[發(fā)明專利]一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010920822.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112019831B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 閆興鵬;劉云鵬;蔣曉瑜;嚴(yán)志強(qiáng);屈強(qiáng);毛巖;劉新蕾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍陸軍裝甲兵學(xué)院
• 主分類號(hào): H04N13/232
• 分類號(hào): H04N13/232;G02B30/27
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 劉鳳玲

本發(fā)明涉及拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)。該拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)通過(guò)在集成成像捕獲系統(tǒng)中，利用場(chǎng)鏡對(duì)目標(biāo)光場(chǎng)成像，而后將微透鏡陣列和記錄介質(zhì)放在像之前捕獲虛擬光場(chǎng)信息，能夠有效拓寬視場(chǎng)區(qū)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及集成成像技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)

光場(chǎng)三維顯示始終是國(guó)內(nèi)外研究熱點(diǎn)，集成成像技術(shù)作為其中一種技術(shù)手段也被廣泛關(guān)注。集成成像技術(shù)原理可以概括為：首先利用一組微透鏡陣列捕獲目標(biāo)光場(chǎng)三維信息，在記錄介質(zhì)上形成帶有視差信息的元素圖像陣列，然后利用同一組微透鏡陣列重構(gòu)光場(chǎng)波前，進(jìn)而顯示三維光場(chǎng)。圖1展示了其基本原理，其中，圖1的(a)部分為捕獲原理示意圖，圖1(b)部分為重構(gòu)原理示意圖。

傳統(tǒng)的集成成像技術(shù)，再現(xiàn)時(shí)將物體的贗實(shí)像呈現(xiàn)在觀察者的眼前，如圖2所示。可以看出，采用傳統(tǒng)方法時(shí)，不僅不能夠得到具有正確深度信息的像，也會(huì)局限視場(chǎng)區(qū)域的大小。圖中視場(chǎng)區(qū)域受到元素圖像陣列(微透鏡陣列)尺寸、成像距離以及透鏡視角的共同影響，當(dāng)透鏡視角不大，旁軸近似的情況下，可認(rèn)為視場(chǎng)區(qū)域的值等于元素圖像陣列(微透鏡陣列)尺寸。當(dāng)目標(biāo)光場(chǎng)采樣不足，限制了元素圖像陣列(微透鏡陣列)尺寸的大小時(shí)，視場(chǎng)區(qū)域也會(huì)有所限制。

研究表明，傳統(tǒng)集成成像技術(shù)中，人眼所能感受到的視場(chǎng)區(qū)域被捕獲光場(chǎng)信息時(shí)的各項(xiàng)要求所限制。

因此提供一種能夠有效拓寬集成成像系統(tǒng)視覺(jué)區(qū)域的方法或系統(tǒng)，是本領(lǐng)域亟待解決的一個(gè)技術(shù)問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)，以能夠?qū)沙上裣到y(tǒng)視覺(jué)區(qū)域進(jìn)行有效拓展。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法，包括：

采用場(chǎng)鏡對(duì)目標(biāo)光場(chǎng)進(jìn)行成像；

采用微透鏡陣列和記錄介質(zhì)根據(jù)所述像捕獲虛擬光場(chǎng)信息，以拓寬視場(chǎng)區(qū)域。

優(yōu)選的，還包括：

采用平行光在所述記錄介質(zhì)的一側(cè)進(jìn)行照明，以便人眼在所述記錄介質(zhì)另一側(cè)的光線傳播方向上觀測(cè)得到三維光場(chǎng)的正立虛像。

一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的系統(tǒng)，包括：

成像模塊，用于采用場(chǎng)鏡對(duì)目標(biāo)光場(chǎng)進(jìn)行成像；

虛擬光場(chǎng)信息捕獲模塊，用于采用微透鏡陣列和記錄介質(zhì)根據(jù)所述像捕獲虛擬光場(chǎng)信息，以拓寬視場(chǎng)區(qū)域。

優(yōu)選的，還包括：

照射模塊，用于采用平行光在所述記錄介質(zhì)的一側(cè)進(jìn)行照明，以便人眼在所述記錄介質(zhì)另一側(cè)的光線傳播方向上觀測(cè)得到三維光場(chǎng)的正立虛像。

一種拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的系統(tǒng)，微透鏡陣列、記錄介質(zhì)和場(chǎng)鏡；

所述場(chǎng)鏡置于三維光場(chǎng)和所述微透鏡陣列之間；

所述所述微透鏡陣列置于所述記錄介質(zhì)和所述場(chǎng)鏡之間；

采用所述場(chǎng)鏡對(duì)目標(biāo)光場(chǎng)成像，而后采用所述微透鏡陣列和所述記錄介質(zhì)捕獲虛擬光場(chǎng)信息，以拓寬視場(chǎng)區(qū)域。

優(yōu)選的，所述記錄介質(zhì)為顯示屏。

優(yōu)選的，所述場(chǎng)鏡為凸透鏡。

根據(jù)本發(fā)明提供的具體實(shí)施例，本發(fā)明公開(kāi)了以下技術(shù)效果：

本發(fā)明提供的拓寬集成成像系統(tǒng)視場(chǎng)區(qū)域的方法和系統(tǒng)，通過(guò)在集成成像捕獲系統(tǒng)中，利用場(chǎng)鏡對(duì)目標(biāo)光場(chǎng)成像，而后將微透鏡陣列和記錄介質(zhì)放在像之前捕獲虛擬光場(chǎng)信息，能夠有效拓寬視場(chǎng)區(qū)域。

附圖說(shuō)明