[发明专利]多模式深度成像

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

第一成像阵列，所述第一成像阵列包括分布在多个强度响应像素上的多个相位响应像素；

经调制的光源，所述经调制的光源被配置成在所述第一成像阵列的视野中发射经调制的光；

第一驱动器，所述第一驱动器被配置成调制所述光并且同步地控制来自所述相位响应像素的电荷收集以提供飞行时间深度估计；

强度响应像素的第二成像阵列，所述第二成像阵列被布置成与所述第一成像阵列相距一固定距离；以及

第二驱动器，所述第二驱动器被配置成识别所述第一成像阵列的强度响应像素和所述第二成像阵列的对应的强度响应像素之间的差异来提供立体光学深度估计。

2.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，进一步包括结构化光源，所述结构化光源被配置成在所述第二成像阵列的视野中发射结构化的光。

3.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，进一步包括第一和第二物镜系统，所述第一和第二物镜系统被布置成分别在所述第一和第二成像阵列的前面，并且被配置成使得所述第一和第二成像阵列具有重叠的视野。

4.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述多个相位响应像素被布置成平行的多行连续相位响应像素，位于中间的、连续的强度响应像素的各相互平行的行之间。

5.如权利要求4所述的成像系统，其特征在于，给定行的一组连续相位响应像素被并发地编址以提供针对该组的多个电荷存储。

6.如权利要求4所述的成像系统，其特征在于，所述平行的行被垂直地布置。

7.如权利要求4所述的成像系统，其特征在于，所述平行的行被水平地布置。

8.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第一成像阵列的强度响应像素仅被包括在所述第一成像阵列的对所述第一和第二成像阵列的视野之间的重叠进行成像的部分中。

9.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，进一步包括双带通光学滤波器，所述双带通光学滤波器被布置在所述第一成像阵列前面并且被配置成透射可见光并且阻挡所述经调制的光源的发射频带之外的红外光。

10.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，每一个相位响应像素包括光学过滤器层，所述光学过滤器层被配置成阻挡所述经调制的光源的发射频带之外的波长。

11.如权利要求1所述的成像系统，其特征在于，所述第二成像阵列的强度响应像素包括红光、绿光、以及蓝光透射过滤元件，并且其中所述经调制的光源是红外光源。

12.一种在具有经调制的光源以及第一和第二成像阵列的成像系统中执行的深度感测方法，其中所述第一和第二成像阵列间隔一固定距离并且被配置成对物体成像，所述方法包括：

调制来自经调制的光源的发射并且同步地控制来自所述第一成像阵列的相位响应像素的电荷收集以为所述物体的多个表面点中的每一个提供飞行时间深度估计；

识别所述第一成像阵列的强度响应像素和所述第二成像阵列的对应的强度响应像素之间的差异，以便为所述物体的多个表面点中的每一个提供立体光学深度估计；以及

基于所述飞行时间深度估计和所述立体光学深度估计为所述物体的多个表面点中的每一个返回输出。

13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述输出包括针对所述物体的多个表面点中的每一个的飞行时间深度估计和立体光学深度估计的加权平均。

14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，还包括为所述物体的给定表面点计算飞行时间深度估计的不确定性，并且基于所述不确定性来调整与该表面点相关联的加权平均中的相对权重。

15.如权利要求14所述的方法，其特征在于，还包括如果所述不确定性低于阈值，则忽略所述给定点的立体光学深度估计。