广角深度成像透镜构造制造技术

本文公开了涉及深度传感器系统的各光学元件的构造的各实施例。一个所公开的实施例提供一种广角透镜构造，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、正级还包括第一正透镜子级、第二正透镜子级、第三正透镜子级，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。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】【专利摘要】本文公开了涉及深度传感器系统的各光学元件的构造的各实施例。一个所公开的实施例提供一种广角透镜构造，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、正级还包括第一正透镜子级、第二正透镜子级、第三正透镜子级，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。【专利说明】广角深度成像透镜构造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。
技术实现思路
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。 【专利附图】【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。 目标跟踪系统可被用来将目标移动解释成操作系统和/或应用控制。操作系统和/或诸如图1A和IB中所示的拳击游戏之类的应用的任何合适的可控制的方面都可以由诸如游戏玩家18之类的目标的移动来控制。所示出的拳击场景是作为示例来提供的，但决不意味着以任何方式进行限制。相反，所示出的场景旨在展示可以在不背离本公开的范围的情况下应用于各种各样不同的应用的一般概念。 现在转向图2，深度相机20被示意性地示为包括配置成投影光28以照亮目标30的投影仪组装件26和配置成将目标30发射的光聚焦在传感器上的透镜构造32。来自传感器的图像数据可被分析以确定与目标30有关的深度信息。深度相机20可以利用飞行时间、结构化光和/或任何其他合适的深度感测技术。尽管投影仪组装件26和透镜构造32被示为位于单个主体内，但将理解，这些组件也可以位于分开的主体内并且可具有与所示结构不同的任何其他合适的结构。 图3示出了图2的透镜构造32的实施例。透镜构造32包括外壳34，外壳34容纳多个光学组件，这些光学组件沿光轴36安排并配置成将图像聚焦在图像传感器38上以供深度分析。图像传感器38可包括任何合适类型的图像传感器，包括但不限于COMS传感器，并且被配置成获取在从目标30反射时所投影的光的图像以确定目标30的深度简档。 在所示实施例中，透镜构造32包括两个透镜级(在下文更详细地描述)并且还包括部署在传感器38与被成像的场景之间的用于降低到达图像传感器38的环境光的量的带通滤波器40。在所示实施例中，带通滤波器40被沿光轴36紧邻图像传感器38放置，以在靠近图像传感器的位置处过滤环境光。在其他实施例中，带通滤波器可具有任何其他合适的位置。 继续图3，第一、负透镜级42被沿光轴36放置在透镜构造的前方。如本文所使用的，术语“前方”描述沿光轴36的最接近被成像的场景的位置，而术语“后方”描述沿光轴36的最接近传感器38的位置。此外，参考透镜级和透镜子级来使用的术语“负”和“正”指的是光功率。 所示第一、负透镜级42包括第一负透镜元件44。所示第一负透镜元件44包括配置成弯曲传入光线46并减小主光线与光轴36之间的角度的凸前部。术语“主光线”表示来自每一不同的现场位置的光束内的中心光线。第一负透镜元件44还包括配置成发散光束48的凹后部。尽管在图3中为每一透镜元件描绘了单个透镜，将理解，在其他实施例中，每一透镜元件可包括多个透镜，该多个透镜在被组合时具有本文针对每一透镜元件描述的相应光学特性并且本文中使用的术语“元件”也指的是这样的多透镜安排。 相对于被成像的场景，第二、正透镜级50被置于第一、负透镜级42之后。第二、正透镜级50将发散光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种广角透镜构造，包括：第一、负级；以及第二、正级，所述第二、正极沿着所述透镜构造的光轴位于所述第一、负级之后，所述第二、正级包括：第一正透镜子级；第二正透镜子级；第三正透镜子级，所述第二正透镜子级位于所述第一正透镜子级与所述第三正透镜子级之间。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：Z·刘，
申请(专利权)人：微软公司，
类型：发明
国别省市：美国;US