本发明涉及一种感测技术，尤其涉及一种飞时测距装置以及飞时测距方法。
背景技术：
：：飞时测距(time-of-flight，tof)电路的读出电路中，例如模拟至数字转换器(analog-to-digitalconverter，adc)电路，通常会通过比较器来读出像素所感测到的反射光脉冲而提供的脉冲信号。对此，由于比较器的反向输入端以及非反相输入端之间的过驱电压(overdrive)大小随着输入的脉冲信号的脉冲强度改变，而会产生不同的比较器延迟(comparatordelay)。因此，导致像素所提供的脉冲信号在输入至比较器时，比较器所输出用于计算时间差的输出信号会随着脉冲信号的脉冲强度而产生不同程度的延迟。然而，物体表面的反射率会影响反射光脉冲的光强度，进而影响像素所提供的脉冲信号的脉冲强度。举例而言，若脉冲信号越强(反射率越高)，则比较器延迟越短。反之，若脉冲信号越弱(反射率越低)，则比较器延迟越长。换言之，一般应用于短距离的飞时测距电路的测距结果较容易受到感测目标的物体表面的反射率影响，而产生不同的比较器延迟，因此导致测距结果不精确。有鉴于此，以下将提出几个实施例的解决方案。技术实现要素：本发明是针对一种飞时测距装置以及飞时测距方法，可提供精准的飞时测距功能。根据本发明的实施例，本发明的飞时测距装置包括处理电路、发光模块、读出电路以及感测单元。发光模块耦接处理电路。读出电路耦接处理电路。感测单元耦接读出电路。在第一感测操作中，处理电路驱动发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且感测单元接收并积分感测目标的第一反射光脉冲，以使处理电路经由读出电路读出感测目标的图像参数。在第二感测操作中，处理电路驱动发光模块发射第二光脉冲至感测目标，并且感测单元接收感测目标的第二反射光脉冲，以使处理电路依据读出电路读出感测单元的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标与飞时测距装置之间的距离参数。处理电路依据图像参数以及查找表取得感测目标的反射率，并且依据反射率校正距离参数以取得感测目标的经校正的距离参数。根据本发明的实施例，本发明的飞时测距方法包括以下步骤：在第一感测操作中，驱动发光模块发射第一光脉冲至感测目标，并且通过感测单元接收并积分感测目标的第一反射光脉冲，以经由读出电路读出感测目标的图像参数；在第二感测操作中，驱动发光模块发射第二光脉冲至感测目标，并且通过感测单元接收感测目标的第二反射光脉冲，以依据读出电路读出感测单元的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标与飞时测距装置之间的距离参数；依据图像参数以及查找表取得感测目标的反射率参数；以及依据反射率参数校正距离参数以取得感测目标的经校正的距离参数。基于上述，本发明的飞时测距装置以及飞时测距方法，可通过取得感测目标的反射率来校正飞时测距所感测到的感测目标的距离参数，以有效增加飞时测距的精准度。为让本发明的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图作详细说明如下。附图说明图1是本发明的一实施例的飞时测距装置的方块示意图；图2是本发明的一实施例的感测单元以及读出电路的电路示意图；图3是本发明的图2实施例的第一感测操作的信号以及时序图；图4是本发明的图2实施例的第二感测操作的信号以及时序图；图5是本发明的一实施例的像素群组的示意图；图6是本发明的一实施例的飞时测距方法的流程图。附图标记说明100:飞时测距装置；110:处理电路；120:发光模块；130:感测单元；140:读出电路；150:内存；131:第一像素电路；132:第二像素电路；141:比较器；142:斜坡产生器；200:感测目标；500:像素群组；510～540:像素；c11、c12、c21、c22:电容器；p1、p2:光电二极管；tx1、tx2、sr1、sr2:开关；vin1:第一输入端；vin2:第二输入端；vf1：第一参考电压；vf2：第二参考电压；vo:输出端；lp1:第一光脉冲；lp2:第一反射光脉冲；rlp1:第二光脉冲；rlp2:第二反射光脉冲；intg:时序；ramp1:第一斜坡信号；t31、t32、t33、t34、t34_1、t34_2、t35、t36、t37、t38、t41、t42、t43、t44:时间；s610～s640:步骤。具体实施方式现将详细地参考本发明的示范性实施例，示范性实施例的实例说明于附图中。只要有可能，相同元件符号在附图和描述中用来表示相同或相似部分。图1是本发明的一实施例的飞时测距装置的方块示意图。参考图1，飞时测距装置100包括处理电路110、发光模块120、感测单元130、读出电路140以及内存150。处理电路110耦接发光模块120、读出电路140以及内存150。感测单元130耦接读出电路140。在本实施例中，飞时测距装置100可通过发光模块120发射光脉冲(lightpulse)至感测目标200，并且可通过感测单元130接收感测目标200反射的反射光脉冲。飞时测距装置100的处理电路110可依据发光模块120发射光脉冲与感测单元130接收感测目标200反射的反射光脉冲之间的时间差来计算出感测目标200与飞时测距装置100之间的距离参数。并且，本实施例的飞时测距装置100可针对感测目标200的表面的反射率来校正前述推算出的距离参数，以提供精准的测距效果。在本实施例中，处理电路110可例如是中央处理单元(centralprocessingunit，cpu)，或是其他可程序化的一般用途或特殊用途的微处理器(microprocessor)、数字信号处理器(digitalsignalprocessor，dsp)、可程序化控制器、特殊应用集成电路(applicationspecificintegratedcircuits，asic)、可程序化逻辑设备(programmablelogicdevice，pld)、其他类似处理装置或这些装置的组合。处理电路110可用于产生驱动信号、进行信号处理以及执行相关运算功能。此外，内存150可用于预先存储有本发明各实施例所述的查找表(look-uptable)，并且供处理电路110读取的。在本实施例中，发光模块120可包括一个或多个激光光源，并且所述一个或多个激光光源可例如是脉冲光发射器或激光二极管(laserdiode)，其中激光光源120可例如用以发射红外光(infraredradiation，ir)的光脉冲至感测目标200。在本实施例中，感测单元130可例如是互补式金属氧化物半导体图像传感器(cmosimagesensor，cis)。在本实施例中，感测单元130可包括数组排列的多个像素或多个像素群组，并且所述多个像素可各别包括用于接收或感测感测目标200所反射的红外光的反射光脉冲的光电二极管(photodiode)。具体而言，在第一感测操作中，处理电路110可驱动发光模块120发射第一光脉冲至感测目标200。感测单元130可接收并积分感测目标200的第一反射光脉冲，以使处理电路110可经由读出电路140读出感测目标200的图像参数。在第二感测操作中，处理电路110可驱动发光模块120发射第二光脉冲至感测目标200。值得注意的是，第一光脉冲以及第二光脉冲可以具有相同的脉冲强度。感测单元130接收感测目标200的第二反射光脉冲，以使处理电路110依据读出电路140读出感测单元130的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标200与飞时测距装置100之间的距离参数。在本实施例中，处理电路110可依据图像参数来查找查找表，以取得感测目标200的反射率，并且依据反射率校正距离参数以取得感测目标200的经校正的距离参数。值得注意的是，所述图像参数是指感测单元130经由接收并积分(曝光)第一反射光脉冲而产生的图像信号，其图像信号可例如是以亮度值(或像素值、灰阶值)来表示其强弱。换言之，由于感测目标200的物体表面的反射率会影响感测目标200所反射的反射光脉冲的脉冲强度，因此本实施例的图像参数(像素值)可对应于感测目标200的物体表面的反射率。对此，飞时测距装置100的内存150可预先存储有前述的查找表。使用者可预先使用具有特定的脉冲强度的入射光脉冲来入射至已知具有不同反射率的物体表面，然后感测物体表面反射的反射光脉冲的脉冲强度，以建立前述的查找表。换言之，处理电路110可读取内存150所存储的前述的查找表，以依据已知的第一光脉冲的脉冲强度以及图像参数来查找出对应的物体表面的反射率。接着，处理电路110可依据反射率的大小来推算并且校正存在距离参数当中因为物体表面的反射率而造成的比较器延迟的影响。图2是本发明的一实施例的感测单元以及读出电路的电路示意图。参考图2，图1的感测单元130的像素数组可包括如图2的第一像素电路131以及第二像素电路132，并且图1的读出电路140可包括如图2的比较器141以及斜坡产生器(rampgenerator)142。在本实施例中，比较器141的第一输入端vin1耦接第一像素电路131，并且比较器141的第二输入端vin2耦接第二像素电路132。第一像素电路131包括光电二极管p1、开关tx1、sr1、电容器c11、c12。光电二极管p1的第一端耦接第一参考电压vf1，并且光电二极管p1的第二端耦接开关tx1的第一端。开关tx1的第二端耦接比较器141的第一输入端vin1、电容器c11的第一端、电容器c12的第一端以及开关sr1的第一端。开关sr1的第二端耦接第二参考电压vf2。电容器c11的第二端耦接第一参考电压vf1。电容器c12的第二端耦接斜坡产生器142。在本实施例中，第二像素电路132包括光电二极管p2、开关tx2、sr2、电容器c21、c22。光电二极管p2的第一端耦接第一参考电压vf1，并且光电二极管p2的第二端耦接开关tx2的第一端。开关tx2的第二端耦接比较器141的第二输入端vin2、电容器c21的第一端、电容器c22的第一端以及开关sr2的第一端。开关sr2的第二端耦接第二参考电压vf2。电容器c21的第二端耦接第一参考电压vf2。电容器c22的第二端耦接斜坡产生器142。比较器141的输出端vo可耦接图1的处理电路110。图3是本发明的图2实施例的第一感测操作的信号以及时序图。参考图1至图3，当飞时测距装置100进行第一感测操作时，处理电路110驱动发光模块120发射第一光脉冲lp1至感测目标200，并且第一像素电路131用以在第一感测操作中接收并积分感测目标200的第一反射光脉冲rlp1。详细而言，第二像素电路132的开关sr2在时间t31导通(短暂开启后关闭)，以使比较器141的第二输入端vin2可维持在第二参考电压vf2，但本发明并不限于此。在时间t31，开关tx1、sr1导通(短暂开启后关闭)，以重置光电二极管p1。在时间t32，发光模块120发射第一光脉冲lp1，并且光电二极管p1开始进行如时序intg的图像积分期间(时间t32至时间t34)，以将电荷存储在电容器c11。在时间t33，光电二极管p1接收到第一反射光脉冲rlp1。在时间t34，开关sr1导通，以重置比较器141的第一输入端vin1的电位为第二参考电压vf2。接着，斜坡产生器142提供具有第一波形ra的第一斜坡信号ramp1至比较器141的第一输入端vin1，以使比较器141在时间t34_1转态以经由输出端vo输出像素重置值，另外比较器141在t34_2转态回复低电平。在时间t35，开关tx1导通，以将电容器c11所存储的电荷释放至比较器141的第一输入端vin1，以使比较器141的第一输入端vin1的电压下降。接着，在时间t36，斜坡产生器142提供具有第二波形rb的第一斜坡信号ramp1至比较器141的第一输入端vin1，以使第一输入端vin1的电压缓升，并且比较器141在时间t37转态以经由输出端vo输出像素信号值，另外比较器141在时间t38转态回复低电平。换言之，当飞时测距装置100进行第一感测操作时，比较器141的第一输入端vin1的电压在时间t36至时间t37为缓慢上升(相较于接收脉冲信号)，因此其比较器延迟可以忽略或可视为常数，而不影响比较器141的输出端vo所输出像素信号值。并且，更重要的是，处理电路110可基于双重三角采样(doubledeltasampling)，来减少噪声，以读出真实的亮度值(realdigitalnumber(dn)value)。此外，对于整体像素数组而言，感测单元130的像素数组可在第一感测操作取得一张二维图像。接着，处理电路110可接着依据所述亮度值来查找存储在内存150中的查找表，以得到对应的感测目标200的物体表面的反射率。然而，本发明的第一感测操作不限于图3的信号以及时序关系。在一实施例中，第一像素电路131以及第二像素电路132亦可搭配以差动信号的形式来输入至比较器141的第一输入端vin1以及第二输入端vin2，以产生其上述真实的亮度值。因此，斜坡产生器142还可提供第二斜坡信号至比较器141的第二输入端vin2，并且第一斜坡信号ramp1与所述第二斜坡信号为反相。图4是本发明的图2实施例的第二感测操作的信号以及时序图。参考图1至图4，当飞时测距装置100进行第二感测操作时，处理电路110驱动发光模块120发射第二光脉冲lp2至感测目标200，并且第一像素电路131用以在第二感测操作中接收感测目标200所反射的第二反射光脉冲rlp2。值得注意的是，第一光脉冲lp1以及第二光脉冲lp2可以具有相同的脉冲强度。详细而言，第二像素电路132的开关sr2在时间t41导通(短暂开启后关闭)，以使比较器141的第二输入端vin2可维持在第二参考电压vf2，但本发明并不限于此。在时间t41，开关sr1导通(短暂开启后关闭)，并且开关tx1为持续性的导通。在时间t42，发光模块120发射第二光脉冲lp2，并且光电二极管p1开始感测。在时间t43，光电二极管p1接收到第二反射光脉冲rlp2。并且，在时间t44，比较器141经由输出端vo输出反应于第二反射光脉冲rlp2的脉冲信号至处理电路110。值得注意的是，由于比较器141可能具有比较器延迟的效应，因此比较器141的输出端vo不能在时间t43立即输出反应于第二反射光脉冲rlp2的脉冲信号。在本实施例中，处理电路110可依据发光模块120发射的第二光脉冲lp2以及比较器141的输出端vo输出反应于第二反射光脉冲rlp2的脉冲信号之间的时间差来计算出感测目标200与飞时测距装置100之间的距离参数。换言之，处理电路110可以直接飞时测距(directtof，d-tof)的方式来取得距离参数。此外，对于整体像素数组而言，感测单元130的像素数组可在第二感测操作取得一张深度图像。在本实施例中，处理电路110可接着依据在上述图3实施例的第一感测操作中所处理电路110所取得的真实的亮度值(图像参数)来查找存储在内存150中的查找表，以进一步取得感测目标200的物体表面的反射率。因此，处理电路110可依据反射率来校正距离参数，以取得感测目标200的经校正的距离参数。然而，本发明的第二感测操作不限于图4的信号以及时序关系。在一实施例中，第二像素电路132亦可用于测距操作。图5是本发明的一实施例的像素群组的示意图。参考图1以及图5，感测单元130的像素数组可由多个像素群组数组排列所组成，并且所述多个像素群组可各别如图5所示的像素群组500，其中像素群组500包括像素510～540。像素510～540可各别包括如上述图2所示的第一像素电路131，或两两组成如上述图2所示的第一像素电路131以及第二像素电路132的差动架构。并且，在一实施例中，像素510～540可各别用于在不同时间进行如上述图3实施例所述的第一感测操作以及如上述图4实施例所述的第二感测操作。换言之，感测单元130可通过像素数组中的多个光电二极管分时进行第一感测操作以及第二感测操作。然而，在另一实施例中，像素510、520可用于进行如上述图3实施例所述的第一感测操作，并且像素530、540可用于进行如上述图4实施例所述的第二感测操作。对此，发光模块120可同时发射第一光脉冲以及第二光脉冲至感测目标200，以使像素510～540可同时进行第一感测操作以及第二感测操作。换言之，感测单元130可通过像素数组中的不同光电二极管同时进行第一感测操作以及第二感测操作。又或者，由于第一光脉冲以及第二光脉冲可以具有相同的脉冲强度，因此在又一实施例中，第一光脉冲与第二光脉冲亦可为同一光脉冲。图6是本发明的一实施例的飞时测距方法的流程图。参考图1以及图6，本实施例的飞时测距方法可至少适用于图1实施例的飞时测距装置100。在步骤s610中，在第一感测操作中，处理电路110驱动发光模块120发射第一光脉冲至感测目标200，并且通过感测单元130接收并积分感测目标200的第一反射光脉冲，以经由读出电路140读出感测目标200的图像参数。在步骤s620中，在第二感测操作中，处理电路110驱动发光模块120发射第二光脉冲至感测目标200，并且通过感测单元130接收感测目标200的第二反射光脉冲，以依据读出电路140读出感测单元130的第二反射光脉冲的时间，来取得感测目标200与飞时测距装置100之间的距离参数。在步骤s630中，处理电路110依据图像参数以及存储在内存150中的查找表取得感测目标200的反射率。在步骤s640中，处理电路110依据反射率校正距离参数以取得感测目标200的经校正的距离参数。因此，本实施例的飞时测距方法可使飞时测距装置100可依据反射率的大小来推算并且校正存在距离参数当中因为物体表面的反射率而造成的比较器延迟的影响，以使飞时测距装置100取得精确的距离参数。另外，关于本实施例的飞时测距装置100的其他装置特征以及实施细节可进一步参考上述图1至图5实施例的说明而可获致足够的教示、建议以及实施说明，因此在此不再赘述。综上所述，本发明的飞时测距装置以及飞时测距方法，可通过进行第一感测操作来取得用于校正的图像参数，并且可通过进行第二感测操作来取得距离参数。因此，本发明的飞时测距装置以及飞时测距方法可搭配预先建立的查找表来依据图像参数取得对应的反射率，并且依据反射率来校正距离参数，以使有效地消除或降低因感测目标的物体表面的反射率差异及比较器延迟校应的影响，而可取得精确的飞时测距结果。最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。当前第1页12当前第1页12