光子设备制造技术

本公开提供了一种光子设备。所述光子设备用于在设备内生成至少两个分离且离散的波长，基于所述至少两个分离且离散的波长和多波长衍射光学元件之间的相互作用生成至少两个光强度分布，由此所述至少两个光强度分布可以被用来从被目标反射的光来探测目标。

【技术实现步骤摘要】

本公开涉及一种光子设备，并且进一步涉及一种多功能光子测距设备，用于确定到目标的距离或者目标的其他特性。
技术介绍
当前的光子测距设备限于其所最优化于的单一应用。例如这些应用可以包括单一区域或多区域测距系统。进一步，这些单一区域或多区域测距系统可以被分为短距离(例如，0cm-30cm)以及较长距离(例如，从30cm开始)探测系统。取决于应用，光源的输出必须以满足这种应用的方式来进行控制。这就固有地使得设备不宜用于可替换的应用。例如，光子测距设备应用可以用飞行时间来确定在反射的目标和设备之间的距离。在飞行时间中，光脉冲被发射并且被目标反射回到感测器。光行进到目标并且被反射回到感测器上所用的时间可以用来基于已知的光速确定目标和设备之间的距离。光子设备和飞行时间计算可以在其中知晓目标和设备之间的距离是有用的应用中得到实施。一个例子是并入了触摸屏的移动电话。在这个应用中，当接听或者拨打电话时，为了将耳朵放置于扬声器的附近，用户的部分脸颊可能触碰到触摸屏。在通话期间，触摸屏应当对用户的脸颊没有响应从而防止意外的挂断。可以执行飞行时间计算从而确定这就是该情况并且禁用触摸屏。然而这种设备可能并不优化或者设计用于其中需要更长距离探测的应用。例如为了使用相同的移动电话中的光子设备从而确定目标离开移动电话的运动并且由此启用对移动电话的手势控制。
技术实现思路
根据第一方面，提供了一种方法，包括：在设备内生成至少两个分离且离散的波长；基于至少两个分离且离散的波长和多波长衍射光学元件之间的相互作用生成至少两个光强度分布，由此至少两个光强度分布可以被用来从被目标反射的光来探测目标。至少两个光强度分布可以是空间上不同的。该方法可以进一步包括利用收集器透镜收集反射光，反射光来自从目标反射回的至少两个光强度分布中的至少一个。该方法可以进一步包括利用返回阵列探测经收集的反射光。返回阵列可以包括SPAD阵列。利用收集器透镜收集反射光可以包括利用多波长衍射光学元件将至少两个分离且离散的波长中的一个聚焦在返回阵列的第一部分上并且至少两个分离且离散的波长中的另一个聚焦在返回阵列的第二部分上来收集反射光。返回阵列的第一部分可以与返回阵列的第二部分相离散。该方法可以进一步包括对收集的反射光进行滤波，从而返回阵列相对于至少两个分离且离散的波长中的一个而独立地探测到至少两个分离且离散的波长中的另一个。该方法可以进一步包括：从利用返回阵列探测的经收集的反射光确定飞行时间估计；并且基于来自利用返回阵列探测的经收集的反射光的飞行时间估计来确定设备和目标之间的距离。该方法可以进一步包括：确定利用返回阵列探测的经收集的反射光和参考信号之间的相位差；并且基于相位差确定设备和目标之间的距离。在设备内生成至少两个分离且离散的波长可以包括利用分离的发光二极管生成至少两个分离且离散的波长中的每一个。在设备内生成至少两个分离且离散的波长可以包括利用至少一个激光二极管生成至少两个分离且离散的波长中的每一个。利用至少一个激光二极管生成至少两个分离且离散的波长中的每一个可以包括利用多波长垂直腔面发射激光器生成每个波长。根据第二方面提供一种光子设备，其包括：至少一个光源，配置用于生成至少两个分离且离散的波长；多波长衍射光学元件，配置用于基于至少两个分离且离散的波长和多波长衍射光学元件之间的相互作用生成至少两个分离的光强度分布，由此至少两个光强度分布可以被用来从被目标反射的光来探测目标。至少两个光强度分布可以是空间上不同的。该光子设备可以进一步包括收集器透镜，配置用于收集反射光，反射光来自从目标反射回的至少两个光强度分布中的至少一个。该光子设备可以进一步包括返回阵列，配置用于探测收集的反射光。该返回阵列可以包括SPAD阵列。该收集器透镜可以是多波长衍射光学元件，配置用于将至少两个分离且离散的波长中的一个聚焦在返回阵列的第一部分上并且至少两个分离且离散的波长中的另一个聚焦在返回阵列的第二部分上。返回阵列的第一部分可以与返回阵列的第二部分相离散。该光子设备可以进一步包括图案化的滤波器阵列，配置用于对收集的反射光进行滤波，从而返回阵列配置用于相对于至少两个分离且离散的波长中的一个而独立地探测到至少两个分离且离散的波长中的另一个。该光子设备可以进一步包括处理器，配置用于从利用返回阵列探测的经收集的反射光确定飞行时间估计，并且其中该处理器进一步配置用于基于来自利用返回阵列探测的经收集的反射光的飞行时间估计来确定设备和目标之间的距离。该光子设备可以进一步包括处理器，配置用于确定利用返回阵列探测的经收集的反射光和参考信号之间的相位差，并且其中该处理器进一步配置用于基于相位差确定设备和目标之间的距离。至少一个光源可以包括至少两个发光二极管，其中至少两个发光二极管中的每一个配置用于生成相应的分离且离散的波长。至少一个光源可以包括至少一个激光二极管，其中至少一个激光二极管配置用于生成分离且离散的波长。至少一个激光二极管可以是多波长垂直腔面发射激光器。根据第三方面，提供一种装置，其包括：用于在设备内生成至少两个分离且离散的波长的装置；用于生成至少两个光强度分布的装置，由此至少两个光强度分布可以被用来从被目标反射的光来探测目标。用于生成至少两个光强度分布的装置可以包括多波长衍射光学元件并且其中至少两个强度分布可以基于至少两个分离且离散的波长和多波长衍射光学元件之间的相互作用来生成。至少两个光强度分布可以是空间上不同的。该装置可以进一步包括用于收集反射光的装置，反射光来自从目标反射回的至少两个光强度分布中的至少一个。该装置可以进一步包括用于探测经收集的反射光的装置。用于探测经收集的反射光的装置可以是返回阵列。返回阵列可以包括SPAD阵列。用于收集反射光的装置可以包括多波长衍射光学元件，以将至少两个分离且离散的波长中的一个聚焦在返回阵列的第一部分上并且将至少两个分离且离散的波长中的另一个聚焦在返回阵列的第二部分上。返回阵列的第一部分可以与返回阵列的第二部分相离散。该装置可以进一步包括用于对收集的反射光进行滤波的装置，由此用于探测收集的反射光的装置相对于至少两个分离且离散的波长中的一个而独立地探测到至少两个分离且离散的波长中的另一个。该装置可以进一步包括：用于从探测的经收集的反射光确定飞行时间估计的装置；以及用于基于来自探测的经收集的反射光的飞行时间估计来确定设备和目标之间的距离的装置。该装置可以进一步包括：确定探测的经收集的反射光和参考信号之间的相位差；并且基于相位差确定设备和目标之间的距离。用于在设备内生成至少两个分离且离散的波长的装置可以包括用于生成至少两个分离且离散的波长中的每一个的分离的发光二极管。用于在设备内生成至少两个分离且离散的波长的装置可以包括用于生成至少两个分离且离散的波长中的每一个的至少一个激光二极管。至少一个激光二极管可以是用于生成每个波长的多波长垂直腔面发射激光器。附图说明现在将参照附图对本申请的实施例进行描述，其中：图1为示出了已知光子设备的示例的示意图；图2为示出了例如图1中示出的已知光子设备的示例操作的示意图；图3为示出了双色源光子设备的示例的示意图；图4为示出了带有滤波的返回阵列的双色源光子设备的示例的示意图；图5为示出了如图3和图4所示出的双色源光子设备的示例强本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光子设备，其特征在于，包括：至少一个光源，被配置用于生成至少两个分离且离散的波长；多波长衍射光学元件，被配置用于基于所述至少两个分离且离散的波长和所述多波长衍射光学元件之间的相互作用生成分离的至少两个光强度分布，由此所述至少两个光强度分布能够被用于从被目标反射的光来探测所述目标。

【技术特征摘要】
2015.07.01 GB 1511551.21.一种光子设备，其特征在于，包括：至少一个光源，被配置用于生成至少两个分离且离散的波长；多波长衍射光学元件，被配置用于基于所述至少两个分离且离散的波长和所述多波长衍射光学元件之间的相互作用生成分离的至少两个光强度分布，由此所述至少两个光强度分布能够被用于从被目标反射的光来探测所述目标。2.根据权利要求1所述的光子设备，其特征在于，所述至少两个光强度分布在空间上是不同的。3.根据权利要求1或2所述的光子设备，其特征在于，进一步包括收集器透镜，所述收集器透镜被配置用于收集反射光，所述反射光来自从所述目标反射的所述至少两个光强度分布中的至少一个光强度分布。4.根据权利要求3所述的光子设备，其特征在于，进一步包括返回阵列，所述返回阵列被配置用于探测经收集的所述反射光。5.根据权利要求4所述的光子设备，其中所述返回阵列包括SPAD阵列。6.根据权利要求4或5所述的光子设备，其特征在于，所述收集器透镜是多波长衍射光学元件，所述多波长衍射光学元件被配置用于将所述至少两个分离且离散的波长中的一个聚焦在所述返回阵列的第一部分上，并且将所述至少两个分离且离散的波长中的另一个聚焦在所述返回阵列的第二部分上，其中所述返回阵列的所述第一部分与所述返回阵列的所述第二部分相分离。7.根据权利要求4或5所述的光子设备，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·P·D·唐宁，A·卡利，
申请(专利权)人：意法半导体RD有限公司，
类型：新型
国别省市：英国;GB