CN112055820B - 利用不同发射场的飞行时间测距 - Google Patents

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Abstract

本公开的各方面涉及用于飞行时间(TOF)测距的系统和方法。示例飞行时间系统包括发送器502，该发送器502包括用于发送聚焦光的多个光发射器504，该多个光发射器504包括用于发送具有第一发送场506的聚焦光的第一组光发射器和用于发送具有第二发送场508的聚焦光的第二组光发射器。在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该深度处的第二发送场。飞行时间系统还包括接收发送光的反射的接收器。发送器502可以对于不同操作模式改变其发送场。在一些示例实施例中，发送器502可以包括可成形装置，用于调整发射/发送场的尺寸。在一个示例中，反射镜附接到诸如微机电系统(MEMS)制动器的制动器。

Description

利用不同发射场的飞行时间测距
优先权要求
本申请要求于2018年5月1日提交的标题为“利用不同发射场的飞行时间测距”的美国非临时申请No.15/968,371的优先权，该申请被转让给本专利申请的受让人，并在此明确引入作为参考。
技术领域
本公开一般涉及用于飞行时间测距的系统和方法，并且具体涉及改变飞行时间测距的发射场。
背景技术
设备可以使用不同的深度探测系统来确定其周围的距离。在确定深度时，设备可以通过发射一个或多个无线信号并测量来自场景的无线信号的反射来生成深度图，该深度图示出或以其他方式指示对象距离设备的深度。两种类型的深度探测系统是飞行时间(time-of-flight，TOF)系统和结构光系统。
对于TOF系统，发射光，并接收光的反射。确定光从发送器到接收器的往返时间，并且从往返时间确定反射发射的光的对象到TOF系统的距离或深度。对于结构光系统，发送光的已知空间分布，并且接收空间分布的反射。对于结构光系统，发送器和接收器相隔一段距离，结果是在接收器处发生空间分布的位移和失真。利用空间分布的位移和失真以及发送器和接收器之间的距离的三角测量法用于确定反射发射的光的对象到结构光系统的距离或深度。
传统结构光系统的问题是发送器和接收器之间的距离(导致或增加空间分布的位移和失真)可能导致接收的空间分布的阴影或遮挡。因此，空间分布的部分可能丢失或没有被正确识别，使得不能确定部分场景的深度。
传统的TOF系统具有并置的发送器和接收器，因此在发送器和接收器之间没有像在结构光系统中那样的距离。因此，来自孔径的阴影和遮挡不会干扰测量。然而，传统的TOF系统发射并取决于固定的发射场，该固定的发射场大于在距发送器的共同深度处的来自结构光系统的发射场。因此，来自环境光(例如太阳光或其他外部光源)的噪声和干扰可以导致传统的TOF系统不能识别来自接收器测量的反射，并且传统的TOF系统可以具有比传统的结构光系统更短的有效范围(effective range)。
发明内容
提供本概述是为了以简化的形式介绍将在以下详细描述中进一步描述的一些概念。本概述不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在限制所要求保护的主题的范围。
本公开的各方面涉及用于TOF测距的系统和方法。示例TOF系统包括发送器，该发送器包括用于发送聚焦光的多个光发射器，该多个光发射器包括用于发送具有第一发送场的聚焦光的第一组光发射器，以及用于发送具有第二发送场的聚焦光的第二组光发射器。在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该深度处的第二发送场。TOF系统还包括接收发送光的反射的接收器。
在另一个示例中，公开了一种用于执行TOF测距的方法。该方法包括由包括多个光发射器的发送器发送聚焦光。该多个光发射器的第一组光发射器将发送具有第一发送场的聚焦光，该多个光发射器的第二组光发射器将发送具有第二发送场的聚焦光。在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该深度处的第二发送场。该方法还包括接收发送光的反射。
在另一个示例中，公开了一种存储一个或多个包含指令的程序的非暂时性计算机可读介质。由设备的一个或多个处理器执行指令使得设备执行操作，该操作包括由包括多个光发射器的发送器发送聚焦光。该多个光发射器的第一组光发射器将发送具有第一发送场的聚焦光，该多个光发射器的第二组光发射器将发送具有第二发送场的聚焦光。在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该深度处的第二发送场。执行指令使得设备执行还包括接收发送光的反射的操作。
在另一个示例中，公开了一种用于执行TOF测距的设备。该设备包括：用于发送具有第一发送场的聚焦光的装置；用于发送具有第二发送场的聚焦光的装置，其中在一定深度处的第一发送场大于第二发送场；以及用于接收发送光的反射的装置。
附图说明
在附图的图中，通过示例而非限制的方式图示了本公开的各方面，其中相似的附图标记指代相似的元件。
图1是示例结构光系统的图示。
图2是示例TOF系统的图示。
图3是包括TOF系统的示例设备的框图。
图4是TOF发送器的不同发射场的图示。
图5是具有不同发射场的发射器阵列的TOF发送器的图示。
图6是发射器阵列的图示。
图7是发射器阵列的发射场的覆盖范围的图示。
图8是TOF系统的发射器阵列的不同发射场的覆盖范围的图示。
图9是示例激光阵列的图示。
图10是另一个示例激光阵列的图示。
图11A是图10中的示例激光阵列的第一发射场的图示。
图11B是图10中的示例激光阵列的第二发射场的图示。
图11C是图10中的示例激光阵列的第三发射场的图示。
图12是描述在第一模式和第二模式下发送信号的TOF系统的示例操作的流程图。
图13是跟踪在TOF系统的不同范围之间移动的对象的TOF系统的图示。
图14是描述在跟踪对象时TOF系统切换模式的示例操作的流程图。
图15是描述基于非TOF测距信息确定TOF系统的模式的示例操作的流程图。
具体实施方式
本公开的各方面可以用于TOF系统。在一些示例实施中，TOF发送器可以发送具有不同场的聚焦光。例如，发送器可以包括用于发送聚焦光的多个光发射器，该多个光发射器包括用于发送具有第一发送场的聚焦光的第一组光发射器和用于发送具有第二发送场的聚焦光的第二组光发射器。在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该深度处的第二发送场。
在以下描述中，阐述了许多具体细节，例如具体组件、电路和过程的示例，以提供对本公开的透彻理解。这里使用的术语“耦合”意味着直接连接到或通过一个或多个中间组件或电路连接。此外，在以下描述中，出于解释的目的，阐述了特定术语，以提供对本公开的透彻理解。然而，对于本领域的技术人员来说显而易见的是，实施这里公开的教导可以不需要这些具体细节。在其他实例中，众所周知的电路、系统和设备以框图形式示出，以避免模糊本公开的教导。以下详细描述的一些部分是根据过程、逻辑块、处理和对计算机存储器内的数据位的操作的其他符号表示来呈现的。在本公开中，认为过程、逻辑块、处理等是导致期望结果的步骤或指令的自洽序列。这些步骤需要对物理量进行物理操作。通常，尽管不是必须的，这些量采取能够在计算机系统中存储、传输、组合、比较和以其他方式操纵的电信号或磁信号的形式。
然而，应该记住的是，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是应用于这些量的方便的标签。除非特别说明，否则从下面的讨论中显而易见的是，在整个本申请中，使用诸如“访问”、“接收”、“发送”、“使用”、“选择”、“确定”、“归一化”、“相乘”、“平均”、“监控”、“比较”、“应用”、“更新”、“测量”、“导出”、“建立”等术语的讨论是指计算机系统或类似的电子计算设备的动作和过程，其将计算机系统的寄存器和存储器中表示为物理(电子)量的数据操纵和转换成类似地表示为计算机系统存储器或寄存器或其他诸如此类的信息存储、传输或显示设备中的物理量的其他数据。
在附图中，单个块可以被描述为执行一个或多个功能；然而，在实际实践中，由该块执行的一个或多个功能可以在单个组件中或跨多个组件执行，和/或可以使用硬件、使用软件或使用硬件和软件的组合来执行。为了清楚地说明硬件和软件的这种可互换性，各种说明性的组件、块、模块、电路和步骤通常根据它们的功能如下描述。这种功能实现为硬件还是软件取决于特定的应用和对整个系统施加的设计约束。技术人员可以针对每个特定应用以不同的方式实现所描述的功能，但是这种实现决策不应被解释为导致脱离本公开的范围。此外，示例系统和设备可以包括除所示组件之外的组件，包括诸如处理器、存储器等众所周知的组件。
本公开的各方面适用于任何TOF测距，并且可以被包括在或耦合到任何合适的电子设备或系统(例如安全系统、智能手机、平板电脑、膝上型计算机、数码相机、车辆、无人机、虚拟现实设备或可以利用深度感测的其他设备)。虽然下面针对具有或耦合到一个TOF系统的设备进行了描述，但是本公开的各方面可应用于具有任何数量的TOF系统的设备。
术语“设备”不限于一个或特定数量的物理对象(例如一个智能手机、一个控制器、一个处理系统等)。如此处所使用的，设备可以是具有可以实现本公开的至少一些部分的一个或多个部分的任何电子设备。虽然以下描述和示例使用术语“设备”来描述本公开的各个方面，但是术语“设备”不限于特定的配置、类型或对象数量。另外，术语“系统”不限于多个组件或特定实施例。例如，系统可以在一个或多个印刷电路板或其他基板上实现，具有一个或多个外壳，是集成到另一个设备中的一个或多个对象，并且可以具有可移动或静态组件。虽然以下描述和示例使用术语“系统”来描述本公开的各个方面，但是术语“系统”不限于特定的配置、类型或对象数量。
两种类型的测距系统包括结构光系统和TOF系统。图1是示例结构光系统100的图示。结构光系统100可以用于生成场景的深度图(未示出)(对象106A和106B在场景的不同深度处)，或者可以用于对象106A和106B或场景的其他部分的测距的其他应用。结构光系统100可以包括发送器102和接收器108。
发送器102可以被配置成将空间分布104投影到场景(包括对象106A和106B)上。在一些示例实施方式中，发送器102可以包括一个或多个光源124(例如激光源)、透镜126和光调制器128。在一些实施例中，光调制器128包括一个或多个衍射光学元件(diffractiveoptical element，DOE)，以将来自一个或多个光源124的发射(其可以被透镜126引导到光调制器128)衍射成额外的发射。光调制器128也可以调节发射的强度。附加地或替代地，光源124可以被配置成调节发射的强度。
在发送器102的一些其他实施方式中，DOE可以直接耦合到光源(没有透镜126)，并且被配置为将来自光源的发射的光扩散到空间分布104的至少部分中。空间分布104可以是发送器投射到场景上的发射的光的固定分布。例如，可以制造DOE，使得空间分布104中的黑点对应于DOE中防止发射器102发射来自光源124的光的位置。以该方式，在分析由接收器108接收的任何反射时，空间分布104可以是已知的。发送器102可以通过发送器102的孔径122将空间分布的光发送到场景(包括对象106A和106B)上。
接收器108可以包括孔径120，发射的光的反射可以穿过该孔径，由透镜130引导并撞击传感器110。传感器110可以被配置成从场景中检测(或“感测”)光的空间分布的一个或多个反射。如图所示，发送器102可以与接收器108位于同一参考平面上，并且发送器102和接收器108可以被分开称为“基线”的距离112。
传感器110可以包括光电二极管阵列(例如雪崩光电二极管(avalanchephotodiodes))，以测量或感测反射。该阵列可以耦合到互补金属氧化物半导体(CMOS)传感器，该传感器包括与阵列中的多个光电二极管相对应的多个像素或区域。由阵列产生的多个电脉冲可以触发CMOS传感器的相应像素或区域，以提供由阵列感测的反射的测量。或者，传感器110可以是光敏CMOS传感器，以感测或测量包括反射的码字分布的反射。CMOS传感器在逻辑上可以被分成与空间分布104的比特大小或码字(codeword)(比特区块)大小相对应的像素组。
反射可以包括来自不同深度处的场景的不同对象或部分(例如对象106A和106B)的光的空间分布的多个反射。基于基线112、空间分布104中感测的光的位移和失真以及反射的强度，结构化光系统100可用于确定对象(例如对象106A和106B)距离结构化光系统100的一个或多个深度和位置。利用基于基线和距离的三角测量，结构光系统100可以用于确定对象106A和106B之间的不同距离。例如，如果在传感器110处接收的来自对象106A和106B的反射的空间分布104的部分被识别或标识为相同，则从对象106B反射的光撞击传感器110的位置116和传感器110的中心114之间的距离小于从对象106A反射的光撞击传感器110的位置118和传感器110的中心114之间的距离。较小的距离可以指示对象106B比对象106A离发射器102更远。计算可还包括确定空间分布104的位移或失真，以确定深度或距离。
在传统的结构光系统中，空间分布104的点是均匀分散的。以该方式，空间分布104的第一部分中的相邻点之间的空间与空间分布104的第二部分中的相邻点之间的空间大小相同。然而，当确定深度时，与使用空间分布104的中心相比，使用空间分布104的边缘可能更困难。
可以将发送器102和接收器108制造或定向成使得孔径122和120沿着同一平面。因此，当将光从平行于基线112的平坦对象反射时，来自发送器102的空间分布104的中心可能不会反射到传感器110的中心。此外，对象通常不是完全平坦或平行于基线的，这可能导致接近接收器108的反射角比对象平坦且平行于基线时更严重。因此，接收器108的孔径120可以阻挡光的反射的空间分布的一部分。干涉在空间分布的边缘可以最明显，因为发射的光的边缘可能在孔径外部接近接收器108。在一个示例中，对于来自对象106A的反射，干涉可能比来自对象106B的反射更明显，因为来自对象106B的反射到孔径120的到达角度小于来自对象106A的反射到孔径120的到达角度。对于来自对象106A的反射，有效孔径(基于到达角度的孔径的外观)可以小于来自对象106B的反射。例如，如果反射的视角或原点偏离接收器108的视场中心，则孔径120从该反射的视角看可以比从接收器108的视场中心的视角看小。
结构光系统的一个替代方案是TOF系统。图2是示例TOF系统200的描述。TOF系统200可用于生成场景(表面206在场景中)的深度图(未示出)，或者可用于测距表面206或场景的其他部分的其他应用。TOF系统200可以包括发送器202和接收器208。发送器202可以被称为“发送器”、“投射器”、“发射器”等，并且不应该限于特定的发送组件。类似地，接收器208可以被称为“检测器”、“传感器”、“感测元件”、“光电检测器”等，并且不应该限于特定的接收组件。
发送器202可以被配置成将信号(例如光场)发送、发射或投射到场景(包括表面206)上。虽然TOF系统在示例中被描述为发射光(可以包括近红外(NIR))，但是也可以使用其他频率的信号，例如微波、射频信号、声音等。本公开不应局限于发射信号的特定频率范围。
发送器202向场景发送光204。虽然发送光204被图示为导向表面206，但是发送器发射或发送的场延伸超出发送光204所描绘的范围。例如，传统的TOF系统发送器具有用于发射的固定焦距透镜，其定义了来自发送器的发送场。传统TOF系统的固定发送场在距发送器一定深度处大于传统结构光系统的空间分布的每个点的固定发送场。因此，传统的结构光系统可以比传统的TOF系统具有更长的有效范围。
发送光204包括已知时间间隔(例如周期性地)的光脉冲214。接收器208包括传感器210，以感测发送光204的反射212。反射212包括反射的光脉冲216，并且TOF系统通过将发送的光脉冲的定时218和反射的光脉冲的定时220进行比较来确定光的往返时间222。表面206与TOF系统的距离可以计算为往返时间的一半乘以发射速度(例如光发射的光的速度)。
传感器210可以包括光电二极管阵列，以测量或感测反射。可选地，传感器210可以包括CMOS传感器或其他合适的光敏传感器(包括用于感测的多个像素或区域)。当脉冲幅度大于阈值时，TOF系统200识别由传感器210感测的反射的光脉冲216。例如，TOF系统在没有信号的情况下测量环境光和其他干扰的幅度，然后确定进一步的测量是否比先前的测量大一个阈值。然而，感测前的噪声或信号的退化可以导致信噪比(SNR)太大，以至于传感器无法精确感测反射的光脉冲216。
为了减少干扰，接收器208可以在传感器210之前包括带通滤波器，以过滤一些与发送光204不同波长的入射光。然而，仍然存在由传感器感测到的噪声，并且SNR随着反射212的信号强度降低而增加(例如表面206远离TOF系统200移动，或者表面206的反射率降低)。TOF系统200还可以增加发送器202的功率，以增加发送光204的强度。然而，许多设备都有功率限制(如智能手机、平板电脑或其他电池设备)，并且在增加TOF系统的固定场中的发射的光的强度方面受到限制。
在本公开的一些方面，TOF系统被配置为调节发送或发射的场。在减小发送场/聚焦光发送时，TOF系统可以延长测距的有效距离。在一些示例实施中，TOF系统可以被配置成发送具有不同发送场的光，其中在距发送器一定深度处的第一发送场大于在距发送器该一定深度处的第二发送场。
图3是包括TOF系统的示例设备300的框图。在一些其他示例中，TOF系统可以耦合到设备300。示例设备300可以包括或耦合到发送器301(例如图2中的发送器202)、接收器302(例如图2中的接收器208)、处理器304、存储指令308的存储器306、TOF控制器310(其可以包括一个或多个信号处理器312)。设备300可以可选地包括(或耦合到)显示器314和多个输入/输出(I/O)组件316。设备300还可以可选地包括耦合到相机控制器322(其可以包括用于处理来自相机303的捕捉的一个或多个图像信号处理器324)的相机303(其可以是单相机、双相机模块或具有任意数量的相机传感器的模块)。设备300还可以可选地包括一个或多个传感器320(例如陀螺仪、磁力计、惯性传感器、NIR传感器等)。设备300可以包括未示出的附加特征或组件。例如，无线通信设备可以包括无线接口，该无线接口可以包括多个收发器和基带处理器。设备300还可以包括电源318，电源318可以耦合到或集成到设备300中。
发送器301和接收器302可以是由TOF控制器310和/或处理器304控制的TOF系统(例如图2中的TOF系统200)的一部分。设备300可以包括或耦合到附加的TOF系统、一个或多个多个结构光系统或TOF系统的不同配置。本公开不应限定于任何特定的示例或图示，包括示例设备300。
存储器306可以是存储计算机可执行指令308的非瞬态或非瞬态计算机可读介质，以执行本公开中描述的一个或多个操作的全部或一部分。处理器304可以是能够执行存储在存储器306中的一个或多个多个软件程序的脚本或指令(例如指令308)的一个或多个合适的处理器。在一些方面，处理器304可以是执行指令308以使设备300执行任意数量的功能或操作的一个或多个通用处理器。在附加的或替代的方面，处理器304可以包括集成电路或其他硬件，以在不使用软件的情况下执行功能或操作。虽然在图3的示例中示出为经由处理器304彼此耦合，但是处理器304、存储器306、TOF控制器310、可选显示器314、可选I/O组件316、可选相机控制器322和可选传感器320可以以各种布置彼此耦合。例如，处理器304、存储器306、TOF控制器310、可选显示器314、可选I/O组件316、可选相机控制器322和/或可选传感器320可以经由一个或多个本地总线(为简单起见未示出)彼此耦合。
显示器314可以是允许用户交互和/或呈现供用户查看的项目(例如深度图或场景的预览图像)的任何合适的显示器或屏幕。在一些方面，显示器314可以是触敏显示器。I/O组件316可以是或包括任何合适的机制、接口或设备，以从用户接收输入(例如命令)，并向用户提供输出。例如，I/O组件316可以包括(但不限于)图形用户界面、键盘、鼠标、麦克风和扬声器、设备300的可挤压边框或边框、位于设备300上的物理按钮等。显示器314和/或I/O组件316可以向用户提供场景的预览图像或深度图和/或接收用户输入，用于调整设备300的一个或多个设置(例如调整发送器301的发射强度、确定或切换TOF系统的模式、调整发送器301的发射场等)。
TOF控制器310可以包括信号处理器312，信号处理器312可以是一个或多个处理器，以处理由接收器302提供的测量和/或控制发送器301(例如切换模式)。在一些方面，信号处理器312可以执行来自存储器的指令(诸如来自存储器306的指令308或者存储在耦合到信号处理器312的独立存储器中的指令)。在其他方面，信号处理器312可以包括用于操作的特定硬件。信号处理器312可以替代地或附加地包括特定硬件和执行软件指令的能力的组合。
发送器301可以针对不同的操作模式改变其发射场。在一些示例实施中，发送器301可以包括用于调节发射/发送场的尺寸的可成形(formable)装置。在一个示例中，附接到致动器(例如微机电系统(microelectromechanical system，MEMS)致动器)的反射镜可以调节来自发送器301的光发射的焦点。在另一个例子中，可调全息光学元件(holographicoptical element，HOE)可以调节来自发送器301的光发射的焦点。在另一个例子中，可调整可成形衍射光学元件(DOE)(诸如用于调整形状的压电材料)以聚焦发射的光的衍射点。
在一些其他示例实施中，可以使用多个光发射器。发射器可以包括用于发射具有第一发送场的光的第一组光发射器。发射器还可以包括用于发射具有第二发送场的光的第二组或不同组的光发射器。在距发送器301的共同深度处，第一场可以大于第二场。在一些示例实施中，第一组光发射器对于发送器301的第一模式可以是活跃(active)的，第二组光发射器对于发射器301的第二模式可以是活跃的。
图4是TOF发送器402的不同发射/发送场的图示。发送器的第一发送场406在距TOF发送器402一定深度处可以大于第二发送场410。在距TOF发送器402该深度处，第一发送场406也可以大于第三发送场414。发射/发送的较暗场指示更聚焦的发射(在离发送器一定深度处的场比聚焦较低的发射小)。在一些示例实施中，在TOF发送器402操作的第一模式404期间，发送光包括第一发送场406，在TOF发送器402操作的第二模式408期间，发送光包括第二发送场410，在TOF发送器402操作的第三模式412期间，发送光包括第三发送场414。虽然在附图中示出了两种模式和三种模式，并且在下面进行了描述，但是可以存在任意数量的模式。此外，虽然示例描绘了每个模式的一个发射/发送场，但是模式可以与任何数量或范围的发射场相关联。本公开不应局限于TOF发送器的特定数量的模式、匹配或发射场。本公开将术语“发射”和“发送”可互换地用于信号，并且本公开不应被术语之一的使用所限制。
图5是具有光发射器504的阵列512的TOF发送器502的图示，其中光发射器504具有不同的发射场506、508和510。在一些示例实施中，每个光发射器504被配置成发射固定场的光。例如，第一组光发射器504可以配置为发射具有第一发射场506的光，第二组光发射器504可以配置为发射具有第二发射场508的光，第三组光发射器504可以配置为发射具有第三发射场510的光。可以使用任何尺寸和数量或范围的发射场，并且本公开不应限于所提供的示例。虽然阵列512被描绘为二维阵列，但是可以使用一维阵列，并且可以使用阵列的任何形状和阵列的发射器的间隔。
将更多聚焦光发射或发送更远的距离可以比将更少聚焦光发射或发送更短的距离消耗更多的功率。此外，包括TOF系统的设备可以具有功率限制或有限的电源(例如电池)。发射更多聚焦光的发射器的数量可以少于发射更少聚焦光的发射器的数量。以该方式，第三模式的光发射器的数量可以少于第二模式和第一模式的光发射器的数量，以降低功率消耗和TOF系统的要求。不同操作模式的不同数量的发射器可用于满足TOF系统的功率限制。
图6是用于TOF发送器的发射器阵列602的部分的示例布局的图示。发射器阵列602中发射器的发射的阴影指示发送场的大小(例如，较暗的阴影指示在距发送器的共同深度处的较小发送场)。发射器阵列602包括具有不同尺寸发射场的发射器的示例分布。然而，可以使用任何合适的分布。在示例分布中，第一组发射器(诸如在第一模式608下操作)大于第二组发射器(例如在第二模式610下操作)，并且大于第三组发射器(例如在第三模式612下操作)。此外，第二组发射器大于第三组发射器。例如，光发射器的区域604是在发射器阵列602中重复的光发射器块。光发射器的区域604对应于发射场606(诸如对于三种模式)。
具有不同发送场(诸如不同模式)的发射可以被时分复用(time divisionmultiplexed)，使得不同的时间可以对应于不同尺寸的发射场。以该方式，当其他发射器不发射/发送时，定义的发射场的发射器可以在第一时间发送/发射。因此，减少了具有不同发射强度和发射场的发射器之间的干扰。
图7是图6中发射器阵列602的发射场的覆盖范围702的图示。每个模式中每个光发射器的能量消耗的图表704指示第三模式706中的能量消耗大于第二模式708中的能量消耗，第二模式708中的能量消耗大于第三模式710中的能量消耗。因此，发射每种模式的发射器数量可以不同。如果具有更多聚焦光发射的第一组发射器的发射器的数量小于具有更少聚焦光发射的第二组发射器的发射器的数量，则第一组的发射的总覆盖范围可以小于第二组的发射的总覆盖范围。参考每个模式的发射场覆盖范围的图表712，第三模式714中的发射场的覆盖范围702小于第二模式716中的发射场的覆盖范围702，第二模式716中的发射场的覆盖范围702小于第一模式718中的发射场的覆盖范围702。
由于第三模式比第一模式和第二模式具有更小的覆盖范围，与第一模式或第二模式相比，在第三模式下，场景的更少部分接收和反射来自TOF发送器的发射。此外，与第一模式相比，在第二模式下，场景的更少部分接收和反射来自TOF发送器的发射。因此，与第一模式或第二模式相比，TOF接收器在第三模式下感测到的反射更少，并且与第一模式相比，在第二模式下感测到的反射更少。以该方式，感测场景的分辨率在不同模式之间可能不同。第一模式可以提供最大的分辨率，第二模式可以提供小于第一模式但大于第三模式的分辨率，第三模式可以提供小于第一模式且小于第二模式的分辨率。例如，与第二模式或第一模式相比，在第三模式下，TOF接收器传感器的更少像素可以感测到从TOF发送器发射的光的反射。以该方式，接收器传感器的更少像素提供了用于在场景中执行测距/确定深度的测量。例如，如果建立深度图，则TOF发送器在第二模式下的分辨率可能小于TOF发送器在第一模式下的分辨率。然而，与利用第一模式下的TOF发送器构建的深度图相比，利用第二模式下的TOF发送器构建的深度图可以包括更远离TOF系统的场景中的对象(第二模式的TOF系统的有效范围高于第一模式)。
图8是TOF系统的发射器阵列的不同发射场的覆盖范围的图示。在一些示例实施中，不同的场可以用于TOF系统的不同模式。该覆盖范围是对于不同场(可能是不同模式)的图6中发射器阵列602的示例覆盖范围。第一模式下的覆盖范围802是三种模式中最大的。在该示例中，第一模式下的覆盖范围802是完整的，并且场景的所有部分都可以接收发射。如果场景在第一模式下的TOF系统的有效范围内，则接收器传感器的几乎所有像素都可以感测到发射的反射，并且分辨率在两种模式之间是最大的。
第二模式下的覆盖范围804小于第一模式下的覆盖范围802。因此，与第一模式相比，场景的更少部分可以接收发射，并且接收器传感器的更少像素可以感测发射的反射。TOF系统在第二模式下的有效范围可以大于在第一模式下的有效范围。以该方式，来自在第一模式下的有效范围之外的场景的部分的反射可能不会被感测，而在第二模式下，来自场景的相同部分的反射可能被感测。
第三模式下的覆盖范围806小于第一模式下的覆盖范围802和第二模式下的覆盖范围804。以该方式，与第二模式或第一模式相比，在第三模式下接收器传感器的更少像素可以感测反射。然而，在第一模式下的有效范围和第二模式下的有效范围之外的场景的部分可以在第三模式中被感测(其可以具有更高的有效范围)。可以使用不同的模式来针对距TOF系统的不同距离范围执行场景的测距。
在一些示例实施中，每个光发射器可以是激光(例如垂直腔面发射激光(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)或其他合适类型的激光)。以该方式，光发射器阵列可以是VCSEL(或其他合适的激光)阵列。图9是示例激光阵列902的图示，其中TOF发送器的每个光发射器是激光。激光阵列902包括多个单个激光904。每个激光904可以配置为具有不同于其他激光的发射场。例如，一些激光器可以具有第一尺寸的发射场，一些其它激光器可以具有第二尺寸的发射场，一些其它激光器可以具有第三尺寸的发射场。每个激光可以耦合到单独的电源(未示出)，并且提供给每个激光器的功率可以不同。可选地，每个模式的激光可以耦合到相同的电源，其中激光的功率在模式之间不同。在另一个实施中，对于激光电源可以是相同的，其中开关配置为对于不同的模式或者对于何时发送具有不同发送/发射场的光，关闭或打开每个激光器904的电源。电源也可以调节。例如，可以调节激光的电源，使得各模式的SNR大致相同(有容差(tolerance))。以该方式，可以使用相同的SNR阈值来感测反射中的脉冲(例如图2中的反射的光脉冲216)。
在一些其他示例实施中，激光可以是TOF发送器的一个或多个光发射器的光源。图10是示例激光阵列1002的图示，其被配置为比激光阵列1002中的激光数量更多的多个光发射器的光源。一个或多个激光器可以耦合到DOE，以将来自激光的光扩散到用于TOF发送器的一个或多个光发射。在一些示例实施中，每个激光器耦合到其自身的DOE。可以制造DOE以将来自激光的光扩散为具有定义的场的一个或多个光发射。以该方式，DOE 1006之间的发射场可能不同。例如，单个激光1004A可以耦合到DOE以发射具有第一场的光，单个激光器1004B可以耦合到DOE以发射具有第二场的光，单个激光器1004C可以耦合到DOE以发射具有第三场的光。类似于图9中所描述的激光阵列902的电源，可以基于TOF系统的模式或发送光将具有的场的大小，针对不同模式测量的SNR或其他合适的测量，激光阵列1002中的每个激光可以耦合到单独的电源，并且可以打开或关闭每个激光，或者调节每个激光的功率。
图11A是图10中的示例激光阵列1002的第一发射场(诸如在第一模式1102A下)的图示。打开第一模式的激光(诸如单个激光1004A)。关闭第二模式和第三模式的激光(诸如单个激光1004B和单个激光1004C)。图11B是图10中的示例激光阵列1002的第二发射场(诸如在第二模式1102B下)的图示。打开第二模式的激光(诸如单个激光1004B)。关闭第一模式和第三模式的激光(诸如单个激光1004A和单个激光1004C)。图11C是图10中的示例激光阵列1002的第三发射场(例如在第三模式1102C下)的图示。打开第三模式的激光(例如单个激光1004C)。关闭第一模式和第二模式的激光(例如单个激光1004A和单个激光1004B)。
可以将TOF发送器置于不同的操作模式中，并且每个模式可以与TOF发送器的不同发射场相关联。以该方式，可以调节TOF系统以执行距TOF系统不同距离范围的测距。这些模式可以对应于不同的应用或使用情况。在一些示例实施中，TOF控制器(诸如图3中的TOF控制器310或信号处理器312)可以确定和控制何时在模式之间切换TOF发送器(诸如图3中的发送器301)。在一些其他示例实施中，包括TOF系统的设备的其他组件可以确定或控制何时切换模式。例如，图3中的处理器304可以确定何时切换发送器301的模式。虽然以下控制或切换操作模式的示例包括两种模式，可以使用任何数量的模式(包括三种或更多)。本公开不应限于两种(或三种)模式。
图12是描述在第一模式和第二模式下发送光的TOF系统的示例操作1200的流程图。从1202开始，TOF发送器在第一模式下发送具有第一发送场的信号。例如，TOF发送器可以使用第一组光发射器发送光(1204)(诸如从图9中的激光阵列902或从图10中的激光阵列1002)。
如果TOF系统保持在第一模式(1206)，TOF发送器可以继续发送具有第一发射场的信号(1202)。如果TOF系统切换到第二模式(1206)，可以将TOF发送器置于第二模式，以发送具有在距TOF发送器的共同深度处小于第一发射场的第二发射场的信号(1208)。例如，TOF发送器可以使用不同于第一组发射器的第二组光发射器来发送光(1210)。如果TOF系统保持在第二模式(1212)，TOF发送器可以继续发送具有第二发射场的信号(1208)。如果TOF系统要从第二模式切换(1212)，可以将TOF发送器置回第一模式(1202)。
存在用于切换模式的其他过程，并且本公开不应受示例操作1200的限制。例如，当操作1200开始于TOF发送器在第一模式下发送(1202)时，TOF发送器可以开始以任何模式发送。此外，如果超过两种模式，TOF发送器可以切换到任何模式，并且在切换时不限于定义的模式序列。
确定何时改变发送光的发射场或何时切换模式(诸如示例操作1200中的1206和1212)可以基于一个或多个因素和/或可以是可配置的或可调节的。例如，设备或TOF系统制造商可以首先配置TOF系统(诸如为不同的激光制造DOE并为激光配置电源)。用户也可以配置或调节配置(例如调节提供给激光的功率或切换的时间或条件)。
在一些示例实施中，基于时间表确定或切换模式。例如，如果设备300(图3)要对所有距离执行测距(诸如在生成深度图时)，设备300可以使用时间表在不同模式之间切换发送器301。对于不同的环境光条件(室内、室外等)，对于不同的天气或者气候条件等，用于补偿TOF系统随时间的退化，该时间表可以是可调节的，诸如对于使用情况。附加地或替代地，时间表可以基于使用TOF系统的应用。例如，面部和/或虹膜识别应用可以对应于具有比跟踪远离TOF系统的对象的对象跟踪应用更多的时间用于第一模式(具有TOF发送器的发射场的最大覆盖范围)的时间表。
在一些其他示例实施中，确定或切换模式可以基于用户输入。例如，用户可以指示使用的模式或切换的模式，诸如通过手动选择模式、增加TOF系统的当前操作范围、指示应用的改变等。在一些进一步的示例实施中，切换模式可以基于其中使用TOF系统的应用。对象或面部识别应用(在此期间识别对象或面部的各方面)可以对应于第一模式。例如，通过用户面部识别解锁设备300可以对应于用于面部识别的TOF系统的第一模式。在对象处于第一模式的有效范围之外的情况下，对象跟踪应用可以对应于不同于第一模式的一个或多个模式。虚拟现实应用可以与两种或更多模式相关联，以生成周围环境的深度图，并且可以根据时间表来确定两种或多种模式之间的切换。另一个特征可能是SNR。例如，如果模式下的SNR低于阈值，则可以选择用于发射更多聚焦光的不同模式。
在一些其他示例实施中，切换模式可以基于从TOF接收器传感器接收的反射中确定的信息。在一个示例中，对象离TOF系统的距离可用于确定对象是要被跟踪(使用TOF系统的第二模式或更高操作模式)还是要被识别(使用TOF系统的第一操作模式的对象识别)。在另一示例中，如果正在跟踪对象，并且对象在来自TOF系统的不同模式的有效范围之间移动，则设备300可以切换模式以跟踪对象。
图13是TOF系统(包括发送器1302和接收器1304)跟踪在距TOF系统的不同范围之间移动的对象1306的图示。TOF系统可以使用第一模式来跟踪第一范围1308中的对象1306。当对象1306从第一范围1308移动或将要移动到第二范围1310时，TOF系统可以从第一模式切换到第二模式以继续跟踪对象1306。虽然范围显示为不重叠，但范围可能会重叠。此外，范围的尺寸可以相同或不同。
图14是描绘在跟踪对象(诸如图13中的跟踪对象1306)时TOF系统切换模式的示例操作1400的流程图。从1402开始，设备300使用在第一模式下的TOF系统来跟踪第一范围1308中的对象1306。当对象1306没有移动到或没有将要移动到第二范围1310(1404)时，设备300在使用在第一模式下的TOF系统继续跟踪对象1306(1402)。当对象1306移动到或将要移动到第二范围1310(1404)时，设备可以将TOF系统切换到第二模式(1406)，并使用在第二模式下的TOF系统在第二范围1310中跟踪对象1306(1408)。当对象1306保持在第二范围1310中(1410)时，设备300使用在第二模式下的TOF系统继续跟踪对象1306(1408)。当对象1306移动到或将要移动到第一范围1308(1410)时，设备300将TOF系统切换到第一模式(1412)，并在第一范围1308中跟踪对象1306(1402)。虽然图示了TOF系统的两个范围和操作模式，但是可以使用任何数量的范围和操作模式。本公开不应限于特定数量的范围或模式。
在一些其他示例实施中，确定或切换模式可以基于非TOF测距测量。设备300可以基于来自传感器320的一个或多个测量来确定或切换模式。在一个示例中，如果设备300接收到大于指示设备300正在移动的阈值的运动测量值(诸如来自加速度计、惯性传感器或其他合适的运动传感器)，则设备300可以切换TOF系统的模式以增加有效范围(诸如用于回避障碍)。此外，可以基于速度(在更快的速度期间使用更高的有效范围)来选择模式，从而选择有效范围。在另一个例子中，如果发送器301指向地面(例如由陀螺仪或其他合适的方位传感器测量)，因为地板的距离比地平线短，设备300可以将模式切换到更短的有效范围。
附加地或替代地，设备300可以基于来自相机303的测量或捕获来确定或切换模式。在一个示例中，如果在捕获流中识别了面部并且是阈值大小并且在相机的视野中稳定，在要执行面部识别的情况下，设备300可以确定将发送器301切换到第一模式。在另一示例中，如果捕获流中的场景充分改变(例如全局运动)，则在要执行对象检测和回避的情况下，设备300可以确定将发送器301切换到具有更高有效范围的模式或者多个模式。
图15是描述基于非TOF测距测量来确定操作TOF系统的模式的示例操作1500的流程图。从1502开始，设备300可以基于一个或多个非TOF时间测距测量或信息确定TOF系统的模式(1502)。在一个示例中，设备300可以在相机303的捕获流中识别用于识别的面部或虹膜(1504)。在附加的或替代的示例中，设备300可以基于惯性传感器或运动传感器测量来确定其速度(1506)。接着，来自照相机303和/或传感器320的信息可以用于确定模式。
如果设备300确定TOF系统将在第一模式下操作(1508)，则设备操作在第一模式下的TOF系统(1510)。例如，如果在相机流中识别用于面部识别的面部，设备300可以操作在第一模式下的TOF系统，以用于面部识别。如果设备300确定TOF系统不在第一模式下操作(1508)，则设备操作在第二模式下的TOF系统(1512)。例如，如果运动传感器指示设备300移动得快于阈值，则设备300可以操作在第二模式下的TOF系统以进行障碍物检测和回避。虽然描述了两种模式，但是可以使用任何数量的模式。此外，虽然描述了一些示例性非TOF测量，但是可以使用任何合适的非TOF测量，并且本公开不应局限于所提供的示例。
TOF系统和操作方法可以通过任何合适的方式配置并用于任何合适的用途。此外，本文描述的技术可以以硬件、软件、固件或其任意组合来实施，除非具体描述为以特定方式实施。描述为模块或组件的任何特征也可以在集成逻辑设备中一起实现，或者作为分离物但可互操作的逻辑设备单独实现。如果以软件(诸如改变所包括的结构光系统的空间分布的设备)实施，该技术可以至少部分地由包括指令308的非暂时性处理器可读存储介质(诸如图3的示例设备300中的存储器306)来实现，该指令308在由处理器304(或TOF控制器310或信号处理器312)执行时，使得设备300或TOF系统执行一个或多个上述方法。非暂时性处理器可读数据存储介质可以形成计算机程序产品的一部分，该计算机程序产品可以包括包装材料。
非暂时性处理器可读存储介质可以包括随机存取存储器(RAM)(诸如同步动态随机存取存储器(SDRAM))、只读存储器(ROM)、非易失性随机存取存储器(NVRAM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、闪存、其他已知的存储介质等。附加地或替代地，这些技术可以至少部分地由处理器可读的通信介质来实现，该通信介质承载或传送指令或数据结构形式的代码，并且可以由计算机或其他处理器来访问、读取和/或执行。
结合本文公开的实施例描述的各种说明性逻辑块、模块、电路和指令可以由一个或多个处理器执行，诸如图3的示例设备300中的处理器304或信号处理器312。诸如此类的(多个)处理器可以包括但不限于一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、专用指令集处理器(ASIP)、现场可编程门阵列(FPGA)或其他等效的集成或分离逻辑电路。这里使用的术语“处理器”可以指任何前述结构或者任何其他适合于实施这里描述的技术的结构。此外，在一些方面，本文所述的功能可以在如本文所述配置的专用软件模块或硬件模块中提供。同样，这些技术可以完全在一个或多个电路或逻辑元件中实现。通用处理器可以是微处理器，但是可选地，处理器可以是任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、一个或多个微处理器与DSP内核的结合、或者任何其他这样的配置。
虽然本公开示出了说明性的方面，但是应当注意，在不脱离所附权利要求的范围的情况下，可以在此做出各种改变和修改。例如，虽然关于光发射描述了TOF系统的示例，但是可以使用其他频率的信号，例如微波、射频信号、声音信号等。另外，除非另外明确说明，否则根据本文所述方面的方法权利要求的功能、步骤或动作不需要以任何特定顺序来执行。例如，所描述的示例操作的步骤，如果由设备300、TOF控制器310、处理器304和/或信号处理器312执行，可以以任何顺序执行。此外，尽管可以单数形式描述或要求保护元件，但是除非明确说明了对单数的限制，否则复数也是可以预期的。因此，本公开不限于所示出的示例，并且用于执行这里描述的功能的任何手段都包括在本公开的各方面中。

Claims (30)

1.一种飞行时间TOF系统，包括：
发送器，包括用于发送光的多个光发射器，所述多个光发射器包括用于发送具有第一发送场和第一功率量的光的第一组光发射器和用于发送具有第二发送场和第二功率量的光的第二组光发射器，所述第一功率量小于第二功率量，其中在距发送器一定深度处的第一发送场大于距发送器所述深度处的第二发送场；和
传感器，被配置成接收发送的光的反射，其中传感器的像素被布置成通过第一数量的像素接收由第一组光发射器发射的光的反射，其中像素被布置成通过第二数量的像素接收由第二组光发射器发送的光的反射，并且其中第二数量小于第一数量。
2.根据权利要求1所述的TOF系统，其中，所述第一组光发射器的每个光发射器具有在距发送器所述深度处的发送场，其大于所述第二组光发射器的每个光发射器在距发送器所述深度处的发送场。
3.根据权利要求2所述的TOF系统，其中所述第一组光发射器规则地分布在所述发送器的表面上，并且所述第二组光发射器规则地分布在所述第一组光发射器之间。
4.根据权利要求2所述的TOF系统，其中所述第一组中的光发射器的数量大于所述第二组中的光发射器的数量。
5.根据权利要求2所述的TOF系统，其中所述多个光发射器包括一个或多个垂直腔面发射激光VCSEL。
6.根据权利要求5所述的TOF系统，其中所述多个光发射器还包括一个或多个衍射光学元件DOE，并且其中所述一个或多个VCSEL中的VCSEL耦合到所述一个或多个DOE中的DOE以将来自VCSEL的光衍射成多个光发送。
7.根据权利要求1所述的TOF系统，其中所述多个光发射器耦合到一个或多个电源，所述一个或多个电源被配置为当发送具有第一发送场的光时提供总体第一电流，并且当发送具有第二发送场的光时提供总体第二电流，并且其中总体第一电流的每次光发射的电流小于总体第二电流的每次光发射的电流。
8.根据权利要求1所述的TOF系统，还包括：
一个或多个处理器；和
存储器，其耦合到所述一个或多个处理器并包括指令，当由所述一个或多个处理器执行时，所述指令使得所述TOF系统执行操作，所述操作包括：
从所接收的来自在第一模式下发送的第一组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度；和
从所接收的来自在第二模式下发送的第二组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度。
9.根据权利要求8所述的TOF系统，其中所述第一模式和所述第二模式是时分复用的。
10.根据权利要求8所述的TOF系统，其中所述指令的执行使得所述TOF系统执行操作，所述操作还包括基于由以下各项中的至少一个在所述第一模式和所述第二模式之间切换：
用户输入；
时间表；
从非TOF测距测量中确定的信息；
从所接收的反射确定的信息；和
在操作期间使用所述TOF系统的应用。
11.根据权利要求10所述的TOF系统，其中从所接收的反射确定的信息包括被跟踪对象的确定距离，并且指令的执行使得所述TOF系统执行还包括以下的操作：基于所述对象的确定距离确定何时在所述第一模式和所述第二模式之间切换。
12.根据权利要求10所述的TOF系统，其中所述第一模式用于对象的识别或特征识别，并且所述第二模式用于所述对象的距离测距。
13.根据权利要求1所述的TOF系统，其中所述多个光发射器还包括第三组光发射器，用于发送具有第三发送场的光，其中在距发送器所述深度处的第三发送场小于在距发送器所述深度处的第二发送场。
14.一种用于执行飞行时间TOF测距的方法，包括：
由包括多个光发射器的发送器发送光，其中所述多个光发射器的第一组光发射器被配置为发送具有第一发送场和第一功率量的光，并且所述多个光发射器的第二组光发射器被配置为发送具有第二发送场和第二功率量的光，所述第一功率量小于第二功率量，其中在距发送器一定深度处的第一发送场大于距发送器所述深度处的第二发送场；以及
由传感器接收发送的光的反射，其中接收由第一组光发射器发送的光的反射的传感器的像素的第一数量大于接收由第二组光发射器发送的光的反射的传感器的像素的第二数量。
15.根据权利要求14所述的方法，其中由所述第一组光发射器的发送包括：由所述第一组光发射器中的光发射器发送具有发送场的光，在距所述发送器所述深度处的所述发送场大于所述第二组光发射器中的每个光发射器在距所述发送器所述深度处的发送场。
16.根据权利要求15所述的方法，其中，来自所述第一组光发射器的发送光在第一发送场中规则分布，来自所述第二组光发射器的发送光在来自所述第一组光发射器的发送光的位置之间规则分布。
17.根据权利要求15所述的方法，其中由所述第一组光发送器的发送包括：第一数量的光发送，由所述第二组光发射器的发送包括：第二数量的光发送，第一数量大于第二数量。
18.根据权利要求14所述的方法，还包括：
从所接收的来自在第一模式下发送的第一组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度；和
从所接收的来自在第二模式下发送的第二组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述第一模式和所述第二模式是时分复用的。
20.根据权利要求18所述的方法，还包括基于由以下各项中的至少一个在第一模式和第二模式之间切换：
用户输入；
时间表；
从非TOF测距测量中确定的信息；
从所接收的反射确定的信息；和
使用TOF测距的应用。
21.根据权利要求20所述的方法，其中从所接收的反射确定的信息包括：被跟踪对象的确定距离，并且基于所述对象的确定距离确定何时在第一模式和第二模式之间切换。
22.根据权利要求20所述的方法，其中所述第一模式用于对象的识别或特征识别，并且所述第二模式用于所述对象的距离测距。
23.根据权利要求16所述的方法，其中所述多个光发射器中的第三组光发射器被配置为发送具有第三发送场的光，其中在距发送器所述深度处的所述第三发送场小于在距发送器所述深度处的第二发送场。
24.一种存储一个或多个程序的非暂时性计算机可读介质，所述程序包含指令，当由设备的一个或多个处理器执行时，所述指令使得所述设备执行操作，所述操作包括：
使用包括多个光发射器的发送器发送光，其中所述多个光发射器的第一组光发射器被配置为发送具有第一发送场和第一功率量的光，并且所述多个光发射器的第二组光发射器被配置为发送具有第二发送场和第二功率量的光，所述第一功率量小于第二功率量，其中在距发送器一定深度处的第一发送场大于距发送器所述深度处的第二发送场；和
使用传感器接收发送的光的反射，其中接收由第一组光发射器发送的光的反射的传感器的像素的第一数量大于接收由第二组光发射器发送的光的反射的传感器的像素的第二数量。
25.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读介质，其中由所述第一组光发射器发送包括：由所述第一组光发射器中的光发射器发送具有发送场的光，在距所述发送器所述深度处的所述发送场大于所述第二组光发射器中的每个光发射器在距所述发送器所述深度处的发送场。
26.根据权利要求25所述的非暂时性计算机可读介质，其中，来自第一组光发射器的发送光在第一发送场中规则分布，并且来自第二组光发射器的发送光在来自第一组光发射器的发送光的位置之间规则分布。
27.根据权利要求24所述的非暂时性计算机可读介质，其中所述指令的执行使得所述设备执行还包括以下步骤的操作：
从所接收的来自在第一模式下发送的第一组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度；和
从所接收的来自在第二模式下发送的第二组光发射器的发送光的反射中，确定场景的一个或多个深度。
28.根据权利要求27所述的非暂时性计算机可读介质，其中，所述指令的执行使得所述设备执行还包括以下步骤的操作：基于由以下各项中的至少一个在所述第一模式和所述第二模式之间切换：
用户输入；
时间表；
从非TOF测距测量中确定的信息；
从所接收的反射确定的信息；和
使用TOF测距的应用。
29.一种用于执行飞行时间TOF测距的设备，包括：
用于发送具有第一发送场和第一功率量的光的装置；
用于发送具有第二发送场和第二功率量的光的装置，其中在一定深度处的第一发送场大于第二发送场并且第一功率量小于第二功率量；和
用于接收发送光的反射的装置，其中用于接收的装置被布置成由第一数量的像素接收由用于发送具有第一发送场的光的装置发送的光的反射，其中用于接收的装置被布置成由第二数量的像素接收由用于发送具有第二发送场的光的装置发送的光的反射，并且其中第二数量小于第一数量。
30.根据权利要求29所述的设备，还包括：
用于从所接收的具有在第一模式下的第一发送场的发送光的反射中确定场景的一个或多个深度的装置；
用于从所接收的具有在第二模式下的第二发送场的发送光的反射中确定场景的一个或多个深度的装置；和
用于基于由以下各项中的至少一个在第一模式和第二模式之间切换的装置：
用户输入；
时间表；
从非TOF测距测量中确定的信息；
从所接收的反射确定的信息；和
使用TOF测距的应用。
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