[发明专利]通过透射盖使用光学飞行时间技术进行深度感测

说明书

用于动态确定来自透射盖的反射的强度并中和它的技术，以改善深度测量的准确性。获得多个频率下的光调制的深度测量–其也可以被用于深度消歧–并将其用于对信息进行解耦以估计由透射盖本身或透射盖上的污迹反射的信号的强度以及由目标对象反射的信号的强度。

技术领域

本公开涉及使用光学飞行时间(time-of-flight，TOF)技术的深度感测。

背景技术

一些手持计算设备(诸如智能电话)可以提供多种不同的光学功能，诸如一维(1D)或三维(3D)手势检测、3D成像、飞行时间或接近度检测、环境光感测和/或前置二维(2D)相机成像。

例如，TOF传感器可以被用于检测到对象的距离或获得3D深度信息。一般而言，TOF系统基于发射的强度调制光的相位测量技术，该强度调制光被场景中的一个或多个对象反射。反射的光被成像到传感器上，并且光生电子在传感器中被解调。基于相位信息，可以针对传感器中每个像素确定到场景中某个点的距离(或深度)。

TOF传感器有时部署在主机设备(例如，智能电话)的盖玻璃下方。如果在盖玻璃的表面上存在污染(即，污迹)，光通过该表面朝着场景发射，那么污迹会将所发射的光中的一些朝着检测像素反射回去。这样的情况会导致距离或深度数据的不准确估计。

发明内容

本公开描述了用于动态确定来自透射盖(例如，盖玻璃)的反射的强度并中和(neutralize)该反射的强度以改善深度测量的准确性的技术。获得多个频率下的光调制的深度测量(其也可以被用于深度消歧)，并将其用于对信息进行解耦，以估计由透射盖(即，透射盖本身或透射盖上的污迹)反射的信号的强度和由目标对象反射的信号的强度。

例如，在一个方面，本公开描述了一种方法，该方法包括以第一调制频率从模块发射光并且以第二调制频率发射光，其中光通过透射盖朝着目标发射。该方法包括响应于以第一调制频率发射的光而测量表示由目标反射的光学信号和由透射盖反射的光学信号的组合的第一幅度和相移值，以及响应于以第二调制频率发射的光而测量表示由目标反射的光学信号和由透射盖反射的光学信号的组合的第二幅度和相移值。该方法还包括估计由透射盖反射的光学信号的幅度和由透射盖反射的光学信号的幅度，其中该估计至少部分地基于测量的第一及第二幅度和相移值并且基于在模块的校准期间获得的相移值。

在另一方面，本公开描述了一种装置，该装置包括透射盖、存储校准阶段相移值的存储器、光发射器和深度相机。光发射器可操作以便以第一调制频率从模块发射光并且可操作以便以第二调制频率发射光，其中光通过透射盖朝着目标发射。深度相机可操作以响应于以第一调制频率发射的光而测量表示由目标反射的光学信号和由透射盖反射的光学信号的组合的第一幅度和相移值。深度相机还可操作以响应于以第二调制频率发射的光而测量表示由目标反射的光学信号和由透射盖反射的光学信号的组合的第二幅度和相移值。该装置包括处理电路，该处理电路可操作以估计由透射盖反射的光学信号的幅度和由透射盖反射的光学信号的幅度。该处理电路可操作以至少部分地基于测量的第一及第二幅度和相移值并且基于校准阶段相移值来执行估计。

一些实施方式包括以下特征中的一个或多个。例如，在模块的校准期间获得的相移值可以分别表示由透射盖反射的光学信号的相移值和由目标反射的光学信号的相移值。另外，由透射盖反射的光学信号中的每一个可以包括由透射盖本身反射的光学信号或由透射盖上的污迹反射的光学信号中的至少一个。

在一些情况下，估计包括针对四个未知变量的值求解四个非线性方程式。估计可以包括例如使用迭代过程(例如，梯度下降)。