[发明专利]飞时测距装置以及飞时测距方法

说明书

本发明提供一种飞时测距装置以及飞时测距方法。飞时测距装置包括光源、感测阵列以及时间至数字转换器。光源朝感测目标依序发射多个雷射脉冲光。感测阵列用以感测经由感测目标反射多个雷射脉冲光所产生的多个反射脉冲光。时间至数字转换器用以在连续的多个测距期间分别对多个感测单元的多个感测结果进行多次积分操作，以产生多个第一直方图数据。控制电路对多个第一直方图数据进行数学运算，以产生第二直方图数据。多个测距期间彼此之间具有多个延迟期间，以使多个第一直方图数据的多个起始时间为依序延迟多个时间长度。

技术领域

本发明涉及一种测距技术，且特别是有关于一种飞时测距装置以及飞时测距方法。

背景技术

在目前的直接飞时测距(Direct Time of Flight，D-ToF)感测的应用中，时间至数字转换器(Time-to-digital converter，TDC)的积分时间决定了测距装置的距离精准度。对此，当测量总时间为固定值时，若积分时间越短，则换算出的距离解析度越高，因此测距的误差可越小。由于时间至数字转换器的积分时间越小，因此时间至数字转换器所产生的直方图的直条(bin)的数目将会增加。对此，直方图的直条的数目增加将会需要更大的存储空间来存储每次时间至数字转换器所量测的结果，因此导致测距装置的处理晶片的成本以及晶片面积将会大幅增加。然而，若以测距装置的处理晶片的成本为考量而增加时间至数字转换器的积分时间，则会造成距离解析度下降且测量的误差加大。特别是，在测距过程中，当两个物件靠近时，测距装置可能无法准确分辨出两个物件的间隔空隙。

发明内容

有鉴于上述问题，本发明提供一种飞时测距装置以及飞时测距方法，可提供高精度的测距功能。

根据本发明的实施例，本发明的飞时测距装置包括光源、感测阵列以及时间至数字转换器。光源用以朝感测目标依序发射多个雷射脉冲光。感测阵列包括多个感测单元。感测阵列用以感测经由感测目标反射多个雷射脉冲光所产生的多个反射脉冲光。时间至数字转换器耦接感测阵列。时间至数字转换器用以在连续的多个测距期间分别对多个感测单元的多个感测结果进行多次积分操作，以产生多个第一直方图数据。控制电路耦接光源、感测阵列以及时间至数字转换器。控制电路用以对多个第一直方图数据进行数学运算，以产生第二直方图数据。多个测距期间彼此之间具有多个延迟期间。多个延迟期间的多个时间长度为依序递增，以使多个第一直方图数据的多个起始时间为依序延迟多个时间长度。

根据本发明的实施例，本发明的飞时测距方法包括以下步骤：透过光源朝感测目标依序发射多个雷射脉冲光；透过感测阵列的多个感测单元感测经由感测目标反射多个雷射脉冲光所产生的多个反射脉冲光；透过时间至数字转换器在连续的多个测距期间分别对多个感测单元的多个感测结果进行多次积分操作，以产生多个第一直方图数据；以及对多个第一直方图数据进行数学运算，以产生第二直方图数据。多个测距期间彼此之间具有多个延迟期间。多个延迟期间的多个时间长度为依序递增，以使多个第一直方图数据的多个起始时间为依序延迟多个时间长度。

基于上述，本发明的飞时测距装置以及飞时测距方法可透过对具有不同延迟期间的多个第一直方图数据进行数学运算，以产生具有时间精度较高的第二直方图数据。

为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合所附图式作详细说明如下。

附图说明

图1是本发明的一实施例的飞时测距装置的示意图；

图2是本发明的第一实施例的飞时测距方法的流程图；

图3A是本发明的第一实施例的积分时序图；

图3B是本发明的第一实施例的直方图数据的示意图；

图4A是本发明的第一实施例的另一积分时序图；

图4B是本发明的第一实施例的另一直方图数据的示意图；

图5是本发明的第二实施例的飞时测距方法的流程图；