TWI531209B - 使用單一成像路徑來產生三維影像資訊之方法及設備 - Google Patents

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TWI531209B
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Description

使用單一成像路徑來產生三維影像資訊之方法及設備
本發明通常係關於產生三維影像資訊，且更特別係使用單一成像路徑來產生三維影像資訊。
成像作用通常係涉及藉由接收由一合適影像感測器處之一景象中多個物件所發射或反射的輻射來產生該景象的一表示方式。可被成像之一些輻射實例係包含可見光、紅外線光或熱、射頻波、聲波、和超聲波。
一三維(3D)景象係包含在許多成像系統中被映射至一二維(2D)影像平面且因而不予保留之深度資訊。一傳統相機係一光學成像系統的一實例，其中深度資訊的不予保留而造成用以呈現該景象的一二維影像。立體光學系統係藉由從不同透視點產生各別影像而能夠產生用以呈現影像資訊的影像。例如：該深度資訊係可被用來在該景象的多個點之間產生三維測量。另或者，該等各別影像係可被呈現至一使用者各自的右眼和左眼，以使該使用者能夠感知具有該影像所呈現之至少一些深度的一影像視圖。該立體光學系統係因而產生具有空間分離之透視點的影像，以模擬肉眼在觀察一實際景象的運作。該等影像係可使用一些形式的有效護目鏡或藉由操作一顯示器將空間分離的影像投射至該使用者各自的左眼和右眼來進行觀察。
立體成像之使用係發現應用在手術上，其中一三維內視鏡係可被用來提供一三維視圖予醫師。立體成像作用係亦可使用於諸如例如海底探索之遠端操作上，其中一機械式致動器之控制係藉由提供三維影像資訊予遠離該致動器之一操作者而得以加速。立體成像作用之其它應用係可發現在物理測量系統和娛樂產業中。
依據本發明一個觀點，茲提供一種使用具有相關的一視野之單一成像路徑來產生三維影像資訊的方法及設備。該方法係涉及透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來選擇性接收第一影像和第二影像，該第一部分係具有該視野內的一第一透視點，而該第二部分係具有該視野內的一第二透視點。該第一影像和該第二影像一起係可操作以代表該視野內之物件的三維空間屬性。該方法係亦涉及變動該成像路徑之第一部分和第二部分的一程度，以在接收該第一影像和該第二影像的同時致使該第一透視點和該第二透視點改變位置，各別透視點之位置改變係提供該三維空間屬性之表示方式的一對應改變。該方法係進一步涉及補償在透過該成像路徑之第一部分和第二部分進行傳輸上發生的改變，使得在變動該第一部分和該第二部分的程度時，與該第一影像和該第二影像各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
選擇性接收該第一影像和該第二影像係可牽涉以一影像感測器來接收該第一影像和該第二影像，而補償該傳輸之改變係涉及：增加與該影像感測器相關聯之一曝光以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一減少程度、減少與該影像感測器相關聯之一增益以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一增加程度、增加透過該成像路徑之整體透射度以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一減少程度、和降低透過該成像路徑之整體透射度以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一增加程度中一者。
選擇性接收該第一影像和該第二影像係可牽涉交替阻隔該成像路徑之第一部分同時接收該第二影像，且阻隔該成像路徑之第二部分同時接收該第一影像。
交替阻隔該成像路徑之第一部分和第二部分係可涉及引起位於該影像路徑之一孔徑平面附近的一阻隔元件移動在該影像路徑中的第一位置和第二位置之間，以定義該成像路徑之第一位置和第二位置的變動程度。
引起該阻隔元件移動係可涉及產生可操作的一力度以將該阻隔元件朝向該第一位置和第二位置中一者交替移動、接收用以代表該阻隔元件之一位置的一位置訊號、及響應該位置訊號來控制該力度之一強度以引起該阻隔元件停留在該第一位置和該第二位置中一者處。
交替阻隔該成像路徑之第一部分和第二部分係可涉及選擇性致動位於該影像路徑之一孔徑平面附近的一光學元件之第一區域和第二區域，以選擇性阻隔該成像路徑之第一部分和第二部分。
該光學元件係可涉及複數個元件，而選擇性致動該第一區域和該第二區域係可涉及選擇性致動該複數個元件之一第一複數個元件和該複數個元件之一第二複數個元件一者。
該複數個元件中各個元件係可操作以進行致動來響應收到一致動訊號，且變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度係可涉及產生多個致動訊號以致使該第一複數個元件和該第二複數個元件中的數個元件發生選擇性變動，以變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度。
選擇性致動該光學元件之第一區域和第二區域係可涉及選擇性致動一透射光學元件的第一區域和第二區域，該透射光學元件係經佈置以透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來傳送光線。
選擇性致動該透射光學元件的第一區域和第二區域係可涉及選擇性致動一液晶元件和一光閥中一者之第一區域和第二區域。
選擇性致動該光學元件之第一區域和第二區域係可涉及選擇性致動一反射光學元件的第一區域和第二區域，該反射光學元件係經佈置以透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來反射光線。
選擇性致動該反射光學元件的第一區域和第二區域係可涉及選擇性致動具有複數個可移動鏡元件之一光閥的第一區域和第二區域。
選擇性接收該等第一和第二影像係可涉及同時接收具有第一影像屬性的一第一影像和具有第二影像屬性的一第二影像，且依據該等第一和第二影像屬性來分離該等第一和第二影像以產生各自的第一影像表示方式和第二影像表示方式。
接收該第一影像係可涉及接收具有一第一極化狀態之一第一影像，而接收該第二影像係可涉及接收具有一第二極化狀態之一第二影像，且分離該第一影像和該第二影像係可涉及以具有響應該第一極化狀態的輻射之一第一複數個元件和具有響應該第二極化狀態的輻射之一第二複數個元件的一感測器陣列處接收該第一影像和該第二影像。
該方法係可涉及產生具有該第一極化狀態的第一影像和產生具有該第二極化狀態的第二影像。
變動該程度係可涉及響應一控制訊號來變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度。
該方法係可涉及產生該控制訊號。
該第一透視點之一位置係可由一第一質心位置所定義，而該第二透視點之一位置係可由一第二質心位置所定義，且產生該控制訊號係可涉及產生可操作的一控制訊號以致使該第一質心和該第二質心針對彼此以一大致上恆定的速率移動，而在該三維空間屬性的表示方式上提供一平順改變。
該第一透視點之一位置係可由一第一質心位置所定義，而該第二透視點之一位置係可由一第二質心位置所定義，且變動該程度係可涉及在一第一程度和一第二程度之間變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度，其中該第一程度係該第一質心位置和該第二質心位置的近接致使該第一影像和該第二影像可包含該視野內的主要二維空間屬性，而該第二程度係該第一質心位置和該第二質心位置的空間分離致使該第一影像和該第二影像可包含一增加級數的三維空間屬性資訊。
變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度係可涉及變動該程度以提供從該第一程度到該第二程度來產生一二維至三維變遷效應和從該第二程度到該第一程度來產生一三維至二維變遷效應中一者的一平順變遷。
接收該第一影像和該第二影像係可涉及循序接收用以呈現該視野中主要物件之時間變動的複數個第一影像和複數個第二影像。
依據本發明另一觀點，茲提供一種使用具有相關一視野之單一成像路徑來產生三維影像資訊的設備。該設備係包含具備透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來選擇性接收第一影像和第二影像，該第一部分係具有該視野內的一第一透視點，而該第二部分係具有該視野內的一第二透視點，該第一影像和該第二影像一起係可操作以呈現該視野內之多個物件的三維空間屬性。該設備係亦包含具備變動該成像路徑之第一部分和第二部分的一程度，以在接收該第一影像和該第二影像的同時致使該第一透視點和該第二透視點改變位置，透視點之位置改變係提供該三維空間屬性之表示方式的一對應改變。該設備係進一步包含具備補償在透過該成像路徑之第一部分和第二部分進行傳輸上發生的改變，使得在變動該第一部分和該第二部分的程度時，與該第一影像和該第二影像各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
依據本發明另一觀點，茲提供一種用於產生三維影像資訊的設備。該設備係包含具有相關一視野之單一成像路徑。該設備係亦包含一影像調變器，其操作上係經組態致使透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來選擇性接收第一影像和第二影像，該第一部分係具有該視野內的一第一透視點、而該第二部分係具有該視野內的一第二透視點。該第一影像和該第二影像一起係可操作以代表該視野內之多個物件的三維空間屬性。該設備係亦包含一控制器以與該影像調變器進行通訊，該控制器操作上係經組態為所產生一訊號可操作致使該調變器變動該成像路徑之第一部分和第二部分的一程度，而在接收該第一影像和該第二影像的同時致使該第一透視點和該第二透視點改變位置，各別透視點之位置改變係提供該三維空間屬性之表示方式的一對應改變。該設備係進一步包含一補償器，其操作上係經組態為補償在透過該成像路徑之第一部分和第二部分進行傳輸上發生的改變，使得在變動該第一部分和該第二部分的程度時，與該第一影像和該第二影像各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
該單一成像路徑操作上係可經組態於一影像感測器產生該第一影像和該第二影像，且該補償器操作上係可經組態為補償由下述一者造成的傳輸改變：增加與該影像感測器相關聯之一曝光以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一減少程度、減少與該影像感測器相關聯之一增益以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一增加程度、增加透過該成像路徑之整體透射度以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一減少程度、和降低透過該成像路徑之整體透射度以響應該成像路徑之第一部分和第二部分的一增加程度。
該調變器操作上係可經組態為交替阻隔該成像路徑之第一部分同時接收該第二影像，且阻隔該成像路徑之第二部分同時接收該第一影像。
該調變器操作上係可經組態為致使位於該影像路徑之一孔徑平面附近的一阻隔元件移動在該影像路徑的第一位置和第二位置之間，以定義該成像路徑之第一位置和第二位置的變動程度。
該調變器係可包含一致動器，以用於產生的一力度可操作以將該阻隔元件朝向該第一位置和第二位置中一者交替移動；一位置感測器，其操作上係可經組態為產生用以代表該阻隔元件之一位置的一位置訊號；和該控制器，其操作上係可經組態為響應該位置訊號來控制該力度之一強度以引起該阻隔元件到停留在該第一位置和該第二位置中一者處。
該調變器係可包含具有第一區域和第二區域之一光學元件，該第一區域和該第二區域操作上係可經組態為選擇性致動以選擇性阻隔該成像路徑的第一部分和第二部分。
該光學元件係可包含複數個元件，且該第一區域係可包含一第一複數個元件、而該第二區域係可包含一第二複數個元件，該第一複數個元件和該第二複數個元件係被挑選以變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度。
該複數個元件中各個元件係可操作以進行致動來響應收到一致動訊號，且係可進一步包含一調變器驅動器，其操作上係經組態為產生多個致動訊號以致使該第一複數個元件和該第二複數個元件中的數個元件發生選擇性變動，以變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度。
該調變器操作上係可經組態為選擇性致動一透射光學元件的第一區域和第二區域，該透射光學元件係經佈置以透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來傳送光線。
該調變器係可包含一液晶元件和一光閥中一者。
該調變器操作上係可經組態為選擇性致動一反射光學元件的第一區域和第二區域，該反射光學元件係經佈置以透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來反射光線。
該調變器係可包含具有複數個可移動鏡元件之一光閥。
該調變器操作上係可經組態為同時接收具有第一影像屬性的一第一影像和具有第二影像屬性的一第二影像，且依據該第一影像屬性和該第二影像屬性來分離該第一影像和該第二影像以產生各自的第一影像表示方式和第二影像表示方式。
該調變器係可包含具有第一極化區和第二極化區的一極化器，其操作上係經組態為產生具有一第一極化狀態之一第一影像，而該第二影像係具有一第二極化狀態；且係可進一步包含一感測器陣列，其係具有響應該第一極化狀態的輻射之一第一複數個元件和響應該第二極化狀態的輻射之一第二複數個元件。
該調變器操作上係可經組態為響應一控制訊號來變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度。
該控制器操作上係可經組態為產生該控制訊號。
該第一透視點之一位置係可由一第一質心位置所定義，而該第二透視點之一位置係由一第二質心位置所定義，且該控制器操作上係經組態為藉由產生一控制訊號來產生該控制訊號，以操作上致使第一質心和第二質心針對彼此以一大致恆定速率移動而在該三維空間屬性的表示方式上提供一平順改變。
該第一透視點之一位置係可由一第一質心位置所定義，而該第二透視點之一位置係由一第二質心位置所定義，且該調變器操作上係經組態以在一第一程度和一第二程度之間變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度，其中該第一程度係該第一質心位置和該第二質心位置的近接致使該第一影像和該第二影像可包含該視野內的主要二維空間屬性，而該第二程度係第一質心位置和該第二質心位置的空間分離致使該第一影像和該第二影像可包含一增加級數的三維空間屬性資訊。
該調變器操作上係經組態為藉由變動該程度來變動該成像路徑之第一部分和第二部分的程度，以提供從該第一程度到該第二程度而產生一二維至三維變遷效應和從該第二程度到該第一程度來產生一三維至二維變遷效應中一者的一平順變遷。
該影像路徑操作上係經組態為藉由循序接收用以呈現該視野中主要物件之時間變動的複數個第一影像和複數個第二影像來接收該第一影像和該第二影像。
在配合後附圖式檢閱下述本發明具體實施例的說明後，本發明其它觀點和特色對熟習該項技術人士係將變為顯明。
參考圖1，一種依據本發明一第一實施例用於產生三維影像資訊之設備係被顯示為100的示意俯視圖中。該設備100係包含具有相關的一視野104之單一成像路徑102，其在此實施例中係包含一物件106。該設備100係亦包含一影像調變器108，其操作上係經組態為致使透過該單一成像路徑102中各別的第一部分112和第二部分114來選擇性接收第一影像和第二影像(圖1中示意顯示為A和B)。
參考圖2，成像路徑在此實施例中係為環形，且該第一部分112和該第二部分114各者通常係包括一環形區段。該第一部分112係定義該視野104內的一第一透視點，其係以一第一質心116所代表。該第二部分114係定義該視野104內的一第二透視點，其係以一第二質心118所代表。在其它實施例中，該成像路徑係可為非環形。
該設備100係亦包含與該調變器108進行通訊的一控制器120。該控制器120係包含用於產生一控制訊號之一輸出端122，該控制訊號係可操作致使該調變器108變動該成像路徑之第一部分112和第二部分114的一程度，藉此致使第一透視點116和第二透視點118改變位置的同時接收第一影像和第二影像。該第一透視點116和該第二透視點118之位置改變係在該物件106於該視野104內之三維空間屬性的表示方式上提供一對應改變。
該設備100係亦包含一補償器124。該補償器124操作上係經組態為補償在透過該成像路徑102之第一部分112和第二部分114進行傳送上的改變，使得變動該第一部分112和該第二部分114的程度同時，與該第一影像A和該第一影像B各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
該第一影像A和該第一影像B係被形成於一影像平面126處，且該第一影像A和該第一影像B一起係可操作呈現該物件106或其它物件於該視野104內的三維空間屬性。在此實施例中，該控制器120係亦包含用於正確接收一所欲改變之使用者輸入的一輸入端128，且該控制器120操作上係經組態為響應該使用者輸入而於該輸出端122處產生該控制訊號。
在一個實施例中，該成像路徑102係可為一光學成像路徑，其係可操作以接收用於產生該等影像的光線輻射。該光線輻射係可具有在紅外光、可見光、及/或紫外光波長範圍的一波長範圍。在其它實施例中，該成像路徑102係可操作以響應聲波、超聲波、或射頻訊號來產生影像。於該影像平面126處之影像係可藉由任何合適影像捕捉裝置使用各種記錄方法及/或媒體中任一者進行捕捉。例如：該影像捕捉裝置係可為具有一光敏薄膜或一電荷偶合元件(CCD)陣列以供記錄該等影像之一靜態相機或攝影機。另或者，一壓電晶體陣列係可使用於聲音成像或超聲波成像，且一天線或天線陣列係可使用於例如射頻成像。
優勢地，除了在集合該影像路徑上正常所需條件外，該單一成像路徑102係在不需任何空間對齊下從所能感知及/或擷取的三維資訊中產生影像A和B。反之，當使用分離的影像路徑或一影像路徑光學上劃分成兩個隔開的影像路徑時，存有一顯著的對齊挑戰且任何微量失準係可引起使用者的眼睛疲勞或其它不舒服效應。
光學成像實施例
參照圖3，一種用於產生三維影像資訊之一光學成像設備的實施例一般係被顯示為150。該光學成像設備150係包含單一成像路徑152，所具有一第一透鏡154和一第二透鏡156係經佈置以從該第一透鏡154和該第二透鏡156之一視野內的一物件158中接收光線。
該光學成像設備150係亦包含具有複數個元件162之一液晶元件(LCD)調變器160。各個元件162係定義該調變器160之一前方表面區域164的一柱狀部分，其係可受到選擇性控制以交替阻隔該成像路徑152之一第一部分165同時接收一第一影像、和該成像路徑之一第二部分167同時接收該一第二影像。該調變器160係亦包含複數個控制輸入端166，各個元件162係具有相關用於接收一致動訊號以選擇性致動該元件的控制輸入端。
該光學成像設備150係進一步包含一相機170，其係具有一第三透鏡172和位於該相機170之一影像平面處的一CCD影像感測器174。該相機係可為一靜態相機或一攝影機，且可能對可見光或非可見光是敏感的。該第三透鏡172係收集由該調變器160所傳送的光且在該影像感測器174上形成一影像。該影像感測器174係包含一感光區域176及用於接收各種控制訊號的一個或更多控制輸入端178，其中該等控制訊號係可操作以控制感測器捕捉該影像的操作。一般來說，該影像感測器174係具一有感光元件空間陣列，其係以與該元件上之入射光成比例方式來累積電荷。所累積電荷係可藉由將該等電荷透過相鄰的耦合元件連續轉移至一電荷放大器而自該影像感測器174讀取出，其中該電荷放大器係將該等電荷轉換成用以呈現入射在相關元件上之光的一電壓訊號。在另一實施例中，該影像感測器174係可為一互補金氧半導體式(CMOS)的主動像素感測器、或其它電子式影像感測器。另或者，該影像感測器174係可為諸如例如35 mm厚薄膜的一感光薄膜乳劑。該影像感測器174、該第三透鏡172、液晶調變器160、該第一透鏡154、該第二透鏡156、該相機170所有係可沿著一光軸180來對齊。
該光學成像設備150係以橫截面方式顯示在圖4中，其中該成像路徑152係由散發自該物件158上之一離軸點的一束射線或光錐190所照亮。一般對於諸如圖3和圖4中所示之一光學系統來說，該等光學元件中一者之一直徑係將限制該束射線190中哪些射線能穿過該光學系統，且此直徑係定義系統孔徑。通過位在該孔徑和該物件158之間的光學表面對該系統孔徑之影像係定義該系統之一入射光瞳的一位置和程度。該入射光瞳係接著定義能夠穿過該成像路徑之一束射線。在此案例中，將假設該第一透鏡154係該系統孔徑且因此亦為該入射光瞳，且照射在該第一透鏡154上之射線係將透過該成像路徑152予以傳送。在其它實施例中，該入射光瞳取決於透鏡組態係可位於該第一透鏡154的前方或後方。
該束射線190中進入該第一透鏡154之射線因此係透過該第二透鏡156予以聚焦，且照射在該調變器160的前方表面區域164上。當諸如致動該調變器160之第一部分165的一部分遮擋位在該成像路徑152的系統孔徑後面時，該影像之光暈(vignetting)係出現。在此案例中，該束射線190中之射線192係被該調變器160之前方表面區域164
的第一部分165所阻隔，且無法抵達該影像感測器174的感光區域176。該束射線190中之射線194係穿過該調變器160，且由該透鏡172所聚焦在該感光區域176上。光暈係降低該影像形成於該影像感測器174之感光區域176處的整理照度。然而，因為該等射線194相交於該影像感測器174之感光區域176處，所以一真實影像係被形成於該感測器處。再者，由該調變器所引起之光暈係未改變該系統孔徑處的視角。
該物件158上之其它點係將以類似方式成像以在該影像感測器174之感光區域176上產生該物件158的一第一影像。在如圖4所示光暈條件下由該光學成像設備150所產生之第一影像一般係被顯示為圖5中的200。該影像200係對應由一質心182所代表之一右側透視點(如圖1所示)。同樣，藉由提供控制訊號至該調變器160以致使該第一部分165傳送光線的同時控制該調變器160之反向側邊上的複數個元件162以阻隔光線，一第二影像202(如圖5所示)係由該光學成像設備150所產生。該二影像202係對應由一質心184所代表之一左側透視點(如圖1所示)。
控制器
用於控制該光學成像設備150(如圖3所示)之操作的一控制器係被顯示為圖6中的220。該控制器220係包含一輸出端222以用於產生一同步訊號(SYNC)，其典型係包括一脈衝列。該輸出端222係與該影像感測器的輸入端178進行通訊以用於同步該影像感測器174處的影像捕捉。該控制器220係亦包含用於產生一補償訊號(COMP)的一輸出端224以供控制影像強度補償。在所示實施例中，該輸出端224係與該影像感測器的輸入端178進行通訊，且該影像感測器係充當圖1中所示的補償器。在其它實施例中，於該輸出端224處所產生之COMP訊號係可被用來控制諸如該光學系統中一可調整光圈(iris)的一孔徑停止補償器，以降低或增加該成像路徑中所接受的射線束。電子控制型自動光圈光闌係常用在相機中以自動選擇一孔徑尺寸和曝光來確保正確的影像曝光。
該控制器220係進一步包含一調變器驅動器226，其係具有用於驅動該調變器160之控制輸入端166的一輸出端228。在所示實施例中，該輸出端228係具有對應該調變器160上之元件162數目的「n」個輸出通道。該控制器220係亦包含用於接收一改變透視(CP)使用者輸入的一輸入端230。例如：CP輸入230係可被提供自一偏壓的單極雙投開關，其經組態為提供一可變電位於輸入端處。
在一個實施例中，該控制器220係可使用諸如例如一微控制器之一處理器電路予以實施。
控制器之操作
該控制器220在控制該光學成像設備150之操作上的操作係進一步參考圖3、圖6和圖7加以敘述。參照圖7，由該控制器220所實施之一控制處理的一個實施例一般係顯示為250。
如252所示，此處理係開始於該控制器220對與該輸入端處230之CP訊號相關聯的一訊號狀態進行偵測。如254所示，假如該CP訊號具有改變的狀態以指出該使用者想要改變影像透視，則該處理係持續於256。
如256所示，該補償器接著響應該CP訊號來產生一預測光損或增益。在其中使用一微控制器實施該控制器220的實施例中，該預測光損或增益係可對該輸入端230處所偵測CP訊號的狀態改變進行計算。另或者，該預測光損或增益係可被預先決定且作為一查找表被儲存在該處理器電路的一記憶體中。該預測光損或增益接著可被用來以適合驅動特定影像感測器174的一格式來產生一補償訊號(COMP)於該控制器220的輸出端224處。例如：在其中該影像感測器174包括一全畫面CCD架構的實施例中，由CCD陣列所捕捉之光量係可受控於接近該聚焦平面之一機械快門(未圖式)，且該COMP訊號接著係將被組態為致使該機械快門以一適當快門速度進行操作來產生一所欲影像強度。另或者，對畫面轉移或行間轉移CCD元件來說，該COMP訊號係可為一閘控訊號以用於閘控影像捕捉的一光累積相位，使得該等CCD元件係僅被組態以對連續影像捕捉之間的一部分時間進行光線的接收。一些CCD感測器係亦允許一增益相關的類比電荷放大及/或該等電荷訊號之類比至數位轉換的調整，且此增益係亦可受控於該COMP訊號以補償該第一影像和該第二影像的強度。該處理接著係持續於258。
於254，假如該CP訊號具有未改變的狀態，則不存在需要補償的光損或增益且該處理係直接持續於258。
如258所示，該調變器160係經組態為依據該CP訊號之狀態進行第一影像的捕捉，其中係涉及組態該調變器160以驅動228處的第一複數個n通道來引起該調變器160的第一複數個元件162受到控制來阻隔光線。於260，該第一影像之捕捉係在該控制器產生一SYNC脈衝於該輸出端222處時被初始化。捕捉的第一影像係可以類比或數位格式被記錄在諸如磁帶、一記憶體、一硬碟機、或一感光乳劑的一影像儲存媒體上(未圖式)。
如262所示，該調變器160接著係經組態為進行第二影像的捕捉，藉由組態該調變器以驅動該輸出端228之第二複數個n通道來引起該調變器160的第二複數個元件162受到控制來阻隔光線。於264，該第二影像之捕捉係在該控制器產生一第二SYNC脈衝於該輸出端222處時被初始化。
對靜態影像捕捉來說係僅需要來自該第一透視點182和該第二透視點184中各者之單一影像，且SYNC訊號在此案例係將產生時間分離的第一同步脈衝和第二同步脈衝。脈衝間的時間分離係經選擇以提供充足時間予該影像感測器174來累積足夠產生一影像的光子。對以循序攝影方式捕捉一景色之變動來說，一畫面更新率係可藉由一選定視訊格式來強加(例如：每秒29.97個畫面之NTSC視訊)，其中針對非交錯影像捕捉，SYNCH訊號係可在約33.3毫秒的時間區間之間包括複數個脈衝。在一特定相機之影像獲取速率足夠快時，該第一影像和該第二影像係可以16.7毫秒之時間區間進行捕捉，而使該使用者每張眼睛以全NTSC畫面速率來接收各別影像。當捕捉連續視訊畫面時，該處理在方塊264隨後係持續於方塊252且重複該處理250。
用以描述透視中一改變之成像路徑152的一連串表示方式係顯示於圖8中。參考圖8A，該成像路徑152係以端視圖來描述，且該等質心182和184係位在該成像路徑152的一中央軸上。在該些條件下，該調變器160之第一部分或第二部分係皆無法受控於阻隔光線，且該第一影像(A)和該第二影像(B)係相同。使用各自左眼和右眼查看透視影像A和B的一使用者係將僅感知一標準二維(2D)影像，而具深度感知之三維影像係不可行。
參考圖8B，該等質心182和184現在已經向外移動且在該些條件下，該調變器160之第一部分165和第二部分167係經交替控制以阻隔光線，使得透過該成像路徑152的部分300和302之傳輸係交替出現。合成影像A和B係具有稍微不同的透視點，且查看各別影像A和B之使用者係由於所呈現至各別眼睛之影像的不同透視程度而將能夠感知至少某些3D深度。
參考圖8C，該等質心182和184已再次更向外移動，使得透過該成像路徑152的部分300和302之傳輸交替發生。合成影像A和B具有的透視點遠不同於圖8B，且查看各別影像A和B之使用者將能感知一很大程度的3D深度。
參考圖8D，該等質心182和184係被空間分離到其中被該調變器160之第一部分165或和該調變器160之第二部分167所阻隔該成像路徑152之一區域304的一程度。透過該成像路徑152的部分300和302之傳輸係交替出現。合成影像A和B具有的透視點甚至更不同於圖8C，以提供一甚至更大程度的3D深度感知。
很清楚，在圖8A和圖8D之間透過該調變器160所傳送的光量係被連續降低。然而，所伴隨此光量降低係響應該COMP訊號而在曝光上的一對應增加，藉此產生對大致上均勻的影像強度位準之一感知。有利地，該光學成像設備150係在生成影像上促進從二維到三維影像表示方式對遠近的一平順改變。所捕捉影像A和B係可使用一特別調適的三維顯示器系統來觀看，其中該三維顯示器系統係使用特殊眼鏡或頭飾以將不同影像A和B呈現給該使用者的左眼和右眼。另或者，該影像係可使用能夠將不需使用特殊眼鏡或頭飾所能觀看之三維資訊的一自動立體顯示器來顯示。
一般來說，在具有一矩形橫截面的調變器160中，該等質心182和184之位置的一改變速率係將不以該第一部分165和該第二部分167之區域的一改變速率進行線性變動。據此，為圖8A至圖8D所示影像之間提供一平順變遷，該控制器係可組態為引起該第一質心182和該第二質心184針對彼此以一大致上恆定的速率移動，而在該等三維空間屬性的表示方式上提供一平順變遷。該等質心182和184的位置和該第一和第二部分165和167的區域之間的非線性關係係可作為例如一查找表被儲存在該控制器中。
LCD調變器
該LCD調變器160係更詳細被顯示在圖9中。參考圖9，該調變器160係包含經佈置在一第一玻璃板352和一第二玻璃板354之間的一液晶材料層350。該第一玻璃板352係包含經縱向配置的複數個透明電極356。該等電極356係定義圖3中所示複數個元件162各者的一程度。各個電極356係具有相關的一連接器358，其例如係可為一有線接合連接或可撓性電路連接。該連接器358係連接至一集管器360，其依次係促進到圖6中所示控制器220之輸出端228處的連接。該第二玻璃板354係包含對所有元件162充當一共同電極的一透明區域電極(未圖示)。該調變器160係亦包含具有一第一線性極化特性(此案例中為垂直極化)之一第一極化器362。該第一極化器362係疊覆該等第一電極356。該調變器160係進一步包含疊覆該第二電極且具有一第二線性極化特性(此案例中為水平極化)的一第二極化器364。圖9中之疊層係未依比例來顯示。
該調變器驅動器226係經由該集管器360和該等連接器358提供一驅動電壓至各個電極，而該共同電極係充當一接地連接。在一個實施例中，該驅動電壓係可為在一電壓V+和V-間變動之具有50%工作週期的一方波，其中的電壓係選擇於安全操作電壓的一範圍內以在對照射於該LCD調變器160上之光線進行傳輸和阻隔之間提供充足對比。
該第一極化器362係傳送具有一垂直極化的光線。在此實施例中，該液晶材料350係被選定使得在其鬆弛階段(未致動)中，穿過此晶體之光線的極化係未受到影響且該第二極化器364係因而阻隔該光線。當被所施加至任一電極356之驅動電壓予以致動時，電極下方之一部分該液晶材料係致使該光線經過90度的一極化改變而因此穿過該調變器160。藉由交替對第一和第二複數個電極356產生驅動訊號，該調變器160係分別於該第一部分165和該第二部分167處交替阻隔光線。藉由循序改變用以接收致動訊號的電極356數目，該成像路徑152之第一部分和第二部分的一程度係可被變動以致使由圖3中質心182和184所代表之第一透視點和第二透視點改變位置。有利地，提供一充足數目的電極356係促進透視程度上的一大致平順變動，藉此避免從二維到三維成像的一視覺擾亂變遷。
在一替代性實施例中，該等極化器362和364兩者係可經垂直極化使得LCD調變器在沒有施加致動電壓時係可透射。當被該驅動電壓致動時，該液晶材料係致使該光線經過90度的一極化改變而引起元件356阻隔光線的傳輸。
空間調變器之實施例
參考圖10，在一替代性實施例中，圖3所示調變器160係可使用一般顯示為380之空間調變器予以實施。該空間調變器380係包含經安裝在一臂部384上之不透明的一快門葉片382。該臂部384係被安裝在一樞軸386上以提供左右移動。該臂部384係亦包含沿著其中途所安裝的一磁鐵390。該磁鐵390係被佈置在第一電磁鐵392和第二電磁鐵394之間。該快門葉片382、該臂部384、該樞軸386、該第一電磁鐵392和該第二電磁鐵394係一起組成一機械致動器而操作上可產生一力度以用於在箭頭388的方向上將該快門葉片382在382所示的一第一位置和虛線383所略述的一第二位置之間左右移動。該第一位置382和該第二位置383係定義圖3所示單一成像路徑152之第一部分和第二部分的一變動程度。
該空間調變器係進一步包含位於該臂部384後方之一位置感測器396。該位置感測器396係包含一輸出端398，以用於產生代表該臂部384針對該位置感測器396之一位置的一位置訊號。在一個實施例中，該位置感測器396係可使用一線性發光二極體陣列來實施，其中來自諸如一發光二極體(未圖示)之一來源的背景雜散光或照射係將一陰影投影在此陣列上。經投射陰影之陣列元件的地點係可被讀取自此發光二極體陣列的輸出端398處，且各種內插方法係被用來決定該臂部384的一中央地點。
對於驅動該空間調變器380來說，圖6所示調變器驅動器226係可被圖10所示調變器驅動器400所取代。該調變器驅動器400係包含用於驅動該第一電磁鐵392之一線圈404的一第一對輸出端402、和用於驅動該第二電磁鐵394之一線圈408的一第二對輸出端406。該調變器驅動器400係亦包含用於接收來自該位置感測器396之位置訊號的一輸入端410。該調變器驅動器400係進一步包含用於接收代表該臂部384之所欲交替位置的一參考訊號。該參考訊號係定義該臂部384和該快門葉片382的一交替目標位置，且係可由該控制器220響應該CP訊號來產生。
該空間調變器380和該調變器驅動器400係一起實施一回授控制迴路，以用於產生該臂部384和該快門葉片382的交替移動來變動該成像路徑(如虛線152所略述)的一阻隔程度。操作上，於該調變器驅動器400之輸入端412處所接收的參考訊號係提供該臂部384的一目標位置，而於該輸入端410處所接收的位置訊號係代表該臂部384的實際位置、且係可被用來產生用於驅動該調變器驅動器400的一誤差訊號。該回授控制迴路係因此於該等輸出端402和406處產生驅動訊號，以引起該等電磁鐵392和394在該臂部384發揮一驅動力而朝一所欲位置移動。有利地，此驅動係可被實施為一推挽式驅動器，其中該等電磁鐵392和394中一者係在該磁鐵390上提供一引力、而該等電磁鐵392和394中另一者係提供一斥力。
圖11係顯示所提供至該等線圈404和408之一電流驅動的示範性波形引起該臂部384朝該第一電磁鐵392移動。流過該線圈404的電流波形係顯示於440，而流過該線圈408的電流波形係顯示於442。由所提供於該輸入端412之參考訊號REF的交替目標位置係分別為S1和S2。
在一第一時間週期444期間，從該目標位置和目前位置之間的差異所推導之誤差訊號係夠大，而致使位置電流440迅速增加以在該臂部384上產生一引力。該引力係勝過該臂部384的慣性且致使該臂部384加速遠離該第二電磁鐵394。由該位置感測器396於該輸出端398處對該臂部384所產生的瞬間位置s係描述於圖11的446處，其中該等電磁鐵392和394之間的一中間位置係被顯示在曲線圖的s=0處，而目標位置係s 2 。在該時間週期444期間，電流442起始係0，而一旦該臂部384開始加速，該電流442係迅速增加以在接近一所欲臂部位置s 2 時提供一減速力度。該臂部384係停止於該位置s 2 處，且藉由該等線圈404和408各者中的一保持電流被保持到此位置上，其中係由該回授控制迴路所持續調整以將該臂部384維持於該位置s 2 處有一第二時間週期448。該第二時間週期448係提供充足時間以完成該第一影像的捕捉。
於該輸入端412處之參考訊號接著係發生改變以將該目標位置s 1 定義成新目標位置。在一第三時間週期450期間，該電流442之極性係發生改變且迅速增加以產生一引力，致使該臂部384勝過其慣性且加速遠離該第一電磁鐵392。在該第三時間週期450期間，該電流442起始係被允許降至0，而一旦該臂部384開始加速，該電流442係迅速增加以在接近該目標位置s 1 時提供一減速力度。該臂部384係停止於該位置s 1 處，且藉由該等線圈404和408各者中的一保持電流被保持到此位置上，其中係由該回授控制迴路所持續調整以將該臂部384維持於該位置s 1 處有一第四時間週期452。該第四時間週期452係提供充足時間以完成該第二影像的捕捉。
參考圖12，該空間調變器380(圖11所示)之致動器部分的一替代性實施例一般被顯示為500。該致動器500係包含一馬達部分502和一選轉位置感測器部分504。一共用轉子傳動軸506係延伸穿過該馬達部分502和位置感測器部分504。該臂部384係被安裝至傳動軸以進行左右移動。一般來說，該馬達部分502係提供一驅動力以用於移動該臂部384，而該位置感測器部分504係提供一位置訊號。
在一個實施例中，該馬達部分502係使用一對磁鐵508和510來實施，且感測器部分504係使用一對磁鐵512和514來實施。傳動軸506係支持該對磁鐵508和510之間的一致動器線圈516。該致動器線圈516係被耦合至該調變器的輸出端402以用於接收一驅動電流，其係致使一扭力被產生在該線圈上且因而予以施加至該傳動軸506。該感測器部分504係亦包含位在該對磁鐵512和514之間的一拾取線圈(未圖示)。該拾取線圈係產生旋轉位移成比例之一電流訊號，其係可被作為該輸入端410處的位置訊號。一般來說，該致動器500係以類似一類比指針量錶之一方式來操作。
在其它實施例中，該馬達部分502係可經組態使得該傳動軸506被磁化、且該線圈被纏繞於磁極部件(亦即508和510)。同樣，該感測器部分504之拾取線圈係可備纏繞於磁極部件(亦即512和514)。
光閥之實施例
參考圖13，該光學影像設備(圖3所示)之一替代性實施例一般係被顯示為550。影像設備550係包含具有一第一透鏡554和一第二透鏡556的單一成像路徑552，其中經佈置以接收來自該第一透鏡554和該第二透鏡556之一視野內的一物件558之光線。該影像設備550係包含一光閥調變器，其係具有經佈置以在致動時將光束導向穿過一透鏡568的複數個個別致動的鏡元件562。在一未致動狀態時，該等鏡元件562係將該光速束導向離開該透鏡568。藉由提供驅動訊號至該調變器500以啟動第一群和第二群鏡元件162，該調變器500係可以先前配合圖3所示調變器160所述之交替形式予以致動。
其它實施例
在一替代性實施例中，圖9所示LCD調變器160中的第二極化器364係可被忽略以將該調變器組態為選擇性改變所傳送光線的極化狀態。參考圖9，該第一極化器362係僅傳送具有一垂直極化的光線。因此，未致動電極356下方之部分該液晶材料350係對作為垂直極化光進行傳送之光線的極化狀態不具影響。經致動電極356下方之部分該液晶材料350係致使該光線經過90度的一極化改變，因而致使所傳送光線具有一水平極化。
在圖3所示光學成像設備150中使用此一經交替組態調變器係造成具有垂直極化的一第一影像和具有水平極化的一第二影像。另或者，該LCD調變器160之液晶材料350係可經組態以產生具有右圓極化光線的一第一影像和具有左圓極化光線的一第二影像。
該影像感測器174係可經組態以藉由在個別影像陣列元件前方增加極化元件來同時接收各別第一影像和第二影像。例如：相鄰感測器像素係可經交替經過水平極化和垂直極化以提供僅對一個極化取向為敏感的極化選定像素。此感測器因而係將允許該第一影像和該第二影像兩者的同時接收。該第一影像和該第二影像係可在從該陣列讀取出期間或以一分離處理步驟而被分離。
儘管已經敘述和例示本發明具體實施例，然而此等實施例係應該被視為僅例示本發明而非視為將本發明限制為依據後附申請專利範圍所建構者。
100．．．設備
102．．．成像路徑
104．．．視野
106．．．物件
108．．．調變器
112．．．第一部分
114．．．第二部分
116．．．第一質心
118．．．第二質心
120．．．控制器
122．．．輸出端
124．．．補償器
126．．．影像平面
128．．．輸入端
150．．．成像設備
152．．．成像路徑
154．．．第一透鏡
156．．．第二透鏡
158．．．物件
160．．．調變器
162．．．元件
164．．．前方表面區域
165．．．第一部分
166．．．輸入端
167．．．第二部分
170．．．相機
172．．．第三透鏡
174．．．感測器
176．．．感光區域
178．．．輸入端
180．．．光軸
182,184．．．質心
190．．．射線束
192,194．．．射線
200．．．第一影像
202．．．第二影像
220．．．控制器
222,224．．．輸出端
226．．．調變器驅動器
228．．．輸出端
230．．．輸入端
300,302．．．部分
304．．．區域
350．．．液晶材料層
352．．．第一板
354．．．第一板
356．．．電極
358．．．連接器
360．．．集管器
362．．．第一極化器
364．．．第二極化器
380．．．調變器
382．．．葉片、第一部分
383．．．葉片、第二部分
384．．．臂部
386．．．樞軸
388．．．箭頭
390．．．磁鐵
392．．．第一磁鐵
394．．．第二磁鐵
396．．．感測器
398．．．輸出端
400．．．調變器驅動器
402．．．第一對輸出端
404,408．．．線圈
406．．．第二對輸出端
410,412．．．輸入端
440,442．．．電流波形
444．．．第一時間週期
446．．．位置曲線圖
448．．．第二時間週期
450．．．第三時間週期
452．．．第四時間週期
500．．．致動器部分
502．．．馬達部分
504．．．感測器
506．．．共用轉子傳動軸
508,510．．．磁鐵
512,514．．．磁鐵
516．．．線圈
550．．．影像設備
552．．．成像路徑
554．．．第一透鏡
556．．．第二透鏡
558．．．物件
560．．．調變器
562．．．鏡元件
564．．．光束
568．．．透鏡
570,572．．．光束
A．．．第一影像
B．．．第二影像
REF．．．參考訊號
S1,S2．．．目標位置
用以例示本發明實施例之圖式：
圖1係依據本發明一第一實施例用於產生三維影像資訊之一設備的一示意俯視圖；
圖2係圖1中所示設備之一成像路徑的一示意前視圖；
圖3係依據本發明另一實施例用於產生三維影像資訊之一光學成像設備的一立體圖；
圖4係沿著線4-4所取得圖3中所示光學成像設備的一剖面視圖；
圖5係由圖3中所示光學成像設備所產生之第一影像和第二影像的表示方式；
圖6係用於控制圖3中所示光學成像設備之操作的一控制器之一方塊圖；
圖7係描述藉由圖6中所示控制器所實施之一控制處理的一處理流程圖；
圖8A至8D係由圖3中所示光學成像設備所產生之第一影像和第二影像的一連串表示方式；
圖9係圖3中所示光學成像設備所使用之一液晶調變器的一立體圖；
圖10係依據本發明一替代性實施例之一空間調變器的一示意圖；
圖11係用於控制圖10中所示空間調變器之控制訊號的說明曲線圖；
圖12係使用於圖10中所示空間調變器之一致動器的一替代性實施例之一立體圖；以及
圖13係用於產生三維影像資訊之一光學成像設備的一替代性實施例之一立體圖。
150．．．成像設備
152．．．成像路徑
154．．．第一透鏡
156．．．第二透鏡
158．．．物件
160．．．調變器
162．．．元件
164．．．前方表面區域
165．．．第一部分
166．．．輸入端
167．．．第二部分
170．．．相機
172．．．第三透鏡
174．．．感測器
176．．．感光區域
178．．．輸入端
180．．．光軸
182,184．．．質心

Claims (19)

  1. 一種使用具有相關的一視野之單一成像路徑來產生三維影像資訊的方法，該方法係包括：透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分以在一影像感測器處選擇性接收第一影像和第二影像，該第一部分係具有該視野內的一第一透視點，而該第二部分係具有該視野內的一第二透視點，該第一影像和該第二影像一起係可操作以代表該視野內之物件的三維空間屬性；改變在該單一成像路徑之該第一部分的一質心和該單一成像路徑之該第二部分的一質心之間的一分隔，以在接收該第一影像和該第二影像的同時，致使該第一透視點和該第二透視點改變位置；以及補償在透過該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分進行傳輸上發生的改變，使得在改變該分隔的同時，與該第一影像和該第二影像各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中補償在該傳輸上發生的該改變係包括下述中至少一者：改變與該影像感測器相關聯之一曝光，以響應在該傳輸上發生的該改變；改變該影像感測器在經組態為接收光線之一時間，以響應在該傳輸上發生的該改變；改變與該影像感測器相關聯之一增益，以響應在該傳輸上發生的該改變；以及 改變透過該單一成像路徑之整體透射度，以響應在該傳輸上發生的該改變。
  3. 如申請專利範圍第1項之方法，其中選擇性接收該第一影像和該第二影像係包括交替下述動作：阻隔該單一成像路徑之第一部分同時接收該第二影像；及阻隔該單一成像路徑之第二部分同時接收該第一影像。
  4. 如申請專利範圍第3項之方法，其中：交替阻隔該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分係包括引起位於該單一成像路徑之一孔徑平面附近的一阻隔元件移動在該單一成像路徑中的第一位置和第二位置之間，以交替阻隔該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分；引起該阻隔元件的移動係包括：產生一力度，該力度操作上將該阻隔元件朝向該第一位置和該第二位置中一者交替移動；接收用以代表該阻隔元件之一位置的一位置訊號；及響應該位置訊號來控制該力度之一強度，以引起該阻隔元件停留在該第一位置和該第二位置中一者處。
  5. 如申請專利範圍第3項之方法，其中交替阻隔該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分係包括選擇性致動位於該單一成像路徑之一孔徑平面附近的一光學元件之第一 區域和第二區域，以選擇性阻隔該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，其中選擇性接收該第一影像和該第二影像係包括：將一第一極化狀態給予穿過該單一成像路徑之該第一部分以形成該第一影像的光線；將一第二極化狀態給予穿過該單一成像路徑之該第二部分以形成該第二影像的光線；在具有響應於該第一極化狀態之輻射的一第一複數個元件和響應於該第二極化狀態之輻射的一第二複數個元件之一感測器陣列處，同時接收該第一影像和該第二影像；以及依據該第一極化狀態和該第二極化狀態來分離該第一影像和該第二影像。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，其中改變該分隔係包括響應一控制訊號，來改變該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分的一程度。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其係進一步包括產生一控制訊號，其操作上以一大致上恆定的速率來改變該分隔，而在該三維空間屬性的表示方式上提供一平順改變。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，其中改變該分隔係包括改變該分隔以在該視野中之該等物件的一三維表示方式和一二維表示方式之間進行變遷。
  10. 一種用於產生三維影像資訊的設備，該設備係包含：單一成像路徑，其係具有相關的一視野； 一影像調變器，其操作上係經組態致使透過該單一成像路徑之各別第一部分和第二部分來選擇性接收第一影像和第二影像，該第一部分係具有該視野內的一第一透視點，而該第二部分係具有該視野內的一第二透視點，該第一影像和該第二影像操作上係一起代表該視野內之物件的三維空間屬性；一控制器，其係與該影像調變器相通訊，該控制器操作上係經組態為產生一訊號，該訊號操作上致使該影像調變器改變在該單一成像路徑之該第一部分的一質心和該單一成像路徑之該第二部分的一質心之間的一分隔，而在接收該第一影像和該第二影像的同時致使該第一透視點和該第二透視點改變位置；以及一補償器，其操作上係經組態為補償在透過該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分進行傳輸上發生的改變，使得在改變該分隔的同時，與該第一影像和該第二影像各者相關聯之一影像強度係被維持在大致上均勻的一影像強度位準處。
  11. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該單一成像路徑操作上係經組態以一影像感測器來產生該第一影像和該第二影像，且其中該補償器操作上係經組態為補償由下述至少一者造成在傳輸上發生的該改變：改變與該影像感測器相關聯之一曝光，以響應在傳輸上發生的該改變；改變與該影像感測器相關聯之一增益，以響應在傳輸上 發生的該改變；改變該影像感測器在經組態為接收光線之一時間，以響應在傳輸上發生的該改變；以及改變透過該單一成像路徑之一整體透射度，以響應在傳輸上發生的該改變。
  12. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該影像調變器操作上係經組態為致使位於該單一成像路徑之一孔徑平面附近的一阻隔元件移動在該單一成像路徑中的第一位置和第二位置之間，以交替下述動作：阻隔該單一成像路徑之該第一部分同時接收該第二影像，以及阻隔該單一成像路徑之該第二部分同時接收該第一影像，且其中該影像調變器係包含：一致動器，其係用於產生一力度，該力度操作上將該阻隔元件朝向該第一位置和該第二位置中一者交替移動；一位置感測器，其操作上係經組態為產生用以代表該阻隔元件之一位置的一位置訊號；以及其中該控制器操作上係經組態為響應該位置訊號來控制該力度之一強度，以引起該阻隔元件停留在該第一位置和該第二位置中一者處。
  13. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該影像調變器操作上係經組態以交替下述動作：阻隔該單一成像路徑之該第一部分同時接收該第二影像，以及阻隔該單一成像路徑之該第二部分同時接收該第一影像，且其中該影像調變器係包含一光學元件，該光學元件係具有第一區域和第二區 域，該第一區域和該第二區域操作上係經組態為選擇性被致動，以選擇性阻隔該單一成像路徑的該第一部分和該第二部分。
  14. 如申請專利範圍第13項之設備，其中：該影像調變器係包含一液晶元件和一光閥中一者；該第一區域係包含一第一複數個元件，且該第二區域係包含一第二複數個元件，該第一複數個元件和該第二複數個元件係被挑選以改變該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分；以及進一步包含一調變器驅動器，其操作上係經組態為產生多個致動訊號以致使該第一複數個元件和該第二複數個元件中的數個元件進行選擇性變動，以改變該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分。
  15. 如申請專利範圍第13項之設備，其中：該影像調變器係包括一光閥，該光閥係具有複數個可移動鏡元件；以及該光閥操作上係經組態為選擇性致動該複數個可移動鏡元件，以反射透過該單一成像路徑之各別該第一部分和該第二部分所接收的光線。
  16. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該影像調變器係包含：一極化器，其係具有第一極化區和第二極化區，該極化器操作上係經組態為產生具有一第一極化狀態之一第一影像和具有一第二極化狀態之該第二影像；以及 一感測器陣列，其係具有響應於該第一極化狀態的輻射之一第一複數個元件和響應於該第二極化狀態的輻射之一第二複數個元件，該感測器陣列操作上係分離該第一影像和該第二影像；其中該影像調變器操作上係經組態為：同時接收該第一影像和該第二影像；以及依據該第一影像和該第二影像本身之極化狀態來分離該第一影像和該第二影像。
  17. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該影像調變器操作上係經組態為響應於一控制訊號，來變動該單一成像路徑之該第一部分和該第二部分的程度。
  18. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該控制器操作上係經組態為產生一控制訊號，該控制訊號操作上以一大致上恆定的速率來改變該分隔，而在該三維空間屬性的該表示方式上提供一平順改變。
  19. 如申請專利範圍第10項之設備，其中該控制器操作上係經組態為改變該分隔，以在該視野中之該等物件的一三維表示方式和一二維表示方式之間進行變遷。
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