基于SPAD的设备的动态范围扩展制造技术

公开了一种辐射敏感设备(320)。该设备包括单光子雪崩二极管(105)的阵列和电路(115)，该电路(115)被配置为利用多个不同的测量窗口测量来自SPAD的阵列的入射辐射的强度以提供相关联的多个结果。该电路被配置为根据多个结果中的一个确定入射辐射的强度，对结果的选择由结果是否超过最大计数来确定，该最大计数至少部分地由与结果相关联的测量窗口的持续时间来限定。还公开了一种增加包括SPAD的阵列的辐射敏感设备的动态范围的相关联方法。辐射敏感设备的动态范围的相关联方法。辐射敏感设备的动态范围的相关联方法。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于SPAD的设备的动态范围扩展


[0001]本公开属于用于需要大动态范围的测量(诸如护理点测试、电子鼻应用和环境辐射感测)的基于SPAD的设备的领域。

技术介绍

[0002]在发光和荧光辐射传感器领域中需要检测具有大动态范围(DR)的辐射发射。这样的传感器可以例如用于护理点(PoC)测试或电子鼻(E
‑
nose)类型的应用或环境辐射传感器应用。
[0003]在PoC应用中，生物或化学物质在流体或空气中的存在可以通过它们与互补物质的相互作用来检测，该相互作用可能导致化学发光或荧光辐射发射。发射的辐射的水平可以在极低水平和极高水平之间动态地变化。为了能够实现完整的信号捕获，适用于这种应用的辐射传感器必须表现出非常高的动态范围。
[0004]基于单光子雪崩二极管(SPAD)的光子计数器通过对各个光子进行计数来提供检测非常低水平的辐射的能力。由于暗计数率(DCR)，可检测信号的最低水平可能受到噪声的限制。可检测信号的最高水平可受SPAD二极管本身的速度、与SPAD相关联的计数器的容量和/或相关联电路的能力的限制。在一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种辐射敏感设备(320)，包括：单光子雪崩二极管(SPAD)(105
‑0……
99)的阵列；以及电路(115)，所述电路被配置为利用多个不同的测量窗口测量来自SPAD的所述阵列的入射辐射的强度以提供相关联的多个结果，其中所述电路(115)被配置为根据所述多个结果中的一个结果来确定所述入射辐射的所述强度，对所述结果的选择由所述结果是否超过最大计数来确定，所述最大计数至少部分地由与所述结果相关联的所述测量窗口的持续时间来限定。2.根据权利要求1所述的辐射敏感设备(320)，其中所述电路(115)被配置为利用对应的加权因子来缩放至少一个结果，所述加权因子的幅度对应于与所述结果相关联的所述测量窗口的所述持续时间。3.根据权利要求1或2所述的辐射敏感设备(320)，其中所述最大计数由与所述结果相关联的所述测量窗口的所述持续时间和所述SPAD(105
‑0……
99)的读出速率限定。4.根据任一前述权利要求所述的辐射敏感设备(320)，其中所述测量窗口在测量周期的每个连续部分中的持续时间按因子4变化。5.根据前任一前述权利要求所述的辐射敏感设备(320)，其中所述电路被配置为将SPAD的所述阵列(105
‑0……
99)配置为在所述测量周期的较小部分内以相对短的测量窗口测量所述入射辐射，所述测量周期的所述较小部分小于SPAD的所述阵列以相对长的测量窗口测量所述入射辐射的所述测量周期的部分。6.根据任一前述权利要求所述的辐射敏感设备(320)，其中每个测量窗口的持续时间是可编程的。7.根据任一前述权利要求所述的辐射敏感设备(320)，测量周期/所述测量周期的每个部分的持续时间是可编程的，其中所述测量窗口的持续时间在所述测量周期的每个部分中是不同的。8.根据任一前述权利要求所述的辐射敏感设备(...

【专利技术属性】
技术研发人员：A，
申请(专利权)人：ams国际有限公司，
类型：发明
国别省市：