3d成像方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及光学技术领域，尤其涉及一种3D成像方法及装置。
【背景技术】
[0002]随着三维(3 Dimens1ns，3D)成像技术的发展，其应用范围已普及到工业设计、模具设计、影视动漫等多个领域，给人们带来真实、立体的视觉享受。传统的3D成像系统通过两台完全相同参数的投影设备分别交替投射左眼图像和右眼图像，再通过相应的3D眼镜使左右眼图像在正确的时间透过相应的镜片进入人眼，进而人的大脑就可以根据左右眼的视差将左右眼图像合成为具有真实景深、无重影的三维立体图像。
[0003]可见，上述3D成像系统采用两台投影设备分别投射左右眼图像，不仅导致系统结构复杂，还增加了系统成本。另外，与投影设备配套使用的3D眼镜一般包括快门式和偏振式两种。如果采用快门式3D眼镜，则会进一步提高系统成本，特别是影院等需要配置多个3D眼镜的应用场景，系统成本会更高；如果采用偏振式3D眼镜，则易发生重影现象，3D效果差，且易造成眼疲劳。因此，如何降低3D成像系统的成本，并保证其实现的3D效果，成为本领域亟需解决的问题。
【发明内容】
[0004]为克服相关技术中存在的问题，本申请提供一种3D成像方法及装置。
[0005]本申请第一方面提供一种3D成像方法；该方法包括:
[0006]将源3D图像光线通过双折射效应分离为携带左眼图像信息的第一偏振光线和携带右眼图像信息的第二偏振光线；
[0007]根据成像位置调整所述第一偏振光线和第二偏振光线的光路；
[0008]控制所述第一偏振光线和第二偏振光线交替射出；其中，所述第一偏振光线和第二偏振光线之间的交替频率与所述源3D图像光线的帧频率相同。
[0009]结合第一方面，在第一方面的第一种可行的实施方式中，该方法还包括:控制辅助平行光线与所述第一偏振光线和第二偏振光线共同射出。
[0010]结合第一方面，或者第一方面的第一种可行的实施方式，在第一方面的第二种可行的实施方式中，所述双折射效应包括:基于单轴晶体的自然双折射效应、基于无色光学玻璃的应力双折射效应，基于透明液体与其外加电场产生的电光双折射效应，以及，基于透明液体与其外加磁场产生的磁致双折射效应。
[0011]本申请第二方面提供一种3D成像装置；该装置包括:光源分离模块、光路调整模块和可控开关模块，所述光路调整模块设置于所述光源分离模块和可控开关模块之间；
[0012]所述光源分离模块用于，将源3D图像光线通过双折射效应分离为携带左眼图像信息的第一偏振光线和携带右眼图像信息的第二偏振光线；
[0013]所述光路调整模块用于，根据成像位置调整所述第一偏振光线和第二偏振光线的光路；
[0014]所述可控开关模块用于，控制所述第一偏振光线和第二偏振光线交替射出；其中，所述第一偏振光线和第二偏振光线之间的交替频率与所述源3D图像光线的帧频率相同。
[0015]结合第二方面，在第二方面的第一种可行的实施方式中，该装置还包括:亮度补偿模块，用于向所述可控开关模块发射辅助平行光线，以使得所述辅助平行光线与所述第一偏振光线和第二偏振光线共同射出。
[0016]结合第二方面，或者第二方面的第一种可行的实施方式，在第二方面的第二种可行的实施方式中，所述光源分离模块包括以下任意一种:
[0017]可以产生自然双折射效应的单轴晶体、可以产生应力双折射效应的无色光学玻璃、可以产生电光双折射效应的透明液体及其外加电场构成的第一光学器件、可以产生磁致双折射效应的透明液体及其外加磁场构成的第二光学器件。
[0018]由以上技术方案可知，本申请实施例通过双折射效应将源3D图像光线分离为两束携带图像信息的偏振光线、调整双折射得到的两束偏振光线的光路，并控制两束偏振光线交替射出，即可实现3D成像；由于上述成像方法的实施仅需要一台具有相应功能的成像装置，相对于传统3D投影技术必须使用两套成像设备的情况，因此本申请可以简化系统结构，降低系统成本；另外，由于携带图像信息的两束偏振光线交替射出投影设备造成的视差可以是观察者直接看到3D图像，不需要佩戴相应的3D眼镜，即实现裸眼3D成像，故可以节省配置3D眼镜的投资，进一步降低系统成本。
[0019]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
【附图说明】
[0020]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
[0021]图1是本申请实施例提供的一种3D成像方法的流程图。
[0022]图2是本申请实施例提供的一种3D成像方法的原理图。
[0023]图3是本申请实施例提供的另一种3D成像方法的原理图。
[0024]图4是本申请实施例提供的一种3D成像装置的结构示意图。
[0025]图5是本申请实施例提供的另一种3D成像装置的结构示意图。
【具体实施方式】
[0026]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本发明相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本发明的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0027]图1为本申请实施例提供的一种3D成像方法的流程图图。如图1所示，该方法包括以下步骤。
[0028]S11、将源3D图像光线通过双折射效应分离为携带左眼图像信息的第一偏振光线和携带右眼图像信息的第二偏振光线。
[0029]所谓双折射效应，即一束自然光入射到各向异性的媒介中(入射方向可以为该媒介的光轴以外的任意方向)折射出两束线偏振光的现象；其中，两束线偏振光的振动方向相互垂直。如图2所示的本申请实施例所述的3D成像方法的原理图，S表示源3D图像光线、M表不各向异性的媒介；S沿光轴L外的某一方向入射到M中，折射出偏振方向互相垂直的线偏振光ο和e (即上述第一偏振光线和第二偏振光线)，两束线偏振光携带的图像信息分别作为左眼图像和右眼图像。
[0030]S12、根据成像位置调整所述第一偏振光线和第二偏振光线的光路。
[0031]S13、控制所述第一偏振光线和第二偏振光线交替射出。
[0032]其中，所述第一偏振光线和第二偏振光线之间的交替频率与所述源3D图像光线的帧频率相同。
[0033]在得到携带左眼图像和右眼图像的偏振光线ο和e后，为实现3D成像，需要将两束偏振光线在预设位置处汇聚为3D图像；有鉴于此，本申请实施例一方面通过调整两束偏振光线ο和e的光路来控制其汇聚点，也即控制成像位置，另一方面通过控制两束偏振光线ο和e交替射出，从而形成观察者左右眼的视差，进而在观察者大脑中合成3D图像。如图2所示，可以通过透镜N的折射作用改变偏振光线ο和e的光路，通过液晶遮蔽开关K控制ο和e交替射出。
[0034]基于以上原理可知，本申请实施例可以仅通过一套成像设备实现3D成像，其中该成像设备具有如下三个功能:通过双折射效应将源3D图像光线分离为两束携带图像信息的偏振光线、调整双折射得到的两束偏振光线的光路，以及控制两束偏振光线交替射出。因此，与传统3D投影技术必须使用两套成像设备的情况相比，应用本申请实施例可以为每个3D成像系统省去一套成像设备，从而简化系统结构，降低系统成本；另外，由于携带图像信息的两束偏振光线交替射出投影设备造成的视差可以是观察者直接看到3D图，不需要佩戴相应的3D眼镜，即本申请实施例可以实现裸眼3D技术，可以节省配置3D眼镜的投资，进一步降低系统成本。
[0035]另外，本申请实施例提供的3D成像方法的具体应用场景包括近眼3D显示器、3D电影放映机等。
[0036]本申请实施例所述的将源3D图像光线分离为两束偏振光线的双折射效应，其【具体实施方式】包括但不限于以下四种中的任意一种。
[0037]I)基于单轴晶体实现自然双折射效应:单轴晶体为各向异性的媒介，自然光沿其光轴外的任一方向射入即可发生双折射；其中，由于单轴晶体为自然形成的，故由其产生的双折射效应又称为自然双折射效应。
[0038]2)基于无色光学玻璃实现应力双折射效应:因内部密度不完全相同，故无色光学玻璃也是各向异性的媒介，也可以产生