本發(fā)明大體涉及相機(jī)系統(tǒng)，并且，更具體地，涉及智能照明飛行時(shí)間系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)：

許多現(xiàn)有的計(jì)算系統(tǒng)包括一個(gè)或多個(gè)傳統(tǒng)的圖像捕獲相機(jī)作為集成的外圍設(shè)備。當(dāng)前的趨勢(shì)是通過(guò)集成深度捕獲到它的圖像部件而加強(qiáng)計(jì)算系統(tǒng)成像能力。深度捕獲可以被用于，例如，執(zhí)行各種智能目標(biāo)識(shí)別功能，例如面部識(shí)別(例如安保系統(tǒng)解鎖)或者手勢(shì)識(shí)別(例如非接觸式用戶(hù)界面功能)。

一種被稱(chēng)為“飛行時(shí)間”成像的深度信息捕獲方法從系統(tǒng)發(fā)射光到物體并且對(duì)圖像傳感器的多個(gè)像素中的每一個(gè)，測(cè)量光的發(fā)射和在傳感器上的它的反射的圖像的接收之間的時(shí)間。由飛行時(shí)間像素產(chǎn)生的圖像對(duì)應(yīng)于目標(biāo)的三維輪廓，其以在每個(gè)不同的(x,y)像素位置的唯一的深度測(cè)量(z)為特征。

由于許多具有成像能力的計(jì)算系統(tǒng)本質(zhì)上是可移動(dòng)的(例如，筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)等)，光源(“照明器”)集成到系統(tǒng)中以達(dá)成飛行時(shí)間操作呈現(xiàn)許多設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)，例如成本挑戰(zhàn)、封裝挑戰(zhàn)和/或電源消耗挑戰(zhàn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了一種裝置，其包括具有照明器的飛行時(shí)間相機(jī)系統(tǒng)。所述照明器具有光學(xué)部件和光源。所述光學(xué)部件和光源被設(shè)計(jì)以在照明器的發(fā)射光功率上限基本上照明在相機(jī)系統(tǒng)的視場(chǎng)中較小的區(qū)域，較小的區(qū)域基本上包含了在視場(chǎng)中的關(guān)注目標(biāo)。

描述了一種裝置，其包括用于在飛行時(shí)間相機(jī)的照明器的光功率上限，照明關(guān)注區(qū)域的手段，所述關(guān)注區(qū)域被成形為包含在飛行時(shí)間相機(jī)的視場(chǎng)中的關(guān)注目標(biāo)，所述關(guān)注區(qū)域小于所述視場(chǎng)。裝置還包括用于利用飛行時(shí)間測(cè)量技術(shù)確定在所述區(qū)域中的深度輪廓信息的手段。

附圖說(shuō)明

下述描述和附圖被用于說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。在附圖中：

圖1a(i)和1a(ii)涉及第一可能的智能照明特征；

圖1b(i)、1b(ii)和1b(iii)涉及分區(qū)的智能照明方法；

圖1c(i)和1c(ii)也涉及分區(qū)的智能照明方法；

圖1d(i)和1d(ii)涉及另一可能的智能照明特征；

圖1e示出了用于分區(qū)的視場(chǎng)的光源的實(shí)施例；

圖2a到2e涉及在智能照明系統(tǒng)中的掃描；

圖3示出了智能照明系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖4a到4c示出了智能照明方法的實(shí)施例；

圖5示出了第一照明器實(shí)施例；

圖6示出了第二照明器實(shí)施例；

圖7示出了第三照明器實(shí)施例；

圖8a和8b示出了第四照明器實(shí)施例；

圖9示出了2D/3D相機(jī)系統(tǒng)；

圖10示出了計(jì)算系統(tǒng)。

具體實(shí)施方式

智能照明飛行時(shí)間系統(tǒng)解決了在背景技術(shù)部分提到的一些設(shè)計(jì)挑戰(zhàn)。如將要在下面討論的，智能照明牽涉對(duì)飛行時(shí)間系統(tǒng)的發(fā)射光的任意或所有的尺寸、形狀或移動(dòng)的智能操作。飛行時(shí)間系統(tǒng)，以及特別地，集成在電池供電系統(tǒng)中的飛行時(shí)間系統(tǒng)，通常展現(xiàn)出在對(duì)能量供應(yīng)的需求與對(duì)光信號(hào)的發(fā)射強(qiáng)度和接收強(qiáng)度的需求之間的權(quán)衡。

也就是說(shuō)，隨著照明光信號(hào)強(qiáng)度增長(zhǎng)，接收到的光信號(hào)強(qiáng)度提高。更好的接收的光信號(hào)強(qiáng)度引起飛行時(shí)間系統(tǒng)的更好的準(zhǔn)確性和性能。然而，支持更高的發(fā)射光信號(hào)強(qiáng)度引起更昂貴的電池解決方案和/或較大的電池壽命上的耗盡，這兩者的任一個(gè)可以是在用戶(hù)享受和/或具有飛行時(shí)間測(cè)量的系統(tǒng)的接受上的缺點(diǎn)。

智能照明通過(guò)聚集照明光功率到照明的較小的面積中而力爭(zhēng)解決這個(gè)問(wèn)題，所述照明的較小的面積被引導(dǎo)到相機(jī)視場(chǎng)中的關(guān)注區(qū)域上。通過(guò)聚焦光功率到照明的較小的面積中，接收的光信號(hào)強(qiáng)度和飛行時(shí)間系統(tǒng)性能被加強(qiáng)，而不必增加從電池汲取的能量。因此，前述用戶(hù)察覺(jué)的缺點(diǎn)可以被可接受地最小化。

光的較小區(qū)域的使用牽涉將照明的較小的區(qū)域引導(dǎo)到相機(jī)視場(chǎng)中關(guān)注區(qū)域的能力。關(guān)注區(qū)域是，例如，小于相機(jī)視場(chǎng)的，并且就獲得深度信息而言比視場(chǎng)中的其他面積優(yōu)先級(jí)更高的在相機(jī)視場(chǎng)中的面積。關(guān)注區(qū)域的示例包括存在其深度信息是被期望的目標(biāo)的區(qū)域或者之前進(jìn)行的飛行時(shí)間測(cè)量產(chǎn)生差的接收信號(hào)強(qiáng)度的區(qū)域。

因此，在在視場(chǎng)中關(guān)注區(qū)域被識(shí)別之后，照明系統(tǒng)接收指示關(guān)注區(qū)域的信息并將光強(qiáng)度聚集在關(guān)注區(qū)域上。聚集光強(qiáng)度到關(guān)注區(qū)域可以牽涉在光照器的功率限度上或在光照器的功率限度附近發(fā)射光學(xué)光，但是將所述光主要引導(dǎo)到關(guān)注區(qū)域上。

第一示例包括，對(duì)于具有單一光源的照明器，在照明器的功率限度從光源發(fā)射光以及將光的較小的“光斑”聚焦在關(guān)注區(qū)域。第二示例包括，對(duì)于具有多個(gè)光源的照明器，在照明器的功率限度從其中一個(gè)光源發(fā)射光以使其他光源的光必需保持關(guān)閉以及將光束從照明光源引導(dǎo)到關(guān)注區(qū)域。

其他智能照明策略可以通過(guò)用比全照明器功率小的功率照明關(guān)注區(qū)域而利用較小的關(guān)注區(qū)域的照明。例如，如果關(guān)注區(qū)域足夠小，有關(guān)區(qū)域的足夠準(zhǔn)確的信息可以是用比全照明器功率小的功率可得到的。

各種智能照明系統(tǒng)的可能的特征在下面詳細(xì)的討論。通常，然而，智能照明系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為改變被照明區(qū)域的尺寸和形狀兩者或兩者之一以便照明在相機(jī)視場(chǎng)中的關(guān)注目標(biāo)。此外，智能照明系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為改變被照明區(qū)域的位置，例如，通過(guò)在視場(chǎng)中掃描發(fā)射束。

如下面討論的圖1a到1d涉及改變被照明區(qū)域尺寸和形狀的方面。相比之下，如下面討論的圖2a到2c涉及改變被照明區(qū)域位置的方面。

圖1a(i)和1a(ii)說(shuō)明被照明區(qū)域的尺寸可以在將被照明的關(guān)注目標(biāo)的視圖中被調(diào)整。也就是說(shuō)，在圖1a(i)的第一情形111中，第一、較小的關(guān)注目標(biāo)102在相機(jī)的視場(chǎng)101中消耗較小的面積。因此，由照明器發(fā)射的關(guān)注的被照明區(qū)域103的尺寸被收縮到包含較小的關(guān)注目標(biāo)102。相比之下，在圖1a(ii)的情形112中，第二、更大的關(guān)注目標(biāo)104在相機(jī)的視場(chǎng)101中消耗較大的面積。因此，由照明器發(fā)射的關(guān)注的被照明區(qū)域105被擴(kuò)展到包含較大的關(guān)注目標(biāo)104。

被照明區(qū)域103、105的尺寸的收縮和擴(kuò)展可以，例如，用具有可移動(dòng)光學(xué)部件(例如，可移動(dòng)光源、可移動(dòng)透鏡、可移動(dòng)反光鏡等)的照明器實(shí)現(xiàn)。在照明器中的光學(xué)部件的被控制的移動(dòng)可以被用于可控地設(shè)定被照明區(qū)域的尺寸。具有可移動(dòng)光學(xué)部件的照明器的示例進(jìn)一步在下面關(guān)于圖5a到5c被更詳細(xì)地討論。

可替代地，如圖1b(i)和1b(ii)所示，視場(chǎng)101可以被分區(qū)成不同的部分，所述部分可以單獨(dú)地被照明(例如，如圖1b(i)所示，視場(chǎng)被分區(qū)成九個(gè)不同的部分106_1到106_9)。如圖1b(i)的情形121中所示，較小的關(guān)注目標(biāo)107通過(guò)照明分區(qū)中的一個(gè)分區(qū)(分區(qū)106_1)而被照明。相比之下，如圖1b(ii)的情形122中所示，較大的關(guān)注目標(biāo)109通過(guò)照明分區(qū)中的四個(gè)分區(qū)(分區(qū)106_1、106_2、106_4和106_5)而被照明。因此，圖1b(ii)的被關(guān)注的被照明區(qū)域110明顯大于圖1b(i)的被關(guān)注的被照明區(qū)域108。

參照?qǐng)D1b(ii)注意到整個(gè)的視場(chǎng)可以通過(guò)同時(shí)照明所有分區(qū)，或者，通過(guò)接連單獨(dú)地照明每個(gè)分區(qū)(或兩種方法的某種混合)而被照明。前種方法易于引發(fā)更弱的接收光信號(hào)。后種方法可以用在單獨(dú)被照明的分區(qū)上更高的光聚集執(zhí)行，但是以?huà)呙枰晥?chǎng)需要的時(shí)間為代價(jià)。這里，接連照明每個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)于掃描的形式。掃描進(jìn)一步在下面關(guān)于圖2a到2e更詳細(xì)地描述。

在視場(chǎng)中被分區(qū)的區(qū)域的照明可以用分區(qū)的光源實(shí)現(xiàn)。圖1b(iii)描繪了示例性的被分區(qū)的照明器光源117的頂視圖(向照明器的表面的里面看)，所述照明器光源117具有九個(gè)單獨(dú)的光源113_1到113_9。在各種實(shí)施例中，每個(gè)單獨(dú)的光源實(shí)施為垂直腔側(cè)發(fā)射激光器(VCSELs)或發(fā)光二極管(LEDs)并且負(fù)責(zé)照明特定分區(qū)。所有單獨(dú)光源113_1到113_9可以集成，例如，在相同的半導(dǎo)體芯片上。在一實(shí)施例中，每個(gè)單獨(dú)的光源被實(shí)施為光源器件(VCSELs或LEDs)的陣列使得整個(gè)的光照器功率預(yù)算可以用在只照明單一區(qū)域(在這種情況下，其他區(qū)域的單獨(dú)的光源必須關(guān)閉)。

如果照明器光源117被用于圖1b(i)的情形121，單獨(dú)的光源113_1將被開(kāi)啟以照明分區(qū)106_1。相比之下，如果照明器光源117被用于圖1b(ii)的情形112，單獨(dú)的光源113_1、113_2、113_4和113_5將被開(kāi)啟。更多有關(guān)具有分區(qū)的視場(chǎng)的照明器的細(xì)節(jié)和對(duì)應(yīng)的光源實(shí)施例進(jìn)一步在下面更詳細(xì)地描述。

圖1c(i)示出了另一個(gè)分區(qū)方法，其中分區(qū)本身不全是相同的尺寸。也就是說(shuō)，存在具有不同尺寸的不同分區(qū)。由于不同尺寸的分區(qū)，被照明區(qū)域的尺寸可以通過(guò)依次照明不同尺寸的分區(qū)而改變。例如，如果只有較小的分區(qū)被照明并且然后只有較大的分區(qū)被照明，則被照明區(qū)域的尺寸將擴(kuò)展。圖1c(i)的分區(qū)方法的示例性的光源119如圖1c(ii)所示。注意照明較大分區(qū)的單獨(dú)的光源比照明較小分區(qū)的單獨(dú)的光源具有較大的潛在的光學(xué)功率輸出(例如，通過(guò)具有更多VCSELs或LEDs所說(shuō)明的)。

注意，對(duì)相同發(fā)射光功率，被照明區(qū)域的尺寸的擴(kuò)展和/或收縮(無(wú)論通過(guò)非分區(qū)的還是分區(qū)的原理)牽涉在被照明區(qū)域的尺寸和接收信號(hào)的強(qiáng)度之間的權(quán)衡。也就是說(shuō)，對(duì)于相同的發(fā)射光功率，較小的被照明區(qū)域?qū)?yīng)于較強(qiáng)的接收信號(hào)強(qiáng)度。相比之下，再對(duì)于恒定的發(fā)射光功率，較大的被照明區(qū)域?qū)?yīng)于較弱的接收信號(hào)強(qiáng)度。

如果較大的被照明區(qū)域尺寸被期望但是在接收信號(hào)強(qiáng)度上無(wú)損失，則存在另一在被照明區(qū)域尺寸和將要被照明器消耗的功率的量之間的權(quán)衡。也就是說(shuō)，為了增加被照明區(qū)域的尺寸但保持接收光信號(hào)強(qiáng)度，照明器(沒(méi)有如下述的任何掃描)通常將需要發(fā)射更強(qiáng)的光，其將導(dǎo)致照明器消耗更多能量。

一些智能照明系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為在圖像傳感器保持最小接收光信號(hào)強(qiáng)度。在關(guān)注的被照明區(qū)域收縮的情況下，光強(qiáng)度可以被降低，因?yàn)槊繂挝徽彰鞅砻娣e的足夠強(qiáng)的光強(qiáng)度仍可以被保持。相反地，照明器功率可以隨著關(guān)注區(qū)域的尺寸擴(kuò)展而增大。

此外，在關(guān)注區(qū)域較小的情況下，因?yàn)閷⒈徽彰鞯哪繕?biāo)更遠(yuǎn)，發(fā)射光強(qiáng)度可以只稍微降低、保持恒定或甚至提高，因?yàn)榻邮展庑盘?hào)通常與從反射目標(biāo)距相機(jī)的距離成反比。因此，當(dāng)確定合適的照明器光功率時(shí)，智能照明系統(tǒng)除了考慮關(guān)注目標(biāo)的尺寸還可以考慮它的距離。當(dāng)設(shè)定照明特性時(shí)智能照明系統(tǒng)可以考慮的因素的更充分的討論在下面關(guān)于圖3被更詳細(xì)地描述。

在各種實(shí)施例中，被照明區(qū)域的形狀可以改變。圖1d(i)示出了第一情形131，當(dāng)指向束(pointed beam)被指向視場(chǎng)中間時(shí)，指向束基本上為圓形，但是，如圖1d(ii)的情形132所示，當(dāng)相同的束被指向被照明區(qū)域的視場(chǎng)的角時(shí)，指向束變?yōu)樾螤罡拥貦E圓。指向束的移動(dòng)，如將在下面更詳細(xì)地討論的，可以用具有可移動(dòng)光學(xué)部件的照明器實(shí)現(xiàn)。

圖1e示出了用于分區(qū)視場(chǎng)方法的光源的實(shí)施例，其分區(qū)本身具有不同的形狀。因此，只照明具有第一形狀的第一分區(qū)，然后只照明具有第二、不同形狀的第二分區(qū)，將對(duì)應(yīng)地在視場(chǎng)中產(chǎn)生改變形狀的被照明區(qū)域。

上面描述的圖1a到1e涉及智能照明系統(tǒng)，所述智能照明系統(tǒng)可以隨著系統(tǒng)試圖適當(dāng)?shù)卣彰鞒霈F(xiàn)在飛行時(shí)間相機(jī)系統(tǒng)視場(chǎng)中的不同的關(guān)注目標(biāo)而改變被照明區(qū)域的尺寸和/或形狀。

相比之下，圖2a到2c涉及在相機(jī)視場(chǎng)中的發(fā)射光的掃描。掃描牽涉為了捕獲比被照明區(qū)域本身的尺寸大的全部的關(guān)注區(qū)域，隨著時(shí)間接收照明的區(qū)域的智能改變。這里，從上面的圖1a到1e回顧，隨著關(guān)注區(qū)域的擴(kuò)展，為了保持足夠強(qiáng)的照明和對(duì)應(yīng)的接收信號(hào)強(qiáng)度，發(fā)射光強(qiáng)度可能不得不增大?？梢韵胂螅恍╆P(guān)注區(qū)域可以足夠大，其適當(dāng)?shù)陌l(fā)射光強(qiáng)度超過(guò)期望或允許的照明器光預(yù)算。

掃描有助于在較大的關(guān)注區(qū)域上保持或增強(qiáng)接收信號(hào)強(qiáng)度，但是發(fā)射光功率強(qiáng)度沒(méi)有對(duì)應(yīng)增大。也就是說(shuō)，例如，通過(guò)在較大的關(guān)注區(qū)域上掃描照明的較小的“點(diǎn)”，即使用只足夠照明較小的點(diǎn)的光功率，對(duì)于較大的關(guān)注區(qū)域，深度信息可以被收集。

圖2a示出了如剛剛上面所述的掃描的示例。如圖2a所示，較大的關(guān)注目標(biāo)205通過(guò)掃描較小的被照明區(qū)域照明，所述掃描最初從在時(shí)間T1的位置206到在時(shí)間T2的位置207并且然后到在時(shí)間T3的位置208并且最后在時(shí)間T4的位置209。圖2a的掃描可以例如用具有移動(dòng)的光學(xué)部件的照明器來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述光學(xué)部件能夠在視場(chǎng)中以?huà)呙柽\(yùn)動(dòng)指向或掃掠光束。

可替代地或結(jié)合地，如圖2b所示，掃描可以用分區(qū)照明系統(tǒng)通過(guò)以開(kāi)啟和關(guān)閉序列照明不同的分區(qū)達(dá)成。也就是說(shuō)，如圖2b所示，第一分區(qū)211在時(shí)間T1被照明。緊接著，在時(shí)間t2，第一分區(qū)211被關(guān)閉，并且第二分區(qū)212被開(kāi)啟。對(duì)于第三和第四分區(qū)213、214，類(lèi)似的序列緊接著在時(shí)間t3和t4發(fā)生。于是，在所有四個(gè)分區(qū)中的關(guān)注區(qū)域可以在時(shí)間t1到t4被照明。

圖2c示出了掃描可以是不連貫的。也就是說(shuō)，圖2a和2b的實(shí)施例假設(shè)下一個(gè)在掃描中將被照明的區(qū)域是與之前剛剛被照明的區(qū)域相鄰的。相比之下，圖2c說(shuō)明了掃描可以包括照明不相鄰的兩個(gè)分開(kāi)的區(qū)域。這里，在時(shí)間T1，第一區(qū)域221被照明。然后，在時(shí)間T2，第二區(qū)域222被照明，所述兩個(gè)區(qū)域在視場(chǎng)中相互不相鄰。不連貫的掃描可以被執(zhí)行，例如，當(dāng)“關(guān)注區(qū)域”包括在需要照明的視場(chǎng)中的兩個(gè)或更多不同的、非相鄰的面積或事項(xiàng)。不連貫掃描可以用分區(qū)以及非分區(qū)照明策略執(zhí)行。

注意，圖2c的示例還示出，被照明區(qū)域的尺寸可以在掃描序列上改變(被照明區(qū)域222比被照明區(qū)域221大)。在掃描的過(guò)程中改變被照明區(qū)域尺寸不限于不連貫掃描并且可以是例如上面討論的圖2a和2b的連續(xù)掃描的特征。在分區(qū)掃描的情況下，改變被照明區(qū)域的尺寸是可能的，例如通過(guò)首先轉(zhuǎn)到第一分區(qū)并且然后轉(zhuǎn)到多個(gè)分區(qū)。

圖2d進(jìn)一步示出了某分區(qū)的智能照明系統(tǒng)可以被設(shè)計(jì)為在分區(qū)中執(zhí)行掃描。也就是說(shuō)，照明器可以既具有分區(qū)的光源又具有可移動(dòng)光學(xué)部件，使得在分區(qū)中較小的束在分區(qū)的表面積中被掃描以有效地照明分區(qū)。如圖2d所示，比分區(qū)尺寸較小的照明“點(diǎn)”在左上分區(qū)中被掃描以有效地照明左上分區(qū)。通過(guò)連續(xù)地或同時(shí)掃描每個(gè)分區(qū)(如在下面進(jìn)一步關(guān)于圖2e的討論)或兩種方法的某種混合，整個(gè)的視場(chǎng)可以被掃描。

如上面討論的，各種照明器實(shí)施例能夠改變被照明區(qū)域的尺寸(通過(guò)改變發(fā)射光的束的橫截面)，同時(shí)其他照明器實(shí)施例涵蓋分區(qū)的方法，其中視場(chǎng)被分區(qū)并且照明器能夠單獨(dú)地照明每個(gè)分區(qū)。圖2d的方法可以被集成到具有這兩個(gè)特性的照明器中。也就是說(shuō)，可以想象，其設(shè)計(jì)支持改變被照明區(qū)域尺寸的照明器可以構(gòu)想地形成束，所述束足夠大以照明整個(gè)分區(qū)，并且還形成束，所述束比整個(gè)分區(qū)小使得它可以在分區(qū)中掃描。

圖2e示出了另一分區(qū)掃描方法，其中相應(yīng)的分區(qū)同時(shí)用它們自己相應(yīng)的光束掃描。在一實(shí)施例中，照明器被設(shè)計(jì)為不僅同時(shí)將分開(kāi)的光束引導(dǎo)到每個(gè)分區(qū)還能夠掃描光束。能夠同時(shí)掃描在視場(chǎng)中的多個(gè)分區(qū)的照明器設(shè)計(jì)的實(shí)施例在下面進(jìn)一步地被更詳細(xì)地描述。

注意，雖然圖2d的實(shí)施例針對(duì)分區(qū)的方法，其他實(shí)施例可以在區(qū)域上掃描，在所述區(qū)域中照明器設(shè)計(jì)不完全包括分區(qū)的設(shè)計(jì)(例如，特定的光束可以被引導(dǎo)到視場(chǎng)中的任何地方)。然而，同時(shí)的多束的掃描包括每條束，所述每條束具有在其中掃描的其自身相應(yīng)的區(qū)域。這樣的區(qū)域可以被視為在同時(shí)多束掃描序列中的分區(qū)。

在上面討論的圖2a到2e的任何掃描方法，可以引入在收集關(guān)注區(qū)域的飛行時(shí)間信息所用的時(shí)間和關(guān)注區(qū)域大小之間的權(quán)衡。也就是說(shuō)，對(duì)于恒定的被照明區(qū)域尺寸(例如，“點(diǎn)尺寸”)，隨著將要被照明的被關(guān)注的區(qū)域的尺寸增長(zhǎng)，將會(huì)消耗更多掃描時(shí)間。反之，如果關(guān)注的區(qū)域增長(zhǎng)，掃描時(shí)間可以通過(guò)增加照明的尺寸而降低，但是以增長(zhǎng)的發(fā)射光功率(如果每單位面積光強(qiáng)度被保持)或者接收信號(hào)強(qiáng)度(如果每單位面積光強(qiáng)度被允許降低)為代價(jià)。

圖1a到1e和2a到2d的討論著重說(shuō)明了在智能系統(tǒng)中存在的一些基本權(quán)衡，例如：1)在被照明區(qū)域尺寸和接收信號(hào)強(qiáng)度之間的權(quán)衡；2)在接收信號(hào)強(qiáng)度和照明器功率消耗之間的權(quán)衡；3)在被照明區(qū)域尺寸和掃描時(shí)間之間的權(quán)衡；4)在照明器功率和關(guān)注目標(biāo)和相機(jī)之間的距離之間的權(quán)衡。另外的權(quán)衡可以包括關(guān)注目標(biāo)的反射和發(fā)射光功率之間的權(quán)衡。這里，一般的飛行時(shí)間照明器將發(fā)射紅外(IR)光。如果將被照明的關(guān)注目標(biāo)基本上反射IR光，照明器可以發(fā)射較小的光功率。相比之下，如果將被照明的關(guān)注目標(biāo)沒(méi)有特別好地反射IR光，照明器可以增加它的發(fā)射光功率。

哪種權(quán)衡和/或哪個(gè)方向和任意特定的權(quán)衡應(yīng)該有多重要應(yīng)該是圍繞任意特定的照明情形的特定的環(huán)境的函數(shù)。

例如，考慮將要被照明的關(guān)注目標(biāo)具有適中的尺寸并且遠(yuǎn)離相機(jī)。這里，如果可用的功率預(yù)算大并且期望在短時(shí)間內(nèi)完成讀取，智能照明控制系統(tǒng)可以選擇用高照明器功率完全地照明目標(biāo)區(qū)域而不進(jìn)行任何掃描。相比之下，在另一情況下，其中關(guān)注的物體大并且接近相機(jī)，但是可用的功率預(yù)算小并且缺乏馬上完成讀取的需要，相同的智能照明系統(tǒng)可以選擇形成較小的被照明區(qū)域并且在關(guān)注的區(qū)域上掃描它。

從這些例子，應(yīng)該清楚的是，智能照明系統(tǒng)可以在用特定的被照明區(qū)域大小、照明器功率和是否發(fā)生任何掃描，照明特定關(guān)注區(qū)域之前考慮周?chē)那闆r。

圖3示出了智能照明技術(shù)301集成到例如手持平板或智能手機(jī)的工作計(jì)算系統(tǒng)中。這里，智能照明技術(shù)可以，例如，在用于包括飛行時(shí)間測(cè)量能力的集成相機(jī)設(shè)備的設(shè)備驅(qū)動(dòng)軟件和/或固件中部分或全部地實(shí)施。軟件/固件可以，例如，在計(jì)算系統(tǒng)的非易失性存儲(chǔ)器中(例如，F(xiàn)LASH固件或系統(tǒng)存儲(chǔ)器中)被存儲(chǔ)。

如圖3所示，智能照明技術(shù)軟件/硬件可以被實(shí)現(xiàn)為方法的系統(tǒng)，所述方法的系統(tǒng)被設(shè)計(jì)為被給定對(duì)應(yīng)于深度輪廓圖像捕獲序列的周?chē)闆r的一組輸入信號(hào)在前述權(quán)衡中尋求適當(dāng)?shù)钠胶狻?/p>

如圖3所示，智能照明方法301可以從主系統(tǒng)302接收一個(gè)或多個(gè)下列輸入?yún)?shù)：1)關(guān)注目標(biāo)(其可以具體為目標(biāo)是什么(例如手、臉等)和/或目標(biāo)位置的特性和/或在視場(chǎng)中的形狀)；2)飛行時(shí)間測(cè)量有多么時(shí)間緊急(它需要被執(zhí)行得多塊)；和3)飛行時(shí)間系統(tǒng)和/或它的照明器的功率預(yù)算(例如，具體為最大允許功率)。產(chǎn)生這些輸入?yún)?shù)的主系統(tǒng)302的部件可以包括智能目標(biāo)識(shí)別軟件應(yīng)用和/或硬件邏輯電路部件(例如，用于面部識(shí)別、手識(shí)別等)。主系統(tǒng)302的能量管理軟件、固件和/或硬件可以產(chǎn)生功率預(yù)算輸入信息。

智能照明方法301還可以從相機(jī)系統(tǒng)303b自身接收輸入信息，例如：1)關(guān)注目標(biāo)與相機(jī)之間的距離；2)關(guān)注目標(biāo)的反射性；3)關(guān)注目標(biāo)的位置和/或形狀；4)背景光的強(qiáng)度。由相機(jī)提供的任何輸入?yún)?shù)可以在目標(biāo)的(或者大體上說(shuō)，視場(chǎng))最初照明之后被提供。也就是說(shuō)，例如，作為對(duì)來(lái)自主系統(tǒng)302的輸入的最初響應(yīng)，飛行時(shí)間系統(tǒng)可以最初照明目標(biāo)和/或視場(chǎng)作為第一遍。從所述第一遍收集的數(shù)據(jù)然后被呈現(xiàn)給智能照明方法301使得它們可以根據(jù)哪個(gè)區(qū)域被照明和發(fā)射光應(yīng)該多強(qiáng)而更好地優(yōu)化目標(biāo)的捕獲。

為了產(chǎn)生對(duì)相機(jī)303b圖像捕獲控制命令，智能照明方法301用可應(yīng)用的輸入?yún)?shù)有效地確定哪種權(quán)衡控制和/或哪個(gè)方向和任何特定的權(quán)衡應(yīng)該有多重要，所述控制命令指定什么區(qū)域被照明、發(fā)射光的強(qiáng)度、是否應(yīng)用任何掃描和例如如果應(yīng)用，可應(yīng)用的掃描參數(shù)(例如掃描時(shí)間、掃描速度、掃描圖案等)。

圖4a到4c示出了圖3的智能照明方法301可以被設(shè)計(jì)以執(zhí)行的方法的另一實(shí)施例。如圖4a所示，最初，例如基本上覆蓋了相機(jī)的視場(chǎng)401的大面積410首先由飛行時(shí)間照明器照明。在一些實(shí)施例中，如圖4a所示，大面積410可以對(duì)應(yīng)于整個(gè)視場(chǎng)401。在其他實(shí)施例中，大面積410可以對(duì)應(yīng)于大部分但是小于整個(gè)視場(chǎng)401(例如大約視場(chǎng)410的33％、50％、60％、75％)。這里，注意，在視場(chǎng)401中大面積410的照明可以對(duì)應(yīng)于更弱的接收光強(qiáng)度，因?yàn)榘l(fā)射的照明在更寬的表面積上被“鋪展”。

接收反射光的圖像傳感器包括測(cè)量在每個(gè)像素接收信號(hào)強(qiáng)度相對(duì)某閾值的電路(例如感測(cè)放大電路)。那些在弱光強(qiáng)度接收光的像素被識(shí)別(例如其接收光強(qiáng)度降低到閾值以下的像素被識(shí)別)。在許多情況下，如圖4b所示，預(yù)期的是，相鄰的像素組將降低到閾值以下，這進(jìn)而對(duì)應(yīng)于在視場(chǎng)401中的接收弱光信號(hào)的區(qū)域411的識(shí)別。

這里，圖3的智能照明方法301可以接收所有圖像傳感器的像素的信號(hào)強(qiáng)度信息并且應(yīng)用閾值以確定區(qū)域411的尺寸和位置，或者，可替代地，可以只接收從降低到閾值以下的像素的特性并且從它們確定區(qū)域411。在識(shí)別弱信號(hào)區(qū)域411時(shí)，智能照明方法將如圖4c所示進(jìn)行到以給飛行時(shí)間照明器指定指令以重照明這些相同區(qū)域411。

用更多聚集的光執(zhí)行重照明以“提高(boost)”引導(dǎo)到區(qū)域411的光強(qiáng)度。所述聚集通過(guò)形成照明光的較小的區(qū)域(相較于照明整個(gè)視場(chǎng))來(lái)實(shí)現(xiàn)，所述照明光，例如，具有與當(dāng)視場(chǎng)被充溢時(shí)發(fā)射的照明器強(qiáng)度相同的量。利用更強(qiáng)的光對(duì)這些區(qū)域的重照明，飛行時(shí)間測(cè)量應(yīng)該被完成，在于之前接收弱光信號(hào)的像素現(xiàn)在將接收足夠強(qiáng)的光信號(hào)。

在具有可移動(dòng)光學(xué)部件的照明器的情況下，需要重照明的視場(chǎng)的部分可以通過(guò)移動(dòng)一個(gè)或多個(gè)光學(xué)部件以將光束引導(dǎo)到每個(gè)區(qū)域上而被重照明。在具有分區(qū)視場(chǎng)的照明器的情況下，需要重照明的視場(chǎng)的部分通過(guò)照明他們對(duì)應(yīng)的分區(qū)而重照明。在一個(gè)實(shí)施例中，被用于最初照明整個(gè)視場(chǎng)的光功率的相同的總量可以與被用于只照明被重照明的分區(qū)的功率總量相同。

圖5到8a、b提供了照明器不同的實(shí)施例，所述實(shí)施例能夠執(zhí)行上述智能照明技術(shù)。

圖5示出了具有用于調(diào)整被照明區(qū)域尺寸(通過(guò)在光源上垂直移動(dòng)透鏡)以及掃描照明區(qū)域或者至少將照明引導(dǎo)到相機(jī)的視場(chǎng)內(nèi)的任意面積(通過(guò)在光源上使透鏡平面傾斜)的可移動(dòng)透鏡組件501、502的照明器的實(shí)施例。

如圖5所示，光源503位于透鏡501下方，并且，當(dāng)照明時(shí)，發(fā)射光通過(guò)透鏡傳播，并進(jìn)入相機(jī)的視場(chǎng)。光源503例如可以被實(shí)施為具有紅外(IR)VCSELs或LEDs陣列的半導(dǎo)體芯片。陣列的使用有助于“增大”最大光輸出功率，其大致與NL共同延伸地進(jìn)行，其中，N是在陣列中VCSELs/LEDs的數(shù)量并且L是每個(gè)VCSELs/LEDs的最大輸出功率。在一實(shí)施例中，在陣列中的所有VCSELs/LEDs接收相同的驅(qū)動(dòng)電流，使得每個(gè)VCSELs/LEDs發(fā)射的光功率大約與在陣列中的其他VCSELs/LEDs相同。光輸出功率通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)電流的大小而控制。

各具有彈簧復(fù)位件533、534的一對(duì)音圈馬達(dá)531、532被用作致動(dòng)器以限定沿透鏡501的外邊沿的兩個(gè)點(diǎn)的每個(gè)的垂直位置。透鏡501關(guān)于y軸的傾斜角度基本上由第一馬達(dá)531對(duì)它的復(fù)位彈簧533施加的力限定。透鏡502關(guān)于x軸的傾斜角度基本上由第一馬達(dá)532對(duì)它的復(fù)位彈簧534施加的力限定。從這些基本的情形，透鏡的任意傾斜角可以被建立為由馬達(dá)施加的對(duì)應(yīng)的力以及由彈簧施加的反作用力的函數(shù)。透鏡支撐件501與復(fù)位彈簧的相對(duì)側(cè)上可以存在鉸鏈銷(xiāo)或球關(guān)節(jié)，例如，以允許透鏡支撐件501繞x和y軸樞轉(zhuǎn)。

此外，透鏡501的垂直位置可以通過(guò)相等地致動(dòng)兩個(gè)馬達(dá)531、532建立。也就是說(shuō)，如果兩個(gè)馬達(dá)531、531均向外伸出相等的量，透鏡將在+z方向被抬高。相應(yīng)地，如果兩個(gè)馬達(dá)531、531均向內(nèi)凹陷相等的量，透鏡將在-z方向被降低。替代上述鉸鏈銷(xiāo)或球關(guān)節(jié)，一個(gè)或多個(gè)另外的音圈致動(dòng)器可以沿透鏡支撐件502的外周被定位以進(jìn)一步穩(wěn)定透鏡的傾斜角度和垂直定位兩者(例如三個(gè)120°間隔分開(kāi)的致動(dòng)器，四個(gè)90°間隔分開(kāi)的致動(dòng)器等)。

圖6示出了具有可移動(dòng)光源603的照明器。光源本身可以實(shí)施為上面關(guān)于圖5討論的光源503。在圖6的方法中，透鏡組件定位基本上保持固定，但是光源安裝在其上的平臺(tái)或基底610是根據(jù)上面關(guān)于圖5的透鏡支撐件502討論的相同的原則可移動(dòng)的。也就是說(shuō)，音圈馬達(dá)致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)631/633、632/634可以被用于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)610關(guān)于x和y軸兩者或兩者之一的傾斜角度。改變平臺(tái)的傾斜角度改變了發(fā)射光到透鏡中的入射角度，其轉(zhuǎn)而將改變從透鏡發(fā)射到相機(jī)視場(chǎng)中的光束的指向方向。

第三音圈致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)(未示出)可以耦合在除了音圈致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)631/633、632/634被定位的兩個(gè)邊沿的平臺(tái)610的邊沿上以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)610沿z軸的移動(dòng)，其轉(zhuǎn)而將影響在相機(jī)視場(chǎng)中被照明區(qū)域的尺寸(點(diǎn)尺寸)。

圖7示出了另一照明器實(shí)施例，其中光源712固定在機(jī)械臂713的下側(cè)，所述機(jī)械臂713以一角度取向，光源以該角度定位以將光引導(dǎo)到安裝在可移動(dòng)平臺(tái)710上的反射鏡714。透鏡和透鏡支撐件在反射鏡上方的位置被固定，使得從反射鏡表面反射的光通過(guò)透鏡傳播到相機(jī)的視場(chǎng)中。光源可以如上面關(guān)于圖5和6所討論的被實(shí)施。

一組音圈馬達(dá)致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)731/733、732/734可以被用于實(shí)現(xiàn)平臺(tái)710關(guān)于x和y軸兩者或兩者之一的傾斜角度。改變平臺(tái)710的傾斜角度改變了發(fā)射光到透鏡中的入射角度，其轉(zhuǎn)而將改變從透鏡發(fā)射到相機(jī)視場(chǎng)中的光束的指向方向。

第三音圈致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)(未示出)可以耦合在除了音圈致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)731/733、732/734被定位的兩個(gè)邊沿的平臺(tái)710的邊沿上以實(shí)現(xiàn)平臺(tái)710沿z軸的移動(dòng)，其轉(zhuǎn)而將影響在相機(jī)視場(chǎng)中光照區(qū)域的尺寸(點(diǎn)尺寸)。

圖6和7的照明器設(shè)計(jì)的任一個(gè)可以被加強(qiáng)以包括如圖5中討論的可移動(dòng)透鏡布置。向圖6和圖7的設(shè)計(jì)中加入可移動(dòng)透鏡能力可以，例如，提供更快的掃描時(shí)間和/或從照明器的較大的發(fā)射角度。圖6和7的每個(gè)可移動(dòng)平臺(tái)610、710可以實(shí)施為微機(jī)電(MEM)設(shè)備以將光源(圖6)或反射鏡(圖7)放置在xy平面上的任意位置。

圖8a和8b示出了照明器的實(shí)施例，所述照明器被設(shè)計(jì)成單獨(dú)地照明視場(chǎng)中不同的分區(qū)。如圖8a和8b中所示的，照明器801包括具有用于視場(chǎng)中每個(gè)分區(qū)的光源陣列806_1到806_9的半導(dǎo)體芯片804。雖然圖8a和8b的特定的實(shí)施例示出了以正交網(wǎng)格布置的九個(gè)視場(chǎng)部分，分區(qū)的其他數(shù)量和/或布置可以被使用。類(lèi)似地，雖然每個(gè)光源陣列被描繪為相同尺寸的NxN方塊陣列，在相同半導(dǎo)體管芯上包括不同尺寸和/或形狀的陣列的其他陣列圖案和/或形狀可以被使用。每個(gè)光源陣列106_1到106_9可以被實(shí)施為，例如，VCSELs或LEDs陣列。

根據(jù)圖8a和8b，在一實(shí)施例中，照明器801還包括光學(xué)元件807，所述光學(xué)元件807在面對(duì)半導(dǎo)體芯片804的底面上具有微透鏡陣列808并且具有用于每個(gè)分區(qū)的具有不同透鏡結(jié)構(gòu)805的發(fā)射表面以將從它的特定的光源陣列接收的光引導(dǎo)到它的對(duì)應(yīng)的視場(chǎng)分區(qū)。微透鏡陣列808的每個(gè)透鏡基本表現(xiàn)為較小的物鏡，其收集來(lái)自下側(cè)的光源的發(fā)散光并且當(dāng)光接近發(fā)射表面時(shí)在光學(xué)元件內(nèi)部將光成形成較小的發(fā)散。在一個(gè)實(shí)施例中，微透鏡被分配給下側(cè)的光源陣列的每個(gè)光源并且與下側(cè)的光源陣列的每個(gè)光源對(duì)齊，雖然其他的實(shí)施例可以存在，在所述其他實(shí)施例中，對(duì)于任意特定陣列，每個(gè)光源有更多或更少的透鏡。

微透鏡陣列808通過(guò)捕獲大部分從下側(cè)的激光器陣列發(fā)射的光學(xué)光和形成更聚集的束而加強(qiáng)光學(xué)效率。這里，各種陣列的單獨(dú)的光源一般具有寬的發(fā)射光發(fā)散角度。微透鏡陣列808能夠從陣列的光源收集大部分或所有發(fā)散的光并且有助于形成具有較小發(fā)散角的發(fā)射光束。

從光源陣列收集大部分或所有光并且形成更低發(fā)散角的束基本上形成更高的光功率束(也就是說(shuō)，每單位表面積的光強(qiáng)度增大)，引起在傳感器對(duì)于被所述束照明的關(guān)注區(qū)域的更強(qiáng)的接收信號(hào)。根據(jù)計(jì)算，如果從光源陣列的發(fā)散角度是60°，降低發(fā)射束的發(fā)散角度到30°將以4.6的系數(shù)提高在傳感器處的信號(hào)強(qiáng)度。降低發(fā)射光的發(fā)散角度到20°將以10.7的系數(shù)提高在傳感器處的信號(hào)強(qiáng)度。

此外，光學(xué)元件807可以被設(shè)計(jì)成提供被收集光的進(jìn)一步擴(kuò)散，這通過(guò)，例如，用在IR光譜中為半透明的材料構(gòu)建元件807和/或另外設(shè)計(jì)元件807內(nèi)的光學(xué)路徑以施加散射內(nèi)反射(例如將元件807構(gòu)造為多層結(jié)構(gòu))。如上面簡(jiǎn)要提到的，光學(xué)元件807的發(fā)射表面可以包括獨(dú)特的透鏡結(jié)構(gòu)805，每個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)805被成形為將光引導(dǎo)到它的正確的視場(chǎng)分區(qū)。如圖8a和8b的實(shí)施例所示，每個(gè)透鏡結(jié)構(gòu)805具有圓凸形狀。其他實(shí)施例可以具有，例如更銳利的梯形形狀或者根本沒(méi)有結(jié)構(gòu)。

與上面關(guān)于圖5、6和7提供的討論一致，光學(xué)元件807還可以為可移動(dòng)的，這例如通過(guò)機(jī)械地耦合，例如兩個(gè)或三個(gè)音圈馬達(dá)致動(dòng)器和復(fù)位彈簧對(duì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)設(shè)計(jì)光學(xué)元件807為可移動(dòng)的，如上面關(guān)于圖2d討論的在分區(qū)中掃描單一束可以通過(guò)以?huà)呙柽\(yùn)動(dòng)移動(dòng)光學(xué)元件807同時(shí)只照亮與被掃描的分區(qū)相關(guān)聯(lián)的光源而達(dá)到。此外，如圖2e所示的多個(gè)分區(qū)的同時(shí)掃描可以通過(guò)照亮每個(gè)分區(qū)的相應(yīng)的光源和以?huà)呙柽\(yùn)動(dòng)移動(dòng)光學(xué)元件807被實(shí)現(xiàn)。

圖9示出了集成的傳統(tǒng)相機(jī)和飛行時(shí)間圖像系統(tǒng)900。系統(tǒng)900具有用于與例如較大的系統(tǒng)/主板電連接的連接器901，所述較大的系統(tǒng)/主板例如臺(tái)式電腦、平板電腦或智能手機(jī)的系統(tǒng)/主板。根據(jù)布局和實(shí)施方式，連接器901可以連接于例如與系統(tǒng)/主板進(jìn)行實(shí)際連接的柔性電纜，或連接器901可以直接與系統(tǒng)/主板進(jìn)行連接。

連接器901固定于平面板902，所述平面板902實(shí)施為交替的導(dǎo)電層和絕緣層的多層結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電層被構(gòu)圖以形成支持系統(tǒng)900的內(nèi)部電連接的電子跡線(xiàn)。通過(guò)連接器901，命令從較大的主系統(tǒng)被接收，所述命令例如在相機(jī)系統(tǒng)900中向配置寄存器寫(xiě)入配置信息或從配置寄存器讀取配置信息的配置命令。此外，命令可以為例如由上述關(guān)于圖3討論的智能技術(shù)方法301提供的任何輸出的與智能照明技術(shù)系統(tǒng)關(guān)聯(lián)的任何命令。

RGBZ圖像傳感器903在接收透鏡904下被安裝于平面板902。RGBZ圖像傳感器903包括具有RGBZ單位像素單元的像素陣列。所述RGB像素單元被用于支持傳統(tǒng)“2D”可見(jiàn)光捕獲(傳統(tǒng)的圖片采集)功能。Z像素單元對(duì)IR光敏感并且被用于利用飛行時(shí)間技術(shù)支持3D深度輪廓成像。雖然基本的實(shí)施例包括用于可見(jiàn)圖像捕獲的RGB像素，其他的實(shí)施例可以使用不同的彩色像素策略(例如，青色、品紅色和黃色)。

圖像傳感器903還可以包括用于數(shù)字化來(lái)自圖像傳感器的信號(hào)的ADC電路以及用于產(chǎn)生用于像素陣列和ADC電路的計(jì)時(shí)和控制信號(hào)的計(jì)時(shí)和控制電路。

平面板902可以包括信號(hào)跡線(xiàn)以將由ADC電路提供的數(shù)字信息傳送給連接器901以被主計(jì)算系統(tǒng)的更高端的組件處理，所述主計(jì)算系統(tǒng)的更高端的組件例如圖像信號(hào)處理流水線(xiàn)(例如，其被集成在應(yīng)用處理器上)。

相機(jī)透鏡模塊904被集成在RGBZ圖像傳感器903之上。相機(jī)透鏡模塊904包含一個(gè)或多個(gè)透鏡的系統(tǒng)以聚焦接收到的光到圖像傳感器903。因?yàn)橄鄼C(jī)透鏡模塊904接收可見(jiàn)光可能干擾圖像傳感器的飛行時(shí)間像素單元接收IR光，并且，反之，因?yàn)橄鄼C(jī)模塊接收IR光可能干擾圖像傳感器的RGB像素單元接收可見(jiàn)光，圖像傳感器的像素陣列和透鏡模塊903兩者或兩者之一可以包含濾光片系統(tǒng)，所述濾光片系統(tǒng)被布置為基本上阻擋將由RGB像素單元接收的IR光以及基本上阻擋將由飛行時(shí)間像素單元接收的可見(jiàn)光。

與如在上面的討論中解釋的，與智能照明技術(shù)一致的能夠在視場(chǎng)中照明特定區(qū)域的照明器被安裝在平面板902上。照明器905可以被實(shí)施為，例如，上面關(guān)于圖5到圖8a、b討論的任意照明器。光源驅(qū)動(dòng)器被耦合于照明器的光源907以導(dǎo)致它發(fā)射具有特定強(qiáng)度和調(diào)制波形的光。

在一實(shí)施例中，圖9的集成的系統(tǒng)900支持三種操作模式：1)2D模式；2)3D模式；和3)2D/3D模式。在2D模式的情況下，系統(tǒng)表現(xiàn)為傳統(tǒng)相機(jī)。因此，照明器905被禁用并且圖像傳感器被用于通過(guò)它的RGB像素單元接收可見(jiàn)圖像。在3D模式的情況下，系統(tǒng)在照明器905的視場(chǎng)下捕獲目標(biāo)的飛行時(shí)間深度信息。因此，照明器905被啟用并且發(fā)射IR光(例如開(kāi)啟-關(guān)閉-開(kāi)啟-關(guān)閉…序列)到目標(biāo)上。所述IR光從物體反射，通過(guò)相機(jī)透鏡模塊1504接收并且由圖像傳感器的Z像素感測(cè)。在2D/3D模式的情況下，上述2D模式和3D模式兩者同時(shí)被激活。

圖10示出了例如個(gè)人計(jì)算系統(tǒng)(例如臺(tái)式機(jī)或筆記本)或者移動(dòng)或手持計(jì)算系統(tǒng)的示例性計(jì)算系統(tǒng)1000的描繪，所述移動(dòng)或手持計(jì)算系統(tǒng)例如平板設(shè)備或智能手機(jī)。如圖10所示，基本計(jì)算系統(tǒng)可以包括設(shè)置在應(yīng)用處理器或多核處理器1050上的中央處理單元1001(其可以包括例如多個(gè)通用處理核)和主存儲(chǔ)器控制器1017、系統(tǒng)存儲(chǔ)器1002、顯示器1003(例如觸屏、平板)、局部有線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(例如USB)接口1004、各種網(wǎng)絡(luò)I/O功能1005(例如以太網(wǎng)接口和/或蜂窩調(diào)制解調(diào)子系統(tǒng))、無(wú)線(xiàn)局域網(wǎng)絡(luò)(例如WiFi)接口1006、無(wú)線(xiàn)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接(例如藍(lán)牙)接口1007和全球定位系統(tǒng)接口1008、各種傳感器1009_1到1009_N、一個(gè)或多個(gè)相機(jī)1010、電池1011、電源管理控制單元1012、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)1013以及音頻編碼器/解碼器1014。

應(yīng)用處理器或多核處理器1050可以包括在它的CPU 1001中的一個(gè)或多個(gè)通用處理核1015、一個(gè)或多個(gè)圖形處理單元1016、主存儲(chǔ)器控制器1017、I/O控制功能1018和一個(gè)或多個(gè)信號(hào)處理器流水線(xiàn)1019。通用處理核1015一般執(zhí)行計(jì)算系統(tǒng)的操作系統(tǒng)和應(yīng)用軟件。圖形處理單元1016一般執(zhí)行圖形密集型函數(shù)(graphics intensive functions)以，例如產(chǎn)生在顯示器1003上呈現(xiàn)的圖形信息。存儲(chǔ)控制功能1017與系統(tǒng)存儲(chǔ)器1002相接口。圖像信號(hào)處理流水線(xiàn)1019從相機(jī)接收?qǐng)D像信息并處理原始圖像信息供下游使用。能量管理控制單元1012通常控制系統(tǒng)1000的能量消耗。

每個(gè)觸屏顯示器1003、通信接口1004-1007、GPS接口1008、傳感器1009、相機(jī)1010和揚(yáng)聲器/麥克風(fēng)編碼解碼器1013、1014相對(duì)于在適當(dāng)?shù)那闆r下還包括集成的外圍設(shè)備(例如一個(gè)或多個(gè)相機(jī)1010)的整個(gè)計(jì)算系統(tǒng)，都可以被視為各種形式的I/O(輸入/輸出)。根據(jù)實(shí)施方式，這些I/O部件中的各種I/O部件可以被集成在應(yīng)用處理器/多核處理器1050上或者可以被定位在管芯(die)外或者應(yīng)用處理器/多核處理器1050的封裝外部。

在一實(shí)施例中，與在上面的討論中被解釋的智能照明技術(shù)一致，一個(gè)或多個(gè)相機(jī)1010包括能夠在相機(jī)視場(chǎng)中照明特定區(qū)域的照明器。在應(yīng)用處理器或其他處理器的通用CPU核(或者具有指令執(zhí)行流水線(xiàn)以執(zhí)行程序代碼的其他功能塊)上執(zhí)行的應(yīng)用軟件、操作系統(tǒng)軟件、設(shè)備驅(qū)動(dòng)器軟件和/或固件可以將智能照明命令或其他命令指向到相機(jī)系統(tǒng)和從相機(jī)系統(tǒng)接收?qǐng)D像數(shù)據(jù)。可以通過(guò)相機(jī)1010接收的其他命令包括上面討論的用于進(jìn)入2D、3D或2D/3D系統(tǒng)狀態(tài)中的任一狀態(tài)或從上述2D、3D或2D/3D系統(tǒng)狀態(tài)中任一狀態(tài)出來(lái)的命令。

智能照明技術(shù)本身可以被部分或全部地實(shí)施為下列中的任意一個(gè)或多個(gè)：1)在通過(guò)處理核上運(yùn)行的軟件；2)系統(tǒng)固件(例如BIOS固件)；3)專(zhuān)用邏輯電路(例如設(shè)置在下列中的一個(gè)或多個(gè)：相機(jī)1010上，集成在ISP 1090中；與I/O或外圍控制器1080集成)。如上面討論的智能照明技術(shù)可以從能量管理控制單元接收輸入信息，所述能量控制單元本身可以被部分或全部地用一個(gè)或多個(gè)在通用處理核、系統(tǒng)固件、專(zhuān)用邏輯電路等上運(yùn)行的軟件實(shí)施。

本發(fā)明的實(shí)施例可以包括如上所述的各種過(guò)程。所述過(guò)程可以在機(jī)器可執(zhí)行指令中體現(xiàn)。所述指令可以被用于引起通用或?qū)Ｓ锰幚砥鲌?zhí)行某個(gè)過(guò)程。可替代地，這些過(guò)程可以由包含用于執(zhí)行所述過(guò)程的硬連線(xiàn)邏輯的特定硬件部件執(zhí)行或通過(guò)編程的計(jì)算部件和定制硬件部件的任意結(jié)合執(zhí)行。

本發(fā)明的元件還可以提供為用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令的機(jī)器可讀介質(zhì)。所述機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括，但是不限于，軟磁盤(pán)、光盤(pán)、CD-ROMs、和磁光盤(pán)、FLASH存儲(chǔ)器、ROM、RAM、EPROM、EEPROMs、磁性或光學(xué)卡、傳播介質(zhì)或用于存儲(chǔ)電子指令的其他類(lèi)型的介質(zhì)/機(jī)器可讀介質(zhì)。例如，本發(fā)明可以作為計(jì)算機(jī)程序下載，所述計(jì)算機(jī)程序可以通過(guò)數(shù)據(jù)信號(hào)的方式從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(例如服務(wù)器)傳送到請(qǐng)求計(jì)算機(jī)(例如客戶(hù)機(jī))，所述數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由通信連接(例如調(diào)制解調(diào)或網(wǎng)絡(luò)連接)以載波或其他傳播媒介實(shí)現(xiàn)。

在前述說(shuō)明書(shū)中，發(fā)明已經(jīng)參考在其中的特定的示例性實(shí)施例被描述。然而，顯而易見(jiàn)的是，在不脫離如在所附權(quán)利要求中闡述的本發(fā)明的更廣泛的精神和范圍的情況下，可以對(duì)其進(jìn)行各種修改和改變。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖被認(rèn)為是說(shuō)明性的而不是限制性的。