2，在这种情况下，相位可以为0°和90°。
[0039]在离散频率处捕捉到的检测相位数据在本文中被表示为捕捉(:°和C 1S°、C9°和C 270。为移除所谓的固定图案偏移量，提供使用四个相位的获取。C°获取产生数据，但可包括相对于零的误差偏移量，例如，在不存在要检测的信号时，值C°可以不为零。通过同一令牌，C.获取可具有相同但倒置的数据，并且将具有相同的固定图案偏移量。有利地，通过减去(C0-C180)，并且优选地再减去(C9°-C27°)，保留了相位和Z数据信息，而抵消了固定的图案偏移量。
[0040]图6中示出的配置和操作与参考先前援引的美国专利号6，580, 496和7，906, 793中的图10的固定相位延迟的实施例所描述的相似。在图6中，来自每一经QE调制的差分像素检测器(例如140-1)的检测所生成的光电流被差分地检测(DIF.DETECT)并且被差分地放大(AMP)，以产生信号Bcos(0)、Bsin(0)，其中B是亮度系数。固定的离散0°或90°相移延迟(DELAY)，或替换地固定的0°或180°或90°或270°相移，是响应于可通过时钟电路180 (图3)来命令的相位选择控制信号(PHASE SELECT)而可切换地插入的。相位数据(例如CWPC1S°、C9°和C2?)是通过像素检测器在这些离散相位处获取或捕捉的。这样的相位检测的更详细描述可在以上援引的专利中找到，但并未作为限制，固定的离散相移可通过时钟电路180来插入，该时钟电路180的信号被用于驱动检测器阵列130，或可通过激励器115来引入。
[0041]在给定以上的情况下，图6中的相移Θ可如下从捕捉C°、C9°、C1S°和C2?中计算出:
[0042]θ = atan 2 (C90-C270, C0-C180) (I)
[0043]其中，a是恒定的乘数，并且tan 2 (X，Y)是对应于tan(Y/X)的三角函数。
[0044]应理解，本发明技术可通过其他方法来计算多相位TOF数据，包括例如通过单端相位检测器以及通过不采用QE调制检测的检测系统来计算TOF数据。
[0045]实际上，测量到的距对象的距离Z的改变产生相移Θ的改变。然而，最终相移开始重复，例如Θ = θ+2π，等。因此，距离Z是已知的模2 JiC/(2 ω) = C/(2f)，其中f?是调制频率。由此，如果系统100报告距离Z1,则现实中实际距离可以是Zn= Z 1+NC/2f中的任一个，其中N为整数。如在背景部分中讨论的，在检测到的相移Θ和距离Z的值之间可存在固有歧义。
[0046]—个已知的用于对相移数据进行消歧或去混叠的方法是使用多个调制频率。以下解释了一示例，但一般低调制频率可以是有用的，因为被测量到的相关距离可全部都在Θ ^231的相移内。然而，使用低调制频率的问题是难以用可接受的准确性来测量Z。高调制频率提供更准确的Z距离测量，但针对被测量的相移可导致多个距离Zn= Z ANC/(2f)。然而，通过使用多个调制频率并对这些结果进行比较，可获得准确且经消歧的Z测量。
[0047]尽管这样的多频率方法可高效地对相移数据进行去混叠，但对多个频率的使用会消耗相对大量的功率。具体地，在常规系统中，光源120针对每一图像帧发射多个光频率，这些光频率随后被用来对相移数据进行去混叠。如以下参考图3和6-11所解释的，本发明技术允许使用多频率方法但以常规方法所消耗的功率的一部分来对相移数据进行去混叠。
[0048]在各实施例中，本发明技术通过每一图像帧发射单个频率来实现这个，但在多个帧上使用不同的频率，其不同的频率被用于进行去混叠。在以下描述的示例中，在三个不同的图像帧上使用三个不同的频率。然而，如进一步描述的，在进一步实施例中，用于对相移数据进行去混叠的不同的帧和频率的数目可以为2或4。应理解，在更进一步的实施例中，被使用的频率和帧的数目可多于4个。
[0049]如上所述，给定相移Θ指示某些Z距离或其模，并且相移Θ可对照Z距离被绘制在一图形上，如例如在图7-10中示出的。应理解，进行以下来确定如由深度成像系统100的阵列130(图3)中的每一像素检测器所测量到的Z距离值。不同的像素检测器140可接收从一对象的不同部分或各不同的对象处反射的光。由此，不同的像素检测器可测量不同的相移和不同的Z距离。以下描述了相对于单个像素检测器140进行的操作。
[0050]最初参考图7，在时间^处的第一图像帧，光源可以以第一频率“发射光。处于频率的光反射离开对象，并在像素检测器140中被接收到，并且计算针对那个频率的相移Θ，如以上所描述的。针对频率匕的相移Θ可指示一个或多个可能的Z距离值。在图7所示的示例中，可选择频率以使得在所考虑的距离上针对给定的测量相移Θ ^231具有非重复的距离值。例如，深度成像系统100可旨在测量达到远离深度成像系统的某一预定距离的各对象距离。最大距离可例如为15到20英尺，但是在其他实施例中可以比这更大或更小。
[0051]因此，在图7的示例中，使用低频率，测量到的相移Θ可以指示单个测量到的Z距离Zl。应理解，在其他实施例中，频率可以指示给定相移的多个Z值。
[0052]现在参考图8，在时间t2处的第二帧，光源可以以第二频率f2&射光。处于频率f2的光可反射离开如与第一帧中相同的对象，并且计算针对那个频率的相移Θ，如以上所描述的。应理解，为了得到在运动的对象，或者深度成像系统100在何处处于运动，由给定像素检测器测量到的距离可能已从在时间的帧和在时间12的帧中改变。以下解释了用于检测和处理该场景的方法。
[0053]在各实施例中，f2可大于f卩在图8的示例中，在时间t2，由反射离开对象的光导致的测量到的相移Θ可指示两个或更多个测量到的Z距离22和ζ 3。应理解，在其他实施例中，频率f2可以指示给定相移的一个或两个以上的Z值。
[0054]现在参考图9，在时间t3处的第三帧，光源可以以第三频率匕发射光。处于频率f3的光可反射离开如与第一和第二帧中相同的对象，并且计算针对那个频率的相移Θ，如以上所描述的。在各实施例中，f3可大于f:和/或f 2(在所示的示例中，f3大于f JPf2)。在图9的示例中，在时间13，由反射离开对象的光导致的测量到的相移Θ可指示两个或更多个测量到的Z距离Z4、Z5、Z6、Z#P z 80应理解，在其他实施例中，频率&可以指示给定相移的其他数目的Z值。
[0055]回过头参考图3，在由处理器160执行时，软件220可通过用于在时间tjP 13处的不同图像帧中提供不同的频率匕土和f 3的组件210来更改时钟电路180的操作。如本文中所使用的，图像帧可以是深度成像系统100产生连续图像的速率。在一个实施例中，该速率可以是每秒30帧，但在其他实施例中它可以比那个速率更大或更小。在各实施例中，在连续帧中产生的频率f\、&和f3的范围可以在50MHZ和10MHz之间，但在其他实施例中频率fp f2和f 3中的一者或多者可在该范围之上或之下。
[0056]针对不同帧中的不同频率测量到的深度值(在该示例中为&到ζ 8)可被存储在存储器170中。在一个实施例中，在时间t3，微处理器160可针对电流和之前的帧来检查所计算出的Z值，并确定指示深度成像系统100和对象之间的经去混叠的距离的最终Z值Zf (如在每一像素检测器140处测量到的)。应理解，在给定多个图像帧上的多个频率的情况下，微处理器160可对相移数据进行去混叠以根据各种方法来确定最终的距离值zf。一个不例在题为 “Method and System for Lossless Dealiasing in Time-Of-Flight (TOF)Systems (时间飞行(TOF)系统中用于进行无损去混叠的方法和系统)”的美国专利N0.7，791，715中提出。构想了使用多个调制频率来去混叠的其他方法。
[0057]在所示的示例中，来自三个图像帧和三个离散频率的数据被用来对每一像素描述器140的深度图像进行去混叠。在下一连续图像帧中，例如在时间t4(未示出)，可计算相移Θ，并且还可从该相移计算Z距离(包括任何模)。使用来自时间丨4的Z距离和之前的两个图像帧(t#P 12)，可针对时间〖4来对相移进行去混叠，并且可确定时间14处的图像的深度图。此过程可继续，从而确定当前帧中的相移和Z距离，并使用针对当前值和之前帧的数据来对相移数据进行去混叠。
[0058]在各示例中，用于对相移数据进