[发明专利]具有带有用于高动态范围的子曝光的单光子雪崩二极管的成像设备

权利要求书

1.一种成像系统，包括：

半导体器件，所述半导体器件包括多个单光子雪崩二极管；

发光部件，所述发光部件被配置为发射多个光脉冲；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

在第一子曝光期间将所述多个单光子雪崩二极管的偏置电压设置为第一电压电平；

在所述第一子曝光期间，将所述多个单光子雪崩二极管曝光于所述多个光脉冲的第一子集；

在第二子曝光期间将所述多个单光子雪崩二极管的所述偏置电压设置为第二电压电平，其中所述第二电压电平不同于所述第一电压电平；以及

在所述第二子曝光期间，将所述多个单光子雪崩二极管曝光于所述多个光脉冲的第二子集。

2.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述半导体器件被配置为在所述第一子曝光期间产生第一部分深度图并且在所述第二子曝光期间产生第二部分深度图，所述成像系统还包括：

图像处理电路，所述图像处理电路被配置为基于所述第一部分深度图和所述第二部分深度图产生深度图。

3.根据权利要求1所述的成像系统，还包括：

图像处理电路，所述图像处理电路被配置为基于来自所述第一子曝光和所述第二子曝光的数据产生高动态范围深度图。

4.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述多个光脉冲的所述第一子集包括所述多个光脉冲的第一半部，并且其中所述多个光脉冲的所述第二子集包括所述多个光脉冲的第二半部。

5.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述发光部件包括激光器。

6.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述多个单光子雪崩二极管中的每一个单光子雪崩二极管包括耦接到第一电压供应端子的阳极、阴极以及耦接在所述阴极和第二电压供应端子之间的淬灭电路，并且其中每个单光子雪崩二极管的所述第二电压供应端子接收所述偏置电压。

7.根据权利要求1所述的成像系统，其中所述第二电压电平高于所述第一电压电平，其中当所述偏置电压处于所述第一电压电平时，所述多个单光子雪崩二极管中的每一个单光子雪崩二极管具有第一光子检测效率，其中当所述偏置电压处于所述第二电压电平时，所述多个单光子雪崩二极管中的每一个单光子雪崩二极管具有第二光子检测效率，并且其中所述第二光子检测效率大于所述第一光子检测效率。

8.一种操作包括单光子雪崩二极管的半导体器件的方法，包括：

将所述单光子雪崩二极管的偏置电压设置为第一电压电平；

在所述偏置电压处于所述第一电压电平时，针对给定曝光使用所述单光子雪崩二极管产生数据；

将所述单光子雪崩二极管的所述偏置电压设置为不同于所述第一电压电平的第二电压电平；以及

当所述偏置电压处于所述第二电压电平时，针对所述给定曝光使用所述单光子雪崩二极管产生附加数据。

9.一种半导体器件，包括：

多个单光子雪崩二极管，其中所述多个单光子雪崩二极管中的每一个单光子雪崩二极管具有相关联的光子检测效率；和

控制电路，所述控制电路被配置为：

针对第一子曝光将所述多个单光子雪崩二极管的所述光子检测效率设置为第一水平；以及

针对第二子曝光将所述多个单光子雪崩二极管的所述光子检测效率设置为不同于所述第一水平的第二水平。

10.根据权利要求9所述的半导体器件，其中所述单光子雪崩二极管中的每一个单光子雪崩二极管包括接收过偏置电压的端子，其中所述控制电路被配置为以第一电压电平提供所述过偏置电压，以将所述多个单光子雪崩二极管的所述光子检测效率设置为所述第一水平，并且其中所述控制电路被配置为以第二电压电平提供所述过偏置电压，以将所述多个单光子雪崩二极管的所述光子检测效率设置为所述第二水平。