光接收装置、光接收装置的控制方法以及测距系统制造方法及图纸

根据实施方式的光接收装置包括：由SPAD构成的光接收元件(1000)；电流源(1001)，向SPAD供应再充电电流；检测部(1002)，检测基于电流的电压，在所检测的电压的电压值超过阈值的情况下使输出信号反相，将所反相的输出信号整形为脉冲信号，并输出脉冲信号；多个计数器(201(1)

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】光接收装置、光接收装置的控制方法以及测距系统


[0001]本公开涉及光接收装置、光接收装置的控制方法和测距系统。

技术介绍

[0002]已知一种称为飞行时间(ToF)的测距方法，其中，基于从光源的光的发射到由光接收部对由测量对象反射的光的反射光的接收的时间来测量到测量对象的距离。在使用ToF的测距方法中，在间接ToF方法中，例如，通过脉冲宽度调制(PWM)来调制的光源光(例如，红外区中的激光)被发射到测量对象，其反射光由光接收元件接收，并且基于接收的反射光中的相位差执行对测量对象的测距。
[0003]引证列表
[0004]非专利文献
[0005]非专利文献1：Rocca，Francesco&Mai，Hanning&Hutchings，Sam&Abbas，Tarek&Tsiamis，Andreas&Lomax，Peter&Gyongy，Istvan&Dutton，Neale&Henderson，Robert，“A 128
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128SPAD Dynamic Vision
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Triggered Time of Flight Imager.”(波兰)，IEEE第45届欧洲固态电路会议，2019年9月，p.93
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p.96。

技术实现思路

[0006]技术问题
[0007]在间接ToF方法中，以多个相位接收反射光，并且获得所接收的反射光的相位差。传统地，在通过间接ToF法进行测距时，针对各相，必须依次执行光源光的发光和反射光的接收，因此效率不高。
[0008]本公开的目的是提供一种能够更有效地执行测距的光接收装置、光接收装置的控制方法和测距系统。
[0009]问题的解决方案
[0010]为了解决上述问题，根据本公开的一个方面的光接收装置具有：光接收元件，其中，在被充电至预定电位的状态下响应于入射的光子发生雪崩倍增以使电流流动，光接收元件通过再充电电流返回至该状态；电流源，供应再充电电流；检测部，检测基于电流的电压，在所检测的电压的电压值超过阈值的情况下反相输出信号，将所反相的输出信号整形为脉冲信号，并且输出脉冲信号；多个计数器，均对从检测部输出的脉冲信号进行计数；以及分配部，从多个计数器中选择将被供应脉冲信号的目标计数器，其中，分配部通过与多个计数器一一对应的多个控制信号来选择目标计数器，多个控制信号包括在多个计数器中同时选择两个或更多个计数器的状态。
附图说明
[0011]图1是示出使用可应用于每个实施方式的测距装置的电子装置的实例的配置的框图。
[0012]图2是用于描述间接ToF的基本测量方法的实例的示意图。
[0013]图3A是示出通过哈密尔顿算子编码的调制码的实例的示意图。
[0014]图3B是用于描述重复周期和帧周期的示图。
[0015]图4是示出了根据相关技术的双栅极PD的结构的实例的截面图。
[0016]图5是示出双栅极PD通过哈密尔顿算子编码应用于调制码的实例的示意图。
[0017]图6是更详细地示出可应用于每个实施方式的测距装置100的基本配置的实例的框图。
[0018]图7A是示出可应用于每个实施方式的像素电路的基本配置实例的示图。
[0019]图7B是示出可应用于每个实施方式的像素电路中的信号的实例的示意图。
[0020]图8是示出形成在可应用于每个实施方式的传感器芯片上的像素电路10的一部分的示例性结构的示意图。
[0021]图9是示出根据第一实施方式的光接收电路的实例的示图。
[0022]图10是用于描述根据第一实施方式的测量方法的实例的示意图。
[0023]图11A是用于描述根据第一实施方式的测距方法的效果的曲线图。
[0024]图11B是用于描述根据第一实施方式的测距方法的效果的曲线图。
[0025]图12是示出可应用于第一实施方式的在阶数k＝5的情况下通过哈密尔顿算子编码的调制码的实例的示图。
[0026]图13A是用于描述第一实施方式的第一变形例的组合(bining)的示图。
[0027]图13B是用于描述第一实施方式的第一变形例的组合的示图。
[0028]图14A是用于描述第一实施方式的第二变形例的组合的示图。
[0029]图14B是用于描述第一实施方式的第二变形例的组合的示图。
[0030]图15A是示出根据第一实施方式的第三变形例的调制模式的实例的示图。
[0031]图15B是示出根据第一实施方式的第三变形例的调制模式的实例的示图。
[0032]图16是示出在使用SPAD检测亮度的情况下的基本配置实例的示图。
[0033]图17A是用于描述根据第二实施方式的在使用亮度检测和测距两者的情况下的配置实例的示图。
[0034]图17B是用于描述在使用根据第二实施方式的亮度检测和测距的情况下的配置实例的示图。
[0035]图18A是用于更具体地描述根据第二实施方式的可应用于第一配置实例的分配和切换电路的示图。
[0036]图18B是用于更具体地描述根据第二实施方式的可应用于第一配置实例的分配和切换电路的示图。
[0037]图18C是用于更具体地描述根据第二实施方式的可应用于第一配置实例的分配和切换电路的示图。
[0038]图19A是用于描述在使用根据第二实施方式的亮度检测和测距的情况下的第二配置实例的示图。
[0039]图19B是示出根据第二实施方式的第二配置实例的光接收电路的实例的图。
[0040]图19C是更详细地描绘根据第二实施方式的可应用于第二配置实例的分配和切换电路的配置实例的示图。
[0041]图20A是示出根据第二实施方式的第三配置实例的光接收电路的实例的示图。
[0042]图20B是示出根据第二实施方式的可应用于第三配置实例的调制模式的实例的示图。
[0043]图21是示出根据第三实施方式的装置配置的第一实例的示意图。
[0044]图22是示出根据第三实施方式的装置配置的第二实例的示意图。
[0045]图23是示出根据第三实施方式的装置配置的第三实例的示意图。
[0046]图24是示出根据第五十四实施方式的可应用第一实施方式及其变形例、第二实施方式和第三实施方式的测距装置的使用实例的示图。
[0047]图25是示出车辆控制系统的示意性配置的示例的框图，该车辆控制系统作为可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的实例。
[0048]图26是示出成像部的安装位置的实例的示图。
具体实施方式
[0049]在下文中，将基于附图详细地描述本公开的实施方式。注意，在以下的各实施方式中，对相同部分由相同符号标注，并省略重复说明。
[0050]在本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种光接收装置，包括：光接收元件，其中，在被充电至预定电位的状态下响应于入射的光子发生雪崩倍增以使电流流动，所述光接收元件通过再充电电流返回至所述状态；电流源，供应所述再充电电流；检测部，检测基于所述电流的电压，在所检测的电压的电压值超过阈值的情况下使输出信号反相，将所反相的输出信号整形为脉冲信号，并且输出所述脉冲信号；多个计数器，均对从所述检测部输出的脉冲信号进行计数；以及分配部，从所述多个计数器中选择将被供应所述脉冲信号的目标计数器，其中，所述分配部通过与所述多个计数器一一对应的多个控制信号选择所述目标计数器，所述多个控制信号包括在所述多个计数器中同时选择两个或更多个计数器的状态。2.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述分配部排除选择全部所述多个计数器作为目标计数器的状态和没有一个所述多个计数器被选择作为目标计数器的状态，并通过每单位时间转换的所述多个控制信号选择所述目标计数器，使得相邻单位时间的状态具有1的汉明距离。3.根据权利要求2所述的光接收装置，其中，所述分配部通过均具有50％的占空比的所述多个控制信号选择所述目标计数器。4.根据权利要求2所述的光接收装置，其中，所述分配部通过包括具有不同于50％的占空比的控制信号的所述多个控制信号选择所述目标计数器。5.根据权利要求1所述的光接收装置，其中，所述分配部由多个像素电路共用，每个像素电路包括所述光接收元件、所述电流源和所述检测部。6.根据权利要求5所述的光接收装置，其中，所述分配部选择提供从所述多个像素电路的所述检测部输出的所述脉冲信号的相应逻辑和的所述目标计数器。7.根据权利要求5所述的光接收装置，其中，所述多个像素电路中的每个被顺序地激活，以及所述分配部被输入从所述多个像素电路中的被激活的像素电路的所述检测部输出的所述脉冲信号。8.根据权利要求7所述的光接收装置，其中，所述电流源和所述检测部由所述多个像素电路共用。9.根据权利要求6所述的光接收装置，其中，所述分配部在将所述逻辑和提供给所述目标计数器和将分别从所述多个像素电路输出的脉冲信号分别一对一地提供给与所述多个像素电路对应的所述多个计数器之间切换。10.根据权利要求7所述的光接收装置，其中，所述分配部在将...

【专利技术属性】
技术研发人员：森川有辉，池田裕介，
申请(专利权)人：索尼半导体解决方案公司，
类型：发明
国别省市：