CN117651905A - 用于彩色成像器的液晶可调谐偏振滤光器 - Google Patents
用于彩色成像器的液晶可调谐偏振滤光器 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117651905A CN117651905A CN202180099811.XA CN202180099811A CN117651905A CN 117651905 A CN117651905 A CN 117651905A CN 202180099811 A CN202180099811 A CN 202180099811A CN 117651905 A CN117651905 A CN 117651905A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid crystal
- image
- camera system
- filter
- color
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 230000010287 polarization Effects 0.000 title claims abstract description 83
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 title claims abstract description 82
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims abstract description 14
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 6
- 230000000979 retarding effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 4
- 230000006870 function Effects 0.000 description 18
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 10
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 239000002052 molecular layer Substances 0.000 description 10
- 230000004044 response Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 3
- 210000002858 crystal cell Anatomy 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 229920001609 Poly(3,4-ethylenedioxythiophene) Polymers 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 2
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 239000004988 Nematic liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000005315 distribution function Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 230000005428 wave function Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B33/00—Colour photography, other than mere exposure or projection of a colour film
- G03B33/08—Sequential recording or projection
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour
- G02F1/0136—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour for the control of polarisation, e.g. state of polarisation [SOP] control, polarisation scrambling, TE-TM mode conversion or separation
-
- G—PHYSICS
- G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
- G03B—APPARATUS OR ARRANGEMENTS FOR TAKING PHOTOGRAPHS OR FOR PROJECTING OR VIEWING THEM; APPARATUS OR ARRANGEMENTS EMPLOYING ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ACCESSORIES THEREFOR
- G03B11/00—Filters or other obturators specially adapted for photographic purposes
Abstract
根据一个示例的彩色相机系统包括用于捕获物体的图像的红、绿、蓝(RGB)颜色相机设备，以及用于在图像捕获期间照射物体的偏振照射源。该彩色相机系统还包括位于相机设备和物体之间的液晶可调谐偏振滤光器，其中该液晶可调谐偏振滤光器为相机设备提供用于捕获物体的图像的可选线性偏振观察状态，并且用于提供使用RGB颜色不同的偏振滤光器参数唯一地处理每个RGB像素的能力。
Description
背景技术
数码相机系统可用于捕获物体的图像。所述图像可以用于许多不同的目的，包括创建物体的三维模型。在反射光到达数码相机之前，可以使用各种滤光器来过滤从物体反射的光。
附图说明
图1是示出根据一个示例的相机系统的框图。
图2是示出根据一个示例的滤光器驱动器和补偿电路的框图。
图3是示出根据一个示例的液晶可调谐偏振滤光器的层的层图。
图4是示出根据另一个示例的彩色相机系统的框图。
图5是示出根据一个示例的捕获图像的方法的流程图。
图6是示出根据一个示例的图像捕获系统的框图。
具体实施方式
在下面的详细描述中，参考了形成其一部分的附图，并且在附图中通过图示的方式示出了可以实施本公开的具体示例。应当理解，在不脱离本公开的范围的情况下，可以利用其他示例，并且可以进行结构或逻辑改变。因此，以下详细描述不应被视为限制性的，并且本公开的范围由所附权利要求限定。应当理解，除非特别指出，否则本文描述的各种示例的特征可以部分或全部彼此组合。
本文公开的一些示例针对具有液晶(LC)可调谐偏振滤光器(TPF)的相机系统。以低照射掠射角用多个不同的线性偏振白光照射取向照射要成像的物体。当物体被照射时，相机在多个不同的线性偏振观察状态中的每一个状态下捕获物体的至少一个非常高分辨率的图像(例如，108兆像素)。液晶可调谐偏振滤光器可以位于物体和相机之间，以选择性地向相机提供不同的线性偏振观察状态。
在一个示例中，液晶可调谐偏振滤光器包括位于玻璃层之间的液晶分子层，其后是四分之一波长延迟器，其后是固定的线性偏振器。在一个示例中，液晶可调谐偏振滤光器由可调幅度2KHz驱动器电路控制。调节由驱动器电路提供的驱动信号的幅度导致由液晶可调谐偏振滤光器引起的偏振旋转量的变化。一些示例包括嵌入式校准机构，以提供对环境温度变化和液晶分子层的不精确厚度的连续补偿。在一些示例中，校准机构执行自校准功能，以解决偏振旋转的不均匀性或不同波长的延迟。
本文公开的一些示例提供了一种为相机设备生成多个线性偏振观察状态的低成本方法，该方法包括：没有移动部件，诸如机械滤光器旋转机构；没有相机像素偏移，这可能与机械滤光器一起发生；紧凑并且单片结构；在偏振观察状态之间切换的短(例如几十毫秒)响应时间；和具有一百个或更多线性偏振观察状态的零到半波函数。
图1是示出根据一个示例的相机系统100的框图。在一个示例中，相机系统100是基于双向反射分布函数(BRDF)的光度立体相机系统，并且捕获平面材料的高分辨率图像(例如，108兆像素图像)。光度立体是计算机视觉中的一种技术，用于通过在不同的光照条件下观察物体来估计该物体的表面法线。它基于这样一个事实，即表面反射的光量取决于表面相对于光源和观察者的取向。BRDF是辐射度概念，并且可用于物体的真实感渲染(photorealistic rendering)。使用经校准的相机和光源，可以直接从真实物体测量BRDF。
如图1所示，相机系统100包括计算设备102、图像传感器108、自动聚焦相机模块透镜110、滤光器驱动器和补偿电路112、液晶可调谐偏振滤光器114和光源116。在一个示例中，图像传感器108是108兆像素CMOS红、绿、蓝(RGB)图像传感器。在一个示例中，自动聚焦相机模块透镜110包括多元件广角短焦距(例如，5.7毫米)透镜。
计算设备102包括处理器104和存储器106。处理器104包括中央处理单元(CPU)或另一个合适的处理器。在一个示例中，存储器106存储由处理器104执行用于操作系统100的机器可读指令。存储器106包括易失性和/或非易失性存储器的任何合适的组合，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、闪存和/或其他合适的存储器。这些是非暂时性计算机可读介质的示例(例如，存储计算机可执行指令的非暂时性计算机可读存储介质，所述计算机可执行指令在被至少一个处理器执行时使得所述至少一个处理器执行一种方法)。存储器106在其不包含暂时信号而是由至少一个存储器组件组成以存储用于执行本文所述技术的机器可执行指令的意义上是非暂时性的。存储器106可以存储至少一个模块，并且处理器104可以执行至少一个模块的指令以执行本文描述的技术。
在一个示例中，光源116包括八个发光二极管(LED)面板，每个面板包括LED阵列。LED面板可以被配置成八边形布置，其在要被成像的物体118周围形成腔室，从八个不同的照射取向向物体118提供偏振光，并且阻挡环境光。光源116提供的照射在图1中由箭头120表示。光源116的八个LED面板中的每一个以低照射掠射角，诸如相对于水平面30度，向物体118提供线性偏振白光照射。在一些示例中，照射掠射角相对于水平面在20到40度的范围内。
当物体118被光源116照射时，物体118的图像被图像传感器108以多个不同的偏振观察状态捕获。从物体118反射的光115被液晶可调谐偏振滤光器114过滤，以产生经过滤的光111。自动聚焦相机模块透镜110接收经过滤的光111，并将聚焦的图像109提供给图像传感器108以进行捕获。滤光器驱动器和补偿电路112驱动滤光器114，以选择性地提供多个不同的偏振观察状态，滤光器114可以包括液晶分子层，其后是四分之一波长延迟器，其后是线性偏振器。滤光器114的示例实现在图3中示出，并在下面进一步详细描述。
图像传感器108向计算设备102提供捕获的图像用于处理。在一些示例中，计算设备102用BRDF提取算法处理捕获的图像，其涉及用选择性椭圆偏振态滤光器观察线性偏振照射表面，以从不同照射取向辨别表面反射结构特征，诸如镜面反射率或漫反射率的程度或两种反射模式的组合。这有助于为计算设备102提取信息，以便能够创建表面反射率的数字三维(3D)模型，用于这些表面的图形逼真动画。
图2是示出根据一个示例的滤光器驱动器和补偿电路200的框图。在一个示例中，滤光器驱动器和补偿电路112(图1)用电路200实现。电路200包括实时时钟202、处理器204、模数(A/D)转换器206、温度电路208、可调幅度驱动器210、LED驱动器212、光传感器214以及红、绿和蓝(RGB)LED 216。在一个示例中，A/D转换器206是12位A/D转换器。在一个示例中，光传感器214是光晶体管或光二极管。在一个示例中，RGB LED 216是具有线性偏振的RGB圆顶透镜LED。
在一个示例中，处理器204分别经由集成电路间(I2C)通信链路203(1)-203(5)耦合到实时时钟202、A/D转换器206、温度电路208、可调幅度驱动器210和LED驱动器212。I2C通信链路203(1)-203(5)可以统称为I2C通信链路203。在一个示例中，处理器204经由串行外围接口(SPI)通信链路205耦合到计算设备102(图1)。
在一个示例中，可调幅度驱动器210向液晶可调谐偏振滤光器114提供2KHz可调幅度交流(AC)驱动信号(例如，2KHz方波)。处理器204通过I2C通信链路203(4)与驱动器210通信，以控制由驱动器210产生的AC驱动信号的幅度。AC驱动信号控制滤光器114中的液晶分子层(例如，图3中的液晶分子层312)。液晶分子层充当可变延迟器，并引起已经从物体118(图1)反射的传入光115的偏振旋转。
偏振旋转或相位延迟的量由AC驱动信号的幅度控制。因此，可以向上或向下调整AC驱动信号的幅度，以提供更多或更少的偏振旋转，这允许电路200基于AC驱动信号的幅度选择性地提供多个不同的偏振观察状态。相机的三种RGB颜色中的每一种的偏振旋转或相位延迟的量以及因此的偏振观察状态是不同的，并且因此每种颜色的偏振信息被唯一地/单独地校准和处理。下面另外参考图3进一步详细描述图2。
图3是示出根据一个示例的液晶可调谐偏振滤光器300的层的层图。在一个示例中，液晶可调谐偏振滤光器114(图1和2)用滤光器300实现。滤光器300包括具有线性偏振膜302的玻璃层、具有四分之一波长延迟器304的聚合物层、玻璃层306、具有电引线的透明导体层308、取向层膜310、具有间隔的液晶分子层312、取向层膜314、具有电引线的透明导体层316和玻璃层318。
在一个示例中，层302具有大约1mm的厚度；层304具有大约100um的厚度；层306具有大约1mm的厚度；层308具有大约50um的厚度；层310具有大约20um的厚度；层312具有是光的半波倍数的厚度；层314具有大约20um的厚度；层316具有大约50um的厚度；并且层318具有大约1mm的厚度。
在一个示例中，层308和316包括氧化铟锡(ITO)膜或聚(3，4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)膜，它们是可以被处理以形成电引线的透明膜。层308和316中的电引线可以电耦合到可调幅度驱动器210(图2)以接收AC驱动信号。
在根据一个示例的操作期间，从被成像的物体118反射的光115(图1)从图3所示的层堆叠的底部进入滤光器300。液晶分子层312被电控制以调节传入光115的偏振状态。在一个示例中，液晶分子层312包括间隔物，诸如均匀的塑料球，以提供精确且均匀的液晶单元间隙，并有助于防止凹陷。
液晶分子层312通过用施加电压改变材料的有效双折射来提供可调谐延迟，这改变了输入偏振光。各向异性向列液晶分子在液晶单元中形成单轴双折射层。向列材料的一个特征是，平均而言，分子的长轴平行排列，但其中心随机分布。在没有施加电压的情况下，液晶分子平行于基板，并且实现了最大延迟。当施加电压时，液晶分子开始垂直于基板倾斜。随着施加电压的增加，液晶分子倾斜，进一步导致有效双折射的减小，以及因此延迟。液晶单元的整体延迟可能随着温度的升高而降低。
层304中的四分之一波长延迟器用于将由液晶分子层312形成的椭圆偏振光转换成线性偏振光。在一个示例中，液晶分子层312的快轴与层304中的四分之一波长延迟器的慢轴成45度。偏振旋转通过来自驱动器210的AC驱动信号电控制液晶分子层312的可变延迟来实现。
再次参考图2，在一个示例中，滤光器驱动器和补偿电路200执行闭环自校准功能。在一些示例中，光源116(图1)提供偏振白光照射，并且由液晶可调谐偏振滤光器114引起的偏振旋转的量可以基于接收到的光的波长而变化。因此，对于由驱动器210施加的相同控制信号，所接收的光中的红、绿和蓝原色可以不同地旋转。在一些示例中，滤光器驱动器和补偿电路200执行自校准功能来解决偏振旋转的这种不均匀性。
在一些示例中，自校准功能可以由计算设备102通过经由SPI通信链路205向滤光器驱动器和补偿电路200发送校准请求来发起。响应于校准请求，处理器204使LED驱动器212驱动RGB LED 216以给定的顺序通过滤光器114并朝向光传感器214连续地提供偏振红光、偏振绿光和偏振蓝光。在一个示例中，处理器204经由通用输入/输出(GPIO)通信链路211耦合到RGB LED 216，以单独开启和关闭红色、绿色和蓝色LED，以提供连续的红色、绿色和蓝色光。
当单独的红色、绿色和蓝色光中的每一种被引导通过滤光器114时，处理器204使可调幅度驱动器210将驱动器210提供的驱动信号的幅度步进通过最小幅度值和最大幅度值之间的多个幅度值。光传感器214感测由RGB LED 216透射通过滤光器114的红色、绿色和蓝色光，并且模拟感测的光值由A/D转换器206转换成数字光值。A/D转换器206向处理器204提供数字光值。
数字光值可以被处理器204(或计算设备102)用来确定校准信息，包括对于驱动器210提供的驱动信号的每个幅度值，分别针对红光、绿光和蓝光发生的偏振旋转的量。校准信息可以存储在存储器106中的校准查找表(校准LUT)中，并且可以在自校准之后在相机系统100的正常操作期间使用。
根据一个示例的自校准功能的另一方面是在每次执行自校准功能时记录温度值和当前日期和时间。在一个示例中，温度电路208经由热电偶209耦合到滤光器114的表面，以感测滤光器114处的温度。当执行自校准功能时，处理器204与温度电路208和实时时钟202通信，以接收来自温度电路208的当前温度值和来自实时时钟202的实时时钟值，并且可以将这些值与红色、绿色和蓝色光的偏振旋转信息一起存储在校准LUT中。
在已经响应于来自计算设备102的校准请求执行了自校准功能之后，处理器204可以经由SPI通信链路205向计算设备102发送校准响应，以指示自校准功能是否被成功执行。例如，在一些示例中，如果光源116在自校准功能期间开启，这可能导致自校准功能的不成功完成。光传感器214可以在自校准功能开始时使用，以确定光源116是否开启。
在已经执行自校准功能之后，并且在相机系统100的正常操作期间，计算设备102可以经由SPI通信链路205向处理器204发送命令，以请求将给定颜色(例如，红色、绿色或蓝色)的偏振旋转设置为给定角度值。例如，计算设备102可以请求将红光的偏振旋转设置为30度。
响应于该请求，处理器204可以访问校准LUT以识别来自驱动器210的驱动信号的幅度，该幅度将导致30度的红光的偏振旋转，然后使驱动器210以所识别的幅度生成驱动信号。处理器204还可以在校准LUT中识别所识别的幅度处的非指定颜色(例如，绿色和蓝色)的偏振旋转值。当驱动器210以所识别的幅度驱动滤光器214时，图像传感器108可以捕获物体118的至少一个图像，并将至少一个图像提供给计算设备102。在一个示例中，所识别的幅度下的红色、绿色和蓝色的偏振旋转值可以经由SPI通信链路206发送到计算设备102，并作为元数据附加到至少一个图像。
在一些示例中，如果从当前时间(由实时时钟202指示)到上次执行自校准功能的时间的变化超过阈值时间值，或者如果与上次执行自校准功能时的温度相比，当前时间的温度(由温度电路208指示)的变化超过阈值温度值，则相机系统100可以自动执行另一个自校准功能。对于不超过阈值温度值的较小温度变化，相机系统100可以基于温度差以及液晶分子层312的延迟和温度变化之间的已知关系来自动调整校准信息，而不是执行另一个自校准功能。
本公开的一个示例针对彩色相机系统。图4是示出根据一个示例的彩色相机系统400的框图。彩色相机系统400包括红、绿、蓝(RGB)颜色相机设备402，以捕获物体的图像。彩色相机系统400包括偏振照射源404，用于在图像捕获期间照射物体。彩色相机系统400还包括位于相机设备和物体之间的液晶可调谐偏振滤光器406，其中液晶可调谐偏振滤光器406为相机设备提供用于捕获物体图像的可选线性偏振观察状态，并且提供使用RGB颜色不同偏振滤光器参数唯一处理每个RGB像素的能力。
在一些示例中，液晶可调谐偏振滤光器406可以包括电控液晶光相位延迟元件。液晶可调谐偏振滤光器406还可以包括位于液晶光相位延迟元件上方的四分之一波长延迟元件，以及位于四分之一波长延迟元件上方的线性偏振器元件，其中线性偏振器元件位于比液晶光相位延迟元件更靠近相机设备402。
在一些示例中，彩色相机系统400还可以包括处理器和驱动器电路，其中处理器要控制驱动器电路向液晶可调谐偏振滤光器406提供控制信号，以选择线性偏振观察状态。控制信号可以是可调幅度振荡电压信号，并且可以通过改变控制信号的幅度来选择线性偏振观察状态中的不同的线性偏振观察状态。
在一些示例中，彩色相机系统400还可以包括补偿电路，以执行自校准功能，从而针对来自相机设备的三个RGB像素颜色通道中的每一个补偿液晶可调谐偏振滤光器406。补偿电路可以包括具有线性偏振的红色、绿色和蓝色发光二极管(LED)，用于以任何给定的顺序连续投射红色、绿色和蓝色光通过液晶可调谐偏振滤光器406，以及用于感测已经投射通过液晶可调谐偏振滤光器406的光的光传感器。该彩色相机系统还可以包括处理器和驱动器电路，其中该处理器用于控制驱动器电路在红光、绿光和蓝光被连续投射通过液晶可调谐偏振滤光器406的同时向液晶可调谐偏振滤光器406提供变化的控制信号。处理器可以基于光传感器的输出存储校准数据，并且将实时时钟值和当前温度值与校准数据一起存储。处理器可以基于存储的校准数据来调整液晶可调谐偏振滤光器406的控制。
在一些示例中，彩色相机系统400可以是光度立体相机系统，其中照射源从物体周围的多个位置以掠射角照射物体，并且其中所捕获的图像中的每一个至少为50兆像素。
本公开的另一个示例涉及一种捕获图像的方法。图5是示出根据一个示例的捕获图像的方法500的流程图。在502，方法500包括用偏振光照射要成像的物体。在504，方法500包括用液晶可调谐偏振滤光器接收从被照射物体反射的光。在506，方法500包括用处理器使液晶可调谐偏振滤光器基于接收到的光向成像设备提供多个不同的线性偏振观察状态。在508，方法500包括，对于每个线性偏振观察状态，用成像设备捕获物体的图像，并单独地处理来自图像的红、绿、蓝(RGB)颜色状态偏振信息。
方法500还可以包括用处理器调节提供给液晶可调谐偏振滤光器的控制信号的幅度，以提供多个不同的线性偏振观察状态。
本公开的另一个示例针对图像捕获系统。图6是示出根据一个示例的图像捕获系统600的框图。图像捕获系统600包括红、绿、蓝(RGB)颜色图像捕获设备602，以捕获物体的图像。图像捕获系统600包括光源604，用于在图像捕获期间将偏振光导向物体。图像捕获系统600包括位于图像捕获设备和物体之间的液晶偏振滤光器606。图像捕获系统600包括处理器608，以使液晶偏振滤光器为图像捕获设备提供用于捕获物体的图像的可选线性偏振观察状态，并用于提供使用RGB颜色不同的偏振滤光器参数唯一地处理每个RGB像素的能力。
在一些示例中，液晶偏振滤光器606包括电控液晶层、线性偏振器层和位于电控液晶层和线性偏振器层之间的四分之一波长延迟层，其中线性偏振器层位于比电控液晶层和四分之一波长延迟层更靠近相机设备。
尽管这里已经示出和描述了具体示例，但是在不脱离本公开的范围的情况下，可以用各种替代和/或等同的实施方式来替代所示出和描述的具体示例。本申请旨在涵盖本文讨论的具体示例的任何适应或变化。因此，本公开旨在仅受权利要求及其等同物的限制。
Claims (15)
1.一种彩色相机系统，包括：
红、绿、蓝(RGB)颜色相机设备，用于捕获物体的图像；
偏振照射源，用于在捕获图像期间照射物体；以及
液晶可调谐偏振滤光器，其位于所述相机设备和所述物体之间，其中所述液晶可调谐偏振滤光器要为所述相机设备提供用于捕获所述物体的图像的可选线性偏振观察状态，并且要提供使用RGB颜色不同偏振滤光器参数唯一地处理每个RGB像素的能力。
2.根据权利要求1所述的彩色相机系统，其中，所述液晶可调谐偏振滤光器包括电控液晶光相位延迟元件。
3.根据权利要求2所述的彩色相机系统，其中，所述液晶可调谐偏振滤光器还包括位于所述液晶光相位延迟元件上方的四分之一波长延迟元件，以及位于所述四分之一波长延迟元件上方的线性偏振器元件，其中，所述线性偏振器元件位于比所述液晶光相位延迟元件更靠近所述相机设备。
4.根据权利要求1所述的彩色相机系统，并且还包括处理器和驱动器电路，其中所述处理器要控制所述驱动器电路向所述液晶可调谐偏振滤光器提供控制信号，以选择所述线性偏振观察状态。
5.根据权利要求4所述的彩色相机系统，其中所述控制信号是可调幅度振荡电压信号，并且其中通过改变所述控制信号的幅度来选择线性偏振观察状态中的不同的线性偏振观察状态。
6.根据权利要求1所述的彩色相机系统，并且还包括补偿电路，用于执行自校准功能，以针对来自相机设备的三个RGB像素颜色通道中的每一个补偿液晶可调谐偏振滤光器。
7.根据权利要求6所述的彩色相机系统，其中，所述补偿电路包括具有线性偏振的红色、绿色和蓝色发光二极管(LED)，用于以任何给定的顺序连续投射红色、绿色和蓝色光通过液晶可调谐偏振滤光器，以及用于感测已经被投射通过液晶可调谐偏振滤光器的光的光传感器。
8.根据权利要求7所述的彩色相机系统，并且还包括处理器和驱动器电路，其中，所述处理器用于控制驱动器电路在红色、绿色和蓝色光被连续投射通过液晶可调谐偏振滤光器的同时向液晶可调谐偏振滤光器提供变化的控制信号。
9.根据权利要求8所述的彩色相机系统，其中，所述处理器要基于所述光传感器的输出来存储校准数据，并将实时时钟值和当前温度值与所述校准数据一起存储。
10.根据权利要求9所述的彩色相机系统，其中，所述处理器要基于所存储的校准数据调整液晶可调谐偏振滤光器的控制。
11.根据权利要求1所述的彩色相机系统，其中所述相机系统包括光度立体相机系统，其中所述照射源从所述物体周围的多个位置以掠射角照射所述物体，并且其中每个捕获的图像至少为50兆像素。
12.一种方法，包括：
用偏振光照射要成像的物体；
用液晶可调谐偏振滤光器接收从被照射物体反射的光；
用处理器使液晶可调谐偏振滤光器基于所接收的光向成像设备提供多个不同的线性偏振观察状态；以及
对于每个线性偏振观察状态，用成像设备捕获物体的图像，并单独地处理来自图像的红、绿、蓝(RGB)颜色状态偏振信息。
13.根据权利要求12所述的方法，并且还包括：
用处理器调整提供给液晶可调谐偏振滤光器的控制信号的幅度，以提供多个不同的线性偏振观察状态。
14.一种图像捕获系统，包括：
红、绿、蓝(RGB)颜色图像捕获设备，用于捕获物体的图像；
光源，用于在捕获图像期间将偏振光导向物体；
位于图像捕获设备和物体之间的液晶偏振滤光器；以及
处理器，用于使所述液晶偏振滤光器向所述图像捕获设备提供用于捕获所述物体的图像的可选线性偏振观察状态，以及用于提供使用RGB颜色不同的偏振滤光器参数唯一地处理每个RGB像素的能力。
15.根据权利要求14所述的图像捕获系统，其中，所述液晶偏振滤光器包括电控液晶层、线性偏振器层和位于电控液晶层和线性偏振器层之间的四分之一波长延迟层，其中，线性偏振器层位于比电控液晶层和四分之一波长延迟层更靠近相机设备。
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PCT/US2021/038367 WO2022271153A1 (en) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | Liquid crystal tunable polarization filters for color imagers |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117651905A true CN117651905A (zh) | 2024-03-05 |
Family
ID=84545868
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202180099811.XA Pending CN117651905A (zh) | 2021-06-22 | 2021-06-22 | 用于彩色成像器的液晶可调谐偏振滤光器 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP4359864A1 (zh) |
| CN (1) | CN117651905A (zh) |
| WO (1) | WO2022271153A1 (zh) |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6403947B1 (en) * | 1999-03-18 | 2002-06-11 | Cambridge Research & Instrumentation Inc. | High-efficiency multiple probe imaging system |
| US8548570B2 (en) * | 2004-11-29 | 2013-10-01 | Hypermed Imaging, Inc. | Hyperspectral imaging of angiogenesis |
| WO2008068753A2 (en) * | 2006-12-04 | 2008-06-12 | Ben-Gurion University Of The Negev - Research And Development Authority | Polarization independent birefringent tunable filters |
| JP5056297B2 (ja) * | 2007-09-14 | 2012-10-24 | カシオ計算機株式会社 | 撮像装置、撮像装置制御プログラム及び撮像装置制御方法 |
| US8988680B2 (en) * | 2010-04-30 | 2015-03-24 | Chemimage Technologies Llc | Dual polarization with liquid crystal tunable filters |
| WO2016086043A1 (en) * | 2014-11-24 | 2016-06-02 | Massachusetts Institute Of Technology | Methods and apparatus for spectral imaging |
| KR20180056277A (ko) * | 2016-11-18 | 2018-05-28 | 삼성전자주식회사 | 분광기 및 분광기 모듈 |
-
2021
- 2021-06-22 EP EP21947323.8A patent/EP4359864A1/en active Pending
- 2021-06-22 WO PCT/US2021/038367 patent/WO2022271153A1/en active Application Filing
- 2021-06-22 CN CN202180099811.XA patent/CN117651905A/zh active Pending
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2022271153A1 (en) | 2022-12-29 |
| EP4359864A1 (en) | 2024-05-01 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP3827217B1 (en) | Adjustable light distribution for active depth sensing systems | |
| TWI557491B (zh) | 組合式可見光及非可見光投影系統 | |
| US7936518B2 (en) | Head-up display apparatus | |
| US9286819B2 (en) | Display device, display method, integrated circuit, and program | |
| US20050179807A1 (en) | Multiple-sensor camera | |
| TW200819899A (en) | Combination camera/projector system | |
| CN108293097B (zh) | 虹膜成像 | |
| US20210160438A1 (en) | Image device for generating depth images and related electronic device | |
| US9291750B2 (en) | Calibration method and apparatus for optical imaging lens system with double optical paths | |
| EP1354176A1 (en) | Three-dimensional surface profile imaging method and apparatus using single spectral light condition | |
| US20080151194A1 (en) | Method and System for Illumination Adjustment | |
| US20110176068A1 (en) | Closed Loop Feedback for Electronic Beam Alignment | |
| CN117651905A (zh) | 用于彩色成像器的液晶可调谐偏振滤光器 | |
| CN115836523A (zh) | 用于深度感测的集成ir和可见光相机的光学元件以及包括该光学元件的系统 | |
| CN111193880B (zh) | 一种图像传感器、光学滤波器及图像传感器亮度调整方法 | |
| WO2016171651A1 (en) | Tunable filters | |
| CN114174903A (zh) | 面板延迟测量 | |
| JP2005150922A (ja) | プロジェクタの表示状態の調整装置及び方法 | |
| JP2004170305A (ja) | ３次元形状計測方法および３次元形状計測装置 | |
| CN112015035A (zh) | 一种偏振光源、扫描投影装置及设备 | |
| US20220375263A1 (en) | Polarized biometric operations | |
| WO2022170559A1 (zh) | 偏振图像传感器和摄像装置 | |
| KR102091930B1 (ko) | 패널 부재 경사 각도 측정 장치 및 그 방법 | |
| US20230030160A1 (en) | Imaging sensor with brightness self-adjustment | |
| EP1848984A1 (en) | Method and system for illumination adjustment |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |