[发明专利]广角深度成像透镜构造

说明书

背景

基于图像的深度传感器可被用在各种不同的环境中。例如，基于图像的深 度传感器可以与交互式娱乐系统一起使用，以允许玩家通过只使用身体姿势而 无需使用用于检测姿势的手持式运动传感器等来与该娱乐系统进行交互。

基于图像的深度传感器可以利用各种技术，包括但不限于飞行时间和结构 化光深度感测技术，来根据图像数据确定深度。在任一情况下，在图像到图像 传感器的传输受诸如光学系统的热膨胀之类的因素影响时，可发生深度感测误 差。

发明内容

本文公开了涉及用于红外深度成像系统的广角高速红外成像透镜组装件 的各实施例。例如，一个所公开的实施例提供一种包括透镜构造的深度感测系 统，所述透镜构造包括第一、负级以及沿着所述透镜构造的光轴位于第一、负 级之后的第二、正级。第二、正级包括第一正透镜子级、第二正透镜子级以及 第三正透镜子级，其中第二正透镜子级位于第一正透镜子级和第三正透镜子级 之间。

提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下具体实施方式中进一步描 述的概念选择。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征， 也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。此外，所要求保护的主题不限于解 决在本公开的任一部分中所提及的任何或所有缺点的实现。

附图说明

图1A示出了包括深度相机的计算机系统的示例性实施例，该深度相机跟 踪玩拳击游戏的游戏玩家。

图1B示出了图1A的游戏玩家挥出重拳，该重拳被跟踪并且被解释成致使 玩家化身在拳击游戏的游戏空间中挥出重拳的游戏控制。

图2示出深度相机的实施例的示意图。

图3示出与深度相机一起使用的透镜构造的实施例的示意图。

图4是经由图3的透镜构造将图像聚焦在图像传感器上的方法的实施例的 流程图。

具体实施方式

公开了涉及以诸如便于光线不足、广角应用中的图像感测的方式的基于图 像的深度感测系统的光学元件的各实施例。简言之，与常规的焦点后移透镜构 造相比，所公开的实施例可以提供相对较低的相对孔径(f#)和较宽的视野。 在一些实施例中，可达到小于或等于1.0的f数以及大于或等于90°的视野 (FoV)。此外，一些实施例提供即使感测元件由于热膨胀而移动也可帮助维 持图像的大小的远心度(telecentricity)。

图1A示出了深度感测相机系统10的一个非限制性示例。具体而言，图 1A示出了计算机游戏系统12，该计算机游戏系统12可以用于玩各种各样不同 的游戏、播放一个或多个不同的媒体类型、和/或控制或操纵非游戏应用。图 1A还示出了可以被用于向游戏玩家(如游戏玩家18)呈现游戏视觉的诸如高 清电视机之类的显示器14。此外，图1A示出了深度相机20形式的捕捉设备， 其可以用于在视觉上监视诸如游戏玩家18之类的一个或多个游戏玩家。例如， 深度相机20可以是广角高速红外深度相机设备。图1A中所示的示例是非限制 性的。如下文描述的，可使用各种不同类型的深度感测系统而不背离本公开的 范围。

目标跟踪系统可以用于识别、分析和/或跟踪诸如游戏玩家18之类的一个 或多个目标。图1A示出了一种场景，其中使用深度相机20跟踪游戏玩家18， 使得游戏玩家18的移动可以被游戏系统12解释成可以用于影响由游戏系统12 执行的游戏的控制。换言之，游戏玩家18可以使用他的移动来控制游戏。游 戏玩家18的移动可以被解释成实际上任何类型的游戏控制。

图1A中示出的示例场景示出了游戏玩家18正在玩正由游戏系统12执行 的拳击游戏。游戏系统使用显示器14来在视觉上向游戏玩家18呈现拳击对手 22。此外，游戏系统使用显示器14来在视觉上呈现游戏玩家18用其运动控制 的玩家化身24。如图1B中所示，游戏玩家18可以在物理/现实世界空间中挥 出重拳来作为对玩家化身24在游戏/虚拟空间中挥出重拳的指令。游戏系统12 和深度相机20可以用于识别和分析游戏玩家18在物理空间中的重拳，从而使 得该重拳可以被解释成使得游戏化身24在游戏空间中挥出重拳的游戏控制。 例如，图1B示出了显示器14响应于游戏玩家18在物理空间中挥出重拳而在 视觉上呈现游戏化身24挥出袭击拳击对手22的重拳。然而，多个移动可被检 测并解释成多个不同的游戏或应用控制。