CN116324487A - 传感器控制系统和传感器 - Google Patents

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Abstract

提供了一种传感器控制系统，其能够在同步信号的处理期间减小应用系统上的负载，并且即使当系统中存在改变(诸如传感器数量的增加)时也能够根据系统改变执行灵活的同步控制。该传感器控制系统包括：发光单元；传感器，具有信号处理单元，信号处理单元基于从多个像素输出的电信号执行信号处理；以及控制装置，控制由传感器执行的信号处理的执行。该传感器包括：通信接口处理单元，接收通信接口信号；同步信号生成单元，生成同步信号；发光触发输出单元，基于同步信号发送发光触发；同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且发送同步信号；以及反馈信号处理单元，接收反馈信号并且将包括接收结果的预定信号处理数据发送至控制装置。

Description

传感器控制系统和传感器
技术领域
根据本公开内容的技术(本技术)涉及传感器控制系统和传感器。
背景技术
近年来，已知用于识别由传感器检测的图像中的目标的技术。在这种目标识别技术中，通常使用图像传感器、毫米波雷达和激光雷达(例如，专利文献1)。此外，近年来，已经使用了基于光的飞行时间来测量到对象(目标)的距离的飞行时间(ToF)传感器。
作为ToF传感器，已知测量与使用脉冲波直接测量的光的飞行时间的距离的直接ToF(dToF)型距离测量传感器和测量与使用调制光的相位间接计算的光的飞行时间的距离的间接ToF(iToF)型距离测量传感器。
同时，上述ToF传感器需要与以ps/ns为单位的发光单元同步，并且需要与除了发光单元之外的诸如扫描装置的外部装置同步。在这样的ToF传感器中，更高级别的应用系统为发光单元和包括ToF传感器的外部装置生成同步信号，并且管理同步信号。
引用列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2007-310741
发明内容
本发明要解决的问题
如上所述，在ToF传感器中，同步信号的处理通常由应用系统执行，并且应用系统需要实时执行高速处理。
将来，假设同步信号的处理由于传感器数量的增加而变得复杂。在这样的情况下，如果要由应用系统生成和管理的同步信号的数量增加，则管理变得困难，并且难以应对诸如噪声的误差的出现。
鉴于这种情况已经做出本公开，并且本公开的目的是提供传感器控制系统和传感器，该传感器控制系统和传感器能够减少在同步信号的处理中应用系统上的负载并且根据系统改变执行灵活的同步控制，即使做出诸如传感器数量增加的系统改变。
问题的解决方案
本公开的一个方面是传感器控制系统，包括：发光单元，用光照射目标区域；传感器，包括多个像素和信号处理单元，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号，信号处理单元基于从每个像素输出的电信号执行信号处理；以及控制装置，可连接至传感器并且控制传感器的信号处理的执行，传感器包括通信接口处理单元，其从外部装置接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号，同步信号生成单元，其基于通信接口信号生成用于与信号处理同步的同步信号，发光触发输出单元，其基于同步信号发送用于发光单元利用光的照射的发光触发，同步信号处理单元，其基于同步信号控制所述信号处理单元并且将同步信号发送至可连接的外部装置，以及反馈信号处理单元，其响应于发光触发接收从发光单元返回的反馈信号，响应于同步信号接收从外部装置返回的反馈信号，并且将包括接收结果的预定信号处理数据发送至控制装置。
本公开的另一方面是一种传感器，包括：多个像素，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号，目标区域被发光单元用光照射；信号处理单元，基于从每个像素输出的电信号执行信号处理；通信接口处理单元，从外部装置接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号；同步信号生成单元，基于通信接口信号接收用于与信号处理同步的同步信号；发光触发输出单元，基于同步信号发送用于用光照射发光单元用光的照射的发光触发；同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且将同步信号发送至可连接的外部装置；以及反馈信号处理单元，响应于发光触发接收从发光单元返回的反馈信号，响应于同步信号接收从外部装置返回的反馈信号，并且将处于包括在预定信号处理数据中的状态中的接收结果发送至控制信号处理的执行的控制装置。
此外，本公开的又一方面是一种传感器，包括：多个像素，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号，目标区域被发光单元用光照射；信号处理单元，基于针对每个像素输出的电信号执行信号处理；通信接口处理单元，接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号；同步信号接收单元，从外部装置接收用于与信号处理同步的同步信号；发光触发输出单元，基于同步信号发送用于发光单元利用光的照射的发光触发；以及同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且将同步信号发送至可连接的外部装置。
附图说明
图1是示出根据本技术的第一实施方式的距离测量传感器的配置的示例的框图。
图2是示出根据第一实施方式的光接收单元的配置示例的框图。
图3是示出根据第一实施方式的由光接收单元配置的成像框的示例的视图。
图4是示出根据本技术的第一实施方式的传感器控制系统的配置的示例的框图。
图5是示出根据第一实施方式的成像位置改变装置的示例的透视图。
图6是用于描述根据第一实施方式的距离测量传感器的操作的时序图。
图7是示出作为比较例的传感器控制系统的框图。
图8是示出根据第二实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图9是示出根据第三实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图10是示出根据第四实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图11是示出根据第五实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图12是示出根据第六实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图13是示出根据第六实施方式的每个距离测量传感器的发光操作的时序图。
图14是示出根据第七实施方式的传感器控制系统的框配置图。
图15是示出根据第七实施方式的用作主设备的距离测量传感器的误差判定操作的时序图。
图16是示出作为第八实施方式的在帧同步信号足够自由的情况下执行误差判定的示例的时序图。
图17是示出在由于短时间内的脉冲输出而进行延迟处理时容易超车的情况下执行误差判定的示例的时序图。
图18是示出作为从设备执行误差判定的示例的时序图。
图19是示出根据第九实施方式的I2C/SPI通信操作的时序图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本公开的实施方式。在以下说明中参照的附图的说明中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记，省略重复的说明。
应注意，在本说明书中描述的效果仅是示例并且不受限制，并且可以存在其他效果。
<第一实施方式>
<距离测量传感器的配置>
图1是示出根据本技术的第一实施方式的距离测量传感器1的配置的示例的框图。在本技术的第一实施方式中，例如，距离测量传感器1是dToF传感器。距离测量传感器1是基于电信号测量到对象OBJ(目标或主体)的距离的距离测量传感器，该电信号是通过从发光元件发射脉冲光并从由光接收元件用脉冲光照射的对象OBJ接收反射光获得的。
如图所示，距离测量传感器1例如包括诸如系统控制单元10、发光单元20、发光时序调整单元30、光接收单元40和距离测量处理单元50的组件。例如，这些组件可被整体配置为片上系统(SoC)，诸如，CMOSLSI，但是，例如，诸如发光单元20和光接收单元40的一些组件可被配置为单独的LSI。距离测量传感器1根据操作时钟(未示出)操作。此外，距离测量传感器1包括通信接口单元60，该通信接口单元60被配置为向外部输出与由距离测量处理单元50计算出的距离相关的数据(距离测量数据)。虽然未示出，但是距离测量传感器1被配置为能够经由通信接口单元60与设置在外部的主机IC通信。
系统控制单元10是执行距离测量传感器1的操作的整体控制的组件。通常，系统控制单元10包括微处理器。
发光单元20朝向目标区域发射诸如红外光(IR)的脉冲光。发光时序调整单元30是调整发光单元20的发光时序的电路。例如，发光时序调整单元30从要在后面描述的光接收单元40以与相应的线的读取时序同步的方式输出触发脉冲，驱动发光单元20。
光接收单元40是响应于从目标区域入射的光输出电信号的传感器。入射光包括来自对象OBJ的反射光。在本公开中，光接收单元40是由多个像素构成的CMOS图像传感器，多个像素包括布置成二维矩阵的多个光接收元件。在本公开中，例如，在系统控制单元10的控制下，启用特定像素组(例如，在成像帧中的一个线方向上的像素组)，从而读取电信号。此外，在一帧时间内顺次启用相应线的像素组，并且通过分别从启用的像素组输出的电信号形成目标区域的一个成像帧。
距离测量处理单元50是基于从发光单元20发射的脉冲光和由光接收单元40接收的反射光计算到对象OBJ的距离的组件。距离测量处理单元50通常使用信号处理处理器来配置。在本公开中，距离测量处理单元50包括采样电路51、直方图生成电路52和距离计算电路53。
采样电路51是响应于以预定的采样频率的发射脉冲光对从特定像素组输出的电信号进行采样的组件。例如，采样电路51根据从启用的像素组中的每一个输出的电信号的值来输出高值或低值(采样值)。
直方图生成电路52是基于采样电路51输出的针对每个采样时间的采样值的总值来生成指示针对每个时间的反射光的强度的直方图的组件。例如，直方图被作为一种数据结构或表保存在存储器(未示出)上。基于在成像帧中针对每个读取线发射的脉冲光，生成与像素数量对应的数量一样多的直方图。由直方图生成电路52生成的直方图被距离计算电路53参考。
距离计算电路53是参照所生成的直方图来检测直方图中的峰值并且根据与该峰值相对应的时间(即，到达时间)来计算距离的组件。即，如果假设接收了在用所发射的脉冲光照射对象OBJ时的反射光，则该时间是到达对象OBJ的往返时间，并且因此，至对象OBJ的距离可以通过将此时间乘以c/2(c是光速)针对每个像素来计算。因此，根据针对构成成像帧的所有像素计算出的距离，能够得到距离图像。距离计算电路53将与针对每个成像帧中的每个像素计算出的距离有关的数据(距离测量数据)输出至通信接口单元60。
通信接口单元60是被配置为将所计算的距离测量数据输出至外部主机IC的接口电路。例如，通信接口单元60是符合移动行业处理器接口(MIPI)的接口电路，但不限于此。例如，通信接口单元60可以是串行外围接口(SPI)、LVDS、SLVS-EC等，或者可以配备有这些接口电路中的一些。
同时，在第一实施方式中，系统控制单元10包括通信接口信号处理单元10a、帧同步信号接收单元10b、以及帧同步信号处理单元10c。此外，设置有主设备(master)同步信号生成单元81、从设备(slave)信号接收单元82、同步信号选择单元83、延迟调整单元84以及误差判定单元85。
通信接口信号处理单元10a从应用系统(稍后将描述其细节)接收由距离测量处理单元50执行的距离测量处理所需的通信接口信号。帧同步信号接收单元10b从应用系统接收与由多个像素形成的成像帧同步的帧同步信号。当距离测量传感器1被设置为主设备时，帧同步信号处理单元10c将帧同步信号输出至主设备同步信号生成单元81。
主设备同步信号生成单元81从帧同步信号生成周期比帧同步信号短的线同步信号。经由同步信号选择单元83和延迟调整单元84将该线同步信号发送至外部距离测量传感器或成像位置改变装置(稍后将描述其细节)。此外，主设备同步信号生成单元81可被配置为即使在未从应用系统发送帧同步信号的情况下也生成帧同步信号。当距离测量传感器1被设置为从设备时，从设备信号接收单元82从主设备接收帧同步信号并将接收到的帧同步信号输出至系统控制单元10，并且在存在接下来要连接的从设备的情况下，经由同步信号选择单元83和延迟调整单元84将所接收的帧同步信号发送至下从设备，并且如果接下来连接主设备，则经由同步信号选择单元83和延迟调整单元84将用于接收的帧同步信号的反馈信号发送至主设备。同步信号选择单元83在系统控制单元10的控制下选择性地导出主设备同步信号生成单元81的输出和从设备信号接收单元82的输出。延迟调整单元84可例如在系统控制单元10的控制下或手动地调整延迟时间。
在距离测量传感器1被设置为主设备的情况下，误差判定单元85接收从发光单元20返回的反馈信号，接收从成像位置改变装置返回的反馈信号，执行误差判定，并且将误差判定结果输出至系统控制单元10。然后，系统控制单元10将误差判定结果发送至应用系统。
此外，误差判定单元85从从设备接收反馈信号，将帧同步信号与反馈信号进行比较以执行误差判定，并且将误差判定结果输出至系统控制单元10。然后，系统控制单元10将误差判定结果发送至应用系统。注意，作为用于误差判定的方法，如果自从帧同步信号的启动以来考虑了曝光时间、布线延迟等的范围内没有返回反馈信号，则提供误差的通知。此外，测量从发送发光请求到接收响应于发光请求的反馈信号所需的时间，并且在预定时间内未接收到反馈信号的情况下提供误差的通知。
另外，在系统控制单元10上连接有缓冲器90。缓冲器90存储可从外部重写的用于通信数据的值。系统控制单元10具有使得能够通过诸如SPI/I2C的主操作来发送存储在缓冲器90中的内容的功能以及在读取操作期间将接收的内容写入缓冲器90中的功能。此外，系统控制单元10可以从各同步信号中选择发送/接收存储在缓冲器90中的内容的时序。此外，系统控制单元10将存储在缓冲器90中的设置值输出到误差判定单元85，使得利用接收到的反馈信号执行预期值判定。
<光接收单元的配置>
图2示出了在光接收单元40中布置成二维矩阵的多个像素之中的一个像素41。像素41包括光电转换元件、光电转换所接收的光，并且根据光量产生电荷。
像素驱动单元70经由像素驱动线43连接至光接收单元40。像素驱动单元70同时驱动光接收单元40的所有像素，或者以线为单位驱动每个像素。从由像素驱动单元70选择性扫描的像素线(像素行)的每个像素中输出的像素信号通过垂直信号线44中的每一个被供应至采样电路51。
采样电路51以针对光接收单元40的每个像素列的预定采样频率对通过垂直信号线44从所选线(所选行)的每个像素单元输出的像素信号进行采样。
以这种方式，例如，在如图3所示的车辆前方的场景中，距离测量传感器1可通过以更高的距离测量精度测量到附近障碍物(例如，另一车辆)的距离来更精确地避免碰撞等。另一方面，在附近不存在障碍物(例如，其他车辆)作为距离测量的结果的情况下，断开向像素41供电的电源或者屏蔽从像素41输出的像素信号，使得像素的驱动电压和处理器的计算负载降低，并且能够抑制功耗。
<传感器控制系统的配置>
图4是示出了根据本技术的第一实施方式的传感器控制系统100的配置的示例的框图。
在传感器控制系统100中，距离测量传感器1可以连接到应用系统200和成像位置改变装置300。应用系统控制距离测量传感器1的距离测量处理的执行。如图5所示，距离测量传感器1和发光单元20由成像位置改变装置300支撑，以便可围绕图5中的Z轴箭头旋转。成像位置改变装置300包括围绕图5中的Z轴箭头的旋转轴并且由距离测量传感器1控制。要注意的是，成像位置改变装置300可包括，例如，围绕在图5中的Y轴箭头的旋转轴。此外，例如，速率陀螺仪附接至每个旋转轴。
返回图4，距离测量传感器1从应用系统200接收通信接口信号。通信接口信号包括用于识别应用系统200的识别信息、用于输出距离测量数据的命令信息、相对于成像位置改变装置300的移动量等。
随后，距离测量传感器1从应用系统200接收图6(a)所示的帧同步信号。然后，距离测量传感器1从帧同步信号生成图6(b)所示的线同步信号并且将线同步信号发送至成像位置改变装置300。此外，距离测量传感器1基于由距离测量处理单元50从包括在通信接口信号中的命令信息获得的目标方向、以及由设置在相应的旋转轴上的速率陀螺仪获得的角度信息，来控制成像位置改变装置300。此外，距离测量传感器1从帧同步信号生成图6(c)所示的另一同步信号，生成图6(d)所示的发光触发(发光请求)，并且将发光触发发送至发光单元20。
此后，距离测量传感器1从成像位置改变装置300接收用于发送线同步信号的反馈信号，并且从发光单元20接收用于发光触发的反馈信号。当接收每个反馈信号时，距离测量传感器1执行关于自从线同步信号的启动以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在图6(e)所示的预定距离测量数据中的状态下误差判定的结果发送至应用系统200。
图6(e)所示的距离测量数据被配置为例如用于一个成像帧的数据序列。例如，这种数据序列包括：与线同步信号同步的无数据插入的消隐期间(BLK)、起始码(SOF)、插入每个像素41的距离测量数据的时隙、以及结束码(EOF)。时隙编号对应于根据扫描的像素41的编号。
<实施方式的比较例>
图7是示出作为比较例的传感器控制系统的框图。要注意的是，在图7中，与上述图4中的那些相同的部分由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
在比较示例中，应用系统200不仅向距离测量传感器1发送同步信号，而且向成像位置改变装置300发送同步信号。此外，应用系统200不仅从距离测量传感器1接收距离测量数据，而且从发光单元20和成像位置改变装置300接收反馈信号。
因此，由应用系统200生成和管理的同步信号增加。此外，当相同的同步信号被输出到包括距离测量传感器1和除距离测量传感器1之外的装置的两个装置时，要被关注的布线的数量加倍。
<第一实施方式的方案>
因此，在第一实施方式中，如图4所示，距离测量传感器1执行向发光单元20的发光触发的发送、用于发光触发的反馈信号的接收、向成像位置改变装置300的线同步信号的发送以及用于线同步信号的反馈信号的接收。
<第一实施方式的操作效果>
如上所述，根据第一实施方式，只有当发送通信接口信号时，应用系统200才连接至距离测量传感器1并与其通信，发送帧同步信号并从距离测量传感器1接收包括误差判定结果的距离测量数据，并且距离测量传感器1对发光单元20执行发光触发的发送，响应于发光触发的反馈信号的接收、关于成像位置改变装置300的线同步信号的发送、以及响应于线同步信号的反馈信号的接收，从而减轻应用系统200的处理量。此外，可以减少要关注噪声的目标信号的数量，并且可以实时执行有效的同步控制。
此外，根据第一实施方式，应用系统200仅需要将帧同步信号发送至距离测量传感器1，并且距离测量传感器1生成具有比帧同步信号的周期短的周期的线同步信号，并且将线同步信号发送至成像位置改变装置300，从而可执行有效的同步控制。
此外，由于根据第一实施方式的距离测量传感器1执行对同步信号的误差判定，因此应用系统200不必执行对同步信号的误差判定，并且可以相应地减少应用系统200的处理量。
<第二实施方式>
接下来，将描述第二实施方式。第二实施方式是第一实施方式的变形例。
图8是示出根据第二实施方式的传感器控制系统100A的框配置图。在图8中，与上述图4中的那些相同的部分将由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
作为主设备操作的距离测量传感器1A和作为从设备操作的距离测量传感器2a和2b被连接到应用系统200。当从应用系统200接收通信接口信号时，距离测量传感器1A基于通信接口信号生成帧同步信号，基于帧同步信号控制距离测量处理单元50，将发光触发发送至发光单元20，并且将帧同步信号发送至作为从设备的距离测量传感器2a。
距离测量传感器2a基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元并且将发光触发发送至发光单元3a，并且在后续阶段中存在距离测量传感器2b的情况下，在后续阶段中将帧同步信号发送至距离测量传感器2b。
距离测量传感器2b基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元，将发光触发发送至发光单元3b，并且在后续阶段不存在距离测量传感器的情况下将反馈信号发送至作为主设备的距离测量传感器1A。
当接收反馈信号时，距离测量传感器1A执行关于自从帧同步信号的启动以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在距离测量数据中的状态中的误差判定结果发送至应用系统200。
<第二实施方式的操作效果>
如上所述，根据上述第二实施方式，可以获得与上述第一实施方式的操作效果类似的操作效果，并且距离测量传感器1A用作主设备并将帧同步信号传送到一行中的多个距离测量传感器2a和2b，使得距离测量传感器1A、2a和2b可以彼此同步。因为距离测量传感器1A仅需要通过从最后接收帧同步信号的距离测量传感器2b接收反馈信号来执行误差判定，所以可以执行适合于系统的灵活的同步控制。此外，即使存在与距离测量传感器1A部分同步并且不需要同步的距离测量传感器2a，灵活的系统设计也是可能的。
此外，根据上述第二实施方式，应用系统200仅需要将通信接口信号发送至每个距离测量传感器1A、2a和2b，因此，可以容易地应对距离测量传感器的数量的增加。
<第三实施方式>
接下来，将描述第三实施方式。第三实施方式是第二实施方式的变形。
图9是示出根据第三实施方式的传感器控制系统100B的框配置图。在图9中，与上述图8中的部分相同的部分由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
在传感器控制系统100B中，主机装置400将通信接口信号发送至距离测量传感器1B和距离测量传感器2a和2b中的每一个，而不是发送至应用系统200。
当接收反馈信号时，距离测量传感器1B进行关于自从帧同步信号的启动以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在距离测量数据中的状态中的误差判定结果发送至应用系统200。
<第三实施方式的操作效果>
如上所述，根据第三实施方式，可以获得类似于上述第二实施方式的效果，并且应用系统200仅需要从每个距离测量传感器1B、2a和2b接收距离测量数据，从而相应地降低处理负载。
<第四实施方式>
接下来，将描述第四实施方式。第四实施方式是第二实施方式的变形例。
图10是示出根据第四实施方式的传感器控制系统100C的框配置图。在图10中，与上述图8中的部分相同的部分由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
用作主设备的距离测量传感器1C、用作从设备的距离测量传感器2a和2b以及图像传感器4连接到应用系统200。当从应用系统200接收通信接口信号时，距离测量传感器1C基于通信接口信号生成帧同步信号，基于帧同步信号控制距离测量处理单元50，将发光触发发送至发光单元20，并且将帧同步信号和通信接口信号发送至作为从设备的距离测量传感器2a。
距离测量传感器2a基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元，将发光触发发送至发光单元3a，并且基于接收到的通信接口信号将距离测量数据发送至应用系统200。此外，在后续阶段中存在距离测量传感器2b的情况下，距离测量传感器2a将帧同步信号和通信接口信号发送至后续阶段中的距离测量传感器2b。
距离测量传感器2b基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元，将发光触发发送至发光单元3b，并且基于接收到的通信接口信号将距离测量数据发送至应用系统200。此外，在图像传感器4存在于后续阶段的情况下，距离测量传感器2b在后续阶段将帧同步信号和通信接口信号发送至图像传感器4。
图像传感器4生成并累积与从预定的成像视场接收的光量对应的电荷，并且根据累积的电荷的量生成例如每秒30帧的成像视场的图像信号。图像传感器4基于接收的帧同步信号控制图像处理单元，并且基于接收的通信接口信号将图像信号发送至应用系统200。此外，在后续阶段中不存在从设备的情况下，图像传感器4响应于通信接口信号将反馈信号或读取信息发送至作为主设备的距离测量传感器1C。
当接收响应于通信接口信号的反馈信号或者读取信息时，距离测量传感器1C执行关于自从从帧同步信号的启动以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在距离测量数据中的状态中的误差判定结果发送至应用系统200。
<第四实施方式的操作效果>
如上所述，根据上述第四实施方式，可以获得类似于上述第二实施方式的操作效果，并且，即使包括没有用于响应于帧同步信号发射反馈信号的机制的图像传感器4，作为主设备的距离测量传感器1C也可以读取图像传感器4的帧的计数数量并且将所读取的计数数量用作用于帧同步信号的反馈信号，并且灵活的系统设计是可能的。
<第五实施方式>
接下来，将描述第五实施方式。第五实施方式是第四实施方式的变形例。
图11是示出根据第五实施方式的传感器控制系统100D的框配置图。在图11中，与上述图10中的部分相同的部分将由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
发射IR光的发光单元5连接至图像传感器4。
当从应用系统200接收通信接口信号时，距离测量传感器1D基于通信接口信号生成帧同步信号，基于帧同步信号控制距离测量处理单元50，将发光触发发送至发光单元20，并且将帧同步信号和通信接口信号发送至作为从设备的距离测量传感器2a。
距离测量传感器2a基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元，将发光触发发送至发光单元3a，并且基于接收到的通信接口信号将距离测量数据发送至应用系统200。此外，在后续阶段中存在距离测量传感器2b的情况下，距离测量传感器2a将帧同步信号和通信接口信号发送至后续阶段中的距离测量传感器2b。
距离测量传感器2b基于接收到的帧同步信号控制距离测量处理单元，将发光触发发送至发光单元3b，并且基于接收到的通信接口信号将距离测量数据发送至应用系统200。此外，在图像传感器4存在于后续阶段的情况下，距离测量传感器2b在后续阶段将帧同步信号和通信接口信号发送至图像传感器4。
图像传感器4基于接收到的帧同步信号控制图像处理单元，将发光触发发送至发光单元5，并且基于接收到的通信接口信号将图像信号发送至应用系统200。此外，在后续阶段中不存在从设备的情况下，图像传感器4响应于通信接口信号将反馈信号或读取信息发送至作为主设备的距离测量传感器1D。
当接收响应于通信接口信号的反馈信号或读取信息时，距离测量传感器1D执行关于自从从帧同步信号的启动以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在距离测量数据中的状态中的误差判定结果发送至应用系统200。
<第五实施方式的操作效果>
如上所述，根据上述第五实施方式，能够获得与上述第四实施方式相似的操作效果，并且便于传感器之间的排他控制。
<第六实施方式>
接下来，将描述第六实施方式。第六实施方式是第二实施方式的变形。
图12是示出根据第六实施方式的传感器控制系统100E的框配置图。在图12中，与上述图8中的部分相同的部分由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
距离测量传感器2a和2b以及作为从设备操作的距离测量传感器2c连接到应用系统200。距离测量传感器2a、2b和2c中的每一个包括发光请求发送单元6和发光单元3c，该发光请求发送单元6在从应用系统200接收到发光请求时基于接收到的发光请求将发光触发发送至发光单元3a和3b中的每一个，并且经由距离测量传感器以连接顺序依次将发光请求发送至最后的距离测量传感器。
当从应用系统200接收图13(a)所示的发光请求时，距离测量传感器2a将发光触发发送至发光单元3a以引起发光，并且将发光请求发送至作为从设备的距离测量传感器2b。
基于所接收的图13(b)所示的发光请求，距离测量传感器2b将发光触发发送至发光单元3b以在从发光单元3a的时序偏移的时序引起发光，并且在后续阶段中存在距离测量传感器2c的情况下，在后续阶段中将发光请求发送至距离测量传感器2c。
基于所接收的图13(c)所示的发光请求，距离测量传感器2c将发光触发发送至发光单元3c，以在与发光单元3b的时序偏移的时序引起发光，并且在后续阶段不存在从设备的情况下将误差等通知应用系统200。
<第六实施方式的操作效果>
如上所述，根据上述第六实施方式，当多个距离测量传感器2a、2b和2c是不同类型的传感器时，帧速率和发光图案不同，并且因此，由应用系统200执行发光控制，并且通过使用每个距离测量传感器2a、2b和2c的延迟量可以偏移发光时序以防止干扰。
<第七实施方式>
接着，说明第7实施方式。第七实施方式是第二实施方式的变形例。
图14是示出根据第七实施方式的传感器控制系统100E的框配置图。在图12中，与上述图12中的部分相同的部分将由相同的参考符号表示，并且将省略其详细描述。
用作主设备的距离测量传感器1F包括上述发光请求发送单元6。距离测量传感器1F向发光单元20发送发光触发以引起发光，并且向作为从设备的距离测量传感器2a发送发光请求。
基于接收到的图15(b)所示的发光请求，距离测量传感器2a将发光触发发送至发光单元3a以在从发光单元20的时序偏移的时序引起发光，并且在距离测量传感器2b存在于后续阶段的情况下，在后续阶段将发光请求发送至距离测量传感器2b。
基于接收到的图15(b)所示的发光请求，距离测量传感器2b将发光触发发送至发光单元3b以在从发光单元3a的时序偏移的时序引起发光，并且在后续阶段不存在距离测量传感器的情况下将反馈信号发送至作为主设备的距离测量传感器1F。
当接收反馈信号时，距离测量传感器1F执行关于自从发送发光请求以来的预定时间内是否已经返回反馈信号的误差判定，并且将处于包括在距离测量数据中的状态中的误差判定结果发送至应用系统200，如图15(c)所示。应注意，距离测量传感器1F测量从发送发光请求到距离测量传感器2a响应于发光请求接收反馈信号所需的时间，并且在预定时间内未接收到反馈信号的情况下将误差信息发送至应用系统200。
<第七实施方式的操作效果>
如上所述，根据上述第七实施方式，如果在考虑了曝光时间、配线延迟等的范围内没有返回反馈信号，则用作主设备的距离测量传感器1F可将误差通知给应用系统200。
此外，根据上述第七实施方式，可以测量从由用作主设备的距离测量传感器1F发送发光请求到接收响应于发光请求的反馈信号所需的时间。
<第八实施方式>
接下来，将描述第八实施方式。第八实施方式是执行响应于同步信号的反馈信号的误差检测的实施方式。
图16和图17是如同第八实施方式在接收反馈信号和作为主设备执行误差判定时的时序图。
图16是在帧同步信号足够自由的情况下执行误差判定的示例。
如图16(a)所示，距离测量传感器1的误差判定单元85判定如果在由主设备同步信号生成单元81生成的帧同步信号被发送至从设备之后的某个固定时间内接收到反馈信号，则为OK，并且如果没有，则判定为已经发生误差。
此外，如图16的(b)所示，在将由主设备同步信号生成单元81生成的帧同步信号发送至从设备之后，如果接收到两次或以上的反馈信号，则误差判定单元85判定发生了误差。此外，如果在帧同步信号未被脉冲时接收到反馈信号，则判定为误差。
图17是在由于短时间内的脉冲输出进行延迟处理时而可能发生反超(overtake)的情况下进行误差判定的示例。
如图17的(a)所示，误差判定单元85在以1为单位完成脉冲输出时的时间点将帧同步信号的脉冲数与反馈信号的脉冲数进行比较，并且如果两者相同则判定为OK，而如果两者不同则判定已经发生误差。此外，如图17的(b)所示，如果在帧同步信号没有脉冲时接收到反馈信号，则判定为误差。
图18是作为从设备执行误差判定的示例。
误差判定单元85将输出脉冲的数量保持为以1为单位作为期望值，在以1为单位完成脉冲输出的时刻将该期望值与输入脉冲的数量进行比较，如果两者相同，则判定为OK，如果两者不同，则判定为发生了误差。
<第九实施方式>
接着，说明第9实施方式。第九实施方式是I2C/SPI通信的实施方式。
图19是示出根据第九实施方式的I2C/SPI通信操作的时序图。
由于距离测量传感器1掌握同步信号的时序，因此可以根据同步信号来执行I2C/SPI通信控制。
此外，在作为主设备或从设备操作时执行内部调整的情况下，可以比同步信号更早地执行通信。
在期望在线同步操作开始之前进行通信的情况下，在上一行操作(图19中的(1))结束时或者在图19的(2)时从下同步追溯地进行通信。
利用该配置，可以在传感器操作之前或者在传感器操作之后的消隐器件等期间有效地控制外围装置。
<其他实施方式>
尽管已经根据如上所述的第一实施方式至第九实施方式描述了本技术，但是构成本公开的一部分的描述和附图不应被解释为限制本技术。对本领域技术人员显而易见的是，当理解由上述实施方式公开的技术内容的要旨时，本技术可包括各种替代实施方式、示例以及操作技术。此外，在不发生矛盾的范围内，可以适当地组合在第一至第九实施方式中公开的配置和第一至第九实施方式的变形例。例如，可以组合多个不同实施方式所公开的配置，或者可以组合相同实施方式的多个不同变形例所公开的配置。
应注意，本公开还可具有以下配置。
(1)
一种传感器控制系统，包括：
发光单元，用光照射目标区域；
传感器，包括：多个像素，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号；以及信号处理单元，基于从每个像素输出的电信号执行信号处理；以及
控制装置，能连接至传感器并且控制传感器的信号处理的执行，
其中，传感器包括：
通信接口处理单元，从外部装置接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号，
同步信号生成单元，基于通信接口信号生成用于与信号处理同步的同步信号，
发光触发输出单元，基于同步信号发送用于发光单元利用光的照射的发光触发，
同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且将同步信号发送至能连接的外部装置，以及
反馈信号处理单元，响应于发光触发接收从发光单元返回的反馈信号，响应于同步信号接收从外部装置返回的反馈信号，并且将包括接收结果的预定信号处理数据发送至控制装置。
(2)
根据(1)所述的传感器控制系统，其中，
同步信号生成单元生成与由多个像素形成的成像帧同步的帧同步信号，以及
同步信号处理单元从帧同步信号生成周期比帧同步信号的周期短的线同步信号，并且将线同步信号发送至外部装置。
(3)
根据(2)所述的传感器控制系统，其中，
同步信号处理单元将线同步信号发送至能够改变传感器的成像位置的成像位置改变装置。
(4)
根据(1)所述的传感器控制系统，其中，
反馈信号处理单元通过比较同步信号与反馈信号来执行误差判定，并且将误差判定结果发送至控制装置。
(5)
根据(2)所述的传感器控制系统，其中，
设置多个传感器，
同步信号处理单元在多个传感器中的第一传感器中基于帧同步信号控制信号处理单元并且将帧同步信号输出至另一第二传感器，在存在后续阶段中的第二传感器的情况下，同步信号处理单元在第二传感器中基于帧同步信号控制信号处理单元并且将帧同步信号输出至后续阶段中的另一第二传感器，以及
在第一传感器中，反馈信号处理单元接收从最后阶段中的第二传感器发送的反馈信号并将接收结果发送至控制装置。
(6)
根据(5)所述的传感器控制系统，其中，
通信接口处理单元在多个传感器中的每一个中从控制装置接收通信接口信号。
(7)
根据(5)所述的传感器控制系统，其中，
通信接口处理单元在第一传感器中从控制装置接收通信接口信号，并且将通信接口信号从第一传感器依次经由多个第二传感器发送至在连接顺序中最后的第二传感器。
(8)
根据(5)所述的传感器控制系统，其中，
在连接顺序中最后的第二传感器是图像传感器。
(9)
根据(5)所述的传感器控制系统，其中，
多个传感器中的每一个包括发光请求发送单元，发光请求发送单元当从控制装置接收发光请求时，基于所接收的发光请求将发光触发发送至发光单元，并且将发光请求依次经由多个传感器中的多个传感器发送至在连接顺序中最后的传感器。
(10)
根据(9)所述的传感器控制系统，其中，
在第一传感器中，反馈信号处理单元从最后阶段中的第二传感器接收用于发送发光请求的反馈信号，并且将包括接收结果的预定信号处理数据发送至控制装置。
(11)
根据(5)所述的传感器控制系统，其中，
在第一传感器中，反馈信号处理单元通过比较帧同步信号与从最后阶段中的第二传感器输出的反馈信号来执行误差判定，并且将误差判定的结果发送至控制装置。
(12)
根据(10)所述的传感器控制系统，其中，
反馈信号处理单元测量从发送至第二传感器的发光请求到在第一传感器中接收用于发光请求的反馈信号所需的时间，并且在预定时间内未接收到反馈信号的情况下，将误差信息发送至控制装置。
(13)
根据(1)所述的传感器控制系统，其中，
同步信号生成单元从控制装置接收同步信号。
(14)
根据(1)所述的传感器控制系统，其中，
通信接口处理单元从控制装置接收通信接口信号。
(15)
一种传感器，包括：
多个像素，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号，目标区域被发光单元用光照射；
信号处理单元，基于从每个像素输出的电信号执行信号处理；
通信接口处理单元，从外部装置接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号；
同步信号生成单元，基于通信接口信号接收用于与信号处理同步的同步信号；
发光触发输出单元，基于同步信号发送用于发光单元利用光的照射的发光触发；
同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且将同步信号发送至能连接的外部装置；以及
反馈信号处理单元，响应于发光触发接收从发光单元返回的反馈信号，响应于同步信号接收从外部装置返回的反馈信号，并且将处于包括在预定信号处理数据中的状态中的接收结果发送至控制信号处理的执行的控制装置。
(16)
一种传感器，包括：
多个像素，多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将反射光转换成电信号，目标区域被发光单元用光照射；
信号处理单元，基于针对每个像素输出的电信号执行信号处理；
通信接口处理单元，接收与信号处理有关的控制所需的通信接口信号；
同步信号接收单元，从外部装置接收用于与信号处理同步的同步信号；
发光触发输出单元，基于同步信号发送用于发光单元利用光的照射的发光触发；以及
同步信号处理单元，基于同步信号控制信号处理单元并且将同步信号发送至能连接的外部装置。
(17)
根据(16)所述的传感器，进一步包括：反馈信号处理单元，响应于发光触发接收从发光单元返回的反馈信号，并且在包括在发往外部装置的反馈信号中的状态中的接收结果。
(18)
根据(16)所述的传感器，其中，通信接口处理单元从控制信号处理的执行的控制装置接收通信接口信号。
(19)
根据(16)的传感器，其中，通信接口处理单元从外部装置接收通信接口信号。
参考符号列表
1，1A，1B，1C，1D，1F，2a，2b，2c距离测量传感器
3a，3b，3c，5，20发光单元
4 图像传感器
6 发光请求发送单元
10 系统控制单元
10a 通信接口信号处理单元
10b 帧同步信号接收单元
10c 帧同步信号处理单元
30 发光时序调整单元
40 光接收单元
41 像素
43 像素驱动线
44 垂直信号线
50 距离测量处理单元
51 采样电路
52 直方图生成电路
53 距离计算电路
60 通信接口单元
70 像素驱动单元
81主设备同步信号生成单元
82 从设备信号接收单元
83 同步信号选择单元
84 延迟调整单元
85 误差判定单元
90缓冲器
100，100A，100B，100C，100D，100E传感器控制系统
200 应用系统
300 成像位置改变装置
400 主机装置

Claims (19)

1.一种传感器控制系统，包括：
发光单元，用光照射目标区域；
传感器，包括：多个像素，所述多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将所述反射光转换成电信号；以及信号处理单元，基于从每个像素输出的所述电信号执行信号处理；以及
控制装置，能连接至所述传感器并且控制所述传感器的所述信号处理的执行，
其中，所述传感器包括：
通信接口处理单元，从外部装置接收与所述信号处理有关的控制所需的通信接口信号，
同步信号生成单元，基于所述通信接口信号生成用于与所述信号处理同步的同步信号，
发光触发输出单元，基于所述同步信号发送用于所述发光单元利用光的照射的发光触发，
同步信号处理单元，基于所述同步信号控制所述信号处理单元并且将所述同步信号发送至能连接的外部装置，以及
反馈信号处理单元，响应于所述发光触发接收从所述发光单元返回的反馈信号，响应于所述同步信号接收从所述外部装置返回的反馈信号，并且将包括接收结果的预定信号处理数据发送至所述控制装置。
2.根据权利要求1所述的传感器控制系统，其中，
所述同步信号生成单元生成与由所述多个像素形成的成像帧同步的帧同步信号，以及
所述同步信号处理单元从所述帧同步信号生成周期比所述帧同步信号的周期短的线同步信号，并且将所述线同步信号发送至所述外部装置。
3.根据权利要求2所述的传感器控制系统，其中，
所述同步信号处理单元将所述线同步信号发送至能够改变所述传感器的成像位置的成像位置改变装置。
4.根据权利要求1所述的传感器控制系统，其中，
所述反馈信号处理单元通过比较所述同步信号与所述反馈信号来执行误差判定，并且将误差判定结果发送至所述控制装置。
5.根据权利要求2所述的传感器控制系统，其中，
设置多个所述传感器，
所述同步信号处理单元基于所述帧同步信号控制多个所述传感器之中的第一传感器中的所述信号处理单元并且将所述帧同步信号输出至另一第二传感器，在存在后续阶段中的第二传感器的情况下，所述同步信号处理单元在所述第二传感器中基于所述帧同步信号控制所述信号处理单元并且将所述帧同步信号输出至所述后续阶段中的第二传感器，以及
在所述第一传感器中，所述反馈信号处理单元接收从最后阶段中的所述第二传感器发送的反馈信号并将接收结果发送至所述控制装置。
6.根据权利要求5所述的传感器控制系统，其中，
所述通信接口处理单元从多个所述传感器中的每一个中的所述控制装置接收所述通信接口信号。
7.根据权利要求5所述的传感器控制系统，其中，
所述通信接口处理单元从所述第一传感器中的所述控制装置接收所述通信接口信号，并且将所述通信接口信号从所述第一传感器依次经由多个所述第二传感器发送至在连接顺序中最后的第二传感器。
8.根据权利要求5所述的传感器控制系统，其中，
在连接顺序中最后的第二传感器是图像传感器。
9.根据权利要求5所述的传感器控制系统，其中，
多个所述传感器中的每一个包括发光请求发送单元，所述发光请求发送单元当从所述控制装置接收发光请求时，基于所接收的发光请求将所述发光触发发送至所述发光单元，并且将所述发光请求依次经由多个所述传感器发送至在连接顺序中最后的传感器。
10.根据权利要求9所述的传感器控制系统，其中，
在所述第一传感器中，所述反馈信号处理单元从所述最后阶段中的第二传感器接收用于发送所述发光请求的所述反馈信号，并且将包括所述接收结果的所述预定信号处理数据发送至所述控制装置。
11.根据权利要求5所述的传感器控制系统，其中，
在所述第一传感器中，所述反馈信号处理单元通过比较所述帧同步信号与从所述最后阶段中的所述第二传感器输出的所述反馈信号来执行误差判定，并且将所述误差判定的结果发送至所述控制装置。
12.根据权利要求10所述的传感器控制系统，其中，
所述反馈信号处理单元测量从发送至所述第二传感器的所述发光请求到在所述第一传感器中接收用于所述发光请求的所述反馈信号所需的时间，并且在预定时间内未接收到所述反馈信号的情况下，将误差信息发送至所述控制装置。
13.根据权利要求1所述的传感器控制系统，其中，
所述同步信号生成单元从所述控制装置接收所述同步信号。
14.根据权利要求1所述的传感器控制系统，其中，
所述通信接口处理单元从所述控制装置接收通信接口信号。
15.一种传感器，包括：
多个像素，所述多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将所述反射光转换成电信号，所述目标区域被发光单元用光照射；
信号处理单元，基于从每个像素输出的所述电信号执行信号处理；
通信接口处理单元，从外部装置接收与所述信号处理有关的控制所需的通信接口信号；
同步信号生成单元，基于通信接口信号接收用于与所述信号处理同步的同步信号；
发光触发输出单元，基于所述同步信号发送用于所述发光单元利用光的照射的发光触发；
同步信号处理单元，基于所述同步信号控制所述信号处理单元并且将所述同步信号发送至能连接的外部装置；以及
反馈信号处理单元，响应于所述发光触发接收从所述发光单元返回的反馈信号，响应于所述同步信号接收从所述外部装置返回的反馈信号，并且将处于包括在预定信号处理数据中的状态中的接收结果发送至控制所述信号处理的执行的控制装置。
16.一种传感器，包括：
多个像素，所述多个像素中的每一个从目标区域接收反射光并且将所述反射光转换成电信号，所述目标区域被发光单元用光照射；
信号处理单元，基于针对每个所述像素输出的所述电信号执行信号处理；
通信接口处理单元，接收与所述信号处理有关的控制所需的通信接口信号；
同步信号接收单元，从外部装置接收用于与所述信号处理同步的同步信号；
发光触发输出单元，基于所述同步信号发送用于所述发光单元利用光的照射的发光触发；以及
同步信号处理单元，基于所述同步信号控制所述信号处理单元并且将所述同步信号发送至能连接的外部装置。
17.根据权利要求16所述的传感器，进一步包括：反馈信号处理单元，响应于所述发光触发接收从所述发光单元返回的反馈信号，并且发送在包括在发往外部装置的反馈信号中的状态中的接收结果。
18.根据权利要求16所述的传感器，其中，所述通信接口处理单元从控制所述信号处理的执行的控制装置接收所述通信接口信号。
19.根据权利要求16所述的传感器，其中，所述通信接口处理单元从外部装置接收所述通信接口信号。
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