距离测量装置及其方法制造方法及图纸

提供了一种距离测量装置及其方法。距离测量装置检测由对象反射的光和将光转换为电信号，从电信号当中输出对应于等于或者大于基准值的电信号的饱和信号，使用饱和信号检测峰值，和使用峰值测量到对象的距离。

Distance measuring device and its method

A distance measuring device and its method are provided. The distance measuring device detects the light reflected by the object and converts the light into electrical signal, outputs the saturated signal corresponding to the electric signal equal to or greater than the reference value from the electrical signal, detects the peak value with the saturated signal, and measures the distance from the object with the peak value.

【技术实现步骤摘要】
距离测量装置及其方法相关申请的交叉引用本申请要求于2017年6月23日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2017-0079951的优先权，将其公开通过引用完全包括于此。
根据示例性实施例的设备和方法涉及测量对象的距离的装置和方法。
技术介绍
近年来，已经研究了用于获得关于到对象的距离的信息的有关3D相机和光检测及测距(LIDAR)系统的技术。这些技术之一是用于测量拍摄设备和对象之间的距离的飞行时间(TOF)技术(以下称为深度图像)。TOF技术执行以下过程：使用发光二极管(LED)或者激光二极管(LD)将具有特定波长，例如，近红外波长(850nm)的光投射到对象；使用光电二极管D或者相机测量或者拍摄反射离开该对象的具有相同波长的光；并且提取深度图像。正在开发各种TOF技术用于光学处理过程，比如光投射、对象反射、光调制、拍摄和处理。关于如何精确地测量到对象的距离的讨论也在进行中。
技术实现思路
一个或多个示例性实施例可以提供能够使用光更精确地测量距离的距离测量装置及其方法。另外的示例性方面和优点将部分地在下面的描述中提出，且部分地将从描述显而易见，或者可以通过呈现的示例性实施例的实践习得。根据示例性实施例的一方面，一种距离测量装置包括：光接收器，配置为检测由对象反射的光和将光转换为电信号；饱和电路，配置为从电信号当中输出等于或者大于基准值的饱和信号；峰值检测器，配置为使用从饱和电路输出的饱和信号检测峰值；和处理器，配置为使用该峰值测量到对象的距离。饱和电路可以当电信号小于基准值时输出其幅值根据电信号的幅值改变的可变信号作为饱和信号，且可以当电信号等于或者大于基准值时输出恒定幅值的信号作为饱和信号。饱和电路可以包括运算放大器和与运算放大器并联连接的至少一个二极管。运算放大器的反相输入端可以连接到二极管的第一端，且运算放大器的输出端可以连接到二极管的第二端。饱和电路可以进一步包括电阻器，其中电阻器的第一端连接到光接收器且电阻器的第二端连接到运算放大器的反相输入端和二极管的第一端。距离测量装置可以进一步包括设置在光接收器和饱和电路之间且与电阻器串联连接的电容器。基准值可以等于二极管的正向电压的幅值。二极管可以包括齐纳二极管。饱和电路可以从电信号当中输出等于或者大于第一基准值的电信号作为第一饱和信号，且可以从电信号当中输出小于第二基准值的电信号作为第二饱和信号。第一基准值可以是齐纳二极管的正向电压，且第二基准值可以是齐纳二极管的齐纳电压。二极管可以包括并联连接到运算放大器的第一二极管，和并联连接到运算放大器和第一二极管且具有与第一二极管的极性相反的极性的第二二极管。饱和信号的幅值可以等于基准值的幅值。基准值的幅值可以是1V或者更小。光接收器可以包括配置为输出与所接收的光对应的电流的光电检测器；和配置为将电流转换为电压和输出电压作为电信号的电流电压转换器。光电检测器可以包括单光子雪崩二极管(SPAD)或者雪崩光电二极管(APD)。峰值检测器可以使用恒比鉴相器(CFD)方法检测峰值。峰值检测器可以进一步包括配置为比较输入信号与基准值并将输入信号输出为脉冲信号的比较器。距离测量装置可以进一步包括配置为用激光脉冲的形式的光照射对象的光源。根据另一示例性实施例的一方面，一种测量距离的方法包括：检测由对象反射的光和将光转换为电信号；从电信号当中输出作为等于或者大于基准值的电信号的饱和信号；使用饱和信号检测峰值；和使用峰值测量到对象的距离。饱和信号的输出可以包括当电信号小于基准值时输出其幅值根据电信号的幅值改变的可变信号，和当电信号等于或者大于基准值时输出恒定幅值的饱和信号。附图说明这些和/或其他方面和优点将从结合附图的示例性实施例的以下描述中变得明显和更容易理解，在附图中：图1是根据示例性实施例的距离测量装置的框图；图2是根据示例性实施例的饱和电路的图；图3是从光接收器输出的信号的参考图；图4是接收和输出图3的信号的恒比鉴相器(CFD)电路的结果的参考图；图5是根据示例性实施例的操作距离测量装置的方法的流程图；图6是根据另一示例性实施例的距离测量装置的图；图7是根据示例性实施例的从饱和电路输出的信号的参考图；图8是根据示例性实施例的从作为一种类型的峰值检测器的CFD电路输出的信号的参考图；图9是根据示例性示例实施例的饱和电路的图；图10是根据示例性示例实施例的饱和电路的图；图11是根据另一示例性实施例的饱和电路的图；和图12是根据另一示例性实施例的饱和电路的图。具体实施方式现在将详细参考示例性实施例，其在附图中图示，其中相同的附图标记贯穿地指示相同的元件。在这点上，本示例性实施例可以具有不同形式且不应该被看作为限于在这里提出的描述。因此，以下仅通过参考附图描述示例性实施例以解释各方面。在下文中，将参考附图描述根据各种示例性的实施例的距离测量装置及其方法。图1是根据示例性实施例的距离测量装置100的框图。参考图1，距离测量装置100可以包括：光源110，用于发射光到对象10上；光接收器120，用于检测由对象反射的光和用于将光转换为电信号；饱和电路130，用于输出电信号当中的等于或者大于基准值的信号作为饱和信号；峰值检测器140，用于从自饱和电路130输出的信号检测峰值；和处理器150，用于使用检测到的峰值测量到对象的距离。光源110可以是发光的任何装置。例如，光源110可以发射红外光。然而，除发射红外光之外，光源110可以发射其他波长的光。在该情况下，可以使用用于移除关于混合的自然光的信息的校正。例如，光源110可以是激光源。然而，这仅是示例性的。光源110可以是边缘发射激光器、垂直空穴表面发射激光器(VCSEL)和分布式反馈激光器中的任何一个。例如，光源110可以是激光二极管。光源110不需要实现为具有光接收器120、饱和电路130、峰值检测器140和处理器150的单个外壳。光源可以包括多个光源。光接收器120可以将由对象10反射或者散射的光转换为电信号，例如，电压。光接收器120可以包括用于输出与光对应的电信号，例如，电流的光电检测器122，和用于将从光电检测器122输出的电流转换为电压的电流电压转换电路124。另外，光接收器120可以进一步包括用于会聚由对象10反射的光的透镜等。光电检测器122可以是光接收元件。光电检测器122可以是在施加偏压的状态下操作的光接收元件。例如，光电检测器122可以包括雪崩光电二极管(APD)或者单光子雪崩二极管(SPAD)。光接收器120的电路配置可以取决于在光接收器120中是否包括APD或者SPAD而改变。例如，电路配置可以是模拟前端(AFE)或者时间数字计数器(TDC)。因为特定电路配置一般对本领域的技术人员是已知的，在这里将不给出其详细说明。饱和电路130可以输出在从光接收器120输入的电信号当中等于或者大于基准值的信号作为饱和信号。例如，如果输入电信号小于基准值，则饱和电路130可以输出其幅值根据输入电信号的幅值改变的可变信号。如果输入电信号大于基准值，则饱和电路130可以输出恒定幅值的饱和信号。饱和信号的绝对值可以与基准值相同，且符号可以彼此相反。基准值的幅值可以是大约1V或者更小。图2是根据示例性实施例的饱和电路130的图。参考图2，饱和电路130可以包括本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种距离测量装置，包括：光接收器，配置为检测由对象反射的光和将所述光转换为多个电信号；饱和电路，配置为接收所述多个电信号和从所述多个电信号当中输出对应于等于或者大于基准值的电信号的饱和信号；峰值检测器，配置为使用从所述饱和电路输出的饱和信号检测峰值；和处理器，配置为使用所述峰值测量到对象的距离。

【技术特征摘要】
2017.06.23 KR 10-2017-00799511.一种距离测量装置，包括：光接收器，配置为检测由对象反射的光和将所述光转换为多个电信号；饱和电路，配置为接收所述多个电信号和从所述多个电信号当中输出对应于等于或者大于基准值的电信号的饱和信号；峰值检测器，配置为使用从所述饱和电路输出的饱和信号检测峰值；和处理器，配置为使用所述峰值测量到对象的距离。2.如权利要求1所述的距离测量装置，其中，所述饱和电路配置为当所述多个电信号小于基准值时，输出其幅值根据所述多个电信号的幅值改变的可变信号作为饱和信号，和所述饱和电路配置为当所述多个电信号等于或者大于基准值时，输出恒定幅值的信号作为饱和信号。3.如权利要求1所述的距离测量装置，其中，所述饱和电路包括：运算放大器；和并联连接到所述运算放大器的至少一个二极管。4.如权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述运算放大器的反相输入端连接到所述二极管的第一端，且所述运算放大器的输出端连接到所述二极管的第二端。5.如权利要求4所述的距离测量装置，其中，所述饱和电路进一步包括：电阻器，其中，所述电阻器的第一端连接到所述光接收器且所述电阻器的第二端连接到所述运算放大器的反相输入端和所述二极管的第一端。6.如权利要求5所述的距离测量装置，进一步包括：电容器，设置在所述光接收器和所述饱和电路之间且与所述电阻器串联连接。7.如权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述基准值等于所述二极管的正向电压的幅值。8.如权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述二极管包括齐纳二极管。9.如权利要求8所述的距离测量装置，其中，所述饱和信号包括第一饱和信号和第二饱和信号，且其中，所述饱和电路配置为从多个电信号当中输出等于或者大于第一基准值的电信号作为第一饱和信号，和所述饱和电路配置为从多个电信号当中输出小于第二基准值的电信号作为第二饱和信号。10.如权利要求9所述的距离测量装置，其中，所述第一基准值是齐纳二极管的正向电压，和所述第二基准值是齐纳二极管的齐纳电压。11.如权利要求3所述的距离测量装置，其中，所述至少一个二极管包括：第一二极管，并联连接到所述运算放大器；和第二二极管，并联连接到所述运算放大器和所述第一二极管，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：大塚达宏，金桢祐，尹熙善，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国,KR