[发明专利]飞行时间RGB-IR图像传感器

说明书

提供了一种三维飞行时间(TOF)RGB‑IR图像传感器，其包括信号生成器，该信号生成器被配置为生成调制电信号。三维TOF RGB‑IR图像传感器还可以包括发光二极管(LED)，该LED被配置为接收调制电信号并且发射调制光。三维TOF RGB‑IR图像传感器还可以包括TOF传感器集成电路，该TOF传感器集成电路被配置为在光接收表面处接收光并且基于所接收的光来生成光电信号。所接收的光可以包括环境光和所反射的调制光。三维TOF RGB‑IR图像传感器还可以包括滤波器阵列，该滤波器阵列位于TOF传感器集成电路的光接收表面上。滤波器阵列可以包括多个像素，每个像素包括红外透射带通滤波器以及与红外透射带通滤波器相邻定位的一个或多个可见光透射带通滤波器。

背景技术

基于飞行时间(TOF)像素的3D相机已经广泛应用于工业和工厂自动化、汽车驾驶辅助、游戏、图像识别、以及其他领域中。为了增强TOF 3D相机所收集的深度信息，计算设备通常包括RGB(红色-绿色-蓝色)相机以及TOF 3D相机，从而同时感测成像场景的RGB信息和深度信息。

在现有设备中，TOF 3D相机和RGB相机紧挨在一起，但设置在空间上分开的传感器阵列中。在这样的配置中，由于TOF 3D相机和RGB相机沿着略有不同的轴线接收光，所以对齐并校准每个相机以使得从场景中同一点捕获的RGB信息和深度能够彼此适当相关联可能会出现问题。另外，对于在空间上分开的传感器阵列，TOF 3D相机或RGB相机可能会部分遮挡另一相机，这是不期望的。使用TOF 3D相机和RGB相机的分开传感器阵列也可能会使包括相机的设备更大，不适于近距离操作，和/或制造成本更高。

发明内容

根据本公开的一个方面，提供了一种三维飞行时间(TOF)RGB-IR图像传感器，其包括信号生成器，该信号生成器被配置为生成调制电信号。三维TOF RGB-IR图像传感器还可以包括发光二极管(LED)，该LED被配置为接收调制电信号并且发射调制光。三维TOF RGB-IR图像传感器还可以包括TOF传感器集成电路，该TOF传感器集成电路被配置为在光接收表面处接收光并且基于所接收的光来生成光电信号。所接收的光可以包括环境光和所反射的调制光。三维TOF RGB-IR图像传感器还可以包括滤波器阵列，该滤波器阵列位于TOF传感器集成电路的光接收表面上。滤波器阵列可以包括多个像素，每个像素包括红外透射带通滤波器以及与红外透射带通滤波器相邻定位的一个或多个可见光透射带通滤波器。

提供该发明内容以便以简化形式介绍一些概念，下文在具体实施方式对这些概念进行进一步描述。该发明内容既不旨在标识所要求保护的主题的关键特征或必要特征，也不旨在用于限制所要求保护的主题的范围。更进一步地，所要求保护的主题不限于解决了本公开的任何部分中指出的任何或所有缺点的实现方式。

附图说明

图1示意性地描绘了根据本公开的一个实施例的三维TOF RGB-IR图像传感器。

图2A至图2B示出了可以被包括在图1的三维TOF RGB-IR图像传感器中的示例TOF传感器集成电路的横截面视图。

图3A至图3C示出了图1的三维TOF RGB-IR图像传感器的示例像素。

图3D示出了根据图1的实施例的包括多个像素的示例滤波器阵列。

图4A至图4B示出了根据图1的实施例的红外透射带通滤波器和可见光透射带通滤波器的示例透射率曲线。

图5A示出了根据图1的实施例的示例TOF IR突发模式照射时序曲线。

图5B示出了根据图1的实施例的示例TOF捕获曝光时序曲线。

图5C示出了根据图1的实施例的示例RGB-Vis捕获曝光时序曲线。

图6A示出了可以在图1的三维TOF RGB-IR图像传感器处执行的示例方法。

图6B至图6C示出了可以在图6A的方法的一些实现方式中执行的附加步骤。