[發(fā)明專利]校準(zhǔn)飛行時(shí)間光學(xué)系統(tǒng)的光檢測(cè)器

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711451899.9
• 申請(qǐng)日: 2017-12-28
• 公開（公告）號(hào): CN108267749A
• 公開（公告）日: 2018-07-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·澤基尼;王超;E·英格利什;J·C·瑪拉維拉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 亞德諾半導(dǎo)體集團(tuán)
• 主分類號(hào): G01S17/89
• 分類號(hào): G01S17/89;G01S7/497
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 魏小薇

本發(fā)明公開了校準(zhǔn)飛行時(shí)間光學(xué)系統(tǒng)的光檢測(cè)器。本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)飛行時(shí)間成像系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括容納光發(fā)射器、光轉(zhuǎn)向裝置以及光敏元件的殼體。該系統(tǒng)還包括殼體內(nèi)壁上的光波導(dǎo)或反射元件。可以控制光轉(zhuǎn)向裝置以將來自光發(fā)射器的光束轉(zhuǎn)向光波導(dǎo)。光波導(dǎo)或反射元件可以將來自殼體壁上的已知位置的光波導(dǎo)至光敏元件。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)光敏元件的系統(tǒng)和方法，并且更具體地涉及用于校準(zhǔn)飛行時(shí)間(ToF)成像系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

光學(xué)系統(tǒng)可以被配置測(cè)量場(chǎng)景中的物體的深度。為了測(cè)量物體的深度，系統(tǒng)控制器可以將光轉(zhuǎn)向裝置置于空間中所期望的XY點(diǎn)。一旦所期望的XY點(diǎn)被尋址，系統(tǒng)控制器觸發(fā)驅(qū)動(dòng)光源的短脈沖的產(chǎn)生。同時(shí)該觸發(fā)信號(hào)用于指示ToF測(cè)量的START。發(fā)出的光束將在空間中傳播，直到它找到反射部分光線的障礙物。反射光可以通過光敏元件檢測(cè)。

然后接收到的光被放大，向模擬前端(AFE)提供電脈沖饋入，使用快速比較器以最簡(jiǎn)單的形式確定接收到的脈沖何時(shí)超過確定的閾值，或者將接收到的脈沖與發(fā)出的信號(hào)相關(guān)聯(lián)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明涉及用于校準(zhǔn)飛行時(shí)間成像系統(tǒng)的系統(tǒng)和方法。該系統(tǒng)包括容納光發(fā)射器、光轉(zhuǎn)向裝置和光敏元件的殼體?？梢钥刂乒廪D(zhuǎn)向裝置將來自光發(fā)射器的光束引導(dǎo)至反射元件。該系統(tǒng)還可以包括在殼體的內(nèi)壁上光波導(dǎo)或反射元件。光波導(dǎo)或反射元件可以將來自殼體壁上的已知位置的光引導(dǎo)至光敏元件或次級(jí)光敏元件。

實(shí)施例的方面針對(duì)光學(xué)頭。光學(xué)頭包括光發(fā)射器、光轉(zhuǎn)向裝置、配置以接收反射光的光敏元件，配置以將來自光轉(zhuǎn)向裝置的光引導(dǎo)或反射到光敏元件的內(nèi)部光波導(dǎo)或反射元件以及處理電路的光學(xué)頭，處理電路配置以至少部分地基于從內(nèi)部光波導(dǎo)或反射元件引導(dǎo)或反射到光敏元件的光來校準(zhǔn)光學(xué)頭。

實(shí)施例的方面針對(duì)包括光學(xué)頭的飛行時(shí)間成像系統(tǒng)。光學(xué)頭包括光放射器、光轉(zhuǎn)向裝置、配置以接收反射光的光敏元件以及位于光學(xué)頭的內(nèi)壁上并且配置以將來自光轉(zhuǎn)向裝置的光反射到光敏元件的光波導(dǎo)。飛行時(shí)間成像系統(tǒng)包括：處理器，處理器配置以至少部分地基于在光敏元件處接收到的、來自光波導(dǎo)的光來校準(zhǔn)光學(xué)頭；和控制器，控制器配置以控制光轉(zhuǎn)向裝置以引導(dǎo)來自光發(fā)射器發(fā)射的光。

實(shí)施例的各方面針對(duì)用于校準(zhǔn)成像系統(tǒng)的方法。該方法可以包括在第一時(shí)間接收來自光學(xué)頭的內(nèi)壁上的光波導(dǎo)或反射元件的校準(zhǔn)光信號(hào)；在第二時(shí)間接收對(duì)應(yīng)于源自光學(xué)頭和從場(chǎng)景反射的光的物體光信號(hào)；以及至少部分地基于校準(zhǔn)光信號(hào)延遲與由物體反射的信號(hào)的延遲之間的時(shí)間差來校準(zhǔn)成像系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，示例成像系統(tǒng)的示意圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，示例性圖像轉(zhuǎn)向裝置的示意圖。

圖3A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光學(xué)頭的第一視圖的示意圖。

圖3B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光學(xué)頭的第二視圖的示意圖。

圖3C是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，光學(xué)頭的另一示例實(shí)施例的示意圖。

圖4是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于校準(zhǔn)飛行時(shí)間成像系統(tǒng)的示例脈沖定時(shí)的示意圖。

圖5A是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于確定成像系統(tǒng)的延遲時(shí)間的處理流程圖。

圖5B是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，用于確定物體的距離的處理流程圖。

圖6是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，使用校準(zhǔn)信號(hào)來監(jiān)控成像系統(tǒng)的光轉(zhuǎn)向裝置的功能性的處理流程圖。

具體實(shí)施方式