用于光学设备的光学串扰缓解制造技术

公开了用于减少来自一个或多个光源的光通过反射离开护目镜和/或护目镜内的波导而进入光传感器的系统和方法。在各实施例中，可以在光传感器周围提供护罩以阻挡反射离开护目镜的光进入光传感器。在各实施例中，一个或多个凹槽的图案可以被形成在护目镜中以阻挡护目镜内的波导的光进入光传感器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于光学设备的光学串扰缓解背景用于例如增强现实环境的头戴式显示器设备常常使用有源照明相机来进行3D感测和测距。此类相机可采用用于发射脉冲光的一个或多个照明组装件，以及用于接收从相机视野内的对象反射回的激光的光传感器。接着可以使用例如飞行时间或结构化光的方法来确定到视野内对象的距离。一个或多个激光二极管和光传感器被安装在护目镜或其他光学屏蔽件之后，该其他光学屏蔽件出于美学被使用并且用于保护头戴式显示器设备的组件，包括一个或多个激光二极管和光传感器。常规头戴式显示器设备设计的问题在于来自一个或多个照明组装件的光可能被护目镜干扰并且被耦合到光传感器，藉此使深度相机测量失真。这可能有两种方式来发生。第一，来自激光二极管的光的某一部分根据菲涅尔等式可能被护目镜直接反射回光传感器。第二，护目镜的一个或两个表面上的污染物或者护目镜的表面涂层中的瑕疵可能使得来自激光二极管的光的某一部分耦合进入护目镜。在本文中被称为波导的这一现象将来自激光二极管的光传送通过护目镜并且进入光传感器。概述本技术的各实施例涉及用于减少来自一个或多个光源的光通过反射离开护目镜和/或护目镜内的波导而进入光传感器的系统和方法。在各实施例中，该系统可以被纳入一设备中，诸如头戴式显示器设备，包括安装在护目镜之后的成像设备。该成像设备可以是IR深度传感器，其包括一个或多个光源以及光传感器，它们一起操作以感测在深度传感器的视野内的对象的深度。在一个实施例中，该系统包括安装在相机的光传感器周围的护罩。该护罩对由一个或多个光源发射的光的波长可以是光学不透光的。因而，该护罩可以阻挡来自一个或多个光源的散射光线反射离开护目镜以及从机械组装件的二次反射(这原本可能进入光传感器)。该护罩可以通过垫圈被固定到护目镜，垫圈本身对于由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的。该垫圈通过在护罩与护目镜之间创建紧密接触来进一步阻挡来自一个或多个光源的光线进入光传感器。在又一实施例中，该系统包括用于干扰护目镜中波导的光而不抵达光传感器的一个或多个特征。波导遮挡特征可以例如是一个或多个凹槽，该一个或多个凹槽填充有对于由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的材料。附加地和/或替换地，对由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的材料可以被施加到护目镜的表面。凹槽和不透光材料阻挡了来自一个或多个光源的原本可能经由波导进入光传感器的光。提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并非旨在标识出要求保护的主题的关键特征或必要特征，亦非旨在用作辅助确定要求保护的主题的范围。附图简述图1是包括现实和虚拟对象的虚拟现实环境的例示图。图2是头戴式显示单元的一个实施例的透视图。图3是根据本技术的第一实施例的光传感器和护罩的透视图。图4是根据本技术的第一实施例的光传感器和护罩的俯视截面图。图5是根据本技术的第二实施例的光传感器和凹槽图案的主视图。图6是根据本技术的第二实施例的光传感器和凹槽的俯视截面图。图7-11是根据本技术的其他实施例的光传感器和凹槽的俯视截面图。详细描述现在将参考各附图来描述本技术的各实施例，其一般地涉及包括安装在光学屏蔽件(诸如护目镜)之后的紧凑相机的系统。紧凑相机可以例如是包括一个或多个光源以及光传感器的深度相机，一个或多个光源以及光传感器一起能够感测到相机的视野内的对象的距离。该系统被配置成减少或阻止来自一个或多个光源的光被护目镜透射而直接进入光传感器。在一个实施例中，该系统包括安装在相机的光传感器周围的护罩。该护罩对于由一个或多个光源发射的光的波长可以是光学不透光的，并且被设计成阻挡来自有源照明器的杂散光进入光学传感器。护目镜在护目镜的任一侧上可具有与空气不同的折射率，但是被设计成在感兴趣的波长频带处具有极低的反射性。根据本技术的护罩可以阻挡来自一个或多个光源的光反射离开护目镜，其原本可能进入光传感器。该护罩可以通过垫圈被固定到护目镜，垫圈本身对于由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的。垫圈进一步阻挡来自一个或多个光源的反射光进入光传感器。垫圈可具有与护目镜的折射率匹配或大于护目镜的折射率的折射率，以使得在护目镜中波导的光可以被耦合出护目镜并且被护罩吸收。在又一实施例中，该系统包括用于干扰护目镜中波导的光而不抵达光传感器的一个或多个特征。在本文中被称为光学干扰特征的这些特征可以用各种方式来实现。在一个示例中，光学干扰特征可以被实现为形成到护目镜的一个或多个层内的凹槽。一个或多个凹槽可以填充有对于由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的材料。附加地和/或替换地，光学干扰特征可以被实现为被施加到护目镜的表面的、对由一个或多个光源发射的光的波长是光学不透光的材料。护目镜的一个或多个表面中的污染物(诸如指纹和/或杂质)可允许光被困在护目镜内并且通过波导被透射通过护目镜。光学干扰特征阻挡了来自一个或多个光源的原本可能进入光传感器的经波导的光。在下文解说的一个实施例中，根据本技术的护罩、垫圈、凹槽和/或不透光材料可以在用于呈现增强现实体验的头戴式显示器设备的深度传感器中使用。图1解说了用于通过将虚拟内容21与每一用户的FOV内的现实内容23相融合来向用户提供增强现实体验的增强现实环境10。图1示出了用户18穿戴用于向用户呈现增强现实体验的头戴式显示器设备2。然而，要理解，根据本技术的护罩、垫圈、凹槽和/或不透光材料可以在除了在头戴式显示器中使用的那些之外的各种各样的成像设备以及除了深度相机之外的各种各样的相机中使用。本技术的护罩、垫圈、凹槽和/或不透光材料可以在各种各样的其他设备中使用，该其他设备包括一个或多个光源以及毗邻屏蔽件安装的光传感器，该屏蔽件对于由一个或多个光源发射的光的波长是至少部分光学透明的。本技术可以在其中一个或多个光源邻近光传感器从而(在没有本技术的情况下)来自一个或多个光源的光可以经由屏蔽件被透射进入光传感器的各种设备中的任一者中使用。如图2所示，头戴式显示器设备2可包括镜架102和鼻梁104，以使得头戴式显示器设备2可以被舒适得穿戴在用户头上。设备2可进一步包括用于向穿戴者的眼睛呈现现实和虚拟对象的光学组装件106，其包括透镜和光学波导。控制电路108可以被安装在框架102中以提供支持头戴式显示器设备2的各组件的各种电子器件。头戴式显示器设备2可包括其自己的处理单元4，或例如经由柔性线6与其自己的处理单元4通信。头戴式显示器设备可进一步包括在护目镜114之后的面向房间的成像设备112。包括本技术的各方面的成像设备可以与除了护目镜114之外的屏蔽件连用，诸如举例来说不是头戴式的屏蔽件。面向房间的成像设备112可以是包括一个或多个光源以及光传感器的深度传感器，如下所述。一个或多个光源和/或光传感器可以毗邻护目镜114被放置。在各实施例中，毗邻的意思是一个或多个光源和/或光传感器在护目镜(在被用户穿戴时)之后并且被直接固定到护目镜114的表面。在其他实施例中，毗邻的意思是一个或多个光源和/或光传感器与护目镜114的表面略微分开。略微分开可包括与护目镜分开达最多2mm，但是在其他实施例中略微分开可包括大于2mm的间隔。护目镜114(在某些部分)对于可视频谱中的波长可以是不透光的，但是对于由一个或多个光源发射的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于减少从成像设备的光源透射的光通过屏蔽件到达所述成像设备的光传感器的量的系统，所述光传感器毗邻所述屏蔽件，所述系统包括：形成在所述屏蔽件表面中或上的光学干扰特征；以及与所述光学干扰特征结合使用的对由所述光源发射的波长不透光的材料，所述光学干扰特征和不透光材料阻挡来自所述光源的光经由通过所述屏蔽件的波导进入所述光传感器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.02.10 US 15/040,8721.一种用于减少从成像设备的光源透射的光通过屏蔽件到达所述成像设备的光传感器的量的系统，所述光传感器毗邻所述屏蔽件，所述系统包括：形成在所述屏蔽件表面中或上的光学干扰特征；以及与所述光学干扰特征结合使用的对由所述光源发射的波长不透光的材料，所述光学干扰特征和不透光材料阻挡来自所述光源的光经由通过所述屏蔽件的波导进入所述光传感器。2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括所述光传感器周围的护罩，所述护罩对由所述光源发射的波长是不透光的，所述护罩阻止来自所述光源的光通过反射离开所述屏蔽件被透射到所述光传感器。3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学干扰特征包括所述屏蔽件表面中的一个或多个凹槽的图案。4.如权利要求3所述的系统，其特征在于，所述凹槽被形成于其中的所述屏蔽件的表面是所述光源所毗邻的所述屏蔽件的表面。5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学干扰特征被形成为部分穿过所述屏蔽件的厚度。6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学干扰特征被形成为完全穿过所述屏蔽件的厚度。7.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述材料具有高于所述屏蔽件的折射率。8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学干扰特征包围所述屏蔽件的表面上所述光传感器所毗邻的一个区域。9.一种用于减少从成像设备的光源透射的光通过护目镜到达所述成像设备的光传感器的量的系统，所述光源和光传感器毗邻所述护目镜，所述系统包括：形成在所述护目镜表面内的所述护目镜的第一区域中的一个或多个凹槽的...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·普莱斯，E·L·托勒，R·K·纳拉，
申请(专利权)人：微软技术许可有限责任公司，
类型：发明
国别省市：美国,US