[發明專利]帶有可移動鏡元件、用于具有三維飛行時間捕捉的相機系統的照明器

在審

• 申請號: 201580035674.8
• 申請日: 2015-11-19
• 公開（公告）號: CN106796285A
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: J.科;溫宗晉
• 申請（專利權）人: 谷歌公司
• 主分類號: G01S7/481
• 分類號: G01S7/481;G01S17/89;H04N13/02;H04N5/225
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所11105
• 代理人: 邵亞麗

技術領域

本發明領域大體涉及計算系統外圍設備，并且更具體地，涉及帶有可移動鏡元件、用于具有三維飛行時間捕捉的相機系統的照明器。

背景技術

許多現有的計算系統包括傳統相機作為集成外圍設備。當前的趨勢是通過將深度捕捉集成進其成像部件來增強計算系統成像能力。深度捕捉可被用于，例如，執行各種智能物體識別功能，諸如臉部識別(例如，用于安全系統解鎖)或手勢識別(例如，用于非接觸用戶界面功能)。

一個深度信息捕捉方法，稱為“飛行時間(time-of-flight)”成像，從系統發出光到物體上，并且對于圖像傳感器的多個像素的每一個測量發出光和在傳感器上接收其反射圖像之間的時間。通過飛行時間像素產生的圖像對應物體的三維分布，其特征為在不同的(x，y)像素位置的每一個處有唯一的深度度量(z)。

由于許多具有成像能力的計算系統本質上是可移動的(例如，手提電腦、平板電腦、智能手機等)，因此將光源(“照明器”)集成進系統以實現“飛行時間”操作帶來了許多設計挑戰，諸如成本挑戰、封裝挑戰和/或功率消耗挑戰。

發明內容

描述了一種包括具有飛行時間照明器的相機系統的裝置。飛行時間照明器具有光源和一個或多個可傾斜鏡元件。所述一個或多個可傾斜鏡元件將照明器的光引導至照明器視場內的僅一區域。

描述了一種具有飛行時間相機系統的裝置，所述飛行時間相機系統包括第一器件，其用于從光源發射光并將所述光射在一個或多個可傾斜鏡上。照明器還包括第二器件，其用于傾斜所述一個或多個可傾斜鏡以將所述光引導至所述照明器視場的僅一區域。

附圖說明

以下描述和附圖被用于例示本發明的實施例。在附圖中：

圖1a示出了照明器及其視場；

圖1b示出了第一感興趣的照明區域；

圖1c示出了第二感興趣的照明區域；

圖1d示出了感興趣的照明區域的掃描；

圖1e示出了不同尺寸的感興趣的照明區域；

圖2a示出了具有可移動鏡元件的照明器的側視圖；

圖2b示出了在圖2a的機械臂下側上的光源；

圖3a(i)和3a(ii)例示了通過調整透鏡和可移動鏡元件之間的距離來改變感興趣的照明區域的尺寸；

圖3b(i)和3b(ii)例示了發射光束的方向可以通過關于透鏡調整可移動鏡元件的側向偏移來確定；

圖3c(i)和3c(ii)例示了發射光束的方向可以通過傾斜可移動鏡元件的角度來確定；

圖3d(i)和3d(ii)例示了發射光的方向可以通過多個鏡的獨立傾斜操縱而沿特定方向或區域集中。

圖4a示出了具有可移動鏡元件的照明器的第一實施例；

圖4b示出了具有可移動鏡元件的照明器的第二實施例；

圖4c示出了具有可移動鏡元件的照明器的第三實施例；

圖5示出了具有可移動鏡元件的照明器執行的方法；

圖6a示出了擁有具有可移動鏡元件的飛行時間照明器的相機系統的實施例的第一描繪；

圖6b示出了圖6a的實施例的第二描繪；

圖7示出了計算系統的實施例。

具體實施方式

“智能照明”飛行時間系統解決了上述設計挑戰中的一些。如在以下討論中將更清楚的，“智能照明”飛行時間系統可以只將光發射到照明器視場內的“感興趣區域”上。因此，發射的光學信號的強度足夠強以在圖像傳感器處產生可檢測的信號，而同時，照明器的功率消耗不會從計算機系統的功率源顯著地提取。

一個智能照明方法是使用可移動鏡元件來幫助將來自光源的光收集并集中成更強的光束，所述更強的光束可以被引導至照明器的視場內的各個感興趣區域。緊接著參考圖1a至1d討論了這個特定方法的一些特征的回顧。

參考圖1a，照明器101擁有視場102，照明器能夠在該視場102上發光。在某些情況下和/或當支持某些應用操作時，照明器101可僅引導光至視場102內的較小區域。作為一例，參考圖1b，僅視場102內的區域103被照亮。作為對比，如圖1c中所觀察到的，僅視場內的區域104被照亮。在各個實施例中，如以下進一步更詳細討論的，照明區域可被引導至視場102內的基本上任何位置。