飞行时间感测的制作方法

1.本公开涉及飞行时间感测的方法，并且涉及飞行时间传感器模块和飞行时间传感器系统。


背景技术：

2.本公开涉及飞行时间感测的方法。飞行时间感测利用已知的光速来确定对象离传感器的距离。在一个示例中，从光源发射光脉冲(例如，处于红外波长)，并且检测从对象反射回传感器的光。源和传感器可以彼此相邻(例如，作为同一集成系统的一部分)。传感器和对象之间的距离是基于光脉冲发射和传感器检测到光脉冲之间经过的时间来确定的。
3.飞行时间传感器可以是包括光电检测器阵列的成像阵列。光电检测器例如可以是单光子雪崩光电二极管(或一些其他形式的光电检测器)。许多光脉冲可以由合适的脉冲照明器发射，并由飞行时间传感器检测。成像阵列可以基于检测到的光子及其到达时间提供“深度图”，该深度图以图像的形式指示对象到传感器的测量距离。
4.光电检测器和相关联的电子器件可以被布置为宏像素，每个宏像素由n个光电检测器(例如，16个光电检测器)构成。每个宏像素可以具有接收和处理来自该宏像素的光电检测器的输出的相关联的电子器件。多个宏像素可以布置在一起以形成飞行时间传感器的成像阵列。
5.在传统布置中，宏像素的光电检测器可以被复用。也就是说，来自宏像素的第一光电检测器的输出可以由传感器电子器件监测和处理，然后来自宏像素的第二光电检测器的输出可以被监测和处理，然后来自宏像素的第三光电检测器的输出，等等。例如，在宏像素中可以有十六个光电检测器。当已经监测和处理了来自第十六光电检测器的输出时，可以再次监测和处理来自第一光电检测器的输出，等等。这种布置的缺点是帧速率(即刷新宏像素输出的速率)相对较低。
6.在另一种传统的布置中，可以并行监测来自宏像素的所有光电检测器的输出，并且处理它们，就好像它们是单个光电检测器一样。也就是说，提供输出的特定光电检测器的标识是未知的，而是，输出仅仅被标识为来自宏像素。在这样做的情况下，可以提供更高的帧速率。但是，输出的空间分辨率会降低。
7.因此，本公开的目的是提供一种飞行时间感测方法，该方法解决了上述一个或多个问题，或者至少提供了有用的替代方案。


技术实现要素：

8.总的来说，本公开提出通过对宏像素的每个输出帧使用光电检测器子集来克服上述问题。
9.根据本公开的第一方面，提供了一种飞行时间感测的方法，该方法包括使用源来发射辐射脉冲，以及使用布置为宏像素的光电检测器阵列来检测从对象反射的辐射，其中在来自宏像素的子帧输出期间，获得来自宏像素的光电检测器子集的输出，并且来自在宏
像素的后续子帧输出期间，获得来自宏像素的不同光电检测器子集的输出。
10.因为光电检测器子集用于每个子帧输出，所以增加了帧速率。帧速率可以例如增加四倍或更多倍(例如对于由十六个光电检测器构成的宏像素)。因为每个子帧输出使用不同的光电检测器子集，所以空间分辨率不会降低到如果将所有光电检测器的输出组合在一起(如传统那样)会看到的程度。
11.宏像素可以是其输出可以用于形成深度图(表示到对象的距离的图像)的宏像素阵列中的一个。
12.构成光电检测器子集的光电检测器可以分布在宏像素上。
13.构成光电检测器子集的光电检测器可以是伪随机分布。
14.构成光电检测器子集的光电检测器的标识可以存储在与宏像素相关联的存储器中。该存储器可以被称为控制存储器。
15.构成光电检测器子集的光电检测器可以是单独的光电检测器。这些光电检测器可以分布在宏像素中。换句话说，它们可以不作为2
×
2组或类似组来提供。
16.构成光电检测器子集的光电检测器可以布置成光电检测器组。
17.至少一些光电检测器组可以部分重叠。
18.每个光电检测器组可以是2
×
2的光电检测器阵列。
19.可以从不同的宏像素并行接收输出。宏像素的不同光电检测器子集可以提供并行输出。
20.光电检测器可以是单光子雪崩光电二极管。
21.根据本公开的第二方面，提供了一种飞行时间传感器模块，其包括传感器和传感器电子器件，其中传感器包括布置为宏像素的光电检测器阵列，以检测从对象反射的辐射，并且传感器电子器件包括与宏像素相关联的存储器，该存储器存储将在给定子帧期间提供输出的光电检测器子集的标识，其中存储器存储将在后续子帧期间提供输出的一系列不同的光电检测器子集的标识。
22.构成光电检测器子集的光电检测器可以分布在宏像素上。
23.构成光电检测器子集的光电检测器可以是伪随机分布。
24.构成光电检测器子集的光电检测器可以是单独的光电检测器。
25.构成光电检测器子集的光电检测器可以布置成光电检测器组。
26.至少一些光电检测器组可以部分重叠。
27.每个光电检测器组可以是2
×
2的光电检测器阵列。可以使用更大的光电检测器组(例如3
×
3的阵列或更多)。
28.宏像素可以是多个宏像素中的一个，每个宏像素具有相关联的存储器，每个存储器存储将在子帧期间提供输出的不同系列的光电检测器子集的标识。存储器可以称为控制存储器。
29.光电检测器可以是单光子雪崩光电二极管。这些可以被称为spad。
30.根据本公开的第三方面，提供了一种飞行时间传感器系统，其包括本发明第二方面的飞行时间传感器模块、被配置为发射辐射脉冲的发射器和图像处理器。
31.本公开的不同方面的特征可以组合在一起。
32.因此，本公开的实施例有利地允许飞行时间感测的帧速率增加一倍数，而不会将
感测的空间分辨率降低相同的倍数。
33.最后，这里公开的本飞行时间感测方法利用了一种新颖的方法，至少因为宏像素的光电检测器子集被用于每个子帧，从而允许增加帧速率。
附图说明
34.现在将仅通过示例并参考附图来描述本公开的一些实施例，附图中:
35.图1示意性地描绘了飞行时间传感器系统，其可以使用根据本发明实施例的方法来操作；
36.图2a-2c示意性地描绘了根据本发明实施例的飞行时间感测的方法；和
37.图3a-3c示意性地描绘了根据本发明另一实施例的飞行时间感测的方法。
具体实施方式
38.一般来说，本公开提供了一种飞行时间感测的方法，其中对于宏像素的每个输出帧，从光电检测器子集接收输出。
39.附图中给出了解决方案的一些示例。
40.图1示意性地描绘了飞行时间传感器系统100，其可以根据本发明的实施例操作。飞行时间传感器系统100包括光源102、传感器模块104和图像处理器106。传感器模块104包括传感器122和传感器电子器件110。传感器模块104可以被称为飞行时间传感器模块。光源102可以被称为照明器或激光模块，并且被配置为发射光脉冲(例如，红外辐射)。光源102可以包括垂直腔面发射激光器(vcsel)。光源102可以进一步包括驱动器电子器件、用于整形由vcsel发射的光的光学器件以及其他电子器件。
41.传感器122是光电检测器阵列(例如，单光子雪崩二极管，其可以被称为spad)。这些可以被称为像素。像素可以被布置为宏像素，即共享一些公共(例如直方图存储器)电子器件(例如前端)的像素集合。在图1中，示意性地描绘了九个宏像素131-139(可以提供其他数量的宏像素)。
42.传感器电子器件110可以被提供为多个独立操作的电路，这里被称为处理单元。处理单元可以与每个像素组相关联。在图1中，有九个处理单元141-149(每个像素组131-139一个)。可以提供其他数量的处理单元。使用堆叠晶圆技术，传感器电子器件110的每个处理单元141-149可以直接设置在相关联像素131-139的下方。然而，为了便于说明，在图1中，传感器电子器件110被描绘为与传感器122分开。传感器122和传感器电子器件110可以作为单个集成电路提供。
43.在图1的右手侧更详细地描绘了处理单元之一143。处理单元143与宏像素133相关联。宏像素133可以例如包括4
×
4像素阵列。处理单元143包括所谓的“前端”112的集合，每个前端从宏像素的像素接收模拟电压并提供输出信号。每个前端112可以包括猝灭电阻器和逆变器。尽管描绘了四个前端112，但是可以为4
×
4像素阵列提供十六个前端。
44.在一个示例中，像素是单光子雪崩光电二极管。当光子入射到光电二极管上时，光电二极管会发生雪崩效应，从光电二极管输出模拟电压脉冲。模拟电压脉冲可以具有大致三角形的形状。模拟电压脉冲由前端112接收，并且前端输出数字脉冲，即具有大致矩形形状的脉冲。
45.逻辑电路113接收来自前端112的输出，并提供单个输出。逻辑电路113例如可以是或电路或者是异或电路。逻辑电路113可以被称为压缩电子器件113，因为它接收多个输入并提供单个输出。
46.处理单元143还包括时间到数字值转换器114。如图1所描绘，光源102的输出连接到传感器电子器件110。当发射光脉冲时，该输出启动时间到数字值转换器114的定时器的操作。当像素接收到反射的光子，并且相关联的前端112输出信号时，其通过压缩电子器件113，并导致从时间到数字值转换器114读取经过时间值。这可以称为时间戳。
47.时间值存储在存储器116中。存储器116可以是直方图存储器。直方图存储器包括代表不同经过时间的区间(bin)。当检测到光子时，该光子的经过时间值导致与该时间值相对应的区间的增量。随着时间的推移，许多光子被检测到，许多相关联的经过时间被测量。直方图存储器中的数据表示作为经过时间的函数的检测到的光子的数量。数据中的峰值通常指示已反射了光子的对象。与峰值相关联的时间指示到那些对象的距离。直方图存储器提供的距离分辨率(可称为深度分辨率)将取决于每个区间的持续时间。
48.处理单元143还包括处理器119和存储器120(例如寄存器)。存储器120存储处理器119用来控制宏像素133的操作的指令。存储器120可以被称为控制存储器120。控制存储器120可以例如确定宏像素是被配置成使用来自单独光电检测器的输出还是使用来自光电检测器的组合输出来检测光子(这些操作模式将在下面描述)。控制存储器120可以例如存储用于输出的帧的一系列像素子集(如下所述)。通常，控制存储器可以与每个宏像素相关联。
49.通常，连接到诸如压缩电子器件113和直方图存储器114的公共电子器件的像素组可以被称为宏像素。
50.系统100还可以包括时间到距离转换器(未示出)，其接收时间的数字表示的形式的直方图存储器输出，并将这些时间转换成距离。时间到距离转换器通常不在宏像素级实现，因为它太大，而是在宏像素阵列之外提供。来自时间到距离转换器118的输出被传递到图像处理器106，图像处理器106组合输出以形成描绘到飞行时间传感器系统100的视野中的对象的距离的图像。该图像可以被称为深度图。
51.图2a-2c示意性地描绘了根据本发明实施例的飞行时间感测的方法。图2a-2c描绘了图1的阵列的单个宏像素133，以及与该宏像素相关联的处理单元143。宏像素133由16个光电检测器构成，为了便于参考，在此将这16个光电检测器称为像素。像素例如可以是单光子雪崩二极管(spad)。
52.在传统方法中，处理单元143依次接收来自16个像素133中的每一个的输出(这是已知的时分复用布置)。传统上，使用例如由控制存储器控制的光栅扫描布置。
53.在图2a中，字母被用来标识宏像素133的像素列，数字被用来标识该宏像素的像素行(这是以对应于标识棋盘上的位置的方式完成的)。因此，左上像素是a1，右下像素是d4。
54.在传统布置中，执行所有像素的光栅扫描，其中沿着每行的每个像素依次被寻址:a1、b1、c1、d1、a2、b2等。这是一种传统的时间复用布置。宏像素133的帧速率，即来自宏像素的输出被刷新的速率，可以相对较低。
55.在本发明的实施例中，在每次数据采集期间，来自宏像素133的四个像素的输出被发送到处理单元143(这四个像素是宏像素的像素子集)。从其接收输出的所选像素可以以伪随机模式分布(其可以存储在控制存储器120中
–
参见图1)。所选像素同时都处于活动状
态。压缩电子器件113(见图1)将从四个像素中的任何一个接收输入，并提供不区分哪个像素提供输入的输出。因此，在图2a描述的示例中，从像素a1、d1、b2或a4中的任何一个接收输出。多个输出被接收并存储在直方图存储器114中。这可以持续预定的时间量，或者直到在存储在直方图存储器中的数据中已经标识出足够明确的峰值(如下面进一步解释的)。然后数据采集完成，下一数据采集开始。数据采集可以被称为子帧。
56.第二数据采集如图2b所示。在该示例中，在第二数据采集中，从像素b1、c2、d2和d4(这是第二像素子集)接收输出。同样，像素以伪随机模式分布(其可以存储在控制存储器120中)。同样，所有四个像素b1、c2、d2和d4同时激活，并且压缩电子器件113不区分来自像素的输出。输出被发送到处理单元143。一旦经过了预定时间，或者已在数据中标识出峰值，第二数据采集(子帧)就完成了。
57.然后开始下一数据采集。第三数据采集(子帧)如图2c所示。在第三数据采集中，从像素c1、a2、b3和d4(这是第三像素子集)接收输出。同样，像素以伪随机模式分布(其可以存储在控制存储器120中)。输出被传递到处理单元143。
58.然后发生进一步的数据采集，其中来自不同的四个像素a1-d4的选择(子集)的输出被发送到处理单元143。没有描绘这个数据采集(子帧)。该数据采集的输出可以从像素a3、c3、d3和b4获得。这些是唯一还没有提供输出的像素。一旦第四像素子集提供了输出，所有像素都提供了输出。帧的获取可以被认为是完成的。然后可以为下一帧重复该数据采集的集合。
59.通常，构成一帧的数据采集的集合可以被布置成使得每个像素a1-d4在该帧期间至少被激活(启用)一次。该帧可以包括四个以上的数据采集。在构成一帧的数据采集的集合期间，一些像素可能不止一次被激活(启用)。
60.在上面的描述中，以及在本文的其他地方，术语“帧”可以被解释为意味着从宏像素的所有像素采集数据。在上下文允许的情况下，术语“帧”可以指从传感器模块104的所有宏像素的所有像素采集数据。
61.本发明的这个实施例是有利的，因为它提供了比从串联的宏像素133的所有16个像素接收输出时获得的帧速率更快的帧速率。例如，如果帧由四个数据采集(子帧)构成，那么帧速率比传统帧速率快四倍。实现了这种改进的帧速率，同时避免了如果应用增加帧速率的传统方法(即其中像素a1-d4的所有输出被组合在一起使得处理单元143不能辨别哪个像素提供了输出信号的方法)将会看到的空间分辨率的大幅度降低。虽然将会看到空间分辨率的降低，但是这种降低比使用现有技术方法所看到的要小。
62.在其间从像素(或像素子集)接收输出的时间段可以是固定的。可以从像素(或像素子集)接收输出，直到例如源102已经发射了10,000个脉冲(或一些其他数量的脉冲)。光源102的重复率例如可以是10mhz。每个输出10,000个脉冲和10mhz的重复率的组合将意味着从给定像素(或像素子集)接收10毫秒的输出，随后从下一像素(或像素子集)接收输出。
63.在十六像素的宏像素的每个像素提供输出的传统布置中，得到的帧速率是1/(16
×
0.01)＝6.25赫兹。在其他示例中，在每个像素处接收的脉冲数量可以不同，例如100,000个脉冲。在这种情况下，帧速率可能会更低。增加光源的重复率可以增加帧速率，但是可能难以实现，并且将使用更多的功率。根据本发明的实施例，当使用从像素子集的数据采集时，增加了帧速率。
64.在可替换的传统方法中，在其间从像素接收输出的时间段可以基于像素(或像素子集)检测到的光子的属性。如上面进一步解释的，对应于检测到光子的时间的时间戳被存储在直方图存储器116中。形成处理单元143的一部分的处理器可以确定直方图存储器中存储的数据中是否存在(一个或多个)峰值。当标识出(一个或多个)峰值(例如，具有足够好的信噪比)时，可以判断来自该像素(或像素子集)的输出是足够的。然后可以获得来自下一像素(或像素子集)的输出。在使用十六像素的宏像素的所有像素的传统布置中，典型的帧速率例如可以在10hz左右。帧速率可以在某种程度上根据对象与系统100的接近度而变化。根据本发明的实施例，当像素子集用于每次数据采集时，帧速率增加。
65.一般来说，更快的帧速率是理想的，因为这允许深度图更精确地显示到对象的快速变化的距离。本发明的实施例提供了更快的帧速率，因为帧是使用来自宏像素的像素子集的输出(而不是分别来自宏像素的每个像素的输出)构建的。例如，在诸如图2的实施例的实施例中，其中从每个像素子集中的像素的1/4接收输出，帧速率增加了四倍。
66.尽管图2a-2c中描绘的实施例为每个子集选择四个像素，但是在其他实施例中，可以选择其他数量的像素。通常，对于每个数据采集(子帧)，可以选择宏像素133的不同像素子集。控制存储器120可以将像素子集的标识存储为一系列子集，并且可以通过该系列子集来使宏像素133循环。当宏像素的每个像素在帧采集期间已经被激活(启用)至少一次时，帧可以被认为是完成的。可以为每个宏像素133-139存储(和使用)不同系列的像素子集。可替换地，可以存储(和使用)相同的系列，但是每个宏像素133-139在系列中的不同点处开始。通常，可以控制宏像素133-139，使得没有两个宏像素同时使用相同的像素子集。
67.尽管本发明的实施例以给定的倍数(例如，四倍)增加帧速率，但是它们不会将系统的空间分辨率降低相应的倍数。这是因为在宏像素上使用不同的像素子集可以提供良好的空间分辨率。这可以参考下面给出的示例来理解。
68.在这个示例中，系统100面对1m远的第一壁和2m远的第二壁。壁由延伸至1m深度的垂直边连接。宏像素133的a列和b列中的像素都看到距离为1m的第一壁。宏像素133的c列和d列中的像素都看到距离2m的第二壁。
69.当执行图2a所描绘的数据采集时，来自a列和b列的三个像素具有1m的输出，来自c列和d列的一个像素具有2m的输出。直方图存储器将具有两个峰值，一个峰值对应于1m壁，一个峰值对应于2m壁。峰值的高度提供了关于从1m壁和2m壁接收的反射光子的数量的信息。当执行图2b所描绘的数据采集时，来自a列和b列的一个像素具有1m的输出，来自c列和d列的三个像素具有2m的输出。现在，2m壁的峰值比以前更大，1m的峰值更小。当执行图2c所描绘的数据采集时，来自a列和b列的两个像素具有1m的输出，来自c列和d列的两个像素具有2m的输出。1m峰值现在比以前大了一点，2m峰值现在小了一点。峰值的高度以及提供峰值的像素子集的已知位置使得能够标识1m壁和2m壁的位置。也就是说，可以标识存在1m壁面对a列、b列，存在2m壁面对c列、d列。
70.为了简化上述解释，假设从2m壁反射到传感器122的光子的数量与从1m壁反射到传感器的光子的数量相同。实际上，从2m壁接收到的光子会更少，因为它离得更远。对检测到的峰值的分析可以考虑较远的对象将提供比较近的对象更低的峰值。
71.通常，宏像素可以由任意数量的像素构成，例如3
×
3、4
×
4、5
×
5、6
×
6等像素。在一些实施例中，宏像素的行数可以不同于宏像素的列数(例如，如图所示)。因此，例如，宏像
素可以由5
×
4、4
×
5、6
×
4或4
×
6等像素构成。通常，宏像素可以是矩形的。本发明的实施例可以在任何形状的宏像素中实现。通常，当宏像素是至少3个像素乘至少3个像素(即3
×
3像素或更多)的阵列时，可以应用本发明的实施例。
72.在图3a-3c中示意性地描绘了本发明的替代实施例。在该实施例中，宏像素是5
×
4像素的阵列。然而，宏像素可以具有一些其他数量的像素。在图3a-3c所示的实施例中，输出从像素子集发送，该像素子集包括四个像素的组(四个像素被布置成正方形)。如同图2a-2c所示的实施例，像素的行和列分别使用数字和字母来标识。
73.第一子帧如图3a所示。来自像素a1、b1、a2、b2的输出被发送到处理单元243(这是第一数据采集)。该像素组的周长用虚线标记，并且该像素组标记为a。当输出从像素组a传递到处理单元243时，输出不标识像素a1、b1、a2、b2中的哪一个接收到检测到的光子。因此，与当处理单元分别接收来自各个像素的输出时看到的分辨率相比，所提供的空间分辨率降低了。
74.在光源的预定数量的脉冲之后，或者在输出中标识出峰值之后，该方法然后移动到第二像素组b(这是第二数据采集)。该第二像素组b包括像素d1、e1、d2、e2，并且其周长用虚线标记。当输出从像素组b传递到处理单元243时，输出不标识像素d1、e1、d2、e2中的哪一个接收到检测到的光子。
75.然后从由像素b2、c2、b3、c3构成的第三像素组c接收输出(这是第三数据采集)。这些像素由比用于第二像素组b的虚线短的虚线勾勒出轮廓。可以看出，像素b2已经形成了第一像素组a的一部分。两个像素组a、c之间的这种重叠是有益的，因为它恢复了空间分辨率，否则由于像素组是2
×
2像素，该空间分辨率将会丢失。这同样适用于像素组的其他重叠。
76.最后，由像素c3、d3、c4、d4构成的第四像素组d向处理单元243提供输出(这是第四数据采集)。同样，在像素c3处与前一像素组c重叠。
77.图3b中描绘了第二子帧。在该子帧中，来自由像素a2、b2、a3、b3构成的第一像素组的输出被提供给处理单元243(第一数据采集)。然后从像素b1、c1、b2、c2的第二组b提供输出。然后从d3、e3、d4、e4的第三像素组c提供输出。最后，从b3、c3、b4、c4的第四像素组d提供输出。同样，两个像素b2、b3在两个不同的场合提供输出。如上所述，这有益地改进了空间分辨率。
78.图3c中描绘了第三子帧。在该子帧中，来自由像素b2、c2、b3、c3构成的第一像素组的输出被提供给处理单元243(第一数据采集)。然后从像素c1、d1、c2、d2的第二组b提供输出。然后从b3、c3、b4、c4的第三像素组c提供输出。最后，从a3、b3、a4、b4的第四像素组d接收输出。三个像素c2、c3、b4在两个不同的场合提供输出，一个像素b3在三个不同的场合提供输出。如上所述，这有益地改进了空间分辨率。
79.如同上面结合图2描述的实施例，像素组a-d可以是伪随机分布。这些分布可以保存在控制存储器中。通常，像素组a-d可以分布在宏像素233上。如上所述，每个子帧的像素组是宏像素233的像素子集。
80.本发明的这个实施例是有利的，因为它提供了比如果分别从每个像素接收输出时将会实现的帧速率更快的帧速率，并且另外提供了比如果所有像素连接在一起以提供单个宏像素输出时将会实现的空间分辨率更好的分辨率。具体地，像素组之间的重叠提供了否则不会获得的空间信息。在现实世界中，大多数对象由区域和边构成。以结合图3描述的方
式使用像素组提供了良好的结果，因为它观察区域，同时区域之间的重叠有助于标识边。
81.如同图2a-2c中描述的实施例一样，图3a-3c中描述的实施例可以参考示例来理解。在这个示例中，系统100面对1m远的第一壁和2m远的第二壁。壁由一条延伸至1m深度的垂直边连接。宏像素233的a列的像素看到距离为1m的第一壁。宏像素233的d-e列的像素都看到距离为2m的第二壁。
82.在图3a所描绘的第一子帧中，来自第一像素组a的输出将包括指示1m处对象的峰值和指示2m处对象的峰值。来自第二、第三和第四像素组b的输出将具有指示2m处对象的峰值(但是没有指示1m处对象的峰值)。因为像素组的位置是已知的，所以输出可以用于标识存在面向a列的1m壁和面向b至d列的2m壁。因为第三像素组c与第一像素组a部分重叠，这允许以小于像素组大小的空间分辨率来确定壁之间的台阶的位置。第二和第三子帧3b、3c可用于获得附加空间信息。
83.通常，构成子帧的至少一些像素组可以部分重叠。与子帧的像素组不重叠的情况相比，这将提供改进的空间分辨率。
84.在本发明的所描述实施例中，每个宏像素由十六个像素构成。在其他实施例中，每个宏像素可以具有不同数量的像素。可以使用这些像素的不同分组。例如，可以使用由多于四个像素构成的像素组。
85.在一些实施例中，像素组的数量可以等于或小于一起形成宏像素的像素的数量的1/4。
86.在图1中，前端112、压缩电子器件113、时间到数字值转换器114、存储器116、处理器119和控制存储器120都被描绘为处理单元143，该处理单元143与其相关联的宏像素133形成在相同的集成电路中。这对于每个宏像素131-139可以是相同的。电路141-149可以位于传感器122下方。可替换地，电路可以位于传感器122的外围周围。在传感器122下方提供电路可以是优选的，因为它可以提供可扩展性并且可以提供优异的性能。
87.并非电路的所有元件都在集成电路中。一个或多个元件可以远离集成电路定位。例如，时间到距离转换器可以形成不同集成电路的一部分。然而，在集成电路中提供所有元件可能是最高效的配置。
88.在本发明的所描述实施例中，宏像素的像素是光电检测器。在所描述的实施例中，光电检测器是雪崩光电二极管。然而，也可以使用其他光电检测器，例如ccd阵列或ppd光电二极管阵列。
89.可以使用不是直方图存储器的存储器(例如ram)。
90.在本发明的所描述实施例中，像素子集作为伪随机分布分布在宏像素上。然而，也可以使用其他像素分布，只要这些分布的像素大体分布在宏像素上。术语“大体分布”可以被解释为意味着像素不都在宏像素的一侧或一角。例如，在每个子集中，像素可以包括在宏像素的列的3/4和/或行的3/4中。
91.本发明的实施例可以用在许多不同的应用中，例如智能手机、平板计算机、膝上型计算机、计算机监视器、汽车仪表板和/或导航系统、公共空间中的交互式显示器、家庭助理等。
92.附图标记列表:
93.100-飞行时间传感器系统
94.102-光源
95.104-飞行时间传感器模块
96.106-图像处理器
97.110-传感器电子器件
98.112-前端
99.113-压缩电子器件
100.114-时间到数字值转换器
101.116-存储器
102.119-处理器
103.120-控制存储器
104.122-传感器
105.131-139-宏像素
106.141-149-处理单元
107.233-宏像素
108.243-处理单元
109.本领域技术人员将会理解，在前面的描述和所附权利要求中，诸如“上面”、“沿着”、“侧面”等位置术语是参考概念性图示做出的，例如附图中所示的那些。这些术语是为了便于参考而使用的，但不具有限制性质。因此，这些术语应被理解为当处于附图中所示的方位时指代对象。
110.尽管已经根据如上所述的优选实施例描述了本公开，但是应当理解，这些实施例仅仅是说明性的，并且权利要求不限于这些实施例。鉴于本公开，本领域技术人员将能够做出落入所附权利要求的范围内的修改和替换。本说明书中公开或示出的每个特征可以结合到任何实施例中，无论是单独的还是以与本文公开或示出的任何其他特征的任何适当组合。