CN118068304A - 感测模块及测距装置 - Google Patents
感测模块及测距装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN118068304A CN118068304A CN202311574227.2A CN202311574227A CN118068304A CN 118068304 A CN118068304 A CN 118068304A CN 202311574227 A CN202311574227 A CN 202311574227A CN 118068304 A CN118068304 A CN 118068304A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ranging pixels
- ranging
- pixels
- sensing module
- sensor array
- 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
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 85
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims description 47
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 39
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 21
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 16
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 16
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 16
- 239000000463 material Substances 0.000 description 10
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 2
- 241000167857 Bourreria Species 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000010791 quenching Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
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
- G01S7/483—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
- 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
- G01S7/4808—Evaluating distance, position or velocity data
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
本发明关于一种感测模块及测距装置，感测模块包含感测器阵列，感测器阵列包含多个像素群组，该多个像素群组各自包含多个测距像素，多个像素群组中的第一像素群组包含多个第一测距像素，多个第一测距像素各自包含第一侦测区域，多个像素群组中的第二像素群组包含多个第二测距像素，多个第二测距像素各自包含第二侦测区域，第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同。本发明的测距装置运用感测模块的第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同，可提升测距装置的精确度。
Description
技术领域
本发明关于一种感测模块及测距装置，尤其是指一种单光子雪崩二极管(SinglePhoton Avalanche Diode,SPAD)的感测模块及测距装置。
背景技术
光电二极管在日常生活中的各种领域中都有非常多的应用需求，其中单光子雪崩二极管由于元件特性而使单光子雪崩二极管对于光具有高敏感度，即使在弱光环境中依然能够正确侦测到光，使其在近年来越来越受到重视。
当单光子雪崩二极管的像素感测器阵列接收回传的光子强度较高时，会发生堆积(Pile-up)现象，堆积现象会影响单光子雪崩二极管的测距精确度。请参阅图1，图1为单光子雪崩二极管的直方图的堆积现象示意图，背景虚线表示回光的激光脉冲波形，由于单光子雪崩二极管操作时有死区时间(dead time)，触发后无法立即回应下一个光子，堆积现象可能会导致信号直方图中的峰值向前倾斜，导致侦测时间比实际值更短而造成误差，当接收到强回光时，具有大收光面积的像素感测器阵列可能呈现如图1所示的直方图资讯。此外在侦测高反光物体或物距较近的情况下会加剧堆积现象的发生，当像素感测器阵列接收的光子强度较高时，像素感测器阵列会因为饱和而无法评估反射光子的反射率，因此需要解决上述问题。
基于上述，本发明提供一种单光子雪崩二极管的测距装置，可解决上述技术问题，并且可增加测距装置的精确度。
发明内容
本发明的一目的在于提供一种感测模块，其借由感测器阵列的第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同，可修正景深资讯以提升测距装置的精确度。
本发明的一目的在于提供一种感测模块，其借由感测器阵列的第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同，可提供不同的测量资讯以呈现出不同的环境特征。
本发明的一目的在于提供一种感测模块，其借由感测器阵列的第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同，可以改善强反射光造成的问题。
本发明的一目的在于提供一种感测模块，其借由感测器阵列的第一测距像素及第二测距像素分成多个测距像素测量飞行时间，可以提高抗阳光及环境光能力。
本发明提供一种感测模块，其包含感测器阵列，感测器阵列包含多个像素群组，多个像素群组各自包含多个测距像素，多个像素群组中的第一像素群组包含多个第一测距像素，多个第一测距像素各自包含第一侦测区域，多个像素群组中的第二像素群组包含多个第二测距像素，多个第二测距像素各自包含第二侦测区域，第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同。此外，感测模块更包含多个处理器单元及多个数字处理器单元，多个处理器单元耦接感测器阵列，感测器阵列接收返回的感测光产生感测信号，多个处理器单元根据感测信号产生多个测距飞行时间信号，多个数字处理器单元选择性地耦接多个处理器单元，数字处理电路根据多个测距飞行时间信号产生直方图资讯及统计运算。
本发明提供一种测距装置，其包含发光模块、感测模块、处理器与数字处理电路，发光模块发出感测光，感测模块接收返回的感测光产生感测信号，感测模块包含感测器阵列，感测器阵列包含多个像素群组，多个像素群组各自包含多个测距像素，多个像素群组中的第一像素群组包含多个第一测距像素，多个第一测距像素各自包含第一侦测区域，多个像素群组中的第二像素群组包含多个第二测距像素，多个第二测距像素各自包含第二侦测区域，第一侦测区域及第二侦测区域的面积不同。处理器耦接感测模块，处理器根据感测信号产生多个测距飞行时间信号，数字处理电路耦接处理器，数字处理电路根据多个测距飞行时间信号产生直方图资讯及统计运算。
附图说明
图1：其为单光子雪崩二极管的直方图的堆积现象示意图。
图2：其为本发明一实施例的测距装置的方框图。
图3：其为本发明一实施例的测距装置的部份方框图。
图4：其为本发明感测器阵列的一实施例的示意图。
图5：其为本发明感测器阵列产生的直方图资讯的一实施例的示意图。
图6：其为本发明图4实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图7：其为本发明图4实施例的感测器阵列的另一实施例的示意图。
图8：其为本发明图7实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图9：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图10：其为本发明图9实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图11：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图12：其为本发明图11实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图13：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图14：其为本发明图13实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图15：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图16：其为本发明图15实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图17：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图18：其为本发明图17实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
图19：其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。
图20：其为本发明图19实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。
【主要元件符号说明】
100：测距装置 110：感测模块
112：处理器 114：数字处理电路
116：时序控制电路 120：发光模块
130：表面
210、310、310A、410、510、610、710、810、910：感测器阵列
210-1、210-2、210-N：像素群组
212：处理器
212-1、212-2、212-N、302A、302A-1、302A-2、302A-3、302A-4、312A、322A：处理器单元
214：数字处理器
214-1、214-K：数字处理器单元
216：选择器
302、302-1、302-2、302-3、302-4：第一像素群组
304：第一测距像素
306：第一侦测区域
310：感测器阵列
312：第二像素群组
314：第二测距像素
316：第二侦测区域
322：第三像素群组
324：第三测距像素
326：第三侦测区域
Pixel-1、Pixel-N1、Pixel-N2、Pixel-Nm：测距像素
Q/R-1、Q/R-N1、Q/R-N2、Q/R-Nm：截止/再充电处理电路
具体实施方式
为使对本发明的特征及所达成的功效有更进一步的了解与认识，谨佐以实施例及配合说明，说明如后：
在说明书及权利要求书当中使用了某些词汇指称特定的元件，然，所属本发明技术领域中具有通常知识者应可理解，制造商可能会用不同的名词称呼同一个元件，而且，本说明书及权利要求书并不以名称的差异作为区分元件的方式，而是以元件在整体技术上的差异作为区分的准则。在通篇说明书及权利要求书当中所提及的「包含」为开放式用语，故应解释成「包含但不限定于」。再者，「耦接」一词在此包含任何直接及间接的连接手段。因此，若文中描述第一装置耦接第二装置，则代表该第一装置可直接连接该第二装置，或可通过其他装置或其他连接手段间接地连接至该第二装置。
请参阅图2，其为本发明测距装置的一实施例的方框图。测距装置100包含发光模块120、感测模块110、时序控制电路116、处理器112以及数字处理器114。时序控制电路116输出启动信号到发光模块120，发光模块120根据预定的周期期间发出感测光到待测物体表面130，物体表面130反射感测光，感测模块110接收返回的感测光而产生感测信号，处理器112耦接感测模块110，处理器112根据感测信号产生测距飞行时间信号，数字处理器114耦接处理器112，数字处理器114根据测距飞行时间信号产生直方图资讯及统计运算。
发光模块120包含发出感测光的光源，光源例如是激光。感测模块110包含感测器阵列，感测器阵列包含多个像素群组，多个像素群组各自包含多个测距像素。时序控制电路116控制发光模块120周期性发射感测光，处理器112例如是感测处理电路及时间数字转换电路(Time to digital converter,TDC)等，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字讯信号输出给后续的数字处理器114，数字处理器114例如是数字信号处理器(Digital signal processor,DSP)，将数字信号转换为直方图及统计运算等数字信号处理。
请参阅图3，其为本发明测距装置的一实施例的部份方框图。感测器阵列210包含多个像素群组210-1、……、210-N，多个像素群组210-1、……、210-N各自包含多个测距像素，例如第一像素群组210-1包含多个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N1，处理器212耦接感测器阵列210，处理器212包含多个处理器单元212-1、……、212-N，多个处理器单元212-1、……、212-N各自包含多个截止/再充电(Quench/Recharge)处理电路，例如第一处理器单元212-1包含多个截止/再充电处理电路Q/R-1、……、Q/R-N1，数字处理器214包含多个数字处理器单元214-1、……、214-K，数字处理器214根据选择器216选择性地耦接处理器212，例如第一数字处理器单元214-1耦接多个处理器单元212-1、……、212-N中的其中一个、其中几个或不耦接。多个像素群组210-1、……、210-N耦接对应的多个数字处理器单元214-1、……、214-N，多个像素群组210-1、……、210-N的多个测距像素耦接对应的多个截止/再充电处理电路，例如第一像素群组210-1的多个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N1各自耦接多个截止/再充电处理电路Q/R-1、……、Q/R-N1，例如多个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N1各自耦接于对应的包含截止/再充电工作的感测前端处理电路(图未示)。每个像素群组之间可以包含相同或不同数量的测距像素，例如第一像素群组210-1包含N1个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N1，第二像素群组210-2包含N2个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N2，N1数量及N2数量可以一样或不一样。每个处理器单元之间可以包含相同或不同数量的截止/再充电处理电路，例如第一处理器单元212-1包含N1个截止/再充电处理电路Q/R-1、……、Q/R-N1，第二处理器单元212-2包含N2个截止/再充电处理电路Q/R-1、……、Q/R-N2，N1数量及N2数量可以一样或不一样。数字处理器214的数字处理器单元的数量可以相同或不同于像素群组及处理器单元的数量。
在此实施例中，多个测距像素产生的光子感测信号耦接至后续的处理器单元，例如多个测距像素Pixel-1、……、Pixel-N1产生的光子感测信号耦接至后续的第一处理器单元212-1，第一处理器单元212-1执行多像素之间的相关性处理(correlation)并由内含的一组或多组时间数字转换器测量测距飞行时间并生成一组或多组时间数字码。每个像素群组产生的一组或多组时间数字码，经由选择器216选择性地耦接至数字处理电路单元214-1、……、214-K，选择器216可以设定开启或关闭每个像素群组所产生的资讯。前述选择器216可用多工器、开关电路等电路实现之，惟其方案不在此限。每个数字处理电路单元214-1、……、214-K可以执行例如直方图统计运算，但不限于此，可以是一个像素群组的资讯生成一个直方图的统计运算，也可以是多个像素群组的资讯共同生成一个直方图的统计运算。
请参阅图4，其为本发明感测器阵列的一实施例的示意图。感测器阵列310包含第一像素群组302及第二像素群组312，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316。多个第二测距像素314围绕多个第一测距像素304设置以组成感测器阵列310，围绕的方式不以图式为限，例如可以是多个第二测距像素314四边完全围绕多个第一测距像素304，多个第二测距像素314其中两边围绕多个第一测距像素304。
在此实施例中，多个第一测距像素304的面积大于多个第二测距像素314的面积，或是多个第一侦测区域306的面积大于多个第二侦测区域316的面积。侦测区域表示测距像素的实际收光区域，可使用其他方式改变测距像素的收光区域，例如，直接选用小尺寸/小侦测区域的测距像素元件，抑或是在侦测区域上设置遮罩层，遮罩层例如是金属遮罩层，通过遮罩减少入光量即可改变侦测区域的面积，因此可在同样主动区域面积的不同测距像素上设置遮罩层以实现不同侦测区域面积的测距像素，当测距像素无设置遮罩层时，测距像素的侦测区域等于测距像素的主动区域。通过多个第一测距像素304及多个第二测距像素314不同主动感测面积的第一侦测区域306及第二侦测区域316进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
感测器阵列310包含有不同尺寸及不同主动感测面积的多个第一测距像素304及多个第二测距像素314组合，使用不同感测面积的像素同时对同一目标物进行深度感测，可以获取更精准的测量距离，同时确保高采样率。在一些特殊测量环境，例如高反材质或近距离等测量误差比较大的测量场景，利用不同感测面积的像素测量到的距离，可以提供不一样的测量资讯，借由定义不同环境呈现出不同的回光特征，如直方图的宽度大小等更多样的测量资讯可以提供更完整的校正判断，提高测量精准度。
在另一实施例中，多个第一测距像素304围绕多个第二测距像素314设置以组成感测器阵列310，例如可以是多个第一测距像素304四边完全围绕多个多个第二测距像素314，多个第一测距像素304其中两边围绕多个第二测距像素314。通过多个第一测距像素304及多个第二测距像素314不同主动感测面积的第一侦测区域306及第二侦测区域316进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图5，其为本发明感测器阵列产生的直方图资讯的一实施例的示意图。请同时参阅图1及图5，图5的直方图可表示低回光环境下的直方图，呈现高斯分布，直方图中的峰值反映激光功率的峰值。相较于现有习知技术的单光子雪崩二极管所发生的堆积现象的直方图资讯，本发明的感测器阵列即使在强回光的环境下，通过不同侦测区域面积的测距像素测量到的距离，例如让具有小收光面积的第二测距像素呈现如图5的直方图资讯，可以提供不一样的测量资讯，借由定义不同环境呈现出不同的回光特征，更多样的测量资讯可以提供更完整的校正判断，提高测量精准度并产生准确的直方图资讯。
请参阅图6，其为本发明图4实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列310的第一像素群组302与第二像素群组312对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A。处理器单元302A及312A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图7，其为本发明图4实施例的感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列310A包含第一像素群组302-1、第二像素群组302-2、第三像素群组302-3、第四像素群组302-4及第五像素群组312。第一像素群组302-1、第二像素群组302-2、第三像素群组302-3及第四像素群组302-4各自包含多个第一测距像素304，第五像素群组312包含多个第二测距像素314。在此实施例中，第一像素群组302-1、第二像素群组302-2、第三像素群组302-3及第四像素群组302-4各自包含相同数量的第一测距像素304，第一像素群组302-1、第二像素群组302-2、第三像素群组302-3及第四像素群组302-4各自的多个第一测距像素304可以分成多个测距像素测量飞行时间，因此当部分像素群组的测距像素测量飞行时间所生成的回光特征符合高强度回光条件(例如图1的直方图堆积特征，或回光强度值符合门槛值)时，则判断该像素群组被强回光影响，此时可选择由未被影响的像素群组进行侦测，提高抗环境光能力，例如阳光。前述高强度回光特征判断及其运行作业可由数字处理器114或由后端控制器执行。
请参阅图8，其为本发明图7实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列310A的第一像素群组302-1、第二像素群组302-2、第三像素群组302-3、第四像素群组302-4及第五像素群组312对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302-1耦接处理器单元302-1A，第二像素群组302-2耦接处理器单元302-2A，第三像素群组302-3耦接处理器单元302-3A，第四像素群组302-4耦接处理器单元302-4A，第五像素群组312耦接处理器单元312A。处理器单元302-1A、处理器单元302-2A、处理器单元302-3A、处理器单元302-4A及处理器单元312A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图9，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列410包含第一像素群组302及第二像素群组312，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316。多个第二测距像素314设置在多个第一测距像素304的一侧以组成感测器阵列410，设置的方式不以图式为限，例如可以是多个第二测距像素314设置在多个第一测距像素304的其中一侧。通过多个第一测距像素304及多个第二测距像素314不同主动感测面积的第一侦测区域306及第二侦测区域316进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图10，其为本发明图9实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列410的第一像素群组302与第二像素群组312对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A。处理器单元302A及312A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图11，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列510包含第一像素群组302及第二像素群组312，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316。多个第二测距像素314设置在至少其中一个角落，多个第一测距像素304包围多个第二测距像素314以组成感测器阵列510，设置的方式不以图式为限，例如可以是多个第二测距像素314设置在其中一个角落、两个角落或三个角落，各个角落设置的数量也可以不同。通过多个第一测距像素304及多个第二测距像素314不同主动感测面积的第一侦测区域306及第二侦测区域316进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图12，其为本发明图11实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列510的第一像素群组302与第二像素群组312对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A。处理器单元302A及312A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图13，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列610包含第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316，第三像素群组322包含多个第三测距像素324，多个第三测距像素324各自包含第三侦测区域326。多个第二测距像素314及多个第三测距像素324围绕多个第一测距像素304设置以组成感测器阵列610，设置的方式不以图式为限，例如可以是多个第二测距像素314设置在多个第一测距像素304的侧边，多个第三测距像素324设置在角落。
在此实施例中，多个第一测距像素304的面积大于多个第三测距像素324的面积，多个第三测距像素324的面积大于多个第二测距像素314的面积，或是多个第一侦测区域306的面积大于多个第三侦测区域326的面积，多个第三侦测区域326的面积大于多个第二侦测区域316的面积。通过多个第一测距像素304、多个第二测距像素314及多个第三测距像素324不同主动感测面积的第一侦测区域306、第二侦测区域316及第三侦测区域326进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图14，其为本发明图13实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列610的第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A，第三像素群组322耦接处理器单元322A。处理器单元302A、312A及322A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图15，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列710包含第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316，第三像素群组322包含多个第三测距像素324，多个第三测距像素324各自包含第三侦测区域326。多个第一测距像素304围绕多个第三测距像素324设置，多个第三测距像素324围绕多个第二测距像素314设置以组成感测器阵列710，设置的方式不以图式为限。通过多个第一测距像素304、多个第二测距像素314及多个第三测距像素324不同主动感测面积的第一侦测区域306、第二侦测区域316及第三侦测区域326进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
在另一实施例中，多个第二测距像素314围绕多个第三测距像素324设置，多个第三测距像素324围绕多个第一测距像素304设置以组成感测器阵列710。通过多个第一测距像素304、多个第二测距像素314及多个第三测距像素324不同主动感测面积的第一侦测区域306、第二侦测区域316及第三侦测区域326进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图16，其为本发明图15实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列710的第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A，第三像素群组322耦接处理器单元322A。处理器单元302A、312A及322A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图17，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列810包含第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316，第三像素群组322包含多个第三测距像素324，多个第三测距像素324各自包含第三侦测区域326。多个第一测距像素304围绕多个第三测距像素324设置，多个第二测距像素314围绕多个第一测距像素304设置以组成感测器阵列810，设置的方式不以图式为限。通过多个第一测距像素304、多个第二测距像素314及多个第三测距像素324不同主动感测面积的第一侦测区域306、第二侦测区域316及第三侦测区域326进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图18，其为本发明图17实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列810的第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A，第三像素群组322耦接处理器单元322A。处理器单元302A、312A及322A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
请参阅图19，其为本发明感测器阵列的另一实施例的示意图。感测器阵列910包含第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322，第一像素群组302包含多个第一测距像素304，多个第一测距像素304各自包含第一侦测区域306，第二像素群组312包含多个第二测距像素314，多个第二测距像素314各自包含第二侦测区域316，第三像素群组322包含多个第三测距像素324，多个第三测距像素324各自包含第三侦测区域326。多个第二测距像素314设置在至少其中一个角落，多个第三测距像素324设置在中心，多个第一测距像素304包围多个第三测距像素324以及多个第二测距像素314以组成感测器阵列910，设置的方式不以图式为限。通过多个第一测距像素304、多个第二测距像素314及多个第三测距像素324不同主动感测面积的第一侦测区域306、第二侦测区域316及第三侦测区域326进行感测，可以改善强反射光造成的问题，例如高反射材质或近距离等测量场景。
请参阅图20，其为本发明图18实施例的感测器阵列与处理器单元的耦接示意图。感测器阵列910的第一像素群组302、第二像素群组312及第三像素群组322对应耦接不同的处理器单元，如图所示，第一像素群组302耦接处理器单元302A，第二像素群组312耦接处理器单元312A，第三像素群组322耦接处理器单元322A。处理器单元302A、312A及322A包含感测处理电路及时间测量单元，可进行飞行时间的测量，并将测量到的时间资讯转换成数字信号输出给后续的处理电路，进行直方图统计运算等数字信号处理。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。
Claims (18)
1.一种测距装置的感测模块，其特征在于，包含：
感测器阵列，包含：
多个像素群组，该多个像素群组各自包含多个测距像素，该多个像素群组中的第一像素群组包含多个第一测距像素，该多个第一测距像素各自包含第一侦测区域，该多个像素群组中的第二像素群组包含多个第二测距像素，该多个第二测距像素各自包含第二侦测区域，其中该第一侦测区域及该第二侦测区域的面积不同。
2.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个第一测距像素的面积大于该多个第二测距像素。
3.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个第一测距像素的该第一侦测区域的面积大于该多个第二测距像素的该第二侦测区域的面积。
4.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个第二测距像素围绕该多个第一测距像素设置以组成该感测器阵列。
5.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个第二测距像素设置在该多个第一测距像素的一侧以组成该感测器阵列。
6.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个第二测距像素设置在至少其中一个角落，该多个第一测距像素包围该多个第二测距像素以组成该感测器阵列。
7.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，该多个像素群组中的第三像素群组包含多个第三测距像素，该多个第一测距像素的面积大于该多个第三测距像素，该多个第三测距像素的面积大于该多个第二测距像素。
8.根据权利要求7所述的感测模块，其特征在于，该多个第三测距像素各自包含第三侦测区域，该多个第一测距像素的该第一侦测区域大于该多个第三测距像素的该第三侦测区域，该多个第三测距像素的该第三侦测区域大于该多个第二测距像素的该第二侦测区域。
9.根据权利要求7所述的感测模块，其特征在于，该多个第二测距像素及该多个第三测距像素围绕该多个第一测距像素设置以组成该感测器阵列。
10.根据权利要求7所述的感测模块，其特征在于，该多个第一测距像素围绕该多个第三测距像素设置，该多个第三测距像素围绕该多个第二测距像素设置以组成该感测器阵列。
11.根据权利要求7所述的感测模块，其特征在于，该多个第一测距像素围绕该多个第三测距像素设置，该多个第二测距像素围绕该多个第一测距像素设置以组成该感测器阵列。
12.根据权利要求7所述的感测模块，其特征在于，该多个第二测距像素设置在至少其中一个角落，该多个第三测距像素设置在中心，该多个第一测距像素包围该多个第三测距像素以及该多个第二测距像素以组成该感测器阵列。
13.根据权利要求1所述的感测模块，其特征在于，还包含：
多个处理器单元，该多个处理器单元各自耦接各个该多个像素群组，该多个处理单元是对耦接的该多个像素群组的该多个测距像素生成的信号进行处理以提供多个测距飞行时间信号；以及
多个数字处理器单元，各个该多个数字处理器单元是选择性地耦接该多个处理单元的至少一个，该多个数字处理器单元根据该多个测距飞行时间信号产生多个直方图资讯，其中该多个像素群组同时感测目标回光，以使该多个直方图资讯包含至少一个回光特征。
14.根据权利要求13所述的感测模块，其特征在于，该多个处理器单元是对耦接的该多个测距像素进行相关性(correlation)处理。
15.根据权利要求13所述的感测模块，其特征在于，各个该多个处理器单元包含多个截止/再充电处理电路(Q/R)，耦接各个该多个测距像素。
16.根据权利要求13所述的感测模块，其特征在于，该至少一个回光特征是关连于该第一侦测区域及该第二侦测区域的面积。
17.根据权利要求13所述的感测模块，其特征在于，该多个数字处理器单元依据该多个像素群组中的该第一像素群组生成的该至少一个回光特征，以提供一高强度回光参数。
18.一种测距装置，其特征在于，包含：
发光模块，发出感测光；
感测模块，接收该感测光产生感测信号，该感测模块包含感测器阵列。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US202263427598P | 2022-11-23 | 2022-11-23 | |
| US63/427,598 | 2022-11-23 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN118068304A true CN118068304A (zh) | 2024-05-24 |
Family
ID=91102840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311574227.2A Pending CN118068304A (zh) | 2022-11-23 | 2023-11-23 | 感测模块及测距装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN118068304A (zh) |
-
2023
- 2023-11-23 CN CN202311574227.2A patent/CN118068304A/zh active Pending
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111465870B (zh) | 使用可寻址发射器阵列的飞行时间感测 | |
| US9431439B2 (en) | Light detector | |
| EP2446301B1 (en) | Pulsed light optical rangefinder | |
| US10962628B1 (en) | Spatial temporal weighting in a SPAD detector | |
| CN111679290B (zh) | 光子计数校正方法、激光雷达以及计算机可读介质 | |
| CN109239724B (zh) | 用于测量距离的设备和用于测量所述距离的方法 | |
| CN113466892A (zh) | 具有改进的时间数字转换电路的lidar系统 | |
| US11585908B2 (en) | Optical measuring device comprising a measuring unit to generate time information representing an elapsed time in accordance with pulse signal output from a light receiving group | |
| JP6709335B2 (ja) | 光センサ、電子機器、演算装置、及び光センサと検知対象物との距離を測定する方法 | |
| GB2485995A (en) | Proximity sensor | |
| US11626446B2 (en) | Pixel circuit and method of operating the same in an always-on mode | |
| WO2022206031A1 (zh) | 确定噪声水平的方法、激光雷达以及测距方法 | |
| CN112764048B (zh) | 基于飞行时间的寻址和测距方法及测距系统 | |
| CN111562590A (zh) | 一种多梯度时间箱的测距方法及测距系统 | |
| CN107272010B (zh) | 距离传感器及其距离测量方法、3d图像传感器 | |
| CN112147626A (zh) | 电子装置、电子装置的控制方法、及计算机可读存储介质 | |
| CN111656220A (zh) | 用于接收光信号的接收装置 | |
| US11579291B2 (en) | Optical ranging system having multi-mode operation using short and long pulses | |
| US20240159903A1 (en) | Data processing method for lidar and lidar | |
| US20220011413A1 (en) | Light sensor and ranging method | |
| CN211979200U (zh) | 传感器 | |
| GB2485990A (en) | An optical user-input device using SPADs | |
| CN118068304A (zh) | 感测模块及测距装置 | |
| US20240219531A1 (en) | Detector module and ranging device | |
| CN117043947A (zh) | 一种感应器芯片及终端设备 |
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 |