專利名稱：光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其具有面向物體的記錄透鏡，用于在第一圖像平面上生成具有確定大小和景深的物體的實中間圖像；具有設(shè)置在光路內(nèi)的記錄透鏡后面的圖像轉(zhuǎn)換器，其朝向第一圖像平面，用于在第二圖像平面上生成物體的實主像；還具有位于光路內(nèi)的棱鏡裝置，其中一個可透光的投影盤被設(shè)置在第一圖像平面上。
這種類型的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是已知的(EP0950912A2)，其中投影盤被設(shè)置在一個透鏡管內(nèi)的記錄透鏡的后面，一個圖像轉(zhuǎn)換透鏡指向所述投影盤的背面，在其圖像平面上設(shè)置有視頻攝像機的照相底片或CCD圖像接收器。由記錄透鏡在第一圖像平面上生成的中間圖像被投影到第二圖像平面上，通過圖像轉(zhuǎn)換透鏡使圖像大小和/或圖像格式相對于中間圖像發(fā)生改變。這種系統(tǒng)允許使用相對較大的圖像格式，例如在第一圖像平面的區(qū)域內(nèi)，側(cè)邊長為16、32或70mm，因此使用了商業(yè)上可獲得的電影攝像機透鏡用于這種格式。通過這種方式，能夠獲得低景深的照相機設(shè)置，而使用目前具有相對較小的接收芯片的視頻攝像機則不可得到這種設(shè)置。此外，圖像轉(zhuǎn)換透鏡確保了中間圖像可以投影到視頻攝像機的小視頻芯片上，并記錄在其上，該圖像具有高輝度和預(yù)設(shè)的景深。圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還可以用于使用視頻攝像機產(chǎn)生的圖像和影片，這通常只能通過大型電影攝像機才能完成。通過這種方式，攝影者甚至不需要使用昂貴的膠片材料就能夠拍攝具有專業(yè)效果的視頻影片。尤其是由于景深能夠在較寬范圍內(nèi)變化，這種效果可以被應(yīng)用到電影拍攝的藝術(shù)設(shè)計中。
已有圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的缺點在于，光器件在光路內(nèi)以線性方式前后排列導(dǎo)致相對較長和較重的構(gòu)造。已有圖像轉(zhuǎn)換設(shè)備的另一個特性在于，通過使用另一個透鏡會在主圖像面內(nèi)發(fā)生附加的圖像轉(zhuǎn)換。基本上，這可以通過采用適當?shù)脑佻F(xiàn)軟件以相對簡單的方式得到補償。但是由于商業(yè)上可獲得的視頻攝像機是不可用的，已經(jīng)提議(EP0950912A2)在光路內(nèi)使用倒像棱鏡裝置，其可以設(shè)置在中間圖像平面之前或之后。但是，使用這種裝置也不能顯著減小圖像轉(zhuǎn)換光器件的結(jié)構(gòu)長度和/或重量。
由此出發(fā)，本發(fā)明基于改進前面提到的這種類型的已知圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的任務(wù)，使得能夠顯著減小結(jié)構(gòu)長度，同時保持相同的光學(xué)特性。
為了完成這一任務(wù)，建議了權(quán)利要求1和29所述特征的組合。本發(fā)明的有利實施例和其他改進如從屬權(quán)利要求所述。
根據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案主要基于以下思想，即通過適當?shù)匕ㄕ凵渎蚀笥诳諝庹凵渎实睦忡R光路，以及通過偏離棱鏡裝置的光路，可以顯著減小圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的長度。為了實現(xiàn)這一點，根據(jù)本發(fā)明，建議將投影盤設(shè)置在棱鏡裝置內(nèi)兩個棱鏡面之間的中間間隙內(nèi)，這兩個棱鏡面互相面對且彼此平行。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，投影盤位于棱鏡裝置內(nèi)的一個平面中，該平面平行于記錄透鏡和/或圖像轉(zhuǎn)換透鏡的光軸，其寬邊表面互相平行。特別有利的是，記錄透鏡和圖像轉(zhuǎn)換透鏡彼此軸向平行，因而基本可以實現(xiàn)同軸定向。
本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，棱鏡裝置作為一個整體被配置為一個光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換單元。關(guān)于這一點，具有現(xiàn)實意義的是，棱鏡裝置內(nèi)至少部分棱鏡被組合成一個棱鏡體(prism block)，從而為投影盤提供了一個由兩個棱鏡面所限定的空隙。為了避免中間圖像平面區(qū)域內(nèi)的污損，特別有利的是，投影盤的至少一個寬邊面被粘合或粘結(jié)到相鄰的棱鏡面上。
投影盤可以配置為無光盤(matte disk)或光纖盤(fiber disk)。后一種情況下，光纖盤具有多個互相靠近排列的、平行于光路的光導(dǎo)纖維，其長度被截成盤的厚度。為了避免干涉光，具有現(xiàn)實意義的是，光纖盤的光導(dǎo)纖維被屏蔽以防止側(cè)面的散射光。具有現(xiàn)實意義的是，光導(dǎo)纖維形成了投影盤內(nèi)的表面柵格，它們最好由玻璃纖維構(gòu)成，其具有可透光的玻璃芯和折射率較低的薄壁包層玻璃，以及內(nèi)嵌的黑玻璃束。具有優(yōu)點的是，光導(dǎo)纖維的直徑小于0.01mm，最好是小于0.006mm。具有現(xiàn)實意義的是，投影盤的寬邊表面被拋光到高閃度。光纖端面的高閃拋光使得投影盤的寬面上的光譜透射幾乎降低到菲涅爾反射損耗的程度。
為了增強棱鏡光路中的光輸出，根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，建議在光路內(nèi)將至少一個凸透鏡設(shè)置在投影盤之前和/或之后。所述凸透鏡可以設(shè)置成平凸透鏡或雙凸透鏡，或者是消色差透鏡。關(guān)于這一點，所述的至少一個凸透鏡可以設(shè)置在光路內(nèi)的不同點上-直接位于投影盤之前和/或之后的自由空間處；-位于棱鏡裝置內(nèi)的兩個互相面對且彼此平行的棱鏡面之間的自由空隙內(nèi)；-位于棱鏡裝置的記錄透鏡和棱鏡表面之間的自由空隙內(nèi)。
已經(jīng)證明，具有優(yōu)點的是，在光路內(nèi)位于投影盤之前的凸透鏡的聚焦寬度大約是記錄透鏡和投影盤之間的直線視距的1/4。另一方面，在光路內(nèi)位于投影盤之后的凸透鏡的聚焦寬度應(yīng)該是投影盤和圖像轉(zhuǎn)換透鏡之間的直線視距的1/4。
在光路內(nèi)使用附加的凸透鏡已經(jīng)證明是有利的，尤其當使用光纖盤作為投影盤時，因為可以用邊緣較大和輪廓清晰的投影盤來實現(xiàn)圖像傳輸。
根據(jù)本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例，帶有投影盤的棱鏡裝置被設(shè)置在一個適配器外殼內(nèi)，所述適配器外殼具有一個光學(xué)連接器和一個機械連接器，分別用于連接記錄透鏡和視頻攝像機。在這一點上，具有現(xiàn)實意義的是，記錄透鏡被配置為標準電影攝像機或照相機的可換透鏡。特別是可以采用16mm、35mm或70mm電影攝像機或小型照相機的可換透鏡。
本發(fā)明的另一個有利的實施例中，視頻攝像機的透鏡構(gòu)成了圖像轉(zhuǎn)換透鏡，并且一個數(shù)字圖像接收器，最好是配置為CCD傳感器區(qū)域，被設(shè)置在視頻攝像機內(nèi)的第二圖像平面中。
本發(fā)明的另一個特征在于，第二圖像平面內(nèi)的實主像的圖像大小和/或格式不同于第一圖像平面上的實中間圖像。另外，可以在光路內(nèi)設(shè)置用于失真格式改變的光學(xué)裝置，從而另外提供了一個支持再現(xiàn)的圖像處理軟件，該軟件具有用于補償失真格式改變的程序。通過這種方式，可以在標準圖像格式和寬屏圖像格式(例如4∶3/16∶9)之間進行光學(xué)切換。用于失真圖像轉(zhuǎn)換的光學(xué)裝置在光路上可以設(shè)置在棱鏡裝置內(nèi)的，最好位于投影盤之后。它們例如可以通過交叉柱面透鏡或棱鏡裝置內(nèi)的適當棱鏡底面構(gòu)成。用于失真圖像轉(zhuǎn)換的光學(xué)裝置也可以設(shè)置在圖像轉(zhuǎn)換透鏡內(nèi)，該圖像轉(zhuǎn)換透鏡最好被配置為可換透鏡。
在投影盤比較簡單的情況下，光路總是會由于故障而中斷。這導(dǎo)致了中間圖像的錯誤，這些錯誤同時也會出現(xiàn)在第二圖像平面上的成像過程中。為了消除這類系統(tǒng)錯誤，具有優(yōu)點的是，投影盤與光路交叉設(shè)置或者旋轉(zhuǎn)設(shè)置，其中具有現(xiàn)實意義的是進行振蕩運動。為此目的而使用的旋轉(zhuǎn)或移位裝置例如被配置成一個與投影盤機械耦合的振蕩器。關(guān)于這一點，振蕩器的機械振動幅度應(yīng)該大于投影盤內(nèi)的光纖直徑。
具有現(xiàn)實意義的是，根據(jù)本發(fā)明的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的主要器件被組合到一個要設(shè)置在視頻攝像機前面的適配器內(nèi)，根據(jù)本發(fā)明，該適配器具有一個適配器外殼、位于適配器外殼內(nèi)的棱鏡裝置、位于棱鏡裝置的兩個互相面對的棱鏡面之間的中間空隙內(nèi)的投影盤、用于連接視頻攝像機的透鏡的連接開口、以及用于記錄透鏡的連接開口。因此，具有現(xiàn)實意義的是，根據(jù)本發(fā)明的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與一個視頻攝像機相連接地使用，其中該視頻攝像機的透鏡構(gòu)成了圖像轉(zhuǎn)換透鏡，而該視頻攝像機的圖像接收器被設(shè)置在第二圖像平面上。記錄透鏡被配置成電影攝像機或照相機的可換透鏡。最好采用35mm電影攝像機的可換透鏡。但是，也可以有利地使用其他標準規(guī)格的可換透鏡，如用于16mm或70mm電影攝像機、或者用于小型照相機的透鏡。
下面將利用附圖中簡要示出的示例性實施例來詳細描述本發(fā)明。如圖所示

圖1用于視頻攝像機的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的示意圖；圖2a到c根據(jù)圖1的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三個側(cè)視圖；圖3圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的投影盤的放大表示的頂視圖；圖4用于消除貫通錯誤的移動投影盤的圖示；圖5a到c與圖2a到c相比改進后的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三個側(cè)視圖，在光路內(nèi)具有兩個凸透鏡；圖6a到c根據(jù)圖5a到c的具有兩個凸透鏡的改進圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的圖示；圖7a到c改進的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三個側(cè)視圖，在光路內(nèi)具有一個凸透鏡；圖8a到c具有一個凸透鏡的另一種圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三個側(cè)視圖；圖9a到c具有兩個凸透鏡的改進圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的三個側(cè)視圖；圖中所示的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)可以用于視頻攝像機。這確保了商業(yè)上可獲得的攝像機透鏡能夠被用于在視頻攝像機的圖像平面上產(chǎn)生高質(zhì)量的透鏡圖像，其景深能夠在很寬的限制內(nèi)調(diào)整。
光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括一個朝向物體的記錄透鏡10，用于在限定了第一圖像平面12的可透光投影盤14上產(chǎn)生一個具有確定圖像大小和景深的物體實中間圖像。朝向投影盤14后部的圖像轉(zhuǎn)換透鏡16在光路13上位于記錄透鏡10的后面，用于在第二圖像平面18上產(chǎn)生一個實主像，這個實主像與中間圖像相比，其圖像大小和/或格式已經(jīng)改變。另外，一個用于完成圖像轉(zhuǎn)換的棱鏡裝置20也位于光路13內(nèi)，并具有一個通過輸入窗21面向記錄透鏡的輸入棱鏡22，一個通過空隙24與輸入棱鏡22的輸出窗26相耦合的偏轉(zhuǎn)棱鏡，一個通過其輸入窗28與偏轉(zhuǎn)棱鏡26相耦合、并且通過其輸出窗30面向圖像轉(zhuǎn)換透鏡16的輸出棱鏡32。棱鏡22、26和30可以互相組合，或者至少部分組合，以形成一個棱鏡體。投影盤14位于棱鏡裝置20內(nèi)的兩個互相面對且彼此的平行棱鏡面之間的空隙24內(nèi)。如圖所示，特別是在圖2b中，投影盤14的寬邊表面34’、34”相互平行，其在棱鏡裝置20中位于一個平行于記錄透鏡10的光軸36和圖像轉(zhuǎn)換透鏡16的光軸38的平面內(nèi)。所述棱鏡裝置主要用于圖像轉(zhuǎn)換，并且用于縮短圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的適配器長度。如圖2b和2c所示，記錄透鏡10和圖像轉(zhuǎn)換透鏡16的光軸36、38相互平行。
基本上，投影盤可以被配置成無光盤(matte disk)。本發(fā)明的一個優(yōu)選實施例中，投影盤被配置成光纖盤，其具有多個互相靠近排列的、平行于光路13的光導(dǎo)纖維40，其長度被截成盤的厚度。光導(dǎo)纖維40構(gòu)成了投影盤14內(nèi)的表面柵格(圖3)。具有現(xiàn)實意義的是，它們由玻璃纖維構(gòu)成，所述玻璃纖維具有可透光的玻璃芯42和折射率較低的薄壁包層玻璃44。為了具有低損耗的全反射，包層玻璃不能夠太薄。另一方面，在包層玻璃較厚的情況下，充填密度比較低，這會導(dǎo)致有限的光學(xué)分辨率。但是，借助于相干光纖束之間的內(nèi)嵌黑玻璃45，能夠顯著減小所使用的包層玻璃的壁厚度。充填密度的增加會導(dǎo)致光學(xué)分辨率的明顯增加。光導(dǎo)纖維的直徑大約是0.006mm，因此能夠在成像過程中獲得總的高分辨率。盡管如此，仍存在表面柵格內(nèi)的缺陷導(dǎo)致第二圖像平面18內(nèi)出現(xiàn)系統(tǒng)圖像錯誤的風險。為了消除圖像誤差，在進行拍攝的同時使投影盤14相對于光路13進行振蕩或旋轉(zhuǎn)交叉運動(箭頭46、48、50)可能是有利的。為此目的，投影盤14可以與一個圖中未示出的振蕩器機械耦合。
在設(shè)置在視頻攝像機內(nèi)的第二圖像平面中，有一個被配置成CCD半導(dǎo)體區(qū)域圖像接收器(52)。
圖5a、b、c到圖9a、b、c所示的示例性實施例與圖2a至c所示的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的不同之處在于，在光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的光路內(nèi)另外設(shè)置了至少一個凸透鏡53、54、55和56。這些凸透鏡主要是確保增強光路內(nèi)的光輸出。另一方面，這些凸透鏡具有增強第二圖像的邊緣和輪廓清晰度的拍攝質(zhì)量、以及粒度自由度的作用。
在圖5a至c所示的示例性實施例的情況下，第一凸透鏡53位于棱鏡裝置20的輸入側(cè)上記錄透鏡10和棱鏡面21之間的自由空間內(nèi)，而第二凸透鏡54位于棱鏡裝置20內(nèi)的兩個相互面對且彼此平行的棱鏡面之間的自由空隙內(nèi)。透鏡53的最佳聚焦寬度是記錄透鏡10和投影盤14之間距離的1/4，而透鏡54的聚焦寬度是投影盤14和圖像轉(zhuǎn)換透鏡16之間距離的1/4。
在圖6a至c的情況下，得到了一種非常緊湊的配置，其中凸透鏡55、56分別位于棱鏡裝置20的兩個互相面對且彼此平行的棱鏡面之間的共用空隙24內(nèi)的投影盤14之前和之后。
在圖7a至c到圖8a至c的示例性實施例的情況下，分別省略了圖6a至c所示的透鏡中之一，使得分別只有一個透鏡56或55與投影盤14一起位于兩個棱鏡面之間的空隙24內(nèi)。
圖9a至c所示的示例性實施例是對圖5a至c所示示例性實施例的改進，其中第二透鏡56和投影盤14一起放置在一個共用的空隙24內(nèi)。
綜上所述，提出了如下技術(shù)方案本發(fā)明涉及一種用于視頻攝像機的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。該圖像轉(zhuǎn)換裝置包括一個面向物體的記錄透鏡10，用于在限定了第一圖像平面12的可透光投影盤14上產(chǎn)生具有確定的圖像大小和景深的物體實中間圖像。另外，該圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括一個在光路13上設(shè)置在記錄透鏡10后面的圖像轉(zhuǎn)換透鏡16，其面向投影盤14的背面，用于在第二圖像平面18上產(chǎn)生物體的實主像，以及位于光路13內(nèi)的棱鏡裝置20。為了獲得圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的緊湊結(jié)構(gòu)，根據(jù)本發(fā)明建議投影盤14位于棱鏡裝置內(nèi)的兩個互相面對且彼此平行的棱鏡面之間的空隙24內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，具有面向物體的記錄透鏡(10)，用于在第一圖像平面(12)上產(chǎn)生具有確定的圖像大小和景深的實中間圖像；具有在光路(13)內(nèi)設(shè)置在記錄透鏡(10)后面的圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)，其朝向第一圖像表面(12)，用于在第二圖像平面(18)上產(chǎn)生物體的實主像；還具有位于光路(13)內(nèi)的棱鏡裝置(20)，其中一個可透光的投影盤位于第一圖像平面(12)上，其特征在于，所述投影盤(14)被設(shè)置在棱鏡裝置(20)內(nèi)的兩個互相面對且彼此平行的棱鏡面之間的中間空隙(24)內(nèi)。
2.如權(quán)利要求1所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)位于棱鏡裝置(20)內(nèi)的一個平行于記錄透鏡(10)的光軸(36)平面中，所述投影盤的寬表面(34’，34”)互相平行。
3.如權(quán)利要求1或2所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)位于棱鏡裝置(20)的一個平面內(nèi)，所述平面平行于圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)的光軸(38)，所述投影盤的寬表面(34’，34”)互相平行。
4.如權(quán)利要求1至3任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡裝置(20)被配置成一個光學(xué)倒像單元。
5.如權(quán)利要求1至4任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡裝置中的至少部分棱鏡(22，26，32)被組合成一個棱鏡體。
6.如權(quán)利要求5所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述棱鏡體具有由兩個棱鏡面所限定的一個空隙(24)，用于容納投影盤(14)。
7.如權(quán)利要求1至6任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)的寬邊表面被拋光到高閃度。
8.如權(quán)利要求1至7任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)的至少一個寬邊表面(34’，34”)被粘合或粘結(jié)到一個鄰近的棱鏡面上。
9.如權(quán)利要求1至8任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，記錄透鏡(10)和圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)互相軸向平行。
10.如權(quán)利要求9所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，記錄透鏡(10)和圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)同軸定向。
11.如權(quán)利要求1至10任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)被配置成無光盤。
12.如權(quán)利要求1至10任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)被配置成光纖盤，其具有多個互相靠近排列的平行于光路的光導(dǎo)纖維(40)，其長度被切割成盤的厚度。
13.如權(quán)利要求12所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)的光導(dǎo)纖維(40)被屏蔽以防止側(cè)面的散射光。
14.如權(quán)利要求12或13所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，光導(dǎo)纖維(40)構(gòu)成了投影盤(14)內(nèi)的表面柵格。
15.如權(quán)利要求12至14任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，投影盤(14)內(nèi)的光導(dǎo)纖維(40)被配置成玻璃纖維，其具有可透光的玻璃芯(42)和折射率較小的薄壁包層玻璃(44)。
16.如權(quán)利要求15所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，黑玻璃(45)被內(nèi)嵌在玻璃纖維(42，44)之間。
17.如權(quán)利要求12至16任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，光導(dǎo)纖維的直徑小于0.01mm，最好小于0.006mm。
18.如權(quán)利要求1至17任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，至少一個凸透鏡(53，54，55，56)在光路內(nèi)被設(shè)置在投影盤(14)之前和/或之后。
19.如權(quán)利要求18所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，至少一個凸透鏡(55，56)被直接設(shè)置在投影盤(14)之前和/或之后的自由空隙(24)內(nèi)。
20.如權(quán)利要求18所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，一個凸透鏡(54)被設(shè)置在棱鏡裝置(20)內(nèi)的兩個互相面對且彼此平行的棱鏡面之間的自由空隙內(nèi)。
21.如權(quán)利要求18至20任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，一個凸透鏡(53)被設(shè)置在記錄透鏡(10)和棱鏡裝置(20)的輸入窗(21)之間的自由空隙內(nèi)。
22.如權(quán)利要求18至21任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，在光路中設(shè)置在投影盤(14)前面的凸透鏡(55)的聚焦寬度大約是記錄透鏡(10)和投影盤(14)之間直線視距的1/4。
23.如權(quán)利要求18至22任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，在光路中設(shè)置在投影盤后面的凸透鏡(56)的聚焦寬度大約是投影盤(14)和圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)之間直線視距的1/4。
24.如權(quán)利要求1至23任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，棱鏡裝置(20)和投影盤(14)被設(shè)置在一個適配器外殼內(nèi)，該適配器外殼具有分別連接到記錄透鏡(10)和視頻攝像機的機械連接器。
25.如權(quán)利要求24所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，所述記錄透鏡(10)被配置成商業(yè)上可獲得的電影攝像機或者照相機的可換透鏡。
26.如權(quán)利要求24或25所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，視頻攝像機的透鏡構(gòu)成了圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)，并且最好是被配置成CCD傳感器區(qū)域的圖像接收器(52)被設(shè)置在視頻攝像機內(nèi)的第二圖像平面(18)上。
27.如權(quán)利要求1至26任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，第二圖像平面(18)內(nèi)的實主像的大小和/或格式與第一圖像平面(12)內(nèi)的實中間圖像不同。
28.如權(quán)利要求27所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，用于失真格式改變的光學(xué)裝置被設(shè)置在光路(13)內(nèi)，并且提供了支持再現(xiàn)的圖像處理軟件，該軟件具有用于補償失真格式改變的程序。
29.如權(quán)利要求27或28所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，用于失真格式改變的光學(xué)裝置被設(shè)置在棱鏡裝置(20)內(nèi)的光路(13)中。
30.如權(quán)利要求29所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，用于失真格式改變的光學(xué)裝置由棱鏡裝置內(nèi)的交叉柱面透鏡或圓柱形棱鏡底面構(gòu)成。
31.如權(quán)利要求27或28所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，用于失真格式改變的光學(xué)裝置被設(shè)置在一個圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)內(nèi)，所述圖像轉(zhuǎn)換透鏡最好被配置成一個可換透鏡。
32.如權(quán)利要求1至31任一所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，旋轉(zhuǎn)或移位裝置嚙合在投影盤(14)上，用于實現(xiàn)與光路交叉的旋轉(zhuǎn)或移位運動。
33.如權(quán)利要求32所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，旋轉(zhuǎn)或移位裝置被配置成與投影盤(14)機械耦合的振蕩器。
34.如權(quán)利要求33所述的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其特征在于，振蕩器的機械振動幅度大于投影盤內(nèi)的光纖直徑。
35.一種用于設(shè)置到視頻攝像機前面的適配器，具有一個適配器外殼；具有位于適配器外殼內(nèi)的棱鏡裝置(20)；具有位于棱鏡裝置的兩個相互面對的棱鏡面之間的空隙(24)內(nèi)的投影盤(14)；具有用于連接到視頻攝像機的透鏡的連接開口；以及用于連接記錄透鏡(10)的連接開口。
36.如權(quán)利要求35所述的適配器，其特征在于，所述棱鏡裝置(20)構(gòu)成了一個倒像單元。
37.如權(quán)利要求35或36所述的適配器，其特征在于，所述棱鏡裝置(20)的至少部分棱鏡(22，26，32)被組合成一個棱鏡體。
38.如權(quán)利要求37所述的適配器，其特征在于，所述棱鏡體具有由兩個棱鏡面所限定的一個空隙，用于容納投影盤(14)。
39.如權(quán)利要求38所述的適配器，其特征在于，投影盤(14)的至少一個寬邊表面被粘合或粘結(jié)到相鄰的棱鏡面上。
40.如權(quán)利要求35至39任一所述的適配器，其特征在于，投影盤(14)被配置成無光盤。
41.如權(quán)利要求35至40任一所述的適配器，其特征在于，投影盤(14)被配置成光纖盤，其具有多個互相靠近排列的平行于光路(13)的光導(dǎo)纖維(40)，其長度被切割成盤的厚度。
42.如權(quán)利要求41所述的適配器，其特征在于，投影盤(14)的光導(dǎo)纖維(40)被屏蔽以防止側(cè)面的散射光。
43.如權(quán)利要求41或42所述的適配器，其特征在于，光導(dǎo)纖維(40)構(gòu)成投影盤(14)內(nèi)的表面柵格。
44.如權(quán)利要求41至43任一所述的適配器，其特征在于，投影盤(14)內(nèi)的光導(dǎo)纖維(40)由玻璃纖維構(gòu)成，該玻璃纖維具有可透光的玻璃芯(42)和折射率較低的薄壁包層玻璃(44)。
45.如權(quán)利要求44所述的適配器，其特征在于，黑玻璃(45)被內(nèi)嵌在投影盤(14)的玻璃纖維之間。
46.如權(quán)利要求42至45任一所述的適配器，其特征在于，光導(dǎo)纖維(40)的直徑小于0.01mm，最好小于0.006mm。
47.如權(quán)利要求35至46任一所述的適配器，其特征在于，至少一個凸透鏡(53，54，55，56)被設(shè)置在棱鏡裝置內(nèi)的投影盤(14)之前和/或之后。
48.如權(quán)利要求47所述的適配器，其特征在于，至少一個凸透鏡(55，56)被直接設(shè)置在投影盤(14)之前和/或之后的自由空隙(24)內(nèi)。
49.如權(quán)利要求47或48所述的適配器，其特征在于，一個凸透鏡(54)被設(shè)置在棱鏡裝置內(nèi)的兩個互相面對且平行的棱鏡面之間的自由空隙內(nèi)。
50.如權(quán)利要求47至49任一所述的適配器，其特征在于，至少一個凸透鏡(53)被設(shè)置在棱鏡裝置(20)前面的適配器外殼內(nèi)。
51.如權(quán)利要求1至34任一所述的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)與一個視頻攝像機相連接的應(yīng)用，其中視頻攝像機的透鏡構(gòu)成了圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)，并且視頻攝像機的圖像接收器(52)被設(shè)置在第二圖像平面(18)內(nèi)。
52.根據(jù)權(quán)利要求51的應(yīng)用，其特征在于，記錄透鏡(10)被配置成商業(yè)上可獲得的電影攝像機或照相機的可換透鏡。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用在視頻攝像機中的光學(xué)圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。所述圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)包括一個面向物體的記錄透鏡(10)，用于在限定了第一圖像平面(12)的第一個透射的投影盤(14)上產(chǎn)生具有確定的圖像大小和景深的實中間圖像。根據(jù)本發(fā)明的圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)還包括一個位于光路(13)內(nèi)的棱鏡裝置(20)，以及在光路(13)內(nèi)位于記錄透鏡(10)后面的圖像轉(zhuǎn)換透鏡(16)，其面向投影盤(14)的背面，用于在第二圖像平面(18)上產(chǎn)生物體的實主像。為了以緊湊的形式設(shè)計所述圖像轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，投影盤(14)被設(shè)置在棱鏡裝置(20)內(nèi)的兩個互相面對且平行的棱鏡面之間的空隙(24)內(nèi)。
文檔編號G02B27/00GK1993980SQ200580026146
公開日2007年7月4日 申請日期2005年8月3日 優(yōu)先權(quán)日2004年8月4日
發(fā)明者馬克·迪埃姆 申請人:菲卡姆數(shù)字發(fā)展有限及兩合公司