CN112526528A - 光检测器和距离测定装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及光检测器和距离测定装置。实施方式的光检测器具有多个通道，所述通道具有多个包括雪崩光电二极管的SPAD单元；所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出；SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。

Description

光检测器和距离测定装置
相关申请
本申请享受以日本专利申请2019-170923号(申请日：2019年9月19日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的所有内容。
技术领域
本发明的实施方式涉及光检测器(光探测器)和距离测定装置。
背景技术
距离计测系统的LiDAR(Light Detection And Ranging，光检测与测距)将激光照射到计测对象物，用传感器感知从计测对象物反射的反射光的强度，基于传感器的输出来检测反射光到达的时刻，并基于该时刻与照射激光的时刻的时间差而对计测对象物的距离进行计测。
期待该LiDAR的技术向面向自动驾驶的传感器那样的车载的应用。谋求远距离的测距的LiDAR需要灵敏度高的光传感器，从而使用就连单一光子也能检测出的光电倍增器、尤其是硅光电倍增器(Silicon Photo Multiplier，以下记载为SiPM)。与此同时，LiDAR也要求高分辨率，从而提出基于一维或二维的阵列构成的多像素的SiPM(例如参照日本专利公开公报2016-187041号或2018-44923号)。
另外，SiPM虽然灵敏度高，但却存在光检测后的恢复花费时间的问题，作为缓和该问题的手段，也提出了利用有源元件的主动淬灭(Active Quenching，主动猝灭)的技术。例如参照Zappa等“Fully Integrated Active Quenching Circuit for Single PhotonDetection”，ESSCIRC 2002；或者Richardson,J,Henderson,R&Renshaw,D 2007,DynamicQuenching for Single Photon Avalanche Diode Arrays，in 2007International ImageSensor Workshop。
但是，在以往的多像素的SiPM中，由于传感器面积的制约，难以兼顾高分辨率和动态范围的确保。另外，要求在明暗、高温/低温等所有状况下工作的LiDAR在实用性方面存在各种课题。例如，在以往的多像素的SiPM中，存在在明亮的环境下流过大电流而使得消耗电力变大、或者反之若限制电流则恢复延迟而给测距带来障碍的问题。而且，在需要传感器融合的环境下，即使是LiDAR也应增补其它传感器的机能，从而也要求多功能。
发明内容
本发明的实施方式提供兼顾高分辨率和动态范围的扩大、能削减消耗电力的光检测器和距离测定装置。
实施方式的光检测器具有多个通道，所述通道具有多个包括雪崩光电二极管的SPAD单元；所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出；所述SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。
附图说明
图1是实施方式的距离测定装置的概要构成框图。
图2是扫描仪和光学系统的第1例的说明图。
图3是图2的光学系统的激光射出方向的示意图。
图4是扫描仪和光学系统的第2例的说明图。
图5是光检测器的构成说明图。
图6是其它光检测器的构成说明图。
图7是一维阵列中典型的通道的示意图。
图8是选择输出的区域的传感器的一个例子的说明图。
图9是元件单元的概要构成框图。
图10是第1实施方式的SPAD单元的概要构成图。
图11是第1实施方式的变形例的SPAD单元的概要功能构成图。
图12是第1实施方式的SPAD单元的电路构成例的说明图。
图13是用于在电源接入时使选择信号SL不成为“1”(＝“H”电平)的功能性电路的说明图。
图14是第2实施方式的SPAD单元的概要构成图。
图15是积分器的具体的电路例的说明图。
图16是第2实施方式的工作说明图。
图17是第3实施方式的SPAD单元的概要构成图。
图18是低通滤波器的应用例的示意说明图。
图19是第4实施方式的SPAD单元的概要构成图。
具体实施方式
以下，参照附图，对优选的实施方式进行说明。
图1是实施方式的距离测定装置的概要构成框图。
实施方式的距离测定装置10构成为采用SiPM来测定距离的LiDAR。
距离测定装置10构成为能测定与测距对象物OBJ之间的距离。距离测定装置10例如构成为车载用LiDAR。
在此情况下，测距对象物OBJ是例如存在于搭载着距离测定装置10的车辆的前方、侧方或后方的其它车辆、行人或障碍物等有形物体。
距离测定装置10具有控制计测电路11、激光光源12、扫描仪和光学系统13、以及光检测器14。
控制计测电路11控制距离测定装置10整体的工作。更具体地说，控制计测电路11向激光光源12发送振荡信号SP，控制激光光源12进行的脉冲激光PLT的射出。另外，控制计测电路11向扫描仪和光学系统13发送扫描控制信号SC来驱动扫描仪和光学系统13，控制照射到对象物OBJ的激光的扫描方向。控制计测电路11向光检测器14发送选择信号SL，选择用于检测光检测器14接受到的光(包括脉冲激光PLT的反射光)的通道(多个SiPM)。另外，控制计测电路11在被输入输出信号SO作为来自光检测器14的光的检测结果时，基于该输出信号SO来算出与测距对象物OBJ之间的距离，并输出包括该算出的距离在内的距离数据DD。
激光光源12基于来自控制计测电路11的振荡信号SP而射出具有预定的脉冲宽度和周期的脉冲激光PLT(红外光)，并向扫描仪和光学系统13输出。
图2是扫描仪和光学系统的第1例的说明图。
在图2所示的光学系统中，通过针孔(开孔)镜等而使得投射光和反射光的光轴一致，被称为同轴光学系统。
图2的扫描仪和光学系统13包括例如扫描仪、投光光学系统以及受光光学系统。
更具体地说，扫描仪和光学系统13在图2的例子的情况下具有：构成一维扫描系统的扫描部，该扫描部具有各镜面具有不同的倾角的多棱镜131、以及驱动该多棱镜131旋转的多棱镜驱动部132；投光光学系统，该投光光学系统具有对激光二极管133射出的激光进行聚光的透镜134、以及将由透镜134聚光了的激光经由多棱镜131而投射到扫描对象物的针孔镜135；以及受光光学系统，该受光光学系统具有经由多棱镜131和针孔镜135的针孔而接受由扫描对象物反射的激光并将接受到的激光反射的反射镜136、以及接受由反射镜136反射的激光的一维传感器137。
并且，扫描仪和光学系统13构成为，基于来自控制计测电路11的扫描控制信号SC来驱动扫描仪，由此改变经由投光光学系统而向距离测定装置10的外部射出的激光的射出方向。更具体地说，例如，扫描仪和光学系统13构成为，包括(例如在水平方向上扫描的)一维扫描系统，通过(例如在关于垂直方向每次稍许不同的方向)多次反复进行该一维扫描系统的激光扫描而能够在预定的二维范围全面地射出激光。
图3是图2的光学系统的激光射出方向的示意图。
如图3所示，在x方向上扫描激光，当从扫描对象物的一端(在图中为左侧)到达另一端(在图中为右侧)时，接着在y方向上错开预定距离的位置从扫描对象物的另一端(在图中为右侧)扫描到一端(在图中为左侧)，以下同样地反复，从而扫描预定的二维范围。
在此情况下，构成扫描仪和光学系统13的扫描仪也可以构成为通过使搭载着投光光学系统的未图示的工作台旋转来扫描激光，或者构成为通过驱动构成投光光学系统的反射镜来扫描激光。
另外，构成扫描仪和光学系统13的受光光学系统将包括射出的脉冲激光PLT在对象物2反射而产生的反射光在内的受光光(除了反射光之外，还包括环境光、杂散光)向光检测器14聚光。在此，环境光、杂散光与噪声相当。
光检测器14，在从扫描仪和光学系统13入射了受光光时，例如按激光光源12射出的脉冲激光PLT的每个周期来生成与该反射光所含的光子的数量相应的电子(详细内容将在之后进行详细描述)。光检测器14构成为例如能相对于1个光子生成大约十万倍的电子。光检测器14生成与生成的电子的数量相应的输出信号SO并向控制计测电路11输出。在图2的光学系统中，不管扫描方向如何，反射光都照射到基本上相同的位置。投射光如图3所示那样，形成在一个方向(例如垂直方向)上长的形状，采用在一个方向上长的一维传感器。
图4是扫描仪和光学系统的第2例的说明图。
在图4所示的光学系统中，射出光和反射光的光轴不同，所以，被称为非同轴光学系统。
在图4的光学系统中，激光二极管141射出的激光由透镜142聚光，例如经由作为扫描仪而发挥作用的MEMS(Micro Electro Mechanical Systems，微机电系统)143而向所希望的照射方向反射激光。作为扫描仪，除了MEMS以外，也可以是小型的多棱镜。
此时，在非同轴光学系统中，按照扫描的方向而反射光照射到不同的位置，所以，必须与扫描方向相应地来改变实际传感的位置。
因此，在用某种手段(使用二维扫描仪等)在二维方向进行测距的情况下，如图4所示，例如在扫描对象物的反射光由透镜144聚光后，需要利用二维传感器阵列145与扫描相应地来选择性地接受。
接着，对光检测器的构成进行说明。
图5是光检测器的构成说明图。
首先，参照图5，对第1实施方式的光检测器的构成进行说明。
光检测器14如图5(A)所示，构成为具有二维排列的多个通道21的二维阵列传感器。
各通道21如图5(B)所示，具有二维排列的多个(例如2×2＝4个)元件单元(セルユニット)22。这样，构成通道21的元件单元22少是由于主动淬灭为高速，通过高速性来获取动态范围。
接着，对其它光检测器的构成例进行说明。
图6是其它光检测器的构成说明图。
图6是二维阵列中典型的通道21的配置例，黑圆点分别表示通道21。另外，正方形的框分别表示SPAD单元。
在此，通道21的数量和像素的数量相同，6个SPAD单元32对应于与一个通道21相对应的一个像素。
也就是说，在关注通道为通道21-1＝像素G1的情况下，由粗线框B1所包围的6个SPAD单元的输出之和被作为像素G1的输出。
同样地，在关注通道为通道21-2＝像素G2的情况下，由粗线框B2所包围的6个SPAD单元的输出之和作为像素G2的输出。
通过采用这样的构成，能够采用一定数量的SPAD单元32来构成具有所希望的像素数(例如1000×200像素)的光检测器。
图7是一维阵列中典型的通道的示意图。
在图7中，对各通道21具有25个元件单元22(元件单元22-1～22-25)的情况进行说明。
通道21中，多个元件单元22-1～22-25并联连接，各元件单元22-1～22-25的输出分别经由对应的选择开关25-1～25-25和累计器26而与输出端子27相连。累计器26例如在传感器为电流输出型的情况下通过单纯地将输出线结合来实现。
此外，在以下的说明中，在无需分别识别元件单元22-1～22-25的情况加，将其标记为元件单元22。
因此，元件单元22-1～22-25的输出信号在被累计后从输出端子27输出。
构成光检测器14的二维配置的多个通道21中的所有通道并非同时进行输出。也就是说，由位置指定信号来指定第1方向(例如图5中的纵向)和第2方向(例如图5中的Y方向)的位置(或位置范围)，从而分别输出由位置指定信号指定的预定形状的区域(矩形区域、圆区域、椭圆区域等)所含的通道21的输出信号并向后段的输出段电路输出。
图8是选择输出的区域的传感器的一个例子的说明图。
图8(A)示意性地表示一维传感器中的输出区域的选择，在图8(A)中粗线框内的部分表示选择了的区域。
一般来说，一维传感器与同轴光学系统一起使用的情况居多，具备输出选择的功能以便在照射位置因个体差异、温度、老化而偏移了的情况下能够调整其位置。
另一方面，图8(B)示意性地表示二维传感器中的输出区域的选择，在图8(B)中粗线框内的部分表示选择了的区域。
一般来说，在二维传感器的情况下，与投光系统的扫描方向相应地来选择输出区域的位置。
在本实施方式中，如上述那样，分别输出通道21的输出信号而并非结合信号后输出，所以，不会产生S/N的下降。
另外，由于采用多个通道21的输出而并非一个通道21的输出，所以，即使是慢同步也不会产生问题，为对受光位置的偏移耐受性强的构成。
而且，即使在跨通道21间地照射受光光的情况下也能进行检测。
各元件单元22-1～22-25只要是能测定状态，则不管实际是否正在进行测定，即使在入射了1个光子的情况下，也会流过因盖革现象而产生的大电流(因1个光子而产生的电流成为大致10万倍的电流)，所以，消耗电力也会变大。
尤其是在光检测器14构成为二维阵列传感器的情况下，元件单元22的个数也巨大，所以，消耗电力会变得非常大，在最坏的情况下，有时配线会断线。
于是，在以下的实施方式中，设为在不进行向后段的输出的情况下，抑制与非输出部分相当的元件单元22的消耗电力，进而抑制作为二维阵列传感器的光检测器14整体的消耗电力。
图9是元件单元的概要构成框图。
元件单元22具有带输出端子31且并联连接的多个SPAD单元32、以及累计SPAD单元32的输出并输出的累计器33。
接着，对更具体的SPAD单元的构成进行说明。
[1]第1实施方式
图10是第1实施方式的SPAD单元的概要功能构成图。
SPAD单元32具有：一端与高电位侧电源PH相连的电阻41；阴极与电阻41的另一端相连而阳极与低电位侧电源PL相连的SiAPD(Silicon Avalanche Photo Diode，硅雪崩光电二极管)42；与SiAPD42并联连接的限流电阻43；连接于限流电阻43与第2低电位侧电源PL2之间的淬灭用开关44；检测SiAPD42因盖革电流而产生的电位变动并在绝缘状态下输出检测信号SEN的传感部45；选择开关46；OR(逻辑或)电路47；以及保持电路48。此外，如后述那样有时用晶体管代替电阻41，也可以没有电阻43。
在此，第2低电位侧电源PL2的电位VPL2为比由SiPM的工作电压PH、击穿电压Vbd、以及过电压Vov如下所示的电压低的电压(以下也是同样)。也就是说，
VPL2＜PL+Vbd＜PH-Vov。
此外，淬灭用开关44例如由MOS晶体管来实现。
在此，光检测器14基于控制计测电路11输出的选择信号SL来进行各SPAD单元32的控制。
在上述构成中，检测信号SEN在检测到盖革电流时从逻辑值“0”(例如“L”电平)变成逻辑值“1”(例如“H”电平)，由保持电路48以预定时间保持为“1”。
结果，在检测信号SEN为“1”的期间，OR电路47的输出为“1”。
因此，淬灭用开关44在检测信号SEN为“1”的期间总是为导通状态(闭合状态)。在检测信号SEN为“0”的情况下，淬灭用开关44在控制信号Cs为该SPAD单元32的检测信号SEN的输出时为断开状态(开路状态)，在控制信号Cs为该SPAD单元32的检测信号SEN的非输出时为导通状态(闭合状态)。
而与之相对地，选择开关46在控制信号Cs为该SPAD单元32的检测信号SEN的输出时为导通状态(闭合状态)，在控制信号Cs为该SPAD单元32的检测信号SEN的非输出时为断开状态(开路状态)。
另外，限流电阻43的电阻值R2被设定为比灭弧电阻(quench resistance)41的电阻值R1小得多(R2＜＜R1)。
在此，对第1实施方式的工作进行说明。
如上述那样，能选择通道21的输出信号的输出/非输出，在选择了不进行经由输出端子27(参照图3)的输出的非输出的情况下，将构成选择了该非输出的通道21的SPAD单元32的选择开关46设为断开状态(开路状态)且主动淬灭用开关44为导通状态(闭合状态)。
结果，在SiAPD42的阳极-阴极之间不会施加高电位侧电源PH和低电位侧电源PL所产生的预定的反向偏压，所以，不会被偏置为SiAPD42的雪崩降伏的降伏电压(例如-30V)，因此，SiAPD42中即使从扫描仪和光学系统部13入射光也不会引起盖革现象，不会流过源于盖革放电的盖革电流。
也就是说，根据本第1实施方式，在通道21的输出非选择时(非输出时)，构成非选择的通道21的多个SiAPD42中不会无用地流过盖革电流(通常电流的大约10万倍的电流)，能实现光检测器14乃至距离测定装置10的低消耗电力化。
另外，作为用于此的构成，转用用于在通道21的选择时进行主动淬灭的主动淬灭用开关44，所以，也能抑制电路规模的增加。
此外，在该例子中，为了简单化，将传感部45的输出直接向输出端子31输出，但也可以经由输出用缓冲器而向输出端子31进行输出。也可以是在该输出用缓冲器中，将保持“1”的时间设为不同于与上述的检测信号SEN相对应的保持时间。
[1.1]第1实施方式的变形例
在通道21的数量多的情况下，SPAD单元32在不进行经由输出端子31的输出的情况下，有时经由灭弧电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向的低电位侧电源PL的直通电流会导致光检测器14整体相当大的电力消耗。
于是，本第1实施方式的变形例的目的在于抑制该直通电流、进而抑制光检测器14整体的电力消耗。
图11是第1实施方式的变形例的SPAD单元的概要功能构成图。
在本第1实施方式的变形例中，如图11所示，在电阻41与高电位侧电源PH之间设置直通电流防止开关48。此外，有时也可以没有电阻41。
并且，在通道21的输出非选择时(非输出时)、即SPAD单元32不进行经由输出端子31的输出的情况下，将选择开关46和直通电流防止开关48设为断开状态(开路状态)且将主动淬灭用开关44设为导通状态(闭合状态)。
由此，能够消除经由电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，从而能进一步降低消耗电力。
如以上说明的那样，根据本第1实施方式的变形例，对于与输出非选择时的通道21相对应的SPAD单元32，能够消除盖革电流，降低或消除从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流。因此，能够不给本来的距离计测带来影响地实现消耗电力的降低。
图12是第1实施方式的SPAD单元的电路构成例的说明图。
上述的图9和图10是用于对第1实施方式的SPAD单元32进行功能性地说明的图，作为实际的SPAD单元32的电路构成，例如采用图12所示那样的构成。
在图12所示的SPAD单元32中，晶体管M4相当于淬灭用开关，另外，晶体管M3相当于防止直通电流且使SiAPD42的阴极电位恢复的重置用开关。
另外，为了将信号保持预定时间，使用4个变换器作为保持电路48(延迟电路)，但保持电路48(延迟电路)并不与要求淬灭的高速响应的晶体管M1和晶体管M4的栅端子(输入)相连，期待迅速的淬灭工作。
另外，与以往的主动淬灭电路相比，追加了晶体管M5。由此，在选择信号SL为“0”(＝“L”电平)的情况下，由晶体管M5将连接点MP的逻辑值固定为“1”(＝“H”电平)。因此，淬灭用开关M4成为导通状态(闭合状态)，SiAPD42被保持为击穿电压Vbd以下。同时，由于晶体管M3为断开状态(开路状态)，所以，不会流过直通电流。
此外，在采用了并未设置晶体管M5的以往的电路的情况下，在选择信号SL为“0”(＝“L”电平)的情况下，晶体管M2和晶体管M3总是为断开状态(开路状态)，从而连接点MP成为浮空(float)状态。尤其是，在电源接入时多个SiAPD42一度成为导通状态，存在流过大电流之虞。
图13是用于使得在电源接入时选择信号SL不为“1”(＝“H”电平)的功能性电路的说明图。
在此，设为JK触发器14B的输出在电源接入后一定为“0”(＝“L”电平)。选择信号SL被保持为0(L)直到输入Start信号为止，一起采用图12所示的电路，由此不会在电源接入后SiAPD42一度成为导通状态，直到输入开始信号SSTRT为止。
[2]第2实施方式
在上述第1实施方式中，采用了数字检测是否因光的入射而产生了盖革电流的构成，而本第2实施方式是简单且模拟性地测定因光的入射而产生的盖革电流量、将SPAD单元32实际地用作模拟元件、在不进行距离测定的情况下用作红外相机时的实施方式。
图14是第2实施方式的SPAD单元的概要构成图。
在图14中，对与图10的第1实施方式同样的部分赋予相同的符号并援用其详细的说明。
第2实施方式的SPAD单元32与第1实施方式不同之处在于具有：积分器52，进行传感部45输出的检测信号SEN的积分并将积分信号SINT经由输出端子51而输出；计时器53，对从积分器52的重置正时起积分器52到达最大值(饱和)时的时间进行计数并输出计数值TIM；以及AND电路54，在积分器52到达最大值(饱和)且为非距离测定状态的情况下，输出用于使主动淬灭用开关44为闭合状态的控制信号。
图15是积分器的具体的电路例的说明图。
在上述构成中，作为积分器52，如图15所示，一般为如下构成，即，采用电容器C1和运算放大器OP并具有输入电阻R1和重置开关RSW。
但是，也可以采用计数器那样的数字电路。另外，在用电流源来进行主动淬灭的重置(再充电)的情况下，仅将1个电容器与电流源相连就能实现积分器。
在此，对设置计时器53的理由进行说明。
作为积分器52，由于SPAD单元32的设置数量多，所以，积分器52的设置数量也变多。因此，从设置面积的观点来看，无法将积分器52的容量设得那么大，所以，存在在传感期间中蓄积满容量的电荷的可能性。
于是，由计时器53对在积分器52蓄积电荷直到容量变满的时间进行计数，从而推定在传感期间中若积分器52工作则会蓄积于积分器52的电荷量，由此，增大实际上的动态范围。
结果，从实际上来看，能以不会成为与通常的数码相机所称的发白现象同样的饱和状态的方式进行处理，与扩大了SPAD单元32的实际上的动态范围是同样的。
因此，采用不进行距离测定的、即处于非选择状态的SPAD单元32作为摄像像素，采用经由输出端子51而输出的积分信号SINT或计数值TIM作为摄像信号，从而能使作为二维阵列传感器的光检测器14作为红外相机来发挥作用。
而且，在基于控制信号Cs和积分器52的输出，距离测定工作和红外相机工作都不进行的情况下，使AND电路54的主动淬灭用开关44成为导通状态(闭合状态)，从而与第1实施方式同样地，在采用了积分功能后，对于不进行经由输出端子31的输出的SPAD单元32来说，能够消除盖革电流，降低从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，所以，能够不给本来的距离计测带来影响地实现消耗电力的降低。
在此，对第2实施方式的工作的详细内容进行说明。
图16是第2实施方式的工作说明图。
图16(A)是积分器52未成为饱和状态时的工作说明图。
在此情况下，主动淬灭用开关44能根据传感部45而成为导通状态(闭合状态)。另外，使选择开关46成为导通状态(闭合状态)。
结果，在时刻t1～时刻t2的期间，SiAPD42在接受到射出的脉冲激光PLT的反射光时流过盖革电流，所以，传感部45经由输出端子31而输出检测信号SEN。结果，基于脉冲激光PLT的射出的时刻和脉冲激光PLT的反射光的受光正时之差(时间)来进行距离计测。
然后，在到达时刻t2时结束距离计测，所以，选择开关46成为断开状态(开路状态)，成为红外相机工作模式，积分器52和计时器53被重置。
然后，在红外相机工作模式下，在SiAPD42接受环境光而流过盖革电流时，传感部45将检测信号SEN向积分器52输出。
结果，积分器52进行积分工作，计时器53进行时间计测工作。
然后，在经过了预定的摄影时间的时刻t3，在积分器52尚未达到饱和状态的情况下，积分器52经由输出端子51而输出具有与受光量(环境光的强度)成正比的值的积分信号SINT。
因此，后段的控制计测电路11基于积分信号SINT来形成红外线摄像图像。
然后，在距离计测和红外线图像摄像都不进行的正时时，控制计测电路11经由控制器14A而使控制信号Cs为“0”。
结果，AND电路54的输出成为“0”，此时，使主动淬灭用开关44成为导通状态(闭合状态)。
由此，能消除经由电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，从而能降低消耗电力。
图16(B)是积分器52为饱和状态时的工作说明图。
在此情况下也同样地，主动淬灭用开关44能根据传感部45而成为导通状态(闭合状态)。另外，使选择开关46成为导通状态(闭合状态)。
在时刻t1～时刻t2的期间，SiAPD42在接受到射出的脉冲激光PLT的反射光时流过盖革电流。因此，传感部45经由输出端子31而输出检测信号SEN。结果，基于脉冲激光PLT的射出的时刻和脉冲激光PLT的反射光的受光正时之差(时间)来进行距离计测。
然后，在到达时刻t2时结束距离计测，所以，选择开关46设为断开状态(开路状态)，成为红外相机工作模式，积分器52和计时器53被重置。
然后，在红外相机工作模式下，在SiAPD42接受环境光而流过盖革电流时，传感部45将检测信号SEN向积分器52输出。
结果，积分器52进行积分工作，计时器53进行时间计测工作。
然后，在并未经过预定的摄影时间的时刻t3(经过预定的摄影时间的时刻t4＞t3)，积分器52达到了饱和状态的情况下，积分器52向计时器53通知该情况。
另外，积分器52将对AND电路54的输出设为“1”(与积分器52的饱和时相当)。
结果，计时器53停止时间计测并保持计数值。
然后，在经过了预定的摄影时间的时刻t4，经由输出端子51而输出与直到积分器52饱和为止的时间(＝t3-t2)相当的计数值TIM。
因此，后段的控制计测电路11基于计数值TIM而形成红外线摄像图像。
具体地说，控制计测电路11采用时刻t2、时刻t3和时刻t4而使与积分器52的饱和时相当的环境光的强度为(t4-t2)/(t3-t2)倍，由此推定环境光的强度来形成红外线摄像图像。
然后，在距离计测和红外线图像摄像都不进行的正时时，控制计测电路11经由控制器14A而使控制信号Cs为“0”。
结果，AND电路54的输出成为“0”，此时，使主动淬灭用开关44成为导通状态(闭合状态)。
由此，能消除经由电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，从而能降低消耗电力。
因此，根据本第2实施方式，能够排他性地进行距离计测和红外线图像摄像。
而且，根据本第2实施方式，与第1实施方式同样地，对于不进行经由输出端子31的输出的SPAD单元32来说，能够消除盖革电流，降低或消除从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，所以，能够不给本来的距离计测和红外线图像摄像带来影响地实现消耗电力的降低。
而且，与第1实施方式的变形例同样地，在电阻41与高电位侧电源PH之间设置直通电流防止开关48，从而能够消除经由电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，进而能进一步降低消耗电力。
在以上的说明中，设置有输出端子31和输出端子51这两个输出端子作为输出端子，但也可以在SPAD单元32的内部设置切换开关来共用输出端子。
[3]第3实施方式
在上述第1实施方式中，将传感部45的输出直接从输出端子31输出，而本第3实施方式是将从传感部45的输出选择出的输出在光检测器14的输出段进行时间积分、多值化来输出时的实施方式。
图17是第3实施方式的SPAD单元的概要构成图。
第3实施方式的SPAD单元32与图10的第1实施方式的不同之处在于：在选择开关46与输出端子31之间设置积分器61。
在此，对设置积分器61的理由进行说明。
SPAD单元32仅输出是否流过了盖革电流，基本上只能与“1”和“0”这二值相对应。
于是，在本第3实施方式中，在预定的累计期间中，多次将主动淬灭用开关44设为导通状态(闭合状态)来进行主动淬灭工作。主动淬灭SPAD为高速，所以，能进行多次的工作。但是，通过减小SPAD的尺寸的手法也能实现高速化，通过组合这两者，能够期待GHz级的更高速的工作。
另一方面，光检测器14和后段的模拟数字电路(包含于控制计测电路11)由于在所需的处理技术方面存在差异等，所以，希望作为不同的集成电路来实现。在此情况下，输出端子31在芯片间进行数据传送，从而寄生电容等阻抗变大。若要在芯片间如上述那样进行GHz级的高速传送，则由于阻抗的问题，有时会产生无法准确地传送的情况。
设置积分器61的理由是为了进行多次(n次)检测并实际上将SPAD单元32实现为多值(n值)传感器来解决以上的问题。
在此情况下，通过采用积分器61，能在芯片间进行切实的数据传送。
其理由在于：通过进行主动淬灭工作，能够使SPAD单元32进行高速响应工作，但与直接传送高速响应结果相比，通过作为多值的模拟值而以低速发送，能够进行稳定的数据传送。
也就是说，其理由在于：能够容易地进行与在构成光检测器14的芯片的后段通常作为其它芯片形成的控制计测电路11之间的芯片间通信，另外，能在控制计测电路11所具有的A/D转换器中直接进行处理。
另外，作为积分器61，能使用采用了计数器的数字电路和采用了电容的模拟累计。
此外，也能采用低通滤波器。
图18是低通滤波器的应用例的示意说明图。
如图18示意性地所示，低通滤波器输出的峰值(图中为箭头所示)与低通滤波器输入值的相加结果成正比。最简单的低通滤波器是电阻与电容器串联连接而成的。
另外，积分器61包含于输出段，仅对于从传感部45的输出选择出的输出设置即可，所以，仅搭载输出通道的数量即可。
另外，在多像素、尤其是二维传感器中，输出通道数量远比像素数少得多，所以，通过将积分器61设置于选择开关46之后的输出段，能够高面积效率地实现多值化功能。
而且，通过使图4所示的累计器33具有与积分器61同样的功能，也能多个SPAD单元32作为多值传感器来发挥作用。
通过设为这样的构成，仅设置元件单元22的数量的积分器即可，所以，能够以现实的电路规模来实现多值传感器。
如以上说明的那样，根据本第3实施方式，能够不大幅改变以往的光检测器14的构成地构筑为多值传感器。
在此情况下也与第1实施方式同样地，对于不进行经由输出端子31的输出的SPAD单元32来说，能够消除盖革电流，降低或消除从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，所以，能够不给本来的距离计测带来影响地实现消耗电力的降低。
而且，与第1实施方式的变形例同样地，在电阻41与高电位侧电源PH之间设置作为第1开关的直通电流防止开关48，从而能够消除经由电阻41、限流电阻43和主动淬灭用开关44而从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，能进一步降低消耗电力。
[4]第4实施方式
有时SiAPD42接受大光量的光而无法在预定时间内完成SiAPD42的阴极向初始状态的复位。在此情况下，例如在图12的电路中存在以下问题：以预定时间而M3成为断开，到APD42的载流子放出为止要花费很长的时间，在下一计测正时无法进行计测，计测性能劣化。
图19是第4实施方式的SPAD单元的概要构成图。
第4实施方式的SPAD单元32与图5的第1实施方式的不同之处在于：在高电位侧电源PH与限流电阻43之间串联连接限流电阻65和作为第2开关的阴极重置开关66这一点；以及设置有AND电路67这一点，该AND电路67在选择开关46为导通状态(闭合状态)的输出期间中，传感部45检测到SiAPD42接受大光量的光而无法在预定时间内完成SiAPD42的阴极向初始状态的复位的情况下，使阴极重置开关66为导通状态(闭合状态)。
在此情况下，限流电阻65的电阻值R3被设定为比电阻41的电阻值R1小得多(R3＜＜R1)。
接着，对第4实施方式的工作进行说明。
在初始状态下，SiAPD42的阴极为初始状态，阴极重置开关66为断开状态(开路状态)。
在该状态下，SPAD单元32在经由输出端子31而进行输出的情况下，将选择开关46设为导通状态(闭合状态)且将主动淬灭用开关44设为断开状态(开路状态)。
结果，在SiAPD42的阳极-阴极之间施加高电位侧电源PH和低电位侧电源PL所产生的预定的反向偏压，被偏置为SiAPD42的雪崩降伏的降伏电压(例如-30V)。
因此，在光从扫描仪和光学系统部13入射到SiAPD42时，会引起盖革现象而流过源于盖革放电的盖革电流。
由此，传感部45将检测到盖革电流之意的检测信号SEN经由选择开关46和输出端子31而输出。
然后，由于控制信号Cs为“1”，所以，通过传感部45为“1”，以预定时间，主动淬灭用开关44为导通状态，进行淬灭工作，SiAPD42能高速地复位到初始状态。
然后，主动淬灭用开关44在从导通状态经过预定时间时被设为断开状态(开路状态)。
在此情况下，在传感部45检测到SiAPD42接受大光量的光而无法在预定时间内完成SiAPD42的阴极向初始状态的复位的情况下，向AND电路67输出“1”。
此时，由于使选择开关46为导通状态的控制信号Cs也为“1”，所以，AND电路67使阴极重置开关66成为导通状态(闭合状态)。
由此，阴极重置电流IRST经由阴极重置开关66和限流电阻65而从SiAPD42的阴极流向高电位侧电源PH。
结果，SiAPD42的阴极高速地复位到初始状态。
如以上说明的那样，根据本第4实施方式，即使在大光量的光照射到构成元件单元22的SiAPD42的情况下，也能迅速地复位而再度进行计测。此外，图14示出了功能性地实现本实施例的构成，作为电路，也能通过在图12的晶体管M3的栅的输入插入NAND栅，将该再一个输入作为MP等的方法来实现。
在此情况下也与第1实施方式同样地，对于不进行经由输出端子31的输出的SPAD单元32来说，消除盖革电流，使开关44和开关66排他性地成为导通状态(闭合状态)，所以，能够降低或消除从高电位侧电源PH流向低电位侧电源PL的直通电流，所以，能够不给本来的距离计测带来影响地实现消耗电力的降低。
对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子而提出的而并非用来限定发明的范围。这些新的实施方式能以其它各种方式来实施，在不脱离发明的要旨的范围内能够进行各种省略、置换、改变。这些实施方式、其变形也包含在发明的范围、要旨内且包含在权利要求书所记载的发明及其等同的范围内。

Claims (14)

1.一种光检测器，具有多个通道，所述通道具有多个具备雪崩光电二极管的SPAD单元；
所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出；
所述SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。
2.如权利要求1所述的光检测器，
具有与高电位侧电源相连的第1开关；
所述控制部在选择了所述非输出的所述SPAD单元中使所述第1开关成为非导通状态。
3.如权利要求1所述的光检测器，
具有灭弧电阻；
所述雪崩光电二极管与所述灭弧电阻串联连接。
4.如权利要求1所述的光检测器，
具有积分值输出部，以预定时间对选择了非输出的所述SPAD单元的输出进行积分，并在所述非输出的期间中输出积分值或达到所述积分值的上限为止的时间。
5.如权利要求4所述的光检测器，
所述积分值输出部具有：
积分器，以预定时间对所述SPAD单元的输出进行积分并在所述非输出的期间中输出积分值；以及
计时器，对达到所述积分值或所述积分值的上限为止的时间进行计数。
6.如权利要求5所述的光检测器，
所述积分器作为电容、计数器或低通滤波器而构成。
7.如权利要求1所述的光检测器，
具有在所述雪崩光电二极管的阴极与高电位侧电源之间串联连接的限流电阻、以及第2开关；
所述控制部判定在预定的复位期间中所述阴极的电平是否达到了复位状态，在没有达到所述复位状态的情况下使所述第2开关成为导通状态。
8.一种距离测定装置，具有：
向距离测定对象射出测定光的测定光照射部；
接受所述测定光的光检测器；以及
距离测定部，基于所述测定光照射部射出的所述测定光的射出正时和所述光检测器的受光正时来测定距所述距离测定对象的距离；
所述光检测器具有多个通道，所述通道具有多个具备雪崩光电二极管的SPAD单元，所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出，所述SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。
9.如权利要求8所述的距离测定装置，
所述光检测器具有与高电位侧电源相连的第1开关；
所述控制部在选择了所述非输出的所述SPAD单元中使所述第1开关成为非导通状态。
10.如权利要求8所述的距离测定装置，
所述光检测器具有灭弧电阻；
所述雪崩光电二极管与所述灭弧电阻串联连接。
11.如权利要求8所述的距离测定装置，
所述光检测器具有积分值输出部，以预定时间对选择了非输出的所述SPAD单元的输出进行积分，并在所述非输出的期间中输出积分值或达到所述积分值的上限为止的时间。
12.如权利要求11所述的距离测定装置，
所述积分值输出部具有：
积分器，以预定时间对所述SPAD单元的输出进行积分并在所述非输出的期间中输出积分值；以及
计时器，对达到所述积分值或所述积分值的上限为止的时间进行计数。
13.如权利要求12所述的距离测定装置，
所述积分器作为电容、计数器或低通滤波器而构成。
14.如权利要求8所述的距离测定装置，
所述光检测器具有在所述雪崩光电二极管的阴极与高电位侧电源之间串联连接的限流电阻、以及第2开关；
所述控制部判定在预定的复位期间中所述阴极的电平是否达到了复位状态，在没有达到所述复位状态的情况下使所述第2开关成为导通状态。
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Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103148950A (zh) * 2013-03-15 2013-06-12 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种集成门控主动式淬火恢复电路
JP2014077658A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Toyota Central R&D Labs Inc 光学的測距装置
JP2015117970A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 株式会社デンソー レーダ装置
CN105181132A (zh) * 2015-08-10 2015-12-23 湘潭大学 一种用于三维成像芯片的像素电路
US20170131143A1 (en) * 2014-07-02 2017-05-11 Andreas G. Andreou Photodetection circuit and operating method thereof
WO2019087783A1 (ja) * 2017-10-31 2019-05-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置及び撮像システム
CN110213511A (zh) * 2019-05-29 2019-09-06 天津大学 一种基于spad的高速图像传感器像素结构

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008004547A1 (fr) * 2006-07-03 2008-01-10 Hamamatsu Photonics K.K. Ensemble photodiode
EP2469301A1 (en) * 2010-12-23 2012-06-27 André Borowski Methods and devices for generating a representation of a 3D scene at very high speed
US9952323B2 (en) * 2014-04-07 2018-04-24 Samsung Electronics Co., Ltd. High resolution, high frame rate, low power image sensor
JP6523046B2 (ja) 2015-05-29 2019-05-29 シャープ株式会社 光センサ
GB2542811A (en) * 2015-09-30 2017-04-05 Stmicroelectronics (Research & Development) Ltd Sensing apparatus having a light sensitive detector
US20180341009A1 (en) * 2016-06-23 2018-11-29 Apple Inc. Multi-range time of flight sensing
JP6699971B2 (ja) 2016-07-14 2020-05-27 シャープ株式会社 蛍光検査システム
JP6730150B2 (ja) 2016-09-16 2020-07-29 株式会社東芝 光検出器、及び距離測定装置
JP6921508B2 (ja) * 2016-11-29 2021-08-18 キヤノン株式会社 光検出装置および光検出システム
JP6929671B2 (ja) 2017-03-17 2021-09-01 キヤノン株式会社 撮像装置及び撮像システム
JP6867212B2 (ja) 2017-03-31 2021-04-28 株式会社デンソー 光検出器及び測距装置
JP6924085B2 (ja) * 2017-06-27 2021-08-25 キヤノン株式会社 光検出装置及び撮像システム
JP7149784B2 (ja) 2017-12-20 2022-10-07 キヤノン株式会社 固体撮像素子、撮像装置及び撮像方法
JP7366558B2 (ja) * 2019-03-13 2023-10-23 株式会社東芝 センサ及び距離計測装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014077658A (ja) * 2012-10-09 2014-05-01 Toyota Central R&D Labs Inc 光学的測距装置
CN103148950A (zh) * 2013-03-15 2013-06-12 中国电子科技集团公司第四十四研究所 一种集成门控主动式淬火恢复电路
JP2015117970A (ja) * 2013-12-17 2015-06-25 株式会社デンソー レーダ装置
US20170131143A1 (en) * 2014-07-02 2017-05-11 Andreas G. Andreou Photodetection circuit and operating method thereof
CN105181132A (zh) * 2015-08-10 2015-12-23 湘潭大学 一种用于三维成像芯片的像素电路
WO2019087783A1 (ja) * 2017-10-31 2019-05-09 ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 撮像装置及び撮像システム
CN110213511A (zh) * 2019-05-29 2019-09-06 天津大学 一种基于spad的高速图像传感器像素结构

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