一种像素阵列、接收模块以及探测系统技术方案

本申请提供了一种像素阵列，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元；像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元，通过构建像素组将像素阵列进行模块化组别化设计，进一步像素组内部分单元为工作像素的设计保证了整个阵列获得的数据量小易于实现的效果，同时通过时分化设计也能够实现对于视场内被探测物具有多目标和/或复杂轮廓的场景时，探测结果可以高效快速准确获得。

【技术实现步骤摘要】
一种像素阵列、接收模块以及探测系统
本申请涉及探测
，特别涉及一种像素阵列、接收模块以及探测系统。
技术介绍
近年来，随着半导体技术的进步，用于测量到物体的距离的测距模块的小型化已经取得了进展。因此，例如，已经实现了在诸如所谓的智能电话等移动终端中安装测距模块，所述智能电话是具有通信功能的小型信息处理装置随着科技的进步，在距离或者深度信息探测过程中，经常使用的方法为飞行时间测距法(Timeofflight，TOF)，其原理是通过给目标物连续发送光脉冲，然后用传感器接收从物体返回的光，通过探测光脉冲的飞行(往返)时间来得到目标物距离，在TOF技术中直接对光飞行时间进行测量的技术被称为DTOF(direct-TOF)；对发射光信号进行周期性调制，通过对反射光信号相对于发射光信号的相位延迟进行测量，再由相位延迟对飞行时间进行计算的测量技术被成为ITOF(Indirect-TOF)技术。按照调制解调类型方式的不同可以分为连续波(ContinuousWave，CW)调制解调方式和脉冲调制(PulseModulated，PM)调制解调方式，直接飞行时间探测(DirectTimeofflight，DTOF)作为TOF的一种，DTOF技术通过计算光脉冲的发射和接收时间，直接获得目标距离，具有原理简单，信噪比好、灵敏度高、精确度高等优点，受到了越来越广泛的关注。然而在实际的应用中，测距距离和测距的精度依赖于光源特性，例如对于光源集中能量发射，将能量集中在更小的视场角上可以实现更高的能量集中，同时对于DTOF测距中如果将阵列中每个单元的探测数据输出，会要求系统具有特别大的存储设计，处理大量数据的运算也将非常庞大，这样在芯片小型化还需要保证足够的感光面积，这些问题持续困扰着DTOF探测系统的实现。因此，设计出一种能够可靠高效测距并且输出数据量小，后续处理简便同时保证足够的感光面积的像素阵列、接收模块以及探测系统是亟待解决的技术问题。
技术实现思路
本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种像素阵列、接收模块以及探测系统，以解决现有技术存在的各类问题。为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：第一方面，本申请实施例提供了一种像素阵列，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元；像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元。可选地，所述之一像素组中不同于所述至少之一像素的至少另一像素在第二时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少另一像素为工作像素单元，同时所述至少之一像素单元转为非工作单元。可选地，所述像素组的所有像素单元中至少部分连接相同的输出线。第二方面，本申请实施例提供了一种包含第一方面像素阵列的探测器接收模块，所述探测器接收模块包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元，像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元。可选地，所述接收模块还包含时间数字转化模块(TDC)，所述任一像素组均与至少一个所述时间数字转化模块的单元电性连接，且所述像素组内像素单元数量大于与所述像素组电性连接的TDC数量。第三方面，本申请实施例提供了一种包含第一方面像素阵列的探测系统，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元，像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组,其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元；光源，用于发射探测所需的发射光；控制模块，可分时电性连接所述光源在不同时间段输出发射光。可选地，所述控制模块还可电性连接所述像素阵列，所述阵列中的工作像素接收所述控制模块的信息，并获得所述光源发射光的返回光，还包含信息处理模块，所述信息处理模块依据所述工作像素获得的信息输出被探测物的最终信息。可选地，所述光源为阵列型激光源，所述光源可输出N个光点组成发射光，且所述的N个光点按照如下至少之一方法获得的规则排列：预设函数或者表格关系式，自适应校正，随机函数等等。本申请的有益效果是：一种像素阵列，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元；像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元，通过将SPAD阵列中的至少部分单元设置为工作单元，其他单元为非工作单元可以提高降低工作模块的整个功耗，工作单元与非工作单元的划分也大大降低了DTOF测距中接收阵列所传递的数据量，同时将像素阵列中的像素单元按照像素组配置，使得在一个像素组中至少部分的单元连接相同的输出，这样设计在保证了测距数据准确简便的基础上也能够获得更可靠和更准确的位置信息。附图说明为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本申请实施例提供的一种测距原理示意图；图2为本申请实施例提供的一种SPAD阵列单元结构示意图；图3为本申请实施例提供的一种工作单元分布结构示意图；图4为本申请实施例提供的另一种工作单元分布结构示意图；图5为本申请实施例提供的一种像素组内像素单元与布线结构示意图；图6为本申请实施例提供的一种像素单元布线和后续TDC模块布置示意图；图7为本申请实施例提供的另一种像素组内像素单元示意图；图8为本申请实施例提供的另一种像素组内像素单元示意图；图9为本申请实施例提供的又一种像素组内像素单元示意图。具体实施方式为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种像素阵列，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元；/n像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；/n在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元。/n

【技术特征摘要】
1.一种像素阵列，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元；
像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；
在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元。


2.如权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，所述之一像素组中不同于所述至少之一像素的至少另一像素在第二时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少另一像素为工作像素单元，同时所述至少之一像素单元转为非工作单元。


3.如权利要求1所述的像素阵列，其特征在于，所述像素组的所有像素单元中至少部分连接相同的输出线。


4.一种使用如权利要求1-3任一所述的像素阵列的探测器接收模块，其特征在于，包含以矩阵形式布置的多个SPAD像素单元，
像素驱动单元，可用于控制所述阵列中的至少部分SPAD单元为工作单元；
在所述的像素阵列中，l*k个像素单元组成一个像素组，其中l和k均为大于等于1的整数，所述之一像素组中的至少之一像素在第一时间段电性连接所述像素驱动单元使所述至少之一像素为工作像素单元。


5.如权利要求4所述的接收模块，其特征在于，所述接收模块...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷述宇，
申请(专利权)人：宁波飞芯电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33