广角3D感测制造技术

本公开内容的各方面涉及使用设备进行深度感测。一种示例设备包括第一光投射器，其被配置为朝着第二光投射器投射光，第二光投射器被配置为朝着第一光投射器投射光。该示例设备包括：位于第一光投射器和第二光投射器之间的反射组件，反射组件被配置为：将由第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由第二光投射器投射的光重定向到场景的第二部分上，并且场景的第一部分和第二部分彼此相邻并且相对于彼此不重叠。该示例设备包括接收器，其被配置为检测由第一光投射器和第二光投射器投射的经重定向的光的反射。射器投射的经重定向的光的反射。射器投射的经重定向的光的反射。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】广角3D感测
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求享受于2020年4月14日递交的并且名称为“WIDE
‑
ANGLE 3D SENSING”的美国非临时申请序列号16/848,487的利益，该申请的全部内容通过引用的方式将其全部内容并入本文中。


[0003]概括而言，本公开内容涉及深度感测系统，并且具体地，本公开内容涉及提高主动深度系统生成深度信息的速度和准确度。

技术介绍

[0004]被动深度感测系统测量从场景中的对象或表面反射的环境光，以确定感测系统与对象或表面之间的距离。主动深度感测系统将光脉冲发射到场景中，并且测量光脉冲的来自场景中的对象或表面的反射，以确定感测系统与对象或表面之间的距离。一些主动深度感测系统可以采用衍射光学元件(DOE)来将发射的光脉冲衍射为额外发射，额外发射可以增加投射到场景上的光的数量。在一些情况下，额外的发射可以用于在场景上创建(和复制)经译码的光图案。
[0005]由DOE创建的经译码的光图案的最大衍射角以及因此深度感测系统的视场(FOV)可能受到DOE的特征尺寸的限制。对于采用垂直腔面发射激光器(VCSEL)的深度感测系统，失真随着扇出角的增加而增加，这可能进一步限制FOV。尽管可以通过使用两个光投射器来将深度感测系统的FOV有效地加倍，但是与将根据从不同光投射器发射的光的反射而生成的深度信息拼接在一起相关联的图像伪影可能阻碍位于沿着场景的“拼接区域”的对象和表面的检测(或至少致使这是不现实的)。

技术实现思路
r/>[0006]本公开内容的系统、方法和设备均具有若干创新方面，其中没有单一方面单独地负责本文公开的期望属性。
[0007]本公开内容的一些方面涉及用于深度感测的设备。一种示例设备包括：第一光投射器、第二光投射器、反射组件和接收器。示例第一光投射器被配置为朝着示例第二光投射器投射光，示例第二光投射器被配置为朝着示例第一光投射器投射光。示例反射组件位于第一示例光投射器和第二示例光投射器之间，并且被配置为：将由示例第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由示例第二光投射器投射的光重定向到场景的第二部分上。场景的第一部分和第二部分可以彼此相邻并且相对于彼此不重叠。示例接收器被配置为检测由第一光投射器和第二光投射器投射的经重定向的光的反射。
[0008]本公开内容的一些其它方面涉及一种用于使用设备进行深度感测的方法。一种示例方法包括：从设备的第一光投射器朝着设备的第二光投射器投射光。该示例方法还包括：从第二光投射器朝着第一光投射器投射光。该示例方法还包括：经由位于第一光投射器和
第二光投射器之间的反射组件，将由第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由第二光投射器投射的光重定向到场景的第二部分上。场景的第一部分和第二部分可以彼此相邻并且相对于彼此不重叠。该示例方法还包括：检测由第一光投射器和第二光投射器投射的经重定向的光的反射。
[0009]本公开内容的一些其它方面涉及一种存储指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由设备的一个或多个处理器执行时使得设备执行操作。示例操作包括：从设备的第一光投射器朝着设备的第二光投射器投射光。示例操作还包括：从第二光投射器朝着第一光投射器投射光。示例操作还包括：经由位于第一光投射器和第二光投射器之间的反射组件，将由第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由第二光投射器投射的光重定向到场景的第二部分上。场景的第一部分和第二部分可以彼此相邻并且相对于彼此不重叠。示例操作还包括：检测由第一光投射器和第二光投射器投射的经重定向的光的反射。
[0010]在附图和以下说明书中阐述了在本公开内容中描述的主题的一种或多种实现的细节。根据描述、附图和权利要求，其它特征、方面和优势将变得显而易见。注意的是，以下附图的相对尺寸可能不是按比例绘制的。
附图说明
[0011]]图1示出了飞行时间(ToF)系统的示例。
[0012]图2A示出了其中多径干扰(MPI)可能影响ToF深度感测的示例环境。
[0013]图2B示出了其中MPI可能影响ToF深度感测的另一示例环境。
[0014]图2C示出了其中MPI可能影响ToF深度感测的另一示例环境。
[0015]图3示出了示例结构光(SL)系统。
[0016]图4示出了包括混合ToF和SL系统的示例设备的框图。
[0017]图5示出了说明用于ToF和SL系统的多个组件的示例操作时序的时序图。
[0018]图6A示出了示例ToF和SL系统。
[0019]图6B示出了图6A的在第一和第二模式下操作的示例ToF和SL系统。
[0020]图7示出了用于解调像素单元的示例电路图。
[0021]图8A示出了用于全局快门(GS)像素阵列的示例电路图。
[0022]图8B示出了用于GS像素阵列的另一示例电路图。
[0023]图9示出了用于在滚动快门(RS)实现中操作的混合ToF和SL像素阵列的示例电路图。
[0024]图10示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0025]图11A示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0026]图11B示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0027]图11C示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0028]图12示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0029]图13A示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0030]图13B示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0031]图13C示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0032]图14示出了说明根据一些实现的用于深度感测的示例过程的流程图。
[0033]在各个附图中，类似的附图标记和命名指示类似的元素。
具体实施方式
[0034]在本公开内容中描述的主题的实现可以允许主动深度感测系统的视场(FOV)在没有失真的情况下增加到超过由衍射光学元件(DOE)的特征尺寸和与垂直腔面发射激光器(VCSEL)相关联的最大扇出角所施加的限制，从而允许通过相对紧凑的主动深度感测系统进行广角3D感测。在一些实现中，主动深度感测系统可以包括：第一光投射器，其被配置为在第一方向上投射光；第二光投射器，其被配置为在与第一方向相反的第二方向上投射光；以及位于第一光投射器和第二光投射器之间的反射组件。反射组件可以被配置为将由第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，并且将由第二光投射器投射的光重定向到场景的第二部分上，场景的第二部分与场景的第一部分相邻但不重叠。主动深度感测系统还可以包括控制器，其基于来自场景的第一部分和第二部分的经重定向的光的反射来生成深度信息，同时至少部分地基于与反射组件相关联的一个或多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种设备，包括：第一光投射器和第二光投射器，所述第一光投射器被配置为朝着所述第二光投射器投射光，所述第二光投射器被配置为朝着所述第一光投射器投射光；位于所述第一光投射器和所述第二光投射器之间的反射组件，所述反射组件被配置为：将由所述第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由所述第二光投射器投射的光重定向到所述场景的第二部分上，其中，所述场景的所述第一部分和所述第二部分彼此相邻并且相对于彼此不重叠；以及接收器，其被配置为检测由所述第一光投射器和所述第二光投射器投射的经重定向的光的反射。2.根据权利要求1所述的设备，还包括被配置为进行以下操作的控制器：基于所检测到的经重定向的光的反射来生成深度信息；以及至少部分地基于与所述反射组件相关联的一个或多个折射角来校正所生成的深度信息中的投射失真。3.根据权利要求2所述的设备，其中，所述设备是相机或蜂窝电话中的至少一者，并且其中，所述控制器还被配置为：至少部分地基于所生成的深度信息来识别所述设备的使用者的面部。4.根据权利要求2所述的设备，其中，所述控制器还被配置为：至少部分地基于所生成的深度信息的第二部分来解决所生成的深度信息的第一部分中的多径干扰(MPI)。5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反射组件还被配置为：将由所述第一光投射器和所述第二光投射器投射的光对称地折射到所述场景的所述第一部分和所述第二部分中的相应部分上。6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述反射组件包括：第一反射元件，其被配置为将从所述第一光投射器投射的光的第一光路光学地折叠；以及第二反射元件，其被配置为将从所述第二光投射器投射的光的第二光路光学地折叠。7.根据权利要求6所述的设备，其中，所述第一反射元件和所述第二反射元件具有相同的折射率。8.根据权利要求6所述的设备，其中：所述第一反射元件还被配置为：至少部分地基于第一折叠光路来将由所述第一反射元件折叠的光折射到所述场景的所述第一部分上；以及所述第二反射元件还被配置为：至少部分地基于第二折叠光路来将由所述第二反射元件折叠的光折射到所述场景的所述第二部分上。9.根据权利要求6所述的设备，其中：所述第一反射元件包括第一棱镜，所述第一棱镜包括用于接收从所述第一光投射器投射的光的第一反射面；以及所述第二反射元件包括第二棱镜，所述第二棱镜包括用于接收从所述第二光投射器投射的光的第二反射面。10.根据权利要求1所述的设备，其中，所述第一光投射器和所述第二光投射器中的每个光投射器还包括可开闭漫射器，所述可开闭漫射器被配置为在结构光(SL)感测模式和飞
行时间(ToF)感测模式之间转换相应的光投射器。11.根据权利要求1所述的设备，其中，所述场景的所述第一部分和所述第二部分中的每个部分具有大于70度的视场(FOV)。12.根据权利要求1所述的设备，其中：由所述第一光投射器投射的光是沿着轴在第一方向上投射的；由所述第二光投射器投射的光是沿着所述轴在与所述第一方向相反的第二方向上投射的；所述第一光投射器和所述第二光投射器在物理上分开一距离；以及所述反射组件是沿着所述轴在所述第一光投射器和所述第二光投射器之间定位的。13.一种方法，包括：从设备的第一光投射器朝着所述设备的第二光投射器投射光；从所述第二光投射器朝着所述第一光投射器投射光；经由位于所述第一光投射器和所述第二光投射器之间的反射组件，将由所述第一光投射器投射的光重定向到场景的第一部分上，以及将由所述第二光投射器投射的光重定向到所述场景的第二部分上，其中，所述场景的所述第一部分和所述第二部分彼此相邻并且相对于彼此不重叠；以及检测由所述第一光投射器和所述第二光投射器投射的经重定向的光的反射。14.根据权利要求13所述的方法，还包括：基于所检测到的经重定向的光的反射来生成深度信息；以及至少部分地基于与所述反射组件相关联的一个或多个折射角来校正所生成的深度信息中的投射失真。15.根据权利要求14所述的方法，还包括：至少部分地基于所生成的深度信息来识别所述设备的使用者的面部。16.根据权利要求14所述的方法，还包括：至少部分地基于所生成的深度信息的第二部分来解决所生成的深度信息的第一部分中的多径干扰(MPI)。17.根据权利要求13所述的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：J，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：