[发明专利]光检测装置以及电子设备

说明书

光检测装置(1)包括SPAD偏压控制块(20)，所述SPAD偏压控制块(20)利用脉冲信号的脉冲数来调整反向偏置电压，所述脉冲信号由第一光(4)的入射而从SPAD阵列(8)输出。

技术领域

本发明涉及一种利用了雪崩效应的光检测装置以及电子设备。

背景技术

近年来，智能手机等便携式信息终端正得到广泛普及。而且，因相机、接近传感器、方位传感器、加速度传感器、角速度传感器及照度传感器等的小型化，各种传感器被搭载在各种各样的便携式信息终端上。关于智能手机中内置的相机的自动对焦(AF：AudioFrequency)，以前一般使用的是利用图像的对比度进行相机的自动对焦的方法。然而，利用了图像的对比度的AF具有如下弱点，即，当在暗处等拍摄对象物的对比度低时，AF速度急速下降而透镜的聚焦缓慢。需要一种即便在暗处也能够进行高速的AF的小型高速的测距传感器，近年来，TOF(TOF：Time Of Flight：飞行时间)方式的AF用测距传感器已开始搭载在便携式信息终端上。

而且，无人机等机器人中也需要小型轻便的测距传感器。与使用了三角测量方式的PSD光接收元件的测距传感器相比，有利于小型化的TOF方式的测距传感器是有用的。

以前，已知以盖革模式工作的雪崩光电二极管能够检测单个光子。图7是表示现有的雪崩光电二极管中的盖革模式的工作状态的曲线图。如图7所示，通过以大于击穿电压V_BD的电压反向偏置雪崩光电二极管来实现该单个光子的检测(图7的点A)。雪崩光电二极管在光子到达并发生雪崩放大时成为准稳定状态(图7的点B)。该雪崩放大因连接于雪崩光电二极管的淬灭电阻而消失(图7的点C)，此时，反向偏置电压变得小于击穿电压V_BD。然后，随着反向偏置电压进一步增大，雪崩光电二极管在盖革模式下成为待机状态并保持待机状态(图7的点A)直到下一个光子入射为止。另外，图7中，电压VHV_v是用于施加反向偏置电压的电源的电压值，Vex是过电压(击穿电压V_BD与电压值VHV_v之差)。

为了在盖革模式下使用SPAD(SPAD：Single Photon Avalanche Diode：单光子雪崩二极管)，有关于SPAD的偏置电压施加方法的以下技术。SPAD也称作单光子雪崩光电二极管。

专利文献1中公开的光电二极管阵列模块具有在盖革模式下工作的多个雪崩光电二极管、高电压产生部及电流检测部。高电压产生部生成施加到光电二极管阵列的直流电压。电流检测部对流经光电二极管阵列的电流进行检测，生成电流监测信号。控制部对高电压产生部进行控制以使所生成的直流电压发生变化。而且，控制部基于由电流检测部生成的电流监测信号，求出流经光电二极管阵列的电流的变化相对于施加到光电二极管阵列的直流电压的变化的反曲点。此外，控制部基于该反曲点处的直流电压来决定推荐工作电压。

由此，能够提供一种光电二极管阵列模块，其能够容易且精度优良地决定施加到光电二极管阵列的反向偏置电压的推荐工作电压。

而且，专利文献2中公开的光子检测元件具有：一个以上的雪崩光电二极管，连接于雪崩光电二极管的阴极与外部的电源之间的非线性电路。非线性电路中，第二温度系数与第一温度系数大致相同，所述第一温度系数表示雪崩光电二极管的击穿电压相对于温度变化的变动，所述第二温度系数表示以阴极的电位成为设定电位的方式在恒定电流下驱动时设定电位相对于温度变化的变动。

由此，能够容易地补偿雪崩光电二极管的倍增系数的温度特性。

现有技术文献

专利文件

专利文献1：日本公开专利公报“日本专利特开2013-16638号公报(2013年1月24日公开)”

专利文献2：日本公开专利公报“日本专利特开2016-61729号公报(2016年4月25日公开)”

发明内容

本发明所要解决的技术问题