CN211928162U - 接近检测设备 - Google Patents

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Abstract

本公开的实施例涉及接近检测设备。本公开涉及接近检测设备。接近检测设备包括一个或多个光电检测器以及读出电路，读出电路被配置为贯穿检测时段以规则的间隔对来自一个或多个光电检测器的一个或多个输出信号进行采样。接近检测设备包括脉冲传输电路，脉冲传输电路被配置为将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲和具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到场景中，第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少百分之五十。利用该接近检测设备，通过在每个检测时段期间使用不同脉冲持续时间的光学脉冲，可以以良好的精度检测在相对短和相对长的范围内的对象。

Description

接近检测设备
技术领域
本公开总体上涉及电气设备领域，并且具体地涉及接近检测设备。
背景技术
接近检测设备(也称为接近传感器)是能够检测其视场中对象的存在和/或范围的设备。这种设备通常发射辐射(例如，红外光)，并分析返回信号，以便评估一个或多个目标的范围。
已提出的用于实现接近检测设备的一个技术是SPAD(单光子雪崩二极管)技术。特别地，SPAD阵列可以用于多种应用，包括用于测距、用于Z或3D手势识别以及用于3D成像。基于SPAD阵列的接近检测设备通常包括用于将光学脉冲传输到图像场景中的光源。从图像场景中的任何对象反射回来的光被SPAD阵列检测，并用于确定光学脉冲的飞行时间。然后，可以基于该飞行时间来推导从对象到设备的距离。
SPAD阵列对返回的光学脉冲的检测基于SPAD阵列的单元中的事件检测。特别是，当检测到光子时，每个单元将提供输出脉冲，并且通过监视事件，可以估计返回脉冲的到达时间。
这种事件驱动系统的一个困难是，在非常高的环境光下和/或在很强反射和/或非常接近的目标下，可能在短时间帧内捕获并处理大量事件，导致拥堵。此外，鉴于噪声和串扰，可能难以准确地确定返回脉冲的定时。
实用新型内容
为了解决上述问题，特别是在现有的接近检测设备中，可能会在短时间内捕获并处理大量事件而导致拥堵，并且由于噪声和串扰而导致难以准确地确定返回脉冲的定时，因此，本公开提出了一种接近检测设备。
在第一方面，提供了一种接近检测设备，该接近检测设备包括：一个或多个光电检测器，被配置为：接收从场景反射的一个或多个光学脉冲；以及基于一个或多个光学脉冲，输出一个或多个输出信号；读出电路，被配置为：贯穿检测时段，以规则的间隔对一个或多个输出信号进行采样；以及脉冲传输电路，被配置为：将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲传输到场景中；以及将具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到场景中，第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少50％，其中脉冲传输电路被配置为在检测时段期间至少部分地传输第一光学脉冲和第二光学脉冲。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为传输具有比第一脉冲持续时间长至少四倍的第二脉冲持续时间的第二光学脉冲。
根据一个实施例，第一脉冲持续时间在100皮秒至1纳秒之间，并且第二脉冲持续时间在1纳秒至4纳秒之间。
根据一个实施例，读出电路被配置为：贯穿检测时段，以500皮秒或更小的时间间隔对一个或多个输出信号进行采样。
根据一个实施例，读出电路被配置为在检测时段期间对一个或多个输出信号进行采样，检测时段的持续时间是第一脉冲持续时间和第二脉冲持续时间之和的至少两倍。
根据一个实施例，读出电路包括存储器，存储器被配置为：存储贯穿检测时段捕获的一个或多个输出信号的样本，并且在对应仓中累积在多个检测时段的相应采样时段期间捕获的对应样本。
根据一个实施例，一个或多个光电检测器中的每个光电检测器是单光子雪崩二极管。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为：在开始传输第一光学脉冲之后的第一时间延迟，开始传输第二光学脉冲，其中第一时间延迟是检测时段的至多一半。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为：在开始传输第二光学脉冲之后的第二时间延迟，开始传输第一光学脉冲，其中第二时间延迟是检测时段的至少一半。
在第二方面，提供了一种接近检测设备，该接近检测设备包括：单光子雪崩二极管阵列，被配置为：接收从场景反射的一个或多个光学脉冲；以及基于一个或多个光学脉冲，输出一个或多个输出信号；读出电路，被配置为：贯穿检测时段，以规则的间隔对一个或多个输出信号进行采样；脉冲传输电路，被配置为：将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲传输到场景中；以及将具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到场景中，第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少50％，其中脉冲传输电路被配置为在检测时段期间至少部分地传输第一光学脉冲和第二光学脉冲；以及脉冲发生器，被配置为：基于时钟信号生成信号，并输出信号以驱动脉冲传输电路。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为传输具有比第一脉冲持续时间长至少四倍的第二脉冲持续时间的第二光学脉冲。
根据一个实施例，第一脉冲持续时间在100皮秒至1纳秒之间，并且第二脉冲持续时间在1纳秒至4纳秒之间。
根据一个实施例，读出电路被配置为：贯穿检测时段，以500皮秒或更小的时间间隔对一个或多个输出信号进行采样。
本文描述的实施例的优点在于，通过在每个检测时段期间使用不同脉冲持续时间的光学脉冲，可以以良好的精度检测在相对短和相对长的范围内的对象。
附图说明
在以下通过说明而非限制的方式给出的具体实施例的描述中，将参考附图对上述特征和优点以及其他特征和优点进行详细描述，其中：
图1示意性地图示了根据一个示例实施例的接近检测设备；
图2是图示根据标准方法的光学脉冲的定时的一个示例的图示；
图3是表示所传输的光学脉冲和由串扰生成的对应脉冲的图示；
图4是表示在存在串扰的情况下的捕获信号的图示；
图5是表示具有相对较低的信噪比(SNR)的返回光学脉冲的图示；
图6是图示根据本公开的一个示例实施例的光学脉冲的定时的图示；
图7示意性地图示了根据本公开的一个示例实施例的SPAD阵列；
图8示意性地图示了根据一个示例实施例的针对图7的SPAD阵列的读出电路；以及
图9是图示根据一个示例实施例的在接近检测方法中的操作的示例的流程图。
具体实施方式
根据一个方面，提供了接近检测设备，该接近检测设备包括：一个或多个光电检测器，该一个或多个光电检测器被配置为响应于从场景接收的一个或多个光学脉冲而生成事件；读出电路，该读出电路被配置为贯穿检测时段以规则的间隔对来自一个或多个光电检测器的一个或多个输出信号进行采样；以及脉冲传输电路，该脉冲传输电路被配置为向场景中传输具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲和具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲，脉冲传输电路被配置为使得第一光学脉冲和第二光学脉冲中的每个光学脉冲至少部分地在检测时段期间发生，并且使得第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少50％。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为使得第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少四倍。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为使得第一脉冲持续时间在100ps至1ns之间，并且第二脉冲持续时间在1ns至4ns之间。
根据一个实施例，读出电路被配置为贯穿检测时段以500ps或更小的时间间隔对一个或多个输出信号进行采样。
根据一个实施例，读出电路被配置为在具有第一脉冲持续时间和第二脉冲持续时间之和的至少两倍的持续时间的检测时段期间对一个或多个输出信号进行采样。
根据一个实施例，读出电路包括直方图存储器，直方图存储器被配置为：存储贯穿检测时段捕获的样本，并且在对应的仓中累积在多个检测时段的采样时段期间所捕获的样本。
根据一个实施例，一个或多个光电检测器中的每个光电检测器是单光子雪崩二极管。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为：在第一光学脉冲的开始之后的第一时间延迟生成第二光学脉冲的开始，第一时间延迟最多等于检测时段的持续时间的一半。
根据一个实施例，脉冲传输电路被配置为：在第二光学脉冲的开始之后的第二时间延迟生成第一光学脉冲的开始，第二时间延迟至少等于检测时段的持续时间的一半。
根据另一方面，提供了接近检测的方法，该方法包括：以任意顺序将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲和具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到场景中；以及贯穿检测时段以规则的间隔对来自一个或多个光电检测器的一个或多个输出信号进行采样，其中一个或多个光电检测器响应于从场景接收的一个或多个光学脉冲生成事件，第一光学脉冲和第二光学脉冲中的每个光学脉冲至少部分地在检测时段期间发生，并且其中第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少50％。
根据一个实施例，第二脉冲持续时间比第一脉冲持续时间长至少四倍。
根据一个实施例，第一脉冲持续时间在100ps至1ns之间，并且其中第二脉冲持续时间在1ns至4ns之间。
根据一个实施例，贯穿检测时段以500ps或更小的时间间隔对一个或多个输出信号进行采样。
根据一个实施例，在具有第一脉冲持续时间和第二脉冲持续时间之和的至少两倍的持续时间的检测时段期间对一个或多个输出信号进行采样。
根据一个实施例，方法还包括：将贯穿检测时段所捕获的样本存储在存储器中，并且在存储器的对应仓中累积在多个检测时段的采样时段期间捕获的样本。
在各个附图中，相同的特征已由相同的附图标记表示。特别地，在各个实施例之间共有的结构和/或功能特征可以具有相同的附图标记，并且可以设置相同的结构、尺寸和材料属性。
为了清楚起见，仅详细说明和描述了对理解本文所述实施例有用的操作和元件。特别地，尽管在本说明书中描述了包括SPAD阵列形式的接近检测设备的实施例，但是本文描述的用于接近检测的电路和方法的原理可以应用于由基于所接收的光学刺激而生成事件的其他类型的光电检测器形成的阵列。
除非另有说明，否则当提及连接在一起的两个元件时，表示没有除导体以外的任何中间元件的直接连接；而当提及链接或耦合在一起的两个元件时，则表示这两个元件可以连接或者它们可以经由一个或多个其他元件链接或耦合。
除非另有说明，否则表述“大约”、“接近”、“基本上”和“以…的数目级”表示在10％以内，优选在5％以内。
图1示意性地图示了根据一个示例实施例的实现测距功能的接近检测设备100。特别地，设备100例如能够生成图像场景中的目标的单个范围估计，或者能够例如以3D深度图的形式针对各种目标生成范围估计。
设备100包括光源102，光源102是用于生成光学信号的例如激光器，光学信号由例如经由透镜104传输到图像场景中的光学脉冲束形成。在一些实施例中，光源102是垂直腔表面发射激光器(VCSEL)。返回光学脉冲例如经由另一透镜106接收。
设备100还包括范围估计电路108，范围估计电路108用于估计设备100与光学脉冲所反射的图像场景中的一个或多个对象之间的距离。范围估计电路108例如包括目标SPAD阵列(TARGET SPAD)110，目标SPAD阵列(TARGET SPAD)110经由透镜106接收返回光学脉冲。目标SPAD阵列110例如包括一百到数百个SPAD的阵列。每个SPAD在接收一个或多个光子后生成事件。
范围估计电路108还例如包括参考SPAD阵列(REF SPAD)112，参考SPAD阵列112例如具有与目标SPAD阵列110相同的尺寸或更小尺寸并且接收所传输的光学脉冲的内部反射。在一些实施例中，参考SPAD阵列是一维阵列(例如，仅具有SPAD单元的行或列)。
延迟检测电路(DELAY DETECTION)114例如耦合到目标SPAD阵列110和参考SPAD阵列112，并估计每个所发射的光学脉冲与由目标SPAD阵列110接收的一个或多个返回光学脉冲之间的延迟，以提供对象的范围估计(RANGE ESTIMATION)。延迟检测电路114例如包括读出电路(READOUT)115，读出电路(READOUT)115用于以直方图的形式存储由目标SPAD阵列110捕获的事件的数目。延迟检测电路114可以进一步包括类似读出电路115'，该类似读出电路115'用于存储由参考SPAD阵列112捕获的事件的数目。参考SPAD阵列112和读出电路115'允许通过确定读出值之间的差来获得差分读出。然而，在一些实施例中，例如根据期望的精度以及可以在系统中进行什么校准，可以省略参考SPAD阵列112和读出电路115'。
范围估计电路108还例如包括基于定时信号CLK生成电压信号VCSEL的脉冲发生电路(PULSE GENERATION)116。将电压信号VCSEL提供给激光调制电路(LASER MOD)118，以生成用于驱动光源102的电压或电流信号。使用电流而不是电压来驱动光源102的优点在于：功率-电流的关系通常更容易控制。
图2是图示信号VCSEL的一个示例的曲线图，并表示根据标准方法的光学脉冲的定时。特别地，x轴对应于以纳秒(ns)为单位的时间，并且y轴表示信号VCSEL的振幅。以对应于检测时段(DET PERIOD)的间隔传输光学脉冲。图2图示了在连续检测时段开始时传输的两个连续脉冲P的示例。图2中的虚线矩形202表示来自场景的返回脉冲，该脉冲通常相对于原始传输脉冲被衰减并随时间扩散。
本发明人已注意到，如现在将参考图3至图5更详细地描述的，鉴于串扰和信号衰减，在选择光学信号的每个脉冲的持续时间时存在折中。
图3是图示由串扰产生的光学脉冲Pct以及与从场景接收的信号相对应的光学脉冲Pr的一个示例的图示，光学脉冲Pct由图3中具有十字交叉阴影的曲线表示，光学脉冲Pr由图3中的虚线表示。曲线c表示随时间的衰减，该衰减是脉冲行进的距离的函数。接近检测设备中的串扰对应于所传输的光学脉冲中、直接反射回到目标SPAD阵列而不穿过场景的部分。
在图3的示例中，光学脉冲相对较长，并且因此由串扰引起的脉冲Pct也相对较长。为了生成光学脉冲的飞行时间的估计，通常估计脉冲Pr的中点的时刻Tmp。然而，如现在将参考图4描述的，在返回光学脉冲Pr和串扰脉冲Pct之间的重叠会可能导致不精确的范围确定。
图4是表示基于图3的所接收的光学脉冲的示例，在串扰存在的情况下，由接近检测设备捕获的返回计数(RETURN COUNT)(即，事件数目)的图示。可以看出，来自图像场景的串扰脉冲Pct和光学脉冲Pr之间的重叠导致具有不对称形状的捕获脉冲402。从这种变形脉冲中提取所接收的光学脉冲Pr的中点Tmp的定时的准确估计是非常困难的，这不仅是因为它不具有均匀的振幅。
图5是表示在检测时段DET PERIOD期间由接近检测设备捕获的信号的一个示例的图示。在相对短的光学脉冲的情况下，这种脉冲中包含的能量将相对较低。这可能导致弱的返回脉冲Pr’，特别是具有相对较低的信噪比(SNR)的信号。
因此，本发明人已发现，在已知的接近检测设备中，通常在传输相对短的光学脉冲与降低由于串扰引起的不精确风险以及传输相对长的光学脉冲并确保相对较高的SNR之间存在折中。
图6是图示了根据本公开的一个示例实施例的光学脉冲的定时的图示，并且特别地图示了用于生成光学脉冲的信号VCSEL的形式。
根据本文所述的实施例，具有至少两个不同持续时间的光学脉冲由接近检测设备传输到场景。例如，脉冲发生电路116被配置为生成如图6所示的信号VCSEL，使得光学信号具有相似形式的光学脉冲。
如图6所示，在相同检测时段(DET PERIOD)期间的每个脉冲至少部分地在该检测时段期间发生。如上所述，检测时段对应于以下时段：在该时段期间，以规则的间隔对来自接近检测设备的光电检测器的输出信号进行采样，以便生成可以用于范围估计的直方图。在一个实施例中，读出电路115被配置为贯穿检测时段以500皮秒(ps)或更小的时间间隔对一个或多个输出信号进行采样。
在图6的示例中，脉冲P1出现在每个检测时段的开始处，并且具有相对短的脉冲持续时间Ds。第二脉冲P2出现在检测时段的大约一半处，并且具有相对长的脉冲持续时间Dl。例如，脉冲持续时间Dl比脉冲持续时间Ds长至少50％，并且在一些实施例中是脉冲持续时间Ds的至少四倍。此外，在一些实施例中，脉冲持续时间Ds在100ps与1ns之间，并且脉冲持续时间Dl在1ns与4ns之间。
在一些实施例中，检测时段的持续时间是脉冲持续时间Ds和Dl之和的至少两倍。在一些实施例中，检测时段的持续时间在10ns与50ns之间，但是例如根据长脉冲和短脉冲的持续时间，其他值也是可能的。
在每个检测时段中，脉冲P1的开始与脉冲P2的开始之间的延迟(在图6中标记为DELAY1)例如在脉冲P1短于脉冲P2的情况下是检测时段的持续时间的至多50％。在一些实施例中，该延迟等于小于检测时段的持续时间的50％(例如，等于检测时段的持续时间的40％或更少)，从而提供更长的持续时间并因此使用相对较长的脉冲提供较大的距离检测能力。
在备选实施例中，每个检测时段中的脉冲P1和P2的顺序可以反转，脉冲P2发生在每个检测时段的开始处。在这种情况下，在每个检测时段中，脉冲P2的开始与脉冲P1的开始之间的延迟例如等于检测时段的持续时间的至少50％。在一些实施例中，该延迟等于检测时段的持续时间的50％以上(例如，检测时段的持续时间的至少60％)，从而提供更长的持续时间并因此使用相对较长的脉冲而提供较大的距离检测。
对于本领域技术人员而言显而易见的是，尽管在图6中图示了其中第一脉冲(图6中的脉冲P1)在每个检测时段中的开始与检测时段的开始重合，但是在备选实施例中，可以是不同的定时。例如，根据期望由接近检测设备捕获的范围，该第一脉冲可以在检测时段的开始之后开始，或者检测时段可以在第一脉冲的开始之后开始。
图6还图示了虚线矩形Prs和Prl，虚线矩形Prs和Prl分别表示响应于脉冲P1和P2的来自场景的返回脉冲的形式的示例。脉冲P1例如允许在由返回脉冲Prs中的阴影区域表示的时间范围Rs中检测返回脉冲Prs的中点。在一些实施例中，该时间范围Rs对应于在0ns到2.5ns之间的飞行时间、对应于在0cm到37.5cm之间的捕获对象范围。类似地，脉冲P2例如允许在由返回脉冲Prl中的阴影区域表示的时间范围R1中检测返回脉冲的中点。在一些实施例中，该时间范围R1对应于在2.5ns至9ns之间的飞行时间、对应于在37.5cm至135cm之间的捕获对象范围。当然，脉冲P1和P2所瞄准的距离范围将取决于接近检测设备的特定用途。
图7示意性地图示了根据一个示例实施例的更详细的图1的目标SPAD阵列110。SPAD阵列110例如由单元702的阵列形成，每个单元包括SPAD的子阵列704和用于捕获由子阵列704生成的事件的OR树706。在图7的示例中，每个子阵列704对应于三乘三块的九个SPAD的布置，但是不同数目和布置的SPAD是可能的。单元702的“OR”树的输出线例如一起形成SPAD阵列110的n个输出线708，其中n等于单元702的数目。在一个示例中，n等于1至数百之间的数目。
图8更加详细地示意性地图示了根据一个示例实施例的图1的读出电路115。读出电路115'例如由耦合至参考SPAD阵列112的输出的类似电路实现。来自SPAD阵列110的n个输出线708例如分别耦合至采样块802的n个采样电路SC_1至SC_n。这些采样电路中的每个采样电路例如接收由锁相环(PLL)804生成的一系列p个时钟信号CLK1至CLKp。这些时钟信号中的每个时钟信号例如具有大约1GHz的频率。p个时钟信号CLK1至CLKp例如相对于彼此相移，使得它们在检测时段的整个子时段中的间隔处具有显著的边缘。例如，调用采样时段SP，子时段的持续时间为pxSP ps。在一些实施例中，采样时段SP等于125ps，换言之，每个采样电路SC_1至SC_n以125ps的间隔生成样本。更一般地，采样时段SP可以在50ps至500ps之间，并且时钟信号CLK1至CLKp可以各自具有在100kHz至5GHz范围内的频率。
采样电路SC_1至SC_n中的每个采样电路例如生成m比特输出信号，其中m例如等于4至16之间，并且例如等于8。将这些信号提供给加法器(ADDER)806，加法器806例如由来自PLL 804的时钟信号CLK1定时，并且在每个采样时刻，例如对来自采样电路SC_1至SC_n中的全部采样电路的m比特信号进行逐比特相加，以便生成p个输出信号(p OP SIGNALS)，其中在图8的示例中p等于8。在图8的示例中，p值中的每一个均是5比特值，但是不同比特长度是可能的。这些值提供存储在直方图存储器(HISTOGRAM MEMORY)808中的p个连续样本。检测时段例如由q个连续的p个样本的集合形成。例如，在一个实施例中，每个p个样本的集合对应于以125ps间隔的8个样本、对应于1ns的持续时间。检测时段例如对应于p个样本的18个连续组，并且因此持续时间等于18ns。当然，p和q的其他值是可能的。
调度器(DISPATCHER)810例如向直方图存储器808提供控制信号CTRL，以便控制样本在存储器的q个块中的存储，使得存储器可以在输出总线812上输出与整个检测时段相对应的pxq个样本。在一个示例中，该输出总线提供144个仓(即，p＝8且q＝18)，每个仓21比特。例如，每个检测时段的检测序列被重复数千次，并且对应事件在直方图存储器808中累积。假设在每个检测时段期间，每个仓接收最大计数为16的情况，通过在65536个检测时段内累积计数，可以达到21比特的输出信号。
对于本领域技术人员将显而易见的是，可以对直方图存储器808中存储的表示检测时段的样本进行处理，以便精确地确定一个或多个返回脉冲的定时，并因此检测场景中的一个或多个目标范围。
图9是图示根据一个示例实施例的在接近检测方法中的操作的示例的流程图。这些操作例如由图1的接近检测设备100的电路元件116、118、102和115执行。
在操作901中，具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲由电路元件116、118和102传输到场景中。
在操作902中，具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲由电路元件116、118和102传输到场景中。如上所述，第二脉冲持续时间例如比第一脉冲持续时间长至少50％。操作901和902的顺序可以反转。
在操作903中，基于通过以下而生成的直方图数据确定一个或多个范围：使用读出电路115，贯穿检测时段(并且在一些实施例中，针对多个检测时段)以规则的间隔对来自接近检测设备的一个或多个光电检测器的一个或多个输出信号进行采样。该检测时段包括第一光学脉冲的传输时段的至少一部分和第二光学脉冲的传输时段的至少一部分。实际上，每个检测时段是连续的，至少第二光学脉冲将完全在检测时段期间发生。
本文描述的实施例的优点在于，通过在每个检测时段期间使用不同脉冲持续时间的光学脉冲，可以以良好的精度检测在相对短和相对长的范围内的对象。特别地，相对短的光学脉冲允许以相对较小的串扰干扰来检测在相对短的距离处的对象，而相对长的光学脉冲允许在保持良好信噪比的同时检测在相对长的距离处的对象。
已经描述了各种实施例和变型。本领域技术人员将理解，可以组合这些实施例的某些特征，并且本领域技术人员将容易想到其他变型。特别地，尽管已参考图7和图8描述了SPAD阵列和读出电路的示例，但是这些电路仅表示一个示例实现，并且许多变型是可能的。例如，在一些实施例中，可以通过对来自SPAD阵列的单元702中的每个单元的输出信号进行单独处理(而不是使用图8的加法器806来将样本组合)来生成3D深度图。
此外，尽管已描述了在每个检测时段期间传输两个光学脉冲的示例，但是在备选实施例中，可以在每个检测时段期间传输不同脉冲持续时间的三个或更多个光学脉冲。
此外，不是通过SPAD设备来实现，而是可以通过APD(雪崩光电二极管)来实现本文所述的光电检测器，并且可以通过与APD的阵列相对应的SiPM(硅光子倍增器)来实现光电检测器阵列。例如，SiPM可以与相对较快的模拟读出电路和ADC耦合，以产生与由SPAD阵列获得的类似的直方图。使用SPAD阵列的一个优点在于，这允许使用全数字实现技术。
上述各种实施例可以组合来提供其他实施例。可以根据以上详细描述对实施例进行这些改变和其他改变。通常，在随附权利要求书中，所使用的术语不应解释为将权利要求限制为说明书和权利要求书中公开的特定实施例，而应解释为包括所有可能的实施例以及这种权利要求所赋予的等同物的全部范围。因此，权利要求不受本公开的限制。

Claims (13)

1.一种接近检测设备，其特征在于，包括：
一个或多个光电检测器，被配置为：
接收从场景反射的一个或多个光学脉冲；以及
基于所述一个或多个光学脉冲，输出一个或多个输出信号；读出电路，被配置为：贯穿检测时段，以规则的间隔对所述一个或多个输出信号进行采样；以及
脉冲传输电路，被配置为：
将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲传输到所述场景中；以及
将具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到所述场景中，所述第二脉冲持续时间比所述第一脉冲持续时间长至少50％，其中所述脉冲传输电路被配置为在所述检测时段期间至少部分地传输所述第一光学脉冲和所述第二光学脉冲。
2.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述脉冲传输电路被配置为传输具有比所述第一脉冲持续时间长至少四倍的所述第二脉冲持续时间的所述第二光学脉冲。
3.根据权利要求2所述的接近检测设备，其特征在于，所述第一脉冲持续时间在100皮秒至1纳秒之间，并且所述第二脉冲持续时间在1纳秒至4纳秒之间。
4.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述读出电路被配置为：贯穿所述检测时段，以500皮秒或更小的时间间隔对所述一个或多个输出信号进行采样。
5.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述读出电路被配置为在所述检测时段期间对所述一个或多个输出信号进行采样，所述检测时段的持续时间是所述第一脉冲持续时间和所述第二脉冲持续时间之和的至少两倍。
6.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述读出电路包括存储器，所述存储器被配置为：存储贯穿所述检测时段捕获的所述一个或多个输出信号的样本，并且在对应仓中累积在多个检测时段的相应采样时段期间捕获的对应样本。
7.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述一个或多个光电检测器中的每个光电检测器是单光子雪崩二极管。
8.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述脉冲传输电路被配置为：在开始传输所述第一光学脉冲之后的第一时间延迟，开始传输所述第二光学脉冲，其中所述第一时间延迟是所述检测时段的至多一半。
9.根据权利要求1所述的接近检测设备，其特征在于，所述脉冲传输电路被配置为：在开始传输所述第二光学脉冲之后的第二时间延迟，开始传输所述第一光学脉冲，其中所述第二时间延迟是所述检测时段的至少一半。
10.一种接近检测设备，其特征在于，包括：
单光子雪崩二极管阵列，被配置为：
接收从场景反射的一个或多个光学脉冲；以及
基于所述一个或多个光学脉冲，输出一个或多个输出信号；读出电路，被配置为：贯穿检测时段，以规则的间隔对所述一个或多个输出信号进行采样；脉冲传输电路，被配置为：
将具有第一脉冲持续时间的第一光学脉冲传输到所述场景中；以及
将具有第二脉冲持续时间的第二光学脉冲传输到所述场景中，所述第二脉冲持续时间比所述第一脉冲持续时间长至少50％，其中所述脉冲传输电路被配置为在所述检测时段期间至少部分地传输所述第一光学脉冲和所述第二光学脉冲；以及
脉冲发生器，被配置为：基于时钟信号生成信号，并输出所述信号以驱动所述脉冲传输电路。
11.根据权利要求10所述的接近检测设备，其特征在于，所述脉冲传输电路被配置为传输具有比所述第一脉冲持续时间长至少四倍的所述第二脉冲持续时间的所述第二光学脉冲。
12.根据权利要求11所述的接近检测设备，其特征在于，所述第一脉冲持续时间在100皮秒至1纳秒之间，并且所述第二脉冲持续时间在1纳秒至4纳秒之间。
13.根据权利要求10所述的接近检测设备，其特征在于，所述读出电路被配置为：贯穿所述检测时段，以500皮秒或更小的时间间隔对所述一个或多个输出信号进行采样。
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