相關(guān)申請的交叉引用

本申請要求2015年12月11日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局遞交的韓國專利申請10-2015-0177364號的優(yōu)先權(quán)，在此通過引用將該申請的公開內(nèi)容全部并入。

符合示例實施例的裝置和方法涉及波束操控(beamsteering)裝置、驅(qū)動波束操控裝置的方法和使用波束操控裝置的空間信息獲取裝置。

背景技術(shù)：

一種通過利用光測量距離或者通過掃描物體來獲得空間信息的技術(shù)例如是光檢測和測距(lightdetectionandranging，lidar)技術(shù)。對于在lidar中控制從光源入射的波束的方向，有機械方法和非機械方法。機械波束操控方法旋轉(zhuǎn)某些機器部件，利用馬達來控制波束的方向。非機械波束操控方法例如是使用微機電系統(tǒng)(micro-electromechanicalsystem，mems)鏡子的方法。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

示例實施例可解決至少上述問題和/或缺點以及以上未描述的其他缺點。另外，示例實施例不是必須要克服以上描述的缺點，并且可不克服以上描述的問題中的任何一個。

示例實施例提供了一種可以低功率消耗來高速驅(qū)動的波束操控裝置、驅(qū)動該波束操控裝置的方法和使用該波束操控裝置的空間信息獲取裝置。

根據(jù)示例實施例的一方面，提供了一種波束操控裝置，其包括光源和操控陣列，該操控陣列包括具有隨著驅(qū)動該操控陣列的電壓而變動的折射率的元件，這些元件被配置為控制來自光源并入射在操控陣列上的波束的方向。波束操控裝置還包括驅(qū)動器，該驅(qū)動器被配置為基于至少兩個電壓的中間值生成該電壓，并且基于所生成的電壓來驅(qū)動操控陣列。

驅(qū)動器可包括：驅(qū)動陣列，其包括被配置為存儲被施加到操控陣列的各個元件的第一電壓的單元；電源供應(yīng)器，其被配置為向驅(qū)動陣列施加要用于生成第一電壓的第二電壓；以及控制器，其被配置為控制驅(qū)動陣列。第一電壓和第二電壓的任一者或兩者是基于至少兩個電壓的中間值生成的。

電源供應(yīng)器還可被配置為基于預(yù)定初始電壓的中間值并且基于被包括在驅(qū)動陣列的線中并且被施加第二電壓的單元的數(shù)目來生成第二電壓。

施加到驅(qū)動陣列的線的第二電壓可具有在該線的方向上恒定增大或減小的模式。

電源供應(yīng)器可包括：初始電壓生成器，其被配置為設(shè)置預(yù)定初始電壓的任何一者或任何組合；電阻性部件，其與驅(qū)動陣列的線中包括的單元相對應(yīng)；以及開關(guān)，其分別連接到電阻性部件并且被配置為驅(qū)動電阻性部件。電源供應(yīng)器還可被配置為通過選擇性地操作開關(guān)和初始電壓生成器來生成第二電壓。

驅(qū)動陣列可被配置為基于存儲在驅(qū)動陣列中包括的相鄰單元中的第二電壓的中間值來生成第一電壓，并且將所生成的第一電壓存儲在相鄰單元中。

驅(qū)動陣列還可被配置為將第二電壓存儲在超級單元中，超級單元是通過按預(yù)定單位連接與驅(qū)動陣列的線垂直并且被施加第二電壓的單元來形成的，并且控制器還可被配置為通過控制超級單元之中的相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接來將所生成的第一電壓存儲在驅(qū)動陣列中。

每個單元可以包括：電容器，其被配置為存儲第二電壓或第一電壓之一；第一開關(guān)，其被配置為控制第二電壓之一被存儲在電容器中；以及第二開關(guān)，其被配置為控制驅(qū)動陣列中包括的相鄰單元的相鄰電容器與所述電容器之間的連接?？刂破鬟€可被配置為通過選擇性地操作第一開關(guān)和第二開關(guān)來生成第一電壓之一。

驅(qū)動器可包括：電源供應(yīng)器，其被配置為基于預(yù)定初始電壓的中間值來生成第二電壓，并且將所生成的第二電壓施加到驅(qū)動陣列；驅(qū)動陣列，其包括被配置為基于所施加的第二電壓的中間值來生成被施加到操控陣列的各個元件的第一電壓并且存儲所生成的第一電壓的單元；以及控制器，其被配置為控制驅(qū)動陣列。

控制器還可被配置為控制所生成的第二電壓的施加、第一電壓的生成、第一電壓的存儲和操控陣列的驅(qū)動。

根據(jù)示例實施例的一方面，提供了一種驅(qū)動波束操控裝置的方法，該方法包括：基于至少兩個電壓的中間值生成電壓；基于所生成的電壓驅(qū)動操控陣列；并且由操控陣列的元件控制來自光源并且入射在操控陣列上的波束的方向，這些元件具有隨著驅(qū)動操控陣列的電壓而變動的折射率。

該方法還可包括基于第二電壓生成被施加到操控陣列的各個元件的第一電壓，并且將第一電壓存儲在驅(qū)動陣列的單元中，并且向驅(qū)動陣列施加要被用于生成第一電壓的第二電壓。第一電壓和第二電壓的任一者或兩者是基于至少兩個電壓的中間值生成的。

該方法還可包括基于預(yù)定初始電壓的中間值并且基于被包括在驅(qū)動陣列的線中并且被施加第二電壓的單元的數(shù)目來生成第二電壓。

施加到驅(qū)動陣列的線的第二電壓可具有在該線的方向上恒定增大或減小的模式。

第二電壓的生成可包括通過選擇性地操作開關(guān)和初始電壓生成器來生成第二電壓，開關(guān)可分別連接到與驅(qū)動陣列的任意線中包括的單元相對應(yīng)的電阻性部件，開關(guān)驅(qū)動電阻性部件，并且初始電壓生成器可設(shè)置預(yù)定初始電壓的任何一者或任何組合。

該方法還可包括基于存儲在驅(qū)動陣列中包括的相鄰單元中的第二電壓的中間值來生成第一電壓，并且將所生成的第一電壓存儲在相鄰單元中。

第一電壓的生成和存儲可包括：將第二電壓存儲在超級單元中，超級單元是通過按預(yù)定單位連接與驅(qū)動陣列的線垂直并且被施加第二電壓的單元來形成的；并且通過控制超級單元之中的相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接來將所生成的第一電壓存儲在驅(qū)動陣列中。

第一電壓的生成可包括通過選擇性地操作單元之一的第一開關(guān)和第二開關(guān)來生成第一電壓之一，第一開關(guān)控制第二電壓之一被存儲在單元之一的電容器中，并且第二開關(guān)控制驅(qū)動陣列中包括的相鄰單元的相鄰電容器與電容器之間的連接。

該方法還可包括基于預(yù)定初始電壓的中間值生成第二電壓，施加第二電壓，基于所施加的第二電壓的中間值生成被施加到操控陣列的各個元件的第一電壓，并且存儲所生成的第一電壓。

根據(jù)示例實施例的一方面，提供了一種空間信息獲取裝置，其包括波束操控裝置，該波束操控裝置被配置為基于至少兩個電壓的中間值生成驅(qū)動電壓，并且控制來自光源并且入射在波束操控裝置的元件上的波束的方向，這些元件具有隨著驅(qū)動電壓變動的折射率。空間信息獲取裝置還檢測器，該檢測器被配置為基于在波束被反射時接收到的信息來檢測波束被從波束操控裝置反射到其中的空間的信息。

附圖說明

通過以下結(jié)合附圖對示例實施例的描述，上述和/或其他方面將變得清楚并且更容易領(lǐng)會，附圖中：

圖1是根據(jù)示例實施例的波束操控裝置的框圖；

圖2是根據(jù)示例實施例圖示出反射從波束操控裝置入射的波束的過程的示圖；

圖3是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的操控陣列的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖4a和4b是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的操控陣列的元件的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖5是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)的示圖；

圖6是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖7a是根據(jù)示例實施例圖示出當波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元連接到彼此時的電壓變化原理的示圖；

圖7b是根據(jù)示例實施例圖示出當波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元連接到彼此時的電壓變化過程的示圖；

圖8是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)的示圖；

圖9是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖10是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和電源供應(yīng)器的操作的示圖；

圖11是根據(jù)另一示例實施例示出從波束操控裝置的電源供應(yīng)器輸出的電壓的曲線圖；

圖12是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的電源供應(yīng)器的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖13是根據(jù)另一示例實施例示出當從電源供應(yīng)器輸出的電壓的相位不超過2π時波束操控裝置的電源供應(yīng)器的等效電路的示圖；

圖14是根據(jù)另一示例實施例示出當從電源供應(yīng)器輸出的電壓的相位超過2π時波束操控裝置的電源供應(yīng)器的等效電路的示圖；

圖15是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器的結(jié)構(gòu)和操作的示圖；

圖16是根據(jù)示例實施例的空間信息獲取裝置的框圖；并且

圖17是根據(jù)示例實施例的驅(qū)動波束操控裝置的方法的流程圖。

具體實施方式

現(xiàn)在將詳細談及示例實施例，這些實施例的示例在附圖中示出，附圖中相似的標號始終指代相似的要素。在此，示例實施例可具有不同的形式并且可不被解釋為限于本文記載的描述。因此，下面通過參考附圖描述示例實施例來說明各方面。

要理解，術(shù)語“包括”當在本說明書中使用時指明了所記述的特征、整數(shù)、步驟、操作、元件和/或組件的存在，但并不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元件、組件和/或其群組的存在或添加。

要理解，雖然在這里可使用術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”等等來描述各種元件、組件、區(qū)域、層和/或片段，但這些元件、組件、區(qū)域、層和/或片段可不受這些術(shù)語所限。這些術(shù)語只是用于將一個元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段與另一元件、組件、區(qū)域、層或區(qū)段相區(qū)分。

本文記載的示例實施例涉及波束操控裝置、驅(qū)動波束操控裝置的方法和使用波束操控裝置的空間信息獲取裝置。這些示例實施例的對于這些示例實施例所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員顯而易見的事項可不在這里詳細描述。

按照本文使用的，術(shù)語“和/或”包括關(guān)聯(lián)的列出項目中的一個或多個的任意和所有組合。諸如“……中的至少一者”之類的表述當在元素的列表之前時修飾整個元素列表，而不修飾列表中的個體元素。此外，說明書中描述的諸如“單元”、“器”和“模塊”之類的術(shù)語指的是用于執(zhí)行至少一個功能或操作的元件，并且可以用硬件、軟件或者硬件和軟件的組合來實現(xiàn)。

圖1是根據(jù)示例實施例的波束操控裝置1000的框圖。

參考圖1，波束操控裝置1000可包括光源1100、操控陣列1200和驅(qū)動器1300。驅(qū)動器1300可包括電源供應(yīng)器1310、驅(qū)動陣列1320和控制器1330。波束操控裝置1000可通過控制波束的方向來在期望的方向上輻射從光源1100生成的波束。

光源1100可生成并發(fā)射波束。光源1100可包括激光二極管(laserdiode，ld)、發(fā)光二極管(light-emittingdiode，led)等等。

操控陣列1200可控制從光源1100入射的波束的方向。

驅(qū)動器1300可驅(qū)動操控陣列1200。驅(qū)動陣列1320可生成并存儲要施加到操控陣列1200的電壓，并且將這些電壓施加到操控陣列1200以使得操控陣列1200可控制波束的方向。電源供應(yīng)器1310可向驅(qū)動陣列1320施加電壓以驅(qū)動操控陣列1200。控制器1330可控制控制要施加到驅(qū)動陣列1320的電壓的存儲，并且控制要從驅(qū)動陣列1320施加到操控陣列1200的電壓的生成、存儲和施加。

圖2是根據(jù)示例實施例圖示出反射從波束操控裝置入射的波束的過程的示圖。

參考圖2，波束入射在操控陣列1200上并且被從操控陣列1200反射。從操控陣列1200的某個區(qū)域反射的波束可以以球面波的形式被發(fā)射。操控陣列1200可在如下方向上輻射波束：從操控陣列1200的所有區(qū)域以球面波的形式發(fā)射的波束聚焦在此方向上。

圖3是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的操控陣列1200的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

操控陣列1200可包括多個元件。如圖3中所示，操控陣列1200可以是二維(2d)陣列。不同的電壓(例如，v1到v9)可分別被施加到操控陣列1200的任意一行中包括的元件。從操控陣列1200的各元件發(fā)射的波束可根據(jù)施加到元件的電壓而變動。從操控陣列1200的各元件發(fā)射的波束可以是被聚焦并且在操控陣列1200的2d平面的法線處在預(yù)定角度的方向上被輻射。由從操控陣列1200輻射的波束和操控陣列1200的2d平面的法線形成的角度被稱為衍射角θ。衍射角θ如圖3中所示與光的波長λ和光的相位的變化δφ成比例。

圖4a和4b是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的操控陣列1200的元件的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

如圖4a和4b中所示，操控陣列1200的每個元件可以是這樣的結(jié)構(gòu)：導(dǎo)電膜和氧化膜被堆疊在例如au的金屬電極之間。導(dǎo)電膜可包括具有高導(dǎo)電性的材料，例如銦錫氧化物(indiumtinoxide，ito)。氧化膜可包括具有高介電常數(shù)的材料，例如al2o3。

下面將描述操控陣列1200的每個元件的操作。操控陣列1200的每個元件的折射率可根據(jù)施加到其的電壓而變動。參考圖4a和4b，施加到操控陣列1200的每個元件的電壓的變化可導(dǎo)致作為操控陣列1200的每個元件中包括的導(dǎo)電膜中的載流子的電荷(例如，“e”)的密度或濃度的變化。電荷的密度的變化可導(dǎo)致元件的折射率的變化，從而如圖4b中所示引起相位的變化或偏移。基于此原因，操控陣列1200可調(diào)整要施加到操控陣列1200的每個元件的電壓來改變?nèi)肷洳ㄊ难苌浣遣⑶铱刂迫肷洳ㄊ姆较?。換言之，操控陣列1200可利用折射率根據(jù)施加到其的電壓而變動的元件來控制從光源入射的波束的方向。

要施加到操控陣列1200的每個元件的電壓可在短時間內(nèi)生成，從而可通過控制要施加到每個元件的電壓來控制波束的方向。為了更精確地控制波束的方向，可增大要包括在操控陣列1200的一區(qū)域中的元件的數(shù)目。隨著操控陣列1200的元件的數(shù)目增大，要施加到操控陣列1200的元件的電壓可在更短的時間內(nèi)生成。下面將詳細描述高速生成要分別施加到操控陣列1200的各元件的電壓以高速驅(qū)動操控陣列1200的驅(qū)動器。要分別施加到操控陣列1200的各元件的電壓可如圖4a中所示被施加在上金屬電極和下金屬電極之間或者可如圖4b中所示被施加在下金屬電極和導(dǎo)電膜之間。否則，要分別施加到操控陣列1200的各元件的電壓可被施加在上金屬電極和導(dǎo)電膜之間。

圖5是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器1300的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動陣列1320的單元的結(jié)構(gòu)的示圖。

驅(qū)動器1300可包括：驅(qū)動陣列1320，其包括用于生成要施加到操控陣列1200的各個元件的電壓的多個單元(要施加到操控陣列1200的各個元件的所有電壓在下文中將被一起稱為“第一電壓”)；電源供應(yīng)器1310，其向驅(qū)動陣列1320施加要用于生成第一電壓的電壓(所有要用于生成第一電壓并且從電源供應(yīng)器1310施加到驅(qū)動陣列1320的電壓在下文中將被一起稱為“第二電壓”)；以及控制器1330，其控制驅(qū)動陣列1320。當驅(qū)動陣列1320是2d陣列時，電源供應(yīng)器1310可向驅(qū)動陣列1320的任意一條線施加第二電壓。圖5圖示了電源供應(yīng)器1310在列方向上向驅(qū)動陣列1320的一條線施加第二電壓的情況。

驅(qū)動器1300可基于從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法來驅(qū)動操控陣列1200。

驅(qū)動陣列1320可包括與操控陣列1200的各元件相對應(yīng)的多個單元。驅(qū)動陣列1320的多個單元可分別連接到操控陣列1200的各元件并且可通過將存儲在驅(qū)動陣列1320的各單元中的第一電壓施加到操控陣列1200的各元件來驅(qū)動操控陣列1200。

驅(qū)動陣列1320的每個單元可包括存儲第一電壓或第二電壓vin的電容器cs，控制第二電壓在電容器cs中的存儲的第一開關(guān)m1，和控制單元的電容器cs與相鄰單元的電容器之間的連接的第二開關(guān)m2。電容器cs、第一開關(guān)m1和第二開關(guān)m2在電極處連接。

圖6是根據(jù)示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

在圖6中，第一單元是第一列中包括的任意單元并且第二單元是第二列中包括的位置與第一單元相鄰的單元。下面將描述分別在兩個相鄰單元中存儲第二電壓、從存儲在兩個相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓并且存儲第一電壓的過程。

圖5的控制器1330可通過控制包括在圖5的驅(qū)動陣列1320的第一列方向上的線中并且被施加第二電壓的單元來控制第二電壓被存儲。參考圖6，通過向第一單元的第一開關(guān)m1提供信號csel，第二電壓vin被存儲在第一單元的電容器cs中。類似地，控制器1330可通過控制包括在驅(qū)動陣列1320的第二列方向上的線中并且被施加第二電壓的單元來控制第二電壓被存儲。參考圖6，通過向第二單元的第一開關(guān)m3提供信號csel，第二電壓vin被存儲在第二單元的電容器cs中。

當作為不同電壓的第二電壓vin分別被存儲在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中時，控制器1330可控制第一單元的第二開關(guān)m2關(guān)斷，該第二開關(guān)m2將第一單元連接到第二單元。

當?shù)诙妷簐in在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中的存儲完成時，控制器1330可控制第一單元的第二開關(guān)m2接通。結(jié)果，第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs被連接到彼此，并且與中間值相對應(yīng)的電壓可從存儲在第一和第二單元中的第二電壓生成，并且被存儲在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中。

也就是說，基于從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法，驅(qū)動陣列1320可從存儲在驅(qū)動陣列1320中的行方向上的相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓并將第一電壓存儲在這些相鄰單元中。為此，控制器1330可通過選擇性地分別操作第一和第二單元的第一開關(guān)m1和m3和第二開關(guān)m2和m4來生成第一電壓。

圖7a是根據(jù)示例實施例圖示出當波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元連接到彼此時的電壓變化原理的示圖。

如圖7a的左圖中所示，當?shù)谝粏卧碾娙萜鱟s和第二單元的電容器cs未連接到彼此時，存儲在第一單元的電容器cs中的第二電壓是v1并且存儲在第二單元的電容器cs中的第二電壓是v2。

然后，當?shù)谝粏卧碾娙萜鱟s和第二單元的電容器cs連接到彼此時，與存儲在第一單元的電容器cs中的第二電壓v1和存儲在第二單元的電容器cs中的第二電壓v2之間的中間值相對應(yīng)的第一電壓(v1+v2/2)如圖7a的右圖中所示可被生成并存儲在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中。

圖7b是根據(jù)示例實施例圖示出當波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元連接到彼此時的電壓變化過程的示圖。

圖7b圖示了如下過程的操作：以預(yù)定單元為單位將第二電壓存儲到通過連接與驅(qū)動陣列1320的被施加第二電壓的任意線相垂直的單元而形成的超級單元，并且通過控制相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接來生成第一電壓。在圖7b中，超級單元由粗線表示，并且每個超級單元中包括的單元由虛線表示。

在操作1中(即，從數(shù)字到模擬轉(zhuǎn)換器(digital-to-analogconverter，dac)采樣)，通過連接兩個單元來形成每個超級單元，并且向每個超級單元的任意線施加第二電壓。雖然第二電壓只被施加到每個超級單元中包括的單元之中的屬于該任意線的單元，但每個超級單元中包括的所有單元都具有相同的第二電壓，因為每個超級單元的兩個單元是連接的。參考圖7b，第二電壓v1被施加到第一超級單元中包括的單元和第二超級單元中的單元，并且第二電壓v2被施加到第三超級單元中包括的單元和第四超級單元中包括的單元。在此情況下，第二超級單元和第三超級單元與彼此斷開連接。

在操作2中(即，中間電平生成)，第一超級單元和第二超級單元與彼此斷開連接，第二超級單元和第三超級單元連接到彼此，并且第三超級單元和第四超級單元與彼此斷開連接。根據(jù)上文參考圖7a描述的電壓變化原理，從存儲在第二超級單元和第三超級單元中的第二電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓。從而，第二和第三超級單元中包括的所有單元生成并存儲電壓(v1+v2/2)。

在操作3中(即，四分之一電平生成)，第一至第四超級單元被連接到彼此，但第一至第四超級單元的每一者中包括的單元與彼此斷開連接。根據(jù)上文參考圖7a描述的電壓變化原理，從存儲在連接到彼此的各個單元中的電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓。從而，每個單元如圖7b中所示生成并存儲電壓。

與電源供應(yīng)器1310向驅(qū)動陣列1320的所有列或行線施加第二電壓相比，電源供應(yīng)器1310只向每個超級單元中包括的任意列或行線施加第二電壓花的時間更少。從而，波束操控裝置1000可被高速驅(qū)動并且第二電壓要被施加的次數(shù)可被減少以節(jié)省電能。例如，當每兩個單元被連接來形成超級單元并且第二電壓只被施加到每個超級單元的任意線中包括的單元時，電源供應(yīng)器1310將向驅(qū)動陣列1320施加第二電壓的次數(shù)可被減半并且用于施加第二電壓的時間也可被減少。

圖8是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器1300的結(jié)構(gòu)和驅(qū)動陣列1320的單元的結(jié)構(gòu)的示圖。

驅(qū)動器1300可包括：驅(qū)動陣列1320，其包括用于生成要被施加到圖1的操控陣列1200的各元件的第一電壓的多個單元；電源供應(yīng)器1310，其向驅(qū)動陣列1320施加要被用于生成第一電壓的第二電壓；以及控制器1330，其控制驅(qū)動陣列1320。當驅(qū)動陣列1320是2d陣列時，電源供應(yīng)器1310可向驅(qū)動陣列1320的任意一條線施加第二電壓。圖8圖示了電源供應(yīng)器1310在行方向上向驅(qū)動陣列1320的一條線施加第二電壓的情況。

驅(qū)動器1300可基于從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法來驅(qū)動操控陣列1200。

驅(qū)動陣列1320可包括與操控陣列1200的各元件相對應(yīng)的多個單元。驅(qū)動陣列1320的多個單元分別連接到操控陣列1200的各元件。可通過將存儲在驅(qū)動陣列1320的多個單元中的第一電壓施加到操控陣列1200的各元件來驅(qū)動操控陣列1200。

驅(qū)動陣列1320的多個單元的每一者可包括用于存儲第一或第二電壓的電容器cs，用于控制第二電壓在電容器cs中的存儲的第一開關(guān)m1，和用于控制該單元的電容器cs和相鄰單元的電容器之間的連接的第二開關(guān)m2。電容器cs、第一開關(guān)m1和第二開關(guān)m2在電極處連接。

圖9是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動陣列的單元的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

在圖9中，第一單元是第一行中包括的任意單元，并且第二單元是第二行中包括的位置與第一單元相鄰的單元。下面將描述分別在兩個相鄰單元中存儲第二電壓、從存儲在兩個相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓并且存儲第一電壓的過程。

圖8的控制器1330可通過控制被施加第二電壓的并且包括在第一行方向上的驅(qū)動陣列1320的線中的單元來控制第二電壓被存儲。參考圖9，通過向第一單元的第一開關(guān)m1提供信號rsel，第二電壓vin可被存儲在第一單元的電容器cs中。類似地，控制器1330可通過控制被施加第二電壓的并且包括在第二行方向上的驅(qū)動陣列1320的線中的單元來控制第二電壓被存儲。參考圖9，通過向第二單元的第一開關(guān)m3提供信號rsel，第二電壓vin被存儲在第二單元的電容器cs中。

當作為不同電壓的第二電壓vin被存儲在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中時，控制器1330可控制第一單元的第二開關(guān)m2關(guān)斷，該第二開關(guān)m2將第一單元連接到第二單元。

當?shù)诙妷簐in在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中的存儲完成時，控制器1330可控制第一單元的第二開關(guān)m2接通。結(jié)果，第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs可被連接到彼此，并且與中間值相對應(yīng)的電壓可從存儲在第一和第二單元中的第二電壓生成并且被存儲在第一單元的電容器cs和第二單元的電容器cs中。

也就是說，根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法，驅(qū)動陣列1320可從存儲在驅(qū)動陣列1320中的列方向上的相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓并將第一電壓存儲在這些相鄰單元中。為此，控制器1330可通過選擇性地分別操作第一和第二單元的第一開關(guān)m1和m3和第二開關(guān)m2和m4來生成第一電壓。

圖10是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器1300的結(jié)構(gòu)和電源供應(yīng)器1310的操作的示圖。

驅(qū)動器1300可包括：驅(qū)動陣列1320，其包括用于生成要分別被施加到圖1的操控陣列1200的各元件的第一電壓的多個單元；電源供應(yīng)器1310，其向驅(qū)動陣列1320施加要被用于生成第一電壓的第二電壓；以及控制器1330，其控制驅(qū)動陣列1320。當驅(qū)動陣列1320是2d陣列時，電源供應(yīng)器1310可向驅(qū)動陣列1320的任意一條線施加第二電壓。圖10圖示了電源供應(yīng)器1310在行方向上向驅(qū)動陣列1320的一條線施加第二電壓的情況。

驅(qū)動陣列1320可包括與操控陣列1200的各元件相對應(yīng)的多個單元。驅(qū)動陣列1320的多個單元分別連接到操控陣列1200的各元件?？赏ㄟ^將存儲在驅(qū)動陣列1320的多個單元中的第一電壓分別施加到操控陣列1200的各元件來驅(qū)動操控陣列。

驅(qū)動陣列1320的多個單元的每一者可包括存儲電壓的電容器cs，和控制第二電壓在電容器cs中的存儲的第一開關(guān)m1。在此情況下，要施加到操控陣列1200的各元件的第一電壓可從自電源供應(yīng)器1310施加到驅(qū)動陣列1320的多個單元的第二電壓生成。電容器cs和第一開關(guān)m1在電極處連接。

基于包括在驅(qū)動陣列1320的任意線中的被施加第二電壓的單元的數(shù)目，電源供應(yīng)器1310可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法從預(yù)定的初始電壓生成第二電壓并且將第二電壓施加到驅(qū)動陣列1320。第二電壓的生成和施加是基于從波束操控裝置的電源供應(yīng)器1310輸出的第二電壓的特性的。

圖11是根據(jù)另一示例實施例示出從波束操控裝置的電源供應(yīng)器輸出的電壓的曲線圖。

具有某種模式的電壓可被施加到驅(qū)動陣列1320的所有單元，使得波束操控裝置1000可控制波束的方向被操縱為預(yù)定角度。如圖11中所示，要被施加到驅(qū)動陣列1320的任意線的第二電壓可具有在該任意線的方向上的區(qū)段中單調(diào)增大或減小的重復(fù)模式。下面將描述考慮到第二電壓的以規(guī)則電壓差單調(diào)增大或減小的特性以高速生成第二電壓的電源供應(yīng)器1310的結(jié)構(gòu)和操作。

圖12是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的電源供應(yīng)器1310的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

電源供應(yīng)器1310可根據(jù)從預(yù)定的初始電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法生成與圖1的驅(qū)動陣列1320的任意線中包括的單元的數(shù)目相對應(yīng)的第二電壓并且將第二電壓施加到驅(qū)動陣列1320。

為此，電源供應(yīng)器1310可包括如圖12中所示的多個初始電壓生成器、多個電阻性部件和多個開關(guān)。多個初始電壓生成器的每一者可包括dac和用于控制dac的輸出的開關(guān)。利用多個初始電壓生成器的任何一者或任何組合可設(shè)置預(yù)定初始電壓的任何一者或任何組合。多個電阻性部件可對應(yīng)于驅(qū)動陣列1320的任意線中包括的單元。不僅如圖12中所示的電阻器，而且可實現(xiàn)為電阻器的各種器件也都可被統(tǒng)稱為多個電阻性部件。多個開關(guān)可分別連接到多個電阻性部件來驅(qū)動多個電阻性部件。多個初始電壓生成器的每一者中包括的開關(guān)和驅(qū)動多個電阻性部件的多個開關(guān)的每一者的開關(guān)可被設(shè)計為根據(jù)一個控制信號以相反方式操作，并且如圖12中所示可分別實現(xiàn)為nmos和pmos。

電源供應(yīng)器1310可通過選擇性地操作多個開關(guān)和多個初始電壓生成器來生成第二電壓。下面將參考圖13和圖14描述根據(jù)從電源供應(yīng)器1310輸出的第二電壓的形狀的電源供應(yīng)器1310的操作。

圖13是根據(jù)另一示例實施例示出當從電源供應(yīng)器輸出的電壓的相位不超過2π時波束操控裝置的電源供應(yīng)器的等效電路的示圖。

當驅(qū)動陣列1320的每個單元的電壓的相位不超過2π時，通過控制只有作為圖12的電源供應(yīng)器1310的最后端子的第ndac的電壓被輸出來設(shè)置初始電壓，并且將所有信號sel設(shè)置為邏輯高。然后，要施加到驅(qū)動陣列1320的單元的第二電壓被生成為具有等間距的電荷，與由圖12的多個電阻性部件驅(qū)動作為最后端子的第ndac的電壓的結(jié)果類似。如圖13中所示，電源供應(yīng)器1310可生成從第一單元到第n單元增大了某一電壓差的第二電壓。

圖14是根據(jù)另一示例實施例示出當從電源供應(yīng)器輸出的電壓的相位超過2π時波束操控裝置的電源供應(yīng)器的等效電路的示圖。

施加到驅(qū)動陣列1320的單元的電壓之中的相位超過2π的電壓與從該相位超過2π的電壓中減去相位為2π的電壓得到的電壓具有相同相位。從而，相位超過2π的電壓增大到具有等間距的電荷，如圖14中所示從新電壓開始。在此情況下，兩個電源供應(yīng)器電路可如圖14中所示通過將連接到與驅(qū)動陣列1320的具有大于2π的相位的部分相對應(yīng)的電阻性部件的開關(guān)的輸入設(shè)置為低信號來形成。在此情況下，當總共三個dac電壓被輸出并且被設(shè)置為初始電壓時，第二電壓可從這些初始電壓生成。當驅(qū)動陣列1320的單元的電壓的相位超過2π的次數(shù)是m或更多時，通過基于如上所述生成等間距電壓的模式輸出(2m+1)個dac電壓可高速生成第二電壓。因為可在不驅(qū)動所有dac的情況下生成第二電壓，所以可用低功率消耗驅(qū)動波束操控裝置。

圖15是根據(jù)另一示例實施例圖示出波束操控裝置的驅(qū)動器1300的結(jié)構(gòu)和操作的示圖。

圖15的驅(qū)動器可包括電源供應(yīng)器1310、驅(qū)動陣列1320和控制器1330，并且是使用上文參考圖5至圖9描述的驅(qū)動陣列1320和上文參考圖10至圖14描述的電源供應(yīng)器1310兩者的示例實施例。

基于包括在驅(qū)動陣列1320的任意線中并且被施加第二電壓的單元的數(shù)目，電源供應(yīng)器1310可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法從預(yù)定的初始電壓生成第二電壓并且將第二電壓施加到驅(qū)動陣列1320。從而，電源供應(yīng)器1310可高速生成具有恒定增大或減小模式的第二電壓。

驅(qū)動陣列1320可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法從存儲在其中包括的相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓，并且將第一電壓分別存儲在其相鄰單元中。在驅(qū)動陣列1320中，第二電壓被施加到通過以預(yù)定單元為單位連接構(gòu)成驅(qū)動陣列1320的單元來形成的超級單元，并且當?shù)诙妷罕淮鎯υ谒谐墕卧袝r通過控制相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接可高速生成第一電壓。參考圖15，每四個單元被連接來形成超級單元，并且第二電壓v1、v5、v9和v13被施加并存儲在超級單元中。然后，通過控制相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接，每個超級單元中包括的單元可分別具有第一電壓。例如，第一電壓v13、v14、v15和v16可分別被存儲在被施加第二電壓v13的超級單元中包括的單元中。

圖16是根據(jù)示例實施例的空間信息獲取裝置2000的框圖。

空間信息獲取裝置2000可包括上述的波束操控裝置1000，和基于當波束被反射時接收到的信息來檢測關(guān)于波束被從波束操控裝置1000反射到其中的空間的信息的檢測器1400。

空間信息獲取裝置2000的波束操控裝置1000可基于從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法來生成驅(qū)動電壓，并且利用折射率根據(jù)所生成的驅(qū)動電壓而變動的元件來控制從光源入射的波束的方向。波束操控裝置1000可包括光源1100、操控陣列1200和驅(qū)動器1300。

空間信息獲取裝置2000的檢測器1400可包括圖像傳感器或光電檢測器陣列。

圖17是根據(jù)示例實施例的驅(qū)動波束操控裝置的方法的流程圖。

在操作1710中，波束操控裝置1000經(jīng)由從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法控制驅(qū)動操控陣列1200的驅(qū)動器1300，其中該操控陣列1200控制從光源入射到其上的波束的方向。

波束操控裝置1000可向驅(qū)動陣列1320施加要用于生成第一電壓的第二電壓，其中該驅(qū)動陣列1320包括用于存儲要被施加到操控陣列1200的元件的第一電壓的單元。波束操控裝置1000可從第二電壓生成第一電壓并且存儲第一電壓。在此情況下，從由第一電壓和第二電壓構(gòu)成的群組中選擇的至少一者可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法來生成。

基于包括在驅(qū)動陣列1320的任意線中并且被施加第二電壓的單元的數(shù)目，波束操控裝置1000可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法從預(yù)定的初始電壓生成第二電壓并且將第二電壓施加到驅(qū)動陣列1320。施加到驅(qū)動陣列1320的任意線的第二電壓可具有在該任意線的方向上單調(diào)增大或減小的模式。通過選擇性地操作連接到設(shè)置預(yù)定初始電壓之中的至少一者的多個初始電壓生成器和與驅(qū)動陣列1320的任意線中包括的單元相對應(yīng)的多個電阻性部件的多個開關(guān)來驅(qū)動多個電阻性部件，波束操控裝置1000可生成第二電壓并且將第二電壓施加到驅(qū)動陣列1320。

波束操控裝置1000可根據(jù)從至少兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法從存儲在驅(qū)動陣列1320中包括的相鄰單元中的第二電壓生成第一電壓，并且將第一電壓分別存儲在相鄰單元中。根據(jù)從兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法，通過將第二電壓存儲在通過以預(yù)定單元為單位連接與驅(qū)動陣列1320的被施加第二電壓的任意線垂直的單元形成的超級單元中并且控制相鄰超級單元之間的連接和超級單元中包括的相鄰單元之間的連接，波束操控裝置1000可生成第一電壓并將第一電壓存儲在驅(qū)動陣列1320中。波束操控裝置1000可通過選擇性地操作控制要被存儲在被配置為存儲第二或第一電壓的電容器中的第二電壓的第一開關(guān)和控制該電容器和相鄰單元的電容器之間的連接的第二開關(guān)來生成第一電壓。

根據(jù)從兩個電壓生成與中間值相對應(yīng)的電壓的方法，波束操控裝置1000可從預(yù)定的初始電壓生成第二電壓，存儲第二電壓，從第二電壓生成要被施加到操控陣列1200的各元件的第一電壓，并且存儲第一電壓。

在操作1720中，利用折射率隨著從驅(qū)動器1300施加到操控陣列1200的電壓而變動的元件，波束操控裝置1000控制入射波束的方向。

驅(qū)動波束操控裝置的上述方法可實現(xiàn)為計算機程序。該計算機程序可被存儲在計算機可讀記錄介質(zhì)中，并且被利用通用數(shù)字計算機來執(zhí)行。計算機可讀介質(zhì)的示例包括磁記錄介質(zhì)(rom、軟盤、硬盤等等)，以及光記錄介質(zhì)(cd-rom、dvd等等)

可理解，本文描述的示例實施例可僅在描述意義上來考慮，而不是用于限制的。對每個示例實施例內(nèi)的特征或方面的描述可被認為可用于其他示例實施例中的其他類似特征或方面。

雖然已參考附圖描述了示例實施例，但本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會理解，在不脫離如所附權(quán)利要求限定的精神和范圍的情況下，可對其進行形式和細節(jié)上的各種改變。