CN115113173A - 光发射器可寻址阵列的驱动电路 - Google Patents

光发射器可寻址阵列的驱动电路 Download PDF

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L.朱
黄皓
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Abstract

在一些实施方式中，驱动电路可以包括提供电输入的源和排列成一个或多个行和一个或多个列的光发射器阵列。光发射器阵列可以包括与一个或多个行中的一行和一个或多个列中的一列相关联的光发射器。驱动电路可以包括具有断开状态和闭合状态的第一开关以及连接到行的电容元件。处于闭合状态的第一开关可以引起对电容元件的充电。驱动电路可以包括具有断开状态和闭合状态的第二开关。处于闭合状态的第二开关可以选择列，并且可以引起通过行和列对电容元件的放电，以向光发射器提供电脉冲。

Description

光发射器可寻址阵列的驱动电路
相关申请的交叉引用
本专利申请要求享有2021年3月22日提交的标题为“TWO-DIMENSIONALADDRESSABLE LASER MATRIX DRIVING ARCHITECTURE”的美国临时专利申请第63/200,673号和2021年4月14日提交的标题为“TWO-DIMENSIONAL ADDRESSABLE LASER MATRIXDRIVING ARCHITECTURE”的美国临时专利申请第63/201,137号的优先权。在先申请的公开内容被认为是本专利申请的一部分，并通过引用结合到本专利申请中。
技术领域
本公开总体上涉及光发射器可寻址阵列和光发射器可寻址阵列的驱动电路。
背景技术
光检测和测距(Light detection and ranging，LIDAR)系统，例如基于飞行时间(time-of-flight，ToF)的测量系统，发射光脉冲，检测反射光脉冲，并通过测量发射光脉冲和反射光脉冲之间的延迟来确定到物体的距离。
发明内容
在一些实施方式中，驱动电路包括提供电输入的源；排列成一个或多额行和一个或多个列中的光发射器阵列，其中光发射器阵列包括与一个或多个行中的一行和一个或多个列中的一列相关联的光发射器；具有断开状态和闭合状态的第一开关；连接到该行的电容元件，其中处于闭合状态的第一开关将引起对该电容元件的充电；以及具有断开状态和闭合状态的第二开关，其中处于闭合状态的第二开关用于选择该列，并且其中处于闭合状态的第二开关引起通过该行和该列对电容元件的放电，以向与该行和该列相关联的光发射器提供电脉冲。
在一些实施方式中，用于排列成多个行和多个列的光发射器阵列的控制器包括分别连接到多个行的多个电容元件；分别连接到多个电容元件的多个第一开关，其中多个第一开关具有断开状态和闭合状态，并且其中多个第一开关中处于闭合状态的第一开关引起电流对多个电容元件中用于多个行中的一行的电容元件充电；以及分别连接到多个列的多个第二开关，其中多个第二开关具有断开状态和闭合状态，并且其中多个第二开关中连接到多个列的一列的处于闭合状态的第二开关引起通过该行和该列对电容元件的放电。
在一些实施方式中，光源包括排列成一个或多个行和一个或多个列中的光发射器阵列，以及驱动电路，包括：分别连接到一个或多个行的一个或多个电容元件，其中一个或多个电容元件被配置为通过一个或多个行的相应行放电；以及分别连接到一个或多个列的一个或多个开关，其中一个或多个开关具有断开状态和闭合状态，并且其中一个或多个开关中处于闭合状态的开关用于选择一个或多个列中的一列。
附图说明
图1是本文描述的示例驱动电路架构的图。
图2是本文描述的示例驱动电路的图。
图3是绘制与本文描述的示例驱动电路相关联的电信号的示例曲线图的图。
具体实施方式
以下示例实施方式的详细描述参考了附图。不同附图中的相同附图标记可以标识相同或相似的元件。
LIDAR系统，例如基于ToF的测量系统(例如，直接ToF LIDAR系统)，需要短持续时间(例如，10纳秒(ns)或更短)的高功率光脉冲。高功率光脉冲可以实现更大的测距。较短持续时间的光脉冲可以提高分辨率。对于基于激光的光负载(例如，激光二极管、半导体激光二极管、垂直腔面发射激光器(vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL)等)，通过光负载的较高电流对应于较高功率的光脉冲。如上所述，基于ToF的测量系统可以通过测量发射光脉冲和反射光脉冲之间的延迟来确定到物体的距离。发射具有明确定义的时间原点和矩形形状的脉冲简化了测量。为了实现这样的矩形形状，发射的光脉冲应该具有短的上升时间(例如，光脉冲的功率从零或接近零上升到峰值功率的时间)和短的下降时间(例如，光脉冲的功率从峰值功率下降到零或接近零的时间)。
用于驱动光学负载的电路是由载流导体(例如，迹线)互连的一组电子元件。任何电子元件和导体都可以具有寄生元件(例如，寄生电感、寄生电阻和/或寄生电容)。例如，光发射器阵列(例如，矩阵)中的迹线可能很长，从而引起高寄生电感。这些寄生元件可能是不希望的，因此应该最小化。然而，可能无法完全消除这些寄生元件。当向电路提供电源电压以驱动光学负载时，电路中的寄生元件在提供电源电压时和电流达到峰值时之间造成延迟。延迟增加了电脉冲的上升时间，这增加了光脉冲的上升时间。换句话说，寄生元件使得难以产生对于LIDAR有用的短持续时间的光脉冲。此外，当电源电压关闭时，由电气元件的寄生电感、寄生电阻和/或寄生电容存储的能量(例如电能)在电路中产生衰减的振荡(例如振铃)电流，这增加了电脉冲的下降时间，这增加了光脉冲的下降时间。
先前用于光发射器阵列的驱动电路复杂、体积过大，并且不能充分解决上述问题。例如，先前的驱动电路可能不能产生短持续时间的光脉冲，例如具有短上升时间的光脉冲。作为示例，先前的驱动电路可能包括用于驱动高侧开关的输入侧的光负载的电容器，从而防止短持续时间和/或短上升时间的光脉冲。此外，电容器可以在光发射器之间共享，并且电容器可以直接连接到输入电源，使得驱动电路的放电模式是不可能的。
本文描述的一些实施方式提供了用于光发射器阵列的驱动电路。驱动电路提供了阵列的各个发射器的寻址能力。此外，驱动电路被配置成产生各种宽度和具有短上升时间的光脉冲。因此，驱动电路可用于基于ToF的测量系统，例如LIDAR，以提供更大的距离测距和提高的分辨率。
在一些实施方式中，驱动电路包括排列成一个或多个行和一个或多个列的光发射器阵列。驱动电路可以包括连接到光发射器阵列的每一行的相应电容元件，并且每个电容元件的充电可以由相应的开关控制(例如，由此使得特定行能够被寻址)。电容元件作为电压源工作，能够产生具有短上升时间的电脉冲，从而产生具有短上升时间的光脉冲。驱动电路还可以包括与光发射器阵列的每一列相关联的相应开关。这些开关控制列选择(例如，通过控制包括列的各个电路路径的完成)，从而引起电容元件通过所选列放电。因此，这里描述的驱动电路相对于先前的驱动电路被简化，并且适合于小型化。
图1是本文描述的示例驱动电路架构100的图。驱动电路架构100可以包括光发射器102的阵列。光发射器102的阵列可以包括多个光发射器102。光发射器102可以包括发光二极管(light-emitting diode，LED)、激光二极管、半导体激光二极管、VCSEL和/或边缘发射发射器(例如，边缘发射激光器)等。光学发射器102的阵列可以排列成一个或多个(例如，多个)行(示出为行1-n)和一个或多个(例如，多个)列(示出为列1-m)。例如，n和m可以相等，n可以大于m，或m可以大于n。在一些实施方式中，光发射器102的阵列是二维阵列，由此光发射器102被排列成多个行和多个列。例如，光发射器102的阵列可以包括10行或更多行、12行或更多行、15行或更多行等，以及10列或更多列、12列或更多列、15列或更多列等。作为示例，光发射器102的阵列可以包括16行和12列。在一些实施方式中，光发射器102的阵列是一维阵列，由此光发射器102被排列成单行(包括多个列)或排列成单列(包括多个行)。
驱动电路架构100可以包括接地104。驱动电路架构100可以包括一个或多个(例如，多个)电容元件106。电容元件106可以包括电容器，该电容器被配置为响应于流过电容器的电流来存储能量，并且被配置为从电容器释放所存储的能量。光学发射器102阵列的每行可以连接到相应的电容元件106(例如，在光学发射器102阵列的阳极侧)。因此，每个电容元件106作为光发射器102阵列的特定行的电压源工作。
驱动电路架构100可以包括一个或多个(例如，多个)第一开关108(本文可以称为行开关108)。光发射器102阵列的每一行可以连接到相应的行开关108(例如，在光发射器102阵列的阳极侧)。每个行开关108可以控制光发射器102阵列的特定行的电容元件106的充电。因此，电容元件106可以在行开关108和该行的光发射器102(例如，光发射器102的阳极)之间。
如下文更详细描述的，驱动电路架构100可以被配置为响应于对电容元件106的“充电”信号(例如，由外部控制器提供)向电容元件106提供电流。例如，“充电”信号可以引起特定的行开关108闭合，从而向由该行开关108控制的电容元件106提供电流。提供给电容元件106的电流可以给电容元件106充电。
驱动电路架构100可以包括一个或多个(例如，多个)第二开关110(本文可以称为列开关110)。光发射器102阵列的每一列可以连接到相应的列开关110(例如，在光发射器102阵列的阴极侧)。因此，每个列开关110控制光发射器102阵列的特定列的选择。选择特定列可以完成包括特定列的光发射器102的电路路径。电路路径还可以包括与光发射器102阵列的特定行相关联的电容元件106。因此，完成电路路径引起通过该行和该列对电容元件106的放电，从而向光发射器102提供电脉冲。
如下文更详细描述的，响应于列开关110的“开”信号(例如，由外部控制器提供)，列开关110可以闭合并完成光发射器102阵列的列的阴极路径(例如，完成包括该列的电路路径)。也就是说，“开”信号可以提供光学发射器阵列102的列的选择。因此，从电容元件106释放到光发射器102阵列的一行的能量可以流过由该列开关110选择的列。这样，电容元件106和列开关110一起操作来寻址(例如，驱动)与行和列相关联的特定光发射器102。响应于列开关110的“关”信号(例如，由外部控制器提供)，列开关110可以断开以防止电容元件106通过该列放电。
在一些实施方式中，多个电容元件106可以同时或接近同时充电(例如，彼此在1纳秒内)并同时或接近同时放电。附加地或替代地，可以同时或接近同时选择光发射器102阵列的多个列。
如上所述，提供图1作为例子。其他示例可以与关于图1所描述的不同。
图2是本文描述的示例驱动电路200的图。驱动电路200可以包括如上所述的驱动电路架构100。
驱动电路200可以包括源202。源202可以提供驱动电路200的电输入。例如，源202可以向驱动电路200提供电流。源202可以是直流(DC)电压源、具有电阻负载的DC电流源等。驱动电路200可以包括接地204。
如上所述，驱动电路200可以包括光发射器206的阵列。例如，如上所述，光发射器206阵列可以对应于光发射器102阵列。在贯穿图2的描述使用的示例中，光发射器206阵列可以包括与光发射器206阵列的行1和列1相关联的光发射器206A。
驱动电路200可以包括一个或多个(例如，多个)电容元件208。电容元件208可以以与上述电容元件106类似的方式操作。例如，如上所述，电容元件208可以提供驱动电路200的电压源。电容元件208可以包括一个或多个电容器。电容元件208可以具有从1纳法到1000纳法范围内的电容。例如，电容元件208可以具有大约(例如，±1％)10纳法、大约20纳法、大约50纳法等的电容。
光发射器206阵列的每行可以连接到(例如，在电路路径中)相应的电容元件208。例如，电容元件208B可以连接到行1。如图所示，对于包括多个行光发射器206的阵列，驱动电路200可以包括多个电容元件208，并且多个电容元件208可以分别连接到多个行。
在一些实施方式中，电容元件208可以直接连接到光发射器206阵列的一行的(多个)光发射器206(例如，(多个)光发射器206的阳极)。也就是说，电容元件208可以直接连接到该行。例如，电容元件208和该行的(多个)光发射器206之间的电路路径中可以没有其他电路组件。此外，通过将电容元件208定位在靠近该行的(多个)光发射器206的阳极，可以减小电路路径电感，从而减少光脉冲上升时间。例如，电容元件208和行中最近的光发射器206的阳极之间的电路路径距离可以是5毫米(mm)或更小、4毫米或更小、3毫米或更小、或2毫米或更小。
驱动电路200可以包括一个或多个(例如，多个)第一开关210(本文可以称为行开关210)和/或一个或多个(例如，多个)第二开关212(本文可以称为列开关212)。行开关210可以以与上述行开关108类似的方式操作。光发射器206阵列的每一行可以连接到相应的行开关210。此外，每个电容元件208可以连接到(例如，在电路路径中)相应的行开关210。例如，行开关210C可以连接到电容元件208B。电容元件208可以相对于相关联的行开关210处于高侧配置。如下所述，行开关210可以控制与行开关210在同一电路路径中的电容元件208的充电。因此，在一些实施方式中，电容元件208不直接连接到源202。在一些实施方式中，如果光发射器206的阵列是具有单行的一维阵列，则驱动电路200可以省略行开关210。
如图所示，驱动电路200的充电电路路径可以包括源202、电容元件208和行开关210。例如，驱动电路200的第一充电电路路径可以包括源202、第一电容元件208和第一行开关210；驱动电路200的第二充电电路路径可以包括源202、第二电容元件208和第二行开关210；等等。如图所示，对于包括多个行的光发射器206的阵列，驱动电路可以包括多个行开关210(例如，分别连接到多个行)和多个电容元件208(例如，分别连接到多个行)。多个行开关210可以控制多个电容元件208中的相应电容元件208的充电。在一些实施方式中，行开关210可以连接到防止向行开关210提供过电压的附加电路。
行开关210可以具有闭合状态(例如，接通状态)，其中，当行开关210处于闭合状态时，电流可以流过行开关210。另外，行开关210可以具有断开状态(例如，截止状态)，其中，当行开关210处于断开状态时，电流可以不流过行开关210。在一些实施方式中，驱动电路200可以包括一个或多个(例如，多个)第三开关214(本文可以称为驱动开关214)。驱动开关214可以被配置成驱动相应行开关210的栅极。每个行开关210可以连接到相应的驱动开关214。驱动开关214可以具有闭合状态(例如，接通状态)，其中，当驱动开关214处于闭合状态时，电流可以流过驱动开关214。另外，驱动开关214可以具有断开状态(例如，截止状态)，其中，当驱动开关214处于断开状态时，电流可能不会流过驱动开关214。因此，处于闭合状态的驱动开关214可以驱动行开关210的栅极。
如上所述，响应于“充电”信号，行开关210可以转换到闭合状态；在没有“充电”信号的情况下，行开关210可以处于断开状态。例如，驱动开关214可以响应于“充电”信号转换到闭合状态，从而在行开关210的栅极处提供信号，以使行开关210转换到闭合状态。在一些实施方式中，驱动电路200可以包括分别连接驱动开关214和行开关210的一个或多个(例如，多个)附加电容元件和/或电阻元件(例如，电阻器)(未示出)。例如，额外的电容元件和/或电阻元件可以位于行开关210C和驱动开关214D之间。额外的电容元件和/或电阻元件可以使处于闭合状态的驱动开关214在短持续时间内闭合行开关210(例如，相对于如果不存在额外的电容元件和/或电阻元件时行开关210可以闭合的持续时间)。
在闭合状态下，特定行的行开关210可以引起电流对连接到该行的电容元件208充电(例如，通过完成包括源202、电容元件208和行开关210的电路路径)。也就是说，当行开关210处于闭合状态时，电流可以流过行开关210并对电容元件208充电。驱动电路200可以被配置为短时间(例如，50纳秒或更短、40纳秒或更短、30纳秒或更短、或20纳秒或更短)闭合行开关210，从而降低驱动电路200的功耗。
在特定行的行开关210的断开状态下，连接到该行的电容元件208的充电停止。当电容性元件208被完全充电或当电容性元件208被部分充电(例如，充电到特定水平)时，行开关210可以从闭合状态转换到断开状态。断开行开关210可以将电容元件208从源202断开(例如，为电容元件208启用放电模式)。
行开关210可以是场效应晶体管(field effect transistor，FET)(例如，p型FET或n型FET)。例如，FET可以是氮化镓(GaN)FET、互补金属氧化物半导体(CMOS)FET等。驱动开关214也可以是FET(例如，n型FET)，例如GaN FET、CMOS FET等。
在一些实施方式中，用于驱动光发射器206阵列的行的电路(例如，包括电容元件208、行开关210和/或驱动开关214)可以包括在集成电路上。
列开关212可以以与上述列开关110类似的方式操作。光发射器206阵列的每一列可以连接到(例如，在电路路径中)相应的列开关212。例如，列1可以连接到列开关212E。如下所述，用于一列的列开关212可以控制该列的选择(例如，通过完成该列的阴极路径)。在一些实施方式中，如果光发射器206的阵列是具有单列的一维阵列，则驱动电路200可以省略列开关212。
如图所示，驱动电路200的放电电路路径可以包括电容元件208、光发射器206和列开关212。例如，驱动电路200的第一放电电路路径可以包括第一行的第一电容元件208、第一行和第一列的光发射器206以及第一列的第一列开关212；驱动电路200的第二放电电路路径可以包括第一行的第一电容元件208、第一行和第二列的光发射器206以及第二列的第二列开关212；等等。如图所示，对于包括多个列的光发射器206的阵列，驱动电路200可以包括多个列开关212(例如，分别连接到多个列)，其控制多个列中相应列的选择。在一些实施方式中，列开关212可以连接到附加电路，以防止对列开关212的过电压尖峰。
列开关212可以具有闭合状态(例如，接通状态)，其中，当列开关212处于闭合状态时，电流可以流过列开关212。另外，列开关212可以具有断开状态(例如，截止状态)，其中，当列开关212处于断开状态时，电流可以不流过列开关212。如上所述，列开关212可以响应“开”信号转换到闭合状态。如上所述，列开关212可以响应于“关”信号转换到断开状态。因此，在闭合状态下，特定列的列开关212可以选择该列。具体而言，处于闭合状态的列开关212可以通过行和该列引起该行的经充电电容元件208的放电，以向与该行和该列相关联的光发射器提供电脉冲。例如，在闭合状态下，特定列的列开关212可以闭合(例如，完成)该列的阴极路径(例如，电流可以流过列中的光发射器206，该列的阴极路径中具有处于接通状态的列开关212)。换句话说，在闭合状态下，特定列的列开关212可以完成包括该列的电路路径。在特定列的列开关212的断开状态下，不再选择该列(例如，通过断开该列的阴极路径)。
在一些情况下，一列的列开关212的闭合可能不会使一行的经充电电容元件208完全放电。例如，列开关212闭合的持续时间可以小于电容元件208完全放电所需的持续时间。这里，如果不同行的电容元件208被充电，则列开关212的闭合可以通过列中的光发射器206使该行的电容元件208和不同行的电容元件208放电。在一些实施方式中，为了对光发射器206阵列的不同行和相同列中的光发射器206进行顺序脉冲，驱动电路200可以在对不同行的第二行的电容元件208充电之前，对不同行的第一行的电容元件208进行完全放电(例如，通过对该列闭合列开关212一次或多次)。
在一些情况下，光学发射器206阵列的同一行中的多个光学发射器206可以被顺序地进行脉冲。这里，该行的电容元件208可以在连续脉冲的持续时间内被充电。也就是说，用于该行的行开关210可以在顺序脉冲的持续时间内保持在闭合状态(例如，可以在顺序脉冲的持续时间内施加“充电”信号)。这样，在电容元件208上保持恒定的电压，以便为多个光发射器206保持恒定的脉冲幅度。
列开关212可以是FET(例如，n型FET)。例如，FET可以是GaN FET、CMOS FET等。列开关212可以是低侧开关。在一些实施方式中，列开关212能够在从0.5ns到100ns范围内的持续时间内在闭合状态下操作(例如，能够从断开状态转换到闭合状态，并且随后从闭合状态转换到断开状态)。在一些实施方式中，列开关212可以具有比行开关210更快的切换速度。
在一些实施方式中，用于驱动光发射器206阵列的列的电路(例如，包括列开关212)可以包括在集成电路上。也就是说，用于驱动列的电路可以是与用于驱动行的集成电路分离的集成电路。
在驱动电路200的示例操作中，驱动开关214D可以从断开状态转换到闭合状态(例如，响应于“充电”信号)，以向行开关210C提供信号，从而使行开关210C从断开状态转换到闭合状态。从断开状态转换到闭合状态的行开关210C可引起电流(例如，来自源202)对电容元件208B充电。在电容元件208B充电(例如，完全或部分)时，列开关212D可以从断开状态转换到闭合状态(例如，响应于“接通”信号)以引起通过行1和列1的电容元件208B的放电(例如，能量从电容元件208B的放电)，以向光发射器206A提供电脉冲。响应于电脉冲，光发射器206A可以发射光脉冲。
驱动电路200是能够产生跨越一定宽度范围(时域中)的光脉冲的高速驱动电路。例如，驱动电路200可以产生宽度在0.5纳秒至100纳秒范围内的光脉冲。此外，驱动电路200可以用于寻址光发射器206阵列的不同光发射器206。如上所述，将电容元件208定位在靠近光发射器206的阳极(例如，与光发射器206的阳极直接连接)使得驱动电路能够产生具有快速上升时间的窄光脉冲。
在一些实施方式中，驱动电路200可以产生高斯脉冲的光脉冲。例如，驱动电路200可以被配置为在电容元件208放电期间以谐振模式操作。谐振模式下的操作可以减少电脉冲的上升时间。此外，通过在谐振模式下操作，驱动电路200可以使用具有相对较小电容的电容元件208来实现电脉冲的峰值电流，从而有助于驱动电路200的小型化。可以选择电容元件208的电容值来实现特定的脉冲幅度和/或脉冲形状。在一些实施方式中，驱动电路200可以为电容元件208保持恒定的电压。
在一些实施方式中，电容元件208可以具有基于驱动电路200的参数的电容值。例如，电容元件208可以具有最小化列开关212处在电容元件208的充电期间由于漏极-源极电容而产生的脉冲的电容值。此外，电容元件208可以具有基于电脉冲的期望宽度(例如，在0.5ns至100ns范围内的脉冲宽度)、电脉冲的峰值电流(例如，在1安培至100安培范围内)、电脉冲的形状(例如，脉冲的上升时间和下降时间)和/或用于完全放电电容元件208的电压的周期量(例如，一个或多个周期)的电容值。在一些实施方式中，光发射器206阵列的每行的电容元件208可以具有各自的(例如，不同的)电容值。例如，一行的电容元件208的电容值可以基于该行的迹线长度。以这种方式，每行的电容元件208的相应电容值可以用于定制行的脉冲形状，以调整行的相应寄生电感(例如，由于不同的迹线长度)，从而均衡行的脉冲宽度。
如上所述，提供图2作为例子。其他示例可以与关于图2所描述的不同。
图3是绘制与本文描述的示例驱动电路相关联的电信号的示例曲线图300的图。例如，如上所述，曲线图300的电信号可以与驱动电路200相关联。曲线图300示出了与在光发射器阵列的光发射器处产生光脉冲相关联的电信号。也就是说，光发射器可以与光发射器阵列的行和列相关联。
线305示出“充电”信号(高电压)。如上所述，“充电”信号使得与行相关联的行开关(例如，如上所述的行开关108或行开关210)转换到闭合状态。例如，“充电”信号可以引起驱动开关(例如，如上所述的驱动开关214)转换到闭合状态，这又可以引起行开关转换到闭合状态。“充电”信号的持续时间可以在10纳秒到60纳秒的范围内。如线310的初始部分所示，响应于“充电”信号，该行的行开关的闭合可引起电流将连接到该行的电容元件(例如，电容元件106或电容元件208，如上所述)充电到特定电压。
线315显示“开”信号(高电压)，随后是“关”信号(低电压)。如上所述，“开”信号使得与列相关联的列开关(例如，列开关110或列开关212)转变到闭合状态。如线310的后一部分所示，响应于“开”信号，列开关的闭合可以引起电容元件的放电。例如，列开关闭合的持续时间(例如，从0.5ns到100ns范围内的持续时间)可以对应于电容元件放电的持续时间。由于列开关闭合，电容元件通过行和通过列放电(例如，通过包括与行和列相关联的光发射器的电路路径)。电容元件的放电在与行和列相关联的光发射器处提供电脉冲，如线320所示。电脉冲在光发射器处产生光脉冲。电脉冲/光脉冲的持续时间(例如，从0.5ns到100ns范围内的持续时间)可以对应于列开关闭合的持续时间。
因此，在一些实施方式中，一种用于产生光脉冲的方法可以包括：使光发射器阵列的一行的行开关转换到闭合状态，处于闭合状态的行开关引起电流对连接到该行的电容元件充电；和/或使光发射器阵列的一列的列开关转换到闭合状态，处于闭合状态的列开关选择列，并使电容元件通过该行和该列放电，以向与该行和该列相关联的光发射器提供电脉冲。在一些实施方式中，一种用于产生光脉冲的方法可以包括：通过闭合电容元件的行开关，对连接到光发射器阵列的一行的电容元件充电；和/或通过闭合一列的列开关来驱动与光发射器阵列的该行和该列相关联的光发射器，以通过该行和该列对电容元件放电。前述方法可以由设备的一个或多个处理器、设备的一个或多个控制器等来执行。
如上所述，提供图3是作为例子。其他示例可以与关于图3所描述的不同。
在一些实施方式中，用于光发射器阵列的控制器可以包括驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分。例如，控制器可以包括分别连接到阵列的每一行的一个或多个电容元件，分别连接到每个电容元件的一个或多个行开关，和/或分别连接到阵列的每一列的一个或多个列开关，以与上述类似的方式。在一些实施方式中，光源可以包括驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分。例如，光源可以包括光发射器阵列、分别连接到阵列的每一行的一个或多个电容元件、分别连接到每个电容元件的一个或多个行开关、和/或分别连接到阵列的每一列的一个或多个列开关，以与上述类似的方式。在一些实施方式中，光学系统可以包括驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分。例如，光学系统可以包括光学发射器阵列、分别连接到阵列的每一行的一个或多个电容元件、分别连接到每个电容元件的一个或多个行开关、和/或分别连接到阵列的每一列的一个或多个列开关，以与上述类似的方式。此外，光学系统可以包括一个或多个透镜、一个或多个光学元件(例如，衍射光学元件、折射光学元件等)、一个或多个反射器元件和/或一个或多个光学传感器等。在一些实施方式中，光学系统可以包括光源和/或控制器。
在一些实施方式中，驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分可以包括在基于ToF的(例如，直接ToF或间接ToF)测量系统中。例如，基于ToF的测量系统可以包括LIDAR系统。根据一些实施方式，一种方法可以包括使用驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分生成用于基于ToF的测量的光脉冲；和/或基于光脉冲检测物体。根据一些实施方式，一种方法可以包括使用驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分生成(或形成)用于三维感测的光点阵列。根据一些实施方式，一种方法可以包括使用驱动电路架构100或其一部分和/或驱动电路200或其一部分生成(或形成)用于三维感测的光图案。
前述公开内容提供了说明和描述，但不旨在穷举或将实施方式限制于所公开的精确形式。可以根据上述公开进行修改和变化，或者可以从实现的实践中获得修改和变化。此外，这里描述的任何实现都可以被组合，除非前述公开明确地提供了一个或多个实现不能被组合的理由。
即使特征的特定组合在权利要求中被引用和/或在说明书中被公开，这些组合并不旨在限制各种实施方式的公开。事实上，这些特征中的许多可以以权利要求中没有具体叙述和/或说明书中没有公开的方式组合。尽管下面列出的每个从属权利要求可以直接依赖于仅一个权利要求，但是各种实施方式的公开包括每个从属权利要求以及权利要求集中的每个其他权利要求。如这里所使用的，涉及项目列表中的“至少一个”的短语是指那些项目的任何组合，包括单个成员。例如，“a、b或c中的至少一个”意在涵盖a、b、c、a-b、a-c、b-c和a-b-c，以及相同项目的多个的任意组合。
除非明确说明，否则此处使用的任何元素、动作或指令都不应被解释为关键或必要的。此外，如本文所用，冠词“一”和“一个”旨在包括一个或多个项目，并且可以与“一个或多个”互换使用此外，如本文所用，冠词“该”旨在包括与冠词“该”相关联的一个或多个项目，并且可以与“该一个或多个”互换使用此外，如本文所用，术语“集合”旨在包括一个或多个项目(例如，相关项目、不相关项目或相关和不相关项目的组合)，并且可以与“一个或多个”互换使用当只打算使用一个项目时，使用短语“仅一个”或类似的语言。此外，如本文所用，术语“有”、“具有”、“拥有”等意在是开放式术语。此外，短语“基于”意在表示“至少部分基于”，除非另有明确说明。此外，如本文所用，术语“或”在串联使用时旨在包括在内，并且可以与“和/或”互换使用，除非另有明确说明(例如，如果与“任一”或“仅其中之一”结合使用)。

Claims (20)

1.一种驱动电路，包括：
提供电输入的源；
排列成一个或多个行和一个或多个列的光发射器阵列，
其中，所述光发射器阵列包括与所述一个或多个行中的一行和所述一个或多个列中的一列相关联的光发射器；
具有断开状态和闭合状态的第一开关；
连接到所述一行的电容元件，
其中，处于闭合状态的第一开关将引起对所述电容元件的充电；以及
具有断开状态和闭合状态的第二开关，
其中，处于闭合状态的第二开关用于选择所述一列，以及
其中，处于闭合状态的第二开关引起通过所述一行和所述一列对所述电容元件的放电，以向与所述一行和所述一列相关联的所述光发射器提供电脉冲。
2.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述电容元件直接连接到所述光发射器。
3.根据权利要求1所述的驱动电路，进一步包括：
具有断开状态和闭合状态的第三开关，
其中，处于闭合状态的第三开关驱动所述第一开关的栅极。
4.根据权利要求3所述的驱动电路，进一步包括：
所述第三开关和第一开关之间的附加电容元件或电阻元件。
5.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述光发射器阵列被排列成多个行，并且
其中，所述第一开关是分别连接到所述多个行的多个第一开关之一，并且所述电容元件是分别连接到所述多个行的多个电容元件之一。
6.根据权利要求5所述的驱动电路，其中，所述多个第一开关控制所述多个电容元件中的相应电容元件的充电。
7.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述光发射器阵列被排列成多个列，并且
其中，所述第二开关是分别连接到所述多个列的多个第二开关之一。
8.根据权利要求7所述的驱动电路，其中，所述多个第二开关控制所述多个列中的相应列的选择。
9.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，处于闭合状态的所述第一开关将引起通过包括所述源、所述第一开关和所述电容元件的电路路径对所述电容元件的充电。
10.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，所述第二开关从断开状态转换到闭合状态将引起通过包括所述电容元件、所述光发射器和所述第二开关的电路路径对所述电容元件的放电。
11.根据权利要求1所述的驱动电路，其中，响应于所述电脉冲，所述光发射器发射具有在0.5纳秒至100纳秒范围内的宽度的光脉冲。
12.一种用于排列成多个行和多个列的光发射器阵列的控制器，包括：
分别连接到所述多个行的多个电容元件；
分别连接到所述多个电容元件的多个第一开关，
其中，所述多个第一开关具有断开状态和闭合状态，以及
其中，所述多个第一开关中处于闭合状态的第一开关引起电流对所述多个电容元件中用于所述多个行中的一行的电容元件充电；以及分别连接到所述多个列的多个第二开关，
其中，所述多个第二开关具有断开状态和闭合状态，以及
其中，所述多个第二开关中连接到所述多个列中的一列的处于闭合状态的第二开关引起通过所述行和所述列对所述电容元件的放电。
13.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述电容元件直接连接到所述光发射器。
14.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述多个第一开关和所述多个第二开关是场效应晶体管。
15.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述多个第一开关是高侧开关，以及所述多个第二开关是低侧开关。
16.根据权利要求12所述的控制器，其中，所述多个电容元件直接连接到所述多个行。
17.一种光源，包括：
排列成一个或多个行和一个或多个列的光发射器阵列；以及
驱动电路，包括：
分别连接到所述一个或多个行的一个或多个电容元件，
其中，所述一个或多个电容元件被配置成通过所述一个或多个行的相应行放电；以及
分别连接到所述一个或多个列的一个或多个开关，
其中，所述一个或多个开关具有断开状态和闭合状态，以及
其中，所述一个或多个开关中处于闭合状态的开关选择所述一个或多个列中的一列。
18.根据权利要求17所述的光源，其中，处于闭合状态的所述开关引起所述一个或多个电容元件中用于所述一个或多个行中的一行的电容元件通过所述光发射器阵列中与所述行和所述列相关联的光发射器释放能量。
19.根据权利要求17所述的光源，其中，所述驱动电路被配置为在所述一个或多个电容元件的放电期间以谐振模式操作。
20.根据权利要求17所述的光源，其中，所述一个或多个电容元件直接连接到所述一个或多个行。
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