[發明專利]一種TOF傳感器的環境光抑制系統及方法

在審

• 申請號: 201810120427.3
• 申請日: 2018-02-07
• 公開（公告）號: CN108445499A
• 公開（公告）日: 2018-08-24
• 發明（設計）人: 余曉智
• 申請（專利權）人: 余曉智
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/495
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 胡輝

1.一種TOF傳感器的環境光抑制系統，其特征在于：包括光源、調制解調模塊和TOF傳感器，所述光源在調制解調模塊的調制信號控制作用下發出調制后的近紅外光照射到目標上，所述TOF傳感器包括像素陣列，所述像素陣列包括像素，所述每個像素對應有一對電荷存儲池，該對電荷存儲池在調制解調模塊的一對解調信號控制作用下對目標反射光激發的電荷進行積分，并在測量結束后輸出該對電荷存儲池的差分信號作為該像素抑制環境光后的測量信號，所述目標反射光包括環境光和目標反射的近紅外光，所述光源發出的近紅外光是窄帶通近紅外光。

2.根據權利要求1所述的一種TOF傳感器的環境光抑制系統，其特征在于：所述TOF傳感器還包括飽和檢測模塊，所述飽和檢測模塊的2個輸入端分別與一對電荷存儲池的輸出端連接。

3.根據權利要求2所述的一種TOF傳感器的環境光抑制系統，其特征在于：所述TOF傳感器還包括ADC轉換器，所述ADC轉換器的2個輸入端分別與一對電荷存儲池的輸出端連接。

4.根據權利要求3所述的一種TOF傳感器的環境光抑制系統，其特征在于：所述ADC轉換器的讀出模式包括差分測距模式和單端近紅外圖像模式，所述差分測距模式對單個TOF傳感器組成的相機模組采用正弦調制方式，所述差分測距模式對多個TOF傳感器的集中應用采用偽隨機噪聲調制方式。

5.根據權利要求1所述的一種TOF傳感器的環境光抑制系統，其特征在于：在所述目標與TOF傳感器之間還設有窄帶通過濾鏡。

6.一種TOF傳感器的環境光抑制方法，其特征在于：包括以下步驟：

在調制解調模塊的調制信號控制作用下，光源發出調制后的近紅外光照射到目標上；

在調制解調模塊的解調信號控制作用下，TOF傳感器接收目標反射光并進行解調，以得到抑制環境光后的測量信號，其中，TOF傳感器的每個像素對應有一對電荷存儲池，該對電荷存儲池在調制解調模塊的一對解調信號控制作用下對目標反射光激發的電荷進行積分，并在測量結束后輸出該對電荷存儲池的差分信號作為該像素抑制環境光后的測量信號，所述目標反射光包括環境光和目標反射的近紅外光，所述光源發出的近紅外光是窄帶通近紅外光。

7.根據權利要求6所述的一種TOF傳感器的環境光抑制方法，其特征在于：所述在調制解調模塊的解調信號控制作用下，TOF傳感器接收目標反射光并進行解調，以得到抑制環境光后的測量信號這一步驟，具體包括：

TOF傳感器的每個像素在光電轉換期間，通過一對相應的電荷存儲池對目標反射光激發的電荷進行積分，該對電荷存儲池受調制解調模塊的一對解調信號控制；

TOF傳感器的每個像素在測量結束后，輸出該對電荷存儲池的差分信號作為該像素抑制環境光后的測量信號。

8.根據權利要求7所述的一種TOF傳感器的環境光抑制方法，其特征在于：所述TOF傳感器的每個像素在測量結束后，輸出該對電荷存儲池的差分信號作為該像素抑制環境光后的測量信號這一步驟，具體包括：

TOF傳感器的每個像素在測量結束后，將該對電荷存儲池的差分信號輸出至ADC轉換器轉換為12bit數據信號。

9.根據權利要求8所述的一種TOF傳感器的環境光抑制方法，其特征在于：所述TOF傳感器的每個像素在測量結束后，輸出該對電荷存儲池的差分信號作為該像素抑制環境光后的測量信號這一步驟，還具體包括：

TOF傳感器在輸出12bit數據信號時同步輸出1bit與該對電荷存儲池相對應的飽和檢測標志，并在TOF傳感器的像素飽和時將該像素相應的12bit數據信號舍棄。

10.根據權利要求8所述的一種TOF傳感器的環境光抑制方法，其特征在于：所述ADC轉換器的讀出模式包括差分測距模式和單端近紅外圖像模式，所述差分測距模式對單個TOF傳感器組成的相機模組采用正弦調制方式，所述差分測距模式對多個TOF傳感器的集中應用采用偽隨機噪聲調制方式。