TW201937191A - 雷射測距和照明 - Google Patents

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Abstract

一種方法可包含：用一參考信號調變一雷射之一性質以產生一傳輸信號；及使該傳輸信號發散以用該傳輸信號照明一照明場，其中該照明場包含一物件。該方法可包含：在一感測器處接收自該照明場及該物件反射之一信號；及比較該經接收信號之一相位與該參考信號之一相位。該方法可包含基於該比較計算距該物件之一距離。

Description

雷射測距和照明
本發明係關於一種攝影機，且更特定言之係關於一種能夠雷射測距(ranging)及照明之攝影機。
由於攝影機及其他監視裝置變得較廉價，此等裝置正在激增。然而，有時，黑暗可遮蔽或隱藏一攝影機之視場中之一物件。因此，攝影機之一操作者(或電腦視覺)可能無法辨別物件。因此，捕捉物件之一影像之程序可涉及照明一場景以及聚焦於物件上。照明源可為自然或非自然的，且附接至攝影機或與攝影機分離。聚焦可藉由攝影機自動執行或藉由拍攝者手動執行。當自動執行聚焦時，攝影機可偵測距所聚焦物件之距離。
一種方法可包含：用一參考信號調變一雷射之一性質以產生一傳輸信號；及使該傳輸信號發散以用該傳輸信號照明一照明場，其中該照明場包含一物件。該方法可包含：在一感測器處接收自該照明場及該物件反射之一信號；及比較該經接收信號之一相位與該參考信號之一相位。該方法可包含基於該比較計算距該物件之一距離。此方法可使一操作者能夠照明一場景。該方法亦可能夠(例如，用照明源)量測距該物件之距離。該距離可用於其他目的，諸如自動聚焦，且該距離可用於調整該照明本身。例如，此方法可能夠用該照明源判定距一物件之距離。
比較該相位可包含：量測該經接收信號與該參考信號之間之一相位差；及基於該相位差計算距該物件之該距離。該方法可包含在該經計算距離低於一臨限值時降低該傳輸信號之一平均強度(intensity)。調變該雷射之該性質可包含：調變該雷射之一強度。降低該雷射之該強度可例如保持光照條件對照明區域中之人而言安全。該方法可有助於防止對人類而言危險之照明條件且防止損傷人眼。
在該感測器處接收可包含：在一攝影機中捕捉包含由該傳輸信號照明之一視場的一影像；及偵測該影像中之該物件之邊界。該方法可包含基於該等經偵測邊界來辨別與該物件相關聯之該經接收信號之部分。量測該相位差可包含：量測與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間之一相位差。計算該距離可包含：基於與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的該相位差計算距該物件之該距離。例如，此方法可能夠用該照明源判定距一物件之距離。該距離可用於其他目的，諸如自動聚焦，且該距離可用於調整該照明本身。例如，此方法可能夠用該照明源判定距一物件之距離。
該方法可包含：判定該物件係一人；及在該經計算距離低於一第一臨限值且判定該物件係人時降低該雷射之一強度。偵測該物件之邊界可包含：偵測該人之一臉之邊界。在該感測器處接收可包含：在一攝影機中捕捉由該傳輸信號照明之包含該物件之該視場的一影像，其中該經計算距離用作一自動聚焦演算法之一參考點。此方法可保持光照條件對該照明區域中之人而言安全。該方法可有助於防止對人類而言危險之照明條件且防止損傷人眼。
該自動聚焦演算法可為基於對比度的，且該經計算距離可用於設定該演算法之一下限及上限。該下限與該上限之間之一差異係基於該經接收信號之一信號強度(signal strength)，使得與一高信號強度相比，一低信號強度導致一較大差異。該方法可使一光照明源能夠用於自動聚焦(例如，距離計算)以及照明。
一種裝置可包含一雷射、一驅動器、一透鏡、一感測器、一混頻器及一處理器。該驅動器可用一參考信號調變該雷射之一性質以產生一傳輸信號。該透鏡可使該傳輸信號發散以用該傳輸信號照明一照明場，其中該照明場包含一物件。一感測器可接收自該照明場及該物件反射之一信號。一混頻器可比較該經接收信號之一相位與該參考信號之一相位。一處理器可基於該比較計算距該物件之一距離。此裝置可照明一場景。該裝置亦可能夠(例如，用照明源)量測距該物件之距離。該距離可用於其他目的，諸如自動聚焦，且該距離可用於調整該照明本身。
該混頻器可量測該經接收信號與該參考信號之間之一相位差，且該處理器可基於該相位差計算距該物件之該距離。該驅動器可在該經計算距離低於一臨限值時降低該傳輸信號之一平均強度。該驅動器可調變該雷射之一強度。降低該雷射之該強度可例如保持光照條件對照明區域中之人而言安全。該方法可有助於防止對人類而言危險之照明條件且防止損傷人眼。
該裝置可包含一攝影機以捕捉包含由該傳輸信號照明之一視場之一影像。該處理器可經組態以偵測該影像中之該物件之邊界且基於該等經偵測邊界來辨別與該物件相關聯之該經接收信號之部分。該混頻器可經組態以量測與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的一相位差。該處理器可經組態以基於與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的該相位差計算距該物件之該距離。例如，此方法可能夠用該照明源判定距一物件之距離。該距離可用於其他目的，諸如自動聚焦，且該距離可用於調整該照明本身。例如，此方法可能夠用該照明源判定距一物件之距離。
該處理器可經組態以判定該物件係一人。該驅動器在該經計算距離低於一第一臨限值且該處理器判定該物件係人時降低該雷射之一強度。該處理器可經組態以偵測該人之一臉之邊界。此方法可保持光照條件對該照明區域中之人而言安全。該方法可有助於防止對人類而言危險之照明條件且防止損傷人眼。
該攝影機可經組態以捕捉由該傳輸信號照明之包含該物件之該視場的一影像，其中該經計算距離用作一自動聚焦演算法之一參考點。該自動聚焦演算法可為基於對比度的，且該經計算距離用於設定該演算法之一下限及上限。該下限與該上限之間之一差異係基於該經接收信號之一信號強度，使得與一高信號強度相比，一低信號強度導致一較大差異。該方法可使一光照明源能夠用於自動聚焦(例如，距離計算)以及照明。
以下詳細描述參考隨附圖式。不同圖式中之相同元件符號識別相同或類似元件。
如上文提及，黑暗可遮蔽一攝影機之視場中之一物件。因此，一操作者(例如，及/或電腦視覺)可能無法辨別物件。作為本文中使用之術語，「一操作者」包含電腦視覺。例如，針對電腦視覺，一攝影機亦可用光(例如，不可見光)照明一物件。如下文描述，方法及系統容許一操作者照明一場景。另外，照明方法可容許量測距物件之距離以用於其他目的，諸如自動聚焦。此外，距離可用於調整照明本身。
然而，一些類型之照明在足夠高強度下可對人眼造成危險。例如，近紅外光可為危險的，此係因為人無法感知該光且人在其眼睛永久性受損之前可能不知道要充分保護自己。在此等情況中，一些法規要求將照明源放置於適當位置(例如，高位置)以降低損傷人眼之風險。即，假定一些位置在距人足夠大之一距離處，使得永久性眼損傷之風險被認為可接受的低(即，到達眼睛之光之強度足夠小)。
在一項實施例中，一各別距離感測器有時可與近紅外照明組合使得可在一人足夠靠近時降低強度(例如，關閉)。然而，此等感測器可為昂貴的且進一步可使監視系統複雜化。在另一實施例中，照明源本身(例如，一雷射)可用於量測距物件之距離。然而，用於照明之一雷射亦可為「緩慢」的，此係因為用於量測距離之適當調變方案在技術上可具挑戰性。使用一雷射(例如，代替一普通發光二極體)使發射光能夠容易變焦或發散。例如，在將藉由一變焦攝影機(zoom focus camera)捕捉經照明場景時，此性質亦可為有用的。
圖1A係具有監視具有一物件102之一區域106之一攝影機110的一例示性環境100A之一方塊圖。環境100A可為例如用於監視一區域或提供公共安全之一保全或監視系統。物件102可包含一特定所關注物件，諸如一門、一人、一動物、一車輛、一車牌等。
攝影機110包含一攝影機透鏡總成116及相關聯感測器以捕捉受監視區域106中之影像及視訊。攝影機110可包含例如使用可見光、紅外光及/或其他不可見電磁輻射捕捉影像資料之一視訊攝影機。所捕捉影像資料可包含一連續影像序列(例如，視訊)、一有限影像序列、靜態影像及/或其等之一組合。攝影機110可包含用於捕捉且數位化影像之一數位攝影機及/或用於捕捉影像且以一類比格式儲存影像資料之一類比攝影機。如本文中使用，「視訊資料」及「視訊」可更一般地分別稱為「影像資料」及「影像」。因此，「影像資料」或一「影像」意在包含「視訊資料」及「視訊」，除非另有陳述。同樣地，「視訊資料」或一「視訊」可包含一靜態影像，除非另有陳述。
攝影機110可使用可見光、紅外光及/或其他不可見電磁輻射(例如，紫外光、紅外光、近紅外光、兆赫輻射、微波輻射等)來捕捉影像資料。攝影機110可包含一熱感攝影機及/或用於雷達成像之一雷達。所捕捉影像資料可包含一連續影像序列(例如，視訊)、一有限影像序列、靜態影像及/或其等之一組合。攝影機110可包含用於捕捉且數位化影像之一數位攝影機及/或用於捕捉影像且以一類比格式儲存影像資料之一類比攝影機。
攝影機110包含照明源112以用照明光104照明一場景(被稱為一「照明場」)。在此實例中，照明場包含物件102。照明源112可包含一雷射(諸如一垂直腔面射型雷射)、一發光二極體(LED)、一白熾燈泡及/或一氙氣閃光燈。自照明源112發射之光可包含紅外光、近紅外光、可見光及/或其他頻率之光。攝影機110可包含其他類型之照明源或一個以上照明源。
攝影機110包含接收環境100A中之光之一感測器114。例如，在此實例中，感測器114偵測已反射離開物件102(例如，來自照明光104)之反射光105。當攝影機110使用感測器114偵測到低光條件時，攝影機110可增加照明源112之輸出。同樣地，當攝影機110使用感測器114偵測到改良光條件時，攝影機110可減少照明源112之輸出。感測器114可額外地或替代地包含偵測攝影機110與物件102之間之距離的一距離感測器。在一項實施例中，若判定物件102足夠靠近，則攝影機110可減少照明源112之輸出。攝影機110可包含其他類型之感測器或可包含一個以上感測器。
儘管環境100A包含一攝影機110，然攝影機110可採取任何類型之監視裝置之形式，諸如用於偵測監視區域106中之運動之運動偵測器、用於捕捉監視區域106中之熱影像之一熱感攝影機，或一熱偵測器。此等其他監視裝置亦可使用照明及/或測距(distance finding)。
圖1A之環境100A包含一個攝影機。另一方面，圖1B係另一實施例中之包含多個攝影機之另一例示性環境100B之一方塊圖。如圖1B中展示，環境100B包含攝影機110-A至110-N、一網路120及一監視台130。攝影機110統稱為「攝影機110 (cameras 110)」且個別地稱為「攝影機110 (camera 110)」。如上文提及，攝影機110可包含其他類型之監視裝置。
網路120使環境100B中之裝置能夠彼此通信。例如，攝影機110可彼此通信且與監視台130通信。網路120可使一個攝影機110-A能夠與其他攝影機110 (諸如攝影機110-N)通信且協調照明。若物件102 (諸如一人)過於靠近用於照明之攝影機110-A，則攝影機110-A可請求藉由另一攝影機(諸如攝影機110-N)照明物件102。同樣地，監視台130可與攝影機110之任一者通信。
網路120可包含一或多個電路交換網路及/或封包交換網路。例如，網路120可包含一區域網路(LAN)、一廣域網路(WAN)、一都會區域網路(MAN)、一公共交換電話網路(PSTN)、一自主網路(ad hoc network)、一無線網狀網路、一內部網路、網際網路、一基於光纖之網路、一無線網路及/或此等或其他類型之網路之一組合。
監視台130使一操作者能夠連接至一特定攝影機110以查看影像及/或視訊、組態攝影機110及/或以其他方式管理攝影機110。監視台130亦可使一操作者能夠監視環境100A (包含物件102)。例如，一操作者可監視環境100A以進行入侵偵測而保全一建築物。
監視台130可包含經組態用於與攝影機110通信之任何裝置。因而，一操作者可任何攝影機110管理任何其他攝影機110。例如，監視台130可包含：一可攜式通信裝置(例如，一行動智慧型電話及/或另一類型之無線裝置)；一個人電腦或工作站(例如，具有一監視器、鍵盤、滑鼠等)；一伺服器裝置；一膝上型電腦、平板電腦或另一類型之可攜式電腦；及/或具有通信能力之任何類型之裝置。在一項實施例中，監視台130可為攝影機110之部分。
儘管圖1A及圖1B展示環境100A及100B之例示性組件，然在其他實施方案中，與圖1A及圖1B中所描繪相比，環境100A及100B可包含更少組件、不同組件、不同配置之組件或額外組件。額外地或替代地，任一個裝置(或任何裝置群組)可執行描述為由一或多個其他裝置執行之功能。
圖2A係繪示一項實施例中之一攝影機110之例示性組件之一方塊圖。在此實例中，攝影機透鏡總成116 (參見圖1A)包含光學鏈(optics chain) 202、感測器陣列204、影像透鏡馬達272及影像透鏡控制器270。再者，照明源112 (參見圖1A)包含透鏡235、光源234、光源驅動器232、參考信號產生器230、照明馬達控制器239及照明透鏡馬達237。此外，感測器114 (參見圖1A)包含偵測器透鏡241、偵測器240、放大器242、帶通濾波器238、信號比較器236、距離計算器244及距離表246。感測器114亦可包含偵測器透鏡控制器245及偵測器透鏡馬達243。
在一項實施例中，攝影機110可包含一安全組件，其包含安全參考252及安全比較器248。攝影機110亦可包含其他組件，諸如一影像處理器208、攝影機控制器210、記憶體209、視訊編碼器214及通信介面216。
以下組件可在硬體中實施(在圖2A中以一加深背景展示)：光源234、光源驅動器232、參考信號產生器230、信號比較器、帶通濾波器238、放大器242、偵測器240、距離計算器244、距離表246、安全參考252及/或安全比較器248。其他組件亦可在硬體而非軟體中實施，諸如偵測器透鏡控制器245、照明馬達控制器239及/或影像馬達控制器。
光學鏈202包含一包殼，其將入射輻射203 (諸如反射光105)引導至一感測器陣列204以捕捉基於入射輻射之一影像。入射輻射203可包含可見光、紅外光、近紅外光、毫米波等。光學鏈202包含一或多個透鏡212 (單數形式稱為透鏡212)以收集來自一「視場」(例如，受監視區域106中)之入射輻射203且將其聚焦至感測器陣列204上。
入射輻射203穿過透鏡212以將一視場聚焦至感測器陣列204上。焦點及視場取決於孔徑(未展示)之實體特性及透鏡212之放置，可藉由受控於影像透鏡控制器270之影像透鏡馬達272使透鏡212移動。影像透鏡馬達272可包含一個以上馬達(例如，用於一個以上透鏡212)，但在此處指稱單數。
感測器陣列204可包含用於暫存、感測且量測入射或落入至感測器陣列204上之輻射(例如，光)的一感測器陣列。輻射可在可見光波長範圍、紅外線波長範圍或其他波長範圍內。感測器陣列204可包含例如一電荷耦合裝置(CCD)陣列及/或一主動像素陣列(例如，一互補金屬氧化物半導體(CMOS)感測器陣列)。感測器陣列204亦可包含一微測輻射熱計(例如，在攝影機110包含一熱感攝影機或偵測器時)。在替代實施例中，感測器陣列204可為可使用掃描硬體(例如，一旋轉鏡)形成影像之一線性陣列或可依賴於影像處理器208及/或控制器210產生影像感測器資料之一非陣列感測器。
作為照明源112之部分，光源234提供光以為攝影機110照明一場景及/或偵測自攝影機110至一物件之距離。光源234可包含一雷射(諸如一垂直腔面射型雷射)、一LED、一氙氣閃光燈及/或一白熾燈泡。自光源234發射之光可包含紅外光、近紅外光及/或可見光。其他類型之光源及雷射係可行的。
來自光源234之輸出可穿過透鏡235以照明一照明場。透鏡235可包含一或多個透鏡，但在本文中指稱單數。自光源234輸出之光穿過透鏡235，使得光發散(圖1A之照明光104)以照明與原本未使用透鏡235之情況相比更大之一區域。光之發散度取決於透鏡235之實體特性及放置，可藉由受控於照明馬達控制器239之透鏡馬達237使透鏡235移動。照明透鏡馬達237可包含一個以上馬達(尤其在存在一個以上透鏡325時)，但在本文中指稱單數。在其中光源234係一雷射之實施方案中，與自一LED輸出之光相比，可更精確地控制光輸出之發散度。在一項實施例中，除使用發散透鏡235之外或代替使用發散透鏡235，可機械地移動照明源112 (例如，用於掃描受監視區域106)。
光源234可使用除近紅外線以外之頻率，諸如微波或紫外線。較小波長之光(例如，如自一雷射輸出)容許將光聚焦至一較小點(例如，一照明場)中，此可增加空間解析度。此外，一窄光學帶通濾波器(圖2A中未展示)可提供用於濾除除所使用波長以外之光波長的一方式。此可減少雜訊且增加信號對雜訊比(SNR)。
在一項實施例中，一「照明場」之照明(藉由照明光104)可對應於由光學鏈202及透鏡212聚焦(例如，由感測器陣列204捕捉)之視場。換言之，若感測器陣列204正感測一距離處之一窄視場，則照明光104可照明該距離處之該相同窄視場。換言之，照明場可與攝影機感測器陣列204之視場匹配。換言之，藉由光源234之照明場(如由透鏡235控制)可匹配(由透鏡212)聚焦於感測器陣列204上且由感測器陣列204捕捉之視場。
光源驅動器232驅動(即，將電壓及電流提供至)光源234。自光源234輸出之光之強度取決於例如由光源驅動器232供應至其之電壓及/或電流。在一項實施例中，光源驅動器232在其接收到一啟用信號(ENABLE signal)時驅動光源234；且在其未接收到一啟用信號時不驅動光源234。例如，光源驅動器232僅在其接收到一啟用信號時驅動光源234。在此實施例中，安全比較器248在安全比較器248判定條件安全時輸出一啟用信號；且安全比較器248在安全比較器248判定條件不安全時不輸出一啟用信號(或輸出不啟用信號(NOT ENABLE signal))。
參考信號產生器230產生輸出至光源驅動器232之一參考信號。參考信號亦可稱為一「調變信號」。參考信號容許驅動器232根據參考信號調變自光源234發射之光之強度。換言之，光源驅動器232可基於參考信號改變輸出至光源234之電流及/或電壓。在此等情況中，光(例如，近紅外光)係參考信號之一載波信號。參考信號可在不同實施方案中採取不同形式。例如，參考信號可為正弦的或包含脈衝(例如，用於產生展頻的脈衝)。作為一正弦信號，參考信號之頻率可在例如介於0.1 MHz與100 MHz之間之範圍內。在一個實施方案中，調變信號(即，參考信號)使照明光104之調變具有足夠低振幅及足夠高頻率，以免誘發對攝影機110所拍攝之影像的干擾。即，減小調變振幅且增加光104之調變頻率可減少由攝影機110捕捉之影像之斑點(speckling)。
作為感測器114之部分，偵測器240感測光，諸如自光源234發射且反射離開物件102之光。例如，偵測器240可包含一光偵測二極體及/或一電荷耦合裝置(CCD)。在一項實施例中，偵測器240輸出一類比信號，其與照射於偵測器240上之光之強度成比例。因此，偵測器240藉由去除(strip off)一載波信號(即，光)而有效地解調變該載波信號(若反射光105上存在任何載波信號)。
在一個實施方案中，由偵測器240接收之光穿過偵測器透鏡241使得來自一「偵測場」之光會聚(或聚焦)至偵測器240上。透鏡241可包含一個以上透鏡，但在本文中指稱單數。光之會聚度取決於孔徑及偵測器透鏡241之實體特性及放置，可藉由受控於偵測器透鏡控制器245之偵測器透鏡馬達243使偵測器透鏡241移動。照明透鏡馬達237可包含一個以上馬達(尤其在存在一個以上透鏡325時)，但在本文中指稱單數。
在一項實施例中，感測器114之一偵測場中之光偵測(如由透鏡241控制)可匹配(例如，藉由攝影機透鏡總成116)聚焦於感測器陣列204上且由感測器陣列204捕捉之視場。換言之，若感測器陣列204正捕捉一距離處之一特定視場，則偵測器240 (結合透鏡241)可偵測來自該距離處之該特定視場之光。額外地或替代地，若照明光104發散至一距離處之一特定照明場，則感測器114 (結合透鏡241)可偵測來自該距離處之特定照明場之光。換言之，藉由感測器114之偵測場可匹配照明場及/或可匹配由攝影機透鏡總成116捕捉之視場。在一些實施例中，感測器114之偵測場不對應於照明場及/或不對應於攝影機透鏡總成116之視場。例如，偵測場可大於照明場；或偵測場可小於照明場。
在另一實施例中，透鏡241可為不具有一偵測器透鏡馬達243或一偵測器透鏡控制器245之一固定焦點透鏡。在此實施例中，偵測器240之偵測場與可藉由偵測器透鏡馬達243及偵測器透鏡控制器245移動之一透鏡相比可更全向，且感測器114之偵測場可比照明源112之照明場寬。在另一實施例中，偵測器240與光源234共用透鏡235，使得照明場與感測器114之偵測場相同。在另一實施例中，可完全省略透鏡241且偵測器240並未與一透鏡相關聯。
因為反射光105可能較弱，所以偵測器240之輸出亦可能較弱。在一個實施方案中，藉由放大器242放大偵測器240之輸出以增加信號強度。帶通濾波器238輸入來自放大器242之信號且去掉(strip away)雜訊及/或隔離所要頻率(例如，對應於參考信號之頻率)。將帶通濾波器238之輸出傳遞至信號比較器236。帶通濾波器238之輸出可稱為「經解調變信號」。
信號比較器236比較參考信號(即，來自參考信號產生器230之輸出)與經解調變信號(自帶通濾波器238輸出)。在一項實施例中，信號比較器236之輸出與距反射照明光104 (作為反射光105)之物件102之距離成比例。不同技術可用於比較參考信號與經解調變信號。例如，若參考信號係正弦的，則信號比較器236 (例如，一干涉儀)可輸出參考信號與經解調變信號之間之相位差，該相位差與距物件之距離成比例。在另一實施例中，參考信號可包含啾聲(chirped)雷射脈衝。在一個實施方案中，信號比較器236使用同調偵測，其中在光域中進行混頻操作。可在一相位偵測系統中且在使用啾聲雷射脈衝時使用同調偵測。
在一個實施方案中，信號比較器236包含一正交相位偵測器。若參考信號係正弦的且具有一頻率fm，則經解調變信號亦具有一頻率fm (假定一不動物件102)但歸因於信號已行進距離d至物件102且再次返回之事實而具有一相位差。可使用一混頻器(例如，干涉儀)量測相位差。一混頻器係輸入為具有頻率f1及f2之兩個週期性信號且輸出為具有差頻及和頻以及諧波之信號的一裝置。此透過將輸入信號在時域中相乘而達成。一非線性裝置可用作一混頻器。在一項實施例中，量測相位差可包含參考信號與經接收信號之一類比混頻。經混頻類比信號可用作臨限值偵測之回饋。
一正交相位偵測器可容許量測相位差θ及物件102之反射率兩者。反射率可用於補充且增強距離量測，從而提供一額外維度及自由度。可依判定一些特定物件(例如，一人)之存在或甚至存在物件之分類之形式而非僅量測距其等之距離來利用此。此外，一正交相位偵測器容許(例如，藉由一硬體電路)快速執行距離計算。因為此等量測係基於連續波之相位，所以高量測速率(例如，按8 kHz之一速率量測距離，取決於調變頻率fm)係可行的。
距離計算器244可基於自信號比較器236輸出之信號來判定自攝影機110至物件102之距離。例如，若信號比較器236輸出一相位差，則距離計算器244可存取距離表246以判定距物件406之(一或多個)對應距離。若距離有分歧(即，一個以上解答)，則參考信號產生器230可更改參考信號(例如，更改為一不同頻率)以解決任何分歧。即，解決分歧之一方案可包含使用彼此並非諧波之不同調變頻率之一組合。距離計算器244可包含例如數位邏輯(例如，一數位處理器)及/或類比邏輯(一類比處理器)。
在一個實施方案中，距離計算器可按8 kHz之一量測速度以具有15公分之一標準偏差的一精確度量測多至27公尺之距離。例如，介於10 MHz與90 MHz之間之一正弦參考信號容許介於10公尺與30公尺之間之一計算距離。介於100 MHz與1 GHz之間之一正弦參考信號可容許精確至公分之計算距離。大約1 MHz之一正弦參考信號可容許數百公尺之計算距離。本文中描述之實施方案可使用此等頻率之組合。
在一個實施方案中，信號比較器236包含一飛行時間偵測器。在此實施方案之情況下，參考信號可包含短脈衝強度。接著，信號比較器236可量測脈衝返回之一時間(例如，藉由比較經接收信號與參考信號)。若信號比較器236輸出一飛行時間，則距離計算器244可藉由將飛行時間乘以光速且除以2而判定距離。使用飛行時間可容許500 kHz之距離量測速率。
安全比較器248比較經計算距離與一安全臨限值。在此實施方案中，安全參考252係被認為對正由照明光104照明之一人而言安全的最小距離。在一項實施例中，安全參考252可包含安全距離及對應光強度之一表。安全比較器248可在經計算距離小於對應安全參考252時停用藉由光源234之繼續照明。安全比較器248可在經計算距離大於安全參考252時啟用藉由光源234之繼續照明。儘管安全參考252可為一常數，然其亦可為取決於諸多因素(諸如來自光源234之光之發散度及/或由光源234發射之光之強度)之一因數。安全比較器248可包含例如數位邏輯(例如，一處理器)及/或類比邏輯。
在一個實施方案中，圖2A中展示之許多組件可在硬體而非軟體中實施。在此實施方案中，安全比較器248可命令光源驅動器232基於經偵測光使光源234快速衰減或去啟動而無需一通用處理器介入。例如，運行軟體之一通用處理器可能因請求(諸如用於影像處理)而過載。作為另一實例，作業系統(在通用處理器中運行)可由於與安全無關之錯誤軟體而當機。因此，在一個實施方案中，以下組件可在硬體中實施(在圖2A中以一加深背景展示)：光源234、光源驅動器232、參考信號產生器230、信號比較器、帶通濾波器238、放大器242、偵測器240、距離計算器244、距離表246、安全參考252及/或安全比較器248。其他組件亦可在硬體而非軟體中實施，諸如偵測器透鏡控制器245、照明馬達控制器239及/或影像馬達控制器。
可在運行於一通用處理器、一專用處理器及/或一專門處理器中之軟體中實施之攝影機110的組件包含例如：影像處理器208、視訊編碼器214及/或攝影機控制器210。此等組件可連接至攝影機110中之資料路徑218 (圖2A中之虛線)以容許攝影機110之軟體及/或硬體組件彼此通信。例如，攝影機控制器210可經由資料路徑218指示偵測器透鏡控制器245用偵測器透鏡馬達243使透鏡241移動。攝影機控制器210可自距離計算器244接收一經計算距離。攝影機控制器210、視訊編碼器214及影像處理器208亦可自攝影機感測器陣列204接收影像資料。
攝影機感測器陣列204輸出指示入射於感測器陣列204上之輻射(例如，光) (例如，描述其性質或特性)之資料。在圖2A之實例中，感測器陣列204將資料輸出至資料路徑218上以供攝影機110中之其他組件處理。自感測器陣列204輸出之資料可包含諸如入射於感測器陣列204中之一或多個像素上之光之強度(例如，照度)、色彩等的資訊。入射於感測器陣列204上之光可為一「影像」，此係因為光可由於光學鏈202中之透鏡而聚焦。
感測器陣列204可被認為是一「影像感測器」，此係因為其感測照射於感測器陣列204上之電磁輻射(例如，光)且將輻射轉換為一個多維資料信號。如本文中使用之術語，一「影像」包含指示入射於感測器陣列204上之輻射(例如，描述光之性質或特性)之資料。因此，術語「影像」亦可用於意謂「影像感測器資料」或描述一影像之任何資料或資料集。
視訊編碼器214可編碼影像感測器資料以傳輸至攝影機110中之另一組件或環境100A中之其他裝置(諸如監視台130)。視訊編碼器214可使用諸如ISO/MPEG或ITU-H.26X系列視訊編碼標準之視訊編碼技術。
攝影機控制器210及/或影像處理器208對由感測器陣列204捕捉之影像資料執行信號處理操作。控制器210及/或影像處理器208可包含解譯且執行指令之任何類型之單核心或多核心處理器、微處理器、基於鎖存之處理器及/或處理邏輯(或處理器、微處理器及/或處理邏輯之系列)。控制器210及/或影像處理器208可包含或耦合至一硬體加速器，諸如一圖形處理單元(GPU)、一通用圖形處理單元(GPGPU)、一胞元、一場可程式化閘陣列(FPGA)、一特定應用積體電路(ASIC)及/或另一類型之積體電路或處理邏輯。
控制器210亦可判定及控制攝影機110之所要焦點及位置(例如，傾斜及變焦)。為進行此，控制器210將命令發送至影像馬達控制器270以驅動馬達272使攝影機110傾斜及/或水平搖攝(pan)或使透鏡212光學變焦。圖2B係繪示攝影機控制器210及/或影像處理器208之例示性組件之一方塊圖。如圖2B中展示，攝影機控制器210及/或影像處理器208包含自動聚焦邏輯280、物件辨識邏輯282及/或人類辨識邏輯284。
自動聚焦邏輯280控制(例如，包含一演算法以控制)攝影機透鏡總成116之所要焦點。在一項實施例中，自動聚焦演算法係基於對比度，且經計算距離(例如，來自距離計算器244)可用於設定演算法之一下限及一上限。下限與上限之間之一差異係基於經接收信號之信號強度而設定，使得低信號品質導致一大差異(寬範圍)且良好信號品質導致一小差異(窄範圍)。
物件辨識邏輯282可偵測影像中之物件(諸如物件102)及影像中之物件之邊界。人類辨識邏輯284可偵測例如影像中之人類及/或人臉。
記憶體209可包含儲存資訊及/或指令之任何類型之揮發性及/或非揮發性儲存裝置。記憶體209可包含一隨機存取記憶體(RAM)或任何類型之動態儲存裝置、一唯讀記憶體(ROM)裝置或任何類型之靜態儲存裝置、一磁性或光學記錄記憶體裝置及其對應硬碟機，或一可移除式記憶體裝置。記憶體209可儲存由攝影機110使用之資訊及指令(例如，應用程式及/或一作業系統)及資料(例如，應用程式資料)。
記憶體209可儲存由控制器210及/或影像處理器208執行之指令。可將軟體指令自另一電腦可讀媒體或另一裝置讀取至記憶體209中。軟體指令可引起控制器210及/或影像處理器208執行本文中描述之程序。例如，攝影機110可回應於控制器210及/或影像處理器208執行儲存於記憶體209中之軟體指令而執行與影像處理相關之操作(例如，編碼、轉碼、偵測物件等)。或者，硬接線電路(例如，邏輯)可代替軟體指令或結合軟體指令用於實施本文中描述之程序。
通信介面216包含含有輸入及/或輸出埠、輸入及/或輸出系統及/或有利於將資料傳輸至另一裝置之其他輸入及輸出組件的電路及邏輯電路。例如，通信介面216可包含用於有線通信之一網路介面卡(例如，乙太網路卡)或用於無線通信之一無線網路介面(例如，WiFi)卡。
儘管圖2A及圖2B展示攝影機110之例示性組件，然在其他實施方案中，與圖2A及圖2B中所描繪相比，攝影機110可包含額外組件、更少組件、不同組件及/或不同配置之組件。額外地或替代地，攝影機110之一或多個組件可執行描述為由攝影機110之一或多個其他組件執行之功能。例如，控制器210可執行描述為由影像處理器208執行之功能，且反之亦然。替代地或額外地，攝影機110可包含如下文關於圖3描述之一運算模組。在一項實施例中，攝影機110可包含一或多個(例如，三個)馬達控制器及一或多個(例如，三個)馬達272用於使攝影機110水平搖攝、傾斜及變焦。
圖3係繪示一項實施例中之一運算模組300之例示性組件之一方塊圖。諸如攝影機110、影像處理器208、攝影機控制器210及/或監視台130之裝置可包含一或多個運算模組300。如圖3中展示，運算模組300可包含一匯流排310、一處理器320、一記憶體330及/或一通信介面360。在一些實施例中，運算模組300亦可包含一輸入裝置340及/或一輸出裝置350。
匯流排310包含允許在運算模組300之組件或其他裝置當中通信之一路徑。處理器320可包含解譯且執行指令之任何類型之單核心處理器、多核心處理器、微處理器、基於鎖存之處理器及/或處理邏輯(或處理器、微處理器及/或處理邏輯之系列)。處理器320可包含一ASIC、一FPGA及/或另一類型之積體電路或處理邏輯。處理器320可包含或耦合至一硬體加速器，諸如一GPU、一GPGPU、一胞元、一FPGA、一ASIC及/或另一類型之積體電路或處理邏輯。
記憶體330可包含儲存資訊及/或指令之任何類型之揮發性及/或非揮發性儲存裝置。記憶體330可包含一RAM或任何類型之動態儲存裝置、一ROM或任何類型之靜態儲存裝置、一磁性或光學記錄記憶體裝置及其對應光碟機，或一可移除式記憶體裝置。記憶體330可儲存由處理器320使用之資訊及指令(例如，應用程式及一作業系統)及資料(例如，應用程式資料)。
記憶體330可儲存由處理器320執行之指令。可將軟體指令自另一電腦可讀媒體或另一裝置讀取至記憶體330中。軟體指令可引起處理器320執行本文中描述之程序。或者，硬接線電路(例如，邏輯)可代替軟體指令或結合軟體指令用於實施本文中描述之程序。
作業系統可包含用於管理運算模組300之硬體及軟體資源之軟體指令。例如，作業系統可包含Linux、Windows、OS X、Android、一嵌入式作業系統等。應用程式及應用程式資料可取決於其中存在特定運算模組300之裝置而提供網路服務或包含應用程式。
通信介面360可包含使運算模組300能夠與其他組件、裝置及/或系統通信之一傳輸器及/或接收器(例如，一收發器)。通信介面360可經由無線通信(例如，射頻、紅外線等)、有線通信或其等之一組合通信。通信介面360可包含將基帶信號轉換為射頻(RF)信號或反之且可耦合至一天線的一收發器。
通信介面360可包含含有輸入及/或輸出埠、輸入及/或輸出系統及/或有利於將資料傳輸至其他裝置之其他輸入及輸出組件的一邏輯組件。例如，通信介面360可包含用於有線通信之一網路介面卡(例如，乙太網路卡)或用於無線通信之一無線網路介面(例如，WiFi)卡。
一些裝置亦可包含輸入裝置340及輸出裝置350。輸入裝置340可使一使用者能夠將資訊輸入至運算模組300中。輸入裝置340可包含一鍵盤、一滑鼠、一筆、一麥克風、一攝影機、一觸控螢幕顯示器等。
輸出裝置350可向使用者輸出資訊。輸出裝置350可包含一顯示器、一印表機、一揚聲器等。輸入裝置340及輸出裝置350可使一使用者能夠與由運算模組300執行之應用程式互動。在一「無頭」裝置(諸如一部署遠端攝影機)之情況中，輸入及輸出主要透過通信介面360而非輸入裝置340及輸出裝置350。
若攝影機110以一運算模組300實施，則資料路徑218 (關於圖2A描述)可包含匯流排310。在此實施方案中，例如，視訊編碼器214、影像處理器208及/或攝影機控制器210可包含一GPU、GPGPU、一胞元、一FPGA及/或一ASIC。另外，在一項實施例中，運算模組300 (例如，處理器320)可執行圖2A及圖2B中展示之攝影機110之功能之任一者之功能。此外，在此實施方案中，例如，通信介面216 (圖2A)可實施為通信介面360 (圖3)。
運算模組300可包含幫助接收、傳輸及/或處理資料之其他組件(未展示)。此外，運算模組300中之其他組件組態係可行的。在其他實施方案中，與圖3中所描繪相比，運算模組300可包含更少組件、不同組件、額外組件或不同配置之組件。額外地或替代地，運算模組300之一或多個組件可執行描述為由運算模組300之一或多個其他組件執行之一或多個任務。
圖4係類似於環境100A但具有人406作為受監視區域106中之物件102的一例示性環境400之一方塊圖。使用環境400來描述程序500，其展示為圖5中之一流程圖。程序500可在攝影機110中運行或由攝影機110運行且下文以圖4之實例描述：人406 (即，物件102)站在受監視區域106中；攝影機透鏡總成116聚焦於一視場408上；照明源112用照明光104照明照明場404；且感測器114在感測器114亦聚焦於偵測場405上時偵測反射光105 (即，反射離開人406之照明光104)。
程序500開始於產生用於調變一光源之一性質的一參考信號(方塊502)。參考圖2A，參考信號產生器230產生參考信號。例如，參考信號可為正弦的。一調變信號之其他可能性可包含用於產生展頻的脈衝參考信號。
若未啟用光源234 (方塊504：否)，則光源驅動器232未驅動光源234且未自攝影機110發射照明信號。未啟用光源234之一實例係安全比較器248將一不啟用信號輸出至光源驅動器232之時。例如，在安全比較器248考慮到將照射於一人上之光之強度而判定人過於靠近攝影機110時，安全比較器248可輸出一不啟用信號。在另一實施例中，光源驅動器232可代替性地將照明光104之強度降低為一可接受安全範圍(即，而非完全不發射照明源112)。
另一方面，若啟用光源234 (方塊504：是)，則光源驅動器232根據自參考信號產生器230輸出之參考信號驅動光源234 (例如，一雷射) (方塊508)。換言之，光源驅動器232根據參考信號調變光源234 (例如，一雷射)之一性質。啟用光源234之一實例係安全比較器248將一啟用信號輸出至光源驅動器232之時。例如，在安全比較器248考慮到照明光104之強度而判定所有人距攝影機110足夠遠時，安全比較器248可輸出一啟用信號。
再次參考圖2A，光源234 (例如，一雷射)可發射由光源驅動器232驅動之一近紅外光。光源驅動器232基於由參考信號產生器230產生之一參考信號而調變由光源234發射之光之強度。即，近紅外線頻率係參考信號之一載波。作為調變之結果，由光源234發射之光之強度可隨時間變化。在一項實施例中，調變包含使光之強度改變1/10或1/20。取決於參考信號，調變可包含產生展頻、頻率調變及/或振幅調變。例如，強度變化之頻率可改變及/或強度之振幅可改變。
可使來自光源234之光發散(方塊510)。在此實施例中，透鏡235散佈來自光源234之光(例如，雷射光)。照明馬達控制器239可根據一距離及/或照明場計算而判定雷射光之發散度。接著，照明馬達控制器239可因此指示照明透鏡馬達237使透鏡235移動。如圖4中展示，用照明光104照明照明場404 (方塊512)，照明場404包含人406。照明光104亦可稱為一傳輸信號104。
照明光104 (傳輸信號104)反射離開一或多物件且由感測器114接收(方塊514)。參考圖4，照明光104反射離開人406作為反射光105，反射光105穿過偵測器透鏡241且照射於偵測器240上。在此實例中，偵測器透鏡241之偵測場405匹配照明場404。感測器114之偵測場405係藉由偵測器透鏡控制器245指示偵測器透鏡馬達243使透鏡241移動而判定。反射光105亦可稱為一「反射信號105」或「經接收信號105」。
因為反射信號105可能較弱，所以偵測器240亦可能較弱，且藉由放大器242放大偵測器240之輸出。在此實施方案中，偵測器240之輸出係一類比信號，其與照射於偵測器240上之光之強度成比例。即，偵測器240藉由去除載波頻率(例如，近紅外線頻率)而有效地解調變反射信號105。此外，可藉由一帶通濾波器238過濾放大器242之輸出以去除雜訊且隔離所要頻率(例如，對應於參考信號之頻率)。帶通濾波器238之輸出可稱為「經解調變信號」。
程序500繼續比較傳輸信號(例如，參考信號)與經接收信號(例如，自帶通濾波器238輸出之經解調變信號) (方塊516)。在此實施方案中，信號比較器236之輸出與距反射照明光104之物件的距離成比例。可使用不同技術來比較參考信號與經解調變信號。例如，若參考信號係正弦的，則信號比較器236 (例如，一干涉儀)可輸出參考信號與經解調變信號之間之相位差，該相位差與距物件102之距離成比例。在另一實施例中，若參考信號包含脈衝，則脈衝之飛行時間與距物件102之距離成比例。
計算距物件之距離(方塊518)。例如，若信號比較器236輸出相位差，則距離計算器244可存取距離表246以基於相位差判定距人406之(一或多個)對應距離。若距離係有分歧(即，一個以上合理解答)，則可更改參考信號(例如，更改為一不同頻率)以解決任何分歧。即，解決分歧之一方案可包含使用彼此並非諧波之不同調變頻率之一組合。
例如，若信號比較器236輸出一飛行時間，則距離計算器244可存取距離表246以基於飛行時間判定距人406之對應距離。
判定距離臨限值(方塊520)。若距人406之距離小於臨限值(方塊522：是)，則可因此降低照明光104之強度(或平均強度) (方塊524)。安全比較器248執行比較安全參考252與距人406之距離。在一項實施例中，若距人406之距離小於臨限值，則安全比較器248輸出不啟用以停用光源驅動器232，此關閉光源234且移除照明光104。在另一實施例中，安全比較器248輸出一信號以容許光源驅動器232降低照明光104之強度，以免在假定一人處於計算距離(在方塊518中計算)處時有危險。一旦降低強度，程序500便可繼續下文描述之方塊526。
若距物件406之距離大於臨限值(方塊522：否)，則不降低傳輸信號之強度，且透鏡控制器270可因此命令透鏡馬達272使透鏡212基於經計算距離聚焦 (方塊526)。即，程序500可使用經計算距離作為一自動聚焦演算法之一參考點。另外，可捕捉一影像(方塊528)。在圖4之實例中，程序500在攝影機110中捕捉包含由照明光104 (即，傳輸信號104)照明之視場的一影像。在一項實施例中，本文中描述之方法及系統可用於照明而不一定捕捉一影像。即，一個裝置(例如，其包含照明源112及感測器114)可提供照明且一分離裝置可包含攝影機透鏡總成116用於捕捉影像。
圖7係另一實施例中之用一雷射進行測距之一程序700之一流程圖。程序700係關於圖6中展示之實例加以描述，其繪示一項實施例中之物件、邊界及人類辨識。程序700詳述在接收到反射信號105作為一影像之部分時之接收反射信號(方塊514)。
程序700開始於捕捉一影像(方塊702)。如圖6中展示，攝影機110捕捉視場408 (參見圖4)之影像604。即，攝影機透鏡總成116透過光學鏈202 (即，透鏡212)接收反射光105且光105照射於感測器陣列204 (例如，一CCD感測器)上。影像資料經由路徑218行進至記憶體209且可由影像處理器及/或攝影機控制器210處理。
程序700繼續辨識影像中之一物件及/或一人(方塊704)。在圖6之實例中，物件辨識邏輯282辨識影像604中之物件102 (其恰好係一人)。若偵測到一物件及/或人，則可判定物件及/或人之邊界(方塊706)。如圖6中展示，偵測一人臉之邊界602。辨別與物件及/或人相關聯之經接收信號(方塊708)且將其用作經解調變信號。即，可將與邊界602之內部相關聯之感測器陣列204之部分的強度波動用作經解調變信號以與參考信號比較(圖5之方塊506)。在此情況中，程序500可繼續。程序700亦可包含辨別不與物件及/或人相關聯之經接收信號且不使用經接收信號之該等部分作為經解調變信號。在此情況中，計算距物件102之距離並非基於參考信號與不與物件相關聯之經接收信號之部分之間的一相位差。
術語「包括(comprise及comprising)」指定所陳述特徵、整數、步驟或組件之存在但並不排除一或多個其他特徵、整數、步驟、組件或其群組之存在或添加。字詞「例示性」用於意謂「用作」一個以上實例之「一實例、例項或繪示」。在本文中描述為「例示性」之任何實施例不一定暗示該實施例與其他實施例相比較佳或有利。
本申請案中使用之元件、動作或指令皆不應被理解為對於實施例關鍵或至關重要，除非如此明確描述。再者，如本文中使用，冠詞「一」意欲包含一或多個品項。此外，片語「基於」意欲意謂「至少部分基於」，除非另有明確陳述。
100A‧‧‧環境
100B‧‧‧環境
102‧‧‧物件
104‧‧‧照明光/傳輸信號
105‧‧‧反射光/反射信號/經接收信號
106‧‧‧區域
110‧‧‧攝影機
110-A至110-N‧‧‧攝影機
112‧‧‧照明源
114‧‧‧感測器
116‧‧‧攝影機透鏡總成
120‧‧‧網路
130‧‧‧監視台
202‧‧‧光學鏈
203‧‧‧入射輻射
204‧‧‧感測器陣列
208‧‧‧影像處理器
209‧‧‧記憶體
210‧‧‧攝影機控制器
212‧‧‧透鏡
214‧‧‧視訊編碼器
216‧‧‧通信介面
218‧‧‧資料路徑
230‧‧‧參考信號產生器
232‧‧‧光源驅動器
234‧‧‧光源
235‧‧‧透鏡
236‧‧‧信號比較器
237‧‧‧照明透鏡馬達
238‧‧‧帶通濾波器
239‧‧‧照明馬達控制器
240‧‧‧偵測器
241‧‧‧偵測器透鏡
242‧‧‧放大器
243‧‧‧偵測器透鏡馬達
244‧‧‧距離計算器
245‧‧‧偵測器透鏡控制器
246‧‧‧距離表
248‧‧‧安全比較器
252‧‧‧安全參考
270‧‧‧影像透鏡控制器/影像馬達控制器
272‧‧‧影像透鏡馬達
280‧‧‧自動聚焦邏輯
282‧‧‧物件辨識邏輯
284‧‧‧人類辨識邏輯
300‧‧‧運算模組
310‧‧‧匯流排
320‧‧‧處理器
330‧‧‧記憶體
340‧‧‧輸入裝置
350‧‧‧輸出裝置
360‧‧‧通信介面
400‧‧‧環境
404‧‧‧照明場
405‧‧‧偵測場
406‧‧‧物件/人
408‧‧‧視場
500‧‧‧程序
502‧‧‧方塊
504‧‧‧方塊
506‧‧‧方塊
508‧‧‧方塊
510‧‧‧方塊
512‧‧‧方塊
514‧‧‧方塊
516‧‧‧方塊
518‧‧‧方塊
520‧‧‧方塊
522‧‧‧方塊
524‧‧‧方塊
526‧‧‧方塊
528‧‧‧方塊
602‧‧‧邊界
604‧‧‧影像
700‧‧‧程序
702‧‧‧方塊
704‧‧‧方塊
706‧‧‧方塊
708‧‧‧方塊
圖1A係一項實施例中之具有監視具有一物件之一區域之一攝影機的一例示性環境之一方塊圖；
圖1B係另一實施例中之包含多個攝影機之另一例示性環境之一方塊圖；
圖2A係繪示一項實施例中之圖1A及圖1B之攝影機之例示性組件之一方塊圖；
圖2B係繪示圖2A之攝影機控制器之例示性組件之一方塊圖；
圖3係繪示一項實施例中之一運算模組之例示性組件之一方塊圖；
圖4係類似於圖1之環境但具有一人作為物件的一例示性環境之一方塊圖；
圖5係一項實施例中之運用一雷射照明一場景且測距(range finding)的一程序之一流程圖；
圖6係繪示一項實施例中之物件、邊界及人類辨識之一圖；及
圖7係另一實施例中之運用一雷射測距之一程序之一流程圖。

Claims (15)

  1. 一種方法，其包括： 用一參考信號調變一雷射之一性質以產生一傳輸信號； 使該傳輸信號發散以用該傳輸信號照明一照明場，其中該照明場包含一物件； 在一感測器處接收自該照明場及該物件反射之一信號； 比較該經接收信號之一相位與該參考信號之一相位；及 基於該比較計算距該物件之一距離。
  2. 如請求項1之方法，其中比較該相位包含： 量測該經接收信號與該參考信號之間之一相位差，及基於該相位差計算距該物件之該距離。
  3. 如請求項2之方法，其進一步包括： 在該經計算距離低於一臨限值時降低該傳輸信號之一平均強度，或 其中調變該雷射之該性質包含：調變該雷射之一強度。
  4. 如請求項2之方法，其中在該感測器處接收進一步包括： 在一攝影機中捕捉包含由該傳輸信號照明之一視場之一影像； 偵測該影像中之該物件之邊界；及 基於該等經偵測邊界辨別與該物件相關聯之該經接收信號之部分， 其中量測該相位差包含：量測與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間之一相位差；及 其中計算該距離包含：基於與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的該相位差計算距該物件之該距離。
  5. 如請求項4之方法，其進一步包括： 判定該物件係一人；及 在該經計算距離低於一第一臨限值且判定該物件係人時降低該雷射之一強度。
  6. 如請求項5之方法，其中偵測該物件之邊界包含：偵測該人之一臉之邊界。
  7. 如請求項4之方法，其中在該感測器處接收進一步包括： 在一攝影機中捕捉由該傳輸信號照明之包含該物件之該視場的一影像，其中將該經計算距離用作一自動聚焦演算法之一參考點。
  8. 如請求項7之方法， 其中該自動聚焦演算法係基於對比度的，且該經計算距離用於設定該自動聚焦演算法之一下限及上限，及 其中該下限與該上限之間之一差異係基於該經接收信號之一信號強度，使得與一高信號強度相比，一低信號強度導致一較大差異。
  9. 一種裝置，其包括： 一雷射； 一驅動器，其用一參考信號調變該雷射之一性質以產生一傳輸信號； 一透鏡，其使該傳輸信號發散以用該傳輸信號照明一照明場，其中該照明場包含一物件； 一感測器，其接收自該照明場及該物件反射之一信號； 一混頻器，其比較該經接收信號之一相位與該參考信號之一相位；及 一處理器，其基於該比較計算距該物件之一距離。
  10. 如請求項9之裝置，其中該混頻器經組態以量測該經接收信號與該參考信號之間之一相位差，且該處理器經組態以基於該相位差計算距該物件之該距離。
  11. 如請求項10之裝置， 其中該驅動器經組態以在該經計算距離低於一臨限值時降低該傳輸信號之一平均強度，或 其中該驅動器經組態以調變該雷射之一強度。
  12. 如請求項10之裝置，其進一步包括： 一攝影機，其捕捉包含由該傳輸信號照明之一視場的一影像， 其中該處理器經組態以偵測該影像中之該物件之邊界且基於該等經偵測邊界來辨別與該物件相關聯之該經接收信號之部分， 其中該混頻器經組態以量測與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的一相位差，及 其中該處理器經組態以基於與該物件相關聯之該經接收信號之該等部分與該參考信號之間的該相位差來計算距該物件之該距離。
  13. 如請求項12之裝置， 其中該處理器判定該物件係一人或其中該處理器偵測該人之一臉之邊界；及 其中該驅動器在該經計算距離低於一第一臨限值且該處理器判定該物件係人時降低該雷射之一強度。
  14. 如請求項12之裝置，其中該攝影機經組態以捕捉由該傳輸信號照明之包含該物件之該視場的一影像，其中將該經計算距離用作一自動聚焦演算法之一參考點。
  15. 如請求項14之裝置， 其中該自動聚焦演算法係基於對比度的，且該經計算距離用於設定該自動聚焦演算法之一下限及上限，及 其中該下限與該上限之間之一差異係基於該經接收信號之一信號強度，使得與一高信號強度相比，一低信號強度導致一較大差異。
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