改进消除双反射的垂悬罩及其全景光学装置的制造方法_3

文档序号:9646030阅读:来源:国知局
遮挡二次反射134的实施例中,最优垂悬罩可确保环境光被反射到全景光学装置的孔径内,而阻挡光线150的二次反射进入到孔径中。
[0029]相反,在允许二次反射136的实施例中,垂悬罩可允许光线150的二次反射进入全景光学装置的孔径。
[0030]在遮挡二次反射140的实施例中,最优垂悬罩可使得光线150的二次反射被遮挡。例如,击中间隔圈(例如,在0?15度之间)的光线150可被间隔圈的内壁反射并被垂悬罩吸收。
[0031]相反,在允许二次反射142中,垂悬罩可允许光线150的二次反射被传输到全景光学装置的孔径。也就是说,当垂悬罩太小时,光线150可以引起与环境光的二次反射相关的图像条纹。
[0032]图1C是表示根据这里所公开的发明布局实施例的在可移除的顶端内的不同形状的垂悬罩的示意图。
[0033]可移除的顶端160与垂悬罩11的形状相似。该可移除的顶端可以安全地耦合到基部上或从基部上移除,耦合/移除可通过摩擦,螺钉耦合等实现。
[0034]可移除的顶端162表示可替换的垂悬罩形状,反射镜设置在其内的腔壁类似于宽圆锥形垂悬罩112向外倾斜,但是外部形状具有大致90度角(而不是圆锥体)。
[0035]可移除的顶端164表示另一个可替换的垂悬罩形状。在整个顶部,最顶端反射镜凹陷在圆柱体内并且垂悬罩形状是不规则的。
[0036]明显地,所有实施例160,162,164具有非常不同的垂悬罩形状,其中每一个都能够吸收杂散光反射,如这里所定义的,杂散光反射指的是来自二次曲面反射器和/或顶部安装的反射镜的反射,其击中支撑垂悬罩的间隔圈的透明侧边以及因此在内部反射。用于吸收杂散反射的垂悬罩的优选形状取决于二次曲面反射器的光学特性/形状,顶部安装的反射镜的光学特性/形状,透明侧壁,以及这些组件之间的相对距离。因此,形状的偏差被预期并被认为属于本发明的范围之内,只要杂散反射能被所选的垂悬罩的形状吸收,该形状考虑了系统的其它组件的光学特性。
[0037]参考图2A,示出全景光学装置并根据本公开的实施例进行描述。全景光学装置包括垂悬罩232,二次全面反射器220,反射镜230,以及间隔圈210,光线从其中穿过;其中,二次曲面反射器220包括位于它的顶端的孔或孔径222。
[0038]在一个实施例中,包含在全景光学装置的底部的一组组件包括光学组件240和电连接至连接器255的图像传感器250。光学组件240引导从反射镜230反射出的光以击中传感器250;光学组件还可过滤不需要的光波长,校正否则会造成不同颜色聚焦在不同平面和位置处的色差,和/或确保光学图像基本上位于平坦的焦平面上,尽管存在二次曲面反射器220带来的失真。
[0039]在另一个实施例中,该组组件可包括光发射器,诸如微型投影仪芯片组或者一组不同颜色发光二极管(LEDs),这样允许该全景光学装置成为光/图像投影仪而不是图像拍摄装置。
[0040]垂悬罩232可被利用以限制和/或减小环境光进入孔径222所发生的二次反射。在一个实施例中,垂悬罩232的材料可包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,或者丙烯酸),热塑性聚合物等。
[0041]二次曲面反射器220是反射的圆锥表面,其可以是抛物线,双曲线,或者半球形表面,或者椭圆形表面。更具体地,这里所使用的二次曲面反射器220是从宽底部到顶端逐渐变细的非退化实二次曲面,其中孔径222定位在顶端。
[0042]图像传感器250是将光学图像转变成电信号的组件,各种图像传感器技术可用于图像传感器250,这些图像传感器技术包括,但不限于,半导体电荷耦合装置(CXD),互补金属氧化物半导体(CMOS)中的有源像素传感器,以及N-型金属氧化物半导体(NM0S,有源M0S)技术。
[0043]在实施例中,图像传感器250被替换为微型投影仪(也称作口袋投影仪,手持投影仪或者迷你投影仪)时,可以利用各种技术,包括,但不限于,数字光处理(DLP),MICR0VIS10N的波束控制,以及LCoS (硅基液晶)为主的技术。
[0044]在一个实施例中,光学组件240的正性组件可以由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA,或者丙烯酸),其它透明热塑性塑料,或者其它合适的物质构成;光学组件240的负性组件可以由聚碳酸酯,其它热塑性塑料聚合物,或者其它合适的物质构成。
[0045]图2B示出根据本公开的实施例的位于孔径光阑272和图像传感器290之间的光学组件。在图2B中,孔径光阑272限制穿过光学组件的光束,组件A 274捕获穿过孔径光阑的光线并减少光线扩散;在一个实施例中,可以由组件B 276和组件C 278形成双胶合透镜,组件D 280和组件E 282产生会聚光束并校正色差,否则色差会造成不同颜色聚焦在不同的平面和位置。组件F 284加强光的会聚,平面滤波器286可用于阻止红外,紫色和紫外辐射。在一些实施例中,过滤的波长可使图像模糊并产生演色性误差,视场致平器288校正二次曲面反射器220内的虚像中的极端场曲率,视场致平器288使得发送至传感器290的图像位于焦平面上。在所有实施例中,并不是所有的组件272-288是必需的,并且在本发明的不同的设想的实施例中还可以包括更多的组件(未示出)。
[0046]图3示出根据本公开的实施例的在不同角度从二次曲面反射器320反射出去的光的光线312的轨迹图。反射的光击中反射镜330,并射向孔径光阑322。从这里,光由光学组件340引导从而击中传感器350。
[0047]所示的角度相对于水平面的,应该理解的是大多数单次照相机都不能够处理水平面以下的角度,诸如负15度。二次曲面反射器320相对于反射镜330和孔径光阑322的定位导致高保真的垂直视场比利用传统的技术可能获得的大得多。
[0048]离开反射镜330的反射导致不同角度的光击中孔径光阑322。光学组件340对光束进行聚焦和过滤以击中传感器350,从设计的视角看,传感器350的感光是与光学组件340配对的,以最大化图像的保真度(能够通过传感器350读到),同时最小化光学组件340的成本,因为必要的精度和容差,光学组件的费用相当高。以这种方式,可利用4K图像传感器(350)与该全景光学装置一起以产生1080线或更高的高清视频(HDV)。
[0049]不同于传统的单次装置,光学组件340和传感器350被保护在二次曲面反射器320的弯曲部分内,这导致紧凑的形状,这比可选择的技术更容易保护感光组件。
[0050]图4不出根据本公开的实施例,环境光430,422在不同角度被垂悬罩432,424遮挡的轨迹图。
[0051]环境光430可穿过透明间隔圈440,并可被垂悬罩部分432吸收,也就是说,环境光430可由间隔圈440折射,导致光路基本上相切于二次曲面反射器传输,并击中罩部分432。在一个例子中,垂悬罩部分432可包括一个或多个能够吸收环境光430的凹槽。在该例子中,可基于光谱,入射光的角度等对凹槽特征进行优化以最大化光的吸收。
[0052]环境光422可穿过透明间隔圈440,并可被垂悬罩部分424吸收。也就是说,环境光422可由间隔圈440折射,导致光路基本上相切于二次曲面反射器传输,并击中垂悬罩部分424。在一个例子中,垂悬罩部分424可包括一个或多个能够吸收环境光422的凹槽。在该例子中,可基于光谱,入射光的角度等对凹槽特征进行优化以最大化光的吸收。
[0053]图5A示出根据本公开的实施例的一组用于将垂悬罩连接至全景光学装置的实施例,以及垂悬罩的示例性结构。
[0054]在实施例510中,垂悬罩512可摩擦安装到全景光学装置的基部,在这个实施例中,透明的间隔圈的底部可固定地安装在基部514的突出的壁上。例如垂悬罩512可以与基部514的边缘(例如,连接区域516)紧密配合。应该理解的是,可利用一个或多个附加的和/或专门的连接机构将垂悬罩512安装到基部514上;连接机构可包括,但不限于,卡扣/锁定机构,基于螺钉的连接结构等。
[0055]在实施例540中,垂悬罩512可包括对应尺寸552,550的圆锥横截面(例如,凹形腔570)和在角556处具有尺寸557的悬臂梁544。在一个例子中,反射镜542可基于最优深度560凹在腔570内,在该例子的一个结构中,深度560可包括可使反射镜542凹进去的圆柱形部分,用于最优光反射到反射器520的孔径内;腔570可通过内角554定义,其可被利用以控制环境光的吸收。也就是说,内角554可被调整以确保不影响从反射镜542或二次曲面反射器520反射的光的情况下最优光吸收。
[0056]在一个例子中,悬臂梁544可通过角556和尺寸557定义,其可大致与倒置的锥形金字塔一致;在
当前第3页1 2 3 4 5 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1