2，在這種情況下，相位可以為0°和90°。
[0039]在離散頻率處捕捉到的檢測相位數(shù)據(jù)在本文中被表示為捕捉(:°和C 1S°、C9°和C 270。為移除所謂的固定圖案偏移量，提供使用四個相位的獲取。C°獲取產(chǎn)生數(shù)據(jù)，但可包括相對于零的誤差偏移量，例如，在不存在要檢測的信號時，值C°可以不為零。通過同一令牌，C.獲取可具有相同但倒置的數(shù)據(jù)，并且將具有相同的固定圖案偏移量。有利地，通過減去(C0-C180)，并且優(yōu)選地再減去(C9°-C27°)，保留了相位和Z數(shù)據(jù)信息，而抵消了固定的圖案偏移量。
[0040]圖6中示出的配置和操作與參考先前援引的美國專利號6，580, 496和7，906, 793中的圖10的固定相位延遲的實施例所描述的相似。在圖6中，來自每一經(jīng)QE調(diào)制的差分像素檢測器(例如140-1)的檢測所生成的光電流被差分地檢測(DIF.DETECT)并且被差分地放大(AMP)，以產(chǎn)生信號Bcos(0)、Bsin(0)，其中B是亮度系數(shù)。固定的離散0°或90°相移延遲(DELAY)，或替換地固定的0°或180°或90°或270°相移，是響應(yīng)于可通過時鐘電路180 (圖3)來命令的相位選擇控制信號(PHASE SELECT)而可切換地插入的。相位數(shù)據(jù)(例如CWPC1S°、C9°和C2?)是通過像素檢測器在這些離散相位處獲取或捕捉的。這樣的相位檢測的更詳細描述可在以上援引的專利中找到，但并未作為限制，固定的離散相移可通過時鐘電路180來插入，該時鐘電路180的信號被用于驅(qū)動檢測器陣列130，或可通過激勵器115來引入。
[0041]在給定以上的情況下，圖6中的相移Θ可如下從捕捉C°、C9°、C1S°和C2?中計算出:
[0042]θ = atan 2 (C90-C270, C0-C180) (I)
[0043]其中，a是恒定的乘數(shù)，并且tan 2 (X，Y)是對應(yīng)于tan(Y/X)的三角函數(shù)。
[0044]應(yīng)理解，本發(fā)明技術(shù)可通過其他方法來計算多相位TOF數(shù)據(jù)，包括例如通過單端相位檢測器以及通過不采用QE調(diào)制檢測的檢測系統(tǒng)來計算TOF數(shù)據(jù)。
[0045]實際上，測量到的距對象的距離Z的改變產(chǎn)生相移Θ的改變。然而，最終相移開始重復(fù)，例如Θ = θ+2π，等。因此，距離Z是已知的模2 JiC/(2 ω) = C/(2f)，其中f?是調(diào)制頻率。由此，如果系統(tǒng)100報告距離Z1,則現(xiàn)實中實際距離可以是Zn= Z 1+NC/2f中的任一個，其中N為整數(shù)。如在背景部分中討論的，在檢測到的相移Θ和距離Z的值之間可存在固有歧義。
[0046]—個已知的用于對相移數(shù)據(jù)進行消歧或去混疊的方法是使用多個調(diào)制頻率。以下解釋了一示例，但一般低調(diào)制頻率可以是有用的，因為被測量到的相關(guān)距離可全部都在Θ ^231的相移內(nèi)。然而，使用低調(diào)制頻率的問題是難以用可接受的準(zhǔn)確性來測量Z。高調(diào)制頻率提供更準(zhǔn)確的Z距離測量，但針對被測量的相移可導(dǎo)致多個距離Zn= Z ANC/(2f)。然而，通過使用多個調(diào)制頻率并對這些結(jié)果進行比較，可獲得準(zhǔn)確且經(jīng)消歧的Z測量。
[0047]盡管這樣的多頻率方法可高效地對相移數(shù)據(jù)進行去混疊，但對多個頻率的使用會消耗相對大量的功率。具體地，在常規(guī)系統(tǒng)中，光源120針對每一圖像幀發(fā)射多個光頻率，這些光頻率隨后被用來對相移數(shù)據(jù)進行去混疊。如以下參考圖3和6-11所解釋的，本發(fā)明技術(shù)允許使用多頻率方法但以常規(guī)方法所消耗的功率的一部分來對相移數(shù)據(jù)進行去混疊。
[0048]在各實施例中，本發(fā)明技術(shù)通過每一圖像幀發(fā)射單個頻率來實現(xiàn)這個，但在多個幀上使用不同的頻率，其不同的頻率被用于進行去混疊。在以下描述的示例中，在三個不同的圖像幀上使用三個不同的頻率。然而，如進一步描述的，在進一步實施例中，用于對相移數(shù)據(jù)進行去混疊的不同的幀和頻率的數(shù)目可以為2或4。應(yīng)理解，在更進一步的實施例中，被使用的頻率和幀的數(shù)目可多于4個。
[0049]如上所述，給定相移Θ指示某些Z距離或其模，并且相移Θ可對照Z距離被繪制在一圖形上，如例如在圖7-10中示出的。應(yīng)理解，進行以下來確定如由深度成像系統(tǒng)100的陣列130(圖3)中的每一像素檢測器所測量到的Z距離值。不同的像素檢測器140可接收從一對象的不同部分或各不同的對象處反射的光。由此，不同的像素檢測器可測量不同的相移和不同的Z距離。以下描述了相對于單個像素檢測器140進行的操作。
[0050]最初參考圖7，在時間^處的第一圖像幀，光源可以以第一頻率“發(fā)射光。處于頻率的光反射離開對象，并在像素檢測器140中被接收到，并且計算針對那個頻率的相移Θ，如以上所描述的。針對頻率匕的相移Θ可指示一個或多個可能的Z距離值。在圖7所示的示例中，可選擇頻率以使得在所考慮的距離上針對給定的測量相移Θ ^231具有非重復(fù)的距離值。例如，深度成像系統(tǒng)100可旨在測量達到遠離深度成像系統(tǒng)的某一預(yù)定距離的各對象距離。最大距離可例如為15到20英尺，但是在其他實施例中可以比這更大或更小。
[0051]因此，在圖7的示例中，使用低頻率，測量到的相移Θ可以指示單個測量到的Z距離Zl。應(yīng)理解，在其他實施例中，頻率可以指示給定相移的多個Z值。
[0052]現(xiàn)在參考圖8，在時間t2處的第二幀，光源可以以第二頻率f2&射光。處于頻率f2的光可反射離開如與第一幀中相同的對象，并且計算針對那個頻率的相移Θ，如以上所描述的。應(yīng)理解，為了得到在運動的對象，或者深度成像系統(tǒng)100在何處處于運動，由給定像素檢測器測量到的距離可能已從在時間的幀和在時間12的幀中改變。以下解釋了用于檢測和處理該場景的方法。
[0053]在各實施例中，f2可大于f卩在圖8的示例中，在時間t2，由反射離開對象的光導(dǎo)致的測量到的相移Θ可指示兩個或更多個測量到的Z距離22和ζ 3。應(yīng)理解，在其他實施例中，頻率f2可以指示給定相移的一個或兩個以上的Z值。
[0054]現(xiàn)在參考圖9，在時間t3處的第三幀，光源可以以第三頻率匕發(fā)射光。處于頻率f3的光可反射離開如與第一和第二幀中相同的對象，并且計算針對那個頻率的相移Θ，如以上所描述的。在各實施例中，f3可大于f:和/或f 2(在所示的示例中，f3大于f JPf2)。在圖9的示例中，在時間13，由反射離開對象的光導(dǎo)致的測量到的相移Θ可指示兩個或更多個測量到的Z距離Z4、Z5、Z6、Z#P z 80應(yīng)理解，在其他實施例中，頻率&可以指示給定相移的其他數(shù)目的Z值。
[0055]回過頭參考圖3，在由處理器160執(zhí)行時，軟件220可通過用于在時間tjP 13處的不同圖像幀中提供不同的頻率匕土和f 3的組件210來更改時鐘電路180的操作。如本文中所使用的，圖像幀可以是深度成像系統(tǒng)100產(chǎn)生連續(xù)圖像的速率。在一個實施例中，該速率可以是每秒30幀，但在其他實施例中它可以比那個速率更大或更小。在各實施例中，在連續(xù)幀中產(chǎn)生的頻率f\、&和f3的范圍可以在50MHZ和10MHz之間，但在其他實施例中頻率fp f2和f 3中的一者或多者可在該范圍之上或之下。
[0056]針對不同幀中的不同頻率測量到的深度值(在該示例中為&到ζ 8)可被存儲在存儲器170中。在一個實施例中，在時間t3，微處理器160可針對電流和之前的幀來檢查所計算出的Z值，并確定指示深度成像系統(tǒng)100和對象之間的經(jīng)去混疊的距離的最終Z值Zf (如在每一像素檢測器140處測量到的)。應(yīng)理解，在給定多個圖像幀上的多個頻率的情況下，微處理器160可對相移數(shù)據(jù)進行去混疊以根據(jù)各種方法來確定最終的距離值zf。一個不例在題為 “Method and System for Lossless Dealiasing in Time-Of-Flight (TOF)Systems (時間飛行(TOF)系統(tǒng)中用于進行無損去混疊的方法和系統(tǒng))”的美國專利N0.7，791，715中提出。構(gòu)想了使用多個調(diào)制頻率來去混疊的其他方法。
[0057]在所示的示例中，來自三個圖像幀和三個離散頻率的數(shù)據(jù)被用來對每一像素描述器140的深度圖像進行去混疊。在下一連續(xù)圖像幀中，例如在時間t4(未示出)，可計算相移Θ，并且還可從該相移計算Z距離(包括任何模)。使用來自時間丨4的Z距離和之前的兩個圖像幀(t#P 12)，可針對時間〖4來對相移進行去混疊，并且可確定時間14處的圖像的深度圖。此過程可繼續(xù)，從而確定當(dāng)前幀中的相移和Z距離，并使用針對當(dāng)前值和之前幀的數(shù)據(jù)來對相移數(shù)據(jù)進行去混疊。
[0058]在各示例中，用于對相移數(shù)據(jù)進