摄像装置及在该摄像装置中使用的固体摄像元件制造方法及图纸

摄像装置(10)具备：控制部(3)，产生指示发光的第1脉冲和指示曝光的第2脉冲；光源部(1)，按照第1脉冲进行发光；以及摄像部(2)，具备按照第2脉冲进行曝光的固体摄像元件(20)；固体摄像元件(20)具有像素部，该像素部包括将曝光后的光变换为信号电荷的光电变换部(101)、和积蓄信号电荷的多个信号积蓄部；像素部(100)将通过第1曝光处理及第3曝光处理、和第2曝光处理而得到的各个信号电荷积蓄到多个电荷积蓄部中的不同的电荷积蓄部中，第1曝光处理及第3曝光处理使用相对于第1脉冲延迟第1延迟时间的第2脉冲，第2曝光处理使用相对于第1脉冲延迟第2延迟时间的第2脉冲。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】摄像装置及在该摄像装置中使用的固体摄像元件
本专利技术涉及摄像装置及在该摄像装置中使用的固体摄像元件。
技术介绍
在检测物体的多个方式之中，已知有利用到测量对象物为止光所往复的飞行时间进行测距的TOF(timeofflight：飞行时间)方式。在专利文献1中，公开了根据距离信息与反射率信息之比来调整照射光的反复次数的技术。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2001－148867号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题但是，在专利文献1所公开的以往技术中，例如在摄像装置与对象物的距离较短、并且对象物的反射率较高的情况下，存在有时基于反射光而得到的信号电荷饱和而不能测距的问题。此外，在摄像装置与对象物的距离较长、对象物的反射率较低的情况下，存在基于反射光而得到的信号电荷过少而测距精度劣化的问题。鉴于上述课题，本专利技术的目的是提供一种在反射率较高的对象物处于近处的情况下也抑制信号电荷的饱和、在反射率较低的对象物处于远处的情况下也抑制测距精度的劣化的摄像装置及固体摄像元件。用来解决课题的手段为了解决上述课题，有关本专利技术的一技术方案的摄像装置具备：控制部，产生指示发光的第1脉冲和指示曝光的第2脉冲；光源部，按照上述第1脉冲进行发光；以及摄像部，具备按照上述第2脉冲进行曝光的固体摄像元件；上述固体摄像元件具有像素部，该像素部包括将曝光后的光变换为信号电荷的光电变换部、以及积蓄上述信号电荷的多个信号积蓄部；上述像素部将通过第1曝光处理及第3曝光处理、和第2曝光处理而得到的各个上述信号电荷积蓄到上述多个电荷积蓄部中的不同的电荷积蓄部中，上述第1曝光处理及上述第3曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第1延迟时间的上述第2脉冲，上述第2曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第2延迟时间的上述第2脉冲。专利技术效果根据有关本专利技术的摄像装置，在反射率较高的对象物处于近处的情况下也抑制信号电荷的饱和，在反射率较低的对象物处于远处的情况下也抑制测距精度的劣化。附图说明图1是表示有关实施方式1的摄像装置的结构例的功能框图。图2A是表示有关实施方式1的固体摄像元件的结构例的框图。图2B是表示有关实施方式1的固体摄像元件的像素部的结构例的图。图3是说明有关实施方式1的摄像装置的摄像动作的一例的时间图。图4是表示有关实施方式1的固体摄像元件的像素部的第1～第4单位曝光处理的动作例的说明图。图5是说明有关实施方式1的第1～第4单位曝光处理的动作例的时间图。图6A是表示有关实施方式2的固体摄像元件的结构例的框图。图6B是表示有关实施方式2的固体摄像元件的像素部的结构例的图。图7是表示有关实施方式2的固体摄像元件的像素部的第1～第4单位曝光处理的动作例的图。图8A是表示有关实施方式3的固体摄像元件的结构例的框图。图8B是表示有关实施方式3的固体摄像元件的像素部的结构例的图。具体实施方式以下，参照附图对本专利技术的有关实施方式的摄像装置及在该摄像装置中使用的固体摄像元件进行说明。另外，以下的实施方式都表示本专利技术的一具体例，数值、形状、材料、构成要素、构成要素的配置位置及连接形态等是一例，并不限定本专利技术。此外，有将所需以上详细的说明省略的情况。例如，有对已经周知的事项的详细说明及对实质上相同结构的重复说明省略的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，使本领域技术人员的理解变得容易。(实施方式1)图1是表示有关实施方式的摄像装置(测距摄像装置)10的概略结构的一例的功能框图。如该图所示，摄像装置10具备光源部1、摄像部2、控制部(驱动控制部)3和信号处理部4。通过该结构，摄像装置10不仅能够拍摄静止图像，也能够拍摄运动图像。光源部1具有发光元件，发出照射光。发光元件例如是激光二极管、垂直共振腔面发射激光器(VCSEL：VerticalCavitySurfaceEmittingLASER)及发光二极管(LED：Lightemittingdevice)等，也可以使用其他发光元件。照射光作为一例是红外光(包括近红外光、远红外光)。控制部3产生指示向被摄体(物体、测量对象物)的光照射的发光信号、和指示来自该被摄体的反射光及后述的背景光的曝光的曝光信号。发光信号包含向光源部1指示发光的第1脉冲。曝光信号包含向摄像部2指示曝光的第2脉冲。光源部1按照由控制部3产生的发光信号的第1脉冲的定时，对包含被摄体的摄像区域照射脉冲光。摄像部2具有固体摄像元件20。固体摄像元件20接受由光源部1的照射光引起的反射光(脉冲光)。此外，固体摄像元件20还接受由太阳光等引起的背景光、或作为暗电流成分等的偏移成分的背景光。此外，固体摄像元件20对于包含被摄体的摄像区域，按照由控制部3产生的曝光信号的第2脉冲所表示的定时进行曝光。具体而言，固体摄像元件20伴随着由光源部1进行的脉冲状的照射光的反复发光，按照来自控制部3的曝光信号，进行第1、第2、第3及第4曝光处理。第1、第2、第3及第4曝光处理是将光源部1的发光与摄像部2的曝光组合的处理，使指示发光的第1脉冲和指示曝光的第2脉冲具有延迟时间。但是，在第4曝光处理中，不使发光信号具有第1脉冲(即，不使光源部1发光)。摄像部2还适当具有相机透镜、仅使从光源部1照射的光的波长附近通过的光学带通滤波器(bandpassfilter)及A/D变换器等的电路。信号处理部4基于从摄像部2接受到的摄像信号中的曝光量，通过运算，输出距离图像(距离信号、距离信息)。接着，对有关本实施方式的摄像装置10的摄像部2中的固体摄像元件20的一例进行说明。图2A是表示有关实施方式1的固体摄像元件20的结构例的框图。如该图所示，固体摄像元件20具备二维地配置的多个像素部100、按像素部100的每个列设置的垂直传送部102、按每个上述列设置的垂直信号线107、列处理部108、水平扫描部109和输出缓冲器110。该固体摄像元件20为同时拥有通常的CCD图像传感器所具有的垂直传送部102和通常的CMOS图像传感器所具备的读出部106及垂直信号线107的混合结构的例子。另外，这里，CMOS型和CCD型的混合结构是指同时拥有作为CMOS型的特征的向垂直信号线有选择地进行电压信号输出的结构、和作为CCD型的特征的作为各个像素的信号积蓄区域而形成电荷传送路的结构的构造。多个像素部100分别具有两个光电变换部101、多个电荷积蓄部和读出部106。图2A的各像素部100是所谓的两像素一单元构造，具有两个像素即两个光电变换部101。各光电变换部101例如是光电二极管，将接受的光变换为信号电荷。多个电荷积蓄部分别是保持由光电变换部101变换后的信号电荷的区域，在图2A中在垂直传送部102内被形成为势阱。多个电荷积蓄部包括与1个像素部100对应的4个第1至第4电荷积蓄部。即，在垂直传送部102中，与1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摄像装置，具备：/n控制部，产生指示发光的第1脉冲和指示曝光的第2脉冲；/n光源部，按照上述第1脉冲进行发光；以及/n摄像部，具备按照上述第2脉冲进行曝光的固体摄像元件；/n上述摄像装置的特征在于，/n上述固体摄像元件具有像素部，该像素部包括将曝光后的光变换为信号电荷的光电变换部、以及积蓄上述信号电荷的多个信号积蓄部；/n上述像素部将通过第1曝光处理及第3曝光处理、和第2曝光处理而得到的各个上述信号电荷积蓄到上述多个电荷积蓄部中的不同的电荷积蓄部中，上述第1曝光处理及上述第3曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第1延迟时间的上述第2脉冲，上述第2曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第2延迟时间的上述第2脉冲。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180802 JP 2018-1459261.一种摄像装置，具备：
控制部，产生指示发光的第1脉冲和指示曝光的第2脉冲；
光源部，按照上述第1脉冲进行发光；以及
摄像部，具备按照上述第2脉冲进行曝光的固体摄像元件；
上述摄像装置的特征在于，
上述固体摄像元件具有像素部，该像素部包括将曝光后的光变换为信号电荷的光电变换部、以及积蓄上述信号电荷的多个信号积蓄部；
上述像素部将通过第1曝光处理及第3曝光处理、和第2曝光处理而得到的各个上述信号电荷积蓄到上述多个电荷积蓄部中的不同的电荷积蓄部中，上述第1曝光处理及上述第3曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第1延迟时间的上述第2脉冲，上述第2曝光处理使用相对于上述第1脉冲延迟第2延迟时间的上述第2脉冲。


2.如权利要求1所述的摄像装置，其特征在于，
上述像素部将通过不产生上述第1脉冲而产生上述第2脉冲的第4曝光处理而得到的上述信号电荷，积蓄到与积蓄通过上述第1曝光处理、上述第2曝光处理及上述第3曝光处理而得到的信号电荷的上述电荷积蓄部不同的电荷积蓄部中。


3.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1曝光处理的曝光时间与上述第3曝光处理的曝光时间的合计等于上述第2曝光处理的曝光时间。


4.如权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1曝光处理的曝光时间与上述第3曝光处理的曝光时间的合计等于上述第2曝光处理的曝光时间；
上述第4曝光处理的曝光时间等于上述第2曝光处理的曝光时间。


5.如权利要求1或2所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1脉冲的脉冲宽度与上述第2脉冲的脉冲宽度相同；
上述第1曝光处理中的上述第1脉冲的数量及上述第2脉冲的数量分别是m1，上述m1是整数；
上述第2曝光处理中的上述第1脉冲的数量及上述第2脉冲的数量分别是m2，上述m2是比上述m1大的整数；
上述第3曝光处理中的上述第1脉冲的数量及上述第2脉冲的数量分别是m3，上述m3是比上述m2小的整数。


6.如权利要求5所述的摄像装置，其特征在于，
上述m1与上述m3之和等于上述m2。


7.如权利要求2所述的摄像装置，其特征在于，
上述第1曝光处理中的上述第1脉冲的数量及上述第2脉冲的数量分别是m1个，上述m1是整数；
上述...

【专利技术属性】
技术研发人员：大谷充彦，松尾纯一，
申请(专利权)人：新唐科技日本株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP