[发明专利]飞行时间感测

说明书

一种飞行时间感测的方法，该方法包括使用源来发射辐射脉冲，以及使用布置为宏像素的光电检测器阵列来检测从对象反射的辐射。在来自宏像素的子帧输出期间，获得来自宏像素的光电检测器子集的输出，并且在来自宏像素的后续子帧输出期间，获得来自宏像素的不同光电检测器子集的输出。

技术领域

本公开涉及飞行时间感测的方法，并且涉及飞行时间传感器模块和飞行时间传感器系统。

背景技术

本公开涉及飞行时间感测的方法。飞行时间感测利用已知的光速来确定对象离传感器的距离。在一个示例中，从光源发射光脉冲(例如，处于红外波长)，并且检测从对象反射回传感器的光。源和传感器可以彼此相邻(例如，作为同一集成系统的一部分)。传感器和对象之间的距离是基于光脉冲发射和传感器检测到光脉冲之间经过的时间来确定的。

飞行时间传感器可以是包括光电检测器阵列的成像阵列。光电检测器例如可以是单光子雪崩光电二极管(或一些其他形式的光电检测器)。许多光脉冲可以由合适的脉冲照明器发射，并由飞行时间传感器检测。成像阵列可以基于检测到的光子及其到达时间提供“深度图”，该深度图以图像的形式指示对象到传感器的测量距离。

光电检测器和相关联的电子器件可以被布置为宏像素，每个宏像素由N个光电检测器(例如，16个光电检测器)构成。每个宏像素可以具有接收和处理来自该宏像素的光电检测器的输出的相关联的电子器件。多个宏像素可以布置在一起以形成飞行时间传感器的成像阵列。

在传统布置中，宏像素的光电检测器可以被复用。也就是说，来自宏像素的第一光电检测器的输出可以由传感器电子器件监测和处理，然后来自宏像素的第二光电检测器的输出可以被监测和处理，然后来自宏像素的第三光电检测器的输出，等等。例如，在宏像素中可以有十六个光电检测器。当已经监测和处理了来自第十六光电检测器的输出时，可以再次监测和处理来自第一光电检测器的输出，等等。这种布置的缺点是帧速率(即刷新宏像素输出的速率)相对较低。

在另一种传统的布置中，可以并行监测来自宏像素的所有光电检测器的输出，并且处理它们，就好像它们是单个光电检测器一样。也就是说，提供输出的特定光电检测器的标识是未知的，而是，输出仅仅被标识为来自宏像素。在这样做的情况下，可以提供更高的帧速率。但是，输出的空间分辨率会降低。

因此，本公开的目的是提供一种飞行时间感测方法，该方法解决了上述一个或多个问题，或者至少提供了有用的替代方案。

发明内容

总的来说，本公开提出通过对宏像素的每个输出帧使用光电检测器子集来克服上述问题。

根据本公开的第一方面，提供了一种飞行时间感测的方法，该方法包括使用源来发射辐射脉冲，以及使用布置为宏像素的光电检测器阵列来检测从对象反射的辐射，其中在来自宏像素的子帧输出期间，获得来自宏像素的光电检测器子集的输出，并且来自在宏像素的后续子帧输出期间，获得来自宏像素的不同光电检测器子集的输出。

因为光电检测器子集用于每个子帧输出，所以增加了帧速率。帧速率可以例如增加四倍或更多倍(例如对于由十六个光电检测器构成的宏像素)。因为每个子帧输出使用不同的光电检测器子集，所以空间分辨率不会降低到如果将所有光电检测器的输出组合在一起(如传统那样)会看到的程度。

宏像素可以是其输出可以用于形成深度图(表示到对象的距离的图像)的宏像素阵列中的一个。

构成光电检测器子集的光电检测器可以分布在宏像素上。

构成光电检测器子集的光电检测器可以是伪随机分布。

构成光电检测器子集的光电检测器的标识可以存储在与宏像素相关联的存储器中。该存储器可以被称为控制存储器。

构成光电检测器子集的光电检测器可以是单独的光电检测器。这些光电检测器可以分布在宏像素中。换句话说，它们可以不作为2×2组或类似组来提供。