一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，包括：圖像獲取模塊，該圖像獲取模塊用于獲取倒立一級像；圖像翻轉(zhuǎn)模塊，該圖像翻轉(zhuǎn)模塊用于將圖像獲取模塊獲取的一級像進行深度翻轉(zhuǎn)得到二級像；采集模塊，該采集模塊與圖像翻轉(zhuǎn)模塊相貼合，所述采集模塊用于采集獲二級像；顯示模塊，該顯示模塊用于將獲取模塊采集的二級像進行顯示得到三維場景；所述圖像獲取模塊、圖像翻轉(zhuǎn)模塊、采集模塊中心處于同一水平位置。本發(fā)明所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，無需對圖像進行二次獲取，可單次實時獲取無深度翻轉(zhuǎn)像，無需任何數(shù)字計算，滿足了實時性要求。
【專利說明】一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明屬于三維立體顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)。【【背景技術(shù)】】
[0002]集成成像是目前最有前景的三維顯示技術(shù)之一，可以提供全彩色，準連續(xù)視差立體圖像，并且不需要輔助觀看設(shè)備等，無需相干光源，無視覺疲勞，因此得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]傳統(tǒng)集成成像將記錄微單元圖像陣列直接用于顯示，如圖1所示，傳統(tǒng)集成成像在獲取過程中，景物10經(jīng)微透鏡陣列11和位于微透鏡陣列后焦面的圖像傳感器12對三維場景進行成像，得到一組微單元圖像陣列。在重構(gòu)過程，將記錄的微單元圖像陣列由圖像傳感器12顯示，圖像傳感器放在微透鏡陣列11的后焦面上，在微透鏡陣列前方即可觀看到三維重構(gòu)圖像13，但是三維重構(gòu)圖像13出現(xiàn)了深度翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
[0004]深度翻轉(zhuǎn)一直是集成成像的瓶頸之一，研究者提出很多方法消除深度翻轉(zhuǎn)效應(yīng)。Ives等早在1931年提出兩步光學(xué)記錄模型，即將獲取的微單元圖像先進行光學(xué)重構(gòu)，得到深度翻轉(zhuǎn)的三維重構(gòu)圖像，對深度翻轉(zhuǎn)的三維重構(gòu)圖像三維圖像再次進行獲取，將二次獲取的微單元圖像用于顯示，即可消除深度翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象，但此方法需要額外的獲取步驟，并且會導(dǎo)致圖像退化。隨后有人提出數(shù)字兩步記錄方法，即利用計算機模擬光學(xué)二次記錄過程，但數(shù)字兩步記錄計算量大，難以滿足實時性要求。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0005]針對現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，目的在于構(gòu)造無深度翻轉(zhuǎn)現(xiàn)象的集成成像系統(tǒng)，無需對圖像進行二次獲取，可單次實時獲取無深度翻轉(zhuǎn)像，無需任何數(shù)字計算，滿足了實時性要求。
[0006]本發(fā)明提供一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，包括:
[0007]圖像獲取模塊，該圖像獲取模塊用于獲取倒立一級像；
[0008]圖像翻轉(zhuǎn)模塊，該圖像翻轉(zhuǎn)模塊用于將圖像獲取模塊獲取的一級像進行深度翻轉(zhuǎn)得到二級像；
[0009]采集模塊，該采集模塊與圖像翻轉(zhuǎn)模塊相貼合，所述采集模塊用于采集獲二級像；
[0010]顯示模塊，該顯示模塊用于將獲取模塊采集的二級像進行顯示得到三維場景；
[0011]所述圖像獲取模塊、圖像翻轉(zhuǎn)模塊、采集模塊中心處于同一水平位置。
[0012]特別的，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊為負折射率介質(zhì)平板，該負折射率介質(zhì)平板的折射率Ii1 為-1。
[0013]特別的，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊高度大于獲取模塊高度，該圖像翻轉(zhuǎn)模塊高度必須滿足如下公式:
[0014]H > - + (N-1) P ,
_g _
[0015]其中，N為微透鏡個數(shù)，P為單個微透鏡高度，L為物距，g為像距。
[0016]特別的，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊與獲取模塊的上下端設(shè)有黑色屏障。
[0017]特別的，所述采集模塊為負折射率微透鏡陣列，該采集模塊折射率n2小于圖像翻轉(zhuǎn)模塊折射率Ill。
[0018]特別的，所述顯示模塊為正折射率微透鏡陣列，該顯示模塊折射率n3等于_n2。
[0019]特別的，所述圖像獲取模塊為深度控制透鏡。
[0020]相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所提供的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)具有以下優(yōu)點:
[0021]1.可單次實時獲取無深度翻轉(zhuǎn)像，無需二次獲??；
[0022]2.成像過程中抑制圖像降質(zhì)，圖像無畸變；
[0023]3.在深度翻轉(zhuǎn)中圖像分辨率無退化。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0024]圖1為現(xiàn)有技術(shù)集成成像原理圖；
[0025]圖2為本發(fā)明負折射率介質(zhì)平板的成像原理圖；
[0026]圖3為光在負折射率介質(zhì)空間到負折射率介質(zhì)組成的球面透鏡陣列的傳播原理圖；
[0027]圖4為物體于本發(fā)明無深度翻轉(zhuǎn)成像系統(tǒng)中成像過程圖。
【【具體實施方式】】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進一步詳細說明。
[0029]請參閱圖2，不同深度的物體20 (此處選取A、B和C)所發(fā)出的光線經(jīng)空氣21經(jīng)過負折射率平板23的折射，在負折射率介質(zhì)平板23中對應(yīng)形成正立實像24 (A'、B'、C')，




物體20和正立實像24位于折射界面22兩側(cè)，物距像距滿足
【權(quán)利要求】
1.一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，包括: 圖像獲取模塊(41)，該圖像獲取模塊(41)用于獲取倒立一級像； 圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)，該圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)用于將圖像獲取模塊獲取的一級像進行深度翻轉(zhuǎn)得到二級像； 采集模塊(45)，該采集模塊(45)與圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)相貼合，所述采集模塊用于采集獲_■級像； 顯示模塊(48)，該顯示模塊(48)用于將獲取模塊采集的二級像進行顯示得到三維重構(gòu)像， 所述圖像獲取模塊(41)、圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)、采集模塊(45)中心處于同一水平位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)為負折射率介質(zhì)平板，該負折射率介質(zhì)平板的折射率Ii1為-1。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)高度大于獲取模塊(45)高度，該圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)高度必須滿足如下公式:
H > — + i /Vr -1) P ? _g 」 其中，N為微透鏡個數(shù)，P為微透鏡之間的間距，L為物距，g為像距。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3任一所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)與采集模塊(45)的上下端設(shè)有黑色屏障(44)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述采集模塊(45)為負折射率微透鏡陣列，該采集模塊(45)折射率n2小于圖像翻轉(zhuǎn)模塊(43)折射率
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示模塊(48)為正折射率微透鏡陣列，該顯示模塊(48)折射率n3等于-n2。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種無深度翻轉(zhuǎn)三維成像系統(tǒng)，其特征在于，所述圖像獲取模塊(41)為深度控制透鏡。
【文檔編號】H04N13/00GK104168470SQ201410406271
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月19日
【發(fā)明者】王曉蕊, 李玙霞, 張建磊, 陳曉祥, 黃曦, 劉德連, 董維科, 張建奇 申請人:西安電子科技大學(xué)