專(zhuān)利名稱：位置探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠以高速和高精度探測(cè)位置的位置探測(cè)裝置以及一種利用該裝置的距離傳感器。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的三角測(cè)量測(cè)距儀通常使用光電探測(cè)段(例如光電二極管)的線性陣列，其依賴于CCD技術(shù)或者CMOS技術(shù)，其具有復(fù)用器以便連續(xù)地從陣列的各個(gè)段或像素中移出輸出值。然后分析這個(gè)連續(xù)的像素?cái)?shù)據(jù)流以確定最大輸出值的位置，以此用于計(jì)算距所關(guān)注物體的距離。在很多應(yīng)用中，非常重要的是，以高達(dá)GHz范圍的非常高的頻率對(duì)距離讀數(shù)進(jìn)行更新。然而，由于在大多數(shù)現(xiàn)有技術(shù)裝置中連續(xù)地讀出輸出值，難以實(shí)現(xiàn)超過(guò)40kHz的采樣速率。
EP0837301公開(kāi)了一種位置探測(cè)裝置和測(cè)距儀，其能夠以高速和高精度探測(cè)位置。該裝置包含陣列布置中的多個(gè)探測(cè)元件和用于處理來(lái)自探測(cè)元件的信號(hào)的計(jì)算工具，其中探測(cè)元件為光電探測(cè)元件，它們被布置在具有n個(gè)段的光電探測(cè)元件陣列中，計(jì)算工具為并行運(yùn)算處理部分，其通過(guò)比較光電探測(cè)元件陣列的段的輸出而計(jì)算具有最大強(qiáng)度的段并且基于光電探測(cè)元件陣列的段的輸出來(lái)計(jì)算具有子段精度的強(qiáng)度峰值位置。
US-A-5 245 398公開(kāi)了一種時(shí)間多路復(fù)用多區(qū)域測(cè)距儀，其具有帶多個(gè)段的光電探測(cè)元件陣列。光電探測(cè)元件的輸出被連接到模擬復(fù)用器的輸入端，其中將來(lái)自一對(duì)包含兩個(gè)相鄰段的信號(hào)進(jìn)行比較并且隨后對(duì)不同的對(duì)進(jìn)行處理。
US-5,448,359公開(kāi)了一種電子估計(jì)系統(tǒng)，其處理來(lái)自光電探測(cè)器陣列的n個(gè)不同的光強(qiáng)以確定具有最高強(qiáng)度的光強(qiáng)。這利用閾值可實(shí)現(xiàn)，其高度對(duì)應(yīng)于所有強(qiáng)度值之和的特定百分?jǐn)?shù)值。如果多個(gè)信號(hào)超過(guò)該閾值，則對(duì)相應(yīng)的高度值Z進(jìn)行平均。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種新的位置探測(cè)裝置，其克服了現(xiàn)有技術(shù)的一個(gè)或多個(gè)缺點(diǎn)。這通過(guò)如權(quán)利要求1所界定的位置探測(cè)裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)。
這種裝置的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其能夠識(shí)別高頻處峰值強(qiáng)度的位置。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其包含簡(jiǎn)單的電路，該電路能夠被制造在探測(cè)器段的同一芯片上。
又一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于，其可提供作為二進(jìn)制代碼的峰值段的位置。
在從屬的權(quán)利要求中界定了本發(fā)明實(shí)施例。
下面將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明，其中圖1是按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的示意圖。
圖2到11示出的是按照本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的操作的圖表。
圖12到22是按照本發(fā)明的多個(gè)實(shí)施例的電路設(shè)計(jì)的實(shí)例(圖a設(shè)計(jì)以及圖b部件)。
具體實(shí)施例方式
圖1示出的是按照本發(fā)明的位置探測(cè)裝置10的第一實(shí)施例，其包含具有n＝16個(gè)段25的光電探測(cè)元件陣列20以及并行運(yùn)算處理部分30，該并行運(yùn)算處理部分被布置成通過(guò)比較光電探測(cè)元件陣列20的段25的輸出值(OV)而識(shí)別具有最大強(qiáng)度的段25。并行運(yùn)算處理部分30包含至少一個(gè)比較級(jí)40a-d，它們被布置成連續(xù)地選擇/取消選擇段25的輸出值OV，直至具有最大強(qiáng)度的段25被選擇。第一級(jí)40a被布置成接收各個(gè)光電探測(cè)元件段25的輸出值OV作為輸入段(IS)并且另外的級(jí)40b-d被布置成接收前面的級(jí)40a-c的輸出值OV作為輸入段IS。
按照本發(fā)明，并行運(yùn)算處理部分30可包含任意適當(dāng)數(shù)目的比較級(jí)40a-d，這依賴于光電探測(cè)元件陣列20中段25的數(shù)目，以及所使用的比較級(jí)40a-d的類(lèi)型。
當(dāng)光電探測(cè)元件陣列20受到探測(cè)光照射時(shí)，形成如圖1中強(qiáng)度曲線50所說(shuō)明的強(qiáng)度分布的信號(hào)同時(shí)從光電探測(cè)元件陣列20的段25輸出。從段25輸出的信號(hào)供給并行運(yùn)算處理部分30，其具有n個(gè)輸入端子35。光電探測(cè)元件陣列20優(yōu)選為光電二極管陣列，但是其可以由能夠以高速響應(yīng)的任何適當(dāng)?shù)墓怆娞綔y(cè)陣列布置構(gòu)成。
光電探測(cè)元件陣列20優(yōu)選地具有高達(dá)約1GHz的響應(yīng)帶寬并且通過(guò)執(zhí)行高速采樣其性能不應(yīng)當(dāng)退化。由于并行設(shè)計(jì)，并行運(yùn)算處理部分30能夠以高于數(shù)十個(gè)MHz的速度執(zhí)行比較操作。由于并行運(yùn)算處理部分30的細(xì)長(zhǎng)設(shè)計(jì)，其能夠并行處理大量的段25，由此能夠以高速峰值探測(cè)速率達(dá)到極高的分辨率。當(dāng)段25的數(shù)目n高于一千時(shí)，分辨率(由光電二極管陣列的長(zhǎng)度來(lái)規(guī)范化)可以比如高于1/1000。
如上所述，與使用傳統(tǒng)的PSD或CCD的位置探測(cè)元件相比，按照本發(fā)明的位置探測(cè)裝置10能夠以高速和高分辨率探測(cè)位置。
優(yōu)選地設(shè)計(jì)按照本發(fā)明的位置探測(cè)裝置10以使其能夠在單個(gè)芯片上被制造，位置探測(cè)裝置10包含光電探測(cè)元件陣列20和并行運(yùn)算處理部分30。一種可能的方式是使用傳統(tǒng)的CMOS技術(shù)，由此線性光電二極管陣列和信號(hào)處理電子部件可在同一過(guò)程中于同一芯片上被制造。由于這種設(shè)計(jì)，能夠生產(chǎn)帶有相關(guān)信號(hào)處理電路的非常大的光電二極管陣列，由此可易于實(shí)現(xiàn)理想的分辨率。
按照一個(gè)實(shí)施例，并行運(yùn)算處理部分30包含至少一個(gè)逐對(duì)比較級(jí)40，其被布置成逐對(duì)地比較所選擇的輸入段IS的輸出值OV，并且對(duì)于每個(gè)這樣的對(duì)，選擇具有最高輸出值OV的輸入段IS以及取消選擇具有最低輸出值OV的輸入段IS?；谶@種類(lèi)型的比較級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)并行運(yùn)算處理部分30的一種可能的方式將在下面作為實(shí)施例11詳細(xì)描述。按照該實(shí)施例，圖12中示意性示出的、用于每對(duì)輸入段IS的每對(duì)比較級(jí)包含選擇電路，該電路包含一個(gè)用于選擇具有最高輸出值的輸入段IS的比較器112以及一個(gè)雙通道復(fù)用器113，雙通道復(fù)用器113響應(yīng)于比較器112在其輸出端提供所選擇的輸入段IS的輸出值OV。
如在下面更加詳細(xì)描述的，通過(guò)提供作為二進(jìn)制信號(hào)的來(lái)自比較器的輸出，實(shí)施例1.1能夠提供峰值段的位置而無(wú)需任何另外的邏輯電路。通過(guò)拒絕比較器，它還能夠提供具有最小值的段的位置。
按照一個(gè)實(shí)施例，并行運(yùn)算處理部分30包含至少第一級(jí)40，其形式為塊比較級(jí)，被布置成將來(lái)自所選擇輸入段IS的輸出值OV分成至少兩個(gè)塊、對(duì)每個(gè)塊計(jì)算輸出值OV的塊平均值、比較塊平均值、并且選擇具有最高平均值的塊?；谶@種類(lèi)型的比較級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)并行運(yùn)算處理部分30的一種可能的方式將在下面作為實(shí)施例12詳細(xì)描述。按照該實(shí)施例，圖13示意性示出的、每個(gè)塊比較級(jí)包含多個(gè)選擇電路(SC)。每個(gè)這樣的選擇電路包含m通道輸入選擇復(fù)用器123(ISMm)、m通道平均電路 122(AVC)、以及2通道輸出選擇復(fù)用器124(OSM)。平均電路122接收來(lái)自m個(gè)輸入段IS121的輸出值OV作為輸入并且提供來(lái)自輸入段IS的輸出值OV的平均值作為輸出。輸入選擇復(fù)用器123接收來(lái)自與同一選擇電路中平均電路122相連接的m個(gè)輸入段IS中的一個(gè)的輸出值OV以及來(lái)自與其它選擇電路中平均電路122相連接的m-1個(gè)輸入段IS的輸出值OV作為輸入，并且將這些中所選擇的一個(gè)作為輸出提供。輸出選擇復(fù)用器124接收來(lái)自平均電路122以及輸入段123的輸出作為輸入，并且將這兩個(gè)中所選擇的一個(gè)作為輸出提供給下一個(gè)級(jí)。
如圖13可看到的，如果決比較級(jí)B之前設(shè)有另一個(gè)決比較級(jí)A，則級(jí)B中每個(gè)平均電路122被布置成接收來(lái)自級(jí)A中m個(gè)平均電路122的輸出作為輸入，而級(jí)B中的輸入選擇復(fù)用器123被布置成接收來(lái)自與級(jí)B中同一選擇電路中的平均電路122相連接的、級(jí)A中選擇電路的m個(gè)輸出選擇復(fù)用器124中的一個(gè)的輸出以及來(lái)自與級(jí)B中其它平均電路中的平均電路122相連接的、級(jí)A中選擇電路SC的m-1個(gè)輸出選擇復(fù)用器124的輸出值OV作為輸入。在下面對(duì)實(shí)施例1.2的詳細(xì)描述中，將對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)描述。
與實(shí)施例1.1相比，實(shí)施例1.2基于更加簡(jiǎn)單的電路，但是其需要外部邏輯程序來(lái)控制復(fù)用器的連續(xù)設(shè)置。
下面的實(shí)施例1.3和1.4是上述實(shí)施例所示的不同比較級(jí)的可能的組合/變更的實(shí)例。更具體地，實(shí)施例1.4包含至少兩個(gè)塊比較級(jí)用來(lái)比較相同組的輸入段IS，但是被分成與其它級(jí)的塊邊緣交疊的塊，以使位于一個(gè)級(jí)中塊邊緣附近的峰值輸出值OV并不是位于其它級(jí)中塊邊緣附近，由此該塊的平均輸出值OV將高于所有其它塊的平均輸出值，所述的塊被選擇。
按照又一個(gè)實(shí)施例，并行運(yùn)算處理部分30包括閾值比較級(jí)，其被布置成將來(lái)自所有被選擇的輸入段IS的輸出值OV與閾值相比較并且取消選擇具有低于閾值的輸出值OV的所有輸入段IS直至僅有一個(gè)輸出值OV保持高于該閾值?；谶@種類(lèi)型的單個(gè)比較級(jí)來(lái)設(shè)計(jì)并行運(yùn)算處理部分30的一種可能的方式將在下面作為實(shí)施例2.2詳細(xì)描述。按照該實(shí)施例，圖17示意性示出的、光電探測(cè)元件陣列20的每個(gè)段221被連接到比較器222輸入端中的一個(gè)，而其它輸入端被連接到連續(xù)近似定序器223，其被布置成向比較器222提供閾值信號(hào)并且記錄比較器222的輸出。定序器223執(zhí)行閾值的迭代變更直至僅有一個(gè)比較器222指示對(duì)應(yīng)的輸入段IS高于該閾值。
按照本發(fā)明的位置探測(cè)裝置10的目的主要是用于三角測(cè)量測(cè)距儀，但是顯然可用于期望以高速和高精度進(jìn)行位置探測(cè)的其它應(yīng)用。實(shí)施例綜述概要定義·Npixel＝像素?cái)?shù)目，該值通常選擇為2的倍數(shù)。
這意味著Npixel＝2k。為了簡(jiǎn)化并且易于理解附圖，在描述和附圖中，k選擇成4。然而，通過(guò)對(duì)電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單調(diào)整，可以使k為任意數(shù)目。
·針對(duì)每個(gè)像素都存在有光電二極管放大器。
以后稱為PDA。
·Si＝來(lái)自第i個(gè)PDA元件的輸出信號(hào)。
·PDA電路可提供個(gè)別的或者全局的偏移和/或增益校正和/或相關(guān)雙采樣。
兩個(gè)兩個(gè)比較一般描述下面概述的方法論均依賴于兩個(gè)兩個(gè)地對(duì)信號(hào)進(jìn)行迭代比較。在一些情形中，信號(hào)被聚集成倉(cāng)(bin)并且采用倉(cāng)號(hào)的平均，然后使用兩個(gè)兩個(gè)的比較網(wǎng)絡(luò)以迭代的方式尋找最大的倉(cāng)平均并且在最后的迭代中尋找具有最大信號(hào)/值的PDA。
實(shí)施例1.1兩個(gè)兩個(gè)連續(xù)比較描述圖12示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
對(duì)于16像素線性陣列要求，該方法論包含比較器和2至1復(fù)用器的4個(gè)級(jí)。
級(jí)/步驟1PDA的111以兩個(gè)兩個(gè)的方式被連接到比較器112和2至1復(fù)用器113。這導(dǎo)致了在第一級(jí)中有8個(gè)比較器/復(fù)用器。
級(jí)/步驟2在第二級(jí)中，有4個(gè)比較器/2至1復(fù)用器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
級(jí)/步驟3在第三級(jí)中，有2個(gè)比較器/2至1復(fù)用器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
級(jí)/步驟4在第四級(jí)中，有1個(gè)比較器/2至1復(fù)用器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
這導(dǎo)致了一共8+4+2+1＝15個(gè)比較器/2至1復(fù)用器。
方法論圖2示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
首先在級(jí)/步驟1中，兩個(gè)兩個(gè)地比較所有16個(gè)PDA信號(hào)，來(lái)自每次比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器被送進(jìn)級(jí)/步驟2。
然后在級(jí)/步驟2中，兩個(gè)兩個(gè)地比較來(lái)自前面的級(jí)的8個(gè)最大信號(hào)，來(lái)自每次比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器被送進(jìn)級(jí)/步驟3。
然后在級(jí)/步驟3中，兩個(gè)兩個(gè)地比較來(lái)自前面的級(jí)的4個(gè)最大信號(hào)，來(lái)自每次比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器被迭進(jìn)級(jí)/步驟4。
然后在級(jí)/步驟4中，兩個(gè)兩個(gè)地比較來(lái)自前面的級(jí)的2個(gè)最大信號(hào)，來(lái)自該比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器被輸送。這是來(lái)自16個(gè)PDA的最大信號(hào)/值。
對(duì)具有最大信號(hào)/值的PDA進(jìn)行解碼僅僅是對(duì)從最后一個(gè)比較器開(kāi)始向后的比較器輸出狀態(tài)進(jìn)行解碼。比較器輸出給出了PDA數(shù)目的直接的二進(jìn)制表示。拒絕比較器輸出則給出了尋找具有最小信號(hào)/值的PDA的結(jié)果。對(duì)于具有1024像素的線性陣列，將需要帶有512+256+128+64+32+16+8+4+2+1＝1023個(gè)比較器/2至1復(fù)用器的10個(gè)級(jí)/步驟，。
實(shí)施例1.2兩個(gè)兩個(gè)連續(xù)比較，其中倉(cāng)平均值大小用2除描述圖13示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
該方法被設(shè)計(jì)成將比較器的數(shù)量減至最少并且僅使用一個(gè)。
對(duì)于16像素的線性陣列要求，該方法論包含平均化和兩個(gè)2至1復(fù)用器的3個(gè)級(jí)以及含有比較器的第四級(jí)。平均電路采用兩個(gè)信號(hào)的平均，這意味著OUR=Si+Si+12]]>級(jí)/步驟1PDA的121以兩個(gè)兩個(gè)的方式被連接到平均電路122和一個(gè)2至1復(fù)用器123。連接到平均電路并且連接到第一2至1復(fù)用器是另一個(gè)2至1復(fù)用器124。這導(dǎo)致了第一級(jí)中8個(gè)平均/復(fù)用器。
級(jí)/步驟2在第二級(jí)中，有4個(gè)平均/兩個(gè)2至1復(fù)用器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
級(jí)/步驟3在第三級(jí)中，有2個(gè)平均/兩個(gè)2至1復(fù)用器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
級(jí)/步驟4在第四級(jí)中，有一個(gè)比較器125被連接到前面的級(jí)復(fù)用器的輸出端。
這導(dǎo)致了一共8+4+2＝14個(gè)平均/兩個(gè)2至1復(fù)用器+一個(gè)比較器。
方法論圖3示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
對(duì)于16像素陣列，該方法論如下并且依賴于僅有一個(gè)比較器被用來(lái)確定在多次迭代中最大的那一半。對(duì)于16像素陣列將存在四次迭代。
第一迭代對(duì)于單個(gè)比較器有兩個(gè)平均，A=18*(S1+S2+.....+S8)]]>以及B=18*(S9+S10+.....+S16)]]>被連接并且我們使用比較器來(lái)確定最大的平均。這通過(guò)將所有的2至1復(fù)用器124設(shè)置成使得來(lái)自平均電路122的所有平均被連接到比較器125而實(shí)現(xiàn)。
第二迭代當(dāng)進(jìn)行每次以及另一次的比較時(shí)，來(lái)自第一迭代的最大平均被分成兩半，它們含有四個(gè)信號(hào)/值。
第三迭代當(dāng)進(jìn)行每次以及另一次的比較時(shí)，來(lái)自第二迭代的最大平均被分成兩半，它們含有兩個(gè)信號(hào)/值。
第四迭代當(dāng)進(jìn)行每次以及另一次的比較時(shí)，來(lái)自第三迭代的最大平均被分成兩半，它們含有一個(gè)信號(hào)/值。這是最后的迭代，其中我們比較了兩個(gè)單獨(dú)的信號(hào)。
對(duì)具有最大信號(hào)/值的PDA進(jìn)行解碼僅僅是對(duì)從第一迭代開(kāi)始向前到第四迭代的每次迭代中比較器輸出狀態(tài)進(jìn)行解碼。每次迭代中的比較器輸出狀態(tài)直接給出了具有最大信號(hào)/值的信號(hào)的PDA數(shù)目的的二進(jìn)制表示。拒絕比較器輸出則給出了尋找具有最小信號(hào)/值的PDA的結(jié)果。對(duì)于具有1024像素的線性陣列，將需要帶有512+256+128+64+32+16+8+4+2＝1022個(gè)平均電路和兩個(gè)2至1復(fù)用器以及一個(gè)比較器的9個(gè)級(jí)/步驟。
實(shí)施例1.3兩個(gè)兩個(gè)連續(xù)比較，其中 描述圖14示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
該方法論使用適當(dāng)混合的比較器/平均電路和復(fù)用器。
該方法論是1.1和1.2的混合并且可被描述為在兩次迭代步驟中兩步的兩個(gè)兩個(gè)比較。
來(lái)自PDA的131的16個(gè)信號(hào)被分組成四個(gè)平均信號(hào)/值132，A1=14*(S1+..+S4),]]>A2=14*(S5+..+S8),]]>A3=14*(S9+..+S12)]]>以及A4=14*(S13+..+S16).]]>也有四個(gè)4至1復(fù)用器1 33以下面的方式被連接到16個(gè)PDA。PDA信號(hào)1、5、9、13連至第一復(fù)用器，PDA信號(hào)2、6、10、14連至第二復(fù)用器，PDA信號(hào)3、7、11、15連至第三復(fù)用器，PDA信號(hào)4、8、12、16連至第四復(fù)用器。
2至1復(fù)用器134被連接到平均電路和4至1復(fù)用器。
3個(gè)比較器135、137連同2至1復(fù)用器136的兩個(gè)級(jí)的網(wǎng)絡(luò)被連接到這些四個(gè)信號(hào)。
級(jí)/步驟1四個(gè)2至1復(fù)用器134以兩個(gè)兩個(gè)的方式被連接到比較器135和2至1復(fù)用器136。這導(dǎo)致了第一級(jí)中2個(gè)比較器/復(fù)用器。
級(jí)/步驟2在第二級(jí)中，一個(gè)比較器被連接到前面的級(jí)復(fù)用器136的輸出端。
上述網(wǎng)絡(luò)用于兩次迭代。比較級(jí)包含2+1＝3個(gè)比較器和兩個(gè)2至1復(fù)用器。平均和選擇級(jí)包括四平均-，4至1和2至1復(fù)用器。
方法論圖4示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
第一迭代首先在級(jí)/步驟1中，對(duì)所有四個(gè)平均信號(hào)進(jìn)行兩個(gè)兩個(gè)比較，來(lái)自每次比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器被送進(jìn)級(jí)/步驟2。
然后在級(jí)/步驟2中，對(duì)來(lái)自前面的級(jí)的兩個(gè)最大信號(hào)進(jìn)行兩個(gè)兩個(gè)比較。
第一迭代由此確定四個(gè)中最大的倉(cāng)平均。
第二迭代然后在級(jí)/步驟1中，對(duì)來(lái)自前面的級(jí)的最大信號(hào)的4個(gè)信號(hào)進(jìn)行兩個(gè)兩個(gè)比較，來(lái)自每次比較的最大信號(hào)向前通過(guò)2至1復(fù)用器134被送進(jìn)級(jí)/步驟2。
然后在級(jí)/步驟2中，對(duì)來(lái)自前面的級(jí)的2個(gè)最大信號(hào)進(jìn)行兩個(gè)兩個(gè)比較，來(lái)自該比較的最大信號(hào)是16個(gè)PDA的最大信號(hào)/值。
對(duì)具有最大信號(hào)/值的PDA進(jìn)行解碼僅僅是對(duì)從最后一個(gè)比較器開(kāi)始向后的比較器輸出狀態(tài)進(jìn)行解碼。比較器輸出給出了PDA數(shù)目的直接的二進(jìn)制表示。拒絕比較器輸出則給出了尋找具有最小信號(hào)/值的PDA的結(jié)果。對(duì)于具有1024像素的線性陣列，將需要帶有512+256+128+64+32+16+8+4+2+1＝1023個(gè)比較器/2至1復(fù)用器的10個(gè)級(jí)/步驟實(shí)施例1.4兩個(gè)兩個(gè)比較，其中具有重疊的倉(cāng)描述圖15示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
形成重疊倉(cāng)的一種方式是根據(jù)下述方法。BIN1＝S1至S8，BIN3＝S9至S16、BIN2＝S4至S12。
″問(wèn)題″是該倉(cāng)由8個(gè)信號(hào)組成并且用于兩次迭代的兩個(gè)兩個(gè)比較網(wǎng)絡(luò)將不能有效地用于該倉(cāng)配置中。在一個(gè)有效的結(jié)構(gòu)中，倉(cāng)的數(shù)目等于倉(cāng)中PDA信號(hào)的數(shù)目。該結(jié)論說(shuō)明，對(duì)于16信號(hào)/像素陣列，我們將應(yīng)用下述的方法，該方法可簡(jiǎn)單描述為，與兩個(gè)步驟中進(jìn)行兩個(gè)兩個(gè)比較不同，我們?cè)谌齻€(gè)步驟中進(jìn)行。
參考圖15，該解決方案包括16個(gè)PDA141、由兩個(gè)電路142、143構(gòu)成的兩級(jí)平均電路。平均電路用來(lái)生成四個(gè)信號(hào)的重疊平均。在平均電路形成包括一個(gè)4至1復(fù)用器144、一個(gè)9至1復(fù)用器145、之后是另一個(gè)2至1復(fù)用器147的電路簇之后，與該復(fù)用器并聯(lián)的是經(jīng)過(guò)兩級(jí)平均的電路146并且這兩個(gè)電路被連接到2至1復(fù)用器148。有四個(gè)2至1復(fù)用器148被連接到四個(gè)兩個(gè)兩個(gè)信號(hào)比較網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)包括三個(gè)比較器149，1411和兩個(gè)2至1復(fù)用器1410。
方法論圖5示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
比較1對(duì)于第一比較，復(fù)用器148處于這種位置并被連接到平均電路146以使我們比較四個(gè)重疊倉(cāng)的平均，即BIN1＝S1至S8，BIN3＝S9至S16、BIN2＝S4至S12以及BIN4＝S13至S16。在我們使用比較網(wǎng)絡(luò)尋找四個(gè)倉(cāng)平均中最大的一個(gè)的地方，BIN4＝S13至S16被8除以便保證其不大于其它三個(gè)平均中的任何一個(gè)。
比較2在第二比較中，兩個(gè)2至1復(fù)用器147、148被控制以使4至1復(fù)用器144被連接到兩個(gè)兩個(gè)比較網(wǎng)絡(luò)。該4至1復(fù)用器144被設(shè)在這種位置使得來(lái)自比較1的具有最大平均的倉(cāng)現(xiàn)在被分成四個(gè)更小并且重疊的倉(cāng)。如果我們看一下信號(hào)曲線圖(圖5)，示出這個(gè)的含意是最容易的，在該圖中對(duì)兩條曲線而言可以發(fā)現(xiàn)BIN2平均在比較1中是最大的。正如由該圖可看到的，BIN2被分成四個(gè)新的更小的Bjn并且它們各自通過(guò)4個(gè)平均來(lái)劃分。這導(dǎo)致了我們具有四個(gè)被連接到兩個(gè)兩個(gè)比較網(wǎng)絡(luò)的新的信號(hào)，我們利用該網(wǎng)絡(luò)尋找最大的倉(cāng)平均。從信號(hào)曲線圖我們看出上部曲線為BIN3而底部曲線為BIN2。
比較3在第三比較中，我們控制復(fù)用器147、148以使比較網(wǎng)絡(luò)被連接到9至1復(fù)用器1 45。然后我們使用來(lái)自比較2的結(jié)果以控制復(fù)用器145從而使得在比較2中形成的最大倉(cāng)平均的四個(gè)PDA/像素信號(hào)被連接到兩個(gè)兩個(gè)比較網(wǎng)絡(luò)。從信號(hào)曲線圖我們可以看出最后的比較導(dǎo)致了像素/PDA信號(hào)10和8分別被發(fā)現(xiàn)是頂部和底部曲線的最大信號(hào)。
當(dāng)在倉(cāng)中使用偶數(shù)個(gè)PDA信號(hào)時(shí)這可被精簡(jiǎn)成下面的公式Npixe＝像素的數(shù)目NBIN＝倉(cāng)的數(shù)目重疊倉(cāng)的數(shù)目和最后的倉(cāng)中的像素＝2×NBINk＝迭代的次數(shù)這導(dǎo)致了(2xNBIN)xNBINk=Npixel]]>假設(shè)Npixel＝16，這導(dǎo)致了2xNBINk+1=16=24⇒NBINk+1=23⇒k+1=3⇒k=2]]>同樣的適用于1024陣列的公式，以兩個(gè)不同的結(jié)果結(jié)束。
2xNBINk+1=1024=210⇒NBINk+1=29=23x3=83]]>這導(dǎo)致了1.NBINk+1=29⇒k+1=9⇒k=8]]>以及NBIN＝22.NBINk+1=83⇒k+1=3⇒k=2]]>以及NBIN＝8用于優(yōu)化電路拓?fù)涞牧硪粋€(gè)選擇是將最后倉(cāng)中的像素?cái)?shù)目選擇成奇數(shù)。該電路拓?fù)洳粫?huì)優(yōu)化任何確定方法，因?yàn)樗皇莾蓚€(gè)冪的函數(shù)，盡管它將使平均電路的數(shù)目減至最少。
對(duì)于這種拓?fù)?，該公式如下Npixel＝像素的數(shù)目NBIN＝倉(cāng)的數(shù)目重疊倉(cāng)的數(shù)目和最后的倉(cāng)中的像素＝2×NBIN-1k＝迭代的次數(shù)這導(dǎo)致了(2xNBIN-1)xNBINk=Npixel]]>假定NBIN＝23x2k＝Npixel2水平閾值一般描述在該部分中描述的方法論是以在已經(jīng)將閾值和鑒別應(yīng)用于信號(hào)之后以迭代的方式計(jì)算所有信號(hào)的平均為基礎(chǔ)的，在下面這個(gè)平均被稱為 其中k表示第k次迭代。對(duì)于每個(gè)信號(hào)Sj逐一比較平均/閾值，j指第j個(gè)信號(hào)值。如果信號(hào)值大于平均，則來(lái)自識(shí)別電路的輸出被設(shè)成Sj否則為0。這可表述為如果Sj>mk‾]]>則OutSi＝Sj否則OutSi＝0根據(jù)這些識(shí)別信號(hào)可計(jì)算新的平均。平均計(jì)算能夠以更正式的方式被描述為mk‾=sum(OutSi)/N]]>其中OutSi＝Si如果Si>mk-1‾]]>否則是OutSi＝0；N＝Si≠0的數(shù)目.
實(shí)施例2.1斜波發(fā)生器描述圖16示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
比較器212被連接到每個(gè)PDA/像素211，信號(hào)/值發(fā)生器214被連接到這些比較器的其它輸入端。比較器的輸出端被連接到邏輯電路213，其探測(cè)峰值和谷值-信號(hào)值。
方法論圖6示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
值/信號(hào)發(fā)生器214產(chǎn)生作為時(shí)間函數(shù)的鋸齒形信號(hào)/一組值。信號(hào)/值從PDA的最低可能的值到最高可能的值變化。邏輯電路213對(duì)具有最高和/或最低信號(hào)/值的像素進(jìn)行解碼。該具體實(shí)施例被認(rèn)為是現(xiàn)有技術(shù)，但包括在這里，因?yàn)楹竺娴囊恍?shí)施例將結(jié)合更加智能的方法論以尋找具有最高/最小信號(hào)/值的像素。
實(shí)施例2.2連續(xù)逼近閾值描述圖17中示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
比較器222被連接到每個(gè)PDA/像素221，近似定序器電路223被連接到比較器的其它輸入端。比較器的輸出端被連接到連續(xù)近似定序器電路223的輸入端子，該電路探測(cè)是否存在有比最后施加的閾值更大的任何信號(hào)。連續(xù)近似定序器電路223推斷出施加給比較器的新的閾值。
方法論圖7示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
請(qǐng)參考信號(hào)曲線圖以此大概了解該方法的工作方式。
來(lái)自近似定序器電路223的輸出產(chǎn)生一組值，信號(hào)/值從PDA的最低可能的值到最高可能的值變化。在下面該信號(hào)范圍被稱為Urange。
迭代1第一迭代開(kāi)始于等于0.5×Urange的閾值電壓被施加時(shí)。然后近似定序器電路223探測(cè)是否存在有比該閾值更大的任何信號(hào)。
如果是則其計(jì)算等于舊閾值+Urange/4的新閾值，否則其計(jì)算等于舊閾值-Urange/4的新閾值。
迭代2第二迭代開(kāi)始于在迭代1中計(jì)算的新閾值被施加時(shí)。
然后近似定序器電路223探測(cè)是否存在有大于該閾值的任何信號(hào)。
如果是則其計(jì)算等于舊閾值+Urange/8的新閾值，否則其計(jì)算等于舊閾值-Urange/8的新閾值。
迭代3第二迭代開(kāi)始于在迭代2中計(jì)算的新閾值被施加時(shí)。
然后近似定序器電路223探測(cè)是否存在有大于該閾值的任何信號(hào)。
如果是則其計(jì)算等于舊閾值+Urange/16的新閾值，否則其計(jì)算等于舊閾值-Urange/16的新閾值。
迭代處理依賴于有多少被執(zhí)行的步驟，但是對(duì)于8-步驟的解決方案，其給出了1/256.1/2，1/4，1/8....1/256的分辨率。
實(shí)施例2.3連續(xù)平均化和閾值描述圖18和19示出的是電路設(shè)計(jì)的實(shí)例。
對(duì)于每個(gè)像素有一個(gè)比較器232，其輸入端之一被連接到PDA/像素231信號(hào)/值。信號(hào)/值發(fā)生器被連接到另一個(gè)輸入端。比較器232的輸出控制2至1復(fù)用器233。兩個(gè)信號(hào)/值被連接到2至1復(fù)用器233的兩個(gè)輸入端。其中一個(gè)信號(hào)是來(lái)自比較器輸入端的PDA的PDA信號(hào)。另一個(gè)是信號(hào)/值，其為零、0234。此外，還有兩個(gè)16平均電路235、236，OUT=116Σi=116INi.]]>平均電路235取來(lái)自2至1復(fù)用器233的信號(hào)/值的平均。另一個(gè)平均電路236取比較器信號(hào)輸出的平均，它可以是零、0或一、1。然后兩個(gè)平均信號(hào)被送至除法和迭代定序器電路237。
方法論圖8示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
在對(duì)該方法論進(jìn)行描述時(shí)請(qǐng)參考信號(hào)圖。
該迭代方法如下迭代1在第一迭代中，來(lái)自除法-和迭代定序電路237的輸出為0或零。如果我們假設(shè)所有的PDA信號(hào)都大于零、0。那么這導(dǎo)致了所有比較器的輸出為一、1并且來(lái)自2至1復(fù)用器233的信號(hào)/值等于PDA信號(hào)/值。此后，電路237從235、236讀出兩個(gè)平均值并且計(jì)算總平均。然后該平均值被送至比較器電路。
迭代2在第二迭代中，來(lái)自前面迭代的平均值被送至比較器。其結(jié)果是具有小于平均信號(hào)的PDA信號(hào)的所有比較器在其輸出端變?yōu)榱恪?。具有更高的PDA信號(hào)/值的比較器變?yōu)橐弧?。這還導(dǎo)致了，對(duì)于所有的比較器，其中PDA信號(hào)/值小于平均信號(hào)/值，來(lái)自2至1復(fù)用器233的輸出等于零、0，并且對(duì)所有的比較器，其中PDA信號(hào)/值大于來(lái)自除法和迭代定序器電路237的平均信號(hào)，來(lái)自2至1復(fù)用器233的輸出等于PDA信號(hào)/值。從這些新的比較器和2至1復(fù)用器信號(hào)，我們能夠計(jì)算平均電路235、236中的兩個(gè)新的平均信號(hào)。這兩個(gè)新的平均信號(hào)被送至除法和迭代定序電路237以計(jì)算新的總平均。這個(gè)平均大于在迭代1中計(jì)算的平均，因?yàn)槠鋬H含有大于在迭代1中計(jì)算的平均的信號(hào)。這個(gè)新的平均信號(hào)被送至比較器。
迭代3重復(fù)同樣的過(guò)程。僅使用大于平均的信號(hào)來(lái)計(jì)算新的平均值。
重復(fù)該過(guò)程直至僅剩下最大信號(hào)值。
如由信號(hào)曲線圖18和19可看到的，這通常在很少的幾次迭代中達(dá)到。該方法依賴于我們所做的除法。為了使任何硬件設(shè)備更便于應(yīng)用，我們希望避免任意整數(shù)的除法。如果我們計(jì)算出比較器信號(hào)的數(shù)目并且之后將該數(shù)目四舍五入到最接近的較大的、為2的K次冪的數(shù)目(即1、2、4、8...)，則可以避免這一點(diǎn)。
實(shí)施例2.4連續(xù)平均和具有由2個(gè)倉(cāng)劃分的閾值描述圖20示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
該方法論基于和方法論1.2相同的電路-拓?fù)?，除兩個(gè)兩個(gè)比較網(wǎng)絡(luò)被除法和迭代定序電路代替之外。
對(duì)于16-像素線性陣列的描述如下。
首先，存在有PDA電路241的一部分。兩級(jí)平均電路242以兩個(gè)兩個(gè)的方式被連接到PDA電路，其中OUT=12Σi=12INi.]]>2至1復(fù)用器243與平均電路并聯(lián)。然后這些兩個(gè)電路被連接到2至1復(fù)用器244。電路242、243和244是在三個(gè)級(jí)中重復(fù)的簇，三個(gè)級(jí)中含有8，4，2個(gè)這樣的簇。
最后的級(jí)含有兩個(gè)電路簇，它們被連接到兩個(gè)比較器245的輸入端中的一個(gè)。兩個(gè)比較器上的其它輸入端被連接到除法和迭代定序電路2410。然后兩個(gè)比較器245的輸出端被連接到兩個(gè)2至1復(fù)用器247的控制輸入端。比較器輸出還被連接到2平均電路249，OUT=12Σi=12INi.]]>2至1復(fù)用器的輸入被連接到兩個(gè)信號(hào)，一個(gè)輸入被連接到零、0信號(hào)/值，第二輸入被連接到其對(duì)應(yīng)的比較器輸入信號(hào)。然后來(lái)自2至1復(fù)用器的輸出被連接到2平均的電路248，OUT=12Σi=12INi.]]>然后兩個(gè)2平均的電路248、249被連接到除法和迭代定序器電路2410。
方法論圖9示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
該方法論是一個(gè)迭代過(guò)程，我們將像素分成兩半并且計(jì)算兩半的平均。然后將高于閾值/平均值的一半再分成兩個(gè)新的半部。這意味著我們具有逐步(step wise)含有16-像素線性陣列的8、4、2、1個(gè)像素的半部。
請(qǐng)參考信號(hào)曲線圖以理解方法論是如何針對(duì)″實(shí)際″信號(hào)工作的。
迭代1第一迭代開(kāi)始于來(lái)自除法和迭代定序電路的閾值信號(hào)為零、0。我們假設(shè)所有PDA信號(hào)/值均大于零、0。這導(dǎo)致了比較器輸出均為一、1并且來(lái)自2至1復(fù)用器247的輸出均具有來(lái)自陣列的每個(gè)一半的平均信號(hào)。由此我們可計(jì)算新的平均值，我們輸出該平均值并且將該平均值取作輸入信號(hào)的閾值。這導(dǎo)致一半更小并且由此在比較器和2至1復(fù)用器的輸出端變成零、0。
迭代2第二迭代開(kāi)始于我們將來(lái)自迭代1的最大的一半分成兩個(gè)新的半部。然后我們對(duì)來(lái)自迭代1的最后的平均取閾值，其等于在該迭代步驟中最大的一半的平均。
迭代3第三迭代開(kāi)始于我們將來(lái)自迭代2的最大的一半分成兩個(gè)新的半部。然后我們對(duì)來(lái)自迭代2的最后的平均取閾值，其等于在該迭代步驟中最大的一半的平均。
迭代4第四迭代開(kāi)始于我們將來(lái)自迭代3的最大的一半分成兩個(gè)新的半部，其在該迭代步驟中成為兩個(gè)單獨(dú)的像素。然后我們對(duì)來(lái)自迭代3的最后的平均取閾值，其等于在該迭代步驟中最大的一半的平均。該迭代步驟結(jié)束時(shí)，我們找到具有最大信號(hào)/值的PDA以及該數(shù)值本身。
實(shí)施例2.5連續(xù)平均和閾值，其中 描述圖21示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
用于該方法論的電路拓?fù)漕?lèi)似關(guān)于方法論1.3的電路。來(lái)自PDA的251的16個(gè)信號(hào)被分組成四個(gè)平均信號(hào)/值252A1=14*(S1+..+S4),]]>A2=14*(S5+..+S8),]]>A3=14*(S9+..+S12),]]>以及A4=14*(S13+..+S16).]]>四個(gè)4至1復(fù)用器253以如下方式被連接到16個(gè)PDA。PDA信號(hào)1、5、9、13連至第一復(fù)用器，PDA信號(hào)2、6、10、14連至第二復(fù)用器，PDA信號(hào)3、7、11、15連至第三復(fù)用器，PDA信號(hào)4、8、12、16連至第四復(fù)用器。2至1復(fù)用器254被連接到平均電路以及4至1復(fù)用器。
然后2至1復(fù)用器254的輸出端被連接到比較器255輸入端中的一個(gè)。比較器255的其它輸入端被連接到除法和迭代定序電路2510。2至1復(fù)用器256的控制端口被連接到每個(gè)比較器輸出端。PDA或4平均信號(hào)被連接到2至1復(fù)用器輸入中的一個(gè)，2至1復(fù)用器的其它輸入被連接到零、0信號(hào)/值。
2至1復(fù)用器256的輸出被連接到4平均電路258。比較器的輸出端被連接到另一個(gè)4平均電路259。4平均電路被連接到除法和迭代定序電路2510。
方法論圖10示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
該方法可簡(jiǎn)單描述為，首先找到具有最大平均的四分之一部分，然后將該四分之一部分分成組成像素并且尋找最大的PDA/像素值。
在對(duì)該方法進(jìn)行描述時(shí)請(qǐng)參考信號(hào)曲線圖。
第一步驟和迭代第一迭代起始于零、0信號(hào)/值的閾值水平被施加。然后計(jì)算4個(gè)輸入平均的平均。該新的閾值水平被施加于比較器輸入端，所有小于該閾值的PDA信號(hào)均被強(qiáng)迫為零、0信號(hào)/值。這導(dǎo)致對(duì)平均并且由此對(duì)閾值的新的計(jì)算。執(zhí)行該迭代直至僅剩下一個(gè)大于閾值的倉(cāng)。
當(dāng)其發(fā)生時(shí)，處理繼續(xù)進(jìn)行到第二步驟。
第二步驟和迭代第二步驟起始于最大的倉(cāng)被分成它的像素。然后我們開(kāi)始迭代過(guò)程并且向比較器施加最后的閾值。小于閾值的值被識(shí)別并且被設(shè)置成零/0信號(hào)/值。計(jì)算新的平均值和閾值并且施加給比較器，繼續(xù)該處理直至僅剩余一個(gè)或兩個(gè)像素。
實(shí)施例2.6連續(xù)平均和閾值，其中具有重疊倉(cāng)的識(shí)別描述圖22示出的是電路設(shè)計(jì)的一個(gè)實(shí)例。
用于該方法的電路拓?fù)淙缦隆?br>
首先，有16個(gè)PDA電路261被兩個(gè)兩個(gè)連接到一層2平均電路262。這些平均電路被連接到第二層2平均電路263。這些2平均電路以如此方式被連接使得我們產(chǎn)生一組具有兩個(gè)重疊的移動(dòng)平均。其間還有一組平均電路用于產(chǎn)生步驟2的第四平均值/信號(hào)。
在平均電路形成包括一個(gè)4至1復(fù)用器364、一個(gè)9至1復(fù)用器265、之后是另一個(gè)2至1復(fù)用器267的電路簇之后，2平均電路266與該復(fù)用器并聯(lián)并且這兩個(gè)電路被連接到2至1復(fù)用器268。
一組4個(gè)比較器269被連接到2至1復(fù)用器268。在除法和迭代定序電路2614中產(chǎn)生的閾值被連接到比較器269的其它輸入端。來(lái)自比較器269的輸出端被連接到2至1復(fù)用器2610的控制輸入端。PDA/平均信號(hào)被連接到2至1復(fù)用器2610的輸入端中的一個(gè)并且零/0信號(hào)/值被連接到其它輸入端。2至1復(fù)用器2610的輸出端被連接到4平均電路2612。比較器的輸出端被連接到另一個(gè)4平均電路2613。兩個(gè)平均電路被連接到除法和迭代定序器電路2610。
方法論圖11示出的是說(shuō)明該實(shí)施例的操作的圖表。
該方法論依賴于我們?cè)诘襟E中尋找最大的倉(cāng)平均。倉(cāng)重疊達(dá)到50％。對(duì)于16像素陣列，這意味著我們?cè)谄涞^(guò)程中執(zhí)行三個(gè)步驟，其中我們?cè)诿恳徊酵茢嗄膫€(gè)倉(cāng)平均是最大的。在最后的步驟中，我們找到具有最大信號(hào)/值的像素。
步驟1在第一步驟中，復(fù)用器268被設(shè)置在如此位置并被連接到平均電路266使得我們由四個(gè)重疊的倉(cāng)(BIN1＝S1到S8、BIN3＝S9到S16、BIN2＝S4到S12以及BIN4＝S13到S16)確定平均的閾值。步驟1中的第一迭代起始于我們確定零/0信號(hào)/值的閾值。然后我們由此計(jì)算平均并且使用該新的平均信號(hào)/值作為迭代1中的新閾值。所有小于該閾值的PDA信號(hào)/值被識(shí)別并且被設(shè)置成零/0信號(hào)/值。第二迭代起始于我們利用識(shí)別的信號(hào)計(jì)算新的平均并且使用其作為閾值。繼續(xù)該過(guò)程直至僅剩下一個(gè)倉(cāng)。我們將迭代閾值與平均和識(shí)別過(guò)程一起使用來(lái)尋找四個(gè)倉(cāng)平均中最大的一個(gè)，BIN4＝S13到S16被8除以便保證它不大于其它三個(gè)平均中的任何一個(gè)。
步驟2在步驟2中，控制兩個(gè)2至1復(fù)用器267、268以使4至1復(fù)用器264被連接到四個(gè)比較器269。4至1復(fù)用器264被設(shè)置在如此位置使得來(lái)自步驟1的具有最大平均的倉(cāng)現(xiàn)在被分成四個(gè)更小并重疊的倉(cāng)。如果我們參考信號(hào)曲線圖中的兩條曲線，就會(huì)發(fā)現(xiàn)BIN2平均在步驟1中是最大的一個(gè)。正如由該圖可看出的，BIN2被分成四個(gè)新的更小的BIN并且它們各自通過(guò)4個(gè)平均來(lái)劃分。這導(dǎo)致了我們具有四個(gè)被連接到閾值和識(shí)別網(wǎng)絡(luò)的新的信號(hào)，我們利用其尋找最大的倉(cāng)平均。由信號(hào)曲線圖我們可看出，上部曲線為BIN3而底部曲線為BIN2。
步驟3在步驟3中，我們控制復(fù)用器267、268以使比較器網(wǎng)絡(luò)被連接到9至1復(fù)用器265。然后我們使用來(lái)自步驟2的結(jié)果來(lái)控制復(fù)用器265以使在步驟2中形成的最大倉(cāng)平均的四個(gè)PDA/像素信號(hào)被連接到比較、閾值和識(shí)別網(wǎng)絡(luò)。由信號(hào)曲線圖我們可看出，最后的迭代導(dǎo)致像素/PDA信號(hào)10和8分別被發(fā)現(xiàn)是上部和底部曲線的最大值。
權(quán)利要求
1.一種位置探測(cè)裝置(10)，包含具有n個(gè)段(25)的光電探測(cè)元件陣列(20)和被布置成通過(guò)比較所述光電探測(cè)元件陣列的所述段(25)的輸出值(OV)而識(shí)別具有最大強(qiáng)度的段(25)的并行運(yùn)算處理部分(30)，其特征在于，所述并行運(yùn)算處理部分(30)包含至少一個(gè)比較級(jí)(40a-d)，其被布置成連續(xù)地選擇/取消選擇所述段s(25)，直至具有最大強(qiáng)度的段被選擇，第一級(jí)(40a)接收來(lái)自各個(gè)光電探測(cè)元件段(25)的輸出值(OV)作為輸入段(IS)并且任何另外的級(jí)(40b-d)接收來(lái)自所述前面的級(jí)(40a-c)的輸出值(OV)作為輸入段(IS)。
2.如權(quán)利要求1所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，所述并行運(yùn)算處理部分包含至少一個(gè)逐對(duì)的比較級(jí)，其被布置成逐對(duì)地比較所選擇輸入段(IS)的輸出值(OV)，并且對(duì)于每個(gè)這樣的對(duì)選擇具有最高輸出值(OV)的輸入段(IS)并取消選擇具有最低輸出值(OV)的輸入段(IS)。
3.如權(quán)利要求1所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，用于每對(duì)輸入段(IS)的每個(gè)逐對(duì)比較級(jí)包含選擇電路(SC)，該電路包含一個(gè)用于選擇具有最高輸出值的所述輸入段(IS)的比較器和一個(gè)雙通道復(fù)用器，所述雙通道復(fù)用器響應(yīng)于比較器在其輸出端提供所選擇的輸入段(IS)的輸出值(OV)。
4.如權(quán)利要求1到3中任何一項(xiàng)所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，所述并行運(yùn)算處理部分包含至少形式為塊比較級(jí)的第一級(jí)，其被布置成將所選擇的輸入段(IS)的輸出值(OV)分成至少兩個(gè)塊、對(duì)于每個(gè)塊計(jì)算所述輸出值(OV)的塊平均值、比較所述塊平均值、并且選擇具有最高平均值的塊。
5.如權(quán)利要求4所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，每個(gè)塊比較級(jí)包含至少兩個(gè)選擇電路，每個(gè)選擇電路SC包含m通道輸入選擇復(fù)用器(ISMm)、m通道平均電路(AVC)、以及2通道輸出選擇復(fù)用器(OSM)，所述平均電路接收m輸入段(IS)的輸出值(OV)作為輸入并且提供所述輸入段(IS)的輸出值(OV)的平均作為輸出，所述輸入選擇復(fù)用器接收來(lái)自與相同選擇電路中所述平均電路相連接的所述m輸入段(IS)的輸出值(OV)之一以及來(lái)自與其它選擇電路中平均電路相連接的m-1輸入段(IS)的輸出值(OV)作為輸入，并且提供這些中所選擇的一個(gè)作為輸出，所述輸出選擇復(fù)用器接收所述平均電路和所述輸入選擇復(fù)用器的輸出作為輸入，并且向下一個(gè)級(jí)提供這兩個(gè)中所選擇的一個(gè)作為輸出。
6.如權(quán)利要求5所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，如果塊比較級(jí)前設(shè)有另一個(gè)塊比較級(jí)，則每個(gè)平均電路被布置成接收來(lái)自所述前面的級(jí)中m個(gè)平均電路的輸出作為輸入，而所述輸入選擇復(fù)用器被布置成接收來(lái)自與相同選擇電路中所述平均電路相連接的所述前面的級(jí)中所述選擇電路的所述m個(gè)輸出選擇復(fù)用器之一的輸出以及來(lái)自與其它選擇電路SC中平均電路相連接的所述前面的級(jí)中所述選擇電路SC的m-1個(gè)輸出選擇復(fù)用器的輸出值(OV)作為輸入。
7.如權(quán)利要求4到6中任何一項(xiàng)所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，它包含至少兩個(gè)塊比較級(jí)，其比較同一組輸入段(IS)但是被分成與其它級(jí)中的塊邊緣重疊的塊，以使位于一個(gè)級(jí)中的塊邊緣附近的峰值輸出值(OV)并不靠近其它級(jí)中的塊邊緣，由此該塊的所述平均輸出值(OV)將高于所有其它塊，所述的塊被選擇。
8.如權(quán)利要求1到7中任何一項(xiàng)所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，所述并行運(yùn)算處理部分包括閾值比較級(jí)，其被布置成將所有選擇輸入段(IS)的輸出值(OV)與閾值比較并且取消選擇所有具有低于所述閾值的輸出值(OV)的輸入段(IS)。
9.如權(quán)利要求2或3所述的位置探測(cè)元件，其特征在于，所述并行運(yùn)算處理部分包含足夠數(shù)目的逐對(duì)地比較級(jí)以此取消選擇除n個(gè)段之一以外的全部。
10.一種測(cè)距儀，其特征在于，它包含如權(quán)利要求1到9中任何一項(xiàng)所述的位置探測(cè)元件。
全文摘要
一種位置探測(cè)裝置，包括具有n個(gè)段的光電探測(cè)元件陣列以及并行運(yùn)算處理部分，所述并行運(yùn)算處理部分被布置成通過(guò)比較來(lái)自光電探測(cè)元件陣列的段的輸出值(OV)而識(shí)別具有最大強(qiáng)度的段。并行運(yùn)算處理部分包含至少一個(gè)比較級(jí)，其被布置成連續(xù)地選擇/取消選擇所述的段，直至具有最大強(qiáng)度的段被選擇，第一級(jí)接收各個(gè)光電探測(cè)元件段的輸出值OV作為輸入段(IS)并且任何另外的級(jí)接收前面的級(jí)的輸出值OV作為輸入段IS。還提供一種測(cè)距儀，其包括該位置探測(cè)裝置。
文檔編號(hào)G01S17/00GK1867833SQ200480029680
公開(kāi)日2006年11月22日 申請(qǐng)日期2004年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年8月13日
發(fā)明者U·古爾德瓦爾 申請(qǐng)人:伊林諾瓦公司