本發(fā)明通常涉及攝像頭技術(shù)，且更具體地，涉及具有模擬距離能力的飛行時(shí)間影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器。

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)的影像捕獲攝像頭，作為集成的外圍裝置。當(dāng)前的趨勢(shì)是通過(guò)將深度捕捉集成到其成像部件中而增強(qiáng)計(jì)算系統(tǒng)成像能力。深度捕捉例如可以用于執(zhí)行各種智能物體辨識(shí)功能，例如面部辨識(shí)(例如用于安全系統(tǒng)解鎖)或手勢(shì)辨識(shí)(例如用于無(wú)觸摸用戶界面功能)。

一種深度信息捕捉方法被稱(chēng)為“飛行時(shí)間(time-of-flight)成像，其將來(lái)自系統(tǒng)的光發(fā)射到物體上，且針對(duì)影像傳感器的多個(gè)像素的每一個(gè)測(cè)量光發(fā)出和其在傳感器上反射的影像的接收之間的時(shí)間。通過(guò)飛行時(shí)間像素產(chǎn)生的影像對(duì)應(yīng)于物體的三維輪廓，特征在于不同(x，y)像素位置每一個(gè)處的獨(dú)一無(wú)二的深度測(cè)量(z)。

由于具有成像能力的許多計(jì)算系統(tǒng)是可動(dòng)的(例如筆記本電腦、平板計(jì)算機(jī)、智能電話等)，光源(“照明器”)在系統(tǒng)中的集成以實(shí)現(xiàn)飛行時(shí)間操作提供了許多設(shè)計(jì)上的難題，例如成本難題，封裝難題和/或功率消耗難題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

描述了一種設(shè)備，其包括集成在同一半導(dǎo)體芯片封裝中的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)電路，所述封裝具有配置寄存器空間以接收與命令有關(guān)的信息，所述命令模擬光源和物體之間的距離，其與光源和物體之間的實(shí)際距離不同。

描述一種設(shè)備，所述設(shè)備包括用于將配置信息接收到配置寄存器空間中的器件，以模擬光源和物體之間的距離，其與光源和物體之間的實(shí)際距離不同。設(shè)備還包括用于通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)的器件。設(shè)備還包括用于通過(guò)深度捕獲像素感測(cè)光的器件，所述光通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生且從物體反射，其中，光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)和被引導(dǎo)到深度捕獲像素的時(shí)鐘的相對(duì)相位被調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)模擬距離，且其中通過(guò)所述深度捕獲像素感測(cè)的信號(hào)的幅度被調(diào)整以實(shí)現(xiàn)模擬距離。

附圖說(shuō)明

以下的描述和附隨附圖用于顯示本發(fā)明的實(shí)施例。附圖中：

圖1a顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的圖示；

圖1b顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的另一圖示；

圖2顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)圖；

圖3a顯示了光源驅(qū)動(dòng)器的系統(tǒng)圖；

圖3b顯示了核心光源驅(qū)動(dòng)器的圖；

圖3c顯示了光學(xué)輸出功率電路圖；

圖4顯示了正時(shí)和控制電路圖；

圖5a顯示了通過(guò)集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行的第一方法；

圖5b顯示了通過(guò)集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行的第二方法；

圖6a顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的另一實(shí)施例；

圖6b顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的又一實(shí)施例；

圖7顯示了具有集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的2D/3D攝像頭系統(tǒng)的實(shí)施例；

圖8顯示了具有2D/3D攝像頭系統(tǒng)的計(jì)算系統(tǒng)，所述攝像頭系統(tǒng)具有集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器。

具體實(shí)施方式

圖1a和1b顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器100的不同視圖，其解決了背景技術(shù)中所述的一些問(wèn)題。如在圖1a和1b中所示的，集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器100包括RGBZ像素陣列芯片101，其堆疊在底層集成電路102上，所述底層集成電路具有模擬-數(shù)字(ADC)電路103，正時(shí)和控制電路104和光源驅(qū)動(dòng)電路105。底層集成電路102安裝在封裝基板106上，使得像素陣列101和底層集成電路102完全包含在同一封裝107中。

RGBZ像素陣列芯片101包括不同種類(lèi)的像素，其一些對(duì)可見(jiàn)光(紅色(R)，綠色(G)和藍(lán)色(B))敏感且其他的對(duì)IR光敏感。RGB像素用于支持傳統(tǒng)的“2D”可見(jiàn)影像捕獲(傳統(tǒng)的照片/視頻獲取)功能。IR敏感像素用于使用飛行時(shí)間技術(shù)支持3D深度輪廓成像。

具有傳統(tǒng)的影像捕獲和飛行時(shí)間深度捕獲功能的攝像頭系統(tǒng)通常包括：1)照明器(例如至少一個(gè)激光器、激光器陣列、LED或LED陣列，以產(chǎn)生用于飛行時(shí)間系統(tǒng)的IR光)；2)RGBZ像素陣列；3)用于照明器的驅(qū)動(dòng)電路；和4)模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換電路以及正時(shí)和控制電路，其與RGBZ像素陣列一起形成完整的影像傳感器。這里，上述的項(xiàng)目1)和2)可被認(rèn)為是攝像頭系統(tǒng)的電光部件，且項(xiàng)目3)和4)可被認(rèn)為是用于電光部件的支持電子器件。尤其是，圖1a和1b的集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器100在單個(gè)封裝107中集成上述項(xiàng)目2)、3)和4)中的大多數(shù)(如果不是全部的話)，其與現(xiàn)有技術(shù)方法相比則提供這些項(xiàng)目的更便宜和/或更小的形狀因素方案。

為了容易地繪制ADC電路103，正時(shí)和控制電路104以及光源驅(qū)動(dòng)電路105不必按比例繪制且沒(méi)有顯示任何從像素陣列101下方露出的情況。可以想到一些方案可將ADC電路103、正時(shí)和控制電路104、光源驅(qū)動(dòng)器105中任一個(gè)的全部或一些部分置于像素陣列101下方。

圖1b顯示了在底層半導(dǎo)體管芯102上堆疊的像素陣列101的橫截面。如圖1b所示，形成在底層集成電路102的頂表面上的導(dǎo)電球/凸部對(duì)準(zhǔn)以與形成在像素陣列101的下表面上的導(dǎo)電球/凸部接觸。

像素陣列101的下表面上的球/凸部連接到像素陣列基板中的相應(yīng)導(dǎo)電貫穿孔，所述像素陣列基板電聯(lián)接到形成在像素陣列101的金屬化平面中的相應(yīng)跡線。如本領(lǐng)域已知的，像素陣列101的金屬化平面對(duì)嵌入在像素陣列基板的上表面中的任何晶體管提供偏壓和/或信號(hào)以及提供通過(guò)像素陣列的像素產(chǎn)生的輸出模擬感測(cè)信號(hào)。金屬化平面可以是像素陣列基板上方的較大多層結(jié)構(gòu)的一部分，像素陣列基板還包括濾波器(例如用于RGB像素的RGB濾波器和用于Z像素的IR濾波器)和微透鏡。

下層IC 102還包括穿過(guò)基板的導(dǎo)電通孔，其將其金屬化層電連接到其下層接觸球/凸部。應(yīng)注意，在對(duì)任何具體封裝技術(shù)來(lái)說(shuō)合適的情況下，圖1b所示的一對(duì)接觸球/凸部的任何球/凸部可以替換為墊/凸臺(tái)，代替球/凸部。球/凸部/墊可以設(shè)置為陣列，圍繞其相應(yīng)管芯表面上的外圍或其他設(shè)備。在替換方法中，取代形成在IC下側(cè)上的球/凸部，IC可以包括圍繞其周邊的線連結(jié)墊，IC可以通過(guò)從這些墊連結(jié)到下層基板的表面的線而電聯(lián)接到封裝基板。

封裝基板107可以用任何典型的平面板技術(shù)制造(例如具有導(dǎo)電和絕緣平面的交替層，其中絕緣平面包括例如FR4、陶瓷等中的任何一種)。如圖1b所示，封裝基板107還具有導(dǎo)電球/凸部，用于電接觸到攝像頭系統(tǒng)，傳感器和驅(qū)動(dòng)器集成到該攝像頭系統(tǒng)中。

圖2顯示了系統(tǒng)架構(gòu)200的圖示，其用于圖1a和1b的集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器100。如圖2所示，光源驅(qū)動(dòng)電路205將驅(qū)動(dòng)信號(hào)211提供到照明器(未示出)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度確定從照明器發(fā)出的光的光功率。在一實(shí)施例中，照明器包括光檢測(cè)器，其隨通過(guò)照明器發(fā)出的光強(qiáng)度增加而產(chǎn)生更高幅度信號(hào)。根據(jù)圖2的系統(tǒng)架構(gòu)200，光檢測(cè)器信號(hào)212通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)電路接收且并入到受控反饋回路，以控制驅(qū)動(dòng)信號(hào)211的幅度。

驅(qū)動(dòng)信號(hào)211還可以以正弦曲線或時(shí)鐘信號(hào)的形式而被調(diào)制，以執(zhí)行連續(xù)波發(fā)光。正時(shí)和控制電路204將調(diào)制信號(hào)提供到光源驅(qū)動(dòng)電路205。在調(diào)制信號(hào)類(lèi)似時(shí)鐘信號(hào)的情況下，時(shí)鐘信號(hào)的一個(gè)邏輯值對(duì)應(yīng)于處于“開(kāi)”的照明器，而另一邏輯值對(duì)應(yīng)于處于“關(guān)”的照明器。如此，照明器以開(kāi)-關(guān)-開(kāi)-關(guān)的方式將光閃爍到攝像頭的視野。在各種實(shí)施例中，照明器的光源(一個(gè)或多個(gè))可以布置為垂直腔側(cè)發(fā)射激光二極管(VCSEL)或發(fā)光二極管(LED)的陣列，其每一個(gè)聯(lián)接到相同陽(yáng)極端子和相同陰極端子(使得陣列的所有VCSEL/LED一起打開(kāi)和關(guān)閉)，且其中，從光源驅(qū)動(dòng)器205而來(lái)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)211聯(lián)接到陣列的陽(yáng)極或陰極中之一。

通過(guò)根據(jù)照明器的光被閃爍為“開(kāi)”的時(shí)間和在傳感器處接收閃爍的反射光的時(shí)間之間的時(shí)間而產(chǎn)生電荷，RGBZ像素陣列201的“Z”像素有效地執(zhí)行“3D”飛行時(shí)間深度測(cè)量。Z像素從正時(shí)和控制電路204接收時(shí)鐘信號(hào)，其每一個(gè)具有與照明器的時(shí)鐘信號(hào)的已知相位關(guān)系。在一個(gè)實(shí)施例中，存在四種時(shí)鐘信號(hào)(例如0°、90°，180°和270°正交臂(quadrature arms))，其被提供到像素陣列201的每一個(gè)區(qū)域(在該處測(cè)量深度值)。

這里，由不同相的時(shí)鐘計(jì)時(shí)的Z像素將收集用于相同光閃爍的不同電荷量。從在傳感器的相同/附近區(qū)域中被不同地計(jì)時(shí)的Z像素收集的電荷信號(hào)可組合以產(chǎn)生用于傳感器區(qū)域的具體飛行時(shí)間值。在典型的實(shí)施方式中，這種組合通過(guò)具有影像信號(hào)處理器的主機(jī)系統(tǒng)制造(例如處理器或應(yīng)用處理器)。如此，ADC電路203通常將代表通過(guò)各Z像素收集的電荷的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，該數(shù)字值被發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)，所述主機(jī)系統(tǒng)隨后從數(shù)字化的像素值計(jì)算深度信息。在其他實(shí)施例中，各種形式的影像信號(hào)處理(包括但不限于來(lái)自像素的計(jì)算深度信息)可以通過(guò)在主機(jī)側(cè)外部的邏輯電路執(zhí)行(例如設(shè)置在包括影像傳感器的同一半導(dǎo)體芯片上或包括在攝像頭周邊的一些其他半導(dǎo)體芯片上的邏輯電路)。

RGBZ像素陣列201的RGB像素用于“2D”的傳統(tǒng)影像捕捉且在攝像頭的視野中分別對(duì)紅色、綠色和藍(lán)色的可見(jiàn)光敏感。ADC電路203也從像素陣列201的RGB像素接收模擬信號(hào)且將它們轉(zhuǎn)換為數(shù)字值，所述數(shù)字值被發(fā)送到主機(jī)系統(tǒng)。雖然通常方法包括用于可見(jiàn)影像捕捉的RGB像素，但是其他實(shí)施例可以使用不同色彩的像素方案(例如藍(lán)綠色、紫紅色和黃色)。

正時(shí)和控制電路204產(chǎn)生相應(yīng)的時(shí)鐘信號(hào)，其被發(fā)送到光源驅(qū)動(dòng)器205、像素陣列201、和ADC電路203。其他信號(hào)(例如響應(yīng)于從主機(jī)系統(tǒng)接收且存儲(chǔ)在配置寄存器208中的命令或配置信息而產(chǎn)生的控制信號(hào))也可以從正時(shí)和控制電路產(chǎn)生。為了易于繪制的目的，圖1a和1b未顯示圖2的配置寄存器208。

應(yīng)注意，因?yàn)閭鹘y(tǒng)的影像傳感器不具有集成的照明器驅(qū)動(dòng)器，因此傳統(tǒng)的影像傳感器正時(shí)和控制電路僅產(chǎn)生用于影像傳感器部件的控制和時(shí)鐘信號(hào)(例如ADC電路203和像素陣列201)。相反，各種實(shí)施例中的正時(shí)和控制電路204可以被認(rèn)為是獨(dú)特的，因?yàn)槌颂峁┯糜谟跋窠邮盏臅r(shí)鐘和控制信號(hào)，其還產(chǎn)生用于光源驅(qū)動(dòng)電路205的正時(shí)和控制電路。應(yīng)注意，從結(jié)構(gòu)上說(shuō)，也產(chǎn)生用于光源驅(qū)動(dòng)電路的正時(shí)和/或控制信號(hào)的影像傳感器正時(shí)和控制電路被認(rèn)為是獨(dú)特的，而不論光源驅(qū)動(dòng)電路是否集成在具有影像傳感器正時(shí)和控制電路的同一相同半導(dǎo)體芯片上。

圖3a到3c顯示了圖2的激光驅(qū)動(dòng)電路205的一些方面。如3a所示，可看到激光驅(qū)動(dòng)電路305包括核芯驅(qū)動(dòng)電路301和功率控制電路302。核芯驅(qū)動(dòng)電路301提供通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電流。核芯驅(qū)動(dòng)電路301還接收作為用于驅(qū)動(dòng)信號(hào)的調(diào)制信號(hào)303的波形(例如時(shí)鐘信號(hào)、正弦曲線等)。如上所述，調(diào)制信號(hào)確定光源閃爍的方式的正時(shí)。

光學(xué)輸出功率控制電路302為核芯驅(qū)動(dòng)電路301提供信號(hào)304，其設(shè)定驅(qū)動(dòng)信號(hào)的振幅。驅(qū)動(dòng)信號(hào)振幅又確定通過(guò)光源發(fā)出的光功率。在一實(shí)施例中，功率控制電路302還從光源陣列接收光電二極管電流(或表示RMS或其平均值)。如在下文更詳細(xì)描述的，光電二極管電流提供目前正通過(guò)光源發(fā)出的光學(xué)輸出功率的表示，且光學(xué)輸出功率控制電路302使用光檢測(cè)器電流作為進(jìn)入受控反饋回路的輸入。光學(xué)輸出功率控制電路302還可以接收超越控制光功率值，其超越控制例如用于測(cè)試或制造環(huán)境的上述反饋回路。這些特征每一個(gè)將在下文更全面地描述。

圖3b顯示了核芯驅(qū)動(dòng)電路301的實(shí)施例。如圖3a所示，核芯驅(qū)動(dòng)器301包括多個(gè)驅(qū)動(dòng)器“切片(slice)”310，其每一個(gè)具有驅(qū)動(dòng)晶體管和啟用門(mén)。為了建立用于核芯驅(qū)動(dòng)器301的具體驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度，核芯驅(qū)動(dòng)器301配置為接收輸入信息311，所述輸入信息限定要啟用的切片的數(shù)量。根據(jù)圖3的具體實(shí)施例，輸入信息采取總線的形式，總線的每一個(gè)導(dǎo)線對(duì)應(yīng)于用于具體切片的啟用/停用信號(hào)。

驅(qū)動(dòng)器切片每一個(gè)還包括時(shí)鐘信號(hào)輸入312，以接收數(shù)字時(shí)鐘信號(hào)。時(shí)鐘信號(hào)對(duì)通過(guò)啟用切片的驅(qū)動(dòng)晶體管而獲取的電流進(jìn)行調(diào)制，使得光源以如上所述的開(kāi)-關(guān)-開(kāi)-關(guān)的順序閃爍。因?yàn)轵?qū)動(dòng)器切片組提供大輸入電容作為時(shí)鐘信號(hào)輸入，因此具有足夠輸出電流驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度以驅(qū)動(dòng)時(shí)鐘信號(hào)輸入電容的逆變驅(qū)動(dòng)緩沖器313被聯(lián)接到時(shí)鐘信號(hào)輸入312。圖3b所示，逆變驅(qū)動(dòng)緩沖器313和先前的緩沖器/逆變器314形成上吹鏈(fan-up chain)，以增加驅(qū)動(dòng)緩沖器313的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。上吹鏈包括一系列緩沖器/逆變器，其中鏈中的每一個(gè)緩沖器/逆變器提供比其先前的緩沖器/逆變器更大的輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。由此，每個(gè)緩沖器/逆變器輸出驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度在該鏈中基本上經(jīng)放大地向前運(yùn)動(dòng)。在圖3b的實(shí)施例中，四個(gè)逆變器在逆變驅(qū)動(dòng)緩沖器313的輸出處生產(chǎn)足夠的驅(qū)動(dòng)強(qiáng)度。

核芯驅(qū)動(dòng)電路301包括特殊的絕緣的上和下電源導(dǎo)軌VDD_DRVR 316和VSS_DRVR 317。在一實(shí)施例中，這些電源導(dǎo)軌316、317每一個(gè)通過(guò)相應(yīng)外部斷開(kāi)管芯電壓調(diào)節(jié)器(未示出)供應(yīng)，所述調(diào)節(jié)器專(zhuān)用于核芯驅(qū)動(dòng)電路。核芯驅(qū)動(dòng)器的半導(dǎo)體芯片的多個(gè)I/O(球/墊)用于每一個(gè)導(dǎo)軌，以確保調(diào)節(jié)器和集成傳感器/驅(qū)動(dòng)器封裝之間的低電阻。

在半導(dǎo)體管芯被通過(guò)導(dǎo)線連結(jié)到封裝基板的實(shí)施例中，IC的多個(gè)墊用于兩導(dǎo)軌，且多個(gè)墊每一個(gè)連結(jié)到封裝基板(再次，用于降低封裝基板和半導(dǎo)體芯片之間的電阻)。這里，由于核芯驅(qū)動(dòng)電路可以驅(qū)動(dòng)大量的電流，沿供電導(dǎo)軌保持低電阻使得經(jīng)過(guò)IC線連接的功率損耗保持較低。

核芯驅(qū)動(dòng)電路301還包括其他電路，以用于靜電放電(ESD)保護(hù)和與半導(dǎo)體芯片上的其他電路絕緣。對(duì)于ESD保護(hù)，可以得知，連接到封裝I/O的核芯驅(qū)動(dòng)電路301的任何節(jié)點(diǎn)可以接收大量ESD電荷。這些節(jié)點(diǎn)包括VDD_DRVR 316、VSS_DRVR 317和光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出節(jié)點(diǎn)318中的任一個(gè)。為了保護(hù)核芯驅(qū)動(dòng)電路301，核芯驅(qū)動(dòng)電路301應(yīng)該包括在電路301以外的電流路徑，它們應(yīng)該從這些節(jié)點(diǎn)316、317、318任何一個(gè)接收靜電放電。

圖3b顯示了在VDD_DRVR節(jié)點(diǎn)316被充電情況下的在電路310以外的第一電流路徑320、在驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出318被充電情況下在電路310以外的第二電流路徑321、和在VSS_DRVR節(jié)點(diǎn)317被充電情況下在電路以外的第三電流路徑(一個(gè)或多個(gè))322。這些路徑320、321、322流動(dòng)進(jìn)入半導(dǎo)體管芯的“其他”VSS節(jié)點(diǎn)(例如通過(guò)半導(dǎo)體管芯的電路使用的VSS節(jié)點(diǎn)，而非核芯驅(qū)動(dòng)器301)。

應(yīng)注意，這些路徑320、322中的一些流動(dòng)通過(guò)旁路電容器323，其位于VDD_DRVR和VSS_DRVR節(jié)點(diǎn)之間。旁路電容器323和ESD鉗位電路324也有助于防止因被充電而跨經(jīng)VDD_DRVR 316和VSS_DRVR 317節(jié)點(diǎn)的產(chǎn)生大的有破壞性的電壓差。同樣，通過(guò)保護(hù)性鉗位二極管325，防止了在光源驅(qū)動(dòng)輸出處產(chǎn)生大電壓。

在驅(qū)動(dòng)光源的過(guò)程中，核芯驅(qū)動(dòng)電路301可以要求驅(qū)動(dòng)大量電流且因此往往用作半導(dǎo)體管芯上或封裝中的其他電路的噪聲源。如此，核芯驅(qū)動(dòng)電路301還包括多個(gè)隔離特征。

第一隔離特征是如上所述的分開(kāi)的VDD_DRVR和VSS_DRVR供電導(dǎo)軌316、317，其被它們各自的電壓調(diào)節(jié)器驅(qū)動(dòng)(即在電壓調(diào)節(jié)器不驅(qū)動(dòng)除了VDD_DRVR和VSS_DRVR導(dǎo)軌以外的其他電路的實(shí)施例中)。第二隔離特征是隔離鉗位器326、327，其位于核芯驅(qū)動(dòng)電路和其他VSS節(jié)點(diǎn)之間的兩接觸點(diǎn)處。這里，在核芯驅(qū)動(dòng)電路以外的ESD保護(hù)路徑有效地將VSS_DRVR節(jié)點(diǎn)聯(lián)接到其他VSS節(jié)點(diǎn)。這種聯(lián)接可允許通過(guò)核芯驅(qū)動(dòng)電路301產(chǎn)生的噪聲到達(dá)半導(dǎo)體管芯中的其他電路。隔離鉗位器326、327有助于壓制這種噪聲耦合。

通過(guò)例如深N井技術(shù)這樣的“深井(deep well)”技術(shù)，第四隔離特征實(shí)施核芯驅(qū)動(dòng)器的晶體管。深井技術(shù)將有源裝置嵌入到第一摻雜物極性(例如P)的井中。在基板的更深處，第一井嵌入到相反極(例如N)的更大井中，其本身被嵌入到第一摻雜極(例如P)的基板中。相反極的接合部有效地在有源裝置和基板之間形成噪聲屏障。在一些實(shí)施例中，有源裝置還可以位于更大的井。

第五隔離特征識(shí)別通過(guò)核芯驅(qū)動(dòng)電路產(chǎn)生的高電流可以產(chǎn)生熱載流子，其引起光子的產(chǎn)生。光子的產(chǎn)生又可以與傳感器陣列的操作干涉。如此，在一個(gè)實(shí)施例中，集成電路的金屬化層中之一用于在核芯驅(qū)動(dòng)電路上方形成固體導(dǎo)電材料(例如金屬)的寬/大表面面積。核芯驅(qū)動(dòng)器上方的大導(dǎo)電區(qū)域用作屏蔽件，其應(yīng)該基本上防止通過(guò)核芯驅(qū)動(dòng)器301產(chǎn)生的任何光子到達(dá)例如像素陣列的其他電路。

圖3c顯示了功率控制電路302的實(shí)施例。如圖3c所示，功率控制電路302包括有限狀態(tài)機(jī)330。如本領(lǐng)域已知的，有限狀態(tài)機(jī)330通常包括在寄存器332前方的組合邏輯331，其中寄存器狀態(tài)被反饋到組合邏輯331且組合邏輯331還接收另一獨(dú)立輸入333。在一實(shí)施例中，組合邏輯331通過(guò)查找表實(shí)施(例如通過(guò)內(nèi)容可尋址的寄存器或存儲(chǔ)器單元實(shí)施)。在其他實(shí)施例中，組合邏輯331可以通過(guò)硬連線的(hardwired)邏輯電路或查找表和硬連線的邏輯實(shí)施方式的組合而實(shí)施。

寄存器狀態(tài)對(duì)應(yīng)于功率控制電路302的輸出且限定哪個(gè)核芯驅(qū)動(dòng)器切片要被啟用。被提供到有限狀態(tài)機(jī)的組合邏輯331的獨(dú)立輸入333對(duì)應(yīng)于光檢測(cè)器電流。這里，假定光源陣列包括光電二極管，其提供與光源陣列發(fā)出的光的實(shí)際強(qiáng)度成比例的輸出信號(hào)(在光學(xué)信號(hào)是周期性信號(hào)的形式的情況下，可以利用光電流的平均值或均方根值(RMS))。光檢測(cè)器信號(hào)被ADC電路334轉(zhuǎn)換為數(shù)字形式且被提供到組合邏輯331。組合邏輯331確定多個(gè)核芯驅(qū)動(dòng)器切片，以根據(jù)被啟用的核芯驅(qū)動(dòng)器切片的當(dāng)前數(shù)量和當(dāng)前光檢測(cè)器電流而啟用。

在替換實(shí)施方式中，有限狀態(tài)機(jī)可以被具有回路濾波器的更傳統(tǒng)的受控反饋回路替換，所述回路濾波器產(chǎn)生信號(hào)，該信號(hào)的值表示通過(guò)將偏差信號(hào)進(jìn)行集成而啟用的切片的數(shù)量，所述偏差信號(hào)例如從期望光功率信號(hào)和從光檢測(cè)器信號(hào)獲得的實(shí)際光功率信號(hào)產(chǎn)生。傳統(tǒng)的反饋回路可以通過(guò)數(shù)字和/或模擬電路實(shí)施。

特別地，功率控制電路還包括超控(over-ride)多路復(fù)用器335，以有效地超控從有限狀態(tài)機(jī)而來(lái)的切片的確定數(shù)量，且代替地提供要啟用的切片數(shù)量的更定制化的表示。超控例如可用于設(shè)定比通常情況更強(qiáng)的光學(xué)輸出信號(hào)，以模擬比實(shí)際情況更靠近目標(biāo)物體的照明器，或設(shè)定比通常情況更弱的光學(xué)輸出信號(hào)，以模擬比實(shí)際情況更遠(yuǎn)離目標(biāo)物體的照明器的存在。

定制數(shù)量的切片可以直接從配置寄存器空間提供，或可以從查找表(LUT)、硬連線的邏輯或其他電路335提供，其確定正確數(shù)量的核芯驅(qū)動(dòng)器切片，以響應(yīng)于用于任何以下配置寄存器空間的用戶提供的值而啟用：1)光學(xué)輸出功率；2)模擬的額外遠(yuǎn)離距離；3)模擬的額外較近距離。配置寄存器空間還可以包括“超控啟用”參數(shù)，其用于設(shè)定超控多路復(fù)用器335的通道選擇輸入(使得如果超控被啟用則使用用戶提供的值)。

圖4顯示了用于激光驅(qū)動(dòng)電路和像素陣列的時(shí)鐘電路。圖4的時(shí)鐘電路還可以將時(shí)鐘信號(hào)提供到ADC電路。如圖4所示，時(shí)鐘電路可看作是圖1a、b和2的正時(shí)和控制電路104、204的部件。

如圖4所示，時(shí)鐘電路包括用作時(shí)鐘源的鎖相回路(PLL)電路410。PLL的時(shí)鐘信號(hào)輸出聯(lián)接到IQ圖塊411，其產(chǎn)生了PLL時(shí)鐘信號(hào)的四個(gè)不同相(0°，90°，180°和270°)。所有四相的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送到像素陣列和相位內(nèi)插器414。相位內(nèi)插器414提供時(shí)鐘信號(hào)415，該時(shí)鐘信號(hào)被作為調(diào)制信號(hào)引導(dǎo)到核芯驅(qū)動(dòng)電路。相位內(nèi)插器414是延遲鎖定回路(DLL)，其改變時(shí)鐘信號(hào)415的相定位，以便消除被引導(dǎo)到像素陣列的時(shí)鐘信號(hào)416和被引導(dǎo)到核芯驅(qū)動(dòng)器的時(shí)鐘信號(hào)415之間的時(shí)序偏差(相位誤差)。

這里，如上所述，飛行時(shí)間技術(shù)測(cè)量通過(guò)照明器閃爍光的時(shí)間和在像素陣列處感測(cè)到其反射的時(shí)間之間的時(shí)間差。任何未說(shuō)明的這些時(shí)間之間的差被重制作為飛行時(shí)間測(cè)量的誤差或不準(zhǔn)確度和從其確定的輪廓距離信息。如此，提供到核芯驅(qū)動(dòng)器中的驅(qū)動(dòng)晶體管的時(shí)鐘信號(hào)312、412和提供到像素陣列的時(shí)鐘416之間的控制偏差對(duì)飛行時(shí)間測(cè)量的準(zhǔn)確性具有直接影響。

如此，DLL包括相位檢測(cè)器417，其將提供到核芯驅(qū)動(dòng)電路切片的驅(qū)動(dòng)晶體管312、412的時(shí)鐘信號(hào)和被引導(dǎo)到像素陣列的0°相時(shí)鐘信號(hào)416_1之間的相位差進(jìn)行比較。響應(yīng)于這兩個(gè)之間的任何相位差，相位檢測(cè)器417通過(guò)降低偏差的相位內(nèi)插器414產(chǎn)生指示矯正方向的偏差信號(hào)。在替換的實(shí)施方式中，并非使用從緩沖器313而來(lái)的輸出作為到相位檢測(cè)器417的輸入，輸出被輸送到緩沖器313的更下游，例如核芯驅(qū)動(dòng)器輸出318。因?yàn)楹诵掘?qū)動(dòng)器輸出318可以包括一些額外傳輸延遲，其超過(guò)緩沖器313而被置于驅(qū)動(dòng)信號(hào)中，所以在核芯驅(qū)動(dòng)器輸出318處分接(tapping)驅(qū)動(dòng)信號(hào)實(shí)際上在發(fā)出光學(xué)信號(hào)的正時(shí)邊緣方面是更準(zhǔn)確的信號(hào)。在進(jìn)一步實(shí)施方式中，“虛擬切片(dummy slice)”可以在核芯輸入315下游的任何地方聯(lián)接到“模仿的”光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)或發(fā)出光學(xué)輸出信號(hào)。例如，核芯驅(qū)動(dòng)器301可以包括上吹逆變緩沖器、驅(qū)動(dòng)器切片(一個(gè)或多個(gè))和“假負(fù)載”電路(后者代表VCSEL或LED光源的負(fù)載)的“復(fù)制”組，以形成幾乎與通過(guò)光源接收的信號(hào)或?qū)嶋H發(fā)出的光功率相同的信號(hào)。

從相位檢測(cè)器417而來(lái)的偏差信號(hào)提供到回路濾波器418?；芈窞V波器418將偏差信號(hào)集成，以對(duì)相位內(nèi)插器414產(chǎn)生控制信號(hào)，其調(diào)整被提供到核芯驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)鐘信號(hào)415的相位，其針對(duì)之前檢測(cè)到的偏差進(jìn)行了修正。理想地，達(dá)到穩(wěn)態(tài)，在所述穩(wěn)態(tài)中在提供到驅(qū)動(dòng)器晶體管的信號(hào)和發(fā)送到像素陣列的0°相位信號(hào)416_1之間沒(méi)有相位差。從光源而來(lái)的光的實(shí)際發(fā)出和提供到驅(qū)動(dòng)晶體管的信號(hào)的相位之間的任何其他時(shí)間差被固定和/或可例如從一個(gè)或多個(gè)傳播延遲和可針對(duì)固定偏差調(diào)整的光源相應(yīng)時(shí)間來(lái)確定。

到相位內(nèi)插器414的DLL路徑也被超控多路復(fù)用器419攔截，其允許用戶例如在配置寄存器空間408中設(shè)置對(duì)回路濾波器418的輸出的調(diào)整。例如，如果回路濾波器418的輸出是相位內(nèi)插器414用于設(shè)置時(shí)鐘信號(hào)415的相位的電壓水平，則根據(jù)從配置寄存器空間408而來(lái)的編程值，電路420可以增加或減小該電壓增量水平。這里，將回路濾波器輸出電壓向上或向下調(diào)整的能力基本上允許用戶對(duì)時(shí)鐘信號(hào)415賦予相對(duì)于實(shí)際回路濾波器設(shè)定的相位滯后或相位提前，這又對(duì)應(yīng)于對(duì)飛行時(shí)間測(cè)量專(zhuān)門(mén)賦予“偏差”。在各種實(shí)施方式中，相位內(nèi)插器414可以接收數(shù)字字(digital word)，作為其控制信號(hào)，而不是模擬信號(hào)。如此，回路濾波器418可以實(shí)施為數(shù)字電路(例如數(shù)字累加器或有限狀態(tài)機(jī))。同樣，電路420可以實(shí)施為數(shù)字電路(例如數(shù)字加法器/減法器)，以數(shù)字地改變回路濾波器的輸出。

類(lèi)似于如上針對(duì)圖3c所述的光功率超控，對(duì)時(shí)鐘信號(hào)415的相位專(zhuān)門(mén)施加偏差可用于模擬更靠近或更遠(yuǎn)離目標(biāo)物體的攝像頭系統(tǒng)。更具體地，光功率超控和DLL超控可一起用于模擬距物體某一距離(而非其實(shí)際距離)的攝像頭。即，通過(guò)減小光功率和對(duì)時(shí)鐘信號(hào)415賦予額外的延遲，RGBZ傳感器的Z像素將接收強(qiáng)度減小且時(shí)間上更遲的信號(hào)，如攝像頭比實(shí)際上更遠(yuǎn)離物體那樣。相反，通過(guò)增加光功率和讓時(shí)鐘信號(hào)415的延遲在時(shí)間上變得更早，則RGBZ傳感器的Z像素將接收時(shí)間上更早的增強(qiáng)強(qiáng)度的信號(hào)，如攝像頭比實(shí)際上更靠近物體那樣。

這里，應(yīng)理解在光源和物體之間賦予模擬距離(其不同于光源和物體之間的實(shí)際距離)的一些替換實(shí)施例。如此描述的實(shí)施例包括調(diào)整光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)的幅度和相?？赡埽ㄟ^(guò)增加深度像素的增益以捕獲更多電荷且因此從深度像素產(chǎn)生更高幅度信號(hào)，可模擬從更靠近物體而來(lái)的更強(qiáng)光學(xué)信號(hào)。同樣，通過(guò)減小深度像素的增益以捕獲更少的電荷且因此從深度像素產(chǎn)生較低幅度的信號(hào)，可模擬從更遠(yuǎn)離的物體而來(lái)的較弱光學(xué)信號(hào)。

這些技術(shù)的任何組合可以用于實(shí)現(xiàn)期望的模擬距離。如此，各種實(shí)施例可以包括響應(yīng)于模擬距離配置設(shè)定而相應(yīng)地調(diào)整深度像素增益的深度像素增益調(diào)整電路。

另外，相位內(nèi)插器電路可以用于驅(qū)動(dòng)深度像素時(shí)鐘信號(hào)(例如代替光源驅(qū)動(dòng)信號(hào))，以對(duì)深度像素時(shí)鐘信號(hào)施加相位調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)模擬距離。如此，更通常地，光源驅(qū)動(dòng)器信號(hào)和深度像素時(shí)鐘的相對(duì)相位可以被調(diào)整為在時(shí)間上更靠近在一起以模擬靠近的物體，且光源驅(qū)動(dòng)器信號(hào)和深度像素時(shí)鐘的相對(duì)相位可以被調(diào)整為在時(shí)間上更遠(yuǎn)離，以模擬更遠(yuǎn)離的物體。

用于改變時(shí)鐘信號(hào)415的延遲的可編程寄存器空間408可以接收以下中的任意一個(gè)：1)設(shè)定要對(duì)回路濾波器輸出做出的具體改變的值；2)經(jīng)模擬的額外遠(yuǎn)離距離；3)經(jīng)模擬的額外更近距離。上述項(xiàng)目2)和3)可以是相同配置空間，其用于設(shè)定光功率超控。在上述項(xiàng)目2)和3)的情況下，電路420包括用于基于期望模擬距離而確定要對(duì)回路濾波器輸出做出的正確調(diào)整的電路。在一實(shí)施例中，項(xiàng)目2)和3)可以以具體增量指定模擬距離，且電路420以增量調(diào)整回路濾波器輸出。

在一實(shí)施例中，回路濾波器418實(shí)施為模擬或混合的信號(hào)分量，其提供作為模擬信號(hào)(例如電壓)的相位內(nèi)插器控制信號(hào)。在另一實(shí)施例中，回路濾波器418實(shí)施為有限狀態(tài)機(jī)，其通過(guò)數(shù)字值控制插入器。在之前的情況下，電路420調(diào)整模擬信號(hào)的水平，在后一情況下，電路420對(duì)數(shù)字值做加法/減法。配置寄存器408還可以包括寄存器空間，其確定DLL電路是否在存在或不存在來(lái)自電路420的調(diào)整的情況下運(yùn)行。如圖4所示，多路復(fù)用器419可以包括輸入，以直接從配置寄存器空間408接收相位內(nèi)插器控制輸入，而沒(méi)有從回路濾波器和電路420而來(lái)的任何部件。響應(yīng)性地建立多路復(fù)用器419的通道選擇輸入。在進(jìn)一步實(shí)施例中，回路濾波器418本身的參數(shù)(例如時(shí)間常數(shù)、極頻率、有限狀態(tài)機(jī)組合邏輯、查找表值等)可從寄存器408配置。

圖4的正時(shí)和控制電路還可以產(chǎn)生其他正時(shí)和控制信號(hào)，例如用于ADC電路的正時(shí)和控制信號(hào)，ADC電路使得從像素陣列的RGB可見(jiàn)影像捕獲像素以及其自己的RGB可見(jiàn)影像捕獲像素而來(lái)的模擬信號(hào)數(shù)字化。出于簡(jiǎn)單的目的，用于產(chǎn)生這些正時(shí)和控制信號(hào)的電路在圖4中未示出。

圖5a顯示了第一方法，其可通過(guò)如上所述的集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行。如圖5a所示，第一方法包括在同一半導(dǎo)體芯片封裝過(guò)程中執(zhí)行以下過(guò)程：產(chǎn)生用于光源的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；對(duì)從驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生且從物體產(chǎn)生的光做出響應(yīng)，以產(chǎn)生用于物體的模擬深度輪廓信息；以及使得模擬深度輪廓信息數(shù)字化。

圖5b顯示了第二方法，其可通過(guò)如上所述的集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器執(zhí)行。如圖5b所示，第二方法包括將配置信息接收到配置寄存器空間中，以模擬光源和物體之間的距離，其與光源和物體511之間的實(shí)際距離不同。方法還包括通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)生光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)512。方法還包括通過(guò)深度捕獲像素感測(cè)光，所述光通過(guò)光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生且從物體反射，其中，光源驅(qū)動(dòng)信號(hào)和被引導(dǎo)到深度捕獲像素的時(shí)鐘的相對(duì)相位被調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)模擬距離，且其中通過(guò)所述深度捕獲像素感測(cè)的信號(hào)幅度被調(diào)整以實(shí)現(xiàn)模擬距離513。

圖6a和6b顯示了集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的替換實(shí)施例。如圖6a所示，ADC電路603位于與像素陣列601相同的上半導(dǎo)體管芯610上，代替位于具有光源驅(qū)動(dòng)電路605的下半導(dǎo)體管芯602。如圖6b所示，上半導(dǎo)體管芯610是完整的影像傳感器，其具有像素陣列601、ADC電路603和正時(shí)和控制電路604。下半導(dǎo)體管芯610具有光源驅(qū)動(dòng)電路605。其他實(shí)施例可以具有ADC電路、正時(shí)和控制電路、和在上半導(dǎo)體管芯和下半導(dǎo)體管芯兩者上的光源驅(qū)動(dòng)器中任何一個(gè)的不同部分。

圖7顯示了集成的傳統(tǒng)攝像頭和飛行時(shí)間成像系統(tǒng)700。系統(tǒng)700具有用于與更大系統(tǒng)/母板電接觸的連接件701，例如筆記本電腦、平板電腦或智能電話的系統(tǒng)/母板。取決于布局和實(shí)施方式，連接件701可以連接到柔性線纜，例如實(shí)現(xiàn)與系統(tǒng)/母板的實(shí)際連接，或連接件701可以直接接觸系統(tǒng)/母板。

連接件701固定到平面板702，其可以實(shí)施為具有交替的導(dǎo)電層和絕緣層的多層結(jié)構(gòu)，其中導(dǎo)電層被設(shè)計(jì)樣式以形成電子跡線，其支持系統(tǒng)700的內(nèi)部電連接。通過(guò)連接件701從更大主機(jī)系統(tǒng)接收命令，例如配置命令，其對(duì)攝像頭系統(tǒng)700的配置寄存器寫(xiě)入/讀取配置信息。

RGBZ影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器703集成到同一半導(dǎo)體管芯封裝中，所述導(dǎo)體管芯封裝在接收透鏡702下方安裝到平面板702。RGBZ影像傳感器包括像素陣列，其具有不同種類(lèi)的像素，其一些對(duì)可見(jiàn)光敏感(具體是，對(duì)可見(jiàn)紅色光敏感的R像素的子組，對(duì)可見(jiàn)綠色光敏感的G像素的子組，和對(duì)藍(lán)色光敏感的B像素的子組)且其中其他一些對(duì)IR光敏感。RGB像素用于支持傳統(tǒng)的“2D”可見(jiàn)影像捕獲(傳統(tǒng)的照片獲取)功能。IR敏感像素用于使用飛行時(shí)間技術(shù)支持3D深度輪廓成像。雖然基本實(shí)施例包括用于可見(jiàn)影像捕捉的RGB像素，但是其他實(shí)施例可以使用不同色彩的像素方案(例如藍(lán)綠色、紫紅色和黃色)。集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器703還可以包括ADC電路，用于對(duì)從影像傳感器和正時(shí)和控制電路而來(lái)的信號(hào)數(shù)字化，用于產(chǎn)生用于像素陣列、ADC電路和光源驅(qū)動(dòng)電路的時(shí)鐘和控制信號(hào)。

平面板702也可以包括信號(hào)跡線，以承載數(shù)字信息，其通過(guò)ADC電路提供到連接件701，用于通過(guò)主機(jī)計(jì)算系統(tǒng)的更高端部件處理，例如影像信號(hào)處理管線(例如其集成在應(yīng)用處理器上)。

攝像頭透鏡模塊704集成在集成的RGBZ影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器703上方。攝像頭透鏡模塊704含有一個(gè)或多個(gè)透鏡系統(tǒng)，其將接收的光聚焦穿過(guò)集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器703的孔洞。因?yàn)閿z像頭透鏡模塊對(duì)可見(jiàn)光的接收會(huì)與通過(guò)影像傳感器的飛行時(shí)間像素對(duì)IR光的接收相干涉，且反之，由于攝像頭模塊對(duì)IR光的接收會(huì)與通過(guò)影像傳感器的RGB像素對(duì)可見(jiàn)光的接收相干涉，使用影像傳感器的像素陣列和透鏡模塊703中之一或兩者可以包含系統(tǒng)濾波器，其布置為基本上阻擋要被RGB像素接收的IR光，且基本上阻擋要通過(guò)飛行時(shí)間像素接收的可見(jiàn)光。

包括在孔洞706下方的光源陣列707的照明器705還安裝在平面板701上。光源陣列707可以實(shí)施在半導(dǎo)體芯片上，所述半導(dǎo)體芯片安裝到平面板701。集成在與RGBZ影像傳感器同一封裝703中的光源驅(qū)動(dòng)器聯(lián)接到光源陣列，以使得其發(fā)出具有特定強(qiáng)度和模制波形的光。

在一實(shí)施例中，圖7的集成系統(tǒng)700支持三個(gè)運(yùn)行模式：1)2D模式；2)3D模式；和3)2D/3D模式。在2D模式情況下，系統(tǒng)用作傳統(tǒng)的攝像頭。如此，照明器705停用且影像傳感器用于通過(guò)其RGB像素接收可見(jiàn)影像。在3D模式的情況下，系統(tǒng)捕捉照明器705的視野中物體的飛行時(shí)間深度信息。如此，照明器705啟用且向物體發(fā)出IR光(例如開(kāi)-關(guān)-開(kāi)-關(guān)...的順序)。IR光從物體反射，通過(guò)攝像頭透鏡模塊704接收且被影像傳感器的飛行時(shí)間像素感測(cè)。在2D/3D模式的情況下，如上所述的2D和3D模式同時(shí)啟用。

圖8顯示了示例性計(jì)算系統(tǒng)800的圖示，例如個(gè)人計(jì)算系統(tǒng)(例如桌面或筆記本電腦)或移動(dòng)或手持計(jì)算系統(tǒng)，例如平板裝置或智能電話。如圖8所示，基本計(jì)算系統(tǒng)可以包括中央處理單元801(其可以例如包括多個(gè)通用目的處理核心)和設(shè)置在應(yīng)用處理器或多核芯處理器850上的主存儲(chǔ)器控制器817、系統(tǒng)存儲(chǔ)器802、顯示器803(例如觸摸屏、平面顯示器)、局部有線點(diǎn)-點(diǎn)連接(例如USB)接口804、各種網(wǎng)絡(luò)I/O功能805(例如以太網(wǎng)接口和/或調(diào)制解調(diào)器子系統(tǒng))、無(wú)線局部區(qū)域網(wǎng)絡(luò)(例如WiFi)接口806、無(wú)線點(diǎn)-點(diǎn)鏈接(例如Bluetooth)接口807和全球定位系統(tǒng)接口808、各種傳感器809_1到809_N、一個(gè)或多個(gè)攝像頭810、電池811、功率管理控制單元812、揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)813和音頻編碼器/譯碼器814。

應(yīng)用處理器或多核芯處理器850可以包括在其CPU 401中的一個(gè)或多個(gè)通用目的處理核芯，一個(gè)或多個(gè)圖像處理單元816，主存儲(chǔ)器控制器817，I/O控制功能818，和一個(gè)或多個(gè)影像信號(hào)處理器管線819。通用目的處理核心815通常執(zhí)行操作系統(tǒng)和計(jì)算系統(tǒng)的應(yīng)用軟件。圖像處理單元816通常執(zhí)行圖像加強(qiáng)功能，例如用于產(chǎn)生圖像信息，其在顯示器803上提供。存儲(chǔ)器控制功能817與系統(tǒng)存儲(chǔ)器802接口連接。影像信號(hào)處理管線819從攝像頭接收影像信息且處理原始影像信息以用于在下游使用。功率管理控制單元812通常控制系統(tǒng)800的功率消耗。

每一個(gè)觸摸屏顯示器803、通信接口804–807、GPS接口808、傳感器809、攝像頭810、和揚(yáng)聲器/麥克風(fēng)編解碼器813、814都可相對(duì)于總體計(jì)算系統(tǒng)具有各種形式的I/O(輸入和/或輸出)，在適當(dāng)情況下總體計(jì)算系統(tǒng)還包括集成的外圍裝置(例如一個(gè)或多個(gè)攝像頭810)。取決于實(shí)施方式，這些I/O部件中的一些可以集成在應(yīng)用處理器/多核心處理器850上或可以定位為遠(yuǎn)離管芯或在應(yīng)用處理器/多核心處理器850的封裝以外。

在一實(shí)施例中，一個(gè)或多個(gè)攝像頭810包括集成的傳統(tǒng)可見(jiàn)影像捕獲和飛行時(shí)間深度測(cè)量系統(tǒng)，其具有集成在同一半導(dǎo)體芯片封裝中的RGBZ影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器。在應(yīng)用處理器或其他處理器的通用目的CPU核心(或具有指令執(zhí)行管線以執(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、裝置驅(qū)動(dòng)軟件、和/或固件可以將命令發(fā)送到攝像頭系統(tǒng)和從攝像頭系統(tǒng)接收影像數(shù)據(jù)。

在命令的情況下，命令可以包括進(jìn)入或離開(kāi)任何如上所述的2D、3D或2D/3D系統(tǒng)狀態(tài)。另外，命令可以發(fā)送到集成影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器的配置空間，以執(zhí)行針對(duì)圖1a、b到6a、b如上所述的任何配置設(shè)定，包括但不限于使得集成的影像傳感器和光源驅(qū)動(dòng)器模擬攝像頭更靠近或更遠(yuǎn)離攝像頭實(shí)際視野中的物體的配置。

本發(fā)明的實(shí)施例可以包括如上所述的各種過(guò)程。過(guò)程可以實(shí)施在機(jī)器可執(zhí)行指令中。指令可用于使得通用目的或特殊目的處理器執(zhí)行某些過(guò)程。替換地，這些過(guò)程可以通過(guò)具體硬件部件執(zhí)行，其包用于執(zhí)行過(guò)程的包括硬連線的邏輯，或通過(guò)編程計(jì)算機(jī)部件和定制硬件部件的任何組合執(zhí)行。

本發(fā)明的元件還可以作為用于存儲(chǔ)機(jī)器可執(zhí)行指令的機(jī)器可讀介質(zhì)提供。機(jī)器可讀介質(zhì)可以包括但不限于軟盤(pán)、光盤(pán)、CD-ROM和磁光盤(pán)、FLASH存儲(chǔ)器、ROM、RAM、EPROM、EEPROM、磁卡或光卡、傳播介質(zhì)或適用于存儲(chǔ)電子指令的其他類(lèi)型介質(zhì)/機(jī)器可讀介質(zhì)。例如，本發(fā)明可以被下載作為計(jì)算機(jī)程序，其可以通過(guò)實(shí)施在載波或其他傳播介質(zhì)中的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)由通信鏈路(例如調(diào)制解調(diào)器或網(wǎng)絡(luò)連接)而從遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)(例如服務(wù)器)傳遞到要求的計(jì)算機(jī)(例如客戶)。

在前述說(shuō)明書(shū)中，已經(jīng)針對(duì)其本發(fā)明的示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明。但是，應(yīng)理解可以對(duì)其做出各種修改和改變，而不脫離所附權(quán)利要求所述的本發(fā)明的精神和范圍。說(shuō)明書(shū)和附圖因此應(yīng)被認(rèn)為是示例性的而不是限制性的。