IT201900015761A1 - Sensore ottico di prossimità e corrispondente procedimento di funzionamento - Google Patents

Sensore ottico di prossimità e corrispondente procedimento di funzionamento Download PDF

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Delfo Nunziato Sanfilippo
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St Microelectronics Srl
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Description

DESCRIZIONE dell’invenzione industriale dal titolo:
“Sensore ottico di prossimità e corrispondente procedimento di funzionamento”
TESTO DELLA DESCRIZIONE
Campo tecnico
La descrizione si riferisce ai sensori ottici di prossimità.
Una o più forme di attuazione possono basarsi sulla misura della differenza di fase tra un segnale ottico modulato (periodicamente) emesso da un dispositivo e un corrispondente segnale ottico ricevuto nel dispositivo per valutare la distanza da un certo oggetto che riflette (almeno parzialmente) il segnale ottico.
Sfondo tecnologico
I sensori ottici di prossimità sono utilizzati in un’ampia varietà di applicazioni. Per esempio, sono usati in molti settori dell’industria e della ricerca per la misura di distanza, come pure nell’ingegneria per il controllo qualità e il monitoraggio di processi. I sistemi di sensori senza contatto rappresentano una soluzione preferita specialmente in spazi ristretti.
I sensori ottici di prossimità sono anche applicabili nei campi dell’automazione, dell’industria chimica, della tecnologia medica, della costruzione di macchine speciali, dei robot autonomi, dei telefoni mobili e dell’elettronica di consumo.
Altre possibili applicazioni che prevedono sensori ottici di prossimità possono comprendere, a titolo di esempi non limitativi, la rilevazione di un utente (per esempio, per attivare/disattivare e bloccare/sbloccare dispositivi), l’innesco autonomo di una modalità a basso consumo per dispositivi IoT, i robot di servizio e aspirapolvere, i droni, scaffali e distributori automatici intelligenti, i dispositivi sanitari, gli edifici intelligenti e i dispositivi di illuminazione intelligenti, i dispositivi di riconoscimento di gesti.
I sensori ottici di prossimità convenzionali possono basarsi sulla riflettometria nel dominio del tempo (anche denominati sensori a tempo di volo, “time-of-flight”, diretto), sulla riflettometria nel dominio della frequenza (anche denominati sensori a differenza di fase) e sulla valutazione dell’intensità luminosa.
Come esemplificato nella figura 1, un sensore ottico di prossimità 10 che si basa su tecniche di tempo di volo diretto può comprendere un’unità di temporizzazione e controllo 100, un trasmettitore ottico 102, un ricevitore ottico 104 e opzionalmente un’interfaccia uomo-macchina 106. L’unità di temporizzazione e controllo 100 genera un segnale di controllo per il trasmettitore ottico 102 che causa l’emissione di un impulso ottico dal trasmettitore ottico, e nello stesso istante tstart innesca un timer interno all’unità di temporizzazione e controllo 100. L’impulso ottico si propaga verso un oggetto bersaglio 110 e parte della luce retrodiffusa ritorna al ricevitore ottico 104. Un impulso ottico che viene rilevato nel ricevitore 104 causa l’arresto del timer interno in un certo istante tstop. In una forma di attuazione esemplificativa, la distanza D tra il sensore ottico di prossimità 10 e l’oggetto bersaglio 110 può essere calcolata come D = c∙Δt/2, dove c è la velocità di propagazione della luce e Δt = tstop-tstart.
I dispositivi LIDAR (“LIght Detection And Ranging”) a scansione meccanica per l’impiego, per esempio, nei sistemi di assistenza alla guida avanzati (ADAS, “Advanced Driver Assistance Systems”) sono esemplificativi di sensori ottici di prossimità che si basano su tecniche di tempo di volo diretto.
È noto che i sensori noti che si basano su spettrometria nel dominio del tempo non sono idonei per fornire telemetri a basso costo con buona risoluzione a corta distanza poiché ciò può implicare l’impiego di costosa elettronica a larga banda, per esempio, poiché è implicata una risoluzione temporale di alcuni picosecondi (1 ps = 10<-12 >s) per ottenere una risoluzione di distanza nell’ordine di 1 millimetro (1 mm = 10<-3 >m). Inoltre, i sensori noti che si basano su spettrometria nel dominio del tempo possono implicare una strumentazione ingombrante e complessa, che può non essere idonea per applicazioni a basso costo.
Come esemplificato nella figura 2, un sensore ottico di prossimità noto 20 che si basa su riflettometria nel dominio della frequenza può comprendere un’unità di temporizzazione e controllo 200, un trasmettitore ottico 202, un ricevitore ottico 204 e opzionalmente un’interfaccia uomo-macchina 206. L’unità di temporizzazione e controllo 200 genera un segnale di controllo per l’emettitore ottico 202 che causa l’emissione di un segnale ottico, la cui intensità (ampiezza) è modulata nel tempo, dal trasmettitore ottico 202.
L’intensità del segnale ottico emesso può essere modulata periodicamente ed espressa, per esempio, come ITX(t) = I1(1+cos(ωmt+ΦTX)), dove ωm è la frequenza di modulazione (in rad/s) del segnale ottico emesso e ΦTX è la fase del segnale ottico emesso. Il segnale ottico si propaga verso un oggetto bersaglio 210 e un segnale ottico riflesso avente intensità IRX(t) = I2(1+cos(ωmt+ΦRX))+IBL ritorna al ricevitore ottico 204, dove ωm è la frequenza di modulazione (in rad/s) del segnale ottico ricevuto (uguale alla frequenza di modulazione del segnale ottico emesso), ΦRX è la fase del segnale ottico ricevuto e IBL è l’intensità della luce ambientale di fondo. Il segnale ottico riflesso (per esempio, il suo inviluppo) ricevuto nel ricevitore 204 è confrontato con il segnale ottico (di riferimento) emesso per determinare uno sfasamento ΔΦ = ΦRX-ΦTX tra i segnali ottici emesso e ricevuto. In una forma di attuazione esemplificativa, la distanza D tra il sensore ottico di prossimità 20 e l’oggetto bersaglio 210 può essere calcolata come D = c∙ΔΦ/(2ωm), dove c è ancora una volta la velocità di propagazione della luce.
I sensori noti che si basano su riflettometria nel dominio della frequenza non sono idonei per fornire sensori ottici a basso costo nella misura in cui essi possono implicare sistemi complessi, elettronica costosa, allineamento meccanico preciso tra l’emettitore di luce 202 e il rilevatore di luce 204, e calibrazione in temperatura.
I sensori che si basano sulla valutazione di intensità luminosa possono essere influenzati da condizioni ambientali di intensità luminosa differenti e possono prevedere una fase di calibrazione e/o l’implementazione di tabelle di consultazione (“look-up tables”) calibrate.
Scopo e sintesi
Nonostante l’estesa attività nell’area, sono desiderabili ulteriori soluzioni migliorate.
Per esempio, sono desiderabili sensori ottici di prossimità a basso costo, idonei per misure di distanza a corto raggio (per esempio, con una portata di circa 0,5 m).
Uno scopo di una o più forme di attuazione è contribuire a fornire tali soluzioni migliorate.
Secondo una o più forme di attuazione, tale scopo può essere ottenuto per mezzo di un sensore ottico di prossimità che presenta le caratteristiche esposte nelle rivendicazioni che seguono.
Una o più forme di attuazione possono essere relative a un corrispondente procedimento di funzionamento del sensore ottico di prossimità.
Le rivendicazioni sono una parte integrante dell’insegnamento tecnico qui fornito rispetto alle forme di attuazione.
Una o più forme di attuazione possono fornire un sensore ottico di prossimità comprendente almeno un dispositivo (a stato solido) che agisce sia come emettitore di luce che come rilevatore di luce. Una schiera di diodi a valanga a singolo fotone (SPAD, “Single Photon Avalanche Diodes”), una schiera di fotodiodi a valanga (APD, “Avalanche PhotoDiodes”), o un fotomoltiplicatore al silicio (SiPM, “Silicon PhotoMultiplier”) possono essere esemplificativi di tale dispositivo.
In una o più forme di attuazione, il sensore ottico di prossimità può comprendere un circuito di pilotaggio configurato per polarizzare detto dispositivo emettitore/rilevatore con un segnale modulato (periodicamente) per causare l’emissione di un segnale ottico modulato (per esempio, avente un’intensità che varia nel tempo).
In una o più forme di attuazione, il circuito di pilotaggio può essere (completamente) integrato all’interno del sensore ottico di prossimità per fornire un cosiddetto dispositivo “single-chip” (a chip singolo). In alternativa, il circuito di pilotaggio può essere implementato su un chip differente e accoppiato al dispositivo emettitore/rilevatore.
In una o più forme di attuazione, le parti ottiche del sensore (per esempio, lenti e/o rivestimenti e/o strati con proprietà ottiche) possono essere (completamente) integrate all’interno del sensore ottico di prossimità, per esempio, mediante integrazione di processo. In alternativa, le parti ottiche del sensore possono essere componenti discreti.
Una o più forme di attuazione possono così facilitare fornire sensori ottici di prossimità a basso costo per misure a corto raggio con precisione migliorata.
Breve descrizione delle figure
Verranno adesso descritte una o più forme di attuazione, solo a titolo di esempio, con riferimento alle figure allegate, in cui:
le figure 1 e 2 sono già state descritte in precedenza;
le figure 3 a 8 sono diagrammi a blocchi schematici esemplificativi di sensori ottici di prossimità secondo varie forme di attuazione; e
le figure 9 e 10 sono sezioni esplose (viste laterali) esemplificative di dettagli implementativi di sensori ottici di prossimità secondo varie forme di attuazione.
Descrizione dettagliata
Nella descrizione che segue, sono illustrati uno o più dettagli specifici, rivolti a fornire una comprensione approfondita di esempi di forme di attuazione di questa descrizione. Le forme di attuazione possono essere ottenute senza uno o più dei dettagli specifici, o con altri procedimenti, componenti, materiali, ecc. In altri casi, strutture, materiali, o operazioni noti non sono illustrati o descritti in dettaglio cosicché certi aspetti di forme di attuazione non verranno offuscati.
Il riferimento a “una forma di attuazione” o “una sola forma di attuazione” nel quadro della presente descrizione è inteso a indicare che una particolare configurazione, struttura, o caratteristica descritta in relazione alla forma di attuazione è compresa in almeno una forma di attuazione. Quindi, frasi come “in una forma di attuazione” o “in una sola forma di attuazione” che possono essere presenti in uno o più punti della presente descrizione non si riferiscono necessariamente a una specifica forma di attuazione. Inoltre, particolari conformazioni, strutture, o caratteristiche possono essere combinate in qualsiasi modo adeguato in una o più forme di attuazione.
In tutte le figure qui allegate, parti o elementi simili sono indicati con riferimenti/numeri simili e una descrizione corrispondente non verrà ripetuta per brevità.
I riferimenti qui utilizzati sono forniti solamente per comodità e quindi non definiscono l’estensione di protezione o la portata delle forme di attuazione.
La figura 3 è un diagramma a blocchi schematico esemplificativo di un sensore ottico di prossimità 30 secondo una o più forme di attuazione. Il sensore 30 può comprendere un dispositivo (a stato solido) 300 configurato per funzionare sia come emettitore di luce che come rilevatore di luce (per esempio, un dispositivo convertitore fotoelettrico). Per esempio, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere una schiera di diodi a valanga a singolo fotone (SPAD) o di fotodiodi a valanga (APD), o un fotomoltiplicatore al silicio (SiPM). A titolo di esempio non limitativo, la schiera può comprendere tra 100 e 1000 SPAD o APD.
In aggiunta, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere componenti ottici quali lenti, rivestimenti e strati con proprietà ottiche peculiari, che verranno ulteriormente descritti nel seguito.
Il sensore 30 può comprendere un circuito di pilotaggio 302 configurato per pilotare il dispositivo emettitore/rilevatore 300. In particolare, il circuito di pilotaggio 302 può comprendere un circuito di modulazione configurato per polarizzare il dispositivo emettitore/rilevatore 300 con un segnale modulato, per esempio, un segnale periodico che presenta una certa frequenza di modulazione (per esempio, nel campo tra 100 MHz e 3 GHz). Il circuito di pilotaggio 302 può essere integrato sullo stesso chip del dispositivo emettitore/rilevatore 300, o può essere implementato su un chip differente e accoppiato al dispositivo emettitore/rilevatore 300.
Il sensore 30 può comprendere un circuito di condizionamento di segnale 304 configurato per ricevere un segnale di uscita indicativo dell’intensità luminosa dal dispositivo emettitore/rilevatore 300 e per condizionare detto segnale di uscita, per esempio, per la successiva elaborazione in un circuito digitale o analogico di elaborazione. Per esempio, il circuito di condizionamento di segnale 304 può comprendere uno stadio (analogico) di amplificazione, un convertitore analogico-digitale (ADC) e un’interfaccia logica per un circuito di elaborazione. Il circuito di condizionamento di segnale 304 può essere integrato sullo stesso chip del dispositivo emettitore/rilevatore 300, o può essere implementato su un chip differente e accoppiato al dispositivo emettitore/rilevatore 300.
Il sensore 30 può comprendere un’unità di temporizzazione e controllo 306 configurata per generare uno o più segnali di controllo per il funzionamento del circuito di pilotaggio 302, e/o per elaborare uno o più segnali condizionati ricevuti dal circuito di condizionamento di segnale 304. L’unità di temporizzazione e controllo 306 può così essere configurata per controllare il funzionamento dell’intero sensore 30. Per esempio, l’unità di temporizzazione e controllo 306 può comprendere un circuito a microcontrollore (MCU).
Perciò, una o più forme di attuazione possono comprendere un dispositivo 300 configurato per funzionare sia come emettitore di luce, sia come rilevatore di luce, il che può vantaggiosamente dare luogo a una riduzione di costo e/o di complessità del sensore 30.
In particolare, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere una schiera di SPAD o APD, o un SiPM, polarizzato con una tensione di polarizzazione inversa (ben) al di sopra della tensione di rottura, che è teoricamente impiegato come dispositivo fotorivelatore.
È noto che, in tale condizione di funzionamento, ciascuno SPAD o APD nel dispositivo 300 rimane statisticamente in uno stato “quiescente” (cioè, impedisce che una corrente scorra attraverso di esso) per un certo intervallo di tempo, per esempio, 1 ms (1 ms = 10<-3 >s). Di fatto, a causa del rumore termico nel dispositivo emettitore/rilevatore 300, gli SPAD o APD nella schiera possono casualmente generare eventi di valanga con una certa frequenza.
È noto che un evento di valanga che avviene in uno SPAD o APD può a sua volta dare luogo a emissione di uno o più fotoni da tale SPAD o APD, cioè, un processo di valanga nel silicio può dare luogo a emissione di luce. Per esempio, è noto che durante il processo di valanga possono essere emessi circa tre fotoni ogni 10<5 >portatori generati nello SPAD o APD. Poiché un SiPM può essere fatto funzionare con un certo fattore di guadagno, per esempio circa 5∙10<6>, possono essere emessi approssimativamente 150 fotoni in media da ciascuno SPAD o APD durante un processo di valanga.
Perciò, una schiera di SPAD o APD, o un SiPM, che è polarizzato con una tensione di polarizzazione inversa al di sopra della tensione di rottura, emette luce con una certa intensità che può essere una funzione della condizione di polarizzazione, nella misura in cui la schiera di SPAD o APD, o il SiPM, può comprendere un elevato numero di celle singole (per esempio, centinaia o migliaia di SPAD o APD) cosicché, statisticamente, gli eventi di valanga si verificano con un frequenza costante anche in assenza di illuminazione, a causa della generazione termica di portatori di carica.
Perciò, la luce emessa dalla schiera di SPAD o APD, o dal SiPM, a causa degli effetti di generazione termica (che a loro volta possono causare effetti di valanga, che a loro volta possono dare luogo a emissione di luce) può essere modulata nel tempo (per esempio, a una certa frequenza) modulando la condizione di polarizzazione della schiera di SPAD o APD, o del SiPM.
Per esempio, in una forma di attuazione, la tensione di polarizzazione della schiera di SPAD o APD, o del SiPM, può essere commutata (per esempio, periodicamente) tra un primo valore maggiore della tensione di rottura e un secondo valore minore della tensione di rottura. Poiché l’emissione di luce dalla schiera di SPAD o APD avviene (solamente) quando la tensione di polarizzazione è al di sopra della tensione di rottura, tale schema di modulazione della polarizzazione può dare luogo all’emissione di un segnale ottico modulato (per esempio, periodicamente - una sorta di modulazione ON/OFF), tale segnale ottico emesso essendo ricevuto nella stessa schiera di SPAD o APD, che può anche funzionare come un rilevatore di luce, dopo la riflessione in un oggetto bersaglio.
In alternativa, la tensione di polarizzazione della schiera di SPAD o APD, o del SiPM, può essere modulata tra due valori che sono entrambi maggiori della tensione di rottura, ma differenti tra di loro, dando luogo così a una modulazione dell’intensità di un segnale ottico continuo.
In una o più forme di attuazione, la distanza D tra il sensore ottico di prossimità 30 e un oggetto bersaglio può essere calcolata come D = c∙ΔΦ/(2ωm) o D = c∙ΔΦ/(2∙2πfm) dove ωm è la frequenza di modulazione del segnale ottico emesso (in rad/s), fm è la frequenza di modulazione del segnale ottico emesso (in Hz, ωm = 2πfm) e ΔΦ è la differenza di fase misurata tra il segnale ottico modulato emesso dal dispositivo emettitore/rilevatore 300 e il corrispondente segnale ottico modulato ricevuto nel dispositivo emettitore/rilevatore 300 dopo la riflessione da parte dell’oggetto bersaglio. Perciò, per un sistema di misura con una data precisione di fase (per esempio, fissata da progetto), la frequenza di modulazione può essere selezionata per essere la più alta possibile in modo da dare luogo a una migliore precisione di distanza.
La frequenza di modulazione fm può determinare il campo di distanza privo di ambiguità (“ambiguity-free distance range”) L del sensore, con L = c/2fm. Per esempio, una frequenza di modulazione di 300 MHz può dare luogo a una portata del sensore di circa 0,5 m, e una frequenza di modulazione di 1 GHz può dar luogo a una portata di distanza del sensore di circa 0,15 m. In una o più forme di attuazione, la frequenza di modulazione fm può essere selezionata nel campo tra 100 MHz e 3 GHz. Per esempio, la frequenza di modulazione fm può essere selezionata come un compromesso tra una precisione di distanza obiettivo e una portata di distanza obiettivo del sensore.
È noto che APD, SPAD e SiPM possono avere buone prestazioni di jitter di temporizzazione (per esempio, poche decine di picosecondi) che tuttavia possono non essere sufficienti per fornire una precisione di distanza nella scala millimetrica per un sensore ottico di prossimità 30.
La precisione di distanza può essere calcolata come σ(d) = c∙σ(t)/2, dove σ(t) è l’incertezza di una singola misura di tempo, con σ(t) = σ(φ)/2πfm (σ(φ) essendo la precisione di fase). In una o più forme di attuazione, la precisione di distanza può essere migliorata aumentando un numero M di misure, nella misura in cui M misure possono essere approssimate come una raccolta di variabili casuali (per esempio, indipendenti e identicamente distribuite). Perciò, l’incertezza del tempo può essere ridotta di un fattore √M effettuando un numero M di misure, dando luogo così a una precisione di distanza uguale a σ(d) = c∙σ(t)/(2∙√M). Per esempio, una precisione di distanza σ(d) ≈ 0,3 mm può essere ottenuta con σ(t) ≈ 65 ps e M = 1000.
La figura 3 è esemplificativa di una forma di attuazione in cui il dispositivo emettitore/rilevatore 300, il circuito di pilotaggio 302, il circuito di condizionamento di segnale 304 e l’unità di temporizzazione e controllo 306 sono implementati su chip differenti.
In alternativa, come esemplificato nel diagramma a blocchi schematico della figura 4, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 e il circuito di pilotaggio 302 possono essere implementati sullo stesso chip 34.
In alternativa, come esemplificato nel diagramma a blocchi schematico della figura 5, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 e il circuito di condizionamento di segnale 304 possono essere implementati sullo stesso chip 35.
In alternativa, come esemplificato nel diagramma a blocchi schematico della figura 6, il dispositivo emettitore/rilevatore 300, il circuito di pilotaggio 302 e il circuito di condizionamento di segnale 304 possono essere implementati sullo stesso chip 36.
In una o più forme di attuazione come esemplificate nella figura 7, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere una pluralità di emettitori/rilevatori di luce 3007, per esempio, una pluralità di schiere di APD o SPAD o una pluralità di SiPM. Fornire una pluralità di emettitori/rilevatori di luce 3007 può favorire l’esecuzione di una pluralità di M misure nello stesso momento.
In aggiunta o in alternativa, in una o più forme di attuazione come esemplificate nella figura 8, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere un canale di riferimento 3008. Tale canale di riferimento 3008 può essere integrato (in un modo simile alla pluralità di schiere) in un singolo chip all’interno del dispositivo principale 30. Per esempio, in alcune applicazioni un canale di riferimento 3008 può essere utile per valutare la luce di fondo.
In una o più forme di attuazione, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può essere posto in un contenitore per evitare l’illuminazione di fondo.
Come esemplificato nella vista esplosa laterale della figura 9, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere i seguenti componenti/strati, che possono essere, per esempio, componenti discreti:
900: substrato,
901: schiera di APD o SPAD, o SiPM,
902: rivestimento antiriflesso,
903: filtro (di attenuazione) della luce di fondo, e 904: sistema di lenti.
In alternativa, come esemplificati nella vista esplosa laterale della figura 10, i componenti ottici del dispositivo emettitore/rilevatore 300 possono essere integrati mediante integrazione di processo. Per esempio, il dispositivo emettitore/rilevatore 300 può comprendere un substrato 1000, una schiera di APD o SPAD, o SiPM, 1001, e una rispettiva schiera di micro-lenti 1002 con integrato un rivestimento antiriflesso e un filtro (di attenuazione) della luce di fondo.
In una o più forme di attuazione, può essere fornito uno strato di metallo (per esempio, uno strato di tungsteno) tra celle APD o SPAD adiacenti per evitare cross-talk ottico.
Naturalmente, si comprenderà che le forme di attuazione esemplificate nelle figure 3 a 6 possono essere combinate con qualsiasi delle forme di attuazione esemplificate nelle figure 7 e 8, e qualsiasi delle figure 9 e 10.
Una o più forme di attuazione possono così fornire uno o più dei seguenti vantaggi rispetto all’arte nota:
una buona risoluzione per applicazioni a basso costo e a corto raggio,
un sistema compatto e semplificato, a causa dell’impiego di un dispositivo che fornisce allo stesso tempo emissione e rilevazione di segnali ottici,
nessuna necessità di allineamento meccanico tra emettitore e rilevatore di luce,
misure di distanza indipendenti dall’intensità luminosa,
nessuna necessità di calibrazione con la distanza o di tabelle di consultazione,
nessuna necessità di calibrazione in temperatura, nella misura in cui il disallineamento meccanico tra emettitore e rilevatore è minimizzato e le misure sono indipendenti dall’intensità luminosa, e quindi indipendenti dalla sensibilità del rilevatore/emettitore.
Come qui esemplificato, un sensore ottico di prossimità (per esempio, 30) può comprendere un convertitore fotoelettrico a stato solido (per esempio, 300), un circuito di polarizzazione (per esempio, 302) per polarizzare il convertitore fotoelettrico a stato solido, e un circuito di pilotaggio (per esempio, 306). Il circuito di pilotaggio può essere configurato per:
controllare il circuito di polarizzazione per applicare al convertitore fotoelettrico a stato solido un segnale di polarizzazione modulato tra un primo valore e un secondo valore, il secondo valore differente dal primo valore, in cui un segnale ottico modulato è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido verso un oggetto bersaglio,
ricevere (per esempio, 304) un segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido, il segnale elettrico di uscita essendo una funzione di un segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido come risultato della riflessione, in corrispondenza di detto oggetto bersaglio, di detto segnale ottico modulato emesso,
effettuare un confronto di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido e produrre, come risultato di detto confronto di fase, un segnale di sfasamento che è una funzione dello sfasamento tra detto segnale ottico modulato emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido e il segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido, e calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità e detto oggetto bersaglio in funzione di detto segnale di sfasamento.
Come qui esemplificato, il circuito di polarizzazione può comprendere un circuito di modulazione configurato per modulare periodicamente detto segnale di polarizzazione tra detto primo valore e detto secondo valore con una frequenza tra 100 MHz e 3 GHz (per esempio, compresa tra 100 MHz e 3 GHz), in cui un segnale ottico modulato periodicamente con una frequenza tra 100 MHz e 3 GHz è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido.
Come qui esemplificato, il primo valore del segnale di polarizzazione può essere maggiore di una tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido e il secondo valore del segnale di polarizzazione può essere minore della tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido.
Come qui esemplificato, sia il primo valore che il secondo valore del segnale di polarizzazione possono essere maggiori della tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido.
Come qui esemplificato, il sensore ottico di prossimità può comprendere un circuito di condizionamento (per esempio, 304) configurato per condizionare il segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido e fornire un segnale elettrico condizionato al circuito di pilotaggio.
Come qui esemplificato, almeno due tra il convertitore fotoelettrico a stato solido, il circuito di polarizzazione e il circuito di condizionamento possono essere implementati su uno stesso chip a semiconduttore (per esempio, 34; 35; 36).
Come qui esemplificato, il convertitore fotoelettrico a stato solido può comprendere:
un rivestimento antiriflesso (per esempio, 902), un filtro di attenuazione della luce di fondo (per esempio, 903), e
una lente (per esempio, 904).
Come qui esemplificato, il convertitore fotoelettrico a stato solido può comprendere almeno una tra:
una schiera di diodi a valanga a singolo fotone, una schiera di fotodiodi a valanga, e
un fotomoltiplicatore al silicio.
Come qui esemplificato, il convertitore fotoelettrico a stato solido può comprendere una rispettiva schiera di lenti (per esempio, microlenti 1002, collocate in posizioni corrispondenti alle posizioni dei diodi 1001 nella schiera), le lenti nella schiera di lenti avendo un rivestimento antiriflesso e un filtro di attenuazione della luce di fondo incorporati in esse.
Come qui esemplificato, il convertitore fotoelettrico a stato solido può comprendere un canale di riferimento (per esempio, 3008) configurato per valutare la luce di fondo (per esempio, la sua intensità).
Come qui esemplificato, il circuito di pilotaggio può essere configurato per:
effettuare una pluralità di confronti di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido, e produrre una rispettiva pluralità di valori di detto segnale di sfasamento, e
calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità e detto oggetto bersaglio in funzione di (per esempio, mediando) detta pluralità di valori di detto segnale di sfasamento.
Come qui esemplificato, un procedimento di funzionamento di un sensore ottico di prossimità secondo una o più forme di attuazione può comprendere:
applicare al convertitore fotoelettrico a stato solido un segnale di polarizzazione modulato tra un primo valore e un secondo valore, il secondo valore differente dal primo valore, in cui un segnale ottico modulato è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido verso un oggetto bersaglio,
ricevere un segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido, il segnale elettrico di uscita essendo funzione di un segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido come risultato della riflessione, in corrispondenza di detto oggetto bersaglio, di detto segnale ottico modulato emesso,
effettuare un confronto di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido,
produrre, come risultato di detto confronto di fase, un segnale di sfasamento che è una funzione dello sfasamento tra il segnale ottico modulato emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido e il segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido, e
calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità e detto oggetto bersaglio in funzione di detto segnale di sfasamento.
Senza pregiudizio per i principi sottostanti, i dettagli e le forme di attuazione possono variare, anche significativamente, rispetto a ciò che è stato descritto solo a titolo di esempio, senza allontanarsi dall’ambito di protezione.
L’ambito di protezione è definito dalle rivendicazioni allegate.

Claims (12)

  1. RIVENDICAZIONI 1. Sensore ottico di prossimità (30) comprendente un convertitore fotoelettrico a stato solido (300), un circuito di polarizzazione (302) per polarizzare il convertitore fotoelettrico a stato solido, e un circuito di pilotaggio (306), in cui il circuito di pilotaggio (306) è configurato per: controllare il circuito di polarizzazione (302) per applicare al convertitore fotoelettrico a stato solido (301) un segnale di polarizzazione modulato tra un primo valore e un secondo valore, il secondo valore differente dal primo valore, in cui un segnale ottico modulato è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) verso un oggetto bersaglio, ricevere (304) un segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300), il segnale elettrico di uscita essendo funzione di un segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido (300) come risultato della riflessione, in corrispondenza di detto oggetto bersaglio, di detto segnale ottico modulato emesso, effettuare un confronto di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico (300) e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) e produrre, come risultato di detto confronto di fase, un segnale di sfasamento che è una funzione dello sfasamento tra detto segnale ottico modulato emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) e il segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido (300), e calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità (30) e detto oggetto bersaglio in funzione di detto segnale di sfasamento.
  2. 2. Sensore ottico di prossimità (30) secondo la rivendicazione 1, in cui il circuito di polarizzazione (302) comprende un circuito di modulazione configurato per modulare periodicamente detto segnale di polarizzazione tra detto primo valore e detto secondo valore a una frequenza tra 100 MHz e 3 GHz, in cui un segnale ottico modulato periodicamente a una frequenza tra 100 MHz e 3 GHz è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300).
  3. 3. Sensore ottico di prossimità (30) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui detto primo valore del segnale di polarizzazione è maggiore di una tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido (300) e detto secondo valore del segnale di polarizzazione è minore di detta tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido (300).
  4. 4. Sensore ottico di prossimità (30) secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, in cui sia detto primo valore sia detto secondo valore del segnale di polarizzazione sono maggiori di una tensione di rottura del convertitore fotoelettrico a stato solido (300).
  5. 5. Sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente un circuito di condizionamento (304) configurato per condizionare detto segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) e fornire un segnale elettrico condizionato al circuito di pilotaggio (306).
  6. 6. Sensore ottico di prossimità (30) secondo la rivendicazione 5, in cui almeno due tra il convertitore fotoelettrico a stato solido (300), il circuito di polarizzazione (302) e il circuito di condizionamento (304) sono implementati su uno stesso chip a semiconduttore (34; 35; 36).
  7. 7. Sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il convertitore fotoelettrico a stato solido (300) comprende: un rivestimento antiriflesso (902), un filtro di attenuazione della luce di fondo (903), e una lente (904).
  8. 8. Sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il convertitore fotoelettrico a stato solido (300) comprende almeno uno tra: una schiera di diodi a valanga a singolo fotone, una schiera di fotodiodi a valanga, e un fotomoltiplicatore al silicio.
  9. 9. Sensore ottico di prossimità (30) secondo la rivendicazione 8, in cui il convertitore fotoelettrico a stato solido (300) comprende una rispettiva schiera di lenti (1002), le lenti nella schiera di lenti presentando un rivestimento antiriflesso e un filtro di attenuazione della luce di fondo incorporati in esse.
  10. 10. Sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il convertitore fotoelettrico a stato solido (300) comprende un canale di riferimento (3008) configurato per valutare una luce di fondo.
  11. 11. Sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui il circuito di pilotaggio (306) è configurato per: effettuare una pluralità di confronti di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico (300) e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300), e produrre una rispettiva pluralità di valori di detto segnale di sfasamento, e calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità (30) e detto oggetto bersaglio in funzione di detta pluralità di valori di detto segnale di sfasamento.
  12. 12. Procedimento di funzionamento di un sensore ottico di prossimità (30) secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, il procedimento comprendendo: applicare al convertitore fotoelettrico a stato solido (300) un segnale di polarizzazione modulato tra un primo valore e un secondo valore, il secondo valore differente dal primo valore, in cui un segnale ottico modulato è emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) verso un oggetto bersaglio, ricevere (304) un segnale elettrico di uscita dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300), il segnale elettrico di uscita essendo funzione di un segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido (300) come risultato della riflessione, in corrispondenza di detto oggetto bersaglio, di detto segnale ottico modulato emesso, effettuare un confronto di fase tra detto segnale di polarizzazione modulato applicato al convertitore fotoelettrico (300) e detto segnale elettrico di uscita ricevuto dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300), produrre, come risultato di detto confronto di fase, un segnale di sfasamento che è funzione dello sfasamento tra il segnale ottico modulato emesso dal convertitore fotoelettrico a stato solido (300) e il segnale ottico modulato ricevuto nel convertitore fotoelettrico a stato solido (300), e calcolare una distanza tra il sensore ottico di prossimità (30) e detto oggetto bersaglio in funzione di detto segnale di sfasamento.
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3099061A1 (en) * 2019-11-15 2021-05-15 Op-Hygiene Ip Gmbh Fluid dispenser with wake up sensor

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070091295A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Microsoft Corporation Self-mixing laser range sensor
US20160320173A1 (en) * 2013-12-17 2016-11-03 Universitat Politècnica De Catalunya Method of measuring a change in an optical path length using differential laser self-mixing interferometry and a differential laser self-mixing interferometry measuring system

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050035361A1 (en) * 2003-08-15 2005-02-17 Peterson Charles M. Polarized light emitting devices and methods
TW202043800A (zh) * 2019-01-30 2020-12-01 日商索尼半導體解決方案公司 受光裝置及測距系統

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070091295A1 (en) * 2005-10-14 2007-04-26 Microsoft Corporation Self-mixing laser range sensor
US20160320173A1 (en) * 2013-12-17 2016-11-03 Universitat Politècnica De Catalunya Method of measuring a change in an optical path length using differential laser self-mixing interferometry and a differential laser self-mixing interferometry measuring system

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KARAMI MOHAMMAD AZIM ET AL: "Light emission enhancement in Light Emitting Single-Photon Avalanche Diodes (LESPADs)", OPTIK, WISSENSCHAFTLICHE VERLAG GMBH, DE, vol. 126, no. 23, 12 August 2015 (2015-08-12), pages 4146 - 4148, XP029299704, ISSN: 0030-4026, DOI: 10.1016/J.IJLEO.2015.07.205 *
NORGIA M ET AL: "High resolution self-mixing laser rangefinder", REVIEW OF SCIENTIFIC INSTRUMENTS, AIP, MELVILLE, NY, US, vol. 83, no. 4, 1 April 2012 (2012-04-01), pages 45113 - 45113, XP012162261, ISSN: 0034-6748, [retrieved on 20120416], DOI: 10.1063/1.3703311 *

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