光材料的层，但是应该容易地理解对象108还可W或者另外由发光材料 而制造，W实现类似效果，或者可W包含发光的波导等等。因此，在此处所使用的术语"发光 层"不应该被解释为需要对象108的目标表面110上的发光材料的离散层。而是，当术语发 光层在此处使用时，用于使对象108发光的任何技术应该被理解为创建发光层322,除非明 确阐述不同的意思或者W其他方式从上下文中是清楚的。一般来说，发光层322可W由针 对适当的机械特性、光学特性和其他特性所选择的材料的任何适当的组合来形成。
[0076] 发光层322的机械特性可W取决于该发光层所应用的方式。例如，油或其他相对 粘性的材料可W适合用于浸溃对象108,而较不粘性的流体可能有效地用于喷射或涂到目 标表面110上。在其他实施例中，薄膜或其他膜可W被充满发光材料（或者由发光材料制 造，或者涂有发光材料），并且被用来在可膨胀膜中形成发光层322,如下所述。该膜可W 是弹性的、可变形的、可弯曲的、可曲折的或者该些的任何组合，或者具有有效地在对象108 上形成符合的发光层的任何其他特性。
[0077] 在实施例中，发光层322可W是缠绕对象108的某部分或所有的膜。于是，包围在 发光层322中的对象108可W被引入到介质106中，并且可W从来自介质106之内或之外的 任何数目个姿势（pose)来获得厚度测量。因此，例如，对象108可W是人的脚，短袜（sock) 可W用具有布置在短袜外面的发光层322的材料塑造。然后将脚插入到短袜中，接着将所 述短袜放置到介质106中W获得脚的=维模型。该方法被更普遍地采用W将膜（例如此处 所述的任何弹性或无弹性膜）作为目标表面的外部壳体来获得=维图像。因此，在一个实 施例中，此处所公开的是具有巧光外部表面的短袜（或其他包围膜），其可W被用于捕获插 入到短袜中的对象的=维图像。
[007引发光层322的光学属性可W由适合的添加剂的引入而控制。发光层322可W包括 响应于来自激发源102的照明的巧光染料或其他福射物质。一个适合的巧光物质可W包括 氧杂蒙邻铜-153 (它是一种可W在某些塑料中非常好地溶解和/或扩散的粉末），其具有 适合的巧光特性并且看起来是无毒性的。在另一方面中，发光层322可W包含用作直接光 源的化学发光材料或电致发光材料。适合的化学发光材料可W包括带有催化剂（例如铁或 铜）的过氧化氨溶液，在带有催化剂（例如水杨酸钢）的过氧化氨溶液中的光椿（cyalume) 等等。应该认识到，可W使用物质的各种液相和气相化学发光组分。适合的电致发光材料 可W例如包括渗杂铜或银的硫化锋粉末、渗杂铺的硫化锋薄膜等等。更一般地，各种化学发 光和电致发光材料是已知的并且可W被适于用作发光层322,如此处所述的那样。因此，发 光层322可W包括化学发光层、电致发光层、巧光层或该些的某种组合。
[0079] 在可替换实施例中，发光层322可W包括目标表面110上或对象108内的光学波 导。将会理解，针对光学波导的各种几何结构、模式结构和材料是可能的，并且可W适于与 此处所述的系统一起使用。
[0080] 激发源102可W提供一个或多个波长的光W激发发光层322内的巧光染料等等。 在其他实施例中，激发源102可W被完全忽略或者可W被可替换地实现为从发光层322产 生照明的化学、电学或其他源的能量。在实施例中，激发源102可W包括电功率源，其直接 为对象108中的波长供电。在其他实施例中，激发源102可W包括电场、化学前体或用于照 明发光层322的其他装置。
[0081] 因此，将会认识到发光层322可W由各种不同载体和添加剂形成。在实施例中，发 光层3222可W包含任何适合的发光颜料（pigment)(例如可W被喷射或涂到对象108上的 液体载体中的巧光染料），或者涂有或充满巧光材料的薄膜或膜。对于在活体成像中，发光 层322可W由生物相容的物质形成。在实施例中，发光层322可W包括生物相容的巧光金 属氧化物纳米粒子（并且涂层包含相同的生物相容的巧光金属氧化物纳米粒子），柔性薄 膜电致发光源，或具有化学发光分子的表面涂层的纳米粒子。
[0082] 在具有发光层322的实施例中，可W基于不同波长的相对衰减而获得对于厚度计 算的适合的强度测量，而无需巧光或其他发光介质106。为了实现期望的衰减特性，介质 106可W包括由透明流体形成的载体，在所述透明流体中金纳米粒子或纳米椿被均匀地分 布。金纳米粒子或纳米椿具有可W基于纳米粒子或纳米椿自己的大小和形状而调谐的吸收 分布（油sorption profile)。在实施例中，金纳米粒子或纳米椿可W被调谐成吸收比其他 波长下的光学能量更多的可见光波长的预定带内的光学能量。金纳米粒子或纳米椿可能在 载体内具有浓度，W使得介质106在预定带之外是透明的（即保持基本零衰减）。
[0083] 将会认识到，此处所公开的是用于执行与发光层322的使用相关联的功能的各种 装置。用于将发光层322应用于目标表面110的应用装置可W包括例如漆刷、喷射器、雾化 器或发光层322的材料的浴槽（目标表面110可W被浸入其中）。分布装置可W包括介质 供给部件W及用于将介质保留在对象周围的期望区域的任何结构，例如用于液体的带有侧 壁的容器，或者用于将介质W气体形式保留的气密性室。传感器装置可W包括此处所述的 任何传感器。处理转置可W包括任何此处所述的计算设备或其他处理硬件。
[0084] 图4示出使用应用于对象的无源光层（passiveopticallayer)的S维成像系 统。一般来说，下面指出系统400与先前所述的系统的差异。无源层422可W被应用于对 象108的目标表面110,W便给予对象108已知的光学属性，可W结合衰减介质106来使用 所述光学属性W基于各个波长下的强度的测量来确定厚度。
[0085] 介质106可W是此处所述的提供对于至少两个不同波长的不同衰减系数的任何 一种或多种衰减介质。激发源102可W是宽带光源，其提供一个波长范围（或多个波长范 围）内的对象108的照明，所述波长范围包括用于厚度计算的至少两个不同波长。
[0086] 一般来说，可W使用上述针对发光层322所述的任何技术来构造无源层422。该包 括喷射、涂或W其它方式将无源层422应用于对象108,或者利用具有期望特性的外部表面 来制造对象108。一般来说，无源层422将已知光学图案给予对象108上W便对象108在感 兴趣的区域上具有预定颜色。预定颜色可W是未知的均匀颜色、已知的均匀颜色（例如特 定颜色）或者已知的颜色分布。
[0087] 在操作中，对象108可W由激发源102照明，并且在至少两个波长下的强度可W由 传感器112来测量。通过使用宽带光源和对象108上的已知颜色分布，所反射的强度的比 值可W被假设成在目标表面110上恒定。因此，所测量的强度的的比值的任何变化可W被 关联到衰减介质106的厚度，并且厚度可W被计算。使用比值还可W降低对无源层的反射 率或照明源中的任何空间不均匀性的厚度计算的影响。
[008引在一个方面中，无源层422可W具有变化的颜色。该可W是有用的，例如在预期目 标表面110展现高度上的明显可变性（W及介质106的厚度上的对应的可变性）的情况 下。一般来说，在传感器102处测量的光强度对介质106的厚度的灵敏度可W取决于包括 针对无源层422而选择的颜色的一些因素。在预期表面是近平面的情况下，高敏感性可W 是优选的W便实现厚度测量的更高分辨率。然而，在预期表面是高度非平面的情况下，可能 需要较低的灵敏度W便避免传感器112的饱和（saturation),或者更一般地提供足够深度 的场来捕获深度。在某些信息可用于关于所测量的对象108的形状的先验（priori)的情 况下，该信息可W被用来相应地利用目标表面110上的颜色的适当、对应选择而相应地缩 放（scale)测量分辨率。
[0089] 无源层422还可W或者另外具有所选的其他特性W协作捕获精确的厚度测量。例 如，无光饰面（matte finish)可W提供用于照明条件范围上的目标表面110的更多一致反 射特性。类似地，深色饰面（finish)可W吸收将W其他方式与传感器测量干扰的入射光的 某些波长。
[0090] 在一个方面中，此处所述的用于从具有已知颜色分布的目标表面捕获厚度测量的 系统可W包括分布装置，其可W是供给部件22或此处所述的用于在目标表面和传感器之 间分布介质或者将介质保留在该分布中的任何其他装置。该系统可W包括照明装置，其可 W是任何此处所述的光源或其他激发源。该系统可W包括传感器装置，其可W包括此处所 述的适合于捕获对应于由照明装置提供的照明的波长强度数据的任何传感器。最后，该系 统可W包括处理装置，其可W包括此处所述的被编程为基于波长强度测量来计算厚度，并 且在适当的情况下被编程为进一步从（一个或多个）结果产生的厚度来重构=维图像的任 何处理器或计算设备。
[0091] 在一个方面中，此处所述的系统有利地允许使用诸如传统彩色照相机的单个照相 机的=维成像。通过根据此处所述的各种实施例在物理上布置对象的表面处理、介质、和/ 或照明源，可W利用单个照相机获得厚度测量，并且在几何上将其转换成目标表面的=维 图像。因此，在一个方面中，此处所公开的=维成像设备包括照相机和处理器。照相机（其 可W是传统彩色照相机）可W包括透镜W及能够捕获包括第一波长和第二波长下的强度 的视场的二维彩色图像的一个或多个传感器，所述第一波长和第二波长可W是此处所述的 任何波长或波长带。在二维图像中的每个像素位置处的强度对应于透镜进入视场的方向， W使得用于测量的适合的方向性可W被推断并且被用于S维重构。处理器（其可W是计算 机或此处所述的任何其他处理设备）然后可W根据多个像素位置之一所处的第一波长的 强度和第二波长的强度的函数来计算介质在对应于多个像素位置中的每一个的方向上的 厚度，从而提供多个厚度测量。根据该多个厚度测量和相关信息（例如与每个像素相关联 的方向性和关于介质的几何边界的任何先验信息），该处理器可W计算视场内的对象的= 维图像。
[0092] 应该认识到，当前所公开的在获得S维图像中的单个照相机的使用还可W被应用 于传统E化IF技术的背景中。
[0093] 对于传感器112,照相机可W包括固态设备中的具有一个或多个CMOS传感器的互 补金属氧化物半导体（CM0巧巧片照相机，或者该照相机可W包括固态设备中的电荷禪合 设备阵列。该照相机可W包括任何数目个滤光器，W选择性地捕获在多个像素位置中的每 一个处的第一和第二波长的强度。滤光器可W包括布置在成像设备上的滤光罩（即集成在 照相机巧片或其他固态成像设备中）。例如，该照相机可W包括多个滤光器，用于选择性地 捕获多个像素位置中的不同像素位置处的不同波长的强度，例如传统RGB或CMY滤光罩，或 者可W包括多个滤光器W选择性地捕获在厚度计算中使用的特定波长。该滤光器还可W或 者另外包括外部滤光器设备或系统，并且可W包括允许在操作期间对滤光特性进行调整的 有源（active)滤光器，或者固定滤光器（例如手动在照相机透镜前面定位的分色镜等等）。
[0094] 照相机可W捕获如典型地在市售硬件中得到的，或者任何其他有用窄或宽波长范 围的RGB(红、绿、藍）或CMY(青、品红、黄）彩色图像。在一个实施例中，在介质是气体的 情况下，照相机连同目标表面可W被浸没在气体中，并且厚度测量可W是从照相机透镜到 对象的表面上的位置的整个距离。光源或气体激发源还可W被包括，所有都如上文普遍所 述的那样，并且光源可W包括适合于特定介质的任何滤光器或滤光器的组合。该样的滤光 器可W是有用的，例如W选择性地传递一个或多个波长来激发巧光材料，或者衰减巧光在 此处被发射的波长的光W便避免与来自目标表面或居间介质的巧光发射的干扰。
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