アクティブ照明撮像システムであって、前記撮像システムによって撮像されるシーンを照明するための光源と、光軸及び光センサーを有し前記光センサーがカメラによって光が結像される画素を持つ光学系と、前記光軸を含む平面における視野角θによって特徴付けられる視野FOVとを、それぞれが備えた第1及び第2のカメラと、を備え、前記第1及び第2のカメラの前記光軸は、前記FOVに共通の交差領域において前記視野角の和の半分に実質的に等しい角度で交差して、前記撮像システムに、前記交差した光軸によって定まる平面において前記カメラの前記視野角の和に実質的に等しい拡大した視野角Θを有する拡大したFOVをもたらす、アクティブ照明撮像システム。前記第1及び第2のカメラの前記視野角が等しい、請求項1に記載のアクティブ照明撮像システム。前記第1及び第2のカメラの前記視野角が等しくない、請求項1に記載のアクティブ照明撮像システム。前記拡大した視野角が90°より大きいか又はそれに等しい、請求項1から3の何れかに記載のアクティブ照明撮像システム。前記拡大した視野角が120°より大きいか又はそれに等しい、請求項4に記載のアクティブ照明撮像システム。その光軸が前記第2のカメラの光軸と交差する第3のカメラを備える、請求項1から5の何れかに記載のアクティブ照明撮像システム。前記第2及び第3のカメラの光軸によって定まる平面が前記第1及び第2のカメラの光軸によって定まる平面と実質的に一致する、請求項6に記載のアクティブ照明撮像システム。前記第2及び第3のカメラの光軸が前記第2及び第3のカメラの視野角の和の半分に実質的に等しい角度で交差する、請求項7に記載のアクティブ照明撮像システム。前記第2及び第3のカメラの光軸によって定まる平面が前記第1及び第2のカメラの光軸によって定まる平面に対して実質的に垂直である、請求項8に記載のアクティブ照明撮像システム。前記第2のカメラが前記第2及び第3のカメラの光軸によって定まる平面における視野角を有し、前記第2及び第3のカメラの光軸が前記第3のカメラの視野角と前記第2及び第3のカメラの前記平面における前記第2のカメラの前記視野角との和の半分に実質的に等しい角度で交差する、請求項9に記載のアクティブ照明撮像システム。前記システムの撮像する光に対する感度の尺度が、前記撮像システムの平均開口効率に前記撮像システムにおける画素の直径を前記撮像システムの最小のfで除した値に等しい比の2乗を掛けた積に等しく、前記尺度が20より大きい値を有する、請求項1から10の何れかに記載のアクティブ照明撮像システム。前記尺度が50より大きい値を有する、請求項11に記載のアクティブ照明撮像システム。前記尺度が100より大きい値を有する、請求項12に記載のアクティブ照明撮像システム。前記カメラが撮像するシーン内の特徴物までの距離を供給する3Dカメラである、請求項1から13の何れかに記載のアクティブ照明撮像システム。0022本発明の実施態様の側面が、アクティブ照明撮像システムの特徴に関して以下に論じられる。アクティブ照明撮像システムは、例として、3D飛行時間timeofflight:TOF方式撮像システムである。図1A及び1Bは、従来の3DTOF方式カメラ20と当該カメラの視野fieldofview:FOVについての透視図及び平面図をそれぞれ模式的に示している。図2Aから図5は、本発明の実施態様に従って、図1A及び1Bに示されたのと同様のカメラが、どのようにして、拡大した広角の合成FOVを有する3DTOF方式の合成アクティブ照明カメラを提供するように結合され構成されるかを模式的に示している。本発明の一実施態様に従って広角の合成FOVを有する図2A及び2Bに示されたのと同様の合成3DTOF方式カメラは、広角のFOVを有するように従来のやり方で設計された3DTOF方式カメラと対比される。0023本議論では、別段の記載のない限り、本発明の一実施態様の特徴に関する条件又は関連性の特質に修正を加える実質的にやおよそといったような形容的文言は、当該条件又は特質が、意図されたアプリケーションにおける実施態様の運用に対して容認できる許容範囲内で定義される、ということを意味するものと理解される。0024図1A及び1Bに示された3DTOF方式カメラ20は、当該カメラのFOV30内のシーン不図示を照明する光パルス列を放射するように制御可能な光源22を備えている。光源22により放射された光パルスは、符号24を付され、伝搬方向を表す上部矢印と結び付けられた矩形パルスによって模式的に表現されている。符号24はまた、この光パルスを参照する場合にも用いられる。光パルス24は、適した発光ダイオードLED及び/又はレーザーによってスペクトルの任意の部分から与えられる光を含むことができるが、通常は、近赤外NIRの光パルスである。カメラ20は、シーン内の特徴物により当該カメラに向かって反射される光パルス24の光を光センサー50上に結像するための、レンズ40によって表された光学系を備えている。レンズ40は、光学中心42と光軸44を有しており、それらは、それぞれカメラ20の光学中心と光軸でもある。光センサー50は、光感受性画素52図1Aを備えている。本光学系はまた、カメラを開状態と閉状態にシャッター駆動するためのシャッター不図示も含んでいる。光パルス列の各パルス24が光源22により放射されてシーンを照明する時間から予め定められた遅延の後に、このシャッターは、カメラに到達しレンズ40により光センサー50上に結像されたシーン内の特徴物からの反射光を記録するために、カメラを短い露出期間の間だけ開状態にする。カメラによって記録された撮像光は、光パルス24の光が、光源22から特徴物へ向かい、そして3DTOF方式カメラ20へと戻って往復伝搬するのにどれくらい時間がかかるかを決定するために利用される。当該特徴物がカメラからどれくらい遠くにあるかを決定するため、その往復時間と光速が用いられる。0025図1A及び1Bの透視図と平面図において、カメラ20のFOV30が、境界線32により画定されて模式的に示されている。この境界線は、ピラミッド形状の立体角を規定する平面を定め、当該立体角は、FOVの体積を制限している。FOV30の当該立体角の内部、したがって境界線32により定められた平面で制限された体積の内部の点のみが、カメラ20によって撮像される。FOV30の立体角を視覚化する補助のために、境界線32を結んだ線34、破線35及び36、並びに円37が示されている。線34と円37の位置は、FOV30がカメラ20からどのくらい遠くまで拡がっているかの限界を示すものではない。画定境界線32とFOV30は、慣習的に無限まで拡がっているものと理解される。0026FOV30の大きさと形状を定める立体角は、光センサー50がレンズ40の光学中心42において見込むピラミッド形状の立体角に一致する。この立体角は、光センサー50の大きさと形状、及びレンズ40の焦点距離f図1Bによって決定される。光センサーは典型的に長方形の画素アレイを有し、光センサー50は、長さVの垂直端54と長さHの水平端55を有した長方形の画素アレイとして示されている。カメラは、任意であるが、その通常使用状態において、垂直端54が地面不図示に対して直角で水平端55が地面に対して平行に向けられるものとみなされる。光センサー50の角からレンズ40の光学中心42へと延びる線分58図の乱雑さを低減するために、そのうちのいくつかだけが符号を付されているが、光センサー50が当該光学中心において見込む立体角、したがってFOV30の立体角を定める。FOV30を定める境界線32は、線分58の延長線である。0027FOV30は、図1Aに示された水平端55に対して平行であり且つ光軸44を含んだ、破線36により定められた水平平面において、水平角度広がりθを有している。図1Bの平面図において、境界線32は破線36に射影されてそれと一致することが特筆される。破線36は、レンズ40の光学中心42を通り、光センサー50の垂直端54図1Aと任意的にその中点において交わっている。挿入図57は、レンズ40と光センサー50の拡大図を模式的に示しており、その中に、線58、光センサー50、及びレンズ40の詳細がより明瞭に示されている。角度θは、線36の間の角度であり、次の式を満たす。1tanθ/2=H/2fFOV30の水平視野角θ、H/2、及びfの間の幾何学的関係は、図1Bに示されている。0028FOV30は、同様に、光軸44を含み且つ光センサー50の垂直端54に対して平行な、破線35により定められた平面において、垂直角度広がりφを有している。線35は、レンズ40の光学中心42を通り、水平端55と任意的にその中点において交わっている。FOV30の垂直視野角φは、線35の間の角度であり、次の式を満たす。2tanφ/2=V/2f0029カメラ20によって作られるシーンの特徴物の画像の単位面積当りに光センサー50上に入射する単位時間当りの光エネルギー量は、当該特徴物からの光センサーの放射照度IRと呼ばれる。この特徴物が、カメラから距離rに位置し、単位面積、単位時間当りに、慣習的に発散度と呼ばれる光エネルギー量光量IEを発するとすれば、当該特徴物からの光センサー50の放射照度IRは、次のように書くことができる。3IR=IEVπD/2r2[1/f/r]2ここで、Dはレンズ40の直径であり、Vは開口効率である。係数πD/2r2は、特徴物の位置でレンズを見込む立体角である。量f/rは、距離rにおける特徴物に対するカメラの倍率であり、f/r2は、光軸44に垂直な平面上への特徴物の射影面積に対する光センサー50上の当該特徴物の画像面積の比である。f=f/Dであることを思い起こすと、IRの式は次のようになる。4IR=IEVπ/4f20030開口効率Vは、特徴物から集められて光センサー50上に結像された光量を、その特徴物が光軸44上でカメラ20から距離rの位置に存在するとしたときに当該特徴物に対してレンズ40により集められ結像され得る最大の光量で除した値に等しい比である。開口効率Vは、1より小さいか、又は1にほぼ等しい。一般に、開口効率Vは、光軸44からの特徴物の変位の増加と共に、またFOVの視野角の増加と共に、減少する。0031特徴物からの光に反応するカメラ20についての平均放射照度I^Rは、当該カメラから距離rのFOV30内におけるその特徴物のとり得るあらゆる位置にわたる平均のV^でVを置き換えることによって決定され、I^R=IEπV^/4f2となる。次式の比5I^R/IE=π/4V^/f2は、カメラから距離rのFOV30内の任意の場所に存在する特徴物に対する、カメラ20の平均光収集効率とみなすことができる。0032光センサー50の画素52が面積Apxを持ち、画素52上に入射するカメラのFOV30内に存在する撮像特徴物からの光量がIpxであるとすると、平均して、Ipx=ApxI^R=IEπ/4V^Apx/f2である。与えられた入射光量から信号を発生させるための画素52の効率をkで表し、画素52が特徴物から当該画素上に入射した光から発生した信号をSpxで表すことにしよう。係数kは、例えば、画素52が当該画素上に入射した単位光エネルギー当りに発生する電子の数を表すことができる。すると、kApxは、光センサーにおける画素52の光記録容量となる。撮像特徴物に対して、画素52は、平均して次式の信号を発生する。6Spx=kIpx=kApxI^R=IEkApxπ/4V^/f2=IE[kπ/4ApxV^/f2]0033係数[kπ/4ApxV^/f2]は、カメラの受光感度lightacquisitionsensitivity:LASの尺度である。kが3DTOF方式カメラ20と同様の3DTOF方式カメラの異なる構成に対して同じ値であると仮定し、また定数の係数を省略すると、異なる3DTOF方式カメラの受光感度を比較するための相対的な性能指数として、ApxV^/f2を合理的に用いることができる。面積Apxをその対角線長dpxで書き表し、それにより受光感度LASを次式で定義するのが便利である。ここで、dpxはミクロンの単位である。8LAS=V^dpx2/f20034数値的な例として、カメラ20と同様の従来の3DTOF方式カメラは、任意的には、62°に等しい適度な水平視野角θと77°に等しい垂直視野角φとによって特徴付けられたFOV30を有している。このカメラは、任意的に3.6mmに等しい水平方向長さHと任意的に4.8mmに等しい垂直方向長さVとを有した光センサー50上にシーンを撮像する。3.6mm×4.8mmの光センサーは、その対角線が16mmのおよそ1/3である6mmに等しく、対角16mmの光センサーが1型と呼ばれるため、慣例的に、1/3インチ=1/3型光センサーと呼ばれる。対角16mmの光センサーは、CCDの出現以前に撮像に用いられた直径1のレガシー撮像管が16mmに等しい有効撮像センサー径を有していたため、1型センサーと呼ばれる。式1と水平視野角θ=62°、又は式2と垂直視野角φ=77°を用いると、カメラのレンズ40の焦点距離fは3mmに等しいと決定され、また1.2に等しい最小fによって特徴付けられる。00353DTOF方式カメラ20を用いてシーンを撮像しそのシーン内の特徴物までの距離を測定するための実践的な撮像分解能の条件は、所望の大きさを有しカメラから所望の作動距離に位置している表面エリア以降、解像小区画resolutionpatchが、当該カメラによって光センサー50上で所望の像の大きさを持つ像に結像されることを任意的に要する。解像小区画の上記所望の大きさは、3DTOF方式カメラ20によって得られる距離計測値の空間サンプリングピッチを定めるように選ばれる。3DTOF方式カメラ20を用いたコンピューターと人物をインターフェースするために、作動距離は1mメーターとすることができ、また解像小区画は、任意的には正方形であって、一辺1cmとすることができる。0036撮像分解能の条件は、光センサー50上における解像小区画の像が、常に当該光センサーの少なくとも1つの画素52を完全に覆うことを任意的に要する。この条件は、光センサー50の少なくとも1つの画素52図2Aが、その作動距離に位置し当該光センサー上に結像される特徴物の解像小区画サイズの領域からの光に対して、可能な限り最大の露光を受けることを保証するように作用する。上記の完全に覆われた画素は、最適なSNRを有し、それ故に上記領域及び特徴物までの満足のいく距離計測値を提供するように使用可能な、解像小区画サイズの領域からの光に応答した信号を発生するものと期待される。この分解能の条件は、解像小区画の像が画素52の対角線の長さの2倍の対角線を有していれば、満足される。焦点距離3mmのレンズ40の場合には、15ミクロンμに等しい一辺の長さを有した画素52は、上記条件を満足する。3.6mm×4.8mmの寸法の光センサー50の場合、この光センサーは、15μ×15μの画素からなる240本の水平方向の行と320本の垂直方向の列とを備える。0037上で与えられた3DTOF方式カメラ20の数値仕様の場合、カメラは、0.81に等しい開口効率と、式8を用いて計算されるおよそ126に等しいLAS受光感度値とを有する。このカメラ仕様において、実践面では、およそ3mに等しいカメラ20からの最大作動距離に対して、50のデューティー比とおよそ2.5ワットの平均光パワーとを持つ一連の光パルスを放射するように制御可能な光源22は、画素52の受容可能な放射照度をもたらす。0038本発明の一実施態様に従って、複数のアクティブ照明カメラが、広角のFOVを有した合成アクティブ照明カメラを提供するように結合される。0039図2A及び2Bは、本発明の一実施態様に従って、合成広角3DTOF方式カメラ100の透視図及び平面図をそれぞれ模式的に示しており、このカメラ100は、カメラ20図1A及び1Bと同様の2つの任意的には同一の要素カメラ120と、当該カメラが撮像するシーン不図示を照明するための光源122とを備えている。これら要素カメラは、カメラ20の水平視野角θの2倍の水平視野角Θを持つ合成FOV130を有した合成3DTOF方式カメラ120を提供する。0040要素カメラ120は、それらの光センサー50の垂直端54が実質的に平行な状態で支持フレーム不図示にマウントされ、また、それぞれのFOV30がクロスオーバーすると共に光軸44が当該要素カメラの水平視野角θに実質的に等しい角度でそれらFOV30に共通な交差領域45で交差するように、互いに対して相対的に回転して配置されている。光軸44は、それらの最接近点間の距離が所望の上限距離よりも小さければ、交差しているとみなされる。上記の交差領域は、このような最接近点を含む最小直径の球体である。交差軸44の平面は、それらの最接近点を結んだ直線に垂直且つ当該直線を二等分する平面として定義される。交差軸44間の角度は、それらによって定義される上記の平面上へ交差軸44を射影した直線間の角度である。0041上記した所望の最接近上限距離は、要素カメラ120により生成された画像が合成3DTOF方式カメラ100を用いたアプリケーションにとって許容できるような距離である。垂直端54は、それらの間の角度が十分に小さく、その結果、要素カメラ120により生成された画像が合成3DTOF方式カメラ100を用いたアプリケーションにとって許容できるのであれば、実質的に平行とみなされる。実践においては、最接近上限距離と、垂直端54の平行からの最大許容可能偏差角は、要素カメラ120により供給され適切な画像処理アルゴリズムを用いて処理された画像に応答して発生する画像歪みが、当該画像の使用を妨げることのないように決定される。0042本発明の一実施態様では、要素カメラ120により供給された画像の滑らかな貼り合わせとそれぞれの光センサー50の面積の有効活用を提供し、画像処理を簡素化するために、最接近上限距離が画素52の一辺の長さのおよそ20倍よりも小さいことが有利である。例えば、15μ×15μの画素52の場合、光軸44の最接近距離は、およそ300μ0.3mmより小さいか又はそれに等しいことが有利である。任意的には、この最接近距離は、画素52の一辺の長さのおよそ15倍よりも小さい。ある実施態様では、この最接近距離は、画素52の一辺のおよそ10倍の長さよりも小さい。0043同様に、本発明の一実施態様では、垂直端54の平行からの上限偏差角は、画素52の一辺の長さを光センサー50の一辺の長さで除した値のおよそ20倍に等しい。15μの画素52と3.6mm×4.8mmの寸法の光センサー50の場合、この偏差角の上限は、任意的におよそ5°に等しい。任意的には、上限偏差角は2°に等しい。本発明のある実施態様では、上限偏差角は1°に等しい。0044要素FOV30は、光軸44間の角度を二等分する直線101図2Bを含み、且つ光軸44の平面に対して垂直である平面において、相互の鏡像となっている。要素FOV30は結合して、水平視野角Θ=2θと要素カメラの垂直視野角に等しい垂直視野角φ図2Aには示されていないとを有する合成FOV130を形成している。0045本発明の一実施態様による要素カメラ30のクロスオーバー構成は、大きな広角の合成FOV130を提供するように要素FOV30の効率的な貼り合わせをもたらし、任意的には、この合成FOV130において、要素FOVは細長い平面状の体積領域102に沿ってのみ重なり合う。この重なり合った体積は、繋ぎ目102と呼ばれ、図1Bにおいて陰を付けて示されている。繋ぎ目102の幅は、要素カメラ20の光学中心42を隔てている距離Δに等しい。距離Δは、任意的には、繋ぎ目102がFOV130の大部分を占有しないように、比較的小さいものとされる。例えば、Δは、10cmより小さいか又はそれに等しいとすることができる。ある実施態様では、離間距離Δは、5cmより小さいか又はそれに等しい。0046Δの最小距離は、カメラ120をどのくらい近接して1つに収容することが可能であるかによって決定される、ということが特筆される。最小の収容距離、及び、したがって最小のΔは、概して、カメラ120に含まれる部品のサイズによって決定される。本発明のある実施態様では、カメラ120は共通の筐体に収納され、最小の収容距離は、レンズ42の直径で決定され得る。例として、レンズ42は2ミリメートル程の小さい直径を有することができ、最小収容距離及び最小Δは、5ミリメートルとほぼ等しいか又はそれより小さいということになる。0047要素カメラ120の前方には、何れの要素カメラ120によっても撮像されない死角領域104が広がっている。死角領域の体積と、死角領域が要素カメラ120の前に広がっている距離は、Δが減少するにつれて減少する。ある実施態様では、離間距離Δは、この死角領域の広がりが、意図されたアプリケーションにおける合成3DTOF方式カメラ100の十分な機能に好ましくない影響を与えないように決定される。例えば、人物をコンピューターとインターフェースする場合には、死角領域が、要素カメラ120の光学中心42を結んだ直線から最大でおよそ20cmの距離まで広がっているということが好都合であり得る。0048繋ぎ目102の中に位置する点は、両方の要素カメラ120によって撮像されるということが特筆される。本発明の実施態様では、要素カメラは、当該要素カメラによって繋ぎ目の中に位置するシーンの特徴物に対して与えられる距離に応じて、互いに対して相対的に整列及び/又は調整される。例えば、繋ぎ目102の中で要素カメラから作動距離に位置する特徴物に対して、カメラは、実質的に同一の距離を与えるべきである。作動距離WDにおいて、繋ぎ目102の中の同一特徴物の要素カメラからの距離における微少な差は、1/2Δ/WD2よりも小さい。この差は、一般に非常に小さいだろう。例えば、WD=100cm及びΔ=5cmの場合、この差はおよそ1ミリメートルである。本発明の一実施態様に従って、両方の要素カメラが繋ぎ目102の中に位置する同一特徴物までの同一の距離を与えるように、要素カメラ120の互いに対する相対的な位置が調節され、又は、カメラの位置ずれが補償される。0049要素カメラ120は、例として、上記されたように、それぞれの光パルスに続く露出期間の遅延時間に応じてパルス24の往復時間を決定する。この要素カメラ120に関して、カメラ120の調整は、任意的には、一方のカメラ120の露出期間のタイミングをもう一方のカメラ120の露出期間に対して相対的に調節することを含む。ある実施態様では、露出期間の相対的なタイミングの調節は、露出期間を同期させることを含む。ある実施態様では、タイミングの調節は、一方のカメラの露出期間をもう一方のカメラの露出期間に対して相対的に遅延させることを含む。0050合成3DTOF方式カメラ100は、要素カメラ120の水平視野角θの2倍の水平視野角Θによって特徴付けられる合成FOV130を有しているが、その一方で、要素カメラの焦点距離、f、撮像分解能、及びLAS値をそのまま保っている。FOV130は要素FOV30の実質的に2倍の大きさの体積を有しているため、光源122は、有利なことに、図1A及び1Bに示されたカメラ20の光源22によって供給される光パワーの2倍の光パワーを供給する。0051数値的な例として、要素FOV30がそれぞれ62°及び77°に等しい水平視野角θと垂直視野角φを有していると仮定すると、合成FOV130は、広い水平視野角Θ=124°と77°に等しい垂直視野角を有すると共に、126に等しいLAS値を維持する。光源122が光源22図1A及び1Bの光パワーの2倍に等しい光パワーを供給すれば、拡大された合成FOV130内の特徴物を撮像するための要素カメラ120の画素52は、図1A及び1Bに示された小さなFOV30内の特徴物を撮像するための3DTOF方式カメラ20の画素52と同じレベルの放射照度に曝されるだろう。0052第2の数値的な例として、ある特定のアプリケーションのために、およそ140°の水平視野角とおよそ90°の垂直視野角によって特徴付けられる広角の拡大されたFOVを有した3DTOF方式カメラが所望されたと想定されたい。更に、このカメラにより得られる画像が、およそ0.7cmの空間サンプリングピッチ、したがって一辺0.7cmの解像小区画で距離計測値を供給するように処理されると想定されたい。0053上記の所望の視野角と空間分解能を与える合成カメラ100と同様の本発明の一実施態様による合成カメラは、およそ70°に等しい水平視野角とおよそ90°に等しい垂直視野角によって特徴付けられるFOV30を有した要素カメラ120を備えることができる。任意的には、それぞれの要素カメラは、7.5μ×7.5μの画素からなる480本の水平方向の行と640本の垂直方向の列とを有し、その結果としてそれぞれ3.6mm及び4.8mmに等しい水平方向長さHと垂直方向長さVとを有した、光センサー50を備える。この要素カメラは、2.5mmに等しい焦点距離f、任意的に1.3に等しいf、及び0.66に等しい開口効率V^を有するであろう。この要素カメラ及び合成3DTOF方式カメラの特徴的なLAS数は、およそ22に等しい。0054図3Aは、本発明の一実施態様に従って、別の合成3DTOF方式カメラ150の平面図を模式的に示している。0055合成3DTOF方式カメラ150は、合成3DTOF方式カメラ100図2A及び2Bが備えているのと同じ要素カメラ120を備えており、水平視野角Θ=2θを持つ拡大されたFOV130を提供する。しかしながら、合成カメラ100図2A及び2Bでは、要素カメラ120はそれぞれの光軸44とFOV30を回転させるように互いに対して回転して配置されるのに対して、合成3DTOF方式カメラ150では、要素カメラは互いに対して平行に整列される。合成カメラ150は、それぞれの要素カメラ120のためのプリズム152を備えており、このプリズム152は、それぞれの光軸44とFOV30をθ/2に等しい角度だけ回転させて、拡大されたFOV130を形成する。0056本発明の実施態様による合成3DTOF方式カメラ、例えば図2A-図3Aに示された合成カメラを特徴付けている広角のFOVと同様のFOVを有した3DTOF方式カメラを提供することは、技術的に困難であり得る。0057例えば、カメラ20図1A及び1Bと同様に構成されているが、図2A及び2Bに示された合成3DTOF方式カメラ100に関して上で論じられた第1の数値的な例において具体的に述べられたのと同じ124°の広い水平視野角によって特徴付けられるFOVを有している、従来型の3DTOF方式カメラを検討されたい。この水平方向に拡大された124°の視野角のFOVを提供するために、当該従来型の広角3DTOF方式カメラは、カメラ20に対して与えられた例示的な数値仕様において記された3.6mmよりも大きい水平方向長さH図1Bを持つ光センサーを備えるかもしれない。特に、この従来型の広角3DTOF方式カメラの光センサーは、商業的に入手可能な1/2標準形式8mmの対角線長さを持ち、7.3mmに等しい水平方向長さH図1Bと3.3mmに等しい垂直方向長さVを有するかもしれない。焦点距離fを水平視野角θと光センサーの水平方向長さHと関係付ける式1を用いると、当該従来型の広角カメラに関してレンズ40に必要とされる焦点距離fは、2.1mmに等しい。このレンズは、1.8に等しいfと開口効率V=0.21を有するだろう。合成カメラ100に対して上で与えられた数値的な例において満たされているのと同じ撮像分解能の条件を満たすために、光センサー50の画素52は、10.4μに等しい一辺の長さを有するべきである。従来型の124°の水平視野角の3DTOF方式カメラの要素に対する上の数値を用いると、この従来型カメラは、およそ23に等しいLASを有するだろう。0058従来型カメラの当該LAS値は、3DTOF方式カメラ100及び150のLAS値、126のおよそ1/6である。同一の作動環境に対して、従来型の広い水平視野角の3DTOF方式カメラは、シーンを撮像するための同じ広い水平視野角を有した本発明の一実施態様による3DTOF方式カメラに必要とされる光パワーの6倍の光パワーを運ぶ、シーンを撮像するための光源を必要とする。0059本発明の一実施態様による3DTOF方式カメラに関して上で与えられた第2の数値的な例との比較のため、それぞれおよそ140°及びおよそ90°に等しい水平視野角と垂直視野角を提供する従来型カメラは、5μ×5μの画素と、それぞれ8.5mm及び3.2mmに等しい水平方向長さ及び垂直方向長さとを有した光センサーを備えるかもしれない。そのレンズは、およそ1.65mmに等しい有効焦点距離、任意的に2.4に等しいf、及びその結果として0.15に等しい開口効率V^を有するであろう。この従来型カメラは、およそ0.65に等しいLASを有するであろう。これは、上記第2の数値的な例によって具体的に述べられた、本発明の一実施態様による対応する合成カメラのLASのおよそ1/34である。0060合成カメラ100及び150図2A-3Aの上記説明では、当該合成カメラに備えられた要素カメラ120の光軸44間の角度はθに等しく、また当該合成カメラのそれぞれの拡大されたFOV130は広い視野角Θ=2θを有している。しかしながら、本発明の一実施態様による合成カメラの広角のFOVは、要素カメラの視野の角度θとは異なる、当該合成カメラの要素カメラ120の光軸44間の角度によって与えることができる。0061図3Bは、FOVの視野角θとそれぞれの光軸44間の角度θαとを有する2つの要素カメラ120を備えた、本発明の一実施態様による合成カメラ170の平面図を模式的に示している。ここで、例として、αはゼロより大きい。合成カメラ170は、視野角Θ=2θαを持つFOV171を有している。要素カメラ120のFOVが重なり合っている繋ぎ目172は、もはや合成カメラ100及び150における繋ぎ目102のようには平面状でないが、合成カメラ170からの距離と共に減少しカメラからの距離Zにおいて消失する交差領域を有している。0062正の値のαによってFOVの視野角の起こり得る有利な増大がもたらされるが、その一方で、図3Bに影付きの領域173として示された何れの要素カメラ120も画像を供給しない死角が、合成カメラのFOV171の中に発生する。死角173は、合成カメラ170からの距離Zにおいて始まり、距離Zは、式Z=Δ/2tanα/2により見積もることができる。ここで、Δは要素カメラ120の光学中心42間の距離である。小さな角度αに対して、ZはほぼΔ/αに等しい。0063αの上限は、任意的には、合成カメラ170が連続的な途切れない画像を供給することを予定された所望の被写界深度よりも、距離Zが大きいという制約を加えることによって決定される。例えば、合成カメラ170がカメラ170から2mに等しい被写界深度まで途切れない画像を供給することを予定され、且つΔが2cmに等しい場合には、αの上限は、およそ0.6度に等しい。0064もしも図3Bにおいてαがゼロよりも小さいのならば、Θ=2θαはもちろん2θより小さくなり、また、要素カメラ120のFOVが重なり合う繋ぎ目の幅は、合成カメラ170からの距離と共に増加するであろう。繋ぎ目の幅の増加が、例えば要素カメラ120の改善された調整をもたらすかもしれない使用にとって有利となるのでない限り、カメラ120の使用は一般に非効率であろう。例えば、当該カメラは、より小さな光センサー50を有したより安価であるかもしれないカメラで置き換えることが可能であろう。一般的に、αはゼロより大きいか又はそれと等しいことが都合よい。αの下限は、任意的には、要素カメラ120の使用の非効率性が緩和するように決定される。0065上記説明では、本発明の実施態様による合成カメラは、全く同じFOVを有した同一の要素カメラを備えるように示されている。しかしながら、本発明の実施態様は、全く同じFOVを有した要素カメラを備える合成カメラに限定されない。例えば、本発明の一実施態様による合成カメラは、異なるFOVを有した要素カメラを備えることができる。図3Cは、水平視野角θを持つ第1の要素カメラ181と水平視野角βを持つ第2の要素カメラ182を備えた合成カメラ180の平面図を模式的に示している。要素カメラは、それぞれの光軸が1/2θβに等しい角度で交差して、広い水平視野角Θ=θβを有するFOV185を与えるように、配置されている。0066上記説明では、合成カメラは2つの要素カメラを備えるように示されているが、本発明の一実施態様による合成カメラは、2つより多い要素カメラを備えることができる。例として、3つの任意的には同一の要素カメラ203を備えた本発明の一実施態様による合成カメラ200が、図4に透視図で模式的に示されている。それぞれの要素カメラ203は、垂直端54図ではそのうちのいくつかだけが符号を付されているを持つ光センサー50、光軸44、及び水平視野角θによって特徴付けられたFOV30を有している。0067合成カメラ200において、要素カメラ203は、それらの光軸44が、実質的に同一平面状に存在し、任意的には同じ交差領域205で交差するように構成されている。光軸44は、それら3本の軸のうちの任意の2本の最接近点が適当な上限よりも小さい直径を有する同一の交差領域内に含まれれば、同一の交差領域で交差するとみなされる。これら光軸は、それらの軸のうちの任意の2本によって定まる平面の間の角度が、当該カメラにより提供される画像の歪みが合成カメラ200の意図されたアプリケーションにおいて使いものにならない画像を提示する程にはひどくならない上限の角度よりも小さければ、実質的に同一平面上に存在するとみなされる。光センサー50の垂直端54は、光軸44の平面に対して垂直である。任意の2本の隣り合った光軸44間の角度は、θに等しい。したがって、この合成3DTOF方式カメラは、水平視野角Θ=3θを持つ合成FOV207を有する。0068図5は、本発明の一実施態様に従って、それぞれ光軸321、322、323、及び324と、水平視野角θ及び垂直視野角φを持つFOV30とを有した4つの任意的には同一の要素カメラ221、222、223、及び224を備えた3DTOF方式カメラ220を模式的に示している。本発明の一実施態様では、全ての光軸321、322、323、及び324は、同一の交差領域230で交差している。これらカメラは、光軸321及び322間の角度と光軸323及び324間の角度がθに等しくなるように向きを定められている。同様に、これらカメラは、光軸321及び323間の角度と光軸322及び324間の角度がφに等しくなるように向きを定められている。したがって、合成カメラ220は、水平視野角Θ=2θと垂直視野角Φ=2φによって特徴付けられた合成FOVを有する。0069本出願の詳細な説明と特許請求の範囲において、備える、含む、及び有するという動詞のそれぞれ並びにそれらの活用形は、当該動詞の目的語が必ずしも当該動詞の主題のうちの要素、成分、又は部分の完全なリストではないということを示すべく用いられている。0070本出願における本発明の実施態様の説明は、例として提供されたものであり、また、本発明の範囲を限定することを意図したものではない。ここに説明された実施態様は様々な特徴を含んでおり、それらの全てが本発明のあらゆる実施態様において必要とされるわけではない。ある実施態様は、それら特徴のうちのいくつかのみ、又はそれら特徴の可能な組み合わせを利用する。本発明の説明された実施態様の変形、及びここに説明された実施態様において記された特徴の別の組み合わせからなる発明の実施態様は、当業者の心に浮かぶだろう。本発明の範囲は、特許請求の範囲によってのみ制限される。