[发明专利]光检测器和距离测定装置

说明书

本发明涉及光检测器和距离测定装置。实施方式的光检测器具有多个通道，所述通道具有多个包括雪崩光电二极管的SPAD单元；所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出；SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。

相关申请

本申请享受以日本专利申请2019-170923号(申请日：2019年9月19日)为基础申请的优先权。本申请通过参照该基础申请而包括基础申请的所有内容。

技术领域

本发明的实施方式涉及光检测器(光探测器)和距离测定装置。

背景技术

距离计测系统的LiDAR(Light Detection And Ranging，光检测与测距)将激光照射到计测对象物，用传感器感知从计测对象物反射的反射光的强度，基于传感器的输出来检测反射光到达的时刻，并基于该时刻与照射激光的时刻的时间差而对计测对象物的距离进行计测。

期待该LiDAR的技术向面向自动驾驶的传感器那样的车载的应用。谋求远距离的测距的LiDAR需要灵敏度高的光传感器，从而使用就连单一光子也能检测出的光电倍增器、尤其是硅光电倍增器(Silicon Photo Multiplier，以下记载为SiPM)。与此同时，LiDAR也要求高分辨率，从而提出基于一维或二维的阵列构成的多像素的SiPM(例如参照日本专利公开公报2016-187041号或2018-44923号)。

另外，SiPM虽然灵敏度高，但却存在光检测后的恢复花费时间的问题，作为缓和该问题的手段，也提出了利用有源元件的主动淬灭(Active Quenching，主动猝灭)的技术。例如参照Zappa等“Fully Integrated Active Quenching Circuit for Single PhotonDetection”，ESSCIRC 2002；或者Richardson,J,Henderson,RRenshaw,D 2007,DynamicQuenching for Single Photon Avalanche Diode Arrays，in 2007International ImageSensor Workshop。

但是，在以往的多像素的SiPM中，由于传感器面积的制约，难以兼顾高分辨率和动态范围的确保。另外，要求在明暗、高温/低温等所有状况下工作的LiDAR在实用性方面存在各种课题。例如，在以往的多像素的SiPM中，存在在明亮的环境下流过大电流而使得消耗电力变大、或者反之若限制电流则恢复延迟而给测距带来障碍的问题。而且，在需要传感器融合的环境下，即使是LiDAR也应增补其它传感器的机能，从而也要求多功能。

发明内容

本发明的实施方式提供兼顾高分辨率和动态范围的扩大、能削减消耗电力的光检测器和距离测定装置。

实施方式的光检测器具有多个通道，所述通道具有多个包括雪崩光电二极管的SPAD单元；所述光检测器能选择所述通道的输出/非输出；所述SPAD单元具有进行所述雪崩光电二极管的主动淬灭的主动淬灭电路、以及使与选择了非输出的所述通道相对应的所述主动淬灭电路成为工作状态的控制部。

附图说明

图1是实施方式的距离测定装置的概要构成框图。

图2是扫描仪和光学系统的第1例的说明图。

图3是图2的光学系统的激光射出方向的示意图。

图4是扫描仪和光学系统的第2例的说明图。

图5是光检测器的构成说明图。

图6是其它光检测器的构成说明图。

图7是一维阵列中典型的通道的示意图。

图8是选择输出的区域的传感器的一个例子的说明图。