具体实施方式

在进行下面的详细描述之前，阐述贯穿本专利文件使用的某些单词和短语的定义可能是有利的。术语“耦接”“连接”及其派生词指两个或多个元件之间的任何直接或间接通信或者连接，而无论那些元件是否彼此物理接触。术语“传输”、“接收”和“通信”及其派生词涵盖直接和间接通信。术语“包括”和“包含”及其派生词是指包括但不限于。术语“或”是包含性的，意思是和/或。短语“与……相关联”及其派生词是指包括、包括在……内、互连、包含、包含在……内、连接或与……连接、耦接或与……耦接、与……通信、配合、交织、并列、接近、绑定或与……绑定、具有、具有属性、具有关系或与……有关系等。术语“控制器”是指控制至少一个操作的任何设备、系统或其一部分。这种控制器可以用硬件、或者硬件和软件和/或固件的组合来实施。与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，无论是本地的还是远程的。短语“至少一个”，当与项目列表一起使用时，意指可以使用所列项目中的一个或多个的不同组合，并且可能只需要列表中的一个项目。例如，“A、B、C中的至少一个”包括以下组合中的任意一个：A、B、C、A和B、A和C、B和C、A和B和C。

贯穿本专利文件提供了其他特定单词和短语的定义。本领域普通技术人员应该理解，在许多情况下，即使不是大多数情况下，这种定义也适用于这样定义的单词和短语的先前和将来使用。

在本专利文件中，模块的应用组合以及子模块的划分层级仅用于说明，在不脱离本公开的范围内，模块的应用组合以及子模块的划分层级可以具有不同的方式。

图1是根据本发明实施例的DTOF传感器的感测控制装置的各个关键部件的连接与关系的示意图。

图2是根据本发明实施例的直方图的示意图，其横坐标为时间，其纵坐标为计数。

图3是根据本发明实施例的SPAD阵列的工作时序的示意图。

DTOF传感器的感测控制装置包括SPAD阵列、开关装置、读出电路以及控制电路。

SPAD阵列包括N种不同的感光度的SPAD像素组，其中N为大于等于2的自然数。SPAD阵列用于检测光子信息并产生脉冲信号。

SPAD像素组包括具有高感光度的SPAD像素组和具有低感光度的SPAD像素组。根据本发明的实施例，具有高感光度的SPAD像素组包括具有感光度大于第一感光度阈值的像素，并且具有低感光度的SPAD像素组包括具有感光度低于第二感光度阈值的像素。其中，所述低感光度可以为高感光度的1/8、1/10或1/100，其中优选1/10，该具体数值是示例性的，并且不将本发明限制为上述的实施方式。

SPAD像素组包括：1个或并联连接的多个相同的感光度的SPAD像素。

开关装置被配置为连接在SPAD阵列和读出电路之间，用于控制SPAD像素组选通或关闭。具体地，开关装置被配置为在第一时间段选通第一组SPAD像素组，并且关闭除了第一组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组；在第二时间段选通第二组SPAD像素组，并且关闭除了第二组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组；在第N时间段选通第N组SPAD像素组，并且关闭除了第N组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组。

读出电路包括时间数字转换器(Time to Digital Convertor，TDC)110和静态随机存取存储器(Static Random-Access Memory，SRAM)120。

TDC 110是一个高精度的时钟，用于记录SPAD击穿时刻信息，即SPAD阵列被击穿并产生脉冲信号的时刻。TDC 110被配置为在第一时间段读取第一组SPAD像素组的信号，在第二时间段读取第二组SPAD像素组的信号并且在第N时间段读取第N组SPAD像素组的信号。

SRAM 120以直方图的形式存储SPAD击穿时刻信息，用于存储光子信息直方图，即存储关于SPAD击穿时刻信息的光子信息直方图。直方图的形式可以是如图2所示的直方图的形式。TDC 110与SRAM 120连接。

控制电路被配置为根据光子信息直方图调用和处理数据。控制电路包括控制器130，该控制器130被配置为：对存储在SRAM 120的SPAD击穿时刻信息的光子信息直方图进行调用和处理数据。控制器130在第一时间段读取第一组SPAD像素组的光子信息直方图，在第二时间段读取第二组SPAD像素组的光子信息直方图，并且在第N时间段读取第N组SPAD像素组的光子信息直方图。比较与所获取的第一到第N组光子信息直方图相关的信号强度，根据比较结果来选择SPAD像素组，并对其数据进行信号处理。SRAM 120与控制器130连接。

根据上述DTOF传感器的感测控制装置，控制DTOF传感器的感测控制装置的方法，包括：

通过开关装置选通和关闭SPAD阵列中的SPAD像素组；通过读出电路记录选通的SPAD像素组的击穿时刻信息以及存储光子信息直方图；通过控制电路比较与光子信息直方图相关的信号强度，根据比较结果选择SPAD像素组，并对其数据进行信号处理。其中，该SPAD像素组包括具有高感光度的SPAD像素组和具有低感光度的SPAD像素组，其中，所述低感光度为高感光度的1/8、1/10或1/100，其中优选1/10，该具体数值是示例性的，并且不将本发明限制为任何特定实施方式。

具体地，开关装置在第一时间段选通SPAD阵列中的第一组SPAD像素组，并且关闭除了第一组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组；在第二时间段选通SPAD阵列中的第二组SPAD像素组，并且关闭除了第二组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组；在第N时间段选通SPAD阵列中的第N组SPAD像素组，并且关闭除了第N组SPAD像素组之外的其他SPAD像素组。

TDC 110和SRAM 120在第一时间段读取第一组SPAD像素组的信号并生成第一组SPAD像素组的光子信息直方图，将其存储到SRAM 120中；在第二时间段读取第二组SPAD像素组的信号并生成第二组SPAD像素组的光子信息直方图，将其存储到SRAM 120中；并且在第N时间段读取第N组SPAD像素组的信号并生成第N组SPAD像素组的光子信息直方图，将其存储到SRAM 120中。

控制器130从SRAM 120中读取第一组SPAD像素组的光子信息直方图、第二组SPAD像素组的光子信息直方图以及第N组SPAD像素组的光子信息直方图；比较与第一组SPAD像素组的光子信息直方图、第二组SPAD像素组的光子信息直方图以及第N组SPAD像素组的光子信息直方图相关的信号强度；根据比较结果选择信号强度适中的SPAD像素组，并对其数据进行信号处理；一帧测距完成，重复上述过程，持续工作。

如图1、图2所示，根据本公开的N＝2时的一个实施例的DTOF传感器的感测控制装置包括SPAD阵列、开关装置、读出电路以及控制电路。

如图1所示，SPAD阵列可以包括SPAD 1和SPAD 2的感光度的SPAD像素组。SPAD阵列用于检测光子信息并产生脉冲信号。SPAD 1具有较高的感光度，SPAD 2具有较低的感光度，SPAD 2的感光度为SPAD 1的感光度的1/10，该具体数值是示例性的，并且不将本发明限制为任何特定实施方式。

SPAD 1像素组包括1个或并联连接的多个SPAD 1像素。SPAD 2像素组包括1个或并联连接的多个SPAD 2像素。

开关装置被配置为连接在SPAD阵列和读出电路之间，用于控制SPAD 1像素组和SPAD 2像素组选通或关闭。具体地，开关装置被配置为在T1时间段选通SPAD 1像素组，并且关闭除了SPAD 1像素组之外的其他SPAD像素组；在T2时间段选通SPAD 2像素组，并且关闭除了SPAD 2像素组之外的其他SPAD像素组。

读出电路包括TDC 110和SRAM 120。

TDC 110是一个高精度的时钟，用于记录SPAD击穿时刻信息，即SPAD阵列被击穿并产生脉冲信号的时刻。TDC 110被配置为在T1时间段读取SPAD 1像素组的信号，在T2时间段读取SPAD 2像素组的信号。

SRAM 120以直方图的形式存储SPAD击穿时刻信息，用于存储光子信息直方图，即存储关于SPAD击穿时刻信息的光子信息直方图。直方图的形式可以是如图2所示的直方图的形式。TDC 110与SRAM 120连接。

控制电路被配置为根据光子信息直方图调用和处理数据。控制电路包括控制器130，该控制器130被配置为：对存储在SRAM 120的SPAD击穿时刻信息的光子信息直方图进行调用和处理数据。控制器130在T1时间段读取SPAD 1像素组的光子信息直方图，在T2时间段读取SPAD 2像素组的光子信息直方图。比较与所获取的SPAD 1像素组的光子信息直方图和SPAD 2像素组的光子信息直方图的信号强度，根据比较结果来选择SPAD像素组，并对其数据进行信号处理。SRAM 120与控制器130连接。

如图3所示，根据本公开的N＝2时的一个实施例的DTOF传感器的感测控制方法包括：

通过开关装置选通和关闭SPAD阵列中的SPAD 1像素组和SPAD 2像素组；通过读出电路记录选通的SPAD像素组的击穿时刻信息以及存储光子信息直方图；通过控制电路比较与光子信息直方图相关的信号强度，根据比较结果选择SPAD像素组，并对其数据进行信号处理。其中，该SPAD像素组包括具有高感光度的SPAD 1像素组和具有低感光度的SPAD 2像素组，其中，所述SPAD 2的感光度为SPAD 1的感光度的1/10，该具体数值是示例性的，并且不将本发明限制为任何特定实施方式。

具体地，开关装置在T1时间段选通SPAD 1像素组，并且关闭SPAD 2像素组；在T2时间段选通SPAD 2像素组，并且关闭SPAD 1像素组。

TDC 110和SRAM 120在T1时间段读取SPAD 1像素组的信号并生成SPAD 1像素组的光子信息直方图1，将其存储到SRAM 120中；在T2时间段读取SPAD 2像素组的信号并生成SPAD 2像素组的光子信息直方图2，将其存储到SRAM 120中。

控制器130从SRAM 120中读取光子信息直方图1和光子信息直方图2；比较光子信息直方图1和光子信息直方图2的信号强度；根据比较结果选择信号强度适中的SPAD像素组，并对其数据进行信号处理；一帧测距完成，重复上述过程，持续工作。

尽管已经用示例性实施例描述了本公开，但是可以向本领域技术人员建议各种改变和修改。本公开旨在涵盖落入所附权利要求范围内的这种改变和修改。

本发明中的任何描述都不应被理解为暗示任何特定的元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围内的必要元件。专利主题的范围仅由权利要求限定。