[发明专利]具有自稳定光学输出相位的飞行时间

说明书

本发明涉及具有自稳定光学输出相位的飞行时间。描述一种具有自稳定光输出相位且开销最小的飞行时间(ToF)发射机，其中发射机可以用作从设备，因为激光脉冲的相位和宽度可以由主ToF接收器控制，或者它可以用作主机，其中在同一芯片或配套芯片上产生激光控制脉冲。当ToF发射机用作从机并接收激光脉冲控制信号时，本公开的技术可以将接收路径和输入驱动器电路转换为延迟锁定环(DLL)的一部分。

技术领域

该文件通常涉及但不限于提供光检测和测距(LIDAR)的系统。

背景技术

飞行时间(ToF)是深度成像的一项重要技术，它发现了广泛的应用，包括增强现实、机器视觉、面部识别(例如Face ID、工业自动化和自动驾驶)。ToF传感器包括发射机和接收器。从概念上讲，ToF传感器在其发射机发出光脉冲时启动计时器，并在接收到来自物体的反射脉冲时停止计时器。根据脉冲进行往返所需的时间和光速，可以根据以下表达式计算对象的深度或距离信息：其中d可以代表从系统到被照物体的距离，t可以代表往返旅行时间，例如t_RECEIVE-t_EMIT，并且c可以代表光速。

发明内容

本公开尤其针对具有自稳定光学输出相位且开销最小的飞行时间(ToF)发射机，其中发射机可以用作从设备，因为激光脉冲的相位和宽度可以由主ToF接收器控制，或者它可以用作主机，其中在同一芯片或配套芯片上产生激光控制脉冲。当ToF发射机用作从机并接收激光脉冲控制信号时，本公开的技术可以将接收路径和输入驱动器电路转换为延迟锁定环(DLL)的一部分。

在一些方面，本公开涉及具有延迟锁定环(DLL)的飞行时间(ToF)发送器电路,该ToF发送器电路包括：具有核心驱动器电路的激光驱动器电路，所述激光驱动器电路耦合到接收器电路并被配置为响应于参考信号而触发激光二极管以产生光输出信号；和DLL电路，被配置为从所述激光驱动器电路中的节点接收代表所述光输出信号的电反馈信号，其中所述DLL电路被配置为将所述参考信号的相位锁定为所述反馈信号的相位。

在一些方面，本公开涉及一种操作飞行时间(ToF)发射机的方法，该方法包括：响应参考信号触发激光二极管以产生光输出信号；和使用延迟锁定环，将表示所述光输出信号的电反馈信号的相位从激光驱动器电路中的节点锁定到所述参考信号的相位。

在一些方面，本公开涉及具有延迟锁定环(DLL)的飞行时间(ToF)发送器电路，该ToF发送器电路包括：构件，用于响应参考信号触发激光二极管以产生光输出信号；和构件，用于将参考信号的相位锁定到表示来自用于触发的构件中的节点的光输出信号的电反馈信号的相位。

该概述旨在提供本专利申请的主题的概述。并不旨在提供本发明的排他性或详尽的解释。包括详细描述以提供关于本专利申请的更多信息。

附图说明

在不一定按比例绘制的附图中，相似的数字可以在不同的视图中描述相似的组件。具有不同字母后缀的相似数字可以表示相似组件的不同实例。附图通过示例而非限制的方式大体上示出了本文档中讨论的各种实施例。

图1是ToF传感器的示例的框图。

图2示出了激光脉冲控制脉冲和光输出脉冲的时序图的示例。

图3描绘了具有低压差分信号输入的ToF发射机的示例。

图4示出了激光脉冲控制脉冲和光输出脉冲的时序图的另一示例。

图5描绘了根据本公开的各种技术的在其信号链中使用DLL的ToF发射机的示例。

图6示出了激光脉冲控制脉冲和光输出脉冲的时序图的另一示例。

图7是光接收路径的光感测电路的示例。

图8是核心激光驱动器的示例，其包括可用于实现本公开的各种技术的复制路径。