[实用新型]一种距离测量系统

说明书

本实用新型提供一种距离测量系统，包括：发射器，包括由多个光源组成的光源阵列，用于向目标区域发射脉冲光束；采集器，包括由多个超像素组成的像素阵列，用于接收经所述目标区域反射回的所述脉冲光束中的光子形成的光子信号；其中，所述超像素包括第一合像素和第二合像素，所述第一合像素用于接收所述目标区域中近距的目标物体反射回的所述脉冲光束中的光子形成的光子信号，所述第一合像素上设置衰减片；控制和处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，根据所述光子信号计算所述脉冲光束从发射到接收的飞行时间。提升对于远距目标的测量精度同时可以减小近距目标产生的pile_up效应。

技术领域

本实用新型涉及测距技术领域，尤其涉及一种距离测量系统。

背景技术

利用飞行时间原理(TOF，Time of Flight)可以对目标进行距离测量以获取包含目标的深度值的深度图像，而基于飞行时间原理的距离测量系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。基于飞行时间原理的距离测量系统通常包括发射器和采集器，利用发射器发射脉冲光束照射目标视场并利用采集器采集反射光束，计算光束由发射到反射接收所需要的时间来计算物体的距离。

目前基于飞行时间原理的距离测量系统中发射器包括像素阵列，特别是包括单光子雪崩光电二极管(SPAD)的像素阵列，当发射光束中的一个光子入射到SPAD时，即可触发雪崩事件输出信号用于记录光子到达SPAD的时间，基于此计算光束从发射到接收所需要的时间。但是由于SPAD接收一个光子后需要等待一个死区时间(deadtime)再接收下一个光子，这样对于死区时间内的多个光子最多只能接收一个光子。对于距离较近的物体、高反射率的物体或者强环境光的情况下，大量的光子在更早的时间入射到SPAD中使其饱和，而使SPAD不能检测随后入射的光子，导致在直方图电路中绘制的脉冲波形异常，无法确定光脉冲的接收时间，从而难以确定目标物体的距离。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本实用新型的构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本实用新型为了解决现有的问题，提供一种距离测量系统。

为了解决上述问题，本实用新型采用的技术方案如下所述：

一种距离测量系统，包括：发射器，包括由多个光源组成的光源阵列，用于向目标区域发射脉冲光束；采集器，包括由多个超像素组成的像素阵列，用于接收经所述目标区域反射回的所述脉冲光束中的光子形成的光子信号；其中，所述超像素包括第一合像素和第二合像素，所述第一合像素用于接收所述目标区域中近距的目标物体反射回的所述脉冲光束中的光子形成的光子信号，所述第一合像素上设置衰减片；控制和处理电路，与所述发射器以及所述采集器连接，根据所述光子信号计算所述脉冲光束从发射到接收的飞行时间。

在本实用新型的一种实施例中，所述发射器与所述采集器离轴配置。所述像素阵列的采集视场与所述光源阵列的投射视场相匹配。所述第一合像素和所述第二合像素中包含的像素数量是不相同的。所述像素阵列由单光子雪崩光电二极管组成。所述超像素的数量与所述采集器单次测量所采集到的斑点光束的数量相同。

在本实用新型的再一种实施例中，所述超像素与读出电路连接，所述读出电路包括TDC电路和直方图电路。所述读出电路包括多个所述TDC电路和所述直方图电路。所述发射器还包括发射光学元件，用于接收来自所述光源阵列的光束并整形后投射到所述目标区域。所述采集器还包括过滤单元和接收光学元件；所述接收光学元件用于接收所述目标区域反射回的至少部分所述脉冲光束并引导到所述像素阵列；所述过滤单元，设置在所述接收光学元件和所述像素阵列之间，用于滤除背景光或杂散光。

本实用新型的有益效果为：提供一种距离测量系统，通过在采集近距目标反射光束的第一合像素上设置衰减片，可以调控像素阵列的PDE为较高的PDE，提升对于远距目标的测量精度同时可以减小近距目标产生的pile_up效应。