[發(fā)明專利]一種像素陣列、接收模塊以及探測系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010598675.6
• 申請日: 2020-06-28
• 公開（公告）號: CN111694007A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 雷述宇
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/10
• 分類號: G01S17/10;G01S17/894;G01S7/4865;G01S7/486
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• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┝艘环N像素陣列，包含以矩陣形式布置的多個(gè)SPAD像素單元；像素驅(qū)動單元，可用于控制所述陣列中的至少部分SPAD單元為工作單元；在所述的像素陣列中，l*k個(gè)像素單元組成一個(gè)像素組，其中l(wèi)和k均為大于等于1的整數(shù)，所述之一像素組中的至少之一像素在第一時(shí)間段電性連接所述像素驅(qū)動單元使所述至少之一像素為工作像素單元，通過構(gòu)建像素組將像素陣列進(jìn)行模塊化組別化設(shè)計(jì)，進(jìn)一步像素組內(nèi)部分單元為工作像素的設(shè)計(jì)保證了整個(gè)陣列獲得的數(shù)據(jù)量小易于實(shí)現(xiàn)的效果，同時(shí)通過時(shí)分化設(shè)計(jì)也能夠?qū)崿F(xiàn)對于視場內(nèi)被探測物具有多目標(biāo)和/或復(fù)雜輪廓的場景時(shí)，探測結(jié)果可以高效快速準(zhǔn)確獲得。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請涉及探測技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種像素陣列、接收模塊以及探測系統(tǒng)。

背景技術(shù)

近年來，隨著半導(dǎo)體技術(shù)的進(jìn)步，用于測量到物體的距離的測距模塊的小型化已經(jīng)取得了進(jìn)展。因此，例如，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了在諸如所謂的智能電話等移動終端中安裝測距模塊，所述智能電話是具有通信功能的小型信息處理裝置隨著科技的進(jìn)步，在距離或者深度信息探測過程中，經(jīng)常使用的方法為飛行時(shí)間測距法(Time of flight，TOF)，其原理是通過給目標(biāo)物連續(xù)發(fā)送光脈沖，然后用傳感器接收從物體返回的光，通過探測光脈沖的飛行(往返)時(shí)間來得到目標(biāo)物距離，在TOF技術(shù)中直接對光飛行時(shí)間進(jìn)行測量的技術(shù)被稱為DTOF(direct-TOF)；對發(fā)射光信號進(jìn)行周期性調(diào)制，通過對反射光信號相對于發(fā)射光信號的相位延遲進(jìn)行測量，再由相位延遲對飛行時(shí)間進(jìn)行計(jì)算的測量技術(shù)被成為ITOF(Indirect-TOF)技術(shù)。按照調(diào)制解調(diào)類型方式的不同可以分為連續(xù)波(Continuous Wave，CW)調(diào)制解調(diào)方式和脈沖調(diào)制(Pulse Modulated，PM)調(diào)制解調(diào)方式，直接飛行時(shí)間探測(Direct Time of flight，DTOF)作為TOF的一種，DTOF技術(shù)通過計(jì)算光脈沖的發(fā)射和接收時(shí)間，直接獲得目標(biāo)距離，具有原理簡單，信噪比好、靈敏度高、精確度高等優(yōu)點(diǎn)，受到了越來越廣泛的關(guān)注。

然而在實(shí)際的應(yīng)用中，測距距離和測距的精度依賴于光源特性，例如對于光源集中能量發(fā)射，將能量集中在更小的視場角上可以實(shí)現(xiàn)更高的能量集中，同時(shí)對于DTOF測距中如果將陣列中每個(gè)單元的探測數(shù)據(jù)輸出，會要求系統(tǒng)具有特別大的存儲設(shè)計(jì)，處理大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算也將非常龐大，這樣在芯片小型化還需要保證足夠的感光面積，這些問題持續(xù)困擾著DTOF探測系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。

因此，設(shè)計(jì)出一種能夠可靠高效測距并且輸出數(shù)據(jù)量小，后續(xù)處理簡便同時(shí)保證足夠的感光面積的像素陣列、接收模塊以及探測系統(tǒng)是亟待解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種像素陣列、接收模塊以及探測系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的各類問題。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

第一方面，本申請實(shí)施例提供了一種像素陣列，包含以矩陣形式布置的多個(gè)SPAD像素單元；

像素驅(qū)動單元，可用于控制所述陣列中的至少部分SPAD單元為工作單元；

在所述的像素陣列中，l*k個(gè)像素單元組成一個(gè)像素組，其中l(wèi)和k均為大于等于1的整數(shù)，所述之一像素組中的至少之一像素在第一時(shí)間段電性連接所述像素驅(qū)動單元使所述至少之一像素為工作像素單元。

可選地，所述之一像素組中不同于所述至少之一像素的至少另一像素在第二時(shí)間段電性連接所述像素驅(qū)動單元使所述至少另一像素為工作像素單元，同時(shí)所述至少之一像素單元轉(zhuǎn)為非工作單元。

可選地，所述像素組的所有像素單元中至少部分連接相同的輸出線。

第二方面，本申請實(shí)施例提供了一種包含第一方面像素陣列的探測器接收模塊，所述探測器接收模塊包含以矩陣形式布置的多個(gè)SPAD像素單元，

像素驅(qū)動單元，可用于控制所述陣列中的至少部分SPAD單元為工作單元；