【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本技术涉及光检测元件和光检测装置。更具体地，本技术涉及对光子数量进行计数的光检测元件和光检测装置。
技术介绍
1、迄今为止，在摄像装置等中使用了为了摄取图像数据而排列有多个像素的固态摄像元件。例如，曾经提出了这样一种固态摄像元件，在其中，各个像素都设置有单光子雪崩二极管(spad：single-photon avalanche diode)和基于spad的阴极的电位生成脉冲信号的检测电路(例如，参见专利文献1)。
2、[引用文献列表]
3、[专利文献]
4、[专利文献1]：日本专利申请特开第2020-123847号公报
技术实现思路
1、[要解决的技术问题]
2、在上述相关技术中，可以通过高灵敏度的spad来检测微弱的光。然而，在上述固态摄像元件中，多个晶体管连接到spad的阴极，因此，与此相伴随的是，从阴极起的配线长度变长了，因而阴极的电容变大了。由于这种电容的增大，将阴极的电位提升至既定电位时所需的电荷量就变大，因此，存在消耗电力增大的问题。特别地，在采用层叠结构的情况下，从阴极起的配线变长了，于是电容变大了，并且消耗电力因此进一步增大了。
3、鉴于上述情形而提出了本技术，并且本技术的目的是减少光检测元件中的消耗电力。
4、[解决问题的技术方案]
5、本技术是为了解决上述问题而完成的，并且本技术的第一方面是一种光检测元件及其控制方法，所述光检测元件包括：光电转换部；切断部，其在预定的连接期间内将
6、此外，该第一方面还可以包括：控制电路，其控制所述切断部和所述再充电部。结果，本技术提供了能够控制切断部和再充电部的操作的效果。
7、此外，在该第一方面中，所述控制电路可以变更包含所述待机期间和所述连接期间的检测周期的长度。结果，本技术提供了能够扩大动态范围的效果。
8、此外，该第一方面还可以包括：电平转换器(level shifter)，其变更限幅控制信号的电平。结果，本技术提供了能够使用低电压的电路的效果。
9、此外，在该第一方面中，所述再充电部可以包括：串联连接于所述检测节点和预定的电源电压之间的一对晶体管。第一控制信号可以被输入到所述一对晶体管中的一个晶体管的栅极。第二控制信号可以被输入到所述一对晶体管中的另一个晶体管的栅极。而且，所述控制电路可以提供所述第一控制信号和所述第二控制信号。结果，本技术提供了能够抑制贯通电流(through-current)的效果。
10、此外，在该第一方面中，所述光电转换部、所述切断部和所述再充电部可以是针对多个像素中的每一者而布置的，并且所述连接期间的开始时刻及所述再充电开始时刻在多个区块中可以是互不相同的。结果，本技术提供了能够抑制ir下降的效果。
11、此外，该第一方面还可以包括：寄存器，其保存输入进来的设定信息。而且，所述控制电路可以基于所保存的所述设定信息来控制所述切断部和所述再充电部。结果，本技术提供了能够从外部控制测量周期等的效果。
12、此外，该第一方面还可以包括：检测电路，其基于所述检测节点的电位生成脉冲信号；和计数器，其对所述脉冲信号的脉冲数进行计数，由此生成计数值。结果，本技术提供了能够对光子数量进行计数的效果。
13、此外，该第一方面还可以包括：反相器(inverter)，其把来自所述控制电路的控制信号反相，以提供经过反相后的控制信号作为反相信号。而且，所述检测电路可以基于所述检测节点的电位和所述反相信号生成所述脉冲信号。结果，本技术提供了不再需要提供用于初始化的控制信号的效果。
14、此外，该第一方面还可以包括：算术运算电路，其对通过以与所述计数器的溢出次数相同的移位数进行移位而获得的值与表示所述计数值的位串(bit string)进行相加。结果，本技术提供了能够使计数值被扩展的效果。
15、此外，该第一方面还可以包括：掩蔽电路(mask circuit)，其在所述脉冲数超过预定阈值的情况下掩蔽从所述控制电路去往所述切断部和所述再充电部的控制信号。结果，本技术提供了能够抑制计数值的饱和的效果。
16、此外，在该第一方面中，所述检测电路可以基于所述检测节点的电位和来自所述控制电路的控制信号生成所述脉冲信号。结果，本技术提供了能够抑制光子的检测遗漏和误检测(false detection)的效果。
17、此外，在该第一方面中，所述检测电路可以包括：串联连接于电源电压和接地电压之间的pmos晶体管和nmos晶体管。所述pmos晶体管的栅极可以连接到所述检测节点。而且，所述控制信号可以被输入到所述nmos晶体管的栅极。结果，本技术提供了能够抑制光子的检测遗漏和误检测的效果。
18、此外，在该第一方面中，所述检测电路可以包括：串联连接于电源电压和接地电压之间的第一pmos晶体管、第二pmos晶体管及nmos晶体管。所述第二pmos晶体管的栅极可以连接到所述检测节点。而且，初始化控制信号可以被输入到所述第一pmos晶体管的栅极和所述nmos晶体管的栅极。结果，本技术提供了能够抑制光子的检测遗漏和误检测的效果。
19、此外，在该第一方面中，所述光电转换部可以被布置在预定层中，并且所述切断部和所述再充电部可以被布置在与所述预定层不同的层中。结果，本技术提供了能够减小每个像素的电路规模和面积的效果。
20、此外，在该第一方面中，所述切断部可以被插入在所述光电转换部的阴极和所述检测节点之间。结果，本技术提供了能够减小阴极的电容的效果。
21、此外，在该第一方面中，所述切断部可以被插入在所述光电转换部的阳极和所述检测节点之间。结果，本技术提供了能够减小阳极的电容的效果。
22、此外，在该第一方面中，所述光电转换部可以包括雪崩光电二极管(avalanchephotodiode)。结果，本技术提供了能够检测光子的效果。
23、此外，在该第一方面中，所述切断部可以包括：插入在所述检测节点和所述光电转换部之间的限幅晶体管(clip transistor)。结果，本技术提供了能够通过该晶体管将光电转换部断开的效果。
24、此外，本技术的第二方面是一种光检测装置，其包括光电转换部、切断部、再充电部和记录部。所述切断部在预定的连接期间内将所述光电转换部和预定的检测节点相互连接，且在不属于所述连接期间的待机期间内将所述光电转换部从所述检测节点断开。所述再充电部在从所述连接期间内的预定的再充电开始时刻起所经过的预定期间内向所述检测节点供给预定电压。而且，所述记录部用于记录根据所述检测节点的电位而本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.光检测元件，包括：
2.根据权利要求1所述的光检测元件，还包括：
3.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
4.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
5.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
6.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
7.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
8.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
9.根据权利要求8所述的光检测元件，还包括：
10.根据权利要求8所述的光检测元件，还包括：
11.根据权利要求8所述的光检测元件，还包括：
12.根据权利要求8所述的光检测元件，其中，
13.根据权利要求12所述的光检测元件，其中，
14.根据权利要求12所述的光检测元件，其中，
15.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，
16.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，
17.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，
18.根据权利要求1所述的光
19.根据权利要求1所述的光检测元件，其中，
20.光检测装置，包括：
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.光检测元件，包括：
2.根据权利要求1所述的光检测元件，还包括：
3.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
4.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
5.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
6.根据权利要求2所述的光检测元件，其中，
7.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
8.根据权利要求2所述的光检测元件，还包括：
9.根据权利要求8所述的光检测元件，还包括：
10.根据权利要求8所述的光检测元件，还包括：
...
【专利技术属性】
技术研发人员：池田泰二，
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：
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