用于确定表示从场景中对象反射光的强度值的方法和设备技术

本公开的实施例涉及了用于确定表示从场景中对象反射的光的强度的强度值的方法和设备。该方法包括使用ToF传感器执行场景的飞行时间(ToF)测量。ToF传感器的光敏像素的独立于光强相关函数在用于ToF测量的目标测量范围内呈现出平台部。对象位于目标测量范围内。该方法还包括基于用于ToF测量的光敏像素的输出来确定强度值。确定强度值。确定强度值。

【技术实现步骤摘要】
用于确定表示从场景中对象反射光的强度值的方法和设备


[0001]本公开涉及用于飞行时间(ToF)传感器的强度感测。特别地，示例涉及用于确定表示从场景中的对象反射的光的强度的强度值的方法和设备。

技术介绍

[0002]传统的ToF相机通过发射近红外光来测量距离。在人脸识别等各种应用中，详细的深度并不是主要的测量目标。指示反射光量的灰度图像更为重要。例如，可以通过将接收到的光集成到电荷桶之一中来生成该图像。桶中的电子数直接表示反射光的量。在其他方法中，灰度图像是基于测量的相关性的幅度生成的。覆盖成像器的半透明对象会引入测量中不需要的反射。
[0003]因此，可能需要使用ToF传感器改进强度感测。

技术实现思路

[0004]该需求可以通过本专利技术的内容主题来满足。
[0005]一个示例涉及用于确定表示从场景中对象反射的光的强度的强度值的方法。该方法包括使用ToF传感器执行场景的飞行时间ToF测量。ToF传感器的光敏像素的独立于光强相关函数在用于ToF测量的目标测量范围内呈现出平台部。对象位于目标测量范围内。该方法还包括基于用于ToF测量的光敏像素的输出确定强度值。
[0006]另一个示例涉及用于确定表示从场景中的对象反射的光的强度的强度值的设备。该设备包括飞行时间ToF传感器，被配置为执行场景的ToF测量。ToF传感器的光敏像素的独立于光强相关函数在用于ToF测量的目标测量范围内呈现出平台部。对象位于目标测量范围。该设备附加地包括处理电路，其被配置为基于用于ToF测量的光敏像素的输出来确定强度值。
附图说明
[0007]下文将仅通过示例并参考附图描述设备和/或方法的一些示例，其中
[0008]图1示出了用于确定强度值的方法的示例的流程图；
[0009]图2示出了用于确定强度值的设备的示例；
[0010]图3示出了示例性相关函数；
[0011]图4示出了平台边界和调制光的占空比之间的示例性关系；
[0012]图5A至图5E示出了在相关函数与调制光和参考信号之间的时移之间的示例性关系；以及
[0013]图6示出了另一示例性相关函数。
具体实施方式
[0014]现在参考附图更详细地描述一些示例。然而，其他可能的示例不限于详细描述的
这些实施例的特征。其他示例可包括特征的修改以及特征的等同物和替代物。此外，本文中用于描述某些示例的术语不应限制其他可能的示例。
[0015]在所有附图的描述中，相同或相似的参考数字是指相同或相似的元件和/或特征，其可以相同或以修改的形式实现，同时提供相同或相似的功能。为明确起见，图中的线、层和/或区域的厚度也可能被夸大。
[0016]当两个元素A和B使用“或”组合时，应理解为披露所有可能的组合，即仅A、仅B、以及A和B，除非在个别情况下另有明确定义。作为相同组合的替代措辞，可以使用“A和B中的至少一个”或“A和/或B”。这同样适用于两个以上元素的组合。
[0017]如果使用单数形式，例如“一”、“一个”和“该”，并且仅使用单个元素未被明确或默示地定义为强制性的，则进一步的示例也可以使用多个元素来实现相同的功能。如果功能在下文中被描述为使用多个元素来实现，则进一步的示例可以使用单个元素或单个处理实体来实现相同的功能。还应理解，术语“包括”、“包括有”、“包含”和/或“包含有”在使用时描述了特定特征、整数、步骤、操作、过程、元素、组件和/或其组群的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、过程、元素、组件和/或其一组的存在或添加。
[0018]图1示出了用于确定表示从场景中的对象反射的光的强度的强度值的方法100的示例的流程图。下面将参考图2进一步描述方法100，图2示出了用于确定表示从场景中的对象201反射的光的强度的强度值的示例性设备200。
[0019]设备200包括ToF传感器210。ToF传感器210包括用于将调制光202发射到包括对象201的场景的照明元件(电路系统、装置)230和用于捕捉从现场接收到的光203的光捕捉元件(电路系统、装置备)220。
[0020]照明元件230产生调制光202。照明元件230可以包括任意数量的光源。照明元件230可以例如包括一个或多个发光二极管(LED)和/或一个或多个激光二极管(例如一个或多个垂直腔面发射激光器，VCSEL)，其基于照明信号而被点亮。
[0021]光捕获元件220可以包括各种组件，例如：光学(例如一个或多个透镜)和电子电路系统。特别地，电子电路系统包括图像传感器，该图像传感器包括至少一个光敏元件或像素(例如，包括光子混合器装置PMD、或电荷耦合装置CCD)。例如，图像传感器可以包括多个光敏元件或像素。至少一个光敏元件或像素基于参考信号而被驱动。
[0022]方法100包括使用ToF传感器210执行102场景的ToF测量。照明元件230在ToF测量期间将调制光202发射到场景。此外，在ToF测量期间基于参考信号驱动至少一个光敏元件或像素。参考信号呈现出一系列交替的持续时间相等的高脉冲和低脉冲。类似地，调制光202呈现出一系列具有相等脉冲长度(持续时间)和相等脉冲间隔的光脉冲。换言之，执行连续波(CW)ToF测量。
[0023]调整ToF传感器210的参数，使得ToF传感器210的至少一个光敏像素的(独立于光强的)相关函数在用于ToF测量的目标测量范围内呈现出平台部(即基本恒定的值)。(独立于光强的)相关函数给出光敏像素的接收光203与参考信号取决于距离相关性，并且不考虑(即忽略、不顾及)光203的强度。换句话说，(独立于光强的)相关函数仅描述了光敏像素输出的距离依赖性(即光敏像素输出对ToF传感器210和对象201之间的距离的依赖性)但是不描述光敏像素的输出对接收光203的强度的依赖性。在ToF传感器210呈现出多个光敏像素的情况下，每个光敏像素的相应(独立于光强的)相关函数可以如上所述调整像素。
[0024]图3示出了示例性(独立于光强的)相关函数310。图3的横坐标表示ToF传感器210和对象201之间的距离。纵坐标表示相关函数310的值。此外，距离值“Dist
‑
min”和“Dist
‑
max”表示ToF传感器210的示例性目标测量范围320的边界。对象201位于目标测量范围320内。
[0025]从图3中可以看出，相关函数310在目标测量范围320中呈现平台部。换句话说，相关函数310在目标测量范围320中是“平坦的”，因此在目标测量范围320中呈现基本相同的值。
[0026]由于目标测量范围320内的相关函数310的值恒定，因此ToF测量对目标测量范围320内的ToF传感器210与对象201之间的距离不敏感。
[0027]ToF传感器210的用于ToF测量的光敏像素的(实际)输出与对象201反射的光203的强度(即光强度)成比例。例如，用于ToF传感器210的光敏像素的输出ToF测量的敏感像素可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于确定表示从场景中对象反射的光的强度的强度值的方法(100)，所述方法(100)包括：使用ToF传感器执行(102)所述场景的飞行时间ToF测量，其中所述ToF传感器的光敏像素的独立于光强相关函数在用于所述ToF测量的目标测量范围内呈现出平台部，所述对象位于所述目标测量范围内；以及基于用于所述ToF测量的光敏像素的输出确定(104)所述强度值。2.根据权利要求1所述的方法(100)，其中，所述独立于光强相关函数给出光敏像素的所述光与参考信号取决于距离相关性，并且在不考虑所述光的所述强度的情况下，光敏像素基于所述参考信号被驱动。3.根据权利要求1或2所述的方法(100)，其中确定(104)所述强度值包括为了所述ToF测量而对所述光敏像素的输出应用至少一个校正。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(100)，其中执行(102)所述ToF测量包括：用调制光照亮所述场景；以及基于所述参考信号驱动所述光敏像素，其中，所述参考信号呈现出一系列交替的持续时间相等的高脉冲和低脉冲，并且其中调制光呈现出一系列具有相等脉冲长度和相等脉冲间隔的光脉冲。5.根据权利要求4所述的方法(100)，其中，所述调制光的占空比小于所述参考信号的占空比。6.根据权利要求4或5所述的方法(100)，其中，所述方法(100)还包括执行另一ToF测量，其中用于驱动所述另一ToF测量中的光敏像素的参考信号相对于用于驱动所述ToF测量中的光敏像素的参考信号被反转，并且其中所述强度值基于用于所述ToF测量的光敏像素的输出与用于所述另一ToF测量的光敏像素的输出之间的差异而被确定。7.根据权利要求4至6中任一项所述的方法(100)，其中，取决于所述参考信号的信号值，光敏像素将在所述ToF测量期间在该光敏像素中产生的电荷选择性地存储在该光敏像素的两个电荷存储器之一中，并且其中用于所述ToF测量的光敏像素的输出仅基于在所述ToF测量期间在所述两个电荷存储器之一中收集的电荷。8.根据权利要求4至6中任一项所述的方法(100)，其中，取决于所述参考信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：