3d成像方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本申請涉及光學技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D成像方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著三維(3 Dimens1ns，3D)成像技術(shù)的發(fā)展，其應用范圍已普及到工業(yè)設計、模具設計、影視動漫等多個領(lǐng)域，給人們帶來真實、立體的視覺享受。傳統(tǒng)的3D成像系統(tǒng)通過兩臺完全相同參數(shù)的投影設備分別交替投射左眼圖像和右眼圖像，再通過相應的3D眼鏡使左右眼圖像在正確的時間透過相應的鏡片進入人眼，進而人的大腦就可以根據(jù)左右眼的視差將左右眼圖像合成為具有真實景深、無重影的三維立體圖像。
[0003]可見，上述3D成像系統(tǒng)采用兩臺投影設備分別投射左右眼圖像，不僅導致系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復雜，還增加了系統(tǒng)成本。另外，與投影設備配套使用的3D眼鏡一般包括快門式和偏振式兩種。如果采用快門式3D眼鏡，則會進一步提高系統(tǒng)成本，特別是影院等需要配置多個3D眼鏡的應用場景，系統(tǒng)成本會更高；如果采用偏振式3D眼鏡，則易發(fā)生重影現(xiàn)象，3D效果差，且易造成眼疲勞。因此，如何降低3D成像系統(tǒng)的成本，并保證其實現(xiàn)的3D效果，成為本領(lǐng)域亟需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為克服相關(guān)技術(shù)中存在的問題，本申請?zhí)峁┮环N3D成像方法及裝置。
[0005]本申請第一方面提供一種3D成像方法；該方法包括:
[0006]通過起偏器件將源光線轉(zhuǎn)換為線偏振光線；
[0007]將所述線偏振光線射入施加有交變磁場的各向同性介質(zhì)中，得到混合偏振光線；其中，所述混合偏振光線包括振動面夾角固定的第一線偏振光和第二線偏振光，且所述第一線偏振光的振動面與所述線偏振光線的振動面平行；
[0008]根據(jù)所述混合偏振光線執(zhí)行圖像顯示，使得觀察者可以通過與所述第一線偏振光對應的第一檢偏器件得到第一線偏振光對應的第一目標圖像，并通過與所述第二線偏振光對應的第二檢偏器件得到第二線偏振光對應的第二目標圖像。
[0009]結(jié)合第一方面，在第一方面的第一種可行的實施方式中，所述根據(jù)所述混合偏振圖像光線執(zhí)行圖像顯示，包括:通過數(shù)字微鏡器件對所述混合偏振圖像光線執(zhí)行圖像顯示。
[0010]結(jié)合第一方面，在第一方面的第二種可行的實施方式中，所述根據(jù)所述混合偏振圖像光線執(zhí)行圖像顯示，包括:通過液晶顯示器件對所述混合偏振圖像光線執(zhí)行圖像顯示。
[0011]本申請第二方面提供一種3D成像裝置；該裝置包括:偏振模塊、偏轉(zhuǎn)模塊和成像豐吳塊；
[0012]其中，所述偏振模塊用于，將源光線轉(zhuǎn)換為線偏振光線；
[0013]所述偏轉(zhuǎn)模塊包括各向同性介質(zhì)和交變磁場發(fā)生器件，用于對將所述線偏振圖像光線光線的振動面進行偏轉(zhuǎn)，得到混合偏振圖像光線光線；其中，所述混合偏振圖像光線光線包括振動面夾角固定的第一線偏振光和第二線偏振光，且所述第一線偏振光的振動面與所述線偏振圖像光線光線的振動面平行；
[0014]所述成像模塊用于，根據(jù)所述混合偏振光線執(zhí)行圖像顯示，使得觀察者可以通過與所述第一線偏振光對應的第一檢偏器件得到第一線偏振光對應的第一目標圖像，并通過與所述第二線偏振光對應的第二檢偏器件得到第二線偏振光對應的第二目標圖像。
[0015]結(jié)合第二方面，在第二方面的第一種可行的實施方式中，所述成像模塊包括:數(shù)字微鏡器件。
[0016]結(jié)合第二方面，在第二方面的第二種可行的實施方式中，所述成像模塊包括:液晶顯示器件。
[0017]由以上技術(shù)方案可知，本申請實施例可以僅通過一套成像設備實現(xiàn)3D成像，其中該成像設備具有如下三個功能:將源光線轉(zhuǎn)換為線偏振光線、將所述線偏振光線通過法拉第效應轉(zhuǎn)化為由偏振方向不同的兩種線偏振光構(gòu)成的混合偏振光線，以及根據(jù)所述混合偏振光線執(zhí)行圖像顯示；觀察者通過普通的偏振式3D眼鏡即可獲得偏振方向不同的左/右眼圖像，從而可以在觀察者大腦中合成3D圖像。因此，與傳統(tǒng)3D投影技術(shù)必須使用兩套成像設備的情況相比，應用本申請實施例可以為每個3D成像系統(tǒng)省去一套成像設備，從而簡化系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低系統(tǒng)成本；另外，偏振式3D眼鏡成本較低，可以節(jié)省配置3D眼鏡的投資，進一步降低系統(tǒng)成本。
[0018]應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節(jié)描述僅是示例性和解釋性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0019]此處的附圖被并入說明書中并構(gòu)成本說明書的一部分，示出了符合本發(fā)明的實施例，并與說明書一起用于解釋本發(fā)明的原理。
[0020]圖1是本申請實施例提供的一種3D成像方法的流程圖。
[0021]圖2是本申請實施例所應用的法拉第效應的原理圖。
[0022]圖3是本申請實施例提供的3D成像方法的原理圖。
[0023]圖4是本申請實施例提供的一種3D成像裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0024]這里將詳細地對示例性實施例進行說明，其示例表示在附圖中。下面的描述涉及附圖時，除非另有表示，不同附圖中的相同數(shù)字表示相同或相似的要素。以下示例性實施例中所描述的實施方式并不代表與本發(fā)明相一致的所有實施方式。相反，它們僅是與如所附權(quán)利要求書中所詳述的、本發(fā)明的一些方面相一致的裝置和方法的例子。
[0025]圖1為本申請實施例提供的一種3D成像方法的流程圖圖。如圖1所示，該方法包括以下步驟。
[0026]SI 1、通過起偏器件將源光線轉(zhuǎn)換為線偏振光線。
[0027]S12、將所述線偏振光線射入施加有交變磁場的各向同性介質(zhì)中，得到混合偏振光線。
[0028]其中，所述混合偏振光線包括振動面夾角固定的第一線偏振光和第二線偏振光，且所述第一線偏振光的振動面與所述線偏振光線的振動面平行。
[0029]S13、根據(jù)所述混合偏振光線執(zhí)行圖像顯示，使得觀察者可以通過與所述第一線偏振光對應的第一檢偏器件得到第一線偏振光對應的第一目標圖像，并通過與所述第二線偏振光對應的第二檢偏器件得到第二線偏振光對應的第二目標圖像。
[0030]線偏振光在各向同性(即物體的物理、化學等方面的性質(zhì)不會因方向的不同而變化)的介質(zhì)中傳播時，在平行于光傳播方向的磁場作用下，振動面會發(fā)生偏轉(zhuǎn)(即光矢量發(fā)生偏轉(zhuǎn))，該現(xiàn)象稱為法拉第效應，又稱磁致旋光效應。所謂振動面，即光的振動方向與傳播方向構(gòu)成的平面，也即光矢量方向與光傳播方向構(gòu)成的平面。如圖2所示，為便于描述相關(guān)矢量方向，建立空間直角坐標系Ο-xyz，其中，X軸正方向為光傳播方向軸正方向的光矢量E，其振動面為X軸和z軸構(gòu)成的平面S1，當其經(jīng)過平行于X軸的磁場B時，光矢量E以X軸為軸心，在垂直于光傳播方向的平面S0內(nèi)旋轉(zhuǎn)，得到光矢量E’，相應的，振動面以X軸為軸心向1軸負方向旋轉(zhuǎn)，由S1旋轉(zhuǎn)為E’和X軸構(gòu)成的平面S2 ;其中，光矢量或振動面轉(zhuǎn)過的角度Φ稱為法拉第轉(zhuǎn)角，其大小計算公式為Φ = VBd(B為磁場強度，d為光線在該磁場中經(jīng)過的路徑長度，V為費爾德常數(shù))。
[0031]本申請實施例根據(jù)以上原理，將單一線偏振光轉(zhuǎn)化為光矢量方向不同的兩束線偏振光(即上述混合偏振光線)。如圖3所示原理圖，為便于描述相關(guān)矢量方向，建立空間直角坐標系Ο-xyz，其中，X軸正方向為光傳播方向。源光線L1為自然光(非偏振光)，其光矢量方向包括垂直于z軸的所有方向(即y軸和z軸構(gòu)成的平面內(nèi)的所有矢量方向)。
[0032]為實現(xiàn)法拉第效應，在步驟S11中，通過起偏器件T1 (如偏振片)對源光線L1進行過濾，得到光矢量方向只限于固定的兩個相反方向的線偏振光線L2。例如，圖3所示起偏器件T1只允許光矢量方向為z軸正方向和z軸負方向(可以統(tǒng)稱為平行于z軸的方向)的光線透過，其他方向的光線均被濾除，從而得到L2的波形為圖3所示的平面直角坐標系0-χζ中的正弦(余弦)曲線。
[0033]在步驟S12中，在交變磁場B0的作用下，對線偏振光線L2進行偏轉(zhuǎn)；其中，該交變磁場的磁場強度與L2傳播方向平行。由于在一定的介質(zhì)中，無論線偏振光沿磁場方向相同或逆磁場方向傳播，光矢量的偏轉(zhuǎn)方向不變，故在交變磁場B0的大小及方向周期性變化過程中，法拉第轉(zhuǎn)角Φ的方向不變，即:當B0為零時，Φ為零，L2不偏轉(zhuǎn)；當即由零趨近于正/負向最大值時，Φ增大，L2偏轉(zhuǎn)。因此，在交變磁場的作用下，L2在偏轉(zhuǎn)和不偏轉(zhuǎn)兩種狀態(tài)之間交替變換，得到偏振方向不同的兩種線偏振光構(gòu)成的混合偏振光線，如圖3所示，該混合偏振光線包括:不偏轉(zhuǎn)狀態(tài)對應的第一線偏振光L2’和偏轉(zhuǎn)狀態(tài)對應的第二線偏振光L3 (L2’和L3對應的振動面相交于X軸)。
[0034]在步驟S13中，根據(jù)所述混合偏振光線執(zhí)行圖像顯示，具體為:將所述混合偏振光線(白光)作為投影顯示器件的入射光源，通過棱鏡將混合偏振光線轉(zhuǎn)換為有色混合偏振