(57)【要約】  検出される環境光を低減させる３次元撮像システムは、シーンに撮像光を投影する波長安定化半導体レーザーと、光学バンドパスフィルターと、前記シーンから反射され前記光学バンドパスフィルターを透過した撮像光を受け取るカメラとを備え、前記カメラは、前記シーンの深度マップを生成するために前記受け取られた撮像光を用いるように構成される。【選択図】図１
2014516228.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シーンに撮像光を投影する、周波数選択性素子を含んだパッシブ冷却型波長安定化半導体レーザーと、
半値幅が５ｎｍより大きく２０ｎｍより小さい透過帯域を有する光学バンドパスフィルターと、
前記シーンから反射され前記光学バンドパスフィルターを透過した撮像光を受け取るカメラと、
を備えた３Ｄ撮像システム。
【請求項２】
間に介在するペルチェ素子なしで前記波長安定化半導体レーザーに熱的に結合されたヒーターを更に備えた請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項３】
熱電対を更に備え、前記ヒーターは、前記波長安定化半導体レーザーの温度が閾値を下回っていることを前記熱電対が示すことに応答して作動する、請求項２に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項４】
間に介在するペルチェ素子なしで前記波長安定化半導体レーザーに熱的に結合されたヒートシンクを更に備えた請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項５】
前記周波数選択性素子は分布帰還型レーザーを含む請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項６】
前記周波数選択性素子は分布ブラッグ反射器を含む請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項７】
前記波長安定化半導体レーザーは、８２４−８３２ｎｍの範囲の光を放射するように構成されている、請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項８】
前記バンドパスフィルターは、最大透過率の９０％において１０ｎｍ以下の透過帯域を有する、請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【請求項９】
前記波長安定化半導体レーザーは、半導体レーザーの温度の変化１℃につき波長の変化が０．１ｎｍ未満である光を放射するように構成されている、請求項１に記載の３Ｄ撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【背景技術】
【０００１】
[0001]  ３次元撮像システムは、深度カメラを活用してシーンの深度情報をキャプチャーする。この深度情報は、当該シーン内の物体を３次元的にマッピングするために深度マップに変換されることが可能である。いくつかの深度カメラは、投影赤外光を使用して撮像シーンにおける物体の深度を測定する。シーンにおける物体の深度の正確な測定は、当該シーンの余分な環境光によって投影赤外光を受け取るカメラの性能が損なわれた場合に、支障を来たすことがある。
【発明の概要】
【０００２】
[0002]  この概要は、詳細な説明において更に後述される概念からの選抜を簡略な形で導入するために提供される。この概要は、請求された主題の主要な特徴又は本質的な特徴を特定することを意図したものではなく、また、請求された主題の有効範囲を限定するのに用いられることを意図したものでもない。更に、請求された主題は、本開示の何れかの部分に記載された何らかの又はあらゆる欠点を解決する態様には限定されない。
【０００３】
[0003]  環境光を遮断するための３Ｄ撮像システムが開示される。このシステムは、シーンに撮像光を投影するパッシブ冷却型波長安定化半導体レーザーと、半値幅が２０ｎｍ未満の透過帯域を有する光学バンドパスフィルターと、前記シーンから反射され前記光学バンドパスフィルターを透過した撮像光を受け取るカメラとを含む。前記波長安定化半導体レーザーは、投影撮像光の波長を安定化させる周波数選択性素子を含むことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００４】
【図１】図１は、本開示の実施態様による観測シーンを眺めた３次元撮像システムを示す。
【図２】図２は、人物ターゲットの仮想骨格によるモデル化を幾分模式的に示す。
【図３】図３は、本開示によるキャプチャーデバイスの様々な実施態様を示す。
【図４】図４は、本開示によるキャプチャーデバイスの様々な実施態様を示す。
【図５】図５は、非限定的なコンピューティングシステムを模式的に示す。
【図６】図６は、本開示の実施態様による波長安定化半導体レーザーを示す。
【図７】図７は、本開示の実施態様による別の波長安定化半導体レーザーを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
[0010]  ３Ｄ視ゲームシステムなどの３次元撮像システムは、シーン内の物体を観測する能力のある深度カメラを含むことができる。一例として、深度カメラは、ゲームプレーヤーがゲームをプレイしている時に彼らを観測することが可能である。深度カメラが観測シーン（即ち、深度カメラの視野内の撮像シーン）内のプレーヤーの画像をキャプチャーする際、当該画像は、１又は複数の仮想骨格を用いて解釈されモデル化されることができる。以下でより詳細に説明されるように、余分な環境光が、深度カメラによってキャプチャーされた深度画像に問題を生じさせ、深度画像において無効な深度情報を持つエリアを結果的にもたらす場合がある。このことによって、プレーヤーの撮像とそれに引き続き行われるモデル化が阻害され得る。
【０００６】
[0011]  図１は、３次元撮像システム１０の非限定的な例を示している。特に、図１は、様々な異なるゲームをプレイし、１又は複数の異なる媒体のタイプを再生し、及び／又は、非ゲームアプリケーション及び／又はオペレーティングシステムをコントロール若しくは操作するのに使用されることができるゲームシステム１２を示している。図１はまた、ゲーム映像をゲームプレーヤーに提示するのに使用されることができる、テレビ又はコンピューターモニターなどのディスプレイデバイス１４も示している。一例として、ディスプレイデバイス１４は、人物ターゲット１８が自分の動きによってコントロールする仮想アバター１６を視覚的に提示するのに使用されることができる。３Ｄ撮像システム１０は、深度カメラ２２などの、観測シーン２４内で人物ターゲット１８を視覚的にモニター又は追跡するキャプチャーデバイスを含むことができる。深度カメラ２２は、図２及び３に関してより詳細に議論される。
【０００７】
[0012]  人物ターゲット１８は、ここでは観測シーン２４内のゲームプレーヤーとして示されている。人物ターゲット１８は、ゲームシステム１２が、人物ターゲット１８の動きを、ゲームシステム１２により実行されているゲームに作用するように使用可能であるコントロールとして解釈できるように、深度カメラ２２によって追跡される。換言すると、人物ターゲット１８は、彼又は彼女の動きを使ってゲームをコントロールすることができる。人物ターゲット１８の動きは、事実上任意の種類のゲームコントロールとして解釈されることができる。人物ターゲット１８のある動きは、仮想アバター１６をコントロールする以外の目的にかなうコントロールとして解釈されることができる。補助的なゲーム管理コントロールとして動きが解釈されることもできる。例えば、人物ターゲット１８は、終了する、一時停止する、保存する、レベルを選択する、ハイスコアを見る、他のプレーヤーとコミュニケーションする、等のために動きを使用することができる。
【０００８】
[0013]  深度カメラ２２はまた、ターゲットの動きをゲーム領域の外側であるオペレーティングシステム及び／又はアプリケーションのコントロールとして解釈するのに使用されることもできる。オペレーティングシステム及び／又はアプリケーションの事実上任意のコントロール可能な側面が、人物ターゲット１８の動きによってコントロールされることができる。図１の例示シナリオは、一例として提供されているが、どんな形であれ限定的であることを意味していない。その反対に、当該例示シナリオは、この開示の有効範囲から逸脱することなく様々な異なる応用に適用されることのできる、包括的概念を実証することを意図している。
【０００９】
[0014]  本明細書において説明される方法及び処理は、様々な異なる種類のコンピューティングシステムに関連させることができる。図１は、ゲームシステム１２、ディスプレイデバイス１４、及び深度カメラ２２の形で非限定的な例を示している。一般的に、３Ｄ撮像システムは、以下でより詳細に議論される、図５に簡略化した形態で示されたコンピューティングシステム３００を含むことができる。
【００１０】
[0015]  図２は、観測シーン２４の人物ターゲット１８が仮想骨格３２としてモデル化される簡略化した処理パイプラインを示しており、仮想骨格３２は、ディスプレイデバイス１４上に仮想アバター１６を描画するのに使用されること、及び／又は、ゲームの他の側面、アプリケーション、及び／又はオペレーティングシステムをコントロールするためのコントロール入力として機能することが可能である。処理パイプラインは、この開示の有効範囲から逸脱することなく、図２に描かれたものと違った付加的なステップ及び／又は代替的なステップを含むことができる、ということは認識されるだろう。
【００１１】
[0016]  図２に示されるように、人物ターゲット１８及び観測シーン２４の残りの部分が、深度カメラ２２などのキャプチャーデバイスによって撮像されることができる。深度カメラは、各画素について、観測シーンにおける表面の当該深度カメラに対する深度を測定することができる。この開示の有効範囲から逸脱することなく、事実上任意の深度検出技術が使用されることができる。例えば、構造化光又は飛行時間の深度検出技術が使用されることができる。例示的な深度ハードウェアは、図５のキャプチャーデバイス３１０を参照してより詳細に議論される。
【００１２】
[0017]  各画素について測定された深度情報は、深度マップ３０を生成するのに使用されることができる。このような深度マップは、限定ではないが、観測シーンの各画素についての深度値を含んだマトリックスを含む、事実上任意の好適なデータ構造の形式をとることができる。図２では、深度マップ３０は、人物ターゲット１８のシルエットの画素化された格子として模式的に図示されている。この説明図は、理解の容易のためのものであって、技術的な正確性のためのものではない。深度マップは、人物ターゲット１８を画像化する画素だけではなく、一般に全ての画素についての深度情報を含むこと、及び深度カメラ２２の視点だと図２に描かれたシルエットとはならないことは、理解されなければならない。
【００１３】
[0018]  人物ターゲット１８の機械読み取り可能表現を提供するように、深度マップ３０から仮想骨格３２が導出されることができる。換言すると、人物ターゲット１８をモデル化するように、深度マップ３０から仮想骨格３２が導出される。仮想骨格３２は、任意の好適な手法で深度マップから導出されることができる。いくつかの実施態様では、１又は複数の骨格適合アルゴリズムが深度マップに適用されることができる。本開示は、事実上任意の骨格モデル化技術と両立できる。
【００１４】
[0019]  仮想骨格３２は、各関節が人物ターゲットの一部分に対応している複数の関節を含むことができる。図２では、仮想骨格３２は、１５個の関節の棒線図として図示されている。この説明図は、理解の容易のためのものであって、技術的な正確性のためのものではない。本開示による仮想骨格は、事実上任意の数の関節を含むことができ、それらのそれぞれは、事実上任意の数のパラメーター（例えば、３次元の関節位置、関節の回転、対応する身体部位の身体姿勢（例えば、掌を開いている、掌を閉じている等）等）と関連付けることが可能である。仮想骨格は、複数の骨格関節のそれぞれについて１又は複数のパラメーターを含んだデータ構造（例えば、各関節についてｘ位置、ｙ位置、ｚ位置、及び回転を含んだ関節マトリックス）の形をとることができる、ということが理解されなければならない。いくつかの実施態様では、他の種類の仮想骨格（例えば、ワイヤーフレーム、一組のプリミティブ図形等）が使用されることができる。
【００１５】
[0020]  図２に示されているように、仮想骨格３２の視覚的表現として、ディスプレイデバイス１４上に仮想アバター１６が描画されることができる。仮想骨格３２は人物ターゲット１８をモデル化しており、また仮想アバター１６の描画は仮想骨格３２に基づいているので、仮想アバター１６は、人物ターゲット１８の可視デジタル表現として機能する。それ故に、ディスプレイデバイス１４上の仮想アバター１６の動きは、人物ターゲット１８の動きを反映している。
【００１６】
[0021]  いくつかの実施態様では、仮想アバターの一部分だけが、ディスプレイデバイス１４上に提示されるであろう。１つの非限定的な例として、ディスプレイデバイス１４は、人物ターゲット１８に対する一人称視点を提示することができ、したがって、当該仮想アバターの仮想的な目を通して見えるはずの当該仮想アバターの一部分（例えば、ハンドルを握っている伸ばした手、ライフルを握っている伸ばした腕、３次元仮想世界の仮想物体を掴んでいる伸ばした手、等）を提示することができる。
【００１７】
[0022]  深度マップの骨格モデル化を介して人物ターゲットの動きによってコントロールされることができるゲームの例示的な一側面として、仮想アバター１６が使用されるけれども、このことは、限定的であることを意図していない。人物ターゲットは仮想骨格を用いてモデル化されることができ、そしてこの仮想骨格は、仮想アバター以外の、ゲーム又は他のアプリケーションの側面をコントロールするのに使用されることが可能である。例えば、人物ターゲットの動きは、仮想アバターがディスプレイデバイスに描画されない場合であっても、ゲーム又は他のアプリケーションをコントロールすることが可能である。
【００１８】
[0023]  図１に戻ると、深度画像において無効な深度情報をもたらし得る１又は複数の環境光光源が描かれた例示的な実施態様が示されている。窓２６によって、太陽光が観測シーン２４に入り込めるようになっている。それに加えて、ランプ２８が点いている。撮像シーン内の余分な光が、深度カメラが当該シーンにおける表面の深度を測定するのに使用する投影赤外光を埋没させてしまうことがあり、それにより、深度カメラが正確に仮想骨格をモデル化することが可能な距離が減少する。
【００１９】
[0024]  キャプチャーデバイスにおいて受け取られる環境光の量を低減させる３Ｄ撮像システムの実施態様が、これより図３及び４に関して説明される。図３に目を向けると、環境光の非常に広いスペクトルを遮断するように設計されたアクティブ冷却型キャプチャーデバイス１０２が示されている。キャプチャーデバイス１０２は、深度マップ（例えば図２の深度マップ３０）を生成するために撮像光を使用するように構成された深度カメラ１０４を含んでいる。深度カメラ１０４は、受け取られた撮像光を分析するために、飛行時間分析又は構造化光分析などの任意の好適な方法を用いることができる。
【００２０】
[0025]  深度カメラ１０４は、それ自身、受け取られた撮像光から深度マップを生成するように構成されることができる。よって、深度カメラ１０４は、一体化されたコンピューティングシステム（例えば、図５に示されたコンピューティングシステム３００）を含むことができる。深度カメラ１０４はまた、深度マップを例えばゲームデバイス又はディスプレイデバイスへ出力するための出力（不図示）も備えることができる。これに代えて、コンピューティングシステム３００が（例えばゲーム機の一部分として）深度カメラ１０４から離れて配置されることができ、このコンピューティングシステム３００が、深度マップを生成するために深度カメラ１０４からパラメーターを受信することができる。
【００２１】
[0026]  上述されたように、深度カメラ１０４による仮想骨格の正確なモデル化は、深度カメラ１０４において受け取られる余分な環境光によってうまくいかなくなることがある。深度カメラ１０４において受け取られる環境光を低減させるために、キャプチャーデバイス１０２は、波長安定化半導体レーザー１０６と温度コントローラー１０８を含む、深度カメラ１０４において受け取られる光の波長を制限するためのコンポーネントを含んでいる。半導体レーザーの波長をセンサーへ通過させ環境光などの当該シーンに存在する他の波長の光を遮断するための、光学バンドパスフィルター１１０も含まれている。
【００２２】
[0027]  撮像光をシーンに投影するために、キャプチャーデバイス１０２は、赤外光を投影するための波長安定化半導体レーザー１０６を含んでいる。波長安定化半導体レーザー１０６は、一実施態様では深度カメラ１０４に結合されることができるのに対し、他の実施態様では分離されていてもよい。ファブリーペロー型半導体レーザーと呼ばれる一般的な非安定化半導体レーザーは、レーザーの温度が変化するにつれて光が幅広い波長帯で放射されることとなる、温度に依存した波長変化を経験することがある。それ故、当該半導体レーザーによって放射される波長帯を限定するために、費用のかかるアクティブ冷却を導入することが必要となる。これに対して、波長安定化半導体レーザー１０６は、当該半導体レーザーの温度が変化した時に安定したままである比較的幅の狭い波長帯で光を放射するように構成されることができる。いくつかの実施態様では、波長安定化半導体レーザー１０６は、８２４−８３２ｎｍの帯域で光を放射するように調整されることができるが、他の帯域もこの開示の有効範囲内である。
【００２３】
[0028]  波長安定化半導体レーザー１０６の安定性は、光を幅の狭いウィンドウで共振させる周波数選択性素子によって達成することができる。例えば、周波数選択性素子は、レーザーにより放射される光が半導体レーザーの温度の変化１℃につき０．１ｎｍ未満の変化であるように、半導体レーザーを安定化することができる。一実施態様では、波長安定化半導体レーザー１０６は、以下で図６を参照してより詳細に議論される、分布ブラッグ反射器レーザー１２０を含むことができる。いくつかの実施態様では、波長安定化半導体レーザー１０６は、図７を参照してより詳細に議論される、分布帰還型レーザー１２２を含むことができる。波長安定化半導体レーザー１０６から放射される光の波長を安定化させるどのような周波数選択性素子も、この開示の有効範囲内である。
【００２４】
[0029]  図６及び７は、本開示による２つの例の周波数選択性素子を模式的に示している。図６は、活性媒質４０２の少なくとも一方端に結合された少なくとも１つの波状グレーティング４０４を有した活性媒質４０２を含んでいる分布ブラッグ反射器レーザー１２０を模式的に示している。波状グレーティング４０４は、レーザーに光学的フィードバックを与え、光放射を比較的幅の狭い波長ウィンドウに制限する。光は、活性媒質４０２から、そして活性媒質４０２の中を伝搬する際に、波状グレーティング４０４から反射される。波状グレーティング４０４の周波数及び／又は振幅は、反射光の波長を決定する。
【００２５】
[0030]  波状グレーティング４０４は、半導体レーザーの構築において典型的に見出される材料から作製されることが可能であるが、これには限定されない。１つの波状グレーティングが示されているけれども、分布ブラッグ反射器レーザー１２０は、活性媒質４０２がグレーティングの間に配置された２つの波状グレーティングを含むことができる。活性媒質４０２は、ガリウム砒素、インジウムガリウム砒素、又は窒化ガリウムなどの任意の好適な半導体物質を含むことができる。
【００２６】
[0031]  図７は、やはり活性媒質４１２に結合された波状グレーティング４１４を含んでいる分布帰還型レーザー１２２を模式的に示している。分布ブラッグ反射器レーザー１２０と対照的に、分布帰還型レーザー１２２は、活性媒質４１２と波状グレーティング４１４を１ユニットに一体化させている。
【００２７】
[0032]  図３に戻ると、波長安定化半導体レーザー１０６により放射される光の波長を更に安定化させるために、キャプチャーデバイス１０２は、波長安定化半導体レーザー１０６に結合された温度コントローラー１０８を含むことができる。温度コントローラー１０８は、波長安定化半導体レーザー１０６をアクティブに冷却するものであり、波長安定化半導体レーザー１０６からヒートシンク１１４へ熱を排熱するように波長安定化半導体レーザー１０６に結合された熱電冷却器１１２、即ちペルチェ素子を含んでいる。熱電冷却器１１２の中を電流が流れると、半導体レーザー１０６からヒートシンク１１４へ熱が移動して、ファン１１８によって空気中に散逸する。熱電冷却器１１２とヒートシンク１１４に熱電対１１６が結合されることができる。この熱電対１１６は、熱電冷却器１１２及び／又はヒートシンク１１４の温度を測定することが可能であり、波長安定化半導体レーザー１０６を予め決められた温度範囲内に維持するように、ファン１１８及び／又は熱電冷却器１１２の起動を制御することができる。
【００２８】
[0033]  波長安定化半導体レーザー１０６は、環境温度の幅広い範囲の中で温度コントローラー１０８によって熱的に制御されることができる。例えば、キャプチャーデバイス１０２は、５−４０℃の温度範囲を有する環境において動作する場合があり、したがって、波長安定化半導体レーザー１０６は、その範囲の任意の温度において安定したままであるように構成されることができる。更に、波長安定化半導体レーザー１０６は、予め決められた設定温度の１℃の中に留まるように温度コントローラー１０８によって制御されることができる。こうして、波長安定化半導体レーザー１０６の周囲環境の温度が上昇した時であっても、温度コントローラー１０８が、波長安定化半導体レーザー１０６を設定温度に維持して、放射光の更なる安定化を提供することが可能である。例えば、波長安定化半導体レーザー１０６は、４０−４５℃の範囲、又は別の好適な温度範囲に留まるようにアクティブに冷却されることができる。
【００２９】
[0034]  波長安定化半導体レーザー１０６の周波数選択性素子と波長安定化半導体レーザー１０６に結合された温度コントローラー１０８の組み合わせは、放射される撮像光の波長を幅狭く制限するように、したがって反射される撮像光の波長を幅狭く制限するように働く。しかしながら、深度カメラ１０４において受け取られる前に、反射された撮像光は、深度カメラ１０４に結合され実質的に撮像光以外の全ての光を遮断するように構成された光学バンドパスフィルター１１０を最初に通過することができる。
【００３０】
[0035]  光学バンドパスフィルター１１０は、環境光の透過を減少させるために幅の狭い光の帯域の透過を許可することができる。このことを達成するために、光学バンドパスフィルター１１０は、撮像光の波長に合った波長帯域の光を透過させる、色ガラスなどの材料から構成されることができる。一例として、光学バンドパスフィルター１１０は、半値幅（ＦＷＨＭ）が１５ｎｍ未満の透過帯域を有することができる。即ち、光学バンドパスフィルター１１０は、予め定められた波長とその波長の両側の１５ｎｍの「ウィンドウ」の光の透過を許可することができる。
【００３１】
[0036]  光学バンドパスフィルター１１０の透過帯域が狭くなるにつれて、深度カメラ１０４において受け取られる光の波長範囲も狭くなる。それ故に、いくつかの実施態様では、キャプチャーデバイス１０２は、波長安定化半導体レーザー１０６から放射される光の変動と同程度に幅広い透過帯域を有した光学バンドパスフィルター１１０と共に構成されることができる。例えば、光学バンドパスフィルター１１０は、ＦＷＨＭが５ｎｍ以下の透過帯域を有することができ、又は、ＦＷＨＭが２ｎｍ以下の透過帯域を有することができる。
【００３２】
[0037]  波長安定化半導体レーザー１０６、温度コントローラー１０８、及び光学バンドパスフィルター１１０は一緒になって、キャプチャーデバイス１０２が、大量の環境光を深度カメラ１０４に到達しないように遮断することを可能にする。特に、温度コントローラー１０８のアクティブ冷却は、波長安定化半導体レーザー１０６から放射された光の波長を、アクティブ冷却なしで可能であるよりも幅の狭い範囲に維持する。その結果、バンドパスフィルター１１０は、このぴったり制御されたレーザーに対応する非常に幅の狭い範囲の波長だけを通過させるように設定されることが可能である。したがって、環境光の大部分は深度カメラ１０４から遮断され、これにより、深度カメラが観測シーンをより正確にモデル化することが可能となる。
【００３３】
[0038]  図４に目を向けると、環境光を遮断するように構成されたパッシブ冷却型キャプチャーデバイス２０２の実施態様が示されている。キャプチャーデバイス１０２と同様に、キャプチャーデバイス２０２は、深度マップを生成するために撮像光を使用するように構成された深度カメラ２０４と、撮像光を投影するための波長安定化半導体レーザー２０６を含んでいる。一実施態様では、波長安定化半導体レーザー２０６は、分布ブラッグ反射器レーザー２２０を含むことができ、またいくつかの実施態様では、波長安定化半導体レーザー２０６は、分布帰還型レーザー２２２を含むことができる。
【００３４】
[0039]  図３に関して説明されたキャプチャーデバイス１０２と対照的に、キャプチャーデバイス２０２は、波長安定化半導体レーザー２０６に結合されたパッシブ冷却システムを含んでいる。このパッシブ冷却器は、介在するペルチェ素子なしで波長安定化半導体レーザー２０６に熱的に結合されたヒートシンク２０８を備えている。このようにして、波長安定化半導体レーザー２０６によって発生した熱は、ヒートシンク２０８へ伝わることができる。しかしながら、このパッシブ冷却システムは、波長安定化半導体レーザー２０６が、アクティブな温度コントローラー１０８及び波長安定化半導体レーザー１０６よりも幅の広い温度範囲にわたって動作することを可能にすることができ、その結果、より幅の広い帯域の光が波長安定化半導体レーザー２０６から放射されることになる。それにもかかわらず、パッシブ冷却システムは、より費用がかからないで済むと共に、波長安定化レーザーが許容可能な波長範囲の光を投影することを可能にすることができる。
【００３５】
[0040]  低い環境温度における波長安定化半導体レーザー２０６の起動を促進するために、ヒーター２１０が、介在するペルチェ素子なしで波長安定化半導体レーザー２０６に熱的に結合されることができる。ヒーター２１０は、ヒートシンク２０８の代わりに、又はヒートシンク２０８に加えて、半導体レーザー２０６に熱的に結合されることができる。ヒーター２１０は、波長安定化半導体レーザー２０６に結合された熱電対２１２が、波長安定化半導体レーザー２０６の温度が閾値を下回っていることを示すことに応答して、作動することができる。
【００３６】
[0041]  キャプチャーデバイス２０２は、深度カメラ２０４に結合された光学バンドパスフィルター２１４を含んでいる。光学バンドパスフィルター２１４は、波長安定化半導体レーザー２０６によって放射される光のより幅広い帯域を補償するために、図３を参照して説明された実施態様の光学バンドパスフィルター１１０よりも幅の広い透過帯域を有することができる。光学バンドパスフィルター２１４は、ＦＷＨＭが５ｎｍより大きく且つＦＷＨＭが２０ｎｍより小さい透過帯域を有することができる。いくつかの実施態様では、光学バンドパスフィルター２１４は、最大透過率の９０％において１０ｎｍ以下の透過帯域を有することができる。概して、光学バンドパスフィルター２１４は、撮像シーンに存在している大部分の環境光を遮断する一方で、波長安定化半導体レーザー２０６から放射された撮像光が深度カメラ２０４へ通過することを可能にするように構成されることができる。
【００３７】
[0042]  上述された実施態様はそれぞれ、特有の利点を有し得る。例えば、半導体レーザーがアクティブに温度制御される、図３に関連して説明されたキャプチャーデバイス１０２は、波長安定化半導体レーザー１０６から放射される光の波長範囲にわたって非常に正確な制御を提供することができる。順に、バンドパスフィルター１１０は幅の狭い透過帯域を有することができ、したがって、環境光の相当量が、深度カメラ１０４に到達しないようにすることができる。一方、パッシブ冷却型システムは、アクティブ制御型システムよりも低コストにすることができ、したがって、ある用途にとってはより実用的に役に立つものとなることができる。
【００３８】
[0043]  いくつかの実施態様では、上述された方法及び処理は、１又は複数のコンピューターを含んだコンピューティングシステムに関連させることができる。特に、本明細書で説明される方法及び処理は、コンピューターアプリケーション、コンピューターサービス、コンピューターＡＰＩ、コンピューターライブラリー、及び／又は他のコンピュータープログラム製品として実現されることができる。
【００３９】
[0044]  図５は、上述された方法及び処理のうちの１又は複数を実施することができる非限定的なコンピューティングシステム３００を模式的に示している。コンピューティングシステム３００は、簡略化された形で示されている。この開示の有効範囲から逸脱することなく、事実上任意のコンピューターアーキテクチャーが使用されることができる、ということが理解されなければならない。異なる実施態様において、コンピューティングシステム３００は、メインフレームコンピューター、サーバーコンピューター、デスクトップコンピューター、ラップトップコンピューター、タブレットコンピューター、ホームエンターテインメントコンピューター、ネットワークコンピューティングデバイス、モバイルコンピューティングデバイス、モバイル通信デバイス、ゲームデバイス等の形態をとることができる。
【００４０】
[0045]  コンピューティングシステム３００は、論理サブシステム３０２とデータ保持サブシステム３０４を含んでいる。コンピューティングシステム３００はまた、任意選択的に、例えばキーボード、マウス、ゲームコントローラー、カメラ、マイク、及び／又はタッチスクリーンなどのユーザー入力デバイスも含むことができる。
【００４１】
[0046]  論理サブシステム３０２は、１又は複数の命令を実行するように構成された１又は複数の物理デバイスを含むことができる。例えば、論理サブシステムは、１又は複数のアプリケーション、サービス、プログラム、ルーチン、ライブラリー、オブジェクト、コンポーネント、データ構造、又は他の論理的構造体の一部分である、１又は複数の命令を実行するように構成されることができる。このような命令は、タスクを実施し、データタイプを実現し、１又は複数のデバイスの状態を変化させ、又はさもなければ所望の結果に到達するように、実装されることができる。
【００４２】
[0047]  論理サブシステムは、ソフトウェア命令を実行するように構成された１又は複数のプロセッサーを含むことができる。加えて、又はこれに代えて、論理サブシステムは、ハードウェア命令又はファームウェア命令を実行するように構成された１又は複数のハードウェア論理マシン又はファームウェア論理マシンを含むことができる。論理サブシステムのプロセッサーは、シングルコア又はマルチコアとすることができ、また、その上で実行されるプログラムは、並列処理又は分散処理向けに構成されることができる。論理サブシステムは、任意選択的に、離れた場所に配置され及び／又は協調処理を行うように構成されている、２以上のデバイス全体にわたって分散された個別コンポーネントを含むことができる。論理サブシステムの１又は複数の側面は、クラウドコンピューティング配置に構成され離れた場所からアクセス可能なネットワーク接続されたコンピューティングデバイスによって、仮想化され実行されることができる。
【００４３】
[0048]  データ保持サブシステム３０４は、データ、及び／又は、本明細書で説明される方法及び処理を実現するために論理サブシステムによって実行可能な命令を保持するように構成された、１又は複数の物理的で非一時的なデバイスを含むことができる。こうした方法及び処理が実現される際に、データ保持サブシステム３０４の状態は（例えば異なったデータを保持するように）変化することができる。
【００４４】
[0049]  データ保持サブシステム３０４は、リムーバブル媒体及び／又は組み込みデバイスを含むことができる。データ保持サブシステム３０４は、とりわけ、光記憶装置（例えば、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ブルーレイディスク等）、半導体記憶装置（例えば、ＲＡＭ、ＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ等）、及び／又は磁気記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ、フロッピー（登録商標）ディスクドライブ、テープドライブ、ＭＲＡＭ等）を含むことができる。データ保持サブシステム３０４は、以下の特性、即ち、揮発性、不揮発性、動的、静的、読み出し／書き込み、読み出し専用、ランダムアクセス、シーケンシャルアクセス、記憶位置でアドレス指定可能、ファイルでアドレス指定可能、及びコンテンツでアドレス指定可能、のうちの１又は複数を持ったデバイスを含むことができる。いくつかの実施態様では、論理サブシステム３０２とデータ保持サブシステム３０４は、特定用途向け集積回路又はシステムオンチップなどの１又は複数の共通デバイスに統合されることができる。
【００４５】
[0050]  図５はまた、データ、及び／又は、本明細書で説明される方法及び処理を実現するために実行可能な命令を格納、及び／又は移動するのに使用されることができる、リムーバブルなコンピューター読み取り可能記憶媒体３０６の形態によるデータ保持サブシステムの側面も示している。リムーバブルなコンピューター読み取り可能記憶媒体３０６は、とりわけ、ＣＤ、ＤＶＤ、ＨＤ−ＤＶＤ、ブルーレイディスク、ＥＥＰＲＯＭ、及び／又はフロッピーディスクの形をとることができる。
【００４６】
[0051]  データ保持サブシステム３０４は、１又は複数の物理的で非一時的なデバイスを含むということが認識されなければならない。対照的に、いくつかの実施態様では、本明細書で説明される命令の側面は、少なくとも有限の時間の間に物理的なデバイスによって保持されることのない純粋な信号（例えば、電磁気的信号、光学的信号等）による一時的な方式で伝達されることができる。更に、本開示に関係するデータ及び／又は他の形式の情報は、純粋な信号によって伝達されることができる。
【００４７】
[0052]  １又は複数の特定の機能を実施するように実現されるコンピューティングシステム３００の一側面を説明するために、「モジュール」、「プログラム」、及び「エンジン」という用語が使用されることができる。いくつかのケースでは、このようなモジュール、プログラム、又はエンジンは、データ保持サブシステム３０４により保持された命令を実行する論理サブシステム３０２によってインスタンス化されることができる。同一のアプリケーション、サービス、コードブロック、オブジェクト、ライブラリー、ルーチン、ＡＰＩ、関数等から異なったモジュール、プログラム、及び／又はエンジンがインスタンス化されることができる、ということが理解されなければならない。同様に、異なるアプリケーション、サービス、コードブロック、オブジェクト、ルーチン、ＡＰＩ、関数等によって同一のモジュール、プログラム、及び／又はエンジンがインスタンス化されることができる。「モジュール」、「プログラム」、及び「エンジン」という用語は、実行可能ファイル、データファイル、ライブラリー、ドライバー、スクリプト、データベースレコード等のうちの個々のもの又は集まりを包含することを意味している。
【００４８】
[0053]  本明細書で用いられるところの「サービス」は、多数のユーザーセッションにわたって実行可能であって１又は複数のシステムコンポーネント、プログラム、及び／又は他のサービスにとって利用可能なアプリケーションプログラムとすることができる、ということが認識されなければならない。いくつかの実装では、サービスは、クライアントからの要求に応答するサーバー上で動くことができる。
【００４９】
[0054]  上で紹介されたように、本開示は、構造化光又は飛行時間方式の深度カメラと共に用いられることができる。飛行時間分析では、キャプチャーデバイスは、赤外光をターゲットへ放射することができ、次いで、センサーを使用して当該ターゲットの表面からの後方散乱光を検出することができる。いくつかのケースでは、パルス化された赤外光が用いられることができ、その場合、出射光パルスと対応する入射光パルスとの間の時間が測定されて、キャプチャーデバイスからターゲット上の特定の位置までの物理的な距離を求めるために用いられることができる。いくつかのケースでは、出射光波の位相が入射光波の位相と比較されて位相シフトを求めることができ、この位相シフトが、キャプチャーデバイスからターゲット上の特定の位置までの物理的な距離を求めるために用いられることができる。
【００５０】
[0055]  別の例において、飛行時間分析が、シャッター制御光パルス撮像などの手法を用いて反射された光ビームの強度を経時的に分析することによって、キャプチャーデバイスからターゲット上の特定の位置までの物理的な距離を間接的に求めるために用いられることができる。
【００５１】
[0056]  構造化光分析では、パターン光（即ち、例えば格子状パターン、縞状パターン、ドット群等の既知のパターンとして表示された光）がターゲット上に投影されることができる。当該ターゲットの表面上において、当該パターンは変形し、このパターンの変形が、キャプチャーデバイスからターゲット上の特定の位置までの物理的な距離を求めるために解析されることができる。
【００５２】
[0057]  本明細書で説明された構成及び／又は手法は本質的に例示的なものであり、数多くのバリエーションが可能であるためこれらの具体的な実施態様又は例は限定的な意味に解されてはならない、ということが理解されなければならない。本明細書で説明された具体的なルーチン又は方法は、多くの処理戦略のうちの１又は複数を代表することができる。それ故に、例示された様々な動作は、例示された順序で、他の順序で、並列で、又はあるケースでは省略されて、実施されることができる。同様に、上述された処理の順序は変更されることができる。
【００５３】
[0058]  本開示の主題は、本明細書で開示された様々な処理、システム及び構成、並びに、他の特徴、機能、動作、及び／又は特性のみならず、それらの全ての均等物の、あらゆる新規且つ非自明なコンビネーション及びサブコンビネーションを含んでいる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【国際調査報告】
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