[发明专利]摄像设备及其控制方法

说明书

本发明涉及一种摄像设备及其控制方法。所述摄像设备，包括：图像传感器，其包括多个像素，各像素被配置成包括用于响应于接收到单个光子而输出信号脉冲的传感器单元、以及用于对所述信号脉冲进行计数并输出计数值的计数器；以及控制单元，用于根据所述摄像设备的拍摄条件或所述摄像设备的状态来控制所述信号脉冲的脉冲宽度。

技术领域

本发明涉及摄像设备及其控制方法。

背景技术

早已知晓能够通过使用雪崩光电二极管(以下称为“APD”)来检测单个光子的受光元件。在将比击穿电压大的反向偏置电压施加至雪崩光电二极管时，通过单个光子入射所生成的载流子引起雪崩倍增，从而产生大的电流。可以基于该电流检测到单个光子。在本说明书中，这样的APD将被称为单光子雪崩二极管(SPAD)。

线性度(linearity)是使用SPAD的受光元件的已知问题。线性度恶化的一个因素在高照度状态下(即，在每单位时间的受光量高的状态下)出现。这里，多个信号脉冲重叠导致光子的计数值低于入射光子的实际数量。

响应于这样的问题，日本特开2014-81253中公开的受光元件对SPAD所产生的信号脉冲的宽度进行积分，并且获得随着入射光量的增加而始终单调增加的输出。为此，根据日本特开2014-81253的受光元件的结构在各个像素中包括用于将电压信号变换成电流信号的电压-电流变换部件，并且还包括用于对多个像素的电流信号进行积分的积分部件。通过该结构，根据日本特开2014-81253的受光元件减少了由上述因素造成的线性度恶化。

顺便提及，在SPAD中，如果在雪崩倍增时在晶体缺陷中俘获到的载流子在时间经过之后被释放，则在发生下一雪崩倍增时产生已知为后脉冲(afterpulse)的“伪”信号脉冲。如果对该后脉冲进行了误计数，则计数值最终将高于入射在SPAD上的实际光子数，这会使线性度恶化。日本特开2014-81253的受光元件未能处理由这样的后脉冲引起的线性度恶化。

发明内容

本发明是有鉴于上述问题而实现的，并且进一步改善了使用单光子受光元件的摄像设备中的线性度。

根据本发明的第一方面，提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其包括多个像素，各像素被配置成包括传感器单元和计数器，所述传感器单元用于响应于接收到单个光子而输出信号脉冲，以及所述计数器用于对所述信号脉冲进行计数并输出计数值；以及控制部件，用于根据所述摄像设备的拍摄条件或所述摄像设备的状态来控制所述信号脉冲的脉冲宽度。

根据本发明的第二方面，提供一种摄像设备，包括：图像传感器，其包括多个像素，各像素被配置成包括传感器单元、计数器和计数器控制单元，所述传感器单元用于响应于接收到单个光子而输出信号脉冲，所述计数器用于对所述信号脉冲进行计数并输出计数值，以及所述计数器控制单元用于控制所述计数器以不对在发生所述信号脉冲之后的预定时间段内的信号脉冲进行计数；以及控制部件，用于根据所述摄像设备的拍摄条件或所述摄像设备的状态来控制所述预定时间段。

根据本发明的第三方面，提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其包括多个像素，各像素被配置成包括传感器单元和计数器，所述传感器单元用于响应于接收到单个光子而输出信号脉冲，以及所述计数器用于对所述信号脉冲进行计数并输出计数值，以及所述控制方法包括：根据所述摄像设备的拍摄条件或所述摄像设备的状态来控制所述信号脉冲的脉冲宽度。

根据本发明的第四方面，提供一种摄像设备的控制方法，所述摄像设备包括：图像传感器，其包括多个像素，各像素被配置成包括传感器单元、计数器和计数器控制单元，所述传感器单元用于响应于接收到单个光子而输出信号脉冲，所述计数器用于对所述信号脉冲进行计数并输出计数值，以及所述计数器控制单元用于控制所述计数器以不对在发生所述信号脉冲之后的预定时间段内的信号脉冲进行计数，以及所述控制方法包括：根据所述摄像设备的拍摄条件或所述摄像设备的状态来控制所述预定时间段。

通过以下参考附图对典型实施例的说明，本发明的更多特征将变得明显。