CN117939320A - 像素单元、光电传感器、接收模组及光电检测装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种像素单元、光电传感器、接收模组以及光电检测装置，该像素单元包括：至少一个SPAD感测单元，SPAD感测单元包括SPAD器件、淬灭单元和雪崩检测单元，SPAD器件的阴极分别与淬灭单元的输出端和雪崩检测单元的输入端连接；计数单元分别与各SPAD感测单元对应的雪崩检测单元连接，用于统计SPAD感测单元在分区检测时段内各感测时段的雪崩计数；通过设置与计数单元相连的灵敏度控制单元，并利用灵敏度控制单元来根据检测获得的雪崩计数动态调节感测像素的灵敏度，相当于调整了感测像素对于不同反射率和感测距离的灵敏度，有利于增加测距的动态范围，从而提高不同远近距离物体的测量精度。

Description

像素单元、光电传感器、接收模组及光电检测装置

技术领域

本申请涉及传感器电路设计领域，具体涉及一种像素单元、光电传感器、接收模组及光电检测装置。

背景技术

激光雷达又叫做LiDAR，是以发射激光束探测目标的位置、速度等特征量的雷达***。基于dToF直接飞行时间测距技术的激光雷达其工作原理是通过直接向测量物体发射光脉冲，并测量反射光脉冲和发射光脉冲之间的时间间隔，从而得到光的直接飞行时间。由光的直接飞行时间，单点dToF可以计算感测点位的深度，而阵列式的dToF传感器通过分区多点的感测最终可以获得整个环境的空间点云和深度图像。

dToF激光雷达的核心部件可以分为发射激光器、SPAD传感器及信号处理电路和芯片三个部分。SPAD传感器感应到反射回来的光子发生雪崩，发生雪崩的时间每次有随机性，光强最大位置，雪崩概率也最大，此处对应于物体距离。经过多次发射，把N次发射结果叠加到一个直方图，通过统计方式找到信号峰，计算出飞行时间，从而测算出距离。

然而，SPAD传感器在接收反射的光脉冲回波的同时也在接收环境中的光子，常规的SPAD在一个接收周期内只能感测单个光子的飞行时间并做记录，所以需要在单个检测时间内重复发射和接收光信号N次，然后对记录的N次飞行时间做直方图统计。因此，为了防止信号峰被环境光背底噪声淹没，发射光功率需要达到一定要求；另一方面，测距范围越大，SPAD传感器单个像素对应视场角内的感测面积越大，这有可能会导致发射光脉冲照射到多个物体从而反射回波的飞行时间分散，计数率不集中，信号峰强度减弱。

SPAD传感器的单个像素点可以用多个SPAD器件阵列实现，在单位面积传感器对应同样环境光数量情况下，单位面积内SPAD器件的数量越多，单个SPAD器件接收到的环境光越少。这样，可以降低环境光触发雪崩的概率，提高信噪比，同样也可以改善近距离反射光强大的问题。但是，单位面积内SPAD器件的数量不能无限制增加，目前的dToF激光雷达均按照最远测距范围最优来设计，在雷达设计距离远必须采用大功率激光发射情况下，如果遇到近处物体，多个SPAD器件实现的像素点中，即使单个SPAD器件在接收周期内可以恢复以接受下一次雪崩，但因为恢复需要一定的时间，可能在SPAD器件未恢复之前，真正有效的反射光信号到来时还是可能错过，从而会有Pile-up(堆叠效应)问题。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种光电传感器的像素单元、光电传感器、接收模组及光电检测装置，以解决现有接收模组在对于近距离物体测量时容易出现Pile-up的问题。

第一个方面，本申请实施例提供一种光电传感器的像素单元，包括：计数单元、灵敏度控制单元和至少一个SPAD感测单元；SPAD感测单元包括：SPAD器件、淬灭单元和雪崩检测单元，SPAD器件的阳极与预设低压端连接，SPAD器件的阴极分别与淬灭单元的输出端以及雪崩检测单元的输入端连接，雪崩检测单元用于检测对应的SPAD器件的雪崩状态；计数单元分别与各SPAD感测单元对应的雪崩检测单元的输出端连接，用于统计SPAD感测单元在分区检测时段内各感测时段的雪崩计数；灵敏度控制单元与计数单元的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数调节对应SPAD感测单元的灵敏度。

可选地，灵敏度控制单元包括：灵敏度判断模块和灵敏度控制模块；灵敏度判断模块的输入端与计数单元的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数确定灵敏度调节指令；灵敏度控制模块的输入端与灵敏度判断模块的输出端连接，用于根据灵敏度调节指令调节SPAD器件两端的电压。

可选地，灵敏度控制模块包括第一控制子模块；第一控制子模块分别与灵敏度判断模块的输出端和淬灭单元的输入端连接，用于根据灵敏度调节指令调节淬灭单元的输入电压；其中，淬灭单元的输入电压与SPAD感测单元的灵敏度呈正比例关系。

可选地，灵敏度判断模块包括第一判断子模块；第一判断子模块与计数单元连接，用于根据前一个感测时段的雪崩计数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令；第一控制子模块分别与第一判断子模块以及淬灭单元连接，用于根据第一灵敏度调节指令调节下一个感测时段的淬灭单元的输入电压。

可选地，灵敏度判断模块包括第二判断子模块；第二判断子模块与计数单元连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，输出第二灵敏度调节指令；第一控制子模块分别与第二判断子模块以及淬灭单元连接，用于根据第二灵敏度调节指令调节下一个脉冲序列的淬灭单元的输入电压。

可选地，灵敏度判断模块包括第三判断子模块；第三判断子模块与计数单元连接，用于根据分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值，输出第三灵敏度调节指令；第一控制子模块分别与第三判断子模块以及淬灭单元连接，用于根据第三灵敏度调节指令调节下一分区检测时段的淬灭单元的输入电压。

可选地，灵敏度控制模块包括第二控制子模块；SPAD器件的两端并联设置有分支电流源，第二控制子模块与分支电流源的控制端连接，用于根据灵敏度调节指令调节分支电流源的电流；其中，SPAD感测单元的灵敏度与分支电流源的电流呈反比例关系。

可选地，灵敏度判断模块包括第一判断子模块；第一判断子模块与计数单元连接，用于根据前一个感测时段的雪崩计数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令；第二控制子模块分别与第一判断子模块以及分支电流源连接，用于根据第一灵敏度调节指令调节下一个脉冲周期的分支电流源的电流。

可选地，灵敏度判断模块包括第二判断子模块；第二判断子模块与计数单元连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，输出第二灵敏度调节指令；第二控制子模块分别与第二判断子模块以及分支电流源连接，用于根据第二调节指令调节下一个脉冲序列的分支电流源的电流。

可选地，灵敏度判断模块包括第三判断子模块；第三判断子模块与计数单元连接，用于根据分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值，输出第三灵敏度调节指令；第二控制子模块分别与第三判断子模块以及分支电流源连接，用于根据第三调节指令调节下一分区检测时段的分支电流源的电流。

可选地，分支电流源包括并联连接的多个子电流源，多个子电流源均与SPAD器件的两端并联，且灵敏度控制单元分别与多个子电流源的控制端连接，用于根据SPAD感测单元的雪崩数量分别调节不同子电流源的导通或者断开，以实现分支电流源的电流调节。

第二个方面，本申请实施例还提供一种光电传感器，包括至少一个如第一个方面的像素单元。

可选地，光电传感器还包括：像素控制模块；像素控制模块分别与各个像素单元的灵敏度控制单元连接，用于分别调节各像素单元的灵敏度；或者，用于调节预设区域的多个像素单元的灵敏度。

第三个方面，本申请实施例还提供一种接收模组，包括接收光学器件以及如第二个方面的光电传感器。

第四个方面，本申请实施例还提供一种光电检测装置，包括发射模组以及如第三个方面的接收模组，用于对检测范围内的物体进行检测以获得物体的三维信息。

本申请至少具有如下技术效果：本申请提供的像素单元、光电传感器、接收模组以及光电检测装置，通过设置与计数单元相连的灵敏度控制单元，并利用灵敏度控制单元来根据检测获得的雪崩计数动态调节感测像素的灵敏度，由于雪崩计数与发射功率和感测距离相关，相当于调整了感测像素对于不同发射功率和感测距离的灵敏度，有利于增加测距的动态范围，从而提高对不同远近距离物体的测量精度。

附图说明

图1所示为本申请实施例提供的一种像素单元包括单个SPAD感测单元的连接示意图；

图2所示为本申请实施例提供的一种像素单元包括多个SPAD感测单元的连接示意图；

图3所示为本申请实施例提供的另一种像素单元的连接示意图；

图4所示为本申请实施例提供的一种像素单元(控制淬灭单元的输入电压)的连接示意图；

图5所示为本申请实施例提供的一种像素单元(控制分支电流源的电流)的连接示意图；

图6所示为本申请实施例提供的另一种像素单元(控制淬灭单元的输入电压)的连接示意图；

图7所示为本申请实施例提供的一种灵敏度控制单元的内部结构示意图；

图8所示为本申请实施例提供的另一种像素单元(控制分支电流源的电流)的连接示意图；

图9所示为本申请实施例提供的另一种灵敏度控制单元的内部结构示意图；

图10所示为本申请实施例提供的一种像素单元的分支电流源的具体连接示意图；

图11所示为本申请实施例提供的分支电流源的具体电路示意图；

图12所示为本申请实施例提供的一种光电检测装置应用于电子设备上的功能模块示意图；

图13所示为本申请实施例提供的光电检测装置的功能模块示意图；

图14为图13中处理模块获得的统计直方图的示意图；

图15为本申请实施例提供的光电检测装置进行检测时的信号时序图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

图12是本申请实施例提供的光电检测装置应用于电子设备上的功能模块示意图。图13是本申请实施例提供的光电检测装置的功能模块示意图。

参照图12和图13，电子设备1包括光电检测装置10。光电检测装置10可以对检测范围内的物体2进行检测以获得物体2的三维信息，检测范围可定义为光电检测装置10能够有效地进行三维信息检测的立体空间范围,也可以称之为光电检测装置10的视场角或视场范围。三维信息例如为但不限于物体2的接近信息、物体2表面的深度信息、物体2的距离信息及物体2的空间坐标信息中的一种或多种。

电子设备1可以包括应用模块20，应用模块20被配置为根据光电检测装置10的检测结果执行预设的操作或实现相应的功能，例如但不限于：可以根据物体2的接近信息判断是否有物体2出现在电子设备1前方预设的检测范围内；或者，可以根据物体2的距离信息控制电子设备1的运动进行避障；或者，可以根据物体2表面的深度信息实现3D建模、身份识别、机器视觉等。亦即，应用模块20可为包括执行上述操作和实现上述功能所需的硬件和控制协调硬件运作所需的软件的集合。

电子设备1还可以包括存储介质30，存储介质30可以为电子设备1和/或光电检测装置10在运行过程中的存储需求提供支持。如图12所示，在一些实施例中，存储介质30可设置在电子设备1的内部。如图13所示，在一些实施例中，存储介质30也可以设置在光电检测装置10的内部。

电子设备1还可以包括处理器40，可以为电子设备1和/或光电检测装置10在运行过程中的数据处理需求提供支持。如图12所示，在一些实施例中，处理器40可设置在电子设备1的内部。如图13所示，在一些实施例中，处理器40也可以设置在光电检测装置10的内部。

可选地，在一些实施例中，光电检测装置10例如可以为基于直接飞行时间(directTime of Flight,dToF)原理进行三维信息感测的dToF测量装置。dToF测量装置可以在检测范围内发射感测光束并接收经检测范围内物体2反射回来的感测光束，反射回来的感测光束的发射时刻与接收时刻之间的时间差被称为感测光束的飞行时间t，通过计算感测光束在飞行时间t内经过距离的一半可以获得物体2的三维信息D＝(c×t)/2,其中，c为光速。

在另外一些实施例中，光电检测装置10也可以为间接飞行时间(indirect Timeof Flight,iToF)测量原理进行三维信息感测的iToF测量装置。iToF测量装置通过比较感测光束发射时与被反射回来接收时的相位差来获得物体2的三维信息。在本申请下面的实施例中，主要以光电检测装置10为dToF测量装置为例进行说明。

在一些实施例中，如图13所示，光电检测装置10包括发射模组11、接收模组12和处理模块13。发射模组11被配置为向检测范围发射感测光束以对检测范围内的物体2进行三维信息检测，其中的部分感测光束会被物体2反射而返回，反射回来的感测光束回波携带有物体2的三维信息，其中一部分感测光束回波可以被接收模组12感测以用于获取物体2的三维信息。接收模组12被配置为感测来自检测范围的光信号并输出相应的光感应信号，通过分析光感应信号来实现对检测范围内物体2的三维信息检测。可以理解的是，接收模组12所感测的光信号可以为光子，例如包括被检测范围内的物体2反射回来的感测光束回波的光子以及检测范围内环境光的光子。处理模块13被配置为分析处理光感应信号以获得感测光束回波被接收模组12感测到的时刻，并根据感测光束的发射时刻与反射回来被感测时刻之间的时间差异来获得物体2的三维信息。

在一些实施例中，感测光束例如可以为依序发射的多个激光脉冲。发射模组11被配置为按照预设的时间序列发射激光脉冲作为感测光束。具体而言，发射模组11按照预设的扫描方式分时向检测范围内不同方位的分区发射感测光束脉冲进行距离检测，对每个分区分别按照对应的预设时间序列发射多个感测光束脉冲，完成对其中一个分区的多个感测光束脉冲发射后即可对应获得该分区的距离信息，此过程可视为一个分区检测时段，而依此对多个分区逐个扫描后视为对整个检测范围完成一帧检测，可对应获得整个检测范围全部分区的距离信息，能够用于构建整个检测范围一帧的点云。亦即，对检测范围的一帧检测包括分区扫描对应的多个分区检测时段。

对于同一分区检测时段，每发射一次激光脉冲的时间段可对应作为当前分区检测时段内的一个感测时段，亦即一次激光脉冲的发射时刻与下一次激光脉冲的发射时刻之间的时间间隔。感测时段的时长可根据所检测的分区需满足的距离检测最远值来设置，至少应大于所述距离检测最远值对应的光子飞行时间。同属于一个分区检测时段的多个不同感测时段可设置为具有相同的时长，当然也可以设置为不同的时长。

在一些实施例中，对于多个不同感测时段，感测光束脉冲可以在对应感测时段的相同时刻发射，例如：均在感测时段的起始时刻发射；而在其他一些实施例中，对于多个不同的感测时段，感测光束脉冲也可以在各个对应感测时段内的不同时刻发射，以防止不同光电检测装置10相互之间的干扰或者减少在接收模组上相邻感光像素之间造成的串扰，上述多个不同感测时段可以同属一个感测时段或分属不同的感测时段。

在一些实施例中，对检测范围内位于不同预设偏转角度的分区分别进行扫描感测时的感测时段长度可以不一样，比如：感测时段中的感测时段长度与对应检测的区域需满足的距离检测最远值成正相关的关系，对于距离检测最远值较大的检测区域，对应的感测时段较长；对于距离检测最远值较小的检测区域，对应的感测时段较短。

请一并参阅图13、图14和图15，图14为图13中处理模块13获得的统计直方图的示意图。图15为本申请一实施例提供的光电检测装置10进行检测时的信号时序图。在一些实施例中，处理模块13例如可以包括计时单元152、统计单元154、飞行时间获取单元156和三维信息获取单元158等功能单元。

计时单元152被配置为确定接收模组12感测到光信号的接收时间。光电检测装置10在检测过程中通过发射模组11发出多次感测光束，计时单元152在发射模组11每次发射感测光束时开始计时以记录在相邻两次感测光束发射之间接收模组12感测到光信号的接收时间，在此期间接收模组12每接收到一个光信号会输出相应的光感应信号，计时单元152根据接收模组12输出的光感应信号记录感测到光信号的接收时间，并在与接收时间对应的时间分箱内计数，形成对应的光信号计数。其中，时间分箱为计时单元152记录光感应信号产生时刻的最小时间单位Δt，能够反映计时单元152对光信号接收时间进行时间记录的精度高低，时间分箱越细密表示时间记录的精度越高。在一些实施例中，计时单元152例如可以通过时间数字转换器(Time-to-Digital Converter,TDC)1522来实现计时功能。TDC1522可连接接收模组12上对应的感光像素142，被配置为根据对应感光像素142生成的光感应信号来记录所感测到的光信号的接收时间。例如，TDC1522在每次发射感测光束时被同步触发开始计时，后续响应对应感光像素142生成的光感应信号停止计时，并将计时的时间段作为激发光感应信号的对应光信号的接收时间。

在一些实施例中，计时单元152可以包括计数存储器1524，计数存储器1524具有根据时间分箱对应分配的计数存储空间，TDC1522每记录一个光信号的接收时间便在对应时间分箱的计数存储空间内累计加一，亦即对应时间分箱内的光信号计数增加一，每个时间分箱的光信号计数值与在感测光束的多次发射时段中分别在该时间分箱代表的时刻所接收到光信号的次数相对应。

统计单元154被配置为对各时间分箱内累计的光信号计数进行统计，以获得能够反映接收模组12在多次感测光束发射过程中累积感测到的光信号的数量随时间分布的统计直方图。其中，如图14所示，统计直方图的横坐标表示各个对应时间分箱的时间戳，统计直方图的纵坐标表示各个对应时间分箱内累计的光信号计数值。在一些实施例中，统计单元154可以包括直方图电路1544(见图13)，直方图电路1544被配置为对各时间分箱内的光信号计数进行统计以生成统计直方图。应理解的是，统计单元154是对一个分区检测时段内多次发射感测光束的过程中对应累计的光信号计数进行统计分析，为了使得计数具有数学上的统计意义，一个分区检测时段内感测光束的发射次数可多达几百次、几千次、几万次、十几万次、甚至上百万次。

在感测过程中，大量环境光的光子也会被接收模组12感测而产生相应的光信号计数。这些环境光的光子被感测而在各个时间分箱内留下计数的几率趋于相同，构成检测范围内的噪音背底(Noise Level)，在环境光较强的场景中，测得的噪音背底的平均水平相对较高，在环境光较弱的场景中，测得的噪音背底的平均水平相对较低。在此基础上，从物体2反射回来的感测光束回波被感测到而对应产生的光信号计数会叠加在噪音背底上，使得与该感测光束回波被感测时刻对应的时间分箱内的光信号计数会明显高于其他时间分箱的光信号计数，进而形成突出的信号峰。可以理解的是，信号峰的计数值高度会受到感测光束的光功率、物体2的反射率、光电检测装置10的检测范围等因素的影响，信号峰的宽度会受到所发射的感测光束的脉冲宽度、接收模组12的光电转换元件和TDC1522的时间抖动等因素的影响。由此，飞行时间获取单元156可以根据与信号峰的峰值对应的时间分箱的时间戳t1与产生该信号峰的相关感测光束的发射时刻t0之间的时间差获得被物体2反射回来的相关感测光束的飞行时间。三维信息获取单元158可被配置为根据由统计直方图确定的感测光束的飞行时间获得反射该感测光束的物体2与光电检测装置10之间的三维信息，例如：在检测范围内的物体2与光电检测装置10之间的距离。

在一些实施例中，如图13所示，接收模组12可以包括光电传感器140和接收光学器件144。接收光学器件144设置在光电传感器140的入光侧，被配置为将来自检测范围的光信号传播至光电传感器140进行感测。例如，接收光学器件144可以包括接收镜头(图未示)。可选地，接收镜头可以包括一片透镜或多片透镜。光电传感器140被配置为感测经接收光学器件144从检测范围传播而来的光信号并输出相应的光感应信号。

可选地，光电传感器140可以包括单个感光像素142或者包括多个感光像素142而形成感光像素阵列。光电检测装置10的检测范围可以包括多个分别位于不同位置的分区，光电传感器140的感光像素142在检测范围中具有对应的分区，从分区返回的光信号经接收光学器件144传播至对应的感光像素142进行感测。亦即，感光像素142对应的分区可视为该感光像素142经接收光学器件144形成的视场角所涵盖的空间范围。由此，当发射模组11发射的感测光束扫描到该分区而该分区上存在有物体2时，物体2反射回去的感测光束回波经接收光学器件144传播至对应的感光像素142进行感测。亦即，从分区返回的光信号包括来自该分区的环境光的光子，当该分区存在有物体2时也包括被投射至该分区而被物体2反射回去的感测光束回波。

一个感光像素142可以包括单个光电转换器件或者包括多个光电转换器件。光电转换器件被配置为感测接收到的光信号并转换为相应的电信号作为光感应信号输出。可选地，光电转换器件例如为单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)、雪崩光电二极管(Avalanche Photon Diode,APD)、由多个SPAD并联设置的硅光电倍增管(Silicon Photomultiplier,SiPM)和/或其他合适的光电转换元件。

因此，本申请实施例对光电传感器各感光像素对应的电路进行改进，以解决现有接收模组在对于近距离物体测量时容易出现Pile-up的问题。下面以感光像素单元内的光电转换器采用SPAD为例进行说明。

如图1和图2所示，本申请实施例提供一种光电传感器的像素单元(即前述实施例中的感光像素142)，包括：至少一个SPAD感测单元3、计数单元400以及灵敏度控制单元500。其中，SPAD感测单元3的数量可以为一个(参阅图1)，或者SPAD感测单元3的数量可以为多个(本实施例中示意为四个SPAD感测单元3，参阅图2)，每个SPAD感测单元3包括SPAD器件以及对应于该SPAD器件的控制电路，SPAD器件的控制电路包括淬灭单元200和雪崩检测单元300。

具体地，对于单个SPAD感测单元3，如图1所示，SPAD器件的阳极与预设低压端连接，SPAD器件的阴极分别与淬灭单元200的输出端以及雪崩检测单元300的输入端连接，雪崩检测单元300用于检测对应的SPAD器件的雪崩状态。可以理解的是，由于SPAD器件内部高反偏电场，光子转换产生的少量电子使SPAD器件产生雪崩状态，此时光电转换增益理论为无穷大，产生一个可以被雪崩检测单元300捕捉的信号。

对于一个像素单元包括多个SPAD感测单元3的情形，如图2所示，为了方便对各SPAD器件的雪崩状态进行检测，计数单元400分别与各SPAD感测单元3对应的雪崩检测单元300的输出端连接，用于统计SPAD感测单元3在分区检测时段内各感测时段的雪崩计数，即根据同一感测时段内整个像素中SPAD器件的雪崩数量统计对应的雪崩计数，并将统计的雪崩计数进行存储。

示例性的，继续参阅图2，假设每个像素单元包括2×2＝4个SPAD感测单元3，若不考虑SPAD可恢复的情形，则单个SPAD感测单元在一个感测时段内仅发生一次雪崩，那么这4个SPAD感测单元3的雪崩检测单元300都与同一个计数单元400连接，从而通过该计数单元400对这4个SPAD感测单元3对应雪崩数量的进行统计。若某一感测时段返回的检测光较弱，只有1个SPAD感测单元的SPAD器件发生雪崩，则计数单元400统计该像素在该感测时段的雪崩计数为1；若某一感测时段返回的检测光较强，有3个SPAD感测单元的SPAD器件发生雪崩，则计数单元400统计该像素在该感测时段的雪崩计数为3。

需要说明的是，在实际的检测过程中，每个像素单元中的SPAD感测单元均为可恢复的SPAD器件，即在一个感测时段内可以发生多次雪崩，从而实现多次雪崩计数。例如：一个感测时段为300ns，单个SPAD感测单元恢复需要10ns(称为死区时间)，极限情况下该SPAD感测单元在该感测时段内可以恢复30次。因此，该像素单元在一个感测时段内总的雪崩计数等于各SPAD感测单元的雪崩计数与对应恢复次数的乘积的总和。

可选地，计数单元400包括时间确定单元和直方图构建单元，其中计数单元可以为前述实施例中的处理模块中的子模块，即图13中的处理模块13中可以针对不同的像素单元分别设置对应的计时单元152、统计单元154、飞行时间获取单元156和三维信息获取单元158。其中，这里的计数单元400中的时间确定单元对应计时单元152的功能，直方图构建单元对应统计单元154的功能，此处对时间确定单元和直方图构建单元的功能不再重复赘述。

本申请实施例以时间确定单元以TDC为例进行说明，TDC可以与SPAD器件的雪崩检测单元300相连。为了更准确地确定光感应信号的接收时间，TDC可以在SPAD器件被激活时，开始计时，以确定SPAD器件接收光感应信号的接收时间。在利用SPAD器件的测量***中，单个光子入射至SPAD器件将引起雪崩，雪崩检测单元300将输出雪崩信号至TDC，TDC可以检测SPAD器件接收光感应信号的接收时间。在TDC、SPAD器件与发射器同步的情况下，TDC确定的SPAD器件接收光感应信号的接收时间即可表示光子从发射器发射到被SPAD器件接收之间的时间间隔。

通过多次测量后，直方图构建单元可以根据像素接收光感应信号的接收时间构建直方图。该直方图收集在一块内存中，该内存包括多个内存单元，其中每个内存单元保存一个时间箱(time bin)的光子计数，一个时间箱可以表示一个时间段或一个时间间隔。本实施例中的一个感测时段包括多个时间箱，例如：一个感测时段为300ns，TDC可能是1ns或者100ps记录一次雪崩，那么time bin就表示1ns或者100ps，从而一个感测时段包括300或者3000个time bin。

为了提高感测精度，本申请实施例对每个像素单元设置了灵敏度控制单元500，灵敏度控制单元500与计数单元400的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数调节对应SPAD感测单元3的灵敏度，这样如果感测到当前感测时段的雪崩计数较少，则可以适当增加灵敏度，提升光子感测性能，但如果感测到当前感测时段的雪崩计数较多，则可以适当降低灵敏度，避免后面的感测时段出现pile-up(堆积)问题。

本实施例提供的像素单元，通过设置与计数单元400相连的灵敏度控制单元500，并利用灵敏度控制单元500来根据获得的雪崩计数动态调节感测像素的灵敏度，由于雪崩计数与发射功率和感测距离相关，相当于调整了感测像素对于不同发射功率和感测距离的灵敏度，从而增加测距的动态范围，提高对不同远近距离物体的测量精度。

可选地，在一些实施例中，如图3所示，灵敏度控制单元500可以包括：灵敏度判断模块510和灵敏度控制模块520。

具体地，灵敏度判断模块510的输入端与计数单元400的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数确定灵敏度调节指令。其中，灵敏度调节指令可根据不同的雪崩计数情况对应生成，以满足不同的灵敏度调节要求。

进一步地，灵敏度控制模块520的输入端与灵敏度判断模块510的输出端连接，由于SPAD器件两端的电压与灵敏度成正比，因而可根据灵敏度调节指令调节SPAD器件两端的电压，从而实现SPAD感测单元3的灵敏度调节，进而提高整个光电检测装置的动态范围。

需要注意的是，SPAD器件两端的电压越大则灵敏度越高，但是SPAD器件两端的电压过大则会出现器件烧毁，而SPAD器件两端的电压太小又无法触发雪崩，因此通过灵敏度调节指令调节SPAD器件两端的电压时需要限定调节范围。

可选地，本申请实施例对于调节SPAD器件两端电压的方式主要有两种：其中一种方式是调节淬灭单元200的输入电压(如图4所示)，另一种方式是调节SPAD器件的分支电流(如图5所示)，这两种方式都能实现SPAD器件两端的电压调节，从而实现灵敏度的调节控制。

可选地，在一个具体的实施例中，如图6所示，灵敏度控制模块520包括第一控制子模块521；第一控制子模块521分别与灵敏度判断模块510的输出端和淬灭单元200的输入端连接，用于根据灵敏度调节指令调节淬灭单元200的输入电压。

可以理解的是，由于淬灭单元200的输入电压与SPAD器件两端的电压正相关，相当于淬灭单元200的输入电压与SPAD感测单元3的灵敏度呈正比例关系，这样通过调节淬灭单元200的输入电压就能够调节SPAD感测单元3的灵敏度。此外，本实施例中对淬灭单元200的输入电压调节是指通过同一个第一控制子模块521控制整个像素的所有淬灭单元200的输入电压。

在一些实施例中，可根据不同的灵敏度判断方式选择不同的灵敏度判断模块510，下面分别针对不同灵敏度判断模块510的具体实施方式进行描述。

可选地，参阅图6和图7，灵敏度判断模块510包括第一判断子模块511；第一判断子模块511与计数单元400连接，用于根据前一个感测时段的雪崩计数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令。第一控制子模块521分别与第一判断子模块511的输出端和淬灭单元200的输入端连接，用于根据第一灵敏度调节指令调节下一个感测时段的淬灭单元200的输入电压，这样在下一个感测时段内SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。其中，预设灵敏度计数阈值为一个雪崩计数校准值，雪崩计数校准值包括一个区间值，该区间值的上限为预设灵敏度高位计数值，该区间值的下限为预设灵敏度低位计数值。

具体地，对于相邻的两个感测时段，在不考虑SPAD器件恢复的情形下，假设前一个感测时段的雪崩计数(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为6个)为大于预设灵敏度高位计数值(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为5个)，则需要输出降低淬灭单元200的输入电压的第一灵敏度调节指令。若前一个感测时段的雪崩计数(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为2个)小于预设灵敏度低位计数值(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为3个)，则需要输出增加淬灭单元200的输入电压的第一灵敏度调节指令。

因此，对于不同感测时段不同的雪崩计数情况，对应的第一灵敏度调节指令对应的调节参数不同，保证调节参数随着雪崩计数的变化适应性调节，有利于灵敏度调节的实时控制。其中，调节参数包括增加或者降低淬灭单元200的输入电压，以及增加电压的具体数值或者降低电压的具体数值。

本实施例通过前一个感测时段的雪崩计数情况动态调整淬灭单元的输入电压，从而根据淬灭单元的输入电压调节SPAD器件两端的电压，进而根据雪崩计数情况实时调整像素单元的灵敏度，以适应不同距离的检测精度要求。

可选地，在另一个具体的实施例中，继续参阅图6和图7，灵敏度判断模块510包括第二判断子模块512；第二判断子模块512的输入端同样与计数单元400的输出端连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段的雪崩计数叠加形成的直方图中信号峰的峰值高度，输出第二灵敏度调节指令。第一控制子模块521分别与第二判断子模块512的输出端和淬灭单元200的输入端连接，用于根据第二灵敏度调节指令调节下一个脉冲序列的淬灭单元200的输入电压，这样在下一个脉冲序列的各感测时段SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。其中，脉冲序列包括多个感测时段，例如：每5个感测时段称之为一个脉冲序列，这样每5个感测时段作为灵敏度调节的一个周期，即前面的5个感测时段的雪崩计数结果可以作为后续5个感测时段(下一个脉冲序列)的灵敏度调节参考。

具体地，第二灵敏度调节指令与多个感测时段的雪崩计数平均值或者多个感测时段的雪崩计数叠加形成的直方图中信号峰的峰值高度相关，当多个感测时段的雪崩计数平均值大于预设雪崩计数值或者所形成的信号峰的峰值高度大于预设峰值高度时，则可以适当降低下一个脉冲序列的感测时段中淬灭单元200的输入电压，此时第二灵敏度调节指令有降低淬灭单元200的输入电压的指令信息。当多个感测时段的雪崩计数平均值小于预设雪崩计数值或者叠加后形成的信号峰的峰值高度小于预设峰值高度时，则可以适当增加下一个脉冲序列的淬灭单元200的输入电压，此时第二灵敏度调节指令有增加淬灭单元200的输入电压的指令信息。其中，下一个脉冲序列淬灭单元200的输入电压调节的具体数值需要根据多个感测时段的雪崩计数平均值与预设雪崩计数值的差值大小进行确定，或者下一个脉冲序列的感测时段中淬灭单元200的输入电压调节的具体数值需要根据多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度与预设峰值高度的差值大小进行确定，本实施例对增加或者减小的电压值不作具体限定。

需要说明的是，脉冲序列所包含的感测时段的数量越多，也就是每个感测时段电压调节的实时性会降低，并且前面多次的雪崩计数结果可能因为灵敏度不合适而影响最终的统计结果；而脉冲序列所包含的感测时段数量越少，则电压调节所参照的雪崩计数数据越少，对电压调节的灵敏度会有一定的影响，但电压调节的实时性会提高。因此，需要合理地控制灵敏度调节的频率，同时能够兼顾灵敏度调节的实时性。

可选地，在另一个具体的实施例中，继续参阅图6和图7，灵敏度判断模块510包括第三判断子模块513，第三判断子模块513的输入端与计数单元400的输出端连接，用于根据分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值，输出第三灵敏度调节指令。第一控制子模块521分别与第三判断子模块513的输出端和淬灭单元200的输入端连接，用于根据第三灵敏度调节指令调节下一分区检测时段的淬灭单元200的输入电压，这样在下一个分区检测时段内SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。

具体地，第三灵敏度调节指令与整个分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值相关，分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值(即直方图的峰值对应的光子计数)表征该分区检测时段的最大雪崩计数，通过将最大雪崩计数与预设的最大雪崩计数值进行比对即可判断当前分区检测时段的雪崩情况。当该分区检测时段的最大雪崩计数大于预设的最大雪崩计数值时，则可以适当降低下一个分区检测时段的淬灭单元200的输入电压，此时第三灵敏度调节指令包含有降低淬灭单元200的输入电压的指令信息。当该分区检测时段的最大雪崩计数小于预设的最大雪崩计数值时，则可以适当增加下一个分区检测时段的淬灭单元200的输入电压，此时第三灵敏度调节指令包含有增加淬灭单元200的输入电压的指令信息。其中，下一个分区检测时段的淬灭单元200的输入电压增加或者减小的具体电压值需要根据当前分区检测时段的雪崩计数最大值与最大的预设雪崩计数值的差值大小进行确定，本实施例对增加或者减小的具体电压调节值不作限定。需要说明的是，预设的最大雪崩计数值可以预先标定测量得到，测量得到的预设的最大雪崩计数值可存储在灵敏度控制单元中。此外，预设的最大雪崩计数值还可以是前一个分区检测时段对应的雪崩计数所形成的信号峰的峰值。

本实施例提供的像素单元，通过整个分区检测时段雪崩计数的峰值确定该分区检测时段的最大雪崩计数，从而根据该分区检测时段的最大雪崩计数调节下一分区检测时段的淬灭单元的输入电压，不仅能够排除其他干扰峰值的影响，而且能够准确反映当前分区检测时段的光感测情况，为灵敏度调节提供准确的参考数据，增加了灵敏度的调节精度，同时利用整个分区检测时段的雪崩数据进行灵敏度的调节延长了调节周期，从而降低了数据的处理难度。

可选地，在一些实施例中，如图8所示，灵敏度控制模块520还包括第二控制子模块522，第二控制子模块522与第一控制子模块521的调节方式不同，第一控制子模块521用于根据灵敏度调节指令调节淬灭单元的输入电压，而第二控制子模块522用于根据灵敏度调节指令调节分支电流源的电流，但是二者的目的都是为了根据雪崩计数情况调节SPAD两端的电压，进而实现灵敏度的调节。

可以理解的是，对于通过调节输入电压调节SPAD两端的电压时，每个独立的可调电压都需要对应设置一个电压源，像素单元数量越多对应的电压源数量也越多，在电路实现上的难度也越大。而对于通过调节分支电流源的电流调节SPAD两端的电压时，每个支路需要增加对应的电流镜和独立控制，需要的成本相对较小，且不用占很多芯片面积，电路实现上更容易实现，而且对于大阵列的接收模组也能够实现。

具体地，SPAD器件的两端并联设置有分支电流源，第二控制子模块522与分支电流源的控制端连接，用于根据灵敏度调节指令调节分支电流源的电流。其中，SPAD感测单元3的灵敏度与分支电流源的电流呈反比例关系，即增加分支电流源的电流，相当于增加了SPAD器件的分压，从而减小了SPAD器件两端的电压，进而降低了SPAD感测单元3的灵敏度；而减小分支电流源的电流，相当于降低了SPAD器件的分压，从而增加了SPAD器件两端的电压，进而提高了SPAD感测单元3的灵敏度。

在一些实施例中，根据不同的灵敏度判断方式可选择不同的灵敏度判断模块510，下面分别针对不同灵敏度判断模块510的具体实施方式进行描述。可选地，参阅图8和图9所示，灵敏度判断模块510包括第一判断子模块511；第一判断子模块511的输入端与计数单元400的输出端连接，用于根据前一个感测时段的雪崩次数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令。第二控制子模块522分别与第一判断子模块511的输出端和分支电流源的控制端连接，用于根据第一灵敏度调节指令调节下一个感测时段的分支电流源的电流，这样在下一个感测时段内SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。

需要说明的是，由于第一判断子模块511所连接的控制子模块不同，第一灵敏度调节指令与前述实施例中的第一灵敏度调节指令也存在一定的差异，本实施例中的第一灵敏度调节指令为包括有调节下一个感测时段的分支电流源的电流的指令信息。

具体地，对于相邻的两个感测时段，在不考虑SPAD器件的恢复情况下，前一个感测时段的雪崩计数(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为6个)为大于预设灵敏度高位计数值(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为5个)，则需要输出增加分支电流源的电流的第一灵敏度调节指令，从而降低SPAD器件两端的电压。若前一个感测时段的雪崩计数(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为2个)小于预设灵敏度低位计数值(例如：发生雪崩的SPAD器件的数量为3个)，则需要输出降低分支电流源的电流的第一灵敏度调节指令，从而增加SPAD器件两端的电压。因此，对于不同感测时段的不同雪崩计数情况，对应的第一灵敏度调节指令对应的调节参数不同，保证调节参数随着雪崩计数的变化适应性调节，有利于灵敏度调节的实时控制。

本实施例通过前一个感测时段的雪崩计数情况动态调整分支电流源的电流，从而根据分支电流源的电流调节SPAD器件两端的电压，进而根据雪崩计数情况实时调整SPAD感测单元3的灵敏度，以适应不同距离的检测精度要求。

可选地，在另一些实施例中，继续参阅图8和图9，灵敏度判断模块510包括第二判断子模块512；第二判断子模块512的输入端与计数单元400的输出端连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，子模块输出第二灵敏度调节指令。第二控制子模块522分别与第二判断子模块512的输出端和分支电流源的控制端连接，用于根据第二灵敏度调节指令调节下一个脉冲序列的分支电流源的电流，这样在下一个脉冲序列的SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。

具体地，第二灵敏度调节指令与多个感测时段的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度相关，当多个感测时段的雪崩计数平均值大于预设雪崩计数值或者叠加后形成的信号峰的峰值高度大于预设峰值高度时，则可以适当增加下一个脉冲序列的分支电流源的电流，从而降低SPAD器件两端的电压。当多个感测时段的雪崩计数平均值小于预设雪崩计数值或者叠加后形成的信号峰的峰值高度小于预设峰值高度时，则可以适当降低下一个脉冲序列的分支电流源的电流，从而增加SPAD器件两端的电压，此时第二灵敏度调节指令包含有降低淬灭单元200的输入电压的指令信息。其中，下一个脉冲序列分支电流源的电流调节的具体数值需要根据多个感测时段的雪崩计数平均值与预设雪崩计数值的差值大小进行确定，本实施例对增加或者减小的分支电流值不作具体限定。

需要说明的是，由于第二判断子模块512所连接的控制子模块不同，第二灵敏度调节指令与前述实施例中的第二灵敏度调节指令也存在一定的差异，本实施例中的第二灵敏度调节指令为包括有调节下一个脉冲序列的分支电流源的电流的指令信息。

可选地，在另一个具体的实施例中，继续参阅图8和图9，灵敏度判断模块510包括第三判断子模块513；第三判断子模块513的输入端与计数单元400的输出端连接，用于根据分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值，输出第三灵敏度调节指令。第二控制子模块522分别与第三判断子模块513的输出端和分支电流源的控制端连接，用于根据第三灵敏度调节指令调节下一分区检测时段的分支电流源的电流，这样在下一个分区检测时段内SPAD器件两端的电压就会相应改变，从而实现不同的灵敏度调节。

具体地，第三灵敏度调节指令与整个分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值相关，分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值(即直方图的峰值对应的光子计数)表征该分区检测时段的最大雪崩计数，通过将最大雪崩计数与预设的最大雪崩计数值进行比对即可判断当前分区检测时段的雪崩情况。当该分区检测时段的最大雪崩计数大于预设的最大雪崩计数值时，则可以适当增加下一个分区检测时段的分支电流源的电流，从而降低SPAD器件两端的电压。当该分区检测时段的最大雪崩计数小于预设的最大雪崩计数值时，则可以适当降低下一个分区检测时段的分支电流源的电流，从而增加SPAD器件两端的电压，此时第三灵敏度调节指令包含有降低分支电流源的电流的指令信息。其中，下一个分区检测时段的分支电流源的电流调节的具体数值需要根据当前分区检测时段的雪崩计数最大值与最大的预设雪崩计数值的差值大小进行确定，本实施例对增加或者减小的电流值不作具体限定。

需要说明的是，由于第三判断子模块513所连接的控制子模块不同，第三灵敏度调节指令与前述实施例中的第三灵敏度调节指令也存在一定的差异，本实施例中的第三灵敏度调节指令为包括有调节下一个分区检测时段的分支电流源的电流的指令信息。

本实施例提供的像素单元，通过整个分区检测时段雪崩计数的峰值确定该分区检测时段的最大雪崩计数，从而根据该分区检测时段的最大雪崩计数调节下一分区检测时段的分支电流源的电流，不仅能够排除其他干扰峰值的影响，而且能够准确反映当前分区检测时段的光感测情况，为灵敏度调节提供准确的参考数据，增加了灵敏度的调节精度，同时利用整个分区检测时段的雪崩数据进行灵敏度的调节延长了调节周期，从而降低了数据的处理难度。

可选地，在一些实施例中，如图10所示，分支电流源包括并联连接的多个子电流源(图10中示意为i0₁，i0₂和i0₃)，多个子电流源均与SPAD器件的两端并联，且灵敏度控制单元500分别与多个子电流源的控制端连接，用于根据SPAD感测单元3的雪崩数量分别调节不同子电流源的导通或者断开，以增加对分支电流源电流的调节精度。

可选地，本申请实施例中的分支电流源采用可调节电流的电流镜，电流镜包括多个并联的电流支路，通过控制每个支路的开关实现整个电流镜的电流调节，进而实现对SPAD器件两端的电压调节，这种调节方式有利于提高灵敏度的调节精度，而且分支数量越多，灵敏度的调节精度越高。如图11所示为电流镜的具体电路示意图，其包括一个基准电流源以及与该基准电流源镜像设置的多个镜像电流源，多个镜像电流源的控制端并联，每一个镜像电流源都可以通过独立开关控制，从而实现对整个电流镜的电流调节。

基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种接收模组，包括多个前述实施例中的像素单元。可选地，多个像素单元呈阵列排布(例如：4个像素单元组成的2×2个SPAD阵列，或者16个像素单元组成的4×4个SPAD阵列)，接收模组中的像素单元呈阵列排布，有利于提升光感测精度。

本实施例提供的接收模组，包括了前述实施例中的像素单元，该像素单元通过设置与计数单元400相连的灵敏度控制单元500，并利用灵敏度控制单元500来根据检测获得的雪崩计数动态调节感测像素的灵敏度，由于雪崩计数与发射功率和感测距离相关，相当于调整了感测像素对于不同发射功率和感测距离的灵敏度，有利于增加测距的动态范围，从而提高对不同远近距离物体的测量精度。

可选地，在一些实施例中，接收模组还包括：模组控制器；模组控制器分别与各个像素单元的灵敏度控制单元500连接，用于控制各像素单元的灵敏度调节模式。

具体地，对于不同远近或者不同反射率的物体，由于接收模组中有的SPAD像素接收到的光子多，有的像素接收到的光子少，对整个接收模组的所有SPAD像素同步调整以实现灵敏度合理的难度较大，因此通过模组控制器分别调节每个SPAD像素的灵敏度，或者调节预设区域的多个SPAD像素的灵敏度，这样根据具体的光子数量(对应的雪崩计数)来调整对应的SPAD像素的灵敏度。

可选地，模组控制器可以由光电检测装置的处理模块来实现，也可以由光电检测装置中其它的控制模块来实现，本实施例中对此不作具体限定。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的***、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

以上，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种光电传感器的像素单元，其特征在于，包括：

至少一个SPAD感测单元，所述SPAD感测单元包括：SPAD器件、淬灭单元和雪崩检测单元，所述SPAD器件的阳极与预设低压端连接，所述SPAD器件的阴极分别与所述淬灭单元的输出端以及所述雪崩检测单元的输入端连接，所述雪崩检测单元用于检测对应的所述SPAD器件的雪崩状态；

计数单元，所述计数单元分别与各所述SPAD感测单元对应的所述雪崩检测单元的输出端连接，用于统计所述SPAD感测单元在分区检测时段内各感测时段的雪崩计数；

灵敏度控制单元，所述灵敏度控制单元与所述计数单元的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数调节对应所述SPAD感测单元的灵敏度。

2.根据权利要求1所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度控制单元包括：灵敏度判断模块和灵敏度控制模块；

所述灵敏度判断模块的输入端与所述计数单元的输出端连接，用于根据各感测时段的雪崩计数确定灵敏度调节指令；

所述灵敏度控制模块的输入端与所述灵敏度判断模块的输出端连接，用于根据所述灵敏度调节指令调节所述SPAD器件两端的电压。

3.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度控制模块包括第一控制子模块；所述第一控制子模块分别与灵敏度判断模块的输出端和所述淬灭单元的输入端连接，用于根据所述灵敏度调节指令调节所述淬灭单元的输入电压；其中，所述淬灭单元的输入电压与所述SPAD感测单元的灵敏度呈正比例关系。

4.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第一判断子模块；所述第一判断子模块与所述计数单元连接，用于根据前一个感测时段的雪崩计数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令；

所述第一控制子模块分别与所述第一判断子模块以及所述淬灭单元连接，用于根据所述第一灵敏度调节指令调节下一个感测时段的所述淬灭单元的输入电压。

5.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第二判断子模块；所述第二判断子模块与所述计数单元连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，输出第二灵敏度调节指令；

所述第一控制子模块分别与所述第二判断子模块以及所述淬灭单元连接，用于根据所述第二灵敏度调节指令调节下一个脉冲序列的所述淬灭单元的输入电压。

6.根据权利要求3所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第三判断子模块；所述第三判断子模块与所述计数单元连接，用于根据分区检测时段内所有感测时段的雪崩计数的峰值，输出第三灵敏度调节指令；

所述第一控制子模块分别与所述第三判断子模块以及所述淬灭单元连接，用于根据所述第三灵敏度调节指令调节下一分区检测时段的所述淬灭单元的输入电压。

7.根据权利要求2所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度控制模块包括第二控制子模块；所述SPAD器件的两端并联设置有分支电流源，所述第二控制子模块与所述分支电流源的控制端连接，用于根据所述灵敏度调节指令调节所述分支电流源的电流；其中，所述SPAD感测单元的灵敏度与所述分支电流源的电流呈反比例关系。

8.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第一判断子模块；所述第一判断子模块与所述计数单元连接，用于根据前一个感测时段的雪崩计数与预设灵敏度计数阈值的大小关系，输出第一灵敏度调节指令；

所述第二控制子模块分别与所述第一判断子模块以及所述分支电流源端连接，用于根据所述第一灵敏度调节指令调节下一个脉冲周期的所述分支电流源的电流。

9.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第二判断子模块；所述第二判断子模块与所述计数单元连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，输出第二灵敏度调节指令；叠加后形成的信号峰的峰值高度

所述第二控制子模块分别与所述第二判断子模块以及所述分支电流源连接，用于根据所述第二灵敏度调节指令调节下一个脉冲序列的所述分支电流源的电流。

10.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述灵敏度判断模块包括第三判断子模块；所述第三判断子模块与所述计数单元连接，用于根据包括多个感测时段的脉冲序列的雪崩计数平均值或者多个感测时段叠加后形成的信号峰的峰值高度，输出第三灵敏度调节指令；

所述第二控制子模块分别与所述第三判断子模块以及所述分支电流源连接，用于根据所述第三灵敏度调节指令调节下一分区检测时段的所述分支电流源的电流。

11.根据权利要求7所述的像素单元，其特征在于，所述分支电流源包括并联连接的多个子电流源，多个所述子电流源均与所述SPAD器件的两端并联，且所述灵敏度控制单元分别与多个所述子电流源的控制端连接，用于根据所述SPAD感测单元的雪崩数量分别调节不同所述子电流源的导通或者断开，以实现所述分支电流源的电流调节。

12.一种光电传感器，其特征在于，包括至少一个如权利要求1至11中任一项所述的像素单元。

13.根据权利要求12所述的光电传感器，其特征在于，还包括：像素控制模块；所述像素控制模块分别与各个所述像素单元的灵敏度控制单元连接，用于分别调节各所述像素单元的灵敏度；或者，用于调节预设区域的多个所述像素单元的灵敏度。

14.一种接收模组，其特征在于，包括接收光学器件以及如权利要求12或者13所述的光电传感器。

15.一种光电检测装置，其特征在于，包括发射模组以及如权利要求14所述的接收模组，用于对检测范围内的物体进行检测以获得物体的三维信息。