飞行时间模块制造技术

一种具有用于场景的可切换照明的飞行时间模块，包括：飞行时间传感器，被配置为生成表示从该场景反射的光的飞行时间测量的飞行时间数据；全场照明器，被配置为向场景提供全场照明；光斑照明器，被配置为向场景提供光斑照明；以及控制单元，被配置为在向场景提供的全场照明与光斑照明之间切换；其中，全场照明器和光斑照明器与所述飞行时间传感器相邻布置。和光斑照明器与所述飞行时间传感器相邻布置。和光斑照明器与所述飞行时间传感器相邻布置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】飞行时间模块


[0001]本专利技术总体上涉及用于场景的具有可切换照明的飞行时间模块。
技术背景
[0002]通常，飞行时间(ToF)系统是已知的，其用于确定到场景中的对象的距离或用光照明的场景(中的对象)的深度图。
[0003]基本上，用于距离测量的两种不同技术是已知的：直接ToF(“dToF”)和间接ToF(“iToF”)。在dToF系统中，基于在场景中的对象处反射的光脉冲的到达时间来确定距离。在iToF系统中，用调制光波照射场景，并且发射光波和反射光波之间的相位差表示距离。
[0004]此外，已知两种不同类型的照明：全场照明和光斑照明。利用全场照明，用连续的空间光分布照明场景。例如，光束在光束中心具有高强度区域，远离光束中心的光强度持续下降。利用光斑照明，用多个光斑照明场景。
[0005]尽管存在用于飞行时间系统的技术，但是通常期望改进现有技术。

技术实现思路

[0006]根据第一方面，本专利技术提供了一种用于场景的具有可切换照明的飞行时间模块，包括：
[0007]飞行时间传感器，被配置为生成表示从场景反射的光的飞行时间测量的飞行时间数据；
[0008]全场照明器，被配置为向场景提供全场照明；
[0009]光斑照明器，被配置为向场景提供光斑照明；以及
[0010]控制单元，被配置成在向所述场景提供的全场照明与光斑照明之间切换；
[0011]其中全场照明器和光斑照明器与飞行时间传感器相邻布置。
[0012]根据第二方面，本专利技术提供了一种用于场景的具有可切换照明的飞行时间模块，包括：
[0013]飞行时间传感器，被配置为生成表示从所述场景反射的光的飞行时间测量的飞行时间数据；
[0014]全场照明器，被配置为向场景提供全场照明；
[0015]光斑照明器，被配置为向场景提供光斑照明；
[0016]控制单元，被配置为在向所述场景提供的所述全场照明与所述光斑照明之间切换；以及
[0017]图像传感器，被配置为生成表示所述场景的图像的图像数据；
[0018]其中该飞行时间传感器、该全场照明器、该光斑照明器以及该图像传感器被布置成一行，其中，该飞行时间传感器和该图像传感器被布置成彼此相邻。
[0019]根据第三方面，本专利技术提供了一种用于场景的具有可切换照明的飞行时间模块，包括：
[0020]飞行时间传感器，被配置为生成表示从该场景反射的光的飞行时间测量的飞行时间数据；以及
[0021]可切换照明器，被配置为基于从控制单元获得的照明切换命令向该场景提供全场照明或光斑照明；其中
[0022]该控制单元被配置为向该可切换照明器发送该照明切换命令，用于在向该场景提供的该全场照明和该光斑照明之间进行切换；以及
[0023]该可切换照明器与该飞行时间传感器相邻布置。
[0024]在从属权利要求，以下描述和附图中阐述了其他方面。
附图说明
[0025]通过实例相对于附图解释实施方式，其中：
[0026]图1以框图示意性地示出了具有全场照明器的iToF系统的实施方式；
[0027]图2以框图示意性地示出了具有光斑照明器的iToF系统的实施方式；
[0028]图3在图3A中以框图示意性地示出了光源驱动器的第一实施方式，在图3B中以框图示意性地示出了光源驱动器的第二实施方式；
[0029]图4在图4A中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第一实施方式，以及在图4B中以框图示意性地示出了对应于该飞行时间模块的第一实施方式的俯视图；
[0030]图5在图5A中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第二实施方式的俯视图，在图5B中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第三实施方式的俯视图，以及在图5C中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第四实施方式的俯视图；
[0031]图6在图6A中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第五实施方式的俯视图，在图6B中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第六实施方式的俯视图，在图6C中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第七实施方式的俯视图，以及在图6D中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第八实施方式的俯视图；
[0032]图7在图7A中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第九实施方式，以及在图7B中以框图示意性地示出了对应于飞行时间模块的第九实施方式的俯视图；以及
[0033]图8在图8A中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第十实施方式的俯视图，在图8B中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第十一实施方式的俯视图，以及在图8C中以框图示意性地示出了飞行时间模块的第十二实施方式的俯视图。
具体实施方式
[0034]在参考图4给出实施方式的详细描述之前，进行一般解释。
[0035]如开头提到的，基本上，已知两种不同的飞行时间(ToF)距离测量技术，它们在一些实施方式中使用：直接ToF(“dToF”)和间接ToF(“iToF”)。
[0036]在dToF系统中，在一些实施方式中，基于由照明器向场景发射的光脉冲的到达时间来确定所述距离，其中光脉冲至少部分地在场景中的对象处反射。两个连续光脉冲之间的时间通常被划分为具有相等间隔的时间间隔。在这样的实施方式中，飞行时间数据(ToF数据)由飞行时间传感器(“ToF传感器”)以直方图的形式针对ToF传感器的每个像素生成。直方图表示在特定时间间隔内到达的事件(例如，检测到的光子)的数量。该过程可以重复
若干次以提高信噪比。
[0037]在iToF系统中，在一些实施方式中，用调制光波照射场景，并且确定发射和反射光波之间的相位差，该相位差指示距离。在一些实施方式中，ToF数据由对应于四个帧的ToF传感器生成，这四个帧在施加到照明器的光调制信号和施加到ToF传感器的解调信号之间具有不同相移(例如0
°
、90
°
、180
°
和270
°
)。在这样的实施方式中，ToF数据包括四个帧的ToF传感器的多个像素的像素值。基于采集的四个帧，可以计算分量数据(IQ值：Q是正交分量，I是同相分量)。在一些实施方式中，ToF数据包括分量数据。
[0038]此外，如开头也提到的，基本上，已知具有不同照明分布的两种不同类型的照明器，它们用于一些实施方式中：全场照明器和光斑照明器。
[0039]在一些实施方式中，全场照明器向场景提供全场照明，使得用连续的空间光分布来照明场景。例如，光束在光束中心具有高强度区域，远离光束中心光强度持续下降。
[0040]在一些实施方式中，光斑照明器向场景提供光斑照明，使得场景被多个光斑照明。换句话说，用(分离的)高强度和低强度(或基本上零强度)区域的光图案(例如光斑(例如光点)的图案)来照明场景。在一些实施方式中，光斑照明器提供具有垂直或水平条纹或具有方格图案的空间调制的照明光场(光图案)。通常，在一些实施方式中，光斑照明器向部分光图案中光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有用于场景的可切换照明的飞行时间模块，包括：飞行时间传感器，被配置为生成表示从所述场景反射的光的飞行时间测量的飞行时间数据；全场照明器，被配置为向所述场景提供全场照明；光斑照明器，被配置为向所述场景提供光斑照明；以及控制单元，被配置为在向所述场景提供的所述全场照明与所述光斑照明之间切换；其中，所述全场照明器和所述光斑照明器与所述飞行时间传感器相邻布置。2.根据权利要求1所述的飞行时间模块，其中，所述飞行时间传感器、所述全场照明器和所述光斑照明器布置在第一行中。3.根据权利要求2所述的飞行时间模块，其中，所述飞行时间传感器、所述全场照明器和所述光斑照明器中的每一个具有矩形形状，并且所述飞行时间传感器的较大侧面对所述全场照明器和所述光斑照明器中的每一个的较大侧。4.根据权利要求3所述的飞行时间模块，进一步包括：第一图像传感器，被配置为生成表示所述场景的第一图像的第一图像数据；其中，所述第一图像传感器在与所述第一行正交的方向上与所述飞行时间传感器相邻布置。5.根据权利要求4所述的飞行时间模块，进一步包括：第二图像传感器，被配置为生成表示所述场景的第二图像的第二图像数据；其中，所述第一图像传感器、所述第二图像传感器和所述飞行时间传感器被布置在与所述第一行正交的第二行中。6.根据权利要求5所述的飞行时间模块，其中，所述第一图像传感器在所述飞行时间传感器的第一侧上，并且所述第二图像传感器在所述飞行时间传感器的第二侧上。7.根据权利要求6所述的飞行时间模块，其中，所述飞行时间传感器与所述第一图像传感器和所述第二图像传感器中的至少一个之间的距离大于所述飞行时间传感器与所述全场照明器和所述光斑照明器中的每一个之间的距离。8.根据权利要求5所述的飞行时间模块，其中，所述飞行时间传感器、所述第一图像传感器和所述第二图像传感器具有成比例的视场。9.根据权利要求1所述的飞行时间模块，其中，所述全场照明器在第一方向上与所述飞行时间传感器相邻布置，并且所述光斑照明器在与所述第一方向正交的第二方向上与所述飞行时间传感器相邻。10.根据权利要求9所述的飞行时间模块，进一步包括：第一图像传感器，被配置为生成表示所述场景的第一图像的第一图像数据；其中，所述第一图像传感器与所述飞行时间传感器相邻布置，使得所述飞行时间传感器、所述第一图像传感器和所述全场照明器或所述飞行时间传感器、所述第一图像传感器和所述光斑照明器被布置成一行。11.根据权利要求10所述的飞行时间模块，进一步包括：第二图像传感器，被配置为生成表示所述场景的第二图像的第二图像数据；其中，所述第二图像传感器被布置在所述行中。12.根据权利要求9所述的飞行时间模块，...

【专利技术属性】
技术研发人员：尼科兰杰洛，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：