[发明专利]距离传感器和3D图像传感器

权利要求书

1.一种距离传感器，其特征在于，包括：

光子检测电路，响应于反射的光子，产生充电停止信号，所述反射的光子是光源发出的光子经目标对象反射得到的；

第一容性器件；

充电控制模块，响应于充电开始信号，控制预设的充电电流对所述第一容性器件充电，响应于所述充电停止信号，控制所述充电电流停止对所述第一容性器件充电，所述充电开始信号是在所述光源发出光子时产生的；

其中，所述第一容性器件两端的电压在时间窗口内的变化量用于确定所述目标对象与所述距离传感器之间的距离，所述时间窗口由所述充电开始信号和所述充电停止信号界定。

2.根据权利要求1所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

数据采集模块，其输入端耦接所述第一容性器件，适于对所述第一容性器件两端的电压进行数据采集，以得到采集结果。

3.根据权利要求2所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

控制模块，适于根据所述采集结果得到所述第一容性器件两端的电压在所述时间窗口内的变化量，并根据所述时间窗口内所述变化量、光子的传播速度、所述第一容性器件的容值以及所述充电电流的大小确定所述目标对象与所述距离传感器之间的距离。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

电流镜，包括第一MOS晶体管和第二MOS晶体管，所述电流镜适于根据参考电流产生所述充电电流，所述充电电流经由所述第二MOS晶体管的输出端输出；

电压维持电路，适于维持所述第二MOS晶体管的控制端的电压。

5.根据权利要求4所述的距离传感器，其特征在于，所述电压维持电路包括：

开关器件，其第一端耦接所述第一MOS晶体管的控制端，其第二端耦接所述第二MOS晶体管的控制端；

第二容性器件，其第一端耦接第一参考端，其第二端耦接所述开关器件的第一端或第二端；

其中，所述开关器件在所述时间窗口内受控关断，在所述充电开始信号产生之前的预设时间内受控导通。

6.根据权利要求5所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

复位电路，耦接所述第一容性器件的第二端，响应于复位信号，所述复位电路适于将所述第一容性器件的第二端复位至参考电压；

其中，所述复位信号是在所述充电开始信号产生时或产生之前产生的，所述第一容性器件的第一端耦接第二参考端。

7.根据权利要求6所述的距离传感器，其特征在于，所述第一参考端接入电源电压，所述参考电压的幅度与所述第一容性器件的第二端上的电压在所述时间窗口内的变化量之和小于所述电源电压。

8.根据权利要求1至3中任一项所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

压控电流源，适于在控制电压的作用下输出所述充电电流；

电压维持电路，适于维持所述控制电压。

9.根据权利要求1至3中任一项所述的距离传感器，其特征在于，所述光子检测电路包括：

SPAD，适于在检测到所述反射的光子时产生雪崩电流；

脉冲生成电路，适于根据所述雪崩电流产生所述充电停止信号。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的距离传感器，其特征在于，还包括：

光源控制模块，适于控制所述光源向所述目标对象发出所述光子，并在控制所述光源发出所述光子时产生所述充电开始信号。

11.一种3D图像传感器，其特征在于，包括数量是多个的权利要求1至10中任一项所述的距离传感器，其中，所述光子检测电路呈阵列排布。