制方法，其特征在于该印制方法又包含一个步骤，将摄影胶卷倾斜，以便改正由于感光膜层倾斜所造成的图象变形。
6．一种用来印制立体图画和动画的光学式晒相机，将多个平面图象印在紧附在一种分景屏的感光膜层上，而该分景屏有一个纵轴，该平面图象记录在摄影胶卷之上；该晒相机的特征在于包含a)带动摄影胶卷的装置；b)一个投射镜头装置，适当地聚焦在摄影胶卷以及该光感胶层上，将每个平面图象在不同的投射角度经过该分景屏投射在该感光膜层上；c)一个灯箱，照射摄影胶卷以便曝光用；以及d)一种装置，用来将该感光膜层连同该分景屏沿着一个与分景屏纵轴平行的一个轴线，作不同角度的倾斜来达成不同的投射角度。
7．如权利要求6所述的光学式晒相机，其特征在于还包含一种装置用来调整胶卷相对于投射镜头的XY位置从而对准每个平面像以便曝光。
8．如权利要求6所述的光学式晒相机，其特征在于还包含一个平台用来将分景屏连同该感光膜层按住，以及一种装置，用来将该平台沿一个与分景屏纵轴垂直的方向移位来改变投射角度。
9．如权利要求6所述的光学式晒相机，其特征在于还包含一种装置，用来将投射镜头移动到不同的位置来改变投射角度。
全文摘要
光学式晒相机利用多个平面图象在微透镜晒印材料上印制立体照片和动画。为了改变投射角度,晒印材料以及投射镜头与胶卷相对地被移位到不同位置。依据本发明,利用一种倾斜装置,使得晒印材料沿与微透镜纵轴平行且离开投射镜头光轴方向的轴线倾斜,以便缩短晒印材料和投射镜头的移位距离。晒印材料的倾斜实效上增大了晒相机的投射角度范围,容许晒相机在有较大视角的晒印材料上印制立体照片和动画。
文档编号G03B35/18GK1211748SQ98116960
公开日1999年3月24日 申请日期1998年8月28日 优先权日1997年8月28日
发明者劳国华, 劳国辉 申请人:劳国华, 劳国辉