真三維立體成像裝置和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及真三維立體成像裝置和顯示裝置。該真三維立體成像裝置包括圖像數(shù)據(jù)源、成像光源、光源調(diào)節(jié)單元、成像板以及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，光源調(diào)節(jié)單元設(shè)置于成像光源與成像板之間，成像板與移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接，成像光源發(fā)出的光束經(jīng)光源調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后，入射至成像板，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元使得成像板沿平行于成像光源發(fā)出的光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。該真三維立體成像裝置中，通過對(duì)成像光源發(fā)出的光束的投射角度的調(diào)節(jié)，并采用驅(qū)動(dòng)成像板在成像箱體內(nèi)與成像光源發(fā)出的光束的入射方向平行的方向上振蕩移動(dòng)，利用二維圖像平面堆積來產(chǎn)生三維立體圖像的成像方法，從而實(shí)現(xiàn)圖像的真三維立體顯示，算法更簡單，可展示更完整的立體物體。
【專利說明】真三維立體成像裝置和顯示裝置【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及真三維立體成像裝置和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]真三維立體顯示技術(shù)是一種全新的三維圖像顯示技術(shù)，基于這種顯示技術(shù)直接觀察到具有物理景深的三維圖像，它將引領(lǐng)科學(xué)可視化進(jìn)入嶄新的發(fā)展方向，具有廣闊的應(yīng)用前景。簡言之，真三維顯示是一種能夠在一個(gè)真正具有寬度、高度和深度的真實(shí)三維空間內(nèi)進(jìn)行圖像信息再現(xiàn)的技術(shù)，在現(xiàn)有技術(shù)中，一種可行的實(shí)現(xiàn)方式是通過適當(dāng)方式激勵(lì)位于透明空間內(nèi)的物質(zhì)，利用可見輻射的產(chǎn)生、吸收或散射形成體素。
[0003]根據(jù)成像空間構(gòu)成方式的不同，可以把真三維立體顯示技術(shù)分為靜態(tài)成像技術(shù)和動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)兩種，靜態(tài)成像技術(shù)的成像空間是一個(gè)靜止不動(dòng)的立體空間，而動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)的成像空間是一個(gè)依靠顯示設(shè)備的周期性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。
[0004]靜態(tài)成像技術(shù)即:在一個(gè)由透明材料制造的立體空間里，一個(gè)激勵(lì)源把兩束激光照到成像空間上，經(jīng)過折射，兩束光相交到一點(diǎn)，便形成了組成立體圖像的具有自身物理景深的最小單位一體素，每個(gè)體素點(diǎn)對(duì)應(yīng)構(gòu)成真實(shí)物體的一個(gè)實(shí)際的點(diǎn)，當(dāng)這兩束激光束快速移動(dòng)時(shí)，在立體空間中就形成了無數(shù)交叉點(diǎn)，進(jìn)而由無數(shù)個(gè)體素點(diǎn)構(gòu)成具有真正物理景深的真三維立體圖像。靜態(tài)成像技術(shù)由于只能形成靜態(tài)的圖像，限制了其應(yīng)用。
[0005]動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)即:依靠顯示設(shè)備的周期性運(yùn)動(dòng)構(gòu)成成像空間，例如屏幕的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來形成立體的成像空間。在該技術(shù)中，通過一定方式把顯示的立體圖像用二維切片的方式投影到一個(gè)屏幕上，該屏幕同時(shí)做高速的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由于人眼的視覺暫留，從而在人眼觀察到的不是離散的二維圖片，而是由它們組成的三位立體圖像。但是，動(dòng)態(tài)體掃描技術(shù)中真三維立體成像結(jié)構(gòu)由于較復(fù)雜，目前尚無實(shí)際應(yīng)用的成熟和有效的成像結(jié)構(gòu)；而其相應(yīng)的成像方式，由于涉及到多個(gè)點(diǎn)、面、空間的交叉和處理，算法非常復(fù)雜。

【發(fā)明內(nèi)容】
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[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足，提供一種真三維立體成像裝置和顯示裝置，該真三維立體成像裝置結(jié)構(gòu)簡單，相應(yīng)的成像方法算法簡單，實(shí)現(xiàn)真三維立體顯示更容易。
[0007]解決本發(fā)明技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該真三維立體成像裝置，包括圖像數(shù)據(jù)源、成像光源、光源調(diào)節(jié)單元、成像板以及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述光源調(diào)節(jié)單元設(shè)置于所述成像光源與所述成像板之間，所述成像板與所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接，所述成像光源發(fā)出的光束經(jīng)所述光源調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后，入射至所述成像板，所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元使得所述成像板沿平行于所述成像光源發(fā)出的光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。
[0008]優(yōu)選的是，所述成像板的振蕩周期小于人眼的視覺暫留時(shí)間。
[0009]優(yōu)選的是，所述光源調(diào)節(jié)單元為棱鏡模組，所述成像光源發(fā)出的光束至少部分投射到所述棱鏡模組中，所述棱鏡模組對(duì)所述成像光源發(fā)出的光束進(jìn)行掃描、并對(duì)光束的投射方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得光束投射到所述成像板不同的區(qū)域。
[0010]優(yōu)選的是，所述棱鏡模組包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡和所述第二棱鏡異面交叉設(shè)置，所述成像光源發(fā)出的光束至少投射到所述第一棱鏡和所述第二棱鏡的異面交叉點(diǎn)，所述第一棱鏡和所述第二棱鏡能夠分別繞各自的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0011]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述第一棱鏡的中心軸線與所述第二棱鏡的中心軸線垂直，所述第一棱鏡的中心軸線所在的平面與所述第二棱鏡的中心軸線所在的平面互相平行。
[0012]優(yōu)選的是，還包括成像箱體，所述成像箱體的箱壁為透明的；所述成像板設(shè)置于所述成像箱體內(nèi)、且所述成像板的板面與所述成像箱體的中心軸線垂直，所述成像板能夠沿平行于所述成像箱體的中心軸線的方向在所述成像箱體內(nèi)振蕩移動(dòng)。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述成像箱體的形狀包括圓柱體、立方體、長方體或三棱柱體，所述成像板的形狀與所述成像箱體的橫截面形狀相同。
[0014]優(yōu)選的是，所述成像光源設(shè)置于所述成像箱體外，所述成像光源發(fā)出的光束的入射方向垂直于所述成像板，所述成像箱體朝向所述成像光源的箱壁的外側(cè)設(shè)置有增透膜。
[0015]優(yōu)選的是，所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件間隔設(shè)置于所述成像箱體的箱壁外側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)組件中包括動(dòng)力連接件，所述動(dòng)力連接件穿過所述成像箱體的箱壁與所述成像板物理連接。
[0016]優(yōu)選的是，所述動(dòng)力連接件為永磁體，所述驅(qū)動(dòng)組件還包括支撐架、以及分設(shè)于所述支撐架頂部的頂部電磁體和底部的底部電磁體，所述永磁體設(shè)置于所述頂部電磁體和所述底部電磁體之間，所述頂部電磁體和所述底部電磁體的外側(cè)均分別設(shè)置有感應(yīng)線圈，所述頂部電磁體的中心和所述底部電磁體的中心與所述永磁體的中心位于同一直線上；或者，所述驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)，所述動(dòng)力連接件為所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸。
[0017]優(yōu)選的是,所述成像箱體內(nèi)為真空,所述動(dòng)力連接件穿過所述成像箱體的箱壁與所述成像板物理連接時(shí)還設(shè)置有密封元件。
[0018]優(yōu)選的是，所述成像板采用具有漫反射和漫透射性質(zhì)的材料形成。
[0019]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述成像板采用具有高韌度的塑料或樹脂形成基板，或采用具有高硬度、高韌度的玻璃形成基板，所述基板的兩側(cè)板面經(jīng)粗糙處理或在所述板面設(shè)置散射粒子。
[0020]優(yōu)選的是，所述成像光源為激光光源，所述激光光源根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)源發(fā)射對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的激光光束。
[0021]優(yōu)選的是，所述成像光源包括至少一個(gè)單色激光光源，所述光源調(diào)節(jié)單元中棱鏡模組的數(shù)量與所述激光光源的個(gè)數(shù)相同。
[0022]進(jìn)一步優(yōu)選的是，所述成像光源和所述光源調(diào)節(jié)單元置于同一控光罩內(nèi)，所述控光罩的罩口朝向所述成像箱體。
[0023]一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的真三維立體成像裝置。
[0024]本發(fā)明的有益效果是:該真三維立體成像裝置中，通過對(duì)成像光源發(fā)出的光束的投射角度的調(diào)節(jié)，并采用驅(qū)動(dòng)成像板在成像箱體內(nèi)與成像光源發(fā)出的光束的入射方向平行的方向上振蕩移動(dòng)，利用二維圖像平面堆積來產(chǎn)生三維立體圖像的成像方法，從而實(shí)現(xiàn)圖像的真三維立體顯示，算法更簡單，且可以展示更為完整的立體物體?！緦＠綀D】

【附圖說明】
[0025]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中真三維立體成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中真三維立體成像的原理示意圖；
[0027]圖3為圖1中控光罩的透視圖；
[0028]圖4為本發(fā)明實(shí)施例1中成像板移動(dòng)的示意圖；
[0029]圖中:1 一成像光源；2 —成像板；3 —成像箱體；4 一移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單兀；41_支撐架；42-頂部電磁體；43_永磁體；44_底部電磁體；45_感應(yīng)線圈；5_光源調(diào)節(jié)單元；51_第一棱鏡；52_第二棱鏡；6_控光罩；H-振蕩距離。
【具體實(shí)施方式】
[0030]為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明真三維立體成像裝置和顯示裝置作進(jìn)一步詳細(xì)描述。
[0031]一種真三維立體成像裝置，包括圖像數(shù)據(jù)源、成像光源、光源調(diào)節(jié)單元、成像板以及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述光源調(diào)節(jié)單元設(shè)置于所述成像光源與所述成像板之間，所述成像板與所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接，所述成像光源發(fā)出的光束經(jīng)所述光源調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后，入射至所述成像板，所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元使得所述成像板沿平行于所述成像光源發(fā)出的光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。
[0032]一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的真三維立體成像裝置。
[0033]實(shí)施例1:
[0034]本實(shí)施例提供一種真三維立體成像裝置，如圖1、3所示，該真三維立體成像裝置包括圖像數(shù)據(jù)源(圖1中未示出)、成像光源1(在圖1中的控光罩6內(nèi))、成像板2、光源調(diào)節(jié)單元5 (在圖1中的控光罩6內(nèi))和移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4，光源調(diào)節(jié)單元5設(shè)置于成像光源I與成像板2之間，成像板2與移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4連接，成像光源I發(fā)出的光束經(jīng)光源調(diào)節(jié)單元5調(diào)節(jié)后，入射至成像板2，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4使得成像板2沿平行于成像光源I發(fā)出的光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。
[0035]為保證真三維立體圖像高度的可控性以及真三維立體顯示過程中各立體圖像的比例，該真三維立體成像裝置還包括成像箱體3，成像箱體3的箱壁為透明的。其中，成像光源I設(shè)置于成像箱體3外，成像光源I發(fā)出的光束的入射方向垂直于成像板2，成像箱體3朝向成像光源I的箱壁的外側(cè)設(shè)置有增透膜(圖1中未示出)，該增透膜可根據(jù)成像光源I的性質(zhì)進(jìn)行靈活設(shè)置，使得成像光源I發(fā)出的光束在入射至成像箱體3時(shí)發(fā)生完全鏡面反射，不會(huì)因漫反射而使得成像箱體3的側(cè)面出現(xiàn)不必要的漫反射光束。
[0036]其中，成像板2設(shè)置于成像箱體3內(nèi)、且成像板2的板面與成像箱體3的中心軸線(例如豎直中心軸線)垂直，成像板2能夠沿平行于成像箱體3的中心軸線的方向在成像箱體3內(nèi)振蕩移動(dòng)。在圖1中，振蕩距離H即成像板2可在成像箱體3內(nèi)移動(dòng)的有效距離，也是可形成真三維立體圖像的高度。
[0037]本實(shí)施例中，光源調(diào)節(jié)單元5為棱鏡模組，成像光源I發(fā)出的光束至少部分投射到棱鏡模組中，棱鏡模組對(duì)成像光源I發(fā)出的光束進(jìn)行掃描、并對(duì)光束的投射方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得光束投射到成像板2不同的區(qū)域。具體的，如圖3所示，光源調(diào)節(jié)單元5包括至少一組棱鏡模組，棱鏡模組包括第一棱鏡51和第二棱鏡52,第一棱鏡51和第二棱鏡52異面交叉設(shè)置，成像光源I發(fā)出的光束至少投射到第一棱鏡51和第二棱鏡52的異面交叉點(diǎn),第一棱鏡51和所述第二棱鏡52能夠分別繞各自的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，第一棱鏡51的中心軸線與第二棱鏡52的中心軸線垂直，第一棱鏡51的中心軸線所在的平面與第二棱鏡52的中心軸線所在的平面互相平行。
[0038]基于上述結(jié)構(gòu)，第一棱鏡51的中心軸線和第二棱鏡52的中心軸線分別位于平行于成像板2的平面內(nèi)，第一棱鏡51和第二棱鏡52分別繞各自的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，從而將由第一棱鏡51和第二棱鏡52決定的線掃描轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)動(dòng)方向上的面掃描,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)激光光束在對(duì)應(yīng)著成像板2上的掃描。例如:激光器發(fā)射出單色激光光束，經(jīng)過第一棱鏡51在垂直于第一棱鏡51的中心軸線方向上的掃描，再經(jīng)過第二棱鏡52在垂直于第二棱鏡52的中心軸線方向上的掃描，通過第一棱鏡51和第二棱鏡52折射射出的激光光束，即可實(shí)現(xiàn)激光光束在平行于成像板2的整個(gè)平面內(nèi)的掃描。
[0039]在本實(shí)施例中，成像光源I和光源調(diào)節(jié)單兀5置于同一控光罩6內(nèi)，控光罩6的罩口朝向成像箱體3。采用控光罩6，使得成像光源I發(fā)出的光束的投射范圍易于控制；同時(shí)，通過成像板2的振蕩移動(dòng)，使得圖像數(shù)據(jù)源形成動(dòng)態(tài)立體圖像。
[0040]為保證能對(duì)成像板2實(shí)施平衡的驅(qū)動(dòng)力，移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元4包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)組件，驅(qū)動(dòng)組件間隔設(shè)置于成像箱體3的箱壁外側(cè)，如圖1所示，優(yōu)選驅(qū)動(dòng)組件分設(shè)于成像箱體3相對(duì)的兩側(cè)。其中，驅(qū)動(dòng)組件中包括動(dòng)力連接件，動(dòng)力連接件穿過成像箱體3的箱壁與成像板2物理連接。在本實(shí)施例中，動(dòng)力連接件為永磁體43，驅(qū)動(dòng)組件還包括支撐架41、以及分設(shè)于支撐架41頂部的頂部電磁體42和底部的底部電磁體44，永磁體43設(shè)置于頂部電磁體42和底部電磁體44之間，頂部電磁體42和底部電磁體44的外側(cè)均分別設(shè)置有感應(yīng)線圈45，頂部電磁體42的中心和底部電磁體44的中心與永磁體43的中心位于同一直線上。如圖1所示，優(yōu)選頂部電磁體42的中心和底部電磁體44的中心與永磁體43的中心位于同一豎直線上。
[0041]如圖4所示，Ca)當(dāng)感應(yīng)線圈45正向通電時(shí)，頂部電磁鐵42和底部電磁體44推動(dòng)永磁體43向上移動(dòng)，永磁體43向上移動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)成像板2向上移動(dòng)；(b)當(dāng)感應(yīng)線圈45反向通電時(shí),頂部電磁鐵42和底部電磁體44推動(dòng)永磁體43向下移動(dòng),永磁體43向下移動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)成像板2向下移動(dòng)。當(dāng)感應(yīng)線圈45多次循環(huán)正向通電和反向通電時(shí),頂部電磁鐵42和底部電磁體44推動(dòng)永磁體43做向上和向下的往復(fù)移動(dòng)，從而帶動(dòng)成像板2在對(duì)應(yīng)著成像箱體3中的一段縱向長度內(nèi)(即振蕩距離H)做向上和向下的振蕩移動(dòng)。在本實(shí)施例中，成像板2的振蕩周期小于人眼的視覺暫留時(shí)間。由于人眼的視覺暫留，從而在人眼觀察到的不是離散的二維圖片，而是由它們組成的三位立體圖像。
[0042]為保證成像板2在成像箱體3內(nèi)的無阻振蕩移動(dòng)，優(yōu)選成像箱體3內(nèi)設(shè)置為真空，動(dòng)力連接件穿過成像箱體3的箱壁與成像板2物理連接時(shí)還設(shè)置有密封元件(圖1中未示出)。由于成像箱體3內(nèi)的空氣被抽空，因此成像板2在縱向方向上移動(dòng)時(shí)沒有空氣阻力，更容易形成無阻振蕩移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)更完整和流暢的立體圖像顯示。
[0043]同時(shí)，為了避免成像板2在循環(huán)往復(fù)的振蕩過程中出現(xiàn)板面彎曲和斷裂，用于形成成像板2的材質(zhì)應(yīng)盡量堅(jiān)固，同時(shí)成像板2的體積不宜過大，例如，成像板2可以采用具有高韌度的塑料或樹脂(例如PMMA樹脂)形成基板，或采用具有高硬度、高韌度的玻璃或石英形成基板，以保證成像板2在振蕩過程中不會(huì)出現(xiàn)變形、斷裂或破碎的問題。在本實(shí)施例中，高硬度、高韌度是相對(duì)用于形成基板的材料而言的，在通常情況下，采用塑料或樹脂、玻璃或石英形成的板面均存在不同程度的易碎、易變形等缺陷，為保證成像裝置的品質(zhì)，使得成像板2保持高硬度、高韌度的性質(zhì)，以保證成像板2在循環(huán)往復(fù)的振蕩過程中保持良好的完整性和平坦性，從而保證真三維立體成像的效果。
[0044]本實(shí)施例中，優(yōu)選成像箱體3的形狀包括圓柱體、立方體(圖1中以立方體作為示例)、長方體或三棱柱體，成像板2的形狀與成像箱體3的橫截面形狀相同?？梢岳斫獾氖牵上裣潴w3的形狀并不局限于上述優(yōu)選形狀，事實(shí)上，本實(shí)施例中只要使得成像箱體3優(yōu)選為真空、且箱體易于制造，并同時(shí)使得成像板2的形狀與箱體的橫截面形狀相同即可。在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)現(xiàn)有制備設(shè)備或生產(chǎn)成本進(jìn)行靈活地設(shè)計(jì)。
[0045]為保證光源良好的聚光性和可控性，成像光源I優(yōu)選為激光光源，激光光源根據(jù)圖像數(shù)據(jù)源發(fā)射對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的激光光束。由于激光光源具有較好的聚光性和較寬的色域，因此，采用激光光源作為成像光源，不僅易于控制且色域較好。
[0046]通常，激光光源一般為單色光，采用一個(gè)激光器可形成單一顏色的真三維立體圖像；彩色真三維立體圖像可采用多個(gè)激光器混光形成，例如:可采用紅色、綠色、藍(lán)色三個(gè)激光器，并將三個(gè)激光器設(shè)置在成像箱體3的同一側(cè)面，例如圖1所示的頂面(不能設(shè)置在成像箱體的側(cè)面)，通過控制各色激光的發(fā)射位置、發(fā)射時(shí)間或發(fā)射強(qiáng)度，從而實(shí)現(xiàn)與圖像數(shù)據(jù)源相對(duì)應(yīng)的彩色真三維立體圖像。當(dāng)成像光源I包括至少一個(gè)單色激光光源時(shí)，光源調(diào)節(jié)單元5相應(yīng)的包括多組棱鏡模組，且棱鏡模組的數(shù)量與激光光源的個(gè)數(shù)相同；多組棱鏡模組的位置和初始角度等參數(shù)，可根據(jù)成像大小、成像精度等多個(gè)需求進(jìn)行靈活配置。
[0047]同時(shí)，為了具有更好的真三維立體顯示的效果，成像板2采用具有漫反射和漫透射性質(zhì)的材料形成，采用塑料、樹脂、玻璃或石英形成的基板時(shí)，在基板的兩側(cè)板面經(jīng)粗糙處理或在板面摻雜散射粒子，以使其散射程度增加。
[0048]相應(yīng)的，本實(shí)施例中采用上述的真三維立體成像裝置的成像方法包括:
[0049]步驟S1:根據(jù)圖像數(shù)據(jù)源使成像光源發(fā)出光束。
[0050]在該步驟中，成像光源為激光光源，激光光源根據(jù)圖像數(shù)據(jù)源發(fā)射對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的激光光束。
[0051]步驟S2:根據(jù)圖像數(shù)據(jù)源對(duì)成像光源發(fā)出的光束的投射方向進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0052]在該步驟中，采用棱鏡模組對(duì)成像光源發(fā)出的光束的投射方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，棱鏡模組包括第一棱鏡和第二棱鏡，第一棱鏡和第二棱鏡異面交叉設(shè)置，成像光源發(fā)出的光束至少投射到第一棱鏡和第二棱鏡的異面交叉點(diǎn)，第一棱鏡和第二棱鏡能夠分別繞各自的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。優(yōu)選的是，第一棱鏡的中心軸線與第二棱鏡的中心軸線垂直，所述第一棱鏡的中心軸線所在的平面與所述第二棱鏡的中心軸線所在的平面互相平行。為便于控制，優(yōu)選第一棱鏡和第二棱鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)速度為恒定速度。
[0053]步驟S3:使調(diào)節(jié)后的光束入射到具有漫反射和漫透射性質(zhì)的成像板上。
[0054]步驟S4:使成像板沿平行于光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。
[0055]在該步驟中，為便于控制，優(yōu)選成像板做振蕩移動(dòng)的振蕩周期為恒定時(shí)間。
[0056]如圖2所示，本實(shí)施例中采用上述的真三維立體成像裝置進(jìn)行真三維立體成像的原理為:激光器所發(fā)出的激光光束入射到成像板2上時(shí)，會(huì)在成像板2上形成漫反射和漫透射，此時(shí)人眼會(huì)認(rèn)為此點(diǎn)為光源；通過控制激光器的發(fā)射時(shí)間、發(fā)射強(qiáng)度和激光光源在成像板2上的對(duì)應(yīng)移動(dòng)位置，即可在某一時(shí)刻的成像板2上構(gòu)建出一個(gè)二維(平面的)圖像；同時(shí)，在圖像構(gòu)建的過程當(dāng)中，成像板2 —直在縱向方向上做振蕩變化，通過累積不同高度的二維圖像而形成一個(gè)完整的真三維立體顯示圖像。
[0057]本實(shí)施例中的圖像數(shù)據(jù)源可以為靜態(tài)圖像，例如:一幅宣傳海報(bào)或一張照片，本實(shí)施例中的真三維立體成像裝置適用于靜態(tài)圖像的顯示。
[0058]實(shí)施例2:
[0059]本實(shí)施例提供一種真三維立體成像裝置，該裝置主要適用于動(dòng)態(tài)真三維立體圖像的顯示。
[0060]本實(shí)施例中真三維立體成像裝置與實(shí)施例1中的真三維立體成像裝置相同。
[0061]在實(shí)施例1的成像方法中，圖像數(shù)據(jù)源為靜態(tài)圖像數(shù)據(jù)源，因此成像光源中激光光源的設(shè)定位置可以是靜止不動(dòng)的，激光光束的發(fā)射強(qiáng)度可以是恒定的，激光光源發(fā)射激光光束的持續(xù)時(shí)間也可以是一個(gè)固定的時(shí)間段；而在本實(shí)施例的成像方法中，由于圖像數(shù)據(jù)源為動(dòng)態(tài)圖像數(shù)據(jù)源，雖然成像光源中激光光源的設(shè)定位置可以是靜止不動(dòng)的，但是激光光源發(fā)射激光光束的發(fā)射強(qiáng)度、持續(xù)時(shí)間均根據(jù)圖像數(shù)據(jù)源產(chǎn)生動(dòng)態(tài)變化。
[0062]本實(shí)施例中真三維立體顯示裝置的成像方法的其他步驟與實(shí)施例1中的真三維立體顯示裝置的成像方法的對(duì)應(yīng)步驟相同，這里不再贅述。
[0063]實(shí)施例1和實(shí)施例2的真三維立體成像裝置中，利用電磁感應(yīng)原理，采用電磁振蕩(electric and magnetic oscillation)驅(qū)動(dòng)真空的成像箱體(vacuum cavity)內(nèi)的成像板在縱軸方向上產(chǎn)生振蕩，從而實(shí)現(xiàn)圖像的真三維顯示；
[0064]相應(yīng)的，實(shí)施例1和實(shí)施例2的真三維立體成像裝置的成像方法，綜合了現(xiàn)有技術(shù)中真三維立體靜態(tài)成像技術(shù)和真三維立體動(dòng)態(tài)成像技術(shù)，因此算法更簡單，實(shí)現(xiàn)起來更簡
單。`
[0065]實(shí)施例3:
[0066]本實(shí)施例提供一種真三維立體成像裝置，相對(duì)于實(shí)施例1與實(shí)施例2，本實(shí)施例中真三維立體成像裝置的驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)。
[0067]即，在本實(shí)施例中，采用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)方式代替電磁振蕩驅(qū)動(dòng)方案。其中，驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)，動(dòng)力連接件為步進(jìn)電機(jī)的輸出軸。
[0068]本實(shí)施例中真三維立體成像裝置的其他結(jié)構(gòu)與實(shí)施例1或?qū)嵤├?中真三維立體成像裝置的相應(yīng)結(jié)構(gòu)相同，成像方法也與實(shí)施例1或?qū)嵤├?相同，這里不再贅述。
[0069]本實(shí)施例的真三維立體成像裝置中，利用電機(jī)驅(qū)動(dòng)真空的成像箱體(vacuumcavity)內(nèi)的成像板在縱軸方向上產(chǎn)生振蕩，從而實(shí)現(xiàn)圖像的真三維顯示。
[0070]實(shí)施例1-3中的真三維立體成像裝置，通過對(duì)成像光源發(fā)出的光束的投射角度的調(diào)節(jié)，并采用驅(qū)動(dòng)成像板在成像箱體內(nèi)與成像光源發(fā)出的光束的入射方向平行的方向上振蕩移動(dòng)，利用二維圖像平面堆積來產(chǎn)生三維立體圖像的成像方法，相對(duì)于現(xiàn)有真三維立體成像裝置可以展示更為完整的立體物體，同時(shí)由于掃描采用二維圖像平面堆積來產(chǎn)生真三維立體圖像，因此算法更為簡單。
[0071]實(shí)施例4:
[0072]本實(shí)施例提供一種顯示裝置，該顯示裝置采用實(shí)施例1-3任一種真三維立體成像
>J-U ρ?α裝直。[0073]該顯示裝置可以應(yīng)用到城市規(guī)劃、工程設(shè)計(jì)或景觀布局等多個(gè)行業(yè)中，可以展示更為完整的立體物體，從而更好地進(jìn)行立體圖像信息再現(xiàn)。
[0074]可以理解的是，以上實(shí)施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的精神和實(shí)質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種真三維立體成像裝置，其特征在于，包括圖像數(shù)據(jù)源、成像光源、光源調(diào)節(jié)單元、成像板以及移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元，所述光源調(diào)節(jié)單元設(shè)置于所述成像光源與所述成像板之間，所述成像板與所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元連接，所述成像光源發(fā)出的光束經(jīng)所述光源調(diào)節(jié)單元調(diào)節(jié)后，入射至所述成像板，所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元使得所述成像板沿平行于所述成像光源發(fā)出的光束的入射方向的方向做振蕩移動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像板的振蕩周期小于人眼的視覺暫留時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述光源調(diào)節(jié)單元為棱鏡模組，所述成像光源發(fā)出的光束至少部分投射到所述棱鏡模組中，所述棱鏡模組對(duì)所述成像光源發(fā)出的光束進(jìn)行掃描、并對(duì)光束的投射方向進(jìn)行調(diào)節(jié)，使得光束投射到所述成像板不同的區(qū)域。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述棱鏡模組包括第一棱鏡和第二棱鏡，所述第一棱鏡和所述第二棱鏡異面交叉設(shè)置，所述成像光源發(fā)出的光束至少投射到所述第一棱鏡和所述第二棱鏡的異面交叉點(diǎn)，所述第一棱鏡和所述第二棱鏡能夠分別繞各自的中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述第一棱鏡的中心軸線與所述第二棱鏡的中心軸線垂直，所述第一棱鏡的中心軸線所在的平面與所述第二棱鏡的中心軸線所在的平面互相平行。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，還包括成像箱體，所述成像箱體的箱壁為透明的；所述成像板設(shè)置于所述成像箱體內(nèi)、且所述成像板的板面與所述成像箱體的中心 軸線垂直，所述成像板能夠沿平行于所述成像箱體的中心軸線的方向在所述成像箱體內(nèi)振蕩移動(dòng)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像箱體的形狀為圓柱體、立方體、長方體或三棱柱體，所述成像板的形狀與所述成像箱體的橫截面形狀相同。
8.根據(jù)權(quán)利要求6至7任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像光源設(shè)置于所述成像箱體外，所述成像光源發(fā)出的光束的入射方向垂直于所述成像板，所述成像箱體朝向所述成像光源的箱壁的外側(cè)設(shè)置有增透膜。
9.根據(jù)權(quán)利要求1至8任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述移動(dòng)驅(qū)動(dòng)單元包括至少兩個(gè)驅(qū)動(dòng)組件，所述驅(qū)動(dòng)組件間隔設(shè)置于所述成像箱體的箱壁外側(cè)，所述驅(qū)動(dòng)組件中包括動(dòng)力連接件，所述動(dòng)力連接件穿過所述成像箱體的箱壁與所述成像板物理連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述動(dòng)力連接件為永磁體，所述驅(qū)動(dòng)組件還包括支撐架、以及分設(shè)于所述支撐架頂部的頂部電磁體和底部的底部電磁體，所述永磁體設(shè)置于所述頂部電磁體和所述底部電磁體之間，所述頂部電磁體和所述底部電磁體的外側(cè)均分別設(shè)置有感應(yīng)線圈，所述頂部電磁體的中心和所述底部電磁體的中心與所述永磁體的中心位于同一直線上；或者，所述驅(qū)動(dòng)組件為步進(jìn)電機(jī)，所述動(dòng)力連接件為所述步進(jìn)電機(jī)的輸出軸。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像箱體內(nèi)為真空，所述動(dòng)力連接件穿過所述成像箱體的箱壁與所述成像板物理連接時(shí)還設(shè)置有密封元件。
12.根據(jù)權(quán)利要求1至11任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像板采用具有漫反射和漫透射性質(zhì)的材料形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像板采用具有高韌度的塑料或樹脂形成基板，或采用具有高硬度、高韌度的玻璃形成基板，所述基板的兩側(cè)板面經(jīng)粗糙處理或在所述板面設(shè)置散射粒子。
14.根據(jù)權(quán)利要求1至13任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像光源為激光光源，所述激光光源根據(jù)所述圖像數(shù)據(jù)源發(fā)射對(duì)應(yīng)強(qiáng)度、對(duì)應(yīng)持續(xù)時(shí)間的激光光束。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像光源包括至少一個(gè)單色激光光源，所述光源調(diào)節(jié)單元中棱鏡模組的數(shù)量與所述激光光源的個(gè)數(shù)相同。
16.根據(jù)權(quán)利要求6至15任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置，其特征在于，所述成像光源和所述光源調(diào)節(jié)單元置于同一控光罩內(nèi)，所述控光罩的罩口朝向所述成像箱體。
17.—種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括權(quán)利要求1至16任一項(xiàng)所述的真三維立體成像裝置。
【文檔編號(hào)】G02B27/22GK103823307SQ201410051729
【公開日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2014年2月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月14日
【發(fā)明者】王尚 申請(qǐng)人:京東方科技集團(tuán)股份有限公司