波束扫描装置以及包括波束扫描装置的光学装置制造方法及图纸

提供了一种波束扫描装置，包括：多个天线谐振器，在行方向和列方向上二维地设置；多个行电压线，被配置为在行方向上分别提供多个驱动电压；多个列电压线，被配置为在列方向上分别提供多个驱动电压；以及驱动电压转换电路，被配置为基于从多个行电压线中的每一个行电压线提供的行方向上的驱动电压以及从多个列电压线中的每一个列电压线提供的列方向上的驱动电压，控制被施加到多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的驱动电压。

【技术实现步骤摘要】
波束扫描装置以及包括波束扫描装置的光学装置相关申请的相交引用本申请要求于2018年11月8日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请No.10-2018-0136802的优先权，该申请的公开内容通过全文引用的方式并入本文中。
本公开的示例实施例涉及波束扫描装置以及包括波束扫描装置的光学装置，更具体地，涉及降低了操作所需的电压信息量的非机械波束扫描装置以及包括该非机械波束扫描装置的光学装置。
技术介绍
最近，具有各种功能的高级驾驶辅助系统(ADAS)已经商业化。例如，配备有诸如自适应巡航控制(ACC)或者自动紧急制动系统(AFB)系统之类的功能的车辆的数量增加，该自适应巡航控制(ACC)识别另一车辆的位置和速度并且如果碰撞风险高则降低相应车辆的速度并且在没有碰撞风险时在设定的速度范围内驾驶相应车辆，该自动紧急制动系统(AEB)系统识别前方车辆并且如果存在碰撞风险但是驾驶员未对其进行响应或者如果响应方法不恰当则通过自动制动来防止碰撞。此外，预计在不久的将来会商业化允许自动驾驶的汽车。因此，对能够提供与车辆周围环境有关的信息的光学测量装置的关注增加。例如，用于车辆的光检测和测距(LiDAR)将激光照射到车辆周围的选定区域，并检测反射的激光以提供与相对于车辆附近的对象的距离或对象的相对速度和方位有关的信息。为此，用于车辆的LiDAR包括能够在期望区域中用光进行扫描的波束扫描装置。波束扫描装置除了在用于汽车的LiDAR中使用之外，还可以在用于机器人的LiDAR、用于无人机的LiDAR、安全用途的入侵者监视系统、地铁屏障门障碍物检测系统、深度传感器、移动电话中的用户面部识别传感器、增强现实(AR)、TV或娱乐设备上的动作识别和对象轮廓分析(profiling)中使用。波束扫描装置可以分为机械波束扫描装置和非机械波束扫描装置。例如，机械扫描装置使用旋转光源本身的方法、旋转对光进行反射的反射镜的方法、或者在垂直于光轴的方向上移动球面透镜的方法。非机械扫描装置使用例如使用半导体器件的方法和通过使用反射式相控阵电控制反射光的角度的方法。
技术实现思路
根据示例实施例的一个方面，提供了一种波束扫描装置，包括：多个天线谐振器，在行方向和列方向上二维地设置；多个行电压线，被配置为在行方向上提供多个行驱动电压；多个列电压线，被配置为在列方向上提供多个列驱动电压；以及驱动电压转换电路，被配置为基于从所述多个行电压线中的每一个行电压线提供的行驱动电压以及从所述多个列电压线中的每一个列电压线提供的列驱动电压，控制被施加到所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的驱动电压。所述多个行电压线可以被配置为同时提供所述多个行驱动电压，并且所述多个列电压线被配置为同时提供所述多个列驱动电压。所述行方向上的所述多个驱动电压中的每一个驱动电压和所述列方向上的所述多个驱动电压中的每一个驱动电压可以在0V和阈值电压之间的范围内，并且其中，所述阈值电压是所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移最大时的电压。所述行方向上由所述多个行电压线中的每一个行电压线提供的所述多个驱动电压中的每一个驱动电压可以具有锯齿状电压分布，所述锯齿状电压分布在所述行方向上以周期线性地变化。所述多个行电压线可以包括：第一行电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第一电压；第二行电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第二电压；以及至少一个行电压线，设置在所述第一行电压线与所述第二行电压线之间，并且提供在所述第一电压与所述第二电压之间线性增大或减小的电压。所述列方向上由所述多个列电压线中的每一个列电压线提供的所述多个驱动电压中的每一个驱动电压可以具有锯齿状电压分布，所述锯齿状电压分布在所述列方向上以周期线性地变化。所述多个列电压线可以包括：第一列电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第三电压；第二列电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第四电压；以及至少一个列电压线，设置在所述第一列电压线与所述第二列电压线之间，并且提供在所述第三电压与所述第四电压之间线性增大或减小的电压。所述驱动电压转换电路可以包括：第一变换电路，被配置为将从与所述驱动电压转换电路相对应的行电压线提供的行驱动电压和从与所述驱动电压转换电路相对应的列电压线提供的列驱动电压相加；第二变换电路，被配置为基于所述第一变换电路的输出电压小于所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移最大时的阈值电压，输出所述第一变换电路的输出电压，并且基于所述第一变换电路的输出电压大于所述阈值电压，输出通过从所述第一变换电路的输出电压中减去所述阈值电压而得到的电压；以及第三变换电路，被配置为根据被施加到所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的电压和所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移之间的非线性来改变所述第二变换电路的输出电压。所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器可以包括：电极层；设置在所述电极层上的有源层；设置在所述有源层上的绝缘层；以及设置在所述绝缘层上的天线层，并且其中，所述第三变换电路的输出端电连接到所述天线层或所述电极层。所述第一变换电路可以包括运算放大器，所述op-amp包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口，并且所述运算放大器的所述第一输入端口连接到所述行电压线，所述运算放大器的所述第二输入端口连接到所述列电压线，并且所述运算放大器的所述输出端口连接到所述第二变换电路的输入端。所述第一变换电路还可以包括：连接到所述运算放大器的所述第一输入端口的第一电阻器；连接所述运算放大器的所述第二输入端口的第二电阻器；连接在所述运算放大器的所述第一输入端口与所述输出端口之间的第三电阻器；以及连接在所述运算放大器的所述第二输入端口与地之间的第四电阻器。所述第二变换电路可以包括：比较电路，被配置为将所述第一变换电路的输出电压与所述阈值电压进行比较；第一输出端口，被配置为不加改变地输出所述第一变换电路的输出电压；电压差电路，被配置为输出通过从所述第一变换电路的输出电压中减去所述阈值电压而获得的电压；第二输出端口，连接到所述第三变换电路的输入端口；以及开关，基于所述比较电路的比较结果，将所述第二输出端口连接到所述第一输出端口或连接到所述电压差电路。所述第二变换电路的所述第一输出端口可以包括增益为1的运算放大器运算放大器。所述第二变换电路的所述电压差电路可以包括增益为1且偏移为负阈值电压的运算放大器。所述第三变换电路可以包括：模数转换器，被配置为将所述第二变换电路的输出电压转换为数字信号；非线性补偿电路，被配置为将由所述模数转换器提供的数字信号转换为与所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的电压-相移函数具有反函数关系的数字信号；以及数模转换器，被配置为将所述非线性补偿电路的输出转换为模拟电压。所述非线性补偿电路可以包括预定义查找表，所述预定义查找表包括输入数字信号和输出数字信号。所述波束扫描装置还可以包括：两个列电压输入线；第一电压分配器，连接在所述两个列电压输入线之间，并且所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种波束扫描装置，包括：/n多个天线谐振器，在行方向和列方向上二维地设置；/n多个行电压线，被配置为在所述行方向上提供多个行驱动电压；/n多个列电压线，被配置为在所述列方向上提供多个列驱动电压；以及/n驱动电压转换电路，被配置为基于从所述多个行电压线中的每一个行电压线提供的行驱动电压以及从所述多个列电压线中的每一个列电压线提供的列驱动电压，控制被施加到所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的驱动电压。/n

【技术特征摘要】
20181108 KR 10-2018-01368021.一种波束扫描装置，包括：
多个天线谐振器，在行方向和列方向上二维地设置；
多个行电压线，被配置为在所述行方向上提供多个行驱动电压；
多个列电压线，被配置为在所述列方向上提供多个列驱动电压；以及
驱动电压转换电路，被配置为基于从所述多个行电压线中的每一个行电压线提供的行驱动电压以及从所述多个列电压线中的每一个列电压线提供的列驱动电压，控制被施加到所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的驱动电压。


2.根据权利要求1所述的波束扫描装置，其中，所述多个行电压线被配置为同时提供所述多个行驱动电压，并且
所述多个列电压线被配置为同时提供所述多个列驱动电压。


3.根据权利要求1所述的波束扫描装置，其中，所述多个行驱动电压中的每一个行驱动电压和所述多个列驱动电压中的每一个列驱动电压处于0V与阈值电压之间的范围内，并且
其中，所述阈值电压是所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移最大时的电压。


4.根据权利要求3所述的波束扫描装置，其中，所述行方向上由所述多个行电压线中的每一个行电压线提供的所述多个驱动电压中的每一个驱动电压具有锯齿状电压分布，所述锯齿状电压分布在所述行方向上以周期线性地变化。


5.根据权利要求4所述的波束扫描装置，其中，所述多个行电压线包括：第一行电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第一电压；第二行电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第二电压；以及至少一个行电压线，设置在所述第一行电压线与所述第二行电压线之间，并且提供在所述第一电压与所述第二电压之间线性增大或减小的电压。


6.根据权利要求3所述的波束扫描装置，其中，由所述多个列电压线中的每一个列电压线提供的所述多个列驱动电压中的每一个列驱动电压具有锯齿状电压分布，所述锯齿状电压分布在所述列方向上以周期线性地变化。


7.根据权利要求6所述的波束扫描装置，其中，所述多个列电压线包括：第一列电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第三电压；第二列电压线，提供在0V与所述阈值电压之间的第四电压；以及至少一个列电压线，设置在所述第一列电压线与所述第二列电压线之间，并且提供在所述第三电压与所述第四电压之间线性增大或减小的电压。


8.根据权利要求1所述的波束扫描装置，其中，所述驱动电压转换电路包括：
第一变换电路，被配置为将从与所述驱动电压转换电路相对应的行电压线提供的行驱动电压和从与所述驱动电压转换电路相对应的列电压线提供的列驱动电压相加；
第二变换电路，被配置为基于所述第一变换电路的输出电压小于所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移最大时的阈值电压，输出所述第一变换电路的输出电压，并且基于所述第一变换电路的输出电压大于所述阈值电压，输出通过从所述第一变换电路的输出电压中减去所述阈值电压而得到的电压；以及
第三变换电路，被配置为根据被施加到所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器的电压和所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器引起的反射光的相移之间的非线性，改变所述第二变换电路的输出电压。


9.根据权利要求8所述的波束扫描装置，其中，所述多个天线谐振器中的每一个天线谐振器包括：
电极层；
设置在所述电极层上的有源层；
设置在所述有源层上的绝缘层；以及
设置在所述绝缘层上的天线层，并且
其中，所述第三变换电路的输出端电连接到所述天线层或所述电极层。


10.根据权利要求8所述的波束扫描装置，其中，所述第一变换电路包括运算放大器，所述运算放大器包括第一输入端口、第二输入端口和输出端口，并且
其中，所述运算放大器的所述第一输入端口连接到所述行电压线，所述运算放大器的所述第二输入端口连接到所述列电压线，并且所述运算放大器的所述输出端口连接到所述第二变换电路的输入端。


11.根据权利要求10所述的波束扫描装置，其中，所述第一变换电路还包括：
第一电阻器，连接到所述运算放大器的第一输入端口；
第二电阻器，连接到所述运算放大器的第二输入端口；
第三电阻器，连接在所述运算放大器的第一输入端口与输出端口之间；以及
第四电阻器，连接在所述运算放大器的第二输入端口与地之间。


12.根据权利要求8所述的波束扫描装置，其中，所述第二变换电路包括：
比较电路，被配置为将所述第一变换电路的输出电压与所述阈值电压进行比较；
第一输出端口，被配置为不加改变地输出所述第一变换电路的输出电压；
电压差电路，被配置为输出通过从所述第一变换电路的输出电压中减去所述阈值电压而获得的电压；
第二输出端口，...

【专利技术属性】
技术研发人员：朴晶铉，大塚达宏，李斗铉，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR