[发明专利]光检测装置、以及电子设备

说明书

藉由SPAD光子检测率控制部调整控制SPAD光子检测率，藉此实现对于近距离的侦测对象物、反射率高的侦测对象物也侦测距离精度高的光检测装置、以及电子设备。包括：第一SPAD阵列，从发光部出射的至少一个脉冲光即至少一个第一光入射，以盖革模式动作；第二SPAD阵列，所述至少一个第一光被侦测对象物反射的至少一个第二光入射，以盖革模式动作；电压产生部，施加反向偏置电压到所述第一SPAD阵列以及所述第二SPAD阵列；以及SPAD光子检测率控制部，基于表示相对于所述至少一个脉冲光的数量的藉由所述至少一个第二光的入射而所述第二SPAD阵列所输出的至少一个脉冲信号的数量的比例的第一光子检测率，调整控制SPAD光子检测率。

技术领域

本发明是关于利用雪崩效应(avalanche effect)的光检测装置、以及电子设备。

背景技术

近年，智能电话等的便携式信息终端广泛地普及。又，藉由照相机、接近传感器、方位传感器、加速度传感器、角速度传感器、以及照度传感器等的小型化，各种传感器逐渐被搭载到多种多样的便携式信息终端。针对内藏在智能电话的照相机的自动对焦(AF)，以往，一般能够使用利用图像的对比度，进行照相机的自动对焦的方法。但是，利用图像的对比度的AF，在暗处等摄影对象物的对比度低的情况，有所谓AF速度极端地降低，透镜的对焦进展缓慢的弱点。因此，有即便在暗处也可进行高速的AF的，小型高速的测距传感器的期望，近年，TOF(TOF：TimeOf Flight)方式的AF用测距传感器开始被搭载到便携式信息终端。

又，在无人机(Drone)等的机器人中，在侦测障碍物的用途，也要求小型轻量的测距传感器。与使用三角测量方式的PSD光接收组件的测距传感器比较，有利于小型化、轻量化的TOF方式的测距传感器是有用的。

以往，已知以盖革模式(Geiger mode)动作的雪崩光电二极管能够检测单一光子(Photon)。图10是表示以往的雪崩光电二极管的盖革模式的动作状态的图表。如图10所示，此单一光子的检测是以比崩溃电压V_BD(break down voltage)大的电压将雪崩光电二极管反向偏置(Reverse bias)藉此实现(图10的点A)。雪崩光电二极管是若光子到达，产生雪崩放大则成为准稳定状态(图10的点B)。此雪崩放大是藉由连接到雪崩光电二极管的猝熄阻抗(Quenching resistance)而消灭(图10的点C)，此时，反向偏置电压(Reverse biasvoltage)变得比崩溃电压V_BD小。之后，反向偏置电压又变大，藉此雪崩光电二极管成为在盖革模式的待机状态，到下一次光子入射为止，保持待机状态(图10的点A)。另外，在图10中，电压VHV_v是用以施加反向偏置电压的电源的电压值，Vex是过电压(Over voltage)(崩溃电压V_BD与电压值VHV_v的差)。将这些总称，称为SPAD(SPAD：Single Photon AvalancheDiode)，也称为单一光子雪崩光电二极管。

如此，SPAD由于以盖革模式动作而藉由单一光子的到来检测，对于光的灵敏度非常高。在此，SPAD的灵敏度(单一光子的检测效率)虽然因以SPAD接收的光的波长而不同，但为数％～数10％。又，将SPAD配置成多个阵列状，藉此能够进一步提高SPAD整体的灵敏度(单一光子的检测效率)。在此，SPAD的灵敏度是来自发光部的光被侦测对象物反射而以SPAD检测的灵敏度，将光的光接收面积变大藉此能够将灵敏度变大。即，单一光子(Photon)的检测效率上升。