[发明专利]光传感器及电子设备

说明书

本发明的光传感器即使在光传感器的前方存在侦测对象物的情况下，也更新串扰值。光传感器(1)包括：时间差提取电路(7)，基于来自第一受光部(5)的第一受光脉冲信号、基准周期及来自第二受光部(6)的第二受光脉冲信号，提取基于与对象物(19)之间的距离的时间差；以及判定电路(8)，基于由时间差提取电路所提取的时间差与基准周期，判定可否算出串扰值。

技术领域

本发明涉及一种基于飞行时间测量(TOF)来测量与对象物之间的距离的光传感器及电子设备。

背景技术

以往，已知有使用雪崩光电二极管作为高速地检测微弱光的受光元件的飞行时间测量(TOF、Time-Of-Flight)技术，该雪崩光电二极管利用了光电二极管的雪崩倍增(avalanche)效应(专利文献1及专利文献2)。

雪崩光电二极管在被施加了不足击穿电压(breakdown voltage)的反向偏压后，以线性模式进行动作，输出电流以相对于受光量具有正相关的方式发生变动。另一方面，雪崩光电二极管在被施加了击穿电压以上的反向偏压后，以盖革模式进行动作。对于盖革模式的雪崩光电二极管来说，即使单一光子射入，也会引起雪崩现象，所以可获得大输出电流。因此，盖革模式的雪崩光电二极管也被称为单光子雪崩二极管(SPAD：Single PhotonAvalanche Diode)。

通过对盖革模式的雪崩光电二极管串联地添加淬灭电阻，能够获得与光子入射同步的脉冲输出。

图14是表示使用了盖革模式的雪崩光电二极管的受光部的结构例的电路图。受光部由光电二极管PD11、有源淬灭电阻R11(MOS晶体管的电阻成分)、缓冲器BUF11构成。

光电二极管PD11是盖革模式的雪崩光电二极管，在施加了击穿电压以上的偏压的情况下，会因单一光子的入射而引起雪崩现象，电流流动。电流流动至串联连接于光电二极管PD11的有源淬灭电阻R11，由此，有源淬灭电阻R11的端子间电压增加，光电二极管PD11的偏压随之下降，雪崩现象停止。由雪崩现象引起的电流消失后，有源淬灭电阻R11的端子间电压下降，恢复至再次对光电二极管PD11施加击穿电压以上的偏压的状态。通过缓冲器BUF11，取出光电二极管PD11与有源淬灭电阻R11之间的电压变化作为与光子入射同步的脉冲输出。

TOF传感器基于光射出至对象物的时刻、与接收该射出的光被对象物反射的反射光的时刻之间的时间差来算出距离，由此，测量TOF传感器与对象物之间的距离。

专利文献1中公开了如下距离测量方法，该距离测量方法是将从发光元件射出且被对象物反射的反射光与来自发光元件的直射光分别输入至不同的两个延迟锁相环(Delay Locked Loop)电路(DLL电路)，将两个DLL输出脉冲之间的相位延迟量转换为数字值。

专利文献2中公开了如下方法，该方法是通过求出来自SPAD的输出脉冲频率的直方图的极大值来测量距离。

现有技术文献

专利文献

[专利文献1]美国专利公开第2014/0231631号(2014年8月21日公开)

[专利文献2]日本专利第6020547号说明书(2016年10月14日注册)

发明内容

本发明所要解决的技术问题

在多数情况下，TOF传感器在搭载于电子设备时，在光传感器的光收发面的前表面附近包括盖板，该盖板使从发光元件发出的光的一部分透过，并对其他部分进行反射。