用于产生虚拟现实立体图像的光学装置的制作方法

本公开的各方面和实施方式涉及光学装置，更具体地，涉及用于产生虚拟现实立体图像的光学装置。

背景技术：

1、虚拟现实(vr)环境通常被描述为其中观看者可以进行探索的三维环境，并且被设计为提供对具有接近现实体验的环境的模拟。虚拟现实显示设备允许观看者与虚拟现实环境交互。例如，头戴式显示器(hmd)可以用于在vr环境中查看运动或静止图像。vr显示设备的视场(fov)是观看者在任何给定时刻通过所述显示设备所看到的可观察区域的范围。在vr显示设备中提供的立体图像给观看者以深度感知。为了创建立体图像，从稍微不同的角度或视角向观看者的每只眼睛提供相同物体的图像。设备或系统可以用于记录场景，以使用vr显示设备来观看。

技术实现思路

1、以下是本公开的简要概述，以便提供对本公开的一些方面的基本理解。该概述不是本公开的广泛概述。其既不旨在标识本公开的关键或重要元素，也不旨在描绘本公开的特定实施方式的任何范围或权利要求的任何范围。其唯一目的是以简化形式呈现本公开的一些概念，作为在稍后呈现的更详细描述的序幕。

2、在一个实施方式中，公开了一种用于产生具有半球形视场的立体图像的光学装置。所述光学装置可以接收来自第一鱼眼透镜的第一光线和来自第二鱼眼透镜的第二光线。第一光线和第二光线可以通过第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个的物体侧进入第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜。第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜可以彼此相邻定位，并且第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个的物体侧可以面向第一平面。所述光学装置可以将第一光线和第二光线引导到图像传感器上，并且弯曲第一光线的光轴和第二光线的光轴，使得第一光线与第二光线并排投射到图像传感器上。

3、在一些实施方式中，所述光学装置可以修改在第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个与图像传感器之间的法兰焦距，使得所述法兰焦距的修改值大于法兰焦距的初始值。来自第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的第一光线和第二光线分别可以在基本上平行于第一平面的第二平面处形成初始图像，第二平面对应于距第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的法兰焦距的初始值。图像传感器的尺寸可以小于由第一光线和第二光线在第二平面处形成的初始图像的组合尺寸。所述光学装置可以被配置成在基本上平行于第一平面的第三平面处生成初始图像的副本，第三平面对应于距第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的法兰焦距的修改值。所述光学装置可以被配置成在第三平面处产生小于第二平面的初始图像的初始图像的副本，使得第三平面的初始图像的副本适于在图像传感器内彼此并排布置。

4、在一些实施方式中，在第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的各自中心之间的第一距离可以大约为65毫米。第一鱼眼透镜或第二鱼眼透镜的第一直径可以小于65毫米。在第二平面处的每个初始图像的第二直径可以基本上等于图像传感器的高度。在第三平面处的初始图像的每个副本的第三直径可以基本上等于图像传感器的宽度的一半。

5、在一些实施方式中，第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的各自中心可以位于基本上垂直于第一平面的第四平面上，图像传感器的中心可以位于基本上垂直于第一平面的第五平面上，并且第四和第五平面可以通过偏移分开。在一些实施方式中，该设备还可以包括位于第二平面处的一组凸透镜，该组凸透镜被配置成弯曲光线，使得所述光线被引导通过所述光学装置。

6、如上所述，该设备可以独立于图像传感器和/或鱼眼透镜来提供(例如，被提供为没有图像传感器和/或鱼眼透镜)。可替代地，该设备还可以包括包含图像传感器的相机。所述相机可以包括所述光学装置。所述鱼眼透镜中的一个或两个可以可拆卸地耦接到相机。

7、在各种实施方式中，可以将初始图像的副本中的第一副本提供给虚拟现实头戴式显示器(hmd)的第一目镜，并且可以将初始图像的副本中的第二副本提供给虚拟现实hmd的第二目镜。初始图像的副本中的第一副本可以被数字记录并电子传输到虚拟现实hmd的第一目镜，并且初始图像的副本中的第二副本可以被数字记录并电子传输到虚拟现实hmd的第二目镜。

8、本文还公开了一种系统，包括：第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜，用于捕捉分别通过第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个的物体侧进入所述第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜的第一光线和第二光线，以产生具有半球形视场的立体图像，第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜彼此相邻定位，其中每个所述鱼眼透镜的物体侧面向第一平面；图像传感器，用于分别接收由第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜捕捉的第一光线和第二光线；以及位于第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜与图像传感器之间的光学装置，所述光学装置弯曲第一光线的光轴和第二光线的光轴，使得第一光线与第二光线并排投射到图像传感器上。

9、在一个实施方式中，公开了一种用于产生具有半球形视场的立体图像的方法。所述方法可以包括接收来自第一鱼眼透镜的第一光线和来自第二鱼眼透镜的第二光线以产生具有半球形视场的立体图像，第一光线和第二光线通过第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个的物体侧进入第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜，并且第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜彼此相邻定位，其中每个所述鱼眼透镜的物体侧面向第一平面；使第一光线和第二光线被引导到图像传感器上；以及使第一光线的光轴和第二光线的光轴弯曲，以使得第一光线与第二光线并排投射到图像传感器上。

10、在一个或多个公开的实施方式中，还公开了用于执行上述实施方式的操作的计算设备。另外，在本公开的实施方式中，非暂时性机器可读存储介质存储用于执行上述公开的实施方式的操作的指令。

技术特征：

1.一种设备，包括：

2.根据权利要求1所述的设备，其中，来自所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的所述第一光线和所述第二光线分别在基本上平行于所述第一平面的第二平面处形成初始图像，所述第二平面对应于距所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的法兰焦距的初始值。

3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述光学装置被配置成在基本上平行于所述第一平面的第三平面处产生所述初始图像的副本，所述第三平面对应于距所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的所述法兰焦距的修改值。

4.根据权利要求3所述的设备，其中，所述光学装置被配置成在所述第三平面处产生所述初始图像的副本，在第三平面处的所述初始图像的副本小于在第二平面处的所述初始图像的副本，使得在所述第三平面处的所述初始图像的副本适于在所述图像传感器内彼此并排布置。

5.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，在所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的相应中心之间的第一距离大约为65毫米。

6.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述第一鱼眼透镜或所述第二鱼眼透镜的第一直径小于65毫米。

7.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，在所述第二平面处的所述初始图像中的每一个的第二直径基本上等于所述图像传感器的高度。

8.根据权利要求3所述的设备，其中，在所述第三平面处的所述初始图像的每一个副本的第三直径基本上等于所述图像传感器的宽度的一半。

9.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的设备，其中，所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的相应中心位于基本上垂直于所述第一平面的第四平面上，其中，所述图像传感器的中心位于基本上垂直于所述第一平面的第五平面上，并且其中，所述第四平面和所述第五平面通过偏移而分开。

10.根据权利要求1至4中的任一项所述的设备，还包括：位于所述第二平面处的一组凸透镜，所述一组凸透镜被配置成弯曲所述光线，使得所述光线被引导通过所述光学装置。

11.根据前述权利要求1至4中的任一项所述的设备，还包括：

12.根据权利要求11所述的设备，其中，所述相机包括所述光学装置。

13.根据权利要求11所述的设备，其中，所述鱼眼透镜可移除地耦接到所述相机。

14.根据权利要求3所述的设备，其中，所述初始图像的副本中的第一副本被提供给虚拟现实头戴式显示器(hmd)的第一目镜，并且所述初始图像的副本中的第二副本被提供给所述虚拟现实hmd的第二目镜。

15.根据权利要求14所述的设备，其中，所述初始图像的副本中的所述第一副本被数字记录并电子传输到所述虚拟现实hmd的所述第一目镜，并且所述初始图像的副本中的所述第二副本被数字记录并电子传输到所述虚拟现实hmd的所述第二目镜。

16.一种系统，包括：

17.根据权利要求16所述的系统，其中，来自所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的所述第一光线和所述第二光线分别在基本上平行于所述第一平面的第二平面处形成初始图像，所述第二平面对应于距所述第一鱼眼透镜和所述第二鱼眼透镜的法兰焦距的初始值。

18.一种方法，包括：

技术总结本发明涉及用于产生虚拟现实立体图像的光学装置。在实施方式中，所述设备包括用于接收来自第一鱼眼透镜的第一光线和来自第二鱼眼透镜的第二光线的光学装置。第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜彼此相邻定位，并且第一鱼眼透镜和第二鱼眼透镜中的每一个的物体侧面向第一平面。所述光学装置将第一光线和第二光线引导到图像传感器上，并弯曲第一光线的光轴和第二光线的光轴，使得第一光线与第二光线并排投射到图像传感器上。技术研发人员：弗洛里安·凯恩兹,陈曦受保护的技术使用者：谷歌有限责任公司技术研发日：技术公布日：2024/5/27