[发明专利]集成低功率深度相机和投影设备

说明书

技术领域

本发明涉及相机和投影设备，尤其涉及集成低功率深度相机和投影设备。

背景技术

实时深度相机能够确定与该相机的视野内的人类或其他物体相距的距离，并且基于该相机的帧速率基本上实时地更新该距离。这样的深度相机可以在运动捕捉系统中，例如，用于获得关于物理空间中的人体或其他物体的位置和运动的数据，并且可以将该数据用作到计算系统中的应用的输入。可以有许多应用，例如用于军事、娱乐、体育和医学目的。深度相机一般包括照射视野的红外照明器、以及感测来自视野的光以形成图像的一个或多个红外图像传感器。此外，深度相机可以被配备成游戏控制台的部分，该部分与诸如用户家中的电视机之类的显示设备通信。然而，在使深度相机技术适应于诸如视频投影仪设备之类的便携式或其他小形状因子设备时存在各种挑战。这些挑战包括功率和空间限制。

发明内容

提供了一种视频投影仪设备，其实现了紧凑尺寸这一目标并且降低了功耗和成本。调制视频投影仪设备的背光以创建光脉冲，该光脉冲可以被可见光相机检测到并且被变换成关于视野的距离和/或深度数据。这种类型的调制不以可察觉的方式影响所投射光的图像质量，并且可以包含在用于各种应用的多种移动或非移动设备中，其中所述应用在该设备或连接到该设备的主机上运行。

在一个实施例中，视频投影仪设备包括诸如投影仪的背光之类的光源，该光源发射可见光。在视频投影仪的投影仪部分中配备有驱动器，该驱动器调制从该光源发射的可见光。而且，可以配备具有可单独可控的像素的一个或多个透光LCD面板以给出来自光源的可见光的彩色视频信息。配备有至少一个将经颜色编码的可见光投射在视野内的光学组件。例如，可以使用一个或多个透镜。在视频投影仪设备的传感器部分中配备有诸如电荷耦合器件(CCD)之类的一个或多个传感器，所述传感器感测可见光，包括从视野内的至少一个物体反射的可见光，其中该传感器包括像素阵列。有利地，该传感器可以是数码相机内所使用的类型的常规CCD。配备至少一个投射视频帧的控制电路。帧可以包括门控的子帧，其中在脉冲模式下驱动光源，同时传感器在门控模式下运行，随后在连续模式下驱动光源，同时读取传感器以获得光强值。所述至少一个控制电路基于所述光强值使用飞行时间原理来获得关于视野内的所述至少一个物体的深度数据。例如，深度数据可以以视野的深度图的形式来提供。

提供本发明内容以便以简化形式介绍将在以下的具体实施方式中进一步描述的一些概念。本发明内容并不旨在标识出所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限定所要求保护的主题的范围。

附图说明

在附图中，相同编号的元件彼此对应。

图1描绘了涉及视频投影仪设备的示例性环境的侧视图。

图2描绘了图1的示例性环境的顶视图。

图3描绘了图1的视频投影仪设备的示例框图。

图4A描绘了使用视频投影仪设备的过程。

图4B示出了可在图4A的步骤400中使用的涉及子帧的过程的示例。

图4C示出了可在图4A的步骤400中使用的涉及子帧的过程的另一示例。

图5A描绘了用于如图4B的步骤410中所述那样提供门控的子帧的过程的示例。

图5B描绘了用于如图4B的步骤412中所述那样提供非门控的子帧的过程的示例。

图5C描绘了用于如图4B的步骤414中所述那样提供背景子帧的过程的示例。

图5D描绘了用于如图4B的步骤416中所述那样提供颜色子帧的过程的示例。

图6A描绘了用于如图4C的步骤420中所述那样提供门控的子帧的过程的示例。

图6B描绘了用于如图4C的步骤422中所述那样提供非门控的子帧的过程的示例。

图7A描绘了与图4B的过程相对应的投影仪的输出。

图7B描绘了到传感器的输入，该输入基于图7A的投影仪输出。

图7C描绘了发生连续投射的非深度感测帧。

图7D描绘了交替地提供具有较低和较高光强的帧的示例性帧序列。

图7E描绘了交替地提供具有较长和较短帧周期的示例性帧序列。

图8A描绘了与图4C的过程相对应的投影仪的输出。

图8B描绘了到传感器的输入，该输入基于图8A的投影仪输出。

图9A描绘了从投影仪输出的使用方形波形的脉冲光。

图9B描绘了输入到传感器的脉冲光，该脉冲光基于图9A的投影仪输出。