[发明专利]飞行时间量测电路及相关飞行时间量测系统及量测方法

说明书

一种飞行时间量测电路(100)及相关飞行时间量测系统、量测方法、芯片及电子装置。飞行时间量测电路(100)包括像素阵列(102)及时间数字转换器(104)。像素阵列(102)包括m行×n列像素单元。时间数字转换器(104)包括n个第一时间数字转换单元(1041A～104nA)以及n个第二时间数字转换单元(1041B～104nB)，相邻并对应地耦接至第m行的第1到第n列像素单元(Pm1～Pmn)的n个输出端。其中n个第一时间数字转换单元(1041A～104nA)与n个第二时间数字转换单元(1041B～104nB)交错设置。

技术领域

本申请涉及一种量测电路，尤其涉及一种飞行时间量测电路及相关飞行时间量测系统及量测方法。

背景技术

飞行时间量测技术包含直接飞行时间量测技术以及非直接飞行时间量测技术，其中直接飞行时间量测技术是利用发射一个光脉冲，之后测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，就可以得到光的飞行时间，再用测得的飞行时间推算出深度信息。直接飞行时间量测技术的困难之处在于需要能分辨出非常精细的时间差，例如如果需要实现1.5厘米的测距精准度，则分辨率需要达到10皮秒。

然而，现实上在实现直接飞行时间量测技术时，各种非理想误差都可能会对测得的飞行时间贡献误差，因此如何提升精准度，已成为本领域亟需解决的问题之一。

发明内容

本申请的目的之一在于公开一种飞行时间量测电路及相关飞行时间量测系统、量测方法、芯片及电子装置，来解决上述问题。

本申请的一实施例公开了一种用来量测脉冲产生单元所发射的多个光脉冲从出发到目标物后，反射回所述飞行时间量测电路的时间间隔，所述飞行时间量测电路包括：像素阵列，包括m行×n列像素单元，其中m,n为正整数，且每一所述像素单元包括：光敏传感器，其中所述多个光脉冲至少包括于不同时间发射的第一光脉冲与第二光脉冲，所述光敏传感器用来在接收到所述第一光脉冲时，产生第一触发信号，以及在接收到所述第二光脉冲时，产生第二触发信号；以及时间数字转换器，包括：n个第一时间数字转换单元，包括第1所述第一时间数字转换单元到第n所述第一时间数字转换单元，相邻并对应地耦接至第m行的第1到第n列所述像素单元的n个输出端，所述n个第一时间数字转换单元分别基于从第m行所述像素单元中的每一个的输出端所接收到的所述第一触发信号进行时间数字转换，以相对应地得到n个转换结果，其中所述n个第一时间数字转换单元不对所述第二触发信号进行时间数字转换；以及n个第二时间数字转换单元，包括第1所述第二时间数字转换单元到第n所述第二时间数字转换单元，相邻并对应地耦接至第m行的第1到第n列所述像素单元的n个输出端，所述n个第二时间数字转换单元分别基于从第m行所述像素单元中的每一个的输出端所接收到的所述第二触发信号进行时间数字转换，以相对应地得到n个转换结果，其中所述n个第二时间数字转换单元不对所述第一触发信号进行时间数字转换；其中所述n个第一时间数字转换单元与所述n个第二时间数字转换单元交错设置。

本申请的一实施例公开了一种飞行时间量测系统，包括：脉冲产生单元，用来发射多个光脉冲至目标物；以及上述的飞行时间量测电路，用来量测所述脉冲产生单元所发射的所述多个光脉冲从出发到所述目标物后，反射回所述飞行时间量测电路的时间间隔。本申请的一实施例公开了一种。

本申请的一实施例公开了一种飞行时间量测方法，包括：在第一时间段控制n个第一时间数字转换单元对m×n像素阵列产生的n个第一触发信号进行时间数字转换，以得到n个第一转换结果，其中m,n为正整数；在第二时间控制所述n个第一时间数字转换单元输出所述n个第一转换结果；在所述第二时间段控制n个第二时间数字转换单元对所述m×n像素阵列产生的n个第二触发信号进行时间数字转换，以得到n个第二转换结果；以及在第三时间段控制所述n个第二时间数字转换单元输出所述n个第二转换结果，且在所述第三时间段控制所述n个第一时间数字转换单元对所述m×n像素阵列产生的n个第三触发信号进行时间数字转换，以得到n个第三转换结果；其中所述n个第一时间数字转换单元与所述n个第二时间数字转换单元交错设置，所述第一时间段、第二时间段和第三时间段交错且不重叠。