飞时测距装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种飞时测距装置，适于进行间接飞时测距。飞时测距装置包括发光模块、第一感测像素、第二感测像素、差动读出电路及处理电路。发光模块发射光脉冲至一感测目标，以使感测目标反射一反射光脉冲。第一感测像素产生第一感测信号及第二感测信号。第二感测像素产生第三感测信号及第四感测信号。差动读出电路依据第一感测信号及第三感测信号来产生第一数字数据，并且依据第二感测信号及第四感测信号来产生第二数字数据。处理电路依据第一数字数据及第二数字数据来计算飞时测距装置与感测目标之间的距离。

【技术实现步骤摘要】
飞时测距装置
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。
技术介绍
一般的飞时测距装置在进行间接飞时测距的过程中，如背景光较强且背景光随着时间变化而非定值，则飞时测距装置将不易降低或消除在间接飞时测距的感测结果中的背景光的影响。虽然，一般的飞时测距装置可进行额外的背景光感测，来取得用于降低或消除在间接飞时测距的感测结果中的背景光的影响的背景信息，但由于一般的飞时测距装置进行背景光感测与进行测距感测之间的时间间隔较长，导致取到的背景信息无法有效地用于降低或消除在间接飞时测距的感测结果中的背景光的影响。此外，在背景光较强的情况下，一般的飞时测距装置会有动态范围(dynamicrange)不足的缺点。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适于进行间接飞时测距，可有效地感测飞时测距装置与感测目标之间的距离。根据本专利技术的实施例，本专利技术的飞时测距装置适于进行间接飞时测距。飞时测距装置包括发光模块、第一感测像素、第二感测像素、差动读出电路以及处理电路。发光模块用以发射光脉冲至一感测目标，以使感测目标反射一反射光脉冲。第一感测像素用以分别在第一图框期间中的第一周期以及第二图框期间中的第二周期进行感测，以分别产生第一感测信号以及第二感测信号。第二感测像素用以分别在第一图框期间中的第三周期以及该第二图框期间中的第四周期进行感测，以分别产生第三感测信号以及第四感测信号。差动读出电路耦接第一感测像素以及第二感测像素。差动读出电路用以在第一图框期间依据第一感测信号以及第三感测信号来产生第一数字数据，并且在第二图框期间依据第二感测信号以及第四感测信号来产生第二数字数据。处理电路耦接差动读出电路。处理电路用以依据第一数字数据以及第二数字数据来计算飞时测距装置与感测目标之间的距离。根据本专利技术的实施例，本专利技术的飞时测距装置适于进行间接飞时测距。飞时测距装置包括发光模块、第一感测像素、第二感测像素、第三感测像素、第四感测像素、差动读出电路以及处理电路。发光模块用以发射光脉冲至感测目标，以使感测目标反射光脉冲。第一感测像素用以在一图框期间中的第一周期进行感测，以产生第一感测信号。第二感测像素用以在所述图框期间中的第二周期进行感测，以产生第二感测信号。第三感测像素用以在所述图框期间中的第三周期以进行感测，以产生第三感测信号。第四感测像素用以分别在所述图框期间中的第三周期进行感测，以产生第四感测信号。差动读出电路耦接第一至第四感测像素。差动读出电路用以在所述图框期间依据第一至第四感测信号来产生第一数字数据以及第二数字数据。处理电路耦接差动读出电路。处理电路用以依据第一数字数据以及第二数字数据来计算飞时测距装置与感测目标之间的距离。基于上述，本专利技术的飞时测距装置适于进行间接飞时测距，并且可通过不同的感测像素来分别进行反射光脉冲的感测以及背景光的感测，以通过间接飞时测距的计算取得飞时测距装置与感测目标之间的距离。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，并配合所附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示意图；图2是图1的一实施例的第一感测像素、第二感测像素以及差动读出电路的示意图；图3A是图2实施例的第一图框期间的时序图；图3B是图2实施例的第二图框期间的时序图；图4是图1的另一实施例的第一感测像素、第二感测像素以及差动读出电路的示意图；图5是本专利技术的一实施例的飞时测距装置的示意图；图6是图5实施例的一个图框期间的时序图。附图标记说明100、500:飞时测距装置；110、310、410、511:第一感测像素；120、320、420、512:第二感测像素；130、330、430:差动读出电路；140、540:发光模块；150、550:处理电路；200、600:感测目标；311、321、411、421:光电二极管；312、322、412、422:重置开关；313、323、413、423:读出开关；314、324、414、424:存储电容；315、325、415、425:重置开关；331:差动运算电路；332、533:模拟至数字转换电路；416、426:二极管；417、427:读出开关；521:第三感测像素；522:第四感测像素；531:第一差动运算电路；532:第二差动运算电路；LP:光脉冲；RLP:反射光脉冲；BL:背景光；PS:脉冲信号；S1、S1’:第一感测信号；S2、S2’:第二感测信号；S3、S3’:第三感测信号；S4、S4’:第四感测信号；D1、D1’:第一数字数据；D2、D2’:第二数字数据；Vf1:第一参考电压；Vf2:第二参考电压；PW1、PW1’:第一脉冲周期；PW2、PW2’:第二脉冲周期；P1、P1’:第一周期；P2、P2’:第二周期；P3、P3’:第三周期；P4:第四周期。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，相同组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示意图。参考图1，飞时测距装置100包括第一感测像素110、第二感测像素120、差动读出电路130、发光模块140以及处理电路150。差动读出电路130耦接第一感测像素110、第二感测像素120以及处理电路150。处理电路150耦接发光模块140。在本实施例中，处理电路150可例如包括数字信号处理器(DigitalSignalProcessor，DSP)、驱动器以及控制器等功能电路。处理电路150可输出脉冲信号PS至发光模块140，以驱动发光模块140发射光脉冲LP至感测目标200，以使感测目标200反射一反射光脉冲RLP。第一感测像素110用以进行间接飞时测距，以产生第一感测信号S1以及第二感测信号S2。第二感测像素120在第一感测像素110取得第一感测信号S1以及第二感测信号S2之后，进行感测，以依据背景光BL产生第三感测信号S3以及第四感测信号S4。在本实施例中，差动读出电路130通过第三感测信号S3来扣除第一感测信号S1当中的背景噪声，并且通过第四感测信号S4来扣除第二感测信号S2当中的背景噪声。差动读出电路130依据第一感测信号S1以及第三感测信号S3来产生第一数字数据D1，并且依据第二感测信号S2以及第四感测信号S4来产生第二数字数据D2。处理电路150可依第一数字数据D1以及第二数字数据D2来进行间接飞时测距的计算，以取得飞时测距装置100与感测目标200之间的距离。在本实施例中。发光模块140可包括一个或多个激光光源，并且所述一个或多个激光本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种飞时测距装置，其特征在于，适于进行间接飞时测距，其中所述飞时测距装置包括：/n发光模块，用以发射光脉冲至感测目标，以使所述感测目标反射反射光脉冲；/n第一感测像素，用以分别在第一图框期间中的第一周期以及第二图框期间中的第二周期进行感测，以分别产生第一感测信号以及第二感测信号；/n第二感测像素，用以分别在所述第一图框期间中的第三周期以及所述第二图框期间中的第四周期进行感测，以分别产生第三感测信号以及第四感测信号；/n差动读出电路，耦接所述第一感测像素以及所述第二感测像素，用以在所述第一图框期间依据所述第一感测信号以及所述第三感测信号来产生第一数字数据，并且在所述第二图框期间依据所述第二感测信号以及所述第四感测信号来产生第二数字数据；以及/n处理电路，耦接所述差动读出电路，并且用以依据所述第一数字数据以及所述第二数字数据来计算所述飞时测距装置与所述感测目标之间的距离。/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，适于进行间接飞时测距，其中所述飞时测距装置包括：
发光模块，用以发射光脉冲至感测目标，以使所述感测目标反射反射光脉冲；
第一感测像素，用以分别在第一图框期间中的第一周期以及第二图框期间中的第二周期进行感测，以分别产生第一感测信号以及第二感测信号；
第二感测像素，用以分别在所述第一图框期间中的第三周期以及所述第二图框期间中的第四周期进行感测，以分别产生第三感测信号以及第四感测信号；
差动读出电路，耦接所述第一感测像素以及所述第二感测像素，用以在所述第一图框期间依据所述第一感测信号以及所述第三感测信号来产生第一数字数据，并且在所述第二图框期间依据所述第二感测信号以及所述第四感测信号来产生第二数字数据；以及
处理电路，耦接所述差动读出电路，并且用以依据所述第一数字数据以及所述第二数字数据来计算所述飞时测距装置与所述感测目标之间的距离。


2.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一周期与所述光脉冲的第一脉冲周期同步。


3.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一周期与所述第三周期具有相同的周期长度，并且所述第二周期与所述第四周期具有相同的周期长度。


4.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第三周期与所述反射光脉冲的第二脉冲周期为非重叠，并且所述第四周期与所述反射光脉冲的所述第二脉冲周期为非重叠，其中所述第三感测信号以及所述第四感测信号分别为背景信号。


5.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述差动读出电路包括差动运算电路，并且所述差动运算电路的第一输入端耦接所述第一感测像素，所述差动运算电路的第二输入端耦接所述第二感测像素，其中所述差动运算电路用以在所述第一图框期间将所述第一感测信号与所述第三感测信号相减，以输出第一差动信号，并且所述差动运算电路用以在所述第二图框期间将所述第二感测信号与所述第四感测信号相减，以输出第二差动信号。


6.根据权利要求5所述的飞时测距装置，其特征在于，所述差动读出电路还包括模拟至数字转换电路，所述模拟至数字转换电路耦接所述差动运算电路，并且所述模拟至数字转换电路用以在所述第一图框期间将所述第一差动信号转换为所述第一数字信号，并且所述模拟至数字转换电路用以在所述第二图框期间将所述第二差动信号转换为所述第二数字信号。


7.根据权利要求1所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一感测像素以及所述第二感测像素分别包括：
光电二极管，其中所述光电二极管的第一端耦接第一参考电压；
第一重置开关，其中所述第一重置开关的第一端耦接第二参考电压，并且所述第一重置开关的第二端耦接所述光电二极管的第二端；
第一读出开关，其中所述第一读出开关的第一端耦接所述光电二极管的所述第二端；
存储电容，其中所述存储电容的第一端耦接所述第一参考电压，并且所述存储电容的第二端耦接所述第一读出开关的第二端以及所述差动读出电路；以及
第二重置开关，其中所述第二重置开关的第一端耦接第三参考电压，并且所述第二重置开关的第二端耦接所述存储电容的所述第二端。


8.根据权利要求7所述的飞时测距装置，其特征在于，所述存储电容的电荷满载量大于所述光电二极管的电荷满载量。


9.根据权利要求7所述的飞时测距装置，其特征在于，所述第一感测像素以及所述第二感测像素更分别包括：
二极管，其中所述二极管的第一端耦接所述第一参考电压，并且所述二极管的第二端耦接所述第一读出开关的所述第一端；以及
第二读出开关，其中所述第二读出开关的第一端耦接所述光电二极管的所述第二端，并且所述第二读出开关的第二端耦接所述二极管的所述第二端以及所述第一读出开关的所述第一端。


10.根据权利要求9所述的飞时测距装置，其特征在于，所述二极管的电荷满载量大于所述光电二极管的电荷满...

【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