一种探测器像素驱动电路和驱动方法技术

本申请提供了一种探测器像素驱动电路，包含SPAD探测单元，所述探测单元第一端与GND连接，第二端通过第一驱动晶体管连接至第一驱动电压；所述第二端还包含能产生第二电压的淬灭模块，所述第二电压小于所述第一电压；还包含被第三电压驱动的获取所述SPAD被激发信息的输出部。使用本发明专利技术的驱动电路能够在SPAD单元被光子事件激发时快速恢复探测能力，并且进一步通过信号输出部的作用，使得整个由该像素与驱动电路组成的阵列型驱动电路可以实现被精确选择工作像素，从而实现精确的探测，另外可以在单元为非工作像素时保证准确地切断降低能耗并且能隔绝电路干扰。能耗并且能隔绝电路干扰。能耗并且能隔绝电路干扰。

【技术实现步骤摘要】
一种探测器像素驱动电路和驱动方法


[0001]本申请涉及探测
，特别涉及一种探测器像素驱动电路和驱动方法。

技术介绍

[0002]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(Time of flight，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(Continuous Wave，CW)调制解调方式和脉冲调制(Pulse Modulated，PM)调制解调方式，直接飞行时间探测(Direct Time of flight，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。
[0003]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。
[0004]另外在DTOF中使用部分发射区工作方式进行探测，为了降低能耗和存储计算量，同时需要保证探测结果的准确性，必须使得工作的像素单元为对应于光源发射区域的最佳组合，这样才能保证结果的准确性，然而像素单元中部分单元为工作单元，部分为非工作单元需要驱动电路保证驱动准确性，这样才能保证工作单元最优化地对应于光源输出的发射光，同时在电路设计中还需要保证电路工作的高效性不能够受到内部电路干扰信号影响，同时配合多个像素单元需要共用TDC这样的技术需求，也不能在多个单元工作时产生冲突，因此需要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，工作单元与非工作单元之间不影响，能够快速恢复至工作状态，且高效准确地完成探测的驱动电路与驱动方法是亟待解决的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于，针对上述现有技术中的不足，提供一种探测器像素驱动电路和驱动方法，以解决现有技术存在的各类问题。
[0006]为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案如下：
[0007]第一方面，本申请实施例提供了一种探测器像素驱动电路，包含SPAD探测单元，所述探测单元第一端与GND连接，第二端通过第一驱动晶体管连接至第一驱动电压；所述第二端还包含能产生第二电压的淬灭模块，所述第二电压小于所述第一电压；还包含被第三电压驱动的获取所述SPAD被激发信息的输出部。
[0008]可选地，所述探测单元具有激发阈值电压，所述第一电压大于所述激发阈值电压，所述第二电压小于所述阈值电压。
[0009]可选地，所述第三电压小于所述第二电压。
[0010]可选地，所述淬灭模块还包含与所述第一电压连接的恢复模块，所述恢复模块用于将所述探测单元在被激发后电压降至所述第二电压后将所述第二端拉升至所述第一电压。
[0011]可选地，还包含选择信号输出部，所述选择信号输出部输出至少两种电压值的控制信号。
[0012]可选地，所述选择信号输出部输出的控制信号为两种，第一控制信号和第二控制信号，所述的第一控制信号电压大于所述第二控制信号电压。
[0013]可选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号共同使所述驱动电路的像素为工作单元或非工作单元。
[0014]可选地，所述第一控制信号至少使所述恢复模块的之一节点被电连接，使所述探测单元与所述第一驱动电压的至少之一连通通路被切断，所述第二控制信号至少使所述输出部的之一节点被电连接，使所述读出电路输出端被切断。
[0015]第二方面，本申请实施例提供了一种使用第一方面探测器像素驱动电路的驱动方法包含SPAD探测单元，所述探测单元第一端与GND连接，第二端通过第一驱动晶体管连接至第一驱动电压；所述第二端还包含能产生第二电压的淬灭模块，所述第二电压小于所述第一电压；还包含被第三电压驱动的获取所述SPAD被激发信息的输出部。
[0016]可选地，所述探测单元具有激发阈值电压，所述第一电压大于所述激发阈值电压，所述第二电压小于所述阈值电压。
[0017]可选地，所述第三电压小于所述第二电压。
[0018]可选地，所述淬灭模块还包含与所述第一电压连接的恢复模块，所述恢复模块用于将所述探测单元在被激发后电压降至所述第二电压后将所述第二端拉升至所述第一电压。
[0019]可选地，还包含选择信号输出部，所述选择信号输出部输出至少两种电压值的控制信号。
[0020]可选地，所述选择信号输出部输出的控制信号为两种，第一控制信号和第二控制信号，所述的第一控制信号电压大于所述第二控制信号电压。
[0021]可选地，所述第一控制信号和所述第二控制信号共同使所述驱动电路的像素为工作单元或非工作单元。
[0022]可选地，所述第一控制信号至少使所述恢复模块的之一节点被电连接，使所述探测单元与所述第一驱动电压的至少之一连通通路被切断，所述第二控制信号至少使所述输出部的之一节点被电连接，使所述读出电路输出端被切断。
[0023]本申请的有益效果是：
[0024]本申请提供了一种探测器像素驱动电路，包含SPAD探测单元，所述探测单元第一端与GND连接，第二端通过第一驱动晶体管连接至第一驱动电压；所述第二端还包含能产生第二电压的淬灭模块，所述第二电压小于所述第一电压；还包含被第三电压驱动的获取所述SPAD被激发信息的输出部，使用本专利技术的驱动电路能够在SPAD单元被光子事件激发时快速恢复探测能力，并且进一步通过信号输出部的作用，使得整个由该像素与驱动电路组成的阵列型驱动电路可以实现被精确选择工作像素，从而实现精确的探测，另外可以在单元为非工作像素时保证准确地切断降低能耗并且能隔绝电路干扰。
附图说明
[0025]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。
[0026]图1为本申请实施例提供的一种探测器阵列像素单元连接示意图；
[0027]图2为本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种探测器像素驱动电路，其特征在于，包含SPAD探测单元，所述探测单元第一端与GND连接，第二端通过第一驱动晶体管连接至第一驱动电压；所述第二端还包含能产生第二电压的淬灭模块，所述第二电压小于所述第一电压；还包含被第三电压驱动的获取所述SPAD被激发信息的输出部。2.如权利要求1所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述探测单元具有激发阈值电压，所述第一电压大于所述激发阈值电压，所述第二电压小于所述阈值电压。3.如权利要求2所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述第三电压小于所述第二电压。4.如权利要求1所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述淬灭模块还包含与所述第一电压连接的恢复模块，所述恢复模块用于将所述探测单元在被激发后电压降至所述第二电压后将所述第二端拉升至所述第一电压。5.如权利要求1所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，还包含选择信号输出部，所述选择信号输出部输出至少两种电压值的控制信号。6.如权利要求5所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述选择信号输出部输出的控制信号为两种，第一控制信号和第二控制信号，所述的第一控制信号电压大于所述第二控制信号电压。7.如权利要求6所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述第一控制信号和所述第二控制信号共同使所述驱动电路的像素为工作单元或非工作单元。8.如权利要求5所述的探测器像素驱动电路，其特征在于，所述第一控制信号至少使所述恢复模块的之一节点被电连接，使所述探测单元与所述第一驱动电压的至少之一连通通路被切断，所述第二控制信号至少使所述输出部的之一节点被电连接，使所述读出电路输出端被切断。9....

【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：