TW201519694A - 高功率效率的雷射二極體驅動電路與方法 - Google Patents

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Abstract

選擇性地開啟與關閉雷射二極體的電壓模式雷射二極體驅動器。輸出級具有經配置為連接至雷射二極體端點之一者的輸出節點。根據實施例，主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝使輸出節點電壓擺動超過電力供應器電壓輸出處的電壓位準或擺動至低於地的方式，來驅動輸出級。輸出級在雷射二極體周圍提供放電路徑，以分流相關聯於電感反衝的電流，並在雷射二極體為關閉時實質上消除了輸出級輸出節點上的振鈴效應。電力供應控制器調整電力供應器電壓輸出的電壓位準，使得在雷射二極體開啟且發光時，通過雷射二極體的電流實質上等於預先決定的所需電流。

Description

高功率效率的雷射二極體驅動電路與方法
本發明係關於高功率效率的雷射二極體驅動電路與方法。
深度攝影機(depth camera)時常以經調變的雷射光照亮場景。測量深度的精確度，隨著調變頻率增加、光功率增加以及調變深度增加而改進。在許多情況中，照亮場景消費大部分的深度攝影機總和功率預算。因此可理解到，高效率、高頻率、高功率的雷射二極體驅動電路，為深度攝影機中的關鍵部件。
高功率固態(solid state)雷射二極體發出與他們的接面電流成比例的光功率。對於高功率邊射型(edge emitting)紅外線雷射二極體而言，需要接近2V的電壓。對於包含高功率垂直共振腔面射型雷射(VCSELs)的雷射二極體而言，順偏電壓可高至2.8V。
第10圖與第11圖圖示示例性的先前技術電流模式雷射二極體驅動器，其中第10圖圖示說明單端配置雷射二極 體驅動器1004，而第11圖圖示說明差動配置雷射二極體驅動電路1104。第10圖與第11圖的雷射二極體驅動器，兩者皆藉由調整電流源Ictl控制雷射二極體功率。在第10圖中，單端電壓調變訊號Vmod藉由控制切換電晶體Msw，來切換從雷射二極體流向電流源Ictl的電流，以調變雷射二極體LD。在第11圖中，差動電壓調變訊號Vmod與Vmod_bar，藉由控制差動切換電晶體Msw1與Msw2，使流入電流源Ictl的電流在雷射二極體LD處切換，但在但在電流源Ictl處為連續的或單端的使得電流源電流Ictl與對雷射二極體LD的電流一起被切換。第10圖的單端作法較有功率效率，但與第11圖的差動作法相較之下較難以實施於高切換頻率。
第10圖與第11圖的先前技術電流模式雷射二極體驅動器1004與1104的一個優點，為能夠藉由調整電流源Ictl中的電流輕易控制雷射二極體功率。再者，第11圖的差動配置能夠輕易獲得高切換速度。
第10圖與第11圖的先前技術電流模式雷射二極體驅動器1004與1104的一個缺點，為他們具有不良的功率效率，因為僅有一小部分的電力供應器電壓降跨在雷射二極體LD上。例如，若使用5V電力供應器並假定2V雷射電壓，則所產生的效率僅約為40%。跨於電晶體切換器(第10圖中的Msw、與第11圖中的Msw1與Msw2)上的電壓降，進一步減少功率效率。先前技術電流模式雷射二極體驅動器1004與1104的另一個顯著的短處，為這些驅動器難以產生精確的參考電流與電流映射設置。所產生的電流時常被雷射二極體 LD抽取的功率調變，且這些電流擾動可造成正回饋而產生不期望的嚴重尖峰效應(peaking)。
雷射二極體驅動器(諸如但不限於第10圖與第11圖的驅動器)，遭遇電感反衝(inductive kickback)的問題。在雷射二極體中的電流被切換關閉時，雷射二極體封裝與驅動器封裝中的電感對抗切換關閉，並推升雷射二極體LD的陰極電壓Vk。若未修正，則此電壓反衝將把陰極電壓Vk推升到超過電力供應器電壓Vdd很多，此可能傷害雷射二極體驅動器的電路系統。
此問題的典型解決方案，為增加外部鉗位二極體Dclamp，如第10圖與第11圖所示。若此鉗位二極體足夠快並具有足夠的電流承載容量，則Vk處的電壓僅將上升超過電力供應器電壓VL一些，而驅動器晶片將避開大部分的傷害。然而實際上，難以找到用於高速高功率應用(諸如這些應用)、具有足夠的速度與電流容量的二極體。再者，要使此解決方案有效，鉗位二極體與機板寄生電感必須被最小化。然而因為這些鉗位二極體正常而言位於印刷電路板上，這些鉗位二極體必須應付封裝與機板電感，此很大程度地使得這些鉗位二極體較不有效。
用於深度攝影機的雷射二極體驅動電路所遭遇到的另一問題，為通過驅動電路的延遲時間(latency)對於製程、溫度、與電壓的變異。未經補償的延遲時間改變，將對於測量深度造成顯著的誤差。例如在一個配置中，6ps的延遲時間改變，可產生約1mm的測量誤差。標準配置中的高功率驅動 器，將需要大量的緩衝器以將驅動電流推升至所需的位準。此種緩衝器將具有插入延遲，且此延遲對於製程、溫度、與電壓的變化將大大多於6ps。
第10圖與第11圖的先前技術電流模式雷射二極體驅動電路的主要缺點，為過大的所需晶粒面積、在第10圖中的單端配置中的不良的高頻率作業、以及不良的功率效率。
本文揭露了高功率效率的雷射二極體驅動器、包含此種雷射二極體驅動器的深度攝影機系統、以及驅動雷射二極體的方法。根據一種具體實施例，雷射二極體驅動器為選擇性開啟與關閉雷射二極體的電壓模式雷射二極體驅動器。電壓模式雷射二極體驅動器包含輸出級與主動擺幅控制器。輸出級包含輸出節點，輸出節點經配置以被連接至雷射二極體的端點之一(亦即雷射二極體的陽極端點或陰極端點)。主動擺幅控制器經配置以根據調變訊號來驅動輸出級。
根據一種具體實施例，雷射二極體的陽極連接至電力供應器的電壓輸出，而雷射二極體的陰極連接至輸出級的輸出節點。在此種具體實施例中，受主動擺幅控制器控制的輸出級，回應於哪個雷射二極體被開啟且發出光，而選擇性地將輸出級輸出節點的電壓位準拉向地。此外，受主動擺幅控制器控制的輸出級，回應於哪個雷射二極體未被開啟且未發出光，而選擇性地將輸出級輸出節點拉向電力供應器電壓輸出的電壓位準。較佳地，主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝將輸出級輸出節點處的電壓位準推升至超過電力供應 器電壓輸出處的電壓位準的方式來驅動輸出級，電感反衝係回應於雷射二極體被從開啟轉換至關閉而發生。根據一種具體實施例，主動擺幅控制器在雷射二極體周圍提供放電路徑，以將相關聯於回應於雷射二極體被從開啟轉換至關閉而發生的電感反衝的電流分流。此外，輸出級提供阻抗匹配，阻抗匹配實質上消除了在雷射二極體關閉時，雷射二極體陰極上(更一般而言為在輸出級輸出節點上)的振鈴效應(ringing)。
根據替代性的具體實施例，雷射二極體的陽極連接至輸出級的輸出節點，且雷射二極體的陰極連接至地。在此種具體實施例中，受主動擺幅控制器控制的輸出級，回應於哪個雷射二極體被開啟且發出光，而選擇性地將輸出級輸出節點的電壓位準拉向電力供應器電壓輸出的電壓位準。此外，受主動擺幅控制器控制的輸出級，回應於哪個雷射二極體被關閉且未發出光，而選擇性地將輸出級輸出節點拉向地。較佳地，主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝將輸出級輸出節點處的電壓位準拉到低於地的方式來驅動輸出級，電感反衝係回應於雷射二極體被從開啟轉換至關閉而發生。根據一種具體實施例，主動擺幅控制器在雷射二極體周圍提供放電路徑，以將相關聯於回應於雷射二極體被從開啟轉換至關閉而發生的電感反衝的電流分流。此外，輸出級提供阻抗匹配，阻抗匹配實質上消除了在雷射二極體關閉時，雷射二極體陽極上(更一般而言為在輸出級輸出節點上)的振鈴效應。
根據一種具體實施例，為增加(且較佳地，實質上最大化)功率效率，電壓模式雷射二極體驅動器亦包含電力供應控制器，電力供應控制器調整電力供應器電壓輸出的電壓位準，使得在雷射二極體開啟時流動通過雷射二極體的電流實質上相等於預先決定的所需電流。更特定言之，電力供應控制器可產生提供至電力供應器的回饋訊號，以在雷射二極體開啟時，根據輸出級電晶體的汲極對源極電壓，調整電力供應器電壓輸出的電壓位準，其中輸出級電晶體的汲極對源極電壓係象徵在雷射二極體開啟並發光時的實際雷射二極體電流。在特定具體實施例中，根據輸出級電晶體的汲極對源極電壓(象徵在雷射二極體開啟並發光時的實際雷射二極體電流)與參考電晶體的參考汲極對源極電壓(象徵所需的雷射二極體電流)之間的差異來產生回饋訊號。此種所需的雷射二極體電流，可用以(例如)得到可用於獲取具有所需解析度之深度影像的最小雷射功率。
根據一種具體實施例，深度攝影機系統包含先前提及的電力供應器、雷射二極體以及電壓模式雷射二極體驅動器，以及影像像素偵測器，影像像素偵測器偵測源自雷射二極體並從物件反射回且投射至影像像素偵測器陣列的光。此外，深度攝影機系統包含一或更多個處理器，一或更多個處理器根據影像像素偵測器的輸出產生深度影像，並基於深度影像更新應用程式。
提供此發明內容以由簡化形式介紹一些概念選擇，這些概念將於下列的實施方式中進一步說明。此發明內容不 意為識別所請發明主題的關鍵特徵或必要特徵，亦不意為用以幫助決定所請發明主題的範圍。再者，所請發明主題不限於解決在此說明書的任何部分中所提及的缺點的任意或全部的實施例。
100‧‧‧追蹤系統
112‧‧‧計算系統
116‧‧‧視聽裝置
118‧‧‧使用者
120‧‧‧擷取裝置
138‧‧‧拳擊對手的視覺呈現
140‧‧‧玩家角色替身
222‧‧‧影像攝影機部件
224‧‧‧IR光部件
226‧‧‧深度攝影機
228‧‧‧RGB攝影機
230‧‧‧麥克風
232‧‧‧處理器
234‧‧‧記憶體
236‧‧‧通訊鏈結
240‧‧‧姿勢資源庫
242‧‧‧結構資料
244‧‧‧深度影像處理與物件報告模組
246‧‧‧應用程式
250‧‧‧雷射二極體
252‧‧‧光學結構
256‧‧‧光學模組
260‧‧‧雷射二極體驅動器
262‧‧‧時脈訊號產生器
264‧‧‧控制邏輯
266‧‧‧記憶體
268‧‧‧影像像素偵測器
270‧‧‧讀出電路系統
280‧‧‧影像感測器晶片
300‧‧‧多媒體主機
301‧‧‧中央處理單元(CPU)
302‧‧‧第一級快取
304‧‧‧第一級快取
306‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
308‧‧‧圖形處理單元(GPU)
310‧‧‧記憶體控制器
312‧‧‧記憶體
314‧‧‧視頻編碼器/視頻編解碼器
318‧‧‧模組
320‧‧‧I/O控制器
322‧‧‧系統管理控制器
323‧‧‧音頻處理單元
324‧‧‧網路介面
326‧‧‧第一USB控制器
328‧‧‧第二USB控制器
330‧‧‧前面板I/O子組件
332‧‧‧音頻編解碼器
336‧‧‧系統電力供應模組
338‧‧‧風扇
340‧‧‧A/V(音頻/視頻)埠
342(1)‧‧‧週邊設備控制器
342(2)‧‧‧週邊設備控制器
343‧‧‧系統記憶體
344‧‧‧媒體碟
346‧‧‧外部記憶體裝置
348‧‧‧無線轉接器
350‧‧‧電源按鈕
352‧‧‧退出按鈕
420‧‧‧計算系統
421‧‧‧系統匯流排
422‧‧‧系統記憶體
423‧‧‧唯讀記憶體(ROM)
424‧‧‧基本輸入輸出系統(BIOS)
425‧‧‧作業系統
426‧‧‧應用程式
427‧‧‧其他程式模組
428‧‧‧程式資料
429‧‧‧GPU
430‧‧‧視頻記憶體
431‧‧‧圖形介面
432‧‧‧視頻介面
433‧‧‧輸出週邊設備介面
434‧‧‧不可移除式記憶體介面
435‧‧‧可移除式記憶體介面
436‧‧‧使用者輸入介面
437‧‧‧網路介面
438‧‧‧硬碟機
439‧‧‧磁碟機
440‧‧‧光碟機
441‧‧‧電腦
442‧‧‧監視器
443‧‧‧印表機
444‧‧‧揚聲器
445‧‧‧本地區域網路(LAN)
446‧‧‧遠端電腦
447‧‧‧記憶體儲存裝置
448‧‧‧應用程式
449‧‧‧廣域區域網路(WAN)
450‧‧‧數據機
451‧‧‧鍵盤
452‧‧‧指標裝置
453‧‧‧可移除式非揮發性光碟
454‧‧‧可移除式非揮發性磁碟
455‧‧‧程式資料
456‧‧‧其他程式模組
457‧‧‧應用程式
458‧‧‧作業系統
459‧‧‧處理單元
460‧‧‧隨機存取記憶體(RAM)
702‧‧‧影像感測器晶片
704‧‧‧雷射二極體驅動器
706‧‧‧電力供應器
708‧‧‧雷射二極體
712‧‧‧低電壓差動訊號(LVDS)緩衝器
714‧‧‧低電壓差動訊號(LVDS)緩衝器
720‧‧‧前級驅動器
722‧‧‧非重疊時脈產生器
724‧‧‧時脈樹
726‧‧‧電壓位準移位器
730‧‧‧主動擺幅控制器
732‧‧‧反相器
734‧‧‧緩衝器
736‧‧‧反相器
740‧‧‧輸出級
750‧‧‧電力供應控制器
M1-M5‧‧‧電晶體
812‧‧‧取樣器
814‧‧‧取樣器
816‧‧‧雙全差動輸入差動放大器
822‧‧‧數位類比轉換器(DAC)
824‧‧‧校正暫存器
832‧‧‧取樣控制器
844‧‧‧分壓器
846‧‧‧多工器
904-914‧‧‧步驟
1004‧‧‧雷射二極體驅動器
1104‧‧‧雷射二極體驅動器
第1A圖與第1B圖圖示說明追蹤系統的範例具體實施例，其中使用者正在玩遊戲。
第2A圖圖示說明可作為追蹤系統部分的擷取裝置的範例具體實施例。
第2B圖圖示說明可為第2A圖擷取裝置部分的深度攝影機的示例性具體實施例。
第3圖圖示說明可用以追蹤使用者行為並基於使用者行為而更新應用程式的計算系統的範例具體實施例。
第4圖圖示說明可用以追蹤使用者行為並基於所追蹤的使用者行為而更新應用程式的計算系統的另一範例具體實施例。
第5圖圖示說明示例性深度影像。
第6圖繪製示例性深度影像中的示例性資料。
第7圖圖示說明根據一種具體實施例的單端電壓模式雷射二極體驅動電路。
第8圖圖示說明根據一種具體實施例的、圖示於第7圖中的雷射二極體驅動器的電力供應控制器的細節。
第9圖為用以概述根據本科技的各種具體實施例之方法的高階流程圖。
第10圖圖示說明先前技術單端電流模式雷射二極體驅動電路。
第11圖圖示說明先前技術差動電流模式雷射二極體驅動電路。
本文所揭露的本科技的一些具體實施例，係關於與深度攝影機使用的雷射二極體驅動器、驅動雷射二極體的方法、以及包含深度攝影機的系統(可被稱為深度攝影機系統)。在提供本科技的此種具體實施例的額外細節之前，首先將說明可使用本科技的具體實施例的較大系統的示例性細節。
第1A圖與第1B圖圖示說明追蹤系統100的範例具體實施例，其中使用者118正在玩拳擊電玩遊戲。在範例具體實施例中，追蹤系統100可用以認知、分析及(或)追蹤人類目標(諸如使用者118)或位於追蹤系統100範圍內的其他物件。如第1A圖圖示，追蹤系統100包含計算系統112與擷取裝置120。如將於下文以額外的細節說明，擷取裝置120可用於獲得深度影像與色彩影像(亦知為RGB影像)，計算系統112可使用深度影像與色彩影像以識別一或更多個使用者或其他物件以及追蹤動作及(或)其他使用者行為。所追蹤的動作及(或)其他使用者行為可用以更新應用程式。因此，使用者可藉由使用使用者身體及(或)使用者周圍物件的動作，來操縱遊戲人物或應用程式的其他態樣，而非(或作為額外)使用控制器、遙控器、鍵盤、滑鼠或類似者。例 如，電玩遊戲系統可基於物件的新位置更新顯示在電玩遊戲中的影像的位置，或基於使用者的動作更新角色替身(avatar)。
計算系統112可為電腦、遊戲系統或主機、或類似者。根據範例具體實施例，計算系統112可包含硬體部件及(或)軟體部件，而使計算系統112可用以執行應用程式，諸如遊戲應用程式、非遊戲的應用程式、或類似者。在一個具體實施例中，計算系統112可包含處理器，諸如標準處理器、專門處理器、微處理器、或類似者，處理器可執行儲存在處理器可讀取儲存裝置上的指令，以執行本文所說明的程序。
擷取裝置120可包含(例如)攝影機，攝影機可用以由視覺監視一或多個使用者(諸如使用者118)，使得一或更多個使用者執行的姿勢及(或)動作可被擷取、分析與追蹤，以執行應用程式內的一或更多個控制措施或動作，及(或)使角色替身或螢幕上的人物移動，此將於下文更詳細說明。
根據一種具體實施例，追蹤系統100可連接至視聽裝置116(諸如電視、監視器、高解析度電視(HDTV)或類似者)，視聽裝置116可對使用者(諸如使用者118)提供遊戲或應用程式的視覺圖像及(或)音頻。例如，計算系統112可包含視頻轉接器(諸如顯示卡)及(或)音頻轉接器(諸如音效卡)，視頻轉接器與音頻轉接器可提供相關聯於遊戲應用程式、非遊戲的應用程式或類似者的視聽訊號。視聽裝置116可從計算系統112接收視聽訊號，且隨後可對使用者 118輸出相關聯於視聽訊號的遊戲或應用程式視覺圖像及(或)音頻。根據一種具體實施例，視聽裝置16可經由(例如)S-Video纜線、同軸纜線、HDMI纜線、DVI纜線、VGA纜線、部件視頻纜線(不限於此)，來連接至計算系統112。
如第1A圖與第1B圖圖示，追蹤系統100可用以認知、分析及(或)追蹤人類目標，諸如使用者118。例如，可使用擷取裝置120追蹤使用者118，使得使用者118的姿勢及(或)動作可被擷取以使角色替身或螢幕上的人物移動，及(或)可被解譯為控制措施，控制措施可用以影響正由計算系統112執行的應用程式。因此，根據一種具體實施例，使用者118可移動他(或她)的身體，以控制應用程式及(或)使角色替身或螢幕上的人物移動。
在第1A圖與第1B圖繪製的範例中，在計算系統112上執行的應用程式，可為使用者118正在玩的拳擊遊戲。例如，計算系統112可使用視聽裝置116以對使用者118提供拳擊對手的視覺呈現138。計算系統112亦可使用視聽裝置116以提供玩家角色替身140的視覺呈現，使用者118可由他(或她)的動作控制玩家角色替身140。例如第1B圖圖示，使用者118可在實體空間中揮出一拳，而使玩家角色替身140在遊戲空間中揮出一拳。因此，根據範例具體實施例，計算系統112與擷取裝置120認知並分析使用者118在實體空間內的揮拳，而使揮拳可被解譯為玩家角色替身140在遊戲空間中的遊戲控制措施，及(或)揮拳動作可用以使玩家角色替身140在遊戲空間中移動。
使用者118的其他動作，亦可被解譯為其他控制措施或動作，及(或)用以使玩家角色替身移動，諸如擺動、迂迴、曳步、阻擋、刺拳、或揮出各種不同的威拳。再者，一些動作可被解譯為可對應於除了控制玩家角色替身140以外的動作的控制措施。例如在一個具體實施例中，玩家可使用動作來終止、暫停或儲存遊戲、選擇關卡、觀看高分、與朋友通訊等等。根據另一具體實施例，玩家可使用動作以從主使用者介面選擇遊戲或其他應用程式。因此，在範例具體實施例中，全系列的使用者118動作可由任何適合的方式為可用、被使用且被分析，以與應用程式互動。
在範例具體實施例中，諸如使用者118的人類目標可具有物件。在此種具體實施例中，電子遊戲的使用者可握持著物件，使得玩家的動作與物件可用以調整及(或)控制遊戲的參數。例如，握持著球拍的玩家的動作，可被追蹤並利用，以在電子運動遊戲中控制螢幕上的球拍。在另一範例具體實施例中，握持著物件的使用者的動作，可被追蹤並利用，以在電子戰鬥遊戲中控制螢幕上的武器。亦可追蹤未由使用者握持的物件，諸如被使用者(或不同的使用者)丟出、推出或滾出的物件，以及自走式(self-propelled)的物件。除了拳擊之外，可實施其他遊戲。
除了其他範例具體實施例以外，追蹤系統100可進一步用以將目標動作，解譯為在遊戲國度外的作業系統及(或)應用程式的控制措施。例如，事實上，目標(諸如使用者118)的動作可控制作業系統及(或)應用程式的任何可 控制的態樣。
第2A圖圖示說明可用於追蹤系統100中的擷取裝置120的範例具體實施例。根據範例具體實施例，擷取裝置120可經配置以經由任何適合的技術(包含(例如)飛行時間、結構光、立體影像或類似者)，擷取具有深度資訊的視頻，深度資訊包含可具有深度值的深度影像。根據一種具體實施例，擷取裝置120可將深度資訊組織入「Z層」或可平行於Z軸的層，Z軸係從深度攝影機沿著深度攝影機的視線延伸出。
如第2A圖圖示，擷取裝置120可包含影像攝影機部件222。根據一範例具體實施例，影像攝影機部件222可為可擷取場景深度影像的深度攝影機。深度影像可包含所擷取場景的二維(2-D)或三維(3-D)像素區域，其中2-D或3-D像素區域中的每一像素可代表深度值，諸如所擷取場景中物件與攝影機的距離(例如以公分、公釐或類似者表示)。
如第2A圖圖示，根據一範例具體實施例，影像攝影機部件222可包含可用以擷取場景深度影像的紅外線(IR)光部件224、三維(3-D)攝影機226以及RGB攝影機228。例如，在飛行時間(TOF)分析中，擷取裝置120的IR光部件224可發出紅外光至場景上，隨後並可使用(例如)3-D攝影機226及(或)RGB攝影機228，以使用感測器(未特定圖示於第2A圖中)偵測來自場景中一或更多個目標與物件之表面的反向散射光(backscattered light)。在一些具體實施例中，可使用脈衝化IR光，使得出射(outgoing)光脈衝與對應的入射(incoming)光脈衝之間的時間可被測量，並用以 決定擷取裝置120至場景中目標或物件上之特定位置的實體距離。額外地或替代地，可比較出射光波與入射光波的相位，以決定相位移(phase shift)。相位移隨後可用以決定擷取裝置至目標或物件上特定位置的實體距離。下文參考第2B圖說明示例性TOF類型3-D攝影機226(亦可被稱為深度攝影機)的額外細節。
根據另一範例具體實施例，TOF分析可用以間接地決定擷取裝置120至目標或物件上特定位置的實體距離，藉由經由各種技術(包含(例如)光閘脈衝成像(shuttered light pulse imaging))分析反射光束對於時間的強度。
在另一範例具體實施例中，擷取裝置120可使用結構光以擷取深度資訊。在此種分析中，可經由(例如)IR光部件224將圖樣光(亦即顯視為已知圖樣(諸如網格圖樣、條狀圖樣或不同的圖樣)的光)投射至場景上。在撞擊場景中一或更多個目標或物件的表面時，圖樣可變形來回應。此種圖樣變形可由(例如)3-D攝影機226及(或)RGB攝影機228擷取，且隨後可被分析以決定擷取裝置至目標或物件上特定位置的實體距離。在一些實施例中，IR光部件224被與攝影機226與228隔開，因而可使用三角定位來決定對攝影機226與228的距離。在一些實施例中，擷取裝置120將包含專屬IR感測器以感測IR光。
根據另一具體實施例，擷取裝置120可包含兩或更多個實體上隔開、可從不同角度觀看場景的攝影機，以獲得視覺立體資料，視覺立體資料可被解析以產生深度資訊。亦 可使用其他類型的深度影像感測器以產生深度影像。
擷取裝置120可進一步包含麥克風230或麥克風230陣列。每一麥克風230可包含可接收聲音，並將聲音轉換成電氣訊號傳感器或感測器。根據一種具體實施例，麥克風230可用以減少在目標認知、分析與追蹤系統100中的擷取裝置120與計算系統112之間的回授。此外，麥克風230可用以接收亦可由使用者提供，以控制應用程式的音頻訊號(例如語音指令)，應用程式諸如可由計算系統112執行的遊戲應用程式、非遊戲的應用程式或類似者。
在範例具體實施例中，擷取裝置120可進一步包含處理器232，處理器232可與影像攝影機部件222進行作業性通訊。處理器232可包含可執行指令的標準處理器、專門處理器、微處理器或類似者，指令包含(例如)用於接收深度影像的指令、用於產生適當資料格式(例如圖框)的指令、以及用於將資料發送至計算系統112的指令。
擷取裝置120可進一步包含記憶體部件234，記憶體部件234可儲存可由處理器232執行的指令、由3-D攝影機及(或)RGB攝影機擷取的影像或影像圖框、或任何其他適合的資訊、影像或類似者。根據範例具體實施例，記憶體部件234可包含隨機存取記憶體(RAM)、唯讀記憶體(ROM)、快取、快閃記憶體、硬碟、或任何其他適合的儲存部件。如第2A圖圖示，在一種具體實施例中，記憶體部件234可為與影像擷取部件222與處理器232通訊的個別部件。根據另一具體實施例，記憶體部件234可被整合入處理器232 及(或)影像擷取部件222中。
如第2A圖圖示，擷取裝置120可經由通訊鏈結236與計算系統212通訊。通訊鏈結236可為有線連結及(或)無線連結，有線連結包含(例如)USB連結、Firewire連結、Ethernet纜線連結或類似者，無線連結諸如無線802.11b、g、a或n連結。根據一種具體實施例，計算系統112可對擷取裝置120提供時脈，時脈可用以決定何時要(例如)經由通訊鏈結236擷取場景。此外，擷取裝置120將(例如)3-D攝影機226及(或)RGB攝影機228擷取的深度影像與色彩影像，經由通訊鏈結236提供至計算系統112。在一種具體實施例中，以每秒30圖框來發送深度影像與色彩影像。隨後，計算系統112可使用模型、深度資訊以及擷取影像，來(例如)控制應用程式(諸如遊戲或文字處理器)及(或)使角色替身或螢幕上的人物移動。
計算系統112包含姿勢資源庫240、結構資料242、深度影像處理與物件報告模組244以及應用程式246。深度影像處理與物件報告模組244使用深度影像追蹤物件(諸如使用者與其他物件)的動作。深度影像處理與物件報告模組244使用姿勢資源庫240與結構資料242，以支援追蹤物件。
結構資料242包含關於可被追蹤的物件的結構性資訊。例如，人類的骨骼模型可被儲存，以幫助瞭解使用者的動作並認知身體部位。關於非生命物件的結構性資訊亦可被儲存，以幫助認知這些物件並幫助瞭解動作。
姿勢資源庫240可包含姿勢濾除器集合，每一姿勢 濾除器包含關於可由骨骼模組執行(在使用者移動時)的姿勢的資訊。攝影機226、228與擷取裝置120所擷取的，為骨骼模型以及相關聯於骨骼模型之動作的形式的資料，可被與姿勢資源庫240中的姿勢濾除器比較，以識別使用者(如骨骼模型所代表)是否執行了一或更多個姿勢。這些姿勢可相關聯於應用程式的各種控制措施。因此，計算系統112可使用姿勢資源庫240以解譯骨骼模型的動作，並基於動作來控制應用程式246。因此，姿勢資源庫可由深度影像處理與物件報告模組244以及應用程式246使用。
應用程式246可為電玩遊戲、生產力應用程式等等。在一種具體實施例中，深度影像處理與物件報告模組244將向應用程式246報告對於所偵測的每一物件的身份，以及每一物件在每一圖框中的位置。應用程式246將使用此資訊以更新角色替身或顯示器中其他影像的位置或動作。
第2B圖圖示說明3-D攝影機226(亦可稱為深度攝影機226)的範例具體實施例。深度攝影機226被圖示為包含驅動光學模組256的雷射二極體250的雷射二極體驅動器260。雷射二極體250可為(例如)第2A圖中圖示的IR光部件224。更特定言之，雷射二極體250可為(例如)邊射型雷射二極體或垂直共振腔面射型雷射(VCSELs)陣列。儘管雷射二極體可能是發出IR光，但雷射二極體亦可替代性地發出具有替代性波長的光。在單一雷射二極體250未發出所需的光量的情況下，深度攝影機226可包含多個光學模組，每一光學模組可由個別的雷射二極體驅動器260實例來驅動。
深度攝影機226亦被圖示為包含時脈訊號產生器262，時脈訊號產生器262產生一或更多個訊號以提供至雷射二極體驅動器260。例如，時脈訊號產生器可產生調變訊號已提供至雷射二極體驅動器260。時脈訊號產生器262亦可提供時脈訓號至深度攝影機的其他部件。此外，深度攝影機226被圖示為包含控制邏輯264，控制邏輯264可控制時脈訊號產生器262及(或)雷射二極體驅動器260。深度攝影機226亦被圖示為包含影像像素偵測器268、讀出電路系統270以及記憶體266。影像像素偵測器268可包含(但不限於)320 x 240影像像素偵測器陣列或512 x 512影像像素偵測器陣列。每一影像像素偵測器可例如為(但不限於)互補式金氧半導體(CMOS)感測器或電荷耦接裝置(CCD)感測器。根據實施例，每一影像像素偵測器可具有自身的專屬讀出電路，或者，讀出電路系統可由許多影像像素偵測器共享。根據一些具體實施例，圖示於方塊280內的深度攝影機226的部件，被實施於單一積體電路(IC)中，此單一積體電路可被稱為影像感測器晶片280。根據一具體實施例，雷射二極體驅動器260可被實施於另一晶片中。或者，雷射二極體驅動器260亦可位於影像感測器晶片280內。深度攝影機可包含未圖示的額外部件，諸如(但不限於)相位偵測器、可變式延遲線以及類似者。
根據一具體實施例，雷射二極體驅動器260根據接收自影像感測器晶片280的一或更多個訊號來驅動雷射二極體250，此一或更多個訊號係由時脈訊號產生器262產生(或 以時脈訊號產生器262為根據)。因此，雷射二極體驅動器260可例如包含(但不限於)一或更多個緩衝器、前級驅動器以及輸出級。時脈訊號產生器可例如包含(但不限於)一或更多個參考時脈及(或)電壓控制式震盪器。時脈訊號產生器262亦可包含可變式延遲線與相位偵測器(或與可變式延遲線與相位偵測器操作)。可使用邏輯閘、微處理器及(或)狀態機(但不限於此)來實施的控制邏輯264，可用以控制時脈訊號產生器262及(或)雷射二極體驅動器260。例如，控制邏輯264可存取儲存在記憶體266中的波形資訊，以產生HF調變驅動訊號。深度攝影機226可包含自身的記憶體266與控制邏輯264，如第2B圖圖示。替代地或額外地，擷取裝置120的處理器232及(或)記憶體234，可用以控制深度攝影機226的態樣。例如，影像感測晶片280不需包含自身的微處理器及(或)記憶體。
回應於被HF調變驅動訊號驅動，雷射二極體250發出HF調變雷射光束，此HF調變雷射光束可更一般地被稱為雷射光。對於一範例，HF調變驅動訊號與HF調變雷射光的載波頻率，可位於約3MHz至數百MHz之範圍內，但為了說明之目的，將假定為約100MHz。雷射二極體250發出的雷射光被發送通過光學結構252朝向目標物件(例如使用者118)，光學結構252可包含一或更多個鏡片及(或)其他光學元件。雷射二極體250與光學結構252可一起被稱為光學模組256。根據本科技的一些具體實施例，使用下文參考第6圖至第9圖所說明之具體實施例來實施雷射二極體驅動器 260。
假定在深度攝影機的視野內存在一目標物件，則光學模組256發出的雷射光的一部分從目標物件反射回、通過光圈視野闌與鏡片(aperture field stop and lens，一起由272代表)、並被投射至影像像素偵測器268上，在影像像素偵測器268中形成影像。在一些實施例中，268的每一個別的影像像素偵測器產生一統整值，統整值象徵源自光學模組256、從物件反射回並投射至影像像素偵測器的所偵測到的HF調變雷射光束的量值與相位。此種統整值(或更一般而言為飛行時間(TOF)資訊)能夠使距離(Z)被決定，且能夠一起使深度影像被產生。在一些具體實施例中，來自雷射二極體250的光學能量與所偵測到的光學能量訊號被與彼此同步，使得每一影像像素偵測器可測量相位差(且因此，可測量距離Z)。讀出電路系統270將影像像素偵測器268產生的類比統整值，轉換成數位讀出訊號，數位讀出訊號被提供至微處理器264及(或)記憶體266並可用以產生深度影像。一些其他的處理器亦可能產生深度影像。
第3圖圖示說明計算系統的範例具體實施例，此計算系統可為圖示於第1A圖至第2B圖中的計算系統112，並可用以追蹤動作及(或)使應用程式顯示的角色替身或其他螢幕上的物件移動(或者更新)。諸如上文參考第1A圖至第2圖所說明的計算系統112的計算系統，可為多媒體主機，諸如遊戲主機。如第3圖圖示，多媒體主機300具有中央處理單元(CPU)301，CPU 301具有第一級快取302、第二級快 取304以及快閃ROM(唯讀記憶體)306。第一級快取302與第二級快取304暫時性地儲存資料，且由此減少記憶體存取週期的數量，從而提升處理速度與資料處理量。CPU 301可被提供為具有多於一個核心，且因此具有額外的第一級與第二級快取302與304。快閃ROM 306可儲存可執行碼，可執行碼在多媒體主機300被供電開啟時在開機程序的初始階段內被載入。
圖形處理單元(GPU)308與視頻編碼器/視頻編解碼器(編碼器/解碼器)314，形成用於高速高解析度圖形處理的視頻處理管線。資料經由匯流排從圖形處理單元308傳送至視頻編碼器/視頻編解碼器314。視頻處理管線輸出資料至A/V(音頻/視頻)埠340，以傳送至電視或其他顯示器。記憶體控制器310被連接至GPU 308，以協助處理器存取各種類型的記憶體312，諸如(但不限於)RAM(隨機存取記憶體)。
多媒體主機300包含(較佳地)被實施在模組318上的I/O控制器320、系統管理控制器322、音頻處理單元323、網路介面324、第一USB主機控制器326、第二USB控制器328以及前面板I/O子組件330。USB控制器326與328作為週邊設備控制器342(1)-342(2)、無線轉接器348以及外部記憶體裝置346(例如快閃記憶體、外部CD/DVD ROM光碟機、可移除式媒體等等)的主機。網路介面324及(或)無線轉接器348提供對於網路(例如網際網路、家庭網路等等)的存取，並可為廣泛的各種有線或無線轉接器部件的任意者，包含乙太網路卡、數據機、藍芽模組、纜線數據機以 及類似者。
提供系統記憶體343以儲存在開機程序期間內所載入的應用程式資料。提供媒體碟344，媒體碟344可包含DVD/CD碟、Blu-Ray碟、硬碟機、或其他可移除式媒體碟等等。媒體碟344可位於多媒體主機300外部或內部。可經由媒體碟344存取應用程式資料，以由多媒體主機300執行、播放等等。媒體碟344經由匯流排(諸如Serial ATA匯流排或其他高速連結(例如IEEE 1394))連接至I/O控制器320。
系統管理控制器322提供相關於確保多媒體主機300可用性的各種服務功能。音頻處理單元323與音頻編解碼器332，形成具有高傳真性與立體處理程序的對應音頻處理管線。音頻資料經由通訊鏈結傳送於音頻處理單元323與音頻編解碼器332之間。音頻處理管線輸出資料至A/V埠340，以由具有音頻處理能力的外部音頻播放器或裝置來重製。
前面板I/O子組件330支援電源按鈕350與退出按鈕352的功能性，以及暴露在多媒體主機300外表面上的任何LED(發光二極體)或其他指示措施。系統電力供應器模組336提供電力至多媒體主機300的部件。風扇338冷卻多媒體主機300內的電路系統。
CPU 301、GPU 308、記憶體控制器310以及位於多媒體主機300內的各種其他部件，經由一或更多個匯流排而交互連接，匯流排包含串流與平行匯流排、記憶體匯流排、週邊設備匯流排以及使用各種匯流排架構之任意者的處理器或本地匯流排。作為範例，此種架構可包含週邊設備部件交 互連接(PCI)匯流排、PCI-Express匯流排等等。
在多媒體主機300被供電開啟時，應用程式資料可從系統記憶體343載入記憶體312及(或)快取302、304，並執行於CPU 301上。應用程式可呈現圖形使用者介面，圖形使用者介面在瀏覽多媒體主機300上可用的不同媒體類型時，提供一致的使用者經驗。在作業中，媒體碟344內的應用程式及(或)其他媒體，可被從媒體碟344啟動或播放，以對多媒體主機300提供額外的功能性。
多媒體主機300可被操作為獨立式系統，藉由將系統連接至電視或其他顯示器。在此獨立模式中，多媒體主機300允許一或更多個使用者與系統互動、看電影或聽音樂。然而，在整合透過網路介面324或無線轉接器348而為可用的寬頻連接性之下，多媒體主機300可進一步被操作為較大網路社群中的參與者。
在多媒體主機300被供電開啟時，多媒體主機作業系統將一些量的硬體資源組保留給系統使用。這些資源可包含保留記憶體(例如16MB)、CPU與GPU週期(例如5%)、網路頻寬(例如8Kbps)等等。因為這些資源在系統開機時被保留，所以應用程式並不會觀看到保留的資源。
詳言之，保留記憶體較佳地大到足以包含啟動核心(launch kernel)、共存的系統應用程式以及驅動程式。CPU保留較佳地為固定，使得若保留的CPU使用率未被系統應用程式使用，則閒置線程將消耗任何未使用的週期。
至於GPU保留，藉由使用GPU中斷以排程在覆蓋 層(overlay)中成像跳出訊息(popup)的碼，以顯示系統應用程式產生的輕量訊息(例如跳出訊息)。覆蓋層所需的記憶體量取決於覆蓋層面積尺寸，且覆蓋層較佳地隨著螢幕解析度縮放。在共存的系統應用程式使用完整使用者介面的情況下，較佳地使用獨立於應用程式解析度的解析度。可使用縮放器設定此解析度，而消除對於改變頻率並使TV再同步的需求。
在多媒體主機300開機且系統資源被保留之後，共存的系統應用程式執行以提供系統功能性。系統功能性被包裝在執行於前述所保留之系統資源內的一組系統應用程式中。作業系統核心識別為系統應用程式線程的線程(相對於遊戲應用程式線程)。系統應用程式較佳地被排程為以預先決定的時間與區間執行在CPU 301上，以對應用程式提供一致的系統資源觀點。排程將對於執行在主機上的遊戲應用程式的快取崩潰(cache disruption)最小化。
在共存的系統應用程式需要音頻時，由於時間敏感度，將音頻處理程序非同步地排程至遊戲應用程式。在系統應用程式為活躍時，多媒體主機應用程式管理器(說明於下文)控制遊戲應用程式音頻的位準(例如靜音、衰減)。
輸入裝置(例如控制器342(1)與342(2))由遊戲應用程式與系統應用程式共享。輸入裝置並非所保留的資源，但會被切換於系統應用程式與遊戲應用程式之間，使得每一應用程式將會受到裝置關注。應用程式管理器較佳地控制輸入串流的切換，而不需理解遊戲應用程式的知識，且驅動程 式維持關於關注切換的狀態資訊。攝影機226、228與擷取裝置120可經由USB控制器326或其他介面，界定對於主機300的額外輸入裝置。
第4圖圖示說明另一範例具體實施例計算系統420，計算系統420可為第1A圖至第2B圖所圖示、用於追蹤動作及(或)使角色替身或應用程式顯示的其他螢幕上的物件移動(或者更新)的計算系統112。計算系統420僅為適合的計算系統的一種範例，且不意為建議對於在此揭露之發明主題的使用或功能性之範圍的任何限制。計算系統420亦不應被解譯為具有相關於圖示說明於示例性計算系統420中的部件之任一者或組合者的依賴性或需求。在一些具體實施例中，所繪製的各種計算元件，可包含經配置以樣例化本揭露內容的特定態樣的電路系統。例如，揭露內容中使用的用詞電路系統，可包含經配置以藉由韌體或切換器執行功能的專門硬體部件。在其他範例具體實施例中，用詞電路系統可包含由軟體指令配置的一般用途處理單元、記憶體等等，軟體指令實施可操作以執行功能的邏輯。在其中電路系統包含硬體與軟體之結合的範例具體實施例中，實施者可撰寫實施邏輯的原始碼，且原始碼可被編譯成可由一般用途處理單元處理的機器可讀取碼。由於在本發明領域中具有通常知識者，可理解到技術現況已演進為在硬體、軟體或硬體/軟體之結合者之間僅存在小差異，選擇硬體或軟體以實行特定功能，為可由實施者決定的設計選擇。更特定言之，在本發明領域中具有通常知識者，可理解到軟體程序可被轉換成均等硬體結 構，且硬體結構自身可被轉換成均等軟體程序。因此，選擇硬體實施例或軟體實施例，為可由實施者決定的設計選擇之一。
計算系統420包含電腦441，電腦441典型地包含各種電腦可讀取媒體。電腦可讀取媒體可為可由電腦441存取的任何可用媒體，包含揮發性與非揮發性媒體、可移除式與不可移除式媒體。系統記憶體422包含為揮發性及(或)非揮發性記憶體之形式的電腦儲存媒體，諸如唯讀記憶體(ROM)423與隨機存取記憶體(RAM)460。典型地儲存在ROM 423中的基本輸入輸出系統(BIOS)424，包含幫助在電腦441內的元件之間傳輸資訊(諸如在啟動期間)的基本常式。RAM 460典型地包含可由處理單元459立即存取，及(或)當前正由處理單元459操作的資料及(或)程式模組。作為範例且不為限制，第4圖圖示說明作業系統425、應用程式426、其他程式模組427以及程式資料428。
電腦441亦可包含其他可移除式/不可移除式、揮發性/非揮發性電腦儲存媒體。僅作為範例，第4圖圖示說明讀取自/寫入至不可移除式非揮發性磁性媒體的硬碟機438、讀取自/寫入至可移除式非揮發性磁碟454的磁碟機439、以及讀取自/寫入至可移除式非揮發性光碟453(諸如CD ROM或其他光學媒體)的光碟機440。可使用在示例性作業環境中的其他可移除式/不可移除式、揮發性/非揮發性電腦儲存媒體，包含(但不限於)磁帶匣、快閃記憶卡、數位多媒體光碟、數位錄影帶、固態RAM、固態ROM以及類似者。硬碟機438 典型地透過不可移除式記憶體介面(諸如介面434)連接至系統匯流排421，且磁碟機439與光碟機440典型地由可移除式記憶體介面(諸如介面435)連接至系統匯流排421。
上文所討論並圖示說明於第4圖中的機，以及與他們相關聯的電腦儲存媒體，儲存用於電腦441的電腦可讀取指令、資料結構、程式模組以及其他資料。例如在第4圖中，硬碟機438被圖示說明為儲存作業系統458、應用程式457、其他程式模組456以及程式資料455。注意到，這些部件可與作業系統425、應用程式426、其他程式模組427以及程式資料428相同或不同。作業系統458、應用程式457、其他程式模組456以及程式資料455在此被給予不同編號，以最低限度地圖示說明他們為不同的複製品。使用者可透過輸入裝置(諸如鍵盤451與指標裝置452，常見稱為滑鼠、軌跡球或觸控板)將指令與資訊輸入電腦441。其他輸入裝置(未圖示)可包含麥克風、搖桿、遊戲控制器、衛星天線接收器(satellite dish)、掃描器或類似者。這些與其他的輸入裝置，時常透過耦接至系統匯流排的使用者輸入介面436連接至處理單元459，但可由其他介面與匯流排結構(諸如平行埠、遊戲埠或通用序列匯流排(USB))連接。攝影機226、228以及擷取裝置120，可界定經由使用者輸入介面436連接的對於計算系統420的額外輸入裝置。監視器442或其他類型的顯示裝置，亦經由介面(諸如視頻介面432)連接至系統匯流排421。除了監視器之外，電腦亦可包含可透過輸出週邊設備介面433連接的其他週邊設備輸出裝置(諸如揚聲器444與印表機 443。擷取裝置120可經由輸出週邊設備介面433、網路介面437或其他介面連接至計算系統420。
電腦441可操作於使用對一或更多個遠端電腦(諸如遠端電腦446)的邏輯連結的網路環境中。遠端電腦446可為個人電腦、伺服器、路由器、網路PC、同級裝置(peer device)或其他常見的網路節點，且典型地包含上文所說明相關於電腦441的元件的許多者或所有者，雖然第4圖僅圖示說明記憶體儲存裝置447。所繪製的邏輯連結，包含本地區域網路(LAN)445與廣域區域網路(WAN)449，但亦可包含其他網路。此種網路環境常見於辦公室、企業型電腦網路、內部網路以及網際網路之中。
在使用於LAN網路環境中時，電腦441被透過網路介面437連接至LAN 445。在使用於WAN網路環境中時，電腦441典型地包含數據機450或其他用於在WAN 449上建立通訊的手段(諸如網際網路)。可位於內部或外部的數據機450，可經由使用者輸入介面436或其他適當的機制，連接至系統匯流排421。在網路環境中，所繪製之相關於電腦441的程式模組(或程式模組的部分)，可被儲存在遠端記憶體儲存裝置中。作為範例且不為限制，第4圖圖示說明位於記憶體裝置447上的應用程式448。將理解到，所圖示的網路連結為示例性，且可使用其他用於在電腦之間建立通訊鏈結的手段。
如上文所解釋，擷取裝置120提供RGB影像(亦知為色彩影像)與深度影像至計算系統112。深度影像可為複數 個觀測像素，其中每一觀測像素具有觀測到的深度值。例如，深度影像可包含所擷取場景的二維(2-D)像素區域，其中2-D像素區域中的每一像素可具有深度值，諸如所擷取場景中物件與擷取裝置的距離(例如以公分、公釐或類似者表示)。
第5圖圖示說明可在計算系統112處從擷取裝置120接收的深度影像的範例具體實施例。根據一範例具體實施例，深度影像可為影像及(或)場景圖框，影像與場景圖框可例如由上文參考第2A圖所說明的擷取裝置120的3-D攝影機226及(或)RGB攝影機228來擷取。如第5圖所示，深度影像可包含對應於人類目標與一或更多個非人類目標，人類目標例如為使用者(諸如上文參考第1A圖與第1B圖說明的使用者118)，非人類目標諸如所擷取場景中的牆壁、桌子、監視器或類似者。深度影像可包含複數個觀測像素，其中每一觀測像素具有觀測到的相關聯於觀測像素的觀測深度值。例如，深度影像可包含擷取場景的二維(2-D)像素區域，其中在2-D像素區域中特定x值與y值處的每一像素可具有深度值，諸如所擷取場景中物件與擷取裝置的長度或距離(例如以公分、公釐或類似者表示)。換言之，深度影像可指定深度影像中每一像素的像素位置與像素深度。在分段程序之後，深度影像中的每一像素亦可具有相關聯於像素的分段值。像素位置可由x位置值(亦即水平值)與y位置值(亦即垂直值)指示。像素深度可由z位置值(亦稱為深度值)指示，z位置值指示用以獲取深度影像的擷取裝置(例如120)與像素代表的使用者的部分之間的距離。分段值用以指示像 素是對應於特定使用者，或是不對應於使用者。
在一個具體實施例中，深度影像可具有色彩或為灰階，使得深度影像像素的不同色彩或陰影，對應至及(或)視覺上繪製目標與擷取裝置120的不同距離。在接收到影像時，可將一或更多個高變異及(或)雜訊深度值從深度影像移除及(或)平滑化；遺失及(或)被移除的深度資訊部分，可被填充及(或)重新建置；且(或)可對接收到的深度影像執行任何其他適合的程序。
第6圖提供深度影像(不對應於第5圖的範例)的另一視圖/呈現。第6圖視圖將每一像素的深度資料圖示為整數，整數代表對於此像素目標與擷取裝置120的距離。第6圖的範例深度影像圖示24x24個像素；然而可能使用具有較高解析度的深度影像。
雷射二極體驅動器
現將參考第7圖至第9圖說明高功率效率的雷射二極體驅動器的額外細節，以及驅動雷射二極體的方法。第7圖包含根據一具體實施例的雷射二極體驅動器704的高階電路示意圖，雷射二極體驅動器704亦可稱為單端電壓模式雷射二極體驅動器704。雷射二極體驅動器704可用以(例如)實施上文參考第2B圖說明的雷射二極體驅動器260。
參考第7圖，雷射二極體驅動器704被圖示為包含低電壓差動訊號(LVDS)緩衝器712與714、前級驅動器720、主動擺幅控制器730以及主驅動器740。在第7圖中，雷射二極體驅動器704被圖示為正從影像感測器晶片702接收差動 雷射驅動調變訊號LD_MOD_P、LD_MOD_N，但亦可替代性地從另一電路接收差動雷射驅動調變訊號。如將於下文更詳細說明，雷射二極體驅動器704將MOUT節點處的電壓上拉或下拉，以分別開啟雷射二極體708或關閉雷射二極體708。在使用雷射二極體704實施上文參考第2B圖說明的雷射二極體驅動器260的情況下，雷射二極體708均等於第2B圖圖示的雷射二極體250。影像感測器晶片702的至少一些部件的示例性細節，已於上文參考第2B圖的方塊280說明。
在第7圖的具體實施例中，雷射二極體708的陽極連接至電力供應器706的電壓輸出，且雷射二極體708的陰極連接至MOUT節點。電力供應器706(可為DC-DC轉換器或線性電壓調節器，但不限於此)產生可調整式電壓位準VL。電力供應器706輸出的可調整式電壓位準，係根據從電力供應控制器750接收的回饋(FB)訊號來調整，下文將說明其示例性細節。在MOUT節點處的電壓位準(亦可稱為MOUT電壓)被朝向地下拉時，驅動電流流動通過雷射二極體708至地，且雷射二極體708被開啟並發光。在MOUT節點處的電壓位準被朝向電力供應器706輸出的電壓位準VL上拉時，驅動電流停止流動通過雷射二極體708，且雷射二極體708被關閉且不發光。下文說明此作業的額外細節。
前級驅動器720(亦可稱為前級驅動器電路)被圖示為包含非重疊時脈產生器722、時脈樹724以及電壓位準移位器726(但不限於此)。前級驅動器720從LVDS緩衝器712接收差動雷射驅動調變訊號LD_MOD_P與LD_MOD_N 的緩衝版本，並產生差動雷射驅動調變訊號IN_P與IN_N，IN_P與IN_N被提供至主動擺幅控制器730，並亦產生並分配時脈訊號給雷射二極體驅動器704的其他部件。前級驅動器720可增加差動雷射驅動調變訊號的邊緣變化率(edge rate)，及(或)將這些調變訊號的位準調整為適當位準以驅動主驅動器740的大NMOS裝置M1。非重疊時脈產生器722可產生非反相時脈訊號與反相訊號，非反相時脈訊號與反相訊號分別在延遲非反相時脈訊號與延遲反相時脈訊號之前轉變。在非反相時脈訊號與反相時脈訊號的轉變之間亦可具有延遲，延遲可被調整以選擇性地調整LD_MOD_P與LD_MOD_N之間的延遲。時脈樹724從非重疊時脈產生器722接收時脈訊號，並將時脈訊號分配至雷射二極體驅動器704的其他部件。根據特定具體實施例，高頻調變訊號的頻率在16MHz至160MHz範圍內，且根據一具體實施例，約為150MHz。亦可能使用其他頻率，且此亦位於具體實施例的範圍內。電壓位準移位器726將差動雷射驅動調變訊號LD_MOD_P與LD_MOD_N的高邏輯電壓位準，從高電壓軌位準(Vss)移位至電力供應器706電壓輸出處的電壓位準(VL)，使差動雷射驅動調變訊號IN_P與IN_N的高邏輯電壓位準為電力供應器706電壓輸出處的電壓位準(VL)。例如，電壓位準移位器726可將高邏輯電壓位準從約3.3V移位至約2V，此提升了雷射二極體驅動器704的功率效益。在替代性具體實施例中，前級驅動器720不包含電壓位準移位器321。前級驅動器720輸出的差動雷射驅動調變訊號IN_P與 IN_N，可一起被稱為高頻率調變訊號或簡稱為調變訊號。
根據一具體實施例，前級驅動器720與LVDS緩衝器714提供差動回饋訊號LD_FB_P與LD_FB_N至影像感測器晶片702。此使影像感測器晶片702(假定影像感測器晶片702包含相位偵測器)能夠測量高頻率調變訊號的相位，以維持固定的所需相位。
在說明主動擺幅控制器730之前，首先說明主驅動器740是有用的。主驅動器740(亦可稱為輸出級740)被圖示為包含NMOS裝置M1與PMOS裝置M2(亦可稱為輸出級電晶體M1與M2。NMOS裝置M1(為主驅動電晶體，且因此被稱為主NMOS裝置M1)與PMOS裝置M2被選擇性地開啟與關閉，以選擇性地將MOUT節點電壓位準拉向雷射二極體708陰極的連結點，朝向地下拉或朝向電力供應器706輸出的電壓位準VL上拉。更特定言之，在NMOS裝置M1被開啟(回應於NMOS裝置M1閘極被上拉)且PMOS裝置M2被關閉(回應於PMOS裝置M2閘極被下拉)，MOUT節點(連接至雷射二極體708陰極)被拉向地，此使得電流流動通過雷射二極體708，從而使雷射二極體708開啟並發光。在NMOS裝置M1被關閉(回應於NMOS裝置M1閘極被下拉)且PMOS裝置M2被開啟(回應於PMOS裝置M2閘極被上拉)，MOUT節點處(連接至雷射二極體708陰極)的電壓位準被朝向電力供應器706輸出的電壓位準VL上拉，此使得電流停止流動通過雷射二極體708，從而使雷射二極體708關閉且不發光。此配置的優點，為在雷射二極體708關閉且 不發光時，電流不流動通過雷射二極體708，此貢獻了雷射二極體驅動器704的高效率功率。此配置的另一優點，為沒有電流源與主NMOS裝置M1串聯。此貢獻了雷射二極體驅動器704的高效率功率，在電流流動通過雷射二極體708的同時降低晶片上電壓降，並節省晶片面積。根據一具體實施例，主NMOS裝置M1為強電晶體，而PMOS裝置M2為弱電晶體。例如，主NMOS裝置M1的寬度/長度比例，可為PMOS裝置M2寬度/長度比例的10至100倍大(例如80倍大)。
參考第7圖所說明的單端電壓模式雷射二極體驅動器704，提供了高效率功率。根據特定的具體實施例，雷射二極體驅動器704的功率效率可上至85%，因為輸出電晶體M1與M2能夠以低電壓驅動上至10A的輸出。更一般而言，雷射電流可設為6A與10A之間，但可替代性地依所需放大或縮小。雷射二極體驅動器704中最大的效率損失，為充電輸出電晶體M1與M2所花費的功率，其中此種功率係與調變頻率成比例，且在150MHz的調變頻率下為約2W。此外，單端電壓模式雷射二極體驅動器704，使得對於給定電流承載容量而言，總和電晶體區域被最小化，從而減少包含雷射二極體驅動器704的深度攝影機的總和成本與尺寸。
在下文說明中，流動通過雷射二極體708的電流亦可被稱為雷射電流，MOUT節點處的電壓位準亦可被稱為MOUT電壓，且電力供應器706輸出處的電壓位準VL亦可被稱為VL電壓(或簡稱為VL)。在雷射電流被關閉時，回應於NMOS裝置M1被關閉，由於冷次定律，來自雷射二極體 708的電感反衝，將試圖將MOUT電壓(在此具體實施例中為雷射二極體708的陰極電壓Vk)推升至超過電力供應器706輸出的電壓位準VL(超過雷射端點之一者的電壓)。此電感反衝若未被限制或避免，則可傷害雷射二極體驅動器704的部件，並可負面地影響關閉雷射二極體708所需的時間。如上文參考第10圖與第11圖所討論，傳統上使用外部鉗位二極體Dclamp來限制電感反衝。然而使用外部鉗位二極體相當粗糙，且並未防止鉗位所造成的高電流。根據一具體實施例，雷射二極體驅動器704的主動擺幅控制器730經配置，以實質上消除相關於電感反衝的超過電力供應器706輸出之電壓位準VL的過度擺幅，而不需要使用其他外部的主動部件，以防止傷害主驅動器740與雷射二極體708。此允許佈局可設計得更緊密，且允許總和系統更為小型，因為不需要進行過度的安全措施。下文提供主動擺幅控制器730的額外細節。
繼續參考第7圖，主動擺幅控制器730(亦可稱為主動擺幅控制電路)被圖示為包含反相器732、緩衝器734、反相器736、NMOS裝置M3以及PMOS裝置M4與M5。NMOS裝置M4(亦可稱為電晶體M4)，為對於主NMOS裝置M1的強PMOS閘極驅動裝置。NMOS裝置M3(亦可稱為電晶體M3)為用於主NMOS裝置M1的弱NMOS放電裝置。PMOS裝置M5(亦可稱為電晶體M5)，為對於主NMOS裝置M1的二極體連接切換器。對於本文中使用的用詞，用詞「弱」與「強」代表電晶體裝置的相對性驅動能力。弱電晶體為具有較低寬度/長度比例的電晶體。強電晶體為具有較高寬度/ 長度比例的電晶體。在特定具體實施例中，弱PMOS裝置M3的寬度/長度比例約為主NMOS裝置M1寬度/長度比例的八十分之一，而NMOS裝置M4的寬度/長度比例僅為主NMOS裝置M1寬度/長度比例的四分之一。因此，在此種具體實施例中，強PMOS閘極驅動裝置M4的寬度/長度比例約為弱NMOS放電裝置M3的二十倍大。下文解釋主動擺幅控制器730的作業。
在IN_P變為低(亦即朝向地)且IN_N變為高(亦即朝向VL，或者替代性地朝向Vss)時：反相器736的輸出將為高，而關閉PMOS裝置M2；緩衝器734的輸出將為高，而關閉PMOS裝置M5；且反相器732的輸出將為低，而關閉NMOS裝置M3並開啟PMOS裝置M4。PMOS裝置M4的此開啟，將主NMOS裝置M1的閘極朝向VL電壓上拉，而開啟主NMOS裝置M1。如上文所解釋，此使得雷射電流流動通過雷射二極體708，雷射二極體708回應於此而開啟並發光。前述週期可稱為開啟週期，因為此週期開啟雷射二極體708。在開啟週期期間內，主NMOS裝置M1閘極被經由非常強的PMOS裝置M4，實質上即時地驅動為高，PMOS裝置M4亦可稱為對於主NMOS裝置M1的非常強的PMOS閘極驅動裝置。此使得雷射二極體708的反向接面電容非常快地透過主NMOS裝置M1放電至地，且非常快地開啟雷射二極體708(僅受限於VL、雷射二極體、雷射二極體封裝以及雷射二極體驅動器704之間的寄生電感的電感時間阻抗限制)。
在IN_P變為高且IN_N變為低時：反相器736的輸 出將為低，而開啟PMOS裝置M2；緩衝器734的輸出將為低，而開啟PMOS裝置M5；且反相器732的輸出將為高，而開啟NMOS裝置M3並開啟PMOS裝置M4。PMOS裝置M4的此關閉，將主NMOS裝置M1的閘極朝向地下拉，而關閉主NMOS裝置M1。如上文所解釋，此使得雷射電流停止流動通過雷射二極體708，雷射二極體708回應於此而關閉並停止發光。上述週期可稱為關閉週期，因為此週期關閉雷射二極體708。在關閉週期期間內，主NMOS裝置M1的閘極經由弱NMOS放電裝置M3緩慢放電，且PMOS二極體連接切換器M5被閉合而將主NMOS裝置M1的閘極連接至主NMOS裝置M1的汲極，且因此使得主NMOS裝置M1被連接如二極體(diode-connected)。此有益地使得主NMOS裝置M1閘極處電壓的受到主動控制而緩慢放電，而使NMOS裝置M1的導通程度剛好足夠，以防止MOUT節點由於冷次定律而突出超過VL電壓。主NMOS裝置M1閘極電壓持續緩慢放電，直到來自封裝、各種裝置所連接的機板、以及雷射二極體708的電流已完全消散且主NMOS裝置M1完全關閉為止。
PMOS裝置M2為弱切換電晶體，PMOS裝置M2被由雷射二極體驅動器704接收到的高頻調變訊號同步地控制，以提供跨於雷射二極體708上的放電路徑，以在關閉週期期間內分流來自雷射二極體708的電感反衝電流。
在主NMOS裝置M1被完全關閉與下一開啟週期開始之間的時間，可被稱為截止週期(off cycle)。在截止週期期間內，弱PMOS裝置M2被開啟，此防止可能因為主NMOS 裝置M1被關閉而發生的開路振鈴效應。更特定言之，PMOS裝置M2作為阻抗匹配裝置，以實質上消除在截止週期期間內MOUT節點處的振鈴效應。在截止週期期間內，從電力供應器流動通過包含雷射二極體驅動器704與雷射二極體708之電路系統的電流，大量地少於在開啟週期期間內的電流，此有益地貢獻了雷射二極體驅動器704的高功率效率。
根據特定的具體實施例，使用非重疊時脈產生器722及(或)前級驅動器720的時脈樹724，精確地控制IN_N與IN_P訊號的時序，以精確地控制相關聯於關閉及開啟主NMOS裝置M1與阻抗匹配PMOS裝置M2的時序。根據一具體實施例，NMOS裝置M1與PMOS裝置M2皆為開啟的重疊時間，被實質上避免，以防止電力供應器706輸出與地之間產生高電流短路。此外，NMOS裝置M1與PMOS裝置M2皆為關閉的空滯時間(dead time)亦被實質上避免，因為此種空滯時間將允許電感反衝有時間將MOUT電壓推升超過VL電壓。
根據一些具體實施例，電力供應器706所輸出的電壓位準VL被控制，以提供雷射二極體708發出預先決定之所需光功率所需要的實質上最小電壓量。此調節提供至雷射二極體708陽極的功率(且更特定而言，電壓VL)，以增加並較佳地最大化功率效率。此係由使用電力供應控制器750來完成，電力供應控制器750產生回饋(FB)訊號，回饋訊號用以調整電力供應器706輸出的電壓位準(VL)。現將參考第8圖說明根據一具體實施例的電力供應控制器750的額外 細節。
參考第8圖，根據一具體實施例的電力供應控制器750，被圖示為包含一對取樣器812與814、雙全差動輸入差動放大器816、分壓器844以及多工器846。取樣器812與814由取樣控制器832控制，以取樣電晶體M1與M6的汲極對源極電壓，同時雷射二極體708開啟並發光。更特定言之，取樣器812產生對於電晶體M1汲極對源極電壓(VDS)的取樣，而取樣器814產生對於電晶體M6汲極對源極電壓(VDS)的取樣，較佳地在通過電晶體M1的最大電流點的期間內。電晶體M1為主驅動器740的主NMOS裝置，此主NMOS裝置圖示於第7圖並於上文參考第7圖討論。電晶體M6為參考NMOS裝置，參考NMOS裝置產生象徵所需雷射二極體電流的參考汲極對源極電壓。因此，電晶體M6亦可被稱為參考NMOS電晶體M6。在一具體實施例中，來自時脈樹724的時序資訊，使取樣控制器832能夠在正確的時間取樣主NMOS裝置M1的汲極對源極電壓，使得主NMOS裝置M1的汲極對源極電壓與供應至雷射二極體708的驅動電流成比例(從而象徵此驅動電流)。
在校正程序期間內，在校正暫存器824中儲存數位值，其中數位值用以指定通過雷射二極體708的所需電流。此數位值被由數位類比轉換器(DAC)822轉換成電流，此電流使電晶體M6產生參考汲極對源極電壓。雙全差動輸入差動放大器816決定取樣器812產生的汲極對源極電壓取樣以及取樣器814產生的汲極對源極電壓取樣之間的差異，並輸出 象徵差異的訊號。多工器846提供雙全差動輸入差動放大器816的輸出(或其放大、濾波及(或)其他經修改的版本)至電力供應器706的回饋FB輸入，同時雷射二極體708回應於被驅動而開啟並發光。多工器846在雷射二極體708被關閉且不發光時，提供分壓器844產生的電壓位準至電力供應器706的回饋輸入。
在雷射二極體708被開啟並發光時，主要回饋迴路產生回饋(FB)訊號，回饋訊號用以調整電力供應器706電壓輸出處的電壓位準VL，使得在雷射二極體708開啟並發光同時的實際雷射二極體電流，實質上等於所需的雷射二極體電流。根據第8圖圖示的具體實施例，主要回饋迴路有益地不包含任何會降低雷射二極體驅動器704效率的電流感測電阻器。分壓器844作為次要回饋迴路的部分，以在雷射二極體708未被驅動以發光時，將電力供應器706電壓輸出處的電壓位準VL保持為合理的電壓。根據上文說明，在本發明領域中具有通常知識者將瞭解到，電力供應控制器750可使用替代性及(或)額外的電路系統來實施，同時仍位於本科技的具體實施例範圍內。
往回參考第7圖，雷射二極體驅動器704亦可藉由控制差動雷射驅動調變訊號LD_MOD_P、LD_MOD_N的工作週期(duty-cycle)控制，來執行次要功率控制。以此方式由雷射二極體產生之對於光波形的操縱，可用以最佳化光功率與深度測量精確度之間的權衡(tradeoff)。根據特定具體實施例，使用前級驅動器720以執行此種工作週期控制。
參考第7圖說明的雷射二極體驅動器704，有益地提供有效的電壓反衝鉗位，而無需使用在雷射二極體驅動器1004與1104(分別圖示於第10圖與第11圖)中使用的外部鉗位二極體(Dclamp)。此讓使用者能夠進行較低電壓的半導體製程，並使得印刷電路板佈局能夠容易進行。
根據一具體實施例，雷射二極體驅動器704為經設計以支援覆晶封裝(flip chip package)的晶片。在此種晶片中，核心區域墊大大地減少了對於較大較損耗的晶片上金屬繞線的需求，並提升了從晶片上驅動器電路系統至附接雷射二極體驅動器晶片的印刷電路板(PCB)的熱傳導。較佳地，對於雷射二極體驅動器晶片的封裝，被設計為藉由放置從晶片墊直接通過封裝至PCB的垂直繞線，來實質上最小化寄生效應並最大化熱傳導。這使得PCB系統由於低電感值以及低晶片上電壓降(IR drop)，而能夠傳遞實質上最佳的功率效率。
根據替代性具體實施例，可使用H橋式配置來驅動雷射二極體708，在此情況中主驅動器(亦即輸出級)將包含額外的NMOS裝置與額外的PMOS裝置。換言之，H橋式輸出級將包含連接成H橋式配置的一對NMOS裝置與一對PMOS裝置。在使用H橋式配置時，在雷射二極體708開啟並發出光時，電流從電力供應器706流動通過輸出級PMOS裝置之一者、通過雷射二極體708並通過輸出級NMOS裝置之一者至地。雷射二極體708將被由電力供應器、輸出級PMOS裝置之另一者以及輸出級NMOS裝置之另一者施加的 反向偏壓關閉。H橋式配置可在花費額外的雷射二極體驅動器晶片面積與額外的功率下(相對於參考第7圖說明並圖示於第7圖中的單端配置)，用以實質上最小化雷射二極體708的關閉時間。若將使用此種H橋式配置，則主動擺幅控制器730與電力供應控制器750將需要被稍微修改以由H橋式配置操作，此將可由在本發明領域中具有通常知識者參考上文對於主動擺幅控制器730與電力供應控制器750的討論而瞭解。
返回參考第7圖，根據替代性具體實施例，雷射二極體708的陽極連接至輸出級740的MOUT節點(而非電力供應器的電壓輸出節點)，且雷射二極體708的陰極連接至地(而非MOUT節點)。在此種具體實施例中，輸出級740的PMOS裝置M2將為強主驅動電晶體，而輸出級740的NMOS裝置M1將為在截止週期期間內消除MOUT節點處的振鈴效應的弱阻抗匹配裝置。再者，在此種替代性具體實施例中，為了得到上文參考第7圖所說明的益處，主動擺幅控制器的電路系統應被修改(如在本發明領域中具有通常知識者將可瞭解)為使得：在開啟週期期間內，主PMOS裝置M2的閘極被實質上即時地驅動為低，以非常快速地開啟；且在關閉週期期間內，主PMOS裝置M2的閘極被緩慢地充電，使得PMOS裝置M2的導通程度剛好足夠，以使MOUT節點由於冷次定律而突出低於地。此外，在關閉週期期間內，主PMOS裝置M2的閘極應被連接至主PMOS裝置M2的汲極，使得主PMOS裝置M2被連接如二極體。再者，在此替代性 具體實施例中，弱NMOS裝置M2提供跨於雷射二極體708上的放電路徑，以在關閉週期期間內分流來自雷射二極體708的電感反衝電流。此外，在此替代性具體實施例中，電力供應控制器750將被連接在PMOS裝置M2的汲極與源極之間，以產生回饋訊號，回饋訊號被提供至電力供應器706，以在雷射二極體開啟時根據PMOS裝置M2的汲極對源極電壓調整電力供應器706電壓輸出的電壓位準，此汲極對源極電壓象徵在雷射二極體開啟並發光時的實際雷射二極體電流。
現將使用第9圖的高階流程圖來根據本科技的一些具體實施例說明方法。參考第9圖，如步驟904指示，選擇性地將雷射二極體端點之一者處的電壓位準拉向第一電壓位準，回應於此，電流流動通過雷射二極體而使雷射二極體開啟並發光。例如，若雷射二極體的陽極端點連接至電力供應器(例如706)的電壓輸出，且陰極端點連接至輸出級(例如MOUT)的輸出節點，則雷射二極體陰極處的電壓位準可被選擇性地拉向地，回應於此，電流流動通過雷射二極體而使雷射二極體開啟並發光。或者，若雷射二極體的陰極端點連接至地且雷射二極體的陽極端點連接至輸出級的輸出節點，則雷射二極體陽極處的電壓位準可被選擇性地拉向電力供應器(例如706)電壓輸出處的電壓位準，回應於此，電流流動通過雷射二極體而使雷射二極體開啟並發光。
在步驟906，調整電力供應器電壓輸出的電壓位準，使得在雷射二極體開啟並發光時，流動通過雷射二極體的電流實質上等於預先決定的所需電流。可例如使用於上文參考 第7圖與第8圖示例性地說明的電力供應控制器750來執行步驟906。
如步驟908指示，雷射二極體端點之一者處的電壓位準被選擇性地拉向第二電壓位準，回應於此，電流停止流動通過雷射二極體，使得雷射二極體關閉且不發光。例如，若雷射二極體的陽極端點連接至電力供應器(例如706)的電壓輸出，且陰極端點連接至輸出級的輸出節點，則陰極處的電壓為準被拉向電力供應器電壓輸出處的電壓位準，回應於此，電流停止流動通過雷射二極體，使得雷射二極體關閉且不發光。或者，若雷射二極體的陰極端點連接至地，且雷射二極體的陽極端點連接至輸出級的輸出節點，則雷射二極體陽極處的電壓位準可被拉向地，回應於此，電流停止流動通過雷射二極體，使得雷射二極體關閉且不發光。簡短返回參考第7圖，可使用主驅動器740執行步驟904與908，如上文所提及，主驅動器740亦可稱為輸出級740。
再次參考第9圖，如步驟910指示，實質上防止電感反衝使雷射二極體端點之一者處的電壓位準擺動超過第二電壓位準，電感反衝係回應於雷射二極體從開啟切換成關閉所發生。例如，若雷射二極體的陽極端點連接至電力供應器(例如706)的電壓輸出，且陰極端點連接至輸出級的輸出節點，則步驟910涉及防止雷射二極體陰極處的電壓位準被推升(更一般而言，為擺動)超過電力供應器電壓輸出處的電壓位準。或者，若雷射二極體的陰極端點連接至地，且雷射二極體的陽極端點連接至輸出級的輸出節點，則步驟910涉 及防止雷射二極體陽極處的電壓位準被拉至(更一般而言，為擺動)低於地。簡短返回參考第7圖，可使用主動擺幅控制器730執行步驟910。
再次參考第9圖，如步驟912指示，在雷射二極體周圍提供放電路徑以分流相關聯於電感反衝的電流，電感反衝係回應於雷射二極體被從開啟切換至關閉而發生。如步驟914指示，提供在雷射二極體為關閉時，實質上消除雷射二極體端點之(連接至輸出級輸出節點之)一者上(更一般而言，為在輸出級輸出節點上)的振鈴效應的阻抗匹配。例如，若雷射二極體的陽極端點連接至電力供應器(例如706)的電壓輸出，且陰極端點連接至輸出級(例如740)的輸出節點(例如MOUT)，則第7圖中輸出級740(亦稱為主驅動器740)的PMOS裝置M2可用以執行步驟914。或者，若雷射二極體的陰極端點連接至地，且雷射二極體的陽極端點連接至輸出級(例如740)的輸出節點(例如MOUT)，則輸出級740的NMOS裝置N1可用以執行步驟914。
參考第9圖所圖示並說明的步驟，並不必須以所圖示的順序來執行。相反的，至少一些步驟的順序可被修改，且多個步驟可同時發生。作為範例，可同時執行步驟910與912。根據本科技之具體實施例的方法的額外細節，可由上文對於第7圖與第8圖的討論理解。
上文已在說明所指定功能的效能及其關係的功能性建置方塊的幫助下，說明了本科技的具體實施例。在本文中時常界定了這些功能性建置方塊的邊際，以方便說明。可界 定替代性的邊際，只要所指定功能及其關係被適當執行。任何此種替代性的邊際因此位於本科技的範圍與精神內。例如，將可能結合或分開第9圖圖示的步驟之一些者。做為另一範例，可能改變第7圖與第8圖圖示的方塊之一些者的邊際。
雖然已由特定於結構特徵及(或)方法步驟的語言說明了發明主題，但應瞭解到，附加申請專利範圍中界定的發明主題不必須受限於上文所說明的特定特徵或步驟。相反的，上文所說明的特定特徵與步驟，僅揭露為實施申請專利範圍的範例形式。本科技的範圍意為由附加申請專利範圍界定之。
M1-M5‧‧‧電晶體
702‧‧‧影像感測器晶片
704‧‧‧雷射二極體驅動器
706‧‧‧電力供應器
708‧‧‧雷射二極體
712‧‧‧低電壓差動訊號(LVDS)緩衝器
714‧‧‧低電壓差動訊號(LVDS)緩衝器
720‧‧‧前級驅動器
722‧‧‧非重疊時脈產生器
724‧‧‧時脈樹
726‧‧‧電壓位準移位器
730‧‧‧主動擺幅控制器
732‧‧‧反相器
734‧‧‧緩衝器
736‧‧‧反相器
740‧‧‧輸出級
750‧‧‧電力供應控制器

Claims (20)

  1. 一種電壓模式雷射二極體驅動器，該電壓模式雷射二極體驅動器用於選擇性地開啟與關閉一雷射二極體，其中該雷射二極體具有一陽極端點與一陰極端點，且其中該電壓模式雷射二極體驅動器係由具有一電壓輸出的一電力供應器來供電，該電壓模式雷射二極體驅動器包含：一輸出級，該輸出級包含一輸出節點，該輸出節點經配置以連接至該雷射二極體的該等端點之一者；以及一主動擺幅控制器，該主動擺幅控制器經配置以根據一調變訊號而驅動該輸出級；其中該輸出級在受到該主動擺幅控制器的控制下，選擇性地將該輸出級的該輸出節點的一電壓位準拉向一第一電壓位準，該雷射二極體回應於此而被開啟並發光，以及選擇性地將該輸出級的該輸出節點拉向一第二電壓位準，該雷射二極體回應於此而被關閉且不發光；以及其中該主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝(inductive kickback)使該輸出級的該輸出節點處的該電壓位準擺動超過該第二電壓位準的一方式來驅動該輸出級，該電感反衝係回應於該雷射二極體被從開啟切換至關閉而發生。
  2. 如請求項1所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中：該雷射二極體的該陰極端點連接至地；該雷射二極體的該陽極端點連接至該輸出級的該輸出節 點；該第一電壓位準為該電力供應器的該電壓輸出處的一電壓位準；該第二電壓位準為地；該輸出級在受到該主動擺幅控制器的控制下，選擇性地將該輸出級的該輸出節點的一電壓位準拉向該電力供應器的該電壓輸出處的該電壓位準，該雷射二極體回應於此而被開啟並發光，以及選擇性地將該輸出級的該輸出節點拉向地，該雷射二極體回應於此而被關閉且不發光；以及其中該主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝(inductive kickback)使該輸出級的該輸出節點處的該電壓位準擺動至低於地的一方式來驅動該輸出級，該電感反衝係回應於該雷射二極體被從開啟切換至關閉而發生。
  3. 如請求項1所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中：該雷射二極體的該陰極端點連接至該輸出級的該輸出節點；該雷射二極體的該陽極端點連接至該電力供應器的該電壓輸出；該第一電壓位準為地；該第二電壓位準為該電力供應器的該電壓輸出處的一電壓位準；該輸出級在受到該主動擺幅控制器的控制下， 選擇性地將該輸出級的該輸出節點的一電壓位準拉向地，該雷射二極體回應於此而被開啟並發光，以及選擇性地將該輸出級的該輸出節點拉向該電力供應器的該電壓輸出處的該電壓位準，該雷射二極體回應於此而被關閉且不發光；以及其中該主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝(inductive kickback)使該輸出級的該輸出節點處的該電壓位準擺動超過該電力供應器的該電壓輸出處的該電壓位準的一方式來驅動該輸出級，該電感反衝係回應於該雷射二極體被從開啟切換至關閉而發生。
  4. 如請求項1所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中：該輸出級包含一NMOS電晶體，該NMOS電晶體包含一閘極、連接至地的一源極、以及連接至該輸出級的該輸出節點的一汲極；以及一PMOS電晶體，該PMOS電晶體包含一閘極、連接至該電力供應器的該電壓輸出的一源極、以及連接至該NMOS電晶體的該汲極的一汲極；該主動擺幅控制器根據該調變訊號來驅動該輸出級的該NMOS電晶體與該PMOS電晶體的該等閘極；在該NMOS電晶體被開啟且該PMOS電晶體被關閉時，一電流從該電力供應器的該電壓輸出，流動通過該雷射二極體並通過該NMOS電晶體至地，此使得該雷射二極體開啟且 發光；以及在該NMOS電晶體被關閉且該PMOS電晶體被開啟時，實質上無電流流動通過該雷射二極體、該NMOS電晶體、以及該PMOS電晶體。
  5. 如請求項4所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中：該輸出級的該PMOS電晶體在該雷射二極體周圍提供一放電路徑，以分流相關聯於該電感反衝的一電流，該電感反衝係回應於該雷射二極體從開啟切換為關閉而發生；以及該輸出級的該PMOS電晶體亦提供阻抗匹配，阻抗匹配在該雷射二極體的該NMOS電晶體為關閉時，實質上消除了該輸出級的該輸出節點上的振鈴效應(ringing)。
  6. 如請求項4所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中該主動擺幅控制器包含：一強PMOS電晶體，該強PMOS電晶體選擇性地將該輸出級的該NMOS電晶體的該閘極處的一電壓位準，拉向該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，該NMOS電晶體回應於此而被從關閉切換至開啟，且該雷射二極體被從關閉切換至開啟且發光；一弱NMOS電晶體，該弱NMOS電晶體選擇性地將該輸出級的該NMOS電晶體的該閘極處的該電壓位準拉向地，該NMOS電晶體回應於此而從開啟切換至關閉，且該雷射二極體被從開啟切換至關閉且停止發光；以及 一另一PMOS電晶體，該另一PMOS電晶體選擇性地在該輸出級的該NMOS電晶體被從開啟切換至關閉時，連接該輸出級的該NMOS電晶體的該閘極與該汲極，且從而選擇性地將該輸出級的該NMOS電晶體連接如二極體；其中該強PMOS電晶體上拉該輸出級的該NMOS電晶體的閘極處的該電壓位準的一速率，快於該弱NMOS電晶體下拉該輸出級的該NMOS電晶體的該閘極處的該電壓位準的一速率，此使得該雷射二極體的開啟快於關閉。
  7. 如請求項1所述之電壓模式雷射二極體驅動器，該電壓模式雷射二極體驅動器進一步包含：一前級驅動器，該前級驅動器接收在地與一高電壓位準之間轉變的一高頻週期性差動訊號，該高電壓位準不同於該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，該前級驅動器並將該接收到的高頻週期性差動訊號電壓位移(voltage shifts)為在地與該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準之間轉變的一高頻週期性差動訊號；其中在地與該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準之間轉變的該高頻週期性差動訊號，包含該主動擺幅控制器賴以驅動該輸出級的該調變訊號。
  8. 如請求項1所述之電壓模式雷射二極體驅動器，該電壓模式雷射二極體驅動器進一步包含：一電力供應控制器，該電力供應控制器調整該電力供應 器的該電壓輸出的該電壓位準，使得在該雷射二極體開啟且發光時，流動通過該雷射二極體的該電流實質上等於一預先決定的所需電流。
  9. 如請求項8所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中該電力供應控制器產生被提供至該電力供應器的一回饋訊號，以根據在該雷射二極體為開啟時該輸出級的一電晶體的一汲極對源極電壓，來調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，該輸出級的該電晶體的該汲極對源極電壓，象徵該雷射二極體為開啟且發光時的一實際雷射二極體電流。
  10. 如請求項8所述之電壓模式雷射二極體驅動器，其中：該電力供應控制器產生用以調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準的一回饋訊號；以及該回饋訊號係根據該輸出級的一電晶體的一第一汲極對源極電壓以及一參考電晶體的一第二汲極對源極電壓之間的一差異而產生，該第一汲極對源極電壓象徵在雷射二極體開啟且發光時的一實際雷射二極體電流，且該第二汲極對源極電壓象徵一預先決定的所需雷射二極體電流。
  11. 一種用於驅動具有一陽極端點與一陰極端點的一雷射二極體的方法，由以具有一電壓輸出的一電力供應器來供電的一電壓模式雷射二極體驅動器使用，該方法包含以下步驟：選擇性地將該雷射二極體的該等端點之一者處的一電壓 位準拉向一第一電壓位準，回應於此，一電流流動通過該雷射二極體使得該雷射二極體開啟且發光，該電流係根據該電力供應器的該電壓輸出處的一電壓位準；選擇性地將該雷射二極體的該等端點之該者處的該電壓位準拉向一第二電壓位準，回應於此，電流停止流動通過該雷射二極體使得該雷射二極體關閉且不發光；以及調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，使得在該雷射二極體開啟且發光時流動通過該雷射二極體的該電流，實質上等於一預先決定的所需電流。
  12. 如請求項11所述之方法，其中該雷射二極體驅動器包含一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該雷射二極體的該等端點之該者連接至該輸出節點，以及該調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，使得在該雷射二極體開啟且發光時流動通過該雷射二極體的該電流，實質上等於一預先決定的所需電流之步驟，包含以下步驟：產生被提供至該電力供應器的一回饋訊號，以根據在該雷射二極體為開啟時該輸出級的一電晶體的一汲極對源極電壓，來調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，該輸出級的該電晶體的該汲極對源極電壓，象徵該雷射二極體為開啟且發光時的一實際雷射二極體電流。
  13. 如請求項11所述之方法，其中該雷射二極體驅動器包含一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該雷射二極體的該等端點之該者連接至該輸出節點，以及該調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，使得在該雷射二極體開啟且發光時流動通過該雷射二極體的該電流，實質上等於一預先決定的所需電流之步驟，包含以下步驟：該回饋訊號係根據該輸出級的一電晶體的一第一汲極對源極電壓以及一參考電晶體的一第二汲極對源極電壓之間的一差異而產生，該第一汲極對源極電壓象徵在雷射二極體開啟且發光時的一實際雷射二極體電流，且該第二汲極對源極電壓象徵一預先決定的所需雷射二極體電流；以及使用該回饋訊號以調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準。
  14. 如請求項11所述之方法，其中該雷射二極體驅動器包含一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該雷射二極體的該等端點之該者連接至該輸出節點，且其中該方法進一步包含以下步驟：實質上防止電感反衝使連接至該輸出級的該輸出節點的該雷射二極體的該等端點之該者處的該電壓位準擺動超過該第二電壓位準，該電感反衝係回應於該雷射二極 體被從開啟切換至關閉而發生。
  15. 如請求項11所述之方法，其中該雷射二極體驅動器包含一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該雷射二極體的該等端點之該者連接至該輸出節點，且其中該方法進一步包含以下步驟：在該雷射二極體周圍提供一放電路徑，以分流相關聯於電感反衝的電流，該電感反衝係回應於該雷射二極體從開啟切換為關閉而發生；以及提供阻抗匹配，阻抗匹配在該雷射二極體為關閉時，實質上消除了連接至該輸出級的該輸出節點的該雷射二極體的該等端點的該者上的振鈴效應。
  16. 一種深度攝影機系統，包含：一電力供應器，該電力供應器包含一電壓輸出；一雷射二極體，該雷射二極體包含一陽極端點與一陰極端點；一雷射二極體驅動器，該雷射二極體驅動器選擇性地使一電流從該電力供應器的該電壓輸出流動通過該雷射二極體，此使得該雷射二極體開啟且發光，以及選擇性地使得實質上沒有電流從該電力供應器的該電壓輸出流動通過該雷射二極體，此使得該雷射二極體關閉且不發光；以及 一影像像素偵測器，該影像像素偵測器偵測源自該雷射二極體並從一物件反射回且投射至該影像像素偵測器的光。
  17. 如請求項16所述之系統，其中該雷射二極體驅動器包含一電力供應控制器，該電力供應控制器調整該電力供應器的該電壓輸出的該電壓位準，使得在該雷射二極體開啟且發光時，流動通過該雷射二極體的該電流實質上等於一預先決定的所需電流。
  18. 如請求項16所述之系統，其中該雷射二極體驅動器包含：一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該輸出節點經配置以連接至該雷射二極體的該等端點之一者；以及一主動擺幅控制器，該主動擺幅控制器驅動該輸出級；其中該輸出級在受到該主動擺幅控制器的控制下，選擇性地將該輸出級的該輸出節點的一電壓位準拉向一第一電壓位準，該雷射二極體回應於此而被開啟並發光，以及選擇性地將該輸出級的該輸出節點拉向一第二電壓位準，該雷射二極體回應於此而被關閉且不發光；以及其中該主動擺幅控制器以實質上防止電感反衝使該輸出級的該輸出節點處的該電壓位準擺動超過該第二電壓位準的一方式來驅動該輸出級，該電感反衝係回應於該雷射二極體被從開啟切換至關閉而發生。
  19. 如請求項18所述之系統，其中該雷射二極體驅動器包含一輸出級，該輸出級具有一輸出節點，該雷射二極體的該等端點之一者係連接至該輸出節點，其中該輸出級提供：在該雷射二極體周圍的一放電路徑，以分流相關聯於該電感反衝的一電流，該電感反衝係回應於該雷射二極體從開啟切換為關閉而發生；以及阻抗匹配，該阻抗匹配在該雷射二極體為關閉時，實質上消除了連接至該輸出級的該輸出節點的該雷射二極體的該等端點的該者上的振鈴效應。
  20. 如請求項16所述之系統，該系統進一步包含：一或更多個處理器，該一或更多個處理器根據該影像像素偵測器的輸出來處理深度影像；其中該一或更多個處理器基於該等深度影像來更新一應用程式。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI603556B (zh) * 2016-10-31 2017-10-21 財團法人工業技術研究院 雷射驅動電路及其控制方法
TWI628976B (zh) * 2017-09-11 2018-07-01 明志科技大學 High-power laser diode driving device and driving and control method thereof
TWI691133B (zh) * 2019-07-25 2020-04-11 明志科技大學 三波長高光學輸出功率雷射二極體電源系統及其驅動方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10303035B2 (en) 2009-12-22 2019-05-28 View, Inc. Self-contained EC IGU
US10180606B2 (en) 2010-12-08 2019-01-15 View, Inc. Connectors for smart windows
US8643933B2 (en) 2011-12-14 2014-02-04 View, Inc. Connectors for smart windows
US10175549B2 (en) 2011-03-16 2019-01-08 View, Inc. Connectors for smart windows
US11719039B2 (en) 2011-12-14 2023-08-08 View, Inc. Connectors for smart windows
US11255120B2 (en) 2012-05-25 2022-02-22 View, Inc. Tester and electrical connectors for insulated glass units
WO2014032023A1 (en) 2012-08-23 2014-02-27 View, Inc. Photonic-powered ec devices
TWI498002B (zh) * 2013-04-10 2015-08-21 Vivotek Inc 影像轉換裝置
US9769459B2 (en) 2013-11-12 2017-09-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Power efficient laser diode driver circuit and method
US9456201B2 (en) * 2014-02-10 2016-09-27 Microsoft Technology Licensing, Llc VCSEL array for a depth camera
US10386486B2 (en) * 2016-06-21 2019-08-20 Microsoft Technology Licensing, Llc Systems and methods for time of flight laser pulse engineering
US20180129866A1 (en) 2016-11-10 2018-05-10 Intel Corporation Meta illuminator
US10355450B2 (en) * 2016-11-10 2019-07-16 Intel Corporation System and method of reducing speckle for an illuminator
US10451714B2 (en) 2016-12-06 2019-10-22 Sony Corporation Optical micromesh for computerized devices
US10536684B2 (en) * 2016-12-07 2020-01-14 Sony Corporation Color noise reduction in 3D depth map
US10495735B2 (en) 2017-02-14 2019-12-03 Sony Corporation Using micro mirrors to improve the field of view of a 3D depth map
WO2018152249A1 (en) 2017-02-16 2018-08-23 View, Inc. Solar power dynamic glass for heating and cooling buildings
US10795022B2 (en) 2017-03-02 2020-10-06 Sony Corporation 3D depth map
US10979687B2 (en) 2017-04-03 2021-04-13 Sony Corporation Using super imposition to render a 3D depth map
US10484667B2 (en) 2017-10-31 2019-11-19 Sony Corporation Generating 3D depth map using parallax
JP6917566B2 (ja) * 2018-04-27 2021-08-11 日亜化学工業株式会社 駆動回路及び処理装置
US20190045169A1 (en) * 2018-05-30 2019-02-07 Intel Corporation Maximizing efficiency of flight optical depth sensors in computing environments
US10549186B2 (en) 2018-06-26 2020-02-04 Sony Interactive Entertainment Inc. Multipoint SLAM capture
CN113167901A (zh) * 2018-12-03 2021-07-23 ams国际有限公司 利用强度信息的三维成像
CN210093396U (zh) * 2019-01-17 2020-02-18 深圳市光鉴科技有限公司 用于屏下的3d摄像头模组及电子设备
JP2020136901A (ja) * 2019-02-19 2020-08-31 キオクシア株式会社 半導体装置及びメモリシステム
US11579290B2 (en) 2019-06-05 2023-02-14 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited LIDAR system utilizing multiple networked LIDAR integrated circuits
US11728621B2 (en) * 2019-06-05 2023-08-15 Stmicroelectronics (Research & Development) Limited Voltage controlled steered VCSEL driver
FR3097332A1 (fr) 2019-06-11 2020-12-18 STMicroelectronics (Alps) SAS Circuit de commande à grande vitesse et à forte puissance d’émetteur de lumière optique
US11482836B2 (en) 2020-01-28 2022-10-25 Stmicroelectronics (Grenoble 2) Sas Laser diode driver circuits and methods of operating thereof
US20230111084A1 (en) * 2021-10-12 2023-04-13 Zebra Technologies Corporation Methods and devices for an electrically efficient green laser diode drive system with boost servo

Family Cites Families (176)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2002191B (en) 1977-07-04 1982-08-18 Secr Defence Electronic pulse generators
US4509130A (en) * 1982-06-03 1985-04-02 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Digital control of diode laser for atmospheric spectroscopy
US4695953A (en) 1983-08-25 1987-09-22 Blair Preston E TV animation interactively controlled by the viewer
US4630910A (en) 1984-02-16 1986-12-23 Robotic Vision Systems, Inc. Method of measuring in three-dimensions at high speed
US4627620A (en) 1984-12-26 1986-12-09 Yang John P Electronic athlete trainer for improving skills in reflex, speed and accuracy
US4645458A (en) 1985-04-15 1987-02-24 Harald Phillip Athletic evaluation and training apparatus
US4647792A (en) * 1985-07-15 1987-03-03 Gte Laboratories Incorporated High speed laser driver
US4702475A (en) 1985-08-16 1987-10-27 Innovating Training Products, Inc. Sports technique and reaction training system
US4843568A (en) 1986-04-11 1989-06-27 Krueger Myron W Real time perception of and response to the actions of an unencumbered participant/user
US4711543A (en) 1986-04-14 1987-12-08 Blair Preston E TV animation interactively controlled by the viewer
US4796997A (en) 1986-05-27 1989-01-10 Synthetic Vision Systems, Inc. Method and system for high-speed, 3-D imaging of an object at a vision station
US5184295A (en) 1986-05-30 1993-02-02 Mann Ralph V System and method for teaching physical skills
US4751642A (en) 1986-08-29 1988-06-14 Silva John M Interactive sports simulation system with physiological sensing and psychological conditioning
US4809065A (en) 1986-12-01 1989-02-28 Kabushiki Kaisha Toshiba Interactive system and related method for displaying data to produce a three-dimensional image of an object
US4817950A (en) 1987-05-08 1989-04-04 Goo Paul E Video game control unit and attitude sensor
US5239464A (en) 1988-08-04 1993-08-24 Blair Preston E Interactive video system providing repeated switching of multiple tracks of actions sequences
US5239463A (en) 1988-08-04 1993-08-24 Blair Preston E Method and apparatus for player interaction with animated characters and objects
US4901362A (en) 1988-08-08 1990-02-13 Raytheon Company Method of recognizing patterns
US4893183A (en) 1988-08-11 1990-01-09 Carnegie-Mellon University Robotic vision system
JPH02199526A (ja) 1988-10-14 1990-08-07 David G Capper 制御インターフェース装置
US4925189A (en) 1989-01-13 1990-05-15 Braeunig Thomas F Body-mounted video game exercise device
US5229756A (en) 1989-02-07 1993-07-20 Yamaha Corporation Image control apparatus
US5469740A (en) 1989-07-14 1995-11-28 Impulse Technology, Inc. Interactive video testing and training system
JP2854347B2 (ja) 1989-11-08 1999-02-03 富士通株式会社 レーザーダイオード保護回路
JPH03103822U (zh) 1990-02-13 1991-10-29
US5101444A (en) 1990-05-18 1992-03-31 Panacea, Inc. Method and apparatus for high speed object location
US5148154A (en) 1990-12-04 1992-09-15 Sony Corporation Of America Multi-dimensional user interface
US5534917A (en) 1991-05-09 1996-07-09 Very Vivid, Inc. Video image based control system
US5417210A (en) 1992-05-27 1995-05-23 International Business Machines Corporation System and method for augmentation of endoscopic surgery
US5295491A (en) 1991-09-26 1994-03-22 Sam Technology, Inc. Non-invasive human neurocognitive performance capability testing method and system
US6054991A (en) 1991-12-02 2000-04-25 Texas Instruments Incorporated Method of modeling player position and movement in a virtual reality system
JPH06508788A (ja) 1991-12-03 1994-10-06 フレンチ　スポーテク　コーポレイション 対話型ビデオ式検査および訓練システム
US5875108A (en) 1991-12-23 1999-02-23 Hoffberg; Steven M. Ergonomic man-machine interface incorporating adaptive pattern recognition based control system
JPH07325934A (ja) 1992-07-10 1995-12-12 Walt Disney Co:The 仮想世界に向上したグラフィックスを提供する方法および装置
US5999908A (en) 1992-08-06 1999-12-07 Abelow; Daniel H. Customer-based product design module
US5320538A (en) 1992-09-23 1994-06-14 Hughes Training, Inc. Interactive aircraft training system and method
IT1257294B (it) 1992-11-20 1996-01-12 Dispositivo atto a rilevare la configurazione di un'unita' fisiologicadistale,da utilizzarsi in particolare come interfaccia avanzata per macchine e calcolatori.
US5495576A (en) 1993-01-11 1996-02-27 Ritchey; Kurtis J. Panoramic image based virtual reality/telepresence audio-visual system and method
US5690582A (en) 1993-02-02 1997-11-25 Tectrix Fitness Equipment, Inc. Interactive exercise apparatus
JP2799126B2 (ja) 1993-03-26 1998-09-17 株式会社ナムコ ビデオゲーム装置及びゲーム用入力装置
US5405152A (en) 1993-06-08 1995-04-11 The Walt Disney Company Method and apparatus for an interactive video game with physical feedback
US5454043A (en) 1993-07-30 1995-09-26 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Dynamic and static hand gesture recognition through low-level image analysis
US5423554A (en) 1993-09-24 1995-06-13 Metamedia Ventures, Inc. Virtual reality game method and apparatus
US5980256A (en) 1993-10-29 1999-11-09 Carmein; David E. E. Virtual reality system with enhanced sensory apparatus
JP3419050B2 (ja) 1993-11-19 2003-06-23 株式会社日立製作所 入力装置
US5347306A (en) 1993-12-17 1994-09-13 Mitsubishi Electric Research Laboratories, Inc. Animated electronic meeting place
JP2552427B2 (ja) 1993-12-28 1996-11-13 コナミ株式会社 テレビ遊戯システム
US5577981A (en) 1994-01-19 1996-11-26 Jarvik; Robert Virtual reality exercise machine and computer controlled video system
US5580249A (en) 1994-02-14 1996-12-03 Sarcos Group Apparatus for simulating mobility of a human
US5597309A (en) 1994-03-28 1997-01-28 Riess; Thomas Method and apparatus for treatment of gait problems associated with parkinson's disease
US5385519A (en) 1994-04-19 1995-01-31 Hsu; Chi-Hsueh Running machine
US5524637A (en) 1994-06-29 1996-06-11 Erickson; Jon W. Interactive system for measuring physiological exertion
JPH0844490A (ja) 1994-07-28 1996-02-16 Matsushita Electric Ind Co Ltd インターフェイス装置
US5563988A (en) 1994-08-01 1996-10-08 Massachusetts Institute Of Technology Method and system for facilitating wireless, full-body, real-time user interaction with a digitally represented visual environment
US6714665B1 (en) 1994-09-02 2004-03-30 Sarnoff Corporation Fully automated iris recognition system utilizing wide and narrow fields of view
US5516105A (en) 1994-10-06 1996-05-14 Exergame, Inc. Acceleration activated joystick
US5638300A (en) 1994-12-05 1997-06-10 Johnson; Lee E. Golf swing analysis system
JPH08161292A (ja) 1994-12-09 1996-06-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd 混雑度検知方法およびそのシステム
US5594469A (en) 1995-02-21 1997-01-14 Mitsubishi Electric Information Technology Center America Inc. Hand gesture machine control system
US5682229A (en) 1995-04-14 1997-10-28 Schwartz Electro-Optics, Inc. Laser range camera
US5913727A (en) 1995-06-02 1999-06-22 Ahdoot; Ned Interactive movement and contact simulation game
WO1996041304A1 (en) 1995-06-07 1996-12-19 The Trustees Of Columbia University In The City Of New York Apparatus and methods for determining the three-dimensional shape of an object using active illumination and relative blurring in two images due to defocus
US5682196A (en) 1995-06-22 1997-10-28 Actv, Inc. Three-dimensional (3D) video presentation system providing interactive 3D presentation with personalized audio responses for multiple viewers
US5702323A (en) 1995-07-26 1997-12-30 Poulton; Craig K. Electronic exercise enhancer
US6430997B1 (en) 1995-11-06 2002-08-13 Trazer Technologies, Inc. System and method for tracking and assessing movement skills in multidimensional space
US6073489A (en) 1995-11-06 2000-06-13 French; Barry J. Testing and training system for assessing the ability of a player to complete a task
US6308565B1 (en) 1995-11-06 2001-10-30 Impulse Technology Ltd. System and method for tracking and assessing movement skills in multidimensional space
US6098458A (en) 1995-11-06 2000-08-08 Impulse Technology, Ltd. Testing and training system for assessing movement and agility skills without a confining field
US6176782B1 (en) 1997-12-22 2001-01-23 Philips Electronics North America Corp. Motion-based command generation technology
US5933125A (en) 1995-11-27 1999-08-03 Cae Electronics, Ltd. Method and apparatus for reducing instability in the display of a virtual environment
US5641288A (en) 1996-01-11 1997-06-24 Zaenglein, Jr.; William G. Shooting simulating process and training device using a virtual reality display screen
AU3283497A (en) 1996-05-08 1997-11-26 Real Vision Corporation Real time simulation using position sensing
US6173066B1 (en) 1996-05-21 2001-01-09 Cybernet Systems Corporation Pose determination and tracking by matching 3D objects to a 2D sensor
US5989157A (en) 1996-08-06 1999-11-23 Walton; Charles A. Exercising system with electronic inertial game playing
AU3954997A (en) 1996-08-14 1998-03-06 Nurakhmed Nurislamovich Latypov Method for following and imaging a subject's three-dimensional position and orientation, method for presenting a virtual space to a subject, and systems for implementing said methods
US5748657A (en) 1996-08-26 1998-05-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High efficiency constant current laser driver
JP3064928B2 (ja) 1996-09-20 2000-07-12 日本電気株式会社 被写体抽出方式
DE69626208T2 (de) 1996-12-20 2003-11-13 Hitachi Europ Ltd Verfahren und System zur Erkennung von Handgesten
US6009210A (en) 1997-03-05 1999-12-28 Digital Equipment Corporation Hands-free interface to a virtual reality environment using head tracking
US6100896A (en) 1997-03-24 2000-08-08 Mitsubishi Electric Information Technology Center America, Inc. System for designing graphical multi-participant environments
JP3456120B2 (ja) 1997-09-09 2003-10-14 三菱電機株式会社 レーザダイオード用電源制御装置
US5877803A (en) 1997-04-07 1999-03-02 Tritech Mircoelectronics International, Ltd. 3-D image detector
US6215898B1 (en) 1997-04-15 2001-04-10 Interval Research Corporation Data processing system and method
JP3077745B2 (ja) 1997-07-31 2000-08-14 日本電気株式会社 データ処理方法および装置、情報記憶媒体
US6188777B1 (en) 1997-08-01 2001-02-13 Interval Research Corporation Method and apparatus for personnel detection and tracking
US6289112B1 (en) 1997-08-22 2001-09-11 International Business Machines Corporation System and method for determining block direction in fingerprint images
US6720949B1 (en) 1997-08-22 2004-04-13 Timothy R. Pryor Man machine interfaces and applications
AUPO894497A0 (en) 1997-09-02 1997-09-25 Xenotech Research Pty Ltd Image processing method and apparatus
EP0905644A3 (en) 1997-09-26 2004-02-25 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Hand gesture recognizing device
US6141463A (en) 1997-10-10 2000-10-31 Electric Planet Interactive Method and system for estimating jointed-figure configurations
WO1999019840A1 (en) 1997-10-15 1999-04-22 Electric Planet, Inc. A system and method for generating an animatable character
US6101289A (en) 1997-10-15 2000-08-08 Electric Planet, Inc. Method and apparatus for unencumbered capture of an object
US6130677A (en) 1997-10-15 2000-10-10 Electric Planet, Inc. Interactive computer vision system
US6072494A (en) 1997-10-15 2000-06-06 Electric Planet, Inc. Method and apparatus for real-time gesture recognition
AU1099899A (en) 1997-10-15 1999-05-03 Electric Planet, Inc. Method and apparatus for performing a clean background subtraction
US6181343B1 (en) 1997-12-23 2001-01-30 Philips Electronics North America Corp. System and method for permitting three-dimensional navigation through a virtual reality environment using camera-based gesture inputs
JP2002516121A (ja) 1998-03-03 2002-06-04 アリーナ， インコーポレイテッド 多次元空間における運動技術を追跡し、そして評価するためのシステムおよび方法
US6159100A (en) 1998-04-23 2000-12-12 Smith; Michael D. Virtual reality game
US6077201A (en) 1998-06-12 2000-06-20 Cheng; Chau-Yang Exercise bicycle
US20010008561A1 (en) 1999-08-10 2001-07-19 Paul George V. Real-time object tracking system
US6950534B2 (en) 1998-08-10 2005-09-27 Cybernet Systems Corporation Gesture-controlled interfaces for self-service machines and other applications
US7121946B2 (en) 1998-08-10 2006-10-17 Cybernet Systems Corporation Real-time head tracking system for computer games and other applications
US7036094B1 (en) 1998-08-10 2006-04-25 Cybernet Systems Corporation Behavior recognition system
US6681031B2 (en) 1998-08-10 2004-01-20 Cybernet Systems Corporation Gesture-controlled interfaces for self-service machines and other applications
US6801637B2 (en) 1999-08-10 2004-10-05 Cybernet Systems Corporation Optical body tracker
IL126284A (en) 1998-09-17 2002-12-01 Netmor Ltd System and method for three dimensional positioning and tracking
DE69936620T2 (de) 1998-09-28 2008-05-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd., Kadoma Verfahren und Vorrichtung zum Segmentieren von Handgebärden
AU1930700A (en) 1998-12-04 2000-06-26 Interval Research Corporation Background estimation and segmentation based on range and color
US6147678A (en) 1998-12-09 2000-11-14 Lucent Technologies Inc. Video hand image-three-dimensional computer interface with multiple degrees of freedom
EP2026035A2 (en) 1998-12-16 2009-02-18 3DV Systems Ltd. 3D camera for distance measurements
US6570555B1 (en) 1998-12-30 2003-05-27 Fuji Xerox Co., Ltd. Method and apparatus for embodied conversational characters with multimodal input/output in an interface device
US6363160B1 (en) 1999-01-22 2002-03-26 Intel Corporation Interface using pattern recognition and tracking
US7003134B1 (en) 1999-03-08 2006-02-21 Vulcan Patents Llc Three dimensional object pose estimation which employs dense depth information
US6299308B1 (en) 1999-04-02 2001-10-09 Cybernet Systems Corporation Low-cost non-imaging eye tracker system for computer control
US20020071468A1 (en) * 1999-09-27 2002-06-13 Sandstrom Richard L. Injection seeded F2 laser with pre-injection filter
US6503195B1 (en) 1999-05-24 2003-01-07 University Of North Carolina At Chapel Hill Methods and systems for real-time structured light depth extraction and endoscope using real-time structured light depth extraction
US6476834B1 (en) 1999-05-28 2002-11-05 International Business Machines Corporation Dynamic creation of selectable items on surfaces
US6873723B1 (en) 1999-06-30 2005-03-29 Intel Corporation Segmenting three-dimensional video images using stereo
US6738066B1 (en) 1999-07-30 2004-05-18 Electric Plant, Inc. System, method and article of manufacture for detecting collisions between video images generated by a camera and an object depicted on a display
US7113918B1 (en) 1999-08-01 2006-09-26 Electric Planet, Inc. Method for video enabled electronic commerce
US7050606B2 (en) 1999-08-10 2006-05-23 Cybernet Systems Corporation Tracking and gesture recognition system particularly suited to vehicular control applications
US6663491B2 (en) 2000-02-18 2003-12-16 Namco Ltd. Game apparatus, storage medium and computer program that adjust tempo of sound
US6633294B1 (en) 2000-03-09 2003-10-14 Seth Rosenthal Method and apparatus for using captured high density motion for animation
EP1152261A1 (en) 2000-04-28 2001-11-07 CSEM Centre Suisse d'Electronique et de Microtechnique SA Device and method for spatially resolved photodetection and demodulation of modulated electromagnetic waves
US6640202B1 (en) 2000-05-25 2003-10-28 International Business Machines Corporation Elastic sensor mesh system for 3-dimensional measurement, mapping and kinematics applications
US6731799B1 (en) 2000-06-01 2004-05-04 University Of Washington Object segmentation with background extraction and moving boundary techniques
US6788809B1 (en) 2000-06-30 2004-09-07 Intel Corporation System and method for gesture recognition in three dimensions using stereo imaging and color vision
US7227526B2 (en) 2000-07-24 2007-06-05 Gesturetek, Inc. Video-based image control system
US7058204B2 (en) 2000-10-03 2006-06-06 Gesturetek, Inc. Multiple camera control system
US7039676B1 (en) 2000-10-31 2006-05-02 International Business Machines Corporation Using video image analysis to automatically transmit gestures over a network in a chat or instant messaging session
US6539931B2 (en) 2001-04-16 2003-04-01 Koninklijke Philips Electronics N.V. Ball throwing assistant
US8035612B2 (en) 2002-05-28 2011-10-11 Intellectual Ventures Holding 67 Llc Self-contained interactive video display system
US7259747B2 (en) 2001-06-05 2007-08-21 Reactrix Systems, Inc. Interactive video display system
JP3420221B2 (ja) 2001-06-29 2003-06-23 株式会社コナミコンピュータエンタテインメント東京 ゲーム装置及びプログラム
US6697402B2 (en) * 2001-07-19 2004-02-24 Analog Modules, Inc. High-power pulsed laser diode driver
US6937742B2 (en) 2001-09-28 2005-08-30 Bellsouth Intellectual Property Corporation Gesture activated home appliance
WO2003089277A1 (de) 2002-04-19 2003-10-30 Iee International Electronics & Engineering S.A. Sicherheitsvorrichtung für ein fahrzeug
US7710391B2 (en) 2002-05-28 2010-05-04 Matthew Bell Processing an image utilizing a spatially varying pattern
US7170492B2 (en) 2002-05-28 2007-01-30 Reactrix Systems, Inc. Interactive video display system
US7348963B2 (en) 2002-05-28 2008-03-25 Reactrix Systems, Inc. Interactive video display system
US7489812B2 (en) 2002-06-07 2009-02-10 Dynamic Digital Depth Research Pty Ltd. Conversion and encoding techniques
US7576727B2 (en) 2002-12-13 2009-08-18 Matthew Bell Interactive directed light/sound system
JP4235729B2 (ja) 2003-02-03 2009-03-11 国立大学法人静岡大学 距離画像センサ
EP1477924B1 (en) 2003-03-31 2007-05-02 HONDA MOTOR CO., Ltd. Gesture recognition apparatus, method and program
US8072470B2 (en) 2003-05-29 2011-12-06 Sony Computer Entertainment Inc. System and method for providing a real-time three-dimensional interactive environment
WO2004107266A1 (en) 2003-05-29 2004-12-09 Honda Motor Co., Ltd. Visual tracking using depth data
EP3196805A3 (en) 2003-06-12 2017-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Target orientation estimation using depth sensing
US7536032B2 (en) 2003-10-24 2009-05-19 Reactrix Systems, Inc. Method and system for processing captured image information in an interactive video display system
US7379563B2 (en) 2004-04-15 2008-05-27 Gesturetek, Inc. Tracking bimanual movements
US7308112B2 (en) 2004-05-14 2007-12-11 Honda Motor Co., Ltd. Sign based human-machine interaction
US7704135B2 (en) 2004-08-23 2010-04-27 Harrison Jr Shelton E Integrated game system, method, and device
US20060119380A1 (en) * 2004-12-07 2006-06-08 Jason Gonzalez Integrated circuit input/output signal termination with reduced power dissipation
KR20060070280A (ko) 2004-12-20 2006-06-23 한국전자통신연구원 손 제스처 인식을 이용한 사용자 인터페이스 장치 및 그방법
KR100615596B1 (ko) * 2004-12-22 2006-08-25 삼성전자주식회사 반도체 장치
JP2008537190A (ja) 2005-01-07 2008-09-11 ジェスチャー テック，インコーポレイテッド 赤外線パターンを照射することによる対象物の三次元像の生成
JP5080273B2 (ja) 2005-01-07 2012-11-21 クアルコム，インコーポレイテッド オプティカルフローに基づく傾きセンサー
US7853041B2 (en) 2005-01-07 2010-12-14 Gesturetek, Inc. Detecting and tracking objects in images
KR100960577B1 (ko) 2005-02-08 2010-06-03 오블롱 인더스트리즈, 인크 제스처 기반의 제어 시스템을 위한 시스템 및 방법
JP4686595B2 (ja) 2005-03-17 2011-05-25 本田技研工業株式会社 クリティカルポイント解析に基づくポーズ推定
RU2007146172A (ru) 2005-05-17 2009-06-27 Гестуретэк, Инк. (Us) Вывод сигнала, чувствительный к ориентации
ATE412882T1 (de) 2005-08-12 2008-11-15 Mesa Imaging Ag Hochempfindliches, schnelles pixel für anwendung in einem bildsensor
US20080026838A1 (en) 2005-08-22 2008-01-31 Dunstan James E Multi-player non-role-playing virtual world games: method for two-way interaction between participants and multi-player virtual world games
US7450736B2 (en) 2005-10-28 2008-11-11 Honda Motor Co., Ltd. Monocular tracking of 3D human motion with a coordinated mixture of factor analyzers
US7701439B2 (en) 2006-07-13 2010-04-20 Northrop Grumman Corporation Gesture recognition simulation system and method
JP5395323B2 (ja) 2006-09-29 2014-01-22 ブレインビジョン株式会社 固体撮像素子
US7412077B2 (en) 2006-12-29 2008-08-12 Motorola, Inc. Apparatus and methods for head pose estimation and head gesture detection
US7729530B2 (en) 2007-03-03 2010-06-01 Sergey Antonov Method and apparatus for 3-D data input to a personal computer with a multimedia oriented operating system
US7852262B2 (en) 2007-08-16 2010-12-14 Cybernet Systems Corporation Wireless mobile indoor/outdoor tracking system
CN101254344B (zh) 2008-04-18 2010-06-16 李刚 场地方位与显示屏点阵按比例相对应的游戏装置和方法
US8184670B2 (en) 2009-10-09 2012-05-22 Analog Modules, Inc. Smart linear pulsed laser diode driver, and method
US8638424B2 (en) 2010-01-19 2014-01-28 Microsoft Corporation Charge equalizing clock driver and other enhancements for time-of-flight depth sensing and other systems
US20120017153A1 (en) 2010-07-15 2012-01-19 Ken Matsuda Dynamic video editing
US20120056982A1 (en) * 2010-09-08 2012-03-08 Microsoft Corporation Depth camera based on structured light and stereo vision
US8581519B2 (en) 2011-08-25 2013-11-12 Hong Kong Applied Science & Technology Research Institute Co., Ltd. Current-switching LED driver using DAC to ramp bypass currents to accelerate switching speed and reduce ripple
TW201316822A (zh) * 2011-10-11 2013-04-16 Tatung Co 恆流驅動電路及具有恆流驅動電路之光發射器
US9769459B2 (en) 2013-11-12 2017-09-19 Microsoft Technology Licensing, Llc Power efficient laser diode driver circuit and method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI603556B (zh) * 2016-10-31 2017-10-21 財團法人工業技術研究院 雷射驅動電路及其控制方法
TWI628976B (zh) * 2017-09-11 2018-07-01 明志科技大學 High-power laser diode driving device and driving and control method thereof
TWI691133B (zh) * 2019-07-25 2020-04-11 明志科技大學 三波長高光學輸出功率雷射二極體電源系統及其驅動方法

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