CN112367482A - 一种感光器件及飞行时间测距系统 - Google Patents

Abstract

本申请适用于飞行时间技术领域，提供一种感光器件及飞行时间测距系统，其中，感光器件包括若干感光像素阵列、若干像素逻辑电路和若干共享逻辑电路，通过使每个感光像素阵列包括以阵列形式排列的若干感光像素，每个感光像素阵列用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的单个光斑；使每个像素逻辑电路与一个感光像素连接，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的外围区域；使每个共享逻辑电路与至少一个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路设置于其连接的至少一个感光像素阵列的外围区域，可以有效提高感光器件中有效感光面积在感光器件的总面积中的占比。

Description

一种感光器件及飞行时间测距系统

技术领域

本申请属于飞行时间(Time of flight，TOF)技术领域，尤其涉及一种感光器件及飞行时间测距系统。

背景技术

飞行时间测距法是通过向目标连续发送光脉冲信号，然后接收目标反射的光信号，通过探测光脉冲信号的飞行(往返)时间来得到目标的距离。基于飞行时间技术的单光子测距系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、虚拟现实、增强现实等领域的终端设备。飞行时间测距系统通常包括发射端、接收端和信号处理电路三部分，接收端的核心部件是感光器件，感光器件中最基本的感光像素是单光子雪崩二极管(Single Photon AvalancheDiode，SPAD)。感光像素需要配合淬灭、复位、选通、时间数字信号转换、距离计算等逻辑电路使用，这些逻辑电路在感光器件中占据较大面积，导致感光器件中有效感光面积与感光器件的总面积之比(也即填充因子(fill factor，FF))较低。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种感光器件及飞行时间测距系统，以解决现有技术中感光器件中有效感光面积与感光器件的总面积之比较低的问题。

本申请实施例的第一方面提供了一种感光器件，包括：

若干感光像素阵列，每个感光像素阵列包括以阵列形式排列的若干感光像素，每个感光像素阵列用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的单个光斑；

若干像素逻辑电路，每个像素逻辑电路与一个感光像素连接，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的外围区域；

若干共享逻辑电路，每个共享逻辑电路与至少一个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路设置于其连接的至少一个感光像素阵列的外围区域。

在一个实施例中，每个感光像素阵列的尺寸大于或等于单个光斑的尺寸。

在一个实施例中，每个感光像素阵列在行方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径，每个感光像素阵列在列方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径和光斑移动距离之和，列方向为光斑在感光器件上的移动方向。

在一个实施例中，单个光斑的直径为10微米-40微米，光斑移动距离为0微米-20微米，每个感光像素阵列在行上的尺寸大于或等于40微米、在列上的尺寸大于或等于60微米。

在一个实施例中，每个共享逻辑电路与至少两个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路用于分时接收与其连接的不同感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号。

在一个实施例中，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的四邻域中的一个区域，每个像素逻辑电路与其距离最近一个感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的感光像素阵列之间间隔有像素逻辑电路，或者，每个共享逻辑电路设置于其连接的感光像素阵列的四邻域中的一个区域。

在一个实施例中，每个感光像素阵列包括M行×2列感光像素，每列感光像素与M行×1列像素逻辑电路相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路与感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔M行×1列像素逻辑电路，M为大于或等于1的整数。

在一个实施例中，每个感光像素阵列包括4行×4列感光像素，每行感光像素与1行×4列像素逻辑电路相邻，每列感光像素与4行×1列像素逻辑电路相邻，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔4行×1列像素逻辑电路，每个感光像素阵列的尺寸大于单个光斑的尺寸。

本申请实施例的第二方面提供了一种飞行时间测距系统，包括：

点阵光源，用于向物体发射点阵光线；

如本申请实施例的第一方面所述的感光器件，用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的点阵光斑，并输出用于指示点阵光线到达感光器件处的时间的光感应信号；

控制器，与点阵光源和感光器件连接，用于控制点阵光源发射点阵光线，控制感光器件接收点阵光斑并处理为光感应信号，并根据光感应信号获取物体与感光器件之间的距离。

在一个实施例中，单个光斑的尺寸小于每个感光像素阵列的尺寸，投影在感光器件上的点阵光斑的密度大于感光器件中感光像素阵列的密度；

和/或，所述飞行时间测距系统还包括覆盖感光器件的微透镜阵列，微透镜阵列中的每个微透镜用于放大或缩小投影至一个感光像素阵列的单个光斑的尺寸。

本申请实施例的第一方面提供的感光器件，包括若干感光像素阵列、若干像素逻辑电路和若干共享逻辑电路，通过使每个感光像素阵列包括以阵列形式排列的若干感光像素，每个感光像素阵列用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的单个光斑；使每个像素逻辑电路与一个感光像素连接，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的外围区域；使每个共享逻辑电路与至少一个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路设置于其连接的至少一个感光像素阵列的外围区域，可以有效提高感光器件中有效感光面积在感光器件的总面积中的占比。

本申请实施例的第二方面提供的飞行时间测距系统，包括点阵光源、控制器和如本申请实施例的第一方面所述的感光器件，通过点阵光源向物体发射点阵光线；通过感光器件接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的点阵光斑，并输出用于指示点阵光线到达感光器件处的时间的光感应信号；通过控制器与点阵光源和感光器件连接，控制点阵光源发射点阵光线，控制感光器件接收点阵光斑并处理为光感应信号，并根据光感应信号获取物体与感光器件之间的距离，在本申请实施例的第一方面提供的感光器件的基础上结合点阵光源，可以有效提高飞行时间测距系统的能量利用效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请实施例提供的感光器件的第一种结构示意图；

图2是本申请实施例提供的感光器件的第二种结构示意图；

图3是本申请实施例提供的感光器件的第三种结构示意图；

图4是本申请实施例提供的感光器件的第四种结构示意图；

图5是本申请实施例提供的飞行时间测距系统的第一种结构示意图；

图6是本申请实施例提供的飞行时间测距系统的第二种结构示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其它实施例中也可以实现本申请。在其它情况中，省略对众所周知的系统、系统、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。

如图1所示，本申请实施例提供一种感光器件100，包括：

若干感光像素阵列1，每个感光像素阵列1包括以阵列形式排列的若干感光像素11，每个感光像素阵列1用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件100上的单个光斑；

若干像素逻辑电路2，每个像素逻辑电路2与一个感光像素11连接，每个像素逻辑电路2设置于其连接的感光像素11所在的感光像素阵列1的外围区域；

若干共享逻辑电路3，每个共享逻辑电路3与至少一个感光像素阵列1中的所有感光像素11连接，每个共享逻辑电路3设置于其连接的至少一个感光像素阵列1的外围区域。

在应用中，每个感光像素阵列所包括的感光像素的数量可以根据实际需要进行设置，感光像素阵列中的感光像素以阵列形式紧密排列，具体可以以矩形阵列形式排列，也可以以圆形阵列或其他任意规则形状(例如，其他正多边形)阵列形式排列，相邻感光像素之间的距离尽可能小(例如，相邻感光像素之间的距离为0)。通过使感光像素以规则形状阵列形式紧密排列，可以减少不必要的面积浪费，从而提高有效感光面积在感光器件中的占比。感光像素可以是单光子雪崩二极管，也可以是光电倍增管，感光像素可以对入射的单个光子进行响应并输出用于指示光子到达感光像素处的时间的信号，基于感光像素输出的信号，可以利用时间相关单光子计数法(Time-Correlated Single Photon Counting，TCSPC)实现对微弱光信号的采集以及飞行时间的计算。感光器件应用在飞行时间测距系统中时，配合点阵光源使用，在进行测距时，点阵光源发出的点阵光线被物体反射之后投影到感光器件，使得每个感光像素阵列用于接收投影到感光器件上的单个光斑。点阵光源发出的点阵光线的数量等于感光器件中感光像素阵列的数量。

图1中示例性的示出每个感光像素阵列1包括2行×2列个感光像素11，每个共享逻辑电路3与一个感光像素阵列1中的所有感光像素11连接时，感光器件100的结构示意图。

在应用中，每个感光像素对应连接一个像素逻辑电路，每个像素逻辑电路包括需要与一个感光像素配合使用的一个淬灭电路，像素逻辑电路是使得感光像素能够正常工作的必要电路，每个像素逻辑电路还可以包括复位电路、选通电路、存储电路等。每个共享逻辑电路对应连接的感光像素阵列的数量越多，有效感光面积在感光器件中的占比就越高。每个共享逻辑电路包括一个时间数字转换器(Time to Digital Converter，TDC)，时间数字转换器用于根据与其连接的每个感光像素输出的光子信号计算飞行时间并转换为时间码，每个共享逻辑电路还可以包括一个直方图电路、模数转换电路等。直方图电路用于保存与其连接的所有TDC电路输出的时间码并根据在点阵光线的至少一个周期内保存的时间码生成直方图。每个共享逻辑电路及其对应连接的所有感光像素阵列和该所有感光像素阵列对应连接的像素逻辑电路，共同组成一个超像素单元，感光器件包括若干超像素单元，这些超像素单元可以以阵列形式紧密排列。

图1中示例性的示出感光器件100包括若干以阵列形式紧密排列的超像素单元101。

在应用中，与每个感光像素阵列对应的所有像素逻辑电路和一个共享逻辑电路可以根据实际需要设置在每个感光像素阵列的外围区域，应当合理排布像素逻辑电路与共享逻辑电路以使其占用的空间最小且利于走线。

在一个实施例中，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的四邻域中的一个区域，每个像素逻辑电路与其距离最近一个感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的感光像素阵列之间间隔有像素逻辑电路，或者，每个共享逻辑电路设置于其连接的感光像素阵列的四邻域中的一个区域。

在一个实施例中，每个感光像素阵列包括m行×n列感光像素，m×n≤(2m+2n)，也即每个感光像素阵列所包括的感光像素的数量小于或等于每个感光像素阵列的四邻域中可设置逻辑像素电路的区域数量，m和n都为正整数。

在应用中，由于每个感光像素都必须连接一个像素逻辑电路，二者之间的走线长度应当尽可能短且利于走线，因此，可以将每个像素逻辑电路设置在感光像素阵列的四邻域中的一个，并使每个像素逻辑电路距离其所连接的感光像素最近。当感光像素阵列的四邻域中还存在能够容纳共享逻辑电路的空闲区域时，可以将与该感光像素阵列对应连接的共享逻辑电路设置于四邻域中的一个空闲区域，若不存在空闲区域，则将与该感光像素阵列对应连接的共享逻辑电路紧挨像素逻辑电路设置。

图1中示例性的示出每列感光像素11与2行×1列像素逻辑电路2相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路2与感光像素11连接，每个共享逻辑电路3与其连接的一个感光像素阵列1之间间隔2行×1列像素逻辑电路2。

在一个实施例中，每个感光像素阵列的尺寸大于或等于单个光斑的尺寸。

在一个实施例中，每个感光像素阵列在行方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径，每个感光像素阵列在列方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径和光斑移动距离之和，列方向为光斑在感光器件上的移动方向。

在应用中，由于点阵光源和感光器件必然不在同一位置，光斑投影在感光器件上的大小可以保持不变，当物体与飞行时间测距系统之间的距离固定时，光斑投影在感光器件上的位置也固定不变，为了使每个感光像素阵列能够接收到一个光斑，应当将每个感光像素阵列的尺寸设置为大于或等于单个光斑的尺寸。然而实际使用中，光斑投影在感光器件上的位置会随着物体与飞行时间测距系统之间的距离的变化而移动，光斑移动方向是固定的，沿感光器件和点阵光源的中心点之间的连线方向移动。因此，为了使光斑移动时，每个感光像素阵列依然能够接收到完整的单个光斑，可以将每个感光像素阵列在行方向上的尺寸设置为大于或等于单个光斑的直径，将每个感光像素阵列在列方向上的尺寸设置为大于或等于单个光斑的直径和光斑移动距离之和，列方向为光斑在感光器件上的移动方向。

如图2所示，示例性的示出了光斑在感光器件上的移动情况；其中，实线圆形41位置为光斑移动前在感光器件上的投影位置，虚线圆形42为光斑移动后在感光器件上的投影位置。

在一个实施例中，单个光斑的直径为10微米-40微米，光斑移动距离为0微米-20微米，每个感光像素阵列在第一方向上的尺寸大于或等于40微米、在第二方向上的尺寸大于或等于60微米。

在应用中，单个光斑的直径通常在10微米-40微米范围内，在0.2m-10m的测距距离(也即物体与飞行时间测距系统之间的距离)中，光斑移动距离通常在0微米-20微米范围内，因此，为了使光斑移动之后，每个感光像素阵列依然能够接收到完整的单个光斑，应当使每个感光像素阵列在行方向上的尺寸大于或等于的单个光斑的直径，也即40微米，并使每个感光像素阵列在列方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径和光斑移动距离之和，也即60微米。

在应用中，单个感光像素的直径通常在10微米-20微米范围内，根据感光像素的直径，可以合理设置感光像素阵列所包括的感光像素的数量，以使得感光像素阵列的尺寸符合在光斑移动时也能接收到单个光斑的测距要求。例如，当单个感光像素的直径为10微米时，感光像素阵列应当包括6行×4列感光像素；当单个感光像素的直径为20微米时，感光像素阵列应当包括3行×2列感光像素。

图2中示例性的示出每个感光像素阵列1包括3行×2列感光像素11，每列感光像素11与3行×1列像素逻辑电路2相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路2与感光像素11连接，每个共享逻辑电路3与其连接的一个感光像素阵列1之间间隔3行×1列像素逻辑电路2时，感光器件100的结构示意图。

在一个实施例中，每个感光像素阵列包括M行×2列感光像素，每列感光像素与M行×1列像素逻辑电路相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路与感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔M行×1列像素逻辑电路，M为大于或等于1的整数。

在应用中，由于每个感光像素都需要对应连接一个像素逻辑电路，为了使每个感光像素与其对应的一个像素逻辑电路之间的走线距离最短，以减少不必要的面积浪费，可以使每个感光像素与其对应的一个像素逻辑电路尽可能的相邻设置，通过使每个感光像素阵列包括M行×2列感光像素，并沿列方向设置像素逻辑电路，使位于相同行且距离最近的像素逻辑电路与感光像素连接，即可实现，例如，图1和图2中即是采用这种排布方式。

在一个实施例中，每个感光像素阵列包括4行×4列感光像素，每行感光像素与1行×4列像素逻辑电路相邻，每列感光像素与4行×1列像素逻辑电路相邻，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔4行×1列像素逻辑电路，每个感光像素阵列的尺寸大于单个光斑的尺寸。

在应用中，有可能因为飞行时间测距系统的光学模组组装问题、光学透镜造成光斑畸变、公差等因素，导致光斑难以准确落在相应感光像素阵列区域。为了克服这种情况，可以通过增加每个感光像素阵列的感光像素的数量，即增大每个感光像素阵列的尺寸，以保证光斑落在感光像素阵列的概率远大于落在像素逻辑电路和共享逻辑电路的概率，这样，即使相邻光斑的中心之间的距离与相邻感光像素阵列的中心之间距离不相等，略微有差异，也可以保证绝大多数光斑完全投影在感光器件的有效感光区(即感光像素阵列中)，从而获得较大的有效感光面积。由于在增大感光像素阵列尺寸的同时，还需要考虑如何合理设置像素逻辑电路，因此，作为一种较佳的实施例，可以使每个感光像素阵列包括4行×4列感光像素，然后在每个感光像素阵列的四邻域排布相应数量(即16个)的像素逻辑电路，以在充分利用感光像素阵列外围的四邻域空间的同时，使有效感光面积尽可能的最大化。

图3示例性的示出每个感光像素阵列1包括4行×4列感光像素11，每行感光像素11与1行×4列像素逻辑电路2相邻，每列感光像素11与4行×1列像素逻辑电路2相邻，每个共享逻辑电路3与其连接的一个感光像素阵列1之间间隔4行×1列像素逻辑电路时，感光器件100的结构示意图；其中，实线圆形41位置为光斑移动前在感光器件上的投影位置，虚线圆形42为光斑移动后在感光器件上的投影位置。

图3所示的感光器件的结构，使得投影至每个感光像素阵列的单个光斑仅在感光像素阵列中移动，从而可以使物体反射至感光器件的光能无浪费，有效提高能量利用效率，不受飞行时间测距系统的光学模组组装问题、光学透镜造成光斑畸变、公差等因素的影响。

在应用中，也可以通过设计相应的光学透镜，覆盖感光器件，以放大或缩小光斑投影在感光器件上的尺寸，以保证光斑始终能够有部分或全部落在相应的感光像素阵列上；还可以减小光斑尺寸、提高光斑密度(也即使单个光斑的尺寸小于每个感光像素阵列的尺寸，投影在感光器件上的点阵光斑的密度大于感光器件中感光像素阵列的密度)，以保证始终有光斑能够全部落在相应的感光像素阵列上。

在一个实施例中，每个共享逻辑电路与至少两个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路用于分时接收与其连接的不同感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号。

在应用中，每个共享逻辑电路可以与两个及以上的感光像素阵列中的所有感光像素阵列连接，从而可以有效提高有效感光面积。每个共享逻辑电路分时接收与其连接的不同感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号的方法具体可以为：在第一时间段接收与其连接的第一个感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号，在第二时间段接收与其连接的第二个感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号，在第三时间段接收与其连接的第三个感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号，…，依此类推。对于任一个感光像素阵列，共享逻辑电路可以在接收到其中的一个感光像素输出光子信号时即停止接收该感光像素阵列中的其他感光像素输出的光子信号；也可以尽可能的接收该感光像素阵列中的所有感光像素输出的光子信号(也即在该感光像素阵列不再输出光子信号时停止接收)。

如图4所示，示例性的示出了每个共享逻辑电路3与两个感光像素阵列1中的所有感光像素11连接时，感光器件100的结构示意图；其中，每个感光像素阵列1包括3行×2列感光像素11，每列感光像素11与3行×1列像素逻辑电路2相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路2与感光像素11连接，每个共享逻辑电路3与其连接的一个感光像素阵列1之间间隔3行×1列像素逻辑电路2，实线圆形41位置为光斑移动前在感光器件上的投影位置，虚线圆形42为光斑移动后在感光器件上的投影位置。

如图5所示，本申请实施例提供一种飞行时间测距系统1000，包括：

点阵光源200，用于向物体2000发射点阵光线；

感光器件100，用于接收物体2000反射的点阵光线投影在感光器件100上的点阵光斑，并输出用于指示点阵光线到达感光器件100处的时间的光感应信号；

控制器300，与点阵光源200和感光器件100连接，用于控制点阵光源200发射点阵光线，控制感光器件100接收点阵光斑并处理为光感应信号，并根据光感应信号获取物体2000与感光器件100之间的距离。

图5中实线表示电连接，带箭头的虚线表示光信号。

在应用中，点阵光源可以根据实际需要设置为激光器、发光二极管(LightEmitting Diode，LED)阵列、激光二极管(Laser diode，LD)阵列、边缘发射激光器(Edge-emitting Laser，EEL)等。激光器具体可以是垂直腔面发射激光器(Vertical-CavitySurface-Emitting Laser，VCSEL)。点阵光源可以是可调谐或不可调谐器件，通过将点阵光源设置为不可调谐器件能够有效降低飞行时间测距系统的设计难度，降低成本，通过将点阵光源设置为可调谐器件，能够根据物体与飞行时间测距系统之间的距离或环境光线的光强度，调节点阵光源发出的点阵光线的强度，例如，在物体与飞行时间测距系统之间的距离远或环境光线的光强度弱时，提高点阵光源发出的点阵光线的强度，以提高感光器件接收到的光斑强度，从而提高测距准确度；还可以将点阵光源发出的点阵光线的密度设置为可调，以根据物体与飞行时间测距系统之间的距离，调节点阵光线的密度。物体可以是自由空间中的任意可反射点阵光源发射的点阵光线的物体。

在应用中，控制器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用控制器、数字信号控制器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用控制器可以是微控制器或者任何常规的控制器等。控制器还用于控制点阵光源和感光器件开启或关闭。

在一个实施例中，单个光斑的尺寸小于每个感光像素阵列的尺寸，投影在感光器件上的点阵光斑的密度大于感光器件中感光像素阵列的密度；

和/或，所述飞行时间测距系统还包括覆盖感光器件的微透镜阵列，微透镜阵列中的每个微透镜用于放大或缩小投影至一个感光像素阵列的单个光斑的尺寸。

图6示例性的示出飞行时间测距系统100还包括覆盖感光器件100的光学透镜模组400。

在应用中，飞行时间测距系统至少包括点阵光源、感光器件及控制器，还可以包括覆盖点阵光源的准直光学元件和衍射光学元件(Diffractive Optical Elements，DOE)、覆盖感光器件的聚焦透镜或微透镜阵列等，准直光学元件和衍射光学元件可以依次覆盖点阵光源。准直光学元件用于对点阵光源发射的点阵光线进行准直，衍射光学元件用于对点阵光线进行衍射。透镜或微透镜阵列用于将物体反射的点阵光线聚焦或发散投射于感光器件的感光面，具体的，通过微透镜阵列中的每个微透镜放大或缩小投影至一个感光像素阵列的单个光斑的尺寸。

本申请实施例提供的感光器件和飞行时间测距系统，可以应用于手机、平板电脑、可穿戴设备、车载设备、增强现实(augmented reality，AR)设备、虚拟现实(virtualreality，VR)设备、笔记本电脑、上网本、个人数字助理(personal digital assistant，PDA)等终端设备，本申请实施例对终端设备的具体类型不作任何限制。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的器件和系统，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的器件或系统实施例仅仅是示意性的。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种感光器件，其特征在于，包括：

若干感光像素阵列，每个感光像素阵列包括以阵列形式排列的若干感光像素，每个感光像素阵列用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的单个光斑；

若干像素逻辑电路，每个像素逻辑电路与一个感光像素连接，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的外围区域；

若干共享逻辑电路，每个共享逻辑电路与至少一个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路设置于其连接的至少一个感光像素阵列的外围区域。

2.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，每个感光像素阵列的尺寸大于或等于单个光斑的尺寸。

3.如权利要求2所述的感光器件，其特征在于，每个感光像素阵列在行方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径，每个感光像素阵列在列方向上的尺寸大于或等于单个光斑的直径和光斑移动距离之和，列方向为光斑在感光器件上的移动方向。

4.如权利要求3所述的感光器件，其特征在于，单个光斑的直径为10微米-40微米，光斑移动距离为0微米-20微米，每个感光像素阵列在行上的尺寸大于或等于40微米、在列上的尺寸大于或等于60微米。

5.如权利要求1所述的感光器件，其特征在于，每个共享逻辑电路与至少两个感光像素阵列中的所有感光像素连接，每个共享逻辑电路用于分时接收与其连接的不同感光像素阵列中的感光像素输出的光子信号。

6.如权利要求1至5任一项所述的感光器件，其特征在于，每个像素逻辑电路设置于其连接的感光像素所在的感光像素阵列的四邻域中的一个区域，每个像素逻辑电路与其距离最近一个感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的感光像素阵列之间间隔有像素逻辑电路，或者，每个共享逻辑电路设置于其连接的感光像素阵列的四邻域中的一个区域。

7.如权利要求6所述的感光器件，其特征在于，每个感光像素阵列包括M行×2列感光像素，每列感光像素与M行×1列像素逻辑电路相邻，设置于相同行且距离最近的像素逻辑电路与感光像素连接，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔M行×1列像素逻辑电路，M为大于或等于1的整数。

8.如权利要求6所述的感光器件，其特征在于，每个感光像素阵列包括4行×4列感光像素，每行感光像素与1行×4列像素逻辑电路相邻，每列感光像素与4行×1列像素逻辑电路相邻，每个共享逻辑电路与其连接的至少一个感光像素阵列之间间隔4行×1列像素逻辑电路，每个感光像素阵列的尺寸大于单个光斑的尺寸。

9.一种飞行时间测距系统，其特征在于，包括：

点阵光源，用于向物体发射点阵光线；

如权利要求1至8任一项所述的感光器件，用于接收物体反射的点阵光线投影在感光器件上的点阵光斑，并输出用于指示点阵光线到达感光器件处的时间的光感应信号；

控制器，与点阵光源和感光器件连接，用于控制点阵光源发射点阵光线，控制感光器件接收点阵光斑并处理为光感应信号，并根据光感应信号获取物体与感光器件之间的距离。

10.如权利要求9所述的飞行时间测距系统，其特征在于，单个光斑的尺寸小于每个感光像素阵列的尺寸，投影在感光器件上的点阵光斑的密度大于感光器件中感光像素阵列的密度；

和/或，所述飞行时间测距系统还包括覆盖感光器件的微透镜阵列，微透镜阵列中的每个微透镜用于放大或缩小投影至一个感光像素阵列的单个光斑的尺寸。

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