CN107850830A - 光收集设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种被适配成用于收集光并将其引导至光传感器(12)的光收集设备(10)，所述设备包括：‑单眼收集模块，所述单眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的至少一个光收集器(20)，‑双眼收集模块，所述双眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的第一远侧光收集器和第二远侧光收集器(22，24)，‑光波导(18)，所述光波导被配置成用于将从所述单眼收集模块和双眼收集模块收集的光引导至光传感器(12)，使得：‑所述单眼收集模块收集的光被引导至所述光传感器(12)的单眼区，‑所述双眼收集模块的所述第一光收集器(22)收集的光被发送至所述光传感器(12)的第一区，并且‑所述双眼收集模块的所述第二光收集器(24)收集的光被发送至所述光传感器(12)的第二区，其中，所述光波导(18)被配置成使得所述光传感器(12)的所述第一区与所述第二区无重叠。

Description

光收集设备

技术领域

本发明涉及一种被适配成用于收集光并将其引导至光传感器的光收集设备。

本发明进一步涉及一种包括根据本发明的光收集设备的光采集设备。

本发明还涉及一种用于校准根据本发明的光采集设备的方法。

本发明进一步涉及一种用于对根据本发明的光收集设备进行个性化的方法。

背景技术

对于不同的应用、具体是对于安装在头戴式设备上的嵌入式相机而言，需要采集用于提供环境的二维和/或三维图像的数据。

然而，允许采集用于提供环境的三维图像的数据的现行设备是复杂且昂贵的。实际上，这种设备通常包括两个需要被同步的相机。而且，这种设备体积大并且需要复杂的校准方法。此外，被适配成用于采集用于提供三维图像的数据的其他设备(诸如激光投影相机、和图像捕捉相机、或飞行时间相机)也是笨重且昂贵的。

因此，需要提供一种被适配成用于采集用于提供二维和/或三维环境图像的数据的设备，所述设备简单、较小、并且成本低，并且能够被配置成用于提供环境的二维或三维图像、或者二维和三维图像。

发明内容

为此，本发明提出了一种被适配成用于收集光并将其引导至光传感器的光收集设备，所述设备包括：

-单眼收集模块，所述单眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的至少一个光收集器，

-双眼收集模块，所述双眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的第一远侧光收集器和第二远侧光收集器，

-光波导，所述光波导被配置成用于将从所述单眼收集模块和双眼收集模块收集的光引导至光传感器，使得：

-所述单眼收集模块收集的光被引导至所述光传感器的单眼区，

-所述双眼收集模块的所述第一光收集器收集的光被发送至所述光传感器的第一区，并且

-所述双眼收集模块的所述第二光收集器收集的光被发送至所述光传感器的第二区，

其中，所述光波导被配置成使得所述光传感器的所述第一区与所述第二区无重叠。

有利地，所述光收集设备允许使用者用仅一个光传感器来采集二维和/或三维图像，因此避免了传感器同步的复杂过程。而且，这种设备简单、易于使用、并且成本低。

根据实施例，根据本发明的光收集设备可以进一步包括以下特征之一或其任何可能的组合：

-所述光波导被配置成使得所述光传感器的所述单眼区与所述光传感器的所述第一区和第二区无重叠，和/或

-在所述单眼状态下，所述双眼收集模块的所述第一光收集器和第二光收集器收集的光不被发送至所述光传感器的所述第一区和第二区；并且在所述双眼状态下，所述双眼光收集器收集的光不被发送至所述光传感器的所述单眼区，和/或

-所述光波导包括被配置在单眼状态与双眼状态之间的光开关，在所述单眼状态下，所述单眼收集模块收集的光被引导至所述光传感器的所述单眼区，在所述双眼状态下，所述双眼收集模块的所述第一光收集器收集的光被发送至所述光传感器的所述第一区，并且所述双眼收集模块的所述第二光收集器收集的光被发送至所述光传感器的所述第二区，和/或

-在所述单眼状态下，所述光开关被配置成用于将所述单眼收集模块接收的光直接发送至所述光传感器，并且在所述双眼状态下，所述光开关被配置成用于将所述双眼收集模块的所述第一光收集器接收的光反射至所述光传感器的所述第一区，并将所述双眼收集模块的所述第二光收集器接收的光反射至所述光传感器的所述第二区，和/或

-所述光开关可机械控制在所述不同状态之间，和/或

-所述光开关包括可切换的反射镜，所述可切换的反射镜被配置成用于在反射状态与透明状态之间切换，所述反射状态将所述双眼收集模块的所述第一光收集器和第二光收集器接收的光反射至所述光传感器的所述第一区和第二区，所述透明状态允许将所述单眼收集模块接收的光直接聚焦在所述光传感器的所述单眼区上，和/或

-所述可切换的反射镜包括具有胆甾相的液晶，和/或

-所述可切换的反射镜包括气致变色切换，和/或

-所述双眼收集模块的所述第一光收集器包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到所述光波导中的第一光学透镜，并且所述双眼收集模块的所述第二光收集器包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到所述光波导中的第二光学透镜，和/或

-所述第一光学透镜具有第一光学功能并且所述第二光学透镜具有与所述第一光学功能不同的第二光学功能，例如，所述第一光学功能包括第一光谱滤光器并且所述第二光学功能包括与所述第一光谱滤光器不同的第二光谱滤光器，和/或

-所述双眼模块的所述第一远侧光收集器和/或第二远侧光收集器被配置成使得所述第一光收集器和第二光收集器是以距离可调节的方式布置的。

本发明进一步涉及一种光采集设备，所述光采集设备包括：

-光传感器，以及

-根据本发明所述的并且被配置成用于将由所述收集模块收集的光引导至所述光传感器的光收集设备。

本发明还涉及一种用于校准根据本发明的光采集设备的方法，其中，通过交替地掩蔽所述双眼收集模块的所述第一光收集器和第二光收集器来确定所述光传感器的所述第一区和第二区。

本发明进一步涉及一种用于针对使用者对根据本发明的光收集设备进行个性化的方法，其中，所述双眼收集模块被个性化成使得在所述两个远侧光收集器之间的距离与所述使用者的瞳距基本上相等。

本发明进一步涉及一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括一个或多个存储的指令序列，所述指令是处理器可访问的、并且在由所述处理器执行时致使所述处理器实施根据本发明的方法的步骤。

本发明还涉及一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质具有记录在其上的程序，其中所述程序使所述计算机执行本发明的方法。

本发明进一步涉及一种包括处理器的装置，所述处理器被适配用于存储一个或多个指令序列并且实施根据本发明的方法的多个步骤中的至少一个步骤。

如从以下讨论中明显的是，除非另有具体规定，否则应认识到，贯穿本说明书，使用了如“计算”、“运算”等术语的讨论是指计算机或计算系统或类似的电子计算装置的动作和/或过程，所述动作和/或过程对于在所述计算系统的寄存器和/或存储器内表示为物理(如电子)量的数据进行操纵和/或将其转换成在所述计算系统的存储器、寄存器或其他此类信息存储、传输或显示设备内类似地表示为物理量的其他数据。

本发明的实施例可以包括用于执行在此所述操作的装置。此设备可以是为所期望的目的而专门构建的，或此设备可以包括一个通用计算机或被储存在计算机中的计算机程序选择性地激活或重新配置的数字信号处理器(“DSP”)。这种计算机程序可以存储在计算机可读存储介质中，如但不限于任何类型的磁盘，包括软盘、光盘、CD-ROM、磁光盘、只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、磁性或光学卡，或任何其他类型的适合于存储电子指令并且能够耦合到计算机系统总线上的介质。

此处所提出的方法和显示器并非本来就与任何具体的计算机或其他设备相关。各种通用系统都可以与根据此处的教导的程序一起使用，或者其可以证明很方便地构建一个更专用的装置以执行所期望的方法。

各种这些系统所期望的结构将从以下描述中得以明了。此外，并没有参考任何具体的编程语言描述本发明的实施例。将认识到的是，各种编程语言都可以用来实现如在此描述的本发明的传授内容。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从权利要求和以下通过实例而不限于参照附图给出的一些实施例的描述中变得更清楚，在附图中：

-图1a示意性地表示根据本发明的实施例的光采集设备，

-图1b和图1c表示根据本发明的多个实施例的光传感器，

-图2和图3分别展示了根据本发明的光采集设备在单眼状态下的俯视图和截面图，

-图4和图5分别表示根据本发明的光采集设备在双眼状态下的俯视图和截面图，

-图6和图7分别展示了根据本发明的光采集设备在单眼状态下和在双眼状态下的截面图，并且

-图8a、图8b和图8c表示用于校准根据本发明的光采集设备的方法的多个实施例。

具体实施方式

附图中的元件仅为了简洁和清晰而展示并且不一定按比例绘制。例如，这些图中的某些元件的尺寸可以相对于其他元件被放大，以便帮助提高对本发明的实施例的理解。

图1a表示根据本发明的光采集设备1。

光采集设备1包括光收集设备10和光传感器12，所述光传感器的表面是光敏性的并且可以表示为被称为像素的连续基本光敏单元的阵列(未表示)。每个像素产生表示所述像素接收到的光量的电信号。采集由所述像素发出的电信号允许构成二维图像。

光收集设备10可以被配置成可移除地固定在包括光传感器的设备上，诸如头戴式设备、或智能电话、或触摸板。

此外，光收集设备10可以包括电源。收集设备10可以由系统来供电，所述设备(例如头戴式设备、智能电话、或触摸板)安装在所述系统上。

光收集设备10被适配成用于收集光并且所收集的光引导至光传感器12。

光收集设备10可以是一件式塑料体或可以是塑料成型的，以便降低生产成本。

光收集设备10可以包括单眼收集模块、双眼收集模块、以及光波导18。

如在图1a上展示的，所述单眼收集模块可以包括被配置成用于收集来自光收集设备10的环境的光的至少一个光收集器20，并且所述双眼收集模块可以包括被配置成用于收集来自光收集设备10的环境的光的第一远侧光收集器22和第二远侧光收集器24。

光传感器12可以是CMOS或CCD传感器。光传感器12可以与移动电话或数码相机中常用的光传感器相同。光传感器12可以是矩形形状的。例如，光传感器12的各个侧面可以小于或等于10mm。

此外，光传感器12可以被划分成多个不同区。如在图1a上展示的，光传感器12被划分成三个连续的并且互补的区：单眼区26、与双眼区相对应的第一区28和第二区30。

光传感器12的单眼区26与光传感器12的像素相对应，当双眼收集模块的光收集器22、24被掩蔽时，所述像素接收来自单眼收集模块的光收集器20的光。

光传感器12的第一区28与光传感器12的如下像素相对应：当双眼收集模块的第二光收集器24被掩蔽时，所述像素接收来自所述双眼收集模块的第一光收集器22的光。

光传感器12的第二区30与光传感器12的如下像素相对应：当双眼收集模块的第一光收集器22被掩蔽时，所述像素接收来自所述双眼收集模块的第二光收集器24的光。

不同区之间的边界无法使用，因为光学调节可能导致一些像素不被来自光波导18的光作为目标。当转移到处理器存储器中时，由所述像素发出的信号应作废。

光采集设备1可以处于：

-单眼状态，其中光收集设备10的单眼收集模块收集的光被发送至光传感器12的单眼区26；

-双眼状态，其中双眼收集模块的第一收集模块22和第二收集模块24收集的光同时被发送至光传感器12的第一区28和第二区30；所述光传感器的所述第一区和所述第二区无重叠；

-混合状态，其中同时地由单眼收集模块收集的光被发送至光传感器光12的单眼区26，并且所述双眼收集模块的第一收集模块和第二收集模块收集的光同时地被发送至光传感器12的第一区28和第二区30。所述光传感器的单眼区26与所述光传感器的第一区28和第二区30无重叠。

光传感器12的第一区与第二区不重叠是由于以下实际情况：光传感器12的第一区28的像素(即，光传感器12的如下像素：当双眼收集模块的第二光收集器24被掩蔽时，所述像素接收来自双眼收集模块的第一光收集器22的光)与光传感器12的第二区30的像素(即，光传感器12的如下像素：当双眼收集模块的第一光收集器22被掩蔽时，所述像素接收来自所述双眼收集模块的第二光收集器24的光)不同。

例如，在图2上表示了单眼收集模块14并且在图4上表示了双眼收集模块16。

图2和图4分别表示在单眼状态下(图2)和在双眼状态下(图4)的同一光收集设备10。

在图2上，单眼收集模块14被放置成使得由收集模块14收集的光直接到达光传感器(未表示)。在此，“直接”意味着“没有任何光反射”。

在图4上，双眼收集模块16被放置成使得收集模块16收集的光经由可切换反射镜34上的至少一次反射间接地到达光传感器(未表示)。

在所述单眼状态下，不在光传感器12的任何第一区28或第二区30上发送光。换言之，双眼收集模块16的第一光收集器22和第二光收集器24收集的光没有被发送至光传感器12的第一区28和第二区30。

单眼区26可以是光传感器12的一部分(如在图1a上展示的)或可以是全光传感器12(如在图1b上展示的)。图1b的配置允许获得具有较好品质的二维图像，而不增加生产成本。

在所述单眼状态下，光采集设备1能够采集来自单眼区的像素的信号从而构成环境的二维图像。

在所述双眼状态下，不在光传感器12的单眼区26上发送光。换言之，单眼收集器20收集的光没有被发送至光传感器12的单眼区26。

包括了第一区28和第二区30的双眼区可以是光传感器12的一部分(如在图1a上展示的)或可以是全光传感器12(如在图1c上展示的)。

图1c的配置允许获得一对二维图像，所述二维图像可以用于示出具有较好品质的环境三维图像，而不增加生产成本。

在所述双眼状态下，光采集设备1能够同时采集来自所述第一区和第二区的像素的信号以构成一对二维双眼图像，所述二维双眼图像可以用于示出环境的三维图像。

在所述混合状态下，光采集设备1能够同时采集：

-来自所述单眼区的像素的信号以构成环境的二维图像；

-来自所述第一区和第二区的像素的信号以构成一对二维图像，所述二维图像可以用于示出环境的三维图像。

此外，在所述混合状态下，光采集设备1能够从单眼区的像素以及从所述第一区和第二区的像素同时亮起，并且然后同时采集由所述单眼区的像素发出的信号以及来自所述第一区和第二区的像素的信号。

如在图1a和图1c上所示的，光波导18可以被配置成使得光传感器12的第一区28和第二区30无重叠。换言之，光传感器12的第一区28和第二区30可以是相邻的并且可以不在任何部分彼此上下叠加。

如在图1a上所示的，光波导18进一步被配置成使得光传感器12的单眼区26与光传感器12的第一区28和第二区30无重叠。更确切地，光传感器12的单眼区26、第一区28、以及第二区30可以不在任何部分彼此上下叠加。

光传感器12的单眼区26与光传感器12的第一区28和第二区30不重叠是由于以下实际情况：光传感器12的单眼区26的像素(即，光传感器12的如下像素：当双眼收集模块的光收集器22、24被掩蔽时，所述像素接收来自所述单眼收集模块的光收集器20的光)与光传感器12的第一区28和第二区30的像素(即，光传感器12的如下像素：当所述单眼收集模块的光收集器20被掩蔽时，所述像素接收来自所述双眼收集模块的第一光收集器22和第二光收集器24的光)不同。

有利地，如在图1a和图1b上展示的，观察到单眼区26的大小在单眼状态下可以比在混合状态下更大。

有利地，如在图1a和图1c上展示的，观察到双眼区28、30的大小在双眼状态下可以比在混合状态下更大。

此外，如在图1a上展示的，光采集设备1可以包括单个光传感器12，以避免同步化过程。实际上，通过这样的光采集设备1，不需要使不同的光传感器同步并且因此降低了生产成本。

光波导18被配置成用于将所述单眼收集模块和双眼收集模块收集的光引导至光传感器12。

关于图3和图5，所述单眼收集模块和双眼收集模块可以被具有光波导18的光传感器12分开。

光波导18可以具有基本上平行六面体的形式，其中单眼收集器20位于光波导18的面的中间、第一远侧光收集器22位于单眼收集器20的第一侧、第二远侧光收集器24位于单眼收集器20的第二侧。

单眼收集器20可以包括单眼透镜40。

双眼收集模块16的第一光收集器22可以包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到光波导18中的第一光学透镜36。双眼收集模块16的第二光收集器24可以包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到光波导18中的第二光学透镜38。

例如，在图2和图4上展示了单眼透镜40、第一光学透镜36、以及第二光学透镜38。

第一光学透镜36可以具有第一光学功能。第二光学透镜38可以具有与所述第一光学功能不同的第二光学功能。例如，第一光学功能可以包括第一光谱滤光器，并且第二光学功能可以包括与所述第一光谱滤光器不同的第二光谱滤光器。

根据波导的配置，单眼透镜40与第一光学透镜36和第二光学透镜38可以是对齐的或不对齐的。例如，参照图2，单眼透镜40与第一光学透镜36和第二光学透镜38是对齐的。

单眼收集模块收集的光被引导至光传感器12的单眼区26。双眼收集模块的第一光收集器22和第二光收集器24收集的光分别被引导向光传感器12的第一区28和第二区。

有利地，第一区28和第二区30具有相同的形状和大小以便减少为了提供三维图像所需的计算时间。

所述单眼区与第一区和第二区可以具有不同的大小和形状。

在优选实施例中，所述单眼区与第一区和第二区具有相同的形状和大小以便分别提供具有相同大小(即，在高度和宽度上相同数量的像素)的二维图像和三维图像。

光传感器12可以以任何不同的方式被划分。例如，如在图1a上展示的，单眼区26可以位于光传感器12的上侧并且所述双眼区可以位于光传感器12的下侧。所述双眼区优选位于与所述单眼区的互补侧。例如，当所述单眼区位于光传感器12的上侧时，第一区28可以位于光传感器12的左下侧并且第二区30可以位于光传感器12的右下侧。

取决于不同配置下的光波导几何形状，可以不完全使用整个光传感器表面。典型的光传感器具有方形形状或宽度/高度比为4/3或16/9的矩形形状，所述形状并非始终与本发明中所使用的光波导相匹配。

光波导18可以进一步包括覆盖件(未示出)用于防止第一光学透镜36和第二光学透镜38接收光或者用于防止单眼透镜40接收光。

为了校准单眼状态和双眼状态，本发明进一步涉及一种用于校准根据本发明的光采集设备1的方法。

更确切地，光传感器12的第一区28和第二区30是通过交替地掩蔽双眼收集模块的第一光收集器22和第二光收集器24来确定的。

例如，为了校准光传感器12的第一区28，掩蔽双眼收集模块的第二光收集器24而不掩蔽双眼收集模块的第一光收集器22。

用于校准光采集设备1的方法允许测量光收集设备10相对于光传感器的定位以便减少定位误差。定位误差可能是若干像素。

校准光采集设备1允许获得良好的三维图像，这是通过三角测量法将在双眼状态下采集的右侧和左侧二维图像进行关联得出的。

对所述设备的取向进行校准以便获得在光传感器12的左侧和右侧分布良好的图像。例如，如在图8a上展示的，当双眼收集模块的第一光收集器被掩蔽而双眼收集模块的第二光收集器未被掩蔽时，在对全图像进行简单的垂直投影之后可以使水平梯度最大化。作为另一个实例，如在图8b上展示的，如果所述传感器被放置在水平线的前方，在对图像进行水平投影之后可以通过旋转一条线使垂直梯度最大化。垂直投影和水平投影是在图像处理领域中众所周知的简单的图像处理。

如果无法修改光收集设备相对于所述光传感器的取向，那么可以通过软件进行校准。如在图8c上展示的，在此情况下，当双眼收集模块的这两个光收集器之一被掩蔽时，可以通过存储将由光传感器的第一区和第二区得出的图像分开的线的位置来获得校准。点X1和X2被定位在图像的上侧和下侧并且与将由光传感器的第一区和第二区得出的图像分开的线相对应。可以测量X1和X2的位置以便获得光收集设备的几何形状并且以便推导出旋转和平移从而更精确地分开这两个图像。在这个操作过程中，可以检测在所述区的边缘上的像素以便在进一步的图像处理和传输过程中将所述像素作废。

这种校准方法在设备制造水平上不需要准确位置。而且，可以单独地、以其自己的值来校准各个设备，并且可以针对每次图像采集进行校正性校准，因为旋转图像比简单的平移更复杂。准确的校准方法可以用于将校准文件存储到最终的设备存储器中，并且允许进一步的图像处理以便进行三维校准。用于三维成像的校准方法是众所周知的，已经公开了许多方法。

光波导18可以包括笔直部分、和/或倾斜部分、和/或弯曲部分用于将单眼收集模块和/或双眼收集模块发出的光引导和/或反射至光传感器12的单眼区和/或第一区和第二区。

例如，所述光波导可以是光纤。

此外，光波导18可以包括光开关。

所述光开关被配置成使得能够在单眼状态与双眼状态之间进行切换(反之亦然)。

所述光开关可以进一步允许在单眼状态、双眼状态、或混合状态之间进行切换(反之亦然)。这个实施例未被表示出来。

所述光开关可以是从光收集设备10上可移除的。例如，当所述光开关从光收集设备10上被移除时，可以获得所述混合状态。

所述光开关可以包括在不同状态之间可控制的机械装置。换言之，所述光开关可以通过机械系统起作用，即，可以从第一位置移动到第二位置。所述光开关可以包括光-机械开关32，所述光-机械开关可机械控制在不同状态之间。例如，所述光-机械开关在所述不同状态之间可以手动地滑动或通过马达可滑动地被驱动。

如在图2上展示的，光-机械开关32允许将单眼透镜40放置在所述光传感器上方；更确切地，所述单眼透镜被布置在环境与光传感器之间。在单眼状态下，光-机械开关32被配置成用于将由单眼收集模块接收的光直接发送至光传感器12的单眼区。光波导18可以包括不透明的笔直部分用于防止双眼收集模块接收的光被发送向光传感器12。例如，在图3上通过箭头展示了光的路径。

如在图4上展示的，光-机械开关32允许将反射镜34放置在光传感器的正上方。在双眼状态下，光开关32被配置成用于将双眼收集模块16的第一光收集器22接收的光反射至光传感器12的第一区，并将双眼收集模块16的第二光收集其24接收的光反射至光传感器12的第二区。例如，如在图5上通过箭头展示的，在到达光传感器之前，光可以被反射两次。

对第一光收集器22和第二光收集器24接收的光的反射可以用包括在光-机械开关32中的反射镜34或棱镜(未示出)来实现。而且，光波导18可以包括带有反射镜或棱镜的倾斜部分。

棱镜角度或反射镜角度可以被适配成用于在光传感器目标区域上给出所选视场。例如可以是4/3或16/9的格式。在这种情况下，光传感器像素不表示为方形、而是矩形，并且软件和显示设备应将这种像素大小考虑在内以便显示大小正确的图像并且以便不对由不同透镜和光波导采集的不同图像进行任何计算。

所述光开关还可以包括光-机械开关32，所述光-机械开关包括可切换的反射镜34。所述可切换的反射镜被配置成用于在反射状态与透明状态之间切换。

在单眼状态下，可切换的反射镜34处于透明状态下，透明状态允许将单眼收集模块20接收的光直接聚焦在光传感器12的单眼区上并且防止将第一光收集器22和第二光收集器24接收的光发送至光传感器12。在图6上展示了可切换的反射镜34的透明状态。

在双眼状态下，可切换的反射镜34处于反射状态下，反射状态将双眼收集模块16的第一光收集器22和第二光收集器24接收的光反射至光传感器12的第一区和第二区并且防止将单眼收集模块20接收的光发送至光传感器12。在图7上展示了可切换的反射镜34的反射状态。

在混合状态下，可切换的发射镜可以包括处于透明状态下的第一部分和处于反射状态下的第二部分。所述可切换的反射镜的第一部分允许将单眼收集模块接收的光直接聚焦在光传感器的单眼区上并且不将第一光收集器和第二光收集器接收的光发送至光传感器。所述可切换的反射镜的第二部分允许将双眼收集模块的第一光收集器和第二光收集器接收的光反射至光传感器的第一区和第二区并且防止将单眼收集模块接收的光发送至光传感器。

可切换的反射镜34可以包括气致变色切换。

气致变色切换是通过在合金中引入氢气来实现的。合金的氢化使其呈现为透明的。返回到反射状态是通过在合金的表面处引入氧气来实现的。通过表面脱氢，合金再次变成反射镜。合金可以是镁合金。

可切换的反射镜34可以包括具有胆甾相的液晶。

被应用于胆甾相的电场允许光的反射。所述液晶可以被激活和/或解除激活以便从单眼状态切换到双眼状态。例如，可切换的反射镜34包括液晶，所述液晶在图6上是解除激活的并且在图7上是激活的。

在混合状态下，光收集设备10可以收集与单眼收集模块14和双眼收集模块16都对应的光并且同时将其引导向光传感器12。更确切地，光同时到达单眼区26以及第一区28和第二区30。换言之，光传感器12的三个区26、28、30同时亮起。于是，光采集设备1的使用者可以同时采集二维单眼图像和一对二维双眼图像，其可以用于呈现环境的三维图像。由于光采集设备1的所谓的软件开关，使用者也可以选择性地采集所述二维单眼图像或那对二维双眼图像。

光采集设备1可以进一步包括软件开关，所述软件开关是以所谓的“部分扫描”模式来配置所述光传感器的一件软件。当在这种“部分扫描”模式下运行时，光传感器可以被配置成用于仅采集(或读取)由属于所选择的这个区的像素发出的信号。

更确切地，所选择的这个区可以是单眼区26、或第一区28和第二区30，或者甚至是单眼区26、以及双眼区中的第一区28和第二区30。换言之，所述软件开关能够用于在光传感器12接收的信息中选择后验的信息。实际上，光传感器12接收来自单眼光收集器和双眼收集器的光，并且由于光传感器的所述“部分扫描”模式，所述软件开关采集从单眼区26的像素发出的信号、或从双眼区的像素发出的信号、或甚至单眼区26以及双眼区中的第一区28和第二区30的像素发出的信号。

诸如CMOS传感器等许多光传感器提供这种“部分扫描”运行模式。

而且，在混合状态下，所述软件开关具有与光开关32的开关功能类似的功能。

而且，双眼模块的第一远侧光收集器22可以被配置成使得第一光收集器22和第二光收集器24被布置为彼此相距可调节的距离D。换言之，双眼模块的第一远侧光收集器22在至少第一位置与第二位置之间是可移动的以便调节第一光收集器22与第二光收集器24之间的距离D。例如，波导18在第一远侧光收集器侧的长度可以是可调节的。

第一光收集器22与第二光收集器24之间的距离允许通过三角测量法重新计算二维图像的距离以便重建三维图像。

双眼模块的第二远侧光收集器24可以被配置成使得第一光收集器22和第二光收集器24被布置为彼此相距可调节的距离D。换言之，双眼模块的第一光收集器22与第二光收集器24之间的距离D可以通过使第二远侧光收集器24在至少第一位置与第二位置之间可移动来进行调节。例如，波导18在第二远侧光收集器侧的长度是可调节的。

在优选实施例中，双眼模块16的第一远侧光收集器22和第二远侧光收集器24被配置成使得第一光收集器22和第二光收集器24被布置为彼此相距可调节的距离D。换言之，双眼模块的第一远侧光收集器22和第二远侧光收集器24在至少第一位置与第二位置之间是可移动的以便调节其之间的距离D。例如，波导18在第一远侧光收集器侧和在第二远侧光收集器侧的长度可以是可调节的。

例如，关于图3和图5，可调节距离D被称为相应地在第一光收集器22和第二光收集器24的光学透镜36、38的中心之间的距离。

可调节距离D可以大于或等于10mm且小于或等于20mm。

本发明进一步涉及一种用于针对使用者对根据本发明的光收集设备1进行个性化的方法。

双眼收集模块可以被个性化成使得在两个远侧光收集器22、24之间的距离D与使用者的瞳距基本上相等。例如，可调节距离D可以大于或等于52mm且小于或等于78mm，这些值表示使用者的瞳距的平均值。D还可以固定在65mm的值处来表示标准瞳距，但没有可能的调节和成本降低。

以上已经借助于实施例描述了本发明，这些实施例并不限制总体发明构思；而且，本发明的实施例可以没有任何限制地进行组合。

对于参考了以上说明的实施例的本领域技术人员来说，还可提出很多进一步的改进和变化，这些实施例仅以实例给出，无意限制本发明的范围，本发明的范围仅由附后的权利要求予以限定。

在权利要求书中，词语“包括”并不排除其他的元件或步骤，并且不定冠词“一个(a)”或“一个(an)”并不排除复数。不同的特征在相互不同的从属权利要求中被叙述这个单纯的事实并不表示不能有利地使用这些特征的组合。权利要求中的任何附图标记都不应当被解释为限制本发明的范围。

Claims (15)

1.一种被适配成用于收集光并将其引导至光传感器(12)的光收集设备(10)，所述设备包括：

-单眼收集模块(14)，所述单眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的至少一个光收集器(20)，

-双眼收集模块(16)，所述双眼收集模块包括被配置成用于收集来自所述设备的环境的光的第一远侧光收集器和第二远侧光收集器(22，24)，

-光波导(18)，所述光波导被配置成用于将从所述单眼收集模块和双眼收集模块(14，16)收集的光引导至光传感器(12)，使得：

-所述单眼收集模块(14)收集的光被引导至所述光传感器(12)的单眼区(26)，

-所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器(22)收集的光被发送至所述光传感器(12)的第一区(28)，并且

-所述双眼收集模块(16)的所述第二光收集器(24)收集的光被发送至所述光传感器(12)的第二区(30)，

其中，所述光波导(18)被配置成使得所述光传感器(12)的所述第一区(28)与所述第二区(30)无重叠。

2.根据权利要求1所述的光收集设备，其中，所述光波导(18)被配置成使得所述光传感器(12)的所述单眼区(26)与所述光传感器(12)的所述第一区和第二区(28，30)无重叠。

3.根据以上权利要求中任一项所述的光收集设备，其中，

在所述单眼状态下，所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器和第二光收集器(22，24)收集的光不被发送至所述光传感器(12)的所述第一区和第二区(28，30)；并且

在所述双眼状态下，所述双眼光收集器(14)收集的光不被发送至所述光传感器(12)的所述单眼区(26)。

4.根据以上权利要求中任一项所述的光收集设备，其中，所述光波导(18)包括被配置在单眼状态与双眼状态之间的光开关，在所述单眼状态下，所述单眼收集模块(14)收集的光被引导至所述光传感器(12)的所述单眼区(26)，在所述双眼状态下，所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器(22)收集的光被发送至所述光传感器(12)的所述第一区(28)，并且所述双眼收集模块(16)的所述第二光收集器(24)收集的光被发送至所述光传感器(12)的所述第二区(30)。

5.根据权利要求4所述的光收集设备，其中，在所述单眼状态下，所述光开关被配置成用于将所述单眼收集模块(14)接收的光直接发送至所述光传感器(12)，并且在所述双眼状态下，所述光开关被配置成用于将所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器(22)接收的光反射至所述光传感器(12)的所述第一区(28)，并将所述双眼收集模块(16)的所述第二光收集器(24)接收的光反射至所述光传感器(12)的所述第二区(30)。

6.根据权利要求4或5所述的光收集设备，其中，所述光开关可机械控制在所述不同状态之间。

7.根据权利要求4至6中任一项所述的光收集设备，其中，所述光开关包括可切换的反射镜(34)，所述可切换的反射镜被配置成用于在反射状态与透明状态之间切换，所述反射状态将所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器和第二光收集器(22，24)接收的光反射至所述光传感器(12)的所述第一区和第二区(28，30)，所述透明状态允许将所述单眼收集模块(14)接收的光直接聚焦在所述光传感器(12)的所述单眼区(26)上。

8.根据权利要求7所述的光收集设备，其中，所述可切换的反射镜(34)包括具有胆甾相的液晶。

9.根据权利要求7所述的光收集设备，其中，所述可切换的反射镜(34)包括气致变色切换。

10.根据以上权利要求中任一项所述的光收集设备，其中，所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器(22)包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到所述光波导(18)中的第一光学透镜(36)，并且所述双眼收集模块(16)的所述第二光收集器(24)包括被配置成用于将来自环境的光聚焦到所述光波导(18)中的第二光学透镜(38)。

11.根据权利要求10所述的光收集设备，其中，所述第一光学透镜(36)具有第一光学功能并且所述第二光学透镜(38)具有与所述第一光学功能不同的第二光学功能，例如，所述第一光学功能包括第一光谱滤光器并且所述第二光学功能包括与所述第一光谱滤光器不同的第二光谱滤光器。

12.根据以上权利要求中任一项所述的光收集设备，其中，所述双眼模块的所述第一远侧光收集器和/或第二远侧光收集器(22，24)被配置成使得所述第一光收集器和第二光收集器(22，24)是以距离(D)可调节的方式布置的。

13.一种光采集设备(1)，包括：

-光传感器(12)，以及

-根据以上权利要求中任一项所述的被配置成用于将所述收集模块收集的光引导至所述光传感器(12)的光收集设备(10)。

14.一种用于校准根据权利要求13所述的光采集设备的方法，其中，通过交替地掩蔽所述双眼收集模块(16)的所述第一光收集器和第二光收集器(22，24)来确定所述光传感器(12)的所述第一区和第二区(28，30)。

15.一种用于针对使用者对根据权利要求1至12中任一项所述的光收集设备进行个性化的方法，其中，所述双眼收集模块(16)被个性化成使得在所述两个远侧光收集器(22，24)之间的距离(D)与所述使用者的瞳距基本上相等。