CN205826866U - 测距装置及其集成系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种测距装置及其集成系统，包括：被配置成从光源接收被目标反射的光的多个光敏检测器的第一阵列，上述第一阵列包括：多个不同分区；具有至少一个读出通道并且被配置成从上述多个分区中的每个分区读出数据的读出电路系统；以及被配置成根据来自第一阵列的上述输出确定与上述目标相关联的位置信息的处理器。

Description

测距装置及其集成系统
技术领域
一些实施例涉及测距装置及其集成系统，并且特别地而非排他性地涉及能够提供手势检测的装置。
背景技术
已知用于确定到目标的距离的设备。当前使用的一种方法被称为“飞行时间”(ToF)。该方法包括朝着目标发送光信号并且测量信号行进到目标并且返回所需要的时间。信号进行这一行程所需要的时间的计算可以通过测量从光源发出的信号与从目标反射并且被光传感器检测到的信号之间的相移来获得。已知这一相移以及光速，则能够确定到目标的距离。
单光子雪崩二极管(SPAD)可以用作反射光的检测器。通常，SPAD的阵列被提供作为传感器以便检测反射光脉冲。光子可以通过光电效应而在SPAD中生成载流子。光生成的载流子可以在SPAD阵列中的一个或多个SPAD中触发雪崩电流。雪崩电流可以发出一个事件的信号，该事件即光的光子已经被检测到。
实用新型内容
根据一方面，提供了一种测距装置，其包括：多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据；以及处理器，被配置成根据来自所述第一阵列的所述输出确定与所述目标相关联的位置信息。
第一阵列可以包括视场，其中每个分区与上述视场中的子区域相关联，上述处理器被配置成确定上述目标相对于上述子区域中的一个或多个子区域的位置。
处理器可以被配置成通过使用由上述分区输出的连续数据来确定上述目标的移动。在一些实施例中，手势可以被识别。
第一阵列可以包括n个分区，并且上述读出电路系统可以包括n个读出通道。
第一阵列可以包括n个分区，并且上述读出电路系统包括m个读出通道，其中m小于n，上述读出电路系统被配置成从上述第一阵列的至少两个分区连续地读出。
装置可以包括第二阵列，上述第二阵列被配置成提供参考值，上述读出电路系统被配置成从上述第二阵列读出数据。
第二阵列可以包括多个不同分区。
第二阵列与第一阵列可以包括相同数目的分区。
光敏检测器可以包括SPAD。
装置可以包括用于单独寻址上述光敏检测器的寻址电路系统。
寻址电路系统可以被配置成定义上述分区中的一个或多个分区。
寻址电路系统可以被配置成定义一个或多个子分区，上述读出电路系统被配置成从上述一个或多个子分区读出上述数据，其中每个子分区包括至少一个分区的部分。
寻址电路系统可以被配置成动态地定义以下中的至少一项：上述一个或多个分区；以及上述一个或多个子分区。
装置可以包括上述被配置成发出光的光源。
根据另一方面，提供了一种集成电路，其包括：多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；以及读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据。
附图说明
现在将仅作为示例并且参考附图来描述一些实施例，在附图中，图1图示用于确定到目标的距离的“飞行时间”方法的原理；
图2A到图2C是图示借助于图1的设备获取的结果以及“SPAD”的操作的时序图；
图3示出了实施例的框图；
图4a和图4b示出了手势的一些示例以及相关联的幅度和距离；
图5示出了横向运动估计；
图6示出了归一化的幅度信息；
图7a和图7b示出了图3的SPAD阵列的视场；
图8示出了具有SPAD阵列布置的设备；
图9到图11示出了在一些实施例中产生的柱状图的示例；
图12是描绘与实施例相关联的方法步骤的流程图；以及
图13是描绘与另外的实施例相关联的方法步骤的流程图。
具体实施方式
图1图示“飞行时间”方法的一般原理。
在图1中，生成器10(PULSE)提供例如方形的周期性电信号。这一信号对光源12供电。光源12的示例可以是发光二极管，或者可以是任何已知的照明设备，例如激光二极管。从光源12发出的信号朝着目标16被传输并且被这一目标反射。反射的光信号被光传感器18检测到。传感器18上的信号因此与由生成器提供的信号存在与到目标16的距离的两倍成比例的时间段的相移。
计算框20(“DIFF”)接收由生成器10和传感器18生成的信号并且计算这些信号之间的相移以获得到目标16的距离。
在一些实施例中，使用参考传感器。参考传感器将被定位成接收由光源发出的光，并且靠近光源。到目标的距离可以使用从光源接收光的参考传感器与从反射目标接收光的传感器18之间的时序差(timing difference)来确定。
图2A到图C是图示诸如图1的电路的操作的时序图。图2A图示能够由图1的生成器10来提供的周期性信号“PULSE”。图2B图示由传感器18接收的信号CAPT。由于与外部以及到形成传感器18的部件的交互，这一传感器接收的信号在本示例中具有为电容器充放电形式的变化。传感器18上的信号与生成器10输出的信号存在延迟为D的相移。
传感器18可以集成一个或若干光检测元件，以实现对在从目标16反射后接收的信号的检测。这样的元件可以是快速电荷转移光电二极管。也可以使用单光子雪崩二极管或者“SPAD”——也称为Geiger模式雪崩光电二极管。这些器件具有反向偏置的pn结，其中光生成的载流子由于碰撞电离机制而可能触发雪崩电流。SPAD可以被设计成以反向偏置电压以及在击穿电压之上操作。
图2C图示在传感器18包含这样的SPAD的情况下由传感器18生成的信号(PULSEC)。
SPAD如下操作。在初始时间，二极管被偏置到大于其击穿电压的电压。二极管结区域中光子的接收在二极管中开始雪崩，这产生电脉冲。之后二极管偏置回小于击穿电压的电压，使得SPAD再次反作用于光子的接收。SPAD当前可以周期性地使用，该周期性的再激活周期小于10ns。从而，SPAD可以高频率地使用以检测在距测量设备相对较短距离的位置处的目标，例如，在几厘米到几十厘米的范围内的距离处的目标。在不同实施例中，可以支持不同的范围。
如图2C中所图示的，如果SPAD接收诸如相对于图2B描述的光信号，则二极管雪崩时间可以相对于这一信号进行变化。脉冲数目与时间的曲线图反映了由SPAD接收的光的功率时间曲线。因此，在图2A到图2C中图示的情况下，通过大量获取，SPAD的脉冲传输曲线图基本上符合图2B的曲线。
为了获得与到目标的距离有关的信息，现在将描述使用从设备获得的数据的电路和方法。测距即为距离信息的获取。这一距离可以是相对距离或者更精确的距离。
现在参考图3，图3示意性地示出了实施例的概述。布置包括第一SPAD阵列1和第二SPAD阵列2。每个SPAD阵列包括多个SPAD器件。每个SPAD阵列包括八个分区。这些分区分别被标记为A到H。
在一些实施例中，可以预先定义分区。然而，如将更详细地讨论的，可以可变化地被配置分区。在一些实施例中，可以可变化地配置分区的数目和/或分区的大小。
在图3所示的示例中，阵列被示出为具有相同数目的分区。在其他实施例中，阵列可以具有彼此不同数目的分区。
在一些实施例中，分区的数目和/或分区的大小可以在器件处于制造/配置阶段时针对器件的使用来配置。
在其他实施例中，分区的数目和/或分区的大小可以在器件的操作期间变化。在一些实施例中，分区可以在器件的操作期间被动态地配置。这在一些实施例中可以用于跟踪感兴趣的目标。
分区的数目在一些实施例中可以缩放。
每个分区的位置和/或大小在一些实施例中可以动态地变化。
使得能够动态地改变分区的位置和/或大小的这些实施例可以使用寻址电路系统13来促进这一操作。特别地，寻址电路系统被配置成控制阵列的哪个部分定义特定分区。这可以针对阵列的一个或多个分区来进行。
在所描述的实施例中，每个阵列被描述为具有8个分区。然而，这仅作为示例，并且在不同的实施例中，分区的数目可以大于或小于8。
在一些实施例中，每个分区设置有其自己的专用输出路径。来自每个分区的相应输出在第一阵列1的情况下被提供给OR树3，在第二阵列2的情况下被提供给OR树4。相应的OR树3和4的输出被提供给复用器组7。复用器组7提供8个并行的读出通道11或组。每个读出通道或组将从相应的分区接收输出。
处理器16可以被提供以从所有读出组接收数据并且处理这些数据以确定位置信息。
在一些实施例中，可以针对16个分区中的每个分区提供通道或读出组。因此，可以存在例如16个读出通道。在一些实施例中，可以有比特定阵列中的分区少的读出通道。在该场景中，可以使用时分复用技术来读出特定阵列的不同分区。图3所示的读出通道的数目仅是示例，不同示例可以设置有不同数目的通道——小于或大于8个。在一些实施例中，可以提供单个读出通道，其中不同分区按照时间复用方式来被读出。
因此，通道或者读出组捕获由SPAD阵列提供的信息以便使得能够确定距离信息。
在一些实施例中，一个阵列用作参考阵列。这将在光被光源发出时捕获光。其将用作参考点，从目标反射的来自光源的光被另一方(所谓的返回阵列)接收所需要的时间与该参考点相比较。
在其他实施例中，这两个阵列将捕获从目标反射的光。两个SPAD阵列和相关联的电路系统可以用于提供立体透视。每个阵列能够捕获反射光束，并且层际空间(interspatial)距离可以用于提供立体透视。
在图3所示的实施例中，两个阵列被示出为具有相同的大小。在其他实施例中，阵列可以具有不同的大小。例如，如果阵列之一被用作参考阵列，则该阵列可以小于返回阵列。
复用器组7使得16个可用分区的不同组合能够被传递到8个通道或者读出组。在一些实施例中，一个阵列的分区可以被一起读出，之后另一阵列的分区被一起读出。然而，在其他实施例中，可以选择16个分区中的任何分区。例如，来自第一分区的分区A、B、C和D的输出以及来自第二分区的分区E、F、G和H的输出可以被同时传递给8个读出组。
读出组和处理器可以被配置成将SPAD阵列数据变换成柱状图数据以及可选地变化成范围估计。在一些实施例中，读出组可以向处理器16提供读出数据，处理器16被配置成提供范围估计或者手势识别，这将在稍后更详细地讨论。
在其他实施例中，可以使用任何其他合适的技术来确定距离信息。
在一些实施例中，阵列中的每个SPAD可以被配置成单独地可寻址。在这点上，每个阵列设置有寻址电路系统13。这样的功能被提供以便切换出故障的SPAD。在一些实施例中，通过单独寻址，能够使用这一寻址并且串行地访问这些SPAD来询问另外的子分区。在一些实施例中，这些子分区可以在单个分区内。在其他实施例中，两个或多个分区中可以有另外的定义的分区。在多于两个分区中有另外的分区的情况下，该另外的分区可以部分地或者完全地包括这些分区中的一个或多个分区。
在所示实施例中，示出了每个阵列的OR树。在一些实施例中，针对每个阵列可以提供多于一个OR树。OR树可以全部向多路复用器组提供输出。每个OR树可以被配置成接收特定分区的输出。
通过图3所示的布置，可以实现手势检测和/或多分区飞行时间。一些实施例可以使得能够从系统视场内并行地获取范围和信号强度值。一些实施例可以使得能够评估多个感兴趣的分区而不需要时间交织测量。这可以增加能够在所有分区上采集数据的速率。这可以表示，可以捕获更快的手势。
阵列中的一个或两个阵列可以设置在单个晶片或集成电路上。
在实施例中，将某个时间帧内针对一个或多个目标所采集的运动数据与一个或多个参考数据相比较。如果运动数据匹配一个参考数据，则可以识别出与参考数据相关联的手势。
在一些实施例中，可以省略第二阵列。
参考图4a和图4b，其示出了可以检测一些实施例的布置的手势的一些示例。第一手势是用户可以朝着检测器移动其手然后移开。因此，距离将减小然后增加。示出了对应的幅度测量。通常，在目标(例如用户的手)靠近检测器时，幅度将更高。
能够检测的手势的第二示例是滑动手势。通过滑动手势，通常，用户的手在距检测器相对恒定距离的位置处。幅度与上下手势具有类似的轮廓。通过使用基于ToF的检测系统，与基于强度的检测系统相对，使得能够区分两个手势。
通过手势检测，可以不需要确定精确距离。然而，在一些实施例中，可以以相对准确性来确定距离。
参考图5，其示出了用于横向运动估计的方法。通常，当用户的手移动通过检测器时，被填充的视场的百分比将变化。这在图5中示意性地表示。当用户的手从左向右移动时，填充因子逐渐增加直到视场的百分之百被目标填充然后将再次减小。视场的被目标填充的百分比通常独立于目标距离。应当理解，手势的速度决定应当收集范围信息的速率。
这基于来自各个分区的信息来确定。来自特定分区的输出确定用户的手相对于该分区在何处。通过使用在连续的时间点得到的来自所有分区的信息，可以确定目标的路线并且从而识别手势。考虑到用户的手沿着分区A到D的方向移动跨过阵列的以下示例，可以根据分区确定以下信息。初始，在时间t1，仅分区A和E可以检测移动的手。然后，在t2，分区A、B、E和F可以检测移动的手。然后，在时间t3，分区A、B、C以及E、F和G可以检测移动的手。在时间t4，所有分区可以检测用户的手。在时间t5，分区B、C、D以及F、G和H可以检测用户的手。在时间t6，分区C、D和G以及H可以检测用户的手。在时间t7，分区D和H可以检测用户的手。应当理解，这是简单的示例并且处理器可以被配置成分析来自每个分区的数据以确定是否检测到目标。
参考图6，其示出了与针对图11所示的运动作出的测量相关联的幅度的归一化。归一化使用例如距离信息。最大幅度出现在视场被目标完全填充时。最低幅度出现在运动使得仅视场的20％被填充时，例如在手势运动的任何端部处。
参考图7a和7b，其示意性地示出了与返回阵列相关联的视场100。应当理解，可以在阵列上使用透镜103来控制视场。然而，这是可选的。视场中标记为102的区域表示与相应分区相关联的单独的视场。因此，每个分区具有其自己的视场。来自每个分区的视场然后一起构成阵列的视场。
在所示示例中，视场为大约+/-35°。然而，应当理解，这仅是示例，在其他实施例中，可以使用不同的视场。例如，视场可以在+/-40到70°之间。
在本示例中，测距距离可以高达大约40cm。然而，这也仅是示例，并且可以支持更小或者更大的范围。
应当理解，虽然示出了仅用于阵列之一的视场，然而第二阵列在也用作返回阵列的情况下也可以具有类似的和交叠的视场。另外，第一和第二阵列具有已知的间隔。这使得能够实现精确地定位目标。
在一些实施例中，阵列的不同分区之间的间隔可以用于确定由不同分区检测的目标的位置。
通过一些实施例，能够确定视场中的一个或多个目标。由于存在并行读出的多个分区，这可以使得能够识别相对复杂和/或更快的手势。这还使得能够跟踪多个目标。
在一些实施例中，手势的速度——即移动目标的速度——可以确定可以收集范围信息的速率。手势系统的准确性或者可以捕获的手势的范围(包括能够跟踪的目标的最小尺寸)可以确定应当在系统视场内询问(interrogate)的分区的数目和/或分区大小。应当理解，对于时间交织系统，如果串行地评估分区，则可能需要实现必须串行评估的大量分区之间的平衡，系统在收集整个数据集方面将变得更慢。因此，这可以是在配置阵列中的分区数目以及读出通道的数目时被考虑在内的考虑之一。
因此，实施例可以使得能够并行地调查视场内的多个区域的范围和数据速率。这可以使得能够在手势系统内检测更快的目标跟踪。这可以使得能够在多分区自动聚焦系统中评估多于一个感兴趣的点。
在一些实施例中，诸如在手势识别场景中，可以牺牲测量准确性来换取数据的捕获速率。为了增加准确性，增加做出的读数的数目。如果这减小，则可以减小捕获数据集所需要的时间。
实施例可以具有很多不同应用。例如，实施例可以用在基于SPAD的飞行时间传感器中用于确定接近、距离测量、辅助自动聚焦和3D成像中的一个或多个。一些实施例可以在手势识别或目标跟踪系统中具有应用。
一些实施例可以用在自动聚焦系统中和/或可以用在具有带有变化的孔径的变焦的系统中。在本示例中，范围测量准确性可以相对较高。
一些实施例可以具有红外应用。光源可以用红外源来代替，并且检测器阵列可以对红外辐射敏感。
图9到图11示出了对照时间检测的大量事件的情况下在阵列之一处检测到的光的柱状图。如从图9可见，在时间t1处有检测事件的第一峰值303，在时间t2处有事件的第二峰值304。这些第一和第二峰值可以是发出光从相应的第一和第二目标的反射的结果。
应当理解，时间t1和时间t2可以由设备的时钟来确定。时间可以基于在光脉冲被触发时开始计数的定时器(或者通过使用由参考阵列提供的信息)来确定，并且在事件发生(反射光的入射)时进行记录。与检测事件相关的信息以及检测事件的时间可以被传递给时间数字变换器，时间数字变换器可以提供信息的数字表示。可以理解，时间数字变换器可以从传感器阵列接收事件的指示并且提供事件的数字指示连同时间。例如，TDC(时间数字变换器)还可以耦合到时钟。处理器可以接收这些数字指示并且构建描绘在每个时间出现的大量事件的柱状图。
处理器可以接收事件已经发生的信息以及事件发生的时间。处理器可以收集这一信息并且使用其来生成柱状图。应当理解，为了收集足够的信息以生成柱状图，可以在确定到远程目标的距离时发出多个光脉冲。可以针对这些多个脉冲中的一个或多个脉冲检测事件信息，并且可以由处理器来组合这些信息以生成柱状图。
应当理解，图9的柱状图中的信息可以表示在大量脉冲上检测的事件。
应当理解，处理器可以触发脉冲的开始。触发脉冲的时间可以已知，然而，由于驱动器反映时间和PVT(过程、电压、温度)变化，发出脉冲的时间并未准确已知。对于每个脉冲，可以认为事件302的时间是在脉冲被触发与事件被检测到之间的时间。因此，针对多个脉冲中的每个脉冲的事件信息可以包括事件的指示以及对应于在脉冲的触发和事件发生之间的时间段的时间。
应当理解，在t1和t2周围的时间检测的大量事件可以不为空。这是因为，可以发生到传感器上的其他光入射。例如，来自其他源的光可以在传感器上入射和/或具有更长的反射路径的光可以落到传感器上。
应当理解，针对每个脉冲周期收集事件数据，然后将来自所有脉冲周期的事件数据组合。发射器可以在检测周期期间发出大量脉冲，并且针对检测周期中的每个脉冲周期来收集数据。针对脉冲周期期间出现的事件，对于每个脉冲周期，收集包括任何事件的指示以及相关联的时间(对应于在脉冲被触发与事件被检测到之间的时间段)的时间和事件信息。可以将每个脉冲周期的时间和事件信息组合以生成柱状图。
在这种情况下，脉冲周期可以包括光脉冲出现的周期以及在脉冲与下一脉冲之间的时间段。在一个示例中，脉冲可以是2ns长，并且脉冲之间可以有10ns的中断。在本示例中，脉冲周期为12ns。然而，应当理解，这仅是示例，可以基于部件能力和/或期望检测的距离并且取决于设备的应用来选择脉冲周期。
一旦在检测周期中从脉冲收集到时间和事件信息并且生成了柱状图，则可以根据第一峰值303和第二峰值304的时间来确定远程目标与设备之间的距离。可以确定第一事件发生的平均时间以及第二事件发生的平均时间，并且将其用于确定第二目标的距离。应当理解，可以使用不同的检测峰值的方法。例如，可以使用每个时间的最大事件数目来检测峰值，或者可以使用每个时间段的平均事件数目。
应当理解，可以从每个分区来收集柱状图信息，并且其可以由处理器使用以确定目标的移动。
图12示出了根据一些实施例的可以执行的方法步骤的示例。
在步骤401，确定多个第一和第二事件，并且记录发生每个事件的时间。应当理解，在接收到事件数据并且从而在柱状图中记录事件数据时，可以更新柱状图。还应当理解，可以针对检测周期中的一系列脉冲记录事件数据，并且事件时间可以与每个脉冲有关。
在步骤402，可以根据事件信息生成柱状图。应当理解，在一些实施例中，柱状图可以在检测周期结束时并且基于针对检测周期的所有时间和事件信息来生成。在其他实施例中，柱状图可以在检测周期期间生成并且在生成时间和事件信息时更新。在一些实施例中，柱状图可以由处理器响应于来自TDC的数字时间信息来生成。在其他实施例中，TDC可以生成柱状图。
在步骤403，可以使用柱状图的对应于第一事件的第一峰值303的时间以及对应于第二事件的第二峰值304的时间来确定光行进去往和来自相应的远程目标所需要的时间。
应当理解，在步骤401，可以使用一系列光脉冲来生成足够的事件数据以生成柱状图。图9示出了根据一些示例的与一系列脉冲相关联的方法步骤。
在图1的步骤501，触发第一脉冲，并且在502重置定时器。应当理解，定时器在触发脉冲的时间并且不必须在脉冲实际发出的时间被重置。还应当理解，在一些情况下，这些步骤501和502可以同时执行。
在步骤503，确定阵列是否检测到事件。如果检测到事件，则向TDC传递检测事件的指示，其中在步骤504记录事件时间。应当理解，时间可以对应于定时器并且因此对应于从触发第一脉冲开始的时间段。方法然后继续进行到步骤505。如果在503没有检测到任何事件，则方法也继续进行到步骤505。
在步骤505，确定脉冲周期是否结束。换言之，确定由于第一脉冲而能否发生更多事件或者是否是第二脉冲的时间了。脉冲周期可以包括例如脉冲的时间以及脉冲之间的时间。如果脉冲周期尚未结束，则方法继续进行到步骤503，在步骤503检测并且输出更多事件。
如果在505脉冲周期结束，则方法继续进行以返回步骤501和502，在步骤501和502可以生成第二脉冲。以这一方式，可以生成形成检测周期的一系列脉冲并且可以提供检测周期的时间信息用于生成柱状图。图5的方法在生成检测周期中的全部脉冲之后退出。
通过图10中给出的示例，构建所得到的柱状图。为了确定第一峰值303和第二峰值304的时间，处理器被配置成确定第一和第二峰值的位置。应当理解，处理器可以用任意合适的方式来检测峰值的位置并且因此检测第一峰值与第二峰值之间的时间，然而图10示出了这样的确定的一个示例。
在图10的示例中，在确定第一峰值303与第二峰值304之间的时间差时执行四个阶段。第一阶段602可以先于检测周期而出现并且可以包括构建描绘由环境光触发的平均事件信息的柱状图。应当理解，在没有触发脉冲的情况下，可以在阵列上检测由于环境中的环境光而产生的事件。在本示例中，单独的定时序列可以运行而没有由光发射器发出的光脉冲。可以由处理器生成示出在环境光条件下检测的大量事件与时间的关系的柱状图。这在一些实施例中是可选的。
在第一阶段之后，响应于时间周期生成柱状图，诸如相对于图12和13所描述的。其可以是如601所示的柱状图。第二阶段可以在生成图9的柱状图之后发生并且在603处示出。第二阶段可以包括在从检测周期生成的柱状图中从事件信息中减去由环境光引起的期望的平均事件。应当理解，这可以逐位进行。
第三阶段可以包括加门限并且在604处示出。在第三阶段604中，估计第一和第二脉冲的大致位置或时间。处理器可以确定事件信息是否不可能是由于反射脉冲，并且从柱状图中去除这样的数据。例如，可以去除非常低水平或负数数量的检测事件。
在第四阶段，可以通过例如峰值检测和/或通过质量中心计算来找到每个剩余离散峰值的中心并且其在605处示出。
在图10的示例中，第一峰值303和第二峰值304可以在时间上分离。例如，峰值303与304之间可以存在特别的低点305。
然而，在一些情况下，例如如果目标靠近，则第一和第二峰值可以交叠。在这样的情况下，可以使用更复杂的算法来解决时间上的脉冲交叠。例如，柱状图数据可以被低通滤波然后区分以检测响应的变化。
图11给出了其中确定到三个远程目标的相应距离的实施例的示例。在这种情况下，可以有三个峰值——由于反射离开第一目标而触发的事件所导致的第一峰值303、由于反射离开第二目标而触发的事件所导致的第二峰值304、以及由于反射离开第三目标701而触发的事件所导致的第三峰值710。
在一些实施例中，可以独立地识别和跟踪视场中的不同深度处的目标。
应当理解，虽然以上描述了依赖于脉冲输入波形的布置，然而其他实施例可以使用其他技术，例如使用发出正弦波形的光源。在本示例中，在检测周期期间，发射器可以基于光频率和时间，并且可以针对发出频率的每个周期生成事件信息直到检测周期结束。
应当理解，本公开的实施例可以在各种应用中来实现。例如，根据实施例的从返回和参考峰值减去提取的测距数据可以用于大量应用，包括用户检测、手势识别、目标跟踪、自动聚焦辅助和机器视觉。
已经在使用柱状图技术的上下文中描述了一些实施例。然而，这仅是分析来自阵列的分区的输出的一种方式。在其他实施例中，可以使用不同的技术来分析来自阵列的分区的输出。
应当理解，在一些实施例中，阵列可以是单光子雪崩二极管阵列。应当理解，光(作为从发射器发出的光的部分)的光子可以在SPAD中触发雪崩电流并且因此引起事件的指示的输出。
以上已经描述了光发射器。应当理解，在一些实施例中，发射器可以是竖直表面腔体发射激光器(VSCEL)并且可以由VSCEL驱动器来驱动。然而，应当理解，这仅是示例，可以使用其他合适的发射器。
一些实施例可以在如图4所示的设备400中来提供。设备400可以包括如先前描述的并且被标记为410的多个SPAD阵列。来自SPAD布置的输出可以被提供给处理器414。基于由处理器提供的输出，可以向功能框416输出信息或控制信号。功能框可以是被配置成响应于检测到目标的存在而引起一个或多个动作的控制器。功能框可以是被配置成显示测量结果的显示器。处理器可以被配置成根据从SPAD阵列提供的信息来识别一个或多个手势。
应当理解，设备可以是任意合适的设备。仅作为示例而非限制，设备可以是移动电话、智能电话、平板、计算机、测量设备、诸如用于光的开关控制器、控制诸如水龙头或厕所中的水供应、门控制器、距离传感器、影响控制器或者任何其他合适的设备。
一些实施例可以使用其他传感器，而非SPAD。这些传感器可以是在接收到光信息时生成事件的集成元件。一些实施例可以使用任何光子敏感检测器。
应当理解，以上描述的布置可以至少部分用集成电路、芯片集、封装在一起或者在不同封装件中的一个或多个晶片、离散的电路系统或者这些选项的任意组合来实现。
例如，检测器以及可选地处理器可以设置在集成电路或晶片上。检测器和可选地处理器可以封装在具有光发射器的模块中。
在此已经在上文中描述了具有不同变型的各种实施例，应当注意，本领域技术人员可以组合这些各种实施例和变型的各种元素。
这样的替选、修改和改进意图作为本公开的部分，并且意图在本实用新型的范围内。相应地，以上描述仅是示例，而非意图限制。本实用新型仅如以下权利要求及其等同方案中所定义地被限制。

Claims (15)

1.一种测距装置，其特征在于，包括：
多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；
读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据；以及
处理器，被配置成根据来自所述第一阵列的输出确定与所述目标相关联的位置信息。
2.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，所述第一阵列包括视场，其中每个分区与所述视场中的子区域相关联，所述处理器被配置成确定所述目标的相对于所述子区域中的一个或多个子区域的位置。
3.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，所述处理器被配置成通过使用由所述分区输出的连续数据来确定所述目标的移动。
4.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，所述第一阵列包括n个分区，并且所述读出电路系统包括n个读出通道。
5.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，所述第一阵列包括n个分区，并且所述读出电路系统包括m个读出通道，其中m小于n，所述读出电路系统被配置成从所述第一阵列的至少两个分区串行地读出。
6.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，还包括第二阵列，所述第二阵列被配置成提供参考值，所述读出电路系统被配置成从所述第二阵列读出数据。
7.根据权利要求6所述的测距装置，其特征在于，所述第二阵列包括多个不同分区。
8.根据权利要求7所述的测距装置，其特征在于，所述第二阵列包括与所述第一阵列相同数目的分区。
9.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，所述光敏检测器包括SPAD。
10.根据权利要求1所述的测距装置，其特征在于，包括用于单独寻址所述光敏检测器的寻址电路系统。
11.根据权利要求10所述的测距装置，其特征在于，所述寻址电路系统被配置成定义所述分区中的一个或多个分区。
12.根据权利要求10所述的测距装置，其特征在于，所述寻址电路系统被配置成定义一个或多个子分区，所述读出电路系统被配置成从所述一个或多个子分区读出所述数据，其中一个子分区或每个子分区包括至少一个分区的部分。
13.根据权利要求11或12所述的测距装置，其特征在于，所述寻址电路系统被配置成动态地定义以下中的至少一项：所述一个或多个分区；以及所述一个或多个子分区。
14.根据权利要求1或2所述的测距装置，其特征在于，包括被配置成发出光的所述光源。
15.一种集成系统，其特征在于，包括：
多个光敏检测器的第一阵列，被配置成从光源接收被目标反射的光，所述第一阵列包括多个不同分区；以及
读出电路系统，具有至少一个读出通道并且被配置成从所述多个分区中的每个分区读出数据。
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