[發(fā)明專利]用于TOF應(yīng)用的鎖存格雷碼

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110334409.7
• 申請(qǐng)日: 2021-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN113472356A
• 公開（公告）日: 2021-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: J·K·莫雷;N·達(dá)頓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體(RD)有限公司
• 主分類號(hào): H03M7/16
• 分類號(hào): H03M7/16
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 董莘

本公開的各實(shí)施例涉及用于TOF應(yīng)用的鎖存格雷碼。在一個(gè)實(shí)施例中，一種方法包括：向時(shí)間到數(shù)字轉(zhuǎn)換器(TDC)提供格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)；從事件信號(hào)接收事件；當(dāng)接收到事件信號(hào)時(shí)，將格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)鎖存到存儲(chǔ)器中；以及基于所鎖存的格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)來更新飛行時(shí)間(ToF)直方圖。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開總體上涉及一種電子系統(tǒng)和方法，并且在特定實(shí)施例中，涉及一種用于飛行時(shí)間(ToF)應(yīng)用的鎖存格雷碼。

背景技術(shù)

TDC提供與事件相關(guān)聯(lián)的時(shí)間的數(shù)字表示。例如，TDC可以用于測(cè)量第一事件和第二事件之間的時(shí)間。

TDC的實(shí)現(xiàn)可以使用計(jì)數(shù)器。計(jì)數(shù)器在第一事件出現(xiàn)時(shí)啟動(dòng)，并且在第二事件出現(xiàn)時(shí)停止。計(jì)數(shù)器的所得計(jì)數(shù)是第一事件和第二事件之間的時(shí)間的表示。可以通過使用所得計(jì)數(shù)和由計(jì)數(shù)器接收的時(shí)鐘的頻率來計(jì)算時(shí)間。在這種類型的TDC實(shí)現(xiàn)中，較高的時(shí)鐘頻率通常導(dǎo)致較高的時(shí)間分辨率。

例如，在使用飛行時(shí)間(ToF)技術(shù)來確定距離的測(cè)距系統(tǒng)中，可以使用TDC。例如，在ToF系統(tǒng)中，光的脈沖例如利用垂直腔表面發(fā)射激光器(VCSEL)來發(fā)射，并且被從對(duì)象反射回光子傳感器，諸如單光子雪崩二極管(SPAD)。光傳播到對(duì)象并且反射回到單光子傳感器所需的時(shí)間可以用于基于已知的光速確定對(duì)象和設(shè)備之間的距離。在這種ToF系統(tǒng)中，TDC可以用于生成光的脈沖的發(fā)射與光子傳感器對(duì)反射脈沖的接收之間的時(shí)間的數(shù)字表示。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種方法包括：向TDC提供格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)；從事件信號(hào)接收事件；當(dāng)接收到事件信號(hào)時(shí)，將格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)鎖存到存儲(chǔ)器中；以及基于所鎖存的格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)，來更新ToF直方圖。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種電路包括：第一輸入，被配置為接收事件；第二輸入，被配置為接收格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)；第一寄存器，被配置為在接收到事件時(shí)，鎖存格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)；以及直方圖生成電路，被配置為更新直方圖存儲(chǔ)裝置的bin寄存器，bin寄存器具有基于第一寄存器的內(nèi)容的地址。

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種ToF系統(tǒng)包括：被配置為發(fā)射光脈沖的照明源、SPAD陣列、耦合到SPAD陣列的多個(gè)TDC，以及多個(gè)直方圖生成電路。多個(gè)直方圖生成電路中的每個(gè)直方圖生成電路耦合到多個(gè)TDC中的相應(yīng)TDC。每個(gè)TDC包括：第一輸入，耦合到SPAD陣列的相應(yīng)SPAD，第二輸入，被配置為接收格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)，以及第一寄存器，被配置為：在激活相應(yīng)SPAD時(shí)，鎖存格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)。多個(gè)直方圖生成電路中的每個(gè)直方圖生成電路被配置為：更新相應(yīng)直方圖存儲(chǔ)裝置的相應(yīng)bin寄存器，相應(yīng)bin寄存器具有基于相應(yīng)第一寄存器的內(nèi)容的地址。

附圖說明

為了更完整地理解本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參考以下結(jié)合附圖的描述，其中：

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的ToF成像系統(tǒng)；

圖2和圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例的，圖1的TDC和圖1的對(duì)應(yīng)的直方圖生成電路到圖1的SPAD陣列的耦合的可能實(shí)現(xiàn)的示意圖；

圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的定時(shí)圖，其圖示了圖1的基準(zhǔn)地址以及圖2或圖3的TDC的輸入和輸出信號(hào)；

圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的圖2或圖3的直方圖生成電路的可能實(shí)現(xiàn)；

圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的框圖，其圖示了由圖5的直方圖生成電路生成的直方圖的生成和尋址的一個(gè)方面；

圖7示出了4位的二進(jìn)制到格雷轉(zhuǎn)換器的常規(guī)實(shí)現(xiàn)；

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于使用格雷編碼的時(shí)間基準(zhǔn)來生成、存儲(chǔ)和讀取ToF直方圖的一個(gè)實(shí)施例方法的流程圖；

圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的、用于臨時(shí)存儲(chǔ)鎖存的格雷碼的電路的示意圖；