[发明专利]光接收元件和测距系统

说明书

本发明涉及光接收元件和测距系统，其被配置为使得可以根据随着温度变化的击穿电压的变化来改善像素特性。光接收元件包括：像素阵列，其中包括SPAD的像素以矩阵形状倍增地布置；像素驱动单元，将像素阵列的像素控制为活动像素或非活动像素；泄漏电流检测单元，检测非活动像素的泄漏电流；以及电压控制单元，控制提供给SPAD的阳极侧或阴极侧的电压，使得泄漏电流为规定范围内的电流值。本发明可应用于例如用于在深度方向上检测距物体的距离的测距系统等。

技术领域

本技术涉及光接收元件和测距系统，并且尤其涉及能够通过响应由于温度变化引起的击穿电压的变化而改善像素特性的光接收元件和测距系统。

背景技术

近年来，通过飞行时间(ToF)方法进行距离测量的距离图像传感器受到关注。距离图像传感器采用例如像素阵列，在该像素阵列中，使用单光子雪崩二极管(SPAD)的像素布置成矩阵。在SPAD中，在施加高于击穿电压的电压的情况下，当单个光子进入高电场的PN结区域时，会发生雪崩放大。通过检测此时瞬间流过的电流的定时，可以高精度地测量距离。

距离图像传感器(其中，使用SPAD的像素布置成矩阵)被驱动，以便将某些像素设定为检测光子的活动像素，而将其余像素设定为不检测光子的非活动像素(例如，参见专利文献1)。

引用列表

专利文献

专利文献1：美国专利申请公开第2016/0284743号

发明内容

本发明要解决的问题

通过将SPAD的阳极-阴极电压设定为低于或等于击穿电压，可以将设定为非活动像素的像素控制为即使在光进入像素时也不响应。然而，SPAD的击穿电压随温度变化和个体差异而变化，使得在被控制为非活动像素的像素中，SPAD的阳极-阴极电压可能未低于或等于击穿电压，并且泄漏电流可能响应于光子而流动。

鉴于这样的情况而做出了本技术，并且本技术的目的在于能够通过响应由于温度变化引起的击穿电压的变化来改善像素特性。

问题的解决方案

根据本技术的第一方面的光接收元件包括：像素阵列，其中均包括SPAD的多个像素布置成矩阵；像素驱动单元，控制像素阵列中的每个像素为活动像素或非活动像素；泄漏电流检测单元，检测非活动像素的泄漏电流；以及电压控制单元，控制提供给SPAD的阳极侧或阴极侧的电压，使得泄漏电流具有预定范围内的电流值。

根据本技术的第二方面的测距系统包括：照明装置，发出发射光；以及光接收元件，接收发射光的反射光，其中，光接收元件包括：像素阵列，其中均包括SPAD的多个像素布置成矩阵；像素驱动单元，控制像素阵列中的每个像素为活动像素或非活动像素；泄漏电流检测单元，检测非活动像素的泄漏电流；以及电压控制单元，控制提供给SPAD的阳极侧或阴极侧的电压，使得泄漏电流具有在预定范围内的电流值。

在本技术的第一方面和第二方面的光接收元件中，其中均包括SPAD的多个像素以矩阵布置的像素阵列中的每个像素被控制为活动像素或非活动像素，检测非活动像素的泄漏电流，并控制提供给SPAD的阳极侧或阴极侧的电压，使得泄漏电流具有在预定范围内的电流值。

光接收元件和测距系统可以各自是独立的设备或结合在另一设备中的模块。

附图说明

图1是示出应用本技术的测距系统的实施例的配置示例的框图。

图2是示出图1中的光接收元件的配置示例的框图。

图3是示出像素的电路配置示例的示图。

图4是用于说明图3中的像素的操作的一组曲线图。

图5是用于说明由于击穿电压的变化引起的问题的示图。