专利名称：双光路光学成像系统的制作方法
技术领域：
本发明是关于一种双光路光学成像系统；特别是关于一种可交错记录来自不同子光学系统的影像的光学成像系统。
背景技术：
人类之所以可以看到立体影像，是由于眼睛在观察一立体物体时，两眼分开于两个不同位置上，因此两眼所观察的该立体物体的影像是不同的，而人类的大脑综合两眼所观察的影像时，由于两眼所观察的影像存在着一像差，因此人类可以感受到立体影像。最近几年来，随着3D立体电影的兴起，3D成像系统的需求日渐提高。3D成像系统是通过两个镜头分别录制左眼与右眼影像，再以序列或交错的方式记录至记录媒体上。已知3D成像系统是根据同步信号分别自各自独立的两个镜头中取出影像后传送至影像混合器中，然后再经过3D影像系统进行处理。据此，已知在同一记录媒体上序列或交错记录不同镜头的影像的光学成像系统的构成复杂、成本较高，且各镜头间的影像差异不易消除，如美国专利第2001/0030682号所提供的技术方案。有鉴于此，急需一种成本低廉，且能有效地于同一感测器上依序或交错记录来自不同镜头的影像的光学成像系统。
发明内容
本发明的一目的是提供一种成本低廉，且能有效地于同一感测器上依序或交错记录来自不同镜头的影像的光学成像系统。为达到上述目的，本发明提供一种双光路光学成像系统，其包括一第一光学子系统；一第二光学子系统，该第二光学子系统的后焦距(back focus length)与该第一光学子系统的后焦距相等；一光路选择元件，选择性具有一光反射状态及一光通过状态广第一反射镜组，设置于该第一光学子系统的像侧，用以弯折该第一光学子系统的光线至该光路选择元件；及一第二反射镜组，设置于该第二光学子系统的像侧，用以弯折该第二光学子系统的光线至该光路选择元件；其中当该光路选择元件为该光反射状态时，该第一光学子系统的光线成像于一感测器上而该第二光学子系统的光线成像于非该感测器的其他处；当该光路选择元件为该光通过状态时，该第二光学子系统的光线成像于该感测器上而该第一光学子系统的光线成像于非该感测器的其他处。本发明另提供一种双光路光学成像系统，其包括一第一光学子系统；一第二光学子系统，该第二光学子系统的后焦距与该第一光学子系统的后焦距相等；一反射镜组， 设置于该第一光学子系统及该第二光学子系统的像侧，用以弯折该第一光学子系统的光线及该第二光学子系统的光线，使得该第一光学子系统的光路与该第二光学子系统的光路相交；及一光路选择元件，用以反射该第一光学子系统的光线或该第二光学子系统的光线； 其中当该光路选择元件位于该第一光学子系统的光路与该第二光学子系统的光路的相交处时，该第一光学子系统的光线成像于一感测器上而该第二光学子系统的光线成像于非该感测器的其他处；当该光路选择元件不位在该第一光学子系统的光路与该第二光学子系统的光路的相交处及不位在该第一光学子系统的光路以及不位在该第二光学子系统的光路时，该第二光学子系统的光线成像于该感测器上而该第一光学子系统的光线成像于非该感测器的其他处。本发明通过上述的反射镜组以及光路选择元件的配置方式，即可于同一感测器上依序或交错记录来自不同镜头的影像。
图IA是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录第一光学子系统的影像的示意图。图IB是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录第二光学子系统的影像的示意图。图2是本发明第一实施例于操作时，该双光路光学成像系统的各元件的状态时序图。图3是本发明双光路光学成像系统第一实施例中，光路选择元件的一变化例。图4A是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例的变化例，记录第一光学子系统的影像的示意图。图4B是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例的变化例，记录第二光学子系统的影像的示意图。图5A是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例，记录第一光学子系统的影像的示意图。图5B是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例，记录第二光学子系统的影像的示意图。附图标号100双光路光学成像系统101第一光学子系统102第二光学子系统103光路选择元件104第一反射镜组105第二反射镜组106感测器303 圆盘3031光反射区域3032光通过区域500双光路光学成像系统501第一光学子系统502第二光学子系统503可移动式光路选择元件503光路选择元件
504第一反射镜组505第二反射镜组506感测器
具体实施例方式本发明的双光路光学成像系统将通过以下具体实施例配合所附附图予以详细说明。参考图IA及图1B，图IA是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录第一光学子系统的影像的示意图；图IB是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录第二光学子系统的影像的示意图。在此具体实施例中，本发明的一双光路光学成像系统 100包括一第一光学子系统101、一第二光学子系统102、一光路选择元件103、一第一反射镜组104、一第二反射镜组105及一感测器106。本发明是通过该第一反射镜组104、该第二反射镜组105以及该光路选择元件103的配置方式，即可于该感测器106上依序或交错记录来自该第一光学子系统101以及该第二光学子系统102的影像。该第一光学子系统101及该第二光学子系统102可为已知的摄像镜头，是用以接收来自被摄物(未图示)的光线。该第一反射镜组104包括一个反射镜设置于该第一光学子系统的像侧，用以弯折该第一光学子系统101的光线至该光路选择元件103，而该第二反射镜组105包括二个反射镜设置于该第二光学子系统102的像侧，用以弯折该第二光学子系统102的光线至该光路选择元件103。该光路选择元件103包括一液晶元件，是由液晶分子以及两片电极所构成，通过决定该光路选择元件103内含的液晶分子类型以及施予在该液晶分子的电压，该光路选择元件103可使得光线通过或光线反射。在此具体实施例中，操作上，当选择该光路选择元件103呈光反射状态时，该第一光学子系统101的光线将经由该光路选择元件103反射而成像于该感测器106而该第二光学子系统102的光线将被该光路选择元件103反射成像于非该感测器106的其他处107 ；当选择该光路选择元件103呈光通过状态时，该第二光学子系统102的光线将通过该光路选择元件103进而成像于该感测器上106而该第一光学子系统101的光线将通过该光路选择元件103而成像于非该感测器 106的其他处107。参考图1A，图IA是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录该第一光学子系统101的影像的示意图。于图IA中，该第一光学子系统101的光路是以实线表示， 该第二光学子系统102的光路是以虚线表示，且该光路选择元件103呈光反射状态。该第一光学子系统101接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第一反射镜组104将该第一光学子系统101的光线反射至该光路选择元件103。由于该光路选择元件103呈光反射状态，该第一光学子系统101的光线被该光路选择元件103反射进而成像于该感测器106上。 另一方面，该第二光学子系统102接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第二反射镜组 105将该第二光学子系统102的光线反射至该光路选择元件103。由于该光路选择元件103 呈光反射状态，该第二光学子系统102的光线被该光路选择元件103反射进而成像于非该感测器106上的其它处107。参考图1B，图IB是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例，记录该第二光学子系统102的影像的示意图。于图IB中，该第一光学子系统101的光路是以虚线表示，该第二光学子系统102的光路是以实线表示，且该光路选择元件103呈光通过状态。该第二光学子系统102接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第二反射镜组105将该第二光学子系统102的光线反射至该光路选择元件103。由于该光路选择元件103呈光通过状态，该第二光学子系统102的光线将通过该光路选择元件103进而成像于该感测器106上。 另一方面，该第一光学子系统101接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第一反射镜组 104将该第一光学子系统101的光线反射至该光路选择元件103。由于该光路选择元件103 呈光通过状态，该第一光学子系统101的光线将通过该光路选择元件103进而成像于非该感测器106上的其它处107。由上述的说明可知，为使该第一光学子系统101的光线以及该第二光学子系统 102的光线成像于该感测器106上时皆能清楚成像，本发明的双光路光学成像系统设计时， 该第一光学子系统101与该第二光学子系统102的后焦距须相等。进一步参考图2，图2是本发明第一实施例于操作时，该双光路光学成像系统100 的各元件的状态时序图。已如前述，控制施予至该光路选择元件103的电压，该光路选择元件103可使得光线通过或光线反射。在此具体实施例中，当施予至该光路选择元件103的电压为高电压时，该光路选择元件103可使得光线通过，而当施予至该光路选择元件103的电压为低电压时，该光路选择元件103可使得光线反射。本发明双光路光学成像系统进一步包括一控制单元(未图示)，该控制单元控制施予至该光路选择元件103的电压为高电压或低电压。进一步配合参考图IA及图1B，在此具体实施例中，当施予至该光路选择元件 103的电压为低电压时，该光路选择元件103可使得光线反射，该感测器106所接收的影像为该第一光学子系统101的影像，而当施予至该光路选择元件103的电压为高电压时，该光路选择元件103可使得光线通过，该感测器106所接收的影像为该第二光学子系统102的影像。本发明双光路成像光学系统通过使该光路选择元件103的光学状态的改变周期与该感测器106曝光的周期同步，使得该感测器106依序交错记录来自该第一光学子系统101 以及该第二光学子系统102的影像。须注意到的是，本发明亦可通过选择液晶的种类，使得当施予至该光路选择元件103的电压为低电压时，该光路选择元件103可使得光线通过，而当施予至该光路选择元件103的电压为高电压时，该光路选择元件103可使得光线反射。由上述的说明可知，该光路选择元件103可为任何具有光通过状态以及光反射状态的元件。参考图3，图3是本发明双光路光学成像系统第一实施例中，光路选择元件的一变化例。该光路选择元件103包括一圆盘303，该圆盘303具有五个光反射区域3031以及五个光通过区域3032，其中每一个光反射区域3031与每一个光通过区域3032交错排列，通过旋转该圆盘303，该圆盘303可使得光线通过或光线反射。所述这些光反射区域3031可为反射镜或是任何可反射光线的材质所构成，而所述这些光通过区域3032可为挖空区域或是可由任何可使光线通过的材质所构成。进一步参考图4A，图4A是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例的变化例，记录该第一光学子系统101的影像的示意图。于图4A中，该第一光学子系统101的光路是以实线表示，该第二光学子系统102的光路是以虚线表示，且该圆盘303的所述这些光反射区域3031的其中一者转至该第一光学子系统101的光路与该第二光学子系统102的相交处，亦即该圆盘303为光反射状态。该第一光学子系统101接收来自被摄物(未图示) 的光线之后，该第一反射镜组104将该第一光学子系统101的光线反射至该圆盘303。由于该圆盘303为光反射状态，该第一光学子系统101的光线被该圆盘303反射进而成像于该感测器106上。另一方面，该第二光学子系统102接收来自被摄物(未图示)的光线之后， 该第二反射镜组105将该第二光学子系统102的光线反射至该圆盘303。由于该圆盘303 为光反射状态，该第二光学子系统102的光线被该圆盘303反射进而成像于非该感测器106 上的其它处107。参考图4B，图4B是根据本发明双光路光学成像系统的第一实施例的变化例，记录该第二光学子系统102的影像的示意图。于图4B中，该第一光学子系统101的光路是以虚线表示，该第二光学子系统102的光路是以实线表示，且该圆盘303的所述这些光通过区域 3032的其中一者转至第一光学子系统101的光路与第二光学子系统102的相交处，亦即该圆盘303为光通过状态。该第二光学子系统102接收来自被摄物(未图示)的光线之后， 该第二反射镜组105将该第二光学子系统102的光线反射至该圆盘303。由于该圆盘303 为光通过状态，该第二光学子系统102的光线将通过该圆盘303进而成像于该感测器106 上。另一方面，该第一光学子系统101接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第一反射镜组104将该第一光学子系统101的光线反射至该圆盘303。由于该圆盘303为光通过状态，该第一光学子系统101的光线将通过该圆盘303进而成像于非该感测器106上的其它处107。本发明双光路成像光学系统可通过控制该圆盘303的角速度，使得该圆盘303的状态的改变周期与该感测器106曝光的周期同步，因此，该感测器106可依序交错记录来自该第一光学子系统101以及该第二光学子系统102的影像。参考图5A及图5B，图5A是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例，记录第一光学子系统的影像的示意图；图5B是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例， 记录第二光学子系统的影像的示意图。在此具体实施例中，本发明的一双光路光学成像系统500包括一第一光学子系统501、一第二光学子系统502、一可移动式光路选择元件503、 一第一反射镜组504、一第二反射镜组505及一感测器506。本发明是通过该第一反射镜组 504、该第二反射镜组505以及该可移动式光路选择元件503的配置方式，即可于该感测器 506上依序交错记录来自该第一光学子系统501以及该第二光学子系统502的影像。该第一光学子系统501及该第二光学子系统502可为已知的摄像镜头，是用以接收来自被摄物(未图示)的光线。该第一反射镜组504包括一个反射镜设置于该第一光学子系统的像侧，用以弯折该第一光学子系统501的光线，而该第二反射镜组505包括二个反射镜设置于该第二光学子系统502的像侧，用以弯折该第二光学子系统502的光线，其中该第一反射镜组504及该第二反射镜组505是使得该第一光学子系统501的光路与该第二光学子系统502的光路相交。该可移动式光路选择元件503包括一反射镜是用以反射该第一光学子系统501的光线或该第二光学子系统502的光线。在此具体实施例中，操作上，当选择该可移动式光路选择元件503位于该第一光学子系统的光路501与该第二光学子系统 502的光路的相交处时，该第一光学子系统501的光线将被该可移动式光路选择元件503反射进而成像于该感测器506上而该第二光学子系统502的光线将被该可移动式光路选择元件503反射进而成像于非该感测器506的其他处507 ；当选择该可移动式光路选择元件503 不位在该第一光学子系统的光路501与该第二光学子系统502的光路的相交处及不位在该一光学子系统501的光路以及不位在该第二光学子系统502的光路时，该第二光学子系统 502的光线将直接成像于该感测器上506而该第一光学子系统501的光线将直接成像于非该感测器506的其他处507。参考图5A，图5A是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例，记录该第一光学子系统501的影像的示意图。于图5A中，该第一光学子系统501的光路是以实线表示， 该第二光学子系统502的光路是以虚线表示，且该可移动式光路选择元件503位于该第一光学子系统的光路501与该第二光学子系统502的光路的相交处。该第一光学子系统501 接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第一反射镜组504将该第一光学子系统501的光线反射至该可移动式光路选择元件503，因此，该第一光学子系统501的光线被该可移动式光路选择元件503反射进而成像于该感测器506上。另一方面，该第二光学子系统502 接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第二反射镜组505将该第二光学子系统502的光线反射至该可移动式光路选择元件503，因此，该第二光学子系统502的光线被该可移动式光路选择元件503反射进而成像于非该感测器506上的其它处507。参考图5B，图5B是根据本发明双光路光学成像系统的第二实施例，记录该第二光学子系统502的影像的示意图。于图5B中，该第一光学子系统501的光路是以虚线表示， 该第二光学子系统502的光路是以实线表示，且该可移动式光路选择元件503不位在该第一光学子系统的光路501与该第二光学子系统502的光路的相交处及不位在该一光学子系统501的光路以及不位在该第二光学子系统502的光路。该第一光学子系统501接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第一反射镜组504将该第一光学子系统501的光线直接反射至非该感测器506上的其它处507。另一方面，该第二光学子系统502接收来自被摄物(未图示)的光线之后，该第二反射镜组505将该第二光学子系统502的光线直接反射至该感测器506上。由上述的说明可知，为使该第一光学子系统501的光线以及该第二光学子系统 502的光线成像于该感测器106上时皆能清楚成像，本发明的双光路光学成像系统设计时， 该第一光学子系统501与该第二光学子系统502的后焦距须相等。本发明双光路成像光学系统可通过控制该可移动式光路选择元件503的移动速度，使得该可移动式光路选择元件 503的位置的改变周期与该感测器506曝光的周期同步，因此，该感测器506可依序交错记录来自该第一光学子系统501以及该第二光学子系统502的影像。以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非用以限定本发明权利要求；凡其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包括在权利要求范围内。
权利要求
1.一种双光路光学成像系统，其特征在于，所述双光路光学成像系统包括一第一光学子系统；一第二光学子系统，所述第二光学子系统的后焦距与所述第一光学子系统的后焦距相等；一光路选择元件，选择性具有一光反射状态及一光通过状态； 一第一反射镜组，设置于所述第一光学子系统的像侧，用以弯折所述第一光学子系统的光线至所述光路选择元件；及一第二反射镜组，设置于所述第二光学子系统的像侧，用以弯折所述第二光学子系统的光线至所述光路选择元件；其中当所述光路选择元件为所述光反射状态时，所述第一光学子系统的光线成像于一感测器上而所述第二光学子系统的光线成像于非所述感测器的其他处；当所述光路选择元件为所述光通过状态时，所述第二光学子系统的光线成像于所述感测器上而所述第一光学子系统的光线成像于非所述感测器的其他处。
2.如权利要求1所述的双光路光学成像系统，其特征在于，所述光路选择元件的状态的改变周期与所述感测器曝光的周期同步。
3.如权利要求1所述的双光路光学成像系统，其特征在于，所述光路选择元件包括一液晶元件。
4.如权利要求1所述的双光路光学成像系统，其特征在于，所述光路选择元件包括一圆盘，所述圆盘具有至少一个光通过区域及至少一个光反射区域，所述至少一个光通过区域的每一者与所述至少一个光反射区域的每一者交错排列。
5.一种双光路光学成像系统，其特征在于，所述双光路光学成像系统包括一第一光学子系统；一第二光学子系统，所述第二光学子系统的后焦距与所述第一光学子系统的后焦距相等；一反射镜组，设置于所述第一光学子系统及所述第二光学子系统的像侧，用以弯折所述第一光学子系统的光线及所述第二光学子系统的光线，使得所述第一光学子系统的光路与所述第二光学子系统的光路相交；及一可移动式光路选择元件，用以反射所述第一光学子系统的光线或所述第二光学子系统的光线；其中当所述可移动式光路选择元件位于所述第一光学子系统的光路与所述第二光学子系统的光路的相交处时，所述第一光学子系统的光线成像于一感测器上而所述第二光学子系统的光线成像于非所述感测器的其他处；当所述光路选择元件不位在所述第一光学子系统的光路与所述第二光学子系统的光路的相交处及不位在所述第一光学子系统的光路以及不位在所述第二光学子系统的光路时，所述第二光学子系统的光线成像于所述感测器上而所述第一光学子系统的光线成像于非所述感测器的其他处。
6.如权利要求1所述的双光路光学成像系统，其特征在于，所述光路选择元件的位置的改变周期与所述感测器曝光的周期同步。
7.如权利要求1所述的双光路光学成像系统，其特征在于，所述光路选择元件包括一反射镜。
全文摘要
本发明提供一种双光路光学成像系统，其包括一第一光学子系统；一第二光学子系统，是与该第一光学子系统有相等的后焦距；一光路选择元件，具有一光反射状态及一光通过状态；一第一反射镜组，设置于该第一光学子系统的像侧，用以弯折该第一光学子系统的光线至该光路选择元件；及一第二反射镜组，设置于该第二光学子系统的像侧，用以弯折该第二光学子系统的光线至该光路选择元件。本发明通过选择性控制该光路选择元件呈光反射或光通过状态，以撷取来自该第一光学子系统或该第二光学子系统的影像。
文档编号G02B27/00GK102455508SQ201010519938
公开日2012年5月16日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者叶彦廷, 李敏哲, 陈星嘉 申请人:大立光电股份有限公司