[实用新型]一种立体成像装置

说明书

本实用新型公开了一种立体成像装置，涉及三维投影成像领域，尤其是通过裸眼可以直接观测的立体成像装置。本实用新型中，水雾发生器在螺旋透镜组件的上方产生均匀的水雾。外罩壳用于将水雾固定在一定的区域。螺旋透镜组件由N个依三维螺旋线等距分布的正透镜组成并绕三维螺旋线的轴线转动；螺旋透镜组件的转动速率大于等于20r/s。光源闪烁的频率大于等于螺旋透镜组件转动速率与正透镜个数的积；光源位于螺旋透镜组件的下方，随着螺旋透镜组件的转动，光源发出的光透过正透镜在水雾中分N层依次聚焦，并在N个焦平面及非焦平面的其他区域形成光亮度的差异，从而水雾漫反射形成了立体成像。本实用新型具有噪音小，可裸眼观测的立体成像的优点。

技术领域

本实用新型涉及三维投影成像领域，尤其是通过裸眼可以直接观测的立体成像装置。

背景技术

进入新世纪以来，各行业等对三维成像均有研究和实际应用，三维成像也成为未来科学领域的一门实用学科。而现有技术实现大致有以下几种：

1)美国麻省一位叫Chad Dyne的理工研究生发明了一种空气投影和交互技术，它可以在气流形成的墙上投影出具有交互功能的图像。此技术来源海市蜃楼的原理，将图像投射在水蒸气上，由于分子震动不均衡，可以形成层次和立体感很强的图像。但该种方式的缺点是只能进行二维投影，无法进行三维投影。

2)日本公司Science and Technology发明了一种可以用激光束来投射实体的3D影像，这种技术是利用氮气和氧气在空气中散开时，混合成的气体变成灼热的浆状物质，并在空气中形成一个短暂的3D图像。这种方法主要是不断在空气中进行小型爆破来实现的。该种方式的缺点是利用强激光将空气电离太过危险。

3)南加利福尼亚大学创新科技研究院研制了一种360度全息显示屏，这种技术是将图像投影在一种高速旋转的镜子上从而实现三维图像。但该种方式的缺点是也太过危险且交互性差。

因此，如何能提供一种安全性高、交互性强、功耗低且可实现彩色成像立体成像装置，成为业界亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型针对上述现有问题，进行了研究改进，本实用新型的目的之一为提供噪音小，可裸眼观测的立体成像装置。

为此目的，本实用新型公开了以下技术方案为一种立体成像装置，包括水雾发生器、螺旋透镜组件、外罩壳和光源。所述水雾发生器在所述螺旋透镜组件的上方产生均匀的水雾。所述外罩壳用于将水雾固定在一定的区域。所述螺旋透镜组件由N个依三维螺旋线等距分布的正透镜组成并绕三维螺旋线的轴线转动；所述螺旋透镜组件环绕三维螺旋线轴线转动；所述螺旋透镜组件的转动速率大于等于20r/s。所述光源闪烁的频率大于等于所述螺旋透镜组件转动速率与所述正透镜个数的积；所述光源位于所述螺旋透镜组件的下方，随着所述螺旋透镜组件的转动，所述光源发出的光透过所述正透镜在所述水雾中分N层依次聚焦，并在N个焦平面及非焦平面的其他区域形成光亮度的差异，从而水雾漫反射形成了立体成像。

上述方案中，所述螺旋透镜组件还包括固定轴、遮光板、光源和壳体。所述固定轴的侧面设有沿三维螺旋线等距开设的N个固定孔；所述正透镜的一端固定于所述固定孔中，且所述正透镜个数与所述固定孔个数适配；所述正透镜的焦距大于所述三维螺旋线端部两个所述正透镜的垂直距离。所述遮光板位于光源和与所述光源最近的位于三维螺旋线端部的所述正透镜之间；所述遮光板上设有用于所述光源透光的开口；所述遮光板的外周和所述壳体的内侧壁适配，所述开口的形状和大小可以与所述正透镜的形状和大小相适应，所述开口的大小不大于所述正透镜的大小。所述光源位于所述遮光板的下方，所述光源通过所述开口为正透镜提供光。所述固定轴、所述正透镜、所述遮光板及光源位于所述壳体内。所述固定轴带动所述螺旋透镜组件同步转动，实现快速变焦；所述固定轴转动速率R大于等于20r/s；所述水雾发生器均布与透镜组的外周。透镜组由N个依三维螺旋线等距分布的正透镜组成。