[發明專利]基于雪崩二極管的物體檢測裝置

有效

• 申請號: 201910206860.3
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110895336B
• 公開（公告）日: 2022-05-27
• 發明（設計）人: 蔡佐升
• 申請（專利權）人: 原相科技股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/4861;G01S7/4865
• 代理公司: 北京潤平知識產權代理有限公司 11283
• 代理人: 肖冰濱;王曉曉

一種物體檢測裝置，包含光源、雪崩二極管、第一計數器、第二計數器以及處理器。光源于第一期間發光，并于第二期間、第三期間及第四期間熄滅。雪崩二極管相對第一期間、第二期間、第三期間及第四期間檢測光子以激活雪崩事件。第一計數器對第一期間的雪崩事件進行上數計數并對第三期間的雪崩事件進行下數計數以產生第一計數值。第二計數器對第二期間的雪崩事件進行上數計數并對第四期間的雪崩事件進行下數計數以產生第二計數值。處理器根據第一計數值及第二計數值計算飛行時間。

技術領域

本發明有關一種光學式物體檢測裝置，更特別有關一種根據雪崩二極管的雪崩事件的計數值計算飛行時間的物體檢測裝置。

背景技術

目前，光學式測距裝置大部分均采用基于CCD圖像傳感器或CMOS圖像傳感器的成像技術進行。估計光源打出的光束經由物體反射后被傳感器檢測到的時間差來計算物體距離的方式，則稱為飛行時間(time of flight)技術。

在處理弱光環境和高頻光信號時，單光子探測是另一種選擇。

例如，單光子雪崩二極管(single photon avalanche diode,SPAD)可用作為反射光檢測器。當光子被SPAD接收時，會激活雪崩電流(avalanche current)以反應一個光子被檢測。雪崩電流所造成的脈沖，可視為一個事件。

然而，測距裝置的操作環境通常是光源信號與環境光同時存在的情形，SPAD除了相對光源信號發生雪崩事件，同時也會相對環境光發生雪崩事件而形成噪聲，導致檢測精度降低。

再者，在環境光的強度具有交流變化時，也會影響檢測結果。

有鑒于此，一種能夠消除環境光影響的基于雪崩二極管的物體檢測裝置即為所需。

發明內容

本發明提供一種使用雪崩二極管及飛行時間技術的物體檢測裝置。

本發明還提供一種物體檢測裝置，其僅需要通過計數雪崩電流的發生次數即能計算物體距離并消除環境噪聲。

本發明提供一種物體檢測裝置，包含光源、雪崩二極管、第一計數器、第二計數器以及處理器。所述光源用于在第一期間朝向物體發光，并在第二期間、第三期間及第四期間熄滅。所述雪崩二極管用于相對所述第一期間、所述第二期間、所述第三期間及所述及第四期間進行曝光以產生電脈沖。所述第一計數器用于對所述第一期間的所述電脈沖進行上數計數接著對述第三期間的所述電脈沖進行下數計數以產生第一計數值。所述第二計數器用于對所述第二期間的所述電脈沖進行上數計數接著對所述第四期間的所述電脈沖進行下數計數以產生第二計數值。所述處理器用于根據所述第一計數值與所述第二計數值計算飛行時間。

本發明還提供一種物體檢測裝置，包含光源、感測陣列、多個第一計數器、多個第二計數器以及處理器。所述光源用于在第一期間朝向物體發光，并在第二期間、第三期間及第四期間熄滅。所述感測陣列包含多個陣列排列的雪崩二極管。所述多個雪崩二極管相對所述第一期間、所述第二期間、所述第三期間及所述第四期間進行曝光以產生電脈沖。每個第一計數器對應所述多個雪崩二極管其中一者，用于在所述第一期間對相對應的雪崩二極管產生的所述電脈沖進行上數計數接著在所述第三期間對所述相對應的雪崩二極管產生的所述電脈沖進行下數計數以產生第一計數值。每個第二計數器對應所述多個雪崩二極管其中一者，用于在所述第二期間對相對應的雪崩二極管產生的所述電脈沖進行上數計數接著在所述第四期間對所述相對應的雪崩二極管產生的所述電脈沖進行下數計數以產生第二計數值。所述處理器用于根據每個雪崩二極管相關的所述第一計數值與所述第二計數值計算所述每個雪崩二極管相關的飛行時間。