一种无深度翻转三维成像系统的制作方法
【专利摘要】一种无深度翻转三维成像系统，包括：图像获取模块，该图像获取模块用于获取倒立一级像；图像翻转模块，该图像翻转模块用于将图像获取模块获取的一级像进行深度翻转得到二级像；采集模块，该采集模块与图像翻转模块相贴合，所述采集模块用于采集获二级像；显示模块，该显示模块用于将获取模块采集的二级像进行显示得到三维场景；所述图像获取模块、图像翻转模块、采集模块中心处于同一水平位置。本发明所述的一种无深度翻转三维成像系统，无需对图像进行二次获取，可单次实时获取无深度翻转像，无需任何数字计算，满足了实时性要求。
【专利说明】一种无深度翻转三维成像系统
【【技术领域】】
[0001]本发明属于三维立体显示【技术领域】，具体涉及一种无深度翻转三维成像系统。【【背景技术】】
[0002]集成成像是目前最有前景的三维显示技术之一，可以提供全彩色，准连续视差立体图像，并且不需要辅助观看设备等，无需相干光源，无视觉疲劳，因此得到了广泛应用。
[0003]传统集成成像将记录微单元图像阵列直接用于显示，如图1所示，传统集成成像在获取过程中，景物10经微透镜阵列11和位于微透镜阵列后焦面的图像传感器12对三维场景进行成像，得到一组微单元图像阵列。在重构过程，将记录的微单元图像阵列由图像传感器12显示，图像传感器放在微透镜阵列11的后焦面上，在微透镜阵列前方即可观看到三维重构图像13，但是三维重构图像13出现了深度翻转现象。
[0004]深度翻转一直是集成成像的瓶颈之一，研究者提出很多方法消除深度翻转效应。Ives等早在1931年提出两步光学记录模型，即将获取的微单元图像先进行光学重构，得到深度翻转的三维重构图像，对深度翻转的三维重构图像三维图像再次进行获取，将二次获取的微单元图像用于显示，即可消除深度翻转现象，但此方法需要额外的获取步骤，并且会导致图像退化。随后有人提出数字两步记录方法，即利用计算机模拟光学二次记录过程，但数字两步记录计算量大，难以满足实时性要求。
【
【发明内容】
】
[0005]针对现有技术不足，本发明提供一种无深度翻转三维成像系统，目的在于构造无深度翻转现象的集成成像系统，无需对图像进行二次获取，可单次实时获取无深度翻转像，无需任何数字计算，满足了实时性要求。
[0006]本发明提供一种无深度翻转三维成像系统，包括:
[0007]图像获取模块，该图像获取模块用于获取倒立一级像；
[0008]图像翻转模块，该图像翻转模块用于将图像获取模块获取的一级像进行深度翻转得到二级像；
[0009]采集模块，该采集模块与图像翻转模块相贴合，所述采集模块用于采集获二级像；
[0010]显示模块，该显示模块用于将获取模块采集的二级像进行显示得到三维场景；
[0011]所述图像获取模块、图像翻转模块、采集模块中心处于同一水平位置。
[0012]特别的，所述图像翻转模块为负折射率介质平板，该负折射率介质平板的折射率Ii1 为-1。
[0013]特别的，所述图像翻转模块高度大于获取模块高度，该图像翻转模块高度必须满足如下公式:
[0014]H > - + (N-1) P ,
_g _
[0015]其中，N为微透镜个数，P为单个微透镜高度，L为物距，g为像距。
[0016]特别的，所述图像翻转模块与获取模块的上下端设有黑色屏障。
[0017]特别的，所述采集模块为负折射率微透镜阵列，该采集模块折射率n2小于图像翻转模块折射率Ill。
[0018]特别的，所述显示模块为正折射率微透镜阵列，该显示模块折射率n3等于_n2。
[0019]特别的，所述图像获取模块为深度控制透镜。
[0020]相较于现有技术，本发明所提供的一种无深度翻转三维成像系统具有以下优点:
[0021]1.可单次实时获取无深度翻转像，无需二次获取；
[0022]2.成像过程中抑制图像降质，图像无畸变；
[0023]3.在深度翻转中图像分辨率无退化。
【【专利附图】
【附图说明】】
[0024]图1为现有技术集成成像原理图；
[0025]图2为本发明负折射率介质平板的成像原理图；
[0026]图3为光在负折射率介质空间到负折射率介质组成的球面透镜阵列的传播原理图；
[0027]图4为物体于本发明无深度翻转成像系统中成像过程图。
【【具体实施方式】】
[0028]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。
[0029]请参阅图2，不同深度的物体20 (此处选取A、B和C)所发出的光线经空气21经过负折射率平板23的折射，在负折射率介质平板23中对应形成正立实像24 (A'、B'、C')，
物体20和正立实像24位于折射界面22两侧，物距像距满足
【权利要求】
1.一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，包括: 图像获取模块(41)，该图像获取模块(41)用于获取倒立一级像； 图像翻转模块(43)，该图像翻转模块(43)用于将图像获取模块获取的一级像进行深度翻转得到二级像； 采集模块(45)，该采集模块(45)与图像翻转模块(43)相贴合，所述采集模块用于采集获_■级像； 显示模块(48)，该显示模块(48)用于将获取模块采集的二级像进行显示得到三维重构像， 所述图像获取模块(41)、图像翻转模块(43)、采集模块(45)中心处于同一水平位置。
2.根据权利要求1所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述图像翻转模块(43)为负折射率介质平板，该负折射率介质平板的折射率Ii1为-1。
3.根据权利要求1所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述图像翻转模块(43)高度大于获取模块(45)高度，该图像翻转模块(43)高度必须满足如下公式:
H > — + i /Vr -1) P ? _g 」 其中，N为微透镜个数，P为微透镜之间的间距，L为物距，g为像距。
4.根据权利要求1-3任一所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述图像翻转模块(43)与采集模块(45)的上下端设有黑色屏障(44)。
5.根据权利要求1所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述采集模块(45)为负折射率微透镜阵列，该采集模块(45)折射率n2小于图像翻转模块(43)折射率
6.根据权利要求1所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述显示模块(48)为正折射率微透镜阵列，该显示模块(48)折射率n3等于-n2。
7.根据权利要求1所述的一种无深度翻转三维成像系统，其特征在于，所述图像获取模块(41)为深度控制透镜。
【文档编号】H04N13/00GK104168470SQ201410406271
【公开日】2014年11月26日 申请日期:2014年8月19日 优先权日:2014年8月19日
【发明者】王晓蕊, 李玙霞, 张建磊, 陈晓祥, 黄曦, 刘德连, 董维科, 张建奇 申请人:西安电子科技大学