飞行时间系统和飞行时间方法技术方案

一种飞行时间系统，具有光源和飞行时间传感器，光源向物体发射第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，第二波长大于第一波长，飞行时间传感器检测第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，并生成与检测到的第一光线相关联的第一飞行时间数据和与检测到的第二光线相关联的第二飞行时间数据

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行时间系统和飞行时间方法


[0001]本公开总体上涉及一种飞行时间系统和一种用于控制飞行时间系统的飞行时间方法
。

技术介绍

[0002]典型地，已知的飞行时间
(ToF)
系统具有用于照射感兴趣区域的光源和用于检测源自感兴趣区域的光以确定光源和感兴趣区域之间的距离的相机
。
例如，可以基于当光从光源传播到相机时引入的相移来确定该距离，该相移又与该距离相关联，并且该距离可以基于例如当光从光源传播到相机时的往返时间
。
[0003]为了在飞行时间技术中检测光，已知使用光源朝向感兴趣区域内的物体发射特定波长
(
例如，
850nm、940nm
等
)
的光，并且还使用具有多个像素的飞行时间传感器，其检测来自被照射物体的光
。
[0004]尽管存在用于在飞行时间系统中聚焦和检测光的技术，但是通常希望提供一种飞行时间系统和一种用于控制这种飞行时间系统的方法
。

技术实现思路

[0005]根据第一方面，本公开提供了一种飞行时间系统，其包括光源和飞行时间传感器，光源被配置为向物体发射第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，第二波长大于第一波长，飞行时间传感器被配置为检测第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，并生成与检测到的第一光线相关联的第一飞行时间数据和与检测到的第二光线相关联的第二飞行时间数据
。
[0006]根据第二方面，本公开提供了一种飞行时间方法，包括：驱动光源向物体发射第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，第二波长大于第一波长；以及驱动飞行时间传感器检测第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，并生成与检测到的第一光线相关联的第一飞行时间数据和与检测到的第二光线相关联的第二飞行时间数据
。
[0007]根据第三方面，本公开提供了一种飞行时间方法，包括：向物体发射第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，第二波长大于第一波长；检测第一波长的第一光线和第二波长的第二光线；以及生成与检测到的第一光线相关联的第一飞行时间数据和与检测到的第二光线相关联的第二飞行时间数据
。
[0008]在从属权利要求
、
以下描述和附图中阐述了进一步的方面
。
附图说明
[0009]参考附图，通过示例来解释实施方式，其中：
[0010]图1示出了在
FaceID
场景中由基于
NIR
的成像系统捕获的人脸图像；
[0011]图2示出了由基于短波红外
(SWIR)
的成像系统捕获的图1的人脸图像；
[0012]图3示意性地示出了包括具有两个光源元件的光源的飞行时间
(ToF)
系统的示例；
[0013]图4示意性地示出了包括在用于
ToF
系统的光源的每个发光元件中的双波长垂直腔表面发射激光器的侧视图；
[0014]图5示意性地示出了用于包括布置在第一层上的第一类型的成像元件和布置在第二层上的第二类型的成像元件的
ToF
系统的
ToF
传感器的实施方式的侧视图；
[0015]图6示意性地示出了用于包括布置在第一层上的第一类型的成像元件和布置在第二层上的第二类型的成像元件的
ToF
系统的
ToF
传感器的实施方式的俯视图；
[0016]图7示意性地示出了包括布置在一层上的第一类型和第二类型的成像元件的
ToF
传感器的另一实施方式的侧视图；
[0017]图8示意性地示出了包括布置在一层上的第一类型和第二类型的成像元件的
ToF
传感器的另一实施方式的俯视图；
[0018]图9示意性地示出了包括布置在一层上的第一类型
、
第二类型和第三类型的成像元件的
ToF
传感器的另一实施方式的俯视图；
[0019]图
10
示意性地示出了飞行时间深度感测系统；
[0020]图
11
是用于控制
ToF
系统的飞行时间方法的实施方式的流程图；以及
[0021]图
12
是用于控制飞行时间系统的飞行时间方法的另一实施方式的流程图
。
具体实施方式
[0022]在给出参考图3的实施方式的详细描述之前，先进行一般性解释
。
[0023]如开始所述，飞行时间
(ToF)
系统可以具有用于照射感兴趣区域的光源和用于检测来自感兴趣区域的光以确定光源和感兴趣区域之间的距离的飞行时间相机
。
飞行时间相机通常具有
ToF
图像传感器
、
光学部件
(
例如，透镜系统
)
等
。
[0024]通常，众所周知，
ToF
系统对一系列环境参数
(
例如，太阳光
)
敏感，这导致在被照射的感兴趣区域中存在高水平太阳光时饱和，因此，由太阳光在传感器上生成的噪声使得感兴趣区域中的信噪比
(SNR)
低，即，使得深度估计不精确，并且
ToF
系统的效率低
。
[0025]此外，
ToF
系统的效率通常不仅取决于其对太阳光谱功率的噪声容限
、
量子效率等，还取决于物体的颜色
。
感兴趣区域内被照射物体的材料具有不同的反射率，因此发射的光不会被同等地反射
。
这可能导致准确度和精确度的损失，例如，对于较暗的材料，例如，人的头发或深色汽车喷漆
。
这在基于近红外
(NIR)
的成像系统中也是有效的，例如，
NIR iToF(
间接
ToF)。
基于
NIR
的成像系统在近红外范围
(750nm
‑
1000nm)
内起作用，并且通常其工作波长为
(
大约
)850nm
或
(
大约
)940nm(
不将本公开限制于这些特定波长
)。
[0026]为了说明的目的，图1示出了在
FaceID
场景中由基于
NIR
的成像系统捕获的人脸图像
1。
在这个示例中，
NIR ToF
系统的工作波长为
940nm
或
980nm。
在该
NIR
工作波长下，皮肤反射率允许确定皮肤上的深度测量，但是由于
NIR
中头发和胡须的反射率，不能精确地确定黑色头发或黑色胡须的深度
。
从图1可以看出，在近红外范围内，人本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.
一种飞行时间系统，包括：光源，被配置为向物体发射第一波长的第一光线和第二波长的第二光线，所述第二波长大于所述第一波长；以及飞行时间传感器，被配置为检测所述第一波长的所述第一光线和所述第二波长的所述第二光线，并生成与所检测到的第一光线相关联的第一飞行时间数据和与所检测到的第二光线相关联的第二飞行时间数据
。2.
根据权利要求1所述的飞行时间系统，其中，所述飞行时间传感器包括至少一个被配置为检测所述第一光线的第一类型的第一成像元件和至少一个被配置为检测所述第二光线的第二类型的第二成像元件
。3.
根据权利要求2所述的飞行时间系统，其中，至少一个所述第一类型的第一成像元件布置在第一层中，并且至少一个所述第二类型的第二成像元件布置在第二层中，所述第一层和所述第二层彼此层叠布置
。4.
根据权利要求2所述的飞行时间系统，其中，至少一个所述第一类型的第一成像元件与至少一个所述第二类型的第二成像元件相邻
。5.
根据权利要求4所述的飞行时间系统，其中，第一类型的成像元件和第二类型的成像元件布置在一层中，形成马赛克图案
。6.
根据权利要求1所述的飞行时间系统，其中，所述飞行时间传感器还包括可调谐滤光器，所述可调谐滤光器被配置为通过所述第一光线或所述第二光线
。7.
根据权利要求2所述的飞行时间系统，其中，通过将第一解调方案应用于至少一个所述第一类型的第一成像元件来生成所述第一飞行时间数据，并且通过将第二解调方案应用于至少一个所述第二类型的第二成像元件来生成所述第二飞行时间数据，所述第一解调方案独立于所述第二解调方案来应用
。8.
根据权利要求1所述的飞行时间系统，其中，所述第一波长在近红外范围内，并且所述第二波长在短波红外范围内
。9.
根据权利要求1所述的飞行时间系统，其中，所述光源包括至少一个双垂直腔表面发射激光器，所述双垂直腔表面发射激光器被配置为发射所述第一光线和
/
或所述第二光线
。10.
根据权利要求3所述的飞行时间系统，还包括：被配置为将所述第一光线聚焦在所述第一层中的第一透镜和被配置为将所述第二光线聚焦在所述第二层中的第二透镜
。11.
根据权利要求1所述的飞行时间系统，还包括：控制器，被配置为控制所述光源同时发射所述第一波长的所述第一光线和所述第二波长的所述第二光线
。12.
根据权利要求1所述的飞...

【专利技术属性】
技术研发人员：迈达尼，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：