CN113419252A - 飞行时间模组、终端及深度检测方法 - Google Patents

飞行时间模组、终端及深度检测方法 Download PDF

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CN113419252A CN202110646449.5A CN202110646449A CN113419252A CN 113419252 A CN113419252 A CN 113419252A CN 202110646449 A CN202110646449 A CN 202110646449A CN 113419252 A CN113419252 A CN 113419252A
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Abstract

本申请公开了一种飞行时间模组、终端及深度检测方法。飞行时间模组包括光源、透镜及图像传感器。光源用于发射光线。透镜位于光源发射光线的一侧。图像传感器包括感光像素、检测像素和计时器，在检测像素接收透镜反射的所述光线时，计时器开始计时；感光像素接收目标对象反射的光线时，计时器停止计时，以得到接收时间；图像传感器根据接收时间，以生成目标对象的深度信息。本申请实施方式的飞行时间模组、终端及深度检测方法中，开始计时的时刻为光源的实际发光时刻，接收时间与光源的温漂无关，从而消除了因温漂带来的计时起点不准确问题，以保证计时的准确性，从而保证生成目标对象的深度信息的准确性。

Description

飞行时间模组、终端及深度检测方法
技术领域
本申请涉及测距领域，更具体而言，涉及一种飞行时间模组、终端及深度检测方法。
背景技术
飞行时间技术(Time of flight,ToF)是一种通过测量发射信号和被目标物体反射回的信号之间的时间差，通过这个时间差，计算出目标物体和传感器距离的测距技术。然而，在使用直接飞行时间测距技术(direct Time of Flight，dToF)进行测距时，由于dToF模组中的发光器件会因温度的变化导致响应速度不稳定，从而导致难以界定开始计时的时刻，难以保证最终生成深度图的准确性。
发明内容
本申请实施方式提供一种飞行时间模组、终端及深度检测方法。
本申请实施方式的飞行时间模组包括光源、透镜及图像传感器。所述光源用于发射光线。所述透镜位于所述光源发射光线的一侧。图像传感器包括感光像素、检测像素和计时器，在所述检测像素接收所述透镜反射的所述光线时，所述计时器开始计时；所述感光像素接收目标对象反射的光线时，所述计时器停止计时，以得到接收时间；所述图像传感器根据所述接收时间，以生成所述目标对象的深度信息。
本申请实施方式的终端包括机壳及飞行时间模组，所述飞行时间模组设置在所述机壳上。所述飞行时间模组包括光源、透镜及图像传感器。所述光源用于发射光线。所述透镜位于所述光源发射光线的一侧。图像传感器包括感光像素、检测像素和计时器，在所述检测像素接收所述透镜反射的所述光线时，所述计时器开始计时；所述感光像素接收目标对象反射的光线时，所述计时器停止计时，以得到接收时间；所述图像传感器根据所述接收时间，以生成所述目标对象的深度信息。本申请实施方式的深度检测方法，应用于飞行时间模组，所述飞行时间模组包括光源、透镜及图像传感器。所述光源用于发射光线。所述透镜位于所述光源发射光线的一侧。图像传感器包括感光像素、检测像素和计时器，在所述检测像素接收所述透镜反射的所述光线时，所述计时器开始计时；所述感光像素接收目标对象反射的光线时，所述计时器停止计时，以得到接收时间；所述图像传感器根据所述接收时间，以生成所述目标对象的深度信息。
本申请实施方式的飞行时间模组、终端及深度检测方法通过控制光源发射光线，并通过透镜将光线反射至检测像素，此时，计时器开始计时，则计时器从开始计时，至感光像素接收到目标对象发射的光线时停止计时所用时间，即为接收时间，图像传感器则可根据接收时间以生成目标对象的深度信息。其中，由于计时器开始计时是根据检测像素生成触发信号，且计时器接收到触发信号时的时刻(考虑到光速极快，透镜将光线反射到检测像素的时间可忽略不计或事先测算后扣除)，因此，开始计时的时刻为光源的实际发光时刻，接收时间与光源的温漂无关，从而消除了因温漂带来的计时起点不准确问题，以保证计时的准确性，从而保证图像传感器生成目标对象的深度信息的准确性。
本申请的实施方式的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实施方式的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施方式的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请某些实施方式的飞行时间模组的结构示意图；
图2是现有技术方案的飞行时间模组的场景示意图；
图3是本申请某些实施方式的终端的结构示意图；
图4和图5是本申请某些实施方式的飞行时间模组的场景示意图；
图6是本申请某些实施方式的飞行时间模组的透镜的示意图；
图7是本申请某些实施方式的飞行时间模组的图像传感器的结构示意图。
图8至图9是本申请某些实施方式的图像传感器的平面示意图；
图10是本申请某些实施方式的图像传感器的场景示意图；
图11至图16是本申请某些实施方式的图像传感器的平面示意图；
图17是本申请某些实施方式的深度检测方法的流程示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施方式，所述实施方式的示例在附图中示出，其中，相同或类似的标号自始至终表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施方式是示例性的，仅用于解释本申请的实施方式，而不能理解为对本申请的实施方式的限制。
请参阅图1，本申请实施方式提供一种飞行时间模组100。飞行时间模组100包括光源20、透镜30及图像传感器40。光源20用于发射光线。透镜30位于光源20发射光线的一侧。图像传感器40包括感光像素41和检测像素42，检测像素42用于接收透镜30反射的光线，以生成触发信号，并将触发信号传送至感光像素41；感光像素41在接收到触发信号时开始计时，图像传感器40根据感光像素41接收到目标对象(图2所示)反射的光线的接收时间，以生成目标对象的深度信息。
目前，在使用利用飞行时间技术计算目标对象和图像传感器40之间的距离时，往往会通过直接测量飞行时间(direct Time of Flight，dToF)模组来测量发射光线和被目标对象反射回的光线的时间差，以通过时间差，计算出目标对象和图像传感器40之间的距离。
如图2所示，dToF模组包含3个主要部件：驱动控制芯片、感光像素及发光器件。dToF模组在控制驱动控制芯片向发光器件发送发光指令，到感光像素接收到由目标物体反射回的光线这一过程中，一共会经历4个时刻，分别为T0时刻、T1时刻、T2时刻和T3时刻。其中，T0时刻为dToF模组在控制驱动控制芯片向发光器件发送发光指令的时刻，T1时刻为驱动控制芯片发送出发光指令的时刻，T2时刻为发光器件响应到发光指令，以发出光线的时刻，T3时刻为感光像素接收到由目标物体反射回的光线的时刻。
具体地，在dToF模组计算发光器件发射光线和被目标对象发射回的光线的时间差时，理论上来讲，dToF模组中的计时器在T2时刻开始计时，T3时刻结束计时，则可以得到最准确的飞行时间。但是，在运行过程中，发光器件从接收到驱动控制芯片发出的控制信号，到响应控制信号进行实际发光，需要一定的时间，以使得发光器件的实际发光时间T2时刻往往滞后于T1时刻。并且，在dToF模组的实际工作场景中，发光器件的温度发生会变化，从而导致发光器件在接收到开始发光的控制信号到实际发光的响应速度同样会发生变化。如，当温度越高时，发光器件的响应速度则越慢，从而导致T2时刻(发光器件的实际发光时刻)难以界定。因此，dToF模组无法使用T2时刻以作为开始计时时刻，以得到最准确的飞行时间。
因此，计时器往往会利用T0时刻作为开始计时的时刻。但是，T2时刻难以界定，T0时刻和T2时刻之间没有固定的时间差，因此，在计算飞行时间时，无法消除发光器件响应发光指令的时间误差。则会导致dToF模组在测量飞行时间时，无法找到准确的计时起点，从而导致测距不够准确，以使图像传感器40生成目标对象的深度信息不准确。
本申请实施方式的飞行时间模组100通过控制光源20发射光线，并通过透镜30将光线反射至检测像素42，此时，计时器401开始计时，则计时器401从开始计时，至感光像素41接收到目标对象发射的光线时停止计时所用时间，即为接收时间，图像传感器40则可根据接收时间以生成目标对象的深度信息。其中，由于计时器401开始计时是根据检测像素41生成触发信号，且计时器401接收到触发信号时的时刻(考虑到光速极快，透镜30将光线反射到检测像素的时间可忽略不计或事先测算后扣除)，因此，开始计时的时刻为光源20的实际发光时刻，接收时间与光源20的温漂无关，从而消除了因温漂带来的计时起点不准确问题，以保证计时的准确性，从而保证图像传感器40生成目标对象的深度信息的准确性。
下面请结合附图作进一步说明。
请参阅图3，本申请实施方式提供一种终端1000。终端1000包括飞行时间模组100和机壳200。飞行时间模组100设置在机壳200上。
终端1000可以但不局限于是VR眼镜、AR眼镜、手机、平板电脑、笔记本电脑、智能手表、游戏机、头显设备、激光尺等，在这些电子设备中，往往具备飞行时间模组100以实现生成目标对象的深度信息的功能。
具体地，飞行时间模组100可以是dTOF模组，dTOF模组可以根据光源20发射光线的发射时间及光线被目标对象反射回图像传感器40的时间，从而计算目标对象和飞行时间模组100之间的距离，即目标对象的深度信息。
机壳200包括有侧壁201和位于底部的背板202，侧壁201和背板202形成有收容空间203，以用于收容终端1000的部件。可以理解，飞行时间模组100设置在收容空间203内，当飞行时间模组100需要生成目标对象的深度信息时，则可通过发射光源，并穿过背板202，以发射至目标对象，从而获取目标对象的深度信息。
其中，机壳200的材质可以是金属、玻璃、塑胶等材质，机壳200的材质还可以是由金属、玻璃和塑胶混合而成。例如，侧壁201的材质为金属，背板202的材质为玻璃。又例如，侧壁201和部分背板202的材质为金属，其他部分背板202的材质为玻璃。
请结合图1，飞行时间模组100包括壳体10、光源20、透镜30及图像传感器40。光源20、透镜30及图像传感器40设置在壳体10内。其中，光源20用于发射光线，透镜30用于反射光源20发射出的光线，图像传感器40包括感光像素41和检测像素42。
壳体10包括衬底11、顶板12、侧板13和间隔板14。侧板13的两端分别连接衬底11和顶板12，间隔板14的一端与顶板12连接。
衬底11设置在机壳200内，衬底11、顶板12和侧板13围成有收容空间15，光源20、透镜30及图像传感器40被收容在收容空间15内，且光源20和图像传感器40直接设置在衬底11上，终端1000可通过衬底11对光源20和图像传感器40上电，以保证光源20和图像传感器40可以正常工作。
间隔板14设置在收容空间15内，间隔板14用于间隔光源20和图像传感器40，当光源20发射的光线被透镜30反射后，间隔板14用于阻隔部分光线，以防止光线在进入包含有图像传感器40的部分收容空间15时，形成串扰光，从而减少串扰光干对图像传感器40的干扰。
间隔板14和衬底11之间形成有间隙16，当光源20发射光线并通过透镜30反射光线后，被透镜30反射的光线会通过间隙16入射至检测像素42上，以使检测像素42生成触发信号。其中，间隙16的宽度根据透镜30反射向检测像素42的光线，在间隙16的最大高度确定。
具体地，检测像素42位于图像传感器40靠近光源20的一侧，当光源20发射的光线通过透镜30反射至检测像素42时，若没有间隔板14，则被透镜30反射的光线会同时落在感光像素41和检测像素42上，而该光线并不是由目标对象反射的光线，当该光线反射至感光像素41上时，则会对图像传感器40形成干扰。因此，为保证被透镜30反射的光线反射至检测像素42的同时，不会反射至感光像素41上，则需要设置间隔板14，并使间隔板14与衬底11之间形成间隙16。
如图4所示，间隙16的宽度，与被透镜30反射的光线在间隙16处的最大高度有关。当光线L反射至检测像素42最靠近感光像素41的位置上时，光线L在间隔板14位置与衬底11之间的距离H，应是间隔板14允许被透镜30反射的光线通过间隙16的最大高度，高于光线L的光线在理论上会反射至感光像素41上(如光线M、光线X)，间隔板14需要阻挡高于光线L高度的光线，以保证该部分光线不会反射至感光像素41，因此，间隙16的高度应是光线L在间隔板14位置处与衬底11之间的距离H，从而保证被透镜30反射的光线仅会反射至检测像素42上，以减少串扰光对图像传感器40的干扰。目前，飞行时间模组100中，为减少图像传感器40不受串扰光的影响，往往会在光源20和图像传感器40之间设置间隔板14，且间隔板14与衬底11直接连接，以阻断光源20和图像传感器40。然而，为保证光源20和图像传感器40的正常工作，图像传感器40的靠近光源20的一侧需设置连接线与衬底11的电路板相连接，而该连接线位于图像传感器40与光源20之间。
在本申请实施方式的飞行时间模组100中，间隔板14与衬底11之间形成有间隙16，则图像传感器40与衬底11的电路板连接的连接线，可设置在间隙16的位置处，从而无需在设置该连接线的放置空间，则可减少图像传感器40和光源20之间的间距，从而减少所需飞行时间模组100的尺寸。
光源20可以是垂直腔面发射激光器(Vertical-Cavity Surface-EmittingLaser，VCSEL)、边缘发射半导体激光器(edge-emitting semiconductor lasers，EEL)、和发光二极管(Light Emitting Diode，LED)等光源20。这些光源20可以是由单个激光器或二极管构成的点光源20，还可以是由多个激光器或二极管构成的阵列光源20。光源20能在飞行时间模组100的控制下向目标对象发射激光，以用于dTOF测距。本申请实施方式中的光源20为VCSEL，可以理解，光源20并不限于VCSEL。
请结合图1，透镜30位于光源20发射光线的一侧。在本申请实施方式的飞行时间模组100中，透镜30的曲率需大于预设曲率。其中，预设曲率为45度。
当光源20发射光线至透镜30时，此时，由于光线从空气进入透镜30，即光线从一种介质进入另一种介质，则光线会被透镜30折射，同时光线还会在透镜30表面形成反射。而光线的总能量是固定的，在光线同时被反射和折射时，则光线的能量会被分为两部分，且反射光线的能量和折射光线的能量是互通的，以保证光线的总能量不变。例如，反射光线的能量增大时，则折射光线的能量会相应减少，并与反射光线能量的增大量相同。
当透镜30为高曲率透镜时，则当光源20发射光线至透镜30表面时，相对低曲率透镜而言，光线的入射角更大，从而导致光线在透镜30表面形成的反射越强，则光线形成的反射光线能量就越大，那么，被透镜30折射的折射光线的能量就会减小。
请结合图5，当光线入射至透镜30后，由于透镜30为高曲率透镜，因此，光线被折射后的能量，相比低曲率透镜折射后的光线的能量而言，光线的能量更小。而飞行时间模组100是设置在终端1000内的，由于终端1000的机壳200覆盖飞行时间模组100的部分材质为玻璃，因此，光线经透镜30折射后的入射至机壳200后，会在机壳200内部形成反射时，由于光线的能量较弱，则光线经机壳200反射再进入飞行时间模组100时同样较弱，相比低曲率透镜而言，则可减少由机壳200形成的串扰光Z的能量，从而减轻因机壳200反射带来的串扰光Z对飞行时间模组100的影响。
在本申请实施方式的飞行时间模组100中，透镜30的曲率需大于预设曲率，其中，预设曲率为45度。如图6所示，透镜30的曲率，具体表现为透镜30的中心点O和透镜30的曲边最边缘点P的连线，与透镜30光轴轴线K之间的夹角β，透镜30的曲率需大于预设曲率，即夹角β需大于45度。
请结合图1和图7，图像传感器40包括感光像素41、检测像素42和计时器401。其中，在检测像素42接收到透镜30反射的光线时，计时器401开始计时，在感光像素41用于接收目标对象反射的光线时，计时器401停止计时，以生成接收时间。
感光像素41和检测像素42均为单光子雪崩二极管。计时器401为一种计时电路，例如，时间数字转换器(Time To Digital Converter，TDC)电路。感光像素41、检测像素42和计时器401通过电路连接，感光像素41或检测像素42在接收到的光线后，可将光子转化为电子，并放大成为电压变化信号，以通过电路传递给计时器401，从而触发计时器401执行开始计时或停止计时工作。计时器401可通过感光像素41和检测像素42传递的信号，以将时间信号转化为数字信号，从而得到接收时间。如，当计时器401开始计时时，则将开始计时时刻的时间信号转换为数字信号，当计时器401停止计时时，则将停止计时时刻的时间信号转换为数字信号，如此，则可得到开始计时时至停止计时时之间的时间差，即接收时间。
具体地，检测像素42在接收到透镜30反射的光线时，会生成触发信号，计时器401可接收到触发信号以开始计时(从0开始计时)，感光像素41在接收到目标对象反射的光线时，会生成接收信号，同样地，计时器401在接受到接收信号时，会停止计时，由于，开始计时是从0开始计时，则停止计时的时间，即为从开始计时至停止计时所占时长，计时器401则可生成接收时间，图像传感器40则可根据接收时间，以生成目标对象的深度信息。
在一个实施方式中，感光像素41和检测像素42可共用一个计时器401，即感光像素41和检测像素42的电路同时与一个计时器401连接，在检测像素42生成触发信号及感光像素41生成接收信号时，触发信号和接收信号均会被同一个计时器401接收，计时器401则可分别执行开始计时和停止计时的动作，从而得到接收时间。在另一个实施方式中，感光像素41和检测像素42可分别连接一个计时器401，即图像传感器40包括有2个计时器401，分别作用于感光像素41和检测像素42。检测像素42在生成触发信号时，作用于检测像素42的计时器401则开始计时，并通过电路，以使作用于感光像素41的计时器401开始计时，感光像素41在生成接收信号时，作用于检测像素42的计时器401则停止计时，从而得到接收时间。
具体地，感光像素41和检测像素42呈矩阵排序，且检测像素42包括矩阵中靠近光源20的预定列像素。其中，矩阵的列的方向垂直图像传感器40和光源20的排布方向。
如图7所示，图像传感器40呈5行、6列排布，矩阵的列方向为A方向，图像传感器40的高度方向为B方向，图像传感器40和光源20的排布方向为C方向。其中，A方向垂直于B方向和C方向，B方向垂直于C方向。
其中，图像传感器40靠近光源20的一列，即第6列为检测像素42。其他列均为感光像素41，且感光像素41上设置有微透镜阵列43(Micro Lens Array，MLA)，微透镜阵列43包含有多个微透镜44，以保证被目标物体反射的光线经微透镜44折射后，可以更好的入射至感光像素41内部，以提升感光像素41的感光效果。
在一个实施方式中，当光源20发射光线后，则发射至透镜30边缘位置的光线会经过透镜30反射以反射至检测像素42上，此时，检测像素42则可生成触发信号。而发射至透镜30中间位置的光线则可经过透镜30折射以达到目标对象上，并由目标对象反射至感光像素41上，此时，感光像素41则可生成接收信号，计时器401可接收触发信号和接收信号，以分别执行开始计时和停止计时的工作，从而确定接收时间。在整个过程中，由于触发信号是由光线发射后经透镜30反射至检测像素42上时生成的，因此，无论光源20是否因温度影响而导致响应速度发生变化，对计时器401开始计时和停止计时都不会带来影响，从而不会影响接收时间，且光速较快，光线经透镜30反射至检测像素42的时间可以忽略不计，从而保证图像传感器40可以准确获取光源20发出光线的时刻，以保证图像传感器40生成目标对象深度信息的准确性。
请结合图8和图9，在某些实施方式中，图像传感器40的检测像素42上还可设置有微透镜44，微透镜44偏移设置在检测像素42靠近顶板12的一侧。
具体地，被透镜30反射至检测像素42的光线，需通过检测像素42上的微透镜44将光线进行折射，以使更多的光线能够入射至检测像素42内，从而提高检测像素42的感光强度。
更具体的，在检测像素42生成触发信号时，光线需入射至检测像素42内部，如光线入射至检测像素42内部3微米到5微米处，此时，检测像素42才能够生成触发信号。如图8所示，当检测像素42上未设置有微透镜44时，可以看出，理论上光线E会直接入射至检测像素42的边缘位置，且由于光线E与检测像素42的夹角较小，光线E不能很好的入射至检测像素42内部，以导致检测像素42的感光强度较弱。而当检测像素42上设置有微透镜44时，则可通过微透镜44折射光线E，以改变光线E入射至检测像素42内的角度，从而提高检测像素42的感光强度。
需要说明的是，本申请方式中的飞行时间模组100，可通过调节检测像素42上的微透镜44的高度和偏移距离，以使检测像素42上的微透镜44可同时折射被透镜30反射后，入射至感光像素41和检测像素42的光线，从而将本该入射至感光像素41的光线折射至检测像素42，一方面，减少了进入感光像素41的光线，以减少串扰光的干扰，从而提高图像传感器40生成目标对象的准确性，另一方面，本该入射至感光像素41的光线折射至检测像素42，提高了检测像素42的感光强度，从而提高生成触发信号的准确性。
由此，可以看出，检测像素42上的微透镜44用于折射被透镜30反射检测像素42的光线，以使光线以大角度进入检测像素42，从而使光线能够更好的入射至检测像素42的内部。此外，检测像素42上的微透镜44的偏移方向和偏移距离需根据透镜30反射至检测像素42的光线的角度确定。
如图10(a)所示，被透镜反射光线T1的入射角度为θ1(光线与检测像素42之间的夹角)，可以看出，若检测像素42不设置微透镜44时，光线T1会直接入射至感光像素41上，而当检测像素42设置微透镜44时，光线T1在检测像素42上的微透镜44的Y1点处发生折射，但经检测像素42上的微透镜44折射的光线T1仍会入射至感光像素41，此时，则需要向靠近光源20的一侧偏移检测像素42上的微透镜44，以改变光线T1在微透镜44发生折射的位置。如图10(b)所示，检测像素42上的微透镜44向靠近光源20的一侧偏移后，则光线T1在微透镜44发生折射的位置由Y1点变为Y2点，此时，可以发现光线T1在经过微透镜44折射后，光线T1可以折射至检测像素42上。由此，可以得出，当检测像素42上的微透镜44向靠近光源20的一侧偏移后，则可使光线的入射位置更靠近检测像素42。
请结合图10(a)和图10(c)，可以看出，光线T1和光线T2的入射角度分别为θ1和θ2，且θ1大于θ2，无论检测像素42上是否设置微透镜44，光线T1和光线T2最终的均会入射至感光像素41上，但光线T2的入射位置相较于光线T1的入射位置，更远离检测像素42。那么，则需要检测像素42上的微透镜44的偏移量相较于图10(b)中微透镜44的偏移量更大，以保证光线T2的入射位置位于检测像素(如图10(d)所示)。
由此，可以得出，当光线的入射角度较小时，为保证光线最终的入射位置位于检测像素42上，则需要将检测像素42上的微透镜44向靠近光源的一侧偏移。且光线的入射角度越小，则微透镜44的偏移量越大。
请结合图11和图12，在某些实施方式中，飞行时间模组100还包括第一反光件50，第一反光件50设置在检测像素42靠近顶板12的一侧，并远离光源20。
具体地，第一反光件50用于反射被透镜30反射的光线，以保证被透镜30反射的光线不会入射至感光像素41中，从而保证图像传感器40内部不会形成串扰光，以保证图像传感器40生成目标对象的深度信息的准确性。
其中，第一反光件50的高度根据被透镜30反射的光线在第一反光件50的所在位置的最大高度确定。如图11所示，若光线G为被透镜30反射至图像传感器40内的高度最高的光线，则当第一反光件50能够反射光线G时，则说明被透镜30反射的光线，在入射至图像传感器40内时，会入射至感光像素41的光线均会被第一反光件50反射，因此，第一反光件50的高度需大于光线G反射至第一反光件50位置处时的高度，从而保证被透镜30反射的光线不会入射至感光像素41内部，以保证图像传感器40生成目标对象深度信息的准确性。
请结合图13和图14，在某些实施方式中，飞行时间模组100还可同时包括第一反光件50和第二反光件60。第二反光件60设置在检测像素42靠近顶板12的一侧，并靠近光源20。
具体地，第二反光件60用于反射第一反光件50反射的光线，当被透镜30反射的光线入射至第一反光件50后，则该光线会在被第一反光件50反射至第二反光件60，并再通过第二反光件60反射至检测像素42，从而生成触发信号。检测像素42可通过第一反光件50和第二反光件60，以接收到理论上会被透镜30反射至感光像素41位置处的光线，以提高检测像素42的感光强度，从而提高生成触发信号的准确性。其中，第二反光件60的高度根据第一反光件50反射的光线在第二反光件60的位置的最大高度确定。
如图13所示，若光线R为被第一反光件50反射后，反射至第二反光件60位置最高处的一束光线。则当第二反光件60能够反射光线R时，则说明被第一反光件50反射的光线，均会被第二反光件60反射至检测像素42，因此，第二反光件60的高度需大于光线R反射至第二反光件60位置处时的高度，从而保证被第一反光件50反射后的光线均被反射至检测像素42，从而提高检测像素42的感光强度，以提高生成触发信号的准确性。
需要说明的是，第二反光件60的高度还需根据被透镜30反射的光线，反射至第二反光件60的位置处时的最小高度做进一步调整，第二反光件60的高度还需小于该最小高度，以防止第二反光件60阻挡被透镜30反射的光线直接进入检测像素42。
请结合图15，在某些实施方式中，检测像素42上还可设置有第三反光件70和第四反光件80。其中，第三反光件70和第四反光件80相对设置，并与第一反光件50和第二反光件60围设成一封闭空间90。
具体地，被透镜30反射的光线并不保证均会反射至第一反光件50上，如图16所示，当被透镜反射的光线U向第四反光件80的方向入射至检测像素42时，此时，若光线U与检测像素42的夹角α角度较小，则可以看出，理论上，若没有设置第四反光件80，光线U最终不会入射至检测像素42内。因此，在该方向上且与检测像素42夹角较小的光线能够入射至检测像素42内，则可通过设置第四反光件80以阻挡该类型的光线，此时，光线则会被第四反光件80反射，与第一反光件50和第二反光件60的原理相同，可设置第三反光件70，以保证被第四反光件80反射的光线会被第三反光件70阻挡并反射至检测像素42从而保证无论是从何方向入射的光线，均能通过第一反光件50、第二反光件60、第三反光件70和第四反光件80的配合，以入射至检测像素42内，从而提高检测像素42的感光强度，以提高生成触发信号的准确性。
本申请实施方式的飞行时间模组100，当光源20发射光线后，透镜30则会反射位于光线至检测像素42，在检测像素42接收到该光线时，计时器401开始计时，并在感光像素41接收到目标对象反射的光线时，停止计时，从而得到接收时间，图像传感器40则可接收时间，即光线的飞行时间，从而生成目标对象的深度信息。
请参阅图17，本申请实施方式提供一种深度检测方法，该深度检测方法包括步骤：
01：控制光源20发射光线；
02：在图像传感器40的检测像素42接收到透镜30反射的光线时，图像传感器40的计时器401开始计时；
03：在图像传感器40的感光像素41接收到目标对象反射的光线时，计时器401停止计时，以生成接收时间；
04：根据接收时间，计算目标对象的深度信息。
其中，本申请实施方式的深度检测方法可应用于本申请所述方式的飞行时间模组100。
具体地，在图像传感器40中，感光像素41和检测像素42的电路会与计时器401的电路连接。由此，当图像传感器40的检测像素42接收到透镜30反射的光线时，在计时器401开始计时(计时器401从0开始计时)，而在感光像素41接收到目标对象反射的光线时，计时器401则停止计时，此时，从开始计时到停止计时所用时长，即为接收时间，也就是说，接收时间为光源从发出光线，至光线达到目标物体并反射至感光像素41的飞行时间，在已知飞行时间的情况下，则可根据如下公式，计算得到图像传感器40与目标对象之间的距离，即计算得到目标对象的深度信息。
Figure BDA0003109917870000111
其中，d为图像传感器40与目标对象之间的距离，Δt为根据开始计时时刻至停止计时时刻计算得出的时间差，也就是说，Δt为接收时间，即光线的飞行时间，c为光速。
本申请实施方式的深度检测方法通过控制光源20发射光线，并通过透镜30将光线反射至检测像素42，此时，计时器401开始计时，则计时器401从开始计时，至感光像素41接收到目标对象发射的光线时停止计时所用时间，即为接收时间，图像传感器40则可根据接收时间以生成目标对象的深度信息。其中，由于计时器401开始计时是根据检测像素41生成触发信号，且计时器401接收到触发信号时的时刻(考虑到光速极快，透镜30将光线反射到检测像素的时间可忽略不计或事先测算后扣除)，因此，开始计时的时刻为光源20的实际发光时刻，接收时间与光源20的温漂无关，从而消除了因温漂带来的计时起点不准确问题，以保证计时的准确性，从而保证图像传感器40生成目标对象的深度信息的准确性。
在本说明书的描述中，参考术语“某些实施方式”、“一个例子中”、“示例地”等的描述意指结合所述实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施方式或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施方式或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施方式或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个，除非另有明确具体的限定。
尽管上面已经示出和描述了本申请的实施方式，可以理解的是，上述实施方式是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施方式进行变化、修改、替换和变型。

Claims (13)

1.一种飞行时间模组，其特征在于，包括：
光源，所述光源用于发射光线；
透镜，所述透镜位于所述光源发射光线的一侧；
图像传感器，包括感光像素、检测像素和计时器，在所述检测像素接收所述透镜反射的所述光线时，所述计时器开始计时；所述感光像素接收目标对象反射的光线时，所述计时器停止计时，以得到接收时间；所述图像传感器根据所述接收时间，以生成所述目标对象的深度信息。
2.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述检测像素用于接收所述透镜反射的所述光线，以生成触发信号，所述计时器在接收到触发信号时开始计时；所述感光像素用于接收目标对象反射的光线，以生成接收信号，所述计时器在接收到接收信号时，停止计时，以生成接收时间。
3.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述透镜的曲率大于预设曲率。
4.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，还包括壳体，所述壳体包括衬底、顶板、侧板和间隔板，所述衬底、所述顶板和所述侧板围成收容空间，所述光源和所述图像传感器设置在所述衬底上，所述间隔板设置在所述顶板并位于所述收容空间，所述间隔板间隔所述光源和所述图像传感器，所述间隔板和所述衬底之间形成有间隙，所述透镜反射的光线从所述间隙入射所述检测像素。
5.根据权利要求4所述的飞行时间模组，其特征在于，所述检测像素位于所述图像传感器靠近所述光源的一侧，所述间隙的宽度根据所述透镜反射的所述光线，在所述间隙射入所述检测像素的最大高度确定。
6.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述图像传感器还包括微透镜，所述微透镜偏移设置在所述检测像素靠近所述顶板的一侧。
7.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述图像传感器还包括第一反光件，所述第一反光件设置在所述检测像素靠近所述顶板的一侧并远离所述光源，所述第一反光件用于反射所述透镜反射的所述光线。
8.根据权利要求7所述的飞行时间模组，其特征在于，所述图像传感器还包括第二反光件，所述第二反光件设置在所述检测像素靠近所述顶板的一侧并靠近所述光源，所述第二反光件用于反射所述第一反光件反射的所述光线。
9.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述感光像素和所述检测像素呈矩阵排列，所述检测像素包括所述矩阵中靠近所述光源的预定列的像素，所述矩阵的列的方向垂直所述图像传感器和所述光源的排布方向。
10.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述感光像素和所述检测像素均为单光子雪崩二极管。
11.根据权利要求1所述的飞行时间模组，其特征在于，所述光源包括垂直腔面发射光线器。
12.一种终端，其特征在于，包括机壳和权利要求1-10任一项所述的飞行时间模组，所述飞行时间模组设置在所述机壳上。
13.一种深度检测方法，其特征在于，应用于飞行时间模组，所述飞行时间模组包括光源、透镜和图像传感器，所述透镜位于所述光源发射光线的一侧，所述深度检测方法包括：
控制所述光源发射光线；
在所述图像传感器的检测像素接收到所述透镜反射的所述光线时，所述图像传感器的计时器开始计时；
在所述图像传感器的感光像素接收到目标对象反射的所述光线时，所述计时器停止计时，以生成接收时间；
根据所述接收时间，计算所述目标对象的深度信息。
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