[實用新型]一種立體成像裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820988492.3
• 申請日: 2018-06-26
• 公開（公告）號: CN208506384U
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張錦汕;胡琳娜;陳銓;任海崗
• 申請（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)紫金學(xué)院
• 主分類號: G02B27/22
• 分類號: G02B27/22;G02B7/04
• 代理公司: 南京知識律師事務(wù)所 32207
• 代理人: 李吉寬

本實用新型公開了一種立體成像裝置，涉及三維投影成像領(lǐng)域，尤其是通過裸眼可以直接觀測的立體成像裝置。本實用新型中，水霧發(fā)生器在螺旋透鏡組件的上方產(chǎn)生均勻的水霧。外罩殼用于將水霧固定在一定的區(qū)域。螺旋透鏡組件由N個依三維螺旋線等距分布的正透鏡組成并繞三維螺旋線的軸線轉(zhuǎn)動；螺旋透鏡組件的轉(zhuǎn)動速率大于等于20r/s。光源閃爍的頻率大于等于螺旋透鏡組件轉(zhuǎn)動速率與正透鏡個數(shù)的積；光源位于螺旋透鏡組件的下方，隨著螺旋透鏡組件的轉(zhuǎn)動，光源發(fā)出的光透過正透鏡在水霧中分N層依次聚焦，并在N個焦平面及非焦平面的其他區(qū)域形成光亮度的差異，從而水霧漫反射形成了立體成像。本實用新型具有噪音小，可裸眼觀測的立體成像的優(yōu)點。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及三維投影成像領(lǐng)域，尤其是通過裸眼可以直接觀測的立體成像裝置。

背景技術(shù)

進(jìn)入新世紀(jì)以來，各行業(yè)等對三維成像均有研究和實際應(yīng)用，三維成像也成為未來科學(xué)領(lǐng)域的一門實用學(xué)科。而現(xiàn)有技術(shù)實現(xiàn)大致有以下幾種：

1)美國麻省一位叫Chad Dyne的理工研究生發(fā)明了一種空氣投影和交互技術(shù)，它可以在氣流形成的墻上投影出具有交互功能的圖像。此技術(shù)來源海市蜃樓的原理，將圖像投射在水蒸氣上，由于分子震動不均衡，可以形成層次和立體感很強(qiáng)的圖像。但該種方式的缺點是只能進(jìn)行二維投影，無法進(jìn)行三維投影。

2)日本公司Science and Technology發(fā)明了一種可以用激光束來投射實體的3D影像，這種技術(shù)是利用氮氣和氧氣在空氣中散開時，混合成的氣體變成灼熱的漿狀物質(zhì)，并在空氣中形成一個短暫的3D圖像。這種方法主要是不斷在空氣中進(jìn)行小型爆破來實現(xiàn)的。該種方式的缺點是利用強(qiáng)激光將空氣電離太過危險。

3)南加利福尼亞大學(xué)創(chuàng)新科技研究院研制了一種360度全息顯示屏，這種技術(shù)是將圖像投影在一種高速旋轉(zhuǎn)的鏡子上從而實現(xiàn)三維圖像。但該種方式的缺點是也太過危險且交互性差。

因此，如何能提供一種安全性高、交互性強(qiáng)、功耗低且可實現(xiàn)彩色成像立體成像裝置，成為業(yè)界亟待解決的技術(shù)問題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型針對上述現(xiàn)有問題，進(jìn)行了研究改進(jìn)，本實用新型的目的之一為提供噪音小，可裸眼觀測的立體成像裝置。

為此目的，本實用新型公開了以下技術(shù)方案為一種立體成像裝置，包括水霧發(fā)生器、螺旋透鏡組件、外罩殼和光源。所述水霧發(fā)生器在所述螺旋透鏡組件的上方產(chǎn)生均勻的水霧。所述外罩殼用于將水霧固定在一定的區(qū)域。所述螺旋透鏡組件由N個依三維螺旋線等距分布的正透鏡組成并繞三維螺旋線的軸線轉(zhuǎn)動；所述螺旋透鏡組件環(huán)繞三維螺旋線軸線轉(zhuǎn)動；所述螺旋透鏡組件的轉(zhuǎn)動速率大于等于20r/s。所述光源閃爍的頻率大于等于所述螺旋透鏡組件轉(zhuǎn)動速率與所述正透鏡個數(shù)的積；所述光源位于所述螺旋透鏡組件的下方，隨著所述螺旋透鏡組件的轉(zhuǎn)動，所述光源發(fā)出的光透過所述正透鏡在所述水霧中分N層依次聚焦，并在N個焦平面及非焦平面的其他區(qū)域形成光亮度的差異，從而水霧漫反射形成了立體成像。

上述方案中，所述螺旋透鏡組件還包括固定軸、遮光板、光源和殼體。所述固定軸的側(cè)面設(shè)有沿三維螺旋線等距開設(shè)的N個固定孔；所述正透鏡的一端固定于所述固定孔中，且所述正透鏡個數(shù)與所述固定孔個數(shù)適配；所述正透鏡的焦距大于所述三維螺旋線端部兩個所述正透鏡的垂直距離。所述遮光板位于光源和與所述光源最近的位于三維螺旋線端部的所述正透鏡之間；所述遮光板上設(shè)有用于所述光源透光的開口；所述遮光板的外周和所述殼體的內(nèi)側(cè)壁適配，所述開口的形狀和大小可以與所述正透鏡的形狀和大小相適應(yīng)，所述開口的大小不大于所述正透鏡的大小。所述光源位于所述遮光板的下方，所述光源通過所述開口為正透鏡提供光。所述固定軸、所述正透鏡、所述遮光板及光源位于所述殼體內(nèi)。所述固定軸帶動所述螺旋透鏡組件同步轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)快速變焦；所述固定軸轉(zhuǎn)動速率R大于等于20r/s；所述水霧發(fā)生器均布與透鏡組的外周。透鏡組由N個依三維螺旋線等距分布的正透鏡組成。