專利名稱：廣角的光學(xué)式立體曬印方法與曬相機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用來制作立體照片的光學(xué)式曬印方法與曬相機(jī)(printer)。
制造立體照片或動畫的基本過程，是將多數(shù)的平面圖象在不同的投射角度，利用投影透鏡投射在微透鏡(lenticule)的曬印材料上，使光線在微透鏡屏底下的光敏乳膜層上形成線狀的合成圖象。這種曬印方法曾在多種發(fā)明專利中公開。例如，美國專利第5,412,449號(LAM)公開了一種單級式的曬印機(jī)，利用錄存在攝影膠卷上的平面圖象制造立體照片。如LAM所公開的曬印過程中，投影角是利用投射鏡頭以及曬印材料的移位而達(dá)成的。曬印材料移位的距離，一般來說，是受到投射鏡頭的視野角度以及曬相機(jī)本身的大小的限制。這個移動距離的限制又決定了微透鏡對微透鏡曬印材料的全景視角。反過來說，要在有廣視角的曬印材料上印制立體照片，就必須有很長的移位距離。因此，所用的曬相機(jī)都是很大型的。而且，所用的投射鏡頭要有一個廣闊的視角。這種鏡頭通常都是非常昂貴的。
最好能夠提供一種立體曬相機(jī)，其中曬印材料相對于暴露位置的移動距離可以減少，對于投射鏡頭的視野角度的要求，又可以降低。
本發(fā)明的一個目的提供一種方法與器械用來在光學(xué)式的立體曬相機(jī)中擴(kuò)大投射角的范圍，使得曬相機(jī)能夠在視角較廣的曬印材料上印制立體照片，不必增加曬印材料或投射鏡頭的移動距離，也不要求投射鏡頭有廣闊的視場。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種方法與裝置用來印制立體照片和動畫。但在曬印過程中，完全不需要將曬印材料和投射鏡頭移到不同的地點(diǎn)以達(dá)成不同的投射角度。
依據(jù)本發(fā)明的曬相機(jī)用來由多個記錄在攝影膠卷上的平面圖象，以光學(xué)的方式，印制立體照片和動畫。這種曬相機(jī)利用一個燈箱來照明膠卷，又利用一個膠卷帶動器將每一個平面圖象依序地放置在燈箱底下的曝光位置。這些平面圖象也依序地透過一個投射鏡頭，在不同的投射角度投射在曬印材料上，使得在微透鏡下的光感乳膜層曝光。為了改變投射角度，曬印材料以及投射鏡頭被平移到與膠卷的曝光位置相對的不同地點(diǎn)。平移的方向是與微透鏡的縱軸垂直的。為了減少曬印材料以及投射鏡頭的移位距離，曬印材料可以沿著一個與微透鏡縱軸平行且與投射鏡頭光軸偏離的軸線傾斜。這個將曬印材料在曝光時傾斜來改變投射角度的曬印方法，可以使得曬相機(jī)在有廣闊視角的曬印材料上印制立體照片，但毋須將曬印材料的移位距離和投射鏡頭的視野角度增大。而且，如果在全部視角較小的微透鏡曬印材料上印制立體照片，可以完全不需要將曬印材料與投射鏡頭移到不同的位置。單是將曬印材料傾斜就有足夠的投射角度。
同樣的曬相機(jī)也可以經(jīng)由一種視差障屏，取代微透鏡屏，來印制立體照片和動畫。
本發(fā)明的目的與領(lǐng)域在閱讀結(jié)合附圖的描述后就可以明白附圖簡述

圖1描繪了微透鏡的全部視角。
圖2描繪了現(xiàn)有技術(shù)中用來填滿微透鏡下的成像范圍之改變投射角度的方法。
圖3描繪利用曬印材料傾斜的方法來填滿微透鏡下的成像范圍。
圖4描繪了同時利用曬印材料的傾斜以及移位來填滿微透鏡下的成像范圍。
圖5描繪本發(fā)明的一種實(shí)用造型。
圖6描繪利用視差障屏來代替微透鏡屏的立體曬印方法。
圖1描繪了微透鏡曬印材料上的微透鏡之全部視角。在圖1中，數(shù)字10指示微透鏡曬印材料的一斷片。圖1顯示三個微透鏡12的橫截面以及其下的感光膜層20。在膜層20中有陰影線的地方是代表一個微透鏡下的成像范圍。而Θ則表示微透鏡12之全部視角。
圖2描繪了現(xiàn)有技術(shù)所用之改變投射角度，用以填滿微透鏡下成像范圍的方法。為方便解釋起見，圖2顯示在三個不同的投射角度下投射三個平面圖象來填滿每一個微透鏡底下的成像范圍。在圖2中，數(shù)字5指示一個燈箱；數(shù)字30則指示燈箱下面的曝光位置。平面圖象依序地被帶入曝光位置，然后經(jīng)過投射鏡頭40投射。應(yīng)當(dāng)知道的是，在曬印材料10上的每個微透鏡都有一個縱軸，與X和Z軸垂直，如圖所示者。在曬印過程中，投射鏡頭40以及曬印材料10，沿著與X軸平行的方向，被移動到與曝光位置30相對的不同位置，以便將每個平面圖象在不同的投射角度投射在曬印材料上。如圖所示，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是被投射在曬印材料上的平面圖象的數(shù)目。在圖示的例子中，N=3。要達(dá)成2α的投射角度，曬印材料移位的總距離必須等于LL=2dtanα(2)其中d是曬印材料與曝光位置的垂直距離。
圖3呈示依據(jù)本發(fā)明的曬印方法，即是將曬印材料傾斜來填滿微透鏡底下的成像范圍。如圖所示者，曬印材料10沿著一個與微透鏡縱軸平行的軸線，向左方傾斜一個α角度來曝光一幅平面圖象。以曬印材料上的投射角度來說，傾斜一個α角就相當(dāng)于將曬印材料向左邊平移到一個(L/2)的距離，如圖2所示。同樣地，曬印材料也可以向右方傾斜一個α角度來曝光另一幅平面圖象。根據(jù)本發(fā)明的曬印方法，毋需將曬印材料與投射鏡頭平移，仍可以將三幅平面圖象在α(右)，0和α(左)的三個不同的投射角度投射在曬印材料上。但是，這種完全利用曬印材料傾斜的方法只能應(yīng)用在須要較小的傾斜角度的情形。如果傾斜角太大，可能會使得投射在曬印材料上的圖象變得散焦，而且變形。為了減少投射圖象的變形，除了將曬印材料傾斜之外，又將曬印材料以及投射鏡頭移位的達(dá)成所需的投射角度，如圖4所示。
圖4是本發(fā)明的另外一種曬印方法，配合曬印材料的傾斜與移位來填滿微透鏡下的成像范圍。如圖4所示，曬印材料被平移一個(L′/2)的距離來達(dá)成一個β的投射角度，而投射鏡頭也依比例平移。除此之外，曬印材料又作一個δ角(δ=α-β)的向左傾斜。配合曬印材料的移位與傾斜，就可以達(dá)成在曬印材料上的一個實(shí)際上的投射角度α=β+δ。這樣的做法，在曬印材料上可以達(dá)成同樣的投射角度α，但曬印材料實(shí)際的總移位是減少了。曬印材料的總移位距離是L′，小于(2)中之L。
L′=2dtan(α-δ)(3)應(yīng)當(dāng)知道，在曬印時，無論什么時候，投射鏡頭都要適當(dāng)?shù)鼐劢乖跁裼〔牧弦约疤幱跓粝涞紫轮赜∥恢玫钠矫鎴D像。透過投射鏡頭的投射角度β是小于現(xiàn)有技術(shù)所需的α角。因此，依據(jù)本發(fā)明的曬印方法中，由較窄的視野角度的投射鏡頭仍可實(shí)現(xiàn)曬印材料上相同的投射角。事實(shí)上，角視場的擴(kuò)展使得可以在總視角較大的曬印材料上印制立體照片和動畫。
圖5是依據(jù)本發(fā)明的立體曬相機(jī)的一種優(yōu)選實(shí)施例。這種曬相機(jī)是利用光學(xué)的方式，由攝影膠卷上記錄的一些平面圖象印制立體照片和動畫。如圖5所示，這個光學(xué)式曬相機(jī)包含一個燈箱5，一個膠卷帶動器33，一個用以控制曝光時間的快門42，一個投射鏡頭40，以及一個用來放置曬印材料10之平臺29。曬印材料上的每個微透鏡都有一個縱軸。同時與X,Z軸垂直。投射鏡頭的光軸則以數(shù)字41指示。膠卷帶動器在曬印過程中將膠卷穩(wěn)固。這個膠卷帶動器可以有不同的設(shè)計(jì)。簡單的帶動器只需用兩個玻璃片來壓著一段膠卷。但較復(fù)雜的帶動器，可以裝備卷筒和滾軸，用來帶動以及引導(dǎo)一筒膠卷；又有一個壓板，用于穩(wěn)固膠卷。一個XY移位器35是用來將每幅平面圖象依次序地帶入曝光位置30來曝光。同一個XY移位器在必需時可以調(diào)整每幅平面圖象，以為對準(zhǔn)用。移位器45和移動器15是分別用來移動投射鏡頭40和曬印材料10到不同的位置來改變投射角度，亦可用來調(diào)準(zhǔn)平面圖象。圖中所示之傾斜器25是用來將曬印材料10沿著光軸41的反方向傾斜，以增加曬印材料上的投射角度。移位器45以及移動器15可以分別地用馬達(dá)來驅(qū)動，使得投射鏡頭的移動與曬印材料的移動是互相獨(dú)立的，但是也可以利用一種比例桿，作為投射鏡頭45與曬印材料平面之間的機(jī)械連動器件。如此，投射鏡頭與曬印材料只需用移位器45以及移動器15中的一個即可同時帶動。
應(yīng)當(dāng)注意，投射在曬印材料10上的平面圖象可以有不同取向，圖象的直立方向可以與微透鏡的縱軸平行或者垂直。另外，燈箱中可以含有多個濾色片用來調(diào)整燈箱放出的光的彩色含量。
還應(yīng)當(dāng)注意的是，曬印材料是與膠卷相對而移位的，因此，要達(dá)成同樣的投射角度，也可以移動膠卷到不同的位置。又，如果需要的話，可以將膠卷帶動器傾斜來修正由于曬印材料的傾斜而造成的圖象變形。
圖6繪示一個透過視差障屏來曬印立體照片和動畫的方法。如眾所周知，視差障屏是可以代替微透鏡屏，作為立體照片的分景屏。有如微透鏡屏之有微透鏡，視差障屏含有相同的透明與不透明的線紋。如圖5所示，視差障屏70包含不透明線紋71以及透明線紋72。
本發(fā)明是根據(jù)優(yōu)選的形式進(jìn)行描述的，而附圖只是為了解釋方便而作。凡本領(lǐng)域的技術(shù)人員都應(yīng)該知道本發(fā)明的方法與裝置可以有許多修改，加添和減除的方案，但仍然不脫離如后面所附的權(quán)利要求書所述的本發(fā)明宗旨與范圍。
權(quán)利要求
1．一種印制立體圖畫和動畫的方法，將多個平面圖象印在緊附在一種分景屏的感光膜層上，而該分景屏有一個縱軸，該平面圖象記錄在攝影膠卷之上；該印制方法的特征在于含有下列的步驟a)將該平面圖象逐一移入一個曝光位置；b)將該感光膜層連同分景屏以不同的角度傾斜來達(dá)成不同的投射角度；c)將每個平面圖象對準(zhǔn)；以及d)將處于曝光位置的平面圖象投射，使光線在不同角度，透過該分景屏將該感光膜層曝光。
2．如權(quán)利要求1所述的印制方法，其特征在于其中平面圖象的投射是由一個投射鏡頭造成；該印制方法又包含下面的一個步驟，將感光膜層連同分景屏以及投射鏡頭移動到與曝光位置相對的位置來改變投射角度。
3．如權(quán)利要求1所述的印制方法，其特征在于其中的分景屏是一個微透鏡屏，其上有多個微透鏡，與該分景屏的縱軸平行。
4．如權(quán)利要求1所述的印制方法，其特征在于其中的分景屏是一個視差障屏，其上有交替的透明與不透明的線紋，該線紋與該分景屏的縱軸平行。
5．如權(quán)利要求1所述的印制方法，其特征在于該印制方法又包含一個步驟，將攝影膠卷傾斜，以便改正由于感光膜層傾斜所造成的圖象變形。
6．一種用來印制立體圖畫和動畫的光學(xué)式曬相機(jī)，將多個平面圖象印在緊附在一種分景屏的感光膜層上，而該分景屏有一個縱軸，該平面圖象記錄在攝影膠卷之上；該曬相機(jī)的特征在于包含a)帶動攝影膠卷的裝置；b)一個投射鏡頭裝置，適當(dāng)?shù)鼐劢乖跀z影膠卷以及該光感膠層上，將每個平面圖象在不同的投射角度經(jīng)過該分景屏投射在該感光膜層上；c)一個燈箱，照射攝影膠卷以便曝光用；以及d)一種裝置，用來將該感光膜層連同該分景屏沿著一個與分景屏縱軸平行的一個軸線，作不同角度的傾斜來達(dá)成不同的投射角度。
7．如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式曬相機(jī)，其特征在于還包含一種裝置用來調(diào)整膠卷相對于投射鏡頭的XY位置從而對準(zhǔn)每個平面像以便曝光。
8．如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式曬相機(jī)，其特征在于還包含一個平臺用來將分景屏連同該感光膜層按住，以及一種裝置，用來將該平臺沿一個與分景屏縱軸垂直的方向移位來改變投射角度。
9．如權(quán)利要求6所述的光學(xué)式曬相機(jī)，其特征在于還包含一種裝置，用來將投射鏡頭移動到不同的位置來改變投射角度。
全文摘要
光學(xué)式曬相機(jī)利用多個平面圖象在微透鏡曬印材料上印制立體照片和動畫。為了改變投射角度,曬印材料以及投射鏡頭與膠卷相對地被移位到不同位置。依據(jù)本發(fā)明,利用一種傾斜裝置,使得曬印材料沿與微透鏡縱軸平行且離開投射鏡頭光軸方向的軸線傾斜,以便縮短曬印材料和投射鏡頭的移位距離。曬印材料的傾斜實(shí)效上增大了曬相機(jī)的投射角度范圍,容許曬相機(jī)在有較大視角的曬印材料上印制立體照片和動畫。
文檔編號G03B35/18GK1211748SQ98116960
公開日1999年3月24日 申請日期1998年8月28日 優(yōu)先權(quán)日1997年8月28日
發(fā)明者勞國華, 勞國輝 申請人:勞國華, 勞國輝