[發(fā)明專利]一種探測器像素驅動電路和驅動方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011044833.X
• 申請日: 2020-09-28
• 公開（公告）號: CN114325750A
• 公開（公告）日: 2022-04-12
• 發(fā)明（設計）人: 雷述宇
• 申請（專利權）人: 寧波飛芯電子科技有限公司
• 主分類號: G01S17/894
• 分類號: G01S17/894;G01S17/10;G01S7/4861;G01S7/486
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本申請?zhí)峁┝艘环N探測器像素驅動電路，包含SPAD探測單元，所述探測單元第一端與GND連接，第二端通過第一驅動晶體管連接至第一驅動電壓；所述第二端還包含能產(chǎn)生第二電壓的淬滅模塊，所述第二電壓小于所述第一電壓；還包含被第三電壓驅動的獲取所述SPAD被激發(fā)信息的輸出部。使用本發(fā)明的驅動電路能夠在SPAD單元被光子事件激發(fā)時快速恢復探測能力，并且進一步通過信號輸出部的作用，使得整個由該像素與驅動電路組成的陣列型驅動電路可以實現(xiàn)被精確選擇工作像素，從而實現(xiàn)精確的探測，另外可以在單元為非工作像素時保證準確地切斷降低能耗并且能隔絕電路干擾。

技術領域

本申請涉及探測技術領域，特別涉及一種探測器像素驅動電路和驅動方法。

背景技術

近年來，隨著半導體技術的進步，用于測量到物體的距離的測距模塊的小型化已經(jīng)取得了進展。因此，例如，已經(jīng)實現(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間測距法(Time of flight，TOF)，其原理是通過給目標物連續(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)時間來得到目標物距離，在TOF技術中直接對光飛行時間進行測量的技術被稱為DTOF(direct-TOF)；對發(fā)射光信號進行周期性調(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行測量，再由相位延遲對飛行時間進行計算的測量技術被成為ITOF(Indirect-TOF)技術。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，直接飛行時間探測(Direct Time of flight，DTOF)作為TOF的一種，DTOF技術通過計算光脈沖的發(fā)射和接收時間，直接獲得目標距離，具有原理簡單，信噪比好、靈敏度高、精確度高等優(yōu)點，受到了越來越廣泛的關注。

然而在實際的應用中，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現(xiàn)更高的能量集中，同時對于DTOF測距中如果將陣列中每個單元的探測數(shù)據(jù)輸出，會要求系統(tǒng)具有特別大的存儲設計，處理大量數(shù)據(jù)的運算也將非常龐大，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)的實現(xiàn)。

另外在DTOF中使用部分發(fā)射區(qū)工作方式進行探測，為了降低能耗和存儲計算量，同時需要保證探測結果的準確性，必須使得工作的像素單元為對應于光源發(fā)射區(qū)域的最佳組合，這樣才能保證結果的準確性，然而像素單元中部分單元為工作單元，部分為非工作單元需要驅動電路保證驅動準確性，這樣才能保證工作單元最優(yōu)化地對應于光源輸出的發(fā)射光，同時在電路設計中還需要保證電路工作的高效性不能夠受到內(nèi)部電路干擾信號影響，同時配合多個像素單元需要共用TDC這樣的技術需求，也不能在多個單元工作時產(chǎn)生沖突，因此需要設計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，工作單元與非工作單元之間不影響，能夠快速恢復至工作狀態(tài)，且高效準確地完成探測的驅動電路與驅動方法是亟待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

本申請的目的在于，針對上述現(xiàn)有技術中的不足，提供一種探測器像素驅動電路和驅動方法，以解決現(xiàn)有技術存在的各類問題。

為實現(xiàn)上述目的，本申請實施例采用的技術方案如下：

第一方面，本申請實施例提供了一種探測器像素驅動電路，包含SPAD探測單元，所述探測單元第一端與GND連接，第二端通過第一驅動晶體管連接至第一驅動電壓；所述第二端還包含能產(chǎn)生第二電壓的淬滅模塊，所述第二電壓小于所述第一電壓；還包含被第三電壓驅動的獲取所述SPAD被激發(fā)信息的輸出部。

可選地，所述探測單元具有激發(fā)閾值電壓，所述第一電壓大于所述激發(fā)閾值電壓，所述第二電壓小于所述閾值電壓。

可選地，所述第三電壓小于所述第二電壓。