[发明专利]使用平坦表面基于楔的成像的系统和方法

说明书

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。

背景

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――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――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1至2英寸，并且可能低于1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。

概述

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发明的范围。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——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。