CN114599990A - 成像系统和检测方法 - Google Patents

成像系统和检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN114599990A
CN114599990A CN202080056778.8A CN202080056778A CN114599990A CN 114599990 A CN114599990 A CN 114599990A CN 202080056778 A CN202080056778 A CN 202080056778A CN 114599990 A CN114599990 A CN 114599990A
Authority
CN
China
Prior art keywords
imaging system
light
detector array
image
light source
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080056778.8A
Other languages
English (en)
Inventor
延斯·霍弗里希特
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ams International AG
Original Assignee
Ams International AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ams International AG filed Critical Ams International AG
Publication of CN114599990A publication Critical patent/CN114599990A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/497—Means for monitoring or calibrating
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G01S7/4863—Detector arrays, e.g. charge-transfer gates
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/10—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of interrupted, pulse-modulated waves
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/88—Lidar systems specially adapted for specific applications
    • G01S17/89—Lidar systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G01S17/894—3D imaging with simultaneous measurement of time-of-flight at a 2D array of receiver pixels, e.g. time-of-flight cameras or flash lidar
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4865—Time delay measurement, e.g. time-of-flight measurement, time of arrival measurement or determining the exact position of a peak
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/499—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00 using polarisation effects
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14601—Structural or functional details thereof
    • H01L27/14625—Optical elements or arrangements associated with the device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14649—Infrared imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith
    • H04N25/76—Addressed sensors, e.g. MOS or CMOS sensors
    • H04N25/77—Pixel circuitry, e.g. memories, A/D converters, pixel amplifiers, shared circuits or shared components

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)

Abstract

在至少一个实施例中，成像系统包括光发射器、检测器阵列和同步电路。检测器阵列包括具有内置调制功能的像素。同步电路可操作以将由检测器阵列执行的采集与借助于光源的发射进行同步。

Description

成像系统和检测方法
本公开涉及一种成像系统和一种检测方法。
本公开涉及光检测和测距系统(缩写为LIDAR系统)领域。此外，本公开涉及成像系统。更具体地，本公开涉及具有能用于距离测量的集成式LIDAR的成像系统。特别地，本公开涉及具有距离测量能力的高分辨率成像器。成像系统可以实现为LIDAR系统，其采用具有像素内调制的图像传感器。现有技术主要通过所谓的飞行时间(TOF)方法来处理光学测距系统，其中，发射光脉冲并利用时间数字转换器(TDC)计算光脉冲的传播时间。
当前最先进的LIDAR系统采用三种选择：
(1)具有可移动部件和对表面顺序扫描的扫描LIDAR系统。迄今为止，此类系统例如用于自动驾驶。
(2)具有固态照明系统的LIDAR系统，其中许多点被投影到表面上。此类系统可以做得小且紧凑，并且原则上适合于小型化并且用于移动装置中。
(3)LIDAR系统，其中CMOS成像器与接收调制器结合使用。迄今为止，此类系统仅限于手持装置，并且由于需要分立的光学部件而无法小型化。
图12和图13均示出了上述现有技术方法(1)和(2)的工作原理。图12示出了LIDAR系统，其中光源(例如，激光器)正朝向物体发射光脉冲，该光脉冲被该物体反射。图13示出了LIDAR系统，其中向后传播的光脉冲由适当的光电检测器检测。光脉冲发射与接收光脉冲之间的时间差能够用时间数字转换器(TDC)来测量。
在这两种情况下，光脉冲由光源(通常是适于发射持续时间非常短-通常为皮秒-的光脉冲的激光器)发射，并偏转到几个物体上，然后在那里被反射。然后，向后传播的光脉冲由合适的光电检测器收集，例如适用于快速光脉冲检测的雪崩光电检测器或SPAD。光脉冲发射与接收光脉冲之间的时间差由时间数字转换器(TDC)来测量或计数。在这样的系统中，通常会向场景发射一个单一的激光束或所谓的点云。因此，分辨率仅限于单个或几百个像素。
在第三种方法(3)中，也使用了光脉冲，该光脉冲通常既不是由单个准直激光器也不是由多个准直激光器来发射的。更确切地，使用具有为几度量级的特定视场(FOV)的光源或激光束。反射后，利用CMOS图像传感器或传感器阵列来收集光脉冲。图像传感器本身配置为使得具有构建在其顶部的调制器，以调制输入信号的强度或相位。首先，记录未调制的图像Idc。然后，采集经调制图像Imod。将进行调制使得在帧的开头时调制器正在衰减信号。在帧结束时，调制器允许完全透明并且信号不再衰减。
现在在采集这两帧之后，距离图像被计算为经调制图像和未调制图像的函数。尽管该系统可与超过1M像素的CMOS图像传感器一起使用，但包括偏振分束器和复杂调制器的光学路径的集成仍然是挑战。
尽管一些现有技术系统似乎产生高分辨率LIDAR系统，但由于包含偏振分束器(PBS)的复杂光束路径以及采用普克尔斯盒作为电光调制器的复杂调制器架构，它们可能难以集成。
一个目的是提供一种在维持高像素数的同时能够小型化的成像系统和检测方法。
这些目的是通过独立权利要求的主题实现的。在从属权利要求中描述了其他改进方案和实施例。
应当理解，除非被描述为替代方案，否则关于任何一个实施例描述的任何特征可以单独使用，或者与本文描述的其他特征组合使用，并且还可以与任何其他实施例的一个或多个特征组合使用，或者与任何其他实施例组合使用。此外，在不脱离所附权利要求所限定的成像系统和检测方法的范围的情况下，也可以采用下文未描述的等同物和修改。
下文涉及光检测和测距(LIDAR)系统领域的改进构思。接收器侧灵敏度的调制能够通过检测器阵列的像素内调制来实现。改进的构思建议在像素内执行调制，而不是使用接收元件顶部上或附接到接收元件的调制器来执行。例如，像素能够是包括钉扎光电二极管的改进的四晶体管(4T)像素单元。检测器阵列能够与附接到光电二极管的一个晶体管或几个晶体管互补。所述一个或几个晶体管能够操作为通过引入受控泄漏路径来调制光电二极管的有效响应度的元件。光电二极管能够与集成偏振器互补。偏振器能够被认为是水平线或垂直线的任何阵列，其可以由金属制成，也可以由其他电介质或半导体材料制成。相邻的光电二极管可能具有不同的偏振器取向，以检测光的不同偏振状态。可以存在仅一个金属层，可选地是金属1，其中生产线后端的其余部分是清除的。然而，也能够考虑包括半导体材料或电介质材料的偏振器。此外，高对比度光栅可以通过使用例如多晶硅或其他栅极材料来集成到CMOS工艺中。
在至少一个实施例中，成像系统包括光发射器、检测器阵列和同步电路。检测器阵列包括具有内置调制功能的像素。同步电路可操作以使由检测器阵列执行的采集与借助于光源的发射同步。
例如，光发射器包括诸如发光二极管或半导体激光二极管的光源。一种类型的半导体激光二极管包括表面发射激光器(诸如垂直腔表面发射激光器或VCSEL)或边缘发射激光器。VCSEL将诸如表面发射的特性与可寻址阵列的设计灵活性、低阈值电流、更高的可靠性以及使用晶圆级制造工艺的可能性结合。例如，光发射器连接到激光驱动器电路。光发射器的另一选择是使用发光二极管(LED)。LED也是表面发射器件，但其限制在于辐射是非相干的并且具有与定向激光束相反的典型的朗伯发射特征。
通常，光源或光发射器具有一种或更多种特征发射波长。例如，光发射器的发射波长位于近红外(NIR)。例如，其他波长可以包括可见波段或紫外、红外(IR)或远红外(FIR)。在一个实施例中，光发射器的波长可以是可见光波长。在另一实施例中，光发射可以在人眼不可见的红外波长范围内。在优选实施例中，发射波长能够是850nm或940nm。窄波长带宽(尤其是在温度范围内)允许在接收器侧处(例如在检测器阵列处)进行更有效的滤波，从而提高信噪比(SNR)。例如，VCSEL支持这一点。这种类型的激光器允许发射垂直圆柱光束，这使得集成到成像系统中更加直接。使用一个或更多个漫射器能够使激光的发射均匀，以均匀地照射场景。
检测器阵列包括一个或多个光电检测器，在下文中表示为像素。通常，像素被实现为固态或半导体光电检测器，它们被布置或集成以形成阵列。示例包括CCD或CMOS图像传感器、单光子雪崩二极管(SPAD)阵列或其他类型的雪崩二极管(APD)。这些类型的光电检测器对光(诸如可见光、NIR、VIS和UV)敏感，这有助于借助于光发射器在发射中使用窄脉冲宽度。检测器阵列被布置为采集一个或更多个连续图像，在下文中表示为帧。为了采集帧，检测器阵列可以在曝光时间的持续时间内使用阵列的像素来对入射光积分。连续帧的采集可以以帧速率进行，例如以每秒帧数表示。
像素具有内置调制功能。在此背景下，术语“调制”涉及在采集帧期间像素的敏感度或响应度的限定变化。换句话说，检测器阵列的检测是经调制的，而非光的发射。在数学意义上，这种调制能够是单调的，即灵敏度的变化能够借助于单调函数(例如时间的单调函数)来描述。当且仅当函数完全不增加，或者完全不减少时该函数被称为单调函数。通常，调制可以单调增加或减少。单个帧的持续时间可能限于灵敏度被调制的时间。然而，所提出的构思的优点在于调制时间也能够并且在实践中经常快于帧的持续时间的事实。这使得所提出的构思不同于常见的飞行时间(ToF)，后者依赖于以秒表方式(例如，借助于时间-数字转换器(TDC))对发射脉冲和对应反射脉冲进行实际时间测量的能力。
同步电路被布置为使借助于一侧上的光发射器的光的发射和借助于另一侧上的检测器阵列的光的检测同步。同步电路可以控制光发射(例如脉冲)与用于检测的时间帧之间的延迟。例如，可以例如根据要检测的距离或距离范围，来设置光脉冲开始与检测开始之间的延迟。完成一距离测量周期所花费的时间取决于成像系统与外部目标之间的距离。
光发射器在成像系统的操作期间，例如朝向包含外部目标或物体的场景发光。发射的光最终会撞击外部目标，在目标处被反射或散射，并然后返回成像系统，在成像系统中检测器阵列最终会检测到返回光。从场景中较近的目标返回的光与从场景中较远的目标返回的光相比在接收器中遇到不同的调制阶段。因此，距离被编码在由像素产生的信号中，或者由从阵列创建的图像产生的信号中。能够例如通过评估基于每个像素或来自整个图像的相对强度，从图像中计算到反射或散射点的距离。这种方法不同于常见的飞行时间概念，后者依赖于测量发射光与接收光(例如发射一给定光脉冲和接收所述脉冲)之间的时间。
根据改进构思的成像系统允许减少对复杂接收器架构的需要。相反，通过在接收器处引入像素内调制来降低系统复杂度。这种像素内调制方案能够在CMOS图像传感器工艺中以极具成本效益的方式制造，并且不需要由铌酸锂类型的材料或表现出电光效应的聚合物薄膜制成的普克尔斯盒。这允许在无需移动部件或非常复杂或非常昂贵的接收器的情况下构建固态LIDAR系统。LIDAR系统能够是紧凑且具有成本效益的，并且同时具有现代CMOS图像传感器的分辨率(例如，几个M像素)。
光束路径被简化，从而能够将偏振分束器(PBS)集成到CMOS图像传感器中。事实上，接收器的复杂性能够大大降低，从而减少对复杂普克尔斯盒和其他类型的昂贵(铌酸锂)或不可靠(聚合物)电光调制器的需求。此外，改进的构思通过利用集成偏振敏感光电二极管或带有集成偏振器的光电检测器替换诸如偏振分束器等的元件，来降低接收光束路径的复杂度。本公开结合了文献EP3261130A1的公开作为参考，其中描述了偏振敏感光电二极管。
在至少一个实施例中，至少检测器阵列和同步电路集成在同一芯片中。例如，该芯片包括至少集成了检测器阵列和同步电路的共用集成电路。通常，光发射器和共用集成电路布置在共享载体或衬底上，并且经由共享载体或衬底布彼此电接触。然而，在其他实施方式中，光发射器也可以集成到共用集成电路中。
集成允许紧凑设计，从而减少电路板空间要求，在受限空间设计中实现低轮廓系统设计。此外，能够降低光束路径的复杂度。在同一芯片上的实现(例如嵌入在同一传感器封装中)允许能够一次观察完整的视场(FOV)的成像系统，称为Flash系统。这种成像系统可以发射光脉冲，诸如红外光脉冲。例如，一部分能量被返回并转换为距离和可选的速度。
在至少一个实施例中，检测器阵列包括具有偏振功能的像素。例如，能够使用集成的偏振敏感光电二极管。检测器阵列可以具有分别与像素相关联的片上偏振器。此类结构可以使用CMOS技术来集成。替代地，能够使用涂有抑制耀斑和重影的抗反射材料的气隙纳米线栅来将偏振器放置在片上。这种片上设计减少了偏振串扰并提高了消光比。替代地，检测器阵列可以与分别布置在像素上方的偏振器层互补。偏振器层不一定与检测器阵列集成。例如，偏振器层包括多个偏振器，这些偏振器布置在该层中，使得它们在安装在检测器阵列顶部上时与相应像素重合。在EP 3261130 A1中公开了含具有偏振功能的像素的检测器阵列的可能实施例，该文献通过引用并入本文。
在成像系统的操作期间，可以使用光发射器照射场景。通常，场景包括多个外部目标，每个外部目标都可以反射或散射光。光从目标的反射或散射通常产生偏振光，诸如在垂直于入射光的平面中的线偏振光。偏振可能会进一步受到外部目标的材料特性的影响，例如它们的表面特性的影响。因此偏振在由检测器阵列采集的图像中是可见的。例如，通过照射场景，通常在图像中采集具有不同距离的多个外部目标。然而，给定目标可能表现出相似或相同的偏振，因为其特性(例如它们的表面特征)在被照射的表面上可能不会发生显著变化。相比之下，不同距离的其他目标可能表现出不同的偏振。因此，具有偏振功能的像素还可以提高所得图像的对比度和信噪比，从而能够更容易地在图像中区分不同的外部目标。
诸如VCSEL的光源可以产生偏振光。物体或外部目标可能会改变偏振光或使其旋转。因此，含具有不同偏振的像素的阵列能够产生关于物体的更多信息并且可以提高距离测量的准确度。
在至少一个实施例中，相邻像素具有正交偏振功能。使用具有不同偏振功能的相邻像素允许检测较多线性角度的偏振光，较多线性角度例如0°和90°，或180°和270°。例如，这可以通过比较相邻像素之间传输的强度的上升和下降来实现。可以将相邻像素视为组以便计算偏振度和/或偏振方向。
在至少一个实施例中，调制功能由调制元件实现。例如，调制元件控制检测器阵列的像素的灵敏度和/或响应度。
在至少一个实施例中，调制元件引入与施加的电压呈线性或非线性的泄露电流。电压能够使用诸如电压调节器的已知部件来调节。这允许受控和可重复的泄漏电流。
在至少一个实施例中，流过调制元件的泄露电流在帧开始时具有第一值并且在帧结束时具有第二值，其中第一值高于第二值。替代地，第一值低于第二值。由于调制引起的泄露电流的上升或下降被编码在由检测器阵列采集的图像中。例如，图像中的强度允许根据结果图像确定距离信息。
在至少一个实施例中，流过调制元件的泄露电流在一帧期间从第一值单调减小到第二值。
在至少一个实施例中，调制元件是晶体管。示例涉及泄漏控制晶体管。
在至少一个实施例中，光发射器的发射波长大于800nm且小于10000nm。在至少一个实施例中，光发射器的发射波长为840nm至1610nm。在这些光谱范围内的检测位于红外并导致稳健的发射和检测。此外，这些光谱范围内的光基本上是人类视觉不可见和掩蔽的。
在至少一个实施例中，根据检测方法，场景被第一和第二光脉冲照射。根据第一光脉冲通过具有恒定灵敏度的检测器阵列采集第一图像。根据第二光脉冲通过具有随时间增加的灵敏度的检测器阵列采集第二图像。
在至少一个实施例中，场景物体的距离是根据第一和第二图像确定的。例如，场景物体的距离是根据第二图像和第一图像的比率推断的。
在至少一个实施例中，LIDAR图像是根据第二图像与第一图像的比率推断的，并且场景的距离信息是根据LIDAR图像确定的。到一个或多个物体的距离能够根据LIDAR图像中的相对强度来确认。例如，随着检测器的灵敏度被调制，物体的距离和相对距离被编码在LIDAR图像中。例如，近处的物体显示出与远处的物体不同的强度。这些不同在LIDAR图像中可能很明显，并提供了距离的度量。
在至少一个实施例中，场景由光源照射并且第一和第二光脉冲具有相同的持续时间和高度。
在至少一个实施例中，诸如汽车或其他机动车辆的车辆包括根据下文讨论的改进构思的成像系统。车载电子器件(例如高级驾驶辅助系统ADAS)嵌入在车辆中。成像系统被布置为向车载电子器件提供输出信号。可能的应用包括汽车(诸如自动驾驶、防撞、安全和监控)，以及工业和自动化以及消费电子产品。
检测方法的其他实施方式可以容易地从成像系统和车辆的各种实施方式和实施例中推导出，并且反之亦然。
在下文中，参照呈现了实施例的示例的附图更详细地描述上述构思。在下文呈现的实施例和附图中，相似或相同的元件可以分别具有相同的附图标记。然而，图中所示的元件及其彼此之间的大小关系不应被视为真实的比例，而是个别元件(诸如层、部件和区域)可能被放大以实现较好的说明或较好的理解。
图1示出了成像系统的示例。
图2示出了具有偏振功能的检测器阵列的示例实施例，
图3示出了具有高对比度光栅偏振器的示例检测器阵列的横截面，
图4示出了调制元件的示例实施例，
图5示出了调制元件的另一示例实施例，
图6示出了调制元件的另一示例实施例，
图7示出了调制元件的另一示例实施例，
图8示出了调制元件的另一示例实施例，
图9示出了检测方法的示例实施例，
图10示出了检测方法的示例实施例，
图11示出了光源的示例时序图，
图12示出了现有技术LIDAR检测方法的示例实施例，以及
图13示出了现有技术LIDAR检测方法的另一示例实施例。
图1示出了示例成像系统。成像系统包括光源LS、检测器阵列DA和同步电路SC，它们与载体CA相邻布置并电耦合到载体CA。例如，载体包括提供电连接和机械支撑的衬底。检测器阵列和同步电路集成到构成共用集成电路的同一芯片CH中。通常，光源和共用集成电路布置在载体上并且经由载体彼此电接触。成像系统的部件嵌入在传感器封装(未示出)中。诸如执行检测方法的处理单元(例如处理器或微处理器)和ADC等的其他部件也布置在传感器封装中并且可以集成到同一集成电路中。
光源LS包括光发射器，诸如表面发射激光器，例如垂直腔表面发射激光器或VCSEL。光发射器具有一种或更多种特征发射波长。例如，光发射器的发射波长位于近红外(NIR)区，例如大于800nm且小于10000nm。LIDAR应用可能依赖于光发射器的发射波长范围为840nm至1610nm，从而实现稳健的发射和检测。这个范围能够由VCSEL提供。诸如VCSEL的光源可以产生偏振光。外部目标或物体可能会改变偏振光或使其旋转。因此，含具有不同偏振的像素的阵列能够产生关于物体的更多信息，并提高距离测量的准确性。
检测器阵列DA包括一个或更多个光电检测器或像素。像素阵列形成图像传感器。光电检测器可以是光电二极管，例如钉扎光电二极管、pin光电二极管或其他光电二极管。检测器阵列包括检测元件阵列，诸如光电二极管阵列。像素是偏振敏感的。图像传感器的相邻像素是偏振敏感的，每个像素具有以棋盘图案布置的正交偏振状态。这将在下文更详细地讨论。同步电路SC布置在同一传感器封装中，并且实际上集成在共用集成电路中。同步电路SC被布置为借助于光发射器来同步光的发射和/或借助于检测器阵列来同步检测，例如为帧A和B。
图2示出了具有偏振功能的检测器阵列的示例实施例。检测器阵列DA或图像传感器包括如图所示布置在像素图谱中的像素。图像传感器的特征能够在于相邻像素具有不同的偏振状态。附图示出了具有分别与像素相关联的片上偏振器的检测器阵列。此类结构可以使用CMOS技术来集成。相邻像素具有正交偏振功能，例如具有水平偏振的像素PxH和具有垂直偏振的像素PxV。在EP 3261130A1中公开了所述检测器阵列的实施例，该文献通过引用并入本文。
图3示出了具有高对比度光栅偏振器的示例检测器阵列的横截面。该示例对应于EP 3261130 A1的图1，并且在此引用以供参考。EP 3261130 A1中检测器阵列的其余实施例并未被排除，而是通过引用并入。
图3中所示的光电检测器装置、检测器阵列包括半导体材料的衬底1，该衬底例如可以是硅。阵列的光电检测器或像素适用于检测电磁辐射，尤其是特定波长范围(诸如NIR)内的光，并布置在衬底1中，例如在共用集成电路中。检测器阵列可以包括任何常规的光电检测器结构，并因此在图3中仅由衬底1中的传感器区域2示意性地表示。传感器区域2可以作为衬底1的层连续延伸，或者可以根据光电检测器阵列分成多个部段。
衬底1可以至少在与传感器区域2相邻的区域中进行导电性掺杂，并且传感器区域2可以完全地掺杂或在分离部段中进行相反类型导电性掺杂。如果衬底1具有p型导电性，则传感器区域2具有n型导电性，并且反之亦然。因此，一pn结8或多个pn结8形成在传感器区域2的边界处并且能够通过施加合适的电压作为光电二极管或光电二极管阵列来操作。这只是一示例，并且光电检测器阵列可以包括不同的结构。
电导率高于相邻半导体材料电导率(尤其是通过更高的掺杂浓度)的接触区域10或多个接触区域10可以设置在传感器区域2外部的衬底1中。电导率高于传感器区域2电导率的的另外的接触区域20或多个另外的接触区域20可以布置在与传感器区域2或传感器区域2的部段相邻的衬底1中。能够在每个接触区域10上施加电接触11并且能够在每个另外的接触区域20上施加另外的电接触21以用于外部电连接。
隔离区域3可以形成在传感器区域2上方。隔离区域3对于要检测的电磁辐射是透明的或至少部分透明的，并且对于关注的相关波长具有折射率。例如，隔离区域3包括诸如场氧化物的介电材料。如果半导体材料是硅，则场氧化物能够通过硅的局部氧化(LOCOS)在衬底1的表面处产生。随着氧化过程中材料体积的增加，场氧化物从衬底表面的平面突出，如图3所示。
栅格元件4在传感器区域2上方的隔离区域3的表面13上彼此相距一定距离d地布置。例如，栅格元件4能够直接布置在隔离区域3的表面13上。栅格元件4可以具有相同的宽度w，并且任意两个相邻的栅格元件4之间的距离d可以相同。宽度w和距离d之和就是节距p，节距p是由栅格元件4形成的规则点阵的最小周期。栅格元件4的长度l(长度l垂直于它们的宽度w)在图3中示出，栅格元件4之一以透视图示出，其通过虚线示出隐藏的轮廓。
栅格元件4对于要检测的电磁辐射是透明的或至少部分透明的，并且对于相关波长具有折射率。例如，栅格元件4可以包括多晶硅、氮化硅或五氧化二铌。将多晶硅用于栅格元件4的优点在于栅格元件4能够在CMOS工艺中与多晶硅电极等的形成一起形成。隔离区域3的折射率低于栅格元件4的折射率。隔离区域3是权利要求中所述的低折射率区域的示例。
栅格元件4被另一低折射率区域覆盖。在根据图3的光电检测器装置中，栅格元件4被电介质层5覆盖，该电介质层的折射率低于栅格元件4的折射率。电介质层5尤其可以包括例如硼磷硅玻璃(BPSG)，或在CMOS工艺中用于形成布线的金属间电介质层的二氧化硅。因此，栅格元件4嵌入在较低折射率的材料中并且形成高对比度光栅偏振器。
抗反射涂层7可以施加在栅格元件4上。它可以通过去除栅格元件4上方的电介质层5、沉积适用于抗反射涂层7的材料、并用电介质层5的电介质材料填充开口来形成。可以尤其提供抗反射涂层7以将入射辐射的相位与其在衬底1中的传播常数相匹配。例如，如果衬底1包括硅，则抗反射涂层7的折射率可以是至少大约是硅的折射率的平方根。例如，氮化硅可用于抗反射涂层7。
栅格元件4的阵列形成高对比度光栅，其与包括高品质因数的谐振器相当。对于平行于栅格元件4的纵向延伸(即垂直于图3所示横截面的平面)的电场矢量的矢量分量，高对比度光栅构成反射器。由于折射率之间的不同，入射电磁波的光学路径长度在栅格元件4中以及在位于栅格元件4之间的低折射率的另一区域5、15的部段中是不同的。因此入射电磁波到达形成高对比度光栅基底的低折射率区域3、6的表面13、16，在通过栅格元件4的部分与在栅格元件4之间传播的部分之间具有相移。高对比度光栅能够设计为使特定波长的相移π或180°，从而使所讨论的部分彼此抵消。因此，高对比度光栅构成了特定波长和偏振的反射器。
当电场矢量的矢量分量横向于栅格元件4的纵向延伸时，电磁波基本上不受干扰地通过栅格元件4并在下方的衬底1内被吸收。因此在半导体材料中产生电子-空穴对。由入射辐射产生的电荷载流子产生电流，通过该电流检测辐射。可选地，电压在相反方向上施加到pn结8。
栅格元件4可以包括恒定宽度w，并且相邻栅格元件4之间的距离d也可以是恒定的，使得高对比度光栅形成规则的点阵。限定点阵最短周期的这种光栅的节距p是一个栅格元件4的宽度w和距离d之和。对于栅格元件4的阵列作为高对比度光栅偏振器的应用，节距p通常小于较低折射率nlow1区域的材料中的电磁辐射的波长和/或另外的较低折射率nlow2的区域中的电磁辐射的波长或甚至小于栅格元件4中的波长。在较低折射率nlow1的区域中，要检测的电磁辐射在真空中的波长λ0变为λ1＝λ0/nlow1。在另外的较低折射率nlow2的区域中，波长变为λ2＝λ0/nlow2。如果nhigh是栅格元件4的折射率，则在栅格元件4中波长λ0变为λ3＝λ0/nhigh，λ3＜λ0/nlow1，λ3＜λ0/nlow2。该大小表示在上述光电检测器装置中用作偏振器的高对比度光栅与传统衍射光栅之间的差异。
节距p可以大于栅格元件4中电磁辐射的四分之一波长。如果要检测的电磁辐射的波长在真空中为λ0，则p＞λ3/4＝λ0/(4nhigh)。这将在上述检测器阵列中用作偏振器的高对比度光栅与深亚波长光栅区分开来。栅格元件4的长度l可选地大于栅格元件4中电磁辐射的波长λ3＝λ0/nhigh。
因此，基于高对比度光栅的偏振器减轻了衍射光栅的严格的制造公差和层厚度控制的缺点；和非常小的结构的必要性以及因此对于深亚波长光栅而言非常先进的光刻机的必要性。带有高对比度光栅偏振器的检测器阵列能够用于广泛的应用。其他优点包括对于要排除的偏振状态的消光系数的改进以及对期望偏振状态的响应度的增强。
图4示出了调制元件的示例实施例。附图示出了实施为图像传感器的检测器阵列DA的像素架构或4T像素单元的电路布局。像素Px连接为4T像素架构。4T像素架构包括具有传输栅极TG的传输晶体管Tt、连接到第一浮动扩散Fd1的第一复位晶体管Tr1和源极跟随器Sf、提供输出端子Out的列选择Cs晶体管。像素Px还连接到调制元件ME，该调制元件ME包括泄漏控制元件LC、第二复位晶体管Tr2和第二浮动扩散Fd2。Vdd表示电源轨。
调制元件ME包括泄漏控制元件LC，其负责将每单位时间一定量的电荷重新路由到与浮动扩散不同的位置。这种重新路由能够使用泄漏控制元件LC的栅极来控制。4T像素单元的浮动扩散保存了相关的电荷信息。该电荷被有意地重新路由，从而降低响应度。事实上，存在引入到第二浮动扩散Fd2的泄漏路径，从而降低了光电检测器Px的响应度。例如，如图11所示，调制将在调制帧B期间单调进行。
图5示出了调制元件的另一示例实施例。附图示出了实施为图像传感器的检测器阵列DA的像素架构的电路布局。4T像素单元是图4的4T像素单元但经过修改。像素Px连接到调制元件ME，该调制元件ME包括泄漏控制元件LC但不包括第二复位晶体管Tr2或第二浮动扩散Fd2。相反，泄漏控制元件LC连接到电源轨Vdd。
在采集帧期间，泄漏控制元件LC将电荷重定向到电源轨(例如Vdd)。事实上，电源轨引入了泄漏路径，从而降低了光电检测器的响应度。泄漏控制能够是单调的，使得帧以降低的灵敏度开始，然后单调增加。这个构思使远离成像系统的物体能够贡献更多的信号。
图6示出了调制元件的另一示例实施例。附图示出了图5的电路布局。然而，泄漏控制元件LC连接到地而非电源轨Vdd。
在上述实施例中，泄漏控制元件可选地是线性的。这意味着泄漏电流与例如经由它的栅极施加到该元件的控制电压成比例。替代地，泄漏控制元件能够是非线性的。因此，在一帧期间光电检测器的灵敏度可以非线性地或线性地上升。在这两种情况下，给定帧期间灵敏度的变化都是单调的，即单调增加或减少。
图7示出了调制元件的另一示例实施例。该图示出了类似于图4的像素架构的电路布局。4T像素单元是图4的4T像素单元。然而，调制元件ME被修改。像素Px连接到调制元件ME，该调制元件ME包括泄漏控制元件LC但不包括第二复位晶体管Tr2或第二浮动扩散Fd2。相反，泄漏控制元件LC经由电压源VS连接到电源轨Vdd以施加控制电压Vleak。在采集帧期间，泄漏控制元件与电源轨(VDD)之间的电压能够例如线性或非线性地变化。在此帧期间，泄漏控制元件(即MOSFET)在弱反相模式下操作，并且行为类似于电阻器。通过随时间线性地变化电压Vleak，泄漏电流Ileak也随时间线性变化。通过随时间非线性地变化电压Vleak，泄漏电流Ileak也随时间线性变化。
图8示出了调制元件的另一个示例实施例。在该实施例中，没有额外的泄漏控制元件，而是在帧的采集的部分中，4T像素单元的传输晶体管Tt的传输栅极Tg作为泄漏控制元件来操作。在一帧期间，传输栅极能够保持略微打开，从而将依赖于时间的泄漏路径引入到第一浮动扩散Fd1，在实际电荷传输之前，第一浮动扩散被复位晶体管Tr复位。在读出期间，传输栅极Tg像在4T像素单元中一样常规地操作，即其将光电检测器与第一浮动扩散Fd1隔离以不改变例如读出电路的转换增益。
图9示出了检测方法(例如LIDAR检测方法)的示例实施例。光源(例如VCSEL激光器、LED、激光器或闪光灯)发出未调制的光脉冲。光脉冲的特征在于它与光电检测器同步。在被发射后，光脉冲传播，直到在场景的一个或更多个物体处被反射或散射。反射或散射的光返回成像系统，在那里检测器阵列最终检测到返回光。反向传播路径如图10所示。
图10示出了检测方法(例如LIDAR检测方法)的示例实施例。该附图示出了LIDAR系统的反向路径。由光发射器发射出的光脉冲传播，直到它在场景的一个或更多个物体处被反射或散射。反射或散射的光返回成像系统，在那里检测器阵列最终检测到返回光。在检测期间，反射或散射光脉冲在检测器阵列的光电检测器内被调制。调制功能集成在像素中。调制影响像素的灵敏度或响应度。例如，帧期间的灵敏度作为时间的函数单调增加或单调减少。附图中的调制灵敏度从低灵敏度开始增加到高灵敏度。
成像系统或LIDAR系统，由于其布置，例如布置在可能还包括专用光学器件的紧凑型传感器封装中，从而允许一次观察完整的视场(FOV)，其称为闪光系统。闪光通常适用于中短距离(0-100m)；并且通过一次采集完整的场景，还能够正确检测多个物体和具有高相对速度的物体。同步电路控制光发射与检测时间帧之间的延迟，例如脉冲发射与检测时间帧之间的延迟。例如取决于要检测的距离或距离范围，可以设置脉冲结束与检测开始之间的延迟。
检测可能涉及以下示例操作序列：
1)发射具有恒定辐照度的光脉冲，
2)采集“恒定图像”，例如作为第一帧期间的第一图像，
3)发射具有恒定辐照度的另一光脉冲，
4)采集“经调制图像”，例如作为第二帧期间的第二图像，
5)通过将“经调制图像”除以“恒定图像”来计算“LIDAR图像”。
图11示出了光源的示例时序图。该图分别示出了随时间变化的泄漏电压、泄漏电流和灵敏度。在第一帧A的第一积分期间，采集稳态图像或“恒定图像”。目的是采集稳态或直流图像。根据应用的不同，这种图像可以是灰度的或彩色的。在第二帧B的第二积分中，采集“经调制图像”。在调制期间，电压(例如泄漏电压Vleak)被施加到如上所述的泄漏控制元件LC。在第二帧(即帧B)中，例如单调地调制像素的灵敏度，即灵敏度线性或非线性地增加或减少。然后通过将来自帧B的经调制图像除以来自帧A的未调制图像，或通过执行另一数学计算来合成距离图像或“LIDAR图像”。在“LIDAR图像”中，场景中较远的客体示出与较近物体不同的强度。
在一个示例中，光源产生持续时间小于帧A的持续时间和帧B的持续时间的光脉冲。例如，光脉冲的持续时间可以小于2ns或小于1ns或小于0.5ns。帧B的持续时间可以高于1ms或高于5ms或高于10ms或高于20ms。光电检测器在帧B期间测量(例如积分)。光电检测器可以在帧B的整个持续时间或在帧B的大部分持续时间期间检测光。光源在帧B开始时或在帧B开始后不久产生光脉冲。物体反射光脉冲。经反射光脉冲到达光电检测器的时间点取决于物体与光电检测器的距离。在帧B期间，光电检测器的灵敏度随时间增加。在短距离的情况下，当经反射光脉冲撞击光电检测器时，光电检测器的灵敏度低。在远距离的情况下，当经反射光脉冲撞击光电检测器时，光电检测器的灵敏度高。因此，在帧B结束时由光电检测器产生的信号值取决于经反射光脉冲中的光量和经反射光脉冲到达光电检测器的时间点。
在帧A和帧A'期间，光电检测器具有恒定的灵敏度。因此，在帧A结束时由光电检测器产生的信号值取决于经反射光脉冲中的光量，而与经反射光脉冲到达光电检测器处的时间点无关。物体到光电检测器的距离能够通过使用帧B结束时由光电检测器产生的信号值和帧A或帧A'结束时由光电检测器产生的信号值来计算。
上面讨论的时序也能够应用到图8的实施例，即没有额外的泄漏控制元件，而是在帧的采集的部分中，4T像素单元的传输晶体管Tt的传输栅极Tg作为泄漏控制元件来操作。在这种情况下，泄漏电压对应于要施加在传输晶体管Tt的传输栅极Tg处的控制电压。
脉冲发射和借助于检测器检测，无论是否具有经调制灵敏度，例如作为帧A或B，都是借助于同步电路进行同步的。实际上，光发射器、检测器阵列和同步电路可以全部设置在同一传感器封装中，其中，至少检测器阵列和同步电路集成在同一集成电路中。另外的部件(诸如执行检测方法的微处理器和ADC等)也可以布置在同一传感器封装中并且集成到同一集成电路中。
如上所述的图1至图11中所示的实施例代表改进的成像系统和检测方法的示例实施例，因此它们不构成根据改进的成像系统和检测方法的所有实施例的完整列表。例如，实际成像系统和检测方法可以在电路部件、形状、尺寸和材料方面不同于所示实施例。
在本实施例中，泄露控制元件包括栅极长度相对较长的晶体管。
应注意，以上示例并非详尽的。这种方法能够应用于从3T像素单元到高端HDR8晶体管像素阵列。上面给出的示例都是源自4T像素架构。此外，光电检测器的偏振特性不需要在尺寸和成本至关重要的低成本应用中实现。
成像系统的应用可以例如包括
·汽车：自动驾驶、碰撞预防
·安全和监视
·工业和自动化
·消费类电子产品
该成像系统用于LIDAR和TOF系统，但不是从点云角度来看，而是使得高分辨率LIDAR系统能够适用于各种应用，特别是汽车、自动驾驶、机器人、无人机和工业应用。
本公开中描述的技术提供优于仅使用数百个像素的点云的单个激光束偏转的系统的优点。
成像系统实现了可以在CMOS图像传感器设计中实现的VCSEL功率控制。
该检测方法可以通过上述成像系统来实现。光源可以称为光发射器。图像传感器可以被命名为检测器阵列。
附图标记
1 衬底
2 传感器区域
3 隔离区域
4 栅格元件
5 电介质层
7 抗反射涂层
8 pn结
10 接触区域
11 接触
13 表面
20 另外的接触区域
21 另外的接触
d 距离
p 节距
w 宽度
A、A' 帧
B 帧
CA 载体、衬底
CH 芯片
Cs 列选择
DA 检测器阵列
Fd1 第一浮动扩散
Fd2 第二浮动扩散
LC 泄露控制元件
LE 光发射器
ME 调制元件
Px 像素
PxH 具有水平偏振器的像素
PxV 具有垂直偏振器的像素
SC 同步电路
Sf 源极跟随器
Tr1 第一复位晶体管
Tr2 第二复位晶体管
Tt 传输晶体管
TG 传输栅极
Vdd 电源轨

Claims (15)

1.一种成像系统，包括：
-光源(LS)，
-检测器阵列(DA)，其包括像素(Px)，其中，所述像素具有内置调制功能，以及
-同步电路(SC)，其将由检测器阵列(DA)执行的采集与所述光源(LS)同步。
2.根据权利要求1所述的成像系统，其中
-至少所述检测器阵列(DA)和所述同步电路(SC)集成在同一芯片(CH)中，和/或
-所述成像包括传感器封装，所述传感器封装包围光源(LS)以及集成在所述同一芯片(CH)中的检测器阵列(DA)和同步电路(SC)。
3.根据权利要求1或2所述的成像系统，其中，所述调制功能由调制元件(ME)实现。
4.根据权利要求3所述的成像系统，其中，所述调制元件(ME)引入与施加的电压成线性的泄露电流。
5.根据权利要求1至4之一所述的成像系统，其中，所述像素(Px)具有偏振功能。
6.根据权利要求5所述的成像系统，其中，相邻像素(Px)具有正交偏振功能。
7.根据权利要求4至6之一所述的成像系统，其中，流过所述调制元件(ME)的泄漏电流在帧开始时具有第一值并且在帧结束时具有第二值，其中，所述第一值高于所述第二值。
8.根据权利要求4至7之一所述的成像系统，其中，在帧B期间，流过所述调制元件(ME)的泄露电流从第一值单调减小到第二值。
9.根据权利要求4至8之一所述的成像系统，其中，所述调制元件(ME)是晶体管，诸如泄漏控制晶体管。
10.根据权利要求1至9之一所述的成像系统，其中，所述光源(LS)的发射波长大于800nm且小于10000nm。
11.根据权利要求1至10之一所述的成像系统，其中，所述光源(LS)的发射波长为840nm至1610nm。
12.一种车辆，其具有
-根据权利要求1至11之一所述的成像系统，和
-嵌入在所述车辆中的车载电子器件，其中：
-所述成像系统被布置为向所述车载电子器件提供输出信号。
13.一种检测方法，其中场景利用以下光脉冲照射：
-第一光脉冲，以便通过具有恒定灵敏度的检测器阵列(DA)来采集第一图像，以及
-第二光脉冲，以便通过具有随时间增加的灵敏度的检测器阵列来采集第二图像。
14.根据权利要求13所述的检测方法，其中，所述场景的物体的距离根据第二图像与第一图像的比率来推断。
15.根据权利要求13或14之一所述的检测方法，其中，所述场景由光源(LS)照射，并且所述第一光脉冲和所述第二光脉冲具有相同的持续时间和脉冲高度。
CN202080056778.8A 2019-06-27 2020-05-19 成像系统和检测方法 Pending CN114599990A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19182966 2019-06-27
EP19182966.2 2019-06-27
PCT/EP2020/063943 WO2020259929A1 (en) 2019-06-27 2020-05-19 Imaging system and detection method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114599990A true CN114599990A (zh) 2022-06-07

Family

ID=67211503

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080056778.8A Pending CN114599990A (zh) 2019-06-27 2020-05-19 成像系统和检测方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220357434A1 (zh)
EP (1) EP3990942A1 (zh)
CN (1) CN114599990A (zh)
WO (1) WO2020259929A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994704A (zh) * 2022-08-04 2022-09-02 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6580496B2 (en) * 2000-11-09 2003-06-17 Canesta, Inc. Systems for CMOS-compatible three-dimensional image sensing using quantum efficiency modulation
US6860350B2 (en) * 2002-12-20 2005-03-01 Motorola, Inc. CMOS camera with integral laser ranging and velocity measurement
US11209664B2 (en) * 2016-02-29 2021-12-28 Nlight, Inc. 3D imaging system and method
EP3261130B1 (en) 2016-06-20 2020-11-18 ams AG Photodetector device with integrated high-contrast grating polarizer
CN110235024B (zh) * 2017-01-25 2022-10-28 苹果公司 具有调制灵敏度的spad检测器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114994704A (zh) * 2022-08-04 2022-09-02 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质
CN114994704B (zh) * 2022-08-04 2022-12-27 中国科学院西安光学精密机械研究所 基于圆周扫描路径的非视域成像方法、系统及存储介质

Also Published As

Publication number Publication date
US20220357434A1 (en) 2022-11-10
WO2020259929A1 (en) 2020-12-30
EP3990942A1 (en) 2022-05-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11467286B2 (en) Methods and systems for high-resolution long-range flash lidar
Warren Automotive LIDAR technology
KR102494430B1 (ko) 물체까지의 거리를 결정하기 위한 시스템 및 방법
EP3365700B1 (en) System and method for determining a distance to an object
EP3625589B1 (en) System and method for determining a distance to an object
Möller et al. Robust 3D measurement with PMD sensors
KR102451010B1 (ko) 물체까지의 거리를 결정하기 위한 시스템
US8482722B2 (en) Delay compensation in modulated optical time-of-flight phase estimation
WO2017104486A1 (en) Image sensor, image capturing system, and production method of image sensor
US10302492B2 (en) Optoelectronic sensor device and method to operate an optoelectronic sensor device
IL258130A (en) Flight time distance sensor
Ringbeck et al. Multidimensional measurement by using 3-D PMD sensors
EP3550329A1 (en) System and method for determining a distance to an object
US11531094B2 (en) Method and system to determine distance using time of flight measurement comprising a control circuitry identifying which row of photosensitive image region has the captured image illumination stripe
US9497440B2 (en) Burst-mode time-of-flight imaging
US20230280633A1 (en) Free-space Beam Steering Systems, Devices, and Methods
US20220163634A1 (en) Active illumination systems for changing illumination wavelength with field angle
US20220357434A1 (en) Imaging system and detection method
JP7133523B2 (ja) 光検出装置及び電子装置
US20220357452A1 (en) Imaging system and detection method
US11418006B1 (en) Integrated device for optical time-of-flight measurement
US20230408699A1 (en) Time-of-flight image sensor with quantom dot photodetectors
WO2021144340A1 (en) Apparatus and method for detecting two photon absorption
Oh et al. Backside-illumination 14µm-pixel QVGA time-of-flight CMOS imager
WO2023018945A1 (en) Coaxial lidar system using a diffractive waveguide

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination