[發明專利]光接收裝置、測距裝置和光接收電路

在審

• 申請號: 202080069113.0
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN114502977A
• 公開（公告）日: 2022-05-13
• 發明（設計）人: 馬原久美子;小澤治;松川朋広;篠塚康大
• 申請（專利權）人: 索尼半導體解決方案公司
• 主分類號: G01S7/4861
• 分類號: G01S7/4861;G01S17/894;G01S17/10
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛

[問題]提供一種光接收裝置、光接收電路和測距裝置，其能夠以高精度檢測光子，而不管環境中的照度如何。[解決方案]根據本公開的光接收裝置包括：第一光接收電路，被配置為使得可以切換光接收元件的再充電方法；以及控制電路，被配置為基于由第一光接收電路作為與光子作用的結果而輸出的信號來控制第一光接收電路的再充電方法。

技術領域

本公開涉及光接收裝置、測距裝置和光接收電路。

背景技術

在諸如車載和移動的多個領域中，用于基于來自發光元件的照射光被對象反射并返回光接收元件的飛行時間(TOF)測量到對象的距離的技術的應用正在進步。雪崩光電二極管(APD)是已知的光接收元件。在蓋革模式APD(Geiger-mode APD)中，在兩個端子之間施加大于或等于擊穿電壓的電壓，并且隨著單光子的入射而發生雪崩現象。單光子通過雪崩現象引起倍增的APD被稱為單光子雪崩二極管(SPAD)。

在SPAD中，可以通過將兩個端子之間的電壓降低到擊穿電壓來停止雪崩現象。通過降低端子之間的電壓來停止雪崩現象被稱為淬滅(quenching)。當使SPAD的兩個端子之間的電壓再充電到大于或等于擊穿電壓的偏置電壓時，則可以再次檢測光子。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利公開號2010-091377

專利文獻2：日本專利公開號2014-081254

專利文獻2：日本專利公開號2018-179732

發明內容

本發明要解決的技術問題

根據TOF的測量距離需要支持用于寬亮度范圍的動態范圍的裝置。然而，在具有高照度的環境中，存在SPAD再充電可能停止的情況，或者SPAD需要較長時間進行再充電的情況。因此，不能進行光子檢測的死區時間(dead time)變長。希望縮短死區時間以便以高精度執行距離測量。

因此，本公開提供了一種光接收裝置、光接收電路和測距裝置，其可以以高精度檢測光子，而不管環境中的照度如何。

問題的解決方案

根據本公開的一個方面的光接收裝置可以包括：第一光接收電路，被配置為使得可以切換用于光接收元件的再充電方法；以及控制電路，被配置為基于第一光接收電路通過與光子的反應而輸出的信號來控制用于第一光接收電路的再充電方法。

再充電方法可以包括被動再充電、主動再充電、以及被動再充電和主動再充電的組合中的至少一者。

再充電方法可以包括用于被動再充電操作時的再充電電流、以及在主動再充電操作時生成復位脈沖的時間延遲中的至少一者。

可以提供多個第一光接收電路，并且控制電路被配置為基于從多個第一光接收電路輸出的信號來控制用于至少一個第一光接收電路的再充電方法。

還可以提供測量電路，測量電路被配置為對多個第一光接收電路中的反應數量進行計數，并且控制電路被配置為基于反應數量控制用于至少一個第一光接收電路的再充電方法。

還可以提供錯誤檢測器，錯誤檢測器被配置為基于第一光接收電路輸出的信號的波形來執行錯誤確定，并且控制電路被配置為基于多個第一光接收電路輸出的信號的錯誤確定的數量來控制用于至少一個第一光接收電路的再充電方法。

錯誤檢測器可以被配置為對脈沖寬度超過第一閾值的信號和脈沖之間的間隔小于第二閾值的信號中的至少一者執行錯誤確定。

還可以提供糾錯電路，糾錯電路被配置為基于第一光接收電路輸出的信號的波形來執行錯誤確定，并糾正對其執行了錯誤確定的信號的波形。