[發(fā)明專利]讀取電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610955356.X
• 申請日: 2016-10-27
• 公開（公告）號: CN106921387B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 中村重幸;太田剛;平柳通人;鈴木裕樹;足立俊介
• 申請（專利權(quán)）人: 浜松光子學(xué)株式會(huì)社
• 主分類號: H03K23/78
• 分類號: H03K23/78
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 楊琦

本發(fā)明涉及一種讀取電路，是讀取來自將在分別包含雪崩光電二極管的多個(gè)像素中產(chǎn)生的電流一并輸出的光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電流的電路，包括：接收上述輸出電流，輸出與上述輸出電流成比例的大小的第1和第2電流的電流鏡像電路；基于上述第1電流，進(jìn)行入射至上述光電轉(zhuǎn)換元件的光子的計(jì)數(shù)的光子計(jì)數(shù)電路；對上述第2電流進(jìn)行積分而生成電壓信號的積分電路；和基于從上述光子計(jì)數(shù)電路輸出的計(jì)數(shù)結(jié)果和從上述積分電路輸出的上述電壓信號的大小，判斷入射至上述光電轉(zhuǎn)換元件的光的大小的信號處理部。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明的一個(gè)方面涉及一種讀取來自光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電流的電路。

背景技術(shù)

在日本特開平3-181825號公報(bào)中記載有涉及光子計(jì)數(shù)測光裝置的技術(shù)。該裝置包括光子計(jì)數(shù)(photon counting)電路、直流成分測定電路和測光值輸出電路。光子計(jì)數(shù)電路輸出從光電倍增管輸出的脈沖信號中的規(guī)定波高值以上的脈沖信號。直流成分測定電路檢測與從光電倍增管輸出的脈沖信號的光量相應(yīng)的直流電平，輸出與該直流電平相應(yīng)的脈沖間隔的脈沖信號。測光值輸出電路對從光子計(jì)數(shù)電路和直流成分測定電路的一方或者雙方輸出的脈沖信號進(jìn)行計(jì)數(shù)而輸出測光值。

在日本實(shí)用新型注冊第2567908號公報(bào)中記載有涉及光量傳感器的技術(shù)。該光量傳感器包括多個(gè)受光元件、對來自這些的受光元件的輸出信號進(jìn)行處理的光子計(jì)數(shù)電路和模擬測光電路、以及信號運(yùn)算電路。信號運(yùn)算電路包括：對光子計(jì)數(shù)電路和模擬測光電路的各輸出分別進(jìn)行修正的2個(gè)修正電路；對該2個(gè)修正電路的輸出分別乘以加權(quán)的2個(gè)加權(quán)運(yùn)算電路；和對該2個(gè)加權(quán)運(yùn)算電路的輸出進(jìn)行相加的相加電路。

發(fā)明內(nèi)容

作為用于檢測微弱的光的光電轉(zhuǎn)換元件，近年來，已知有包含雪崩光電二極管(以下，APD)的像素二維狀地配置而成的光電轉(zhuǎn)換元件。在這樣的光電轉(zhuǎn)換元件中，對各像素供給共同的偏壓，并且將來自各像素的輸出電流一并收集并進(jìn)行光子計(jì)數(shù)，由此能夠精度良好地測定向光電轉(zhuǎn)換元件的微弱的入射光量。作為這樣的光電轉(zhuǎn)換器件，例如有浜松光子學(xué)株式會(huì)社制MPPC(注冊商標(biāo))。

但是，隨著這樣的光電轉(zhuǎn)換元件的應(yīng)用范圍的擴(kuò)大，對于讀取來自光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電流的電路而言，期望能夠?qū)?yīng)于從微弱光量至比較大的光量為止寬度寬的光量范圍。本發(fā)明的一個(gè)方面是鑒于這樣的技術(shù)問題而完成的發(fā)明，其目的在于，提供一種能夠?qū)?yīng)于寬度寬的光量范圍的讀取電路。

為了解決上述的技術(shù)問題，本發(fā)明的一個(gè)方面的讀取電路，是讀取來自將在分別包含雪崩光電二極管的多個(gè)像素中產(chǎn)生的電流一并輸出的光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電流的電路，包括：接收輸出電流，并輸出與輸出電流成比例的大小的第1和第2電流的電流鏡像(current mirror)電路；基于第1電流，進(jìn)行入射至光電轉(zhuǎn)換元件的光子的計(jì)數(shù)的光子計(jì)數(shù)電路；對第2電流進(jìn)行積分而生成電壓信號的積分電路；和基于從光子計(jì)數(shù)電路輸出的計(jì)數(shù)結(jié)果和從積分電路輸出的電壓信號的大小，判斷入射至光電轉(zhuǎn)換元件的光的大小的信號處理部。

根據(jù)該讀取電路，具備電流鏡像電路，由此能夠彼此不影響地獲得向光子計(jì)數(shù)電路提供的第1電流和向積分電路提供的第2電流。再有，能夠自由地決定第2電流相對于輸出電流的比率，所以，能夠增大積分電路飽和的光量，并且能夠充分地?cái)U(kuò)大光量范圍。

另外，上述的讀取電路中，也可以是電流鏡像電路輸出與輸出電流成比例的大小的N個(gè)(N為3以上的整數(shù))電流，光子計(jì)數(shù)電路將N個(gè)電流中的一個(gè)電流作為第1電流來輸入，積分電路將N個(gè)電流中與輸入至光子計(jì)數(shù)電路的電流不同的一個(gè)電流作為第2電流來輸入。由此，能夠容易地變更相對于來自光電轉(zhuǎn)換元件的輸出電流的、向光子計(jì)數(shù)電路的輸入電流的比率、和向積分電路的輸入電流的比率。因此，能夠根據(jù)與讀取電路連接的光電轉(zhuǎn)換元件的特性或用途等而容易地選擇適當(dāng)?shù)谋嚷省?/p>

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，能夠提供能夠?qū)?yīng)于寬度寬的光量范圍的讀取電路。

附圖說明

圖1是一個(gè)實(shí)施方式所涉及的光電轉(zhuǎn)換元件的平面圖。