光学感测设备及其测量方法及电子设备技术

本申请提供了一种光学感测设备，包括：发射器，发射光脉冲；接收器，包括多个像素，像素接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；TDC模块，计算电信号的时间间隔，并将时间间隔转换成时间戳；统计模块，基于时间戳在与时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据；纠错计算模块，当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据；信噪比运算模块，计算第二感测数据的信噪比并将信噪比与预设阈值进行比较；以及生成模块，根据第二感测数据和/或第一感测数据生成测量数据。本申请技术方案可以在测量过程中降低功耗。

【技术实现步骤摘要】
光学感测设备及其测量方法及电子设备
本申请实施例涉及传感器
，尤其涉及一种光学感测设备、光学感测设备的测量方法、感测设备、以及电子设备。
技术介绍
飞行时间（TOF）可以用于测量物体、粒子、或者波在介质中行进一段距离所需要的时间。应用飞行时间的传感器可以对场景中的对象的深度进行测量。进一步地，飞行时间传感器可以对图像的每个像素的深度进行测量。相比于二维成像器的像素而言，飞行时间传感器的像素可能更加复杂，也可能更大。因此，飞行时间传感器可能需要更大的芯片面积、更大的光学元件、以及更大体积的相机来实现，这可能导致更高的成本。
技术实现思路
本申请提供了一种光学感测设备、光学感测设备的测量方法、感测设备、以及电子设备，可以在测量过程中降低光学感测设备的功耗。第一方面，本申请实施例提供一种光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备包括：发射器，经配置发射光脉冲；接收器，包括多个像素，所述像素用于接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；TDC模块，用于计算所述电信号的时间间隔，并将所述时间间隔转换成时间戳；统计模块，基于所述时间戳在与所述时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据；第一内存，用于存储所述各像素的第一感测数据；纠错计算模块，用于当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，所述总测量周期包含多段预设测量周期，所述预设测量周期包括多个光脉冲周期；第二内存，用于存储所述第二感测数据；信噪比运算模块，用于计算所述第二感测数据的信噪比并将所述信噪比与预设阈值进行比较；当所述信噪比与所述预设阈值相匹配时，所述信噪比运算模块还用于输出停止指令以控制所述发射器停止发射光脉冲；以及生成模块，用于当所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值相匹配时，根据所述第二感测数据和/或所述第一感测数据生成测量数据。可选地，当所述总测量周期结束且所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值不匹配时，所述生成模块还用于根据所述第二感测数据或者所述第一感测数据生成测量数据。可选地，所述信噪比运算模块包括：信噪比计算模块，用于根据所述第二感测数据计算出对应的像素的信噪比；以及比较模块，用于比较所述信噪比与所述预设阈值的大小以得到所述信噪比与所述预设阈值是否相匹配。可选地，当所述信噪比与所述预设阈值不匹配时，所述发射器继续发射光脉冲。可选地，所述信噪比运算模块还用于检测所述总测量周期是否结束，并当总测量周期结束时控制所述发射器停止发射光脉冲。可选地，所述光学感测设备为单点飞行时间传感器。可选地，所述第二内存的大小与所述第一内存的大小相同，所述纠错计算模块对所述第一内存中全部像素的第一感测数据进行纠错运算；当所述第二感测数据与所述预设阈值相匹配时，所述生成模块根据所述第二感测数据生成测量数据。可选地，所述第二内存的大小小于所述第一内存的大小，所述纠错计算模块对所述第一内存中部分像素的第一感测数据进行纠错运算；当所述第二感测数据与所述预设阈值相匹配时，所述生成模块根据所述第二感测数据和另一部分像素的第一感测数据生成测量数据。可选地，所述光学感测设备还包括分块模块和第一选择模块，所述分块模块用于将全部像素根据预设规则划分为若干大小相同的像素点阵；所述第一选择模块用于从每一所述像素点阵的相同位置中选取一个像素得到测试像素；其中，所述测试像素对应的第一感测数据为由所述纠错计算模块进行纠错运算的部分像素的第一感测数据。可选地，所述光学感测设备还包括第二选择模块，所述总测量周期还包括测试测量周期，测试测量周期在多段预设测量周期开始之前，所述信噪比运算模块还用于当测试测量周期结束时，根据所述第一内存中的各像素的第一感测数据计算出各像素的信噪比；所述第二选择模块用于根据各像素的信噪比从各像素中选择出一个或者多个像素作为测试像素；其中，所述测试像素对应的第一感测数据为由所述纠错计算模块进行纠错运算的部分像素的第一感测数据。可选地，所述光学感测设备为阵列飞行时间传感器。可选地，所述纠错计算模块对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据具体包括：所述纠错计算模块根据预设公式对所述第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，其中，所述预设公式为：，其中，表示所述光脉冲周期的周期数，表示所述第一感测数据中第个时间单元的光脉冲数，表示所述第二感测数据中第个时间单元的光脉冲数，表示所述第一感测数据中的第一个时间单元。可选地，所述统计模块为直方图电路，所述第一感测数据和所述第二感测数据均为直方图，所述时间单元与所述直方图的分箱相对应。可选地，所述像素包括一个或者多个像素单元，每个所述像素单元包含雪崩光电二极管。第二方面，本申请实施例提供一种电子设备，所述电子设备包括本体，所述电子设备还包括设置于所述本体的如上所述的光学感测设备。第三方面，本申请实施例提供一种光学感测设备的测量方法，其特征在于，所述光学感测设备包括多个像素、第一内存、以及第二内存，所述光学感测设备的测量方法包括：控制发射器开启以发射光脉冲；利用所述像素接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；利用TDC模块计算所述电信号的时间间隔，并将所述时间间隔转换成时间戳；基于所述时间戳在与所述时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据，所述第一感测数据存储于所述第一内存中；当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，所述第二感测数据存储于所述第二内存中，所述总测量周期包含多段预设测量周期，所述预设测量周期包括多个光脉冲周期；计算所述第二感测数据的信噪比并将所述信噪比与预设阈值进行比较；以及当所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值相匹配时，输出停止指令以控制所述发射器停止发射光脉冲，并根据所述第二感测数据和/或所述第一感测数据生成测量数据。可选地，所述光学感测设备的测量方法还包括：当所述总测量周期结束且所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值不匹配时，根据所述第二感测数据或者所述第一感测数据生成所述测量数据。可选地，计算所述第二感测数据的信噪比并将所述信噪比与预设阈值进行比较具体包括：根据所述第二感测数据计算出对应的像素的信噪比；以及比较所述信噪比与所述预设阈值的大小以得到所述信噪比与所述预设阈值是否相匹配。可选地，所述光学感测设备的测量方法还包括：当所述信噪比与所述预设阈值不匹配时，控制所述发射器继续发射光脉冲。可选地，所述光学感测设备的测量方法还包括：检测所述总测量周期是否结束；当所述总测量周期结束时，控制所述发射器停止发射光脉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备包括：/n发射器，经配置发射光脉冲；/n接收器，包括多个像素，所述像素用于接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；/nTDC模块，用于计算所述电信号的时间间隔，并将所述时间间隔转换成时间戳；/n统计模块，基于所述时间戳在与所述时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据；/n第一内存，用于存储所述各像素的第一感测数据；/n纠错计算模块，用于当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，所述总测量周期包含多段预设测量周期，所述预设测量周期包括多个光脉冲周期；/n第二内存，用于存储所述第二感测数据；/n信噪比运算模块，用于计算所述第二感测数据的信噪比并将所述信噪比与预设阈值进行比较；当所述信噪比与所述预设阈值相匹配时，所述信噪比运算模块还用于输出停止指令以控制所述发射器停止发射光脉冲；以及/n生成模块，用于当所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值相匹配时，根据所述第二感测数据和/或所述第一感测数据生成测量数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备包括：
发射器，经配置发射光脉冲；
接收器，包括多个像素，所述像素用于接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；
TDC模块，用于计算所述电信号的时间间隔，并将所述时间间隔转换成时间戳；
统计模块，基于所述时间戳在与所述时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据；
第一内存，用于存储所述各像素的第一感测数据；
纠错计算模块，用于当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，所述总测量周期包含多段预设测量周期，所述预设测量周期包括多个光脉冲周期；
第二内存，用于存储所述第二感测数据；
信噪比运算模块，用于计算所述第二感测数据的信噪比并将所述信噪比与预设阈值进行比较；当所述信噪比与所述预设阈值相匹配时，所述信噪比运算模块还用于输出停止指令以控制所述发射器停止发射光脉冲；以及
生成模块，用于当所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值相匹配时，根据所述第二感测数据和/或所述第一感测数据生成测量数据。


2.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，当所述总测量周期结束且所述第二感测数据的信噪比与所述预设阈值不匹配时，所述生成模块还用于根据所述第二感测数据或者所述第一感测数据生成测量数据。


3.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述信噪比运算模块包括：
信噪比计算模块，用于根据所述第二感测数据计算出对应的像素的信噪比；以及
比较模块，用于比较所述信噪比与所述预设阈值的大小以得到所述信噪比与所述预设阈值是否相匹配。


4.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，当所述信噪比与所述预设阈值不匹配时，所述发射器继续发射光脉冲。


5.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述信噪比运算模块还用于检测所述总测量周期是否结束，并当总测量周期结束时控制所述发射器停止发射光脉冲。


6.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备为单点飞行时间传感器。


7.如权利要求6所述的光学感测设备，其特征在于，所述第二内存的大小与所述第一内存的大小相同，所述纠错计算模块对所述第一内存中全部像素的第一感测数据进行纠错运算；当所述第二感测数据与所述预设阈值相匹配时，所述生成模块根据所述第二感测数据生成测量数据。


8.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述第二内存的大小小于所述第一内存的大小，所述纠错计算模块对所述第一内存中部分像素的第一感测数据进行纠错运算；当所述第二感测数据与所述预设阈值相匹配时，所述生成模块根据所述第二感测数据和另一部分像素的第一感测数据生成测量数据。


9.如权利要求8所述的光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备还包括分块模块和第一选择模块，所述分块模块用于将全部像素根据预设规则划分为若干大小相同的像素点阵；所述第一选择模块用于从每一所述像素点阵的相同位置中选取一个像素得到测试像素；其中，所述测试像素对应的第一感测数据为由所述纠错计算模块进行纠错运算的部分像素的第一感测数据。


10.如权利要求8所述的光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备还包括第二选择模块，所述总测量周期还包括测试测量周期，测试测量周期在多段预设测量周期开始之前，所述信噪比运算模块还用于当测试测量周期结束时，根据所述第一内存中的各像素的第一感测数据计算出各像素的信噪比；所述第二选择模块用于根据各像素的信噪比从各像素中选择出一个或者多个像素作为测试像素；其中，所述测试像素对应的第一感测数据为由所述纠错计算模块进行纠错运算的部分像素的第一感测数据。


11.如权利要求8所述的光学感测设备，其特征在于，所述光学感测设备为阵列飞行时间传感器。


12.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述纠错计算模块对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据具体包括：所述纠错计算模块根据预设公式对所述第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，其中，所述预设公式为：

，
其中，表示所述光脉冲周期的周期数，表示所述第一感测数据中第个时间单元的光脉冲数，表示所述第二感测数据中第个时间单元的光脉冲数，表示所述第一感测数据中的第一个时间单元。


13.如权利要求1所述的光学感测设备，其特征在于，所述统计模块为直方图电路，所述第一感测数据和所述第二感测数据均为直方图，所述时间单元与所述直方图的分箱相对应。


14.如权利要求6或11所述的光学感测设备，其特征在于，所述像素包括一个或者多个像素单元，每个所述像素单元包含雪崩光电二极管。


15.一种电子设备，所述电子设备包括本体，其特征在于，所述电子设备还包括设置于所述本体的如权利要求1至14中任一项所述的光学感测设备。


16.一种光学感测设备的测量方法，其特征在于，所述光学感测设备包括多个像素、第一内存、以及第二内存，所述光学感测设备的测量方法包括：
控制发射器开启以发射光脉冲；
利用所述像素接收发射的光脉冲被目标物体反射的光脉冲，并转换接收到的光脉冲为相应的电信号；
利用TDC模块计算所述电信号的时间间隔，并将所述时间间隔转换成时间戳；
基于所述时间戳在与所述时间戳相对应的时间单元上进行计数得到各像素的第一感测数据，所述第一感测数据存储于所述第一内存中；
当一段预设测量周期结束且总测量周期未结束时，对部分或者全部像素的第一感测数据进行纠错运算生成相应的第二感测数据，所述第二感测数据存储于所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：张耿立，
申请(专利权)人：深圳阜时科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44