用于飞行时间（TOF）设备的相位仿真器制造技术

示例飞行时间设备可以包括被配置成在传送窗口期间朝着对象发射多个经调制信号的发射器组件，其中在传送窗口期间发射的多个经调制信号将被用于确定与对象和飞行时间设备相关联的单个距离测量结果。飞行时间设备可以包括控制组件，控制组件被配置成经由发射器组件引起朝着对象的、多个经调制信号中的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，其中第一经调制信号在传送窗口的第一部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第一相位，并且其中第二经调制信号在传送窗口的第二部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第二相位；以及控制组件被配置成使用在传送窗口期间的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，引起对测量信号的传送的仿真，测量信号具有基于第一相位和第二相位而被限定的测量相位，其中测量相位与第一相位和第二相位不同。

【技术实现步骤摘要】
用于飞行时间(TOF)设备的相位仿真器
本公开涉及用于飞行时间(TOF)设备的相位仿真器。
技术介绍
基于飞行时间(ToF)的成像系统可以基于由成像系统的发射源发射的经调制光学信号被反射回成像系统的光敏像素阵列所需要的时间量，来确定到对象的距离。可以基于当由发射源发射时的经调制光学信号的相位与当由光敏像素阵列接收时的经调制光学信号的相位之间的差，来标识时间量。
技术实现思路
根据一些实施方式，飞行时间(ToF)设备可以包括：发射器组件，被配置成在传送窗口期间朝着对象发射多个经调制信号，其中在传送窗口期间发射的多个经调制信号将用于确定与对象和飞行时间设备相关联的单个距离测量结果；和控制组件，被配置成：经由发射器组件，引起朝着对象的、多个经调制信号中的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，其中第一经调制信号在传送窗口的第一部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第一相位，并且其中第二经调制信号在传送窗口的第二部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第二相位；以及使用在传送窗口期间的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，引起对测量信号的传送的仿真，测量信号具有基于第一相位和第二相位而被限定的测量相位，其中测量相位与第一相位和第二相位不同。根据一些实施方式，成像系统可以包括：调制组件，用于提供多个调制信号，其中调制组件将使用阈值数量的预先配置的相移输出，来生成包括相移的多个调制信号；发射器组件，用于根据多个调制信号，在传送窗口期间朝着对象发射多个经调制信号；传感器组件，用于在反射窗口期间检测来自对象的多个反射调制信号；以及控制组件，用于：将调制组件配置成使用阈值数量的预先配置的相移输出中的第一预先配置的相移输出，来生成多个调制信号的第一部分；将调制组件配置成使用阈值数量的预先配置的相移输出中的第二预先配置的相移输出，来生成多个调制信号的第二部分；以及指示发射器组件在传送窗口期间发射多个经调制信号，以基于多个调制信号的第一部分和多个调制信号的第二部分，来仿真与多个经调制信号相关联的测量相位，其中测量相位与第一预先配置的相移输出和第二预先配置的相移输出不同；以及基于测量相位和与多个反射调制信号相关联的反射相位，确定到对象的距离。根据一些实施方式，一种方法可以包括：确定用于多个经调制信号的测量相位，其中经调制信号将在传送窗口期间朝着对象被传送，以仿真测量信号；标识用于多个经调制信号的预先配置的相移输出；选择用于多个经调制信号中的第一经调制信号的第一预先配置的相移输出、以及用于多个经调制信号中的第二经调制信号的第二预先配置的相移输出，其中第一经调制信号将在传送窗口的第一部分期间被传送，并且第二经调制信号将在传送窗口的第二部分期间被传送；基于测量相位、第一预先配置的相移输出和第二预先配置的相移输出，计算传送窗口的第一部分的第一持续时间和传送窗口的第二部分的第二持续时间；以及引起第一经调制信号被传送达传送窗口的第一部分的第一持续时间、以及第二经调制信号被传送达传送窗口的第二部分的第二持续时间，其中针对第一持续时间使用第一经调制信号并且针对第二持续时间使用第二经调制信号，将测量信号仿真为具有测量相位。附图说明图1是本文描述的示例实施方式的图。图2是本文描述的示例实施方式的图。图3包括本文描述的传送窗口和反射窗口的示例性实施方式的图。图4是成像系统的示例组件的图。图5是本文描述的示例成像系统的示例相移电路的图。图6是用于仿真飞行时间(ToF)设备的测量信号的相位的示例过程的流程图。具体实施方式示例实施方式的以下详细描述参考附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。基于飞行时间(ToF)的成像系统(在本文中称为成像系统)基于经调制信号(例如，经调制光学信号，诸如一系列光脉冲)行进到对象并从对象返回所花费的时间量，来确定从成像系统到对象的距离。基于当由成像系统的传送组件(例如，用于光学信号的发射器组件)发射时的经调制信号的相位与被对象反射后、当由成像系统的传感器组件接收时的经调制信号的相位之间的差，来标识该时间量。这里，由于光速是已知的，因此基于所标识的时间量来确定到对象的距离。在一些情况下，成像系统是连续波(CW)ToF成像系统。在CWToF成像系统中，在传送窗口期间，基于调制信号，连续发射经调制的信号，使得可以针对每个传送窗口进行距离测量。调制信号可以包括具有矩形波形(例如，开灯和关灯)、正弦波形或其他波形的信号。调制信号可以具有高达射频(RF)范围(例如，高达150MHz)的频率，但是取决于应用和/或技术，也可以使用其他频率。在一些情况下，成像系统将调制信号的相位从基准信号进行移位，使得经调制的信号以已知的相位(或相移)被传送。基于传送和反射的经调制信号确定到对象的距离的准确性取决于所传送的经调制信号的相位的准确性。成像系统可以使用一组预先配置的相移电路来将经调制信号的相位移位。因此，在这样的情况下，为了使成像系统提供各种各样的相位或相移，成像系统可能需要对应数量的相移电路。另外，相移电路可能被不准确地配置而不能提供设计的相移，和/或随着时间的流逝，相移电路可能会从设计的相移漂移(例如，由于成像系统的磨损)。结果，当计算距离时，成像系统在确定传送的经调制信号与反射的经调制信号之间的相移时，可能使用经调制信号的不准确相位，从而导致距离测量不准确。本文描述的一些实施方式使成像系统能够使用在传送窗口期间传送的经调制信号的调制周期的多个相移，来仿真测量信号的测量相位。多个相移可以相对于基准信号，并且使用来自成像系统的一组移相器的预先配置的相移输出，来提供该多个相移。例如，对象与成像系统之间的距离测量可以分析经调制信号(当被传送和反射时)的许多(例如，几百、几千、几百万等)调制周期。测量信号可以由在传送窗口期间传送的经调制信号形成。例如，测量信号可以包括具有各种移位调制周期的多个经调制信号，该多个经调制信号以各种传送窗口持续时间被传送。另外，根据一些实施方式，可以基于到对象的已知距离来校准成像系统，并且调整曝光时间以用于传送具有从基准信号的不同相移的经调制信号，以仿真用于测量信号的测量相位。因此，本文描述的一些实施方式提供一种成像系统，其可以使用阈值数量(例如，五个或更少、十个或更少等)的预先配置的相移输出(例如，其可以通过对应数量的预先配置的移相器来生成)来仿真由成像系统发射的测量信号的测量相位。如本文所述，成像系统可以确定用于传送窗口的测量信号的测量相位，选择预先配置的相移输出中的可以用于仿真测量相位的一个或多个预先配置的相移输出，并且引起发射器组件使用该一个或多个预先配置的相移输出来传送测量信号，以仿真具有所仿真的测量相位的经调制信号。因此，本文描述的一些实施方式可以使成像系统能够仿真与成像系统的移相器的相移输出不同的相位。如本文所述，对测量相位进行仿真可以通过使得能够校准成像系统以仿真测量信号的测量相位，来使得能够提高与确定到对象的距离相关联的准确性(例如，相比于之前的技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞行时间设备，包括：/n发射器组件，被配置成在传送窗口期间朝着对象发射多个经调制信号，/n其中在所述传送窗口期间发射的所述多个经调制信号将用于确定与所述对象和所述飞行时间设备相关联的单个距离测量结果；控制组件，被配置成：/n经由所述发射器组件，引起朝着所述对象的、所述多个经调制信号中的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，/n其中所述第一经调制信号在所述传送窗口的第一部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第一相位，并且/n其中所述第二经调制信号在所述传送窗口的第二部分期间被发射，并且具有所述多个预先配置的相位中的第二相位；以及/n使用在所述传送窗口期间的所述第一经调制信号的所述发射和所述第二经调制信号的所述发射，引起对测量信号的传送的仿真，所述测量信号具有基于所述第一相位和所述第二相位而被限定的测量相位，/n其中所述测量相位与所述第一相位和所述第二相位不同。/n

【技术特征摘要】
20181106 US 16/182,2861.一种飞行时间设备，包括：
发射器组件，被配置成在传送窗口期间朝着对象发射多个经调制信号，
其中在所述传送窗口期间发射的所述多个经调制信号将用于确定与所述对象和所述飞行时间设备相关联的单个距离测量结果；控制组件，被配置成：
经由所述发射器组件，引起朝着所述对象的、所述多个经调制信号中的第一经调制信号的发射和第二经调制信号的发射，
其中所述第一经调制信号在所述传送窗口的第一部分期间被发射，并且具有多个预先配置的相位中的第一相位，并且
其中所述第二经调制信号在所述传送窗口的第二部分期间被发射，并且具有所述多个预先配置的相位中的第二相位；以及
使用在所述传送窗口期间的所述第一经调制信号的所述发射和所述第二经调制信号的所述发射，引起对测量信号的传送的仿真，所述测量信号具有基于所述第一相位和所述第二相位而被限定的测量相位，
其中所述测量相位与所述第一相位和所述第二相位不同。


2.根据权利要求1所述的飞行时间设备，其中所述控制组件用于：
确定所述测量相位；
基于所述测量相位，选择所述第一相位和所述第二相位；以及
基于所述第一相位和所述第二相位，计算所述传送窗口的所述第一部分的第一持续时间和所述传送窗口的所述第二部分的第二持续时间。


3.根据权利要求1所述的飞行时间设备，其中所述测量相位在所述第一相位和所述第二相位之间。


4.根据权利要求1所述的飞行时间设备，其中所述测量相位基于所述第一相位和所述第二相位的加权平均，
其中所述加权平均基于所述传送窗口的所述第一部分的第一持续时间和所述传送窗口的所述第二部分的第二持续时间而被加权。


5.根据权利要求1所述的飞行时间设备，还包括：
传感器组件，用于在反射窗口期间检测来自所述对象的多个反射信号；
其中所述控制组件还用于：
接收关于所述多个反射信号的信息；
确定所述多个反射信号的反射相位；以及
基于所述测量相位和所述反射相位，确定与所述对象相关联的距离。


6.根据权利要求5所述的飞行时间设备，其中基于所述测量相位和所述反射相位之间的差来确定所述距离。


7.根据权利要求1所述的飞行时间设备，其中所述控制组件还用于：
引起所述发射器组件在校准窗口期间使用第一校准设置传送多个校准信号，
其中所述第一校准设置使用用于所述多个校准信号的第一组预先配置的相位；接收关于来自校准对象的多个反射校准信号的信息，所述校准对象在距所述飞行时间设备的已知距离处；基于所述多个反射校准信号的测量的相移，确定与所述校准对象相关联的测量距离；以及
基于所述测量距离和所述已知距离，将所述发射器组件的所述第一校准设置调整为第二校准设置，
其中所述第二校准设置将用于所述多个经调制信号的所述第一组预先配置的相位调整为第二组预先配置的相位。


8.根据权利要求7所述的飞行时间设备，其中所述控制组件还用于：
确定与所述已知距离相关联的目标相位；以及
基于所述目标相位和所述测量的相移，确定所述第二校准设置。


9.根据权利要求7所述的飞行时间设备，其中在所述第一组预先配置的相位中使用的相移输出与在所述第二组预先配置的相位中使用的相移输出相同，并且在所述校准窗口期间传送所述多个校准信号的对应持续时间与在所述传送窗口期间传送所述多个经调制信号的持续时间不同。


10.根据权利要求1所述的飞行时间设备，其中所述控制组件还被配置成：
经由所述发射器组件，引起朝着所述对象的、所述多个信号中的第三经调制信号的发射，
其中所述第三经调制信号在所述传送窗口的第三部分期间被发射，并且具有所述多个预先配置的相位中的第三相位，
其中基于所述第一相位、所述第二相位和所述第三相位，所述测量相位被限定，
其中所述测量相位与所述第三相位不同。...

【专利技术属性】
技术研发人员：M·戴拉彻，M·弗拉斯彻，S·甘辛格，R·卢伯尼克，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE