[發明專利]光偵測裝置以及電流再利用方法

在審

• 申請號: 202010560683.1
• 申請日: 2020-06-18
• 公開（公告）號: CN112114319A
• 公開（公告）日: 2020-12-22
• 發明（設計）人: 梁哲夫
• 申請（專利權）人: 美商光程研創股份有限公司
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;H02M3/155
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 侯奇慧

本發明公開了一種光偵測裝置以及一種電流再利用方法，其中，該光偵測裝置包含一第一光偵測器、一第二光偵測器、一第一調變信號產生電路以及一第二調變信號產生電路。該第一光偵測器用來依據一第一調變信號產生至少一第一偵測信號，而該第二光偵測器用來依據一第二調變信號產生一第二偵測信號。該第一調變信號產生電路耦接至該第一光偵測器并且操作于一第一電壓以及一第二電壓之間，且用來產生該第一調變信號。該第二調變信號產生電路耦接至該第二光偵測器并且操作于該第二電壓與一第三電壓之間，且用來產生該第二調變信號。該第二電壓的值介于該第一電壓與該第三電壓之間。

技術領域

本發明關于飛時測距(time of flight,ToF)應用，尤指一種具備電流再利用機制的光偵測裝置(apparatus)以及電流再利用方法。

背景技術

在一飛時測距傳感器中，光偵測器為基本的元件(device)，并且可集體形成一像素陣列以偵測反射光的抵達時間，以判斷該飛時測距傳感器與一目標物體之間的距離。通常在這個像素陣列中的全部的光偵測器是直接地耦接至一低壓降(low-dropout,LDO)穩壓器產生的一低壓降電壓，其中在這個低壓降穩壓器下的功耗是基于其輸出電壓及負載來決定。在這個概念下，當該飛時測距傳感器需要高分辨率的像素陣列時，在這個低壓降穩壓器下會需要加入更多的光偵測器，而持續增加整體的功耗。

一種降低功耗的方式是直接的最小化該低壓降穩壓器的輸出電壓，然而，這個方式會犧牲光偵測器的解調對比(demodulation contrast,Cd)。另外，通過單純降低直流對直流(direct current to direct current,DC-DC)電壓來調整功耗無法解決電流突波(current spike)的問題，例如最大電流突波仍然很高。

有鑒于此，需要一種新穎的解決方案來降低整體功耗并且降低光傳感器的電流突波。

發明內容

本發明的一目的在于降低整體功耗并且降低光傳感器的電流突波，而本發明提供了下列實施例以達到此目的。

本發明一實施例提供一種光偵測裝置，其包含一第一光偵測器、一第二光偵測器、一第一調變信號產生電路以及一第二調變信號產生電路。該第一光偵測器屬于一第一列(column)，而該第一光偵測器用來依據一第一調變信號產生至少一第一偵測信號。該第二光偵測器耦接至該第一光偵測器并且屬于一第二列，而該第二偵測器用來依據一第二調變信號產生一第二偵測信號。該第一調變信號產生電路耦接至該第一光偵測器且操作于一第一電壓與一第二電壓之間，而該第一調變信號產生電路用來產生該第一調變信號。該第二調變信號產生電路耦接至該第二光偵測器且操作于該第二電壓與一第三電壓之間，而該第二調變信號產生電路用來產生該第二調變信號。另外，該第二電壓的值介于該第一電壓與該第三電壓之間，且該第一光偵測器的輸出電流被該第二光偵測器再利用。

本發明一實施例提供一種電流再利用方法，其包含下列步驟：利用一第一光偵測器的多個第一輸入端子來接收多個第一調變信號，并且利用該第一光偵測器的多個第一輸出端子來輸出多個第一偵測信號；利用一第二光偵測器的多個第二輸入端子來接收多個第二調變信號，并且利用該第二光偵測器的多個第二輸出端子來輸出多個第二偵測信號；利用一第一調變信號產生電路來產生該多個第一調變信號；利用一第二調變信號產生電路來產生該多個第二調變信號；以及產生一電流流過該第一調變信號產生電路、該多個第一輸入端子、該第二調變信號產生電路以及該多個第二輸入端子。

本發明的一優勢在于電流再利用系統不僅能加倍整體運作效率，亦能有效地消除電流突波問題。此外，本發明所提供的方法以及架構不會大幅增加成本，而能夠以經濟的方式達到目標。

附圖說明

圖1A為一光偵測裝置100的示意圖。

圖1B針對圖1A所示的光偵測裝置展示一電流路徑。

圖2為一包含讀出電路以及電流緩沖晶體管的光偵測器的一剖面圖。