测距装置制造方法及图纸

一种测距装置(1)，该测距装置包括：光发射部(3)，被配置成发射光(8)；光接收部(4)，被配置成接收由光发射部(3)发射并且被测量物体(2)反射的测量光(5)，光接收部(4)包括被配置成输出取决于所接收的测量光(5)的光接收信号(LR)的多个像素(10)、被配置成接收光接收信号(LR)并且根据所接收的光接收信号(LR)确定特征值的多个确定部(11、111‑117)、以及连接至多个确定部(11、111‑117)的评估部(13)，评估部(13)被配置成根据由确定部(11、111‑117)确定的特征值来计算距离。多个确定部(11、111‑117)中的每个均被配置成仅从多个非相邻像素(10)接收光接收信号(LR)。

Distance measuring device

【技术实现步骤摘要】
测距装置
本专利技术涉及测距装置，更具体地涉及包括具有多个像素的光接收部的测距装置。
技术介绍
已知检测距物体的距离的传感器，其中，测量光入射在由光接收部件或像素的阵列构成的光接收区域上。通过增加光接收部件的数量，可以增加这种传感器的距离检测分辨率。然而，如果增加光接收部件的数量，那么还需要提供用于评估由光接收部件生成的信号的对应评估电路。光接收部件越多，该评估电路就变得越大。如果为每个光接收部件提供评估电路，那么所需的空间变大。可以将几个光接收部件分组在一起，并且为每组光接收部件提供仅一个评估电路，但在这种情况下，分辨率将降低。例如，EP2708913A1示出了一种光电传感器，该光电传感器包括光接收区域，该光接收区域具有用作光接收部件的光子雪崩二极管的阵列。相邻光子雪崩二极管连接至用于处理从光子雪崩二极管接收的信号的单个处理装置。US2012/0262696A1公开了一种用于光学测量距目标物体的距离的测量装置，该测量装置包括用于向目标物体发射光学测量射束的发射器装置、包括用于检测由目标物体返回的光束的检测表面的捕获装置、以及评估装置。该检测表面具有多个像素，每个像素具有至少一个光敏部件并且多个像素中的每个连接至评估装置。发射装置和捕获装置以这样的方式配置，即，由目标物体返回的光学测量射束同时照射多个像素。评估装置以这样的方式配置，即，将多个像素的检测信号引导至多个距离确定装置中的至少一个。本专利技术的一个目的是提供可以获得高分辨率同时缩减用于评估电路的所需空间的测距装置。专利
技术实现思路
根据本专利技术的一个方面，提供了一种用于确定测量物体的特征的测距装置。该测距装置包括：光发射部，所述光发射部被配置成发射光；光接收部，所述光接收部被配置成接收由所述光发射部发射并且被测量物体反射的测量光，所述光接收部包括多个像素，所述多个像素被配置成输出取决于所接收的测量光的光接收信号；多个确定部，所述多个确定部被配置成接收所述光接收信号并且根据所述光接收信号确定特征值；评估部，所述评估部连接至所述多个确定部，所述评估部被配置成根据由所述确定部确定的特征值来计算距离，其中，所述多个确定部中的每个被配置成仅从多个非相邻像素接收所述光接收信号。非相邻像素可以是在这些像素之间布置至少一个其它像素的非邻近像素。特别地，在非相邻像素之间没有直接路径，所述直接路径不与在这些非相邻像素之间设置的任何其它像素交叉。所述多个确定部中的每个可以被配置成同时从多个非相邻像素接收所述光接收信号。就是说，所述确定部中的每个都可以同时导电地连接至多个非相邻像素，使得所述确定部可以从那些非相邻像素中的任一个接收输出。可能存在比像素更少的确定部。特别地，每个确定部与多个像素相关联。与每个像素具有与其相关联的确定部的布置相比，可以减少确定部的数量。从而，可以降低测距装置的成本。而且，可以减少所述确定部的空间需求，特别是得到更小的测距装置。这种减小的空间需求还可以降低功耗和对缩放技术的需求。另外，仅将非相邻像素与单个确定部相关联可能是有利的，因为由此促进了来自不同像素的光接收信号之间的区别，并且可以提高处理后的信号的分辨率。一个像素可以包括相邻的一个或更多个光接收部件，并且所述一个或更多个光接收部件的输出被输入到同一确定部中。更具体地说，每个光接收部件可以是单光子雪崩二级管。所述光接收部件也可以是模拟检测器，例如光电二极管、雪崩光电二极管(APD)和/或硅光电倍增管(SiPM)。所述多个像素中的每个都可以具有相同尺寸。如果所有像素具有相同尺寸，那么所述像素的布局变得更容易，从而降低了制造成本。根据另一方面，所述多个像素可以按包括至少一行的阵列布置；每行的像素可以构成N个像素组；每个像素组中的像素可以连接至同一确定部；并且来自每个像素组的像素可以被布置成使得其它像素组中的N-1个像素位于同一像素组中的邻近像素之间。换句话说，非相邻像素的不同像素组中的像素连接至不同确定部。利用该布置，各个像素以简单的循环(recurring)模式连接至对应确定部。应注意到，该模式不必须是循环的或周期性的，也可以是随机的和/或自调整模式。所述阵列还可以包括多列，其中，来自多列中的至少一列的每个像素的光接收信号被发送至不同确定部。特别地，优选的是来自多列中的每列的每个像素的光接收信号被发送至不同确定部。所述多个像素可以按包括行和列的阵列布置，并且两个相邻行和两个相邻列的四个像素中的每个可以连接至不同确定部。利用该布置，由以2×2布置设置的四个像素所构成的任何像素块中的像素连接至不同确定部。这提高了测距装置的测量准确度。所述像素优选地直接连接至所述确定部。即，在这种布置中，在像素与确定部之间不需要开关，特别是不需要多路复用器。这简化了对测距装置的控制，降低了制造成本并提高了产品可靠性。所述测距装置可以被配置成测量距所述测量物体的距离、所述测量物体的尺寸、所述测量物体的颜色、所述测量物体的反射率、所述测量物体的照明和/或所述测量物体的形状。所述测距装置还可以包括像素输出控制部，该像素输出控制部被配置成单独选择性地转发每个像素的光接收信号。更具体地说，所述像素输出控制部可以被配置成转发仅接收测量光的那些像素的接收信号。通过阻挡来自不接收测量光的那些像素的信号，可以增加信噪比，从而提高了测量准确度。所述测距装置还可以包括连接至所述多个确定部的评估部，所述评估部被配置成根据由所述确定部确定的特征值来计算测量值。所述评估部可以被配置成检测来自多个物体的多个光接收信号，确定物体布置的形状，和/或确定距相应物体的距离。本专利技术的进一步可行实现或另选解决方案还涵盖了上面或下面关于实施方式描述的特征的在此未明确提及的组合。本领域技术人员还可以将单独的或孤立的方面和特征添加至本专利技术的最基本形式。附图说明结合附图，根据随后的描述和所附权利要求，本专利技术的进一步实施方式、特征以及优点将变得清楚，其中：图1示出了根据第一实施方式的具有测距装置的光学系统的示例；图2示出了光接收部的示例；图3A示出了发射光强度随时间的示例；图3B示出了接收光强度随时间的示例；图4A示出了确定部的布置的第一比较例；图4B示出了确定部的布置的第二比较例；图5示出了根据第二实施方式的测距装置；图6示出了根据第三实施方式的测距装置；图7A至图7D示出了像素的示例；以及图8示出了根据第四实施方式的测距装置。在图中，除非另有说明，相同标号指定相同或功能等同的部件。具体实施方式图1示出了包括根据第一实施方式的测距装置1和测量物体2的光学系统20的示例。该实施方式的测距装置1被配置为光电传感器，并且是用于确定距测量物体2的距离的距离确定装置，该测量物体在下文中也称为“物体2”。物体2距测距装置1的距离是物体2的特征。测距装置1包括：光发射部3、光接收部4、四个确定部11、准直本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种测距装置(1)，所述测距装置包括：/n光发射部(3)，所述光发射部被配置成发射光(8)；/n光接收部(4)，所述光接收部被配置成接收由所述光发射部(3)发射并且被测量物体(2)反射的测量光(5)，所述光接收部(4)包括多个像素(10)，所述多个像素被配置成输出取决于所接收的测量光(5)的光接收信号(LR)；/n多个确定部(11、111-117)，所述多个确定部被配置成接收所述光接收信号(LR)并且根据所述光接收信号(LR)确定特征值；/n评估部(13)，所述评估部连接至所述多个确定部(11、111-117)，所述评估部(13)被配置成根据由所述确定部(11、111-117)确定的所述特征值来计算距离，/n其中，所述多个确定部(11、111-117)中的每个被配置成仅从多个非相邻像素(10)接收所述光接收信号(LR)。/n

【技术特征摘要】
20180809 EP 18425067.81.一种测距装置(1)，所述测距装置包括：
光发射部(3)，所述光发射部被配置成发射光(8)；
光接收部(4)，所述光接收部被配置成接收由所述光发射部(3)发射并且被测量物体(2)反射的测量光(5)，所述光接收部(4)包括多个像素(10)，所述多个像素被配置成输出取决于所接收的测量光(5)的光接收信号(LR)；
多个确定部(11、111-117)，所述多个确定部被配置成接收所述光接收信号(LR)并且根据所述光接收信号(LR)确定特征值；
评估部(13)，所述评估部连接至所述多个确定部(11、111-117)，所述评估部(13)被配置成根据由所述确定部(11、111-117)确定的所述特征值来计算距离，
其中，所述多个确定部(11、111-117)中的每个被配置成仅从多个非相邻像素(10)接收所述光接收信号(LR)。


2.根据权利要求1所述的测距装置，其中，一个像素(10)包括相邻的一个或更多个光接收部件(15)，并且所述一个或更多个光接收部件的输出被输入到同一确定部(11、111-117)中。


3.根据权利要求2所述的测距装置，其中，每个光接收部件(15)是单光子雪崩二级管。


4.根据权利要求1至3中的任一项所述的测距装置，其中，所述多个像素(10)中的每个像素都具有相同尺寸。


5.根据权利要求1至3中的任一项所述的测...

【专利技术属性】
技术研发人员：松井勇树，中室健，F·扎帕，F·维拉，R·卢萨纳，
申请(专利权)人：欧姆龙株式会社，米兰理工大学，
类型：发明
国别省市：日本;JP