專利名稱：：一種多聚焦圖像生成及顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種多聚焦圖像生成及顯示裝置。
背景技術(shù)：
：圖像文件格式是記錄和存儲影像信息的格式，對數(shù)字圖像進(jìn)行存儲、處理、傳播，必須采用一定的圖像格式，也就是把圖像的像素按照一定的方式進(jìn)行組織和存儲，把圖像數(shù)據(jù)存儲成文件就得到圖像文件。圖像文件格式?jīng)Q定了應(yīng)該在文件中存放何種類型的信息，文件如何與各種應(yīng)用軟件兼容，文件如何與其它文件交換數(shù)據(jù)。目前圖片圖像格式有:BMP(Bitmap)格式、TIFF(TagImageFileFormat)格式(TIFF格式可加入作者、版權(quán)、備注以及自定義信息)、GIF(GraphicInterehangeFormat)格式(一種LZw壓縮格式)、JPEG格式(JointPhotographicExpertsGroup,聯(lián)合圖片專家組)、、PDF(PortableDocumentFormat)格式、PNG格式等。目前視頻圖像格式有:微軟視頻:wmv、asf、asx；RealPlayer:rm>rmvb；MPEG視頻:mpg、mpeg、mpe;手機(jī)視頻:3gp;Apple視頻:mov;Sony視頻:mp4、m4v;其他常見視頻:av1、dat、mkv、flv、vob等。視頻文件是一種容器封裝格式，即一個容器里面包裹著不同的軌道，使用的容器的格式關(guān)系到視頻檔的可擴(kuò)展性。上述圖片圖像及視頻圖像文件是二維圖像像素集合，即某一聚焦平面的所有圖像像素集合，由于物體遠(yuǎn)近距離不同(物距不同)，所以像距也不同，通過光學(xué)聚焦后的圖像平面有清晰的部分(聚焦點)，有模糊的部分(非聚焦點)，二維圖像記錄方式不能將遠(yuǎn)近不同的所有物體的成像聚焦點記錄下來。目前三維圖像記錄方式有STL、DXF、IGS、PLY、obj、3ds等格式的圖形文件作為數(shù)據(jù)交換接口，對圖形進(jìn)行交互式立體顯示，如IGS是一種通用的三維圖紙交流格式，用于solidedge、Pro/E等數(shù)控加工，這類圖像文件格式的像素點是三維坐標(biāo)格式，而且每個像素點是精確的物體三維坐標(biāo)，即用三維坐標(biāo)描述物體，本發(fā)明提出的圖像格式是用三維坐標(biāo)描述光學(xué)聚焦平面所有的圖像像素，這些圖像像素有清晰的聚焦點，也有模糊的非聚焦點，和現(xiàn)有的三維建模圖像格式有區(qū)別。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所述圖像包括圖片圖像及視頻圖像。本發(fā)明一種多聚焦圖像文件格式即文件編碼方法或文件編碼格式。圖片圖像文件一般包含文件頭結(jié)構(gòu)(FILEHEADER)、信息頭結(jié)構(gòu)(INFOHEADER)Ji圖顏色表(RGBQUAD)、位圖像素數(shù)據(jù)，其中文件頭結(jié)構(gòu)、信息頭結(jié)構(gòu)定義文件的屬性特征即信息項，位圖顏色表、位圖像素數(shù)據(jù)是儲存圖像的邏輯位置。視頻圖像文件由文件頭、索引塊和數(shù)據(jù)塊組成，其中數(shù)據(jù)塊包含實際數(shù)據(jù)流，即圖像和聲音序列數(shù)據(jù)，索引塊包括數(shù)據(jù)塊列表和它們在文件中的位置，以提供文件內(nèi)數(shù)據(jù)隨機(jī)存取能力，文件頭包括文件的通用信息，定義數(shù)據(jù)格式，所用的壓縮算法等參數(shù)，由數(shù)據(jù)流生成視頻圖像文件的幀圖像。一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件由至少兩個不同像距的圖像構(gòu)成。一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件由至少兩個不同像距的圖像構(gòu)成，所述圖像像距值記錄在所述圖像文件中。一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件由至少兩個不同像距的圖像構(gòu)成，所述圖像之間的像間距值記錄在所述圖像文件中。一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件由至少兩個不同像距的圖像構(gòu)成，所述圖像像距或像間距值記錄在所述圖像文件中。所述一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件中包含焦距數(shù)值。所述一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件中包含清晰度值摘要或索引。所述一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件中包含分區(qū)坐標(biāo)及像距組成的索引列表；或分區(qū)坐標(biāo)及像距標(biāo)簽組成的索引列表。一種多聚焦圖像文件格式，其特征是:圖像文件由至少兩個不同像距的圖像構(gòu)成，所述圖像的圖像像素點坐標(biāo)由三維坐標(biāo)描述即X、1、Z，其中X、y描述圖像的像素點在像距聚焦面的位置，z描述像素點在x、y決定的平面的法向距參照平面的距離。一種多聚焦圖像視頻文件編碼格式，封裝形式包含視頻軌、音頻軌，其特征是:封裝形式中包含多個視頻軌，每個視頻軌有其像距標(biāo)簽或像間距標(biāo)簽。所述多聚焦圖像視頻文件編碼格式，其特征是:封裝形式中還包含圖像清晰度值摘要或索引。一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:裝置由一組成像透鏡、至少兩組單聚焦成像組件構(gòu)成，所述單聚焦成像組件包括分光鏡、成像單元，分光鏡將成像透鏡的部分光線分配給所述的成像單元成像。一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:裝置由一組成像透鏡、至少兩組前后排列疊加的透明成像單元構(gòu)成，所述透明成像單元負(fù)責(zé)不同像距的圖像成像。一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:裝置由成像透鏡、變焦裝置、成像單元組成，所述變焦裝置負(fù)責(zé)成像變焦，變焦裝置同時負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的像距數(shù)值，所述變焦裝置在攝像時處于往復(fù)運(yùn)動狀態(tài)，一個往復(fù)運(yùn)動周期獲得的一組圖像為一個多聚焦圖像文件。所述一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:在攝像時變焦裝置的運(yùn)動是勻速的。所述一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:在攝像時變焦裝置的運(yùn)動是震子運(yùn)動方式即正弦波方式。所述一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:在攝像時變焦裝置的運(yùn)動是步進(jìn)方式?！N多聚焦圖像生成裝置，其特征是:裝置由一組成像透鏡、至少兩組前后不遮光排列且不在同一像距平面的線陣感光單元構(gòu)成，所述線陣感光單元通過運(yùn)動掃描生成圖像。所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元的運(yùn)動掃描方式是單臂旋轉(zhuǎn)掃描、或雙臂旋轉(zhuǎn)掃描、或圓柱狀旋轉(zhuǎn)掃描、或平行掃描。所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元和成像透鏡的光路中設(shè)置柱狀失真矯正透鏡。所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元和成像透鏡之間的距離可調(diào)。所述成像單元或線陣感光單元是(XD或COMS元件。所述的一種多聚焦圖像生成裝置應(yīng)用于照相機(jī)、攝像機(jī)、顯微鏡。一種多聚焦圖像文件處理方法，其步驟是:A、獲取多聚焦圖像文件；B、確定主聚焦面圖像；C、提取相鄰聚焦面圖像；D、將相鄰聚焦面圖像和主聚焦面圖像進(jìn)行清晰度圖像融合處理形成融合圖像I;E、提取另一相鄰聚焦面圖像；F、將另一相鄰聚焦面圖像和融合圖像I進(jìn)行清晰度圖像融合處理形成融合圖像2;G、提取次相鄰聚焦面圖像；H、將次相鄰聚焦面圖像和融合圖像2進(jìn)行清晰度圖像融合處理形成融合圖像3;1、提取另一次相鄰聚焦面圖像；J、將另一次相鄰聚焦面圖像和融合圖像3進(jìn)行清晰度圖像融合處理形成融合圖像4;K、重復(fù)上述圖像融合處理直至形成最終融合圖像。所述一種多聚焦圖像文件處理方法，其特征是步驟Dl還包括如下子步驟:a、兩幅圖像進(jìn)行融合處理如有調(diào)整圖像尺寸的步驟，即調(diào)整其中一幅圖像的尺寸后和另一幅圖像尺寸完全吻合山、兩幅圖像進(jìn)行圖像融合處理時兩幅圖像的像素點是擇一選取，即融合圖像的像素點是兩幅圖像的像素點的擇一選取結(jié)果。或，考慮到主聚焦面圖像的清晰顯示，其特征是步驟ITK還包括如下子步驟:主聚焦面圖像和相鄰聚焦面圖像融合時擇一選擇主聚焦面圖像中清晰的圖像像素形成融合圖像I;圖像I和另一相鄰聚焦面圖像融合時擇一選擇圖像I中清晰的圖像像素形成融合圖像2;依次將融合后的圖像和其它聚焦面圖像進(jìn)行融合時擇一選擇融合后的圖像中清晰的圖像像素形成最終融合圖像。所述一種多聚焦圖像文件處理方法，其特征是步驟Dl還包括如下子步驟:a、兩幅圖像進(jìn)行融合處理前有調(diào)整圖像像素點X、I坐標(biāo)的步驟，即調(diào)整其中一幅圖像的圖像像素點X、y坐標(biāo)和另一幅圖像的圖像像素點X、y坐標(biāo)完全一致；b、兩幅圖像進(jìn)行圖像融合處理時兩幅圖像的像素點是擇一選取，即融合圖像的像素點是兩幅圖像的像素點的擇一選取結(jié)果?！N多聚焦圖像文件處理方法，其特征是:進(jìn)行圖像顯示時是提取某一像距的圖像進(jìn)行當(dāng)前顯示，顯示控制的觸發(fā)方式至少是如下方式之一:控制按鈕觸發(fā)方式、控制按鈕鼠標(biāo)拖動觸發(fā)方式、鼠標(biāo)坐標(biāo)觸發(fā)方式、鼠標(biāo)坐標(biāo)及按鍵觸發(fā)方式、觸屏觸發(fā)方式、觸屏觸動點坐標(biāo)及觸屏觸發(fā)方式、眼球關(guān)注點觸發(fā)方式。所述提取某一像距的圖像的步驟還包括:對圖像清晰度進(jìn)行判斷的步驟；或檢索查詢清晰度值摘要或索引并確定清晰度值最高的步驟，或確定由分區(qū)坐標(biāo)及像距組成的索引列表中像距的步驟；或確定由分區(qū)坐標(biāo)及像距標(biāo)簽組成的索引列表中像距標(biāo)簽的步驟。一種多聚焦圖像文件處理方法，其步驟是:S1、由攝像頭獲取眼球圖像，通過識別跟蹤軟件判斷眼球的關(guān)注點，并確定關(guān)注點坐標(biāo)；S2、根據(jù)關(guān)注點的坐標(biāo)在多聚焦圖像文件中提取關(guān)注點區(qū)域清晰的圖像進(jìn)行當(dāng)前顯示。進(jìn)一步，步驟S2中還包括根據(jù)眼球關(guān)注點坐標(biāo)在多聚焦圖像清晰度索引或摘要中查找關(guān)注點區(qū)域清晰的對應(yīng)圖像，即某一像距值的圖像，并將所述對應(yīng)的圖像作為當(dāng)前圖像在顯示界面顯示。目前圖像融合技術(shù)有:中國專利公告200910104632.1公開了一種利用Fisher分類與小波變換的多聚焦圖像融合方法；中國專利公告200910147247.5圖像處理設(shè)備、成像設(shè)備、圖像處理方法及程序；中國專利公告201010527509.3一種基于小波變換和領(lǐng)域特征的多聚焦圖像融合方法；中國專利公告200710064739.9一種圖像合成方法及裝置；中國專利公告200810017326.X基于成像機(jī)理與非采樣Contourlet變換多聚焦圖像融合方法。本發(fā)明的有益效果是:通過多聚焦圖像生成裝置可以拍攝遠(yuǎn)近不同物體的所有聚焦面圖像，并生成一種多聚焦圖像文件格式，這樣可以在后期對圖像文件進(jìn)行處理，比如取出某一物體的聚焦圖像，或?qū)D像進(jìn)行融合處理，生成一種遠(yuǎn)近物體均聚焦的清晰圖像，或者根據(jù)攝像裝置的焦距、物體的像距、聚焦面的像間距計算物體的距離和物體的相對距離，或生成物體的立體圖像。采用分光鏡及線陣多聚焦成像堆的實施方案可以解決拍攝活動多聚焦圖像的難題?；谘矍蚋櫻b置瀏覽多聚焦圖像，可以實現(xiàn)人眼關(guān)注點對現(xiàn)實世界的模擬，即多聚焦顯示裝置實現(xiàn)變焦顯示，形成一種全新的圖像觀看方式，包括圖片和視頻。圖1為透鏡成像聚焦時像距隨物距變化的關(guān)系圖。圖2為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用分光鏡的實施方案。圖3為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用透明成像單元的實施方案。圖4為圖3中透明成像單元中圖像像素坐標(biāo)描述方式。圖5為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用成像單元往復(fù)運(yùn)動的實施方案。圖6為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用線陣感光單元布置在契形斜面上并跟隨斜面在X軸方向往復(fù)運(yùn)動掃描成像的實施方案。圖7為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用雙臂線陣感光單元旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。圖8為圖7中雙臂線陣感光單元z軸方向的視圖。圖9為圖7中雙臂線陣感光單元z軸方向立體布置圖。圖10為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用單臂線陣感光單元旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。圖11為圖10中單臂線陣感光單元z軸方向的視圖。圖12為圖10中單臂線陣感光單元z軸方向立體布置圖。圖13為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用線陣感光單元布置在直徑不同的圓柱結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。圖14為階梯掃描信號電壓U、時間t、z軸位移關(guān)系圖。圖15為本發(fā)明成像單元合成多聚焦圖像文件的步驟圖。圖16為本發(fā)明線陣感光單元生成多聚焦圖像文件的步驟圖。圖17為本發(fā)明圖像融合的一種方法。圖18為本發(fā)明提供的一種圖像瀏覽器或視頻播放器界面圖。圖19為本發(fā)明多聚焦圖像文件生成三維圖像的步驟。圖20為線陣運(yùn)動編碼器圖像編碼原理。圖21為空間三維圖像成像原理。圖22為基于人眼關(guān)注點的多聚焦圖像觀看方式原理圖。圖23為多聚焦圖像文件建立清晰度摘要或索引的原理圖。[0066]圖24為采用像距標(biāo)簽為標(biāo)識的一種圖像清晰區(qū)域摘要或索引表。圖25為圖24建立圖像清晰區(qū)域摘要或索引表中像距標(biāo)簽k值的步驟。具體實施方式以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。圖1為透鏡成像聚焦時像距隨物距變化的關(guān)系圖。透鏡成像公式(又稱高斯成像公式)形式為:l/f=l/u+l/v其中f為焦距，凸正凹負(fù)；u為物距；v為像距，實正虛負(fù)。公式變換為:v=f*u/(u_f),實像的成像范圍為像距f2f,對應(yīng)的物距為"2fV對u求導(dǎo)數(shù)為:ν’=-Γ2*(ιι-Τ(-2)，可以得出:越靠近2f的導(dǎo)數(shù)絕對值越大，即斜率越大，即像距的變化率越大；越靠近f的導(dǎo)數(shù)絕對值越小，即斜率越小，即像距的變化率越小。圖示說明，要獲取不同物距物體的清晰圖像，靠近2f附近的成像單元要密集布置，靠近f附近的成像單元可以稀疏布置；或關(guān)鍵像距位置密集布置；或成像單元布置在f2f之間某一段形成多聚焦成像堆，成像單元之間的距離可調(diào)，多聚焦成像堆和成像透鏡之間的距離可調(diào)。同時圖示也說明，根據(jù)需要，只要布置有限數(shù)量的成像單元就可以獲得不同物距物體的清晰圖像。如果在f"2f全域布置成像單元，形成全聚焦圖像。如果采用全景鏡頭，如魚眼鏡頭，可以形成全景全聚焦圖像。對于成像透鏡組，如變焦系統(tǒng)，本發(fā)明所述成像范圍f2f是變焦系統(tǒng)的成像區(qū)域。本發(fā)明光學(xué)成像原理以物體位于⑴2f，成像范圍位于f2f的單透鏡為例說明，對于物體位于2ff，成像范圍則為2fc，如顯微鏡、電影放映的屏幕，所以本發(fā)明所述成像范圍f2f不再適合，可以用成像區(qū)域來表述，所以本發(fā)明所述成像范圍疒2f概念理解為成像區(qū)域，多聚焦成像堆位于成像區(qū)域。所述多聚焦成像堆應(yīng)用于照相機(jī)、攝像機(jī)、顯微鏡。事實上，照相機(jī)、攝像機(jī)所拍攝的物體一般在遠(yuǎn)大于2f的位置，所以成像區(qū)域一般位于接近f的位置，顯微鏡的成像一般在遠(yuǎn)大于物鏡2f的位置，所以實際應(yīng)用中是關(guān)鍵像距位置密集布置成像單元，較佳的實施方案是采用一定像距方向厚度的多聚焦成像堆作為成像單元，應(yīng)用于所需的成像區(qū)域。圖2為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用分光鏡的實施方案。201、202、203、204、205是不同距離的物體，206為成像透鏡，207、210、211、214、215為布置在不同像距的成像單兀,208、209、212、213為分光鏡,分光鏡的作用是透射一部分光，反射一部分光，這樣可以把光線分為兩個投射方向。這里以選取5個不同距離的物體為例說明，通過調(diào)節(jié)成像單元的像距，使成像單元207位于物體201的聚焦面，成像單元210位于物體202的聚焦面，成像單元211位于物體203的聚焦面，成像單元214位于物體204的聚焦面，成像單元215位于物體205的聚焦面,分光鏡208負(fù)責(zé)將一部分光線分配給成像單兀207,分光鏡209負(fù)責(zé)將一部分光線分配給成像單元210，分光鏡212負(fù)責(zé)將一部分光線分配給成像單元211，分光鏡213負(fù)責(zé)將一部分光線分配給成像單元214，這樣每個成像單元均可以獲取各自聚焦面物體的清晰圖像。圖3為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用透明成像單元的實施方案。301、302、303是不同距離的物體，304是成像透鏡，305、306、307為排列疊加在一起的透明成像單元，至少2個排列疊加在一起的透明成像單元組成三維成像單元，圖中以3個透明成像單元組成的三維成像單元為例，通過調(diào)節(jié)三維成像單元的像距，透明成像單元305位于物體301的聚焦面，透明成像單元306位于物體302的聚焦面，透明成像單元307位于物體303的聚焦面，這樣在三維成像單元中形成不同距離物體的清晰圖像。進(jìn)一步，所述透明成像單元密集布置，例如透明成像單元之間的距離等于透明成像單元像素的距離，這樣就形成三維成像堆或三維成像單元，在三維成像堆或三維成像單元中，任一像素點都可以通過X，y，z坐標(biāo)描述確定，這樣就可以記錄透鏡成像空間內(nèi)所有的像素點，在圖像重現(xiàn)時可以截取任一像距平面的圖像進(jìn)行平面顯示，所述截取任一像距平面的圖像表現(xiàn)形式為某一像距的圖像。另外，也可以將所有像素點進(jìn)行空間立體圖顯示。圖4為圖3中透明成像單元中圖像像素坐標(biāo)描述方式。pi是透明成像單元305中的某一像素點，像素點的坐標(biāo)是(xl，yl，zl)，其中xl，yl是圖像像素點在圖像平面的二維坐標(biāo)，所述二維坐標(biāo)是現(xiàn)有圖像文件格式中圖像像素位置的表達(dá)封裝方式，zl是像素點在z軸方向的位置表達(dá)，可以是絕度距離，如Pl像素點距離成像透鏡中心的距離，或距離焦點的距離，也可以是相對距離，如透明成像單元之間的相對距離。同理p2是透明成像單元306中的某一像素點，像素點的坐標(biāo)是(x2，y2,z2)，p3是透明成像單元307中的某一像素點，像素點的坐標(biāo)是&3，7343)。透明成像單元排列疊加在一起的距離可以是等距或不等距，如靠近2f的位置布置密集，靠近f位置布置稀疏；或關(guān)鍵像距位置密集布置；或透明成像單元布置在疒2f之間某一段形成多聚焦成像堆，多聚焦成像堆和成像透鏡之間的距離可調(diào)。圖5為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用成像單元往復(fù)運(yùn)動的實施方案。401是物體，402是成像透鏡，403是遠(yuǎn)距聚焦位置，即最遠(yuǎn)處物體的聚焦位置，404是近距聚焦位置，即最近處物體的聚焦位置，405是運(yùn)動驅(qū)動裝置，即攝像伺服裝置。裝置在攝像過程中，由運(yùn)動驅(qū)動裝置驅(qū)動成像單元沿z軸方向往復(fù)運(yùn)動，一個運(yùn)動周期形成一個完整圖像格式包，所述圖像格式包至少包含2個聚焦面圖像幀。運(yùn)動驅(qū)動裝置的運(yùn)動方式有:1、直線運(yùn)動方式，即成像單元在z軸方向，在f2f之間以勻速來回往復(fù)運(yùn)動；2、振子運(yùn)動方式，即成像單元在z軸方向，在f2f之間以正弦波震動方式來回往復(fù)運(yùn)動，振幅為焦距f，震動周期為T，則像距V可以表達(dá)為:v=0.5*f*sin(2Πt/T),V對時間求導(dǎo)為:v’=f*(Π/T)*cos(2Πt/T),參數(shù)v及V’用于圖像格式編碼，Π為圓周率；3、步進(jìn)運(yùn)動方式，即中途有瞬間靜止的運(yùn)動方式，即成像單元在z軸方向，在Γ2.之間來回往復(fù)運(yùn)動過程中至少有2個靜止時間段，靜止時間段為一個圖像幀周期。運(yùn)動驅(qū)動裝置的運(yùn)動方式由運(yùn)動掃描信號控制，運(yùn)動掃描信號根據(jù)運(yùn)動方式相應(yīng)地分為:1、線性掃描信號，即可以驅(qū)動成像單元沿ζ軸方向以均勻速度來回往復(fù)運(yùn)動；2、正弦波掃描信號，即可以驅(qū)動成像單元沿ζ軸方向以正弦波震動方式來回往復(fù)運(yùn)動；3、階梯掃描信號，即可以驅(qū)動成像單元沿ζ軸方向來回往復(fù)運(yùn)動，運(yùn)動過程中至少有2個靜止時間段，靜止時間段為一個圖像幀周期FT，圖14為階梯掃描信號電壓U、時間t、ζ軸位移關(guān)系圖，zl、z2、z3分別為成像單元在z軸的3個靜止點，靜止時間段為FT，即一個圖像幀周期，3個靜止點分別對應(yīng)電壓值ul、u2、u3，即電壓值ul、u2、u3在FT靜止時間段保持不變。u-z圖可以看出成像單元隨掃描電壓值移動，即發(fā)生的位移由電壓值控制。根據(jù)人眼的視覺暫留，一般最低為24Hz，如果選取運(yùn)動驅(qū)動裝置的掃描頻率為24Hz,即周期約0.04秒，成像單元圖像幀周期必須小于0.04秒，如選取1/500秒，則一個運(yùn)動周期內(nèi)可以容納20幀不同像距的圖像，這樣就可以形成多聚焦活動圖像。對于振子運(yùn)動方式，考慮到震動物體的固有頻率，實施時通過調(diào)節(jié)成像單元的附加質(zhì)量及固定裝置的彈性使固有頻率和驅(qū)動掃描信號頻率一致。所述運(yùn)動方式即運(yùn)動掃描方式，即成像單元按運(yùn)動方式在透鏡成像區(qū)域來回往復(fù)掃描運(yùn)動。對于拍攝一組圖像的照相機(jī)裝置，可以采用拍攝拍攝過程中成像單元僅完成一個運(yùn)動掃描周期，拍攝過程記錄所有圖像像素點的坐標(biāo)(X，y,Z)，形成多聚焦圖像文件。圖6為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用線陣感光單元布置在契形斜面上并跟隨斜面在X軸方向往復(fù)運(yùn)動掃描成像的實施方案。601、602、603為不同距離的物體，604為成像透鏡，605為契形斜面，契形斜面605上布置有線陣感光單元，606為線陣感光單元之一，線陣感光單元由點光電芯片組成，目前掃描儀就是采用的這種線陣感光單元掃描成像的，兩個相鄰線陣感光單元在z軸方向的垂直投影距離為h，h值可以作為像距值參數(shù)，線陣感光單元布置在z軸投影距離f2f之間，可以是等距布置或不等距布置，如靠近2f的位置布置密集，靠近f位置布置稀疏。裝置在攝像時，契形斜面605在X投影方向來回往復(fù)運(yùn)動，這樣不同像距的線陣感光單元通過X方向掃描，獲取不同像距的聚焦面圖像。契形斜面605在X投影方向以勻速來回往復(fù)運(yùn)動的方式，或振子運(yùn)動方式，即契形斜面605在X投影方向以正弦波震動方式來回往復(fù)運(yùn)動。所述運(yùn)動方式即運(yùn)動掃描方式，即線陣感光單元按運(yùn)動方式在透鏡成像區(qū)域來回往復(fù)掃描運(yùn)動。所述線陣感光單元的掃描運(yùn)動為平行掃描，即線陣感光單元在X軸方向的往復(fù)運(yùn)動軌跡是相互平行的。線陣感光單兀的構(gòu)造是將感光點光電芯片排列在一直線上，光電芯片一般為(XD或C0MS，同時，每個感光點還負(fù)責(zé)像素點的三基色分離，現(xiàn)有技術(shù)有:濾光片色分離技術(shù)、三CCD色分離技術(shù)、單CCD色分離掃描技術(shù)。線陣感光單元的感光點獲取的像素點信號是模擬信號，所以還有將模擬信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號的過程，即A/D轉(zhuǎn)換。線陣感光單元是一種一維圖像傳感器，現(xiàn)有的一維圖像傳感器用于傳統(tǒng)的掃描儀。圖7為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用雙臂線陣感光單元旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。701、702、703為不同距離的物體，704為成像透鏡，705、706、707、708、709、710為雙臂線陣感光單元，711為轉(zhuǎn)軸，雙臂線陣感光單元的中心點連接在轉(zhuǎn)軸711上。裝置攝像時，雙臂線陣感光單元705、706、707、708、709、710隨轉(zhuǎn)軸711轉(zhuǎn)動掃描不同像距的聚焦面，生成不同像距聚焦面的圖像。本實施方案的運(yùn)動方式是雙臂線陣感光單元在透鏡成像區(qū)域旋轉(zhuǎn)形成聚焦面的運(yùn)動掃描方式。圖8為圖7中雙臂線陣感光單元z軸方向的視圖。雙臂線陣感光單元可以均勻布置也可以不均勻布置。或關(guān)鍵像距位置密集布置。或雙臂線陣感光單元布置在f2f某一段，雙臂線陣感光單元之間的距離可調(diào)，雙臂線陣感光單元和成像透鏡之間的距離可調(diào)，即雙臂線陣感光單元可以在z軸方向來回移動進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖9為圖7中雙臂線陣感光單元z軸方向立體布置圖。雙臂線陣感光單元布置在f2f之間，可以是等距布置或不等距布置，如靠近2f的位置布置密集，靠近f位置布置稀疏?；蜿P(guān)鍵像距位置密集布置?；螂p臂線陣感光單元布置在某一段形成線陣多聚焦成像堆，雙臂線陣感光單元之間的距離可調(diào)，雙臂線陣感光單元和成像透鏡之間的距離可調(diào)，即線陣多聚焦成像堆可以在z軸方向來回移動進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖10為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用單臂線陣感光單元旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。1001、1002、1003為不同距離的物體，1004為成像透鏡，1005、1006、1007、1008、1009、1010為單臂線陣感光單元，1011為轉(zhuǎn)軸，單臂線陣感光單元的一端連接在轉(zhuǎn)軸1011上。裝置攝像時，單臂線陣感光單元1005、1006、1007、1008、1009、1010隨轉(zhuǎn)軸1011轉(zhuǎn)動掃描不同像距的聚焦面，生成不同像距聚焦面的圖像。本實施方案的運(yùn)動方式是單臂線陣感光單元在透鏡成像區(qū)域旋轉(zhuǎn)形成聚焦面的運(yùn)動掃描方式。圖11為圖10中單臂線陣感光單元z軸方向的視圖。單臂線陣感光單元可以均勻布置也可以不均勻布置；或關(guān)鍵像距位置密集布置；或單臂線陣感光單元布置在疒2f某一段形成線陣多聚焦成像堆，單臂線陣感光單元之間的距離可調(diào)，單臂線陣感光單元和成像透鏡之間的距離可調(diào)，即線陣多聚焦成像堆可以在z軸方向來回移動進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖12為圖10中單臂線陣感光單元z軸方向立體布置圖。單臂線陣感光單元布置在f2f之間，可以是等距布置或不等距布置，如靠近2f的位置布置密集，靠近f位置布置稀疏；或關(guān)鍵像距位置密集布置；或單臂線陣感光單元布置在某一段形成線陣多聚焦成像堆，單臂線陣感光單元之間的距離可調(diào)，單臂線陣感光單元和成像透鏡之間的距離可調(diào)，即線陣多聚焦成像堆可以在z軸方向來回移動進(jìn)行調(diào)節(jié)。圖13為本發(fā)明多聚焦圖像生成裝置采用線陣感光單元布置在直徑不同的圓柱結(jié)構(gòu)上旋轉(zhuǎn)掃描成像的實施方案。1301、1302、1303為線陣感光單元，1304為轉(zhuǎn)軸，1305為柱狀失真矯正透鏡，線陣感光單元布置在不同半徑的圓周上且前后不遮光，布置的徑向距離為f2f之間，通過線陣感光單元在不同半徑的圓周轉(zhuǎn)動掃描生成不同像距聚焦面的圖像。本實施方案的運(yùn)動方式是線陣感光單元在透鏡成像區(qū)域柱狀旋轉(zhuǎn)形成聚焦柱面的運(yùn)動掃描方式。線陣感光單元在徑向布置的方式可以是徑向等間距布置或徑向不等間距布置，如靠近2f的位置布置密集，靠近f位置布置稀疏。或線陣感光單元在關(guān)鍵像距位置密集布置。或線陣感光單元布置在f2f之間的某一段形成線陣多聚焦成像堆，線陣感光單元徑向間距可調(diào)，轉(zhuǎn)軸和成像透鏡之間的距離可調(diào)，即轉(zhuǎn)軸1304可以在z軸方向來回移動調(diào)節(jié)，或者說線陣多聚焦成像堆可以在z軸方向來回移動調(diào)節(jié)。事實上，照相機(jī)、攝像機(jī)所拍攝的物體一般在遠(yuǎn)大于2f的位置，所以成像區(qū)域一般位于接近f的位置，顯微鏡的成像一般在遠(yuǎn)大于物鏡2f的位置，所以實際應(yīng)用中是關(guān)鍵像距位置密集布置成像單元，較佳的實施方案是采用一定像距方向厚度的線陣多聚焦成像堆作為成像單元，應(yīng)用于所需的成像區(qū)域。[0110]本實施方案即圓柱狀掃描實施方案，考慮到圓柱狀掃描會產(chǎn)生柱狀圖像失真，可以在成像透鏡的光路中設(shè)置柱狀失真矯正透鏡1305來矯正柱狀圖像失真，具體可以設(shè)置在成像透鏡和線陣感光單元之間的光路中。傳統(tǒng)圖像文件格式屬性表中有:寬度、高度、水平分辨率、垂直分辨率、位深度、幀數(shù)、設(shè)備、焦距、顏色表示、ISO速度、時間、地址等，本發(fā)明的圖像文件格式中包含數(shù)個不同聚焦面的圖像，由不同聚焦面圖像封裝而成，除傳統(tǒng)圖像屬性外增加聚焦面間距、像距參數(shù)。聚焦面間距即像間距。所述不同聚焦面的圖像即成像透鏡的成像區(qū)域空間中某一截面圖像。本發(fā)明圖像文件格式屬性表:權(quán)利要求1.一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:裝置由一組成像透鏡、至少兩組前后不遮光排列且不在同一像距平面的線陣感光單元構(gòu)成，所述線陣感光單元通過運(yùn)動掃描生成圖像。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元的運(yùn)動掃描方式是平行掃描。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元的運(yùn)動掃描方式是單臂旋轉(zhuǎn)掃描、或雙臂旋轉(zhuǎn)掃描。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元的運(yùn)動掃描方式是圓柱狀旋轉(zhuǎn)掃描。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種多聚焦圖像生成裝置，其特征是:線陣感光單元和成像透鏡的光路中設(shè)置柱狀失真矯正透鏡。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多聚焦圖像生成裝置對應(yīng)的一種多聚焦圖像顯示裝置，其特征是:裝置由眼球跟蹤裝置和圖像顯示裝置組成，眼球跟蹤裝置由攝像頭和識別跟蹤軟件構(gòu)成，攝像頭負(fù)責(zé)獲取眼球圖像，識別跟蹤軟件負(fù)責(zé)對攝像頭獲取的眼球圖像進(jìn)行識別跟蹤以確定眼球關(guān)注點坐標(biāo)，圖像顯示裝置包含多聚焦顯示軟件，多聚焦顯示軟件根據(jù)確定的眼球關(guān)注坐標(biāo)提取相應(yīng)圖像進(jìn)行當(dāng)前顯示。專利摘要本實用新型涉及一種多聚焦圖像生成及顯示裝置。其特征是裝置由一組成像透鏡、至少兩組單聚焦成像組件構(gòu)成，所述單聚焦成像組件包括分光鏡、成像單元；裝置由一組成像透鏡、至少兩組前后排列疊加的透明成像單元構(gòu)成；裝置由成像透鏡、變焦裝置、成像單元組成，所述變焦裝置負(fù)責(zé)成像變焦，變焦裝置同時負(fù)責(zé)提供相應(yīng)的像距數(shù)值；裝置由一組成像透鏡、至少兩組前后不遮光排列且不在同一像距平面的線陣感光單元構(gòu)成，所述線陣感光單元通過運(yùn)動掃描生成圖像。有益效果是通過多聚焦圖像生成裝置可以拍攝遠(yuǎn)近不同物體的所有聚焦面圖像，并生成一種多聚焦圖像文件格式，這樣可以在后期對圖像文件進(jìn)行處理，如多聚焦顯示裝置實現(xiàn)變焦顯示。文檔編號G06T5/50GK202957905SQ20122069344公開日2013年5月29日申請日期2012年12月16日優(yōu)先權(quán)日2012年12月16日發(fā)明者吳凡申請人:吳凡