[发明专利]校准飞行时间光学系统的光检测器

说明书

本发明公开了校准飞行时间光学系统的光检测器。本发明涉及用于校准飞行时间成像系统的系统和方法。该系统包括容纳光发射器、光转向装置以及光敏元件的壳体。该系统还包括壳体内壁上的光波导或反射元件。可以控制光转向装置以将来自光发射器的光束转向光波导。光波导或反射元件可以将来自壳体壁上的已知位置的光波导至光敏元件。

技术领域

本发明涉及用于校准光敏元件的系统和方法，并且更具体地涉及用于校准飞行时间(ToF)成像系统的系统和方法。

背景技术

光学系统可以被配置测量场景中的物体的深度。为了测量物体的深度，系统控制器可以将光转向装置置于空间中所期望的XY点。一旦所期望的XY点被寻址，系统控制器触发驱动光源的短脉冲的产生。同时该触发信号用于指示ToF测量的START。发出的光束将在空间中传播，直到它找到反射部分光线的障碍物。反射光可以通过光敏元件检测。

然后接收到的光被放大，向模拟前端(AFE)提供电脉冲馈入，使用快速比较器以最简单的形式确定接收到的脉冲何时超过确定的阈值，或者将接收到的脉冲与发出的信号相关联。

发明内容

本发明涉及用于校准飞行时间成像系统的系统和方法。该系统包括容纳光发射器、光转向装置和光敏元件的壳体。可以控制光转向装置将来自光发射器的光束引导至反射元件。该系统还可以包括在壳体的内壁上光波导或反射元件。光波导或反射元件可以将来自壳体壁上的已知位置的光引导至光敏元件或次级光敏元件。

实施例的方面针对光学头。光学头包括光发射器、光转向装置、配置以接收反射光的光敏元件，配置以将来自光转向装置的光引导或反射到光敏元件的内部光波导或反射元件以及处理电路的光学头，处理电路配置以至少部分地基于从内部光波导或反射元件引导或反射到光敏元件的光来校准光学头。

实施例的方面针对包括光学头的飞行时间成像系统。光学头包括光放射器、光转向装置、配置以接收反射光的光敏元件以及位于光学头的内壁上并且配置以将来自光转向装置的光反射到光敏元件的光波导。飞行时间成像系统包括：处理器，处理器配置以至少部分地基于在光敏元件处接收到的、来自光波导的光来校准光学头；和控制器，控制器配置以控制光转向装置以引导来自光发射器发射的光。

实施例的各方面针对用于校准成像系统的方法。该方法可以包括在第一时间接收来自光学头的内壁上的光波导或反射元件的校准光信号；在第二时间接收对应于源自光学头和从场景反射的光的物体光信号；以及至少部分地基于校准光信号延迟与由物体反射的信号的延迟之间的时间差来校准成像系统。

附图说明

图1是根据本发明的实施例，示例成像系统的示意图。

图2是根据本发明的实施例，示例性图像转向装置的示意图。

图3A是根据本发明的实施例，光学头的第一视图的示意图。

图3B是根据本发明的实施例，光学头的第二视图的示意图。

图3C是根据本发明的实施例，光学头的另一示例实施例的示意图。

图4是根据本发明的实施例，用于校准飞行时间成像系统的示例脉冲定时的示意图。

图5A是根据本发明的实施例，用于确定成像系统的延迟时间的处理流程图。

图5B是根据本发明的实施例，用于确定物体的距离的处理流程图。

图6是根据本发明的实施例，使用校准信号来监控成像系统的光转向装置的功能性的处理流程图。

具体实施方式