[發明專利]三維成像系統及方法

有效

• 申請號: 202010626761.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN112180619B
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發明（設計）人: 李健儒;郭信宏;柳喻翔;陳冠廷
• 申請（專利權）人: 財團法人工業技術研究院
• 主分類號: G02B30/56
• 分類號: G02B30/56
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 李芳華

1.一種三維成像系統，包括：

懸浮力場產生器，產生懸浮力場，使多個散射粒子懸浮并分布于投影平面，所述散射粒子對入射光進行散射，其中所述懸浮力場產生器包括配置于散射粒子的相對兩側的揚聲器陣列、永久磁鐵或電磁鐵；

投影模塊，投射影像于所述投影平面；以及

控制器，耦接所述懸浮力場產生器及所述投影模塊，經配置以：

控制所述懸浮力場產生器改變所述懸浮力場，使所述散射粒子所分布的所述投影平面在顯示空間中移動，其中包括依據所述顯示空間的大小，調整所述揚聲器陣列中的各個揚聲器、所述永久磁鐵或所述電磁鐵的參數，以在所述顯示空間中產生用以控制所述散射粒子分布的所述投影平面的懸浮力場平面，且在所述顯示空間的外圍產生屏障，以限制所述散射粒子于所述顯示空間內移動；

從由三維立體影像切分出的多張切平面影像中獲取符合所述投影平面的位置的切平面影像；以及

控制所述投影模塊投影所獲取的所述切平面影像至所述投影平面。

2.根據權利要求1所述的三維成像系統，還包括：

反射裝置，相對于所述懸浮力場產生器而配置，反射所述懸浮力場產生器所產生的所述懸浮力場，使得所述散射粒子懸浮并分布于所述懸浮力場產生器與所述反射裝置之間的所述投影平面。

3.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中所述散射粒子包括極性相同或不同的有機材料粒子、無機材料粒子、水分子、磁性粒子、帶電粒子、塑料粒子及高分子材料粒子其中之一或其組合。

4.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中所述散射粒子具有相同極性。

5.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中所述投影模塊包括配置于所述懸浮力場產生器的周圍、中心或所述散射粒子相對于所述懸浮力場產生器所在一側的另一側的至少一投影裝置。

6.根據權利要求5所述的三維成像系統，其中所述至少一投影裝置包括將至少一顏色的所述影像投射至所述投影平面或分別投射至所述投影平面的多個固定區間。

7.根據權利要求1所述的三維成像系統，其中所述控制器還依據所述揚聲器陣列中的各個所述揚聲器的特征、所述散射粒子的大小及材質以及所述顯示空間的大小、形狀、空氣阻力匯總的至少一者進行建模，以模擬對所述揚聲器給定不同的所述參數下所產生的聲場的聲壓分布，而用以作為控制所述聲場以移動所述散射粒子的依據。

8.根據權利要求1所述的三維成像系統，還包括：

屏障產生器，在所述顯示空間的周圍產生屏障，以限制所述散射粒子于所述顯示空間內移動。

9.根據權利要求1所述的三維成像系統，還包括：

粒子產生器，產生所述散射粒子并噴射所述散射粒子至所述顯示空間。

10.一種三維成像方法，適用于包括懸浮力場產生器、投影模塊及控制器的三維成像系統，其中所述懸浮力場產生器配置于多個散射粒子的相對兩側的揚聲器陣列、永久磁鐵或電磁鐵，所述方法包括下列步驟：

控制所述懸浮力場產生器產生懸浮力場，使所述散射粒子懸浮并分布于投影平面，經由改變所述懸浮力場，使所述散射粒子所分布的所述投影平面在顯示空間中移動，其中包括依據所述顯示空間的大小，調整所述揚聲器陣列中的各個揚聲器、所述永久磁鐵或所述電磁鐵的參數，以在所述顯示空間中產生用以控制所述散射粒子分布的所述投影平面的懸浮力場平面，且在所述顯示空間的外圍產生屏障，以限制所述散射粒子于所述顯示空間內移動；

從由三維立體影像切分出的多張切平面影像中獲取符合所述投影平面的位置的切平面影像；以及

控制所述投影模塊投影所獲取的所述切平面影像至所述投影平面。