用于采集处理激光信号的探测装置、像素单元及阵列制造方法及图纸

为解决现有激光雷达测距系统测量不够精准、扫描速度缓慢、图像空间分辨率低问题，本发明专利技术提供了一种用于采集处理激光信号的探测装置、像素单元及阵列。每个像素单元包括光电二极管和与光电二极管负极端相连并集成于一体的采样电路；像素单元阵列中的每个像素单元均对应有完整的读出电路，工作时，每个像素单元同时进行数据转化，相对于传统单点探测的方式，极大地提高了激光测距系统的扫描速度；像素单元阵列的每个光电二极管经过镜头对应不同的空间视场角，图像空间分辨率高。

Detecting device, pixel unit and array for collecting and processing laser signals

In order to solve the existing measurement system of laser radar measurement is not accurate enough, scanning speed and low spatial resolution image, the invention provides a detection device, the laser signal acquisition processing unit and a pixel array for. Each pixel unit includes a sampling circuit and photoelectric diode and photodiode connected and integrated to one extreme negative; each unit pixel pixel unit in the array corresponds to a readout circuit, complete the work, each pixel unit and data conversion, compared with the traditional single point detection methods, greatly improves the scanning speed of laser ranging the space field; each photodiode pixel array through the lens corresponding to different angle, high spatial resolution image.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于激光探测
，具体涉及一种用于采集处理激光信号的探测装置、像素单元和像素单元阵列。
技术介绍
随着激光技术、嵌入式技术和集成光学的发展，激光测距正朝着数字化、自动化、低成本、小型化的方向发展。激光测距雷达具有精度高，系统体积小，测量迅速的优点，有着广泛的应用前景。激光雷达测距过程中如何获得精准的目标位置，这对于提高图像分辨率有着十分重要的作用，尤其是对于不断运动的目标车辆，因车辆内部存在电磁干扰，容易造成测量不够精准的问题。另外，传统的车载激光雷达探测器多数采用单点测试方式，其需要配置机械扫描装置，扫描速度缓慢，图像空间分辨率低。为了提高扫描速度需要选用焦平面阵列探测器，但是由于现有焦平面阵列探测器芯片封装工艺绝大多数是将探测器阵列与读出电路阵列分离为两层，将探测器阵列置于芯片底层，其上一层为读出电路的A/D转换器及放大电路，二极管在接收光信号时先要透过二极管上层的读出电路的线路层，由于光投射到线路层时容易发生光反射造成光损失，减少了二极管的受光量。
技术实现思路
基于以上背景，为解决现有激光雷达测距系统测量不够精准、扫描速度缓慢、图像空间分辨率低问题，本专利技术提供本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于采集激光信号的像素单元，其特征在于：包括光电二极管和与光电二极管负极端相连并集成于一体的采样电路；所述采样电路包括NMOS管NM7、开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、电容C1、C2；开关S1～S4均由一个NMOS管和一个PMOS管对接构成，开关S5～S6均由一个PMOS管构成；开关S1～S4的NMOS管分别记为NM1、NM2、NM3和NM4，开关S1～S4的PMOS管分别记为PM1、PM2、PM3和PM4，开关S5～S6的PMOS管分别记为PM5和PM6；NM7的栅极接箝位电压Vb，NM7的源极接光电二极管的负极端，NM7的漏极同时与NM1、NM2的漏极以及PM1、PM2的漏极相连；...

【技术特征摘要】
1.用于采集激光信号的像素单元，其特征在于：包括光电二极管和与光电二极管负极端相连并集成于一体的采样电路；所述采样电路包括NMOS管NM7、开关S1、S2、S3、S4、S5、S6、电容C1、C2；开关S1～S4均由一个NMOS管和一个PMOS管对接构成，开关S5～S6均由一个PMOS管构成；开关S1～S4的NMOS管分别记为NM1、NM2、NM3和NM4，开关S1～S4的PMOS管分别记为PM1、PM2、PM3和PM4，开关S5～S6的PMOS管分别记为PM5和PM6；NM7的栅极接箝位电压Vb，NM7的源极接光电二极管的负极端，NM7的漏极同时与NM1、NM2的漏极以及PM1、PM2的漏极相连；NM1和PM1的源极同时接电容C1的一端，NM2和PM2的源极同时接电容C2的一端；电容C1和电容C2的另一端分别接地；NM1和PM1的源极还同时接PM5、PM3和NM3的漏极；PM5的源极接复位电源Vdd；PM5的栅极接复位电压Vrst；PM3和NM3的源极相接作为采样电路的其中一个输出端Vout1；NM2和PM2的源极还同时接PM6、PM4和NM4的漏极；PM6的源极接复位电源Vdd；PM6的栅极接复位电压Vrst；PM4和NM4的源极相接作为采样电路的另一个输出端Vout2。2.用于采集激光信号的像素单元阵列，其特征在于：包括多个权利要求1所述的像素单元；所有像素单元相互独立设置并且对应不同的空间视场角。3.根据权利要求2所述的用于采集激光信号的像素单元阵列，其特征在于：所有像素单元集成在衬底上；所述衬底的底部设置有由多个菲涅尔透镜构成的微透镜阵列；每个菲涅尔透镜对应一个像素单元，用于透射回波信号光并使回波信号光汇聚到对应像素单元的光电二极管上。4.用于采集和处理激光信号的探测装置，包括探测器阵列、信号采集处理单元、衬底、互连金属、金属布线层、时序控制电路和用于生成行选信号的行选模块；其特征在于：所述探测器阵列由多个独立的、对应不同的空间视场角的设置在所述衬底上的光电二极管构成；所述信号采集处理单元包括采样电路和由列差分放大电路、A/D转换电路及数据输出模块构成的处理电路；数据输出模块包括用于生成列选信号的列选模块；采样电路与所述光电二极管一一对应，每一个采样电路与相应的光电二极管的负极端相连并集成于一体构成一个像素单元；所有像素单元组成一个像素单元阵列；像素单元阵列和处理电路集成在所述衬底上，像素单元阵列通过互连金属与金属布线层相连，金属布线层通过数据列线与处理电路相连；列差分放大电路的数量等于像素单元阵列的列数，一个列差分放大电路对应一列像素单元；每一列像素单元的所有采样电路的输出端均与该列像素单元所对应的列差分放大电路的输入端相连；所有列差分放大电路的输出端均与所述A/D转换电路的输入端相连；A/D转换电路的输出端与所述数据输出模块的输入端相连；A/D转换电路用于将列差分放大电路输出的电压差值信号转换为数字信号；时序控制电路用于控制所述行选...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：西安飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61