KR101943717B1 - 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명의 일실시 예에 따르면 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치는 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하고, 제2 시간 구간에서 상기 대상으로부터 반사된 제2 광신호를 감지하는 광신호 감지부; 상기 반사된 제1 광신호의 제1 콜스(coarse) 비트를 검출하고, 상기 반사된 제2 광신호의 제2 콜스 비트를 검출하는 콜스 비트 검출부; 상기 제2 시간 구간에서 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 비교하는 비교부; 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천(raw) 데이터에 포함된 파인(fine) 비트를 통과시키는 패스 게이트; 및 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 상기 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 픽셀 신호 출력부를 포함한다.

Description

깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR DETERMINING OPTICAL SIGNAL REFLECTED FROM TARGET IN DEPTH SENSOR}
본 발명은 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
센서는 대상의 상태 또는 위치를 검출하고, 검출 결과를 전기적인 신호로 변환하는 소자이다.
센서들 중 깊이 센서는 광원(light source)으로부터 출력된 펄스 신호가 대상에 의해 반사되어 되돌아 올 때까지의 지연 시간(또는 지연 위상)을 측정하고 측정 결과에 따라 깊이 센서와 대상 사이의 깊이 또는 거리를 계산할 수 있다. 펄스 신호는 마이크로파(microwave), 광파(light wave) 또는 초음파(ultrasonics wave) 등일 수 있다.
깊이 센서는 TOF(time of flight) 방식을 이용하여 깊이 또는 거리를 계산할 수 있다.
종래 기술에 따르면, 충분한 PDP(photon detection probability)를 갖는 과잉 바이어스 전압을 인가하고, 회로 설계 기법을 통해 주변광 왜곡(ambient light distortion)과 DCR(dark count rate)을 차단하는 방법이 소개되었다.
회로 설계 기법을 통해 주변광 왜곡과 DCR을 차단하는 방법은 매크로 픽셀(macro pixel) 기술, 동의 감지(concurrence detection) 기술 및 막대그래프(historgram) TDC(time to digital conversion) 기술 등이 있다.
매크로 픽셀 기술은 12개 혹은 24개 SPAD(single-photon avalanche diode)를 하나의 픽셀로 구성하여 낮은 PDP에서도 출력을 가능하게 하고, 반사 신호를 용이하게 검출할 수 있다.
다만, 매크로 픽셀 기술은 면적 증가 및 설계 복잡도가 증가하는 문제점을 포함할 수 있다.
동의 감지 기술은 매크로 픽셀에서 출력한 광(photon)들 중 동일한 시간(예:동일한 time window)의 것들만 실제 반사 레이저 신호로 인식하여 시 변환(time conversion)을 수행하고, 타임 윈도우 연관성 이벤트(time window correlation event)들만 검출한다.
동의 감지 기술은 DCR 및 주변관등으로 인한 광 출력은 동일한 시간에 두 개 이상 발생하는 경우가 드문 것으로 판단한다.
동의 감지 기술은 전단(front end)에서 상관 이벤트들을 검출하기 때문에 처리하는 데이터의 양을 감소시킨다.
다만, 동의 감지 기술은 연관 이벤트(correlated event)를 출력할 때 최대 타임 윈도우(time window)만큼의 타이밍 오류(timing error)가 발생할 수 있다.
막대그래프 TDC 기술은 실제 반사 레이저 신호를 찾기 위해 가장 일반적으로 사용되는 기법으로서 타임 변조(time conversion)한 값에 따른 타임 빈(time bin)에 변조 횟수를 저장하고, 막대 그래프의 꼭지점(peak point)을 반사 레이저 신호로 판단함으로써, 정확하게 타임 변조를 수행할 수 있다.
다만, 막대그래프 TDC 기술은 수십 센티미터 해상도(resolution)과 수십 미터의 다이나믹 렌지(dynamic range)에 해당하는 막대그래프를 구성하기 위해서 하나의 픽셀 당 대략 1K 빈을 요구하여 넓은 면적을 요구하고, 넓은 면적에 따라 데이터 처리 속도가 매우 느리고, 사용 제약이 존재한다는 문제점을 포함하고 있다.
따라서, 상술한 종래 기술들의 문제점을 개선하기 위한 기술이 제안될 필요성이 있다.
대한민국 공개특허 제10-2013-0012847호, "이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출장치" 대한민국 공개특허 제10-2012-0138304호, "깊이 이미지 신호 처리 방법, 이를 이용한 깊이 센서 및 이를 포함한 이미지 센싱 시스템" 대한민국 공개특허 제10-2015-0029062호, "깊이 센서를 이용한 거리 계산 방법과 이를 수행할 수 있는 장치들"
Qiuchen Yuan ; Bowei Zhang ; Wu, J. ; Zaghloul, A high resolution time-to-digital converter on FPGA for time-correlated single photon counting, 2012 IEEE 55th International Midwest Symposium on 2012 Aug.
본 발명은 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 대상으로부터 반사된 제1 광신호에서 제1 콜스 비트를 검출하고, 제1 콜스 비트를 기준 비트로 결정하고, 대상으로부터 반사된 제2 광신호에서 제2 콜스 비트를 검출하여 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 비교하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파이 비트를 통과시키는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트 간의 평균화된 콜스 비트와 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 가산기와 감산기를 이용하여 제1 콜스 비트에서 하나를 더한 콜스 비트와 제1 콜스 비트에서 하나를 뺀 콜스 비틀 및 제1 콜스 비트를 포함하는 기준 콜스 비트를 생성하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 불일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 차단하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 광 신호 및 제2 광 신호에서 주변 광 및 주변 열을 제외한 대상으로부터 반사된 광 신호만을 포함하는 픽셀 신호를 출력하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 대상으로부터 반사되는 광 신호에서 콜스 비트만을 히스토그램화하고 파인 비트는 히스토그램화 하지 않고, 콜스 비트와 파인 비트를 포함하는 픽셀 신호를 출력하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명은 제1 단계에서 대상으로부터 반사되는 광 신호중 기준 콜스 비트를 검출하고 저장하고 및 제2 단계에서 대상으로부터 반사되는 다른 광 신호에 포함된 다른 콜스 비트를 검출하여 다른 콜스 비트와 기준 콜스 비트를 비교하여 다른 콜스 비트와 기준 콜스 비트가 일치할 경우, 다른 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트의 평균값과 연결하여 픽셀 신호를 생성하는 장치 및 방법을 제공하고자 한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치는 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하고, 제2 시간 구간에서 상기 대상으로부터 반사된 제2 광신호를 감지하는 광신호 감지부; 상기 반사된 제1 광신호의 제1 콜스(coarse) 비트를 검출하고, 상기 반사된 제2 광신호의 제2 콜스 비트를 검출하는 콜스 비트 검출부; 상기 제2 시간 구간에서 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 비교하는 비교부; 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천(raw) 데이터에 포함된 파인(fine) 비트를 통과시키는 패스 게이트; 및 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 상기 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 픽셀 신호 출력부를 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법은 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하는 단계; 상기 반사된 제1 광신호의 제1 콜스 비트를 검출하는 단계; 제2 시간 구간에서 상기 대상으로부터 반사된 제2 광신호를 감지하는 단계; 상기 반사된 제2 광신호의 제2 콜스 비트를 검출하는 단계; 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 비교하는 단계; 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 통과시키는 단계; 및 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 상기 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치는 기준 콜스 비트를 검출하는 제1 단계 및 기준 콜스 비트와 수신되는 다른 광 신호에 포함된 콜스 비트를 비교하고, 비교 결과에 따라 광 신호들에 포함된 비트들을 평균화함으로써 픽셀 신호를 결정하는 제2 단계로 구성되어, 픽셀 신호 생성시 요구되는 카운터 수를 감소시킴으로써, 픽셀 신호 생성을 위한 회로 설계의 면적 및 복잡도가 감소하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서를 이용하여 대상으로부터의 거리를 측정하기 위한 시스템을 도시한다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 수행 절차를 도시한다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 광 신호를 결정하기 위한 장치의 회로 구성을 도시한다.
이하, 본 문서의 다양한 실시 예들이 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 실시 예 및 이에 사용된 용어들은 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 해당 실시 예의 다양한 변경, 균등물, 및/또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
하기에서 다양한 실시 예들을 설명에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다.
그리고 후술되는 용어들은 다양한 실시 예들에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
본 문서에서, "A 또는 B" 또는 "A 및/또는 B 중 적어도 하나" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. "제 1," "제 2," "첫째," 또는 "둘째," 등의 표현들은 해당 구성요소들을, 순서 또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤(예: 제 1) 구성요소가 다른(예: 제 2) 구성요소에 "(기능적으로 또는 전기적으로) 연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제 3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다.
본 명세서에서, "~하도록 구성된(또는 설정된)(configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, 하드웨어적 또는 소프트웨어적으로 "~에 적합한," "~하는 능력을 가지는," "~하도록 변경된," "~하도록 만들어진," "~를 할 수 있는," 또는 "~하도록 설계된"과 상호 호환적으로(interchangeably) 사용될 수 있다.
어떤 상황에서는, "~하도록 구성된 장치"라는 표현은, 그 장치가 다른 장치 또는 부품들과 함께 "~할 수 있는" 것을 의미할 수 있다.
예를 들면, 문구 "A, B, 및 C를 수행하도록 구성된(또는 설정된) 프로세서"는 해당 동작을 수행하기 위한 전용 프로세서(예: 임베디드 프로세서), 또는 메모리 장치에 저장된 하나 이상의 소프트웨어 프로그램들을 실행함으로써, 해당 동작들을 수행할 수 있는 범용 프로세서(예: CPU 또는 application processor)를 의미할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서를 이용하여 대상으로부터의 거리를 측정하기 위한 시스템을 도시한다.
구체적으로, 도 1은 다수의 포토 다이오드들을 이용하는 깊이 센서를 이용하여 대상으로부터 반사되는 광 신호를 감지하고, 감지된 광 신호를 처리하여 대상에 대한 정보만을 포함하는 광 신호에 해당하는 픽셀 신호를 생성함으로써 대상으로부터 광원 또는 깊이 센서 까지의 거리를 측정하기 위한 시스템을 예시한다.
도 1을 참고하면, 대상으로부터의 거리를 측정하기 위한 시스템은 광원(light source)(100), 깊이(depth) 센서(120), 데이터 처리부(130) 및 3차원 이미지 생성부(140)을 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광원(100)은 광 통신에 사용되는 레이저(laser), 적외선 방출기(infrared emitter) 등의 광을 방출하는 장치일 수 있다.
예를 들어, 광원(100)은 검출하기 위한 대상(110)에 흡수되지 않고, 반사되는 광을 대상(110)으로 방출할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광원(100)은 대상(110)으로 광을 방출할 경우, 시작 시간(150)을 결정하고, 결정된 시작 시간(150)을 데이터 처리부(130)로 전달할 수 있다.
예를 들어, 시작 시간(150)은 광원 동기화 클록(sync clock)으로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 다수의 포토 다이오드들로 구성되고, 다수의 포토 다이오드들은 단일 광자 애벌란시 다이오드(single photon avalache didoe, SPAD)일 수 있다.
예를 들어, 깊이 센서(120)는 이미지 센서로서 시스템 온 칩(system on chip, SoC)로 구현되거나, 하나의 패키지(예: 멀티 칩 패키지(multi-chip package, MCP))형태로 패키징될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따라, 이미지 센서는 CMOS(complementary metal-oxide semiconductor) 이미지 센서 칩으로 구현될 수 있다.
예를 들어, 이미지 센서는 대상(110)의 이미지에 대응하는 이미지 데이터를 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 이미지 센서는 대상의 깊이 정보를 획득하고, 획득된 정보를 처리할 수 있는 깊이 센서의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 이미지 센서는 TOF(time of flight) 방식으로 동작할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 이미지 센서는 TOF 방식으로 동작하는 깊이 센서 픽셀을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 다수의 포토 다이오드들을 통해 대상(110)으로부터 반사되는 광 신호를 감지할 경우, 광 신호를 감지한 포토 다이오드들만 광자를 생성하고, 생성된 광자는 데이터 및 시간 정보를 포함할 수 있다.
예를 들어, 다수의 포토 다이오드들은 대상(110)으로부터 반사되는 광 신호에 의해 다수의 이온들을 발생할 수 있다.
예를 들어, 다수의 포토 다이오드들은 단일 입자 또는 광양자가 다수의 이온들을 발생하고, 이온이 가속 전계에 의해 충분한 에너지를 얻어서 다시 많은 이온을 만들어내는 방식을 이용하여 이온화가 누적하고, 광자를 발생시킨다.
예를 들어, 다수의 포토 다이오드들이 이온화를 누적하는 방식은 타운젠트 애벌란시로 지칭될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 대상(110)으로부터 반사되는 광 신호에 대한 제1 콜스 비트를 시간-디지털 변환부로부터 전달된 신호로부터 검출하고, 검출한 제1 콜스 비트를 기준 콜스 비트로 결정하고, 다른 광 신호에 대한 제2 콜스 비트를 시간-디지털 변환부로부터 전달된 신호로부터 검출하고, 기준 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 비교하여 기준 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 제2 콜스 비트의 원천 데이터에 포함된 파인 비트와 기준 콜스 비트 및 제2 콜스 비트 간에 평균화된 콜스 비트를 연결하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 픽셀 신호를 데이터 처리부(130)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 픽셀 신호를 데이터 처리부(130)로 전달하는 시간을 멈춤 시간(160)으로 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서(120)는 픽셀 신호 및 멈춤 시간(160)에 대한 정보를 데이터 처리부(130)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 데이터 처리부(130)는 픽셀 신호, 시작 시간(150) 및 멈춤 시간(160)에 기초하여 광원(100) 및 대상(110) 사이의 거리 또는 깊이 센서(120) 및 대상(110) 사이의 거리를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 데이터 처리부(130)는 픽셀 신호를 데이터 처리하고, 결정한 거리에 대한 데이터를 생성하여 3차원 이미지 생성부(140)으로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 이미지 생성부(140)는 데이터 처리부(130)로부터 전달된 픽셀 신호에 대한 데이터 및 거리에 대한 데이터를 이용하여 3차원 이미지를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 이미지 생성부(140)는 디스플레이를 포함할 수 있다.
예를 들어, 디스플레이는 LCD(liquid crystal display) 디스플레이, LED(light emitting diode) 디스플레이, OLED(organic light emitting diode) 디스플레이, AMOLED(active matrix organic light emitting diode) 디스플레이, 또는 플렉시블 디스플레이 등으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 3차원 이미지 생성부(140)는 생성한 3차원 이미지를 디스플레이에 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치의 블록도를 도시한다.
구체적으로, 도 2는 광 신호 감지부(200), 퀀칭 회로부(210), 동시 감지 회로부(220), 시간-디지털 변환부(230), 위상 고정 루프부(240), 콜스 비트 검출부(250), 비교부(260), 패스 게이트부(270) 및 픽셀 신호 출력부(280)를 포함하는 광 신호를 결정하기 위한 장치를 예시한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호 감지부(200)는 제1 내지 제n 포토 다이오드들(201, 202, 203, 204)을 포함한다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호 감지부(200)는 매크로 픽셀(macro pixel)로 지칭될 수 있다.
예를 들어, 광 신호를 결정하기 위한 장치는 34개의 매크로 픽셀들로 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호 감지부(200) 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하고, 제2 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제2 광 신호를 감지할 수 있다.
예를 들어, 광 신호 감지부(200)는 제1 시간 구간에서 광원으로부터 출력되고 대상으로부터 반사된 제1 광 신호를 감지할 수 있다.
예를 들어, 광 신호 감지부(200)는 제2 시간 구간에서 광원으로부터 출력되고 대상으로부터 반사된 제2 광 신호를 감지할 수 있다.
예를 들어, 제1 시간 구간과 제2 시간 구간은 서로 다른 타이밍(timing)에 광원으로부터 출력되고, 대상으로부터 반사되는 광 신호가 수신되는 시간 구간일 수 있다.
예를 들어, 제1 광 신호와 제2 광 신호는 대상으로부터 획득되는 정보에 차이가 있을 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호 감지부(200)는 다수의 포토 다이오드들을 이용하여 대상으로부터 반사되는 광 신호를 감지할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 퀀칭 회로부(210)는 광 신호 감지부(200)로부터 출력되는 신호에 대한 정류 작용을 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동시 감지회로부(220)는 광 신호 감지부(200)에서 출력한 광자들 중 동일한 시간 구간에 해당하는 광자들만 대상으로부터 반사된 신호로 인식하여 시간 변조를 수행할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동시 감지회로부(220)는 광 신호 감지부(200)의 전단(front end)단에서 상관 이벤트(correlated event)들을 검출할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동시 감지회로부(220)는 검출한 상관 이벤트들에 대한 트리거(trigger, TRG) 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 동시 감지회로부(220)는 TRG 신호를 일시 저장하고, 속도차를 흡수하는 버퍼링 동작후, 시간-디지털 변환부(230)로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 시간-디지털 변환부(230)는 TRG 신호를 가공하여 콜스(coarse) 비트와 파인(fine) 비트로 구성된 디지털 신호를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 시간-디지털 변환부(230)는 TRG 신호를 가공하여 다섯개의 콜스 비트와 다섯개의 파인 비트로 구성된 원천 데이터를 생성할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 위상 고정 루프부(240)는 클록 신호를 시간-디지털 변환부(230)으로 입력하여 시간-디지털 변환부(230)의 동작을 지원할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 콜스 비트 검출부(250)는 반사된 제1 광 신호의 제1 콜스 비트를 시간-디지털 변환부(230)의 전달되는 디지털 신호로부터 검출하고, 반사된 제2 광 신호의 제2 콜스 비트를 시간-디지털 변환부(230)의 전달되는 디지털 신호로부터 검출할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 콜스 비트 검출부(250)는 시간-디지털 변환부(230)으로부터 전달되는 신호를 인가받고, 인가받은 신호로부터 콜스 비트를 검출할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 콜스 비트 검출부(250)는 검출한 콜스 비트를 기준 콜스 비트로 결정하여 저장부에 저장할 수 있다.
예를 들어, 콜스 비트 검출부(250)는 제1 콜스 비트를 검출할 경우, 제1 콜스 비트와 연계된 파인 비트는 처리하지 않을 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 콜스 비트 검출부(250)는 기준 콜스 비트를 비교부(260)으로 전달할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 콜스 비트 검출부(250)는 가산기와 감산기를 이용하여 제1 콜스 비트에서 하나를 더한 콜스 비트와 제1 콜스 비트에서 하나를 뺀 콜스 비트 및 제1 콜스 비트를 포함하는 기준 콜스 비트를 결정할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 비교부(260)는 기준 콜스 비트와 제2 광신호에서 검출된 다른 콜스 비트를 비교할 수 있다.
예를 들어, 비교부(260)는 제2 시간 구간에서 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 비교할 수 있다. 예를 들어, 제1 콜스 비트는 기준 콜스 비트 일수 있다.
예를 들어, 비교부(260)는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트 간의 동일성 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 비교부(260)는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트 간의 일부 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 비교부(260)는 배타적 논리합 회로를 이용하여 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트 간의 여부를 판단할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 패스 게이트부(270)는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 통과시킬 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 패스 게이트부(270)는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 불일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 차단시킬 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 픽셀 신호 출력부(280)는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 이동부(281)는 평균화된 콜스 비트와 파인 비트의 구성을 변경할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 연결부(282)는 평균화된 콜스 비트와 파인 비트를 연결할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호를 결정하기 위한 장치는 기준 콜스 비트를 저장하여, 기준 콜스 비트와 입력되는 원천 데이터에 포함된 다른 콜스 비트를 비교하여 일치 여부를 판단하고, 파인 비트를 히스토그램화 하지 않고 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트의 일치 여부를 판단하여 파인 비트를 결정함으로써, 하나의 픽셀 신호를 생성하기 위한 카운터의 개수를 줄일 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호를 결정하기 위한 장치는 원천 데이터를 모두 저장하지 않고 히스토그램 블록과 평균화 블록을 모든 픽셀 신호들에 공유할 수 있다.
본 발명의 일실시 예에 따른 광 신호를 결정하기 위한 장치는 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트의 일치 여부를 판단하여 파인 비트를 결정하고, 결정한 파인 비트는 히스토그램화를 할경우 히스토그램의 정점값에 해당할 수 있다.
예를 들어, 히스토그램의 정점값은 대상으로부터 반사되는 광 신호에 해당할 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 수행 절차를 도시한다.
구체적으로 도 3은 광원으로부터 방출되고 대상으로부터 반사되는 광 신호를 검출하여 광 신호의 콜스 비트를 검출하고, 검출한 콜스 비트를 기준 콜스 비트로 결정 및 저장하고, 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트를 비교하여 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트 간의 일치 여부에 기초하여 파인 비트의 패스 게이트부의 통과 및 차단 여부를 결정하고, 입력된 콜스 비트와 패스 게이트부를 통과한 파인 비트의 평균화를 통하여 픽셀 신호를 결정 및 출력하기 위한 동작을 예시한다.
도 3을 참고하면, 301단계에서 깊이 센서는 대상으로부터 반사되는 제1 광 신호를 검출하고, 제1 광 신호의 제1 콜스 비트를 검출한다.
깊이 센서는 제1 시간 구간에서 광원으로부터 대상으로 방출되고, 대상으로부터 반사되는 제1 광 신호를 검출하고, 제1 광 신호에 포함되는 제1 콜스 비트를 검출할 수 있다.
예를 들어, 제1 광 신호에 해당하는 원천 데이터는 제1 콜스 비트와 파인 비트를 포함할 수 있다.
예를 들어, 깊이 센서는 제1 광 신호에 해당하는 원천 데이터에서 제1 콜스 비트를 검출하고, 파인 비트를 처리하지 않을 수 있다.
예를 들어, 깊이 센서는 제1 광 신호에 해당하는 원천 데이터에서 제1 콜스 비트를 검출하고, 검출한 제1 콜스 비트를 기준 콜스 비트로 결정하고, 기준 콜스 비트를 저장할 수 있다.
303단계에서 깊이 센서는 대상으로부터 반사되는 제2 광 신호를 검출하고, 제2 광신호의 제2 콜스 비트를 검출할 수 있다.
깊이 센서는 제2 시간 구간에서 광원으로부터 대상으로 방출되고, 대상으로부터 반사되는 제2 광 신호를 검출하고, 제2 광 신호에 포함되는 제2 콜스 비트를 검출할 수 있다.
예를 들어, 제2 광 신호에 해당하는 원천 데이터는 제1 콜스 비트와 파인 비트를 포함할 수 있다.
305단계에서 깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트의 일치 여부를 판단한다.
깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 비교하여 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트의 일치 여부를 판단할 수 있다.
예를 들어, 깊이 센서는 제2 시간 구간에서 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 비교할 수 있다. 예를 들어, 제1 콜스 비트는 기준 콜스 비트 일수 있다.
예를 들어, 깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트 간의 동일성 여부를 판단할 수 있다.
깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 307단계를 수행하고, 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 비일치할 경우, 309단계를 수행할 수 있다.
307단계에서 깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치하는 것으로 판단할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 통과 시킨다.
깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 패스 게이트를 통과 시킨다.
309단계에서 깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 불일치하는 것으로 판단할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 차단시킨다.
깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트가 불일치할 경우, 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 패스 게이트를 이용하여 차단 시킨다.
311단계에서 깊이 센서는 제1 콜스 비트와 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
깊이 센서는 콜스 비트와 파인 비트를 210회씩 가산하고, 210회를 카운팅한 후에 적은 중요한 비트를 출력함으로써 평균화된 콜스 비트 및 파인 비트를 출력할 수 있다.
깊이 센서는 다섯개의 평균화된 콜스 비트와 다섯개의 파인 비트로 구성된 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
깊이 센서는 다섯개의 평균화된 콜스 비트와 다섯개의 파인 비트를 연결하여 하나의 픽셀 신호를 출력할 수 있다.
깊이 센서는 기준 콜스 비트를 결정 및 저장하기 위한 제1 단계 및 결정된 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트를 비교하여 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트가 일치할 경우 다른 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 패스 게이트를 통과시키고 통과된 파인 비트와 결정된 기준 콜스 비트와 다른 콜스 비트의 평균값을 연결하는 제2 단계를 수행하여 픽셀 신호를 생성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시 예에 따른 깊이 센서에서 광 신호를 결정하기 위한 장치의 회로 구성을 도시한다.
구체적으로 도 4는 광 신호 감지부, 퀀칭 회로부, 동시 감지 회로부, 시간-디지털 변환부, 위상 고정 루프부, 콜스 비트 검출부, 비교부, 패스 게이트부 및 픽셀 신호 출력부를 포함하는 광 신호를 결정하기 위한 장치의 회로 구성을 예시한다.
도 4를 참고하면, 광 신호를 결정하기 위한 장치는 제1 터미널, 제2 터미널을 포함한다.
광 신호를 결정하기 위한 장치는 도 4에 도시된 회로 구성의 배치를 갖을 수 있다.
제1 터미널은 코어 블록에 전압을 제공하는 전압부(VSS)이 연결되고, 포토 다이오드들이 배치되는 패드(pad)에 전압을 제공하는 전압부(VSSP)이 연결되고, 포토 다이오드들을 구동하기 위한 전압을 제공하기 위한 전압부(VDDP) 및 PCB(printed circuit board)에 전압을 제공하기 위한 전압부(VDDD)를 포함한다.
제2 터미널은 코어 블록에 전압을 제공하는 전압부(VSSB)이 연결되고, 포토 다이오드들이 배치되는 패드에 전압을 제공하는 전압부(VSSS)이 연결되고, 포토 다이오드들을 구동하기 위한 전압을 제공하기 위한 전압부(VDDB) 및 PCB에 전압을 제공하기 위한 전압부(VDDS)를 포함한다.
핀 헤더의 출력핀은 회로 구성의 하단에 위치할 수 있다.
핀 헤더의 출력핀은 회로 분석을 위한 50개의 핀들로 구성될 수 있다.
핀 헤더의 출력핀은 연재된 출력 코드를 출력할 수 있다.
핀 헤더의 출력핀은 비-연재된 출력 코드를 출력할 수 있다.
제1 및 제2 위상 루프 고정부, 광원 출력부 및 TRG 신호 출력부가 회로 구성의 상단에 위치할 수 있다.
본 발명의 청구항 또는 명세서에 기재된 실시 예들에 따른 방법들은 하드웨어, 소프트웨어, 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합의 형태로 구현될(implemented) 수 있다.
그러한 소프트웨어는 컴퓨터 판독 가능 저장 매체에 저장될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 저장 매체는, 적어도 하나의 프로그램(소프트웨어 모듈), 전자 장치에서 적어도 하나의 프로세서에 의해 실행될 때 전자 장치가 본 발명의 방법을 실시하게 하는 명령어들(instructions)을 포함하는 적어도 하나의 프로그램을 저장한다.
이러한 소프트웨어는, 휘발성(volatile) 또는 (ROM: Read Only Memory)과 같은 불휘발성(non-volatile) 저장장치의 형태로, 또는 램(RAM: random access memory), 메모리 칩(memory chips), 장치 또는 집적 회로(integrated circuits)와 같은 메모리의 형태로, 또는 컴팩트 디스크 롬(CD-ROM: Compact Disc-ROM), 디지털 다목적 디스크(DVDs: Digital Versatile Discs), 자기 디스크(magnetic disk) 또는 자기 테이프(magnetic tape) 등과 같은 광학 또는 자기적 판독 가능 매체에, 저장될 수 있다.
저장 장치 및 저장 미디어는, 실행될 때 일실시 예들을 구현하는 명령어들을 포함하는 프로그램 또는 프로그램들을 저장하기에 적절한 기계-판독 가능 저장 수단의 실시 예들이다.
다양한 실시 예들은 본 명세서의 청구항들 중 어느 하나에 청구된 바와 같은 장치 또는 방법을 구현하기 위한 코드를 포함하는 프로그램, 및 그러한 프로그램을 저장하는 기계-판독 가능 저장 매체를 제공한다.
나아가, 그러한 프로그램들은 유선 또는 무선 연결을 통해 전달되는 통신 신호와 같은 어떠한 매체에 의해 전자적으로 전달될 수 있으며, 실시 예들은 동등한 것을 적절히 포함한다.
상술한 구체적인 실시 예들에서, 발명에 포함되는 구성 요소는 제시된 구체적인 실시 예에 따라 단수 또는 복수로 표현되었다.
그러나, 단수 또는 복수의 표현은 설명의 편의를 위해 제시한 상황에 적합하게 선택된 것으로서, 상술한 실시 예들이 단수 또는 복수의 구성 요소에 제한되는 것은 아니며, 복수로 표현된 구성 요소라 하더라도 단수로 구성되거나, 단수로 표현된 구성 요소라 하더라도 복수로 구성될 수 있다.
한편 발명의 설명에서는 구체적인 실시 예에 관해 설명하였으나, 다양한 실시 예들이 내포하는 기술적 사상의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서 여러 가지 변형이 가능함은 물론이다.
그러므로 본 발명의 범위는 설명된 실시 예에 국한되어 정해져서는 아니되며 후술하는 청구범위뿐만 아니라 이 청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 광원 110: 대상
120: 깊이 센서 130: 데이터 처리부
140: 3차원 이미지 생성부 150: 시작 시간
160: 멈춤 시간 170: 거리
200: 광 신호 감지부 201: 제1 포토 다이오드
202: 제2 포토 다이오드 203: 제3 포토 다이오드
204: 제n 포토 다이오드 210: 퀀칭 회로부
220: 동시 감지 회로부 230: 시간-디지털 변환부
240: 위상 고정 루프부 250: 콜스 비트 검출부
260: 비교부 270: 패스 게이트부
280: 픽셀 신호 출력부 281: 이동부
282: 연결부

Claims (15)

  1. 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하고, 제2 시간 구간에서 상기 대상으로부터 반사된 제2 광신호를 감지하는 광신호 감지부;
    상관 이벤트들에 대한 트리거 신호에 기초하여 상기 반사된 제1 광신호 및 상기 반사된 제2 광 신호 각각에 대한 콜스(coarse) 비트 및 파인(fine) 비트를 생성하는 시간-디지털 변환부;
    상기 반사된 제1 광신호에 대한 제1 콜스(coarse) 비트를 상기 시간-디지털 변환부에서 출력되는 신호로부터 검출하고, 상기 반사된 제2 광신호에 대한 제2 콜스 비트를 상기 시간-디지털 변환부에서 출력되는 신호로부터 검출하는 콜스 비트 검출부;
    상기 제2 시간 구간에서 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 비교하는 비교부;
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천(raw) 데이터의 막대 그래프에서 정점을 거리를 결정하기 위한 파인(fine) 비트로 출력하는 패스 게이트; 및
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 상기 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 픽셀 신호 출력부를 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 콜스 비트 및 상기 제2 콜스 비트는 다섯개의 비트들로 구성되는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 콜스 비트 검출부는, 가산기와 감산기를 이용하여 상기 제1 콜스 비트에서 하나를 더한 콜스 비트와 상기 제1 콜스 비트에서 하나를 뺀 콜스 비트 및 상기 제1 콜스 비트를 포함하고, 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트와의 동일성 여부 판단을 위해 상기 제2 콜스 비트와 비교되는는 기준 콜스 비트를 생성하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 기준 콜스 비트를 저장하는 저장부를 더 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 광신호 감지부는, 다수의 포토 다이오드들로 구성되고,
    상기 다수의 포토 다이오드들은 단일 광자 애벌란시 다이오드(single photon avalanche diode, SPAD)인
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 패스 게이트는, 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 불일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 차단시키는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호는 상기 대상으로부터 반사된 광 신호, 주변 광 및 주변 열을 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 픽셀 신호는, 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호에서 상기 주변 광 및 상기 주변 열을 제외한 상기 대상으로부터 반사된 광 신호 만을 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 장치.
  9. 제1 시간 구간에서 대상으로부터 반사된 제1 광신호를 감지하는 단계;
    시간-디지털 변환부에서 상관 이벤트(correlated event)들에 대한 트리거 신호에 기초하여 상기 반사된 제1 광신호에 대한 제1 콜스(coarse) 비트 및 제1 파인(fine) 비트를 생성하는 단계;
    상기 반사된 제1 광신호의에 대한 제1 콜스(coarse) 비트를 상기 시간-디지털 변환부에서 출력되는 신호로부터 검출하는 단계;
    제2 시간 구간에서 상기 대상으로부터 반사된 제2 광신호를 감지하는 단계;
    시간-디지털 변환부에서 상기 트리거 신호에 기초하여 상기 반사된 제2 광신호에 대한 제2 콜스(coarse) 비트 및 제2 파인(fine) 비트를 생성하는 단계;
    상기 반사된 제2 광신호에 대한 제2 콜스 비트를 상기 시간-디지털 변환부에서 출력되는 신호로부터 검출하는 단계;
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 비교하는 단계;
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천(raw) 데이터의 막대 그래프에서 정점에 상응하는 값을 거리를 결정하기 위한 파인(fine) 비트로 출력하는 단계; 및
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트를 평균화하고, 평균화된 콜스 비트와 상기 파인 비트를 연결하여 픽셀 신호를 출력하는 단계를 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 콜스 비트 및 상기 제2 콜스 비트는 다섯개의 비트들로 구성되는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 반사된 제1 광신호의 제1 콜스 비트를 검출하는 단계는,
    가산기와 감산기를 이용하여 상기 제1 콜스 비트에서 하나를 더한 콜스 비트와 상기 제1 콜스 비트에서 하나를 뺀 콜스 비트 및 상기 제1 콜스 비트를 포함하고, 상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트와의 동일성 여부 판단을 위해 상기 제2 콜스 비트와 비교되는 기준 콜스 비트를 생성하는 단계를 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 기준 콜스 비트를 저장하는 단계를 더 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  13. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 콜스 비트와 상기 제2 콜스 비트가 불일치할 경우, 상기 제2 콜스 비트에 해당하는 원천 데이터에 포함된 파인 비트를 차단 시키는 단계를 더 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  14. 제9 항에 있어서,
    상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호는, 상기 대상으로부터 반사된 광 신호, 주변 광 및 주변 열을 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 픽셀 신호는, 상기 제1 광 신호 및 상기 제2 광 신호에서 상기 주변 광 및 상기 주변 열을 제외한 상기 대상으로부터 반사된 광 신호만을 포함하는
    대상으로부터 반사되는 광 신호를 결정하기 위한 방법.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102198941B1 (ko) * 2019-01-03 2021-01-05 울산과학기술원 TOF(Time of Flight)를 이용한 거리 측정 장치 및 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20130300838A1 (en) 2010-12-23 2013-11-14 Fastree3D S.A. Methods and devices for generating a representation of a 3d scene at very high speed

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4696067B2 (ja) * 2004-07-23 2011-06-08 パナソニック株式会社 3次元形状描画装置及び3次元形状描画方法
KR101753312B1 (ko) * 2010-09-17 2017-07-03 삼성전자주식회사 뎁스 영상 생성 장치 및 방법
KR20120138304A (ko) 2011-06-14 2012-12-26 삼성전자주식회사 깊이 이미지 신호 처리 방법, 이를 이용한 깊이 센서 및 이를 포함한 이미지 센싱 시스템
KR101332004B1 (ko) 2011-07-26 2013-11-25 주식회사 오토산업 이미지센서 출력신호를 이용한 휘도 히스토그램 패턴 추출 장치
KR101925028B1 (ko) * 2012-08-29 2018-12-04 엘지전자 주식회사 깊이 영상 생성 장치 및 방법
KR102070135B1 (ko) 2013-09-09 2020-01-28 삼성전자 주식회사 깊이 센서를 이용한 거리 계산 방법과 이를 수행할 수 있는 장치들

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20130300838A1 (en) 2010-12-23 2013-11-14 Fastree3D S.A. Methods and devices for generating a representation of a 3d scene at very high speed

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