[发明专利]飞行相机的时间

说明书

一种CW‑TOF相机(20)，其使用相机传送以照亮场景的光的第一和第二调制频率的分段常数或线性离散指示函数，以及针对场景中的特征的光往返相机的往返时间t_R以对相机针对特征(31、32)获取的经卷绕的相移消除歧义。

背景

“连续波”飞行时间(TOF)相机(CW-TOF)传送具有通常是周期性地p的强度的电磁辐照(任选地IR光)的经幅度调制的“连续波”，以照亮相机对其进行成像的场景。由场景中的特征从透射光反射的光作为具有与透射光相同的调制但在相位上偏移了相移的反射光的波形到达相机。相机将反射光成像在光电传感器的一个或多个像素上，并且控制光电传感器的曝光周期使得对特征进行成像的像素响应于曝光周期与作为相移的函数的反射光的互相关来累积一定量的电荷。

概述

本公开的一实施例的一个方面涉及提供一种用第一和第二光波来照亮场景的CW-TOF相机，第一和第二光波具有分别在第一和第二调制频率f₁和f₂处被调制的强度以针对调制频率中的每一个获取场景中的特征的经卷绕的相移。CW-TOF相机将至少一个经卷绕的相移解卷绕，以响应于分段常数或线性“指示”函数来确定该至少一个经卷绕的相移的卷绕数n，并由此确定到特征的距离。指示函数是光从CW-TOF相机到特征并返回到相机的往返时间t_R的函数，并且任选地在函数的相邻分段的域的边界处不连续。该函数采用在指示函数的相邻分段的域中的往返时间的值的基本上不重叠的范围内的值，并且可被称为“离散化指示函数”(DIN或DIN函数)。沿DIN函数的常数或线性分段的DIN函数的值通常被称为离散化指示值或DIN值。对于相同调制频率的经卷绕的相移，与DIN函数的相邻分段的域中的往返时间相关联的不同卷绕数由不同的DIN值指示。

为了确定至少一个经卷绕的相移的卷绕数，CW-TOF相机对第一和第二经卷绕的相移进行处理以提供一值，其可被称为“试验指示”，其在经卷绕的相移中不存在误差的情况下任选地等于DIN函数的DIN值。CW-TOF相机响应于试验指示来确定特征的最有可能的DIN值，并由此确定至少一个经卷绕的相移的卷绕数和到特征的距离。

提供本概述以便以简化的形式介绍以下在详细描述中进一步描述的一些概念。本概述并不旨在标识所要求保护主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护主题的范围。

附图简述

下面将参考在此所附的在此段落之后列出的附图来描述本公开的各实施例的非限制性示例。在多于一幅附图中出现的相同的特征通常在其出现的所有附图中都以相同的标记来标记。标记表示附图中的本公开的实施例的一个给定特征的图标的标记可被用于参考该给定的特征。附图中所示的特征的维度是为了方便和清楚呈现而选择的，并且不必按比例显示。

图1A示意性地示出了根据本公开的一实施例的CW-TOF相机，该CW-TOF相机传送具有分别在第一和第二不同的调制频率处被连续地调制的强度的第一和第二光波以照亮场景并响应于DIN来确定到该场景中的特征的距离；

图1B示出了例示根据本公开的一实施例的第一和第二频率与DIN及其判别值的关系的曲线图；以及

图2示出了根据本公开的一实施例的图1A所示的CW-TOF相机将经卷绕的相移解卷绕并确定到场景中的特征的距离的过程的流程图。

详细描述

在下面的讨论中，参考图1A讨论根据本公开的一实施例的CW-TOF相机的特征。该图示意性地示出了用相机传送以照亮场景的光来对场景进行成像的CW-TOF相机，并且图形地例示了从场景中的不同特征到达相机的反射自透射光的光的相移的特征。