装在共同的基板上，诸如例如基于娃的基板或者晶片上，这降低了 TOF相机系统的厚度和大小。该共同的基板还使得能够降低由使用数个相机而导致的视差问题。
[0020]优选地，该TOF相机系统还进一步包括具有数个镜头的阵列，该阵列的每个镜头与每个相机相关联。这些镜头帮助将照射的光聚焦到它们各自相关联的相机传感器的感光区域上。
[0021]有利地，驱动参数包括用于实现立体景深技术和/或用于实现解混叠算法和/或用于实现背景光稳健机制的参数。解混叠将会在下文中解释。
[0022]更有利地，该TOF相机系统的至少两个相机可以在不同积分时间期间对相同场景成像。
[0023]更有利地，该TOF相机系统可包括两个TOF相机，这两个TOF相机各自具有对相同场景成像的TOF传感器并且被驱动用于从不同调制频率确定距离信息。
[0024]更为优选地，该TOF相机系统进一步可包括用于过滤可见范围内和/或红外线范围中的光的装置。使用此类用于过滤光的装置使得能够调谐光以选取该范围中每个传感器必须对其敏感的波长。
[0025]—旦参照附图阅读以下描述，本发明将会被更好地理解。
[0026]附图简述
[0027]图1解说了 TOF相机系统的基本操作原理。
[0028]图2解说了多镜头TOF传感器堆叠。
[0029]图3解说了用于堆叠(诸如图2中所解说的堆叠)中的标准TOF传感器。
[0030]图4解说了用于堆叠(诸如图2中所解说的堆叠)的定制的经优化TOF传感器。
[0031]图5解说了使用4个分别的TOF传感器的堆叠(诸如图2中所解说的堆叠)。
[0032]图6解说了还使用色彩和红外过滤器的多镜头TOF传感器堆叠。
[0033]发明详述
[0034]虽然将依照具体实施例并参考特定附图描述本发明，但是本发明不限于此。附图仅是示意性的而非限定性的。在附图中，出于解说性目的，一些元件的大小可能被夸大并且并非被按比例绘制。
[0035]如图1所解说的，常规TOF相机系统包括一个TOF传感器I及其相关联的光学装置2(例如，镜头)、关于TOF原理规范的用于为场景15照明的照明单元18、以及至少用于驱动照明单元以及TOF传感器的电子电路系统4。该光通常在红外波长域中并且包括向该场景发射的经周期性调制的脉冲16。TOF传感器及其相关联的光学装置被设计成使得能够捕捉从该场景反射回来的所发射的经调制光。用于确定场景对象与如此形成的的TOF相机系统之间的距离信息的一种选择是要确定在所发射的脉冲化或经调制的光与在TOF传感器处收回的光之间的相位延迟。
[0036]为了改进渡越时间图像(即深度图)的质量和分辨率，以及降低TOF相机系统的厚度，本发明涉及包括数个相机的新颖的TOF相机系统，这些相机中的至少一个相机为TOF相机，其中这些相机被组装在共同的支承上并且对相同场景成像，并且其中至少两个相机由不同驱动参数驱动。
[0037]相机的意思是指至少包括用于捕捉照射光的电磁辐射的装置的电子设备系统。例如，相机可以至少由传感器设备的一个单体像素表示。相机也可以由传感器设备上的像素群或者由整个传感器设备表示。优选地，从中确定有至少一个相机的传感器设备包括像素矩阵阵列以及用于操作它们的电路系统。该电路系统可以进一步包括用于进一步处理由来自所使用的该至少一个传感器设备的每个像素和/或每个相机所测量的数据的电子装置。本发明还可更一般地涉及包括多个独立相机的TOF相机系统，其中这些独立相机各自具有至少一个传感器设备，并且该至少一个传感器设备中至少有一个传感器设备包括TOF传感器设备。
[0038]本发明现在将会针对4相机阵列的对称配置进行解释。在此时值得注意的是，本发明的诸方面既不被限定于各自与至少一个镜头相关联的四个相机，也不被限定于所使用的示例中所示的对称性。本领域技术人员能够容易地将所描述的原理外推至更少或者更多的镜头和相机(例如，与至少一个传感器相关联的两个镜头，在其上定义了两个相机)和/或不同配置的视点。
[0039]当设计包括数个相机(这些相机中的至少一个相机是TOF相机)的TOF相机系统时，有数个配置是可能用来布置这些相机的。
[0040]在图2中，第一配置被示为在支承(图像传感器平面100)顶上有4个镜头A、B、C、D(101-104)。每个镜头使得来自被成像的场景的照射光被聚焦到该图像传感器平面的每个个体相机上。例如，在每个镜头将捕捉的光聚焦到TOF图像传感器上所定义的每个相机上的一个实施例中。该四个个体图像的熔合可以提供更高分辨率的图像，且其厚度低于较大的高分辨率单体相机TOF传感器系统。
[0041]在图3到图5中，示出了支承(即，图像传感器平面100)、四个相机107以及它们相关联的电路系统110。显示了该支承内的图像传感器电路系统的数个可能的配置。
[0042]I)图3中所解说的第一配置是最直接的。使用了一个单体TOF图像传感器设备，其覆盖了由四个镜头101-104构建或限界的四个成像区域107 (即，相机)。在这种情形中，图像传感器电路系统110 (包括各种模拟和/或数字块(信号调理、模数转换、滤波、图像传感器处理……))被示为在图像传感器的侧边上并且所有的TOF像素被分组。本办法的益处在于现有的TOF图像传感器设备能够被用于该原理。本办法的一个缺点在于，诸区域107之间的许多TOF像素并不在光学器件101-104的图像平面中并且因此是无用的。本办法的另一缺点在于，此类系统将会遭受到有限的分辨率，因为高效TOF传感器设备本质上对于给定大小而言分辨率是受限制的。本办法的另一个缺点在于，其仅从该场景提供基于TOF原理的信息，即深度图以及照明或置信度灰阶图。
[0043]2)图4中示出了第二个可能的配置，其中数个相机被组装在共同的支承上(例如，设计在相同硅基板上)。在该配置中，每个相机也由其自身的镜头覆盖。只有位于由光学器件所限界的区域中的那些相机生成图像。以此方式，图像传感器电路系统能够被分配在诸区域107之间的自由空间中。在图4中，诸区域107之间的自由空间能够被视作矩形带，从而形成“交叉”，并且其中用于操作相机的电子电路系统能够被设置从而节省硅，并且使得如此形成的传感器系统的大小最小化。如图4中所示，所获得的图像传感器系统在大小上小于来自图2的图像传感器系统。该第二配置优化了成本以及板空间。应注意到，显然，填充诸相机之间可用的自由基板空间的电子电路系统可以用其他比交叉次优的形式来设计，例如，以条形的形状。
[0044]3)图5中示出了第三可能的配置，其中四个相机(由四个个体TOF图像传感器形成)位于图2的四个镜头101-104之下，并且一起形成了一个单体支承。在该配置中，每个TOF传感器由其本身的镜头覆盖，并且由其本身的电路系统支配。用这种办法，要求有四个个体相机校准和搭载对准步骤。
[0045]根据本发明的第一实施例，该TOF相机系统包括数个相机，这些相机中的至少一个相机是TOF相机，其中这些相机被组装在共同的基板上并且同时对相同场景成像，并且其中至少两个相机由不同驱动参数驱动。
[0046]共同的基板应当被理解成相机在共同基础上被制造，S卩，提供这些相机能够被直接制造在其上的表面的基底材料，例如晶片，诸如微电子领域中所常用的晶片等。例如，该基板能够是基于硅的，并且该多个相机能够由此硅制成。
[0047]这些相机同时对相同场景成像这一事实的意思是这些相机同时而并非顺序地被曝露于来自该场景的光，从而获取改进的测量，该测量演示出例如从使用某些确定的参数的一个相机捕捉到用某些其他参数所确定的至少另一个其他相机捕捉间没有与移动有关的伪象。
[0048]TOF相机系统可以根据以上所披露的配置来设计。优选地，TOF相机系统可以根据图4中所显示的配置来设计，其中这些相机被组装在共同的基板上。该基板可以是基于硅的，但是本发明并不限定于此。
[0049]这些相机被组装在共同的基板上并且对相同场景成像、并且至少由两个相机由不同的驱动参数同时驱动这一事实尤其使得能够同时从相同场景获取不同类型的信息，该信息例如是色彩、照明或者深度图信息中的至少一者。优选地，该信息可以是所确定的分辨