.D O C 0 0 2 A7 B7 五、發明説明（1 ) .本發明係有關於一種光學裝置，特別是有關於-種攝 影裝置。 三度空間（3D)立體攝影機，是取得不同（如左右）視角 的影像，將此影像顯示出來，例如：（1)利用軟片（film)感 光時，將軟片洗出後，再經掃描進入電腦，經編輯後以彩 色印出圖片（或照片），其可以加上一組透鏡 (Lenticular)，即有3D視覺，或（2)利用電荷親合元件 (charge-coupled device ; CCD)感光時，CCD 左右影像視 訊可以由電腦直接交錯編排，再以彩色列印出圖片（或相 片），其加上一透鏡，即有3D視覺，或（3)左右視訊透過螢 幕，快速顯示，觀看者戴一液晶顯示光閥（Liquid Crystal Display shi^tter ; LCD shutter)，做左右同步切換，可 以產生3D視覺影像；或（4)左右視訊以偏極化光射出（左右 不同偏極化），人眼戴左右不同偏極化眼鏡，可以看出3D 視覺；或（5)左右視訊以色彩分離方式，譬如左視影像只留 紅光部分，而右視影像只留藍光，螢幕將左右視訊快速交 互顯示，人眼戴左紅右藍眼鏡，可看到3D視覺影像。由以 上幾種方式，即可達到3D視覺影像取得的功能。 習知的三度空間立體攝影逢置，由於必須取左右眼兩 個不同視角的影像，以達成三度空間視覺影像，故在攝影 裝置上，常使用兩台相機（camera)取像，再將影像作整合， 以使觀看者可以看出立體影像；或者，利用-台照相機， 其包含兩組以上的鏡頭來取像，配合一組或兩組的感光裝 置，亦可使觀看者看出立體影像。例如美國專利第4957361 號的三度空間立體攝影裝置，同時用兩台相機取像，.其必 本紙张尺度適用中國囤家標準（CNS ) Λ4現格（210X 297公趁） (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部中央標隼局貝工消費合作社印裝 I— —^n、waJl#^i ^^^1 1 n^i n In · 經濟部中央標糸.局工消費合作社印聚 .D ο c / 0 0 2 A 7 B7 五、發明説明（> ) 須包含兩組感光裝置（如CCD感應器或軟片）’兩台相機在 調焦（f ocus i ng)、變焦（zoom i ng)'光度,调整上需一致，CCD 感應器所攝取的影像資料，在做整合時不易處理，以致要 製作三度空間影像困難。且兩台相機所佔空間大、架構較 複雜、成本較高。而美國專利第5349403號的三度空間立 體攝影裝置，則是使用一台相機，包含一組CCD感應器， 其利用兩組鏡頭取得左右視像入射光，藉由複數個反射鏡 與透鏡、光閥，分別將之投射在同一片CCD感光器，左視 像入射光儲存於CCD感光器的右半邊，而右視像入射光儲 存於CCD感光器的左半邊，而導致解析度減半的缺點。 有鑑於此，本發明的主要目的是提供一種三度空間立 體攝影裝置，只使用一組感光裝置以達到降低成本、架構 簡單的目標6 本發明的另一目的是在提供一種三度空間立體攝影裝 置，使整個感光裝置，交互攝取右視像入射光或左視像入 射光，以提高其解析度。 爲達成本發明上述目的，提供一種三度空間立體攝影 裝置，可接收一第一視像入射光與一第二視像入射光，該 裝置包括： - -光延遲片驅動電路，用以送出一開關訊號； -第一偏極分光鏡，用以接收該第-視像入射光，沿 -第一方向輸出一第一 S偏極入射光與沿·第:::方向輸出 一第一 P偏極入極光，且接收該第二視像入射光，沿該第 -方向輸出-第二P偏極入射光與沿該第方向輸出一第 :S偏極入射光； 4 本紙張尺/.1適用中阀國家標隼（CNS ) Λ4規格（210X2W公漦） (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) ο 訂 0493TWF DOC 002 A7 0493TWF DOC 002 A7 經濟部中央標準局員工消費合作社印繁 五、發明説明（$ ) -第一光延遲片，以光學方式耦接至該第一偏極分光 鏡，並以電氣方式耦接至該光延遲片驅動電路’用以接收 該第一 S偏極入射光與該第二P偏極入射光，當該開關訊號 爲開時，輸出一經第一光延遲片之第一 p偏極入射光與-經第一光延遲片之第二S偏極入射光，當該開關訊號爲關 時，輸出一經第一光延遲片之第一 S偏極入射光與一經第 一光延遲片之第二P偏極入射光； 一第二光延遲片，以光學方式耦接至該第一偏極分光 鏡，並以電氣方式耦接至該光延遲片驅動電路，用以接收 該第一 P偏極入射光與該第二S偏極入射光，當該開關訊號 爲開時，輸出一經第二光延遲片之第一 S偏極入射光與一 經第二光延遲片之第二P偏極入射光，當該開關訊號爲關 時，輸出一經第二光延遲片之第一 P偏極入射光與一經第 二光延遲片之第二S偏極入射光； 一第二偏極分光鏡，置於該第一光延遲片與該第二光 延遲片之一對稱位置，當接收該經第一光延遲片之第一 P 偏極入射光、該經第一光延遲片之第二S偏極入射光、該 經第一光延遲片之第一 S偏極入射光以及該經第二光延遲 片之第二P偏極入射光時，沿2第三方向結合該經第一光 延遲片之第二S偏極入射光與該經第二光遲片之第二P偏 極入射光，輸出·第二成像光，當接收該經第一光延遲片 之第一 S偏極入射光、該經第一光·延遲片之第二P偏極入射 光' 該經第一光延遲片之第一 P偏極入射光以及該經第二 光延遲片之第二S偏極入射光時，沿該第Η方向結合該經 弟…光延遲)π之第- S偏極入射光與該經第二光延遲片之 5 本紙張尺度適用中阈國家標準(C'NS ) Λ4規格（2丨0 \297公淨) ' —— ------、1TJ------ . · ; (請先鬩讀背面之注意事項再填寫本頁) 3ΐ：ίΗϊ #Τ W F · D Ο C / Ο Ο 2 Α7 Β7 五、發明説明（4) 第一 p偏極入射光，輸出一第一成像光；以及 一感光裝置，置於該第二偏極分光鏡之一相對位置， 用以接收該第一成像光與該第二成像光二者擇一，並感光 儲存。 爲達本發明上述目的，提供另一種三度空間立體攝影 裝置，可與一感光裝置耦合，接收一第一視像入射光與一 第二視像入射光，該光學裝置包括： 一光延遲片驅動電路，用以送出一開關訊號； 一第一偏極分光鏡，用以接收該第一視像入射光，沿 一第一方向輸出一第一 s偏極入射光與沿一第二方向輸出 一第一 P偏極入極光，且接收該第二視像入射光，沿該第 方向輸出一第二P偏極入射光與沿該第二方向輸出一第 S偏極入射光； 第一光延遲片，以光學方式耦接至該第一偏極分光 經濟部中央標隼局員工消費合作社印t 鏡，並以電氣方式耦接至該光延遲片驅動電路，用以接收 該第一 S偏極入射光與該第二P偏極入射光，當該開關訊號 爲開時，輸出一經第一光延遲片之第一 P偏極入射光與一 經第一光延遲片之第二S偏極入射光，當該開關訊號爲關 時，輸出一經第一光延遲片之第一 S偏極入射光與一經第 -一光延遲片之第一 P偏極入射光； --第二光延遲片，以光學方式耦接至該第一偏極分光 鏡，並以電氣方式耦接至該光延遲片驅動電路，用以接收 該第一 P偏極入射光與該第二S偏極入射光，當該開關訊號 爲開時，輸出一經第二光延遲片之第一 S偏極入射光與--經第二光延遲片之第二P偏極入射光，當該開關訊號爲關 --------〇------1T---.---P . ί ; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X 297公釐） 經濟部中央橾準局；βΓ.消费合作杜印f Ο 4 9 3 T W I:. D O C /' Ο Ο 2 Α7 Β7 五、發明説明（jr) 時，輸出一經第二光延遲片之第一 p偏極入射光與·經第 二光延遲片之第二s偏極入射光；以及 一第二偏極分光鏡，置於該第一光延遲片與該第二光 延遲片之一對稱位置，當接收該經第一光延遲片之第一 p 偏極入射光、該經第一光延遲片之第二S偏極入射光、該 經第二光延遲片之第一 S偏極入射光以及該經第二光延遲 片之第二P偏極入射光時，沿一第三方向結合該經第一光 延遲片之第二S偏極入射光與該經第二光遲片之第二P偏 極入射光，輸出一第二成像光，當接收該經第一光延遲片 之第一 S偏極入射光、該經第一光延遲片之第二P偏極入射 光、該經第二光延遲片之第一 P偏極入射光以及該經第二 光延遲片之第二S偏極入射光時，沿該第三方向結合該經 % 第一光延遲片之第一 S偏極入射光與該經第二光延遲片之 第一 P偏極入射光，輸出一第一成像光，該感光裝置接收 該第一成像或該第二成像光二者擇一，並感光儲存。 爲達成本發明上述目的，依據本發明的較佳實施例提 供一種三度空間立體攝影裝置，可接收一第一視像入射光 與一第二視像入射光，該裝置包括： 一第一反射鏡，用以轉折該第一視像入射光； 一第一偏極分光鏡，用以接收自該第一反射鏡轉折之 該第一視像入射光，沿一第一方向輸出一第一 s偏極入射 光與沿一第二方向輸出一第一 P偏極入射光，且接收該第 二視像入射光，沿該第一方向輸出一第二P偏極入射光與 沿該第二方向輸出…第.S偏極人射光； 一第二反射鏡，沿該第·方向置於與該第一偏極分光 7 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公犛） ^—^1 ^^^1 In —^ϋ n n m· n^— m m—> -f -*I----^^^1 口 νιΊ - ? ; (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 0493TWF.DOC/002 A7 經濟部中央標隼局K L消#合作社印製 B7 五、發明説明（么） 鏡對應位置，用以轉折該第-s偏極入射光與該第二p偏 極入射光； 一第三反射鏡，沿該第二方向置於與該第一偏極分光 鏡對應位置，用以轉折該第一P偏極入射光與該第二s偏 極入射光； 一光延遲片驅動電路，用以送出一開關訊號； 一'第一光延遲片，以電氣方式親接至該光延遲驅動電 路，用以接收自該第二反射鏡轉折之該第一 S偏極入射光 與該第二P偏極入射光，當該開關訊號爲開時，輸出一經 第一光延遲片之第一 P偏極入射光與一經第一光延遲片之 第二S偏極入射光，當該開關訊號爲關時，輸出一經第一 光延遲片之第一S偏極入射光與一經第一光延遲片之第二P 偏極入射光； 一第二光延遲片，以電氣方式耦接至該光延遲驅動電 路，用以接收自該第三反射鏡轉折之該第一 P偏極入射光 與該第二S偏極入射光，當該開訊號爲開時，輸出一經第 二光延遲片之第一 S偏極入射光與一經第二光延遲片之第 二P偏極入射光，當該開關訊號爲關時，輸出一經第二光 延遲片之第一 P偏極入射光與一經第二光延遲片之第二S 偏極入射光； 一第二偏極分光鏡，置於該第一光延遲片與該第二光 延遲片之一對稱位置，當接收該經第·光延遲片之第一 P 偏極入射光、該經第一光延遲片之第二S偏極入射光、該 經第二光延遲片之第一 S偏極人射光以及該經第二光延遲 片之第二P偏極入射光時，沿一第三方向結合該經第一光 8 本紙張尺.度適用中國國家標準（CNS ) A4.il格（210乂297公漦） 請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁 ο. 、\'5
Sill'S^ T W F . D O C / 0 Ο 2 A7 經濟部中央標隼钩員工消費合作社印製 B7 五、發明説明（7) 延遲片之第二S偏極入射光與該經第二光遲片之第一 P偏 極入射光，輸出一第二成像光，當接收該經第一光延遲片 之第一 S偏極入射光、該經第一光延遲片之第一 P偏極入射 光、該經第二光延遲片之第一 P偏極入射光以及該經第二 光延遲片之第二S偏極入射光時，沿該第三方向結合該經 第一光延遲片之第一 S偏極入射光與該經第二光遲片之第 --P偏極入射光，輸出一第一成像光；以及 一感光裝置，置於該第二偏極分光鏡之一相對位置， 用以接收該第一成像光與該第二成像光二者擇一，並感光 儲存。 爲讓本發明之上述和其他目的、特徵、和優點能更明 顯易懂，下文特舉一較佳實施例，並配合所附圖式，作詳 細說明如下= 圖式之簡單說明： 第1A圖與第1B圖是依據本發明一較佳實施例之一種 三度空間立體攝影裝置的光路流程上視圖； 第2A圖與第2B圖是依據本發明另一較佳實施例之一 種三度空間立體攝影裝置的光路流程上視圖； 第3A與第3B圖是偏極分光頷之工作原理圖；以及 第4A圖與第4B圖是光延遲片之工作原理圖。 實施例 首先，請參閱第1 A圖與第1B·圖，其係依據本發明之一 種三度空間立體攝影裝置，其裝置包括：一外殼21，將各 種攝影兀件固定於其中；…窗口 22，用以讓入射光進入； -第·反射鏡JQ、一第二反射鏡12與-第ί反射鏡13， 9 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) ο. 訂 本纸浪尺度適用中阈闼家標準·（ CNS ) Λ4規格（210 XW公f ) Ο 4 9 3 Ί* W F . D O C Ο Ο 2 Α7 經濟部中央標隼局員工消f合作社印製
Β7 五、發明説明（X ) 用以轉折光路，例如是平面鏡、綾鏡、或是曲面反射鏡， 本實施例中第一反射鏡10可以調整角度，以取不同距離的 影像，而第二反射鏡12與第三反射鏡13是固定的；一第-偏極分光鏡11與…第二偏極分光鏡Π，用以將入射光偏極 化後分光或將已偏極化光會合，例如是寬頻偏極化分光 鏡，其作用頻率400ηπι〜700ηηι，尺寸爲38mmX 38mmX 38mm ; 一光延遲片驅動電路16，用以輸出一開關訊號；一第一光 延遲片14與一第二光延遲片15，可以是電子式光延遲片， 控制電壓爲± 5V，其與光延遲片驅動電路16耦接，以控制 其開關；以及一感光裝置20，例如其爲一包括電荷耦接元 件的攝影機，或可以是符合NTSC標準的攝錄影機 (Camcorder)，其以60Hz送出同步開關訊號至該光延遲片 驅動電路，並將交互切換的入射光儲存成像。 請參閱第3A圖與第3B圖，其顯示偏極分光鏡的工作原 理圖。現在請參閱第3A圖，第一偏極分光鏡Π接收第一視 像入射光1，送出一 P偏極化光30與一 S偏極化光31，P 偏極化光30可直接穿透，而S偏極化光31會折射往另一方 向前進。接著，請參閱第3B圖，第二偏極化分光鏡17，接 收一 S偏極化光32與一 P偏極化光34，該P偏極化光34 會直接穿透，而S偏極化光32會反射至另一方向前進。 其次，請參閱第4A圖與第4B圖，其顯示光延遲片的工 作原理圖。首先，請參閱第4A圖·，一光延遲片50接收--S 偏極化光40與一 P偏極化光42，當光延遲片50接收“關” 的訊號，則該S偏極化光40穿透光延遲片50，仍輸出S偏 極化光41 ;而該P偏極化光42穿透光延遲片50，輸出P ^^1 nn 1^1 ί SI· ^^^1 ^^^1 ^^^1 ^ m ml 1— ^^^1 nn 1^1-,v ♦- —Bm nn Bm 、-口 V..,、 * (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國阈家標準（CNS ) Λ4規格（210X297公釐）
3 1 I ί e^WF.DOC/OOZ A7 經濟部中央標隼局員工消費含作社印裝 __—_____B7 五、發明説明（1 ) 偏極化光43。其次，請參閱第4B圖，當光延遲片50接收“開” 的訊號’則該S偏極化光40穿透光延遲片50，會輸出P偏 極化光45 ’而該P偏極化光42穿透光延遲片50，則是輸 出S偏極化光4 7。 爲了說明依據本發明的一種三度空間立體攝影裝置， 如何交互切換攝影一物體不同角度所反射的光，而呈現一 立體影像，現在，請再參閱第1A圖，第一反射鏡10接收-第一視像入射光1後，將之轉折至第一偏極分光鏡11，沿 一第一方向輸出一第一 S偏極入射光is與沿一第二方向輸 出一第一 P偏極入射光1P。而一第二視像入射光2由窗口 22進入後’由第一偏極分光鏡丨丨接收，沿該第一方向輸出 -一第二P偏極入射光2P與沿該第二方向輸出一第二S偏極 入射光2S。而第二反射鏡12接收第一 S偏極入射光1S·與 第二P偏極入射光2P後，將之轉折至第一光延遲片14，第 三反射鏡13接收第一 P偏極入射光1P與第二S偏極入射光 2S後’將之轉折至第二光延遲片15。當光延遲片驅動電路 16所接收的開關訊號爲“關”時，如第ία圖所示，第一光延 遲片14輸出一經第一光延遲片之第一 S偏極入射光1S’與 一經第一光延遲片之第二P偏極·入射光2P’ ；而第二光延遲 片15輸出一經第二光延遲片之第二S偏極入射光之2S”與 一經第二光延遲片之第- P偏極入射光1P”。而第二偏極分 光鏡Π接收經第一光延遲片之第一 S偏極入射光1S’ 、經 第一光延遲片之第二P偏極入射光2P’、經第二光延遲片之 第二S偏極人射光2S”與經第二光延遲片之第…P偏極人射 光】P”後，經第二光延遲之第一 P偏極入射光1P”與經第 -------訂--—·----0~ .:; (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中阀國家標举-(rNS ) Λ4現格（2丨()<297公釐） 0493TWF.DOC/002 A7 經濟郎中央標嗥局Mr-·消费々汴社印繁 _____ B7 五 '發明説明（丨σ ) 一光延遲片之第一· S偏極人射光1 S ’會合，沿一第二方向輸 出一第一成像光Γ，到達感光裝置20後感光儲存。 接著，請再參閱第1B圖，其顯示光延遲片驅動電路16 所送出的開關訊號爲“開”時，第一光延遲片14輸出_-經第 一光延遲片之第一 P偏極入射光1P’與一經第一光延遲片之 第二S偏極入射光2S’ ；第二光延遲片15輸出一經第二光 延遲片之第一 S偏極入射光1S”與一經第二延遲片之第二P 偏極入射光2P”。而第二偏極分光鏡17接收經第二光延遲 片之第一 S偏極入射光1S”、經第一光延遲片之第一 P偏極 入射光1P’、經第一光延遲片之第二S偏極入射光2S’以及 經第二光延遲片之第二P偏極入射光2P”後，經第二光延遲 片之第二P偏極入射光2P”與經第一光延遲片之第二S偏極 入射光2S’會合，沿該第三方向輸出一第二成像光2’，到達 感光裝置20後感光儲存。 接著，請參閱第2A圖與第2B圖，其顯示本發明另一實 施例，其裝置元件與第ΙΑ，1B圖除了多加一 S偏極片與一 P偏極片之外皆相同，其特色是在第一光延遲片14與第二 偏極分光鏡17之間加-· S偏極片18，用以讓S偏極化光通 過，而使P偏極化光無法通過；/在第二光延遲片15與第二 偏極分光鏡17之間加一 P偏極片19，用以讓P偏極化光通 過，而使S偏極化光無法通過。 現在，請參閱第2A圖，當光延遲片驅動電路16所送出 的開關訊號爲“關”時，第-光延遲片14所輸出的經第-光 延遲片之第一 S偏極入射光1S’通過S偏極片18，輸出的 經第一光延遲片之第二P偏極入射光2P’無法通過S偏極片 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) -ο. 訂 本纸張尺度適用中國國家標隼（CNS ) Λ4現格UlOxiN公廣） 3111S4 TWF.DOC/002 3111S4 TWF.DOC/002 經濟部中央樣嗥局只工消f合作社印裝 A7 五、發明説明（丨丨） 18 ;而第二光延遲片1 5所輸出的經第二延遲片之第一 p偏 極入射光1Γ’通過P偏極片19，輸出的經第二光延遲片之 桌一 S偏極入射光2S”無法通過P偏極片19，所以在第二 偏極分光鏡17僅接收經第--光延遲片之第一 S偏極入射光 1S’與經第二延遲片之第一 p偏極入射光ip”，所以經第一 光延遲片之第一 S偏極入射1S’與經第二延遲片之第一 P偏 極入射光1P”會合後’在該第三方向輸出第一成像光1，到 達感光裝置20後感光儲存。 然後，請參閱第2B圖，其顯示光延遲片驅動電路16 所送出的開關訊號爲“開”時，第一光延遲片14所輸出的經 第一光延遲片之第二S偏極入射光2S’可通過S偏極片18， 輸出的經第一光延遲片之第一 P偏極入射光1P，無法通過S 偏極片18;而第二光延遲片15所輸出的經第二光延遲片之 第二P偏極入射光2P”可通過P偏極片19，輸出的經第二 光延遲片之第一 S偏極入射光1S”無法通過P偏極片19， 所以第二偏極分光鏡17僅接收經第一光延遲片之第二s偏 極入射光2S’與經第二光延遲片之第二P偏極入射光2P”， 經第一光延遲片之第二S偏極入射光2S，與經第二光延遲片 之第一 P偏極入射光2 P”會合後在該第二方向輸出一·第二 成像光2’，到達感光裝置20後感光儲存。 由上述的較佳實施例可得知由於光延遲片驅動電路16 送出連續的開關訊號’所以第1 A圖與第1B圖的第一成像光 Γ與第二成像光2’被交互切換感光儲存於感光裝置20，藉 由一 '度空間立體放映系統，可呈現立體影像；而第2A圖 與第2 B圖同理亦可呈現立體影像，其加入的s偏極片1 8 本紙张尺度適用中國國家標準（CNS ) /\4規格（210χπ7公缝） ο.------ir----^---P (讀先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) Ο 4 9 3 T W P . D (J C / Ο Ο 2 A 7 經濟郎中央標华局Μ ΐ_消費合作社印製 五、發明説明（l>) 濾去P偏極光，而P偏極片濾去s偏極光，因此可避免雜訊 產生。 任何熟悉此技藝者應可Γ解，上述的三度空間立體攝 影裝置，與感光裝置可以是一體成型，亦可以分別製造再 耦接。在上述實施例中，第一反射鏡10、第二反射鏡12、 與第三反射鏡13是用來轉折光路，只要第二偏極分光鏡17 可以接收經第一光延遲片之第一 S偏極入射光1S’ '經第一 光延遲片之第二P偏極入射光2P’、經第二光延遲片之第一 P偏極入射光1P”、與經第二光延遲片之二S偏極入射光 2S”，則反射鏡不必限定如上述實施例一樣配置。 表1顯示本發明與習知技術在裝置、操作與解析度的 比較： =本發明與習知; K術比較 裝置與操作 解析度 美國專利第4957631號 (二組 CCD Camera) 複雜調校不易 佳 美國專利第5349403號 (一組 CCD Camera， 左、右視像佔CCD —半） 簡單 一半 本發明 簡單 佳 由表1可得知，本發明藉使用單一台攝錄影機或單一 台包括電荷耦接元件的攝影機：以達成簡單架構及調校容 易的目的；藉單一影像由整個CCD取像而達成高解析度的 目的，且其通光量不會有損失。 雖然本發明已以一較佳實施例揭露如上，然其並非用 以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精 神和範圍內，當可作些許之更動與潤飾，因此本發明之保 護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者爲準。 . (請先閱讀背面之注意^項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中闽國家標準（（’NS ) Λ4規格（210Χ297公f )