TWM596349U - 楔形光學構造 - Google Patents
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Abstract
一種楔形光學構造,包括:一個第一稜鏡將單一成像分為兩個;一個第二稜鏡相對第一稜鏡移動,改變兩個成像的視差;以及,一個調整器操作第二稜鏡相對第一稜鏡往復運動。其中,該第一稜鏡與第二稜鏡是不同材料製成的楔形稜鏡,對成像具備消色差作用。
Description
本創作涉及光學路徑的技術,尤指一種楔形光學構造,應用在光路將單一成像分為二個,以兩眼視差造成3D立體視覺,兼具消色差優點,提升成像品質。
傳統的光學透鏡聚焦為單一成像,在兩眼的視差下,呈現類似2D的平面效果,毫無立體的視覺感受。特別是折射時,該光學透鏡容易產生色散現象,以致全彩的成像周圍出現一圈彩暈,降低成像的品質。
為了提高3D的分辨率,某些光學儀器採用CCD攝像機,藉由10倍或以上的放大率,通過合成技術產生高清的立體影像。
其次,多個不同材質的透鏡粘成一個消色差鏡組,以補償不同波長所需相位差的技術,取得消色差效應(Chromatic Effect),有效解決色散現象。黏著劑相當於兩片透鏡之間添加單片透鏡,影響消色差的品質。在黏著劑變質時,該消色差鏡組只能汰舊換新,非常浪費資源。
另外,傳統式光學元件諸如彩色濾光片、聚光單元和分光器等各自擁有特定的功能,必須組合在一起才能消色差。組合後,這些傳統式光學元件的體積龐大,相對擴張光學儀器整體的體積。
鑑於此,本創作提供一種楔形光學構造,主要目的之一在於:成像光路中增加楔形稜鏡組,使得原先的單一成像分為二個,形成左、右兩眼的3D立體視覺。
本創作的楔形光學構造,主要目的之一在於:該楔形稜鏡組沿著光軸來回移動,可以改變3D立體視覺的雙眼視角,增加立體度。
本創作的楔形光學構造,主要目的之一在於:該楔形稜鏡組包含兩個或以上不同材料的稜鏡,消除色差現象,提升成像品質。
緣於上述目的之達成,本創作的楔形光學構造包括:一個第一稜鏡將單一成像分為兩個;一個第二稜鏡相對第一稜鏡移動,改變兩個成像的視差;以及,一個調整器操作第二稜鏡相對第一稜鏡往復運動。其中,該第一稜鏡與第二稜鏡是不同材料製成的楔形稜鏡,對成像具備消色差作用。
如此,本創作的楔形光學構造具備幾項優點:第一、在光路中,該第一稜鏡使單一成像分為二個,令左、右二眼產生3D立體視覺。
第二、該第二稜鏡沿著一條通過第一稜鏡的光軸移動,可以改變3D立體視覺的雙眼視角,增加立體度。
第三、該第一、第二稜鏡是不同材料的楔形稜鏡,消除色差現象,兼具成像品質的提升。
為使本創作之目的、特徵和優點,更加淺顯易懂,茲舉一個或以上較佳的實施例,配合所附圖式詳細說明如下。
第1圖為示意圖,顯示一個光學儀器10較佳的實施例。所述的光學儀器10有一個透鏡14,該透鏡14面對一個物12,又稱為接物鏡,或是物鏡。當物12被外界的光照射,通常會以入射線20在透鏡14形成單一成像。
圖中,所述的光學儀器10還有一個楔形稜鏡組30,該楔形稜鏡組30將透鏡14的單一成像分為兩個,這些成像沿著一道第一光路22和一道第二光路24入射至一個顯示裝置16。因此,該楔形稜鏡組30在透鏡14與顯示裝置16之間。
具體而言,所述的楔形稜鏡組30由一個第一稜鏡32、一個第二稜鏡34與一個調整器36組成。該第一稜鏡32接收透鏡14的單一成像,分成兩個成像並沿著第一光路22與第二光路24入射至第二稜鏡34。所述的調整器36操作第二稜鏡34順著箭頭38方向相對第一稜鏡32往復運動,該第二稜鏡34改變兩個成像的視差,相對增加3D立體視覺的雙眼視角。其中,該第一稜鏡32與第二稜鏡34是不同材料製成的楔形稜鏡,對成像具備消色差作用。
在本實施例,所述的顯示裝置16有一組透鏡161、162,該組透鏡161、162固定在光學儀器10,以致左、右雙眼接收第一光路22與第二光路24的兩個成像。因此,該組透鏡161、162又稱為接目鏡組,或是目鏡組。
圖中,所述的顯示裝置16還有兩個鏡頭組163、164,分別接收第一光路22與第二光路24的兩個成像。每個鏡頭組163、164配置感光耦合元件(Charge Coupled Device,縮寫為CCD)或是互補式金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide Semiconductor,縮寫為CMOS),將成像轉換成一個電信號。經過接收與編譯,該電信號還原為影像,顯示在一個螢幕(圖未示)上。
某些實施例的光學儀器10中,沒有鏡頭組,只有該組透鏡161、162充當顯示裝置16來使用,屬於本創作的容許範圍。
某些實施例的光學儀器10中,沒有該組透鏡,卻用兩個鏡頭組163、164充當顯示裝置16來使用,亦屬本創作的容許範圍。
如此,所述的光學儀器10結構簡易,整個體積較小,非常適合內視鏡與顯微鏡之一使用。換句話說,該光學儀器10可以是內視鏡或顯微鏡。
接著看到第2圖,闡明成像在光路的應用。圖中,一條光軸21通過並排的第一稜鏡32與第二稜鏡34。所述的第一稜鏡32單側形成兩個斜面323,兩個斜面323聚集處是第一稜鏡32的一個薄部322,該薄部322被光軸21通過。該第一稜鏡32另側形成一個平面324,界定平面324與斜面323遠離薄部322一端之間為一個厚部321。
所述的第二稜鏡34面對第一稜鏡32處也是一個平面344,該平面344大致平行於第一稜鏡32的平面324。該第二稜鏡34還有兩個斜面343,兩個斜面343聚集處視為第二稜鏡34的一個中心點342,該中心點342在平面324的背後且被光軸21通過。因此,該第二稜鏡34的側邊341比中心點342還要薄,其與中央薄、兩側厚的第一稜鏡32,均屬於楔形稜鏡的範疇。
經由斜面323的一個入射點201,該入射線20進入第一稜鏡32裡面。該入射線20是可見光,在色散作用下,該可見光形成不同波長的折射線202。這些折射線202通過平行的兩個平面324、344,在不同折射率的第二稜鏡34校正下,多道折射線204穿過斜面343的一個聚集點205並匯聚成為第一光路22。
同樣的,該第一、第二稜鏡32、34其他的斜面323、343也能將入射線20匯聚成為第二光路。故該楔形稜鏡組足以將單一成像分為兩個。
另外,空氣也是光的介質,相當於第三稜鏡添加在第一稜鏡32和第二稜鏡34之間。從第一稜鏡32到第二稜鏡34的過程中,多道有色光203在空氣也會產生不同的折射率。順著光軸21方向,該第二稜鏡34從實線位置移到虛線位置的距離31,等於第二稜鏡34相對第一稜鏡32往復運動的行程,改變兩個成像的視差,相對增加3D立體視覺的雙眼視角。
10:光學儀器
12:物
14、161、162:透鏡
16:顯示裝置
163、164:鏡頭組
20:入射線
201:入射點
202、204:折射線
203:有色光
205:聚集點
21:光軸
22:第一光路
24:第二光路
30:楔形稜鏡組
31:距離
32:第一稜鏡
321:厚部
322:薄部
323、343:斜面
324、344:平面
34:第二稜鏡
341:側邊
342:中心點
36:調整器
38:箭頭
第1圖是具備楔形光學構造的光學儀器較佳實施例的示意圖。
第2圖是楔形光學構造的應用光路示意圖。
20:入射線
201:入射點
202、204:折射線
203:有色光
205:聚集點
21:光軸
22:第一光路
31:距離
32:第一稜鏡
321:厚部
322:薄部
323、343:斜面
324、344:平面
34:第二稜鏡
341:側邊
342:中心點
Claims (6)
- 一種楔形光學構造,包括: 一個第一稜鏡(32)將單一成像分為兩個; 一個第二稜鏡(34)相對第一稜鏡(32)移動,改變兩個成像的視差;以及 一條光軸(21)通過並排的第一稜鏡(32)與第二稜鏡(34)。
- 如申請專利範圍第1項所述的楔形光學構造,其中,該第一稜鏡(32)與第二稜鏡(34)是不同材料製成,對成像具備消色差作用。
- 如申請專利範圍第1項所述的楔形光學構造,其中,該第一稜鏡(32)單側形成兩個斜面(323),兩個斜面(323)聚集處是第一稜鏡(32)的一個薄部(322),該薄部(322)被光軸(21)通過。
- 如申請專利範圍第3項所述的楔形光學構造,其中,該第一稜鏡(32)另側有一個平面(324),該平面(324)與斜面(323)遠離薄部(322)一端之間界定為第一稜鏡(32)的一個厚部(321)。
- 如申請專利範圍第1項所述的楔形光學構造,其中,該第二稜鏡(34)面對第一稜鏡(32)處是一個平面(344),該平面(324)背後形成兩個斜面(343),兩個斜面(343)聚集處視為第二稜鏡(34)的一個中心點(342),該中心點(342)被光軸(21)通過,而且第二稜鏡(34)的側邊(341)比中心點(342)還要薄。
- 如申請專利範圍第1項所述的楔形光學構造,還有一個調整器(36),該調整器(36)操作第二稜鏡(34)相對第一稜鏡(32)往復運動。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
TW109202013U TWM596349U (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 楔形光學構造 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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TW109202013U TWM596349U (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 楔形光學構造 |
Publications (1)
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TWM596349U true TWM596349U (zh) | 2020-06-01 |
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ID=72177117
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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TW109202013U TWM596349U (zh) | 2020-02-24 | 2020-02-24 | 楔形光學構造 |
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Country | Link |
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TW (1) | TWM596349U (zh) |
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2020
- 2020-02-24 TW TW109202013U patent/TWM596349U/zh unknown
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