飞行时间传感器和使用飞行时间传感器测量距离的方法与流程

技术特征：
1.一种使用飞行时间tof传感器测量距离的方法，所述tof传感器包括至少一个深度像素和对对象照射发射光的光源，所述至少一个深度像素具有包括多个抽头的多抽头结构，以基于接收光和具有不同相位的多个解调信号来生成多个采样数据，所述发射光从所述对象反射回所述tof传感器作为所述接收光，所述方法包括：在所述发射光和多个解调信号之间生成多个时间偏移；执行多个采样操作以生成与所述多个时间偏移相对应的所述多个采样数据；基于与所述多个时间偏移相对应的所述多个采样数据来确定交叉时间偏移，使得所述多个抽头中的第一参考抽头和第二参考抽头的采样数据变为关于所述交叉时间偏移而彼此基本上相等；以及基于所述交叉时间偏移来确定所述tof传感器和所述对象之间的距离。2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述多个时间偏移包括：改变所述发射光的延迟量，或改变所述多个解调信号的延迟量。3.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述多个时间偏移包括：改变所述多个解调信号的脉冲宽度。4.根据权利要求1所述的方法，其中，确定所述交叉时间偏移包括：基于所述第一参考抽头的采样数据来确定将采样数据和时间偏移信息作为两个坐标的平面上的第一直线；基于所述第二参考抽头的采样数据来确定所述平面上的第二直线；确定所述平面上的所述第一直线和所述第二直线的交叉点；以及确定与所述平面上的所述交叉点相对应的所述交叉时间偏移。5.根据权利要求1所述的方法，还包括：搜索基础时间偏移以将所述接收光的脉冲置于采样范围中，使得所述接收光通过所述多个解调信号被采样。6.根据权利要求1所述的方法，还包括：在单个积分时间段期间改变解调信号之间的时间偏移，以收集由入射光生成的光电荷。7.根据权利要求1所述的方法，还包括：基于与所述多个时间偏移相对应的所述多个采样数据来确定所述对象的接近速度。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：基于所述接近速度来校正所述多个采样数据；以及基于经校正的多个采样数据来校正所述交叉时间偏移。9.根据权利要求1所述的方法，其中：所述深度像素具有包括第一抽头和第二抽头的两抽头结构，以及所述第一抽头与所述第一参考抽头相对应并且所述第二抽头与所述第二参考抽头相对应，与所述tof传感器和所述对象之间的距离无关。10.根据权利要求1所述的方法，其中：所述深度像素具有包括第一抽头至第四抽头的四抽头结构，以及根据所述tof传感器和所述对象之间的距离，所述第一抽头至所述第四抽头之一被确
定为所述第一参考抽头并且所述第一抽头至所述第四抽头中的另一抽头被确定为所述第二参考抽头。11.根据权利要求10所述的方法，还包括：基于所述第一抽头至所述第四抽头中的除了所述第一参考抽头和所述第二参考抽头之外的两个抽头的采样数据来校正所述第一参考抽头和所述第二参考抽头的采样数据。12.根据权利要求1所述的方法，其中，所述发射光的脉冲宽度和所述多个解调信号的脉冲宽度作为参考时间基本上彼此相等。13.根据权利要求12所述的方法，其中，生成所述多个时间偏移包括：将所述多个时间偏移中的两个时间偏移之差设置为小于所述参考时间的一半。14.根据权利要求1所述的方法，其中：所述发射光是具有小于0.5的占空比的脉冲波，以及所述方法包括：由所述tof传感器测量0与c/(2*fm)之间的距离，其中，c是光速，fm是所述发射光的调制频率。15.根据权利要求1所述的方法，其中：所述发射光是具有0.5的占空比的连续波，以及所述方法包括：由所述tof传感器测量0与c*tp之间的距离，其中，c是光速，tp是与所述发射光的脉冲宽度相对应的参考时间。16.一种使用飞行时间tof传感器测量距离的方法，所述tof传感器包括至少一个深度像素和对对象照射发射光的光源，所述深度像素具有包括多个抽头的多抽头结构，以基于接收光和具有不同相位的多个解调信号来生成多个采样数据，所述发射光从所述对象反射回所述tof传感器作为所述接收光，所述方法包括：在所述发射光和所述多个解调信号之间生成第一时间偏移；执行第一采样操作以生成与所述第一时间偏移相对应的第一采样数据；在所述发射光和所述多个解调信号之间生成第二时间偏移；执行第二采样操作以生成与所述第二时间偏移相对应的第二采样数据；基于所述第一采样数据和所述第二采样数据来确定交叉时间偏移，使得所述多个抽头中的第一参考抽头和第二参考抽头的采样数据变为关于所述交叉时间偏移而彼此基本上相等；以及基于所述交叉时间偏移来确定所述tof传感器和所述对象之间的距离。17.根据权利要求16所述的方法，其中，确定所述交叉时间偏移包括：基于所述第一参考抽头的第一采样数据和第二采样数据来确定将采样数据和时间偏移作为两个坐标的平面上的第一直线；基于所述第二参考抽头的第一采样数据和第二采样数据来确定所述平面上的第二直线；确定所述平面上的所述第一直线和所述第二直线的交叉点；以及确定与所述平面上的所述交叉点相对应的所述交叉时间偏移。18.一种飞行时间tof传感器，包括：光源，被配置为对对象照射发射光；传感器，包括像素阵列和行扫描电路，所述像素阵列包括一个或多个深度像素，所述一
个或多个深度像素中的每一个具有包括多个抽头的多抽头结构，并且被配置为基于接收光和具有不同相位的多个解调信号来生成多个采样数据，所述发射光从所述对象反射回所述tof传感器作为所述接收光，所述行扫描电路被配置为生成施加给所述多个抽头的所述多个解调信号；以及控制器，被配置为通过施加相对于所述发射光具有多个时间偏移的所述多个解调信号来执行多个采样操作，以生成与所述多个时间偏移相对应的所述多个采样数据，其中，所述控制器被配置为：基于与所述多个时间偏移相对应的所述多个采样数据来确定交叉时间偏移，使得所述多个抽头中的第一参考抽头和第二参考抽头的采样数据变为关于所述交叉时间偏移而彼此基本上相等，以及基于所述交叉时间偏移来确定所述tof传感器和所述对象之间的距离。19.根据权利要求18所述的tof传感器，其中，所述控制器被配置为控制所述光源以改变所述发射光的延迟量以生成所述多个时间偏移。20.根据权利要求18所述的tof传感器，其中，所述控制器被配置为控制所述行扫描电路以改变所述多个解调信号的延迟量或脉冲宽度中的至少一个。

技术总结
一种方法基于交叉时间偏移来测量飞行时间(ToF)传感器和对象之间的距离。ToF传感器包括至少一个深度像素和用于将发射光引导到对象的光源。深度像素可以具有多抽头结构并且可以基于接收光和具有不同相位的解调信号来生成采样数据。接收光与从对象反射的发射光相对应。该方法包括：在发射光和解调信号之间生成时间偏移；执行采样操作以生成与时间偏移相对应的采样数据；基于第一参考抽头的采样数据基本上等于第二参考抽头的采样数据来确定交叉时间偏移；以及基于交叉时间偏移来确定ToF传感器和对象之间的距离。感器和对象之间的距离。感器和对象之间的距离。


技术研发人员：陈暎究 金永灿 权容铉
受保护的技术使用者：三星电子株式会社
技术研发日：2021.08.03
技术公布日：2022/2/24