[发明专利]感测系统

说明书

一种用于执行距离测量的光学感测系统(100)。该光学感测系统包括发射器(110)，该发射器(110)被配置为发射以已知频率调制的电磁辐射。该光学感测系统还包括检测器(130)，该检测器(130)被配置为对已知频率的入射电磁辐射进行采样，将采样的电磁辐射转换成电荷载流子，并且将电荷载流子收集在存储组件(IG1、IG2、IG10、IG20、IG30、IG40)中以产生电子信号。该光学感测系统还包括处理器(150)，该处理器(150)被配置为通过对该电子信号应用非线性多项式函数来确定校正。

技术领域

本公开涉及一种适用于电子设备的感测系统，特别地但不排他地涉及一种适用于移动电话的间接飞行时间感测系统或接近感测系统。

背景技术

本公开涉及感测系统和方法。

已知感测系统包括被配置为发射电磁辐射的发射器和被配置为检测入射电磁辐射的检测器。一些已知感测系统被配置为执行间接飞行时间测量。这涉及发射具有已知调制的电磁辐射的发射器。发射的电磁辐射中的至少一些从目标反射并朝向感测系统返回。反射的电磁辐射中的至少一些入射到检测器上并由检测器检测。检测器对已知频率的入射电磁辐射进行采样并产生检测信号。已知感测系统的处理器用于确定发射的电磁辐射与采样的电磁辐射之间的相位差。由于调制频率是已知的，因此测量的相位差对应于发射的电磁辐射的飞行时间。飞行时间信息用于确定感测系统和目标之间的距离。

与已知感测系统相关联的问题是来自其他源(诸如室外环境中的阳光和室内环境中的电子灯)的电磁辐射作为背景噪声对检测到的信号有贡献。背景噪声降低了已知感测系统的测量准确度。

与已知感测系统相关联的另一个问题是在电磁辐射的采样、采样的电磁辐射到检测信号的转换以及检测信号的后续处理中存在缺陷。例如，用于将入射电磁辐射转换成检测信号的检测器内的电子系统中的缺陷可能引入测量误差，该测量误差降低了由已知感测系统执行的测量的准确度。

因此，本公开的目的是提供解决上述问题中的一个或多个或至少提供有用的可替代方案的感测系统和方法。

发明内容

一般而言，本公开提出通过将非线性多项式函数应用于由检测器生成的电子信号来克服上述问题。这有利地，至少部分地校正上述问题并提高感测系统的准确度。

根据本公开的一个方面，提供了一种用于执行距离测量的感测系统，其包括被配置为发射以已知频率调制的电磁辐射的发射器。感测系统包括检测器，该检测器被配置为对已知频率的入射电磁辐射进行采样并将采样的电磁辐射转换为电荷载流子(carrier)。检测器被配置为将电荷载流子收集到存储组件中以产生电子信号。所述感测系统还包括处理器，所述处理器被配置为通过将非线性多项式函数应用于所述电子信号来确定校正。

在电磁辐射的采样和/或采样的电磁辐射到电荷载流子的转换和/或存储组件中的电荷载流子的收集中可能存在缺陷。

例如，检测器可能对结合了由发射器发射的反射的调制电磁辐射的、不想要的背景电磁辐射(例如，环境光)进行采样。不想要的背景电磁辐射可以被称为背景信号。非调制电磁辐射(例如，由太阳发射的光)和/或由除发射器之外的源生成的调制电磁辐射(例如，由诸如路灯和/或室内照明的电子灯发射的光)可能导致背景信号。由发射器发射的反射的调制电磁辐射可以被称为期望信号。电子信号可以包括背景信号和期望信号。背景信号可以构成对感测系统的准确度产生负面影响的测量噪声。感测系统的准确度可以至少部分地取决于期望信号的振幅与背景信号的振幅之间的比率(即，信噪比)。在已知感测系统和方法中，背景信号导致不准确的距离的计算。

作为另一示例，检测器内的非线性电荷收集及存储(例如，非线性电荷转移)及/或检测器内的像素内耦合可能导致电子信号的非线性偏移。在已知感测系统和方法中，非线性偏移导致不准确的距离的计算。

非线性多项式函数的变量可以与电子信号的非线性偏移成比例。非线性偏移可以至少部分地取决于存储组件中的非线性电荷转移。