DE102014205586A1 - Time of flight camera system - Google Patents

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Abstract

Verfahren zum betreiben eines Lichtlaufzeitkamerasystems, bei dem in einer Modulations-Messsequenz die Beleuchtung moduliert betrieben wird und Korrelationswerte einer Autokorrelationsfunktion ermittelt werden, wobei in einer Referenz-Messsequenz die Beleuchtung nicht betrieben und Korrelationswerte bi nur mit dem vorhandenen Hintergrundlicht ermittelt werden. Die beiden Korrelationswerte werden verrechnet und aus den korrigierten Korrelationswerten eine tatsächliche Phasenverschiebung bzw. ein Entfernungswert berechnet.Method for operating a time-of-flight camera system in which the lighting is operated in a modulated manner in a modulation measurement sequence and correlation values of an auto-correlation function are determined, the lighting not being operated in a reference measurement sequence and correlation values bi being determined only with the background light present. The two correlation values are calculated and an actual phase shift or a distance value is calculated from the corrected correlation values.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lichtlaufzeitkamerasystem und ein Verfahren zum Betreiben eines solchen nach Gattung der unabhängigen Ansprüche. The invention relates to a light transit time camera system and a method for operating such according to the preamble of the independent claims.

Mit Lichtlaufzeitkamerasystem sollen nicht nur Systeme umfasst sein, die Entfernungen direkt aus der Lichtlaufzeit ermitteln, sondern insbesondere auch alle Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kamerasysteme, die eine Laufzeitinformation aus der Phasenverschiebung einer emittierten und empfangenen Strahlung gewinnen. Als Lichtlaufzeit bzw. 3D-TOF-Kameras sind insbesondere PMD-Kameras mit Photomischdetektoren (PMD) geeignet, wie sie u.a. in den Anmeldungen EP 1 777 747 , US 6 587 186 und auch DE 197 04 496 beschrieben und beispielsweise von der Firma 'ifm electronic GmbH’ oder 'PMD-Technologies GmbH' als Frame-Grabber O3D bzw. als CamCube zu beziehen sind. Insbesondere sollen unter Lichtlaufzeitkamerasystem auch Systeme mit umfasst sein, bei dem der Lichtlaufzeitsensor nur ein Pixel oder eine geringe Anzahl von Pixeln aufweist. With the time of flight camera system, not only systems are to be included which determine distances directly from the light transit time, but in particular also all the time of flight or 3D TOF camera systems which acquire transit time information from the phase shift of an emitted and received radiation. In particular, PMD cameras with photonic mixer detectors (PMD) are suitable as the light transit time or 3D TOF cameras, as described, inter alia, in the applications EP 1 777 747 . US Pat. No. 6,587,186 and also DE 197 04 496 described and, for example, by the company 'ifm electronic GmbH' or 'PMD Technologies GmbH' as a frame grabber O3D or as CamCube relate. In particular, systems are also to be included under the time of flight camera system in which the light transit time sensor has only one pixel or a small number of pixels.

Für die Bestimmung einer Entfernung bzw. einer entsprechenden Phasenverschiebung des reflektierten Lichts wird, wie in der DE 197 04 496 ausführlich beschrieben, im PMD-Sensor das reflektierte Licht mit dem modulierenden Signal gemischt. Diese Mischung liefert ein in Phase liegendes Signal (0°) und ein um 180° versetztes Signal, aus dem in bekannter Weise eine Entfernung bestimmt werden kann. Zur Verbesserung der Qualität der Entfernungsmessung kann es vorgesehen sein, die Sendemodulation gezielt beispielsweise um 90°, 180° oder 270° zu verschieben und vorzugsweise mittels einer IQ(Inphase, Quadratur)-Demodulation einen Phasenwinkel des reflektierten in Relation zum gesendeten Signal zu bestimmen. Dieses Vorgehen ist insbesondere nützlich zur Gewinnung von redundanten Informationen, um beispielsweise verschiedene parasitäre Effekte wie fixed pattern noise (FPN), Hintergrundlicht oder Asymmetrien des Sensors zu kompensieren. For determining a distance or a corresponding phase shift of the reflected light is, as in the DE 197 04 496 described in detail, mixed in the PMD sensor, the reflected light with the modulating signal. This mixture provides an in-phase signal (0 °) and a signal offset by 180 °, from which a distance can be determined in a known manner. To improve the quality of the distance measurement, it may be provided to shift the transmission modulation selectively by 90 °, 180 ° or 270 °, for example, and preferably to determine a phase angle of the reflected signal in relation to the transmitted signal by means of IQ (Inphase, Quadrature) demodulation. This approach is particularly useful for obtaining redundant information, for example, to compensate for various parasitic effects such as fixed pattern noise (FPN), backlight, or sensor asymmetries.

Aufgabe der Erfindung ist es, die Entfernungsmessung eines Lichtlaufzeitkamerasystems zu verbessern. The object of the invention is to improve the distance measurement of a light transit time camera system.

Die Aufgabe wird in vorteilhafter Weise durch das erfindungsgemäße Lichtlaufzeitkamerasystem und Verfahren nach Gattung der unabhängigen Ansprüche gelöst. The object is achieved in an advantageous manner by the inventive time of flight camera system and method according to the preamble of the independent claims.

Vorteilhaft ist ein Verfahren zum Betreiben eines Lichtlaufzeitkamerasystems mit einem Lichtlaufzeitsensor, der mindestens ein Lichtlaufzeitpixel aufweist vorgesehen, bei dem zur Entfernungsbestimmung ein am Lichtlaufzeitpixel empfangenes Licht mit einem Modulationssignal, das zur Ansteuerung einer Beleuchtung verwendet wird, korreliert wird, wobei zur Bestimmung einer Phasenverschiebungen zwischen dem Modulationssignal und empfangenen Lichtsignal Korrelationswerte ermittelt werden. Insbesondere ist es vorgesehen, die Korrelationswerte sowohl für eine Modulations-Messsequenz, in der die Beleuchtung aktiv mit dem Modulationssignal betrieben wird als auch für eine Referenz-Messsequenz, in der die Beleuchtung inaktiv ist zu ermitteln, wobei die Phasenverschiebungen und/oder die Entfernungswerte aus korrigierten Korrelationswerten berechnet werden, die sich aus einer Verrechnung der in der Modulations- und Referenz-Messsequenz ermittelten Korrelationswerten ergeben. Advantageously, a method is provided for operating a light transit time camera system with a light transit time sensor having at least one light transit time pixel, in which a distance received is correlated to a light received at the time of flight pixel with a modulation signal, which is used to drive an illumination, wherein for determining a phase shifts between the Modulation signal and received light signal correlation values are determined. In particular, it is provided to determine the correlation values both for a modulation measurement sequence in which the illumination is actively operated with the modulation signal and for a reference measurement sequence in which the illumination is inactive, the phase shifts and / or the distance values corrected correlation values are calculated, which result from a calculation of the correlation values determined in the modulation and reference measurement sequence.

Dieses Vorgehen erlaubt es, eine Lichtlaufzeitkamera im laufenden Betrieb auf unterschiedliche Umgebungslichtsituationen anzupassen. Während in den Modulations-Messsequenzen vom Lichtlaufzeitsensor bzw. dessen Pixel sowohl das reflektierte modulierte Licht als auch das Hintergrundlicht erfasst wird, wird in der Referenz-Messsequenz nur das Hintergrundlicht erfasst. In beiden Messsequenzen wird die Kamera elektrisch gleich betrieben, wobei im Unterschied nur die Beleuchtung in der Referenz-Messsequenz nicht aktiv betrieben wird. Die elektrischen Signale und insbesondere die elektrischen Größen am Lichtlaufzeitpixel, die in dieser Sequenz erfasst werden, können für die Korrektur und insbesondere Kompensation der in der Modulations-Messsequenz ermittelten Größen herangezogen werden. This procedure makes it possible to adapt a photoelectric time camera to different ambient light situations during operation. While both the reflected modulated light and the background light are detected by the light transit time sensor or its pixels in the modulation measurement sequences, only the background light is detected in the reference measurement sequence. In both measurement sequences, the camera is electrically operated the same, in contrast, only the illumination in the reference measurement sequence is not actively operated. The electrical signals, and in particular the electrical quantities at the light transit time pixel, which are detected in this sequence can be used for the correction and, in particular, compensation of the variables determined in the modulation measurement sequence.

Durch dieses Vorgehen können vorteilhaft systembedinge Abweichungen aufgrund eines vorliegenden Hintergrundlichts kompensiert werden. By virtue of this procedure, system-related deviations due to a given background light can advantageously be compensated.

In einer bevorzugten Ausgestaltung wird zur Ermittlung der korrigierten Korrelationswerte eine Differenz aus den in der Modulations- und Referenz-Messsequenz ermittelten Korrelationswerten gebildet. In a preferred refinement, to determine the corrected correlation values, a difference is formed from the correlation values determined in the modulation and reference measurement sequence.

Ferner ist es vorgesehen, die Korrelationswerte ausgehend von den an den Integrationsknoten des Lichtlaufzeitpixels akkumulierten Ladungen zu ermitteln. Furthermore, it is provided to determine the correlation values on the basis of the charges accumulated at the integration node of the light-propagation time pixel.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn in der Modulations- und Referenz-Messsequenz das Modulationssignal mindestens zweimal in der Phasenlage verschoben wird und Korrelationswerte für jede dieser Phasenlagen in beiden Messsequenzen ermittelt werden. It is particularly advantageous if, in the modulation and reference measurement sequence, the modulation signal is shifted at least twice in the phase position and correlation values for each of these phase positions are determined in both measurement sequences.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. The invention will be explained in more detail by means of embodiments with reference to the drawings.

Es zeigen: Show it:

1 schematisch das grundlegende Prinzip der Photomischdetektion, 1 schematically the basic principle of photomix detection,

2 eine modulierte Integration der erzeugten Ladungsträger, 2 a modulated integration of the generated charge carriers,

3 zwei zeitliche Verläufe der Ladungsintegration mit unterschiedlichen Phasenlagen, 3 two temporal courses of the charge integration with different phase positions,

4 Relation der Integration in einem IQ-Diagramm, 4 Relation of integration in an IQ-diagram,

5 schematisch eine Beeinflussung der Phasenlage durch Hintergrundlicht, 5 schematically influencing the phase position by background light,

6 eine Überlagerung der Phasen im Zeigerdiagramm. 6 a superposition of the phases in the phasor diagram.

Bei der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche oder vergleichbare Komponenten. In the following description of the preferred embodiments, like reference characters designate like or similar components.

1 zeigt eine Messsituation für eine optische Entfernungsmessung mit einer Lichtlaufzeitkamera, wie sie beispielsweise aus der DE 197 04 496 bekannt ist. 1 shows a measurement situation for an optical distance measurement with a light time camera, as for example from the DE 197 04 496 is known.

Das Lichtlaufzeitkamerasystem 1 umfasst eine Sendeeinheit bzw. ein Beleuchtungsmodul 10 mit einer Beleuchtung 12 und einer dazugehörigen Strahlformungsoptik 15 sowie eine Empfangseinheit bzw. Lichtlaufzeitkamera 20 mit einer Empfangsoptik 25 und einem Lichtlaufzeitsensor 22. The light transit time camera system 1 comprises a transmitting unit or a lighting module 10 with a lighting 12 and associated beam shaping optics 15 as well as a receiving unit or light runtime camera 20 with a receiving optics 25 and a light transit time sensor 22 ,

Der Lichtlaufzeitsensor 22 weist mindestens ein Laufzeitpixel, vorzugsweise auch ein Pixel-Array auf und ist insbesondere als PMD-Sensor ausgebildet. Die Empfangsoptik 25 besteht typischerweise zur Verbesserung der Abbildungseigenschaften aus mehreren optischen Elementen. Die Strahlformungsoptik 15 der Sendeeinheit 10 kann beispielsweise als Reflektor oder Linsenoptik ausgebildet sein. In einer sehr einfachen Ausgestaltung kann ggf. auch auf optische Elemente sowohl empfangs- als auch sendeseitig verzichtet werden. The light transit time sensor 22 has at least one time-of-flight pixel, preferably also a pixel array, and is designed in particular as a PMD sensor. The receiving optics 25 typically consists of improving the imaging characteristics of multiple optical elements. The beam shaping optics 15 the transmitting unit 10 may be formed for example as a reflector or lens optics. In a very simple embodiment, if necessary, optical elements can also be dispensed with both on the receiving side and on the transmitting side.

Das Messprinzip dieser Anordnung basiert im Wesentlichen darauf, dass ausgehend von der Phasenverschiebung des emittierten und empfangenen Lichts die Laufzeit und somit die zurückgelegte Wegstrecke des empfangenen Lichts ermittelt werden kann. Zu diesem Zwecke werden die Lichtquelle 12 und der Lichtlaufzeitsensor 22 über einen Modulator 30 gemeinsam mit einem bestimmten Modulationssignal Mo mit einer Basisphasenlage φ0 beaufschlagt. Im dargestellten Beispiel ist ferner zwischen dem Modulator 30 und der Lichtquelle 12 ein Phasenschieber 35 vorgesehen, mit dem die Basisphase φ0 des Modulationssignals M0 der Lichtquelle 12 um definierte Phasenlagen φvar verschoben werden kann. Für typische Phasenmessungen werden vorzugsweise Phasenlagen von φvar = 0°, 90°, 180°, 270° verwendet. The measuring principle of this arrangement is essentially based on the fact that, based on the phase shift of the emitted and received light, the transit time and thus the distance covered by the received light can be determined. For this purpose, the light source 12 and the light transit time sensor 22 via a modulator 30 together with a certain modulation signal M o with a base phase position φ 0 applied. In the example shown is also between the modulator 30 and the light source 12 a phase shifter 35 provided with the base phase φ 0 of the modulation signal M 0 of the light source 12 can be moved by defined phase positions φ var . For typical phase measurements, phase positions of φ var = 0 °, 90 °, 180 °, 270 ° are preferably used.

Entsprechend des eingestellten Modulationssignals sendet die Lichtquelle 12 ein intensitätsmoduliertes Signal Sp1 mit der ersten Phasenlage p1 bzw. p1 = φ0 + φvar aus. Dieses Signal Sp1 bzw. die elektromagnetische Strahlung wird im dargestellten Fall von einem Objekt 40 reflektiert und trifft aufgrund der zurückgelegten Wegstrecke entsprechend phasenverschoben ∆φ(tL) mit einer zweiten Phasenlage p2 = φ0 + φvar + ∆φ(tL) als Empfangssignal Sp2 auf den Lichtlaufzeitsensor 22. Im Lichtlaufzeitsensor 22 wird das Modulationssignal Mo mit dem empfangenen Signal Sp2 gemischt, wobei aus dem resultierenden Signal die Phasenverschiebung bzw. die Objektentfernung d ermittelt wird. The light source transmits according to the set modulation signal 12 an intensity-modulated signal S p1 with the first phase position p1 or p1 = φ 0 + φ var . This signal S p1 or the electromagnetic radiation is in the illustrated case of an object 40 reflects and hits due to the distance traveled corresponding phase-shifted Δφ (t L ) with a second phase position p2 = φ 0 + φ var + Δφ (t L ) as a received signal S p2 on the light transit time sensor 22 , In the time of flight sensor 22 the modulation signal M o is mixed with the received signal S p2 , wherein the phase shift or the object distance d is determined from the resulting signal.

Zur Verbesserung der Messgenauigkeit und/oder zur Erweiterung des Eindeutigkeitsbereichs ist es vorteilhaft, die Lichtlaufzeitmessungen mit unterschiedlichen Modulationsfrequenzen durchzuführen. Zu diesem Zweck ist der Modulator 30 mit einem Modulationssteuergerät 38 verbunden, das vorzugsweise innerhalb eines vorgegebenen Frequenzspektrums Modulationsfrequenzen vorgeben kann. To improve the measurement accuracy and / or to extend the uniqueness range, it is advantageous to perform the light transit time measurements with different modulation frequencies. For this purpose, the modulator 30 with a modulation control unit 38 connected, which can preferably specify within a predetermined frequency spectrum modulation frequencies.

Der Modulator 30 könnte beispielsweise als Frequenzsynthesizer ausgebildet sein, der über das Modulationssteuergerät 38 für die jeweilige Messaufgabe angesteuert wird. Auch ist ein Umschalten zwischen Quarzoszillatoren mit festen Frequenzen denkbar. The modulator 30 could for example be designed as a frequency synthesizer, via the modulation control unit 38 is controlled for the respective measuring task. It is also conceivable to switch between quartz oscillators with fixed frequencies.

Ferner ist die Empfangseinheit 20 mit einer Auswerteeinheit 27 verbunden. Die Auswerteeinheit 27 kann gegebenenfalls auch Bestandteil der Empfangseinheit 20 und insbesondere auch Teil des Lichtlaufzeitsensors 22 sein. Aufgabe der Auswerteeinheit 27 ist es, anhand der empfangenen Signale in Relation zur Modulationsfrequenz Phasenverschiebungen zu ermitteln und/oder auszuwerten. Die Mischung der empfangen Lichtstrahlen mit der Modulationsfrequenz erfolgt vorzugsweise im Lichtlaufzeitsensor 22 bzw. PMD-Sensor. Ferner kann das Modulationssteuergerät 38 auch Bestandteil der Auswerteeinheit 27 sein. Insbesondere kann es auch vorgesehen sein, dass die Auswerteeinheit 27 die Funktion des Modulationssteuergeräts 38 vollständig oder teilweise übernimmt. Furthermore, the receiving unit 20 with an evaluation unit 27 connected. The evaluation unit 27 may also be part of the receiving unit 20 and in particular also part of the light transit time sensor 22 be. Task of the evaluation unit 27 It is to determine based on the received signals in relation to the modulation frequency phase shifts and / or evaluate. The mixture of the received light beams with the modulation frequency is preferably carried out in the light transit time sensor 22 or PMD sensor. Furthermore, the modulation control unit 38 also part of the evaluation unit 27 be. In particular, it may also be provided that the evaluation unit 27 the function of the modulation control unit 38 completely or partially takes over.

Als Beleuchtungsquelle bzw. Lichtquelle 12 eignen sich vorzugsweise Infrarot-Leuchtdioden. Selbstverständlich sind auch andere Strahlungsquellen in anderen Frequenzbereichen denkbar, insbesondere kommen auch Lichtquellen im sichtbaren Frequenzbereich in Betracht. As illumination source or light source 12 are preferably infrared light emitting diodes. Of course, other radiation sources in other frequency ranges are conceivable, in particular, light sources in the visible frequency range are also considered.

Wie bereits in der DE 197 04 496 im Detail beschrieben ist, weist ein Lichtlaufzeitsensor 22 mindestens ein Lichtlaufzeitpixel mit einem lichtempfindlichen und lichtunempfindlichen Bereich auf. Die Modulationsphotogates Gam, Gbm sind lichtdurchlässig in einem lichtempfindlichen Bereich angeordnet an dem Akkumulationsgates bzw. Integrationsknoten Ga, Gb in benachbarten lichtunempfindlichen Bereichen angrenzen. Entsprechend dem an den Modulationsgates Gam, Gbm angelegten Modulationssignal M0 werden die photoelektrisch erzeugten Ladungen q entweder zum einen oder zum anderen Akkumulationsgate bzw. Integrationsknoten Ga, Gb gelenkt. Die dort gesammelten Ladungen q können dann beispielsweise als Spannung U abgegriffen werden. Es sei bemerkt, dass die Akkumulationsgates auch als Dioden ausgebildet sein können. As already in the DE 197 04 496 is described in detail, has a light transit time sensor 22 at least one light transit time pixel with a light-sensitive and light-insensitive area. The modulation photogates Gam, Gbm are arranged to be translucent in a photosensitive region adjacent to the accumulation gate Ga, Gb in adjacent light-insensitive regions. In accordance with the modulation signal M 0 applied to the modulation gates Gam, Gbm, the photoelectrically generated charges q are directed either to one or the other accumulation gate or integration node Ga, Gb. The charges q collected there can then be tapped, for example, as voltage U. It should be noted that the accumulation gates can also be designed as diodes.

Zur Bestimmung einer Phasenverschiebung ist insbesondere die Ladungs- ∆q bzw. Spannungsdifferenz ∆U zwischen den beiden Integrationsknoten Ga, Gb eines Lichtlaufzeitpixels von Interesse. Diese Differenz kann auch als ein Korrelationswert einer Korrelations- bzw. Autokorrelationsfunktion, wie sie später beschrieben wird, angesehen werden. To determine a phase shift, the charge Δq or voltage difference ΔU between the two integration nodes Ga, Gb of a light transit time pixel is of particular interest. This difference may also be considered as a correlation value of a correlation or autocorrelation function, as will be described later.

Allgemein können die Integrationsknoten Ga, Gb auch als A- und B-Auslesekanäle bezeichnet werden, wobei die Differenz beider Kanäle, also ∆q bzw. ∆U, auch als Differenzkanal „A – B“ beschrieben werden kann. In general, the integration nodes Ga, Gb can also be referred to as A and B readout channels, wherein the difference between the two channels, that is to say Δq or ΔU, can also be described as difference channel "A - B".

Das Grundprinzip der Phasenmessung ist schematisch in 2 dargestellt. Die obere Kurve zeigt den zeitlichen Verlauf des Modulationssignals M0 mit der die Beleuchtung 12 und der Lichtlaufzeitsensor 22 angesteuert werden. Das vom Objekt 40 reflektierte Licht trifft als Empfangssignal Sp2 entsprechend seiner Lichtlaufzeit tL phasenverschoben ∆φ(tL) auf den Lichtlaufzeitsensor 22. Der Lichtlaufzeitsensor 22 sammelt die photonisch erzeugten Ladungen q über mehrere Modulationsperioden in der Phasenlage des Modulationssignals M0 in einem ersten Akkumulationsgate Ga und in einer um 180° verschobenen Phasenlage M0 + 180° in einem zweiten Akkumulationsgate Gb. Aus dem Verhältnis der im ersten und zweiten Gate Ga, Gb gesammelten Ladungen qa, qb lässt sich die Phasenverschiebung ∆φ(tL) und somit eine Entfernung d des Objekts bestimmen. The basic principle of phase measurement is schematically in 2 shown. The upper curve shows the time profile of the modulation signal M 0 with the illumination 12 and the light transit time sensor 22 be controlled. The object 40 Reflected light impinges on the light transit time sensor as received signal S p2 in accordance with its light transit time t L phase-shifted Δφ (t L ) 22 , The light transit time sensor 22 collects the photonically generated charges q over several modulation periods in the phase position of the modulation signal M 0 in a first accumulation gate Ga and in a 180 ° shifted phase position M 0 + 180 ° in a second accumulation Gb. From the ratio of the charges qa, qb collected in the first and second gate Ga, Gb, the phase shift Δφ (t L ) and thus a distance d of the object can be determined.

3a und 3b zeigen Verläufe der Ladungsdifferenz ∆q = qa – qb/(qa + qb) in Abhängigkeit der Phasenverschiebung ∆φ(tL) des empfangenen Lichtsignals Sp2 mit unterschiedlichen Phasenlagen. Die 3a zeigt einen Verlauf für eine unverschobene Modulationsphase M0 mit einer Phasenlage φvar = 0°. 3a and 3b show curves of the charge difference Δq = q a - q b / (q a + q b ) as a function of the phase shift Δφ (t L ) of the received light signal S p2 with different phase angles. The 3a shows a curve for an unshifted modulation phase M 0 with a phase angle φ var = 0 °.

Bei einem Auftreffen des Signals Sp2 ohne Phasenverschiebung also ∆φ(tL) = 0°, beispielsweise, wenn das Sendesignal Sp1 direkt auf den Sensor gelenkt wird, sind die Phasen der Modulation M0 und vom empfangenen Signal Sp2 identisch, so dass alle erzeugten Ladungsträger phasensynchron am ersten Gate Ga erfasst werden und somit ein maximales Differenzsignal mit ∆q = 1 anliegt. When the signal S p2 strikes without a phase shift, ie Δφ (t L ) = 0 °, for example when the transmission signal S p1 is directed directly to the sensor, the phases of the modulation M 0 and of the received signal S p2 are identical that all generated charge carriers are detected synchronously at the first gate Ga and thus a maximum difference signal with Δq = 1 is applied.

Mit zunehmender Phasenverschiebung nimmt die Ladung am ersten Akkumulationsgate Ga ab und am zweiten Akkumulationsgate Gb zu. Bei einer Phasenverschiebung von ∆φ(tL) = 90° sind die Ladungsträger qa, qb an beiden Gates Ga, Gb gleich verteilt und die Differenz somit Null und nach 180° Phasenverschiebung "–1". Mit weiter zunehmender Phasenverschiebung nimmt die Ladung am ersten Gate Ga wieder zu, so dass im Ergebnis die Ladungsdifferenz wieder ansteigt, um dann bei 360° bzw. 0° wieder ein Maximum zu erreichen. As the phase shift increases, the charge on the first accumulation gate Ga decreases and on the second accumulation gate Gb. With a phase shift of Δφ (t L ) = 90 °, the charge carriers qa, qb are equally distributed at both gates Ga, Gb and the difference is thus zero and after 180 ° phase shift "-1". With further increasing phase shift, the charge at the first gate Ga increases again, so that as a result the charge difference increases again in order then to reach a maximum again at 360 ° or 0 °.

Mathematisch handelt es sich hierbei um eine Korrelation des empfangenen Signals Sp2 mit dem modulierenden Signal M0 entsprechend der Korrelationsfunktion:

Figure DE102014205586A1_0002
Mathematically, this is a correlation of the received signal S p2 with the modulating signal M 0 according to the correlation function:
Figure DE102014205586A1_0002

Bei einer Modulation mit einem Rechtecksignal ergibt sich wie bereits dargestellt als Korrelationsfunktion eine Dreiecksfunktion. Bei einer Modulation mit beispielsweise einem Sinussignal wäre das Ergebnis eine Kosinusfunktion. In the case of a modulation with a square-wave signal, as already described, a triangular function results as the correlation function. For a modulation with, for example, a sine signal, the result would be a cosine function.

Wie 3a zeigt, ist eine Messung der Phase mit einer Phasenlage nur bis zu einer Phasenverschiebung ∆φ(tL) ≤ 180° eindeutig. As 3a shows, a phase phase measurement is unique only up to a phase shift Δφ (t L ) ≤ 180 °.

Zur maximalen Erfassung der Phasenverschiebung ist beispielsweise das IQ(Inphase-Quadratur) Verfahren bekannt, bei dem zwei Messungen mit um 90° verschobenen Phasenlagen durchgeführt werden, also beispielsweise mit der Phasenlage φvar = 0° und φvar = 90°. Das Ergebnis einer Messung mit der Phasenlage φvar = 90° ist in 3b dargestellt. For maximum detection of the phase shift of the IQ (in-phase quadrature) method is known for example in which two measurements are performed with shifted by 90 ° phase positions, that is, for example, with the phase position φ var = 0 ° and φ var = 90 °. The result of a measurement with the phase angle φ var = 90 ° is in 3b shown.

Die Beziehung dieser beiden Kurven lässt sich in bekannter Art und Weise beispielsweise für sinusförmige Kurvenverläufe in einem IQ-Diagramm gem. 4 darstellen. In erster Näherung ist diese Darstellung ohne weiteres auch für die dargestellten Dreiecksfunktionen anwendbar. The relationship of these two curves can be in a known manner, for example, for sinusoidal waveforms in an IQ diagram gem. 4 represent. In a first approximation, this representation is readily applicable to the triangular functions shown.

Der Phasenwinkel lässt sich dann in bekannter Weise über eine arctan-Funktion bestimmen: φ = arctan ∆q(90°) / ∆q(0°) The phase angle can then be determined in a known manner via an arctan function: φ = arctan Δq (90 °) / Δq (0 °)

Um beispielsweise Asymmetrie des Sensors zu kompensieren, können zusätzliche um 180° verschobene Phasenmessungen durchgeführt werden, so dass sich im Ergebnis der Phasenwinkel wie folgt bestimmen lässt. φ = arctan ∆q(90°) – ∆q(270°) / ∆(0°) – ∆q(180°) For example, to compensate for asymmetry of the sensor, additional 180 ° shifted phase measurements are carried out so that the result is the phase angle can be determined as follows. φ = arctan Δq (90 °) - Δq (270 °) / Δ (0 °) - Δq (180 °)

Allgemein gesprochen handelt es sich bei den Ladungsdifferenzen ∆q(0°), ∆q(90°), ∆q(180°), ∆q(270°) um Korrelationswerte c1, c2, c3, c4 die unterschiedlichen Phasenlagen, nämlich 0°, 90°, 180° und 270°, der Autokorrelation entsprechen. Generally speaking, the charge differences Δq (0 °), Δq (90 °), Δq (180 °), Δq (270 °) are the different values of correlation c 1 , c 2 , c 3 , c 4 Phase angles, namely 0 °, 90 °, 180 ° and 270 °, corresponding to autocorrelation.

Die Bestimmung der Phasenverschiebung über die arctan-Relation ist beispielhaft nur eine Möglichkeit der Auswertung, selbstverständlich sind auch andere Berechnungsmethoden denkbar. Insbesondere ist das Vorgehen nicht auf zwei oder vier Phasenlagen beschränkt, sondern es können auch Messungen mit drei Phasenlagen oder mehr als vier unterschiedliche Phasenlagen durchgeführt und ausgewertet werden. The determination of the phase shift over the arctan relation is an example only one way of evaluation, of course, other calculation methods are conceivable. In particular, the procedure is not limited to two or four phase positions, but measurements with three phase positions or more than four different phase positions can also be carried out and evaluated.

Aus der in 2 dargestellten laufzeitbedingten Phasenverschiebung ∆φ(tL) lassen sich für Objektabstände d, die kleiner sind als die halbe Wellenlänge λ der Modulationsfrequenz d ≤ λ/2 in bekannter Weise ein Abstand bestimmen. d = ∆φ(tL) λ / 2π· 1 / 2 From the in 2 shown runtime-dependent phase shift Δφ (t L ) can be determined for object distances d, which are smaller than half the wavelength λ of the modulation frequency d ≤ λ / 2 in a known manner a distance. d = Δφ (t L ) λ / 2π × 1/2

Für Entfernungen d > λ/2 besteht in der Regel keine Möglichkeit die Phasenverschiebung absolut zu messen, so dass die ermittelte Phasenverschiebung nicht mehr eindeutig einem Entfernungswert zugeordnet werden kann. For distances d> λ / 2, there is generally no possibility of absolutely measuring the phase shift, so that the determined phase shift can no longer be unambiguously assigned to a distance value.

Phasen- und Amplitudenfehler, verursacht durch unmoduliertes Hintergrundlicht und systematische, phasenabhängige Modulationsunterschiede, werden durch eine Dunkelmessung oder andere Hintergrundlichtmessung adaptiv korrigiert. Phase and amplitude errors caused by unmodulated backlight and systematic phase-dependent modulation differences are adaptively corrected by a dark measurement or other background light measurement.

Die Phasen-, Amplituden- und Distanzberechnungen bei ToF Bildsensoren erfolgen durch die Auswertung von mehreren sequentiell aufgenommenen Phasenbildern. Der gewünschte Unterschied der Phasenbilder ist ausschließlich eine fest definierte Phasenverschiebung von optischer Modulation zu elektrischer Modulation des Sensors. Hierdurch lassen sich die Anteile der aktiven optischen Modulation aus dem Gesamtsignal extrahieren, da das unmodulierte Licht (z.B. Sonnenlicht) in allen Phasenbildern identische Anteile liefert. The phase, amplitude and distance calculations for ToF image sensors are made by evaluating several sequentially recorded phase images. The desired difference of the phase images is exclusively a well-defined phase shift from optical modulation to electrical modulation of the sensor. This allows the portions of the active optical modulation to be extracted from the overall signal because the unmodulated light (e.g., sunlight) provides identical proportions in all phase images.

In realen Kamerasystemen tritt dieser Idealfall häufig nicht ein, so dass sich die Phasenbilder auch durch den Anteil des unmodulierten Lichts oder anderer Einflüsse systematisch voneinander unterscheiden. Ursachen hierfür können beispielsweise Variationen des DutyCycles der Modulation oder abweichende Modulations-Pegel sein. Ohne Korrektur ergibt sich hierdurch ein Fehler aller Messgrößen, der von der Intensität des Hintergrundlichts und der des Nutzsignals abhängig ist und sich bspw. als sogenannter schwarz-weiß-Fehler zeigen kann, da die Auswirkung auf dunkle und helle Signalanteile unterschiedlich ist. Schwache Signalpegel werden durch eine überlagerte Störung aufgrund der Gewichtung mehr beeinflusst als starke Signale. In real camera systems, this ideal case often does not occur, so that the phase images also differ systematically from one another by the proportion of unmodulated light or other influences. Causes for this can be, for example, variations in the duty cycle of the modulation or deviating modulation levels. Without correction, this results in an error of all measured variables, which is dependent on the intensity of the background light and the useful signal and can, for example, as a so-called black-and-white error show, since the effect on dark and bright signal components is different. Weak signal levels are more affected by a superimposed interference due to weighting than strong signals.

Die Diagramme in der 5 zeigen eine Simulation einer Vier-Phasen-Messung unter drei verschiedenen Lichtverhältnissen. Aufgetragen sind jeweils die vier Messwerte des Differenzkanals „A – B“ analog der Darstellung gemäß 3a. Amplitude, Phase und Offset ergeben sich dann aus den Fits der Messwerte. In den Diagrammen dargestellt jeweils als Sinus-Fit ohne weiter Korrekturen. The diagrams in the 5 show a simulation of a four-phase measurement under three different lighting conditions. The four measured values of the difference channel "A - B" are plotted analogously to the illustration in accordance with 3a , Amplitude, phase and offset then result from the fits of the measured values. Shown in the diagrams in each case as a sine-fit without further corrections.

5(a) zeigt eine Autokorrelationsfunktion AKF nur für das modulierte Licht ohne Beeinflussung durch ein Hintergrundlicht. Im dargestellten Beispiel liegt eine Phasenverschiebung von a = 30° vor. 5 (a) shows an autocorrelation function AKF only for the modulated light without being affected by a background light. In the example shown there is a phase shift of a = 30 °.

5(b) zeigt beispielhaft eine Autokorrelationsfunktion, die nur durch Hintergrundlicht entstehen könnte. Obwohl das Hintergrundlicht keine feste Phasenbeziehung zum modulierten Licht aufweist und typischerweise unmoduliert ist erzeugt das Hintergrundlicht eine scheinbare Phasenverschiebung, die Genauigkeit der Phasenmessung des modulierten Lichts beeinflusst. Die scheinbare Phasenverschiebung ist im Wesentlichen auf so genannte Imperfektionen im System zurückzuführen. 5 (b) shows an example of an autocorrelation function, which could only arise from background light. Although the backlight has no fixed phase relationship to the modulated light and is typically unmodulated, the backlight produces an apparent phase shift that affects the accuracy of the phase measurement of the modulated light. The apparent phase shift is essentially due to so-called imperfections in the system.

Bei einer realen Messung ergäbe sich unter diesen Bedingungen wie in 5(c) dargestellt eine Mischphase aus (a) und (b). Es gilt für die Messwerte c1, c2, c3 und c4: ci = ai + bi, i ∊ {1, 2, 3, 4} In a real measurement would result under these conditions as in 5 (c) show a mixed phase of (a) and (b). It applies to the measured values c1, c2, c3 and c4: c i = a i + b i , i ε {1, 2, 3, 4}

Die scheinbare Phasenverschiebung ist im Wesentlichen ein systematischer Fehler und lässt sich vorzugsweise durch eine geeignete Kalibration einmalig für ein System bestimmen und in einer Kennwerttabelle bzw. Lookup-Tabelle LUT ablegen. Gegebenenfalls lässt sich hieraus auch eine Korrekturfunktion berechnen. The apparent phase shift is essentially a systematic error and can preferably be determined once by a suitable calibration for a system and stored in a characteristic table or lookup table LUT. If necessary, a correction function can also be calculated from this.

Im Messbetrieb muss lediglich die Intensität des Hintergrundlichts bestimmt werden, z.B. durch eine einzelne Phasenmessung ohne moduliertes Licht. Damit lässt sich nun der Störanteil auf die übrigen Phasen berechnen und kompensieren. Für die vorgelagerte Bestimmung des oft linearen Zusammenhangs wird idealerweise eine Messreihe ohne aktives, d.h. moduliertes Signal durchgeführt. Das Gesamtsignal kann beispielsweise über eine Variation einer unkorrelierten Bestrahlung insbesondere eines Gleichlichts oder eine Variation der Integrationszeit verändert werden. In measuring mode, only the intensity of the background light has to be determined, eg by a single phase measurement without modulated light. This now allows the noise component to be calculated and compensated for the other phases. For the upstream determination of the often linear relationship, a measurement series without an active, ie modulated signal is ideally carried out. The total signal may be, for example, a variation of an uncorrelated radiation, in particular a Blurred light or a variation of the integration time can be changed.

Eine Korrektur kann beispielsweise wie folgt bestimmt werden:
I sei die Intensität des Hintergrundlichts. Bei einem linearen Zusammenhang der Werte b1 bis b4 gilt: bi = Fi(I) = miI + oi, i ∊ {1, 2, 3, 4} mit den Konstanten mi und oi lassen sich die unverfälschten Werte a1 bis a4 berechnen durch: ai = ci – bi = ci – Fi(I) = ci – miI + oi.
For example, a correction can be determined as follows:
Let I be the intensity of the background light. For a linear relationship of the values b1 to b4: b i = F i (I) = m i I + o i , i ε {1, 2, 3, 4} With the constants m i and o i , the unadulterated values a1 to a4 can be calculated by: a i = c i - b i = c i - F i (I) = c i - m i I + o i .

Bei einem nicht-linearem Zusammenhang kann die Funktion Fi(I) ersetzt werden durch eine Kennwerttabelle LUTi(I). In a non-linear relationship, the function F i (I) can be replaced by a characteristic table LUT i (I).

Eine weitere Möglichkeit zur Bestimmung der scheinbaren Phasenverschiebung wäre wie folgt denkbar: Im Messbetrieb folgt auf eine Messung mit N sequentiellen Phasenbildern mit optischer Modulation eine weitere Messung mit N Phasen, allerdings ohne optische Modulation, also nur mit Hintergrundlicht. N stellt hier die Anzahl der Phasenmessungen für eine Entfernungsmessung dar, i.d.R. werden vier Phasenmessungen verwendet. A further possibility for determining the apparent phase shift would be conceivable as follows: In measurement mode, a measurement with N sequential phase images with optical modulation is followed by a further measurement with N phases, but without optical modulation, ie only with background light. N here represents the number of phase measurements for a range measurement, i.d.R. Four phase measurements are used.

Sofern die zweite Messung in der Kamera elektrisch identisch zur ersten verläuft, erhält man direkt den jeweiligen Hintergrundlichtanteil der Phasenbilder der ersten Messung. Die Vorteile dieser Methode sind, dass eine Kalibration mit Speicherung der Korrekturdaten entfällt, und dass Nicht-Linearitäten bei viel Hintergrundlicht z.B. durch nicht-lineare Kennlinien, Asymmetrie von Systemkomponenten oder zeitvariante Störquellen adaptiv kompensiert werden können. If the second measurement in the camera is electrically identical to the first, one obtains directly the respective background light component of the phase images of the first measurement. The advantages of this method are that calibration with storage of the correction data is eliminated, and that non-linearities with much background light, e.g. can be compensated adaptively by non-linear characteristics, asymmetry of system components or time-variant sources of interference.

Zur Berechnung der scheinbaren Phasenverschiebung werden die Störwerte b1 bis b4 direkt gemessen. Die unverfälschten Werte a1 bis a4 tatsächliche Autokorrelation bzw. Phasenverschiebung ergeben sich mit den gemessenen, gestörten Werten c1 bis c4 aus: ai = ci – bi To calculate the apparent phase shift, the disturbance values b1 to b4 are measured directly. The unadulterated values a1 to a4 actual autocorrelation or phase shift result with the measured, disturbed values c1 to c4: a i = c i - b i

In einer Modulations-Messsequenz wird die Beleuchtung moduliert betrieben und Korrelationswerte ci der Autokorrelationsfunktion ermittelt. In einer Referenz-Messsequenz wird die Beleuchtung nicht betrieben und Korrelationswerte bi nur mit dem vorhandenen Hintergrundlicht ermittelt. Die beiden Korrelationswerte ci, bi werden verrechnet und aus den korrigierten Korrelationswerten ai eine tatsächliche Phasenverschiebung bzw. ein Entfernungswert berechnet. In a modulation measurement sequence, the illumination is operated in a modulated manner and correlation values c i of the autocorrelation function are determined. In a reference measurement sequence, the illumination is not operated and correlation values b i are determined only with the existing background light. The two correlation values c i , b i are calculated and an actual phase shift or a distance value is calculated from the corrected correlation values a i .

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform erfolgt die Kompensation der Störanteile ohne zusätzliche Messungen, indem die Ermittlung der Störanteile aus den Rohdaten der eigentlichen Entfernungsmessung erfolgt und somit nicht mit einer Reduzierung der Messrate verbunden ist. Nach einer geeigneten Kalibration mit Verknüpfung des unmodulierten Lichtanteils, wie in der ersten Methode beschrieben, geschieht dies im einfachsten Fall bei PMD Sensoren unmittelbar durch die Berechnung des Gesamtsignals als Summe der beiden Ausgangssignale bei jeder Phasenlage. In a further preferred embodiment, the compensation of the interference components takes place without additional measurements in that the determination of the interference components takes place from the raw data of the actual distance measurement and is thus not associated with a reduction in the measurement rate. After a suitable calibration with combination of the unmodulated light component, as described in the first method, this is done in the simplest case with PMD sensors directly by calculating the total signal as the sum of the two output signals at each phase.

Ferner gibt es TOF-Sensor-Konzepte, bei denen versucht wird, den Einfluss des Hintergrundlichts durch elektronische Schaltungen, so genannte SBI-Schaltungen (SBI: suppression of background illumination) oder durch Ermittlung eines Differenzsignals zwischen beiden Auslesekanälen (A, B) zu verringern. Die Information über die Gesamtladungsmenge geht hierbei jedoch grundsätzlich verloren. Furthermore, there are TOF sensor concepts in which it is attempted to reduce the influence of the background light by electronic circuits, so-called SBI circuits (SBI: suppression of background illumination) or by determining a difference signal between the two readout channels (A, B) , However, the information about the total amount of charge is basically lost.

Unter realen Umständen wird jedoch das unkorrelierte Hintergrundsignal nicht vollständig kompensiert, so dass beispielsweise über eine Mittelung über alle Rohdaten die unmodulierte Lichtmenge abgeschätzt werden kann. Under real circumstances, however, the uncorrelated background signal is not completely compensated, so that, for example, an average over all raw data, the unmodulated amount of light can be estimated.

Die Bestimmung des Gesamtsignals kann alternativ beispielsweise auch aus einer Messung der Zeit, bis die SBI während der Integrationsphase aktiv wird oder einer parallelen Bestimmung über Fotodioden oder benachbarte Pixel oder alternative Methoden erfolgen. Alternatively, the determination of the total signal may, for example, also take place from a measurement of the time until the SBI becomes active during the integration phase or a parallel determination via photodiodes or neighboring pixels or alternative methods.

Im Falle einer linearen SBI-Asymmetrie gilt für die Intensität I des Hintergrundlichts folgendes:

Figure DE102014205586A1_0003
In the case of a linear SBI asymmetry, the following applies for the intensity I of the background light:
Figure DE102014205586A1_0003

Die übrige Berechnung erfolgt analog zum oben erwähnten Vorgehen. The rest of the calculation is analogous to the above-mentioned procedure.

Alternativ kann der Einfluss der Störanteile auf die Phasenmessungen für alle drei beschriebenen Methode auch aus der berechneten Distanz und Amplitude korrigiert werden. Da hier unmoduliertes Licht in einer naiven herkömmlichen, unkorrigierenden Berechnung scheinbar eine Auto-Korrelationsfunktion (AKF) mit Phase und Amplitude erzeugt, wie sie vom modulierten Licht erwünscht ist, wird der Effekt auch als ScheinAKF bezeichnet. Die berechnete AKF bei einer Messung mit Hintergrundlicht und Nutzsignal repräsentiert eine Überlagerung der beiden Zeiger von AKF des Nutzsignals und ScheinAKF. Die Überlagerung kann aufgelöst werden, indem zunächst Winkel und Amplitude der ScheinAKF über das gegebenenfalls rekonstruierte Gesamtsignal ermittelt werden. Anschließend wird mittels geeigneter trigonometrischer Additionstheoreme der Zeiger in Phase und Amplitude des Nutzsignals aus dem überlagerten Signal berechnet. Alternatively, the influence of the noise components on the phase measurements for all three methods described can also be corrected from the calculated distance and amplitude. Since unmodulated light in a naive conventional uncorrected calculation apparently produces an auto-correlation function (ACF) with phase and amplitude as desired by the modulated light, the effect is also referred to as a shamAKF. The calculated AKF during a measurement with background light and useful signal represents a superimposition of the two pointers of the useful signal AKF and ScheinAKF. The superimposition can be resolved by first determining the angle and amplitude of the apparent COF via the possibly reconstructed total signal. Subsequently, by means of calculated suitable trigonometric addition theorems of the pointer in phase and amplitude of the useful signal from the superimposed signal.

Phase und Amplitude der Messungen (a), (b) und (c) sind in 6 als Vektoren a →, b → und c → dargestellt. Die Länge der Vektoren entspricht der Amplitude, die Phase entspricht dem Winkel der Vektoren mit der Realteil-Achse. c → ergibt sich direkt aus einer gestörten Messung. Unter der Annahme, das phase_b konstant und das Verhältnis von amplitude_b zu Intensität I des Hintergrundlichts bekannt ist, kann b → vollständig aus I rekonstruiert werden. Die Korrektur-Rechnung zur Bestimmung von a → lautet dann lediglich: a → = c → – b →. Phase and amplitude of measurements (a), (b) and (c) are in 6 represented as vectors a →, b → and c →. The length of the vectors corresponds to the amplitude, the phase corresponds to the angle of the vectors with the real part axis. c → results directly from a faulty measurement. Assuming that phase_b is constant and the ratio of amplitude_b to intensity I of the background light is known, b → can be completely reconstructed from I. The correction calculation to determine a → is then only: a → = c → - b →.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (5)

Verfahren zum Betreiben eines Lichtlaufzeitkamerasystems mit einem Lichtlaufzeitsensor (22) mit mindestens einem Lichtlaufzeitpixel, bei dem zur Entfernungsbestimmung ein am Lichtlaufzeitpixel empfangenes Licht mit einem Modulationssignal (M0), das zur Ansteuerung einer Beleuchtung (10) verwendet wird, korreliert wird, wobei zur Bestimmung einer Phasenverschiebungen (∆φ(tL)) zwischen dem Modulationssignal und empfangenen Lichtsignal Korrelationswerte (bi, ci, ∆U, ∆q) ermittelt werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrelationswerte (bi, ci, ∆U, ∆q) für eine Modulations-Messsequenz, in der die Beleuchtung aktiv mit dem Modulationssignal betrieben wird, und für eine Referenz-Messsequenz, in der die Beleuchtung inaktiv ist, ermittelt werden, und dass die Phasenverschiebungen (∆φ(tL)) und/oder die Entfernungswerte (d) aus korrigierten Korrelationswerten (ai) berechnet werden, die sich aus einer Verrechnung der in der Modulations- und Referenz-Messsequenz ermittelten Korrelationswerten (ci, bi) ergeben. Method for operating a light transit time camera system with a light transit time sensor ( 22 ) with at least one light-propagation time pixel, in which, for the purpose of distance determination, a light received at the light-propagation time pixel is provided with a modulation signal (M 0 ) which is used to trigger a lighting ( 10 ) is determined, wherein to determine a phase shifts (Δφ (t L )) between the modulation signal and received light signal correlation values (b i , c i , ΔU, Δq) are determined, characterized in that the correlation values ( b i , c i , ΔU, Δq) for a modulation measurement sequence in which the illumination is actively operated with the modulation signal, and for a reference measurement sequence in which the illumination is inactive, and the phase shifts (Δφ (t L )) and / or the distance values (d) from corrected correlation values (a i ) are calculated, which result from a calculation of the correlation values (c i , b i ) determined in the modulation and reference measurement sequence , Verfahren nach Anspruch 1, bei dem zur Ermittlung der korrigierten Korrelationswerte (ai) eine Differenz aus den in der Modulations- und Referenz-Messsequenz ermittelten Korrelationswerten (ci, bi) gebildet wird. The method of claim 1, wherein a difference for determining the corrected correlation values (a i) from the determined in the modulation and reference measurement sequence correlation values (c i, b i) is formed. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Korrelationswerte (bi, ci, ∆U, ∆q) ausgehend von den an Integrationsknoten (Gam, Gbm) des Lichtlaufzeitpixels akkumulierten Ladungen (q) ermittelt werden. Method according to one of the preceding claims, in which the correlation values (b i , c i , ΔU, Δq) are determined on the basis of the charges (q) accumulated at integration nodes (Gam, Gbm) of the light-propagation time pixel. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem in der Modulations- und Referenz-Messsequenz das Modulationssignal (M0) mindestens zweimal in der Phasenlage (φ0 + φvar) verschoben wird und Korrelationswerte (bi, ci, ∆U, ∆q) für jede dieser Phasenlagen (φ0var) in beiden Messsequenzen ermittelt werden. Method according to one of the preceding claims, wherein in the modulation and reference measurement sequence, the modulation signal (M 0 ) at least twice in the phase position (φ 0 + φ var ) is shifted and correlation values (b i , c i , ΔU, Δ q) are determined for each of these phase positions (φ 0 + φ var ) in both measurement sequences. Lichtlaufzeitkamerasystem mit einer Beleuchtung (10) und einem Lichtlaufzeitsensor (22), der mindestens ein Lichtlaufzeitpixel aufweist, wobei das Lichtlaufzeitkamerasystem zur Durchführung eines der vorgenannten Verfahren ausgebildet ist. Time of flight camera system with illumination ( 10 ) and a light transit time sensor ( 22 ) having at least one light-propagation time pixel, wherein the light-propagating time camera system is adapted to perform one of the aforementioned methods.
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