[发明专利]光学检测方法和光学检测装置

说明书

在光学检测方法中，生成具有载波信号周期的载波信号，并在曝光时间段内生成代码序列。序列中的每个代码(406)包括多个码元(408、410、412、414、416)，这些码元之间具有定时延迟(418、420、422、424)。响应于代码序列(406)根据码元(408、410、412、414、416)的值来对载波信号进行移相。将经调制的载波信号应用于光源，由此对所发射的光进行调制。响应于接收到的反射光而生成电传感器信号。对经调制的载波信号应用多个预定的相位偏移值，并且通过根据间接飞行时间测量技术在曝光时间段内将所述得到的信号应用于电传感器信号来生成并存储多个电输出信号。每个码元(408、410、412、414、416)具有大于载波信号周期的持续时间。

技术领域

本发明涉及一种光学检测方法，该光学检测方法具有例如采用间接飞行时间测量技术的类型。本发明还涉及一种光学检测装置，该光学检测装置具有例如采用间接飞行时间测量技术的类型。

背景技术

在所谓的飞行时间感测系统和其他系统(例如夜间视觉系统)中，已知采用照明源对在该照明源的视场内的周围环境(有时被称为“场景”)进行照明，并且处理由该场景的特征反射的光。此类所谓的LiDAR(光检测和测距)系统使用照明源利用光来对场景进行照明，并且使用检测设备(例如光电二极管阵列、一些光学元件、以及处理单元)检测从场景中的对象反射的光。从场景中的对象反射的光被检测设备接收并且被转换成电信号，该电信号随后由处理单元通过应用飞行时间(ToF)计算来处理，以便确定对象距检测设备的距离。虽然已知不同种类的LiDAR系统基于不同的操作原理，但此类系统基本上都对场景进行照明并检测反射光。

在这方面，所谓的“闪光LiDAR”技术(其为直接ToF测距技术)采用发射光脉冲的光源，这些光脉冲随后被场景的特征反射并且由检测器设备进行检测。在此类技术中，使用针对光脉冲进行去往反射特征并且返回到检测器设备的往返行程的测得的时间来直接计算到反射特征的距离。在时域中以非常高的采样率对入射到检测器设备上的光脉冲进行采样。因此，用于实现此类技术的处理电路中的信号路径需要信号的高带宽以及大的硅片空间(“real estate”)，即此类实现方式需要硅晶圆上相对大的面积，这进而限制了集成电路上可以支持的通道的数量。因此，此类闪光LiDAR传感器可以支持的实际的空间通道数量通常低于100。为了克服此种限制，实现需要移动部件的机械扫描系统。

另一种已知的LiDAR系统采用所谓的“间接飞行时间”(iToF)测距技术。iTOF系统发射连续波光信号，并且该连续波光信号的反射被检测器设备接收并被分析。取得从场景的特征反射的光的多个样本(例如四个样本)，每个样本按例如90°进行相位步进。使用此种照明和采样方法，可以确定照射和反射之间的相位角，并且可以使用所确定的相位角来确定到场景的反射特征的距离。

然而，在iToF LiDAR系统的视场中存在多于一个经调制的光源导致相对于iToFLiDAR系统的干扰，并且由此从测得的相位角计算出的距离易于出错。易受干扰影响尤其而非排他地是关于交通工具驾驶舱内部(即，汽车内部)的普遍问题。

已知存在数种不同的解决方案以便尝试缓解经调制的光的干扰源对iToF LiDAR模块的影响。抵消共同环境(诸如交通工具驾驶舱内部)中多个iToF LiDAR系统对彼此的干扰的影响的一种技术是，对于不同的iToF LiDAR模块采用不同波长的光。然而，以协调的方式使用多种波长的光依赖于支持此类方法的多个iToF LiDAR模块，这通常要求这些模块共享共同的制造商。而且，此种方法要求共同的环境是良好受控的，例如该环境中所有光源的存在需要是已知的并且被配置以免彼此干扰。

类似地，已知在如上文所描述的此类环境中提供采用不同调制频率的iToF模块。然而，同样地，共同的环境必须是良好受控的，并且采用不同频率的这些iToF模块通常需要由同一制造商制造。