包括多抽头像素的图像传感器制造技术

提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括：单元像素，在单元像素中，彼此相邻的第一单元像素和第二单元像素均包括：第一抽头，具有第一光栅极，第一抽头施加有相对于光学信号具有第一相位差的第一信号；以及第二抽头，具有第二光栅极，第二抽头施加有相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号。第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。

Image sensor including multi tap pixels

【技术实现步骤摘要】
包括多抽头像素的图像传感器本申请要求于2018年7月9日提交到韩国知识产权局(KIPO)的第10-2018-0079574号韩国专利申请的优先权的权益，该韩国专利申请的公开内容通过引用全部包含于此。
专利技术构思的各种示例实施例涉及一种图像传感器、一种包括该图像传感器的系统以及/或者一种操作该图像传感器的方法，更具体地，涉及一种包括多抽头像素的图像传感器。
技术介绍
在调制类型的飞行时间(TOF)图像传感器中，光照射到测量范围内的目标物，之后，计算光的反射脉冲从目标物到达接收器所需的时间以获得距离信息。当ToF图像传感器采用多抽头解调像素结构时，接收相等信号的抽头可能会在每个单元像素中具有彼此不同的灵敏度，或者可能会发生抽头不对称，因此，可能会发生距离信息的错误。因此，需要开发一种解决上述问题的技术。
技术实现思路
专利技术构思的各种示例实施例提供了一种图像传感器，所述图像传感器能够通过减少和/或防止距离信息的误差来改善距离信息的精度，其中，在每个单元像素采用多-抽头解调像素结构的情况下，在每个单元像素中，可能因接收相等信号的抽头的灵敏度差异和/或抽头不对称导致所述误差。根据专利技术构思的至少一个示例实施例的方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括光源和像素阵列，所述光源被配置为将光学信号输出到至少一个目标物上，所述像素阵列包括多个单元像素，多个单元像素至少包括彼此相邻的第一单元像素和第二单元像素，多个单元像素中的每个包括光电转换区和多个光栅极，所述光电转换区被配置为接收目标物响应于输出的光学信号反射的反射光学信号，所述多个光栅极被配置为接收多个信号，所述多个信号的相位差彼此不同，第一单元像素和第二单元像素彼此相邻，第一单元像素和第二单元像素均包括第一抽头和第二抽头，所述第一抽头包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号，所述第二抽头包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同，第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。根据专利技术构思的至少一个示例实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括光源和像素阵列，所述光源被配置为将光学信号输出到目标物上，所述像素阵列包括多个单元像素，像素阵列至少包括第一单元像素、第二单元像素、第三单元像素和第四单元像素，第一单元像素、第二单元像素、第三单元像素和第四单元像素以2×2阵列布局布置，多个单元像素中的每个包括光电转换区和多个光栅极，所述光电转换区被配置为接收目标物响应于输出光学信号反射的反射光学信号，所述多个光栅极被配置为接收多个信号，所述多个信号的相位差彼此不同，第一单元像素和第二单元像素中的每个在沿着第一对角线的方向上彼此相邻，第一单元像素和第二单元像素中的每个包括第一抽头和第二抽头，所述第一抽头包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号，所述第二抽头包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同，第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一对角线上的第一点彼此点对称。根据专利技术构思的至少一个示例实施例的另一方面，提供了一种图像传感器，所述图像传感器包括光源、像素阵列和光栅极驱动器电路单元，所述光源被配置为将光学信号输出到目标物上，所述像素阵列包括多个单元像素，多个单元像素至少包括第一单元像素和第二单元像素，多个单元像素中的每个具有多抽头结构，并且多个单元像素中的每个被配置为输出与接收目标物响应于输出的光学信号反射的反射光学信号对应的多个像素信号，所述光栅极驱动器电路单元包括多个光栅极驱动器，所述光栅极驱动器电路单元被配置为将彼此具有不同相位差的多个信号提供到多个单元像素，第一单元像素和第二单元像素彼此相邻，第一单元像素和第二单元像素均包括第一抽头和第二抽头，所述第一抽头包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号，所述第二抽头包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同，第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。附图说明通过以下结合附图的详细描述，将更清楚地理解专利技术构思的各种示例实施例，其中：图1是根据至少一个示例实施例的图像传感器的框图；图2A是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例构造的布局；图2B是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例操作的图；图2C是示出根据至少一个示例实施例的施加到包括在图像传感器中的单元像素的光栅极信号与光学信号之间的相位差的图；图2D是根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例的电路图；图3是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的像素阵列的示例构造的布局；图4A和图4B是用于示出根据至少一个示例实施例的施加到图3的像素阵列中的多个单元像素的示例信号的平面图；图5是用于示出根据至少一个示例实施例的图3的像素阵列中的抽头信息的示例的图；图6是用于示出根据至少一个示例实施例的图像传感器中的像素阵列与光栅极驱动器电路单元之间的连接关系的示例的图；图7是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的像素阵列的示例构造的布局；图8是用于示出根据至少一个示例实施例的施加到包括在图像传感器中的多个单元像素的示例信号的平面图；图9是用于示出根据至少一个示例实施例的图8的像素阵列中的抽头信息的示例的图；图10A是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例构造的布局；图10B是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例构造的布局；图10C是示出根据至少一个示例实施例的施加到包括在图像传感器中的单元像素的光栅极信号与光学信号之间的相位差的图；图10D是根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的单元像素的示例的电路图；图11是用于示出根据至少一个示例实施例的包括在图像传感器中的像素阵列的示例构造的布局；图12是用于示出根据至少一个示例实施例的施加到包括在图像传感器中的多个单元像素的示例信号的平面图；图13是用于示出根据至少一个示例实施例的图11的像素阵列中的抽头信息的示例的图；图14是用于示出根据至少一个示例实施例的图11的像素阵列中的抽头信息的另一示例的图；...

【技术保护点】
1.一种图像传感器，所述图像传感器包括：/n光源，被配置为将光学信号输出到至少一个目标物上；/n像素阵列，包括多个单元像素，所述多个单元像素至少包括彼此相邻的第一单元像素和第二单元像素，所述多个单元像素中的每个包括：光电转换区，被配置为接收目标物响应于输出的光学信号反射的反射光学信号；以及多个光栅极，被配置为接收多个信号，所述多个信号的相位差彼此不同；/n第一单元像素和第二单元像素彼此相邻，第一单元像素和第二单元像素均包括：第一抽头，包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号；以及第二抽头，包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同；并且/n第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。/n

【技术特征摘要】
20180709 KR 10-2018-00795741.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
光源，被配置为将光学信号输出到至少一个目标物上；
像素阵列，包括多个单元像素，所述多个单元像素至少包括彼此相邻的第一单元像素和第二单元像素，所述多个单元像素中的每个包括：光电转换区，被配置为接收目标物响应于输出的光学信号反射的反射光学信号；以及多个光栅极，被配置为接收多个信号，所述多个信号的相位差彼此不同；
第一单元像素和第二单元像素彼此相邻，第一单元像素和第二单元像素均包括：第一抽头，包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号；以及第二抽头，包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同；并且
第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。


2.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一单元像素和第二单元像素在沿着多个单元像素的行线或列线中的一者的方向上彼此相邻。


3.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一单元像素和第二单元像素在沿着与第一单元像素和第二单元像素中的每个对应的对角线的方向上彼此相邻。


4.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，第一单元像素和第二单元像素中的每个还包括：
第三抽头，包括第三光栅极，第三抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第三相位差的第三信号；
第四抽头，包括第四光栅极，第四抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第四相位差的第四信号，第一相位差至第四相位差彼具有彼此不同的值；并且
第一单元像素中的第三抽头的位置和第二单元像素中的第三抽头的位置以及第一单元像素中的第四抽头的位置和第二单元像素中的第四抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。


5.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，
第一单元像素和第二单元像素在沿着多个单元像素的行线或列线中的一者的方向上彼此相邻；并且
第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置、第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置、第一单元像素中的第三抽头的位置和第二单元像素中的第三抽头的位置以及第一单元像素中的第四抽头的位置和第二单元像素中的第四抽头的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一条直线彼此线对称。


6.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，
第一单元像素和第二单元像素在沿着第一单元像素或第二单元像素的对角线的方向上彼此相邻；并且
第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置、第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头的位置、第一单元像素中的第三抽头的位置和第二单元像素中的第三抽头的位置以及第一单元像素中的第四抽头的位置和第二单元像素中的第四抽头的位置基于位于第一单元像素与第二单元像素之间的对角线上的一点彼此点对称。


7.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，第一单元像素和第二单元像素分别被配置为：
接收具有与其各个光栅极对应的相位差的信号，相位差的值沿顺时针方向和逆时针方向中的一个方向上的循环路径顺序地增加；并且
将接收到的信号施加到其对应的光栅极。


8.根据权利要求4所述的图像传感器，其中，
第一单元像素的第一光栅极至第四光栅极被配置为接收具有相位差的信号，相位差的值沿顺时针方向上的第一循环路径增加；并且
第二单元像素的第一光栅极至第四光栅极被配置为接收具有相位差的信号，相位差的值沿逆时针方向上的第二循环路径增加。


9.根据权利要求1所述的图像传感器，其中，
所述多个单元像素至少还包括第三单元像素和第四单元像素；
像素阵列为包括第一单元像素、第二单元像素、第三单元像素和第四单元像素的2×2像素阵列；
第三单元像素和第四单元像素中的每个包括：第三抽头，包括第三光栅极，第三抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第三相位差的第三信号；以及第四抽头，包括第四光栅极，第四抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第四相位差的第四信号，第一相位差至第四相位差具有彼此不同的值；并且
第三单元像素中的第三抽头的位置和第四单元像素中的第三抽头的位置以及第三单元像素中的第四抽头的位置和第四单元像素中的第四抽头的位置基于第三单元像素与第四单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。


10.根据权利要求9所述的图像传感器，其中，第三单元像素和第四单元像素分别被配置为：
接收第三信号和第四信号；并且
在第一信号施加到第一光栅极并且第二信号施加到第二光栅极的同时，将第三信号施加到第三光栅极，并将第四信号施加到第四光栅极。


11.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：
光栅极驱动器电路单元，包括被配置为将多个信号提供至多个光栅极的多个光栅极驱动器；并且
从所述多个光栅极驱动器中选择的第一光栅极驱动器连接到包括在第一单元像素中的多个光栅极中的一个光栅极以及包括在第二单元像素中的多个光栅极中的一个光栅极。


12.根据权利要求1所述的图像传感器，所述图像传感器还包括：
光栅极驱动器电路单元，包括第一光栅极驱动器和第二光栅极驱动器，第一光栅极驱动器被配置为将第一信号提供至第一光栅极，第二光栅极驱动器被配置为将第二信号提供至第二光栅极；
第一布线，从第一光栅极驱动器连接到第一单元像素和第二单元像素；
第二布线，从第二光栅极驱动器连接到第一单元像素和第二单元像素；
多个第一接触件，连接在第一单元像素和第二单元像素的第一光栅极与第一布线之间；
多个第二接触件，连接在第一单元像素和第二单元像素的第二光栅极与第二布线之间；并且
第一接触件的连接到第一单元像素的位置和第一接触件的连接到第二单元像素的位置以及第二接触件的连接到第一单元像素的位置和第二接触件的连接到第二单元像素的位置基于第一单元像素与第二单元像素之间的一点或一条直线彼此对称。


13.一种图像传感器，所述图像传感器包括：
光源，被配置为将光学信号输出到目标物上；以及
像素阵列，包括多个单元像素，所述多个单元像素至少包括第一单元像素、第二单元像素、第三单元像素和第四单元像素，
第一单元像素、第二单元像素、第三单元像素和第四单元像素以2×2阵列布局布置；
所述多个单元像素中的每个包括：光电转换区，被配置为接收目标物响应于输出的光学信号反射的反射光学信号；以及多个光栅极，被配置为接收多个信号，所述多个信号的相位差彼此不同，
第一单元像素和第二单元像素中的每个在沿着第一对角线的方向上彼此相邻，
第一单元像素和第二单元像素中的每个包括：第一抽头，包括第一光栅极，第一抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第一相位差的第一信号；以及第二抽头，包括第二光栅极，第二抽头被配置为接收相对于所述光学信号具有第二相位差的第二信号，第二相位差与第一相位差不同；并且
第一单元像素中的第一抽头的位置和第二单元像素中的第一抽头的位置以及第一单元像素中的第二抽头的位置和第二单元像素中的第二抽头...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈暎究，金永灿，郑泰燮，
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