CN121079987A - 光检测器和光检测系统 - Google Patents

Abstract

本公开提供了一种光检测器。根据本公开实施例的光检测器包括：光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及第一输出电路，其被构造为输出基于光接收元件的电流的第一信号，并包括串联地电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件。

Description

光检测器和光检测系统

相关申请的交叉引用

本申请要求享有2023年7月18日提交的日本优先权专利申请JP 2023-117139的权益，其全部内容通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及光检测器和光检测系统。

背景技术

已经提出了一种设置有多个像素的光检测器，每个像素包括使用单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode，SPAD)构造的光接收元件(专利文献1)。

引用列表

专利文献

[专利文献1]日本未审查专利申请公开号2020-24138

发明内容

技术问题

期望光检测器具有更高的探测性能。

期望提供具有良好检测性能的光检测器。

问题解决方案

根据本公开实施例的光检测器包括：光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

根据本公开实施例的光检测系统包括：光源，其被构造为利用光照射物体；以及光检测器，其接收来自所述物体的部分光，所述光检测器包括：光接收元件，其被构造为接收所述部分光并输出电流，以及第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

附图说明

图1是示出根据本公开实施例的光检测系统的示意构造示例的图。

图2是示出根据本公开实施例的光检测器的像素的构造示例的图。

图3是根据本公开实施例的光检测器的操作示例的说明性时序图。

图4是根据本公开实施例的光检测器的操作示例的说明性时序图。

图5是根据本公开的实施例的光检测器的操作示例的说明图。

图6是示出根据本公开实施例的光检测器的构造示例的图。

图7是示出根据本公开实施例的光检测器的构造示例的图。

图8是根据本公开实施例的光检测器的构造示例的说明图。

图9是示出根据本公开实施例的光检测器的另一构造示例的图。

图10是示出根据本公开实施例的光检测器的另一构造示例的图。

图11是示出根据本公开实施例的光检测器的另一构造示例的图。

图12A是根据本公开变形例1的光检测器的构造示例的说明图。

图12B是根据本公开变形例1的光检测器的构造示例的说明图。

图13是根据本公开变形例2的光检测器的构造示例的说明图。

图14A是根据本公开变形例2的光检测器的另一构造示例的说明图。

图14B是根据本公开变形例2的光检测器的另一构造示例的说明图。

图15是根据本公开变形例3的光检测器的构造示例的说明图。

图16是根据本公开变形例3的光检测器的构造示例的说明图。

图17是根据本公开变形例4的光检测器的构造示例的说明图。

图18是根据本公开变形例4的光检测器的构造示例的说明图。

图19是根据本公开变形例5的光检测器的构造示例的说明图。

图20是描述车辆控制系统的示意构造示例的框图。

图21是辅助说明车外信息检测部和成像部的安装位置示例的图。

具体实施方式

下面将结合附图对本公开的实施例进行详细说明。注意，本说明书将按照以下顺序进行说明。

1．实施例

2．变形例

3．使用示例

4．实际应用示例

<1．实施例>

图1是示出了根据本公开实施例的光检测系统的示意构造示例的图。光检测系统200包括光检测器1、光源控制单元210和光源220。光检测器1是能够检测入射光的装置。光检测器1包括多个均具有光接收元件的像素P，并被构造为接收入射光以产生信号。

例如，光检测器1的像素P的光接收元件是雪崩光电二极管(Avalanche PhotoDiode，APD)，其被构造为能够接收光，并输出电流。每个像素P的光接收元件(光接收部)可以被构造为响应于光子的光接收而产生信号。例如，光检测器1接收通过包括光学透镜的光学系统(未示出)传输的光，以产生信号。

光检测器1例如使用设置有多个像素P的半导体基板(例如，硅基板)来构造。作为示例，光检测器1包括以矩阵形式二维地布置有多个像素P的区域(像素部100)。光检测器1的像素部100是布置有多个像素P的像素阵列。

每个像素P的光接收元件可由SPAD(单光子雪崩光电二极管)构造。光检测器1通过包含光学透镜的光学系统接收来自测量目标的入射光。光接收元件可接收来自测量目标的光(例如红外光、可见光等)以通过光电转换产生电荷，并产生光电流。

光检测器1可被构造为距离测量传感器、图像传感器等。例如，光检测器1是能够执行距离测量的装置，并被构造为能够利用TOF(飞行时间)方法执行距离测量。作为示例，光检测器1可用作能够利用TOF方法执行距离测量的距离测量传感器。

光源220被构造为能够产生光(光信号)。光源220例如包括多个发光元件，并被构造为能够利用光照射测量目标。发光元件可以例如是LD(激光二极管)、LED(发光二极管)等，并且可以向外部输出光(红外光、可见光等)。

在光源220中，多个发光元件可以二维地布置成矩阵。作为示例，光源220(光源部)可以产生激光并将其发射到外部。光源220可以使用半导体激光元件(例如，垂直腔面发射激光器(Vertical Cavity Surface Emitting Laser，VCSEL))来构造。

光源控制单元210被构造为能够控制光源220。光源控制单元210是驱动单元(驱动电路)，并被构造为驱动光源220。作为示例，光源控制单元210可以由包括DA转换(Digitalto Analog Converter，DAC)电路、放大器电路等在内的多个电路构造，并可以控制光源220的操作。光源控制单元210被构造为能够控制例如光源220的发光元件的电压和电流。

光源控制单元210可向光源220提供用于驱动光源220的各个发光元件的电压和电流，以控制光源220的发光(例如，发光时序、发光时间等)。光源控制单元210也可称为光源驱动单元，该光源驱动单元被构造为能够驱动光源220(其发光元件)。注意，光源220和光源控制单元210的部分或全部可以集成地被构造为光源装置(光源单元)。

光检测系统200可使光源220向测量目标照射光(例如激光)，并接收测量目标反射的光。例如，在光检测器1中，测量目标反射的反射光(返回光)入射到像素部100上，从而检测与反射光的光接收相对应的电信号。由来自测量目标的反射光的光接收产生的电信号是与到测量目标的距离相对应的信号。

包括光检测器1的光检测系统200可发射和接收光，以测量到测量对象的距离。作为示例，光检测器1被构造为能够针对每个像素P检测到作为测量目标的物体(被摄体)的距离，并产生关于到该物体的距离的图像数据(距离图像数据)。例如，光检测器1可产生深度图(深度图)。

注意，光检测器1也可用作能够检测事件的传感器，例如事件驱动型传感器(称为EVS(事件视觉传感器)、EDS(事件驱动传感器)、DVS(动态视觉传感器)等)。光检测器1和光检测系统200适用于各种电子设备。

作为示例，如在图1所示的示例中，光检测器1包括像素部100、像素控制部111、信号处理部112和控制部113。注意，光检测器1可以包括光源控制单元210。此外，光源220可以安装在光检测器1上，或者可以设置在光检测器1的外部。

像素控制部111被构造为能够控制像素部100中的每个像素P。像素控制部111是控制电路，并例如由包括缓冲器、移位寄存器、地址解码器等在内的多个电路构造。像素控制部111产生用于控制像素P的信号，并将产生的信号输出至像素部100中的每个像素P。像素控制部111受控制部113控制，并控制像素部100的像素P。

像素控制部111产生用于控制像素P的信号(例如，用于控制像素P的读出电路的信号)，并将产生的信号提供给每个像素P。像素控制部111可以执行控制以从每个像素P读取像素信号。像素控制部111也可以称为像素驱动部，该像素驱动部被构造为能够驱动每个像素P。注意，像素控制部111和控制部113也可以统称为像素控制部。

控制部113被构造为控制光检测器1的各个部分。控制部113可以接收外部提供的时钟、用于指示操作模式的数据等，并可以输出诸如光检测器1的内部信息之类的数据。控制部113是控制电路，并且例如包括用于产生各种时序信号的时序发生器。

控制部113根据时序发生器产生的各种时序信号(脉冲信号、时钟信号等)控制像素控制部111、信号处理部112等的驱动。控制部113可以包括诸如PLL(锁相环)或DAC(数模转换器)之类的电路。

此外，控制部113被构造为向光源控制单元210提供用于控制光源控制单元210的信号，并控制光源控制单元210的操作。控制部113可被构造为能够控制对像素部100的像素P产生像素信号的处理、光源220的光照射时序等。

信号处理部112是信号处理电路，并被构造为能够执行信号处理。信号处理部112由对每个像素P输出的信号进行各种信号处理的电路构造。信号处理部112包括运算电路、存储电路等，并且可执行诸如降噪处理、时间数字(Time to Data，TD)转换处理或计数(累积)处理之类的各种信号处理。

信号处理部112被构造为获取每个像素P的信号，并产生和输出与到测量目标的距离相关的信号。例如，信号处理部112可以对每个像素的信号执行各种类型的信号处理，并产生和输出用于指示到测量目标的距离的距离图像数据。注意，信号处理部112和控制部113可以集成地构造。信号处理部112和控制部113可以包括处理器和存储器。

如在图1所示的示例中，信号处理部112例如包括转换器70和计算器80。注意，信号处理部112可包括脉冲整形电路，该脉冲整形电路被构造为对从像素P读取的像素信号(脉冲信号)进行整形。例如，脉冲整形电路可以针对每个像素P或每多个像素P设置。

转换器70被构造为将输入的像素信号转换为关于像素P中的光接收时序的数字信号。转换器70例如由TDC(时间数字转换器)电路构造。例如，转换器70被构造为将像素P产生的作为脉冲信号的像素信号转换为与从光源220的发光时间到像素P的光接收元件的光接收时间的逝去时间相对应的数字信号。

转换器70使用触发器电路、延迟电路(例如，延迟缓冲器)、计数器电路等来构造。转换器70是TD转换器(TD转换电路)，并且例如针对每个像素P或针对每多个像素P设置。例如，从每个像素P依次读取的作为脉冲信号的像素信号经历转换器70的TD转换处理，并被转换为用于指示来自测量目标的反射光的接收时序的数字信号。

转换器70(转换电路)可以将与从光源220的发光时刻到光接收元件的反射光(返回光)的接收时刻的时间相对应的数字信号作为转换后的像素信号输出。作为示例，转换器70将作为脉冲信号的像素信号转换为具有预定位数的数字信号，并将转换后的数字信号作为用于指示光的往返时间(即，飞行时间)的信号输出。

转换器70可以测量从光源220开始照射光到与反射光的光接收相对应的像素信号转换时刻(上升沿或下降沿)的时间，并产生用于指示计数值的信号作为转换后的像素信号。基于像素P输出的脉冲信号，转换器70可以输出用于指示计数值的信号作为转换后的像素信号，该计数值对应于从对测量目标的光照射开始到接收来自测量目标的反射光的时段。

例如，在光检测系统200中，光源220重复光照射的执行和停止，并且像素P重复反射光(返回光)的检测。在光检测器1中，通过多次距离测量操作而从像素P依次输出的像素信号通过转换器70中的转换处理分别转换为数字信号。

计算器80被构造为能够获取像素P的像素信号并执行信号处理。计算器80被构造为基于转换器70转换的像素信号产生关于到测量对象的距离的信号(距离信号)。计算器80可以分析每个像素P的像素信号，从而针对每个像素产生并输出包含距离信号的图像数据(距离图像数据)。

计算器80例如包括直方图生成器85，并被构造为能够产生由转换器70转换的作为数字信号的像素信号的直方图。作为示例，直方图生成器85(直方图产生电路)被构造为针对每个像素P产生与像素信号的信号值(即，光的往返时间)相对应的计数值的直方图。

直方图生成器85可以产生关于与光的往返时间相对应的计数值和计数值的频率(数量)之间的对应关系的数据作为直方图数据，并将直方图数据存储在信号处理部112内的存储器等中。例如，直方图生成器85按每个预定间隔(范围)，即按每个类别(BIN)对计数值进行分类，并产生用于指示与到测量目标的距离相对应的计数值的分布的直方图数据。

计算器80被构造为能够根据直方图中的像素信号值的峰值(局部最大值)计算到测量目标的距离。例如，根据直方图中的像素信号的在像素信号频率达到峰值时的值(计数值)，计算器80计算(估算)光照射开始时间与反射光到达时间之间的差值，即光的往返时间(飞行时间)。

计算器80被构造为例如使用计算出的往返时间对光检测器1与测量对象之间的距离进行算术运算。计算器80针对每个像素P计算到测量对象的距离，并产生与该距离相关的距离信号。到测量对象的距离是根据从光源220发射的光被测量对象反射并到达光检测器1的时间确定的。信号处理部112可以通过计算器80针对每个像素P产生包含距离信号的距离图像数据，并将产生的距离图像数据输出到光检测器1的外部。

注意，上述的像素部100、像素控制部111、信号处理部112、控制部113等可以设置在一个基板上，或者可以分别设置在多个基板上。光检测器1可以具有由多个基板堆叠而成的结构(堆叠结构)。注意，像素控制部111、信号处理部112和控制部113中的部分或全部可以集成地构造。

图2是示出根据本实施例的光检测器的像素的构造示例的图。光检测器1的像素P包括光接收元件10(受光元件)和读出电路20。例如，读出电路20针对每个光接收元件10设置。注意，读出电路20可以针对多个光接收元件10设置。在光检测器1的构造中，多个像素P可以共用一个读出电路20。

光接收元件10被构造为接收光并产生信号。光接收元件10是SPAD(单光子雪崩二极管)，并包括能够进行雪崩倍增的倍增区域(倍增部)。光接收元件10可以将入射光子转换为电荷，并输出信号S1，该信号S1是与入射光子相对应的电信号。注意，光接收元件10也可称为光电转换元件(光电转换部)，该光电转换元件被被构造为能够对光进行光电转换。

读出电路20被构造为能够输出基于光接收元件10的电流的信号。读出电路20包括用于读取基于流过光接收元件10的光电流的信号的电路，例如供电部30、第一输出电路40、第二输出电路50等。

供电部30被构造为能够向光接收元件10提供电流和电压。供电部30(供电电路)电连接到被施加电源电压VDDH的电源线L1a，并可向光接收元件10提供电流和电压。供电部30是充电部(充电电路)，并例如由能够向光接收元件10提供电流的电流源构造。

作为示例，供电部30可利用P型晶体管(例如，PMOS晶体管)构造。例如，供电部30的晶体管的源极或漏极电连接到被施加电源电压VDDH的电源线，并且晶体管M3的漏极或源极电连接到光接收元件10。注意，供电部30可利用电阻元件构造。此外，供电部30可由开关构造，该开关用于将电源线与光接收元件10电连接或断开。

例如，在光接收元件10的电极之间的电位差因雪崩倍增而小于击穿电压时，供电部30向光接收元件10提供电流。供电部30对光接收元件10进行充电，以使其恢复到能够在盖革模式(Geiger mode)下操作的状态。供电部30也可称为充电部(充电电路)。供电部30可以向光接收元件10充电，或者可以对光接收元件10的电压进行补充。

光接收元件10电连接到例如能够提供预定电压的电极或电源线。在图2所示的示例中，光接收元件10的一个电极(阴极)经由供电部30电连接到电源线L1a，以接收电源电压VDDH。光接收元件10的另一电极(阳极)连接到参考电位线侧。

光接收元件10的阳极电连接到例如电极或线路，以接收相对较低的电源电压。在图2所示的示例中，经由来自能够提供电压(电流)的电源部(电压源)的电源线L1b向光接收元件10的阳极提供电源电压(图2中的电压VSP)。例如，电压VSP是负电压。

通过供电部30提供的电压和电源线L1b提供的电压VSP，可以在光接收元件10的阴极和阳极之间施加具有比光接收元件10的击穿电压更大的电位差的电压。也就是说，可以将光接收元件10两端的电位差设置为大于击穿电压的电位差。

在施加大于击穿电压的反向偏置电压时，光接收元件10进入能够以盖革模式操作的状态。在盖革模式下的光接收元件10中，响应于光子入射而可能发生雪崩倍增现象，从而产生脉冲电流。在像素P中，与由于光子入射而引起的流经光接收元件10的光电流相对应的信号S1被输出至第一输出电路40。

第一输出电路40被构造为基于光接收元件10产生的信号S1产生信号S11。在图2所示的示例中，第一输出电路40包括反相器。第一输出电路40使用串联地电连接的晶体管M1、晶体管M2和电阻元件R来构造。第一输出电路40包括输入部41和输出部42，并且可以输出输入信号的反相信号。

第二输出电路50被构造为基于第一输出电路40输出的信号S11产生信号S12。在图2所示的示例中，第二输出电路50包括反相器。第二输出电路50使用串联地电连接的晶体管M3和晶体管M4来构造。第二输出电路50可以包括输入部51和输出部52，并且可以输出输入信号的反相信号。

晶体管M1至M4均是MOS晶体管(MOSFET)，这种MOS晶体管包括栅极、源极和漏极。晶体管M1和晶体管M3均为N型晶体管(图2中为NMOS晶体管)。此外，晶体管M2和晶体管M4均为P型晶体管(图2中为PMOS晶体管)。

晶体管M1和晶体管M2各自的栅极相互电连接，并构成输入部41。晶体管M1和M2各自的栅极与光接收元件10电连接。晶体管M2的源极电连接到电源线L1a，以接收电源电压VDDH。晶体管M1的漏极和晶体管M2的漏极相互电连接，并构成输出部42。

晶体管M1的源极电连接到参考电位线L2b。参考电位线L2b例如是接地线(地线)。参考电位线L2b被提供特定电位，例如GND电位(地电位)。在图2所示的示例中，参考电位线L2b是被施加电压VSS(例如0V)的布线。

晶体管M3和晶体管M4各自的栅极相互电连接，并构成输入部51。晶体管M3和M4各自的栅极电连接到第一输出电路40。晶体管M4的源极电连接到电源线L2a，以接收电源电压VDDL。例如，电源电压VDDL是低于电源电压VDDH的电压。

晶体管M3的源极电连接到参考电位线L2b。晶体管M3的漏极和晶体管M4的漏极相互电连接，并构成输出部52。上述第一输出电路40例如是第一级输出电路，并也可称为第一放大电路。此外，第二输出电路50例如是第二级输出电路，并也可称为第二放大电路。注意，第一输出电路40和第二输出电路50均可由“AND”电路、“OR”电路等构造。

例如，第一输出电路40的输入部41电连接到光接收元件10的阴极和供电部30。第一输出电路40的输出部42电连接到第二输出电路50的输入部51。在图2所示的示例中，第一输出电路40的输入部41电连接到将光接收元件10和供电部30相互连接的节点N1。此外，第一输出电路40的输出部42电连接到将第一输出电路40和第二输出电路50相互连接的节点N2。

在图2所示的示例中，节点N1是第一输出电路40的输入部41的一部分，并作为第一输出电路40的输入节点。节点N2是第二输出电路50的输入部51的一部分，并作为第二输出电路50的输入节点。此外，节点N2也是第一输出电路40的输出部42的一部分，并作为第一输出电路40的输出节点。节点N1和节点N2也可称为连接节点。

第一输出电路40的晶体管M1、晶体管M2和电阻元件R电连接在电源线L1a和参考电位线L2b之间。电阻元件R串联电连接在晶体管M1和晶体管M2之间。在图2所示的示例中，电阻元件R电连接在晶体管M2和节点N2之间。

电阻元件R例如是电阻器(电阻部)，例如多晶硅电阻器或金属电阻器。电阻元件R可以使用多晶硅(Poly-Si)形成，或者可以使用诸如钨(W)或钛(Ti)之类的金属材料形成。电阻元件R可以是设置在半导体基板中的电阻元件(基板电阻器)。例如，电阻元件R(基板电阻器)可以通过在硅基板中掺杂(添加)杂质来形成。注意，电阻元件R可以由金属化合物(金属氧化物、金属氮化物等)构造或者可以由其他材料构造。

电阻元件R可以使用晶体管来构造。电阻元件R可以使用包括被施加预定电压(偏置电压)的栅极的晶体管来构造。电阻元件R可以由二极管连接晶体管构造。电阻元件R可以具有通过将多个电阻器串联或并联而形成的构造。

第一输出电路40接收来自光接收元件10的信号S1的输入。信号S1的信号电平(即信号S1的电压(电位))根据流过光接收元件10的电流而变化。例如，在信号S1的电压高于阈值的情况下，第一输出电路40输出低电平的信号S11。此外，在信号S1的电压低于阈值的情况下，第一输出电路40输出高电平的信号S11。第一输出电路40可以将基于信号S1的电压的信号S11输出至第二输出电路50。

第二输出电路50接收来自第一输出电路40的信号S11的输入。第二输出电路50输出的信号S12的信号电平(即，信号S12的电压)根据信号S11而变化。例如，在信号S11的电压高于阈值的情况下，第二输出电路50输出低电平的信号S12。此外，在信号S11的电压低于阈值的情况下，第二输出电路50输出高电平的信号S12。第二输出电路50可以将基于信号S11的电压的信号S12(脉冲信号)输出至信号线L10。

在图2所示的示例中，当由于光接收元件10接收光子而导致信号S1的电压变得小于反相器的阈值电压时，作为第一输出电路40的反相器使信号S11的电压从低电平转变为高电平。在这种情况下，当信号S11的电压变得大于反相器的阈值电压时，作为第二输出电路50的反相器使信号S12的电压从高电平转变为低电平。

此外，当供电部30对光接收元件10进行充电而导致信号S1的电压变得大于反相器的阈值电压时，第一输出电路40使信号S11的电压从高电平转变为低电平。在这种情况下，当信号S11的电压变得小于反相器的阈值电压时，第二输出电路50使信号S12的电压从低电平转变为高电平。以此方式，第二输出电路50可以经由信号线L10将信号S12(脉冲信号)作为像素信号输出到信号处理部112(参见图1)。

从光接收元件10的电极之间因光子接收而导致的电压下降到光接收元件10的电极之间因充电而导致的电压上升的这段时间被称为死区时间(Dead time)。死区时间也可以称为进行猝灭和再充电的时段。死区时间例如是从信号S11(第一输出电路40的输出信号)的上升时刻到下降时刻的时段，即与信号S11的高电平脉冲宽度相对应的时间。

在图2所示的示例中，死区时间例如是与从信号S11的电压超过第二输出电路50的阈值电压到信号S11的电压降至或低于第二输出电路50的阈值电压的时段相等的时间。在光检测器1中，如果死区时间较长，则有可能无法进行高精度的光检测。

因此，在根据本实施例的光检测器1中，第一输出电路40包括与晶体管M1和晶体管M2串联电连接的电阻元件R。由此，可以缩短第一输出电路40的信号S11的转变时间。例如，可以缩短直至信号S11的电压降至或低于第二输出电路50的阈值电压为止的时段。由此，可以缩短死区时间，从而抑制光检测精度的下降。下文将进一步说明根据本实施例的光检测器1。

图3是根据本实施例的光检测器的操作示例的说明性时序图。参考图2、图3的时序图及其他附图，对光检测器1的操作示例进行说明。在图3中，信号S1、流经电阻元件R的电流I1、信号S11和信号S12示意性地示于同一时间轴上。

在时刻t1至时刻t2的时段期间，当光子进入光接收元件10并引起雪崩倍增时，流过光接收元件10的电流增加，从而降低光接收元件10的阴极和阳极之间的电位差。在图2和图3所示的示例中，光接收元件10的阴极电压降低，从而降低输入到第一输出电路40的信号S1的电压。

在时刻t1至时刻t2的时段期间，光接收元件10的电极之间的电位差小于击穿电压，从而导致雪崩倍增停止(猝灭)。随着信号S1的电压的下降，第一输出电路40使信号S11的电压从低电平转变为高电平。根据信号S11的电压，第二输出电路50使信号S12的电压从高电平转变为低电平。

在时刻t2至时刻t3的时段期间，当光接收元件10从供电部30接收电流(充电电流)时，光接收元件10的电极之间的电位差增大。在图2和图3所示的示例中，光接收元件10的阴极电压(即，信号S1的电压)增大。

光接收元件10的电极之间的电位差变得大于击穿电压，从而使光接收元件10恢复到能够以盖革模式操作的状态。随着信号S1电压的升高，第一输出电路40使信号S11的电压从高电平转变为低电平。此外，随着信号S11的电压的降低，第二输出电路50使信号S12的电压从低电平转变为高电平。

如图3中的虚线A1所示，如果第一输出电路40不包含电阻元件R，则可能需要更长的时间才能使信号S11的电压降低至或低于第二输出电路50的阈值电压Vt。由于第一输出电路40中的延迟时间(延迟量)的缘故，死区时间可能会增加。因此，例如，如图4中的虚线A2所示，可能无法适当产生响应于来自测量目标的光的接收的信号S12(脉冲信号)，从而无法准确地进行光检测。

如上所述，根据本实施例的光检测器1设置有电阻元件R。由此，如图3中的实线所示，可以缩短直至信号S11的电压降低至或低于第二输出电路50的阈值电压Vt为止的时间。通过在第一输出电路40中设置电阻元件R，允许电流I1(即，流过电流)能够流向电阻元件R，从而可以加速信号S11的电压下降。由此，可以缩短直至信号S11的电压达到(变为)第二输出电路50的阈值电压Vt为止的时间。

以此方式，在本实施例中，通过设置电阻元件R，可以实现更短的死区时间。如图4中的实线所示，可以适当地产生信号S12(脉冲信号)，从而可以精确地进行光检测。由此，可以准确地测量到附近多个物体的距离。

此外，在光检测器1中，电阻元件R电连接在晶体管M1和晶体管M2之间。因此，可以抑制晶体管M1和晶体管M2中每一者的栅极和源极之间的电压降低。由此，可以有效地减少死区时间。

图5是根据本实施例的光检测器的操作示例的说明图。图5的(A)举例说明了使用应用有光检测器1的电子设备(例如，智能手机)测量到作为测量目标的人员之间的距离的情况。图5的(B)示意性地示出了光检测器1获取的直方图数据的示例。

如上所述，光检测器1包含电阻元件R，从而可以实现更低的死区时间。由此，如图5的(A)和(B)所示，例如，光检测器1能够通过捕捉来自位于自动门(诸如玻璃之类的半透明体)后方的人员的反射光(信号光)来产生直方图数据。在图5的(B)所示的示例中，光检测器1能够适当测量到自动门的距离以及到人员的距离。由此，能够实现具有更高识别性能的光检测器。

图6是示出根据本实施例的光检测器的构造示例的图。光检测器1可具有由多个基板堆叠而成的堆叠结构。在图6的(A)和(B)所示的示例中，光检测器1包括第一基板101和第二基板102。光检测器1具有由第一基板101和第二基板102堆叠而成的堆叠结构。第一基板101和第二基板102堆叠并相互重叠。

光检测器1的多个基板(图6中的第一基板101和第二基板102)由半导体基板(例如，硅基板、SOI基板等)构造。例如，第一基板101和第二基板102通过包含Cu的金属电极之间的接合(即，Cu-Cu连接)相互接合。第一基板101和第二基板102可以通过TSV(硅通孔)相互连接。例如，第一基板101的电路和第二基板102的电路通过贯穿电极相互电连接。注意，可以使用凸块(例如，微凸块)来堆叠多个基板。

图6的(A)示出了光检测器1的第一基板101中的平面构造示例。图6的(B)示出了光检测器1的第二基板102中的平面构造示例。在第一基板101中，例如，如在图6的(A)所示的示例中，在设置有像素部100的每个像素P的光接收元件10的第一基板101中，多个光接收元件10可以沿作为第一方向的水平方向(行方向)和作为与第一方向正交的第二方向的垂直方向(列方向)布置。

如在图6(B)所示的示例中，第二基板102包括例如每个像素P的读出电路20、信号处理部112、控制部113等。如图6的(A)和(B)所示，读出电路20针对一个像素P的区域设置。信号处理部112、控制部113等例如布置在以矩阵形式布置的多个读出电路20的周边区域中。

如图7的(A)和(B)所示，读出电路20可以针对共用读出电路20的多个像素P的区域设置。在图7的(A)和(B)所示的示例中，读出电路20针对四个均包括光接收元件10的像素Pa至Pd的区域设置。

上述电阻元件R可以设置在例如设置有读出电路20的各个晶体管的基板(半导体基板)中。作为示例，电阻元件R可以是通过向半导体基板中掺杂杂质而形成的基板电阻器。注意，电阻元件R也可以设置在半导体基板(半导体层)上的布线层中。

图8是根据本实施例的光检测器的构造示例的说明图。作为示例，电阻元件R可设置在多个基板(半导体层)之间的布线层中。在图8所示的示例中，电阻元件R形成在第一基板101和第二基板102之间的布线层121中。例如，电阻元件R可由诸如钨(W)或钛(Ti)之类的金属材料、多晶硅(Poly-Si)等构造。

注意，如在图8所示意性示出的示例中，电阻元件R可以设置在布线层121中，或者电阻元件R可以设置在布线层122中。此外，电阻元件R可以设置在第二基板102中。电阻元件R可以由多晶硅电阻器构造，或者可以由晶体管构造。注意，电阻元件R可设置在第一基板101中。

图9至图11分别是根据本实施例光检测器的另一构造示例的图。如在图9所示的示例中，每个像素P的光接收元件10和读出电路20以及信号处理部112、控制部113等可设置在一个半导体基板(图9中的第一基板101)中。此外，如在图9所示的示例中，作为TDC电路的转换器70可针对每个像素P设置。

如在图10或11所示的示例中，光检测器1可包括第一基板101、第二基板102和第三基板103。例如，如在图10的(C)或图11的(C)所示的示例中，信号处理部112、控制部113等可布置在第三基板103中。注意，如图11的(C)所示，转换器70可针对每个像素P设置。在图11所示的示例中，信号处理部112和控制部113布置在二维布置的多个转换器70的周边区域中。

功用和效果

根据本实施例的光检测器(光检测器1)包括：光接收元件(光接收元件10)，其被构造为接收光，并输出电流；以及第一输出电路(第一输出电路40)，其被构造为输出基于光接收元件的电流的第一信号(信号S11)，并包括串联地电连接在第一电源线(例如，电源线L1a)和参考电位线(参考电位线L2b)之间的P型晶体管(晶体管M2)、N型晶体管(晶体管M1)和电阻元件(电阻元件R)。

在根据本实施例的光检测器1中，第一输出电路40包括与晶体管M1和晶体管M2串联电连接的电阻元件R。由此，能够缩短死区时间，从而实现具有良好检测性能的光检测器。

接下来，对本公开的变形例进行说明。在下文中，与上述实施例的部件相同的部件用相同的附图标记表示，并适当省略其说明。

<2．变形例>

(2-1．变形例1)

图12A和12B分别是根据本公开变形例1的光检测器的构造示例的说明图。如在图12A或12B所示的示例中，电阻元件R可使用晶体管M5来构造。通过晶体管构造电阻元件R，能够在相对较小的面积内实现电阻元件R。在图12A所示的示例中，晶体管M5包括被施加预定电压(电位)的栅极，并且可以构成电阻元件(电阻器)。

在图12B所示的示例中，电阻元件R由二极管连接晶体管M5构造。通过设置二极管连接晶体管M5，可以抑制信号S11的电压幅度，从而减少死区时间。在本变形例中，也可以获得与前述实施例类似的效果。

(2-2．变形例2)

前述实施例已说明了像素P和读出电路20的构造示例，但这些构造示例仅为示例性的。像素P和读出电路20的构造不限于上述示例。图13是根据变形例2的光检测器的构造示例的说明图。例如，如在图13所示的示例中，第一输出电路40的电阻元件R可串联地电连接在电源线L1a和晶体管M2之间。

图14A是根据变形例2的光检测器的另一构造示例的说明图。在14A所示的示例中，光接收元件10的阴极电连接到电源线L1b。此外，光接收元件10的阳极电连接到供电部30和第一输出电路40。光接收元件10的阴极从电源部(电源电路)接收电压VSP，该电源部能够经由电源线L1b提供电压。例如，电压VSP是正电压。

在图14A所示的示例中，电阻元件R电连接在晶体管M1和节点N2之间。注意，如在图14B所示的示例中，电阻元件R也可以电连接在晶体管M1和参考电位线L2b之间。同样，在根据本变形例的光检测器1中，通过设置电阻元件R，可以防止死区时间的增加，从而可以抑制光检测精度的下降。

(2-3．变形例3)

图15和图16分别是根据变形例3的光检测器的构造示例的说明图。如在图15或图16所示的示例中，第一输出电路40可以包括多级的电路(例如，反相器)。第一输出电路40可以输出由多级的电路放大的信号S11。例如，如在图15所示的示例中，电阻元件R可以串联地电连接在多级之中的第三级中的晶体管M1c和M2c之间。

此外，如在图16所示的示例中，例如，电阻元件R可以串联地电连接在第一级中的晶体管M1a和晶体管M2a之间。同样，在本变形例中，也可以获得与前述实施例类似的效果。注意，第一输出电路40和第二输出电路50可以均包含多级的电路。

(2-4．变形例4)

在上述实施例和变形例中，已对第一输出电路40的构造示例进行了说明，但第一输出电路40的构造不限于上述示例。图17和图18分别是根据变形例4的光检测器的构造示例的说明图。如在图17或图18所示的示例中，第一输出电路40可以具有NAND电路的构造。

像素控制部111(参见图1)被构造为能够向第一输出电路40提供例如作为使能信号的信号EN，并控制第一输出电路40的信号的输出。例如，在作为控制信号的信号EN处于高电平的情况下，第一输出电路40能够产生信号S11，并将产生的信号S11输出至第二控制信号50。注意，第一输出电路40可以具有“NOR”电路的结构。此外，第二输出电路50可以采用“NAND”电路、“NOR”电路等的结构。

(2-5．变形例5)

图19是根据变形例5的光检测器的构造示例的说明图。第一输出电路40和第二输出电路50可电连接到彼此不同的参考电位线。在图19所示的示例中，第一输出电路40电连接到参考电位线L2b。此外，第二输出电路50电连接到参考电位线L3b。在这种情况下，可以抑制在第一输出电路40和第二输出电路50之间由流过电流引起的IR压降中的噪声分量的传播。

<3．使用示例>

例如，上述光检测器1和光检测系统200可如下所述地用于感测包括可见光、红外光、紫外光和X射线在内的光的各种情况。

- 用于拍摄供观赏的图像的设备，包括数码摄像机和具有摄像机功能的便携式设备；

- 用于交通用途的设备，包括用于拍摄汽车的前、后、周围、内部等的以用于诸如自动停止之类的安全驾驶以及用于识别驾驶员状态的车载传感器、用于监视行驶车辆和道路的监控摄像机、以及测量车辆间距离的距离测量传感器；

- 在包括电视机、冰箱和空调在内的家用电器中使用以拍摄用户手势并使电器根据手势操作的设备；

- 用于医疗和健康保健用途的设备，包括内窥镜和通过接收红外光来拍摄血管图像的设备；

- 用于安全用途的设备，包括用于预防犯罪的监控摄像机和用于身份验证的摄像机；

- 用于美容用途的设备，包括用于拍摄皮肤图像的皮肤测量设备和用于拍摄头皮图像的显微镜；

- 用于体育运动用途的设备，包括动作相机和用于体育运动应用等的可穿戴式摄像机；

- 用于农业用途的设备，包括用于监视田地和农作物的状况的摄像机。

<4．实际应用示例>

(移动体上的实际应用示例)

根据本公开的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可被实现为安装在任何类型的移动体上的车辆，移动体例如是汽车、电动汽车、混合动力电动汽车、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船舶或机器人。

图20是示出车辆控制系统的示意性构造示例的框图，该车辆控制系统是可以应用根据本公开实施例的技术的移动体控制系统的示例。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图20所示的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和集成控制单元12050。此外，微型计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053被作为集成控制单元12050的功能构造示出。

驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010充当用于如下装置的控制装置：用于产生车辆驱动力的驱动力产生装置(例如内燃机、驱动马达等)、用于将驱动力传递给车轮的驱动力传递机构、用于调整车辆的转向角的转向机构、以及用于产生车辆制动力的制动装置等。

车身系统控制单元12020根据各种程序控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020充当用于如下装置的控制装置：无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置、或诸如车前灯、倒车灯、刹车灯、转向灯或雾灯等之类的各种灯。在这种情况下，从作为钥匙替代品的便携设备发送的无线电波或各种开关的信号可以输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置或车灯等。

车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统12000的车辆的外部信息。例如，车外信息检测单元12030连接到成像部12031。车外信息检测单元12030使成像部12031对车辆外部进行成像，并接收所拍摄的图像。基于接收的图像，车外信息检测单元12030可以执行用于检测诸如人、车辆、障碍物、标志或路面上的字符之类的物体的处理或用于检测它们的距离的处理。

成像部12031是光学传感器，其接收光，并输出与接收光量相对应的电信号。成像部12031也可以输出作为图像的电信号，或者可以输出作为测量距离信息的电信号。另外，成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等之类的不可见光。

车内信息检测单元12040检测关于车辆的内部信息。例如，车内信息检测单元12040连接到用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041。驾驶员状态检测部12041例如包括用于对驾驶员进行成像的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的注意力集中度，或者可以判定驾驶员是否在打瞌睡。

微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部和外部的信息来计算驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协调控制，这些功能包括车辆的防撞或减震、基于车辆间距的跟车驾驶、车速保持驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。

另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆的环境信息，微型计算机12051可以通过控制驱动力产生装置、转向机构或制动装置等来执行用于自动驾驶的协调控制，该自动驾驶使车辆自动行驶，而不依赖于驾驶员的操作等。

此外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获取的关于车辆的外部信息向车身系统控制单元12030输出控制命令。例如，微型计算机12051可以通过例如根据由车外信息检测单元12030检测的前方车辆或迎面车辆的位置控制车前灯从远光灯变为近光灯来执行旨在用于防止眩光的协调控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输到能够向车辆乘员或车辆外部以视觉或听觉的方式通知信息的输出装置。在图20的示例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表盘12063被作为输出装置示出。显示部12062可以例如包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。

图21是示出成像部12031的安装位置示例的图。

在图21中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。

成像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在诸如车辆12100的前鼻、后视镜、后保险杠、后门以及车辆内挡风玻璃上部之类的位置。设置在前鼻处的成像部12101和设置在车辆内挡风玻璃上部处的成像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置在后视镜处的成像部12102和12103主要获取车辆12100两侧的图像。设置在后保险杠或后门处的成像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置在车辆内挡风玻璃上部处的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号灯、交通标志或车道等。

注意，图21示出了成像部12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111表示设置在前鼻处的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置在后视镜处的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置在后保险杠或后门处的成像部12104的成像范围。例如，通过叠加由成像部12101至12104成像的图像数据来获得车辆12100的鸟瞰图像。

成像部12101至12104中的至少一者可以具有用于获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。

例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息来确定成像范围12111至12114内的每个三维物体的距离以及距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并提取最近的三维物体作为前行车辆，该三维物体特别地存在于车辆12100的行驶路径上且以预定速度(例如，等于或大于0公里/小时)在与车辆12100大致相同的方向上行驶。此外，微型计算机12051能够预先设定应在前行车辆前方保持的跟随距离，并执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起步控制)等。因此，能够执行用于自动驾驶的协调控制，以使车辆在不依赖于驾驶员的操作等的情况下自动行驶。

例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息将三维物体的三维物体数据分类为两轮车、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维物体，提取分类后的三维物体数据，并将提取的三维物体数据用于自动避障。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为能够被车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物和难以被车辆12100的驾驶员视觉识别的障碍物。然后，微型计算机12051确定用于指示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警告，并通过驾驶系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。微型计算机12051由此可以辅助驾驶以避免碰撞。

成像部12101至12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过判定在成像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。这种行人识别例如通过如下过程来执行：提取作为红外相机的成像部12101指12104的拍摄图像中的特征点的过程；以及通过对代表物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理来判断是否为行人的过程。当微型计算机12051确定在成像部12101至12104的拍摄图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，以便在识别出的行人身上叠加地显示用于强调的方形轮廓线。另外，声音/图像输出部12052可以控制显示部12062，以便在期望位置显示用于指示行人的图标等。

以上说明了可应用根据本公开实施例的技术的移动体控制系统。根据本公开实施例的技术可应用于例如上述构造中的成像部12031。具体地，例如，可将光检测器1应用于成像部12031。通过将根据本公开实施例的技术应用于成像部12031，可以获得高清拍摄图像，从而能够在移动体控制系统中利用拍摄图像进行高精度控制。

尽管以上已参考实施例、变形例、使用示例和实际应用示例对本公开进行了说明，但本技术不限于上述实施例等，并且可以以多种方式进行修改。例如，尽管上述变形例是作为上述实施例的变形例进行的说明，但各个变形例的构造可以适当组合。

根据本公开实施例的光检测器包括：光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及第一输出电路，其基于光接收元件的电流输出第一信号，并包括串联地电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件。由此，能够实现具有良好检测性能的光检测器。

注意，本文所述的效果仅为示例性的，并不局限于此，还可以包括其他效果。此外，本公开还可以具有以下构造。

(1) 一种光检测器，其包括：

光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及

第一输出电路，其包括串联地电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

(2) 根据(1)所述的光检测器，其中，所述电阻元件串联地电连接在所述P型晶体管和所述N型晶体管之间。

(3) 根据(1)或(2)所述的光检测器，其中，所述电阻元件电连接在所述P型晶体管和输出所述第一信号的第一节点之间。

(4) 根据(1)至(3)中任一项的光检测器，其还包括第二输出电路，所述第二输出电路被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的阴极，

所述电阻元件电连接在所述P型晶体管与输出所述第一信号的所述第一节点之间，并经由所述第一节点电连接到所述N型晶体管，并且

所述第二输出电路电连接到所述第一节点。

(5) 根据(1)至(3)中任一项所述的光检测器，其中，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的阴极，并且

所述电阻元件电连接在所述第一电源线与所述P型晶体管之间。

(6) 根据(1)或(2)所述的光检测器，其还包括第二输出电路，所述第二输出电路被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的阳极，

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与输出所述第一信号的第一节点之间，并经由所述第一节点电连接到所述P型晶体管，并且

所述第二输出电路电连接到所述第一节点。

(7) 根据(1)或(2)所述的光检测器，其中，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的阳极，并且

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与所述参考电位线之间。

(8) 根据(1)至(7)中任一项所述的光检测器，其中，所述P型晶体管和所述N型晶体管均包括电连接到所述光接收元件的栅极。

(9) 根据(1)至(8)中任一项所述的光检测器，其还包括被构造为向所述光接收元件供应电流的供电电路。

(10) 根据(1)至(9)中任一项所述的光检测器，其中，所述第一输出电路包括反相器，所述反相器包括所述P型晶体管和所述N型晶体管。

(11) 根据(1)至(10)中任一项所述的光检测器，其还包括第二输出电路，所述第二输出电路电连接到所述第一输出电路并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第二输出电路电连接到不同于所述第一电源线的第二电源线。

(12) 根据(1)至(11)中任一项所述的光探测器，其还包括：

第一基板，其包括多个所述光接收元件；以及

第二基板，其包括多个所述第一输出电路，所述第二基板堆叠在所述第一基板上。

(13) 根据(12)所述的光检测器，其还包括第二输出电路，所述第二输出电路电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第二基板包括多个所述第二输出电路。

(14) 根据(13)所述的光检测器，其中，所述第一输出电路和所述第二输出电路针对每个所述光接收元件或者针对每多个所述光接收元件设置。

(15) 根据(12)至(14)中任一项所述的光检测器，其还包括第三基板，所述第三基板包括被构造为执行信号处理的信号处理部。

(16) 根据(15)所述的光检测器，其还包括第二输出电路，所述第二输出电路电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第三基板包括多个所述第二输出电路，并且

所述信号处理部被构造为执行所述第二信号的信号处理。

(17) 根据(1)至(16)中任一项所述的光检测器，其中，所述电阻元件使用晶体管构造。

(18) 根据(1)至(17)中任一项所述的光检测器，其中，所述参考电位线包括接地线。

(19) 根据(1)至(18)中任一项所述的光检测器，其中，所述光接收元件包括雪崩光电二极管。

(20) 一种光检测系统，其包括：

光源，其被构造为利用光照射物体；以及

光检测器，其接收来自所述物体的光，

所述光检测器包括：

光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及

第一输出电路，其包括串联地电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

(21) 一种光检测器，其包括：

光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及

第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

(22) 根据(21)所述的光检测器，其中，所述电阻元件串联地电连接在所述P型晶体管和所述N型晶体管之间。

(23) 根据(21)或(22)中任一项所述的光检测器，其还包括：

第二输出电路，其被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第一输出电路经由第一节点电连接到所述N型晶体管，所述第一输出电路被构造为在所述第一节点处输出所述第一信号，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的第二节点，并且

所述第二输出电路电连接到所述第一节点。

(24) 根据(21)至(23)中任一项所述的光检测器，其中，所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且所述电阻元件电连接在所述P型晶体管和所述第一节点之间。

(25) 根据(21)至(24)中任一项的光检测器，其还包括：

作为所述电阻元件的第三晶体管，其中，

所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且

所述第三晶体管经由第二节点电连接到所述P型晶体管，且电连接到所述第一节点。

(26) 根据(25)所述的光检测器，其中，其中，所述第三晶体管的栅极电连接到所述第二节点。

(27) 根据(25)所述的光检测器，其中，所述第三晶体管的栅极电连接到预定电压。

(28) 根据(21)至(27)中任一项所述的光检测器，其中，

所述电阻元件电连接在所述第一电源线与所述P型晶体管之间。

(29) 根据(21)至(28)中任一项所述的光检测器，所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与所述第一节点之间，且经由所述第一节点电连接到所述P型晶体管。

(30) 根据(21)至(29)中任一项所述的光检测器，

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与所述参考电位线之间。

(31) 根据(21)至(30)中任一项所述的光检测器，其中，其中，所述P型晶体管包括电连接到所述光接收元件的第一栅极，并且所述N型晶体管包括电连接到所述光接收元件的第二栅极。

(32) 根据(21)至(31)中任一项的光检测器，其还包括：

供电电路，其被构造为向所述光接收元件供应电流。

(33) 根据(21)至(32)中任一项所述的光检测器，其中，所述第一输出电路还包括反相器，所述反相器包括所述P型晶体管和所述N型晶体管。

(34) 根据(21)至(33)中任一项所述的光检测器，其还包括：

第二输出电路，其电连接到所述第一输出电路和不同于所述第一电源线的第二电源线，所述第二输出电路被构造为输出基于所述第一信号的第二信号。

(35) 根据(21)至(34)中任一项的光检测器，其还包括：

包括所述光接收元件在内的多个光接收元件；

包括所述第一输出电路在内的多个第一输出电路；

包括所述多个光接收元件的第一基板；以及

包括所述多个第一输出电路的第二基板，所述第二基板堆叠在所述第一基板上且不同于所述第一基板。

(36) 根据(35)所述的光检测器，其还包括：

多个第二输出电路，所述多个第二输出电路中的一者电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第二基板包括所述多个第二输出电路。

(37) 根据(36)所述的光检测器，其还包括：

包括所述第一输出电路在内的多个第一输出电路；以及

包括所述光接收元件在内的多个光接收元件；

其中，所述多个第一输出电路中的每一者电连接到所述多个光接收元件中的第一一个或多个光接收元件，并且

所述多个第二输出电路中的每一者电连接到所述多个光接收元件中的第二一个或多个光接收元件。

(38) 根据(35)所述的光检测器，其还包括：

第三基板，其包括信号处理部，所述信号处理部被构造为执行信号处理。

(39) 根据(38)所述的光检测器，其还包括：

多个第二输出电路，所述多个第二输出电路中的一者电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第三基板包括所述多个第二输出电路，并且

所述信号处理部被构造为对所述第二信号执行所述信号处理。

(40) 根据(21)至(39)中任一项所述的光检测器，其中，所述参考电位线包括接地线。

(41) 根据(21)至(40)中任一项所述的光检测器，其中，所述光接收元件包括雪崩光电二极管。

(42) 一种光检测系统，其包括：

光源，其被构造为利用光照射物体；以及

光检测器，其接收来自所述物体的部分光，

所述光检测器包括：

光接收元件，其被构造为接收所述部分光并输出电流，以及

第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

附图标记列表

1 光检测器

10 光接收元件

20 读出电路

30 供电部

40 第一输出电路

50 输出电路

100 像素部

101 第一基板

102 第二基板

103 第三基板

112 信号处理部

200 光检测系统

210 光源控制单元

220 光源

Claims (22)

1.一种光检测器，其包括：

光接收元件，其被构造为接收光，并输出电流；以及

第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。

2.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述电阻元件串联地电连接在所述P型晶体管和所述N型晶体管之间。

3.根据权利要求1所述的光检测器，其还包括：

第二输出电路，其被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第一输出电路经由第一节点电连接到所述N型晶体管，所述第一输出电路被构造为在所述第一节点处输出所述第一信号，

所述光接收元件包括电连接到所述第一输出电路的第二节点，并且

所述第二输出电路电连接到所述第一节点。

4.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且所述电阻元件电连接在所述P型晶体管和所述第一节点之间。

5.根据权利要求1所述的光检测器，其还包括：

作为所述电阻元件的第三晶体管，其中，

所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且

所述第三晶体管经由第二节点电连接到所述P型晶体管，且电连接到所述第一节点。

6.根据权利要求5所述的光检测器，其中，所述第三晶体管的栅极电连接到所述第二节点。

7.根据权利要求5所述的光检测器，其中，所述第三晶体管的栅极电连接到预定电压。

8.根据权利要求1所述的光检测器，其中，

所述电阻元件电连接在所述第一电源线与所述P型晶体管之间。

9.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述第一输出电路被构造为在第一节点处输出所述第一信号，并且

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与所述第一节点之间，且经由所述第一节点电连接到所述P型晶体管。

10.根据权利要求1所述的光检测器，

所述电阻元件电连接在所述N型晶体管与所述参考电位线之间。

11.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述P型晶体管包括电连接到所述光接收元件的第一栅极，并且所述N型晶体管包括电连接到所述光接收元件的第二栅极。

12.根据权利要求1所述的光检测器，其还包括：

供电电路，其被构造为向所述光接收元件供应电流。

13.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述第一输出电路还包括反相器，所述反相器包括所述P型晶体管和所述N型晶体管。

14.根据权利要求1所述的光检测器，其还包括：

第二输出电路，其电连接到所述第一输出电路和不同于所述第一电源线的第二电源线，所述第二输出电路被构造为输出基于所述第一信号的第二信号。

15.根据权利要求1所述的光检测器，其还包括：

包括所述光接收元件在内的多个光接收元件；

包括所述第一输出电路在内的多个第一输出电路；

包括所述多个光接收元件的第一基板；以及

包括所述多个第一输出电路的第二基板，所述第二基板堆叠在所述第一基板上且不同于所述第一基板。

16.根据权利要求15所述的光检测器，其还包括：

多个第二输出电路，所述多个第二输出电路中的一者电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第二基板包括所述多个第二输出电路。

17.根据权利要求16所述的光检测器，其还包括：

包括所述第一输出电路在内的多个第一输出电路；以及

包括所述光接收元件在内的多个光接收元件；

其中，所述多个第一输出电路中的每一者电连接到所述多个光接收元件中的第一一个或多个光接收元件，并且

所述多个第二输出电路中的每一者电连接到所述多个光接收元件中的第二一个或多个光接收元件。

18.根据权利要求15所述的光检测器，其还包括：

第三基板，其包括信号处理部，所述信号处理部被构造为执行信号处理。

19.根据权利要求18所述的光检测器，其还包括：

多个第二输出电路，所述多个第二输出电路中的一者电连接到所述第一输出电路，并被构造为输出基于所述第一信号的第二信号，其中，

所述第三基板包括所述多个第二输出电路，并且

所述信号处理部被构造为对所述第二信号执行所述信号处理。

20.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述参考电位线包括接地线。

21.根据权利要求1所述的光检测器，其中，所述光接收元件包括雪崩光电二极管。

22.一种光检测系统，其包括：

光源，其被构造为利用光照射物体；以及

光检测器，其接收来自所述物体的部分光，

所述光检测器包括：

光接收元件，其被构造为接收所述部分光并输出电流，以及

第一输出电路，其包括电连接在第一电源线和参考电位线之间的P型晶体管、N型晶体管和电阻元件，所述第一输出电路被构造为输出基于所述光接收元件的电流的第一信号。