[发明专利]具有调制灵敏度的SPAD检测器

权利要求书

1.一种用于操作单光子雪崩二极管SPAD检测器的方法，所述SPAD检测器包括像素阵列，所述像素阵列包括参考像素的参考子阵列和成像像素的成像子阵列，所述方法包括：

检测开始时间以使用所述参考子阵列中的参考像素中的参考SPAD来启用所述成像子阵列中的成像像素中的成像SPAD的操作；

响应于检测到所述开始时间，启用所述成像SPAD的所述操作，使得所述成像SPAD能够操作为检测光子；

针对每个所检测的光子确定相应的飞行时间；以及

基于每个所检测的光子的飞行时间构造不均匀直方图，其中所述不均匀直方图包括：

第一分箱，所述第一分箱具有第一宽度，其中所述第一分箱表示具有在第一飞行时间范围期间检测到的飞行时间的光子的第一计数；和

第二分箱，所述第二分箱具有不同于第一宽度的第二宽度，其中所述第二分箱表示具有在不同于所述第一飞行时间范围的第二飞行时间范围期间检测到的飞行时间的光子的第二计数。

2.根据权利要求1所述的方法，还包括在构造所述不均匀直方图之后禁用所述成像SPAD的所述操作。

3.根据权利要求1所述的方法，其中：

从相比第二目标更靠近所述SPAD检测器的第一目标反射的检测到的第一光子的第一飞行时间使所述第一分箱中的所述第一计数递增；以及

从所述第二目标反射的检测到的第二光子的第二飞行时间使所述第二分箱中的所述第二计数递增。

4.一种单光子雪崩二极管SPAD检测器，所述SPAD检测器包括：

像素阵列，所述像素阵列包括多条像素线，每个像素包括SPAD；

时间到数字转换器TDC阵列电路，所述TDC阵列电路可操作地连接到所述像素阵列，所述TDC阵列电路包括TDC电路的阵列，所述TDC电路的子集可操作地连接到每个相应的像素线；和

存储器，所述存储器可操作地连接到所述TDC阵列电路，所述存储器被配置为存储不均匀直方图，所述不均匀直方图包括：

具有第一宽度的第一分箱，所述第一分箱表示具有在第一飞行时间范围期间检测到的飞行时间的光子的第一计数；以及

具有不同于第一宽度的第二宽度的第二分箱，其中所述第二分箱表示具有在不同于所述第一飞行时间范围的第二飞行时间范围期间检测到的飞行时间的光子的第二计数。

5.根据权利要求4所述的SPAD检测器，还包括可操作地连接到所述TDC阵列电路的控制器，所述控制器被配置为为所述TDC阵列电路生成时钟信号。

6.根据权利要求4所述的SPAD检测器，其中：

所述SPAD检测器被包括在线扫描系统中；

所述像素阵列中的多条像素线被布置成行和列；

分区段扫描所述像素阵列中的所述像素，每个区段包括所述像素阵列中的所述列的子集；以及

所述TDC电路的每个子集中的若干TDC电路对应于每个区段中的每一行中的被扫描像素的子集。

7.根据权利要求6所述的SPAD检测器，其中：

所述像素阵列包括：

参考子阵列，所述参考子阵列包括参考像素；和

成像子阵列，所述成像子阵列包括成像像素；以及

所述SPAD检测器还包括可操作地连接到所述TDC阵列电路的控制器，所述控制器被配置为：

产生第一组时钟信号，所述第一组时钟信号包括具有第一相位的第一时钟信号和具有不同的第二相位的第二时钟信号；以及

产生第二组时钟信号，所述第二组时钟信号包括具有第三相位的第三时钟信号和具有不同的第四相位的第四时钟信号；

所述第一组时钟信号由连接到所述参考像素的所述TDC电路接收；并且

所述第二组时钟信号由连接到所述成像像素的所述TDC电路接收。

8.根据权利要求6所述的SPAD检测器，其中所述存储器被配置为存储多个不均匀直方图，并且每个不均匀直方图与每个区段的每一行中的每个被扫描像素相关联。