[发明专利]光检测装置

说明书

光检测装置(1)具备由化合物半导体构成的雪崩光电二极管阵列基板(10)。电路基板(50)具有多个时间测量电路(40)及时钟驱动器(35)。各时间测量电路(40)具有延迟线部，根据延迟线(47)的动作结果，取得表示自对应的雪崩光电二极管(20)输入脉冲信号的时机的时间信息。延迟线部对应于脉冲信号输入到该时间测量电路(40)而开始延迟线(47)的动作，对应于来自时钟驱动器(35)的时钟信号输入到该时间测量电路(40)而停止延迟线(47)的动作，通过延迟线(47)的动作检测较时钟信号的周期短的时间间隔。

技术领域

本发明涉及一种光检测装置。

背景技术

已知有一种二维排列有多个雪崩光电二极管的光检测装置(例如非专利文献1)。多个雪崩光电二极管以盖革模式进行动作。使用多个时间测量电路检测多个雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生。多个时间测量电路根据自时钟驱动器供给的时钟信号动作。该光检测装置中，对应于多个雪崩光电二极管，二维排列有多个时间测量电路。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：Brian F.Aull et al.“Geiger-Mode Avalanche Photodiodes forThree-Dimensional Imaging”LINCOLN LABORATORY JOURNAL VOLUME 13,NUMBER 2,2002

发明内容

发明所要解决的问题

二维排列有多个时间测量电路的结构中，针对每行或每列向各时间测量电路供给时钟信号。在该情况下，对于排列于同一行或同一列的多个时间测量电路，自时钟驱动器至各时间测量电路的配线距离并非一定。自时钟驱动器至该时间测量电路的配线长越长，供给至各时间测量电路的时钟信号的波形越易崩溃。具体而言，自时钟驱动器至时间测量电路的配线长越长，该时间测量电路中时钟信号自下限值达到上限值的时间、及自上限值达到下限值的时间越易变长。时钟信号自下限值达到上限值的时间是时钟信号的上升时间。时钟信号自上限值达到下限值的时间是时钟信号的下降时间。

上述光检测装置中，为了提高检测各雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生的时间分辨率，而自时钟驱动器对各时间测量电路供给较高频率(例如500MHz)的时钟信号。若时钟信号的频率较高，即，若时钟信号的周期较短，则时钟信号的上升及下降的间隔窄。其结果，有在该时间测量电路中未适当地辨识因上述波形的崩溃而输入到该时间测量电路的时钟信号的上升及下降的担忧。若在时间测量电路中未适当地辨识时钟信号的上升及下降，则该时间测量电路中，无法适当地取得表示来自雪崩光电二极管的脉冲信号输入到该时间测量电路的时机的时间信息。若未适当地取得表示上述脉冲信号输入到各时间测量电路的时机的时间信息，则无法适当地检测出对应的雪崩光电二极管中的脉冲信号的产生。

光检测装置的检测面的面积越大，自时钟驱动器至各时间测量电路的配线距离的差也越大。因此，时钟信号的周期比较短的情况下，有光检测装置的检测面的面积越大，未适当地进行时间测量的像素电路越增加的担忧。

光检测装置中，例如有为了提高近红外(NIR)或短波长红外(SWIR)的波长区域中的灵敏度特性而通过化合物半导体构成雪崩光电二极管的情况。在该情况下，以盖革模式动作的多个雪崩光电二极管排列于通过化合物半导体形成的半导体基板。在通过化合物半导体构成雪崩光电二极管的光检测装置中，有暗计数率根据热而增加的担忧。时钟驱动器供给的时钟信号的频率越高，电力消耗越大，自该时钟驱动器产生的热量也增加。因此，上述光检测装置中，有因暗计数增加而在错误时机进行时间测量的担忧。

本发明的一个方式的目的在于，提供一种可抑制因暗计数的增加所致的测量时间的错误检测及电力消耗并且可兼得测量时间的精度的提高及光检测面的大型化的光检测装置。

解决问题的技术手段