[发明专利]飞行时间感测方法

说明书

一种飞行时间感测的方法。该方法包括使用发射器发射辐射脉冲以及使用光电检测器的阵列检测从对象反射的辐射。对于阵列的给定光电检测器组，该方法基于辐射的测量飞行时间来确定是使用其中来自该组的各个光电检测器的输出被组合在一起的第一操作模式还是使用其中来自各个光电检测器的输出被单独处理的第二操作模式。光电检测器的阵列包括多光电检测器组。一个或多个光电检测器组在第一模式中操作，而并行地一个或多个光电检测器组在第二模式中操作。

技术领域

本公开涉及一种飞行时间感测的方法，并且涉及一种飞行时间传感器系统。

背景技术

本公开涉及一种飞行时间感测的方法。飞行时间感测使用已知的光速来确定对象距传感器的距离。在一个示例中，从光源发射光脉冲(例如，红外波长)，并且检测从对象朝向传感器反射回的光。源和传感器可以彼此相邻地定位(例如，作为同一集成系统的一部分)。基于发射光脉冲与传感器检测到光脉冲之间经过的时间来确定传感器与对象之间的距离。

飞行时间传感器可以是包括像素阵列的成像阵列。像素可以例如是单光子雪崩光电二极管(或一些其他形式的光电检测器)。成像阵列可以提供“深度图”，其以图像的形式指示对象距传感器的测量距离。

在光从对象反射之后，由飞行时间传感器接收的光的强度作为对象与传感器之间的距离的平方的函数而减小。因此，当光从远处对象(例如，在5米或更远的距离处)反射时，传感器处的信噪比可能较低。在一种已知的飞行时间感测方法中，为了改善远处对象的信噪比，将从传感器的多个像素输出的信号组合在一起。多个像素可以被布置为正方形或矩形，并且可以被称为宏像素。因为宏像素具有比单个像素更大的表面积，所以它接收光的更多的光子，从而提供具有更好信噪比的输出。然而，以这种方式将像素分组在一起是不利的，因为它降低了所获得的深度图的分辨率。

在一种已知的方法中，通过以低分辨率(使用宏像素)从飞行时间传感器获得一个深度图并且另外以高分辨率(使用各个像素)从飞行时间传感器获得另一个深度图来解决该问题。然后由处理器将这两个深度图加在一起。所得到的组合深度图由存在近处对象的高分辨率区域和存在远处对象的低分辨率区域组成。

与上述方法相关联的缺点是，为了获得两个深度图，光源必须操作两次。这使用了大量的功率。如果传感器形成手持设备(例如移动电话)的一部分，则这是特别不利的，因为设备的电池寿命对于用户至关重要，并且光源的操作将消耗电池。

因此，本公开的目的是提供一种解决上述问题中的一个或多个或至少提供有用的替代方案的飞行时间感测方法。

发明内容

一般而言，本公开提出通过在其中来自光电检测器的输出被组合在一起的第一模式中操作光电检测器组，而同时在其中来自光电检测器的输出不被组合在一起的第二模式中操作其他光电检测器组来克服以上问题。第一模式可用于远处对象，第二模式可用于近处对象。这种布置有利地为远处对象提供低分辨率深度映射(同时提供可接受的信噪比)，并且同时为近处对象提供高分辨率深度映射。这是有利的，因为它避免了现有技术获得全低分辨率深度图并随后获得全高分辨率深度图的要求。根据现有技术获得两个全深度图需要从光源发射更多的光脉冲，并且因此导致更快的电池消耗。

根据本公开的一个方面，提供了一种飞行时间感测的方法，该方法包括使用发射器发射辐射脉冲，使用光电检测器的阵列检测从对象反射的辐射，对于该阵列的给定光电检测器组，基于辐射的测量飞行时间来确定是使用其中来自该组的各个光电检测器的输出被组合在一起的第一操作模式还是使用其中来自各个光电检测器的输出被单独处理的第二操作模式，其中光电检测器的阵列包括多个光电检测器组，并且其中一个或多个光电检测器组在第一模式中操作，而并行地一个或多个光电检测器组在第二模式中操作。

因此，本公开的实施例有利地允许从同一光电检测器阵列的不同部分并行地获得不同分辨率的距离数据。

当该方法开始时，光电检测器组可以初始地在第一操作模式中操作。