CN111433913B - 传感器和运行方法 - Google Patents

Abstract

在运行方法的一个实施方式中，将传感器(1)的连接导线(61)连接到外部的驱控单元(7)处。待机控制电路(62)一方面确定连接导线(61)是否被驱控单元(7)外部响应，另一方面确定连接导线(61)是否被激活状态导线(OUT)响应。当连接导线(61)没有被激活状态导线(OUT)响应但是被驱控单元(7)外部响应或被指示进入待机模式(STANDBY)时，待机控制电路(62)恰好此时使传感器(1)设置于待机模式(STANDBY)或者输出相应的控制信号。

Description

传感器和运行方法

技术领域

本发明涉及一种传感器。此外，涉及一种用于这种传感器的运行方法。

发明内容

本发明待实现的目的是，提出一种具有低能量消耗的传感器。

该目的还通过根据本发明的传感器和运行方法来实现。

根据至少一个实施方式，传感器包括一个或多个传感器芯片。至少一个传感器芯片被设计用于探测辐射。传感器芯片可以是多通道传感器芯片或者单通道传感器芯片，也称为光电二极管。优选地，传感器芯片是单通道光电二极管，尤其是PIN光电二极管。传感器芯片能够基于硅，但是可替代地，也基于其它的半导体材料体系，如Ge、InGaAs或者InGaP。

根据至少一个实施方式，传感器包括电子单元。电子单元例如集成在传感器的载体中。这种载体可以是印刷电路板和/或例如基于硅的电路基板，例如集成电路，简称IC，或者可以是微控制器。可替代地，电子单元可以是安装在传感器芯片处和/或载体处的单独部件。

根据至少一个实施方式，电子单元包含数字的、双向的连接导线。这意味着，连接导线被设计成用于数字信号，并且设计成不仅用于沿远离传感器方向的数字信号而且也用于沿朝向传感器方向的数字信号。该连接导线优选是电子单元和传感器的唯一的双向连接导线。该连接导线可以是传感器的主要的和/或唯一的数据输出部。

根据至少一个实施方式，电子单元包括待机控制电路。通过待机控制电路能够将传感器切换到激活运行，在激活运行中，信号被传感器芯片接收并且被传感器输出。此外，传感器能够通过待机控制电路切换到待机模式，也称为Standby。在待机模式中，传感器不提供信号。在待机模式中，传感器的平均能量消耗，特别是平均电流消耗相对于激活运行降低，例如降低至少10倍或100倍。

根据至少一个实施方式，电子单元包括激活状态导线。激活状态导线被设计用于显示传感器是否主动地发送数据。可行的是，激活状态导线的信号被输出在连接导线处，激活状态导线优选是在电子单元内部延伸的导线或接触部位。这意味着，能够暂时将相同的信号施加在连接导线处和激活状态导线处。

根据至少一个实施方式，连接导线被设计用于连接到外部的驱控单元处。外部的驱控单元优选是现场可编程逻辑门阵列，也称为Field Programmable Gate Array或简称FPGA，或者是微控制器，又或者是计算机。可行的是，通过驱控单元从传感器读取信号。通过驱控单元确定，传感器是否以待机模式运行或者以激活模式运行。这意味着，驱控单元确定，是否应该由传感器采集测量数据。

根据至少一个实施方式，待机控制电路被设计用于确定，当连接导线没有被激活状态导线内部响应时，连接导线是否被驱控单元外部响应。当连接导线被驱控单元响应而激活状态导线没有被连接导线响应时，待机控制电路恰好此时使传感器置于待机模式，即Standby模式。

此外，提出一种用于这种传感器的运行方法。借助该运行方法运行一个或多个传感器，如结合一个或多个上述实施方式给出的传感器。因此，传感器的特征也适用于运行方法并且反之亦然。

在运行方法的至少一个实施方式中，连接导线连接到外部的驱控单元处，驱控单元不是传感器的组成部分。待机控制电路一方面确定，连接导线是否被驱控单元外部响应，另一方面确定，连接导线是否被激活状态导线响应。当连接导线没有被激活状态导线响应但是被驱控单元外部响应或者被指示进入待机模式时，待机控制电路恰好此时使传感器置于待机模式或者输出相应的控制信号。

对于移动电子装置领域或者集成于服装中的电子装置领域（也称为移动和可穿戴领域）所使用的传感器，特别是光学传感器，能量消耗是关键变量，并且为了延长电池寿命或可充电电池的运行时间必须将能量消耗最小化。在此，广泛采用的方法是，将传感器在不使用时置于待机模式，待机模式的特征在于显著更低的电流消耗。借助在此描述的运行方法，能够将传感器置于待机模式，而不必对传感器采取昂贵的附加结构性措施。

将传感器或者基于IC的构件置于待机模式的可行性在于，在相关的IC处为待机模式设有附加的、专用的连接点。当从外部改变施加在该连接点处的电压时，例如电压从低到高或从高到低，将待机模式激活或者去激活。然而为此，也必须在控制单元（像控制器，例如FPGA或微控制器）与待机连接点之间建立专用的物理连接。

另一可行性是，使用具有自有通信接口（例如I2C接口）的传感器。这种传感器能够直接地通过通信协议被激活和去激活，并且因此被切换到待机模式。然而，通信接口会导致传感器处有比较复杂的逻辑单元，因此专用通信接口是成本比较密集的。

因此，在该实现方式中，要么将附加导线拉至待机连接点，要么存在如下通信接口，通过该通信接口能够处理相对复杂的通信协议。该要求提高了传感器的技术复杂性和/或电流需求。利用在此描述的传感器，既不需要用于驱控待机模式的附加连接点，也不需要使用通信协议的通信接口。

因此，在此描述的传感器中可行的是，通过由传感器功能决定的已经存在的数字输出部激活待机模式，而不必布设与驱控单元的附加连接。为此，在优选实施方式中，将连接导线在输出部处设计为开漏模式中的双向端子，并且特别地借助上拉电阻，例如大约10kΩ的上拉电阻与供电电压连接。当输出部是非激活的时，则上拉电阻将连接点上拉到高电势，也称为High。一旦输出部被激活，则输出级的开漏晶体管将连接点拉到低电势，也称为Low。因此，能够在没有限制的情况下继续实现传感器的数字输出部的正常功能。

为了激活待机模式，与其关联的驱控单元（优选FPGA或者微控制器）自身就将该连接点拉到低电势。待机控制电路形式的简单逻辑电路现在识别出：尽管输出部在传感器侧是非激活的并且相应地激活待机模式或者输出相应的控制指令，连接点由于驱控单元仍处于低电势，其中，待机控制电路例如仅由三个反相器、RS触发器和与门构成。

一旦驱控单元释放连接点，连接点通过上拉电阻再次上拉到高电势并且电子单元中的待机控制电路中的逻辑装置将待机模式去激活。因为在输出部从激活切换到非激活时能短暂地发生如下情况：尽管输出部已经是非激活的，然而连接点仍处于低电势，所以使用RS触发器，以便阻止错误激活待机模式。一旦输出部是非激活的并且端子处于高电势，即对应于空载情况，则RS触发器优选地被激活。优选地，此时才实现待机模式的激活。

因此，在此描述的传感器和在此描述的运行方法能够将待机模式集成在传感器的集成电路中，即电子单元和待机控制电路中，而无需用于接触的附加接触点以及无需复杂的通信接口。此外，在传感器中使用的逻辑装置能够以节约空间和节约电流的方式应用于传感器的集成电路中，并且能够用于大量不同的传感器中，特别是结合不同的传感器芯片使用。此外，可行的是，传感器的集成电路，特别是电子单元，以及所连接的驱控单元能够永远不相反地驱动连接导线，而总是沿相同的方向驱动。因此，优选地排除了驱控单元和传感器的电子装置的冲突。

特别是在用于虚拟现实领域的显示器中，通常需要几十个传感器，以便确保在显示器定位时所需要的精度。因此，传感器的成本或者用于与专用的待机连接点连接的附加信号导线的开销是显示器的重要成本因素。借助在此描述的传感器，能够在传感器成本相对低的同时保持低布线开销。

根据至少一个实施方式，传感器仅通过连接导线双向地连接。特别地，因此，传感器没有执行通信协议的通信接口。因此，特别地，没有将时间信号（也称为时钟）传输给传感器。这意味着，传感器能够没有所谓的通信界面和/或接口块。

根据至少一个实施方式，电势提供器连接到连接导线处，例如通过供电电压连接。电势提供器特别是上拉电阻、下拉电阻或者具有有限最大电流的激活电源。通过电势提供器能够将连接导线拉到限定电势，而不存在来自驱控单元或电子单元的信号。

根据至少一个实施方式，当激活状态导线处于高电势和/或当驱控单元在连接导线处是激活的时，则从连接导线导出的信号被置于低电势。这能够意味着，当激活状态导线和/或驱控单元在连接导线处是激活的时，则电势提供器是不起作用的。

根据至少一个实施方式，当激活状态导线处于低电势并且驱控单元在连接导线处是非激活的时，通过电势提供器恰好此时将连接导线的信号置于高电势。换言之，可行的是，当激活状态导线和连接导线都不激活时，通过电势提供器将高电势施加在连接导线处。

根据至少一个实施方式，当驱控单元在连接导线处是激活的时，此时才激活待机模式，也就是激活Standby模式。这通过传感器的电子单元来识别出。

前述实施方式是针对如下情况描述的：电势提供器在空载时将连接导线置于高电势。同样可行的是，电势提供器在空载时将连接点置于低电势。于是，能够相应地调整关于High状态和Low状态的上述实施方案。

电子单元的待机控制电路和其它部件能够在相同的IC中实现。这意味着，整个电子单元能够集成在唯一构件中。替代可行的是，电子单元安置在多个不同部件中。

根据至少一个实施方式，电势提供器集成在传感器中。这意味着，电势提供器是传感器的固定组成部分并且例如安装在具有待机控制电路的电子单元中。可替代且可行的是，电势提供器集成在驱控单元中，又或者，电势提供器是与驱控单元和传感器不同的单独部件。

根据至少一个实施方式，在待机控制电路中时间延迟地处理在连接导线处的电势提供器处的状态。时间延迟例如通过非反相施密特触发器、RS触发器、低通滤波器、RC元件和/或反相器的串联电路来实现。在反相器的情况下，优选存在偶数个串联的反相器。

根据至少一个实施方式，在激活状态导线处的信号等于传感器芯片的数字信号的包络线。换言之，当传感器芯片的数字数据被传输到驱控单元处时，激活状态导线优选恰好此时是激活的。

根据至少一个实施方式，驱控单元将连接导线的用于设置待机模式的响应作为唯一信号发送给传感器。这意味着，其它信号，例如时钟发生器不从驱控单元传输给传感器。

根据至少一个实施方式，传感器具有恰好三个电端子。特别地，除了连接导线之外，对于高电压和低电压存在两个电压端子。电压端子之一能够是接地端子，也称为Ground、GND或VSS。

根据至少一个实施方式，传感器具有恰好四个电端子。特别地，除了连接导线之外，存在用于传感器芯片的数字信号的其它数据输出导线，以及存在用于高电压和低电压的两个电压端子。电压端子之一能够是接地端子，也称为Ground、GND或VSS。

根据至少一个实施方式，连接导线以开漏模式工作。

根据至少一个实施方式，驱控单元的平均激活时间区间至少为200μs或者2ms或者20ms，其中，激活时间区间被激活状态导线用于响应连接导线。可替代地或附加地，该时间区间最高为1min或者10s。换言之，待机模式与对于电子部件常见的时钟速率相比更长时间地激活。特别地，没有快速调制信号从驱控单元传输给传感器。

根据至少一个实施方式，待机控制电路在电子方面设计为紧凑的。这特别意味着，待机控制电路最多包括25或15或10个逻辑门。例如，待机控制电路包括恰好三个反相器、恰好一个RS触发器和恰好一个与门，并且没有其它逻辑门。

根据至少一个实施方式，传感器被设计用于3D位置检测系统。3D代表三维。这意味着，传感器按常规是位置检测系统的一部分。这种3D位置检测系统特别用于识别本身移动的部件（如被用户携带的显示器）和/或例如用于计算机游戏的控制单元在空间中的姿态和/或位置，并且相应地优选提供来自虚拟现实领域的游戏环境。

根据至少一个实施方式，在3D位置检测系统中使用多个传感器。例如，传感器的数量为至少5或者10或者20或者30。可替代地或附加地，传感器的数量最高为200或100。

根据至少一个实施方式，3D位置检测系统包括一个或多个辐射源。优选地，存在多个辐射源。至少一个辐射源被设计用于产生待被传感器探测的辐射。

根据至少一个实施方式，3D位置检测系统包括至少一个用户设备。用户设备优选是在用户头部穿带的显示设备，也称为头戴式显示器或简称HMD。特别地，用户设备被设计用于，对于虚拟现实领域中的应用显示三维图像。优选地，每个用户配设有恰好一个这种用户设备，其中，能够存在例如所谓的控制器形式的额外用户设备。在多个用户的情况下，用户设备优选独一地分配给相应用户。优选地，同时仅存在恰好一个用户或者同时仅存在恰好两个用户。

根据至少一个实施方式，传感器构造在一个或多个用户设备中。之前所述的传感器数量优选地适用于每个用户设备。优选地，传感器构造成不可逆的。每个传感器尤其恰好存在一个传感器芯片。

根据至少一个实施方式，传感器被设计用于确定用户设备与辐射源之间的角度。通过角度的确定，能够得出用户设备的空间位置和定向。这意味着，通过传感器与至少一个辐射源的共同作用，可以优选实时地对用户设备进行精确定位。

根据至少一个实施方式，3D位置检测系统是用于虚拟现实的系统，也称为VR系统。例如，VR系统是Valve的SteamVR-Tracking或SteamVR2，其例如被HTC Vive使用。特别地，如在文献US 2016/0131761 A1中描述的那样构建3D位置检测系统，该文献的公开内容参考引用于此，特别参考引用于此的是图8、图28a和图28b以及段落81至89和122，还有权利要求1。

根据至少一个实施方式，待探测的辐射为近红外辐射。辐射的最大强度的波长优选是至少780nm或者810nm和/或最高为1050nm或者940nm或者860nm。

根据至少一个实施方式，待探测的辐射至少部分为激光辐射。激光辐射优选设计为面状的。这意味着，激光辐射在平坦投影面处显现为连续的，优选直线。特别是如在文献US 2016/0131761 A1描述的那样（例如参见73段）进行扫描，文献的公开内容被参考引用于此。

根据至少一个实施方式，激光辐射为脉冲的激光辐射。在此，重复率优选是至少1MHz，参见文献US 2016/0131761 A1，例如83段。脉冲持续时间能够比较大并且例如是至少50ns或者100ns或者300ns和/或最高0.5µs或者2µm或者5µs。

根据至少一个实施方式，辐射在运行中经过用户设备通常所在的空间区域。在此，产生激光辐射的优选为多个依次脉冲。例如，沿竖直方向并沿水平方向，尤其分别呈线状地，实现空间区域的这种遍历，也称为扫掠，使得辐射源的扫描线水平地和/或竖直地移动经过期望的空间区域，也参见文献US 2016/0131761 A1，第71和110段，其公开内容被参考引用于此。

根据至少一个实施方式，空间区域的扫描被如下地设计：激光辐射的多个依次脉冲投射到相关的传感器芯片上。这意味着，为了确定角度，多个激光脉冲到达相关的传感器芯片上，也参见文献US 2016/0131761 A1，例如第84和119段，其公开内容被参考引用于此。

根据至少一个实施方式，相关的传感器芯片探测到投射辐射的强度直方图，特别是脉冲的强度直方图，也参见文献US 2016/0131761 A1，第84和119段，其公开内容被参考引用于此。这意味着，测量依次脉冲的强度。对脉冲强度或者辐射的随时间变化的评估并且因此强度直方图的建立能够在传感器内，例如在载体的电子装置中进行。可替代地，该评估在传感器外部进行，例如在用户设备或计算机中进行，计算机优选通过无线数据连接与用户设备连接。从强度直方图得出相对于配属的辐射源的角度。

根据至少一个实施方式，用户设备是用于虚拟现实领域的眼镜，眼镜具有用于显示三维图像的一个或多个显示器。因此，用户设备能够是HMD。

附图说明

下面，参考附图根据实施例详细解释在此描述的传感器和在此描述的运行方法。在此，相同的附图标记表示各个附图中的相同元件。然而在此，没有示出比例关系，确切地说，为了更好地理解，可能过度放大地示出个别元件。

附图示出：

图1和2示出在此描述的传感器的实施例的示意性剖面图，

图3示出具有在此描述的传感器的3D位置检测系统的示意图，

图4示出传感器的实施例的电连接点的示意性底视图。

图5、6和8示出在此描述的传感器的实施例的电路示意图，并且

图7和9示出在此描述的传感器的实施例的信号变化的示意图。

具体实施方式

在图1中示出传感器1的实施例的剖面图。传感器1包括载体3，如硅载体。优选地，载体3包括电子单元6，其例如作为IC。载体3上有传感器芯片2，传感器芯片具有背离载体3的芯片上侧21，芯片上侧为探测侧。优选地，不通过芯片侧壁22探测信号。传感器芯片2优选是PIN-硅-光电二极管，如制造商欧司朗的BPW34S。

此外，传感器1具有灌封体4。背离载体3的光入射侧41是光滑的、平面的和平坦的。光入射侧与灌封体4的同样光滑、平面且辐射可穿透的侧壁42之间的角度φ优选在95º与110º之间，例如为100º。优选地，灌封体4完全地覆盖芯片上侧21并且在俯视图中观察围绕传感器芯片2环形延伸，特别是具有均匀的宽度。

另外，传感器1能够具有未示出的部件，例如光谱滤波器，使得只有待探测的辐射到达传感器芯片2而其它波长被吸收或反射。例如，灌封体4对于可见光是吸收性的。

在图2中，示出传感器1的另一实施例。在此，光入射侧41整面地设置有粗糙部44。通过粗糙部44能够实现辐射R在光入射侧41的内侧面处朝向传感器芯片2发生朗伯散射。侧壁42垂直于光入射侧41定向，这在图1的实施例中也是一样的。其余部分对应适用图1的实施方案。

在图3A中示出3D位置检测系统10的透视图。系统10包括多个辐射源11，辐射源水平地且竖直地发射近红外光谱范围中的面状激光辐射R，并且竖直地和水平地线状扫描，也称为SWEEP，例如以50Hz或者60Hz的重复率扫描。

用户14携带用户设备12，用户设备包括多个传感器，其中，传感器在图3A中未被标出。系统10特别配置为与文献US 2016/0131761 A1中描述的一样。该系统实现高时间分辨率，使得用户14的移动与用户14的位置重新检测之间的时间差比较小，以便使晕动症的出现最小化或防止出现晕动症。

在此，每个辐射源11（也称为灯塔）发射例如具有持续时间T的红外闪光，以便确定启动时间点t0，参见文献US 2016/0131761 A1的图3B或图28a和图28b连同所属的说明。在红外闪光之后跟随竖直的和水平的激光扫描。红外闪光也称为SYNC。该SYNC与SWEEP的探测时间之间的时间差允许计算相关的传感器相对于辐射源11的角度。

在红外闪光SYNC的脉冲长度和/或脉冲序列中能够编码附加信号。为了背景抑制，优选调制光学信号，使得形成脉冲队列，其中调制频率优选是至少1MHz。从相关的传感器测量到的强度信号I，特别是从信号I中的质心C的时间点，得出用户设备12与所属的辐射源11之间的角度。

在图4A中示出传感器1的电接触面31的底视图。存在用于供电电压VSS、VDD的两个接触面31。此外，存在两个数据导线61、64，也称为OUT和DOUT，通过数据导线数字化地输出传感器芯片2获得的数据。此外，数据导线OUT 61构成为双向的连接导线61，信号Y能够施加在该连接导线处。

与之相对，图4B的传感器仅具有用于供电电压VSS、VDD的两个接触面31并且额外具有连接导线61作为数据输出导线OUT。因此，传感器数据通过连接导线61数字化地输出。

在图5中示意性示出用于在此描述的运行方法的电路结构。传感器1尤其在载体3中包括电子单元6。电子单元6包括待机控制电路62，借助待机控制电路能够将传感器1切换到待机模式STDBY。电子单元6在连接导线61处输出用于数字数据DOUT的数据包络线OUT，例如对应于激活状态导线OUT。

连接导线61连接到上拉电阻63处，上拉电阻连接到供电电压VDD处。此外，外部的驱控单元7位于连接导线61处，驱控单元特别是集成到用户设备12中，在图5中未示出。驱控单元7例如为FPGA。因此，传感器没有完整装备的通信接口，特别是不包括驱动模块，如I2C单元。

连接导线61优选构成为开漏连接。为此，例如能够使用双向的输出驱动器。

通过该结构，待机控制电路62能够仅实施为小型逻辑块并且能够高效地探测，连接点61是否被外部或内部驱动，由此推导出用于激活待机模式的条件。待机控制电路62的输出部STDBY能够与优选已经存在于传感器中的待机电路的逻辑块连接。

在图5的实施方案中，在待机模式期间通过驱控单元7主动地驱控双向驱动器和逻辑块。

在图6中示意性示出待机控制电路62的另一实现可行性。在此，通过连接导线61直接从电势提供器63馈入信号Y。信号Y一方面施加在反相器处，另一方面施加在RS触发器处，激活状态导线OUT的信号同样如此。RS触发器的输出以及反向信号Y被引导到与门处。可选地，通过双反相器级产生延迟，以便抑制干扰脉冲。由此，得到信号DIS，通过该信号激活待机模式。

对此的示例性信号变化在图7中沿着时间轴t被示出。上部绘出激活状态导线的信号OUT，对应于如下包络线，在该包络线内施加在数据输出部64、DOUT处的数据。如果信号OUT处于高电势，则传感器1的模式MODE是激活的，ACTIVE。如果信号OUT处于高电势，则施加在连接导线61处的信号Y拉到低电势low。这以微小的时间延迟实现。

此外，当在连接导线61处将激活信号发送给FPGA 7时，则信号Y被拉到低low，又伴随有微小的时间延迟。在该时间范围中，当FPGA7的信号处于高high，则将模式MODE置于待机STANDBY。否则，模式MODE对应于空载，IDLE。比较图6，用于激活待机模式的所产生的控制信号DIS，在图7中作为时间变化在最下方绘出。

根据图7，在信号OUT被重置到零之后不久，在激活模式ACTIVE结束时，值OUT=0=Y。这是与用于激活待机模式所需要的信号配置相同的信号配置，OUT=0=Y。为了不会错误地将在激活模式结束时的过渡区用作为用于激活待机模式的信号，优选地例如通过RS触发器实现滤波。

在图6中，示出逻辑电路的实例。然而，其它的门组合也是可行的，以便实现相同的逻辑表。因此，能够实现具有不同要求和驱控的期望行为。见图6，符合实际逻辑的两个反相器产生足够的延迟，以便避免在切换期间的问题，如结合图7解释的问题。相同的效应也可通过低通滤波器、例如RC滤波器来代替两个反相器实现。

在实施例中，连接导线61的布线作为具有上拉电阻的开漏被示出。相同的原理也能够利用下拉电阻实现，使得如果期望就能够翻转输出部的极性。在该情况下，必须相应地调整逻辑电路。此外，代替对于电势提供器63的无源电阻，也能够使用有源电源，例如借助于以下晶体管或以下晶体管电路，其中限制最大电流，例如限制到100µA。此时，驱动器必要时相反于电流源工作，以便将连接导线61接地。

在图8和9中，示出另一示例性实现方案。图9A的时间变化对应于图8A，相应地图9B对应于图8B。在此，图8A涉及待机模式。图8B特别涉及传感器1激活时的模式。

光学信号I施加到传感器芯片处。在激活模式中，由光学信号I生成数据输出信号DOUT。如果驱控单元7请求待机模式，则不进行数据输出。

在图8中示例性提及的用于驱控单元7、待机控制电路62以及电势提供器63的电路和值，相应地能够用于所有其它实施例，例如具有最高50%的容差。

因此，利用在此描述的运行方法能够使用现有的芯片设计实现待机电路。因此，输出导线转换成开漏双向端子。这例如通过外部的或者内部的上拉电阻或者利用上拉电流实现，上拉电阻的数量级大约为10kΩ，上拉电流可选地被驱控单元7的FPGA提供并且例如为大约130µA。对此，仅在传感器1中需要小型逻辑块，以便识别待机请求信号，其例如仅由三个反相器、一个触发器和一个与门形成。

因此，能够通过如下方式激活待机模式：驱控单元7将用于数据OUT的包络的连接导线拉到低电势。特别地，这仅当用于数据包络的信号OUT在空载IDLE中，从而不生成数据包络线时才是可行的。这通常应在相应的应用中提供。优选地，待机激活仅在输出部已经被触发一次之后才可行，因为触发器的初始状态在接通之后的限定很差。

然而，仅当激活待机模式时，通过在此所描述的电路和运行方式实现附加的电流消耗，特别是通过大约300µA的上拉电阻来实现附加的电流消耗。特别地，包络线OUT的衰变时间最高为200ns，例如在30pF的电容和10kΩ的负载的情况下。上升边沿的上升时间优选地通过输出驱动器的驱动强度来决定并且例如为约20ns。

在此描述的发明不局限于根据实施例进行的描述。确切地说，即使各个新的特征或特征的各个组合本身没有在实施例中明确地给出，本发明也包括这些特征以及这些组合。

附图标记列表

1 传感器

2 传感器芯片

21 芯片上侧

22 芯片侧壁

3 载体

31 载体接触面

4 灌封体

41 光入射侧

42 侧壁

44 粗糙部

45 电接触点

5 键合线

6 电子单元

61 双向的连接导线

62 待机控制电路（待机）

63 电势提供器（上拉电阻）

64 数据导线（DOUT）

7 驱控单元

10 3D位置检测系统

11 辐射源

12 用户设备

OUT 激活状态导线

I 光学信号强度

R 辐射

GND 接地（地）

VDD 供电电压。

Claims (16)

1.一种传感器（1），具有

至少一个用于探测辐射（R）的传感器芯片（2），以及

电子单元（6），具有数字的双向的连接导线（61）和待机控制电路（62）以及激活状态导线（OUT），

其中，

所述连接导线（61）被设计用于与外部的驱控单元（7）连接，并且

所述待机控制电路（62）被设计用于确定，当所述连接导线（61）没有被所述激活状态导线（OUT）响应时，是否被所述驱控单元（7）外部响应，并且所述待机控制电路被设计用于恰好此时使所述传感器（1）置于待机模式。

2.一种用于根据权利要求1所述的传感器（1）的运行方法，其中，

所述连接导线（61）连接到外部的所述驱控单元（7）处，

所述待机控制电路（62）确定，所述连接导线（61）是否被所述驱控单元（7）外部响应，

所述待机控制电路（62）确定，所述连接导线（61）是否被所述激活状态导线（OUT）响应，并且

当所述连接导线（61）没有被所述激活状态导线（OUT）响应并且被所述驱控单元（7）外部响应时，所述待机控制电路（62）恰好此时使所述传感器（1）置于待机模式。

3.根据权利要求2所述的运行方法，其中

所述传感器（1）仅通过所述连接导线（61）双向连接并且不具有使用通信协议的通信接口，

所述连接导线（61）与电势提供器（63）连接，

当所述激活状态导线（OUT）处于高电势或者所述驱控单元（7）在所述连接导线（61）处是激活的时，将所述连接导线（61）的信号（Y）设置到低电势，

当所述激活状态导线（OUT）处于低电势并且所述驱控单元（7）在所述连接导线（61）处是非激活的时，则通过所述电势提供器（63）恰好此时将所述连接导线（61）的所述信号（Y）设置到高电势，并且

只有当所述驱控单元（7）在所述连接导线（61）处是激活的时，才激活所述待机模式。

4.根据权利要求3所述的运行方法，其中，所述电势提供器（63）是上拉电阻、下拉电阻或具有有限最大电流的激活电源。

5.根据权利要求3所述的运行方法，其中，所述电势提供器（63）集成在所述传感器（1）中。

6.根据权利要求3至5中任一项所述的运行方法，其中，所述电势提供器（63）集成在所述驱控单元（7）中，并且其中，所述驱控单元（7）是现场可编程逻辑门阵列。

7.根据权利要求3至5中任一项所述的运行方法，其中，在所述电子单元（6）和/或所述待机控制电路（62）中时间延迟地处理在所述连接导线（61）处的所述电势提供器（63）处的状态，并且

其中，所述时间延迟通过非反相施密特触发器、RS触发器、低通滤波器、RC元件和/或2n个反相器的串联电路来实现，其中n是自然数。

8.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，在所述激活状态导线（OUT）处的信号等于所述传感器芯片（2）的数字信号的包络线，并且

其中，所述驱控单元（7）将所述连接导线（61）用于设置所述待机模式的响应作为唯一信号发送给所述传感器（1）。

9.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，所述传感器（1）具有恰好四个电端子：所述连接导线、其它数据输出导线（DOUT）、两个电压端子（VSS、VDD）。

10.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，所述传感器（1）具有恰好三个电端子：所述连接导线、两个电压端子（VSS、VDD）。

11.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，所述连接导线（61）以开漏模式工作。

12.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，所述驱控单元（7）的平均激活时间区间为至少200μs，其中，激活时间区间被所述激活状态导线（OUT）用于响应所述连接导线（61）。

13.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中，所述待机控制电路（62）包括最多25个逻辑门。

14.根据权利要求13所述的运行方法，其中，所述待机控制电路（62）包括恰好三个反相器、恰好一个RS触发器和恰好一个与门，并且不包括其它逻辑门。

15.根据权利要求2至5中任一项所述的运行方法，其中

3D位置检测系统（10）包括用于产生待由多个所述传感器（1）探测的辐射（R）的至少一个辐射源（11）和至少一个用户设备（12），

所述传感器（1）安装在所述用户设备（12）中，

所述传感器（1）被设计用于确定所述用户设备（12）与所述辐射源（11）之间的角度，使得通过所述角度能够得出所述用户设备（12）的空间位置和定向。

16.根据权利要求15所述的运行方法，其中

所述3D位置检测系统（10）包括至少五个所述传感器芯片（2），

待探测的所述辐射（R）是脉冲的、面状的且近红外的激光辐射，

在运行中，所述辐射（R）经过所述用户设备（12）所在的空间区域，使得所述激光辐射的多个依次脉冲投射到相关的所述传感器芯片（2）上，并且

相关的所述传感器芯片（2）探测到投射的所述脉冲的强度直方图，从所述强度直方图得出相对于配属的所述辐射源（11）的角度，并且

所述用户设备（12）是用于虚拟现实领域的眼镜，所述眼镜具有用于显示三维图像的至少一个显示器。