多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置的製作方法

2023-10-11 16:16:59 2

專利名稱：多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種光偏移補償裝置，尤其涉及一種多彩全像的影像合成設備 及光偏移補償裝置，其通過參考光波與物光光波產生幹涉條紋，來記錄影像於底片，令 底片可重建立體影像的拍攝裝置，參考光波通過補償單元調整照射角度，以預先修正三 原色影像繞射偏差角度。
背景技術：
以往科幻電影中才能看到的立體影像技術，隨著光電技術日新月異，現在已經 可以實現了。要呈現立體影像，需要將一物體兩張二維影像分別投射至雙眼中；且該兩 張二維影像的取景角度，為物體偏左側與偏右側角度。當雙眼分別看到取景角度偏左與 偏右的兩張二維影像，並將影像傳達至腦部整合，即可產生立體視覺。前述立體視覺呈 現該物體其中一側面的固定影像，而真正能從各角度看到物體各面的全像影像，需要藉 全像展示片方可達成。全像展示片，取一物體，於同一水平高度及距離之下，環繞三百六十度攝得不 限數量的各面二維影像，再將這些二維影像依序記錄於一環形底片上。重建立體影像 時，於全像展示片下方或後方設置一重建光源，重建光線穿射過全像展示片進而將影像 投射出。當觀察者位於適當位置，雙眼會接收攝影角度相異的兩幀平面影像，而對該物 體產生立體視覺。現有建立全像展示片的裝置，將一光源分成參考光與物光，其中物光經濾波為 物光光波後，投射物體二維影像至展示片；參考光經過濾波為參考光波後，以不同於物 光光波的入射角度照射至展示片。通過參考光波與物光光波兩者產生幹涉條紋，將二維 影像記錄於底片。其中光源是一雷射光發生機，可發射出紅色、綠色或藍色等各種顏色 光束。由於不同色的光具有不同的波長與繞射角度，紅色、綠色與藍色影像在以白色 光源重建影像時，其影像光線繞射角度各不相同，影像投射角度不同而無法重疊，無法 建立多彩立體影像。現有展示片無法重建多彩立體影像的示意圖，可參閱第一圖所示。在重建三維立 體影像時，以單一光源91作為背光，將展示片92投影出立體影像。若取紅色影像光線93 為標準，綠色影像光線94投射角度會偏高，藍色影像光線95則偏差更多。因此，現有全 像展示片所重建的立體影像，是三色分離的單色影像，無法忠實呈現物體原本色彩。創作人有鑑於現有全像展示片僅能單色顯示的缺失，為追求更具真實感的立體 影像表現，遂特以研創成本案，期能藉本案的提出，以改進現有缺點，期使重建立體影 像能臻致完善與理想。
發明內容本實用新型多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其主要目的在於製作多彩全像展示片時，因應各色調影像而變動參考光的照射角度，預先改變底片上各色 影像的繞射角度。在以單一光源重建立體影像時，不同色影像可有相同的繞射角度，達 到各色影像疊合建立完整多彩立體影像的目的。為達上述目的，本實用新型提供了一種多彩全像的影像合成設備及光偏移補償 裝置，包含有一發光單元、一分光單元、一補償單元、一投影單元、一擷影單元以及一 底片，其中所述發光單元，是一種光源發射器，能發射出光束；所述分光單元，光束射入所述分光單元分裂為一道參考光束與一道物光光束， 再以不同角度射出，且參考光束射入所述補償單元，物光光束射入所述投影單元；所述補償單元，包含有一濾波元件及一微調元件，參考光束經所述濾波元件轉 換成參考光波照射至所述底片，所述微調元件能調整所述濾波元件的位置或角度，改變 參考光波照射於所述底片的入射角度；所述投影單元，包含有一濾波元件、一引導透鏡、一顯影板和一成像透鏡，該 顯影板更與所述擷影單元連接而能顯示二維影像；物光光束經所述濾波元件轉換成物光 光波，再穿射過所述引導透鏡、所述顯影板與所述成像透鏡，將所述顯影板上的二維影 像投射至所述底片；一擷影單元，包含一旋轉座、一攝影元件與一電腦，所述旋轉座內設有一步進 馬達，該步進馬達能旋轉，所述攝影元件擷取影像並傳送二維影像至電腦處理後再於所 述顯影板顯示；所述底片，用於紀錄光學影像，設置於一內具有步進馬達的軸座上，該軸座能 旋轉底片；參考光波及物光光波最後在所述底片上一處交會，通過兩光波幹涉條紋紀錄影 像於底片，再經過定影作業後即成為一全像展示片；電腦將二維影像分色處理，併集成為紅色影像、綠色影像與藍色影像傳送至所 述顯影板，所述調整補償單元中的微調元件對應不同色影像而控制所述濾波元件的位置 或角度，調整參考光波照射至所述底片的入射角度，以改變所述底片上不同色影像的繞 射角度；所述發光單元位於所述分光單元的右上方，所述補償單元位於所述分光單元的 左下方，所述投影單元位於所述分光單元的右下方，所述底片位於所述補償單元的下 方，所述擷影單元位於所述投影單元的右下方。實施時，該發光單元為一種雷射光源發射器，發射出不同波長的雷射光束；該 雷射光束按波長範圍包括不可見光及可見光，包括紅色、綠色或藍色光束。實施時，本實用新型所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特 徵在於，其更配置平面鏡，能高效率反射光束，藉以改變或引導光束照射路徑。實施時，該微調元件為一馬達連動機構或一電磁連動機構。實施時，該補償單元與所述投影單元設置擋板，限制參考光波與物光光波照射 於所述底片的區域範圍。本實用新型還提供了一種多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置，該是在 一影像合成設備內設置一補償裝置，該補償裝置至少由一濾波元件與一微調元件組成，所述微調元件用於調整所述濾波元件位置或角度，改變參考光波射出角度。實施時，該微調元件為一馬達連動機構或一電磁連動機構。實施時，該影像合成設備由一發光單元、一分光單元、一補償單元、一投影單 元以及一底片組成；所述發光單元發射光束至所述分光單元，所述光束被分裂為一參考 光束及一物光光束，參考光束射入所述補償單元，物光光束射入所述投影單元；參考光 束經所述補償單元轉換為參考光波並以預定角度投射至所述底片；物光光束經所述投影 單元轉換為物光光波，並將所述投影單元內部的顯影板的影像投射至所述底片，並通過 參考光波與物光光波幹涉而將影像記錄於所述底片。實施時，該微調元件對應不同色影像來調整所述補償單元中濾波元件的位置或 角度。與現有技術相比，本案具體的內容包含有一發光單元、一分光單元、一補償 單元、一投影單元、一擷影單元、及一底片；其中，發光單元是一雷射光源發生機，能 發射雷射光束；雷射光束照射至分光單元，被分裂為一道參考光束與一道物光光束，參 考光束射向補償單元、物光光束射向投影單元。該補償單元中包含有濾波元件及微調元件，當參考光束射入濾波元件，會被轉 換成參考光波而投射至底片上；微調元件用於改變參考光波的入射角度。投影單元中則包含有濾波元件、顯像板、攝影元件與電腦，物光光束照射至濾 波元件而轉換為物光光波；另一方面，攝影元件擷取物體的二維影像，經電腦處理分色 為紅色、綠色與藍色影像，再分批次傳送至顯像元件顯示；物光光波透射過顯像板，並 將物體的二維影像投射至底片。上述物光光波與參考光波於底片交會，且兩道光波的入射角度相異產生幹涉條 紋，將二維影像紀錄於底片。該底片是圓環形，物體於同一水平高度與距離下所攝得各 個角度影像的二維影像，依序環狀記錄於底片。並以重複曝光原理，將紅色、綠色與藍 色影像分別記錄至底片上重疊，合成全彩的影像底片。本案中，補償單元的微調元件是以前後移動或旋轉方式，調整參考光波的照射 角度。其作用在於紀錄不同色影像影像至底片時，透過補償裝置改變參考光波入射角 度，預先改變影像繞射角度。在以白色光源重建立體影像時，不同色的影像投射角度仍 能一致併疊合，產生多彩的立體影像。

圖1是現有全像展示片重建立體影像，不同色調影像投射角度有所偏差的示意 圖。圖2是本實用新型的結構示意圖。圖3是本實用新型在使用不同色光記錄影像時，微調元件改變位置或角度，改 變參考光波的照射角度。圖4是本實用新型的底片放置於光源前，重建多彩立體影像的示意圖。附圖標記說明1-發光單元；11-雷射光束；2-平面鏡；3-分光單元；31-參 考光束；311-參考光波；32-物光光束；321-物光光波；4-補償單元；41-濾波元件； 42-微調元件；43-擋板；5-投影單元；51-濾波元件；52-引導透鏡；53-顯影板；54-成像透鏡；55-擋板；6-擷影單元；61-旋轉座；62-攝影元件；63-電腦；7-底 片；71-軸座；8-物品；91-光源；92-展示片；93-紅色影像光線；94-綠色影像光 線；95-藍色影像光線。
具體實施方式
茲謹就本實用新型多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置其結構組成，及 所能產生的功效，配合圖式，舉一本案的較佳實施例詳細說明如下首請參閱圖2所示，本實用新型所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償 裝置，包括有一發光單元1、不限數量的平面鏡2、一分光單元3、一補償單元4、一投影 單元5、一擷影單元6以及一底片7，其中所述發光單元1，是一種雷射光源發射器，可發射出不同波長色的雷射光束 11，該雷射光束11按波長範圍包括不可見光及可見光，如紅色光束、綠色光束或藍色光束。所述不限數量的平面鏡2，是一種能高效率反射光束的鏡片，配置於本實用新型 內多處適當位置，以改變或引導雷射光束11照射路徑。所述分光單元3，能將雷射光束11分裂為兩道同調性質光束，雷射光束11射入 分光單元3後，分裂成一道參考光束31及一道物光光束32射出；其中，參考光束31經 一平面鏡2引導射入補償單元4，物光光束32經一平面鏡2引導射入投影單元5。所述補償單元4，包含有一濾波元件41、一微調元件42以及一擋板43;參考光 束31射入濾波元件41並轉換成參考光波311，參考光波311穿射過擋板43後照射至底片 7上，該擋板43能限制參考光波311照射於底片7的區域範圍；微調元件42則可為一馬 達連動機構或一電磁連動機構，其作用在於調整濾波元件41前後位置或旋轉角度，以改 變參考光波311入底片的角度。所述投影單元5，包含有一濾波元件51、一引導透鏡52、一顯影板53、一成像 透鏡54以及一擋板55，其中該顯影板53與擷影單元6連接而能顯示二維影像；物光光 束32射入濾波元件51轉換成物光光波321，再穿射過引導透鏡52、顯影板53、成像透 鏡54與擋板55，將顯影板53上的二維影像投射至底片7，其中擋板55能限制二維影像 投射於底片7的區域範圍。所述擷影單元6，由一旋轉座61、一攝影元件62與一電腦63所組成，旋轉座61 內設有一步進馬達而可旋轉，攝影元件62用於擷取影像並傳送至電腦63分色處理。該 分色處理將影像中各色像素分離，集成紅色、綠色與藍色的二維影像，再把二維影像傳 送至顯影板53顯示。所述底片7，是一紀錄光學影像的環形片體，設置於一軸座71上，軸座71內具 有一步進馬達可旋轉底片7，參考光波311及物光光波321於底片7上一處交會，通過兩 光波幹涉條紋紀錄二維影像於底片7，再經過定影作業後即成為一全像展示片，配合一般 光源使用可重建三維立體影像。接著請參閱圖2所示，本案應用於製作多彩全像影像展示片。首先取一物品8 放置於旋轉座61上迴轉，同時以攝影元件62擷取物品影像，傳送至電腦63進行分色與 集成處理為紅色、綠色及藍色的二維影像，該二維影像再傳送至顯影板53。[0047]另一方面，發光單元1發出一固定波長的雷射光束，經過平面鏡2反射至分光單 元3，並分裂為一參考光束31與一物光光束32。參考光束通過平面鏡2反射入補償單元 4，轉換成參考光波311再投射至底片7。物光光束32通過平面鏡2反射入投影單元5， 先轉換為物光光波321，再將顯影板53上的二維影像投射至底片7。最後，參考光波311 與物光光波321在底片交會，通過兩光波的幹涉條紋而將影像紀錄於底片7上。隨著旋轉座61迴旋物品8，攝影元件62不斷取得物品同一距離與水平高度的各 角度影像，顯影板53上也同步顯示不同角度取得的二維影像，底片7則藉步進馬達旋轉 而依序連續記錄物品各角度的二維影像。其中旋轉座61與底片7具有同步旋轉關係，旋 轉座61迴轉一圈，底片7也旋轉一圈。此外，底片7上的影像分三次重複曝光記錄而成。第一次記錄時，透過電腦63 將紅色的二維影像傳送顯影板53，此時底片7記錄紅色影像。待所有角度的二維影像記 錄至底片後，再以重複曝光方式將綠色影像記錄於底片7，且補償單元4調整參考光波 311投射至底片7上的入射角，以改變綠色影像於底片7上的繞射角度。同法，再調整參 考光波311的入射角後，將藍色影像記錄於底片7。上述重複曝光紅色、綠色及藍色影像 的步驟中，同一角度攝得的影像必須完全重疊。最後將底片7衝洗定影后，即為一多彩 全像展示片。請參閱圖3所示，在紀錄綠色與藍色影像時，通過補償單元4中的微調元件41 改變位置或旋轉角度，改變參考光波311照射至底片7的入射角，預先偏差底片7上綠色 影像與藍色影像的繞射角度。最後如圖4所示，當使用一光源91重建立體影像時，紅色、綠色與藍色影像的 光線完全重疊，呈現真正的多彩立體影像。其中，重建影像所使用的光源，可為白熾燈 泡、燈管或白色發光二極體等，也可使用紅色、綠色與藍色發光二極體集合而成的複合 式光源。再者，本案透過電腦63將影像的紅色、綠色與藍色像素分離，該三色更為色彩 的三原色光，可進一步合成各種顏色；例如欲呈現紫色影像是以紅色影像與藍色影像疊 合，欲呈現黃色影像是以紅色調影像與黃色調影像疊合，依此類推。綜上所述，本實用新型所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其 技術內容完全符合新型專利的取得要件。本案在產業上確實得以利用，在申請前未曾 見於刊物或公開使用，且非為公眾所知悉的技術。再者，本實用新型有效解決先前技術 中長期存在的問題並達成相關使用者與消費者長期的需求，得佐證本新型並非能輕易完 成。本案富具專利法規定的產業利用性、新穎性與進步性等要件，依法提請專利，懇請 鈞局詳查，並儘早為準予專利的審定，以保護申請人的智慧財產權，以勵創新。本實用新型雖通過前述實施例來描述，但仍可變化其形態與細節，於不脫離本 新型的精神而達成，並由熟悉此項技藝的人士可了解。前述本案的較佳實施例，僅是通 過本案原理可以具體實施的方式之一，但並不以此為限制，應依後附的申請專利範圍所 界定為準。
權利要求1.一種多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特徵在於，包含有一發光單 元、一分光單元、一補償單元、一投影單元、一擷影單元以及一底片，其中所述發光單元，是一種光源發射器，能發射出光束；所述分光單元，該光束射入所述分光單元分裂為一道參考光束與一道物光光束，再 以不同角度射出，且該參考光束射入所述補償單元，該物光光束射入所述投影單元；所述補償單元，包含有一濾波元件及一微調元件，該參考光束經所述濾波元件轉換 成參考光波照射至所述底片，所述微調元件能調整所述濾波元件的位置或角度，改變參 考光波照射於所述底片的入射角度；所述投影單元，包含有一濾波元件、一引導透鏡、一顯影板和一成像透鏡，該顯影 板更與所述擷影單元連接而能顯示二維影像；物光光束經所述濾波元件轉換成物光光 波，再穿射過所述引導透鏡、所述顯影板與所述成像透鏡，將所述顯影板上的二維影像 投射至所述底片；一擷影單元，包含一旋轉座、一攝影元件與一電腦，所述旋轉座內設有一步進馬 達，該步進馬達能旋轉，所述攝影元件擷取影像並傳送二維影像至電腦處理後再於所述 顯影板顯示；所述底片，用於紀錄光學影像，設置於一內具有步進馬達的軸座上，該軸座能旋轉 底片；參考光波及物光光波最後在所述底片上一處交會，通過兩光波幹涉條紋紀錄影像於 底片，再經過定影作業後即成為一全像展示片；電腦將二維影像分色處理，併集成為紅色影像、綠色影像與藍色影像傳送至所述顯 影板，所述調整補償單元中的微調元件對應不同色影像而控制所述濾波元件的位置或角 度，調整參考光波照射至所述底片的入射角度，以改變所述底片上不同色影像的繞射角 度；所述發光單元位於所述分光單元的右上方，所述補償單元位於所述分光單元的左下 方，所述投影單元位於所述分光單元的右下方，所述底片位於所述補償單元的下方，所 述擷影單元位於所述投影單元的右下方。
2.如權利要求1所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特徵在於， 該發光單元為一種雷射光源發射器，發射出不同波長的雷射光束；該雷射光束按波長範 圍包括不可見光及可見光，包括紅色、綠色或藍色光束。
3.如權利要求1所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特徵在於，其 更配置平面鏡。
4.如權利要求1所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特徵在於，該 微調元件為一馬達連動機構或一電磁連動機構。
5.如權利要求1所述的多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，其特徵在於，該 補償單元與所述投影單元設置擋板，限制參考光波與物光光波照射於所述底片的區域範圍。
6.—種多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置，其特徵在於，該是在一影像合 成設備內設置一補償裝置，該補償裝置至少由一濾波元件與一微調元件組成，所述微調 元件用於調整所述濾波元件位置或角度，改變參考光波射出角度。
7.如權利要求6所述的多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置，其特徵在於，該 微調元件為一馬達連動機構或一電磁連動機構。
8.如權利要求6所述的多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置，其特徵在於，該 影像合成設備由一發光單元、一分光單元、一補償單元、一投影單元以及一底片組成； 所述發光單元發射光束至所述分光單元，所述光束被分裂為一參考光束及一物光光束， 參考光束射入所述補償單元，物光光束射入所述投影單元；參考光束經所述補償單元轉 換為參考光波並以預定角度投射至所述底片；物光光束經所述投影單元轉換為物光光 波，並將所述投影單元內部的顯影板的影像投射至所述底片，並通過參考光波與物光光 波幹涉而將影像記錄於所述底片。
9.如權利要求6所述的多彩全像的影像合成設備的光偏移補償裝置，其特徵在於，該 微調元件對應不同色影像來調整所述補償單元中濾波元件的位置或角度。
專利摘要一種多彩全像的影像合成設備及光偏移補償裝置，包含一發光單元、一分光單元、一補償單元、一投影單元、一擷影單元以及一底片；所述發光單元位於所述分光單元的右上方，所述補償單元位於所述分光單元的左下方，所述投影單元位於所述分光單元的右下方，所述底片位於所述補償單元的下方，所述擷影單元位於所述投影單元的右下方。本實用新型由一光源產生單元發出光束，該光束經分光單元分裂為一物光光束及一參考光束；該物光光束照射至投影單元轉換為物光光波，將欲呈現的物體的二維影像投射至底片；參考光束經過補償單元轉換為參考光波並調整照射角度，再投射至底片。物光光波與參考光波投射至底片上形成幹涉條紋，以將物體的二維影像記錄於底片上。
文檔編號G02B26/08GK201804207SQ201020171508
公開日2011年4月20日 申請日期2010年4月23日 優先權日2010年4月23日
發明者張瑞聰 申請人:張瑞聰