不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡
[0001]
[0002]計(jì)算設(shè)備的配置在不斷增長(zhǎng)。例如，隨著臺(tái)式個(gè)人計(jì)算機(jī)的出現(xiàn)，計(jì)算設(shè)備的使用得到了擴(kuò)展。配置持續(xù)擴(kuò)展并由此計(jì)算設(shè)備在日常生活中的滲透性也持續(xù)擴(kuò)展，諸如從臺(tái)式計(jì)算機(jī)到膝上型計(jì)算機(jī)、上網(wǎng)本、諸如移動(dòng)電話(huà)和平板計(jì)算機(jī)之類(lèi)的移動(dòng)通信設(shè)備等等。
[0003]隨著這些配置持續(xù)擴(kuò)展，在一些情況下存在對(duì)使得設(shè)備不僅具有薄形狀因子而且還具有大顯示面積并且能夠支持穩(wěn)健的功能的越來(lái)越多的關(guān)注。例如，與觸摸輸入相關(guān)聯(lián)的功能跨有顯示能力的設(shè)備(例如，移動(dòng)電話(huà)和電視機(jī)等)的范圍變得越來(lái)越被需要。然而，用于啟用觸摸能力的常規(guī)光學(xué)組件可能不適于被具有這些新配置的顯示設(shè)備使用。例如，如果在具有這些新配置的顯示設(shè)備中利用常規(guī)光學(xué)組件，則這些常規(guī)光學(xué)組件可將像差引入由顯示設(shè)備收集的圖像。收集的圖像或其包括這些像差的部分可能不適合于啟用觸摸能力或其他自然用戶(hù)界面功能。
[0004]概沭
[0005]描述了不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)中，透鏡包括多個(gè)透鏡元件，該多個(gè)透鏡元件被配置成聚焦來(lái)自不對(duì)稱(chēng)成像組件的圖像。多個(gè)透鏡元件可包括被配置成重定向圖像以使得該圖像通過(guò)該透鏡的光學(xué)透鏡元件。此外，多個(gè)透鏡元件可包括被配置成校正由不對(duì)稱(chēng)成像組件引起的像差的不對(duì)稱(chēng)元件。例如，不對(duì)稱(chēng)元件可被配置成用于校正圖像中的離軸像差的離軸透鏡元件。在一些實(shí)現(xiàn)中，多個(gè)透鏡元件可包括一個(gè)以上的不對(duì)稱(chēng)元件以校正由不對(duì)稱(chēng)成像組件引起的像差。
[0006]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)中，圖像由成像組件收集，該成像組件將不對(duì)稱(chēng)像差引入這些圖像。可通過(guò)使用不對(duì)稱(chēng)透鏡元件來(lái)補(bǔ)償不對(duì)稱(chēng)像差的透鏡將該不對(duì)稱(chēng)像差從圖像中去除。在使用透鏡將不對(duì)稱(chēng)像差去除后，這些圖像可被傳感器檢測(cè)到并被轉(zhuǎn)換成圖像數(shù)據(jù)。此夕卜，通過(guò)成像組件收集的圖像可被顯示成不包括由成像組件引入的不對(duì)稱(chēng)像差。
[0007]在一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)中，設(shè)備包括不對(duì)稱(chēng)成像組件，該不對(duì)稱(chēng)成像組件被配置成收集圖像，但會(huì)將像差引入傳輸通過(guò)的圖像。該設(shè)備還包括具有不對(duì)稱(chēng)透鏡元件的透鏡，該不對(duì)稱(chēng)透鏡元件被配置成通過(guò)去除由不對(duì)稱(chēng)成像組件引入的像差來(lái)校正圖像。該設(shè)備的成像傳感器可被配置成檢測(cè)經(jīng)校正的圖像。
[0008]提供本概述是為了以精簡(jiǎn)的形式介紹將在以下詳細(xì)描述中進(jìn)一步描述的一些概念。該概述不意圖標(biāo)識(shí)所要求保護(hù)的主題的關(guān)鍵特征或基本特征，也不意圖被用來(lái)幫助確定所要求保護(hù)的主題的范圍。
[0009]附圖簡(jiǎn)沐
[0010]參考附圖來(lái)描述詳細(xì)描述。在附圖中，附圖標(biāo)記最左邊的數(shù)字標(biāo)識(shí)該附圖標(biāo)記首次出現(xiàn)的附圖。在說(shuō)明書(shū)和附圖的不同實(shí)例中使用相同的附圖標(biāo)記可指示相似或相同的項(xiàng)目。附圖中所表示的各實(shí)體可指示一個(gè)或多個(gè)實(shí)體并且因而在討論中可互換地作出對(duì)各實(shí)體的單數(shù)或復(fù)數(shù)形式的引用。
[0011]圖1是在示例實(shí)現(xiàn)中的可操作以采用如本文描述的不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡的環(huán)境的圖示。
[0012]圖2描繪了在示例實(shí)現(xiàn)中的可操作以采用本文中描述的技術(shù)的設(shè)備組件。
[0013]圖3描繪了示例實(shí)現(xiàn)中的設(shè)備組件，其中圖2的不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡被更詳細(xì)地示出。
[0014]圖4是描繪在其中不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡被用來(lái)校正由成像組件引入圖像的不對(duì)稱(chēng)像差的示例實(shí)現(xiàn)中的過(guò)程的流程圖。
[0015]圖5解說(shuō)了可被用于實(shí)現(xiàn)本文所述的各技術(shù)的各方面的示例系統(tǒng)的各種組件。
[0016]詳細(xì)描沐
[0017]皿
[0018]如先前所描述的，計(jì)算設(shè)備可采取各種配置并被用于各種不同的使用。然而，常規(guī)地，這些配置中的一些與其他配置相比更不適合于支持一些功能。例如，一些常規(guī)的有顯示能力的設(shè)備(例如，電視機(jī))被配置成具有薄形狀因子但還具有大顯示面積。然而，這些較大的有顯示能力的設(shè)備一般不被配置成支持一些自然用戶(hù)界面(NUI)技術(shù)，諸如觸摸能力。隨著期望支持穩(wěn)健功能跨有顯示能力的設(shè)備(例如，移動(dòng)設(shè)備和電視機(jī)等)的范圍持續(xù)擴(kuò)展，常規(guī)光學(xué)組件的限制可能約束將一些NUI技術(shù)包括于一部分這樣的設(shè)備。
[0019]描述了不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡。在一個(gè)或多個(gè)實(shí)現(xiàn)中，透鏡被設(shè)計(jì)成用于與收集并聚焦圖像以供傳感器(例如光學(xué)傳感器)檢測(cè)的成像組件結(jié)合使用。具體地，該透鏡被設(shè)計(jì)成去除引入到通過(guò)該成像組件的圖像中的像差(諸如由不對(duì)稱(chēng)成像組件引入的像差)。
[0020]成像組件可利用楔形光學(xué)器件來(lái)投射和/或捕捉圖像，例如它可被配置成楔形光導(dǎo)、無(wú)間隙楔形物等等。為了使用鍥形光導(dǎo)或無(wú)間隙楔形物來(lái)投射圖像，可使包括圖像的光線(xiàn)指向該楔形物的厚端。進(jìn)入鍥形物的厚端的光線(xiàn)通過(guò)內(nèi)部全反射朝向薄端傳播，并反射離開(kāi)該鍥形物的表面直到達(dá)到臨界角。當(dāng)達(dá)到臨界角時(shí)，光線(xiàn)從表面出現(xiàn)。通過(guò)這種方式，圖像可經(jīng)由楔形物的表面來(lái)投射。通過(guò)使圖像源從顯示屏后面移走，鍥形光學(xué)器件可降低于圖像投射相關(guān)聯(lián)的深度。這進(jìn)而可使得設(shè)備能夠被設(shè)計(jì)成具有更薄的形狀因子。
[0021]楔形光學(xué)器件還可被用于經(jīng)由該楔形物的表面來(lái)捕捉對(duì)象的圖像。為了經(jīng)由該表面捕捉圖像，可使攝像機(jī)或其他光學(xué)傳感器指向該楔形物的厚端。攝像機(jī)可捕捉按與用于經(jīng)由表面投射圖像的那些光線(xiàn)相反的方向通過(guò)該楔形物的光線(xiàn)。具體地，進(jìn)入該表面的光線(xiàn)朝向楔形物的厚端傳播并從該厚端出現(xiàn)。
[0022]然而，呈楔形的光學(xué)組件(諸如，楔形光導(dǎo)和無(wú)間隙楔形物)相對(duì)于系統(tǒng)的光軸不是對(duì)稱(chēng)的(即它們是不對(duì)稱(chēng)的)。雖然這些不對(duì)稱(chēng)的成像元件可用于降低與顯示和捕捉圖像相關(guān)聯(lián)的深度，但這樣的組件還可將像差引入將被顯示和捕捉的圖像。例如，不對(duì)稱(chēng)成像組件可在這些圖像的整個(gè)視野上產(chǎn)生大像差。然而，包括該像差的圖像可能具有不可接受的顯示質(zhì)量和/或可能不適于啟用一些自然用戶(hù)界面(NUI)技術(shù)。
[0023]—些用于去除由不對(duì)稱(chēng)成像組件引入的像差的方法使用了常規(guī)透鏡，其中各光學(xué)元件繞所述透鏡的光軸是對(duì)稱(chēng)的。然而，使用常規(guī)透鏡的方法(諸如使該透鏡傾斜、減小該透鏡的光圈尺寸、使被配置成檢測(cè)圖像的傳感器傾斜，或這些方法的某種組合)常使得光從圖像中丟失和/或像差在整個(gè)圖像中被不均勻地減少。結(jié)果，常規(guī)方法可能僅適用于低分辨率應(yīng)用。
[0024]與常規(guī)透鏡相反，不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡可被配置成包括不對(duì)稱(chēng)透鏡元件。與常規(guī)透鏡元件不同，包括不對(duì)稱(chēng)透鏡元件的透鏡可校正由不對(duì)稱(chēng)成像組件引起的像差而無(wú)需使該透鏡傾斜，無(wú)需減小該透鏡的光圈尺寸，并且無(wú)需使被配置成檢測(cè)圖像的傳感器傾斜。結(jié)果，光可以不從圖像中丟失，并且像差可在整個(gè)圖像上被均勻地校正。此外，不對(duì)稱(chēng)像差校正透鏡可允許收集高分辨率應(yīng)用(諸如)的圖像，諸如用于其中用戶(hù)具有通過(guò)窗口彼此看見(jiàn)的體驗(yàn)的視頻會(huì)議技術(shù)。
[0025]在以下討論中，首先描述可采用本文描述的技術(shù)的示例環(huán)境。隨后描述可在該示例環(huán)境以及其他環(huán)境中執(zhí)行的示例過(guò)程。因此，各示例過(guò)程的執(zhí)行不限于該示例環(huán)境，并且該示例環(huán)境不限于執(zhí)行各示例過(guò)程。
[0026]示例環(huán)境
[0027]圖1是示例實(shí)現(xiàn)中的可操作以采用本文描述的技術(shù)的環(huán)境100的圖示。所解說(shuō)的環(huán)境100包括計(jì)算設(shè)備102的示例，該計(jì)算設(shè)備102具有不對(duì)稱(chēng)成像組件104、透鏡106和成像傳感器108。
[0028]