用于控制范围检测器内的像素扫描的装置制造方法及图纸

本公开的各实施例涉及用于控制范围检测器内的像素扫描的装置。该装置包括：光源，被配置为提供空间可控的点光脉冲；检测器，包括光传感器，该光传感器被配置为接收反射的空间可控的点光脉冲；控制器，被配置为控制光源，其中该控制器被配置为：控制光源以在第一时间段期间生成第一光源脉冲系列，该第一光源脉冲系列与第一空间方向相关联；以及在第一时间段之后开启的第二时间段期间，控制光源以生成第二光源脉冲系列，该第二光源脉冲系列与第二空间方向相关联，其中第一时间段和第二时间段重叠，使得第二光源脉冲系列在第一光源脉冲系列期间被开启。本公开的实施例的优点在于可以产生更准确的图像深度图。

【技术实现步骤摘要】
用于控制范围检测器内的像素扫描的装置
实施例涉及用于控制范围检测器内的像素扫描的装置。
技术介绍
使用光进行范围和距离检测是已知的。可以被称为LIDAR(光检测和测范围)的这些系统具有许多应用，该应用包括消费电子、汽车、机器人、勘测等。一个示例LIDAR系统使用光源(例如竖直腔表面发射激光器(VCSEL))生成光脉冲，该光脉冲从一个表面被反射，然后在接收器或检测器(例如，光电二极管或单光子雪崩二极管(SPAD)阵列)处被检测。使用简单公式D＝S*T，光被发射和接收之间的时间差提供距离或范围值，其中T是时间差，S是光速，D是从发射器到反射物体并再次返回发射器的距离。单光子雪崩二极管(SPAD)是一种能够检测光的半导体器件。撞击在SPAD的检测区域上的光子经由光电效应生成电子和空穴对。SPAD被高电压幅度反向偏置，使得在电子/空穴载流子被生成时，跨检测区域施加的电场会使该载流子根据所施加的场的强度和方向加速到相对较高的速度。如果被加速的载流子的动能足够，则将从半导体晶格中生成附加的载流子，该附加的载流子又被电场加速，并且可以以指数级增长的方式释放出另外的载流子。因此，当跨检测区域施加足够高的电场时，单个撞击光子可能会生成大量的载流子，从而产生输出电流‘脉冲’，其中电流输出与检测到的光子数目成比例。引起载流子雪崩并且因此允许器件作为SPAD操作所需的最小电压被称为击穿电压。如果所施加的电压太低，即低于击穿电压，则该器件不产生任何输出。但是，如果所施加的电压太高，则即使没有光子撞击SPAD，生成的电场也可能足以引起载流子雪崩，从而导致错误的输出电流。该错误的输出被称为“暗电流”。
技术实现思路
本公开至少提出了一种解决上述错误的输出电流的解决方案。实施例涉及一种用于控制LIDAR系统内的系统定时的装置。特定实施例涉及一种用于控制LIDAR系统内的系统定时的方法和装置，该LIDAR系统包括单光子雪崩二极管作为接收器二极管。根据第一方面，一种用于控制范围检测器内的像素扫描的装置包括至少一个光源，该至少一个光源被配置为提供空间可控的点光源。包括至少一个光传感器的检测器被配置为接收反射的空间可控的点光源。控制器被配置为控制至少一个光源。控制器被配置为控制至少一个光源以生成与第一空间方向相关联的第一光源脉冲系列，并且控制该至少一个光源以生成与第二空间方向相关联的第二光源脉冲系列。第二光源脉冲系列在第一光源脉冲系列期间被开启。控制器可以被配置为在开启第一光源脉冲系列之后的所确定的时间段开启第二光源脉冲系列，其中该所确定的时间段可以比第一光源脉冲系列的时间段短。第一光脉冲系列可以与第一行光传感器元件相关联，并且第二光脉冲系列与第二行光传感器元件相关联。第一光脉冲系列可以与第一行光传感器元件的第一行第一光传感器元件相关联，并且第二光脉冲系列可以与第二行光传感器元件的第二行第一光传感器元件相关联。控制器还可以被配置为：控制该至少一个光源以生成与第三空间方向相关联的第三光源脉冲系列，第三空间方向可以与第三行光传感器元件相关联，其中第三光源脉冲系列可以与第一光源脉冲系列基本同时地操作。控制器还可以被配置为控制该至少一个光源，以进行以下中的至少一项：在空间上振动(dither)该至少一个光源，以及在第一光脉冲系列和第二光脉冲系列中的至少一个光脉冲系列期间随机选择空间方向。控制器还可以被配置为控制该至少一个光源以进行以下中的至少一项：利用该至少一个光源形成z形光栅图案；利用该至少一个光源形成蛇形光栅图案；利用该至少一个光源形成x形光栅图案；利用该至少一个光源形成随机图案或伪随机图案；以及利用该至少一个光源形成跳过n(skip-n)的光栅图案。根据第二方面，提供了一种用于控制范围检测器内的像素扫描的装置，装置包括：用于提供空间可控的点光源的装置；以及用于控制空间可控的点光源的装置，其中用于控制空间可控的光源的装置包括：用于生成与第一空间方向相关联的第一光源脉冲系列的装置；以及用于生成与第二空间方向相关联的第二光源脉冲系列的装置，其中第二光源脉冲系列在第一光源脉冲系列期间开启被开启。用于生成与第二空间方向相关联的第二光源脉冲系列的装置可以包括：用于在开启第一光源脉冲系列之后的所确定的时间段开启第二光源脉冲系列的装置，其中该所确定的时间段可以比第一光源脉冲系列的时间段短。装置还可以包括：用于在包括至少一个光传感器的检测器处接收反射的空间可控的点光源的装置，其中第一光脉冲系列可以由光传感器的第一行元件接收，并且第二光脉冲系列可以由光传感器的第二行元件接收。第一光脉冲系列可以由光传感器的第一行第一元件接收，并且第二光脉冲系列可以与光传感器的第二行第一元件相关联。用于控制空间可控的光源的装置还可以包括：用于生成与第三空间方向相关联的第三光源脉冲系列的装置，其中第三光源脉冲系列可以与第一光源脉冲系列基本同时地操作，其中第三光脉冲系列可以由光传感器的第三行元件接收。用于控制空间可控的点光源的装置可以执行以下中的至少一项：在空间上振动至少一个光源；以及在第一光脉冲系列和第二光脉冲系列中的至少一个光脉冲系列期间随机选择空间方向。用于控制空间可控的点光源的装置可以包括用于控制至少一个光源以形成以下中的至少一种的装置：利用该至少一个光源形成z形光栅图案；利用该至少一个光源形成蛇形光栅图案；利用该至少一个光源形成x形光栅图案；利用该至少一个光源形成随机图案或伪随机图案；以及利用该至少一个光源形成跳过n的光栅图案。本公开提供了一种用于控制范围检测器内的像素扫描的装置，装置包括：光源，被配置为提供空间可控的点光脉冲；检测器，包括光传感器，光传感器被配置为接收反射的空间可控的点光脉冲；控制器，被配置为控制光源，其中控制器被配置为：控制光源以在第一时间段期间生成第一光源脉冲系列，第一光源脉冲系列与第一空间方向相关联；以及在第一时间段之后开启的第二时间段期间，控制光源以生成第二光源脉冲系列，第二光源脉冲系列与第二空间方向相关联，其中第一时间段和第二时间段重叠，使得第二光源脉冲系列在第一光源脉冲系列期间被开启。在一些实施例中，第一光源脉冲系列与第一行光传感器元件相关联，并且第二光源脉冲系列与第二行光传感器元件相关联。在一些实施例中，第一光源脉冲系列与第一行光传感器元件中的第一行第一光传感器元件相关联，并且第二光源脉冲系列与第二行光传感器元件中的第二行第一光传感器元件相关联。在一些实施例中，控制器还被配置为控制光源以生成与第三空间方向相关联的第三光源脉冲系列，第三空间方向与第三行光传感器元件相关联，其中第三光源脉冲系列在与第一时间段基本同时的时间段期间被生成。在一些实施例中，控制器被配置为在空间上振动光源。在一些实施例中，控制器被配置为针对第一光源脉冲系列和第二光源脉冲系列随机地选择空间方向。在一些实施例中，控制器被配置为控制光源以利用第一光源脉冲系列形成z形光栅图案。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于控制范围检测器内的像素扫描的装置，其特征在于，所述装置包括：/n光源，被配置为提供空间可控的点光脉冲；/n检测器，包括光传感器，所述光传感器被配置为接收反射的空间可控的点光脉冲；/n控制器，被配置为控制所述光源，其中所述控制器被配置为：/n控制所述光源以在第一时间段期间生成第一光源脉冲系列，所述第一光源脉冲系列与第一空间方向相关联；以及/n在所述第一时间段之后开启的第二时间段期间，控制所述光源以生成第二光源脉冲系列，所述第二光源脉冲系列与第二空间方向相关联，其中所述第一时间段和第二时间段重叠，使得所述第二光源脉冲系列在所述第一光源脉冲系列期间被开启。/n

【技术特征摘要】
20181127 EP 18208689.21.一种用于控制范围检测器内的像素扫描的装置，其特征在于，所述装置包括：
光源，被配置为提供空间可控的点光脉冲；
检测器，包括光传感器，所述光传感器被配置为接收反射的空间可控的点光脉冲；
控制器，被配置为控制所述光源，其中所述控制器被配置为：
控制所述光源以在第一时间段期间生成第一光源脉冲系列，所述第一光源脉冲系列与第一空间方向相关联；以及
在所述第一时间段之后开启的第二时间段期间，控制所述光源以生成第二光源脉冲系列，所述第二光源脉冲系列与第二空间方向相关联，其中所述第一时间段和第二时间段重叠，使得所述第二光源脉冲系列在所述第一光源脉冲系列期间被开启。


2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述第一光源脉冲系列与第一行光传感器元件相关联，并且所述第二光源脉冲系列与第二行光传感器元件相关联。


3.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述第一光源脉冲系列与所述第一行光传感器元件中的第一行第一光传感器元件相关联，并且所述第二光源脉冲系列与所述第二行光传感器元件中的第二行第一光传感器元件相关联。


4.根据权利要求2所述的装置，其特征在于，所述控制器还...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·达顿，S·M·帕坦瓦拉，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB