传感器电路的制作方法

allin2025-03-21  31


本公开涉及三维深度传感领域,更具体地,涉及一种能够进行延迟补偿的传感器电路、方法和系统。


背景技术:

1、直接飞行时间(direct-time of flight,dtof)传感器是一种主动光传感器,其至少包含发射端tx和接收端rx两个主要部分。发射端tx发射短脉冲激光,照射到被测物体,部分激光经过反射之后被接收端rx接收。由于tx与rx存在同步信号,控制电路可以记录激光在空中来回飞行的时间t。已知光速为c,则可以得到被测物体的距离d=1/2*c*t。对于面阵dtof芯片来说,像素数量较多。为了节省芯片的面积和功耗,一般可以采用时间数字转换器(time-to-digital converter,tdc)共享技术,即,多个像素(例如,spad像素)可以分时公用一个tdc,如图1所示。以像素a和像素b为例,在距被测物体相同距离的情况下,光子的飞行时间是相同的,但是由于传递延迟的存在,阵列上不同位置的像素到达相同或不相同的tdc的时间(例如,t1和t2)可能会有偏差,从而造成测量距离的偏差。目前,一般通过外部标定来减少偏差,但这种方案可能会带来额外的标定成本,并且对工艺、供电、及温度的偏差较敏感,即使通过标定也可能会残留一定的误差。因此,需要一种鲁棒性强、能够有效进行延迟补偿的传感器电路。


技术实现思路

1、本公开的实施例提供了一种传感器电路,其特征在于,所述传感器电路包括像素阵列单元和延迟补偿单元,其中,所述像素阵列单元包括n个像素和分别与所述n个像素中的每一个相对应的n个第一或门,其中,所述n个像素中的每一个像素的输出信号输出到与该像素相对应的第一或门的第一输入端,第1至第n-1个第一或门的输出端分别连接到下一个第一或门的第二输入端,并且第n个第一或门的输出端连接到所述延迟补偿单元的输入端;并且所述延迟补偿单元包括串行连接的n个第三延迟单元、n选1复用器以及选通单元,其中,所述n个第三延迟单元中的每一个的输出端还分别连接到所述n选1复用器的n个输入端,所述选通单元的输出端连接到所述n选1复用器的选通信号输入端以用于输出选通信号来控制所述n选1复用器选通相应输入端进行输出,其中,所述n个第一或门中的每一个第一或门具有第一延迟,所述n个第三延迟单元中的每一个第三延迟单元具有第三延迟,并且所述第三延迟与所述第一延迟相同,其中,n为大于1的整数。

2、根据本公开的实施例,所述传感器电路还包括延迟锁定环路单元,其中,所述延迟锁定环路单元的输出端连接到所述n个第三延迟单元中的每一个的偏置输入端,用于输出偏置信号以控制所述n个第三延迟单元中的每一个的延迟。

3、根据本公开的实施例,所述延迟锁定环路单元包括n个第二或门、串行连接的n个第二延迟单元和偏置单元,其中,第一时钟信号输入到第1个第二或门的第一输入端,第1至第n-1个第二或门的输出端分别连接到下一个第二或门的第二输入端,并且第n个第二或门的输出端连接到所述偏置单元的第一输入端;第二时钟信号输入到第1个第二延迟单元的输入端,第1至第n-1个第二延迟单元的输出端分别连接到下一个第二延迟单元的输入端,并且第n个第二延迟单元的输出端连接到所述偏置单元的第二输入端;所述偏置单元对通过第一输入端输入的第一输入信号和通过第二输入端输入的第二输入信号进行检测以生成与所述第一输入信号和所述第二输入信号之间的延迟相对应的偏置信号,其中,所述偏置信号通过所述延迟锁定环路单元的输出端输出,其中,所述延迟锁定环路单元的输出端还连接到所述n个第二延迟单元中的每一个的偏置输入端,用于输出所述偏置信号以控制所述n个第二延迟单元中的每一个的延迟。

4、根据本公开的实施例,所述偏置单元包括延迟检测单元、电压转换单元和环路滤波器,其中,所述延迟检测单元的第一输入端和第二输入端分别为所述偏置单元的第一输入端和第二输入端,并且被配置为检测所述第一输入信号和所述第二输入信号之间的延迟并输出与所述延迟相对应的延迟信号;所述电压转换单元的输入端连接到所述延迟检测单元的输出端,并且被配置为将所述延迟信号转换为与所述延迟信号相对应的延迟电压信号;所述环路滤波器的输入端连接到所述电压转换单元的输出端,并且被配置为对所述延迟电压信号进行滤波,以输出所述偏置信号。

5、根据本公开的实施例,所述n个第二或门中的每一个第二或门具有第四延迟,并且所述第四延迟与所述第一延迟相同。

6、根据本公开的实施例,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的频率和相位相同。

7、根据本公开的实施例,所述延迟检测单元为鉴相器,所述鉴相器被配置为检测所述第一输入信号和所述第二输入信号之间的相位差,其中,所述延迟基于所述相位差来确定。

8、根据本公开的实施例,所述传感器电路还包括时间数字转换单元,其中,所述时间数字转换单元的输入端连接到所述n选1复用器的输出端,并且所述时间数字转换单元被配置为基于从所述n选1复用器的输出端输出的信号测量与所述信号相关联的时间差。

9、根据本公开的实施例,所述n个第二或门中的第2至第n个第二或门的第一输入端置空。

10、根据本公开的实施例,当第i个像素开启时,所述选通信号控制所述n选1复用器选通第i个输入端进行输出,其中i大于或等于1并且小于或等于n。

11、本公开的实施例能够提供鲁棒性强、能够有效进行延迟补偿的传感器电路。



技术特征:

1.一种传感器电路,其特征在于,所述传感器电路包括像素阵列单元和延迟补偿单元,其中,

2.根据权利要求1所述的传感器电路,其特征在于,所述传感器电路还包括延迟锁定环路单元,其中,

3.根据权利要求2所述的传感器电路,其特征在于,所述延迟锁定环路单元包括n个第二或门、串行连接的n个第二延迟单元和偏置单元,其中,

4.根据权利要求3所述的传感器电路,其特征在于,所述偏置单元包括延迟检测单元、电压转换单元和环路滤波器,其中,

5.根据权利要求3所述的传感器电路,其特征在于,所述n个第二或门中的每一个第二或门具有第四延迟,并且所述第四延迟与所述第一延迟相同。

6.根据权利要求3所述的传感器电路,其特征在于,所述第一时钟信号和所述第二时钟信号的频率和相位相同。

7.根据权利要求4所述的传感器电路,其特征在于,所述延迟检测单元为鉴相器,所述鉴相器被配置为检测所述第一输入信号和所述第二输入信号之间的相位差,其中,所述延迟基于所述相位差来确定。

8.根据权利要求1所述的传感器电路,其特征在于,所述传感器电路还包括时间数字转换单元,其中,所述时间数字转换单元的输入端连接到所述n选1复用器的输出端,并且所述时间数字转换单元被配置为基于从所述n选1复用器的输出端输出的信号测量与所述信号相关联的时间差。

9.根据权利要求3所述的传感器电路,其特征在于,所述n个第二或门中的第2至第n个第二或门的第一输入端置空。

10.根据权利要求1所述的传感器电路,其特征在于,当第i个像素开启时,所述选通信号控制所述n选1复用器选通第i个输入端进行输出,其中i大于或等于1并且小于或等于n。


技术总结
本公开提供了一种传感器电路。传感器电路包括像素阵列单元和延迟补偿单元,其中,像素阵列单元包括N个像素和分别与N个像素中的每一个相对应的N个第一或门;并且延迟补偿单元包括串行连接的N个第三延迟单元、N选1复用器以及选通单元,选通单元的输出端连接到N选1复用器的选通信号输入端以用于输出选通信号来控制N选1复用器选通相应输入端进行输出,N个第一或门中的每一个第一或门具有第一延迟,N个第三延迟单元中的每一个第三延迟单元具有第三延迟,并且第三延迟与第一延迟相同,其中,N为大于1的整数。

技术研发人员:杨骁,张树超
受保护的技术使用者:世瞳(上海)微电子科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
转载请注明原文地址: https://www.8miu.com/read-19416.html

最新回复(0)