飞行时间传感器像素电路、飞行时间传感器及其工作方法技术

一种飞行时间传感器像素电路、飞行时间传感器及其工作方法，属于传感器领域，通过第一光电转换元接收第一调制光波以产生第一电荷；第一调制光波基于光源发射电路发送并经目标物体反射至所述第一光电转换元件；第二光电转换元件接收第二调制光波以产生第二电荷；第二调制光波基于光源发射电路发送并经目标物体反射至第二光电转换元件；光电电路当环境光强度小于等于阈值时，调制第一电荷以输出第一传感信号，当环境光强度大于阈值时，调制第二电荷以输出第二传感信号；其中，基于第一传感信号或者第二传感信号获取飞行时间；满足不同应用场景的不同需求，改善了强背景光环境下像素采集调制光波相位信号的能力，改善了传感器的测距精确度，提高了传感器的整体性能。提高了传感器的整体性能。提高了传感器的整体性能。

【技术实现步骤摘要】
飞行时间传感器像素电路、飞行时间传感器及其工作方法


[0001]本申请属于传感器领域，尤其涉及一种飞行时间传感器像素电路、飞行时间传感器及其工作方法。

技术介绍

[0002]飞行时间传感器是一种测距设备的重要部分，能够捕获目标物体的三维(Three Dimensional，3D)距离信息，获得3D图像；广泛应用在行为分析、监控、汽车自动驾驶、人工智能、机器视觉感知和图像3D增强等领域。飞行时间传感器，采用飞行时间法，测量光脉冲从光源发射端到目标物体反射后，再到传感器接收端的光的旅行时间，从而确定目标物体的距离信息。飞行时间传感器可以采用直接的方法获得光的旅行时间，也可以采用间接的方法获得光的旅行时间，间接方法是指记录光脉冲从发射到接收时间段的相位差，进而计算出光的旅行时间。
[0003]飞行时间传感器一般包括光源发射模块和光源感知模块。光源发射模块用于发射特定频率的正弦波或脉冲方波，称为调制光波；光源感知模块，记录光发射到光接收时间段的相位差，进而计算出被测物体的距离信息。光源感知模块包含有感光像素。感光像素，采用间接方法获得时间数据，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种飞行时间传感器像素电路，其特征在于，包括：第一光电转换元件，配置为接收第一调制光波以产生第一电荷；所述第一调制光波基于光源发射电路发送并经目标物体反射至所述第一光电转换元件；第二光电转换元件，配置为接收第二调制光波以产生第二电荷；所述第二调制光波基于光源发射电路发送并经目标物体反射至所述第二光电转换元件；光电电路，与所述第一光电转换元件和所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，调制所述第一电荷以输出第一传感信号，当所述环境光强度大于所述阈值时，调制所述第二电荷以输出第二传感信号；其中，基于所述第一传感信号或者第二传感信号获取飞行时间；所述第一光电转换元件的感光灵敏度大于所述第二光电转换元件的感光灵敏度。2.如权利要求1所述的飞行时间传感器像素电路，其特征在于，所述光电电路包括：第一电门电路，与所述第一光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，根据第一电荷输入信号传输所述第一调制光波的第一相位对应的所述第一电荷，根据第二电荷输入信号传输所述第一调制光波的第二相位对应的所述第一电荷，根据第三电荷输入信号传输所述第一调制光波的第三相位对应的所述第一电荷，根据第四电荷输入信号传输所述第一调制光波的第四相位对应的所述第一电荷；第二电门电路，与所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度大于阈值时，根据第五电荷输入信号传输所述第二调制光波的第一相位对应的所述第二电荷，根据第六电荷输入信号传输所述第二调制光波的第二相位对应的所述第二电荷，根据第七电荷输入信号传输所述第二调制光波的第三相位对应的所述第二电荷，根据第八电荷输入信号传输所述第二调制光波的第四相位对应的所述第二电荷；电荷存储电路，与所述第一电门和所述第二电门连接，配置为调制所述第一调制光波的第一相位对应的所述第一电荷以生成第一积分电荷信号，调制所述第一调制光波的第二相位对应的所述第一电荷以生成第二积分电荷信号，调制所述第一调制光波的第三相位对应的所述第一电荷以生成第三积分电荷信号，调制所述第一调制光波的第四相位对应的所述第一电荷以生成第四积分电荷信号；或者所述电荷存储电路配置为调制所述第二调制光波的第一相位对应的所述第二电荷以生成第五积分电荷信号，调制所述第二调制光波的第二相位对应的所述第二电荷以生成第六积分电荷信号，调制所述第二调制光波的第三相位对应的所述第二电荷以生成第七积分电荷信号，调制所述第二调制光波的第四相位对应的所述第二电荷以生成第八积分电荷信号；信号输出电路，与所述电荷存储电路连接，配置为根据所述第一积分电荷信号输出第一光电信号以得到第一计算信号，根据所述第二积分电荷信号输出第二光电信号以得到第二计算信号，根据所述第三积分电荷信号输出第三光电信号以得到第三计算信号，根据所述第四积分电荷信号输出第四光电信号以得到第四计算信号；或者所述信号输出电路配置为根据所述第五积分电荷信号输出第五光电信号以得到第五计算信号，根据所述第六积分电荷信号输出第六光电信号以得到第六计算信号，根据所述第七积分电荷信号输出第七光电信号以得到第七计算信号，根据所述第八积分电荷信号输出第八光电信号以得到第八计算信号；
所述第一传感信号包括所述第一计算信号、所述第二计算信号、所述第三计算信号及所述第四计算信号；所述第二传感信号包括所述第五计算信号、所述第六计算信号、所述第七计算信号及所述第八计算信号。3.如权利要求1所述的飞行时间传感器像素电路，其特征在于，所述光电电路包括：第一电门组件，与所述第一光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，根据第一电荷输入信号传输所述第一调制光波的第一相位对应的所述第一电荷，根据第二电荷输入信号传输所述第一调制光波的第二相位对应的所述第一电荷；第二电门组件，与所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度大于阈值时，根据第五电荷输入信号传输所述第二调制光波的第一相位对应的所述第二电荷，根据第六电荷输入信号传输所述第二调制光波的第二相位对应的所述第二电荷；第三电门组件，与所述第一光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，根据第三电荷输入信号传输所述第一调制光波的第三相位对应的所述第一电荷，根据第四电荷输入信号传输所述第一调制光波的第四相位对应的所述第一电荷；第四电门组件，与所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度大于阈值时，根据第七电荷输入信号传输所述第二调制光波的第三相位对应的所述第二电荷，根据第八电荷输入信号传输所述第二调制光波的第四相位对应的所述第二电荷；第一电荷存储组件，与所述第一电门组件和所述第二电门组件连接，配置为调制所述第一调制光波的第一相位对应的所述第一电荷以生成第一积分电荷信号，调制所述第一调制光波的第二相位对应的所述第一电荷以生成第二积分电荷信号；或者第一所述电荷存储组件配置为调制所述第二调制光波的第一相位对应的所述第二电荷以生成第五积分电荷信号，调制所述第二调制光波的第二相位对应的所述第二电荷以生成第六积分电荷信号；第二电荷存储组件，与所述第三电门组件和所述第四电门组件连接，配置为调制所述第一调制光波的第三相位对应的所述第一电荷以生成第三积分电荷信号，调制所述第一调制光波的第四相位对应的所述第一电荷以生成第四积分电荷信号；或者所述第二电荷存储组件配置为调制所述第二调制光波的第三相位对应的所述第二电荷以生成第七积分电荷信号，调制所述第二调制光波的第四相位对应的所述第二电荷以生成第八积分电荷信号；第一信号输出组件，与所述第一电荷存储组件连接，配置为根据所述第一积分电荷信号输出第一光电信号以得到第一计算信号，根据所述第二积分电荷信号输出第二光电信号以得到第二计算信号；或者所述第一信号输出组件配置为根据所述第五积分电荷信号输出第五光电信号以得到第五计算信号，根据所述第六积分电荷信号输出第六光电信号以得到第六计算信号。第二信号输出组件，与所述第二电荷存储组件连接，配置为根据所述第三积分电荷信号输出第三光电信号以得到第三计算信号，根据所述第四积分电荷信号输出第四光电信号以得到第四计算信号；或者所述第二信号输出组件配置为根据所述第七积分电荷信号输出第七光电信号以得到第七计算信号，根据所述第八积分电荷信号输出第八光电信号以得到第八计算信号；
所述第一传感信号包括所述第一计算信号、所述第二计算信号、所述第三计算信号及所述第四计算信号；所述第二传感信号包括所述第五计算信号、所述第六计算信号、所述第七计算信号及所述第八计算信号。4.如权利要求1所述的飞行时间传感器像素电路，其特征在于，所述光电电路包括：第一电门单元，与所述第一光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，根据第一电荷输入信号传输所述第一调制光波的第一相位对应的所述第一电荷，第二电门单元，与所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度大于阈值时，根据第五电荷输入信号传输所述第二调制光波的第一相位对应的所述第二电荷，第三电门单元，与所述第一光电转换元件连接，配置为当环境光强度小于等于阈值时，根据第二电荷输入信号传输所述第一调制光波的第二相位对应的所述第一电荷，第四电门单元，与所述第二光电转换元件连接，配置为当环境光强度大于阈值时，根据第六电荷输入信号传输所述第二调制光波的...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭同辉，
申请(专利权)人：思特威上海电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：