摄像装置和测距系统制造方法及图纸

为了当进行仅在多个像素的某些像素中产生电场的稀疏化处理时均一地产生电场。本发明专利技术提供一种摄像装置，所述摄像装置包括：设置于多个像素中的各者的一对电场施加电极和一对电荷取出电极；和电压施加部，所述电压施加部配置为在执行像素结合时在第一电极与第二电极之间施加电压并且产生跨越第一像素和第二像素的电场，所述第一电极是第一像素的一对电场施加电极中的一者，所述第二电极是第二像素的一对电场施加电极中的一者。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置和测距系统
本专利技术涉及摄像装置和测距系统。
技术介绍
近年来，飞行时间(ToF)传感器等已经被用作测量到目标的距离的传感器。例如，下面的专利文献1说明了用一对电极来产生电场的ToF传感器。引用列表专利文献专利文献1：JP2011-86904号公报
技术实现思路
技术问题然而，专利文献1中所述的技术具有如下问题：在ToF传感器中包含的多个像素的每一者中用一对电极产生电场，这增加了电能消耗。相比之下，在进行仅在多个像素的某些像素中产生电场的稀疏化处理时，电场被偏置。在像素区域中产生均一的电场是困难的。因此，在进行仅在多个像素的某些像素中产生电场的稀疏化处理时，需要产生均一的电场。技术方案根据本专利技术，提供了一种摄像装置，所述摄像装置包括：设置于多个像素中的各像素的一对电场施加电极和一对电荷取出电极；和电压施加部，所述电压施加部配置为在执行像素结合时在第一电极与第二电极之间施加电压并且产生跨越第一像素和第二像素的电场，所述第一电极是所述第一像素的所述一对电场施加电极中的一者，所述第二电极是所述第二像素的所述一对电场施加电极中的一者。另外，根据本专利技术，提供了一种测距系统，所述测距系统包括：投光装置，所述投光装置配置为用光向目标投光；摄像装置，所述摄像装置配置为接收被所述目标反射的光；控制装置，所述控制装置配置为控制所述投光装置和所述摄像装置。所述摄像装置包括：设置于多个像素中的各像素的一对电场施加电极和一对电荷取出电极；和电压施加部，所述电压施加部配置为在执行像素结合时在第一电极与第二电极之间施加电压并且产生跨越第一像素和第二像素的电场，所述第一电极是所述第一像素的所述一对电场施加电极中的一者，所述第二电极是所述第二像素的所述一对电场施加电极中的一者。本专利技术的有益效果根据本专利技术，在进行仅在多个像素的某些像素中产生电场的稀疏化处理时能够均一地产生电场。注意，上述的效果不一定是限制性的。在上述效果之外或者作为上述效果的替代，可以实现本说明书中说明的效果或者从本说明书中可能理解到的其它效果的任一者。附图说明图1是示出ToF传感器的示意性剖视图，ToF传感器是根据本专利技术的实施例的摄像装置1000并且具有CAPD结构。图2是示出ToF传感器的在图1中示出的示意性剖视图和俯视图的示意图。图3是示出在使用CAPD像素进行像素结合(pixelcombination)的情况下结合两个像素的示例的平面图。图4是示出将电压施加到两个相邻像素中的一者的p型扩散层的示例的平面图。图5是示出根据本专利技术的实施例的像素结合的平面图。图6A是示出像素的排布的变型的平面图。图6B是示出像素的排布的变型的平面图。图6C是示出像素的排布的变型的平面图。图7是示出在垂直方向上包括两个像素并且在水平方向上包括两个像素的区域(2×2像素区域)上进行像素结合的示例的示意图。图8是用于描述像素的驱动的示意图。图9是用于描述像素的驱动的示意图，并且示出了在相邻两个像素中对角线方向定位的电极被驱动的情况的构造。图10是示出设置有开关以在进行像素结合时产生与图9类似的倾斜方向上的电场的示例的示意图。图11是示出根据本实施例的包括摄像装置的测距系统的构造的示意图。图12是示出车辆控制系统的示意性构造示例的框图，车辆控制系统是能够应用根据本专利技术的技术的运动物体控制系统的示例。图13是示出摄像部和车辆外部信息检测部的安装位置的示例。具体实施方式在下文中，将参照附图详细说明本专利技术的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，用相同的附图标记表示具有大致相同的功能和结构的结构元件，并且省略了这些结构元件的重复解释。注意，将按照以下顺序进行说明。1.前提技术2.根据本实施例的像素结合的示例3.关于像素的驱动4.根据本实施例的测距系统的构造示例5.应用示例1.前提技术在具有CAPD结构的TOF传感器中进行像素结合的情况下，在多个像素区域中电压被施加至一对电场施加电极，并且从一对电荷取出电极中取出电荷。这使得能够获得与被光激发的电荷相应的电流值。此时，进行像素结合减少了被施加电压的电场施加电极，从而能够降低电能消耗。图1是示出ToF传感器1000的示意性剖视图，ToF传感器1000是根据本专利技术的实施例的摄像装置并且具有CAPD结构。ToF传感器1000的基底层包括硅的外延层10。如图1所示，在光60入射到ToF传感器1000上时，电子70被激发。电源90产生电场105以移动被光60激发的电子70。此外，电源100产生用于取出被激发电子的电荷的电压。在位于电源90的两端的两个电极之中，电极Mix0连接到p型扩散层20，并且电极Mix1连接到p型扩散层30。另外，在位于电源100的两端的两个电极之中，电极Collector0连接到n型扩散层40，并且电极Collector1连接到n型扩散层50。电源90施加电压V1以在外延层10中产生电场105，并且电场105使电子70移动靠近电极Collector0和电极Mix0。移动靠近电极Collector0和电极Mix0的电子80被拉入n型扩散层40并且产生电流I0，电源100将电压V2施加至n型扩散层40。以频率f交替变化电源90的极性，使得能够获得测量距离需要的解调效果(demodulationeffect)。当多个电源90从图1的状态反转时，电场105使电子70移动靠近电极Collector1和电极Mix1。移动靠近电极Collector1和电极Mix1的电子被拉入n型扩散层50并且产生电流I1，电源100将电压V2施加至n型扩散层50。图2是示出ToF传感器1000的在图1中示出的示意性剖视图和俯视图的示意图。如图2所示，作为示例，p型扩散层20、p型扩散层30、n型扩散层40和n型扩散层50都具有矩形平面形状。共同地处理图像传感器的像素阵列中的多个相邻像素以实际上增大了每个像素的受光面积并且提高受光灵敏度的技术称为像素结合或者像素合并(pixelbinning)。在使用ToF传感器1000的测距系统中，进行像素结合使得能够提高受光灵敏度，并且使得能够提高测距精度。具体地，进行像素结合扩大了电源90施加电压V1的区域，并且增大了被光60激发的电子70存在的区域。相应地，能够提高受光灵敏度。因此，在使用ToF传感器1000的系统中，用诸如红外光的光投射至目标，并且接收来自目标的光，以利用相位差来测量到目标的距离。此时，进行像素结合使得能够有效地收集更多的电荷。图3是示出在用CAPD像素来进行像素结合的情况下结合两个像素的示例的平面图。在图3中，像素110和与其右侧相邻的像素120连接到各自的电极，由此能够实际上构成大像素。更具体地，电极Mix0连接到像素110的p型扩散层20和像素120的p型扩散层20，电极Mix1连接到像素110的p型扩散层30和像素120的p型扩散层30，此外，电极Collector0连接到像素110的n型扩散层40和像素120的n型扩散层40，并且电极Collector1连接到像素110的n型扩散层50和像素120的n型扩散层50。根据图3中示出的构造，p型扩散层20、p型扩散层30、n型扩散层40、n型扩散层50在像素110和像素120中耦合，从而能够结合这两个像素。另外，根据CAPD原理，通过电场移本文档来自技高网...

【技术保护点】
摄像装置，所述摄像装置包括：设置于多个像素中的各像素的一对电场施加电极和一对电荷取出电极；和电压施加部，所述电压施加部配置为在执行像素结合时在第一电极与第二电极之间施加电压并且产生跨越第一像素和第二像素的电场，所述第一电极是所述第一像素的所述一对电场施加电极中的一者，所述第二电极是所述第二像素的所述一对电场施加电极中的一者。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.04 US 62/303,5061.摄像装置，所述摄像装置包括：设置于多个像素中的各像素的一对电场施加电极和一对电荷取出电极；和电压施加部，所述电压施加部配置为在执行像素结合时在第一电极与第二电极之间施加电压并且产生跨越第一像素和第二像素的电场，所述第一电极是所述第一像素的所述一对电场施加电极中的一者，所述第二电极是所述第二像素的所述一对电场施加电极中的一者。2.根据权利要求1的摄像装置，其中，在所述多个像素的各像素中，所述一对电场施加电极布置为在第一方向上被间隔开，所述第一像素和所述第二像素在与所述第一方向正交的第二方向上彼此相邻地布置，并且所述第一电极和所述第二电极在包含所述第一像素和所述第二像素的区域的对角线方向上定位。3.根据权利要求1的摄像装置，其中，所述第一像素和所述第二像素被包含在布置于如下区域中的四个像素中，所述区域在垂直方向上包括两个像素并且在水平方向上包括两个像素，所述第一像素和所述第二像素被定位在所述四个像素的所述区域的对角线方向上，并且所述第一电极和所述第二电极是包括于所述第一像素和所述第二像素的各者中的所述一对电场施加电极之中的在所述四个像素的所述区域的所述对角线方向上距离最远的电极。4.根据权利要求1的所述摄像装置，其中，所述电压施加部在所述第一电极和所述第二电极之间施加电压，所述电压以预定...

【专利技术属性】
技术研发人员：泉原邦彦，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：日本,JP