1.一种三维影像测距系统,其特征在于,包括:发光模块,包括:
绕射单元;
第一发光单元,用来于第一时间中发射第一光至所述绕射单元,所述绕射单元于所述第一时间中对所述第一光形成绕射作用而产生第一结构光;
第二发光单元,用来于第二时间中发射第二光至所述绕射单元,所述绕射单元于所述第二时间中对所述第二光形成绕射作用而产生第二结构光,其中所述第一结构光与所述第二结构光之间的结构光相位差为(π/2)的奇数倍;
感光像素阵列,用来于所述第一时间接收对应于所述第一结构光的反射光,以产生第一影像,并于所述第二时间接收对应于所述第二结构光的反射光,以产生第二影像;
运算单元,耦接于所述感光像素阵列,用来执行以下步骤:根据所述第一影像及所述第二影像,产生相关于所述第一结构光的同相影像及相关于所述第二结构光的正交影像;以及
根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于目标物件的深度影像。
2.如权利要求1所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述绕射单元包括第一绕射子单元及第二绕射子单元,所述第一绕射子单元于所述第一时间中对所述第一光形成绕射作用而产生所述第一结构光,所述第二绕射子单元于所述第二时间中对所述第二光形成绕射作用而产生所述第二结构光。
3.如权利要求1所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一发光单元接收第一脉冲信号并根据所述第一脉冲信号发射出所述第一光,所述第二发光单元接收第二脉冲信号并根据所述第二脉冲信号发射出所述第二光。
4.如权利要求3所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一脉冲信号及所述第二脉冲信号的占空比小于特定占空比,所述第一发光单元及所述第二发光单元的发光功率大于特定功率。
5.如权利要求1所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一发光单元所发射的所述第一光相对于所述绕射单元具有第一入射角,所述第二发光单元所发射的所述第二光相对于所述绕射单元具有第二入射角,所述第一入射角与所述第二入射角不同,而使得所述第一结构光与所述第二结构光之间的所述结构光相位差为(π/2)的奇数倍。
6.如权利要求1所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述感光像素阵列包括多个感光像素电路,多个感光像素电路中一第一感光像素电路包括:感光元件;
第一光电读取电路,耦接于所述感光元件,包括:第一传输闸,耦接于所述感光元件,其中所述第一传输闸于所述第一时间导通;
第一输出晶体管,耦接于所述第一传输闸;以及第一读取晶体管,耦接于所述第一输出晶体管,用来输出第一输出信号;以及第二光电读取电路,耦接于所述感光元件,包括:第二传输闸,耦接于所述感光元件,其中所述第二传输闸于所述第二时间导通;
第二输出晶体管,耦接于所述第二传输闸;以及第二读取晶体管,耦接于所述第二输出晶体管,用来输出第二输出信号;
其中,所述第一影像中对应于所述第一感光像素电路的一第一像素值为所述第一输出信号,所述第二影像中对应于所述第一感光像素电路的一第二像素值为所述第二输出信号;
其中,所述同相影像中对应于所述第一感光像素电路的第一同相像素值相关于所述第一输出信号,所述正交影像中对应于所述第一感光像素电路的第一正交像素值相关于所述第二输出信号。
7.如权利要求6所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一感光像素电路还包括:
第三光电读取电路,耦接于所述感光元件,包括:第三传输闸,耦接于所述感光元件,其中所述第三传输闸于第三时间导通,于所述第三时间中,所述第一发光单元及所述第二发光单元皆不发光;
第三输出晶体管,耦接于所述第三传输闸;以及第三读取晶体管,耦接于所述第三输出晶体管,用来输出第三输出信号;
其中,所述同相影像中对应于所述第一感光像素电路的所述第一同相像素值相关于所述第一输出信号减去所述第三输出信号,所述正交影像中对应于所述第一感光像素电路的所述第一正交像素值相关于所述第二输出信号减去所述第三输出信号;
其中,所述多个感光像素电路所输出的多个第三输出信号形成第三影像。
8.如权利要求6所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一感光像素电路还包括:
第四光电读取电路,耦接于所述感光元件,包括:第四传输闸,耦接于所述感光元件,其中所述第四传输闸于第四时间导通,所述第一时间与所述第四时间相隔时间间隔;
第四输出晶体管,耦接于所述第四传输闸;以及第四读取晶体管,耦接于所述第四输出晶体管,用来输出第四输出信号;
其中,所述同相影像中对应于所述第一感光像素电路的所述第一同相像素值相关于所述第一输出信号及第四输出信号;
其中,所述多个感光像素电路所输出的多个第四输出信号形成第四影像;
其中,所述运算单元根据所述第一影像及所述第四影像,取得对应于所述目标物件的飞时距离。
9.如权利要求1所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:根据所述同相影像及所述正交影像,产生相位影像,其中所述相位影像代表所述第一结构光所形成的所述同相影像与所述第二结构光所形成的所述正交影像之间的影像相位;
根据所述相位影像,产生对应于第一相位角度的第一光条纹影像,其中所述第一光条纹影像纪录所述影像相位为所述第一相位角度的坐标位置;以及根据所述第一光条纹影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
10.如权利要求9所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述第一相位角度为0。
11.如权利要求9所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以根据所述相位影像,产生对应于所述第一相位角度的所述第一光条纹影像:取得所述相位影像中位于第一像素坐标位置的第一相位影像像素值,并取得所述相位影像中位于第二像素坐标位置的第二相位影像像素值,其中所述第一像素坐标位置于第一维度直接相邻于所述第二像素坐标位置;
判断所述第一相位角度是否介于所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间;
当所述第一相位角度介于所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间时,根据所述第一相位角度、所述第一相位影像像素值及所述第二相位影像像素值,执行内插运算,以取得内插结果;
将所述内插结果储存至所述第一光条纹影像的所述第一像素坐标位置,而所述内插结果成为所述第一光条纹影像中于所述第一像素坐标位置的光条纹影像像素值。
12.如权利要求11所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以根据所述第一相位角度、所述第一相位影像像素值及所述第二相位影像像素值,执行所述内插运算以取得所述内插结果:计算所述内插结果为
其中,θ代表所述第一相位角度,(n,m)代表所述第一像素坐标位置,(n-1,m)代表所述第二像素坐标位置,PHI(n,m)代表所述第一相位影像像素值,PHI(n-1,m)所述第二相位影像像素值。
13.如权利要求11所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元另用来执行以下步骤,以根据所述相位影像,产生对应于所述第一相位角度的所述第一光条纹影像:当所述第一相位角度不介于所述相位影像中所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间时,所述第一光条纹影像中对应于所述第一像素坐标位置的光条纹影像像素值为0。
14.如权利要求9所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以根据所述第一光条纹影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:取得所述目标物件对应于第三像素坐标位置的第一二维图像坐标,其中所述第一二维图像坐标为(x0,y0)=(m,LSP1(n,m)),y0代表所述第一二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述第一二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第三像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第三像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,LSP1(n,m)代表所述第一光条纹影像于第三像素坐标位置的光条纹影像像素值;
根据所述第一二维图像坐标,取得所述目标物件对应于所述第三像素坐标位置的第一三维图像坐标;以及
根据所述第一三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第三像素坐标位置的深度影像像素值。
15.如权利要求9所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元另用来执行以下步骤,以根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:根据所述相位影像,产生对应于至少一第二相位角度的至少一第二光条纹影像,其中所述至少一第二相位角度不同于所述第一相位角度,所述至少一第二光条纹影像不同于所述第一光条纹影像;以及
将所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像整合成为整合影像;以及根据所述整合影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
16.如权利要求15所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述至少一第二相位角度为(2π/L)的整数倍,L为大于1的正整数。
17.如权利要求15所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以将所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像整合成为所述整合影像:产生所述整合影像为所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像的相加结果。
18.如权利要求15所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元用来执行以下步骤,以根据所述整合影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:取得所述目标物件于所述整合影像中对应于第四像素坐标位置的第二二维图像坐标,其中所述第二二维图像坐标为(x0,y0)=(m,MG(n,m)),y0代表所述第二二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第四像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第四像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,MG(n,m)代表所述整合影像于第四像素坐标位置的整合影像像素值;
根据所述第二二维图像坐标,取得所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的第二三维图像坐标;以及
根据所述第二三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的深度影像像素值。
19.如权利要求15所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述感光像素阵列于第三时间接收背景光以产生第三影像,所述感光像素阵列于第四时间中接收对应于所述第一结构光的反射光以产生第四影像,所述运算单元另用来执行以下步骤,以根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:根据所述第一影像及所述第四影像,产生对应于所述目标物件的飞时距离;
根据所述飞时距离及所述第一光条纹影像,决定角度,其中所述角度代表所述目标物件、所述发光模块与所述感光像素阵列之间的夹角;以及根据所述整合影像以及所述角度,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
20.如权利要求19所述的三维影像测距系统,其特征在于,所述运算单元另用来执行以下步骤,以根据所述整合影像以及所述角度,产生对应于所述目标物件的所述深度影像:取得所述目标物件于所述整合影像中对应于第四像素坐标位置的第二二维图像坐标,其中所述第二二维图像坐标为(x0,y0)=(m,MG(n,m)),y0代表所述第二二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第四像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第四像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,MG(n,m)代表所述整合影像于第四像素坐标位置的整合影像像素值;
根据所述第二二维图像坐标以及所述角度,取得所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的第二三维图像坐标;以及
根据所述第二三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的深度影像像素值。
21.一种三维影像测距方法,应用于三维影像测距系统,其特征在于,所述三维影像测距系统包括发光模块及感光像素阵列,所述发光模块于第一时间中发射第一结构光,并于第二时间中发射第二结构光,所述感光像素阵列于所述第一时间接收对应于所述第一结构光的反射光以产生第一影像,并于所述第二时间接收对应于所述第二结构光的反射光以产生第二影像,其中所述第一结构光与所述第二结构光之间的结构光相位差为(π/2)的奇数倍,所述三维影像测距方法包括:
根据所述第一影像及所述第二影像,产生相关于所述第一结构光的同相影像及相关于所述第二结构光的正交影像;以及
根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于目标物件的深度影像。
22.如权利要求21所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤包括:根据所述同相影像及所述正交影像,产生相位影像,其中所述相位影像代表所述第一结构光所形成的所述同相影像与所述第二结构光所形成的所述正交影像之间的影像相位;
根据所述相位影像,产生对应于第一相位角度的第一光条纹影像,其中所述第一光条纹影像纪录所述影像相位为所述第一相位角度的坐标位置;以及根据所述第一光条纹影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
23.如权利要求22所述的三维影像测距方法,其特征在于,所述第一相位角度为0。
24.如权利要求22所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述相位影像,产生对应于所述第一相位角度的所述第一光条纹影像的步骤包括:取得所述相位影像中位于第一像素坐标位置的第一相位影像像素值,并取得所述相位影像中位于第二像素坐标位置的第二相位影像像素值,其中所述第一像素坐标位置于第一维度直接相邻于所述第二像素坐标位置;
判断所述第一相位角度是否介于所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间;
当所述第一相位角度介于所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间时,根据所述第一相位角度、所述第一相位影像像素值及所述第二相位影像像素值,执行内插运算,以取得内插结果;
将所述内插结果储存至所述第一光条纹影像的所述第一像素坐标位置,而所述内插结果成为所述第一光条纹影像中于所述第一像素坐标位置的光条纹影像像素值。
25.如权利要求24所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述第一相位角度、所述第一相位影像像素值及所述第二相位影像像素值,执行所述内插运算以取得所述内插结果的步骤包括:
计算所述内插结果为
其中,θ代表所述第一相位角度,(n,m)代表所述第一像素坐标位置,(n-1,m)代表所述第二像素坐标位置,PHI(n,m)代表所述第一相位影像像素值,PHI(n-1,m)所述第二相位影像像素值。
26.如权利要求24所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述相位影像,产生对应于所述第一相位角度的所述第一光条纹影像的步骤另包括:当所述第一相位角度不介于所述相位影像中所述第一相位影像像素值与所述第二相位影像像素值之间时,所述第一光条纹影像中对应于所述第一像素坐标位置的光条纹影像像素值为0。
27.如权利要求22所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述第一光条纹影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤包括:取得所述目标物件对应于第三像素坐标位置的第一二维图像坐标,其中所述第一二维图像坐标为(x0,y0)=(m,LSP1(n,m)),y0代表所述第一二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述第一二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第三像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第三像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,LSP1(n,m)代表所述第一光条纹影像于第三像素坐标位置的光条纹影像像素值;
根据所述第一二维图像坐标,取得所述目标物件对应于所述第三像素坐标位置的第一三维图像坐标;以及
根据所述第一三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第三像素坐标位置的深度影像像素值。
28.如权利要求22所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤另包括:根据所述相位影像,产生对应于至少一第二相位角度的至少一第二光条纹影像,其中所述至少一第二相位角度不同于所述第一相位角度,所述至少一第二光条纹影像不同于所述第一光条纹影像;以及
将所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像整合成为整合影像;以及根据所述整合影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
29.如权利要求28所述的三维影像测距方法,其特征在于,所述至少一第二相位角度为(2π/L)的整数倍,L为大于1的正整数。
30.如权利要求28所述的三维影像测距方法,其特征在于,将所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像整合成为所述整合影像的步骤包括:产生所述整合影像为所述第一光条纹影像及所述至少一第二光条纹影像的相加结果。
31.如权利要求28所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述整合影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤包括:取得所述目标物件于所述整合影像中对应于第四像素坐标位置的第二二维图像坐标,其中所述第二二维图像坐标为(x0,y0)=(m,MG(n,m)),y0代表所述第二二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第四像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第四像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,MG(n,m)代表所述整合影像于第四像素坐标位置的整合影像像素值;
根据所述第二二维图像坐标,取得所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的第二三维图像坐标;以及
根据所述第二三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的深度影像像素值。
32.如权利要求28所述的三维影像测距方法,其特征在于,所述感光像素阵列于第三时间接收背景光以产生第三影像,所述感光像素阵列于第四时间中接收对应于所述第一结构光的反射光以产生第四影像,根据所述同相影像及所述正交影像,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤另包括:
根据所述第一影像及所述第四影像,产生对应于所述目标物件的飞时距离;
根据所述飞时距离及所述第一光条纹影像,决定角度,其中所述角度代表所述目标物件、所述发光模块与所述感光像素阵列之间的夹角;以及根据所述整合影像以及所述角度,产生对应于所述目标物件的所述深度影像。
33.如权利要求32所述的三维影像测距方法,其特征在于,根据所述整合影像以及所述角度,产生对应于所述目标物件的所述深度影像的步骤另包括:取得所述目标物件于所述整合影像中对应于第四像素坐标位置的第二二维图像坐标,其中所述第二二维图像坐标为(x0,y0)=(m,MG(n,m)),y0代表所述第二二维图像坐标于第一维度的坐标值,x0代表所述二维图像坐标于第二维度的坐标值,n代表所述第四像素坐标位置于所述第一维度的坐标值,m代表所述第四像素坐标位置于所述第二维度的坐标值,MG(n,m)代表所述整合影像于第四像素坐标位置的整合影像像素值;
根据所述第二二维图像坐标以及所述角度,取得所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的第二三维图像坐标;以及
根据所述第二三维图像坐标,计算所述目标物件对应于所述第四像素坐标位置的深度影像像素值。