CN109791299B - 用于传递光的装置、用于传递光的附件及其制造方法 - Google Patents

用于传递光的装置、用于传递光的附件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

在一些示例中,一种装置包括外壳,所述外壳可拆卸地附接到电子设备,所述电子设备包括以第一距离间隔开的第一相机和第二相机。所述装置包括所述外壳的第一透光区域用于与所述第一相机对准,所述第一透光区域用于将来自环境的光传递到所述第一相机。所述装置进一步包括:所述外壳的第二透光区域,所述第二透光区域与所述第一透光区域间隔开不同于所述第一距离的第二距离;以及光导管,用于将来自所述环境的所述光穿过所述第二透光区域传递到所述第二相机。

Description

用于传递光的装置、用于传递光的附件及其制造方法
技术领域
本公开总体涉及三维(3D)增强现实。
背景技术
电子设备可以包括用于捕获图像的相机。例如,手持电子设备可以包括在手持电子设备的后表面(与前表面相反并且包括手持电子设备的显示器的表面)上的相机以捕获图像,所述图像可以由手持电子设备的用户在显示器上观看。
发明内容
根据本公开的一个方面,提供了一种用于传递光的装置,装置包括:外壳,用于能够拆卸地附接到电子设备,电子设备包括以第一距离间隔开的第一相机和第二相机,其中,第一相机和第二相机都被布置在电子设备的同一表面上;外壳的第一透光区域,第一透光区域将来自环境的光传递到第一相机;外壳的第二透光区域,第二透光区域与第一透光区域间隔开大于第一距离的第二距离;以及光导管,用于将来自环境的光穿过第二透光区域传递到第二相机,其中,相比于第一相机与第二相机之间的第一距离,第一透光区域和第二透光区域以及光导管的组合增加了第一相机与第二相机之间的有效间隔,并且,增加第一相机与第二相机之间的有效间隔支持使用电子设备的第一相机和第二相机来生成三维(3D)增强现实图像。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于制造传递光的附件的方法,方法包括:在能够附接到电子设备的附件中提供第一透光区域和第二透光区域,电子设备具有布置在电子设备的同一表面上的第一相机和第二相机,第一透光区域将来自环境的光传递到电子设备的第一相机;以及
在附件中形成光导管,光导管的第一端与第二透光区域处于光学连通,并且光导管的第二端布置为将来自环境的光传递到电子设备的第二相机,其中,第一透光区域与第二透光区域之间的距离大于第一相机与第二相机之间的距离,以在由第一相机和第二相机获取的图像中提供深度信息,从而使得能够由电子设备基于由第一相机和第二相机通过第一透光区域和第二透光区域接收的光而生成三维(3D)增强现实图像。
根据本公开的另一方面,提供了一种用于传递光的附件,附件包括:外壳,用于能够拆卸地附接到电子设备,电子设备包括以第一距离间隔开的第一相机和第二相机,其中,第一相机和第二相机都被布置在电子设备的同一表面上;外壳的第一透光区域,第一透光区域将来自环境的光传递到第一相机;外壳的第二透光区域,第二透光区域与第一透光区域间隔开大于第一距离的第二距离;以及光导管,用于将来自环境的光穿过第二透光区域传递到第二相机,第二透光区域沿第一方向接收来自环境的光,并且光导管使通过第二透光区域接收的来自环境的光沿着相对于第一方向成角度的第二方向传播,其中,相比于第一相机与第二相机之间的第一距离,第一透光区域和第二透光区域以及光导管的组合增加了第一相机与第二相机之间的有效间隔以提供深度感知,从而使得能够由电子设备基于由第一相机和第二相机通过第一透光区域和第二透光区域接收的光而生成三维(3D)增强现实图像。
附图说明
关于以下附图描述了本公开的一些实施方式。
图1是根据一些示例的装置的立体图,包括可拆卸地附接到电子设备的附件;
图2是根据一些示例的可拆卸地附接到电子设备的头戴式设备的俯视图,其中,所述头戴式设备包括透光区域;
图3示出了根据一些示例的佩戴头戴式设备的用户;
图4是根据进一步的示例的包括透光区域的附件的俯视图;
图5是根据一些示例的制造附件的过程的流程图。
具体实施方式
在本公开中,除非上下文另外明确指示,否则使用术语“一个”、“一种”或“所述”旨在同样包括复数形式。同样地,当在本公开中使用时,术语“包括”、“包括有”、“包含”、“包含有”、“有”或“具有”指定存在所述元件,但不排除存在或添加其他元件。
头戴式设备是可以佩戴在用户的头部上的设备。在一些示例中,头戴式设备可以包括接收座或其他安装机构以接收具有显示器的电子设备,比如手持电子设备(例如,智能电话、平板计算机、游戏设备等)。在将电子设备安装到头戴式设备之后,用户可以佩戴头戴式设备,并且电子设备可以用于显示用户在佩戴头戴式设备的同时可以观看的图像。在一些示例中,所显示的图像可以包括虚拟现实图像。如这里所使用的,“图像”可以指静止图像或视频图像。
虚拟现实图像是指仅包括由电子设备执行的机器可读指令产生的虚拟元素的图像。虚拟现实图像没有实际存在于电子设备外部的外部环境中的物理现实世界对象的任何图像。
增强现实图像是指包括电子设备的环境中的物理现实世界对象以及由在电子设备中执行的机器可读指令生成的虚拟对象两者的图像。增强现实表示提供了物理真实世界环境的视图,其中,物理真实世界环境中的对象由计算机生成的元素增强,计算机生成的元素包括视觉元素以及音频元素、文本信息等。物理真实世界环境的图像可以由电子设备的相机捕获,并且电子设备的机器可读指令然后可以产生增强信息以添加到物理真实世界环境的所生成图像中。
为了能够产生三维(3D)增强现实表示,可以在电子设备上提供在相机之间具有适当间隔的多个相机。相机之间的这种间隔应当足以提供深度信息,使得可以产生所捕获的物理真实世界环境的3D图像。深度信息是指与对象相对于已经捕获了对象图像的相机的深度有关的信息,其中,深度是相机与对象之间的距离。尽管诸如手持电子设备等一些电子设备在电子设备的后表面(与包括电子设备的显示器的前表面相反的表面)上设置有多个相机,但此类相机在相机之间没有足够的间隔以使得能够有效地产生3D增强现实表示。
根据本公开的一些实施方式,如图1所示,附件100包括可以接收来自环境的光106的透光区域102和104。如这里所使用的,术语“环境”是指包括附件100和电子设备108的组件周围的物理真实世界环境,其中,环境包括要由电子设备108的相机110和112捕获的物理对象。“附件”可以指代要可拆卸地附接到电子设备(比如电子设备108)的设备。
透光区域可以指形成在附件100的外壳114中、允许来自环境的光从外壳114的第一表面150穿过透光区域传递到外壳114的不同部分的区域。
形成在外壳114中的每个透光区域102或104可以包括外壳114中的开口。开口是指通过移除外壳114的材料而形成的孔。可替代地,每个透光区域102或104可以包括允许光穿过光学元件传递的光学元件。光学元件的示例包括以下各项中的任何一项或某种组合:透明层(例如,玻璃层、透明塑料层等);可以折射光的透镜;用于反射光的光反射器,比如镜子;或光可以穿过其传递的任何其他元件。更一般地,透光区域可以指设置在附件100的外壳114中、来自环境的光106可以穿过其传递的任何结构。
附件100可拆卸地附接到电子设备108,诸如通过使用夹子(或多个夹子)、包括要插入到接收座(或多个接收座)中的柱(或多个柱)的附接机构、或任何其他类型的附接机构。电子设备108可以包括在电子设备108的后表面116上包括相机110和112并且在电子设备108的前表面118上包括显示器(未示出)的手持电子设备或任何其他电子设备。前表面118与后表面116相反,其中,前表面118面向背离电子设备108的第一方向,所述第一方向与后表面116所面向的背离电子设备108的第二方向相反。相机110和112还可以称为后置相机,因为它们面向背离电子设备108的显示器的方向。
相机110和112间隔开距离D1。此距离D1可能不足以允许使用由相机110和112捕获的光有效地生成3D图像,因为小距离D1可能无法提供充分的深度感知。通常,为了提供充分的深度感知,相机110和112应当间隔开更一般地与用户的双眼对准的距离。
为了增加相机110与112之间的有效距离(而无需实际上物理地将电子设备108上的相机110和112分开),可以提供透光区域102和104以及延伸穿过附件100的外壳114的光导管120的组合。透光区域102和104分开大于D1的距离D2。
当电子设备108附接到附件100时,相机112与透光区域104对准,使得穿过透光区域104的来自环境的光106可以直接传递到相机112而不必使光转弯。使光转弯可以指改变光的方向。
然而,由于透光区域102与104之间的距离D2大于相机110与112之间的距离D1,因此穿过透光区域102的光106不能直接传递到相机110。为了允许穿过透光区域102的光106与相机110通信,提供了光导管120。通常,光导管120能够使通过透光区域102接收的光转弯,以使得光可以传递到相机110。例如,光导管120可以包括光学元件,所述光学元件接收通过透光区域102的光并且使光沿着轴线124传播,所述轴线关于透光区域102和104沿着接收光106的轴线126成角度。轴线124与轴线126之间的角度是非零角,诸如90°角或某个其他非零角。可以使光转弯的光学元件可以包括光反射器和透镜、或多个光反射器和/或多个透镜。
尽管图1示出了轴线126垂直于附件100的外壳114的表面150,但应当注意,透光区域102和104可以以相对于表面150的不同角度从环境接收光106。
在替代示例中,光导管120可以包括光纤,所述光纤可以穿过附件100的外壳114布线,使得通过透光区域102接收的光可以转弯以传递到相机110。
如图1所示,附件100的透光区域104与电子设备108的相机112对准。光导管120的第一端与透光区域102处于光学连通,并且光导管120的第二端离开附件100的外壳114的第二表面152。光导管120的第二端与电子设备108的相机110对准,使得光可以从光导管120的第二端传递而无需转弯。
尽管图1示出了透光区域104与相机112对准以允许光从透光区域104直接传递到相机112(不使用任何光导管来使光转弯)的示例,但在替代示例中,相机112不必与透光区域104对准。在此类替代示例中,透光区域102和104两者都不与相机110和112对准,使得还将为透光区域104提供光导管以使光转弯,从而使得通过透光区域104接收的光可以传递到相机112。
通过使用透光区域102和104以及光导管120的组合来增加相机110与112之间的有效间隔(与相机110与112之间的实际距离D1相比)支持由电子设备108使用电子设备108的相机110和112来生成3D增强现实图像。在一些示例中,透光区域102和104大致与当用户观看附接到附件100的电子设备108的显示器时用户的双眼对准。如果用户的左眼沿着横轴线线124处于指定距离内,并且用户的右眼沿着横轴线124处于透光区域102的指定距离内,则透光区域102和104与用户的双眼“大致对准”。
图2是附接到电子设备108的附件200的俯视图。图2的附件200是可以佩戴在用户的头部300上的头戴式设备,如图3所示。头戴式设备200包括用于接收电子设备108的接收座202。当电子设备108安装在头戴式设备200的接收座202中并且头戴式设备200佩戴在用户的头部300上时,头戴式设备200覆盖用户的双眼,使得用户的双眼(左眼250和右眼252)可以观看电子设备108的前表面118上的显示器。
头戴式设备包括透光区域204和透光区域206,这两个透光区域间隔开大于电子设备108的相机112与110之间的距离D1的距离D2。在根据图2的示例中,透光区域204包括形成在头戴式设备200的外壳208中的孔210。孔210允许来自环境的光106穿过孔210传递到电子设备108的相机112。
在根据图2的示例中,附件200的透光区域206包括透镜212,所述透镜安装在形成于头戴式设备200的外壳208中的孔附近。透镜212包括使得来自环境的光106在穿过透镜212之后发散的凹面214。
透镜212还可以被认为是光导管的一部分,所述光导管设置在头戴式设备200的外壳208中以将光从透光区域206传递到电子设备108的相机110。光导管还包括用于使光在光通道220中沿着方向218反射的光反射器216。光通道220中沿着方向218的光再次被另一个光反射器222反射,这使得光被反射朝向透镜224。在一些示例中,透镜224可以是用于将光聚焦到焦点上的凸透镜,所述焦点可以对应于当电子设备108安装到头戴式设备200时电子设备108的相机110的位置。
尽管图2示出了包括光学元件214、216、222和224的光导管,但应当注意,在其他示例中,可以采用光学元件的其他组合。如在又进一步的示例中,代替使用分立的光学元件,光纤可以穿过头戴式设备200的外壳布线以将光从透光区域206传递到相机110。
图4是根据进一步的示例的附件400的俯视图。代替图2的头戴式设备200,附件400可以是比如通过使用夹子402或其他附接机构可拆卸地附接到电子设备108的附件。附件400使得用户可以将附件400和电子设备108(附接到附件400)的组件保持在用户的一只手(或双手)中。附件400包括可以与图2的相应透光区域204和206类似地布置的透光区域204和206。而且,可以使用与图2中所示的光导管类似的光导管来将光从透光区域206传递到电子设备108的相机110。
图5是根据一些示例的制造附件(例如,100、200或400)的过程的流程图。所述过程包括:(在502处)在可附接到电子设备的附件中提供第一透光区域和第二透光区域,所述第一透光区域与所述电子设备的第一相机对准。所述过程进一步包括:(在504处)在所述附件中形成光导管,其中,所述光导管的第一端与所述第二透光区域处于光学连通,并且所述光导管的第二端与所述电子设备的第二相机对准。所述第一透光区域与所述第二透光区域之间的距离大于所述第一相机与所述第二相机之间的距离,以在由所述第一相机和所述第二相机获取的图像中提供深度信息,从而使得能够由所述电子设备基于由所述第一相机和所述第二相机通过所述第一透光区域和所述第二透光区域接收的光而生成三维(3D)增强现实图像。
在使用中,电子设备(例如,图1、图2和图4中所示的电子设备108)可以附接到具有第一透光区域和第二透光区域的附件(例如,附件100、200或400)。电子设备的第一相机接收穿过第一透光区域的来自环境的光。电子设备的第二相机接收穿过第二透光区域的来自环境的光,其中,第一相机与第二相机之间的第一距离小于第一透光区域与第二透光区域之间的第二距离。电子设备基于由第一相机和第二相机通过第一透光区域和第二透光区域接收的光生成3D增强现实图像。
3D增强现实图像包括环境中的物理对象的图像以及由在电子设备中执行的机器可读指令生成的虚拟对象。
在前述描述中,阐述了许多细节以提供对本文所公开的主题的理解。然而,可以在没有这些细节中的一些细节的情况下实践实施方式。其他实施方式可以包括来自上文所讨论的细节的修改和变化。所附权利要求书旨在覆盖这些修改和变化。

Claims (11)

1.一种用于传递光的装置,所述装置包括:
外壳,用于能够拆卸地附接到电子设备,所述电子设备包括以第一距离间隔开的第一相机和第二相机,其中,所述第一相机和所述第二相机都被布置在所述电子设备的同一表面上;
所述外壳的第一透光区域,所述第一透光区域将来自环境的光传递到所述第一相机;
所述外壳的第二透光区域,所述第二透光区域与所述第一透光区域间隔开大于所述第一距离的第二距离;以及
光导管,用于将来自所述环境的所述光穿过所述第二透光区域传递到所述第二相机,
其中,相比于所述第一相机与所述第二相机之间的所述第一距离,所述第一透光区域和所述第二透光区域以及所述光导管的组合增加了所述第一相机与所述第二相机之间的有效间隔,并且,增加所述第一相机与所述第二相机之间的有效间隔支持使用所述电子设备的所述第一相机和所述第二相机来生成三维(3D)增强现实图像。
2.如权利要求1所述的装置,其中,所述第一透光区域和所述第二透光区域与在观看附接到所述外壳的所述电子设备的显示器时用户的双眼大致对准。
3.如权利要求1所述的装置,其中,所述光导管包括光反射器,用于使来自所述环境的所述光沿着相对于来自所述环境的所述光进入所述第二透光区域的方向成角度的方向穿过所述第二透光区域传递。
4.如权利要求3所述的装置,其中,所述光导管进一步包括靠近所述第二透光区域的透镜,所述透镜将所述光聚焦到所述光反射器上。
5.如权利要求1所述的装置,包括头戴式设备,所述头戴式设备包括所述外壳,所述头戴式设备能够拆卸地附接到所述电子设备。
6.如权利要求1所述的装置,包括附件,所述附件包括所述外壳,所述附件能够拆卸地附接到所述电子设备。
7.一种用于制造传递光的附件的方法,所述方法包括:
在能够附接到电子设备的附件中提供第一透光区域和第二透光区域,所述电子设备具有布置在所述电子设备的同一表面上的第一相机和第二相机,所述第一透光区域将来自环境的光传递到所述电子设备的所述第一相机;以及
在所述附件中形成光导管,所述光导管的第一端与所述第二透光区域处于光学连通,并且所述光导管的第二端布置为将来自所述环境的所述光传递到所述电子设备的所述第二相机,
其中,所述第一透光区域与所述第二透光区域之间的距离大于所述第一相机与所述第二相机之间的距离,以在由所述第一相机和所述第二相机获取的图像中提供深度信息,从而使得能够由所述电子设备基于由所述第一相机和所述第二相机通过所述第一透光区域和所述第二透光区域接收的光而生成三维(3D)增强现实图像。
8.如权利要求7所述的方法,进一步包括:将光学元件布置在所述光导管中以使来自外部环境并且穿过所述第二透光区域的光转弯。
9.一种用于传递光的附件,所述附件包括:
外壳,用于能够拆卸地附接到电子设备,所述电子设备包括以第一距离间隔开的第一相机和第二相机,其中,所述第一相机和所述第二相机都被布置在所述电子设备的同一表面上;
所述外壳的第一透光区域,所述第一透光区域将来自环境的光传递到所述第一相机;
所述外壳的第二透光区域,所述第二透光区域与所述第一透光区域间隔开大于所述第一距离的第二距离;以及
光导管,用于将来自所述环境的所述光穿过所述第二透光区域传递到所述第二相机,所述第二透光区域沿第一方向接收来自所述环境的所述光,并且所述光导管使通过所述第二透光区域接收的来自所述环境的所述光沿着相对于所述第一方向成角度的第二方向传播,
其中,相比于所述第一相机与所述第二相机之间的所述第一距离,所述第一透光区域和所述第二透光区域以及所述光导管的组合增加了所述第一相机与所述第二相机之间的有效间隔以提供深度感知,从而使得能够由所述电子设备基于由所述第一相机和所述第二相机通过所述第一透光区域和所述第二透光区域接收的光而生成三维(3D)增强现实图像。
10.如权利要求9所述的附件,其中,所述光导管包括光学元件,用于使来自所述环境的穿过所述第二透光区域的光转弯。
11.如权利要求10所述的附件,其中,所述光学元件包括透镜和反射器。
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