光电转换装置及其驱动方法、摄像系统和移动体制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种光电转换装置及其驱动方法、摄像系统和移动体。光电转换装置包括：雪崩倍增型的光电二极管；信号生成单元，其包括被配置为对施加至光电二极管的电压进行控制的控制单元，并且基于由于光子向光电二极管的入射而生成的输出来生成光子检测脉冲；以及计数器，用于对从信号生成单元输出的光子检测脉冲进行计数。在光子检测脉冲的计数值达到预定设置值的情况下，计数器输出设置值检测信号，并且响应于接收到设置值检测信号，控制单元对施加至光电二极管的电压进行控制以停止光电二极管中的雪崩电流的产生。极管中的雪崩电流的产生。极管中的雪崩电流的产生。

【技术实现步骤摘要】
光电转换装置及其驱动方法、摄像系统和移动体
[0001](本申请是申请日为2019年11月21日、申请号为201911147553.9、专利技术名称为“光电转换装置及其驱动方法、摄像系统和移动体”的申请的分案申请。)


[0002]本专利技术涉及一种光电转换装置、光电转换装置的驱动方法、摄像系统和移动体。

技术介绍

[0003]已知一种光子计数型光电转换装置，其对入射至光接收单元的光子的数量进行数字计数并将计数值作为数字信号从包括该接收单元的像素输出。美国专利申请公开2011/0266420的说明书公开了一种摄像装置，其中在该摄像装置中，布置了用于将光子的计数值作为数字信号输出的多个像素。
[0004]在光子计数型光电转换装置中，入射至光接收单元的光子的数量越大，检测光子所需的电路操作的次数越多。另一方面，可以计数的光子的数量被限制为所安装的计数器的计数上限值。因此，在预定曝光时间段结束之前达到上限计数值的像素中，进行用以检测将不被计数的光子的操作直到曝光时间段结束为止，这导致不必要的电力消耗。此外，随着光子检测操作的频率的增加，在电源布线中流动的电流增大，因此电源电压根据布线电阻而下降，这可能导致不稳定的电路操作。

技术实现思路

[0005]本专利技术旨在提供可以实现电力消耗的降低和电路操作的稳定性的提高的光电转换装置和摄像系统。
[0006]根据本专利技术的一个方面，提供一种光电转换装置，包括：雪崩倍增型的光电二极管；信号生成单元，其包括被配置为对施加至所述光电二极管的电压进行控制的控制单元，并且基于由于光子向所述光电二极管的入射而生成的输出来生成光子检测脉冲；以及计数器，用于对从所述信号生成单元输出的光子检测脉冲进行计数，其中，在所述光子检测脉冲的计数值达到预定设置值的情况下，所述计数器输出设置值检测信号，以及其中，响应于接收到所述设置值检测信号，所述控制单元对施加至所述光电二极管的电压进行控制以停止所述光电二极管中的雪崩电流的产生。
[0007]此外，根据本专利技术的另一方面，提供一种光电转换装置的驱动方法，所述光电转换装置包括：雪崩倍增型的光电二极管、信号生成单元和计数器，所述信号生成单元用于对施加至所述光电二极管的电压进行控制并且基于由于光子向所述光电二极管的入射而生成的输出来生成光子检测脉冲，所述计数器用于对从所述信号生成单元输出的光子检测脉冲进行计数，所述驱动方法包括：在从所述计数器的复位起、直到计数值的读出为止的计数时间段内，在所述计数值未达到预定的设置值的情况下响应于所述光子检测脉冲而增加所述计数值，并且在所述计数值达到所述设置值的情况下停止所述光电二极管中的雪崩电流的产生。
[0008]此外，根据本专利技术的另一方面，提供一种摄像系统，包括：上述的光电转换装置；以及信号处理单元，其被配置为处理从所述光电转换装置输出的信号。
[0009]此外，根据本专利技术的另一方面，提供一种移动体，包括：上述的光电转换装置；距离信息获取装置，用于从基于来自所述光电转换装置的信号的视差图像中获取与到对象物的距离有关的距离信息；以及控制装置，用于基于所述距离信息来控制所述移动体。
[0010]根据以下参考附图对典型实施例的说明，本专利技术的其它特征将变得明显。
附图说明
[0011]图1是示出根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置的一般结构的框图。
[0012]图2是示出根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置中的像素的一般结构的图。
[0013]图3是示出根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0014]图4是示出根据本专利技术的第二实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0015]图5是示出根据本专利技术的第三实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0016]图6是示出根据本专利技术的第三实施例的光电转换装置的操作的时序图。
[0017]图7是示出根据本专利技术的第三实施例的光电转换装置的驱动方法的流程图。
[0018]图8是示出根据本专利技术的第四实施例的光电转换装置中的像素的一般结构的图。
[0019]图9是示出根据本专利技术的第四实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0020]图10是示出根据本专利技术的第四实施例的光电转换装置的操作的时序图。
[0021]图11是示出根据本专利技术的第五实施例的光电转换装置中的像素的一般结构的图。
[0022]图12是示出根据本专利技术的第五实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0023]图13是示出根据本专利技术的第六实施例的摄像系统的一般结构的框图。
[0024]图14A是示出根据本专利技术的第七实施例的摄像系统的结构示例的图。
[0025]图14B是示出根据本专利技术的第七实施例的移动体的结构示例的图。
具体实施方式
[0026][第一实施例][0027]将参考图1至图3来说明根据本专利技术的第一实施例的光电转换装置及其驱动方法。
[0028]图1是示出根据本实施例的光电转换装置的一般结构的框图。图2是示出根据本实施例的光电转换装置中的像素的一般结构的框图。图3是示出根据本实施例的光电转换装置中的像素的结构示例的电路图。
[0029]如图1所示，根据本实施例的光电转换装置100包括像素区域10、垂直选择电路30、信号处理电路40、水平选择电路50、输出电路60和控制电路70。
[0030]在像素区域10中，设置了以矩阵形式布置在多个行和多个列上的多个像素P。图1示出被布置在从第0行到第5行的6行以及从第0列到第5列的6列上的36个像素P以及用于指
示行号和列号的附图标记。例如，被布置在第1行、第4列的像素P用附图标记“P14”标记。
[0031]注意，形成像素区域10的像素阵列的行数和列数不受特别限制。此外，在像素区域10中，像素P不必以二维方式布置。例如，像素区域10可以由单个像素P形成，或者像素P可以以一维方式沿行方向或列方向布置在像素区域10中。
[0032]在像素区域10的像素阵列的各行上，控制线PVSEL被布置为沿第一方向(图1中的水平方向)延伸。控制线PVSEL分别与沿第一方向对准的像素P相连接，以形成这些像素P所共通的信号线。控制线PVSEL延伸的第一方向可以表示为行方向或水平方向。注意，在图1中，控制线PVSEL用表示行号的附图标记表示。例如，第1行上的控制线用附图标记“PVSEL[1]”标记。
[0033]各行的控制线PVSEL与垂直选择电路30相连接。垂直选择电路30是将用于驱动像素P内的信号生成电路(未示出)的控制信号经由控制线PVSEL供给至像素P的电路单元。
[0034]在像素区域10的像素阵列的各列上，输出线POUT被布置为沿与第一方向交叉的第二方向(图1中的垂直方向)延伸。输出线POUT分别与沿第二方向对准的像素P相连接，以形成这些像素P所共通的信号线。输出线POUT延伸的第二方向可以表示为列方向或垂直本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电转换装置，包括：雪崩倍增型的光电二极管；信号生成单元，其包括被配置为对施加至所述光电二极管的电压进行控制的控制单元，并且基于由于光子向所述光电二极管的入射而生成的输出来生成光子检测脉冲；以及计数器，用于对从所述信号生成单元输出的光子检测脉冲进行计数，其中，在所述光子检测脉冲的计数值达到预定设置值的情况下，所述计数器输出设置值检测信号，以及其中，响应于接收到所述设置值检测信号，所述控制单元对施加至所述光电二极管的电压进行控制以停止所述光电二极管中的雪崩电流的产生。2.根据权利要求1所述的光电转换装置，其中，所述控制单元是被配置为对施加至所述光电二极管的阴极端子的电压进行控制的阴极电压控制单元，并且通过利用所述设置值检测信号控制所述阴极电压控制单元来停止所述光电二极管中的雪崩电流的产生。3.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述阴极电压控制单元包括被配置为增大施加至所述光电二极管的电压的再充电电路，并且响应于所述设置值检测信号而使所述再充电电路断开。4.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述阴极电压控制单元包括被配置为减小施加至所述光电二极管的电压的淬灭电路，并且响应于所述设置值检测信号而使所述淬灭电路接通。5.根据权利要求2所述的光电转换装置，其中，所述阴极电压控制单元包括再充电电路、淬灭电路和定时控制单元，所述再充电电路被配置为增大施加至所述光电二极管的电压，所述淬灭电路被配置为减小施加至所述光电二极管的电压，以及所述定时控制单元被配置为在与光子向所述光电二极管的入射相对应的预定定时输出淬灭控制信号和再...

【专利技术属性】
技术研发人员：大田康晴，黑田享裕，
申请(专利权)人：佳能株式会社，
类型：发明
国别省市：