平板照相机、三维照相机、影印机和视频会议装置制造方法及图纸

一平板照相机，包括一个锥形透明板１，一个用于将光线以近似于临界角的角度引导进入该板的一个表面从而使该光线沿该锥形板反射向厚端的棱镜板３，和一个微型照相机２，该微型照相机２用于接收从锥形板的厚端以基于光线进入锥形板的位置的角度射出的光线。一个图像处理器７消除由错过照相机的光线引起的图像中的失真，例如缝隙。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种利用投射在一个平面屏幕上的光形成图像的方法。照相机传统上包括一个不透明的空腔和一个位于后面的光感应胶片，该孔腔的开口处覆盖一个透镜。如果要聚焦图像，胶片和透镜之间的距离必须大于透镜的焦距，因此照相机通常体积很大。在例如照相复制等应用中，希望有一个平板照相机，在例如视频会议等应用中，照相机的光轴还应在平板显示器的中心并垂直该显示器，这样用户可以被看到为直接看着那些参与会议的人。近来，在申请WO01/72037中公开了一种锥形显示器，它包括一个视频投影器和一个锥形的玻璃板。该视频投影器自身包括一个近似校准照明光源，一个微显示器，一个会聚透镜和一个投影透镜，当光线离开投影透镜时，它们形成一个狭窄的收敛部分。此时光线射入锥形玻璃板的厚端，从而至少在该板中以在其两表面交替反射的形式沿该板开始传输。当光线射入一个锥形玻璃板的厚端时，则每当光线在该锥形板内部在相对表面反射时，相对于该锥形板的一个表面测量的平面出射角都将增加。最后，光线沿该锥形板传输足够远，直到该出射角变得大于临界角，此时光线离开锥形板。因此，通过光线的入射角，可以确定光线离开锥形板时在玻璃锥形板内的传输距离。这样，微显示器上的二维像素阵列可以与锥形波导的表面上的二维像素阵列一对一对应。需要提供防反射涂层，以确保当光线达到临界角时，所有的光线都离开屏幕，否则，图像的相邻行之间会出现模糊。本专利技术基本上颠倒了这个过程。根据本专利技术，提供了一个平板照相机，该照相机包括一个锥形的透明板，最好具有用于将光线以掠射角引导进入该板的一个表面的装置，和一个微型照相机(miniature)，该微型照相机用于接收从该板的厚端射出出来的光。对于小的锥度，只有以掠射角射入的光可以保持在该板中由于该锥形形状引起较大的入射角，因此近似于垂直入射的光将从该板的另一侧出射。该锥形板或波导因此“选择”以掠射角入射的光用于照相机。该入射角度可利用适当的光引入装置来调节，因此只有以法向的角度入射的光可以射到照相机上；人们因此可能说照相机照到其前面的投影图像。一个图像处理器最好与照相机相一起以校正由系统引入到图像中的失真。该光引入装置可以为一个位子板的一个表面上的棱镜板或膜，该棱镜被安置用来直接垂直的将入射光线部分的引导至照相机，从而使光线以接近临界角的角度射入板中。或者，可以实用一个衍射装置来实现上述目的。为了更好的理解本专利技术，将参照附图说明本专利技术实施例。附图为图1示出根据本专利技术的平板照相机的侧示图；图2示出具有加装用于减小失真的圆柱形透镜的平板照相机的透视图；图3示出怎样通过跟踪通过锥形板的镜像图像的直线光线，来确定通过锥形板的光线的路径；图4示出怎样加装一个第二微型照相机以收集错过第一照相机的光线；图5示出怎样加装一个第二锥形板以减小失真；图6示出接收到三维图像的平板照相机。参见图1，该照相机包括一个均匀透明的和在一维成锥形的板1，该锥度大约为0.1°，一个对应的一维成棱形的板3，该板3位于该锥形板的一个表面上，该棱镜面向该板，一个位于该锥形板的厚端处的微型照相机2，它通常位于该边缘的中间，和一个图像处理器7。由落在棱镜片3上的箭头指示进入的图像。以法向入射到棱镜膜3的入射光线被棱镜以几乎90度折向，从而使光线以刚好大于临界角的角度射入该锥形透明板1。图1示出一典型光线以这样一种形式沿锥形板1传输，即入射点离锥形板1的厚端越远，则当该光线离开该厚端时，该光线与该板的平面之间的角度越小。该光线可以随后由微型照相机2(该微型照相机就是一个整体上比装置小很多的照相机)的透镜将其聚焦到它的光感应平面上以形成锥形板1的前面场景的一个图像或一个投影图像。为了尽可能多的收集光线，该锥形板1最好涂有防反射涂层，该涂层的设计与锥形平板投影显示器相同。如果光线相对于图1的平面的角度为使光线向照相机2传输，则从图1的平面上或下部(即非正面或中心而是部分的从侧面)射入透明板1的光线将只到达照相机2。其结果是失真的图像。该失真可由如图2所示的置于板1的底部和棱镜膜3的较低端的圆柱形透镜4和一对正面镀银的镜子5a和5b来降低，这两个镜子将光线限制到锥形板1，并引导该光线通过该透镜进入相邻的输出平板12，该平板12可以延续成像板1的锥度或者为平板。该圆柱形透镜4的焦点被选择为位于该输出板12的远端，从而使所有的法向入射到棱镜膜3上的光线，包括偏离包括该照相机的法向平面的光线，都被引到入微型照相机2。这种结构的一个变化是将一个大圆柱形透镜置于整个棱镜膜3上，并使该圆柱形透镜的轴线与锥形板1锥度方向平行。还有一个变化是使用一个圆柱形镜子来替换透镜4；这里这种结构可以被“折叠”从而使输出板平行并临近(位于成像板顶)于成像板。为了跟踪通过锥形板的光线，最好考虑跟踪通过一堆楔形图像6的直线光线，其光学等效于图1所示。图3示出在一个光线到达厚端之前，光线进入锥形板的位置是如何确定它是否通过堆中奇数或偶数的锥形图像。如果该光线通过奇数个楔形图像6，则它将以与该光线通过偶数个楔形图像6时获得的方向相反的方向离开该锥形板1。因此，该微型照相机2可形成一个图像，该图像包括锥形板1的前面的图像的结合(band)，这些图像与黑色缝隙(如果没有光进入锥形板的背面)交替或与锥形板1的背面的所有图像交替。因此需要一图像处理器7来区分锥形板1前面的图像和背面的图像；可以由一个受过几何光学训练的人来设计一个用于图像处理器7的合适的算法(algorithm)。如图4所示，如果照明水平很低，则可以增加一个指向该锥形板1的厚端的第二微型照相机8，从而收集漏过第一微型照相机2的图像部分。或者，可在该板的末端插入一个镜子，以连续与板3相邻的表面，从而向照相机2反射以“错误”的角度射出的光。通过锥形板1传输的光可导致色度差，按照与用于锥形平板显示器的GB0028800.1中所述的相似的方法，该色度差可以通过图像处理器7或一棱镜来校正，该棱镜色度差与置于微型照相机2和楔形厚端之间的锥形板1的色度差相反。相似的，将锥形板的下部12折叠到棱镜屏幕3的后面比较方便，这可利用与用于锥形平板投影显示器相似的方法来实现。该棱镜屏幕也可为一散色光栅或其他薄膜，它可将光线曲折为一个角度，此时光线以近似于临界角的角度射入锥形板1，从而一旦进入该板就一直呆在里面。当从场景的一点发射的一组光线进入锥形板1时，由于它们的方向非常近似于临界角，因此这些光线将失真，这将导致行之间出现模糊。该失真可利用Snell法则来确定，可以表示为以角度δθ1进入锥形板到达表面的光线在进入后具有与临界角相关的角度δθ2，其中δθ1≈2n2-1δθ2]]>n为板的材料，即玻璃的折射系数，大约为1.5。例如，如果该微型照相机2收集在射入板后处于偏离临界角的0°和0.05°之间的角度的光线，然后在射入板之前，这些光线具有变化范围最大在2.7°的角(该等式使用以弧度测量的θ)。如图5所示，这种失真可以通过放置一个对应第一锥形板的一第二锥形板9，且使他们两个彼此接近但反向平行并只具有一个小的空气间隙来消除。该平板照相机也可用于从视野的不同点收集锥形板1前的场景示图，这些示图一起包本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种平板照相机，包括一个锥形透明板（１），用于接收以一个掠射角进入该板的一个表面的光线，和一个微型照相机（２），该微型照相机用于接收在板内经过内部反射后从该板的厚端射出出来的光，该光线射出的角度取决于沿该光线进入时的板的距离。

【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：艾德丽罗伯特利特拉维斯，
申请(专利权)人：剑桥平投影显示有限公司，
类型：发明
国别省市：GB[英国]