CN103399321A

CN103399321A - 光学面阵列测距传感器

Info

Publication number: CN103399321A
Application number: CN2013103723296A
Authority: CN
Inventors: 王敏; 郑樯
Original assignee: YUNNAN JINLONG WEIYE ELECTRONICS CO Ltd
Current assignee: YUNNAN JINLONG WEIYE ELECTRONICS CO Ltd
Priority date: 2013-08-24
Filing date: 2013-08-24
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2033-08-24
Also published as: CN103399321B

Abstract

一种光学面阵列测距传感器，包括有光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）、外部接口（U114）；可对视场中所有多个目标点在同一时刻进行测距采样并完成测距，对运动变化的场景进行多点测距时，不存在各测量点的距离值会相对扭曲的问题。可广泛应用在测距设备领域。

Description

光学面阵列测距传感器

技术领域

本发明涉及光学测距技术领域，具体涉及一种包含光敏传感器技术、数字电路技术、信号放大技术、测距算法等的光学面阵列测量距离的传感器。

背景技术

目前的光学测距技术主要是主动发射光波信号，再接收返回的光波信号，通过测量发送信号到返回信号的时间，计算出被测目标的距离，目前已公开的与光学测距有关的专利有：

CN94113323.0，使用相位变异的光学测距装置及其方法。

CN94113328.1，光学测距装置及其方法。

CN00135636.4，回波触发近距离激光测距方法。

CN01136400.9，一种光纤干涉测量距离的方法及测量设备。

CN03275757.3，一种激光扫描获取近距离物体表面三维数据的测量装置。

CN02233123.9，远距光学测量仪。

这些现有专利技术，不足之处是：在测距时，每次发出测距信号，只能测量一个目标点的距离。对于需要测量视场中所有多个目标点的距离时，只有通过一次测量一个点的方式逐点扫描来实现，效率较低，还存在的技术问题是，因是逐点扫描方式，对于运动变化的场景来说，各测量点的距离值会相对扭曲。

本发明可对视场中所有多个目标点在同一时刻进行测距采样并完成测距，因此对运动变化的场景进行多点测距时，不存在各测量点的距离值会相对扭曲的问题。

发明内容

为克服现有技术中单点测距，采用逐点扫描方式，对于运动变化的场景来说，各测量点的距离值会产生相对扭曲的不足之处，发明一种光学面阵列距离传感器。

本发明一种光学面阵列距离传感器，光学面阵列距离传感器与镜头、可控发光源等外部装置安装连接后，可实现一次发射光源后，在传感器上每个像素测得的距离值对应着成像视场中相应物体到传感器的距离值。

本发明一种光学面阵列测距传感器，光学面阵列距离传感器与镜头、可控发光源等外部装置一起，可实现一次发射光源后，在传感器上每个像素测得的距离值对应着成像视场中相应物体到传感器的距离值。

发明的具体内容如下:

一种光学面阵列测距传感器，包括有光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）、外部接口（U114）；

光敏像素单元阵列（U100）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接；

计时基准光敏单元（U110）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接；

光敏像素信号处理单元阵列（U111）与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）连接；

主处理单元（U112）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、外部接口（U114）、电源单元（U113）连接；

电源单元（U113）：与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、外部接口（U114）连接；

其中：

光敏像素单元阵列（U100）：由多个光敏器件排列在一个平面上，每个光敏器件（U301）对应有一个信号放大器（U302）、一个电压比较器（U303）、一个比较电压（U304），光敏器件的信号经整形后输出到光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时处理；

计时基准光敏单元（U110）：由一个光敏器件（U401）、一个信号放大器（U402）、一个电压比较器（U403）组成，其整形后的信号输出到光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时处理；

光敏像素信号处理单元阵列（U111）：其接收来自光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）的信号、接收来自主处理单元（U112）的控制信号，并对每个光敏像素信号进行计时处理，其计时数值暂存后由主处理单元（U112）读取；

主处理单元（U112）：其负责产生并通过（U114）向外部输出：像素的数据时钟信号、像素的距离值、像素的帧同步信号、像素的行同步信号、光源的触发信号；

通过外部接口（U114）收发外部的控制指令和参数；

对内部的光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时复位、计时时钟信号产生、计时数据读取，并计算出每个像素对应的距离值；

电源单元（U113）：向由光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）等提供电路工作所需电压的电源。

所述的光敏器件（U301），是两个或两个以上的光敏器件（U301）排列在一矩形或正方形的平面上。

所述的有一个计时基准光敏单元（U110），作为其它所有像素距离的计时计数基准。

所述的光敏像素信号处理单元阵列（U111），是由FPGA电路组成。

各部分电路的说明如下：

光敏像素单元阵列：其光敏器件有两或两个以上，并排列在一矩形或正方形的平面上，每个光敏器件对应有一个信号放大器、一个电压比较器、一个比较电压。比较器输出的整形后的信号输出到光敏像素信号处理单元阵列进行计时处理。光敏器件输出的电压信号与光源发出的光线有关，其输出的电压信号经放大器放大。放大器输出的电压信号与比较电压进行比较，如检测到是受控光源发出的光线，则输出高电平信号，否则输出低电平信号。

计时基准光敏单元：由一个光敏器件、一个信号放大器、一个电压比较器、一个比较电压组成，其检测到并经整形后的信号输出到光敏像素信号处理单元阵列，作为其它所有像素距离的计时计数基准。其中，光敏器件输出与受控光源发出的光线相应的电压信号，信号经过信号放大器放大，输出的电压信号与比较电压进行比较，如检测到是受控光源发出的光线，则输出高信号，否则输出低信号。

光敏像素信号处理单元阵列：主要由现场编程门阵列（FPGA）电路或（ASIC）电路组成，其接收来自光敏像素单元阵列、计时基准光敏单元的信号、来自主处理单元的控制信号，并对每个光敏像素信号进行计时计数处理，其计时计数数值暂存后由主处理单元通过数据总线读取。其中每个光敏像素信号处理单元由计时运算逻辑电路、计时计数器、地址译码器，三态数据缓冲器等组成。在光源发光和熄灭时，计时运算逻辑电路将产生两次计数使能，使计时计数器进行计数，因为返回的光线路径是距离的2倍，因此实际的计数值要把计数值除以2再除以2后得到。

主处理单元：主要由现场编程门阵列（FPGA）电路、（ASIC）电路等组成，其负责产生并通过向外部输出像素的数据时钟信号、像素的距离值、像素的帧同步信号、像素的行同步信号、光源的触发信号；其通过串行通信接口接收外部的控制指令和参数；其对内部的光敏像素信号处理单元阵列进行计时复位、计时时钟信号产生、计时数据读取，并计算出每个像素对应的距离值。

电源单元：为光敏像素单元阵列、计时基准光敏单元、光敏像素信号处理单元阵列、主处理单元等提供电路工作所需电压的电源。

本发明的测距数据处理流程如下：

步骤U601，在开始工作时，主处理单元（U112）初始化行同步产生、场同步产生、像素地址、计时时钟产生等的工作寄存器；初始化其它工作参数，随后进入测距状态，测距是按照外部设定的帧率工作的。初始化后，主处理单元即输出计时时钟信号（U414）到与门（U514），之后进入步骤U602。

步骤U602，主处理单元（U112）等待一帧测距的时间到达，当到达一帧的测距采样时间时，进入步骤U603。

步骤U603，主处理单元（U112）对光敏像素信号处理单元阵列（U100）的计时用计数器（U503）清零，随后转入步骤U604。

步骤U604，主处理单元（U112）输出光源触发信号（U121）控制外部接口（U114）连接的光源发光并在一段时间后熄灭，转入步骤U605。

步骤U605，主处理单元（U112）输出与数据时钟同步的帧同步数据到外部接口（U114），之后进入步骤U606。

步骤U606，主处理单元（U112）输出与数据时钟同步的行同步数据到外部接口（U114），之后进入步骤U607。

步骤U607，在主处理单元（U112）触发与外部接口（U114）连接的外部触发光源后，时间基准光敏单元（U110）的光敏器件4B（U401）首先接收到外部触发光源的发出的光信号，并将该光信号转变为电压信号送到信号放大器4B（U402）进行电压放大，放大后的该电压信号送到电压比较器4B（U402），电压比较器4B（U402）把该信号与比较电压4B（U404）输出的电压进行电压比较，当信号放大器4B输出的电压大于比较电压4B（U404）输出的电压时，电压比较器4B输出高电平信号，否则输出低电平信号。电压比较器4B输出的信号送光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行处理；

在主处理单元（U112）触发与外部接口（U114）连接的外部触发光源后，外部触发光源发出的光线照射到视场物体后发生光线反射，光敏像素单元阵列（U100）的光敏器件3A（U301）接收到通过镜头（U802）在焦平面上的外部触发光源的光信号，并将该光信号转变为电压信号送到信号放大器3A（U302）进行电压放大，放大后的该电压信号送到电压比较器3A（U302），电压比较器3A（U302）把该信号与比较电压3A（U304）输出的电压进行电压比较，当信号放大器3A输出的电压大于比较电压3A（U304）输出的电压时，电压比较器3A输出高电平信号，否则输出低电平信号。电压比较器3A输出的信号送光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行处理。

对应光敏像素单元（0，0）到光敏像素单元（m-1，n-1）的光敏像素信号处理单元（0，0）到光敏像素信号处理单元（m-1，n-1），其异或门（U501）同时对计时基准光敏单元（U110）的电压比较器4B（U403）和光敏像素单元的电压比较器3A（U303）输出的信号进行异或，异或值送与门（U502）与主处理单元（U112）的计时时钟信号（U514）进行与运算，运算结果（U515）送计数器（U503）进行计数。计数器（U503）的计数值送到三态数据缓冲器（U504）。

在触发光源停止发光后，主处理单（U112）元通过地址总线和数据总线读取当前地址寄存器对应地址的像素距离值。地址总线通过地址译码器（U505）译码，使相应地址的三态数据缓冲器由由高阻态转为数据输出状态，主处理单元（U112）随即读取数据总线的距离数据值。主处理单元（U112）在读取一个像素对应的距离数据后，通过外部接口（U114）输出一次读取的距离数据。

步骤U608，主处理单元（U112）在输出一个像素距离数据后，检查一行的像素距离数据是否输出完毕，如果为完毕，则转到步骤U607继续下一像素处理；如果一行像素已完毕，则到步骤U609。

步骤U609，主处理单元检查一帧的所有行像素是否输出完毕，如果未完毕，则转到步骤U606继续下一行像素处理，如果已完毕，则转到步骤U602，等待下一帧采样时间的到来，以便进行新的测距。

本发明用到的英文缩写全称如下：

FPGA：Field Programmable Gate Array.

ASIC：Application Specific Integrated Circuit.

本发明中，其组成像素面阵列的光敏器件接收的光线是光源发出的光线到达视场中的物体后反射回的，并通过外部镜头在像素面阵上成像的光线，而计时基准光敏单元的光敏器件接收的是光源发出的在光源处的光线。计时基准光敏单元和光敏像素单元各自对光源发出的光线只进行有或无的判断，相应的输出高电平或低电平信号。

计时基准光敏单元输出的信号作为所有光敏像素单元的基准信号，光敏像素单元输出的信号与基准信号因光线路径不同，反映在了信号输出的时间波形上，通过光敏像素信号处理单元阵列进行逻辑处理和计时计数，每个像素的计时计数器的计数值由主处理单元通过数据总线读取后，结合已知的光速，则可计算出每个光敏像素到视场中相应物体的距离。

本发明的实质性特点和显著进步是：可对视场中所有多个目标点在同一时刻进行测距采样并完成测距，对运动变化的场景进行多点测距时，不存在各测量点的距离值会相对扭曲的问题。

附图说明

图1：电路原理总图。

图2：光敏像素信号处理单元阵列图。

图3：光敏像素单元图。

图4：计时基准光敏单元图。

图5：光敏像素信号处理图。

图6：主处理单元工作流程图。

图7：光敏像素信号处理波形示意图。

图8：光学面阵列测距传感器运用示例图。

图1中，本发明由光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、内部电源（U113）、外部接口（U114）等组成。

各部分的连接关系如下：

光敏像素单元阵列（U100）：有m×n个光敏像素单元组成（m、n为正整数），其中m、n分别大于等于1和2，或者m、n分别大于等于2和1。每个光敏像素单元与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接，每个光敏像素单元之间为并行关系。

计时基准光敏单元（U110）：其与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接。

光敏像素信号处理单元阵列（U111）：主要由光敏器件和逻辑器件（现场编程门阵列（FPGA）电路或（ASIC）电路组成。与光敏像素面阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）连接、主处理单元（U112）通过地址总线（U122）、数据总线（U123）、控制总线（U124）等连接。

主处理单元（U112）：主要用现场编程门阵列（FPGA）电路或（ASIC）电路等组成。其通过地址总线（U122）、数据总线（U123）、控制总线（U124）等与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接，与外部接口（U114）的光源触发、场同步、行同步、数据时钟、数据位、串行通信（SL、SD、SC）、电压等端口连接。

电源单元（U113）：其与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）等连接，并提供各电路工作所需电压的电源。

外部接口（U114）：与主处理单元（U112）连接。接口信号有光源触发控制信号、行同步信号、场同步信号、数据时钟信号、数据线（共K位数据，K为大于等于8的整数）、串行通信线（SL、SD、SC），电源等。

图2中，光敏像素信号处理单元数量与光敏像素单元数量一致，并一一对应连接。每个光敏像素信号处理通过总线与主处理单元（U112）连接。其中共有m×n个光敏像素信号处理单元，其中m、n分别大于等于1和2，或者m、n分别大于等于2和1。

图3中，一个光敏像素由一个光敏器件3A（U301）、一个信号放大器3A（U302）、一个电压比较器3A（U303）、一个比较电压3A（U304）组成。光敏器件3A（U301）与信号放大器3A（U302）连接，信号放大器3A（U302）又与电压比较器3A（U303）连接，电压比较器3A（U303）又与比较电压3A（U304）连接，再与光敏信号处理单元连接。

图4中，计时基准光敏单元由一个光敏器件4B（U401）、一个信号放大器4B（U402）、一个电压比较器4B（U403）、一个比较电压4B（U404）组成。光敏器件4B（U401）与信号放大器4B（U402）连接，信号放大器4B（U402）又与电压比较器4B（U403）连接，电压比较器4B（U403）又与比较电压4B（U404）连接，再与光敏信号处理单元阵列连接。

图5中，一个光敏像素信号处理单元由一个异或门（U501）、一个与门（U502）、一个计时用计数器（U503）、一个三态数据缓冲器（U504）、一个地址译码器（U505）等组成。其中异或门（U501）与与门（U502）、计时基准光敏单元、光敏像素单元连接，与门（U502）又与计数器（U503）、主处理单元连接，计数器（U503）又与三态数据缓冲器（U504）、主处理单元连接，三态数据缓冲器（U504）又与地址译码器（U505）、主处理单元连接，地址译码器有与主处理单元连接。

图6中，主处理单元的工作流程图，

描述如下：

步骤U601，在开始工作时，主处理单元初始化行同步产生、场同步产生、像素地址、计时时钟产生等的工作寄存器；初始化其它工作参数，随后进入测距状态，测距是按照外部设定的帧率工作的，之后进入步骤U602。

步骤U602，主处理单元等待一帧测距时间到达，当到达一帧的测距采样时间时，进入步骤U603。

步骤U603，主处理单元对光敏像素信号处理单元的计时计数器清零，随后转入步骤U604。

步骤U604，主处理单元输出信号控制外部光源发光一段时间后熄灭，转入步骤U605。

步骤U605，主处理单元输出与数据时钟同步的帧同步数据，之后进入步骤U606

步骤U606，主处理单元输出与数据时钟同步的行同步数据，之后进入步骤U607。

步骤U607，主处理单元通过地址总线和数据总线读取一个光敏像素信号处理单元的计时计数器数值，根据光速、计数器数值、计数时钟频率等，计算出对应像素的距离值，并与数据时钟同步输出到外部接口数据总线上，随后进入步骤U608。

步骤U608，主处理单元在输出一个像素距离数据后，检查一行的像素距离数据是否输出完毕，如果为完毕，则转到步骤U607继续下一像素处理；如果一行像素已完毕，则到步骤U609。

图7中，同时参看图1和图5，U121是主处理单元（U112）的光源触发波形示意图，U511是计时基准光敏单元（U110）输出的波形示意图，U512是光敏像素单元输出的波形示意图，U513是异或门（U501）输出的波形示意图，U514是主处理单元的计时时钟波形示意图，U515是与门（U502）输出的波形示意图，U516是主处理单元输出的清零信号，U517是到主处理单元的数据总线，U518是主处理单元输出的像素地址总线。

图8中，是本发明的运用系统示例，系统由本发明（U801）、光学镜头（U802）、触发光源（U803）、其它电路（U804）等组成。本发明（U801）通过其外部接口（U114）与触发光源（U803）和其它电路（U804）连接。当触发光源（U803）受本发明（U801）控制发出特定的光波照射视场中的物体后，视场中物体将该光波反射，光学镜头（U802）在本发明（U801）上成像。本发明（U801）的每个像素根据光线到达的时间，计算出每个像素对应视场物体的距离数值，送到其它电路（U804）处理。本发明（U801）即是指本发明的一种光学面阵列测距传感器。

具体实施方式

实施例一

在需要对视场中所有多个目标点在同一时刻进行测距采样并完成测距的场所，实施本发明的一种光学面阵列距离传感器。

下面结合附图具体实施本发明。

图1中，本发明由光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、内部电源（U113）、外部接口（U114）等组成。各部分的连接关系如下：

光敏像素单元阵列（U100）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接。

计时基准光敏单元（U110）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接。

光敏像素信号处理单元阵列（U111）与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）连接。

主处理单元（U112）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、外部接口（U114）、电源单元（U113）连接。

电源单元（U113）：与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、外部接口（U114）连接。

光敏像素阵列（U100）：每个光敏像素单元与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接，每个光敏像素单元之间为并行关系。

光敏像素阵列（U100）由m×n个光敏像素单元排列组成（m、n为正整数），其中m、n分别大于等于1和2，或者m、n分别大于等于2和1。光敏像素单元的作用是感应来自传感器外部镜头成像的特定光线，而该光线是外部受控光源发出的，并由视场物体反射到镜头并通过镜头后成像的光线。

计时基准光敏单元（U110）：与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接。

其作用是感应外部受控光源发出的直接光线，其输出的信号作为光敏像素信号处理单元阵列（U111）的计时基准信号。

光敏像素信号处理单元阵列（U111）：主要由光敏器件和逻辑器件（现场编程门阵列（FPGA）电路或（ASIC）电路组成。与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、主处理单元（U112）连接。与主处理单元（U112）连接的信号有地址总线（U122）、数据总线（U123）、控制线（U124）（包含计时时钟线、计数器清零线等）等。

其处理来自光敏像素面阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、主处理单元（U112）的控制线（U124）（包含计时时钟线、计数器清零线等）等信号，其计时计数器的数值由主处理单元（U112）通过地址总线（U122）、数据总线（U123）读取。

主处理单元（U112）：主要用现场编程门阵列（FPGA）电路或（ASIC）电路或微处理器电路（DSP、CPU、MPU）组成。其与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、外部接口（U114）连接。与光敏像素信号处理单元阵列（U111）连接的信号线有控制线（U124）（包含计时时钟线、计数器清零线等）、数据总线（U123）、地址总线（U122）等；与外部接口（U114）的光源触发、场同步、行同步、数据时钟、数据位、串行通信（SL、SD、SC）、电压等端口连接。

主处理单元（U112）完成对光敏像素信号处理阵列的计时计数器复位、计时时钟的产生、读取光敏像素信号处理阵列的计数器值、计算每个像素测量的距离值；通过外部接口（U114）向外部输出光源触发控制信号、每个像素的距离值、像素帧同步信号、像素行同步信号、像素数据时钟等，并通过SL、SD、SC接收外部控制指令和参数。

图3，一个光敏像素单元由一个光敏器件3A（U301）、一个信号放大器3A（U302）、一个电压比较器3A（U303）、比较电压3A（U304）组成。光敏器件3A（U301）感应外部镜头成像的光线，输出模拟信号到信号放大器3A（U302）放大后，送电压比较器3A（U303）与比较电压3A（U304）进行电压比较，并输出高或低电平信号（二值信号）到对应的光敏像素信号处理单元处理。

图4，计时基准光敏单元由一个光敏器件4B（U401）、一个信号放大器4B（U402）、一个电压比较器4B（U403）、比较电压4B（U404）等组成。光敏器件4B（U401）感应外部受控光源直接发出的光线，输出模拟信号到信号放大器4B（U402）放大后，送电压比较器4B（U403）与比较电压4B（U404）进行电压比较，输出高或低电平信号（二值信号）到光敏像素信号处理单元阵列处理。

图5，一个光敏像素信号处理单元由一个异或门（U501）、一个与门（U502）、一个计时用计数器（U503）、一个三态数据缓冲器（U504）、一个地址译码器（U505）等组成。其中异或门（U501）与与门（U502）、计时基准光敏单元、光敏像素单元连接，与门（U502）又与计数器（U503）、主处理单元连接，计数器（U503）又与三态数据缓冲器（U504）、主处理单元连接，三态数据缓冲器（U504）又与地址译码器（U505）、主处理单元连接，地址译码器有与主处理单元连接。

电路的信号处理及关系：图7，U121是主处理单元输出的光源触发信号波形，图1中，U511是计时基准光敏单元输出的信号波形、U512是光敏像素单元输出的信号波形、U513是U501输出信号波形、U514是计时时钟信号波形、U515是U502输出的信号波形。在波形开始前，主处理单元已输出清零信号（U516）对计数器进行清零。

图7中，U121在a、b时间期间为高电平，触发外部光源发光；外部光源在收到该触发信号后发光一段时间后熄灭，同时U511在c、e时间期间检测到光信号，U512在d、f时间期间检测到光信号，使得U513在c、d时间期间和e、f时间期间为高电平，U502在c、d时间期间和e、f时间期间输出了计时时钟信号，其时钟数量被U503计数。

因此，本发明中每个光敏像素最后的测量距离值计算公式是：

距离=（光速×（计数值÷2）÷时钟频率）÷2＋距离矫正值

其中：

光速：公认的光线传播速度，与传输介质有关。

计数值：指光敏像素信号处理单元，即图5中的计数器U503的计数值。

时钟频率：指主处理单元产生的计时时钟频率值。

距离矫正值：根据系统调试确定。

本发明的测距数据处理流程如下：

步骤U605，主处理单元（U112）输出与数据时钟同步的帧同步数据到外部接口（U114），之后进入步骤U606

Claims

1.一种光学面阵列测距传感器，其特征是：包括有光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光

敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）、外部接口（U114）；部件连接关系是：

主处理单元（U112）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）、外部接口（U114）连接；

其中：

光敏像素信号处理单元阵列（U111）：接收来自光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）的信号、接收来自主处理单元（U112）的控制信号，并对每个光敏像素信号进行计时处理，其计时数值暂存后由主处理单元（U112）读取；

主处理单元（U112）：产生并通过（U114）向外部输出：像素的数据时钟信号、像素的距离值、像素的帧同步信号、像素的行同步信号、光源的触发信号；通过外部接口（U114）收发外部的控制指令和参数；对内部的光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时复位、计时时钟信号产生、计时数据读取，并计算出每个像素对应的距离值；

电源单元（U113）：向由光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）提供电路工作所需电压的电源。

2.如权利要求1所述的光学面阵列测距传感器，其特征是：所述的光敏器件（U301），是两

个或两个以上的光敏器件（U301）排列在一矩形或正方形的平面上。

3.如权利要求1所述的光学面阵列测距传感器，其特征是：所述的计时基准光敏单元

（U110），是固定的计时基准光敏单元（U110），作为其它所有像素距离的计时计数基准。

4.如权利要求1所述的光学面阵列测距传感器，其特征是：所述的光敏像素信号处理单元

阵列（U111），是由FPGA电路组成。