本发明专利技术提供一种用于光电探测器阵列的多路复用的电路，包括：光电探测器阵列，包括多个探测单元，探测单元包括电源输入端、信号输出端和光电探测器，光电探测器将光信号转换为电信号；电源开关电路，耦接到每个探测单元的电源输入端，可确定第一组探测单元，并可同时向第一组探测单元提供电源输入；多路复用器，耦接到每个探测单元的信号输出端，可选通第二组探测单元的信号输出端进行信号输出，第一组探测单元与第二组探测单元中仅共有一个探测单元。本发明专利技术用更少通道的多路复用器和电源开关电路实现相同功能，既适用于PCB和IC设计中降低电路成本和复杂程度，也适用于在光电探测器阵列封装设计中减少引脚数量。阵列封装设计中减少引脚数量。阵列封装设计中减少引脚数量。
【技术实现步骤摘要】
用于光电探测器阵列的多路复用的电路、方法及激光雷达
[0001]本专利技术涉及光电探测领域，尤其涉及一种用于光电探测器阵列的多路复 用的电路、一种激光雷达以及一种用于光电探测器阵列的多路复用的方法。
技术介绍
[0002]激光雷达可用于通过测量到物体的距离来获取环境的三维信息。激光雷 达系统可以至少包括配置为发射光脉冲的光源和配置为接收返回的光脉冲的 探测器。返回的光脉冲或光束可以称为回波光束。基于光脉冲的发射与检测 到返回的光脉冲之间的时间(即飞行时间)，可以获得距离。光脉冲可以由激 光发射器产生，然后通过透镜或透镜组件聚焦。返回的光脉冲可由位于激光 发射器附近的光电探测器接收。为了节省成本和空间，通常光电探测器的读 出电路需要多路复用，尤其对于高线数激光雷达更是如此。
[0003]在激光雷达中，同一时刻只有部分的(通常为1或2个)光电探测器处 于工作状态，因而可以通过多路复用电路来实现多个光电探测器的输出端共 用一组后级电路。图1示出了8选1多路复用电路的示意图，多个光电探测 器的输出端分别与多路复用器的输入端相连，受激光雷达体积和PCB(PrintedCircuit Board，印制电路板)面积限制，基于多路复用器的电路较难实现非 常多的线数，比如128线、256线。
[0004]图2示出了现有的32通道共阳极SiPM阵列器件示意图，电路包括电源 开关电路、SiPM(Silicon Photomultiplier，硅光电倍增管)阵列和多路复 用器。通道是指光电探测器，比如SiPM，通道数是指光电探测器的数量。其 中多路复用器和电源开关电路的复杂度与通道数成正比，因此随着通道数的 增加，这些电路的面积和成本也会成倍增加，这会极大地制约激光雷达系统 和电路设计。
[0005]另一方面，在激光雷达中，SiPM通常作为一个器件，通过SMT(Surface Mount Technology，表面贴装技术)工艺焊接于PCB上。随着SiPM的数量提 高、像素间距缩小、同样的封装面积内的引脚越多，对封装技术的要求也越 来越高。
[0006]
技术介绍
部分的内容仅仅是专利技术人所知晓的技术，并不当然代表本领域 的现有技术。
技术实现思路
[0007]有鉴于现有技术的一项或多项缺陷，本专利技术提供一种用于光电探测器阵 列的多路复用的电路及方法，用更少通道数的多路复用器和电源开关电路实 现相同功能，既适用于PCB和IC设计中降低电路成本和复杂程度，也适用于 在光电探测器阵列封装设计中减少引脚数量。同时，仅为被选通的通道供电， 关闭其他通道以节约功耗。
[0008]本专利技术提供一种用于光电探测器阵列多路复用的电路，所述电路包括：
[0009]光电探测器阵列，包括多个探测单元，每个探测单元包括电源输入端、 信号输出端和光电探测器，所述光电探测器配置为探测光信号，并将所述光 信号转换为电信号；
[0010]电源开关电路，耦接到所述光电探测器阵列的每个探测单元的电源输入 端，配置
为可确定所述多个探测单元中的第一组探测单元，并可同时向所述 第一组探测单元提供电源输入；
[0011]多路复用器，耦接到所述光电探测器阵列的每个探测单元的信号输出端， 配置为可选通所述多个探测单元中的第二组探测单元的信号输出端进行信号 输出，其中所述第一组探测单元与第二组探测单元中仅共有一个探测单元。
[0012]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一组探测单元和所述第二组探测单 元的探测单元数均为多个；或者所述第一组探测单元和所述第二组探测单元 的其中一组的探测单元数为多个，另一组的探测单元数为1。
[0013]根据本专利技术的一个方面，其中所述电源开关电路包括电压输入端、地址 输入端和电压输出端，其中所述电压输入端配置成可接收偏置电压，每个电 压输出端分别耦接到其中一个第一组探测单元的电源输入端，所述地址输入 端配置成可接收地址位以确定所述第一组探测单元，并从与所述地址位相对 应的其中一个电压输出端输出所述偏置电压。
[0014]根据本专利技术的一个方面，其中所述多路复用器包括信号输入端、地址输 入端和信号输出端，其中所述多路复用器的每个信号输入端分别耦接到其中 一个第二组探测单元的信号输出端，所述地址输入端配置成可接收地址位以 确定所述第二组探测单元，所述多路复用器的信号输出端配置为可选通所述 第二组探测单元的信号输出端进行信号输出。
[0015]根据本专利技术的一个方面，其中所述电源开关电路和所述多路复用器共用 部分地址位。
[0016]根据本专利技术的一个方面，其中所述光电探测器阵列包括N个探测单元， 所述电源开关电路包括M个电压输出端，所述多路复用电路包括P个信号输 入端，N、M和P均为正整数，其中P*M≥N。
[0017]根据本专利技术的一个方面，其中M＝N或者M＝1。
[0018]根据本专利技术的一个方面，其中所述光电探测器阵列还包括一个公共电源 端，所述公共电源端耦接至固定电压，所述多个探测单元的光电探测器均耦 接到所述公共电源端。
[0019]根据本专利技术的一个方面，其中所述光电探测器包括硅光电倍增管。
[0020]根据本专利技术的一个方面，所述电路还包括控制器，所述控制器耦接到所 述电源开关电路和所述多路复用器，配置成可依次选通各个所述第一组光电 探测单元和/或第二组光电探测单元，直至完成每个光电探测单元的探测和信 号输出。
[0021]根据本专利技术的一个方面，其中所述控制器耦接到所述电源开关电路的地 址输入端，从而通过提供给所述电源开关电路的地址输入端的地址位来选通 所述多个第一组探测单元中的其中一个第一组探测单元；所述多路复用器具 有地址输入端，所述控制器耦接到所述多路复用器的地址输入端，从而通过 向所述多路复用器的地址输入端提供与所述电源开关电路的地址输入端的相 同的地址位来选通所述多个第二组探测单元中的其中一个第二组探测单元的 输出端。
[0022]本专利技术还提供一种激光雷达，包括：
[0023]发射单元，配置成可发射激光束用于探测目标物；和
[0024]接收单元，包括如上所述的电路，其中所述电路中的光电探测器阵列配 置成可接收所述激光束在目标物上的回波并转换为电信号。
[0025]本专利技术还提供一种用于光电探测器阵列的多路复用的方法，所述光电探 测器阵
列包括多个探测单元，每个探测单元包含电源输入端、信号输出端和 光电探测器，每个探测单元的信号输出端耦接到多路复用电路的其中一个输 入端，所述方法包括：
[0026]S101：同时向所述多个探测单元中的第一组探测单元提供电源输入；和
[0027]S102：通过所述多路复用电路，选通所述多个探测单元中的第二组探测 单元的输出端进行输出，其中所述第一组探测单元与第二组探测单元中仅共 有一个探测单元。
[0028]根据本专利技术的一个方面，其中所述第一组探测单元和所述第二组探测单 元的探测单元数均为多个；或者所述第一组探测单元和所述第二组探测单元 的其中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于光电探测器阵列的多路复用的电路，所述电路包括：光电探测器阵列，包括多个探测单元，每个探测单元包括电源输入端、信号输出端和光电探测器，所述光电探测器配置为探测光信号，并将所述光信号转换为电信号；电源开关电路，耦接到所述光电探测器阵列的每个探测单元的电源输入端，配置为可确定所述多个探测单元中的第一组探测单元，并可同时向所述第一组探测单元提供电源输入；多路复用器，耦接到所述光电探测器阵列的每个探测单元的信号输出端，配置为可选通所述多个探测单元中的第二组探测单元的信号输出端进行信号输出，其中所述第一组探测单元与第二组探测单元中仅共有一个探测单元。2.如权利要求1所述的电路，其中所述第一组探测单元和所述第二组探测单元的探测单元数均为多个；或者所述第一组探测单元和所述第二组探测单元的其中一组的探测单元数为多个，另一组的探测单元数为1。3.如权利要求1或2所述的电路，其中所述电源开关电路包括电压输入端、地址输入端和电压输出端，其中所述电压输入端配置成可接收偏置电压，每个电压输出端分别耦接到其中一个所述第一组探测单元的电源输入端，所述地址输入端配置成可接收地址位以确定所述第一组探测单元，并从与所述地址位相对应的其中一个电压输出端输出所述偏置电压。4.如权利要求3所述的电路，其中所述多路复用器包括信号输入端、地址输入端和信号输出端，其中所述多路复用器的每个信号输入端分别耦接到其中一个所述第二组探测单元的信号输出端，所述地址输入端配置成可接收地址位以确定所述第二组探测单元，所述多路复用器的信号输出端配置为可选通所述第二组探测单元的信号输出端进行信号输出。5.如权利要求4所述的电路，其中所述电源开关电路和所述多路复用器共用部分地址位。6.如权利要求1所述的电路，其中所述光电探测器阵列包括N个探测单元，所述电源开关电路包括M个电压输出端，所述多路复用电路包括P个信号输入端，N、M和P均为正整数，其中P*M≥N。7.如权利要求6所述的电路，其中M＝N或者M＝1。8.如权利要求1或2所述的电路，其中所述光电探测器阵列还包括一个公共电源端，所述公共电源端耦接至固定电压，所述多个探测单元的光电探测器均耦接到所述公共电源端。9.如权利要求1
‑
8任一项所述的电路，其中所述光电探测器包括硅光电倍增管。10.如权利要求1
‑
8任一项所述的电路，还包括控制器，所述控制器耦接到所述电源开关电路和所述多路复用器，配置成可依次选通各个所述第一组光电探测单元和/或第二组光电探测单元，直至完成每个光电探测单元的探测和信号输出。11.如权利要求10所述的电路，其中所述控制器耦接到所述电源开关电路的地址输入端，从而通过提供给所述电源开关电路的地址输入端的地址位来选通所述多个第一组探测单元中的其中一个第一组探测单元；所述多路复用器具有地址输入端，所述控制器耦接到所述多路复用器的地址输入端，从而通过向所述多路复用器的地址输入端提供与所述电源开关电路的地址输入端的...
【专利技术属性】
技术研发人员：李力，肖勇，陈杰，向少卿，
申请(专利权)人：上海禾赛科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。