测距装置制造方法及图纸

一种测距装置，包括：被配置成从光源接收被目标反射的光的多个光敏检测器的第一阵列，上述第一阵列包括：多个不同分区；具有至少一个读出通道并且被配置成从上述多个分区中的每个分区读出数据的读出电路系统；以及被配置成根据来自第一阵列的上述输出确定与上述目标相关联的位置信息的处理器。

【技术实现步骤摘要】
测距装置
一些实施例涉及测距装置，并且特别地而非排他性地涉及能够提供手势检测的装置。
技术介绍
已知用于确定到目标的距离的设备。当前使用的一种方法被称为“飞行时间”(ToF)。该方法包括朝着目标发送光信号并且测量信号行进到目标并且返回所需要的时间。信号进行这一行程所需要的时间的计算可以通过测量从光源发出的信号与从目标反射并且被光传感器检测到的信号之间的相移来获得。已知这一相移以及光速，则能够确定到目标的距离。单光子雪崩二极管(SPAD)可以用作反射光的检测器。通常，SPAD的阵列被提供作为传感器以便检测反射光脉冲。光子可以通过光电效应而在SPAD中生成载流子。光生成的载流子可以在SPAD阵列中的一个或多个SPAD中触发雪崩电流。雪崩电流可以发出一个事件的信号，该事件即光的光子已经被检测到。
技术实现思路
根据一方面，提供了一种测距装置，其包括：被配置成从光源接收被目标反射的光的多个光敏检测器的第一阵列，上述第一阵列包括多个不同分区；具有至少一个读出通道并且被配置成从上述多个分区中的每个分区读出数据的读出电路系统；以及被配置成根据来自第一阵列的上述输出确定与上述目标相关联的位置信息的处理器。第一阵列可以包括视场，其中每个分区与上述视场中的子区域相关联，上述处理器被配置成确定上述目标相对于上述子区域中的一个或多个子区域的位置。处理器可以被配置成通过使用由上述分区输出的连续数据来确定上述目标的移动。在一些实施例中，手势可以被识别。第一阵列可以包括n个分区，并且上述读出电路系统可以包括n个读出通道。第一阵列可以包括n个分区，并且上述读出电路系统包括m个读出通道，其中m小于n，上述读出电路系统被配置成从上述第一阵列的至少两个分区连续地读出。装置可以包括第二阵列，上述第二阵列被配置成提供参考值，上述读出电路系统被配置成从上述第二阵列读出数据。第二阵列可以包括多个不同分区。第二阵列与第一阵列可以包括相同数目的分区。光敏检测器可以包括SPAD。装置可以包括用于单独寻址上述光敏检测器的寻址电路系统。寻址电路系统可以被配置成定义上述分区中的一个或多个分区。寻址电路系统可以被配置成定义一个或多个子分区，上述读出电路系统被配置成从上述一个或多个子分区读出上述数据，其中一个或每个子分区包括至少一个分区的部分。寻址电路系统可以被配置成动态地定义以下中的至少一项：上述一个或多个分区；以及上述一个或多个子分区。装置可以包括上述被配置成发出光的光源。根据另一方面，提供了一种集成电路，其包括：被配置成从光源接收被目标反射的光的多个光敏检测器的第一阵列，上述第一阵列包括多个不同分区；以及具有至少一个读出通道并且被配置成从上述多个分区中的每个分区读出数据的读出电路系统。附图说明现在将仅作为示例并且参考附图来描述一些实施例，在附图中，图1图示用于确定到目标的距离的“飞行时间”方法的原理；图2A到图2C是图示借助于图1的设备获取的结果以及“SPAD”的操作的时序图；图3示出了实施例的框图；图4a和图4b示出了手势的一些示例以及相关联的幅度和距离；图5示出了横向运动估计；图6示出了归一化的幅度信息；图7a和图7b示出了图3的SPAD阵列的视场；图8示出了具有SPAD阵列布置的设备；图9到图11示出了在一些实施例中产生的柱状图的示例；图12是描绘与实施例相关联的方法步骤的流程图；以及图13是描绘与另外的实施例相关联的方法步骤的流程图。具体实施方式图1图示“飞行时间”方法的一般原理。在图1中，生成器10(PULSE)提供例如方形的周期性电信号。这一信号对光源12供电。光源12的示例可以是发光二极管，或者可以是任何已知的照明设备，例如激光二极管。从光源12发出的信号朝着目标16被传输并且被这一目标反射。反射的光信号被光传感器18检测到。传感器18上的信号因此与由生成器提供的信号存在与到目标16的距离的两倍成比例的时间段的相移。计算框20(“DIFF”)接收由生成器10和传感器18生成的信号并且计算这些信号之间的相移以获得到目标16的距离。在一些实施例中，使用参考传感器。参考传感器将被定位成接收由光源发出的光，并且靠近光源。到目标的距离可以使用从光源接收光的参考传感器与从反射目标接收光的传感器18之间的时序差(timingdifference)来确定。图2A到图C是图示诸如图1的电路的操作的时序图。图2A图示能够由图1的生成器10来提供的周期性信号“PULSE”。图2B图示由传感器18接收的信号CAPT。由于与外部以及到形成传感器18的部件的交互，这一传感器接收的信号在本示例中具有为电容器充放电形式的变化。传感器18上的信号与生成器10输出的信号存在延迟为D的相移。传感器18可以集成一个或若干光检测元件，以实现对在从目标16反射后接收的信号的检测。这样的元件可以是快速电荷转移光电二极管。也可以使用单光子雪崩二极管或者“SPAD”——也称为Geiger模式雪崩光电二极管。这些器件具有反向偏置的pn结，其中光生成的载流子由于碰撞电离机制而可能触发雪崩电流。SPAD可以被设计成以反向偏置电压以及在击穿电压之上操作。图2C图示在传感器18包含这样的SPAD的情况下由传感器18生成的信号(PULSEC)。SPAD如下操作。在初始时间，二极管被偏置到大于其击穿电压的电压。二极管结区域中光子的接收在二极管中开始雪崩，这产生电脉冲。之后二极管偏置回小于击穿电压的电压，使得SPAD再次反作用于光子的接收。SPAD当前可以周期性地使用，该周期性的再激活周期小于10ns。从而，SPAD可以高频率地使用以检测在距测量设备相对较短距离的位置处的目标，例如，在几厘米到几十厘米的范围内的距离处的目标。在不同实施例中，可以支持不同的范围。如图2C中所图示的，如果SPAD接收诸如相对于图2B描述的光信号，则二极管雪崩时间可以相对于这一信号进行变化。脉冲数目与时间的曲线图反映了由SPAD接收的光的功率时间曲线。因此，在图2A到图2C中图示的情况下，通过大量获取，SPAD的脉冲传输曲线图基本上符合图2B的曲线。为了获得与到目标的距离有关的信息，现在将描述使用从设备获得的数据的电路和方法。测距即为距离信息的获取。这一距离可以是相对距离或者更精确的距离。现在参考图3，图3示意性地示出了实施例的概述。布置包括第一SPAD阵列1和第二SPAD阵列2。每个SPAD阵列包括多个SPAD器件。每个SPAD阵列包括八个分区。这些分区分别被标记为A到H。在一些实施例中，可以预先定义分区。然而，如将更详细地讨论的，可以可变化地被配置分区。在一些实施例中，可以可变化地配置分区的数目和/或分区的大小。在图3所示的示例中，阵列被示出为具有相同数目的分区。在其他实施例中，阵列可以具有彼此不同数目的分区。在一些实施例中，分区的数目和/或分区的大小可以在器件处于制造/配置阶段时针对器件的使用来配置。在其他实施例中，分区的数目和/或分区的大小可以在器件的操作期间变化。在一些实施例中，分区可以在器件的操作期间被动态地配置。这在一些实施例中可以用于跟踪感兴趣的目标。分区的数目在一些实施例中可以缩放。每个分区的位置和/或大小在一些实施例中可以动态地变化。使得能够动态地改变分区的位置和/或大小的这些实施例可以使用寻址电路系本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测距装置，包括：多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据；以及处理器，被配置成根据来自所述第一阵列的所述输出确定与所述目标相关联的位置信息。

【技术特征摘要】
2015.12.18 EP 15307058.61.一种测距装置，包括：多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据；以及处理器，被配置成根据来自所述第一阵列的所述输出确定与所述目标相关联的位置信息。2.根据权利要求1所述的测距装置，其中所述第一阵列包括视场，其中每个分区与所述视场中的子区域相关联，所述处理器被配置成确定所述目标的相对于所述子区域中的一个或多个子区域的位置。3.根据权利要求1或2所述的测距装置，其中所述处理器被配置成通过使用由所述分区输出的连续数据来确定所述目标的移动。4.根据任一前述权利要求所述的测距装置，其中所述第一阵列包括n个分区，并且所述读出电路系统包括n个读出通道。5.根据权利要求1到3中的任一项所述的测距装置，其中所述第一阵列包括n个分区，并且所述读出电路系统包括m个读出通道，其中m小于n，所述读出电路系统被配置成从所述第一阵列的至少两个分区串行地读出。6.根据任一前述权利要求所述的测距装置，还包括第二阵列，所述第二阵列被配置成提供参考值，所述读出电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·雷，P·梅洛特，J·K·莫雷，G·斯托姆，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，意法半导体格勒诺布尔二公司，
类型：发明
国别省市：英国,GB