使用平坦表面基于楔的成像的系统和方法技术方案

揭示了一种楔成像器和用楔成像器成像的技术。在一个实施例中，楔成像包括：包括相对的基本平坦的面的简单楔；捕捉输入到楔中的光的多相机和/或光学系统——输入到楔中的光然后被分割成图像内容的至少两个等分。在另一实施例中，揭示了校正每一个等分图像内容的失真以及将两个等分合并或‘拼接’在一起以形成垫片楔的物体输入表面的单个图像。在另一实施例中，为了限制极高FOV(视野)要求，可沿楔的单端使用双图像传感器和成像光学器件的阵列来捕捉多个侧面相邻的窄子区间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利说明】置量在交互式显示器领域中，接近显示器表面在靠近交互的XY位置处实现交互(例如触摸或者姿势)可能是合乎需要的。在一些系统中，已知围绕显示器的周界放置相机阵列，相机阵列可被用来感测姿势。然而，往往存在与这种交互可多近才能被感测到有关的限制一一以及通过这些手段在非常接近显示器的中央区域处实现交互的困难性。为了弥补这些限制，一些系统已经采用了远心背投成像系统，远心背投成像系统可结合LCD显示器使用，但是这种传统成像系统可能是体积大的一一因此导致可能厚的显示器。为了适应更薄的形状因子，一些系统采用可在空域中光学折叠的成像系统，从而允许相当薄的形状因子，对于37英寸显示器来说大约5至6英寸厚，对于平铺的折叠式成像系统来说甚至更薄，可能2至3英寸。然而，如果希望薄，则对于此类类似尺寸的显示器，楔光学器件有时可被用来将厚度保持在大约I至2英寸，并且可能低于I至2英寸。为了实现这一点，一些系统采用光导形式的大规模折叠的成像系统。然而，这种设计通常有至少一个表面为复杂二维曲面轮廓，该表面具有如下厚度轮廓:在相机厚端处开始是适中的，然后朝向长度的前三分之一左右平滑增加，然后朝向薄端以轻微的曲率倾斜。然而在此类系统中，成像区域被限制到朝向薄端的后1/2到2/3长度左右。此类系统可因此使用采用“头到脚”配置的两个楔。为了覆盖放置在楔成像系统上的整个显示区域，每个楔可覆盖大约一半显示区域。此外，表面曲率应被精确制造，而这可能是困难的。在这种系统中，从靠近相机视觉系统的角度空间映射到楔的出射面处的位置空间的所有光线在从楔出射之前往往遭遇相同数量的反弹。概沭以下提供了本创新的简单概述，以提供对本文本所述的某些方面的基本理解。该概述不是所要求保护的主题的广泛概览。既不是要标识所要求保护的主题的要点或关键性元素，也不是要详细描述本专利技术的范围。唯一的目的是以简化形式呈现所要求保护的主题的某些概念，作为稍后呈现的更详细描述的前奏。揭示了一种楔成像器和用楔成像器成像的技术。在一个实施例中，楔成像包括:包括相对的基本平坦的面的简单楔；捕捉输入到楔中的光的多相机和/或光学系统一一输入到楔中的光然后被分割成至少两个等分(parity)的图像内容。在另一实施例中，揭示了校正每一个等分图像内容的失真以及将这两个等分合并或‘拼接’在一起以形成垫片楔的表面的单个图像的图像处理技术。在另一实施例中，为了限制极高FOV(视野)要求，可沿楔的单端使用双图像传感器和成像光学器件的阵列来捕捉多个侧面相邻的窄子区间。在一个实施例中，揭示了一种楔成像器，所述楔成像器包括:楔，所述楔包括能传导光的材料；所述楔进一步包括第一基本平坦表面和第二基本平坦表面；所述第一基本平坦表面和所述第二基本平坦表面被布置成使得进入所述第一基本平坦表面的光能沿所述楔向下引导到第一端；光学系统，所述光学系统被布置在所述第一端处并能接受向下引导到所述第一端的所述光以及在所述光单次通过所述楔之后对所述光成像。揭示了一种用于对来自楔成像器的光数据进行图像处理的方法，所述楔成像器包括:楔、第一图像传感器和第二图像传感器，所述方法包括:输入来自第一图像传感器的图像数据，所述第一图像传感器捕捉来自由楔成像器传导的光的第一等分的多个带的图像数据，所述楔成像器包括第一基本平坦表面和第二基本平坦表面；输入来自第二图像传感器的图像数据，所述第二图像传感器捕捉来自由所述楔成像器传导的光的第二等分的多个带的图像数据；根据与来自所述第一等分和所述第二等分的每个所述带相关联的一弧形区间来映射每个所述带以形成多个无失真的弧形区间，每个无失真的弧形区间与所述带之一相关联；以及将所述无失真的弧形区间中的每一个的图像拼接在一起以形成在所述第一基本平坦表面输入的图像。当与本申请中呈现的附图结合阅读时，在下面的详细描述中呈现了本系统的其它特征和方面。附图简沐示例性实施例被例示在所参考的附图中。意图是本文所揭示的实施例和附图应被认为是说明性的而非限制性的。图1描绘了使用平面表面的基于楔的成像系统的一个实施例。图2例示出成像楔饼形光学示意图，示出弧形的成像表面，对于该弧形的成像表面希望在传感器平面形成共轭图像。图3A、图3B、以及图3C描绘了透过楔光导厚端看到的希望被成像的一个等分的图像共轭表面的数学描述。图4描绘了成像楔的示范测试的结果。图5例示出捕捉两个不同的等分图像A和B以及去失真并拼接这两个等分图像内容以形成输入成像表面处的物体内容的经校正的完整图像的方法。图6A、B和C示出在相对的楔输入面处的接受位置到厚端处的角度的光线扇形映射。图7A、B和C示出在使用底部反射镜的情况下在楔输入面处的接受位置到厚端处的角度的光线扇形映射。图8A、B和C就某些示例性位置示出沿楔的各位置处的两个接受束，由成像‘带’的宽度分隔开。详细描沐如此处所使用的，术语“组件”、“系统”、“界面”等旨在指计算机相关实体，或者是硬件、软件(比如在执行中的)，和/或是固件。例如，组件可以是在处理器上运行的进程、处理器、对象、可执行程序、程序和/或计算机。举例来说，运行在服务器上的应用和服务器都可以是组件。一个或多个组件可驻留在进程内，并且某一组件可位于一个计算机上和/或分布在两个或更多个计算机之间。参照附图描述所要求保护的主题，其中相同的附图标记贯穿全文地用来指代相同的元素。在下面的描述中，出于解释的目的，阐述了众多具体细节以便提供对本创新的透彻理解。但是显而易见的是，没有这些具体细节也可实践所要求保护的主题。在其他实例中，以框图形式示出公知的结构和设备以便于描述本创新。座直在本申请的许多实施例中，揭示了包括简单楔类结构的另选成像结构。对于此类楔类结构的使用往往简化硬件制造要求。通过使用楔类结构，连同某种图像处理(如本文中进一步描述的)，降低成像成本是可能的。图1是楔类成像器100的一个实施例。成像器100可包括安放在垫片楔104上的可选转向膜102。楔104包括透明或者半透明的材料——例如玻璃、塑料或者适合于为了成像的目的而传导光的其他已知光学材料。楔104还包括两个基本平坦的(或者线性的)表面106a和106b。底面106b可包括镜面(例如金属或者二向色性的)--或者某种其他适合反射表面一一例如要么在表面106b上，要么在邻近表面106b的反射镜或部分反射层或膜上。来自物体的光如图1中的箭头所指示的那样在第一基本平坦表面处进入楔一一通过一组反射(如本文中进一步描述的那样)沿着楔向下传导(或者其他方式向下引导)到位于楔的一端(例如厚端)的光学系统。在这个实施例中，进入光学系统的光可仅在一次通过楔之后被成像一一也就是说，光不需要从厚端反射以重新穿过楔并返回到光学系统。合适的光学系统的一个实施例可包括若干光学组件，如图1所述。光在光圈108处进入光学系统。从光圈108逸出的光输入到出射棱镜110——并进入包括中继透镜112a和112b、反光镜114a和114b的光学成像系统和/或光路，并最后到达图像传感器116a和116b。如将被描述的那样，进入楔成像器100的光往往被分离成两个等分(parity)--最终导向传感器116a (即检测来自第一等分A的光)和导向传感器116b (即检测来自第二等分B的光)。在此实施例中，通过使用图像处理能力，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种楔成像器，所述楔成像器包括：楔，所述楔包括能传导光的材料；所述楔进一步包括第一基本平坦表面和第二基本平坦表面，所述第二基本平坦表面进一步包括反射表面；所述第一基本平坦表面和所述第二第一基本平坦表面被布置成使得进入所述第一基本平坦表面的光能沿所述楔向下引导到第一端；光学系统，所述光学系统被布置在所述第一端并能接受向下引导到所述第一端的所述光以及在所述光单次通过所述楔之后对所述光进行成像。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：K·鲍威尔，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：美国;US