[发明专利]用于增强深度传感器装置的系统和方法

说明书

本公开涉及用于增强深度传感器装置的系统和方法。一种示例性深度成像装置包括：光学传感器，具有光轴；透镜，定位成将来自场景的光聚焦到光学传感器上；可变相位光学元件矩阵，其尺寸被设计成将不同的相位延迟引入到光的波前中；以及壳体，其将矩阵固定在光学传感器和透镜之间。所述装置还包括耦合到处理子系统的通信总线，所述处理子系统引导光学传感器捕捉场景的至少两个不同景象，以创建指示场景内深度的输出图像。所述装置包括将装置的光学部件耦合到壳体的定位系统。所述光学部件可以包括透镜、光学传感器和矩阵中的至少一个。还提供了其他相关系统和方法。

技术领域

本公开涉及用于增强深度传感器装置的系统和方法。

背景技术

成像系统可以在多种应用中使用光学传感器来捕捉图像、视频和表征场景或场景内的对象的其他信息。然而，传统的光学传感器装置和系统可能具有多种限制。例如，从可见光谱中的光捕捉标准图像的传统图像传感器可能不能提供场景的深度信息。相反，传统的飞行时间(ToF)传感器可能具有比其他图像传感器更低的分辨率，至少部分是由于解调反射信号以计算场景内的深度所需的电路。此外，一些传统的高光谱成像系统被设计成以牺牲空间分辨率为代价来提高光谱分辨率。因此，需要改进的成像装置、系统和方法。

发明内容

如下面将更详细地描述的，本公开描述了允许捕捉和使用场景的多个景象以增加深度感测系统的分辨率的系统、装置和方法。例如，光学图像传感器能够生成图像，例如，深度图，所述图像具有沿着图像传感器的光轴的分辨率，即，深度分辨率。所公开的系统、装置和方法可以向普通的图像捕捉相机提供用于生成深度图，并且可以允许获得更高分辨率的深度图。

在一个示例中，深度成像装置可以包括：光学传感器，具有光轴；透镜，被定位成将来自场景的光聚焦到光学传感器上；可变相位光学元件矩阵，其尺寸被设计成将至少两个不同的相位延迟引入到来自场景的光的波前中；以及壳体，可以将矩阵固定在光学传感器和透镜之间。深度成像装置还可以包括通信总线，其耦合到处理系统，所述处理系统可以引导光学传感器捕捉场景的至少两个不同景象，以创建指示场景内深度的输出图像。深度成像装置还可以包括定位系统。所述定位系统可以将深度成像装置的光学部件耦合到壳体。所述光学部件可以包括透镜、光学传感器或矩阵中的至少一个。

在一些实现方式中，定位系统可以包括以下中的至少一个：通道，被配置为容纳光学部件的边缘；粘合剂，将光学部件相对于壳体固定在固定位置；或者定位部件，可操作为将光学部件可移动地定位成至少基本垂直于光轴。处理子系统可以被配置为通过以下方式来执行相位差异化处理的一部分：当光学部件处于第一位置时，捕捉第一图像；致动所述定位部件，以将光学部件从第一位置移动到第二位置；当光学部件处于第二位置时，捕捉第二图像；并且将所述第一图像和所述第二图像组合成具有表征所述场景的至少一部分的深度信息的输出图像。处理子系统还可以被配置成通过由第一图像和第二图像表示的场景的两个不同景象之间的三角测量将第一图像和第二图像组合成输出图像，以提供场景的深度图(深度映射)，作为输出图像。所述深度图可以包括场景的多个部分的深度尺寸值。所述第一和第二图像可以包括场景的深度图像，每个图像具有场景的三维表示。所述输出图像可以包括来自第一图像和第二图像的深度信息。