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公开(公告)号：CN117367580A
公开(公告)日：2024-01-09
申请号：CN202311306630.7
申请日：2023-10-10
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开了一种适用于梯度成像的SPAD阵列，涉及集成电路技术领域，包括依次连接的M×L列像素、比较模块阵列和总线电路；所述M×L列像素包括M×1输出列像素和L‑1个M×1前级列像素；列像素中每个像素单元均包括SPAD像素和计数器，SPAD像素与计数器连接；SPAD像素每探测一个光子产生一个脉冲，计数器用于对SPAD像素产生的脉冲个数进行计数；比较模块阵列包括M×1的比较模块，比较模块用于输出M×L列像素的原始计数值以及比较数据；总线电路用于读出比较模块产生的原始计数值以及比较数据。本发明提出的适用于梯度成像的SPAD阵列，具有更高的探测精确度，更适用于高读出速度和带宽受限的应用场景。
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公开(公告)号：CN117199093A
公开(公告)日：2023-12-08
申请号：CN202311171584.4
申请日：2023-09-12
申请人： 南京大学
IPC分类号： H01L27/146 , G06N3/0464 , G01J11/00 , H04N25/76 , H04N25/77 , H04N25/78
摘要： 本发明公开了一种适用于卷积运算的SPAD阵列，属于单光子雪崩器件的集成电路技术领域，由M×N个二维排布的像素单元组成，像素单元包括SPAD、脉冲压缩电路、负脉冲矩阵产生电路、正脉冲矩阵产生电路、多输入上下计数器；SPAD探测光子信号并输出数字脉冲信号，脉冲压缩电路将SPAD输出的数字脉冲信号进行脉宽压缩，正、负脉冲矩阵产生电路将脉宽压缩后的一路信号序列拓展成多路正负脉冲矩阵，多输入上下计数器进行累加操作，实现将像素矩阵与特定卷积核相乘后信号序列的加法操作。本发明将SPAD探测器与卷积神经网络技术进行结合，实现一层卷积计算，具备电路结构相对简单、探测灵敏度高、运算实时性高、功耗较低等优势。
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公开(公告)号：CN109884612B
公开(公告)日：2023-06-06
申请号：CN201910174228.5
申请日：2019-03-07
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01S7/4865 , G01S7/4863 , G01S17/26
摘要： 本发明公开了一种多通道单光子雪崩二极管探测器的脉冲时间压缩方法，具体为：多路单光子雪崩二极管组成探测阵列，每路单光子雪崩二极管之间相互独立，且每路单光子雪崩二极管淬灭电路分别与一路脉冲时间压缩电路连接；每路单光子雪崩二极管经过各自对应的淬灭电路作用产生一路宽脉冲信号，宽脉冲信号再由脉冲时间压缩电路进行脉冲时间压缩，产生一路窄脉冲信号；总线电路将多路经脉冲时间压缩后的窄脉冲信号合并到一路总线上作为一个像素点对外输出。本发明的方法能有效避免多通道单光子雪崩二极管探测器因每一路死区时间对总线占用时间过长而导致的信号不可分辨、信号漏判误判等问题，同时能提高总线上信号的传输带宽。
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公开(公告)号：CN115166697A
公开(公告)日：2022-10-11
申请号：CN202210671769.0
申请日：2022-06-14
申请人： 南京大学
IPC分类号： G01S7/4863
摘要： 本发明公开了一种适用于SPAD面阵阵列的事件驱动型读出架构。其包括SPAD探测器阵列、地址数据产生电路、事件标识电路和数据读出电路；SPAD探测器阵列用于探测光子并产生时间数据；地址数据产生电路用于对一帧中每个像素的时间数据进行寻址产生地址选择信号，并记录当前地址信息产生地址数据；事件标识电路产生事件标识位，用于判断当前像素在一个探测周期内是否探测到光子，并为数据读出电路提供是否读取当前时间数据的判断依据；数据读出电路依据事件标识位判断结果，对当前时间数据进行舍弃或读出，且读出过程中将地址数据与时间数据组合输出。本发明的架构具备数据筛选和处理功能，能较大程度减少无效数据输出，提升有效数据传输带宽。
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公开(公告)号：CN114268740A
公开(公告)日：2022-04-01
申请号：CN202210011180.8
申请日：2022-01-05
申请人： 南京大学
摘要： 本发明公开一种基于双向时间延迟积分(TDI)的图像传感器及其成像方法。其图像传感器包括：多级线阵阵列，包括沿图像传感器扫描方向布置的多个单级线阵；每一级单级线阵响应于第一控制信号进入计数模式，响应于第二控制信号进入转移模式，在转移模式下响应于方向控制信号进入正向转移或反向转移模式；在计数模式下，每一级单级线阵对像素上的光信号计数；在正向转移模式下，每一级单级线阵停止计数，除最后一级外的其他各级单级线阵将获得的计数值转移到下一级，最后一级将获得的计数值输出；在反向转移模式下，每一级单级线阵停止计数，除第一级外的其他各级单级线阵将获得的计数值转移到上一级，第一级将获得的计数值输出。
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公开(公告)号：CN112019777A
公开(公告)日：2020-12-01
申请号：CN202010971985.8
申请日：2020-09-16
申请人： 南京大学
摘要： 公开了一种基于时间延迟积分(TDI)的图像传感器及其成像方法。其中，基于时间延迟积分TDI的图像传感器包括：多级线阵阵列，包括沿图像传感器的扫描方向布置的多个单级线阵，其中，每个单级线阵包括沿线阵方向排布的多个像素；其中，每一级单级线阵响应于第一控制信号进入计数模式，响应于第二控制信号进入转移模式，其中，在所述计数模式下，每一级单级线阵对入射到像素上的光信号进行计数并获得计数值，而在所述转移模式下，每一级单级线阵停止计数，除最后一级单级线阵之外，其他各级单级线阵将获得的当前计数值输出给下一级单级线阵，而最后一级单级线阵将获得的当前计数值输出。
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公开(公告)号：CN107180844B
公开(公告)日：2020-02-18
申请号：CN201710495404.6
申请日：2017-06-26
申请人： 南京大学
IPC分类号： H01L27/148 , H04N5/374 , H04N5/355
摘要： 本发明公开了一种复合介质栅电容耦合变增益光敏探测器及其工作方法。其探测器单元包括形成在同一P型半导体衬底上方的复合介质栅MOS电容和复合介质栅晶体管，复合介质栅MOS电容实现探测器的感光功能，复合介质栅晶体管实现探测器的读取功能；复合介质栅MOS电容和复合介质栅晶体管在衬底中通过浅槽隔离区隔开，两者的结构均为：在衬底上方依次设有底层绝缘介质层、浮栅、顶层绝缘介质层和控制栅极，浮栅和控制栅极由复合介质栅MOS电容和复合介质栅晶体管共用，控制栅极并排设置两个以上；复合介质栅晶体管在衬底中还设有源极和漏极。本发明通过选用不同的控制栅极可以实现成像的高动态范围和变增益的功能。
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公开(公告)号：CN104900667A
公开(公告)日：2015-09-09
申请号：CN201510227861.8
申请日：2015-05-06
申请人： 南京大学
IPC分类号： H01L27/146 , H01L29/51
CPC分类号： H01L27/14643 , H01L29/511
摘要： 基于复合介质栅MOSFET的多模态双晶体管光敏探测器，所述MOS电容感光晶体管作为光敏单元；所述MOSFET读取晶体管和与此MOSFET读取晶体管相邻的所述MOS电容感光晶体管组成基本包括多列MOS电容组成的感光晶体管和多列MOSFET读取晶体管组成的阵列，其中：由多列在同一个P型衬底上形成的一个MOS电容感光晶体管和一个MOSFET读取晶体管的双晶体管组成的基本像素单元紧密排列组成；所述MOS电容感光晶体管有多列不同形态的感光晶体管和读取晶体管通过多种形态的布局可以充分利用像素空间，提高感光晶体管的面积，提高像素占空比从而提高双晶体管光敏探测器的灵敏度、信噪比和动态范围。
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公开(公告)号：CN114268740B
公开(公告)日：2023-07-18
申请号：CN202210011180.8
申请日：2022-01-05
申请人： 南京大学
IPC分类号： H04N25/768 , H04N25/53 , H04N25/711
摘要： 本发明公开一种基于双向时间延迟积分(TDI)的图像传感器及其成像方法。其图像传感器包括：多级线阵阵列，包括沿图像传感器扫描方向布置的多个单级线阵；每一级单级线阵响应于第一控制信号进入计数模式，响应于第二控制信号进入转移模式，在转移模式下响应于方向控制信号进入正向转移或反向转移模式；在计数模式下，每一级单级线阵对像素上的光信号计数；在正向转移模式下，每一级单级线阵停止计数，除最后一级外的其他各级单级线阵将获得的计数值转移到下一级，最后一级将获得的计数值输出；在反向转移模式下，每一级单级线阵停止计数，除第一级外的其他各级单级线阵将获得的计数值转移到上一级，第一级将获得的计数值输出。
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公开(公告)号：CN114972553A
公开(公告)日：2022-08-30
申请号：CN202210516980.5
申请日：2022-05-12
申请人： 南京大学
IPC分类号： G06T9/00
摘要： 本发明提供一种适用于SPAD阵列的带时间信息的像素地址编码电路。该电路包括由N个SPAD探测单元组成的SPAD探测阵列、2条延时链、2个TDC电路和读出电路，SPAD探测单元用于探测光子并输出电压脉冲；2条延时链向相反方向传递延时，每条延时链均包含N个延时时间为τ的基础延时单元，每个SPAD探测单元同时与2条延时链中对应的基础延时单元连接，SPAD探测单元输出的电压脉冲同时在2条延时链中进行反向传递；2条延时链的末端分别连接1个TDC电路；读出电路对2个TDC电路的数据进行读取。本发明采用数字化电路方案，结构简单，无需专门的解码电路提取地址数据，可直接通过计算得到像素地址信息。
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