[发明专利]飞行时间照射电路

说明书

背景技术

飞行时间(ToF；Time-of-Flight)传感器发射经调制的光信号，该光信号由附近物体反射并且由图像传感器收集，该图像传感器由实时分辨物体的PMD(光子混合器件)的矩阵组成。每个PMD通过确定在发射的光信号与反射的光信号之间的相移来评估与附近物体上的点的距离。跨越PMD矩阵收集的复合信息可以用于比如汽车碰撞检测系统、3维成像、视频游戏界面和机器人以及其它应用这样的应用。

附图说明

图1图示用于发光元件的驱动电路。

图2A图示恒定电压DC-DC转换器的一些实施例。

图2B图示恒定电流DC-DC转换器的一些实施例。

图3A图示包括RC电路元件的用于发光元件的驱动电路的一些实施例。

图3B图示用于图3A的驱动电路的一些实施例的时序图。

图4A图示包括第二调制开关的用于发光元件的驱动电路的一些实施例。

图4B图示用于图4A的驱动电路的一些实施例的时序图。

图5图示包括图4A的驱动电路的飞行时间检测器的一些实施例。

图6图示用于操作包括RC电路元件或者包括第二调制开关的飞行时间检测器的方法的一些实施例的框图。

具体实施方式

参照附图进行这里的描述，其中相似标号一般用来全篇指代相似元件，并且其中各种结构未必按比例绘制。在以下描述中，出于说明的目的，阐述许多具体细节以便有助于理解。然而本领域技术人员可以清楚，可以以这些具体细节的更少的程度实现这里描述的一个或者多个方面。在其它实例中，以框图形式示出已知结构和器件以有助于理解。

飞行时间(ToF)测量利用已知光速以确定与附近物体的距离。ToF测量已经在汽车碰撞检测系统、3维(3D)成像、视频游戏界面、机器人等中找到应用。在一些应用中，ToF测量系统发射经调制的红外线信号并且通过测量反射的信号的相移来确定与附近物体的距离，其中反射的信号由附近物体反射。按照可以生成经调制的红外线信号的频率来确定调制的ToF相机的距离分辨率(即更高频率给予更高分辨率)。

图1图示用于包括发光二极管(LED)112的发光元件的驱动电路100。驱动电路100包括被配置用于将输入电压调整成希望的操作电压的DC-DC转换器102、被配置用于在切换期间去耦合DC-DC转换器102的阻塞电容器104、RC电路元件106和调制开关114，该RC电路元件106还包括与电容器110并联配置的电阻器108，该调制开关还包括n型场效应晶体管(nFET)。调制开关114被配置用于在向调制开关14的栅极施加电压时启用经过LED 12的电流流动，从而接通调制开关114。在未施加电压时，停用经过LED 112的电流流动，从而关断调制开关114。

通过RC电路元件106来减少LED 112的接通时间。在通过启用至调制开关114的栅极的电压来接通调制开关114时，在电阻器108和电容器110两端的电压降为零，因为在驱动电路100关断时，电容器110被完全放电。因而，LED 112直接连接到供给电压，从而迫使附加电流进入LED 112直至电容器110被完全充电。尽管通过这样的手段增强接通时间，但是驱动电路110不包含用于减少LED 112的关断时间以进一步增强距离分辨率的机制。附加地，阻塞电容器104可能耗用相对于其它驱动器部件的大量面积并且另外未随着其它部件伸缩。一些互补驱动电路可以通过向LED 112施加反向偏置来增强关断时间。在这些驱动电路中，DC-DC转换器102的供给电压仍然需要用于去耦合的阻塞电容器104，这限制可伸缩性。附加地，同步两个开关需要用于沿着不同路径行进的信号的附加电路装置和附加时序约束，也增加了驱动电路100的复杂性。

因而，本公开内容的一些方面提供一种操作用于ToF相机中的发光元件的驱动电路的系统和方法。DC-DC转换器被配置用于发射恒定电流并且并联耦合到被配置用于将驱动电路连接到接地端的第一调制开关。第一调制开关还被配置用于以希望的操作范围中的频率使连接在电流源与接地端之间交替以产生AC电流。在一些实施例中，RC电路元件耦合到发光元件的输出电极并且被配置用于施加反向偏置以减少发光元件的关断时间。在一些实施例中，第二调制开关耦合到输出电极并且被配置用于在发光元件两端施加反向偏置。也公开其它系统和方法。