[发明专利]用于激光雷达系统的图像传感器

说明书

本文公开了一种操作设备(500)的方法，所述设备包括(a)包括雪崩光电二极管(APD)(i)(350)，i＝1，…，N，N为正整数，阵列的图像传感器(300)，(b)辐射源(520)，以及(c)光学系统(510)，所述方法包括：使用所述辐射源(520)在时间点T1a(710)发射第一照明光子的第一脉冲；对于i＝1，…，N，测量飞行时间(1，i)(720)；对于i＝1，…，N，基于所述飞行时间(1，i)，确定光点距离(1，i)(730)；使用所述辐射源(520)在时间点T2a(740)发射第二照明光子的第二脉冲；对于j＝1，…，N，测量飞行时间(2，j)(750)；对于j＝1，…，N，基于所述飞行时间(2，j)，确定光点距离(2，j)(760)；并且，对于k＝1，…，N，比较所述光点距离(1，k)和所述光点距离(2，k)(770)。所述光学系统(510)包括第一柱面透镜(802)和第二柱面透镜(804)。

【技术领域】

本文的公开涉及用于激光雷达(光检测和测距)系统的图像传感器。

【背景技术】

图像传感器或成像传感器是可以检测辐射的空间强度分布的传感器。图像传感器通常通过电信号表示检测到的图像。基于半导体器件的图像传感器可以分为几种类型，其包括半导体电荷耦合器件(CCD)、互补金属氧化物半导体(CMOS)和N型金属氧化物半导体(NMOS)。

如上所述，图像传感器除了用于捕获物体的二维(2D)图像(即，用于检测入射辐射的空间强度分布)之外，其还可以用于激光雷达(光检测和测距)系统，用于捕获物体的距离图像(即，用于检测入射辐射的空间距离分布)。

【发明内容】

本文公开一种操作设备的方法，所述设备包括(a)包括雪崩光电二极管

(APD)(i)，i＝1，…，N，N为正整数，阵列的图像传感器，对于i＝1，…，N，所述雪崩光电二极管(i)包括吸收区(i)和放大区(i)，其中所述吸收区(i)被配置为从被所述吸收区(i)吸收的光子产生载流子，其中所述放大区(i)包括结

(i)，在所述结(i)中具有结电场(i)，其中所述结电场(i)的值足以引起进入所述放大区(i)的载流子的雪崩，但不足以使所述雪崩自我维持，并且其中所述结

(i)，i＝1，…，N，是离散的，(b)辐射源，以及(c)光学系统，所述方法包括：使用所述辐射源在时间点T1a发射第一照明光子的第一脉冲；对于i＝1，…，N，测量从T1a到时间点T1b(i)的飞行时间(1，i)，在所述时间点T1b(i)，所述第一照明光子中的一个光子从对应于所述雪崩光电二极管(i)的目标物体的表面光点(1，i)反弹后，通过所述光学系统返回所述雪崩光电二极管(i)；对于i＝1，…，N，基于所述飞行时间(1，i)，确定从所述设备到所述表面光点(1，i)的光点距离(1，i)；使用所述辐射源在时间点T2a发射第二照明光子的第二脉冲；对于j＝1，…，N，测量从T2a到时间点T2b(j)的飞行时间(2，j)，在所述时间点T2b(j)，所述第二照明光子中的一个光子从对应于所述雪崩光电二极管(j)的目标物体的表面光点(2，j)反弹后，通过所述光学系统返回所述雪崩光电二极管(j)；对于j＝1，…，N，基于所述飞行时间(2，j)，确定从所述设备到所述表面光点(2，j)的光点距离；并且对于k＝1，…，N，比较所述光点距离(1，k)与所述光点距离(2，k)。

根据实施例，对于k＝1，…，N，所述的比较所述光点距离(1，k)和所述光点距离(2，k)包括确定距离变化(k)，所述距离变化(k)是所述光点距离(1，k)和所述光点距离(2，k)之间的差。

根据实施例，所述方法进一步包括识别其绝对值超过预定正阈值的所述距离变化(k)，k＝1，…，N，的距离变化。

根据实施例，所述方法进一步包括确定所述被识别的所述距离变化(k)，k＝1，…，N，的距离变化是否总体上具有人体的大小和形状。

根据实施例，对于i＝1，…，N，在所述吸收区(i)中的吸收区电场(i)没有高到足以在所述吸收区(i)中引起雪崩效应。