[发明专利]半导体主体和用于飞行时间测量的方法

说明书

半导体主体包括：用于驱动光源(LS)的驱动器(DRV)；至少两个探测器(RD、D1至D4)，每个包括雪崩二极管(AD)；时间数字转换器装置(CA、C1至C4)，耦合到至少两个探测器(RD、D1至D4)的输出；存储器(ME、RM、M1至M4)，耦合到时间数字转换器装置(CA、C1至C4)，并且配置为存储至少一个直方图；以及评估单元(EU)，耦合到驱动器(DRV)和存储器(ME、RM、M1至M4)。

本公开涉及一种半导体主体、一种飞行时间传感器和一种用于飞行时间测量的方法。

本公开涉及飞行时间测量设备的领域。这些设备发送光脉冲，并且测量直到反射光到达设备的探测器电路所需的时间。

本公开的目的是提供一种半导体主体、一种飞行时间传感器和一种用于飞行时间测量的方法，所述方法允许多于一个目标的探测。

所述目的由独立权利要求的主题解决。另外的实施例和发展在从属权利要中定义。

除非另有说明，上述定义也适用于以下描述。

在一个实施例中，半导体主体包括：用于驱动光源的驱动器；至少两个探测器，每个探测器包括至少一个雪崩二极管；时间数字转换器装置，耦合到至少两个探测器的输出；存储器，耦合到时间数字转换器装置，并且配置为存储至少一个直方图；以及评估单元耦合到驱动器和存储器。

有利地，产生直方图使得能够探测至少两个目标或物体。

在一个实施例中，至少一个直方图包括由至少两个探测器中的一个探测器接收的信息。另外的直方图可以包括由至少两个探测器中的另一个探测器接收的信息。

每个探测器可以包括雪崩二极管或雪崩二极管阵列。雪崩二极管阵列包括多于一个雪崩二极管。

在一个实施例中，半导体主体包括至少三个探测器、至少四个探测器或至少五个探测器。每个探测器的输出可以耦合到时间数字转换器装置。

在一个实施例中，存储器分为几个存储器、存储器部分或存储器区域。

在一个实施例中，至少两个探测器实施为第一探测器至第四探测器。第一探测器至所述第四探测器可以设置为正方形或条状或两个条状。第一探测器至第四探测器可以位于正方形或矩形的四个角上。第一探测器至第四探测器可以位于直线上，可选地以相等的距离位于直线上。将探测器设置为正方形或条状允许使用视差效果来将测量范围扩展到较小的距离。例如，探测器能够沿着条状设置，该条状定义的方向垂直于光源与探测器之间的连接线定义的方向。

在一个实施例中，第一探测器至第四探测器、时间数字转换器装置和存储器配置为产生并存储图像的四个不同区域的直方图。四个区域可以是图像的四个象限或在轴上线性设置的四个区域。

在一个实施例中，时间数字转换器装置包括至少一个时间数字转换器、至少两个时间数字转换器、至少三个时间数字转换器或至少四个时间数字转换器。时间数字能够缩写为TD。探测器的数量可以等于或高于TD转换器的数量。

在一个实施例中，时间数字转换器装置包括第一时间数字转换器至第四时间数字转换器，缩写为TD转换器或TDC，耦合到第一探测器至第四探测器和存储器。因此，第一TD转换器将第一探测器耦合到存储器，并且产生第一直方图。相应的，第二TD转换器至第四TD转换器将第二探测器至第四探测器耦合到存储器，并且产生第二直方图至第四直方图。

在一个实施例中，第一时间数字转换器至第四时间数字转换器中的至少一个包括：具有耦合到探测器的输入的环形振荡器、耦合到环形振荡器的输出的计数器，以及传输电路。传输电路耦合到环形振荡器、计数器和存储器。传输电路可以配置为捕获环形振荡器和计数器的当前状态、将捕获的状态解码为时间戳以及根据时间戳将数据传输到存储器中。在一个示例中，如上所述，第一时间数字转换器至第四时间数字转换器中的每一个包括环形振荡器、计数器和传输电路。