飞行时间成像电路、飞行时间成像系统和飞行时间成像方法技术方案

本公开总体上涉及一种飞行时间成像电路，该飞行时间成像电路被配置为：控制一成像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，该组事件表示在成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在该组读出通道的第一读出通道中对该组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，第二检测在第一检测开始之后的预定时间开始，以检测事件子集。以检测事件子集。以检测事件子集。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行时间成像电路、飞行时间成像系统和飞行时间成像方法


[0001]本公开总体上涉及一种飞行时间成像电路、飞行时间成像系统和飞行时间成像方法。

技术介绍

[0002]通常，飞行时间系统是公知的。例如，在直接飞行时间(dToF)的情况下，(直接)测量光的往返延迟，即光从发射到检测所需的时间。
[0003]通常，在这种系统中，提供被配置为发射光脉冲的脉冲光源，并且测量该光脉冲的往返延迟。在测量之后，可以发射后续光脉冲，以用于后续测量。因此，可以发射统计上相当多的光脉冲，并且可以显著地确定距离。
[0004]尽管存在现有的飞行时间系统，但是通常希望提供一种飞行时间成像电路、飞行时间成像系统和飞行时间成像方法。

技术实现思路

[0005]根据第一方面，本公开提供了一种飞行时间成像电路，该飞行时间成像电路被配置为：控制成像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，该组事件表示在成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在该组读出通道的第一读出通道中对一组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，该第二检测在第一检测开始之后的预定时间开始，以检测事件子集。
[0006]根据第二方面，本公开提供了一种飞行时间成像系统，包括：光源；控制电路，被配置为控制光源发射一组光脉冲；以及飞行时间成像电路，被配置为：控制成像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，该组事件表示在成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在一组读出通道的第一读出通道中对该组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，第二检测在第一检测之后的预定时间开始，以检测事件子集。
[0007]根据第三方面，本公开提供了一种飞行时间成像方法，包括：控制成像元件的一组读出通道，以用于一组事件，该组事件获得表示在成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在一组读出通道的第一读出通道中对该组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，第二检测在第一检测之后的预定时间开始，以检测事件子集。
[0008]在从属权利要求、以下描述和附图中阐述了进一步的方面。
附图说明
[0009]参考附图通过示例的方式解释实施例，其中：
[0010]图1描绘了根据本公开的飞行时间成像方法；
[0011]图2描绘了用图1的飞行时间成像方法生成的累积直方图；
[0012]图3描述了本领域公知的飞行时间成像方法；
[0013]图4以框图形式描绘了根据本公开的飞行时间成像方法的另一实施例；
[0014]图5以框图形式描绘了根据本公开的飞行时间成像系统；
[0015]图6示出了根据本公开的飞行时间成像系统的另一实施例；
[0016]图7以框图形式描绘了根据本公开的飞行时间成像系统；以及
[0017]图8以框图形式描述了公知本领域公知的飞行时间成像系统。
具体实施方式
[0018]在给出参考图1的实施例的详细描述之前，进行一般解释。
[0019]如上所述，直接飞行时间(dToF)系统是众所周知的。在可以被配置为相机的这种系统中，可以通过测量光的飞行时间来获得深度图，该光从相机发射到场景并在场景处反射，随后被检测到。
[0020]然而，已经认识到，在现有系统中，噪声可能太高，使得指示深度的峰值可能无法与结果信号中的噪声区分开。
[0021]这种噪声例如可以是基于活动光、环境光、系统噪声等的。
[0022]因此，在一些情况下，可以希望增加峰的高度或提高信噪比。
[0023]通常，可以设想包括多个子像素的宏像素(或超像素)阵列，每个子像素可以被配置为执行这样的测量。此外，光子计数单元可以被称为子像素。
[0024]然而，已经认识到，通过调整宏像素或每个子像素的读出，可以提高飞行时间测量的速度。
[0025]另一方面，通过增加速度，可以减少运动模糊。
[0026]例如，当ToF系统在两个帧的采集之间(即，在两次测量之间)移动时和/或当物体或场景移动时，可以产生运动模糊。
[0027]例如，当ToF系统集成在移动电话、手持相机等中时，可能是这种情况，使得该系统不是稳定的系统，并且无意的抖动可能是移动的基础。
[0028]此外，例如，在旋转和/或扫描LiDAR系统的情况下(例如，在汽车区域中)，可能存在有意的移动，这可以用于增加LiDAR系统的视场。
[0029]因此，在一些情况下，可以希望减少两帧之间的时间，从而可以减少运动模糊。
[0030]此外，在一些情况下，可以希望减少运动模糊的影响。在现有系统中，每个宏像素的直方图通常在累积的直方图中混合。然而，这可能导致所得深度信息的恶化，因为每个宏像素的深度信息可能不同于另一个宏像素，因为例如场景的不同视场可能由每个宏像素成像。
[0031]此外，合并不同宏像素的直方图通常是时间低效的，并且用于补偿运动模糊的后处理可能需要大量的处理/计算能力(因此也需要大量的能量)，因为对于这种后处理，运动传感器的信息可以用于确定不同宏像素在不同时刻的相应位置。
[0032]因此，已经认识到，在一些情况下，可以希望在飞行时间成像系统中提供有效的运动鲁棒性。
[0033]还已经认识到，在一些情况下，可以希望优化深度图采集。
[0034]此外，已经认识到，在一些情况下，可以希望不增加飞行时间成像系统的成本，可能由于提供额外的硬件而增加该成本。
[0035]因此，一些实施例涉及飞行时间成像电路，该飞行时间成像电路被配置为：控制成
像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，该组事件表示在成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在一组读出通道的第一读出通道中对一组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，第二检测在第一检测开始之后的预定时间开始，以用于检测事件子集。
[0036]飞行时间成像电路可以是被配置为处理飞行时间信号的任何电路，例如，中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)、现场可编程门阵列(FPGA)等，其中，多个命名的元件也可以耦接，以形成根据本公开的飞行时间成像电路。
[0037]该组(即至少两个)读出通道可以由时间数字转换器(TDC)配置，每个TDC可以耦接到成像元件的栅极(或多个栅极)，其中，本公开不限于TDC的情况，因为可以设想用于读出飞行时间信号的任何电路。
[0038]该组读出通道可以提供给成像元件，即(松散地)耦接到成像元件，使得该组读出通道不包括在成像元件中，而在其他实施例中，该组读出通道可以包括在成像元件中。在一些实施例中，读出通道的子集可以包括在成像元件中，其中，另一个子集可以不包括在成像元件中。
[0039]成像元件可以基于公知的成像技术，例如，互补金属氧化物半导体(CMOS)、电荷耦合器件(CCD)，并且可以包括至少一个单光子雪崩二极管(SPAD)，使得可以进行事件的检测，这将在下面进一步讨论。
[0040]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种飞行时间成像电路，被配置为：控制一成像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，所述一组事件表示在所述成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在所述一组读出通道的第一读出通道中对所述一组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，所述第二检测在所述第一检测开始之后的预定时间开始，以检测事件子集。2.根据权利要求1所述的飞行时间成像电路，进一步被配置为：在所述第二检测中检测所述事件子集。3.根据权利要求2所述的飞行时间成像电路，进一步被配置为：将所述第一检测的所述一组事件和所述第二检测的所述事件子集累积在同一直方图中。4.根据权利要求3所述的飞行时间成像电路，进一步被配置为：针对所述第一检测和所述第二检测同时更新多个存储箱，以累积所述第一检测的所述一组事件和所述第二检测的所述事件子集。5.根据权利要求1所述的飞行时间成像电路，其中，所述一组光脉冲中的第一光脉冲与第二光脉冲之间的照明时间间隔与所述预定时间相对应。6.根据权利要求1所述的飞行时间成像电路，其中，所述成像元件包括一组成像子元件。7.根据权利要求6所述的飞行时间成像电路，其中，所述一组成像子元件的数量与所述一组读出通道的数量相对应。8.一种飞行时间成像系统，包括：光源；控制电路，被配置为控制所述光源发射一组光脉冲；以及飞行时间成像电路，被配置为：控制一成像元件的一组读出通道，以用于获得一组事件，所述一组事件表示在所述成像元件中捕捉到一组光脉冲，其中，该控制包括：在所述一组读出通道的第一读出通道中对所述一组事件的第一检测；以及在第二读出通道中的第二检测，其中，所述第二检测在所述第一检测之后的预定时间开始，以检测事件子集。9.根据权利要求8所述的飞行时间成像系统，进一步被配置为：在所述第二检测中检测所述事件子集。10.根据权利要求9所述的飞行时间成像系统，进一步被配置为：将所述第一检测的所述一组...

【专利技术属性】
技术研发人员：曼努埃尔，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：