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龙图腾网获悉西南技术物理研究所申请的专利一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路及方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119881830B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-12-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411898697.9，技术领域涉及：G01S7/48；该发明授权一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路及方法是由高剑波;马睿;冉昇垚;阳琴;毛一江;杨镇源;石振东;张志坚;徐诗月;曾诚;杨峰设计研发完成，并于2024-12-23向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路及方法在说明书摘要公布了：本发明涉及一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路和方法，属于单光子激光三维成像技术领域。本发明设置了两种工作模式，可以在同一探测器组件中获取灰度图像和距离图像。本发明中通过在读出电路中设置两路TDC轮流工作实现长连续门控周期的覆盖，适合大动态范围探测，可以获得高动态范围的灰度图像和距离图像。通过设置TDC和暂存队列轮流工作，提高探测器工作效率，即激光器工作一次，探测器至少可探测M次，扫描效率较高，大幅减小激光发射功率需求，可有效提高系统工作效率。

本发明授权一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路及方法在权利要求书中公布了：1.一种提高单光子面阵激光雷达探测效率的读出电路，其特征在于，单光子面阵探测器具备两种工作模式，一种是光子计数工作模式，单光子面阵探测器获取控制时间内的每像素单光子面阵探测器光子信号触发次数；一种是飞行时间测量模式，单光子面阵探测器获取控制时间内的每像素单光子面阵探测器光子信号触发相对于门控起始信号的时间； 单光子面阵探测器的所述两种工作模式通过控制信号进行切换；为了实现这两种单光子面阵探测器的工作模式，所述读出电路包括信号提取模块、TDC逻辑模块、数据读出模块； 信号提取模块用于将单光子面阵探测器触发信号转换为数字信号，并为光敏芯片提供单光子探测所需的淬灭电路，信号提取模块还包括比较器和触发器，淬灭电路将数字信号转换成单光子面阵探测器电脉冲信号，单光子面阵探测器电脉冲信号经比较器和触发器形成数字脉冲启动TDC信号，单光子面阵探测器电脉冲信号以及数字脉冲启动TDC信号送入后级TDC逻辑模块进行处理； TDC逻辑模块包含两路TDC逻辑子电路以及切换开关，在模式控制信号的作用下，TDC逻辑模块可在光子计数工作模式和飞行时间测量模式之间进行切换；当单光子面阵探测器工作在飞行时间测量模式时，由系统预置的门控起始信号确定单光子面阵探测器工作时间长度，门控起始信号由TDC切换控制信号分割成多个小的时间区间，在TDC切换控制信号为高时，切换开关将数字脉冲启动TDC信号送入TDC逻辑子电路一，在TDC切换控制信号为低时，将数字脉冲启动TDC信号送入TDC逻辑子电路二；同时TDC切换控制信号也被送入TDC逻辑模块内部，其中将此信号反相后送入TDC逻辑子电路二；当TDC逻辑模块检测到此TDC切换控制信号为高时，对应的TDC逻辑模块工作在像素测量模式，相反则工作在像素数据移出模式；TDC逻辑子电路一、TDC逻辑子电路二输出TDC串行输出数据给数据读出模块； 数据读出模块包含并联的两路数据暂存队列，数据暂存队列用于实现TDC逻辑模块的测量结果在单光子面阵探测器内的像素级存储；TDC串行输出数据在进入数据读出模块时，由数据队列暂存切换信号控制输入至数据暂存队列一还是数据暂存队列二，每发射一次激光，数据队列暂存切换信号状态翻转一次。

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