[发明专利]连续波飞行时间系统

权利要求书

1.连续波飞行时间CW-ToF摄像系统，包括:

用于输出激光的激光器；

成像传感器，包括多个成像像素，用于基于包括反射激光的入射光来累积电荷；和

图像采集系统，耦合到所述成像传感器并被配置为：

通过以下方式从所述成像传感器采集第一组电荷样本：

a)驱动所述激光器输出以第一调制信号调制的激光，其中所述第一调制信号具有第一频率；和

b)在步骤a之后，读出指示由所述成像传感器的多个成像像素中的至少一些成像像素累积的电荷的图像传感器值；

通过以下方式从所述成像传感器采集第二组电荷样本：

c)驱动所述激光器输出以第二调制信号调制的激光，其中所述第二调制信号具有第二频率，并且其中所述第二频率大于所述第一频率；和

d)在步骤c之后，读出指示由所述成像传感器的多个成像像素中的至少一些成像像素累积的电荷的图像传感器值；和

基于所述第一组电荷样本和所述第二组电荷样本确定深度帧；

其中与采集所述第二组电荷样本相比，所述CW-ToF摄像系统以相对低能量的模式操作来采集所述第一组电荷样本。

2.权利要求1所述的CW-ToF摄像系统，其中所述相对低能量的模式包括:

在步骤b)中，从所述成像传感器的第一组成像像素中读出图像传感器值；

在步骤d)中，从所述成像传感器的第二组成像像素中读出图像传感器值；

其中所述第一组成像像素比所述第二组成像像素包括更少的成像像素。

3.权利要求1所述的CW-ToF摄像系统，其中所述相对低能量的模式包括当采集所述第一组电荷样本时：

对两个或更多个成像像素的组的图像传感器值进行合并，使得所述第一组电荷样本中的每一个均包括多个合并的像素值。

4.权利要求3所述的CW-ToF摄像系统，其中步骤b)包括:

在模拟域中将两个或多个成像像素组的图像传感器值进行合并；和

数字转换所述多个合并的像素值。

5.权利要求2所述的CW-ToF摄像系统，其中所述图像采集系统进一步被配置为基于所述第一组电荷样本和所述第二组电荷样本确定深度帧，并且其中确定深度帧包括对所述第一组电荷样本进行上采样。

6.权利要求2所述的CW-ToF摄像系统，所述图像采集系统进一步被配置为基于所述第一组电荷样本和所述第二组电荷样本确定深度帧，并且其中确定深度帧包括:

使用所述第一组电荷样本来确定以第一调制频率调制的输出激光与入射在所述成像传感器上的光之间的相位差；和

对以第一调制频率调制的输出激光与入射在所述成像传感器上的光之间的确定的相位差进行上采样。

7.权利要求1所述的CW-ToF摄像系统，其中所述相对低能量的模式包括驱动所述激光器，使得以第一调制信号调制的输出激光的光功率低于以第二调制信号调制的输出激光的光功率。

8.权利要求1所述的CW-ToF摄像系统，其中所述图像采集系统包括一个或多个放大器，用于放大从所述成像传感器读取的信号，并且其中所述图像采集系统被配置为：

当采集所述第一组电荷样本时，以第一功率模式操作一个或多个放大器中的至少一些；和

当采集所述第二组电荷样本时，以第二功率模式操作一个或多个放大器中的至少一些，

其中所述第一功率模式低于所述第二功率模式。

9.权利要求1所述的CW-ToF摄像系统，其中所述图像采集系统包括一个或多个模数转换器ADC，用于将从所述成像传感器读取的模拟信号转换为数字信号，并且其中所述图像采集系统被配置为:

当确定第一组样本中的至少一些时，以第一功率模式操作至少一些ADC；和

当确定第二组样本中的至少一些时，以第二功率模式操作至少一些ADC，

其中所述第一功率模式低于所述第二功率模式。