一種使用波導(dǎo)的隱身系統(tǒng)

背景技術(shù)：
有很多種隱蔽的方法。例如，可以通過在物體上覆蓋包含與物體所處周圍區(qū)域相類似圖案和設(shè)計的服裝材料來實現(xiàn)隱蔽或偽裝。在這個示例中，服裝材料類似于環(huán)境，以避免看到將要隱藏的物體。然而，這種隱蔽方式是不可靠的，因為周圍區(qū)域隨時可能改變。換句話說，當物體從一個地點移動到另一個地點時，這種隱藏方式也會失效，除非它能適應(yīng)物體當前所處的周圍區(qū)域的動態(tài)性質(zhì)。在軍隊和警察的監(jiān)視中，隱蔽是非常重要的。由于周圍區(qū)域不斷在改變，對龐大且形狀不一致的結(jié)構(gòu)的隱蔽不僅花費昂貴，而且難度大。例如，如果結(jié)構(gòu)是可移動的并且通常用作移動結(jié)構(gòu)，那么該結(jié)構(gòu)的隱蔽可以包括幾個類型的偽裝。附圖說明圖1示出了顯示了利用嵌入波導(dǎo)的隱身設(shè)備的示例情況的示例場景。圖2示出了顯示了利用嵌入波導(dǎo)的隱身設(shè)備套裝的示例情況的示例場景。圖3示出了顯示了隱身設(shè)備的示例織物的示例圖像投影儀。圖4示出了顯示了隱身設(shè)備的示例雙向織物的示例圖像投影儀。圖5a和圖5b示出了隱身設(shè)備套裝的示例實施例。圖6示出了一種采用嵌入的微波的被動隱身設(shè)備的實施的示例方法的示例流程圖。圖7示出了一種采用嵌入的微波的主動隱身設(shè)備的實施的示例方法的示例流程圖。具體實施方式本文描述了一種用于被動或主動隱身設(shè)備(也就是，偽裝)的技術(shù)， 其允許物體或人融入其周圍。特別地，描述了一種從被動或主動隱身設(shè)備的一側(cè)到相對側(cè)投影場景圖像的方法。例如，被動隱身設(shè)備由至少一個輸入光柵耦合器和至少一個輸出光柵耦合器組成，輸入光柵耦合器和輸出光柵耦合器分別與波導(dǎo)的兩端相耦合。在這個示例中，來自被動隱身設(shè)備一側(cè)的場景圖像引導(dǎo)由輸入光柵耦合器接收的光線。接收的光線通過波導(dǎo)進行過濾，并被從輸入光柵耦合器引導(dǎo)至輸出光柵耦合器。然后，輸出光柵耦合器被配置為提供輸出光線以重現(xiàn)在輸入光柵耦合器側(cè)反映光線的場景圖像。另一示例中，主動隱身設(shè)備套裝利用隱身設(shè)備整合器接收來自輸入光柵耦合器的過濾的光線。在該示例中，該隱身設(shè)備整合器對過濾光線進行整合，并將其儲存到存儲器中。這些存儲的整合的過濾的光線實際上包括了將要投影到輸出光柵耦合器的初始圖像。例如，隱身設(shè)備整合器被配置為檢測輸出光柵耦合器的當前位置，然后判定用于投影初始圖像的輸出光柵耦合器。在此示例中，存儲的整合的過濾的光線被傳送到判定的輸出光柵耦合器，以提供輸出光線。輸出光線能夠投影由所存儲的整合的過濾的光線建立的初始圖像。從而，主動隱身設(shè)備套裝為用戶提供隱形。圖1示出了場景100，該場景顯示了利用嵌入波導(dǎo)的隱身設(shè)備的示例情況。場景100顯示了人眼102位于天線106的左側(cè)104，樹108位于天線106的右側(cè)110，以及隱身設(shè)備112。作為這里的本實現(xiàn)的示例，在天線106左側(cè)104觀察時，想看到樹108的完整視圖是不可能的；然而，使用隱身設(shè)備112遮蔽天線106后，人眼102現(xiàn)在就能夠看見樹108的完整視圖。換句話說，樹108的圖像通過隱身設(shè)備112從右側(cè)110投影到左側(cè)104，這樣人眼102就可以完整的看見樹108，而不是看見天線106。因此，天線106對人眼102變得“隱形”，因為通過隱身設(shè)備112，該物體(如天線106)后面的區(qū)域被投影到人眼102。作為這里的本實現(xiàn)的示例，隱身設(shè)備112可以是被動隱身設(shè)備，其由輸入/輸出光柵耦合器(未示出)組成，所述光柵耦合器耦合到波導(dǎo)(未示出)的兩端，以將樹108的場景圖像從天線106的右側(cè)110投影到左側(cè)104。例如，輸入光柵耦合器可以被配置為接收來自樹108的反射的光(未示出)。在這個示例中，輸入光柵耦合器耦合到從右側(cè)110到左側(cè)104環(huán)繞隱身設(shè) 備112的波導(dǎo)。也就是說，輸入光柵耦合器和輸出光柵耦合器彼此同軸，波導(dǎo)位于它們之間，用于傳送接收的反射的光。為了這個目的，人眼102的視野包括樹108的圖像而不是天線106。在另一實施例中，隱身設(shè)備112為主動設(shè)備。例如，輸入/輸出耦合器和波導(dǎo)被配置為通過放大光線，從右側(cè)110向著人眼102的位置傳送接收的反射的光線。在這個示例中，利用電源(如電池)為接收的反射的光提供放大。圖2示出了場景200，該場景顯示了利用嵌入波導(dǎo)的隱身設(shè)備的另一示例情況。場景200顯示了獵人202正使用步槍204進行瞄準、隱身設(shè)備套裝206、以及灌木叢208。另外，圖2(a)顯示了沒有隱身設(shè)備套裝206的獵人202，而圖2(b)顯示了穿著隱身設(shè)備套裝206在灌木叢208中顯得隱形的獵人202。作為這里的本實現(xiàn)的示例，圖2(a)顯示了獵人202在灌木叢208后面使用步槍204進行瞄準時是完全可見的。另一方面，如圖2(b)所示，當獵人202穿著隱身設(shè)備套裝206時，隱形僅限于他的頭部、鞋、手掌以及手指，或者他的身體上沒有由隱身設(shè)備套裝206覆蓋的其它部位。例如，圖2b顯示了獵人202穿著隱身設(shè)備套裝206呈跪立姿勢。在這個示例中，來自獵人202后面的灌木叢208的光反射被投影到他的前面。換句話說，隱身設(shè)備套裝206投影了灌木叢208的一部分，以投影獵人202的局部隱形，而不是看見獵人202的身體。例如，如圖2(b)所示，可見物體僅限于鞋、頭、步槍204、以及獵人202的手。身體上被隱身套裝206覆蓋的部位是不可見的。與圖1相似的是，該隱身設(shè)備套裝206可以是主動的或被動的隱身設(shè)備套裝206。應(yīng)當理解，一件服裝可以是描述的隱身設(shè)備的實施例，如果服裝的織物具有描述的結(jié)構(gòu)(例如，波導(dǎo)、耦合器等等)整合于服裝/織物中。圖3示出了示例圖像投影儀300，其顯示了圖1和2中的隱身設(shè)備的示例織物。圖3顯示了反射光線302的樹108、輸入光柵耦合器304、波導(dǎo)306、鍍層308、過濾的光線310、輸出光柵耦合器312、輸出光線314、以及人眼102。進一步地，圖3顯示了圖像投影儀300的橫截面316，以特別顯示鍍層308和輸入光柵耦合器304的開口318-2，其與輸出光柵耦合器312上 的開口318-4相對。作為這里的本實現(xiàn)的示例，輸入光柵耦合器304可以包含60微米的大孔徑，用于接收來自樹108的光線302。光線302反射自樹108的一部分。比如，光線302反射自樹108的樹枝。在該示例中，多組光線302反射自整棵樹，并且多組光線302相應(yīng)地由圖3中的隱身設(shè)備的波導(dǎo)進行接收。在實現(xiàn)中，接收到的光線302通過輸入光柵耦合器304上的開口318-2進行過濾。例如，輸入光柵耦合器304的開口318-2被配置為提供過濾的光線310，該光線由于全內(nèi)反射將通過波導(dǎo)306反射和引導(dǎo)。本示例中，全內(nèi)反射表示過濾的光線310以一個大于特定臨界角(相對于介質(zhì)邊界中的表面的法線)的角度進入并射向介質(zhì)邊界，以通過波導(dǎo)306反射。作為這里的本實現(xiàn)的示例，過濾的光線310最初開始于被配置用來在波導(dǎo)306中創(chuàng)建全內(nèi)反射的入射角。全內(nèi)反射以最小損耗貫穿波導(dǎo)306創(chuàng)造反射。例如，過濾的光線310不斷的被反射直至它出輸出光柵耦合器312。該示例中，輸出光柵耦合器312的開口318-4被配置用于提供輸出光線314以投影接收的光線302的圖像。作為這里的本實現(xiàn)的示例，鍍層308可以包含至少一層較低折射率材料，該材料與具有較高折射率的波導(dǎo)306緊密相連。波導(dǎo)306中的較高折射率用于以下目的：允許過濾的光線310以最小損耗行進通過波導(dǎo)306。例如，由于在鍍層308與波導(dǎo)306之間的介質(zhì)邊界處的全內(nèi)反射，較低折射率鍍層308被配置為促使過濾的光線310被限制在波導(dǎo)306內(nèi)。該示例中，波導(dǎo)306被配置為包括將過濾的光線310從輸入光柵耦合器304反射到輸出光柵耦合器312的尺寸(例如40x40微米)。在實現(xiàn)中，多個圖像投影儀300被配置用于：如圖1所示的，投影整棵樹的圖像(即樹108)從隱身設(shè)備112的一側(cè)(例如，右側(cè)110)投影到另一側(cè)(例如，左側(cè)104)。圖4示出了圖像投影儀400，顯示了圖1和2中隱身設(shè)備的示例雙向織物。圖像投影儀400顯示了波導(dǎo)306-4，其將光線302從右側(cè)投影到左側(cè)；以及另一個波導(dǎo)306-4，其將光線402從左側(cè)投影到右側(cè)。然而，采用光波導(dǎo)和光柵耦合器(兩者均是被動)，光可以雙向同時行進(具有相互性)。因此在某些實現(xiàn)中，雙向圖像路由可以使用一個波導(dǎo)的每一端上的一個光 柵耦合器來實現(xiàn)，并在同一個波導(dǎo)上引導(dǎo)圖像從每一側(cè)至每另一側(cè)。作為這里的本實現(xiàn)的示例，如在圖3中討論的投影接收的光線302的操作相似地應(yīng)用于圖4；然而，該操作要從兩個相反方向作用于兩組不同波導(dǎo)306上。例如，鄰近輸出光柵耦合器312-2處有接收光線402的單獨的輸入光柵耦合器304-4。在該示例中，光線402可以包括不同于來自樹108的來自于物體404的反射光線，其在另一端反射光線302。光線402由輸入光柵耦合器304-4接收并過濾，以提供過濾光線310-4。同波導(dǎo)306-2相似，波導(dǎo)306-4被配置為由于全內(nèi)反射的存在，將過濾的光線310-4從輸入光柵耦合器304-4傳送到輸出光柵耦合器312-4。在這種情況下，輸出光線406可以投影反射光線402的物體404。圖5(a)和圖5(b)示出了隱身設(shè)備套裝206的示例實現(xiàn)。圖5a顯示了獵人202穿著具有褶皺構(gòu)造的隱身設(shè)備套裝206。例如，當獵人202處于跪立姿態(tài)時，隱身設(shè)備套裝206會例如沿著獵人202的膝蓋、手、以及腿部處折疊而產(chǎn)生褶皺。換句話說，輸入光柵耦合器304與輸出光柵耦合器312不同中心。因此，利用被動隱身設(shè)備套裝206可以提供圖像(如，灌木叢208)的不完全的相似物，以提供獵人202的隱形。這是由于不同中心：輸出光線314被投影到可能與其他輸出光線314異相的不同方向。作為這里的本實現(xiàn)的示例，圖5(b)顯示了一個主動隱身設(shè)備系統(tǒng)的示例實現(xiàn)。例如，隱身設(shè)備整合器500被用于控制將圖像從輸入光柵耦合器304投影到輸出光柵耦合器312，以使獵人202隱形，例如在圖2中灌木叢208后。該示例中，隱身設(shè)備整合器500包括片上系統(tǒng)(SOC)微控制器502、褶皺檢測器504、圖像投影儀506、以及存儲器508。在實現(xiàn)中，接收來自輸入光柵耦合器304的過濾的光線310，并通過圖像整合器和投影儀508整合所述光線310以形成反射物體(如，灌木叢208)的初始圖像。在本實現(xiàn)中，初始圖像或過濾的光線310都存儲在存儲器508中。進一步地，圖像整合器和投影儀508被配置為將特定輸入光柵耦合器304提供給存儲器508，其中所述輸入光柵耦合器304是過濾的光線310的源。在實現(xiàn)中，SOC微控制器502被配置用于控制隱身設(shè)備整合器500的操作。例如，SOC微控制器502被配置為通過褶皺檢測器504，判定隱身 設(shè)備套裝206的當前褶皺(即當前折疊)。該示例中，SOC微控制器502能夠通過褶皺檢測器504檢測出隱身設(shè)備套裝206的彎曲和扭轉(zhuǎn)，從而判定獵人202是否呈跪立姿態(tài)、坐位姿態(tài)等。進一步地，SOC微控制器502利用褶皺檢測器504來檢測輸出光柵耦合器312的當前位置，以便判定將被用于投影初始影像的輸出光柵耦合器312，該初始影像由存儲的整合的過濾的光線310生成。作為這里的本實現(xiàn)的示例，SOC微控制器502被配置為利用輸出光柵耦合器312，其可以為灌木叢208的存儲的初始影像提供相似物。例如，基于已判定的隱身設(shè)備套裝206的當前褶皺，SOC微控制器502可以被配置為判定哪個輸出光柵耦合器312被用于投影輸出光線，該輸出光線相似于灌木叢208的存儲的初始圖像。該示例中，圖像整合器和投影儀506被配置用于將存儲的整合的過濾的光線310傳送到判定的輸出光柵耦合器312。作為這里的本實現(xiàn)的示例，波導(dǎo)306被用于將輸入光柵耦合器304和輸出光柵耦合器312耦合到隱身設(shè)備整合器500。圖6顯示了示例流程圖600，示出了采用嵌入的光波/光子實現(xiàn)被動隱身設(shè)備的示例方法。描述該方法的順序不應(yīng)理解為限制，任意數(shù)量的所描述的方法塊可以以任意順序組合實現(xiàn)該方法或替代方法。另外，可以從該方法中刪除單獨塊，而不偏離本文所描述的主題的精神和范圍。此外，該方法可以以任意合適的硬件、軟件、固件、或其中組合實現(xiàn)，而不偏離本發(fā)明的范圍。在塊602處執(zhí)行接收反射的光線。例如，物體(例如，樹108)反射了光線(例如，光線302)，該光線由一個輸入光柵耦合器(例如，輸入光柵耦合器304)接收。在塊604處，執(zhí)行過濾接收的光線以創(chuàng)建過濾的光線。例如，輸入光柵耦合器304的開口(例如，開口316)被配置為對已接收的光線302進行過濾。該示例中，開口316提供帶有在波導(dǎo)中(例如，波導(dǎo)306)產(chǎn)生全內(nèi)反射的入射角的過濾的光線(例如，過濾的光線310)。全內(nèi)反射的產(chǎn)生是由于包覆波導(dǎo)306的鍍膜(如，鍍膜308)。例如，鍍膜308相比于波導(dǎo)306，包含更低的折射率。該示例中，與輸入光柵耦合器304處的配置的開口316耦合的折射率的不同，可以提供全內(nèi)反射。在塊606處，執(zhí)行將波導(dǎo)配置用于將過濾的光線從輸入光柵耦合器傳送到輸出光柵耦合器。例如，過濾的光線以最低損耗從輸入光柵耦合器304反射至波導(dǎo)306。該示例中，波導(dǎo)306的尺寸被配置為提供全內(nèi)反射以將過濾的光線310包括在波導(dǎo)306內(nèi)。換句話說，波導(dǎo)306的尺寸(如，40x40微米)被配置為避免過濾的光線310折射至鍍層308。在塊608處，執(zhí)行基于過濾的光線投影輸出光線。例如，過濾的光線310被從輸入光柵耦合器304一直引導(dǎo)到一個輸出光柵耦合器(例如，輸出光柵耦合器312)。該示例中，輸出光柵耦合器312的另一開口(例如，開口318-4)被配置為根據(jù)過濾的光線310提供輸出光線(例如，輸出光線314)。換句話說，輸出光線314在輸入光柵耦合器304處對接收的光線302的圖像表現(xiàn)進行投影。在實現(xiàn)中，輸入光柵耦合器304的構(gòu)造配置與輸出光柵耦合器312正好處于相反方向。例如，輸入光柵耦合器304正在右側(cè)(如，右側(cè)110)接收光線302，而輸出光柵耦合器312在另一側(cè)(如，左側(cè)104)朝向觀察者(如，人眼102)的方向。該示例中，輸入光柵耦合器304與輸出光柵耦合器312彼此同中心。此外，多組包含輸入光柵耦合器304、波導(dǎo)306、以及輸出光柵的圖像投影系統(tǒng)(例如，圖像投影儀300)被配置用于投影樹108的完整圖像。例如，隱身設(shè)備(例如隱身設(shè)備112)由多個輸入光柵耦合器304組成，以在右側(cè)110接收光線302，然后將光線302投影到左側(cè)104，從而提供樹108的完整圖像的相似物。圖7顯示了示例流程圖700，示出了一種采用嵌入的光波/光子的實現(xiàn)主動隱身設(shè)備套裝的示例方法。描述該方法的順序不應(yīng)理解為限制，任意數(shù)量的所描述的方法塊可以以任意順序組合以實現(xiàn)該方法或替代方法。此外，可以從該方法中刪除單獨塊，而不偏離本文所描述的主題的精神和范圍。此外，該方法可以以任意合適的硬件、軟件、固件、或其中組合實現(xiàn)，而不偏離本發(fā)明的范圍。在塊702處，執(zhí)行接收反射的光線。例如，物體(例如，灌木叢208)反射了可以由輸入光柵耦合器304接收的光線(例如，光線302)。在塊704處，執(zhí)行過濾接收的光線以創(chuàng)建過濾的光線。例如，輸入光 柵耦合器304的開口(例如，開口316)被配置為對已接收的光線302(由灌木叢208所反射的)進行過濾。該示例中，開口316提供帶有在波導(dǎo)中(例如，波導(dǎo)306)產(chǎn)生全內(nèi)反射的入射角的過濾的光線(例如，過濾的光線310)。全內(nèi)反射的產(chǎn)生是由于包覆波導(dǎo)306的鍍膜(如，鍍膜308)。例如，鍍膜308相比于波導(dǎo)306，包含更低的折射率。該示例中，輸入光柵耦合器304處的開口316的配置之外的折射率的不同，也可以提供全內(nèi)反射。在塊706處，執(zhí)行整合和存儲過濾的光線。例如，SOC微控制器(如，SOC微控制器502)被配置為在特定時刻對所有過濾的光線310進行整合，之后將整合過濾的光線310存入存儲器。該示例中，整合的過濾的光線310本身可以在該特定時刻提供過濾的光線310的投影的圖像。此外，SOC微控制器被配置為檢測特定的過濾的光線310的特定的輸入光柵耦合器源。在塊708處，執(zhí)行在隱身設(shè)備套裝的相對的側(cè)處，檢測輸出光柵耦合器的當前位置。例如，SOC微控制器被配置以通過褶皺檢測器(如，褶皺檢測器504)，通過對隱身設(shè)備套裝206的彎曲和扭轉(zhuǎn)進行檢測，判定隱身設(shè)備套裝206的當前褶皺(如，當前折疊)。該示例中，褶皺檢測器504被用于檢測使用者(例如，獵人202)的當前姿勢(例如，跪立姿勢、坐位姿勢等)。此外，該褶皺檢測器504被用于判定輸出光柵耦合器312的當前位置，并將信息傳遞給SOC微控制器502。在塊710處，執(zhí)行將存儲的光線310傳送至輸出光柵耦合器。例如，在判定輸出光柵耦合器312用于投影由存儲的整合的過濾的光線310創(chuàng)建的圖像后，SOC微控制器502被配置為引導(dǎo)圖像整合其和投影儀組件(如，圖像整合器和投影儀506)將存儲的整合的過濾的光線310傳送給判定的輸出光柵耦合器312。