飞时测距装置以及飞时测距方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种飞时测距装置以及飞时测距方法。处理电路驱动发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且感测单元接收并积分感测目标的第一反射光脉冲，以使处理电路经由读出电路读出感测目标的图像参数。处理电路驱动发光模块发射第二光脉冲至感测目标，并且感测单元接收感测目标的第二反射光脉冲，以使处理电路依据读出电路读出感测单元的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标与飞时测距装置之间的距离参数。处理电路依据图像参数以及查找表取得感测目标的反射率，并且依据反射率校正距离参数以取得感测目标的经校正的距离参数。

【技术实现步骤摘要】
飞时测距装置以及飞时测距方法
本专利技术涉及一种感测技术，尤其涉及一种飞时测距装置以及飞时测距方法。
技术介绍
飞时测距(Time-of-Flight，ToF)电路的读出电路中，例如模拟至数字转换器(Analog-to-DigitalConverter，ADC)电路，通常会通过比较器来读出像素所感测到的反射光脉冲而提供的脉冲信号。对此，由于比较器的反向输入端以及非反相输入端之间的过驱电压(overdrive)大小随着输入的脉冲信号的脉冲强度改变，而会产生不同的比较器延迟(comparatordelay)。因此，导致像素所提供的脉冲信号在输入至比较器时，比较器所输出用于计算时间差的输出信号会随着脉冲信号的脉冲强度而产生不同程度的延迟。然而，物体表面的反射率会影响反射光脉冲的光强度，进而影响像素所提供的脉冲信号的脉冲强度。举例而言，若脉冲信号越强(反射率越高)，则比较器延迟越短。反之，若脉冲信号越弱(反射率越低)，则比较器延迟越长。换言之，一般应用于短距离的飞时测距电路的测距结果较容易受到感测目标的物体表面的反射率影响，而产生不同的比较器延迟，因此导致测距结果不精确。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以及飞时测距方法，可提供精准的飞时测距功能。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处理电路、发光模块、读出电路以及感测单元。发光模块耦接处理电路。读出电路耦接处理电路。感测单元耦接读出电路。在第一感测操作中，处理电路驱动发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且感测单元接收并积分感测目标的第一反射光脉冲，以使处理电路经由读出电路读出感测目标的图像参数。在第二感测操作中，处理电路驱动发光模块发射第二光脉冲至感测目标，并且感测单元接收感测目标的第二反射光脉冲，以使处理电路依据读出电路读出感测单元的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标与飞时测距装置之间的距离参数。处理电路依据图像参数以及查找表取得感测目标的反射率，并且依据反射率校正距离参数以取得感测目标的经校正的距离参数。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：在第一感测操作中，驱动发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且通过感测单元接收并积分感测目标的第一反射光脉冲，以经由读出电路读出感测目标的图像参数；在第二感测操作中，驱动发光模块发射第二光脉冲至感测目标，并且通过感测单元接收感测目标的第二反射光脉冲，以依据读出电路读出感测单元的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标与飞时测距装置之间的距离参数；依据图像参数以及查找表取得感测目标的反射率参数；以及依据反射率参数校正距离参数以取得感测目标的经校正的距离参数。基于上述，本专利技术的飞时测距装置以及飞时测距方法，可通过取得感测目标的反射率来校正飞时测距所感测到的感测目标的距离参数，以有效增加飞时测距的精准度。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感测单元以及读出电路的电路示意图；图3是本专利技术的图2实施例的第一感测操作的信号以及时序图；图4是本专利技术的图2实施例的第二感测操作的信号以及时序图；图5是本专利技术的一实施例的像素群组的示意图；图6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:处理电路；120:发光模块；130:感测单元；140:读出电路；150:内存；131:第一像素电路；132:第二像素电路；141:比较器；142:斜坡产生器；200:感测目标；500:像素群组；510～540:像素；C11、C12、C21、C22:电容器；P1、P2:光电二极管；tx1、tx2、sr1、sr2:开关；Vin1:第一输入端；Vin2:第二输入端；Vf1：第一参考电压；Vf2：第二参考电压；Vo:输出端；LP1:第一光脉冲；LP2:第一反射光脉冲；RLP1:第二光脉冲；RLP2:第二反射光脉冲；INTG:时序；ramp1:第一斜坡信号；t31、t32、t33、t34、t34_1、t34_2、t35、t36、t37、t38、t41、t42、t43、t44:时间；S610～S640: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包括处理电路110、发光模块120、感测单元130、读出电路140以及内存150。处理电路110耦接发光模块120、读出电路140以及内存150。感测单元130耦接读出电路140。在本实施例中，飞时测距装置100可通过发光模块120发射光脉冲(lightpulse)至感测目标200，并且可通过感测单元130接收感测目标200反射的反射光脉冲。飞时测距装置100的处理电路110可依据发光模块120发射光脉冲与感测单元130接收感测目标200反射的反射光脉冲之间的时间差来计算出感测目标200与飞时测距装置100之间的距离参数。并且，本实施例的飞时测距装置100可针对感测目标200的表面的反射率来校正前述推算出的距离参数，以提供精准的测距效果。在本实施例中，处理电路110可例如是中央处理单元(CentralProcessingUnit，CPU)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(Microprocessor)、数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuits，ASIC)、可程序化逻辑设备(ProgrammableLogicDevice，PLD)、其他类似处理装置或这些装置的组合。处理电路110可用于产生驱动信号、进行信号处理以及执行相关运算功能。此外，内存150可用于预先存储有本专利技术各实施例所述的查找表(Look-uptable)，并且供处理电路110读取的。在本实施例中，发光模块120可包括一个或多个激光光源，并且所述一个或多个激光光源可例如是脉冲光发射器或激光二极管(Laserdiode)，其中激光光源120可例如用以发射红外光(InfraredRadiation，IR)的光脉冲至感测目标200。在本实施例中，感测单元130可例如是互补式金属氧化物半导体图像传感器(CMOSImageSensor，CIS)。在本实施例中，感测单元130可包括数组排列的多个像素或多个像素群组，并且所述多个像素可各别包括用于接收或感测感测目标200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处理电路；/n发光模块，耦接所述处理电路；/n读出电路，耦接所述处理电路；以及/n感测单元，耦接所述读出电路，/n其中在第一感测操作中，所述处理电路驱动所述发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且所述感测单元接收并积分所述感测目标的第一反射光脉冲，以使所述处理电路经由所述读出电路读出所述感测目标的图像参数，/n其中在第二感测操作中，所述处理电路驱动所述发光模块发射第二光脉冲至所述感测目标，并且所述感测单元接收所述感测目标的第二反射光脉冲，以使所述处理电路依据所述读出电路读出所述感测单元的所述第二反射光脉冲的时间，来取得所述感测目标与所述飞时测距装置之间的距离参数，/n其中所述处理电路依据所述图像参数来查找查找表，以取得所述感测目标的反射率，并且依据所述反射率校正所述距离参数以取得所述感测目标的经校正的距离参数。/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：
处理电路；
发光模块，耦接所述处理电路；
读出电路，耦接所述处理电路；以及
感测单元，耦接所述读出电路，
其中在第一感测操作中，所述处理电路驱动所述发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且所述感测单元接收并积分所述感测目标的第一反射光脉冲，以使所述处理电路经由所述读出电路读出所述感测目标的图像参数，
其中在第二感测操作中，所述处理电路驱动所述发光模块发射第二光脉冲至所述感测目标，并且所述感测单元接收所述感测目标的第二反射光脉冲，以使所述处理电路依据所述读出电路读出所述感测单元的所述第二反射光脉冲的时间，来取得所述感测目标与所述飞时测距装置之间的距离参数，
其中所述处理电路依据所述图像参数来查找查找表，以取得所述感测目标的反射率，并且依据所述反射率校正所述距离参数以取得所述感测目标的经校正的距离参数。


2.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一光脉冲以及所述第二光脉冲具有相同的脉冲强度。


3.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述处理电路计算所述发光模块发射所述第二光脉冲与所述读出电路读出所述感测单元的所述第二反射光脉冲之间的时间差，以取得所述感测目标与所述飞时测距装置的所述距离参数。


4.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述读出电路包括：
比较器，包括第一输入端以及输出端，其中所述比较器电路的所述输出端耦接所述处理电路；以及
斜坡产生器，耦接所述比较器的所述第一输入端，并且用以在所述第一感测操作中提供第一斜坡信号至所述比较器的所述第一输入端。


5.根据权利要求4所述的飞时测距装置，其特征在于，所述比较器更包括第二输入端，并且所述比较器的所述第二输入端耦接参考电压。


6.根据权利要求5所述的飞时测距装置，其特征在于，所述感测单元包括第一像素电路以及第二像素电路，所述第一像素电路耦接所述比较器的所述第一输入端，所述第二像素电路耦接所述比较器的所述第二输入端，并且所述参考电压来自所述第二像素电路。


7.根据权利要求5所述的飞时测距装置，其特征在于，所述斜坡产生器耦接所述比较器的所述第二输入端，并且用以在所述第一感测操作中提供第二斜坡信号至所述比较器的所述第二输入端，其中所述第一斜坡信号与所述第二斜坡信号为反相。


8.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述感测单元通过像素数组中的多个光电二极管分时...

【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