[发明专利]具有改进的光照范围的辐射检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于检测电磁辐射的装置。

背景技术

在检测装置的领域，光探测器通常与读出电路相关连。对特定的电势范围内对光探测器进行偏置，以便输出表示所观测的景象的信号，且由读出电路处理该信号以便将该信号派送到分析电路。

通过在光探测器的第一端子上施加基底电势以及在光探测器的第二端子上施加参考电势，来获得对光探测器的偏置。例如，电容跨阻放大器类型的读出装置可施加参考电势。

取决于所遭受的照明条件，光探测器结合该信息将或多或少的电流传递给读出电路。按照这种方式，如果光探测器接收低强度的辐射，则它发射低强度的电信号，而如果辐射的强度增加，则来自于光探测器的电信号的强度同样也增加。

由于流过检测装置的电信号是初始电磁辐射的强度的函数，重要的是使形成检测装置的各种元件按尺码制作，以便尽可能使寄生信号的重要性最小化、并获得可利用的信噪比。例如，获得可接受的信噪比需要合理选择读出电路的关注尺寸，尤其电容性负载的值以及施加到检测装置的各个元件的电源条件。

基于所期望的光照条件，设计检测装置和/或对其施加偏置。因此，当所接收的电磁辐射大于期望时，光探测器产生使检测装置中的电子电路饱和的重要信号。当一些光探测器仍旧能够提供表示所接收的光通量的信息时，检测装置被完全眩晕(dazzle)，或仅仅被部分眩晕。

发明内容

可以看出，存在对提供改进的且同时易于实施的检测装置的需求。

该需求通过提供一种检测装置来满足，该检测装置包括：

-具有两个端子的光探测器，

-控制电路，其被配置为通过负载将从光探测器发出的电流转换成第一电变量，

-包括光探测器和控制电路的像素，该像素具有设计成与分析电路连接的输出端子，

-光探测器的偏置装置，其被配置为在第一工作条件下跨越(across)光探测器的端子而施加第一电势差，以及在第二工作条件下使得光探测器的端子之一处于浮动电势，

-连接电路，其被配置为将控制电路与像素的输出端子连接、以及在光探测器处于第一工作模式时将控制电路与光探测器连接，并被配置为在光探测器处于第二工作模式时断开控制电路，

-开关，其被配置为将光探测器与像素的输出端子连接，并且在光探测器处于第一工作模式时处于阻断状态而在光探测器处于第二工作模式时处于导通状态，

-比较器，其被配置为将跨越负载的电压与阈值电压相比较，以及根据比较传递第一信号或第二信号，该比较器被连接到连接电路和开关。

附图说明

根据下面的仅仅为了非限定的示例的目的给出的并借助于附图所阐释的本发明的特定实施例的说明，其他的优点和特征将变得显而易见，其中：

-图1示意性地表示了探测电路，

-图2示意性地表示了根据图1的探测电路的特定实施例，

-图3示意性地表示了根据图2的比较器的特定实施例，

-图4a-4f示意性地表示了探测电路中的不同电压的计时图。

具体实施方式

如图1所示的，检测装置包括至少一个像素，优选为可以以矩阵形式排列的多个像素。像素包括至少一个光探测器1。因此，检测装置包括光探测器1，优选为例如以矩阵形式排列的多个光探测器。

光探测器1可沿着组织的第一轴X排列，也就是说，光探测器1根据第一轴X形成行或列。光探测器1以重复节距，有利地以恒定的重复节距，沿着X轴对齐。

光探测器1包括第一端子和第二端子。对光探测器施加偏置以向分析电路提供关于所观测场景的信息。

该装置包括切换电路，其被配置为用于在第一及第二工作模式之间切换光探测器1。切换电路被配置为使得光探测器1以第一工作模式工作或以不同于第一工作模式的第二工作模式工作。

光探测器1的偏置借助可连接到光探测器1的每个端子的偏置装置来实现。光探测器1的偏置装置被配置为在第一工作模式下跨越光探测器1的端子而施加第一电势差。在第一工作模式下，此处通过基底电势V_SUBPV和参考电势V_REF在光探测器1的端子之间施加第一电势差。有利地，光探测器1被偏置以便获得所接收的电磁通量向电荷载体流的线性转换。在其中光探测器为光电二极管的特定情形下，光电二极管优选在反向偏置阶段被偏置。