荧光寿命显微成像(Fluorescence Lifetime Imaging Microscopy,FLIM)技术通过测量激发后的样本的荧光寿命,对样本所处的微观环境进行定量分析,广泛应用于生物学、医学、材料学等领域。然而目前FLIM的成像帧频普遍较低,限制了其在生物检测,临床诊断等高帧频成像领域的应用,本文针对这种现状,研究了一种基于事件驱动机制的高速荧光寿命成像传感器。本课题研究设计了一种基于事件驱动机制的FLIM传感器。传感器以单光子雪崩二极管(Single Photon Avalanche Diode,SPAD)阵列作为探测器,采用时间相关单光子计数技术(Time Correlated Single Photon Counting,TCSPC)测量荧光寿命。针对TCSPC-FLIM光子事件稀疏的特性,读出电路采用事件驱动的机制,每个SPAD像素的输出通过异或树的结构合并到一条数据线上,通过该数据线上的光子事件驱动时间数字转换器直接生成光子计数直方图,解决了传统TCSPC系统因为读取大量冗余数据而带来的低帧频问题。本文通过分析积分提取算法的精度与时间通道的关系,对TCSPC系统产生的直方图进行合并预处理,得到了一种可以在硬件平台上实现的扩展型积分提取算法,扩展了原积分提取算法的还原范围。本文用理论分析和电路仿真对FLIM传感器的关键模块进行了设计,包括淬灭电路、地址记录电路、锁相环、时间数字转换器以及寿命还原算法,设计空间分辨率16×16,最大成像帧频200fps,测量范围0.072-3.24ns,适用于高频荧光寿命成像领域。