成像设备及其控制方法技术

一种成像设备，包括：光源，被配置为根据具有第一占空比的光控制信号来操作；像素阵列，在像素阵列中布置有多个像素，多个像素中的每一个包括用于响应于由光源输出并从对象反射的光接收信号而生成电荷的光电二极管，以及用于输出与光电二极管的电荷相对应的像素信号的像素电路；以及逻辑电路，被配置为使用像素信号来生成用于生成深度图像的原始数据，其中，逻辑电路向连接到在多个像素中的每一个中的光电二极管的像素电路输入具有第二占空比的光电控制信号，并且其中，第一占空比不是第二占空比的整数倍。二占空比的整数倍。二占空比的整数倍。

【技术实现步骤摘要】
成像设备及其控制方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]于2020年12月28日在韩国知识产权局提交的标题为“成像设备及其控制方法”的第10
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2020
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0184615号韩国专利申请通过引用整体并入本文。


[0003]实施例涉及一种成像设备及其控制方法。

技术介绍

[0004]成像设备可以通过将光信号转换为电信号来生成图像。成像设备可以被安装在电子设备上，并且可以提供例如相机功能。

技术实现思路

[0005]实施例涉及一种成像设备，包括：光源，被配置为根据具有第一占空比的光控制信号(light control signal)来操作；像素，被布置在阵列中，每个像素包括：光电二极管，被配置为响应于由光源输出并从对象反射的光来生成电荷，以及像素电路，被配置为输出与电荷相对应的像素信号；以及逻辑电路，被配置为使用像素信号来生成用于生成深度图像的原始数据，并且被配置为向每个像素电路提供具有第二占空比的光电控制信号(photo control signal)，其中，第一占空比不是第二占空比的整数倍。
[0006]实施例涉及一种成像设备，包括：光源，包括至少一个光发射设备和用于驱动光发射设备的光源驱动器；像素阵列，在像素阵列中布置有多个像素，多个像素中的每一个包括用于响应于由光源输出并从对象反射的光接收信号而生成电荷的光电二极管，以及用于输出与光电二极管的电荷相对应的像素信号的像素电路；以及逻辑电路，包括配置为通过获得像素信号来生成用于生成深度图像的原始数据以及输出具有预定解调频率和占空比的光控制信号的控制逻辑，并且包括配置为通过延迟光控制信号来向光源驱动器输出延迟信号的延迟电路。逻辑电路可以被配置为向连接到在多个像素中的每一个中的光电二极管的像素电路输入具有相对于光控制信号的不同的相位差的多个光电控制信号。
[0007]实施例还涉及一种控制包括光源和图像传感器的成像设备的方法，该方法包括：将用于驱动光源的光控制信号的占空比设置为第一参考占空比；在改变光控制信号的延迟时间的同时，获得与根据光控制信号的延迟时间的参考数据和由图像传感器生成的深度数据之间的差相对应的第一操作误差(operation error)；当光控制信号的延迟时间达到最大延迟时间时，计算与第一操作误差当中的最大值和最小值之间的差相对应的第一结果值；将光控制信号的占空比设置为第二参考占空比；在改变光控制信号的延迟时间的同时，获得与根据光控制信号的延迟时间的参考数据和由图像传感器生成的深度数据之间的差相对应的第二操作误差；当光控制信号的延迟时间达到最大延迟时间时，计算与第二操作误差当中的最大值和最小值之间的差相对应的第二结果值；以及，基于第一结果值和第二结果值，确定第一参考占空比或第二参考占空比作为光控制信号的占空比。
附图说明
[0008]通过参考附图详细描述示例实施例，特征对于本领域技术人员来说将变得明显，其中：
[0009]图1和图2是示出根据示例实施例的成像设备的框图；
[0010]图3和图4是示出根据示例实施例的成像设备的框图；
[0011]图5A和图5B是示出根据示例实施例的成像设备的像素的电路图；
[0012]图6至图8是示出根据示例实施例的成像设备的操作的示意图；
[0013]图9是示出根据示例实施例的成像设备的操作的示意图；
[0014]图10是示出根据示例实施例的成像设备的操作的流程图；
[0015]图11A至图13E是示出根据示例实施例的成像设备的操作的示意图；
[0016]图14是示出根据示例实施例的成像设备的操作的示意图；
[0017]图15是示出根据示例实施例的成像设备的操作的流程图；
[0018]图16A至图18C是示出根据示例实施例的成像设备的操作的示意图；以及
[0019]图19至图21是示出根据示例实施例的包括成像设备的电子设备的示意图。
具体实施方式
[0020]图1和图2是示出根据示例实施例的成像设备的框图
[0021]参考图1，根据示例实施例的成像设备1可以包括传感器模块2和图像信号处理器5。传感器模块2可以包括光源3和传感器4。在示例实施例中，传感器模块2和图像信号处理器5可以被包括在不同的半导体设备中。在示例实施例中，传感器模块2可以被实现为包括光源3和传感器4的半导体封装的形式，并且图像信号处理器5可以被包括在通过预定接口连接到传感器模块2以进行通信的半导体设备(例如，应用处理器、中央处理单元和片上系统)中。
[0022]光源3可以包括可输出预定波段的光信号的至少一个光发射设备和用于驱动光发射设备的光源驱动器。光发射设备可以被实现为例如垂直腔面发射激光器(VCSEL)或发光二极管(LED)。光源3可以包括在基板上排列成阵列的多个光发射设备。光源3可以包括布置在光信号的路径中的光学设备，以改善光信号的特性。在示例实施例中，由光源3输出的光信号可以在红外波段下。
[0023]由光源3输出的光可以从对象6反射，并且从对象6反射的光可以入射到传感器4上。传感器4可以包括配置为响应于入射到传感器4上的光而生成电信号的像素。传感器4可以包括配置为使用电信号来生成用于生成结果图像的原始数据的逻辑电路。原始数据可以包括指示到对象6的距离和对象6的背景的深度信息。图像信号处理器5可以使用原始数据来生成结果图像，并且结果图像可以被配置为指示到对象6的距离和对象6的背景的深度图像。
[0024]参考图2，成像设备1A的传感器模块2A和图像信号处理器5A可以被实现在单个封装中。例如，光源3、传感器4A和图像信号处理器5A可以被包括在单个半导体封装中。图像信号处理器5A可以被包括在传感器4A中，或者可以与传感器4A分开被实现。
[0025]图像信号处理器5和图像信号处理器5A可以被实现为例如软件和/或硬件。作为示例，当如同在参考图1描述的示例实施例中图像信号处理器5与传感器模块2分开被实现时，
图像信号处理器5可以被实现为例如应用处理器中的软件。此外，当图像信号处理器5A如同在参考图2描述的示例实施例中被集成到传感器模块2A中时，图像信号处理器5A可以被实现为例如硬件。
[0026]图3是示出根据示例实施例的成像设备的框图。
[0027]参考图3，成像设备10可以包括逻辑电路20、像素阵列30、光源驱动器42和光源40。像素阵列30可以包括以阵列形式(例如，以多行和多列)排列的多个像素PX。多个像素PX中的每一个可以包括光电二极管，其中，光电二极管用于响应于从对象60入射到光电二极管上的光而生成电荷。每个像素PX可以包括像素电路，其中，像素电路用于生成与由光电二极管生成的电荷相对应的电信号。
[0028]在示例实施例中，像素电路可以包括浮置扩散、传输晶体管、复位晶体管、驱动晶体管和选择晶体管。像素PX的配置可以根据示例实施例而变化。例如，像素PX中的每一个可以包括与硅光电二极管不同的具有有机材料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种成像设备，包括：光源，被配置为根据具有第一占空比的光控制信号来操作；像素，被布置在阵列中，每个所述像素包括：光电二极管，被配置为响应于由所述光源输出并从对象反射的光来生成电荷，以及像素电路，被配置为输出与所述电荷相对应的像素信号；以及逻辑电路，被配置为使用所述像素信号来生成用于生成深度图像的原始数据，并且被配置为向每个所述像素中的像素电路提供具有第二占空比的光电控制信号，其中，所述第一占空比不是所述第二占空比的整数倍。2.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述第一占空比小于所述第二占空比的两倍。3.根据权利要求1所述的成像设备，其中，所述光控制信号的频率等于所述光电控制信号的频率。4.根据权利要求1所述的成像设备，其中：所述逻辑电路包括配置为驱动所述像素的时钟驱动器、配置为从每个所述像素接收所述像素信号的读出电路、以及配置为使用所述像素信号来生成所述原始数据的控制逻辑，并且所述光源包括光发射设备和配置为根据所述光控制信号来驱动所述光发射设备的光源驱动器。5.根据权利要求4所述的成像设备，其中，所述控制逻辑被配置为在校准操作期间向所述光源驱动器传输通过延迟所述光控制信号而获得的延迟信号作为光控制信号。6.根据权利要求5所述的成像设备，其中：所述控制逻辑被配置为使用所述延迟信号来计算参考数据，以及从在所述光源根据所述延迟信号来操作时生成的原始数据计算深度数据，并且所述控制逻辑被配置为使用所述深度数据和所述参考数据之间的差来计算操作误差。7.根据权利要求4所述的成像设备，其中：所述控制逻辑被配置为在第一校准操作期间确定所述第一占空比为比所述第二占空比更大的第一参考占空比，所述控制逻辑被配置为在第二校准操作期间确定第一占空比为比所述第二占空比更大且比所述第一参考占空比更小的第二参考占空比，以及所述控制逻辑被配置为在所述第一校准操作和所述第二校准操作中的每一个中，向所述光源驱动器按顺序传输通过按不同的延迟时间延迟所述光控制信号而获得的多个延迟信号作为光控制信号。8.根据权利要求7所述的成像设备，其中：所述控制逻辑被配置为使用所述延迟时间来计算多个参考数据，以及在所述光源根据所述多个延迟信号来操作的同时，使用所述原始数据来生成多个深度数据，并且所述控制逻辑被配置为通过将所述多个参考数据与所述多个深度数据进行比较，获得用于所述第一校准操作和所述第二校准操作中的每一个中的多个参考数据的操作误差。9.根据权利要求8所述的成像设备，其中：所述控制逻辑被配置为使用所述第一校准操作和所述第二校准操作中的每一个中的
操作误差当中的最大值和最小值之间的差来确定第一结果值和第二结果值，以及所述控制逻辑被配置为通过将所述第一结果值与所述第二结果值进行比较，确定所述第一占空比。10.根据权利要求9所述的成像设备，其中：所述控制逻辑被配置为在所述第一结果值小于所述第二结果值时确定所述第一参考占空比作为所述第一占空比，以及所述控制逻辑被配置为在所述第二结果值小于所述第一结果值时确定所述第二参考占空比作为所述第一占空比。11.根据权利要求1所述的成像设备，其中：所述逻辑电路被配置为向所述像素电路输入多个光电控制信号，其中，所述多个光电控制信号分别具有相对于所述光控制信号的0度、90度、180度和270度的相位差，以及所述多个光电控制信号中的每一个的...

【专利技术属性】
技术研发人员：桂明均，申绳澈，吉珉墡，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：