專利名稱：深度照明和檢測(cè)光學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)器件，尤其涉及深度照明和檢測(cè)光學(xué)器件。
背景技術(shù)：
深度感測(cè)相機(jī)系統(tǒng)可用于多種用途，所有用途都依賴于從其深度將被檢測(cè)的對(duì)象那里接收到的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確度。很多此類系統(tǒng)使用投影儀來(lái)以隨機(jī)或預(yù)定義圖案對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明，并且使用來(lái)自反射的數(shù)據(jù)檢測(cè)到目標(biāo)的距離。深度傳感器使用來(lái)自該圖案的數(shù)據(jù)確定深度信息。一種系統(tǒng)使用激光器或激光二極管作為投影儀。至少一種當(dāng)前設(shè)計(jì)存在的問(wèn)題是激光波長(zhǎng)的穩(wěn)定性。檢測(cè)系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為基于激光器的輸出波長(zhǎng)讀取反射。盡管操作于恒定電流和溫度的激光器具有可忽略的波長(zhǎng)波動(dòng)，但是與此類系統(tǒng)聯(lián)用的光學(xué)器件由于來(lái)自該系統(tǒng)中的這些光學(xué)器件的光學(xué)反饋而可能會(huì)使波長(zhǎng)不穩(wěn)定。使用激光作為照明源的一個(gè)附加問(wèn)題是，在來(lái)自激光器的相干光被重新成像到檢測(cè)器時(shí)，存在光斑(speckle)圖案形式的噪聲。這就產(chǎn)生了關(guān)于確定圖像中特征的位置能達(dá)到何種準(zhǔn)確程度的基本限制。

發(fā)明內(nèi)容
提供用于高效圖像傳感器設(shè)備的技術(shù)。該設(shè)備使用如下光學(xué)器件，該光學(xué)器件既能減少?gòu)募す庹彰髟瓷傻墓獍邎D案，又能消除從各光學(xué)元件回到激光源的反射。一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的圖像捕捉設(shè)備包括位于照明輻射光源，如二極管激光器的輸出處的圓偏振結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)產(chǎn)生該照明輻射光源發(fā)出的圓偏振照明輻射。在一個(gè)實(shí)施例中，照明位于紅外光譜中。光從圖像傳感器設(shè)備中的其他光學(xué)元件被反射至線性偏振光，但是在方向上正交于原始方向。該正交偏振狀態(tài)將不與激光器的發(fā)射模式發(fā)生交互，因此不會(huì)導(dǎo)致激光變得不穩(wěn)定。在另一實(shí)施例中，該技術(shù)為運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)的照明和檢測(cè)系統(tǒng)提供捕捉設(shè)備。該設(shè)備包括輸出照明輻射的激光器和被定位成接收該照明輻射并提供準(zhǔn)直照明輻射的準(zhǔn)直透鏡。線性偏振元件接收準(zhǔn)直照明輻射并向四分之一波片提供偏振輻射。該輻射作為圓偏振輻射離開(kāi)四分之一波片，并被提供給輸出一圖案來(lái)對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明的衍射光學(xué)元件。檢測(cè)器接收來(lái)自目標(biāo)的輸出圖案的反射。


圖1示出了具有用戶正在玩游戲的跟蹤系統(tǒng)的示例實(shí)施例。圖2示出可被用作跟蹤系統(tǒng)一部分的捕捉設(shè)備的示例實(shí)施例。圖3是深度照明光學(xué)設(shè)備的現(xiàn)有技術(shù)實(shí)施例。圖4示出根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的深度照明光學(xué)設(shè)備的實(shí)施例。圖5描繪了可被用于跟蹤運(yùn)動(dòng)并基于所跟蹤的運(yùn)動(dòng)來(lái)執(zhí)行應(yīng)用程序的處理設(shè)備的示例。圖6示出可被用于跟蹤運(yùn)動(dòng)并基于所跟蹤的運(yùn)動(dòng)來(lái)更新應(yīng)用程序的計(jì)算系統(tǒng)的第二示例實(shí)施例。
具體實(shí)施例方式提供了用于具有光學(xué)器件的圖像傳感器設(shè)備的技術(shù)，該光學(xué)器件既能減少激光照明源生成的光斑圖案，又能消除從各光學(xué)元件回到激光光源的反射。該技術(shù)包括捕捉設(shè)備的照明部分上的光學(xué)元件，該光學(xué)元件生成從照明光源發(fā)出的圓偏振照明輻射。一個(gè)實(shí)施例中，照明位于或接近于紅外光譜。圓偏振器可包括位于激光器的輸出和散射光學(xué)器件之間的四分之一波片，或與線性偏振器相結(jié)合的四分之一波片。一方面，四分之一波片可將來(lái)自激光器的正確定向的線性偏振光轉(zhuǎn)換為圓偏振光。從其他光學(xué)元件反射的任何光將被轉(zhuǎn)換回線性偏振光，但是其定向正交于原始定向。該正交偏振狀態(tài)將不與激光器的發(fā)射模式進(jìn)行交互，因此不會(huì)導(dǎo)致激光變得不穩(wěn)定。如果需要額外的隔離，則一偏振器(與原始偏振器的定向?qū)?zhǔn))可被插入至四分之一波片的前面， 由此吸收任何被反射的能量。該技術(shù)利用了對(duì)圓偏振照明輻射的使用。圓偏振包括相差90度相位的兩個(gè)正交線性偏振狀態(tài)。這兩個(gè)正交狀態(tài)彼此無(wú)法交互，因此反射時(shí)不會(huì)形成光斑。光斑的程度(按光斑對(duì)比度比率來(lái)度量)將以2的平方根的倍數(shù)被減少，從而改善深度準(zhǔn)確度并降低無(wú)深度誤差發(fā)生的頻率。圖1示出可被用作深度或距離檢測(cè)系統(tǒng)的捕捉設(shè)備20的示例實(shí)施例。在一個(gè)實(shí)施例中，該捕捉設(shè)備可被用在目標(biāo)識(shí)別、分析和跟蹤設(shè)備中。該設(shè)備在場(chǎng)景中跟蹤一目標(biāo)， 其中該目標(biāo)可以是用戶或?qū)ο蟆８鶕?jù)一示例實(shí)施例，捕捉設(shè)備20可被配置成經(jīng)由任何適合的技術(shù)，包括例如飛行時(shí)間、結(jié)構(gòu)化光、立體圖像等從深度圖像中捕捉深度信息，該深度圖像可包括深度值。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，捕捉設(shè)備20可將所計(jì)算的深度信息組織為“Z層”，或可與深度相機(jī)沿其視線延伸的Z軸垂直的層。如圖1所示，捕捉設(shè)備20可包括圖像相機(jī)組件22。根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，圖像相機(jī)組件22可以是捕捉場(chǎng)景的深度圖像的深度相機(jī)。深度圖像可包括被捕捉場(chǎng)景的二維 (2-D)像素區(qū)域，其中2-D像素區(qū)域中的每一像素可表示例如以厘米、毫米等為單位的被捕捉場(chǎng)景中的對(duì)象離相機(jī)的長(zhǎng)度或距離的深度值。如圖1所示，根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，圖像相機(jī)組件22可包括頂光組件M、例如三維(3-D)相機(jī)沈的第一傳感器、例如RGB相機(jī)觀的可被用來(lái)捕捉場(chǎng)景的深度圖像的第二傳感器。每個(gè)組件被聚焦在場(chǎng)景上。例如，在飛行時(shí)間分析中，捕捉設(shè)備20的頂光組件24 可將紅外光發(fā)射到場(chǎng)景上，然后可使用傳感器沈(下面討論)，用例如3-D相機(jī)沈和/或 RGB相機(jī)觀來(lái)檢測(cè)來(lái)自場(chǎng)景中一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)和對(duì)象的表面反向散射的光。此處討論的技術(shù)可使用頂光組件和圖3、4中被稱為圖像檢測(cè)器600的傳感器。某些實(shí)施例中，可使用脈沖式紅外光從而可以測(cè)量出射光脈沖和對(duì)應(yīng)的入射光脈沖之間的時(shí)間差并將其用于確定從捕捉設(shè)備20到場(chǎng)景中目標(biāo)或?qū)ο笊系奶囟ㄎ恢玫奈锢砭嚯x。此外，在其他示例實(shí)施例中，可比較出射光波的相位與入射光波的相位以確定相移。然后可使用該相移來(lái)確定從捕捉設(shè)備20到目標(biāo)或?qū)ο笊咸囟ㄎ恢玫奈锢砭嚯x。根據(jù)另一示例實(shí)施例，可使用飛行時(shí)間分析，通過(guò)經(jīng)由包括例如快門(mén)式光脈沖成像的各種技術(shù)來(lái)分析反射光束隨時(shí)間的強(qiáng)度變化以間接地確定從捕捉設(shè)備20到目標(biāo)或?qū)ο笊咸囟ㄎ恢玫奈锢砭嚯x。在另一示例實(shí)施例中，捕捉設(shè)備20可使用結(jié)構(gòu)化光來(lái)捕捉深度信息。在該分析中，圖案化光(即，被顯示為例如網(wǎng)格圖案或條紋圖案的已知圖案的光)可經(jīng)由例如頂光組件M被投影到場(chǎng)景上。在撞擊到場(chǎng)景中一個(gè)或多個(gè)目標(biāo)或?qū)ο蟮谋砻鏁r(shí)，作為響應(yīng)，圖案可變形。圖案的這種變形可被例如3-D相機(jī)沈和/或RGB相機(jī)觀捕捉，然后可被分析以確定從捕捉設(shè)備20到目標(biāo)或?qū)ο笊咸囟ㄎ恢玫奈锢砭嚯x。根據(jù)另一實(shí)施例，捕捉設(shè)備20可包括從不同角度觀察場(chǎng)景的兩個(gè)或更多個(gè)物理上分離的相機(jī)或傳感器，以獲取可被解析以生成深度信息的視覺(jué)立體數(shù)據(jù)。捕捉設(shè)備20還可包括麥克風(fēng)30或麥克風(fēng)陣列，以用作目標(biāo)識(shí)別、分析和跟蹤設(shè)備的輸入。在一示例實(shí)施例中，捕捉設(shè)備20還可包括可以與圖像相機(jī)組件22進(jìn)行可操作的通信的處理器或微控制器32。處理器32可包括標(biāo)準(zhǔn)化處理器、專用處理器、微處理器等，它們可執(zhí)行用于接收深度圖像、判斷合適的目標(biāo)是否可被包括在深度圖像中、將合適的目標(biāo)轉(zhuǎn)換為目標(biāo)的骨架表示或模型的指令，或任何其他適合的指令。捕捉設(shè)備20還可包括存儲(chǔ)器組件34，存儲(chǔ)器組件34可存儲(chǔ)可由微控制器32執(zhí)行的指令、3-D相機(jī)沈或RGB相機(jī)觀捕捉的圖像或圖像幀、或任何其他適合的信息、圖像等。 根據(jù)一個(gè)示例實(shí)施例，存儲(chǔ)器組件34可包括隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、只讀存儲(chǔ)器(ROM)、緩存、閃存、硬盤(pán)或任何其他適合的存儲(chǔ)組件。微控制器32和存儲(chǔ)器可被一起統(tǒng)稱為微控制器。如圖1所示，一個(gè)實(shí)施例中，存儲(chǔ)器組件34可以是與圖像捕捉組件22和處理器32 通信的單獨(dú)的組件。根據(jù)另一實(shí)施例，存儲(chǔ)器組件34可被集成到處理器32和/或圖像捕捉組件22中。如圖1所示，捕捉設(shè)備20可經(jīng)由通信鏈路36與計(jì)算環(huán)境12通信。通信鏈路36可以是包括例如USB連接、火線連接、以太網(wǎng)電纜連接等的有線連接和/或例如無(wú)線802. lib、 802. llg、802. Ila或802. Iln連接等的無(wú)線連接。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，計(jì)算環(huán)境12可向捕捉設(shè)備20提供時(shí)鐘，該時(shí)鐘可被用于通過(guò)通信鏈路36確定何時(shí)捕捉，例如場(chǎng)景。此外，捕捉設(shè)備20可經(jīng)由通信鏈路36向計(jì)算環(huán)境12提供由例如3-D相機(jī)沈和 /或RGB相機(jī)觀捕捉的深度信息和圖像，以及由捕捉設(shè)備20生成的骨架模型。計(jì)算環(huán)境 12然后可使用該骨架模型、深度信息和捕捉的圖像來(lái)例如控制，例如游戲或文字處理程序的應(yīng)用程序。計(jì)算環(huán)境12可包括如圖5、6所示的那些組件，用于通過(guò)使用捕捉設(shè)備提供的深度信息來(lái)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序的操作。圖2邏輯示出的是操作系統(tǒng)180、深度/圖像處理器185、傳感器輸入52、視頻輸出和應(yīng)用程序195。圖2的計(jì)算系統(tǒng)12中的元件可通過(guò)一個(gè)或多個(gè)硬件組件以及一個(gè)處理器來(lái)實(shí)現(xiàn)，該處理器被專門(mén)編程用于執(zhí)行指令以實(shí)現(xiàn)此處描述的技術(shù)。深度圖像處理模塊185使用深度圖像來(lái)跟蹤例如用戶和其他對(duì)象之類的對(duì)象的運(yùn)動(dòng)，并向應(yīng)用程序195提供信息以供應(yīng)用程序以任意數(shù)目的方式來(lái)使用。一個(gè)實(shí)施例中， 深度圖像處理和對(duì)象報(bào)告模塊185會(huì)將檢測(cè)到的每個(gè)對(duì)象的標(biāo)識(shí)以及每幀的對(duì)象的位置報(bào)告給操作系統(tǒng)180。操作系統(tǒng)180將使用該信息來(lái)更新視頻輸出中化身或其他圖像的位置或移動(dòng)，或在用戶界面上執(zhí)行一動(dòng)作。
傳感器輸入52提供信息給深度圖像處理器185。傳感器輸入52通過(guò)捕捉設(shè)備20 接收?qǐng)鼍皵?shù)據(jù)，其中包括物理空間中目標(biāo)的數(shù)據(jù)表示。計(jì)算環(huán)境中提供的深度/圖像處理模塊185可處理深度圖像以確定場(chǎng)景中的目標(biāo)是什么，例如房間中的用戶18(圖2)或?qū)ο蟆＿@可例如通過(guò)將深度圖像中共享相似距離值的像素分組在一起來(lái)實(shí)現(xiàn)。該圖像也可被解析以產(chǎn)生用戶的骨架表示，其中標(biāo)識(shí)例如關(guān)節(jié)和各關(guān)節(jié)之間的組織等特征。存在骨架映射技術(shù)，其使用深度相機(jī)來(lái)捕捉個(gè)人，并從中確定該用戶骨架上的多個(gè)點(diǎn)，手、腕、肘、膝、 鼻、踝、肩的關(guān)節(jié)，以及骨盆與脊椎相交之處。其他技術(shù)包括將圖像轉(zhuǎn)換為人的人體模型表示和將圖像轉(zhuǎn)換為人的網(wǎng)格模型表示。視頻輸出56提供正在計(jì)算設(shè)備12上使用的應(yīng)用程序185的輸出的呈現(xiàn)。視頻輸出56將包括給定幀速率下的唯一連續(xù)的圖像流。一個(gè)實(shí)施例中，捕捉設(shè)備20通過(guò)3-D相機(jī)沈和/或RGB相機(jī)28檢測(cè)場(chǎng)景中的信息。每個(gè)傳感器可以以由等待間隔分隔的一系列數(shù)據(jù)(或圖像)幀的形式來(lái)提供信息。如此處使用的，計(jì)算環(huán)境12可以指單個(gè)計(jì)算設(shè)備或計(jì)算系統(tǒng)。計(jì)算環(huán)境可包括非計(jì)算組件。計(jì)算環(huán)境可包括顯示設(shè)備，如圖1所示的顯示設(shè)備14。顯示設(shè)備可以是與計(jì)算環(huán)境分開(kāi)但與其耦合的實(shí)體，或者顯示設(shè)備可以是例如進(jìn)行處理和顯示的計(jì)算設(shè)備。由此， 計(jì)算系統(tǒng)、計(jì)算設(shè)備、計(jì)算環(huán)境、計(jì)算機(jī)、處理器或其他計(jì)算組件可被互換地使用。圖2示出了可與本發(fā)明技術(shù)一起使用的運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)10的示例實(shí)施例。 對(duì)示例性跟蹤和呈現(xiàn)系統(tǒng)10的一種使用是在用戶18玩游戲時(shí)。在圖2中，該示例是用戶在玩拳擊游戲。在一示例實(shí)施例中，系統(tǒng)10可被用于識(shí)別、分析和/或跟蹤人類目標(biāo)，如跟蹤系統(tǒng)10范圍內(nèi)的用戶18或其他對(duì)象。該系統(tǒng)在監(jiān)視器或電視16的顯示器14上生成動(dòng)作，該顯示器可包括遵循用戶18的動(dòng)作并對(duì)拳擊比賽中計(jì)算機(jī)生成的游戲人物22的動(dòng)作產(chǎn)生響應(yīng)的化身對(duì)。如圖2所示，跟蹤系統(tǒng)10可包括計(jì)算系統(tǒng)12。計(jì)算系統(tǒng)12可以是計(jì)算機(jī)、游戲系統(tǒng)或控制臺(tái)等。根據(jù)一示例實(shí)施例，計(jì)算系統(tǒng)12可包括硬件組件和/或軟件組件，從而計(jì)算系統(tǒng)12可被用于執(zhí)行例如游戲應(yīng)用程序、非游戲應(yīng)用程序等的應(yīng)用程序。一個(gè)實(shí)施例中， 計(jì)算系統(tǒng)12可包括可執(zhí)行存儲(chǔ)在處理器可讀存儲(chǔ)設(shè)備上的用于執(zhí)行此處描述的過(guò)程的指令的處理器，如標(biāo)準(zhǔn)化處理器、專用處理器、微處理器等。如圖2所示，跟蹤和呈現(xiàn)系統(tǒng)10還可包括捕捉設(shè)備20。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，跟蹤和呈現(xiàn)系統(tǒng)10可被連接到可向例如用戶18的用戶提供游戲或應(yīng)用程序視覺(jué)和/或音頻的音頻/視覺(jué)設(shè)備16，如電視、監(jiān)視器、高清電視(HDTV)等。例如，計(jì)算系統(tǒng)12可包括例如圖形卡的視頻適配器和/或例如聲卡的音頻適配器，這些適配器可提供與游戲應(yīng)用程序、非游戲應(yīng)用程序等相關(guān)聯(lián)的音頻/視覺(jué)信號(hào)。音頻/視覺(jué)設(shè)備16可從計(jì)算系統(tǒng)12接收音頻 /視覺(jué)信號(hào)，然后可向用戶18輸出與該音頻/視覺(jué)信號(hào)相關(guān)聯(lián)的游戲或應(yīng)用程序的視覺(jué)和 /或音頻。根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，音頻/視覺(jué)設(shè)備16可通過(guò)例如，S-視頻電纜、同軸電纜、HDMI 電纜、DVI電纜、VGA電纜、分量視頻電纜等連接到計(jì)算系統(tǒng)12。系統(tǒng)10及其組件的適合的示例在如下共同待審專利申請(qǐng)中找到，所有專利申請(qǐng)通過(guò)援引明確包含于此在2009年5月四日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Environment And/Or Target Pigmentation”(環(huán)境和/或目標(biāo)分段)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/475094號(hào)；在2009年7月四日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為"Auto Generating a Visual Representation"(自動(dòng)生成視覺(jué)表示)的美國(guó)專利申請(qǐng)第 12/511850號(hào)；在2009年5月四日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Gesture Tool”(姿勢(shì)工具)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/474，655號(hào)；在2009年10月21日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Pose Tracking Pipeline”(姿態(tài)跟蹤流水線)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/603，437號(hào)(此后稱為‘437申請(qǐng))；在2009年5月四日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為"Device for Identifying and Tracking Multiple Humans Over Time，，(用于隨時(shí)間標(biāo)識(shí)和跟蹤多人的設(shè)備)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/475，308號(hào)；在2009年12月18 日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的“Motion DetectionUsing Depth Images”(使用深度圖像的運(yùn)動(dòng)檢測(cè))；以及在2009年10月7日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Human Tracking System"(人類跟蹤系統(tǒng))的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/575，388號(hào)；在 2009年4月13日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Gesture Recognizer System Architecture^姿勢(shì)識(shí)別器系統(tǒng)架構(gòu))的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/422，661號(hào)；在2009年2月 23日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為“Mandard Gestures”(標(biāo)準(zhǔn)姿勢(shì))的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/391，150號(hào)；在2009年5月四日提交并由此通過(guò)援引全部納入于此的題為 "Gesture Tool"(姿勢(shì)工具)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/474，655號(hào)。圖3示出了可在如圖1所示的捕捉設(shè)備20中使用的圖像檢測(cè)器600的一個(gè)實(shí)施例。該圖像檢測(cè)器包括頂光組件或包括激光器610及相關(guān)聯(lián)光學(xué)元件605、615的照明源， 以及包括檢測(cè)器690、光學(xué)元件625和635的傳感器沈一個(gè)實(shí)施例中，該照明光源是發(fā)射非準(zhǔn)直照明輻射的激光二極管610。來(lái)自激光器610的照明輻射被準(zhǔn)直透鏡605校準(zhǔn)為準(zhǔn)直光束634，并被提供給衍射光學(xué)器件615?？梢哉J(rèn)識(shí)到的是，具有準(zhǔn)直輸出的單個(gè)橫模激光器可代替激光二極管和準(zhǔn)直透鏡605被使用。此處展示的技術(shù)可與任意數(shù)目的不同的圖像捕捉設(shè)備一起使用，但是特別適用于使用深度檢測(cè)系統(tǒng)的用戶。光學(xué)器件615生成隨機(jī)或系統(tǒng)光圖案622以對(duì)例如用戶18的目標(biāo)進(jìn)行照明。被反射的照明輻射624由會(huì)聚透鏡625和濾光器635來(lái)會(huì)聚，濾光器將反射并經(jīng)過(guò)濾的圖像送往檢測(cè)器690。一個(gè)實(shí)施例中，激光器610輸出紅外(IR)波段的照明。在該實(shí)施例中，濾光器635 可以是與激光器的輸出波長(zhǎng)相匹配的窄帶頂濾光器。檢測(cè)器690可以是會(huì)聚元件的CMOS 陣列。在這種類型的系統(tǒng)中，由于波長(zhǎng)對(duì)來(lái)自衍射光學(xué)器件615的特定衍射圖案的影響以及激光波長(zhǎng)與窄帶通濾光器635的傳輸范圍的匹配，系統(tǒng)的性能對(duì)波長(zhǎng)的穩(wěn)定性十分敏感。圖3中設(shè)計(jì)存在的一個(gè)問(wèn)題是激光波長(zhǎng)的穩(wěn)定性。如圖3所示，盡管操作于恒定電流和溫度下的激光器具有可忽略的波長(zhǎng)波動(dòng)，但是例如衍射光學(xué)元件615之類的附加輸出光學(xué)器件可導(dǎo)致輻射602被散射回激光二極管腔，從而產(chǎn)生波長(zhǎng)的不穩(wěn)定性。此外，當(dāng)來(lái)自激光器的相干光被重新成像到檢測(cè)器690時(shí)，反射6M中可能存在光斑圖案形式的噪聲。圖4示出了根據(jù)本發(fā)明技術(shù)的圖像檢測(cè)器。在圖4中，在準(zhǔn)直透鏡605和衍射光學(xué)元件615之間設(shè)置圓偏振結(jié)構(gòu)。在一個(gè)實(shí)施例中，圓偏振結(jié)構(gòu)605包括其后跟隨有四分之一波片的線偏振元件。之后跟隨有其慢軸和快軸與偏振器的軸呈45°的四分之一波片的線性偏振濾光器變?yōu)閳A偏振濾光器，入射的非偏振光形成為圓偏振光。如圖4所示，照明輻射由激光二極管提供并由準(zhǔn)直透鏡轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)直照明輻射。線性偏振器將準(zhǔn)直照明輻射轉(zhuǎn)換為偏振照明輻射652，且四分之一波片生成圓偏振照明輻射， 該圓偏振照明輻射被衍射光學(xué)器件615散射并被定向652至例如用戶10的目標(biāo)。返回到圓偏振元件650的圓偏振光束的任何反射617被圓偏振元件阻擋。這是由于這個(gè)事實(shí)當(dāng)光由圓偏振器650出現(xiàn)時(shí)，光將被右旋或左旋偏振。圖4中，光束652是右旋的，反射603 是左旋偏振的，而反射657是消偏振或部分偏振的。由入射到衍射光學(xué)器件615的圓偏振照明輻射產(chǎn)生的反射照明反射603將具有相反的圓偏振，即右旋偏振照明輻射將被反射為左旋偏振輻射655。當(dāng)反向偏振的反射光束撞擊圓偏振器650時(shí)，穿過(guò)該圓偏振器的傳輸將被阻擋。從衍射光學(xué)元件表面反射的任何光將被轉(zhuǎn)換回為線性偏振光，但是其定向正交于原始定向。該正交偏振狀態(tài)將不與激光器的發(fā)射模式進(jìn)行交互，因此不會(huì)導(dǎo)致激光變得不穩(wěn)定。如果需要額外的隔離，則一偏振器(與原始偏振器的定向?qū)?zhǔn))可被插入至四分之一波片的前面，由此吸收任何反射的能量。此外，由于輸出照明輻射622包括圓偏振光束，而圓偏振包括相差90度的兩個(gè)正交線性偏振狀態(tài)，因此兩條光束不會(huì)共同形成光斑效應(yīng)。這兩個(gè)正交狀態(tài)彼此無(wú)法交互，因此反射時(shí)不能形成光斑。圓偏振的用戶可被顯示以2的平方根的倍數(shù)來(lái)降低光斑的程度 (測(cè)量為光斑對(duì)比度比率時(shí))。圖5示出可以是圖2中所示的用于跟蹤動(dòng)作和/或向應(yīng)用程序提供深度和跟蹤信息的計(jì)算系統(tǒng)12的計(jì)算系統(tǒng)的示例實(shí)施例。上面參考圖1-2所描述的例如計(jì)算系統(tǒng)12這樣的計(jì)算系統(tǒng)可以是例如游戲控制臺(tái)的多媒體控制臺(tái)100。如圖5所示，多媒體控制臺(tái)100 具有包括一級(jí)高速緩存102、二級(jí)高速緩存104和閃存ROM(只讀存儲(chǔ)器)106的中央處理單元(CPU) 101。一級(jí)高速緩存102和二級(jí)高速緩存104臨時(shí)存儲(chǔ)數(shù)據(jù)并因此減少存儲(chǔ)器訪問(wèn)周期數(shù)，由此改進(jìn)處理速度和吞吐量。CPU 101可被提供為具有一個(gè)以上的核，以及由此的附加的一級(jí)和二級(jí)高速緩存102和104。閃存ROM 106可存儲(chǔ)在多媒體控制臺(tái)100通電時(shí)在引導(dǎo)進(jìn)程初始化階段加載的可執(zhí)行代碼。圖形處理單元(GPU) 108和視頻編碼器/視頻編解碼器(編碼器/解碼器)114形成用于高速、高分辨率圖形處理的視頻處理流水線。經(jīng)由總線從圖形處理單元108向視頻編碼器/視頻編解碼器114運(yùn)送數(shù)據(jù)。視頻處理流水線向A/V(音頻/視頻)端口 140輸出數(shù)據(jù)，用于傳輸至電視或其他顯示器。存儲(chǔ)器控制器110被連接到GPU 108以方便處理器訪問(wèn)各種類型的存儲(chǔ)器112，例如但不局限于RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。多媒體控制臺(tái)100包括較佳地在模塊118上實(shí)現(xiàn)的I/O控制器120、系統(tǒng)管理控制器122、音頻處理單元123、網(wǎng)絡(luò)接口控制器124、第一 USB主控制器126、第二 USB控制器 128和前面板I/O子部件130。USB控制器126和128用作外設(shè)控制器142 (1)-142 (2)、無(wú)線適配器148、和外置存儲(chǔ)器設(shè)備146(例如閃存、外置⑶/DVD ROM驅(qū)動(dòng)器、可移動(dòng)介質(zhì)等) 的主機(jī)。網(wǎng)絡(luò)接口 1 和/或無(wú)線適配器148提供對(duì)網(wǎng)絡(luò)(例如，因特網(wǎng)、家庭網(wǎng)絡(luò)等)的訪問(wèn)并且可以是包括以太網(wǎng)卡、調(diào)制解調(diào)器、藍(lán)牙模塊、電纜調(diào)制解調(diào)器等的各種不同的有線和無(wú)線適配器組件中的任何一種。提供系統(tǒng)存儲(chǔ)器143來(lái)存儲(chǔ)在引導(dǎo)進(jìn)程期間加載的應(yīng)用程序數(shù)據(jù)。提供媒體驅(qū)動(dòng)器144，且其可包括DVD/⑶驅(qū)動(dòng)器、藍(lán)光驅(qū)動(dòng)器、硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器、或其他可移動(dòng)媒體驅(qū)動(dòng)器等。 媒體驅(qū)動(dòng)器144可位于多媒體控制器100的內(nèi)部或外部。應(yīng)用程序數(shù)據(jù)可經(jīng)由媒體驅(qū)動(dòng)器 144訪問(wèn)，以由多媒體控制臺(tái)100執(zhí)行、回放等。介質(zhì)驅(qū)動(dòng)器144經(jīng)由例如串行ATA總線或其他高速連接(例如IEEE1394)等總線連接到I/O控制器120。系統(tǒng)管理控制器122提供涉及確保多媒體控制臺(tái)100的可用性的各種服務(wù)功能。 音頻處理單元123和音頻編解碼器132形成具有高保真度和立體聲處理的對(duì)應(yīng)的音頻處理流水線。音頻數(shù)據(jù)經(jīng)由通信鏈路在音頻處理單元123與音頻編解碼器132之間傳輸。音頻處理流水線將數(shù)據(jù)輸出到A/V端口 140以供外部音頻用戶或具有音頻能力的設(shè)備再現(xiàn)。前面板I/O子部件130支持暴露在多媒體控制臺(tái)100的外表面上的電源按鈕150 和彈出按鈕152以及任何LED(發(fā)光二極管)或其它指示器的功能。系統(tǒng)供電模塊136向多媒體控制臺(tái)100的組件供電。CPU 101、GPU 108、存儲(chǔ)器控制器110、和多媒體控制臺(tái)100內(nèi)的各個(gè)其它組件經(jīng)由一條或多條總線互連，包括串行和并行總線、存儲(chǔ)器總線、外圍總線、和使用各種總線架構(gòu)中任一種的處理器或局部總線。作為示例，這些架構(gòu)可以包括外圍部件互連(PCI)總線、 PCI-Express 總線等。當(dāng)多媒體控制臺(tái)100通電時(shí)，應(yīng)用數(shù)據(jù)可從系統(tǒng)存儲(chǔ)器143加載到存儲(chǔ)器112和/ 或高速緩存102、104中并在CPU 101上執(zhí)行。應(yīng)用程序可呈現(xiàn)在導(dǎo)航到多媒體控制臺(tái)100 上可用的不同媒體類型時(shí)提供一致的用戶體驗(yàn)的圖形用戶界面。在操作中，媒體驅(qū)動(dòng)器144 中包含的應(yīng)用程序和/或其它媒體可從媒體驅(qū)動(dòng)器144啟動(dòng)或播放，以向多媒體控制臺(tái)100 提供附加功能。多媒體控制臺(tái)100可通過(guò)將該系統(tǒng)簡(jiǎn)單地連接到電視或其它顯示器而作為獨(dú)立系統(tǒng)來(lái)操作。在該獨(dú)立模式中，多媒體控制臺(tái)100允許一個(gè)或多個(gè)用戶與該系統(tǒng)交互、看電影、或聽(tīng)音樂(lè)。然而，隨著通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口 1 或無(wú)線適配器148可用的寬帶連接的集成，多媒體控制臺(tái)100還可作為較大網(wǎng)絡(luò)社區(qū)中的參與者來(lái)操作。當(dāng)多媒體控制臺(tái)100通電時(shí)，可以保留設(shè)定量的硬件資源以供多媒體控制臺(tái)操作系統(tǒng)作系統(tǒng)使用。這些資源可包括存儲(chǔ)器的保留量(例如16MB)、CPU和GPU周期的保留量 (例如5%)、網(wǎng)絡(luò)帶寬的保留量(例如Slcbs)，等等。因?yàn)檫@些資源是在系統(tǒng)引導(dǎo)時(shí)間保留的，所保留的資源對(duì)于應(yīng)用程序視角而言是不存在的。具體地，存儲(chǔ)器保留較佳地足夠大，以包含啟動(dòng)內(nèi)核、并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序和驅(qū)動(dòng)程序。CPU保留較佳地為恒定，使得若所保留的CPU用量不被系統(tǒng)應(yīng)用程序使用，則空閑線程將消耗任何未使用的周期。對(duì)于GPU保留，通過(guò)使用GPU中斷來(lái)顯示由系統(tǒng)應(yīng)用程序生成的輕量消息(例如， 彈出窗口)，以調(diào)度代碼來(lái)將彈出窗口呈現(xiàn)為覆蓋圖。覆蓋圖所需的存儲(chǔ)器量取決于覆蓋區(qū)域大小，并且覆蓋圖較佳地與屏幕分辨率成比例縮放。在并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序使用完整用戶界面的情況下，優(yōu)選使用獨(dú)立于應(yīng)用程序分辨率的分辨率。在多媒體控制臺(tái)100引導(dǎo)且系統(tǒng)資源被保留之后，就執(zhí)行并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序來(lái)提供系統(tǒng)功能。系統(tǒng)功能被封裝在一組在上述所保留的系統(tǒng)資源中執(zhí)行的系統(tǒng)應(yīng)用程序中。 操作系統(tǒng)內(nèi)核標(biāo)識(shí)是系統(tǒng)應(yīng)用程序的線程而非游戲應(yīng)用程序的線程。系統(tǒng)應(yīng)用程序優(yōu)選地被調(diào)度為在預(yù)定時(shí)間并以預(yù)定時(shí)間間隔在CPUlOl上運(yùn)行，以便為應(yīng)用程序提供一致的系統(tǒng)資源視圖。調(diào)度是為了把由在控制臺(tái)上運(yùn)行的游戲應(yīng)用所引起的高速緩存分裂最小化。當(dāng)并發(fā)系統(tǒng)應(yīng)用程序需要音頻時(shí)，則由于時(shí)間敏感性而異步調(diào)度音頻處理給游戲應(yīng)用程序。多媒體控制臺(tái)應(yīng)用程序管理器(如下所述)在系統(tǒng)應(yīng)用程序活動(dòng)時(shí)控制游戲應(yīng)用的音頻水平(例如，靜音、衰減)。輸入設(shè)備(例如，控制器142(1)和142( )由游戲應(yīng)用程序和系統(tǒng)應(yīng)用程序共享。輸入設(shè)備不是所保留的資源，但卻在系統(tǒng)應(yīng)用程序和游戲應(yīng)用程序之間切換以使其各自具有設(shè)備的焦點(diǎn)。應(yīng)用管理器較佳地控制輸入流的切換，而無(wú)需知曉游戲應(yīng)用程序的知識(shí)，并且驅(qū)動(dòng)程序維持有關(guān)焦點(diǎn)切換的狀態(tài)信息。相機(jī)沈、觀和捕捉設(shè)備20可經(jīng)由USB控制器1 或其他接口來(lái)定義控制臺(tái)100的附加輸入設(shè)備。圖6示出可被用于實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)中如圖2所示的計(jì)算系統(tǒng)12的計(jì)算系統(tǒng)220的另一示例實(shí)施例。計(jì)算系統(tǒng)環(huán)境220只是合適的計(jì)算系統(tǒng)的一個(gè)示例，并且不旨在對(duì)所公開(kāi)的主題的使用范圍或功能提出任何限制。也不應(yīng)該將計(jì)算系統(tǒng)220解釋為對(duì)示例性操作系統(tǒng)220中示出的任一組件或其組合有任何依賴性或要求。某些實(shí)施例中， 所描繪的各種計(jì)算元素可包括被配置成實(shí)例化本公開(kāi)的各具體方面的電路。例如，本公開(kāi)中使用的術(shù)語(yǔ)電路可包括被配置成通過(guò)固件或開(kāi)關(guān)來(lái)執(zhí)行功能的專用硬件組件。其他示例中，術(shù)語(yǔ)電路可包括由實(shí)施可用于執(zhí)行功能的邏輯的軟件指令配置的通用處理單元、存儲(chǔ)器等。在其中電路包括硬件和軟件的組合的示例實(shí)施例中，實(shí)施者可以編寫(xiě)體現(xiàn)邏輯的源代碼，且源代碼可以被編譯為可以由通用處理單元處理的機(jī)器可讀代碼。因?yàn)楸绢I(lǐng)域技術(shù)人員可以明白現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)進(jìn)化到硬件、軟件或硬件/軟件組合之間幾乎沒(méi)有差別的地步，因而選擇硬件或是軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)具體功能是留給實(shí)現(xiàn)者的設(shè)計(jì)選擇。更具體地，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以明白軟件進(jìn)程可被變換成等價(jià)的硬件結(jié)構(gòu)，而硬件結(jié)構(gòu)本身可被變換成等價(jià)的軟件進(jìn)程。因此，對(duì)于硬件實(shí)現(xiàn)還是軟件實(shí)現(xiàn)的選擇是設(shè)計(jì)選擇并留給實(shí)現(xiàn)者。計(jì)算系統(tǒng)220包括計(jì)算機(jī)Ml，計(jì)算機(jī)241通常包括各種計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)。計(jì)算機(jī)可讀介質(zhì)可以是能由計(jì)算機(jī)241訪問(wèn)的任何可用介質(zhì)，而且包含易失性和非易失性介質(zhì)、 可移動(dòng)和不可移動(dòng)介質(zhì)。系統(tǒng)存儲(chǔ)器222包括易失性和/或非易失性存儲(chǔ)器形式的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，如只讀存儲(chǔ)器(ROM) 223和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM) 2600基本輸入/輸出系統(tǒng) 224 (BIOS)包括如在啟動(dòng)時(shí)幫助在計(jì)算機(jī)Ml內(nèi)的元件之間傳輸信息的基本例程，它通常儲(chǔ)存在ROM 223中。RAM 260通常包含處理單元259可以立即訪問(wèn)和/或目前正在操作的數(shù)據(jù)和/或程序模塊。作為示例而非限制，圖4示出了操作系統(tǒng)225、應(yīng)用程序226，其他程序模塊227和程序數(shù)據(jù)228。計(jì)算機(jī)241還可以包括其他可移動(dòng)/不可移動(dòng)、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)。僅作為示例，圖4示出了對(duì)不可移動(dòng)、非易失性磁介質(zhì)進(jìn)行讀寫(xiě)的硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器238，對(duì)可移動(dòng)、非易失性磁盤(pán)2M進(jìn)行讀寫(xiě)的磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器239，以及對(duì)例如CD ROM或其它光學(xué)介質(zhì)等可移動(dòng)、非易失性光盤(pán)253進(jìn)行讀寫(xiě)的光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器M0?？梢栽谑纠圆僮鳝h(huán)境中使用的其他可移動(dòng)/不可移動(dòng)、易失性/非易失性計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)包括但不限于，磁帶盒、閃存卡、數(shù)字多功能盤(pán)、數(shù)字錄像帶、固態(tài)RAM、固態(tài)ROM等等。硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器238通常由例如接口 234等不可移動(dòng)存儲(chǔ)器接口連接至系統(tǒng)總線221，磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器239和光盤(pán)驅(qū)動(dòng)器240通常由例如接口 235等可移動(dòng)存儲(chǔ)器接口連接至系統(tǒng)總線221。上文所討論的并且在圖6中所示出的驅(qū)動(dòng)器以及它們的相關(guān)聯(lián)的計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，為計(jì)算機(jī)Ml提供了計(jì)算機(jī)可讀的指令、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、程序模塊及其他數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。例如， 圖6中，硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器238被示為存儲(chǔ)操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257、其它程序模塊256和程序數(shù)據(jù)255。注意，這些組件可以與操作系統(tǒng)225、應(yīng)用程序226、其他程序模塊227和程序數(shù)據(jù)2 相同，也可以與它們不同。此處給操作系統(tǒng)258、應(yīng)用程序257、其他程序模塊256以及程序數(shù)據(jù)255提供了不同的編號(hào)，以說(shuō)明至少它們是不同的副本。用戶可以通過(guò)輸入設(shè)備，例如鍵盤(pán)251和定點(diǎn)設(shè)備252——通常被稱為鼠標(biāo)、跟蹤球或觸摸墊——向計(jì)算機(jī)241 輸入命令和信息。其他輸入設(shè)備(未示出)可以包括話筒、操縱桿、游戲手柄、圓盤(pán)式衛(wèi)星天線、掃描儀等等。這些和其他輸入設(shè)備通常通過(guò)耦合至系統(tǒng)總線的用戶輸入接口 236連接至處理單元259，但也可以由其他接口和總線結(jié)構(gòu)，例如并行端口、游戲端口或通用串行總線(USB)來(lái)連接。相機(jī)沈、觀和捕捉設(shè)備20可經(jīng)由用戶輸入接口 236來(lái)定義控制臺(tái)100 的附加輸入設(shè)備。監(jiān)視器242或其他類型的顯示設(shè)備也通過(guò)接口，例如視頻接口 232，連接至系統(tǒng)總線221。除監(jiān)視器以外，計(jì)算機(jī)也可以包括其它外圍輸出設(shè)備，例如揚(yáng)聲器244和打印機(jī)對(duì)3，它們可以通過(guò)輸出外圍接口 233連接。捕捉設(shè)備20可經(jīng)由輸出外圍接口 233、 網(wǎng)絡(luò)接口 237或其他接口連接到計(jì)算系統(tǒng)220。計(jì)算機(jī)241可使用至一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)，例如遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)246的邏輯連接在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中操作。遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)246可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、路由器、網(wǎng)絡(luò)PC、對(duì)等設(shè)備或其他公共網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，通常包括上文參考計(jì)算機(jī)Ml所描述的許多或全部元件，雖然圖4中只示出了存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備對(duì)7。圖中所示邏輯連接包括局域網(wǎng)(LAN) 245和廣域網(wǎng)(WAN049， 但也可以包括其它網(wǎng)絡(luò)。這樣的聯(lián)網(wǎng)環(huán)境在辦公室、企業(yè)范圍計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、內(nèi)聯(lián)網(wǎng)和因特網(wǎng)中是常見(jiàn)的。當(dāng)在LAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時(shí)，計(jì)算機(jī)241通過(guò)網(wǎng)絡(luò)接口或適配器237連接至LAN 2450當(dāng)在WAN聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中使用時(shí)，計(jì)算機(jī)241通常包括調(diào)制解調(diào)器250或用于通過(guò)例如因特網(wǎng)等WAN 249建立通信的其他裝置。調(diào)制解調(diào)器250可以是內(nèi)置或外置的，它可以經(jīng)由用戶輸入接口 236或其他適當(dāng)?shù)臋C(jī)制連接至系統(tǒng)總線221。在聯(lián)網(wǎng)環(huán)境中，相對(duì)于計(jì)算機(jī) 241所描述的程序模塊或其部分可被存儲(chǔ)在遠(yuǎn)程存儲(chǔ)器存儲(chǔ)設(shè)備中。作為示例而非局限， 圖5示出應(yīng)用程序248駐留在存儲(chǔ)器設(shè)備247上?？梢岳斫獾氖?，所示的網(wǎng)絡(luò)連接是示例性的，并且可以使用在計(jì)算機(jī)之間建立通信鏈路的其他手段。圖5或6的系統(tǒng)中的任一個(gè)或不同的計(jì)算系統(tǒng)可被用于實(shí)現(xiàn)圖1的計(jì)算系統(tǒng)12。 如上所解釋的，一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算系統(tǒng)12可確定用戶的運(yùn)動(dòng)，并采用這些檢測(cè)到的運(yùn)動(dòng)來(lái)控制視頻游戲或其他應(yīng)用程序。例如，用戶的運(yùn)動(dòng)可被用于控制視頻游戲中的化身和/ 或?qū)ο?。某些?shí)施例中，系統(tǒng)可同時(shí)跟蹤多個(gè)用戶，并允許多個(gè)用戶的動(dòng)作來(lái)控制或影響應(yīng)用程序。系統(tǒng)將使用RGB圖像和深度圖像來(lái)跟蹤用戶的移動(dòng)。例如，系統(tǒng)將使用深度圖像來(lái)跟蹤人的骨架?？梢允褂迷S多方法來(lái)通過(guò)使用深度圖像跟蹤人的骨架。在通過(guò)援引整體納入于此的、于2009年10月21日提交的題為“Pose Tracking Pipelined姿態(tài)跟蹤流水線)的美國(guó)專利申請(qǐng)第12/603，437號(hào)(此后稱為‘437申請(qǐng))中提供了使用深度圖像來(lái)跟蹤骨架的一個(gè)適合的示例。‘437申請(qǐng)的過(guò)程包括獲取深度圖像，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行降采樣，移除和 /或平滑高變度噪聲數(shù)據(jù)，標(biāo)識(shí)并移除背景，以及將前景像素中的每一個(gè)分配給身體的不同部位。基于這些步驟，系統(tǒng)將使用該數(shù)據(jù)來(lái)擬合一模型并創(chuàng)建骨架。該骨架將包括一組關(guān)節(jié)和這些關(guān)節(jié)之間的連接。一個(gè)實(shí)施例中，為了使用戶的動(dòng)作能被用于控制應(yīng)用程序，用戶必須首先加入或綁定到該應(yīng)用程序。一個(gè)實(shí)施例中，將要求每一用戶通過(guò)站在系統(tǒng)前方以使得可從該用戶的多個(gè)角度獲得深度圖像和/或視覺(jué)圖像來(lái)標(biāo)識(shí)他或她自身。例如，在獲得深度圖像和視覺(jué)圖像時(shí)，可要求用戶站在相機(jī)前方、轉(zhuǎn)身、并作出各種姿態(tài)。在系統(tǒng)獲得了足夠的深度和/ 或視覺(jué)圖像之后，系統(tǒng)將從圖像中創(chuàng)建一組唯一標(biāo)識(shí)用戶的標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)將創(chuàng)建唯一標(biāo)識(shí)，并將該唯一標(biāo)識(shí)與游戲/應(yīng)用程序中的屏幕上表示(例如化身)或其他對(duì)象相關(guān)聯(lián)。在用戶加入(或綁定到)應(yīng)用程序之后，系統(tǒng)將在該用戶主動(dòng)參與應(yīng)用程序(例如，玩游戲或使用該應(yīng)用)時(shí)跟蹤該用戶的動(dòng)作。然而，在過(guò)去，房間中未主動(dòng)參與應(yīng)用程序(例如，未綁定到應(yīng)用程序、綁定到應(yīng)用程序但未玩當(dāng)前游戲、或綁定到應(yīng)用程序但當(dāng)前沒(méi)有輪到玩) 的其他人無(wú)法與應(yīng)用程序交互。 盡管用結(jié)構(gòu)特征和/或方法動(dòng)作專用的語(yǔ)言描述了本主題，但可以理解，所附權(quán)利要求書(shū)中定義的主題不必限于上述具體特征或動(dòng)作。相反，上述具體特征和動(dòng)作是作為實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求的示例形式公開(kāi)的。本技術(shù)的范圍旨在由所附權(quán)利要求書(shū)來(lái)定義。
權(quán)利要求
1.一種深度檢測(cè)系統(tǒng)，包括 輸出照明輻射的照明源(610)；接收準(zhǔn)直照明輻射并輸出圓偏振準(zhǔn)直光束的圓偏振結(jié)構(gòu)(650)； 接收?qǐng)A偏振準(zhǔn)直光束并輸出圓偏振照明輻射的圖案以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明的衍射光學(xué)器件(615)；以及接收來(lái)自目標(biāo)的圖案的反射的檢測(cè)器(690)。
2.如權(quán)利要求1所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，圓偏振結(jié)構(gòu)包括四分之一波片和線性偏振器。
3.如權(quán)利要求2所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述線性偏振器元件被定位成接收準(zhǔn)直照明輻射并向四分之一波片提供線性偏振照明輻射。
4.如權(quán)利要求3所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述四分之一波片向所述衍射光學(xué)器件輸出圓偏振照明輻射。
5.如權(quán)利要求1所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述照明源是輸出偏振光束的激光器。
6.如權(quán)利要求1所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述偏振輻射包括具有位于紅外頻段內(nèi)的波長(zhǎng)的光束。
7.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述檢測(cè)器包括紅外濾光器和CMOS陣列。
8.如權(quán)利要求1所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述照明源包括輸出紅外波長(zhǎng)照明的激光二極管以及接收照明輻射并輸出準(zhǔn)直照明輻射的準(zhǔn)直透鏡。
9.如權(quán)利要求1所述的深度檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，照明源是輸出準(zhǔn)直照明輻射的腔激光器。
10.一種運(yùn)動(dòng)檢測(cè)和跟蹤系統(tǒng)，包括 運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備(600)，包括具有輸出的二極管激光器04，610)；位于所述二極管激光器的輸出處的用以提供準(zhǔn)直光束的準(zhǔn)直透鏡(605)； 定位成與所述準(zhǔn)直透鏡毗鄰的線性偏振元件(650)； 定位成與所述線性偏振元件毗鄰的四分之一波片(650)； 與四分之一波片毗鄰并輸出光束圖案以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明的衍射光學(xué)元件(615)； 接收來(lái)自目標(biāo)的輸出圖案的反射的檢測(cè)器(690)； 耦合于所述檢測(cè)器的微處理器(3 ；以及耦合于所述運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備并從所述運(yùn)動(dòng)捕捉設(shè)備接收深度信息的處理設(shè)備(12)。
全文摘要
本發(fā)明涉及深度照明和檢測(cè)光學(xué)器件。深度圖像捕捉設(shè)備使用位于諸如二極管激光器之類的照明輻射光源的輸出處的圓偏振結(jié)構(gòu)。線性偏振元件接收準(zhǔn)直照明輻射并向四分之一波片提供偏振輻射。該輻射作為圓偏振輻射離開(kāi)四分之一波片，并被提供給輸出一圖案用以對(duì)目標(biāo)進(jìn)行照明的衍射光學(xué)元件。檢測(cè)器接收來(lái)自目標(biāo)的輸出圖案的反射。
文檔編號(hào)G03B15/05GK102244714SQ20111016520
公開(kāi)日2011年11月16日 申請(qǐng)日期2011年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月8日
發(fā)明者S·麥克爾道尼 申請(qǐng)人:微軟公司