[发明专利]光检测器以及使用该光检测器的光学测距装置

说明书

本发明提供光检测器以及使用该光检测器的光学测距装置。光检测器(100)具备：脉冲输出部(20)，以具有规定的脉冲宽度的矩形脉冲(A1)输出来自受光元件(10a)的输出；以及脉冲转换电路(22以及24)，将上述矩形脉冲(A1)转换为将上述矩形脉冲(A1)的上升沿和上述矩形脉冲(A1)的下降沿作为基准的、具有与上述规定的脉冲宽度不同的脉冲宽度的矩形脉冲(C1)。

技术领域

本公开涉及光检测器以及使用该光检测器的光学测距装置。

背景技术

在光通信或者光雷达等中使用雪崩光电二极管(APD)作为用于检测微弱的光信号的受光元件。若对APD射入光子则生成电子·空穴对，电子和空穴分别在高电场中被加速，而依次如雪崩那样引起碰撞电离并生成新的电子·空穴对。

APD的使用模式有使反向偏置电压以小于击穿电压(breakdown电压)动作的线性模式、和使反向偏置电压以击穿电压以上动作的盖革模式。在线性模式下消失(脱离高电场)的电子·空穴对的比例比生成的电子·空穴对的比例大，雪崩现象自然停止。基于雪崩现象的来自APD的输出电流(雪崩电流)与射入光量大致成比例所以能够使用于射入光量的测定。在盖革模式下，即使是单一光子的射入也能够引起雪崩现象。将这样的光电二极管称为单光子光电二极管(SPAD：Single Photon Avalanche Diode)。

在SPAD中，能够通过使施加电压下降至小于击穿电压来停止雪崩现象。降低施加电压来使雪崩现象停止被称为猝熄。通过与APD串联连接猝熄电阻来实现最简单的猝熄电路。若产生雪崩电流则由于猝熄电阻端子间的电压上升而APD的偏置电压下降，若变为小于击穿电压则雪崩电流停止。由于能够对APD施加高电场，所以能够高速地响应微弱光，在光学测距装置、光通信等领域被广泛地使用。

在专利文献1公开了具备将来自APD的输出信号转换为矩形脉冲的鉴别电路的光检测器。另外，在非专利文献1公开了在盖革模式下使用的多个APD的阵列亦即硅光电倍增器。

专利文献1：日本特开2012－60012号公报

非专利文献1：Silicon photomultiplier and its possible application,Nuclear Inst.Methods in Physics Research,2003,504(1-3),pp.48-52.

包含上述的SPAD的光检测器等以往的光检测装置例如检知从光源射入的光子(Photon)，输出与检知到的光子对应的输出信号，并将该输出信号作为整形为固定长度的脉冲输出。然后，光检测装置通过对整形为固定长度的脉冲进行计数，来对射入的光子进行计数。

这样的以往的光检测装置的一部分有若检知到某一光子，则在检知下一个光子之前需要经过规定的期间即空载时间的装置。在具有该空载时间的以往的光检测装置中，在由于检知射入的光子而产生的空载时间中，即使射入新的光子，也不管该新的光子被射入，而输出一个较长的脉冲。因此，在以往的光检测装置中，有不能够正确地对射入的光子的数目进行计数的可能性。

发明内容

本公开提供能够正确地对大致同时(在某一规定时间内)射入的光子(Photon)进行计数的光检测装置。

本公开的第一方式是一种光检测器，具备：脉冲输出部，以具有规定的脉冲宽度的矩形脉冲输出来自受光元件的输出；以及脉冲转换电路，将上述矩形脉冲转换为将上述矩形脉冲的上升沿和上述矩形脉冲的下降沿作为基准且具有与上述规定的脉冲宽度不同的脉冲宽度的矩形脉冲。