CN114114303A - 使用两种光调变频率的距离量测装置及其运行方法 - Google Patents

使用两种光调变频率的距离量测装置及其运行方法 Download PDF

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Abstract

一种包含光源、光检测元件、时序控制电路以及处理器的距离量测装置。在第一次量测中，时序控制电路以低调变频率控制光源发光；处理器根据光检测元件的第一检测信号计算粗略飞行时间并据以决定操作相位区间及延迟时间。在第二次量测中，时序控制电路以高调变频率控制光源发光且使光源的光源驱动信号及光检测元件的检测控制信号之间相差所述延迟时间；且处理器根据光检测元件的第二检测信号计算精细飞行时间。

Description

使用两种光调变频率的距离量测装置及其运行方法
技术领域
本发明涉及一种光学式距离量测装置，更特别涉及一种使用两种光源调变频率以增加抗噪能力及可检测距离范围的飞行时间距离量测装置及其运行方法。
背景技术
目前，光学式测距装置一般采用基于CCD图像传感器或CMOS图像传感器的成像技术来执行。估计光源打出的光束经由物体反射后被光传感器接收到的时间差来计算物体距离的方式，则称为飞行时间(time-of-flight,TOF)检测技术。
间接飞行时间检测技术(iTOF)是对光源驱动信号进行调变，并将光源驱动信号与检测信号之间的时间差作为飞行时间。例如参照图1所示，光源发光(对应光源驱动信号)与被检测的反射光之间存在时间差Tf，当该时间差Tf越大，则表示量测的距离越大。时间差Tf的最大值不超过曝光期间。因此，如欲获得较大的可检测距离范围，可选择配置较长的曝光期间。
然而，长曝光期间意味着光源的调变频率较慢，且具有较低的信噪比(SNR)。如欲提高信噪比，则需要提高光源的调变频率，如此却又缩短了可检测距离。故在实际配置时，需要在信噪比与可检测距离范围进行取舍。
有鉴于此，一种能够同时具有可检测距离范围大及高信噪比的间接飞行时间距离量测装置即为所需。
发明内容
本发明提供一种使用两种光调变频率进行两阶段量测的距离量测装置，以增加可检测距离范围及抗噪能力。
本发明提供一种包含光源、光检测元件以及处理器的距离量测装置。所述光源用于根据光源驱动信号依序以第一调变频率及第二调变频率照明所述物体，其中所述第二调变频率高于所述第一调变频率。所述光检测元件用于根据检测控制信号相对所述光源以所述第一调变频率发光时检测来自所述物体的反射光以产生第一检测信号，并相对所述光源以所述第二调变频率发光时检测来自所述物体的反射光以产生第二检测信号。所述处理器用于根据所述第一检测信号计算第一相位所位于的操作相位区间并据以决定延迟时间，在所述光源以所述第二调变频率发光时使所述光源驱动信号及所述检测控制信号之间相差所述延迟时间，及根据所述第二检测信号计算第二相位并据以计算物体距离。
本发明还提供一种光源、光检测元件、时序控制电路以及处理器的距离量测装置。所述光源用于发光以照明所述物体。所述光检测元件用于检测所述物体的反射光以产生检测信号。所述时序控制电路用于在第一次量测时以第一调变频率控制所述光源发光并在第二次量测时以第二调变频率控制所述光源发光，其中所述第二调变频率高于所述第一调变频率。所述处理器用于在所述第一次量测时根据所述光检测元件产生的所述检测信号计算粗略相位，并在所述第二次量测时根据所述光检测元件产生的所述检测信号计算精细相位，其中所述处理器输出所述精细相位对应的物体距离但不输出所述粗略相位对应的物体距离。
本发明还提供一种距离量测装置的运行方法，该距离量测装置包含光源、光检测元件以及处理器。所述运行方法包含下列步骤：以光源驱动信号控制所述光源以第一调变频率发光并以检测控制信号控制所述光检测元件检测来自物体的反射光以产生第一检测信号；以所述处理器根据所述第一检测信号计算第一相位所位于的操作相位区间并据以决定延迟时间；以所述光源驱动信号控制所述光源以高于所述第一调变频率的第二调变频率发光并以所述检测控制信号控制所述光检测元件检测来自所述物体的反射光以产生第二检测信号，其中所述光源驱动信号与所述检测控制信号之间相差所述延迟时间；以及以所述处理器根据所述第二检测信号计算第二相位。
本发明实施例的距离量测装置中，光检测元件例如是光二极管。第一累积器及第二累积器包含电荷储存器，例如电容，用于储存光二极管在不同期间所检测的光能量。
本发明实施例的距离量测装置中，光检测元件例如是雪崩二极管。第一累积器及第二累积器包含计数器，例如连波计数器，用于对雪崩二极管在不同期间所产生的电脉冲进行计数。计数值与雪崩二极管检测到的光能量呈正相关。
为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能更明显，下文将配合所附图示，详细说明如下。此外，于本发明的说明中，相同的构件以相同的符号表示，于此合先述明。
附图说明
图1是已知飞行时间检测技术的示意图；
图2是本发明实施例的距离量测装置的方框示意图；
图3是本发明实施例的距离量测装置的运行示意图；
图4是本发明实施例的距离量测装置的另一方框示意图；
图5是本发明实施例的距离量测装置的检测相位的示意图；
图6是本发明实施例的距离量测装置的另一运行示意图；及
图7是本发明实施例的距离量测装置的运行方法的流程图。
附图标记说明
200 距离量测装置
21 光源
22 光检测元件
23 检测开关
24 时序控制电路
251 第一累积器
252 第二累积器
27 内存
29 处理器
O 物体
具体实施方式
本发明是涉及一种使用两阶段量测的飞行时间距离量测装置。基于较高光调变频率可得到较高的信噪比而较低光调变频率可得到较大的可检测距离范围，本发明实施例的距离量测装置依序使用两种不同的光调变频率以同时获得两者的优点，并获得较佳的抗噪能力。
请参照图2所示，其为本发明实施例的距离量测装置200的方框示意图。距离量测装置200包含相互耦接的光源21、光检测元件22、检测开关23、时序控制电路24、第一累积器251、第二累积器252、内存27以及处理器29。一种实施方式中，这些组件配置于同一检测芯片中。另一种实施方式中，光检测元件22、检测开关(例如晶体管开关)23、第一累积器251及第二累积器252形成光传感器，该光传感器用于输出在不同期间累积的第一累积能量及第二累积能量。
一种实施方式中，光源21是激光二极管(LD)，例如垂直共振腔面射型雷射(VCSEL)。另一种实施方式中，光源21是发光二极管(LED)。光源21以可识别光谱(例如红光和/或红外光)发光以照明物体O；其中，该物体O是位于距离量测装置200的可检测距离范围内的任何物体，只要能反射光源21发出的光即可，并无特定限制。在某些应用中，可检测距离范围越大越好。本发明实施例的距离量测装置200可量测物体O的距离或建立其深度图(depth map)，例如距离量测装置200可包含多个阵列排列的光检测元件。
光检测元件22是光二极管(photodiode)或雪崩二极管，例如单光子雪崩二极管(SPAD)，其中，光二极管及雪崩二极管的运行原理为已知，故于此不再赘述。光检测元件22用于检测物体O的反射光以产生检测信号So。
时序控制电路24以光源驱动信号S1控制光源21发光。例如参照图3，其为本发明实施例的距离量测装置200的运行示意图。光源驱动信号S1为为时变信号，用于交互在曝光期间的第一期间T1点亮光源21并在曝光期间的第二期间T2熄灭光源21。可以了解的是，当光源驱动信号S1的调变频率越小，第一期间T1及第二期间T2越长。时序控制电路24还以检测控制信号S2控制光检测元件22检测来自物体O的反射光。本发明中，光源驱动信号S1及检测控制信号S2可被调整具有两种不同的振荡频率。
检测开关23例如是开关组件或是多任务器(MUX)。检测开关23在第一期间T1导通光检测元件22与第一累积器251，以使第一累积器251能够累积光检测元件22检测反射光的第一光能量E1，例如使用第一同步信号Ssyn控制第一累积器251的运行。检测开关13还在第二期间T2导通光检测元件22与第二累积器252，以使累积器252能够累积光检测元件22检测反射光的第二光能量E2，例如使用第二同步信号Ssyn_inv控制第二累积器252的运行。第一同步信号Ssyn例如与光源驱动信号S1同相而第二同步信号Ssyn_inv例如与光源驱动信号S1反相。可以了解的是，只要使第一同步信号Ssyn经过反相器，就能够产生第二同步信号Ssyn_inv。本发明中，由于第一期间T1及第二期间T2均检测反射光，因此曝光期间＝T1+T2。
本发明中，第一累积器251及第二累积器252的种类对应光检测元件22而配置。当光检测元件22是光二极管时，第一累积器251及第二累积器252例如是电容器用于累积电荷以反映反射光的检测能量E1及E2。当光检测元件22是雪崩二极管时，第一累积器251及第二累积器252是异步计数器(asynchronous counter)，例如连波计数器(ripple counter)，用于计数雪崩二极管的光子事件以反映反射光的检测能量E1及E2。
如图2及图3所示，从光源21发光直到光检测元件22接收到反射光，经过了时间间隔Tf，其中，当光源驱动信号S1与检测控制信号S2之间不具有时间差时，时间间隔Tf即等于飞行时间；当光源驱动信号S1与检测控制信号S2之间具有时间差时，时间间隔Tf等于飞行时间与所述时间差的总和，其中所述时间差在后述例如以延迟时间来说明。
请参照图4，其为本发明实施例的距离量测装置200的另一方框示意图。时序控制电路24包含时序控制器240、第一延迟电路241及第二延迟电路242。时序控制器240用于提供同步信号Ssyn。该同步信号Ssyn经过第一延迟电路241后作为光源驱动信号S1，该光源驱动信号S1通过光源驱动器210驱动(例如对应光源驱动信号S1产生电压或电流)光源21的启闭。该同步信号Ssyn经过第二延迟电路242后作为检测控制信号S2，该检测控制信号S2通过检测控制器220控制光检测元件22的光检测，例如对应检测控制信号S2启闭晶体管开关。第一延迟电路241用于控制光源驱动信号S1的相位延迟。第二延迟电路242用于控制检测控制信号S2的相位延迟。
图4中，省略了检测开关23、第一累积器251及第二累积器252。
处理器29例如是数字信号处理器(DSP)或特定应用集成电路(ASIC)，用于根据第一光能量E1及第二光能量E2计算检测相位(例如后述的第一相位及第二相位)。一种实施方式中，处理器29利用公式：检测相位＝E2/(E1+E2)来计算，其对应于图3所示的时间间隔Tf。
请参照图5，其显示处理器29所计算的检测相位的示意图。在光源驱动信号S1与检测控制信号S2之间无相位延迟时，从图2及图3可看出，在物体O从距离0处逐渐远离(即Tf从0逐渐增加)的第一个曝光期间，E2/(E1+E2)的数值逐渐变大，直到反射光的相位与第一个曝光期间的第二期间T2对齐时，E2/(E1+E2)的数值为最大，例如到达图5的点P1；在物体O更加远离而使得反射光的相位进入图3的第二个曝光期间，E2/(E1+E2)的数值逐渐变小，直到反射光的相位与第二个曝光期间的第一期间T1对齐时，E2/(E1+E2)的数值为最小，例如到达图5的点P2，相位曲线将如图5反复变化。
由于光源21一般具有温度相依性，在不同的操作温度下，会产生不同的调变参数，而使得相位曲线具有非线性区，例如靠近最大值(例如P1)及最小值(例如P2)的区域。从图5可看出，一个E2/(E1+E2)的数值可对应到多个相位。本发明仅利用第一个线性区域(线性区域例如以填满圆点的区域表示)来计算物体距离以避免因误判目前相位而导致物体距离计算错误。物体距离可以所计算出的目前相位来计算，例如物体距离＝(E2/(E1+E2))×(c/2)×P，其中，c为光速且P为光源调变周期。图5还显示当检测控制信号S2延迟所述光源驱动信号S1半个光源调变周期TD时的相位曲线(较低行)，此时，图3的时间间隔Tf＝TD+E2/(E1+E2)。亦即，检测控制信号S2与光源驱动信号S1之间的时间差会改变时间间隔Tf的长度，而改变了计算出的物体距离。
如前所述，由于本发明仅利用如图5的相位曲线的第一个线性区域来计算物体距离，所以第一个线性区域的范围决定了可检测距离范围，且第一个线性区域的范围受到光调变频率影响。本发明中，利用两次量测来确定物体距离。
请同时参照图2至图6，接者说明本发明的距离量测装置200的运行。图6中，为简化图式，仅显示对应光源调变频率F1没有相位延迟及光源调变频率F2具有不同延迟时间(或称延迟相位)的第一个线性区域，其中，图6中Del＝-0.5至3.5表示延迟时间与曝光期间(或光源调变周期)的比例。为方便说明，图6将对应光源调变频率F2的不同延迟时间的第一个线性区域配置于两行且以填入圆点的区域表示。
时序控制电路24在第一次量测时以具有第一调变频率F1的光源驱动信号S1控制光源21发光以照明物体O，并在第二次量测时以具有第二调变频率F2的光源驱动信号S1控制光源21发光以照明物体O，其中第二调变频率F2高于第一调变频率F1，例如图6显示F2＝4×F1。因此，第一次量测的相位曲线的线性区域为第二次量测的相位曲线的线性区域的4倍。亦即，第一次量测的可检测距离范围为第二次量测的可检测距离范围的4倍。
时序控制电路24在第一次量测时以具有频率F1的检测控制信号S2控制光检测元件22检测来自物体O的反射光以产生第一检测信号So1，其中，该第一检测信号So1经过第一累积器251及第二累积器252累积光能量后而形成第一光能量E1及第二光能量E2(例如参照图3)，且此时光源驱动信号S1与检测控制信号S2之间优选地没有延迟时间。
同理，时序控制电路24在第二次量测时以具有频率F2的检测控制信号S2控制光检测元件22检测来自物体O的反射光以产生第二检测信号So2，其中，该第二检测信号So2经过第一累积器251及第二累积器252累积光能量后而形成第一光能量E1’及第二光能量E2’。
处理器29根据第一检测信号So1计算第一相位，例如E2/(E1+E2)显示位于图6的A点，其中，由于第一次量测时是使用低调变频率F1而具有较低的信噪比，故第一相位在本发明中称为粗略相位。同时，处理器29是利用第一相位判断操作相位区间(例如图6显示A点位于第四相位区间Z4)以决定延迟时间(或称延迟相位)，例如图6显示延迟1.5个F2的调变周期。本发明中，处理器29并不使用第一相位计算物体距离(亦即不计算(c/2)×PF1×E2/(E1+E2)，其中PF1是F1的调变周期，也不输出第一相位对应的物体距离。
本发明中，内存(例如是挥发性内存和/或非挥发性内存)27中预先记录多个预设操作相位区间(例如图6显示8个相位区间Z0至Z8)与多个延迟时间(例如图6显示延迟相位从Del＝-0.5至3.5)的相对关系。例如，当检测控制信号S2落后光源驱动信号S1时，延迟时间设为正值(例如图6显示的Del＝0.5至3.5)；然而，当光源驱动信号S1落后检测控制信号S2时，延迟时间设为负值(例如图6显示的Del＝-0.5)。当S1与S2之间没有相位差时，Del＝0。
当处理器29计算出第一相位时，则能够通过存取内存27以得到延迟时间，并通知时序控制电路24在第二次量测时相对第一相位所位于的操作相位区间延迟检测控制信号S2及光源驱动信号S1其中一者，亦即控制第一延迟电路241及第二延迟电路242其中一者。
在第二次量测时，时序控制电路24控制光源驱动信号S1及检测控制信号S2之间相差所述延迟时间。处理器29根据光检测元件22产生的第二检测信号So2计算第二相位，例如E2’/(E1’+E2’)显示位于图6的A’点，其中，由于第二次量测时是使用高调变频率F2而具有较高的信噪比，故第二相位在本发明中称为精细相位。处理器29根据该第二相位计算并输出物体距离，例如物体距离＝(c/2)×PF2×(TD+E2’/(E1’+E2’))，其中PF2是F2的调变周期，TD是第一次量测获得的延迟时间。换句话说，处理器29将延迟相位TD与精细相位E2’/(E1’+E2’)的总和作为飞行时间。
藉此，虽然第二次量测时具有较小的可检测距离范围，但通过利用第一次量测确认延迟时间TD，即能够有效延长第二次量测的整体可检测距离范围。如图6所示，当第一相位是位于第五相位区间Z5之后时，延迟时间TD将大于第二调变频率F2的周期。
请参照图7，其为本发明实施例的距离量测装置200的运行方法的流程图，包含下列步骤：以低频量测粗略相位(步骤S71)；根据所述粗略相位识别操作相位区间并选择延迟时间(步骤S73)；以高频量测精细相位(步骤S75)；以及根据所述精细相位及所述操作相位区间计算距离(步骤S77)。
请同时参照图2至图7，接着说明本运行方式。
步骤S71：第一次量测时，时序控制电路24以光源驱动信号S1控制光源21以第一调变频率F1发光，并以检测控制信号S2(同样是具有频率F1的时变信号)控制光检测元件22检测来自物体O的反射光以产生第一检测信号So1。如前所述，第一累积器251及第二累积器252累积光检测元件22检测的光能量以分别产生第一光能量E1及第二光能量E2。
步骤S73：接着，处理器29根据第一检测信号So1计算第一相位E2/(E1+E2)所位于的操作相位区间，例如图6显示为第四相位区间Z4。处理器29根据第一相位决定延迟时间(例如Del＝1.5)，例如通过存取内存27。
步骤S75：第二次量测时，处理器29通知时序控制电路24使光源驱动信号S1与检测控制信号S2之间具有所述延迟时间(例如处理器29发出控制信号至第一延迟电路241或第二延迟电路242)，其中，对应所求出的操作相位区间，时序控制电路24可延迟光源驱动信号S1及检测控制信号S2其中一者。时序控制电路24以光源驱动信号S1控制光源21以高于第一调变频率F1的第二调变频率F2发光并以检测控制信号S2(同样是具有频率F2的时变信号)控制光检测元件22检测来自物体O的反射光以产生第二检测信号So2。同理，第一累积器251及第二累积器252累积光检测元件22检测的光能量以分别产生第一光能量E1’及第二光能量E2’。
步骤S77：最后，处理器29根据第二检测信号So2计算第二相位E2’/(E1’+E2’)，并据以计算并输出目前物体距离，例如物体距离＝(c/2)×PF2×(TD+E2’/(E1’+E2’))。
本发明的优点之一在于，即使在第一次量测时，第一相位因噪声影响偏移至第五相位区域Z5的点B(如图6所示)，但在第二次量测时，由于延迟相位Del＝2(即Z5)的线性区域与延迟相位Del＝1.5(即Z4)的线性区域具有部分重叠，因此不论是用Z4及Z5两者其中哪一个计算精细相位，都会得到相同的相位A’。换句话说，对应第一调变频率F1的线性区域所分割的相位区间的数目可根据距离量测装置200的电路参数来设定，而不限于图6所示。优选地，延迟时间的配置可使对应高调变频率的相邻线性区域部分相互重叠，可提升抗噪能力。
本发明中，由于第一次量测的信噪比较低，因为噪声所造成的偏移，相位A不一定等于相位A’。
必须说明的是，虽然图4显示时序控制电路24包含两延迟电路，但本发明并不限于此。在仅需要延迟光源驱动信号S1及检测控制信号S2其中一者的实施方式(例如根据被检测物体的位置而定)中，时序控制电路24可仅包含单一延迟电路。
可以了解的是，上述实施例中的数值，例如高低驱动频率的比例、延迟时间或相位以及相位区间的数目仅为例示，并非用于限定本发明。其他实施方式中，如果要获得更长的可检测距离范围，可以多个光源驱动频率分2次以上进行量测(例如依序提升驱动频率)，亦能达到相同效果。
综上所述，在已知间接飞行时间检测技术中，需要在信噪比与可检测距离范围之间进行取舍，不论是提高或降低光源调变频率，都会存在负面影响。因此，本发明还提供一种使用间接飞行时间检测技术的距离量测装置(图2及图4)及其运行方法(图6至图7)，其可通过改变光源调变频率以进行两次量测，藉此可同时具有可检测距离范围大及高信噪比的优点，并具有高抗噪能力。
虽然本发明已通过前述实例披露，但是其并非用以限定本发明，任何本发明所属技术领域中具有通常知识技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与修改。因此本发明的保护范围当视后附的权利要求所界定的范围为准。

Claims (20)

1.一种距离量测装置，该距离量测装置用于量测物体的距离，所述距离量测装置包含：
光源，该光源用于根据光源驱动信号依序以第一调变频率及第二调变频率照明所述物体，其中所述第二调变频率高于所述第一调变频率；
光检测元件，该光检测元件用于根据检测控制信号相对所述光源以所述第一调变频率发光时检测来自所述物体的反射光以产生第一检测信号，并相对所述光源以所述第二调变频率发光时检测来自所述物体的反射光以产生第二检测信号；以及
处理器，该处理器用于：
根据所述第一检测信号计算第一相位所位于的操作相位区间并据以决定延迟时间，
在所述光源以所述第二调变频率发光时使所述光源驱动信号及所述检测控制信号之间相差所述延迟时间，及
根据所述第二检测信号计算第二相位并据以计算物体距离。
2.根据权利要求1所述的距离量测装置，其中所述光检测元件是光二极管或雪崩二极管。
3.根据权利要求1所述的距离量测装置，还包含内存，该内存用于预先记录多个预设操作相位区间与多个延迟时间的相对关系。
4.根据权利要求3所述的距离量测装置，还包含时序控制电路耦接所述光源、所述光检测元件及所述处理器，其中所述时序控制电路用于根据所述第一相位所位于的所述操作相位区间决定的所述延迟时间延迟所述检测控制信号及所述光源驱动信号其中一者。
5.根据权利要求1所述的距离量测装置，其中所述延迟时间大于所述第二调变频率的周期。
6.根据权利要求1所述的距离量测装置，其中所述处理器将所述第二相位与所述延迟时间的总和作为飞行时间。
7.根据权利要求1所述的距离量测装置，还包含：
第一累积器，该第一累积器用于在第一期间累积所述光检测元件所检测的第一光能量；及
第二累积器，该第二累积器用于在第二期间累积所述光检测元件所检测的第二光能量，
其中，所述处理器用于根据所述第一光能量及所述第二光能量计算所述第一相位及所述第二相位。
8.一种距离量测装置，该距离量测装置用于量测物体的距离，所述距离量测装置包含：
光源，该光源用于发光以照明所述物体；
光检测元件，该光检测元件用于检测所述物体的反射光以产生检测信号；
时序控制电路，该时序控制电路用于在第一次量测时以第一调变频率控制所述光源发光并在第二次量测时以第二调变频率控制所述光源发光，其中所述第二调变频率高于所述第一调变频率；以及
处理器，该处理器用于在所述第一次量测时根据所述光检测元件产生的所述检测信号计算粗略相位，并在所述第二次量测时根据所述光检测元件产生的所述检测信号计算精细相位，其中所述处理器输出所述精细相位对应的物体距离但不输出所述粗略相位对应的物体距离。
9.根据权利要求8所述的距离量测装置，其中所述光检测元件是光二极管或雪崩二极管。
10.根据权利要求8所述的距离量测装置，其中所述时序控制电路包含：
第一延迟电路，该第一延迟电路用于延迟所述光源的光源驱动信号的相位；及
第二延迟电路，该第二延迟电路用于延迟所述光检测元件的检测控制信号的相位，
其中，所述处理器还用于根据所述粗略相位决定在所述第二次量测时所述光源驱动信号及所述检测控制信号之间的延迟相位。
11.根据权利要求10所述的距离量测装置，还包含内存，该内存用于预先记录所述粗略相位与所述延迟相位之间的相对关系。
12.根据权利要求10所述的距离量测装置，其中所述处理器还用于将所述延迟相位与所述精细相位的总和作为飞行时间。
13.根据权利要求10所述的距离量测装置，其中在所述第一次量测时所述光源驱动信号及所述检测控制信号之间的所述延迟相位为0。
14.根据权利要求8所述的距离量测装置，还包含：
第一累积器，该第一累积器用于在第一期间累积所述光检测元件所检测的第一光能量；及
第二累积器，该第二累积器用于在第二期间累积所述光检测元件所检测的第二光能量，
其中，所述处理器用于根据所述第一光能量及所述第二光能量计算所述粗略相位及所述精细相位。
15.一种距离量测装置的运行方法，该距离量测装置包含光源、光检测元件以及处理器，所述运行方法包含：
以光源驱动信号控制所述光源以第一调变频率发光并以检测控制信号控制所述光检测元件检测来自物体的反射光以产生第一检测信号；
以所述处理器根据所述第一检测信号计算第一相位所位于的操作相位区间并据以决定延迟时间；
以所述光源驱动信号控制所述光源以高于所述第一调变频率的第二调变频率发光并以所述检测控制信号控制所述光检测元件检测来自所述物体的反射光以产生第二检测信号，其中所述光源驱动信号与所述检测控制信号之间相差所述延迟时间；以及
以所述处理器根据所述第二检测信号计算第二相位。
16.根据权利要求15所述的运行方法，其中当所述光源以所述第二调变频率发光时，所述检测控制信号落后所述光源驱动信号所述延迟时间。
17.根据权利要求15所述的运行方法，其中当所述光源以所述第二调变频率发光时，所述光源驱动信号落后所述检测控制信号所述延迟时间。
18.根据权利要求15所述的运行方法，还包含：
以所述处理器将所述第二相位与所述延迟时间的总和作为飞行时间。
19.根据权利要求15所述的运行方法，其中当所述光源以所述第一调变频率发光时，所述光源驱动信号与所述检测控制信号之间的所述延迟时间为0。
20.根据权利要求15所述的运行方法，还包含：
以所述处理器使用所述第二相位计算物体距离但不使用所述第一相位计算所述物体距离。
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