[发明专利]具有深度检测的成像系统及操作该成像系统的方法

说明书

本发明提供了一种成像系统及操作该成像系统的方法，该成像系统可包括图像传感器、透镜、和位于透镜与图像传感器之间的具有反射特性的层，诸如红外截止滤波器。透镜可将来自场景中的对象的光聚焦到图像传感器上。被导向到图像传感器上的光中的一些光可在图像传感器上形成第一图像。被导向到图像传感器上的光的其他部分可反射离开图像传感器并且朝具有反射特性的层反射回去。这些层可将光反射回到图像传感器上，从而形成相对于第一图像偏移的第二图像。深度映射电路可比较第一图像和第二图像以确定成像系统与场景中对象之间的距离。

技术领域

本专利申请涉及成像系统及操作该成像系统的方法，并且更具体地涉及具有深度检测能力的成像系统和操作该成像系统的方法。

背景技术

成像系统常常在电子设备诸如蜂窝电话、相机和计算机中用来捕获图像。在典型的布置中，电子设备设置有布置成像素行和像素列的图像像素阵列。图像像素包含光电二极管以便响应于光而生成电荷。常常将电路耦接到各个像素列以读出来自图像像素的图像信号。滤色器元件通常覆盖每个光电二极管。

在一些应用中，可能期望确定成像系统与场景中正被成像系统捕获为图像的对象之间的距离。常规系统通常使用与图像像素阵列分离的传感器来进行这种类型的深度测量，或者在测量反射光以进行深度感测的同时，可能需要单独的光源来照明场景。然而，这些布置需要将附加的硬件实施到成像系统中，并且可导致成像系统的尺寸和功率消耗增加。

因此，期望提供具有改善的深度检测能力的成像系统。

发明内容

本专利申请的一个方面提供了一种成像系统，包括：透镜；图像传感器，该图像传感器包括生成图像数据的像素阵列；至少部分地具有反射性的中间层，该中间层插置在透镜与图像传感器之间；红外截止滤波器，该红外截止滤波器插置在中间层与透镜之间，其中，来自对象的光穿过透镜、红外截止滤波器和中间层以到达图像传感器，其中，光的第一部分被像素阵列捕获以生成主图像，并且其中，光的第二部分朝中间层反射离开图像传感器、离开中间层朝图像传感器反射回去并被像素阵列捕获以生成不同于主图像的次级图像；和深度映射电路，深度映射电路检测主图像和次级图像并将主图像与次级图像进行比较以确定成像系统与对象之间的距离。

本专利申请的另一方面提供了另一种成像系统，包括：透镜；图像传感器，该图像传感器捕获场景的图像；反射性层，该反射性层插置在透镜与图像传感器之间；和深度处理电路，该深度处理电路基于反射离开反射性层并且反射到图像传感器上的光来确定场景的深度信息。

本专利申请的再一方面提供了一种操作包括图像传感器、反射性层和深度确定引擎的成像系统的方法，该方法包括：使用图像传感器捕获场景的图像数据，其中，图像数据包括主图像数据和次级图像数据，主图像数据响应于直接入射到图像传感器上的光而生成，次级图像数据响应于反射离开图像传感器、反射离开反射性层并且反射回到图像传感器上的光而生成；以及使用深度确定引擎，通过将主图像数据与次级图像数据进行比较来确定场景的深度信息。

附图说明

图1是根据一个实施方案的具有图像传感器的示例性电子设备的示意图。

图2是根据一个实施方案的示例性像素阵列和相关联的读出电路的示意图。

图3是根据一个实施方案的示例性相机模块的横截面侧视图，该示例性相机模块捕获场景中对象的图像。

图4是根据一个实施方案的图3的图像传感器和捕获的图像的自顶向下视图。

图5是根据一个实施方案的示例性相机模块的横截面侧视图，该示例性相机模块捕获场景中对象的图像。

图6是根据一个实施方案的图5的图像传感器和捕获的图像的自顶向下视图。

图7是根据一个实施方案的示例性相机模块的横截面侧视图，该示例性相机模块捕获场景中对象的图像。