三维图像传感器设备和快门驱动器制造技术

提供一种三维(3D)图像传感器设备和包括该3D图像传感器设备的电子装置。该3D图像传感器设备包括：快门驱动器，其从损耗补偿的回收能量中产生以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压；光学快门，其根据该驱动电压改变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；以及图像产生器，其产生包括基于该至少两个光学调制信号之间的相位差计算的深度信息的用于该对象的3D图像数据。

Three dimensional image sensor device and shutter driver

A three-dimensional (3D) image sensor device and electronic device including the 3D image sensor device. The 3D image sensor device includes: a shutter drive, the energy recovered from the loss compensation in the first bias voltage to drive the voltage bias sine wave; optical shutter, according to the driving voltage change from the transmittance of the reflected light from the object of reflection, and modulation of the reflected light to produce at least two optical signals with different modulation phase; and the image generator, the differential phase between the calculation of depth information of the at least two optical modulation signals based on the image data of the object for 3D.

【技术实现步骤摘要】
相关申请本申请要求于2014年10月7日向韩国特许厅提交的韩国专利申请No.10-2014-0135122的优先权，通过引用将其全部内容合并于此。
与示范性实施例一致的装置和方法涉及三维(3D)图像传感器模块和包括该3D图像传感器模块的电子装置。
技术介绍
可能需要用于产生三维(3D)图像和对象之间的距离的深度信息的传感器模块(或包括该传感器模块的装置)以产生3D图像。可以通过测量光的飞行时间(TOF)的方法计算深度信息。在使用测量TOF的方法的情况下，可以通过调制从对象反射的光来计算深度信息。然而，由于用于调制从对象反射的光的电源而可能出现热相关的问题。需要准确地调制从对象反射的光以便利用准确的深度信息产生图像。
技术实现思路
一个或多个示范性实施例的各方面提供用于减少功耗或产生准确图像的三维(3D)图像传感器模块。一个或多个示范性实施例的各方面提供包括所述3D图像传感器模块的电子装置。其他方面将部分地在以下说明书中阐述，而且部分地从说明书显然可知，或者可以通过所给出的示范性实施例的实践习得。根据示范性实施例的一个方面，提供一种3D图像传感器设备，包括：快门驱动器，其被配置为产生以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压；光学快门，其被配置为根据该驱动电压改变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；以及图像产生器，其被配置为产生包括基于该至少两个光学调制信号之间的相位差确定的深度信息的与该对象对应的3D图像数据。该快门驱动器可以包括：共振器，其被配置为通过与该光学快门的能量交换来共振以产生该驱动电压；损耗补偿器，其被配置为向该共振器提供能量以补偿在该共振器与该光学快门之间的能量交换期间的能量损耗；以及第一控制器，其被配置为控制从该损耗补偿器向该共振器提供的能量的数量、和该损耗补偿器向该共振器提供能量所花的时间中选择的至少一个。该共振器可以包括：至少一个电感器，其第一端电连接到该光学快门的第一端，第二端电连接到该损耗补偿器；以及至少一个电容器，其第一端电连接到该电感器的第二端，第二端电连接到该光学快门的第二端，其中向该至少一个电容器的第二端施加第一偏置电压。该损耗补偿器可以包括：至少一个逆变器，其由从第一控制器输入的第一控制信号选通，其中该至少一个逆变器的输出端子电连接到该共振器以向该共振器提供能量。该共振器可以包括电感器和电容器，而且该至少一个逆变器的输出端子可以电连接到该电感器和该电容器电连接到的第一节点。该3D图像传感器设备可以包括该至少一个逆变器的输出端子，其可以电连接到该光学快门和该共振器电连接到的第一端子。第一控制器可以被配置为向该至少一个逆变器的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的栅极和n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的栅极提供第一控制信号。第一控制器可以包括：激活信号产生器，其被配置为检测该光学快门和该共振器电连接到的第一端子和第二端子之间的电压，并产生激活信号；以及第一控制信号输出单元，其被配置为，响应于接收该激活信号，向该至少一个逆变器提供第一控制信号以使得该至少一个逆变器的输出端子处于高阻抗状态。第一控制器可以包括：激活信号产生器，其被配置为基于该3D图像传感器设备的环境信息产生激活信号；以及第一控制信号输出单元，其被配置为，响应于接收该激活信号，向该至少一个逆变器提供第一控制信号以使得该至少一个逆变器的输出端子处于高阻抗状态。第一控制器可以被配置为向该至少一个逆变器的PMOS晶体管的栅极提供第一控制信号，并向该至少一个逆变器的NMOS晶体管的栅极提供第二控制信号。第一控制信号和第二控制信号的占空比可以彼此不同。该损耗补偿器可以包括至少一个半桥电路，其由第一控制信号和第二控制信号选通，第一控制信号和第二控制信号从第一控制器输入，其中该至少一个半桥电路的输出端子可以电连接到该共振器以向该共振器提供能量。该快门驱动器可以进一步包括突发模式驱动器，其被配置为输出用于指引突发模式的操作的突发信号，其中第一控制器可以被配置为，响应于接收该突发信号，向该损耗补偿器提供维持在第一逻辑电平的第一控制信号。根据另一示范性实施例的一个方面，提供一种3D图像传感器设备，包括：光学快门，其被配置为根据以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压改变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；快门驱动器，其被配置为通过LC共振电路与该光学快门之间的能量交换来产生该驱动电压，并向该光学快门提供该驱动电压；以及图像传感器，其被配置为以帧为单位输出至少两个电信号，每个电信号对应于该至少两个光学调制信号。该快门驱动器可以包括：损耗补偿器，其被配置为向该LC共振电路提供能量以补偿在该LC共振电路与该光学快门之间的能量交换期间的能量损耗；以及第一控制器，其被配置为控制从该损耗补偿器向该LC共振电路提供的能量的数量、和该损耗补偿器向该LC共振电路提供能量所花的时间中选择的至少一个。该损耗补偿器可以包括：至少一个逆变器，其可以由从第一控制器输入的第一控制信号选通，并且可以被配置为向电连接到该LC共振电路的第一节点提供能量。该3D图像传感器设备可以包括检测器，其被配置为向该快门驱动器提供与该3D图像传感器设备的环境信息对应的检测结果，其中该快门驱动器可以被配置为，响应于接收该检测结果，调整第一控制信号的占空比和该快门驱动器的电源电压的电平。该3D图像传感器设备可以包括突发模式驱动器，其被配置为输出用于指引突发模式的操作的突发信号，其中该快门驱动器可以被配置为，响应于接收该突发信号，在与帧的一部分对应的时段中不产生该驱动电压。根据另一示范性实施例的一个方面，提供一种3D图像传感器设备，包括：光学快门，其被配置为根据以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压改变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；快门驱动器，其被配置为产生该驱动电压并向该光学快门提供该驱动电压，该快门驱动器包括：电感器，其第一端连接到该光学快门，逆变器，其输出端子连接到该电感器的第二端，第一控制器，其被配置为向该逆变器的栅极提供第一控制信号，以及寄生电容器；以及图像传感器，其被配置为以帧为单位输出至少两个电信号，每个电信号对应于该至少两个光学调制信号。根据另一示范性实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维(3D)图像传感器设备，包括：快门驱动器，其被配置为从损耗补偿的回收能量中产生以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压；光学快门，其被配置为根据该驱动电压改变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；以及图像产生器，其被配置为产生包括基于该至少两个光学调制信号之间的相位差确定的深度信息的与该对象对应的3D图像数据。

【技术特征摘要】
2014.10.07 KR 10-2014-01351221.一种三维(3D)图像传感器设备，包括：
快门驱动器，其被配置为从损耗补偿的回收能量中产生以第一偏置电压
偏置的正弦波的驱动电压；
光学快门，其被配置为根据该驱动电压改变从对象反射的反射光的透射
率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至少两个光学调制信号；以及
图像产生器，其被配置为产生包括基于该至少两个光学调制信号之间的
相位差确定的深度信息的与该对象对应的3D图像数据。
2.如权利要求1所述的3D图像传感器设备，其中该快门驱动器包括：
共振器，其被配置为通过与该光学快门的能量交换来共振以产生该驱动
电压；
损耗补偿器，其被配置为向该共振器提供能量以补偿在该共振器与该光
学快门之间的能量交换期间的能量损耗；以及
第一控制器，其被配置为控制从该损耗补偿器向该共振器提供的能量的
数量、和该损耗补偿器向该共振器提供能量所花的时间中选择的至少一个。
3.如权利要求2所述的3D图像传感器设备，其中该共振器包括：
至少一个电感器，其第一端电连接到该光学快门的第一端，第二端电连
接到该损耗补偿器；以及
至少一个电容器，其第一端电连接到该电感器的第二端，第二端电连接
到该光学快门的第二端，其中向该至少一个电容器的第二端施加第一偏置电
压。
4.如权利要求2所述的3D图像传感器设备，其中该损耗补偿器包括至
少一个逆变器，其由从第一控制器输入的第一控制信号选通，其中该至少一
个逆变器的输出端子电连接到该共振器以向该共振器提供能量。
5.如权利要求4所述的3D图像传感器设备，其中该共振器包括电感器
和电容器，而且
该至少一个逆变器的输出端子电连接到该电感器和该电容器电连接到的
第一节点。
6.如权利要求4所述的3D图像传感器设备，其中该至少一个逆变器的
输出端子电连接到该光学快门和该共振器电连接到的第一端子。
7.如权利要求4所述的3D图像传感器设备，其中第一控制器被配置为
向该至少一个逆变器的p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管的栅极和n
型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管的栅极提供第一控制信号。
8.如权利要求7所述的3D图像传感器设备，其中第一控制器包括：
激活信号产生器，其被配置为检测该光学快门和该共振器电连接到的第
一端子和第二端子之间的电压，并产生激活信号；以及
第一控制信号输出单元，其被配置为，响应于接收该激活信号，向该至
少一个逆变器提供第一控制信号以使得该至少一个逆变器的输出端子处于高
阻抗状态。
9.如权利要求7所述的3D图像传感器设备，其中第一控制器包括：
激活信号产生器，其被配置为基于该3D图像传感器设备的环境信息产
生激活信号；以及
第一控制信号输出单元，其被配置为，响应于接收该激活信号，向该至
少一个逆变器提供第一控制信号以使得该至少一个逆变器的输出端子处于高
阻抗状态。
10.如权利要求4所述的3D图像传感器设备，其中第一控制器被配置
为向该至少一个逆变器的PMOS晶体管的栅极提供第一控制信号，并向该至
少一个逆变器的NMOS晶体管的栅极提供第二控制信号。
11.如权利要求10所述的3D图像传感器设备，其中第一控制信号和第
二控制信号的占空比彼此不同。
12.如权利要求2所述的3D图像传感器设备，其中该损耗补偿器包括
至少一个半桥电路，其由第一控制信号和第二控制信号选通，第一控制信号
和第二控制信号从第一控制器输入，其中该至少一个半桥电路的输出端子电
连接到该共振器以向该共振器提供能量。
13.如权利要求2所述的3D图像传感器设备，其中该快门驱动器进一
步包括突发模式驱动器，其被配置为输出用于指引突发模式的操作的突发信
号，
其中第一控制器被配置为，响应于接收该突发信号，向该损耗补偿器提
供维持在第一逻辑电平的第一控制信号。
14.一种三维(3D)图像传感器设备，包括：
光学快门，其被配置为根据以第一偏置电压偏置的正弦波的驱动电压改

\t变从对象反射的反射光的透射率，并调制该反射光以产生具有不同相位的至
少两个光学调制信号；
快门驱动器，其被配置为通过LC共振...

【专利技术属性】
技术研发人员：全明帝，朴勇和，柳长雨，尹熙善，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR