IT201900007225A1

IT201900007225A1 - Sensore di immagine a stato solido con fotomoltiplicatore distribuito ad elevata risoluzione spaziale

Info

Publication number: IT201900007225A1
Application number: IT102019000007225A
Authority: IT
Inventors: Matteo Perenzoni
Original assignee: Fond Bruno Kessler
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2020-11-24
Also published as: US12094911B2; KR20220011706A; US20220208825A1; KR102707826B1; JP7384931B2; JP2022535689A; EP3977157B1; WO2020240302A1; CN113906313B; CN113906313A; IL288113A; EP3977157A1

Description

SENSORE DI IMMAGINE A STATO SOLIDO CON FOTOMOLTIPLICATORE DISTRIBUITO AD ELEVATA RISOLUZIONE SPAZIALE.

DESCRIZIONE

La presente invenzione concerne un sensore di immagine a stato solido con fotomoltiplicatore distribuito ad elevata risoluzione spaziale che consente di determinare in modo preciso la posizione e l’istante di impatto di uno o più fotoni sulla superficie sensibile del suddetto dispositivo.

L’invenzione concerne altresì il metodo di controllo di tale sensore di immagine ad elevata risoluzione spaziale dell’invenzione che consente di determinare in modo preciso detta posizione di impatto. Inoltre, l’invenzione concerne il metodo di rilevazione di uno o più fotoni mediante l’utilizzo del sensore di immagine ad elevata risoluzione spaziale dell’invenzione.

E’ noto che nel campo della misurazione della distanza tramite il tempo di volo della luce vi è la necessità di stabilire l’istante di tempo di arrivo di un fascio di fotoni.

Sono noti infatti dispositivi di misurazione della distanza che si basano sull’emissione di una radiazione luminosa diretta verso un oggetto di interesse e sulla rilevazione della suddetta radiazione luminosa di ritorno dall’oggetto di interesse stesso.

Nel dettaglio, tali dispositivi di misurazione comprendono mezzi di emissione di tale radiazione luminosa e mezzi di ricezione comprendenti un’area sensibile a tale radiazione luminosa. I dispositivi di misurazione comprendono, inoltre, un’unità di elaborazione in grado di determinare, in modo diretto o indiretto, l’intervallo di tempo che intercorre tra l’emissione di tale radiazione luminosa da parte dei mezzi di emissione e la rilevazione della stessa da parte dei mezzi di ricezione.

Il valore del suddetto intervallo di tempo, noto in gergo tecnico come tempo di volo o “Time of Flight”, ToF e solitamente riferito ai fotoni appartenenti alla suddetta radiazione luminosa, risulta direttamente proporzionale alla distanza che intercorre tra il dispositivo di misura e l’oggetto di interesse.

A tal proposito, l’unità di elaborazione dei dispositivi di misurazione noti è solitamente configurata per determinare il valore di tale distanza a partire dal ToF. Per inciso, è importante evidenziare che con l’espressione “fotoni appartenenti alla suddetta radiazione luminosa” si intende indicare solo ed esclusivamente i fotoni generati dai suddetti mezzi di emissione, distinti pertanto dai fotoni dovuti alla radiazione di background, cioè dovuti alla luce ambientale.

Dal punto di vista implementativo, per poter permettere la rilevazione di immagini di distanza è necessario utilizzare dei sensori di immagine che presentano alta risoluzione e con limitati, se non assenti, problemi di sensibilità alle interferenze intrinseche e/o esterne.

Tali sensori di immagine comprendono una pluralità di microcelle fotosensibili, note in gergo tecnico anche come “pixel”; solitamente disposte a matrice su un unico substrato di semiconduttore. Ciascuno dei suddetti pixel, nelle implementazioni a singolo fotone, comprende un fotodiodo a valanga polarizzato inversamente, noto anche come SPAD (Single-Photon Avalanche Diode), che risponde indipendentemente dagli altri emettendo un pacchetto elementare di carica in corrispondenza alla rilevazione di un fotone.

Una prima tipologia di sensore di immagine prevede che ciascuna microcella fotosensibile comprenda, operativamente connessa al fotodiodo a valanga, una unità di elaborazione configurata per acquisire in ingresso il suddetto pacchetto di carica generato dal fotodiodo a valanga e fornire in uscita un segnale elettrico che rappresenta il suddetto ToF relativo alla singola microcella fotosensibile.

In altre parole, con tale prima tipologia di sensore di immagine, ciascun pixel fornisce in uscita un segnale elettrico indipendente dagli altri pixel e relativo appunto al ToF del fotone rilevato dallo stesso pixel.

Tali segnali elettrici generati dalla molteplicità di pixel vengono successivamente posti in ingresso ad uno specifico circuito elettronico esterno al sensore di immagine in grado di elaborare tali segnali elettrici e determinare, per esempio, la distanza misurata. Tuttavia tale tipologia di sensore di immagine presenta un riconosciuto inconveniente che consiste nel fatto che i segnali elettrici generati da ciascun singolo pixel, essendo quest’ultimo indipendente dai rimanenti pixel, risultano incorrelati. Ciò determina il fatto, svantaggiosamente, che ciascuna di tali pixel può generare un segnale elettrico e fornirlo in uscita anche nel caso il fotone rilevato e che ha determinato tale generazione, sia un fotone di background non appartenente al fascio luminoso effettivamente da rilevare.

In sostanza, in tale tipologia di sensore di immagine si riscontra un rumore statistico nella distribuzione dei fotoni rilevati dovuto al fatto che la rilevazione dei fotoni di un lampo di luce è un processo casuale in prima approssimazione di tipo Poissoniano sovrapposto ad un fondo di fotoni di background. Questo rumore, svantaggiosamente, determina una riduzione della precisione, accuratezza e robustezza della misura di distanza degli stessi sensori di immagine.

Più semplicemente tale tipologia di sensore di immagine non è in grado di distinguere un evento dovuto alla rilevazione di un fotone effettivamente appartenente al fascio luminoso da misurare da un fotone appartenete al background.

Per superare tale inconveniente, è stata sviluppata una seconda tipologia di sensori di immagine, sempre comprendente una pluralità di pixel, ma in questo caso contenente più fotodiodi a valanga collegati tra loro in modo da fornire un unico segnale proporzionale al numero di fotodiodi attivati, e quindi proporzionale al numero di fotoni rilevati, in una determinata finestra temporale che si avvia con la rilevazione del primo fotone. Tale tipologia di sensori di immagine permette di mettere in relazione i fotoni ricevuti all’interno della suddetta finestra temporale, scartando quelli che non hanno correlazione e quindi, con ogni probabilità, appartengono al fondo di background. Dei fotoni selezionati viene quindi misurato il tempo di arrivo e successivamente un segnale proporzionale al ToF viene reso disponibile in uscita al sensore di immagine.

Tale segnale elettrico quindi non ha bisogno di un ulteriore filtraggio, come nel caso del sensore di immagine del primo tipo, per la determinazione della misura ricercata.

Tuttavia, anche questa seconda tipologia di dispositivo presenta un riconosciuto inconveniente di seguito presentato.

Svantaggiosamente, infatti, contenendo ogni pixel una pluralità di fotodiodi a valanga e relativa elettronica di controllo, per aumentare la risoluzione spaziale di tale sensore di immagine è necessario aumentare la superficie sensibile del dispositivo stesso.

La presente invenzione intende superare tutti gli inconvenienti citati. In particolare è scopo dell’invenzione realizzare un sensore di immagine, in grado di garantire una più elevata risoluzione spaziale rispetto ai sensori di immagine dell’arte nota a parità di dimensioni fisiche delle superfici sensibili degli stessi sensori.

Un ulteriore scopo dell’invenzione è realizzare un sensore di immagine con elevata risoluzione spaziale e al contempo con una limitata complessità realizzativa e di gestione, mantenendo la capacità di correlare gli arrivi dei fotoni in una finestra temporale.

Gli scopi detti sono raggiunti con la realizzazione di un sensore di immagine in accordo con la rivendicazione principale.

Ulteriori caratteristiche del sensore di immagine dell’invenzione vengono descritte nelle rivendicazioni dipendenti.

Tali scopi sono raggiunti altresì dal metodo di controllo di tale sensore di immagine in accordo con la rivendicazione 10 e dal metodo di rilevazione di uno o più fotoni mediante l’utilizzo del sensore di immagine dell’invenzione in accordo con la rivendicazione 11.

I suddetti scopi, assieme ai vantaggi che verranno menzionati in seguito, saranno evidenziati durante la descrizione di una preferita forma esecutiva dell'invenzione che viene data, a titolo indicativo ma non limitativo, con riferimento alle tavole di disegno allegate, dove: - in fig. 1 è rappresentato in vista dall’alto un sensore di immagine dell’invenzione e il dettaglio dello schema di collegamento di pixel adiacenti appartenenti a tale sensore di immagine;

- in fig. 2 è rappresentata schematicamente un singolo pixel appartenente al sensore di immagine di fig. 1;

- le figg. 3a e 3b rappresentano due diagrammi temporali dei segnali coinvolti durante il rilevamento di uno o più fotoni mediante il sensore di immagine dell’invenzione;

- in fig. 4 è rappresentato lo schema di collegamento di pixel adiacenti appartenenti al sensore di immagine dell’invenzione secondo una variante esecutiva rispetto alla prima forma esecutiva preferita di fig. 1.

Il sensore di immagine a stato solido 1 dell’invenzione per la rilevazione di uno o più fotoni è rappresentato nel suo complesso, secondo una preferita forma esecutiva, nella fig. 1, ove è indicato con 1.

Il sensore di immagine 1 dell’invenzione, secondo tale preferita forma esecutiva, comprende una pluralità di pixel 4 sensibili ai suddetti fotoni, ove tali pixel 4 sono disposti a matrice in modo da definire una pluralità di colonne lungo una prima direzione X e una pluralità di righe lungo una seconda direzione Y.

Non è escluso, tuttavia, che in differenti forme esecutive dell’invenzione, tali pixel 4 siano disposti in modo tale da definire una matrice monodimensionale che si sviluppa esclusivamente lungo la suddetta prima direzione X oppure esclusivamente lungo la suddetta seconda direzione Y.

Come si osserva in fig. 2, ciascun pixel 4 comprende una unità logica 41 e un fotodiodo a valanga o SPAD 42 operativamente connesso alla suddetta unità logica 41.

Secondo la preferita forma esecutiva dell’invenzione tale unità logica 41 e il relativo fotodiodo a valanga o SPAD 42 sono realizzati su un unico substrato a semiconduttore 3 appartenente a detto sensore di immagine 1.

Non è escluso, tuttavia, che secondo una variante esecutiva, il sensore di immagine 1 comprenda due substrati a semiconduttori 3 sovrapposti tra loro in direzione verticale, ove i suddetti fotodiodi a valanga 42 sono realizzati sul substrato a semiconduttore più esterno mentre le unità logiche 41 sono definite sul substrato a semiconduttore più interno, purché ciascuna unità logica 41 di un pixel 4 risulti operativamente connessa al fotodiodo a valanga 42 del medesimo pixel 4.

Tale unità logica 41 di ciascun pixel 4 è configurata per fornire in uscita al sensore di immagine 1 mediante uno specifico canale di uscita 7 un segnale S relativo all’informazione catturata, contenente ad esempio il numero di fotoni e/o il tempo di arrivo. Tale informazione in uscita da tale canale di uscita 7 verrà fornita al circuito periferico di interfaccia. Il circuito di interfaccia possiede un’uscita OUT che permette di multiplexare le uscite 7 di tutti i pixel 4.

Ogni pixel 4 genera, tramite un canale di uscita 8, anche un segnale elettrico TRIGOUT distinto dai segnali elettrici TRIGOUT generati e forniti in uscita dai restanti pixel 4 appartenenti al medesimo sensore di immagine 1. Tale segnale TRIGOUT corrisponde all’avvenuta rilevazione da parte del fotodiodo a valanga 42 di un singolo pixel 4 di almeno un fotone F.

Secondo forme esecutive alternative dell’invenzione, ciascun pixel 4 potrebbe comprendere due o più fotodiodi a valanga 42 connessi alla medesima unità logica 41 dello stesso pixel 4 secondo una logica di tipo “OR”, per cui l’unità logica 41 è configurata per fornire in uscita il segnale S e il segnale elettrico TRIGOUT quando almeno uno dei fotodiodi a valanga 42 rileva un fotone F, o, in alternativa, secondo una logica di tipo “AND”, per cui tale segnale S e tale segnale elettrico TRIGOUT sono forniti in uscita quando tutti i suddetti fotodiodi a valanga 42 del medesimo pixel 4 rilevano un fotone F.

Secondo due esempi realizzativi dell’invenzione, rappresentati rispettivamente nelle figg. 1 e 4, l’unità logica 41 di ciascun pixel 4 risulta operativamente connessa anche alle unità logiche 41 degli otto pixel 4 adiacenti al suddetto pixel 4 a cui appartiene tale unità logica 41.

L’unità logica 41 è configurata per confermare e memorizzare le informazioni del numero di fotoni e/o il tempo di arrivo ed infine fornire in uscita il suddetto segnale elettrico S quando il numero di unità logiche 41, operativamente connesse alla stessa unità logica 41, che rilevano almeno un fotone F all’interno di una finestra temporale WT predefinita, la quale si apre con la rilevazione del fotone da parte del fotodiodo a valanga 42 connesso alla suddetta unità logica 41, è superiore o uguale ad un numero minimo n prestabilito.

Per esempio, nel caso della suddetta forma esecutiva preferita dell’invenzione, che prevede dunque la connessione operativa dell’unità logica 41 di ciascun pixel 4 con il proprio fotodiodo a valanga 42 e con le otto unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti, il numero minimo n prestabilito potrebbe essere scelto pari a quattro. Dunque tale unità logica 41 confermerebbe e memorizzerebbe le informazioni del numero di fotoni e/o il tempo di arrivo rilevato dal pixel 4 di interesse e fornirebbe in uscita tale segnale elettrico S solo ed esclusivamente se il numero pixel 4, comprendenti il pixel 4 di interesse e gli otto pixel 4 adiacenti, a rilevare almeno un fotone F nella suddetta finestra temporale WT risultasse superiore o uguale a quattro. Tale ultima evenienza è rappresentata in fig. 3a.

In fig. 3b è invece rappresentato il caso in cui non si raggiunge il numero minimo prestabilito di pixel che rilevano almeno un fotone F. Di conseguenza, in questo caso infatti, al termine della finestra temporale WT, l’unità logica 41 non fornisce in uscita alcun segnale elettrico S.

E’ importante notare che, secondo la preferita forma esecutiva dell’invenzione, l’informazione del tempo di arrivo del pixel 4 di interesse rimane relativa solamente al/ai fotone/i catturato/i dal suo fotodiodo a valanga 42 e che i pixel 4 adiacenti costituiscono solamente un elemento di validazione, il che permette di mantenere effettivamente la risoluzione spaziale a livello di pixel senza effettuare una media spaziale.

Non è escluso, tuttavia, che secondo varianti esecutive dell’invenzione, l’unità logica 41 di ciascun pixel 4 possa essere connessa ad un numero di unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti e non adiacenti differente da otto.

Ritornando alla preferita forma esecutiva dell’invenzione, come rappresentato in fig. 1, la connessione tra la suddetta unità logica 41 di ciascun pixel 4 con le unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti è una connessione elettrica permanente.

Non è escluso, tuttavia, che secondo una variante esecutiva alternativa dell’invenzione, rappresentata in fig. 4, tale connessione operativa tra ciascuna coppia delle suddette unità logiche 41 sia realizzata mediante una pista conduttiva 5 e un elemento interruttore 6 configurato per connettere elettricamente o disconnettere elettricamente ciascuna delle suddette coppie di unità logiche 41. Tale configurazione permette di scegliere dinamicamente quali unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti effettivamente collegare elettricamente all’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 durante l’uso del sensore di immagine 1 dell’invenzione.

In tal senso, varianti esecutive del dispositivo dell’invenzione potrebbero prevedere di connettere operativamente mediante la suddetta pista conduttiva 5 e il suddetto elemento interruttore 6 l’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 non solo con le unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti, ma anche con le unità logiche 41 di altri pixel 4 appartenenti al medesimo sensore di immagine 1.

Il caso estremo potrebbe prevedere che l’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 sia connessa operativamente mediante la suddetta pista conduttiva 5 e il suddetto elemento interruttore 6 con le unità logiche 41 di tutti i restanti pixel 4 appartenenti al medesimo sensore di immagine 1 dell’invenzione.

In questi ultimi casi, come verrà descritto di seguito, prima di prevedere l’utilizzo del sensore di immagine 1 dell’invenzione, è necessario per ciascun pixel 4 impostare mediante i relativi elementi interruttori 6 quali debbano essere le unità logiche 41 degli altri pixel 4 ad essere elettricamente connessi all’unità logica 41 del suddetto pixel 4.

Vantaggiosamente questa variante esecutiva consente di modulare dinamicamente l’architettura del sensore di immagine 1 dell’invenzione in base alle esigenze di utilizzo.

Ritornando alla preferita forma esecutiva dell’invenzione qui descritta e rappresentata nelle tavole allegate, il segnale elettrico S fornito in uscita dall’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 corrisponde al tempo di arrivo del fotone F rilevato dal fotodiodo a valanga 42 appartenente al medesimo pixel 4 di tale unità logica 41.

In questo caso quindi, vantaggiosamente, l’unità logica 41 di ciascun pixel 4 è configurata per utilizzare il collegamento con le unità logiche 41 dei pixel 4 adiacenti solo per verificare se effettivamente il fotone F rilevato dal proprio fotodiodo a valanga 42 è un fotone appartenente al fascio luminoso da rilevare o esso è un fotone di background, sfruttando il fatto che con elevata probabilità un oggetto osservato ad una certa distanza può essere inquadrato da più pixel 4 adiacenti. Tale verifica, come visto in precedenza viene effettuata secondo l’invenzione controllando se un numero minimo n predefinito degli altri fotodiodi a valanga 42 hanno anch’essi rilevato un fotone all’interno della suddetta finestra temporale WT.

Tuttavia, il segnale S di uscita è relativo solo ed esclusivamente al dato del fotone F rilevato/i dal fotodiodo a valanga 42 appartenente al medesimo pixel 4 della specifica unità logica 41, chiaramente solo se tale verifica ha dato esito positivo.

Non è escluso, tuttavia, che secondo una variante esecutiva alternativa, tale segnale fornito in uscita dall’unità logica 41 di ciascun pixel 4 risulti proporzionale al numero di fotoni F rilevati all’interno della suddetta finestra temporale WT dal fotodiodo a valanga 42 della suddetta unità logica 41.

Ulteriormente, non è escluso che secondo un’ulteriore variante esecutiva tale segnale fornito in uscita dall’unità logica 41 di ciascun pixel 4 risulti proporzionale al numero di fotoni F rilevati all’interno della suddetta finestra temporale WT da tutti i fotodiodi a valanga 42 di tutte le unità logiche 41 connesse alla stessa unità logica 41 del pixel 4 di interesse.

L’implementazione del sensore di immagine 1 dell’invenzione, secondo la preferita forma esecutiva dell’invenzione comprese tutte le varianti esecutive descritte sopra, consente evidentemente di ottenere un numero di dati già validati e quindi già utilizzabili, molto superiore rispetto ai sensori di immagine dell’arte nota, in quanto ciascuna microcella fotosensibile 4 è in grado di fornire un dato, per esempio il ToF del fotone rilevato, ma, a differenza della prima tipologia di sensori di immagine dell’arte nota descritta in precedenza, tale dato verrà fornito solo ed esclusivamente se uno o più dei pixel 4 adiacenti hanno anch’essi rilevato un fotone F all’interno di una finestra temporale WT predefinita.

In altri termini, tale implementazione e tale approccio consente di aumentare la risoluzione spaziale del sensore di immagine 1 a parità di numero di pixel 4 e di dimensioni dell’intera superficie sensibile 2. Come accennato in precedenza fa parte dell’invenzione anche il metodo per la gestione del sensore di immagine 1 dell’invenzione, nel caso esso preveda che la connessione operativa tra l’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 e una o più delle unità logiche 41 di pixel 4 adiacenti o meno sia realizzata tramite la suddetta pista conduttiva 5 e il suddetto elemento interruttore 6.

Tale metodo prevede in particolare, prima dell’utilizzo dello stesso sensore di immagine 1, di eseguire l’operazione di connessione elettrica dell’unità logica 41 di ciascuno dei pixel 4 e almeno un’unità logica 41 di almeno un pixel 4 adiacente (o meno) mediante la chiusura dell’elemento interruttore 6 interposto tra tali unità logiche 41.

Fa parte dell’invenzione anche il metodo di rilevazione di uno o più fotoni F mediante il sensore di immagine 1 che prevede di fornire in uscita da parte di ciascuna unità logiche 41 di ciascuno dei pixel 4 il suddetto segnale elettrico S quando il fotodiodo a valanga 42 appartenente allo stesso pixel 4 dell’unità logica 41 e un numero minimo prestabilito di fotodiodi a valanga 42 appartenenti ai pixel 4 adiacenti rilevano ciascuno almeno un fotone F all’interno della suddetta finestra temporale WT.

In base a quanto detto quindi il sensore di immagine 1 dell’invenzione raggiunge tutti gli scopi prefissati.

In particolare, è raggiunto lo scopo di realizzare un sensore di immagine, in grado di garantire una più elevata risoluzione spaziale rispetto ai sensori di immagine dell’arte nota a parità di dimensioni fisiche delle superfici sensibili degli stessi sensori di immagine.

E’ altresì raggiunto lo scopo di realizzare un sensore di immagine con elevata risoluzione spaziale e al contempo con una limitata complessità realizzativa e di gestione, mantenendo la capacità di correlare gli arrivi dei fotoni in una finestra temporale.

Claims

RIVENDICAZIONI 1) Sensore di immagine a stato solido (1) per la rilevazione di uno o più fotoni (F), del tipo comprendente una pluralità di pixel (4) sensibili a detti fotoni (F), ciascuno di detti pixel (4) comprendendo una unità logica (41) e un fotodiodo a valanga (42) operativamente connesso a detta unità logica (41), detta unità logica (41) essendo configurata per fornire un segnale elettrico (S) distinto dai segnali elettrici (S) forniti dalle unità logiche (41) dei restanti pixel (4), caratterizzato dal fatto che detta unità logica (41) di ciascuno di detti pixel (4) è operativamente connessa all’unità logica (41) di almeno un pixel (4) adiacente, detta unità logica (41) fornendo in uscita detto segnale elettrico (S) quando detto fotodiodo a valanga (42) appartenente allo stesso pixel (4) e il fotodiodo a valanga (42) appartenente a detto almeno un pixel (4) adiacente rilevano ciascuno almeno uno di detti fotoni (F) all’interno di una finestra temporale (WT).
2) Sensore di immagine (1) secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta finestra temporale (WT) ha inizio con la rilevazione da parte di detto pixel (4) di almeno un fotone (F).
3) Sensore di immagine (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta pluralità di pixel (4) è disposta a matrice in modo da definire una pluralità di colonne lungo una prima direzione X e/o una pluralità di righe lungo una seconda direzione Y.
4) Sensore di immagine (1) secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto che detta unità logica (41) di ciascuna di detti pixel (4) è operativamente connessa alle unità logiche (41) di una pluralità di pixel (4), preferibilmente otto pixel (4), adiacenti a detto pixel (4) a cui appartiene detta unità logica (4).
5) Sensore di immagine (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che la connessione operativa di detta unità logica (41) di ciascuna di detti pixel (4) con detta unità logica (41) di detto almeno un pixel (4) adiacente è definita mediante una pista conduttiva (5) e un elemento interruttore (6) configurato per connettere elettricamente o disconnettere elettricamente dette unità logiche (41).
6) Sensore di immagine (1) secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detta unità logica (41) di ciascuno di detti pixel (4) è operativamente connessa a ciascuna unità logica (41) di tutti i restanti pixel (4) appartenenti a detto sensore di immagine (1) mediante una pista conduttiva (5) e un elemento interruttore (6) configurato per connettere elettricamente o disconnettere elettricamente dette unità logiche (41).
7) Sensore di immagine (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta unità logica (41) di ciascuno di detti pixel (4) è configurata per fornire in uscita detto segnale elettrico (S) quando il numero di pixel (4), operativamente connessi tramite le proprie unità logiche (41) a detta unità logica (41) di detto pixel (4), che rilevano almeno un fotone (F) all’interno di detta finestra temporale (WT) è superiore od uguale ad un numero (n) prestabilito.
8) Sensore di immagine (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto segnale elettrico (S) fornito in uscita da detta unità logica (41) di ciascuno di detti pixel (4) corrisponde al tempo di arrivo del fotone (F) rilevato da detto fotodiodo a valanga (42) appartenente al medesimo pixel (4) di detta unità logica (41).
9) Sensore di immagine (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detto segnale elettrico (S) fornito in uscita da detta unità logica (41) di ciascuna di detti pixel (4) risulta proporzionale al numero di detti fotoni (F) rilevati all’interno di detta finestra temporale (WT) da detto fotodiodo a valanga (42) di detto pixel (41).
10) Metodo per la gestione di un sensore di immagine a stato solido (1) per la rilevazione di uno o più fotoni (F) secondo la rivendicazione 5 o secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto di prevedere l’operazione di connettere elettricamente l’unità logica (41) di ciascuna di detti pixel (4) e almeno una unità logica (41) di almeno un pixel (4) adiacente mediante la chiusura di detto elemento interruttore (6) interposto tra le suddette unità logiche (41).
11) Metodo di rilevazione di uno o più fotoni (F) mediante un sensore di immagine a stato solido (1) secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di prevedere l’operazione di fornire in uscita da parte di ciascuna unità logica (41) di ciascuno di detti pixel (4) detto segnale elettrico (S) quando detto fotodiodo a valanga (42) appartenente allo stesso pixel (4) di detta unità logica (41) e il fotodiodo a valanga (42) appartenente a detto almeno un pixel (4) adiacente rilevano ciascuno almeno un fotone (F) all’interno di una finestra temporale (WT), detta finestra temporale (WT) avendo inizio con la rilevazione da parte di detto pixel (4) di almeno un fotone (F).