[发明专利]光学面阵列测距传感器

说明书

技术领域

本发明涉及光学测距技术领域，具体涉及一种包含光敏传感器技术、数字电路技术、信号放大技术、测距算法等的光学面阵列测量距离的传感器。

背景技术

目前的光学测距技术主要是主动发射光波信号，再接收返回的光波信号，通过测量发送信号到返回信号的时间，计算出被测目标的距离，目前已公开的与光学测距有关的专利有：

CN94113323.0，使用相位变异的光学测距装置及其方法。

CN94113328.1，光学测距装置及其方法。

CN00135636.4，回波触发近距离激光测距方法。

CN01136400.9，一种光纤干涉测量距离的方法及测量设备。

CN03275757.3，一种激光扫描获取近距离物体表面三维数据的测量装置。

CN02233123.9，远距光学测量仪。

这些现有专利技术，不足之处是：在测距时，每次发出测距信号，只能测量一个目标点的距离。对于需要测量视场中所有多个目标点的距离时，只有通过一次测量一个点的方式逐点扫描来实现，效率较低，还存在的技术问题是，因是逐点扫描方式，对于运动变化的场景来说，各测量点的距离值会相对扭曲。

本发明可对视场中所有多个目标点在同一时刻进行测距采样并完成测距，因此对运动变化的场景进行多点测距时，不存在各测量点的距离值会相对扭曲的问题。

发明内容

为克服现有技术中单点测距，采用逐点扫描方式，对于运动变化的场景来说，各测量点的距离值会产生相对扭曲的不足之处，发明一种光学面阵列距离传感器。

本发明一种光学面阵列距离传感器，光学面阵列距离传感器与镜头、可控发光源等外部装置安装连接后，可实现一次发射光源后，在传感器上每个像素测得的距离值对应着成像视场中相应物体到传感器的距离值。

本发明一种光学面阵列测距传感器，光学面阵列距离传感器与镜头、可控发光源等外部装置一起，可实现一次发射光源后，在传感器上每个像素测得的距离值对应着成像视场中相应物体到传感器的距离值。

发明的具体内容如下:

一种光学面阵列测距传感器，包括有光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）、外部接口（U114）；

光敏像素单元阵列（U100）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接；

计时基准光敏单元（U110）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、电源单元（U113）连接；

光敏像素信号处理单元阵列（U111）与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、主处理单元（U112）、电源单元（U113）连接；

主处理单元（U112）与光敏像素信号处理单元阵列（U111）、外部接口（U114）、电源单元（U113）连接；

电源单元（U113）：与光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）、光敏像素信号处理单元阵列（U111）、主处理单元（U112）、外部接口（U114）连接；

其中：

光敏像素单元阵列（U100）：由多个光敏器件排列在一个平面上，每个光敏器件（U301）对应有一个信号放大器（U302）、一个电压比较器（U303）、一个比较电压（U304），光敏器件的信号经整形后输出到光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时处理；

计时基准光敏单元（U110）：由一个光敏器件（U401）、一个信号放大器（U402）、一个电压比较器（U403）组成，其整形后的信号输出到光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时处理；

光敏像素信号处理单元阵列（U111）：其接收来自光敏像素单元阵列（U100）、计时基准光敏单元（U110）的信号、接收来自主处理单元（U112）的控制信号，并对每个光敏像素信号进行计时处理，其计时数值暂存后由主处理单元（U112）读取；

主处理单元（U112）：其负责产生并通过（U114）向外部输出：像素的数据时钟信号、像素的距离值、像素的帧同步信号、像素的行同步信号、光源的触发信号；

通过外部接口（U114）收发外部的控制指令和参数；

对内部的光敏像素信号处理单元阵列（U111）进行计时复位、计时时钟信号产生、计时数据读取，并计算出每个像素对应的距离值；