[发明专利]光波前构造

说明书

技术领域

本发明涉及用于构造三维图像的设备和方法。

背景技术

本节介绍可能有助于促进更好地理解本发明的方面。因此，要从这个角度来阅读本节的陈述。本节的陈述不应被理解为对哪些是现有技术中或哪些不是现有技术的承认。

形成三维(3D)图像的一种方法包括使用全息图。在一种形式中，全息图是永久性光记录介质，其局部透射率记录来自被成像的三维场景散射的相干光束波前的相对振幅和相位信息。通过对曾经被曝光于光干涉图样的摄影介质进行显影，可产生永久性光记录介质。例如，通过对被三维场景散射的相干光束与相干参考光束进行干涉来制造光干涉图样。

为了产生三维图像，用适当的相干光束对全息图进行再照射。被再照射的全息图产生第一出射光束，其产生用于制作全息图的场景的三维图像。第一出射光束具有这样的波前，其上的相对相位和相对振幅与在产生全息图的制作过程中由场景初始地散射的光束的波前上的相对相位和相对振幅基本相同。被照射的全息图还产生第二出射光束，其产生用于制作全息图的场景的虚三维图像。

发明内容

虽然全息图可产生三维图像，依靠永久性光记录介质来制造三维图像是不方便的。在这里，不同的实施例通过用可重构阵列调制相干光束来产生三维图像，可产生明显不同的三维图像的序列。

第一方面的特征是一种用于产生三维图像的方法。该方法包括提供被所期望场景散射或透射通过所期望场景的相干光的相对相位在预选孔径上的逐像素映射。该方法包括响应于可重构镜片阵列被相干光束照射而定位该阵列的微镜，以产生波前在预选孔径上具有该逐像素映射的反射光。该方法还包括用相干光束照射可重构镜片阵列以使得能够产生所期望场景的三维图像。

第二方面的特征是一种设备。该设备包括具有选定波长的相干光的光源，以及布置为被该光源照射的可重构镜片阵列。该阵列包括多个可移动的微镜。每个微镜的最大有效横向线性尺寸比波长的十倍小。

附图说明

图1示意性地示出重建三维(3D)图像的方法；

图2A是，例如，根据图1的方法调制相干光束以产生三维图像的设备的框图；

图2B是，例如，根据图1的方法调制相干光束以产生三维图像的另一设备的框图；

图3是用于图2A和2B的设备的示例性可重构镜片阵列的示意顶视图；

图4是，例如，可在图2A和2B的设备中使用的示例性微机电系统(MEMS)致动微镜的斜视图；

图5是示出用于，例如，根据图1的方法和/或使用图2A和2B的设备来产生三维图像的方法的流程图；以及

图6是图2A、2B和3的可重构镜片阵列的一部分的示意侧视图，该视图示出其中的局部操作单元。

功能。

在附图中，一些特征的相对尺寸可被扩大以更清楚地示出一个或多个其中的结构。

在这里，通过附图和示例性实施例的详细说明更全面地说明不同的实施例。然而，本发明可体现为不同的形式，并且不限于附图和示例性实施例中说明的实施例。

具体实施方式

A)重建三维图像

图1示意性地示出了重建所期望场景的三维(3D)图像的方法。

为了形成实三维图像，相干光源可用相干光照射所期望场景，使得所期望场景散射或透射部分照射光，从而产生出射相干光束。出射光束的一部分经过，例如，如由孔径光阑定义的初始孔径，并在位于孔径另一侧的观看者眼中形成所期望场景的图像。在初始孔径上，出射相干光束的相对相位和强度的图样确定将被观看者看到的光束的形式。

在孔径上，有可能以逐像素的方式映射出射相干光束的电或磁场的相对强度和/或相位。相对相位在这种孔径上的逐像素映射的可行性，或相对振幅和相对相位两者在这种孔径上的逐像素映射的可行性，是重建三维图像的方法的基础。

为了重建三维图像，光源用相干光照射可重构镜片阵列。基于逐像素映射的形式，对可重构镜片阵列的镜片进行定位，以产生的出射相干光具有预选孔径上大致相同映射的方式，反射来自相干光源的入射照射光。就是说，出射相干光具有相对相位的或两者的相同逐像素映射。孔径是，例如，初始孔径或初始孔径的一部分。由于这种重建光束具有和所期望场景实际散射或透射的相干光束大致相同的映射，重建光束将在位于预选孔径右方的观看者眼中产生大致相同的三维图像。