本发明专利技术涉及一种用于照相机、特别是用于光传播时间照相机(18)的像素阵列(24)，具有：以矩阵排列布置的多个像素元件(36)，其中每个单独的像素元件(36)具有光电区域(38)和至少一个对光不敏感的其他区域(40、42、68)；以及以网格状方式布置并且将像素阵列(24)划分为场(60、62)的多个布线路径(58)。创建一组第一场(60)和一组第二场(62)，其中第一场(60)中的每个第一场(60)由像素元件(36)中的一个像素元件(36)的光电区域(38)提供，而第二场(62)中的每个第二场(62)由其他区域(40、42、68)提供，其中第一场(60)和第二场(62)以类似于棋盘的交替方式布置。本发明专利技术还涉及一种对应的照相机，特别是一种用于光传播时间照相机系统(10)的光传播时间照相机(18)，以及一种对应的光传播时间照相机系统(10)。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于照相机的像素阵列、照相机以及具有这种照相机的光传播时间照相机系统
本专利技术涉及一种用于照相机、特别是用于光传播时间照相机的像素阵列，包括：(i)以矩阵排列布置的多个像素元件，其中每个单独的像素元件具有光电区域和至少一个非光敏的其他区域；以及(ii)以网格状方式布置并将像素阵列划分为场的多个布线路径。本专利技术还涉及一种对应的照相机，特别是一种用于光传播时间照相机系统的光传播时间照相机以及一种对应的光传播时间照相机系统。
技术介绍
例如，从EP2190185B1中已知一种用于摄影机的上述类型的像素阵列。单独的像素元件被划分为用于电路电子器件的光电转换区域和至少一个其他区域。除了这些区域之外，还有用于信号布线的沿纵向和横向方向延伸走线的走线区域。这些走线区域可能与电路电子器件或光电转换区域的一些部分重叠。例如，从专利DE19704496C2中已知一种包括光传播时间照相机的光传播时间照相机系统。该照相机系统的光传播时间照相机基于光混合元件原理。该专利文献还示出了光传播时间照相机的像素元件的光子混合元件的截面以及将其中指定为用于读出像素的行间传输读出装置的读出装置的一部分。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供改进照相机的像素阵列的功能、特别是提高该像素阵列的效率和/或减少干扰的措施。该目的是通过独立权利要求的特征来达成的。在根据本专利技术的用于照相机的像素阵列中，通过权利要求1的前序部分中提到的特征，提供了一组第一场的和一组第二场的结果，其中第一场中的每个第一场由像素元件中的一个像素元件的光电区域提供，第二场中的每个第二场由像素元件的其他区域提供，其中，第一场和第二场以棋盘结构交替布置。这样，总共只有一半的场，即只有第一场具有像素元件的光电区域。这些被以行和列来布置，其中，该布置与布线路径的方向成对角线延伸。由于该措施，导致最小的像素间隔(称为像素间距)与网格状方式布置的布线路径的方向成对角线。这种几何形状导致在读出这些单独的像素期间的串扰减少。根据本专利技术的优选实施例，用于读出像素元件的装置布置在至少一部分其他区域中。这些装置特别地是读出电子器件组件。通常，可以自由地选择一方面的光电区域与另一方面的至少一个其他区域之间的尺寸比。特别地，然而提供，在每个像素元件中，光电区域的面积大致对应于其他区域的面积或多个其他区域的总面积。有利地，像素元件仅包括一个或两个其他区域。根据本专利技术的又一优选实施例，第二场中的每个第二场由像素元件中的单个像素元件的至少一个其他区域提供，该像素元件的光电区域布置在相邻的第一场中。优选地，第二场中的每个第二场由像素元件中的单个像素元件的正好一个其他区域提供，该像素元件的光电区域设置在相邻的第一场中。可替代地，优选地提供，第二场中被另外的场完全包围的每个第二场由两个像素元件的至少两个其他区域提供，该两个像素元件的光电区域提供相邻的第一场。这样的被另外的场完全包围的第二场不是像素阵列边缘处的场。优选地，第二场中被另外的场完全包围的每个第二场由两个像素元件的正好两个其他区域提供，该两个像素元件的光电区域提供相邻的第一场。有利地提供，场被构造成正方形，即具有正方形形式的轮廓。根据本专利技术的优选实施例，每个像素元件的光电区域被划分成两个子区域，其中每个子区域与该像素元件的两个相对的其他区域之一相邻。根据本专利技术的又一优选实施例，光电区域包括光子混合元件。对应的照相机通常是光传播时间照相机，该光传播时间照相机的成像传感器基于光混合元件原理。在这种情况下，对应的成像光传播时间传感器被配置为具有调制通道的光子混合元件传感器。此传感器类型也称为PMD传感器(PMD：PhotonicMixerDevice，光子混合器装置)。优选地，对应的光子混合元件于是可以被特别地划分成两个通道(通道A、通道B)，每个通道包括一个光电门和一个读出二极管。通道A、B于是对应于光电区域的前述两个子区域。根据本专利技术的照相机、特别是用于光传播时间照相机系统的光传播时间照相机，包括具有前述像素阵列的光传播时间传感器。在包括用于发射调制光的照明模块和用于接收调制光的光传播时间照相机的光传播时间照相机系统中，提供了光传播时间照相机配置为前述光传播时间照相机。附图说明图1是包括光传播时间照相机的光传播时间照相机系统的示意图；图2是用于光传播时间照相机的像素阵列的根据第一实施例的像素元件，该像素元件不具有(左)并且具有(右)对应的布线路径；图3是具有图2中所示的像素元件(顶部)的根据本专利技术的第一实施例的像素阵列的一部分，以及所得的棋盘场布置(底部)的图示；图4是用于光传播时间照相机的像素阵列的根据第二实施例的像素元件，该像素元件不具有(右)并且具有(左)对应的布线路径；图5是具有图4中所示的像素元件(顶部)的根据本专利技术的第二实施例的像素阵列的一部分，以及所得的棋盘场布置(底部)的图示；图6是具有扩大的光敏区域的像素阵列；图7示出了垂直布线的细节；图8是具有曲折布线的像素阵列；以及图9是在光敏区域中具有布线的像素阵列。具体实施方式图1示出了光传播时间照相机系统10的示意图。光传播时间照相机系统10包括具有照明器14和相关联的光束整形光学器件16的发射单元或照明模块12，以及具有接收光学器件20和光传播时间传感器22的接收单元或光传播时间照相机18。光传播时间传感器22包括像素阵列24(其中在图3和图5中示出了该阵列24的可能实施例)，并且在该示例中形成为光子混合元件传感器26，也称为PMD传感器。接收光学器件20通常由多个光学元件组成，以改善成像特性。照明模块12的光束整形光学器件16例如可以形成为反射器或透镜光学器件。在一个非常简单的实施例中，可选地，可以在接收侧和发射侧都免去光学元件。该布置的测量原理本质上基于以下事实：基于所发射和所接收的光的相移，能够确定传播时间以及因此由所接收的光行进的距离。为了这个目的，通过调制器28向照明器14和光传播时间传感器22施加调制信号M0。此外，在所示的示例中，在调制器28和照明器14之间设置有移相器30，借助于该移相器30，光源12的调制信号M0的基本相位能够围绕限定的相位位置移动。对于典型的相位测量，优选地使用的相位位置。光源根据设定的调制信号12发射具有第一相位位置p1或的强度调制信号Sp1。该信号Sp1或电磁辐射在所示的情况下被物体32反射，并通过相应的相移作为接收信号Sp2击打到光传播时间传感器22上。由于行进的距离，该接收信号Sp2具有第二相位位置在光传播时间传感器22中，将调制信号M0与接收信号Sp2混合，其中从所得的信号中确定相移或物体距离d。进一步地，提供了调制控制装置34，通过该调制控制装置34指定调制信号的形状、频率以及特别是脉冲和暂停比。此外，通过调制控制装置34，能够根据将要执行的测量任务来控制移相器30。作为照明器或光源12，优选地，红外发光二极管本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.用于光传播时间照相机(18)的光传播时间传感器(22)的像素阵列(24)，包括：/n-多个像素元件(36)，所述多个像素元件(36)以矩阵阵列布置，其中，每个单独的像素元件(36)包括光电区域(38)，所述光电区域(38)包括：光子混合元件(44)，所述光子混合元件(44)被划分为具有相应的光电门(46、48)和相应的读出二极管(50、52)的至少一个通道(A、B)；以及至少一个非光敏的其他区域(40、42、62、68)，其中，在所述其他区域(40、42、62、68)的至少一部分中布置读出电子器件(54、56、70)；以及/n-多个布线路径(58)，所述多个布线路径(58)以网格状方式布置并将所述像素阵列(24)划分为场(60、62)；/n其特征在于：/n获得一组第一场(60)和一组第二场(62)，其中所述第一场(60)中的每个第一场(60)由所述像素元件(36)中的一个像素元件(36)的光电区域(38)提供，并且所述第二场(62)中的每个第二场(62)由所述其他区域(40、42、68)提供，其中所述第一场(60)和所述第二场(62)以棋盘结构交替布置。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180205 DE 102018102458.41.用于光传播时间照相机(18)的光传播时间传感器(22)的像素阵列(24)，包括：
-多个像素元件(36)，所述多个像素元件(36)以矩阵阵列布置，其中，每个单独的像素元件(36)包括光电区域(38)，所述光电区域(38)包括：光子混合元件(44)，所述光子混合元件(44)被划分为具有相应的光电门(46、48)和相应的读出二极管(50、52)的至少一个通道(A、B)；以及至少一个非光敏的其他区域(40、42、62、68)，其中，在所述其他区域(40、42、62、68)的至少一部分中布置读出电子器件(54、56、70)；以及
-多个布线路径(58)，所述多个布线路径(58)以网格状方式布置并将所述像素阵列(24)划分为场(60、62)；
其特征在于：
获得一组第一场(60)和一组第二场(62)，其中所述第一场(60)中的每个第一场(60)由所述像素元件(36)中的一个像素元件(36)的光电区域(38)提供，并且所述第二场(62)中的每个第二场(62)由所述其他区域(40、42、68)提供，其中所述第一场(60)和所述第二场(62)以棋盘结构交替布置。
2.根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，在每个像素元件(36)中，所述光电区域(38)的面积约等于所述至少一个其他区域(40、42、68)的总面积。
3.根据权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，在每个像素元件(36)中，所述光电...
【专利技术属性】
技术研发人员：弗洛里安·森亨，
申请(专利权)人：PMD技术股份公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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