[發明專利]成像裝置

有效

• 申請號: 201780003289.4
• 申請日: 2017-06-05
• 公開（公告）號: CN108027238B
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發明（設計）人: 山田英史
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: G01C3/06
• 分類號: G01C3/06;G01S17/894
• 代理公司: 北京信慧永光知識產權代理有限責任公司 11290
• 代理人: 喬焱;曹正建

通過組合多種測距方案以在避免投影光的干涉的同時提高測距精度。光源投影單元投影被強度調制的空間圖案光。光飛行時間測距相機基于當空間圖案光從被攝體反射時獲得的反射光中包括的調制分量的光飛行時間來測量到被攝體的距離。空間信息測距相機基于反射光中包括的空間信息來測量到被攝體的距離。深度合成單元將光飛行時間測距相機和空間信息測距相機中的測距結果合成，以確定由光飛行時間測距相機或空間信息測距相機拍攝的圖像的每個像素位置的深度值。

技術領域

本技術涉及一種成像裝置。具體地，本發明涉及用于測量到被攝體的距離的成像裝置、成像裝置中的處理方法以及用于使計算機執行處理方法的程序。

背景技術

在目前的成像裝置中，采用不僅獲取被攝體的圖像信號而且還獲取以像素為單位表示距離信息的深度圖的技術。作為獲取距離信息的技術，例如，已知ToF系統和立體系統，其中，ToF系統基于包括在來自被攝體的反射光中的調制分量的光飛行時間(ToF：time offlight)來測量距離，并且立體系統根據兩個圖像的偏移量來測量距離。用于獲取距離信息的這些技術具有優點和缺點。例如，立體系統的優點在于，可以通過調節作為兩個相機之間的距離的基線長度來調節待測量的距離。此外，通過添加主動光源可以補償在黑暗處或無邊緣部分中的測距。一方面，在ToF系統中，該距離通過相位偏移被轉換，因此計算簡單，但是存在的問題在于，諸如多通道等的多個測量結果在被攝體的邊緣部分處被混合，測距性能劣化。因此，已經提出了將ToF系統和立體系統相結合的系統(例如，參見專利文獻1和2)。

引用列表

專利文獻

專利文獻1：國際公開號No.2012/137434

專利文獻2：日本專利申請特開No.2005-077130

發明內容

技術問題

在上述傳統技術中，可以設想，通過ToF系統和立體系統對距離信息進行整合，以空間地合成由各個系統準確地測量的測量值，從而獲得高質量的距離信息。然而，如果將兩個測量值簡單地組合在一起，則兩個光源會投影出相同的場景，并且投影光因彼此干涉而成為噪聲分量，從而導致測距精度劣化。

本技術是鑒于上述情況而作出的，并且其目的在于，在避免投影光的干涉的同時，通過將多種測距方法進行組合來提高測距精度，干涉。

技術方案

本技術用于解決上述問題，并且本技術的第一方面是成像裝置，該成像裝置包括：光源投影單元，其被構造成投影被強度調制的空間圖案光；光飛行時間測距相機，其被構造成基于包括在來自被攝體的空間圖案光的反射光中的調制分量的光飛行時間來測量到被攝體的距離；空間信息測距相機，其被構造成基于包括反射光中的空間信息來測量到被攝體的距離；以及深度合成單元，其被構造成將光飛行時間測距相機和空間信息測距相機中的距離的測量結果進行合成，以確定由光飛行時間測距相機或空間信息測距相機成像的圖像的每個像素位置的深度值。該構造提供的用作在于，將光飛行時間測距相機和空間信息測距相機中的距離的測量結果進行合成以提高測距精度。

此外，在第一方面中，光源投影單元可以包括：光源生成單元，其被構造成根據預定的調制信號和預定的垂直同步信號來生成強度調制光源；以及光學元件，其被構造成根據空間位置來使光源變形，以生成空間圖案光。該構造提供的作用在于投影被強度調制的空間圖案光。

此外，在第一方面中，光飛行時間測距相機和空間信息測距相機中的每者均可以生成作為測量結果的各像素位置的深度值和深度值的可靠性，并且深度合成單元可以基于測量結果中的可靠性大小來確定各像素位置的深度值。該構造提供的作用在于，基于光飛行時間測距相機和空間信息測距相機的深度值的可靠性大小來確定深度值。在這種情況下，深度合成單元可以針對各像素選擇測量結果中具有最高可靠性的深度值，以確定各像素位置的深度值。