[发明专利]光检测装置

说明书

公开了光检测装置。光检测装置具有光接收部、边沿检测电路和加法单元。每个光接收部具有猝熄电阻、SPAD和脉冲信号输出部。SPAD对入射光子即入射光做出响应。当SPAD接收到入射光并且对入射光做出响应时，猝熄电阻和脉冲信号输出部生成脉冲信号并且将脉冲信号发送至对应的边沿检测电路。边沿检测电路和加法单元每当接收到以预定周期发送的CLK信号时对从先前接收到的CLK信号到当前接收到的CLK信号的时段期间的边沿的数目进行检测。边沿表示从未接收到脉冲信号的第一状态到接收到脉冲信号的第二状态的状态变化。

技术领域

本发明涉及能够检测入射光即入射光子的光检测装置，该光检测装置配备有作为固态敏感光电探测器或半导体器件的单光子雪崩二极管(SPAD)。

背景技术

与相关技术有关的专利文献1即日本专利特许公布第2014-081253号公开了一种基于单光子雪崩二极管(SPAD)对入射光的响应结果通过使用多个SPAD来检测入射光的常规技术。SPAD与以预定周期发送的时钟信号(CLK信号)同步地操作。相关技术对针对与时钟信号同步接收到的入射光进行响应的SPAD的数目进行计数。可以认为入射光的强度越强，对入射光做出响应的SPAD的数目增长越多。

然而，相关技术具有以下倾向：由于延长SPAD发送脉冲信号的时段，所以从入射光的强度具有峰值的真正时刻起延迟SPAD检测到入射光(即，对入射光做出响应)的次数的峰值时刻。因此，专利文献1的相关技术难以基于对入射光做出响应的SPAD的数目以高准确度正确地估计SPAD检测到入射光的光检测时刻。

发明内容

因此，期望提供一种配备有单光子雪崩二极管(SPAD)的、能够估计SPAD检测到入射光即入射光子的光检测时刻的光检测装置。

根据本发明的一个方面，提供了一种能够检测入射光子即入射光的光检测装置。光检测装置具有多个光接收部和多个边沿检测部。多个光接收部中的每一个具有信号输出部以及被配置成检测入射光子或入射光的单光子雪崩二极管或SPAD。信号输出部被配置成在SPAD对入射光子或入射光做出响应时生成并发送脉冲信号。

多个边沿检测部被布置成与多个光接收部一一对应。多个边沿检测部被配置成：每当该边沿检测部接收到以预定周期发送的时钟信号时，对从先前接收到的时钟信号到当前接收到的时钟信号计数的时段期间的边沿的数目进行检测。每个边沿表示从第一状态到第二状态的改变。在第一状态下，信号输出部不向对应的边沿检测部发送脉冲信号。在第二状态下，信号输出部向边沿检测部发送脉冲信号。

因为具有前述结构的光检测装置每当接收到时钟信号时对边沿的数目进行检测，所以在与根据相关技术的仅对SPAD检测到入射光(即，对入射光做出响应)的次数进行检测的光检测装置相比的情况下，可以避免在SPAD接收到入射光子即入射光并对入射光子做出响应的时间段期间的SPAD的响应时间的影响。因为基于边沿的数目来检测光检测时刻，所以根据本发明的光检测装置可以以高准确度来估计光检测装置检测到入射光的光检测时刻。

附图说明

将参照附图通过示例的方式来描述本发明的优选的非限制性实施方式，在附图中：

图1是示出根据本发明的第一示例性实施方式的光检测装置的结构的框图；

图2是示出图1所示的根据第一示例性实施方式的光检测装置中的光接收部的示意结构的图；

图3是示出图1所示的根据第一示例性实施方式的光检测装置的操作示例的图；

图4是示出根据第一示例性实施方式的光检测装置中的入射光(即入射光子)的量、入射光的边沿值和入射光的电平值之间的时间变化关系的曲线图；

图5是示出根据第一示例性实施方式的光检测装置中的入射光的量、入射光的边沿值和入射光的电平值之间的另一时间变化关系的曲线图；

图6是示出图1所示的根据第一示例性实施方式的光检测装置的另一操作示例的图；