[发明专利]多模式深度成像

说明书

背景

立体光学成像是一种用于对物体的三维轮廓成像的技术。在这一技术中，物体被并发地从两个不同视角观察，这两个不同视角相隔一固定的水平距离。并发图像的对应像素间的差异的量提供了对于到成像在各像素上的物体轨迹的距离的估计。立体光学成像提供了许多期望的特征，诸如良好的空间分辨率和边缘检测、对于环境光和图案化物体的容忍度、以及大的深度感测范围。然而，这一技术是计算上昂贵的，提供了有限的视野，并且对于光学遮挡和成像分量的不对准是敏感的。

概述

在一个实施例中，本公开提供了一种具有间隔一固定距离的第一和第二成像阵列、第一和第二驱动器、以及经调制的光源的成像系统。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；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。所述第一驱动器被配置成调制来自经调制的光源的光输出并且同步地控制来自所述相位响应像素的电荷收集。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位置差异。

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。此外，所要求保护的主题不限于解决在本公开的任一部分中所提及的任何或所有缺点的实现。

附图简述

图1是示例环境的示意平面图，其中成像系统被用于对物体成像。

图2示出了图1的成像系统的示例右成像阵列的各方面。

图3示出了与图2的右成像阵列相关联的光学过滤器的示例透射光谱。

图4示出了经由图1的成像系统实施的示例深度感测方法。

详细描述

现在将参考以上列出的附图来描述本公开的各方面。基本上相同的组件、过程步骤和其他元素被协调地标识并且以重复最小的方式描述。然而，将注意，同等地标识的各元素也可在一定程度上不同。将进一步注意到，附图是示意性的并且通常未按照比例绘制。当然，附图中所示的各种绘图比例、纵横比、以及组件的数量可故意地失真，以更容易看到某些特征或关系。

图1是示例环境10的示意平面图，其中成像系统12被用于对物体14成像。术语“成像”、“对……成像”等在本文中指的是捕获平面图像、深度图像、灰度图像、彩色图像、红外(IR)图像、静态图像、以及时间解析的一系列静态图像(即视频)。

图1中的成像系统12指向物体14的轮廓化的前表面16；这是正被成像的表面。在其中物体可相对于成像系统移动或反之的场景中，多个物体表面可被成像。图1中的物体的示意呈现不旨在在任何意义上进行限制，因为本公开适用于对许多不同种类的物体进行成像：例如内部和外部物体、背景和前景物体、以及诸如人之类的生物。

成像系统12被配置成输出表示物体14的图像数据18。图像数据可被传送给图像接收器20——例如个人计算机、家庭娱乐系统、平板、智能电话、或游戏系统。图像数据可经由任何合适的接口传送——例如诸如通用串行总线(USB)之类的有线接口、或诸如Wi-Fi或蓝牙接口之类的无线接口。图像数据可被用在图像接收器20中用于各种目的——例如用于为虚拟现实(VR)应用构造环境10的地图、或者用于记录来自图像接收器的用户的姿势输入。在一些实施例中，成像系统12和图像接收器20可被一起集成在同一设备中——例如具有近眼显示器部件的可佩戴设备。

成像系统12包括两个相机：具有右成像阵列24的右相机22、以及具有左成像阵列28的左相机26。右和左成像阵列相隔固定的水平距离D。将会理解，应用命名“右”和“左”仅仅是为了方便在所例示的配置中的组件标识。然而，本公开对于是所例示出的那些的镜像图像的配置也同等地满足。换言之，命名“右”和“左”可被整体互换以获得同样可接受的描述。类似的，相机和相关联的部件可垂直地或倾斜地分隔，并且被命名为“上”和“下”而不是“右”和“左”，而不背离本公开的精神或范围。