[发明专利]一种执行飞行时间测量的系统、方法及电子设备

说明书

本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种执行飞行时间测量的系统、方法及电子设备。该系统包括：发射器，包括由多个列光源组成的光源阵列；采集器，包括像素阵列和读出电路阵列，像素阵列中的像素与读出电路阵列中的读出电路一一对应，像素阵列用于接收被目标反射的斑点光束并生成光子信号，读出电路接收光子信号进行处理并生成直方图；控制和处理电路，用于控制至少一个列光源发射斑点光束，控制至少两个列像素依次开启以采集反射的斑点光束；至少两个列像素包括第一列像素和第二列像素，第一列像素为至少一个列光源中一个列光源对应的无视差列像素，第二列像素为同一个列光源对应的有视差列像素。本申请实施例可以解决近距盲区。

技术领域

本申请涉及光学测量技术领域，尤其涉及一种执行飞行时间测量的系统、方法及电子设备。

背景技术

利用飞行时间(Time of Flight，TOF)原理可以对目标进行距离测量以获取包含目标的距离信息，而基于飞行时间原理的距离测量系统比如飞行时间深度相机、激光雷达(Light Detection And Ranging，LIDAR)等系统已被广泛应用于消费电子、无人架驶、AR/VR等领域。

其中，基于DTOF原理的测量系统中，通过发射器一次性向空间上发射一定视场的斑点光束，并通过采集器采集反射光束，有效的提高了系统的分辨率及帧率。测量系统中的采集器包括像素阵列，诸如基于单光子雪崩光电二极管(Single Photon AvalancheDiode，SPAD)等的像素阵列。SPAD也称为盖革模式雪崩光电二极管(GM-APD)，是能够以数十皮秒量级的到达时间分辨率捕获各个光子的检测器，可在专用半导体工艺中或者在标准互补金属氧化物半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)技术中制造出来。在进行测距时，基于时间相关单光子计数(TCSPC)技术进行测量，SPAD阵列与时间数字转换器(Time-to-Digital Converter，TDC)连接，并将光子信号输出至TDC，TDC用于记录光子从发射到被采集的飞行时间并生成时间信号，利用该时间信号寻找直方图电路中相应的时间间隔(bin)，使得该时间间隔内的光子计数值加1，当进行大量重复脉冲探测后，可以统计得到时间信号对应的光子计数的直方图，根据直方图计算出光子从发射到接收的飞行时间进一步计算出物体的距离。

根据发射器和采集器之间的设置方式，测量系统属于离轴系统，离轴系统的设置导致在测量时会产生盲区的情况。由于合像素的大小有限以及系统视差和装配公差的存在，导致反射光束成像到像素阵列上的光斑容易出现出界的情况而丢失测距信号。特别是当被测物体距离较近时，光斑入射到像素阵列上的位置会发生偏移远离对应的合像素，无法采集有效的测距信号。

以上背景技术内容的公开仅用于辅助理解本申请的发明构思及技术方案，其并不必然属于本专利申请的现有技术，在没有明确的证据表明上述内容在本专利申请的申请日前已经公开的情况下，上述背景技术不应当用于评价本申请的新颖性和创造性。

发明内容

本申请的目的在于提供一种执行飞行时间测量的系统、方法及电子设备，以解决上述背景技术问题中的至少一种问题。

为达到上述目的，本申请实施例的技术方案是这样实现的：

一种执行飞行时间测量的系统，包括：

发射器，所述发射器包括由多个列光源组成的光源阵列，所述光源阵列用于发射斑点光束；

采集器，所述采集器包括由多个列像素组成的像素阵列和读出电路阵列，所述像素阵列中的像素与所述读出电路阵列中的读出电路一一对应，所述像素阵列用于接收被目标反射的斑点光束并生成光子信号，所述读出电路接收所述光子信号进行处理并生成直方图；

控制和处理电路，用于控制所述发射器中的至少一个列光源发射所述斑点光束，控制所述采集器中的至少两个列像素依次开启以采集所述反射的斑点光束，并接收所述采集器输出的所述直方图计算所述斑点光束的飞行时间；