[发明专利]光传感器及电子设备

说明书

用于对串扰值适当地进行更新的光传感器(1)具备：光子计数型的第一光接收部(5)，其用于接收对象物反射光(L1)和罩面板反射光(L2)；以及判断电路(6)，其根据基于对象物反射光(L1)及罩面板反射光(L2)中的至少一方的第一光接收脉冲信号(SPAD_SG1)、和基准脉冲信号(TX)，判断第一光接收部(5)有无接收对象物反射光(L1)。

技术领域

本发明涉及一种基于飞行时间测量(TOF)对与对象物之间的距离进行测定的光传感器及电子设备。

背景技术

当前，作为对微弱光高速地进行检测的光接收元件，已知一种使用雪崩光电二极管的飞行时间测量(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放大(雪崩)效果(专利文献1及专利文献2)。

作为雪崩光电二极管，如果施加低于降伏电压(击穿电压)的逆失调电压，则作为直线模式进行动作，以相对于接收光量具有正相关的方式输出电流产生变动。另一方面，作为雪崩光电二极管，如果施加降伏电压以上的逆失调电压，则作为盖革模式进行动作。盖革模式的雪崩光电二极管，由于即使单一光子的入射也会引起雪崩现象，因此获得大的输出电流。因此，盖革模式的雪崩光电二极管被称为单光子雪崩二极管(SPAD：Single PhotonAvalanche Diode)。

通过相对于盖革模式的雪崩光电二极管，串联地增加猝灭电阻，从而可以获得相对于光子入射而同步的脉冲输出。

图16是表示使用了盖革模式的雪崩光电二极管的光接收部的结构例的电路图。光接收部由光电二极管PD15、主动猝灭电阻R15(MOS晶体管的电阻成分)、缓存器BUF15构成。

光电二极管PD15是盖革模式的雪崩光电二极管，在降伏电压以上的失调电压施加时，相对于单一光子的入射而引起雪崩现象，流过电流。通过在与光电二极管PD15串联连接的主动猝灭电阻R15中流过电流，从而主动猝灭电阻R15的端子间电压增加，与其相伴而光电二极管PD15的失调电压下降，雪崩现象停止。如果由雪崩现象引起的电流消失，则主动猝灭电阻R15的端子间电压降低，在光电二极管PD15中再次返回至施加降伏电压以上的失调电压的状态。利用缓存器BUF15，光电二极管PD15与主动猝灭电阻R15间的电压变化，作为相对于光子入射而同步的脉冲输出被取出。

TOF传感器通过基于向对象物射出光的时刻、和接收到该射出的光由对象物反射的反射光的时刻之间的时间差来计算距离，从而对TOF传感器与对象物之间的距离进行测定。

在专利文献1中公开了一种距离测定方法，其将从发光元件射出而由对象物反射的反射光、和来自于发光元件的直射光，分别输入至不同的两个Delay Locked Loop电路(DLL电路)，将2个DLL输出脉冲间的相位延迟量变换为数字值。

在专利文献2中，公开了通过求出来自于SPAD的输出脉冲频率的直方图的极大值从而进行距离测定的方法。

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:专利第6020547号说明书(2016年10月14日登记)

发明内容

本发明所要解决的技术问题

TOF传感器在搭载于电子设备中时，大多情况下在光传感器受发光面的前面附近具备罩面板，其使从发光元件发光的光的一部分透过，对其它一部分进行反射。