飞时测距装置及飞时测距方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种飞时测距装置及飞时测距方法。飞时测距装置包括第一时间至数字转换器、第二时间至数字转换器、驱动电路、感测光源、感测像素及处理电路。驱动电路同时提供脉冲信号以及参考脉冲信号。第一时间至数字转换器依据参考脉冲信号来决定第一深度数据。感测光源依据脉冲信号来发射光脉冲至感测物。感测像素接收感测物反射的反射光脉冲，并且输出反射脉冲信号至第二时间至数字转换器，以使第二时间至数字转换器依据反射脉冲信号来决定第二深度数据。处理电路将第二深度数据与第一深度数据进行相减，以取得真实深度数据。

【技术实现步骤摘要】
飞时测距装置及飞时测距方法
本专利技术涉及一种测距技术，尤其涉及一种飞时测距装置及飞时测距方法。
技术介绍
对于一般的飞时测距(Time-of-Flight,ToF)电路而言，飞时测距电路包括时间至数字转换器(Time-to-DigitalConverter,TDC)，并且时间至数字转换器用于时间至深度数据的转换。然而，时间至数字转换器通常在启动后的一段时间区间内的转换特征曲线容易为非线性，并且由于飞时测距的感测期间往往较为短暂，因此时间长度的测量上非常容易受到抖动(jitter)的影响。也就是说，一般的飞时测距电路往往受到非线性转换特征曲线与抖动的影响而取得失真的时间至深度数据的转换结果。有鉴于此，以下将提出几个实施例的解决方案。
技术实现思路
本专利技术是针对一种飞时测距装置及飞时测距方法，可提供可靠的测距效果。根据本专利技术的实施例，本专利技术的飞时测距装置包括第一时间至数字转换器、第二时间至数字转换器、驱动电路、感测光源、感测像素及处理电路。驱动电路用以同时提供脉冲信号以及参考脉冲信号。驱动电路耦接第一时间至数字转换器。参考脉冲信号提供至第一时间至数字转换器，以使第一时间至数字转换器依据参考脉冲信号来决定第一深度数据。感测光源耦接驱动电路，并且用以依据脉冲信号来发射光脉冲至感测物。感测像素耦接第二时间至数字转换器，并且用以接收感测物反射的反射光脉冲，并且输出反射脉冲信号至第二时间至数字转换器，以使第二时间至数字转换器依据反射脉冲信号来决定第二深度数据。处理电路耦接第一时间至数字转换器以及第二时间至数字转换器，并且用以将第二深度数据与第一深度数据进行相减，以取得真实深度数据。根据本专利技术的实施例，本专利技术的飞时测距方法包括以下步骤：同时提供参考脉冲信号至第一时间至数字转换器，以及脉冲信号至感测光源；通过第一时间至数字转换器依据参考脉冲信号来决定第一深度数据；通过感测光源依据脉冲信号来发射光脉冲至感测物；通过感测像素接收感测物反射的反射光脉冲，并且输出反射脉冲信号至第二时间至数字转换器；通过第二时间至数字转换器依据反射脉冲信号来决定第二深度数据；以及通过处理电路将第二深度数据与第一深度数据进行相减，以取得真实深度数据。基于上述，飞时测距装置及飞时测距方法可通过两个时间至数字转换器来进行深度数据的校正，以有效取得真实深度数据。为让本专利技术的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是本专利技术的一实施例的一种飞时测距装置的方块示意图；图2是本专利技术的一实施例的各种信号及光脉冲的信号时序图；图3是本专利技术的一实施例的飞时测距方法的流程图。附图标记说明100:飞时测距装置；110:驱动电路；120:感测光源；130:第一时间至数字转换器；140:感测像素；150:第二时间至数字转换器；160:处理电路；D1:第一深度数据；D2:第二深度数据；D3:真实深度数据；RP:反射脉冲信号；RPL:参考脉冲信号；RLP:反射光脉冲；LP:光脉冲；PL:脉冲信号；T1:第一时间；T2:第二时间；T3:第三时间；TDC1_EN、TDC2_EN:启动时序；S310～S360:步骤。具体实施方式现将详细地参考本专利技术的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。图1是本专利技术的一实施例的一种飞时测距装置的方块示意图。参考图1，飞时测距装置100包括驱动电路110、感测光源120、第一时间至数字转换器130、感测像素140、第二时间至数字转换器150以及处理电路160。驱动电路110耦接感测光源120以及第一时间至数字转换器130。第二时间至数字转换器150耦接感测像素140。处理电路160耦接第一时间至数字转换器130以及第二时间至数字转换器150。在本实施例中，驱动电路110可同时提供脉冲信号PL至感测光源120以及参考脉冲信号RPL至第一时间至数字转换器130。第一时间至数字转换器130可依据参考脉冲信号RPL来决定第一深度数据D1，并且提供第一深度数据D1至处理电路160。感测光源120依据脉冲信号PL来发射光脉冲LP至感测物200。感测像素140接收感测物200反射的反射光脉冲RLP，并且输出反射脉冲信号RP至第二时间至数字转换器150。第二时间至数字转换器150依据反射脉冲信号RP来决定第二深度数据D2，并且提供第二深度数据D2至处理电路160。在本实施例中，处理电路160可将第二深度数据D2与第一深度数据D1进行相减，以取得真实深度数据。在本实施例中，感测光源120可例如是脉冲光发射器或激光二极管(Laserdiode)，并且感测光源120可例如用以发射红外光(InfraredRadiation,IR)的光脉冲LP至感测物200。在本实施例中，感测像素140可例如是互补式金属氧化物半导体图像传感器(CMOSImageSensor,CIS)，并且感测像素140可接收或感测感测物200所反射的红外光的反射光脉冲RLP。另外，值得注意的是，本实施例的第一深度数据D1为一参考数据(或称校正数据)而非真实的感测结果，并且本实施例的第二深度数据D2是指飞时测距装置100与感测物200之间的距离的感测结果或感测物200的表面深度信息。在本实施例中，驱动电路110可进一步包括时序产生电路(Timingcircuit)。时序产生电路可用以提供时序至第一时间至数字转换器130以及第二时间至数字转换器150，以使第一时间至数字转换器130以及第二时间至数字转换器150可依据时序而被同时启动。并且，第一时间至数字转换器130以及第二时间至数字转换器150会在驱动电路110同时提供脉冲信号PL以及参考脉冲信号RPL之前被启动。另外，本实施例的飞时测距装置100还可包括像素数组，并且包括感测像素140以及暗像素(Darkpixel)，并且暗像素耦接第一时间至数字转换器130。所述暗像素是指位于像素数组中，而不进行感测的像素组件。换言之，本实施例的飞时测距装置100可通过在像素数组中的一个或多个暗像素的区域中所设置的时间至数字转换器来直接接收驱动电路110参考脉冲信号RPL，而所述一个或多个暗像素不进行感测，以取得第一深度数据D1。在一实施例中，像素数组的多个像素可分类为多个像素群组，并且所述多个像素群组可各别包括感测像素140以及暗像素。举例而言，所述像素群组可例如是两两相邻的四个像素，并且其中三个像素可用于进行测距以取得三笔深度数据，而其中另一个像素可用于取得第一深度数据D1。第一深度数据D1可用于校正所述三笔深度数据。或者，像素数组的其中某一整行或其中某一整列的多个像素可都作为上述的暗像素来使用，并且用于校正对应的各行或各列的感测像素所取得的深度数据。图2是本专利技术的一实施例的各种信号及光脉冲的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞时测距装置，其特征在于，包括：/n第一时间至数字转换器；/n第二时间至数字转换器；/n驱动电路，耦接所述第一时间至数字转换器，并且用以同时提供脉冲信号以及参考脉冲信号，其中所述参考脉冲信号提供至所述第一时间至数字转换器，以使所述第一时间至数字转换器依据所述参考脉冲信号来决定第一深度数据；/n感测光源，耦接所述驱动电路，并且用以依据所述脉冲信号来发射一光脉冲至感测物；/n感测像素，耦接所述第二时间至数字转换器，并且用以接收所述感测物反射的反射光脉冲，并且输出反射脉冲信号至所述第二时间至数字转换器，以使所述第二时间至数字转换器依据所述反射脉冲信号来决定第二深度数据；以及/n处理电路，耦接所述第一时间至数字转换器以及所述第二时间至数字转换器，并且用以将所述第二深度数据与所述第一深度数据进行相减，以取得真实深度数据。/n

【技术特征摘要】
20190621 US 62/864,5161.一种飞时测距装置，其特征在于，包括：
第一时间至数字转换器；
第二时间至数字转换器；
驱动电路，耦接所述第一时间至数字转换器，并且用以同时提供脉冲信号以及参考脉冲信号，其中所述参考脉冲信号提供至所述第一时间至数字转换器，以使所述第一时间至数字转换器依据所述参考脉冲信号来决定第一深度数据；
感测光源，耦接所述驱动电路，并且用以依据所述脉冲信号来发射一光脉冲至感测物；
感测像素，耦接所述第二时间至数字转换器，并且用以接收所述感测物反射的反射光脉冲，并且输出反射脉冲信号至所述第二时间至数字转换器，以使所述第二时间至数字转换器依据所述反射脉冲信号来决定第二深度数据；以及
处理电路，耦接所述第一时间至数字转换器以及所述第二时间至数字转换器，并且用以将所述第二深度数据与所述第一深度数据进行相减，以取得真实深度数据。


2.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一时间至数字转换器在第一时间被启动，并且依据所述第一时间以及接收所述参考脉冲信号的第二时间来决定第一深度数据。


3.根据权利要求2所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第二时间至数字转换器在所述第一时间被启动，并且依据所述第一时间以及接收所述反射脉冲信号的第三时间来决定所述第二深度数据。


4.根据权利要求3所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第二时间介于所述第一时间以及所述第三时间之间。


5.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述驱动电路包括时序产生电路，并且所述驱动电路还耦接所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：印秉宏，王佳祥，
申请(专利权)人：广州印芯半导体技术有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44