图像感测设备和操作其的方法技术

提供一种图像感测设备和操作其的方法。在操作图像传感器的方法中，在向浮动扩散区域施加重置电压之后采样浮动扩散区域的噪声电压。在采样噪声电压之后将存储光电电荷的存储区域和浮动扩散区域电连接，在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域的解调电压。基于噪声电压和解调电压来确定电压。

【技术实现步骤摘要】
图像感测设备和操作其的方法相关申请的交叉引用本申请要求2011年7月21日在韩国知识产权局（KIPO）提交的韩国专利申请No.10-2011-0072210的优先权，其公开内容通过引入在此整体并入。
示范实施例一般涉及一种光电感测设备，更具体地，涉及一种三维图像传感器和/或操作三维图像传感器的方法。
技术介绍
诸如图像传感器的光电感测设备被配置来将用于提供对象的图像信息和/或深度信息的光信号转换为电信号。正在进行研究和开发以提高由诸如电荷耦合器件（CCD）图像传感器和互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的图像传感器捕捉的图像的质量。更具体地，正进行研究以改善用于提供代表对象的图像信息之外的、到对象的距离的深度信息或距离信息的三维图像传感器的性能。传统的三维图像传感器使用红外光或近红外光作为传输光以获得深度信息。与用于获得图像信息的彩色像素比较，深度像素具有相对低的灵敏度和信噪比（SNR），因此，相对很难获得准确的深度信息。
技术实现思路
至少一些示范实施例提供使用光电感测设备来测量距离的方法，该光电感测设备能够更有效地抑制和/或消除噪声以提高在获得深度信息中的灵敏度和信噪比（SNR）。至少一些示范实施例提供操作光电感测设备和/图像传感器的方法。至少一些示范实施例提供光电感测设备，能够更有效地抑制和/或消除噪声以提高在获得深度信息中的灵敏度和SNR。根据至少一个示范实施例，在一种操作包括至少一个深度像素的光电感测设备的方法中，利用调制发送光来照亮对象。响应于解调信号在深度像素的存储区域中存储光电电荷，其中由对象反射的光在深度像素的光电检测区域中产生光电电荷。在向浮动扩散区域施加重置电压之后采样深度像素的浮动扩散区域的噪声电压。在采样噪声电压之后将存储区域和浮动扩散区域电连接。在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域的解调电压。基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的有效电压。在至少一些示范实施例中，在光电电荷被存储在存储区域中之后重置电压可以被施加到浮动扩散区域。在至少一些其他示范实施例中，在光电电荷被存储在存储区域中的同时重置电压可以被持续施加到浮动扩散区域。根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，其中桥扩散节点与光电检测区域相邻。桥扩散节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在存储节点中存储光电电荷，存储节点与光电检测区域隔开。存储节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，桥扩散节点与光电检测区域相邻；以及电连接桥扩散节点与存储节点，存储节点与桥扩散节点隔开。存储节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。在至少一些示范实施例中，深度像素可以包括多个浮动扩散区域。可以响应于多个解调信号而采样多个浮动扩散区域的多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。在至少一些其他示范实施例中，深度像素可以包括公共浮动扩散区域。在该示例中，可以响应于多个解调信号而采样多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。根据至少一个其他示范实施例，一种光电感测设备包括：光源、感测电路（或单元）和控制电路（或单元）。光源产生调制发送光以利用其来照亮对象。感测电路包括至少一个深度像素，该至少一个深度像素包括光电检测区域、存储区域、转移栅极和浮动扩散区域。控制电路被配置来控制光源和感测电路。光电感测设备被配置来：响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷，通过由对象反射的接收光在光电检测区域中产生光电电荷；在重置电压响应于重置信号被施加到浮动扩散区域之后采样浮动扩散区域处的噪声电压；在采样噪声电压之后响应于施加到转移栅极的转移控制信号而将存储区域和浮动扩散区域电连接；在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域处的解调电压；以及基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的电压。控制电路可以产生重置信号，以使得在解调信号被去激活之后激活重置信号，但是在转移控制信号被激活之前去激活重置信号。控制电路可以产生重置信号，以使得在解调信号被激活的同时持续激活重置信号并且在转移控制信号被激活之前去激活重置信号。存储区域可以包括与光电检测区域相邻的桥扩散节点，并且深度像素还可以包括布置在光电检测区域上的光电栅极，其中光电栅极被配置来响应于解调信号而在桥扩散节点中存储光电电荷。存储区域可以包括与光电检测区域隔开的存储节点，且深度像素还可以包括收集栅极，被配置来响应于解调信号而电连接存储节点和光电检测区域。存储区域可以包括桥扩散节点和存储节点，其中桥扩散节点与光电检测区域相邻，而存储节点与桥扩散节点隔开，并且深度像素还可以包括光电栅极和存储栅极。光电栅极可以被布置在光电检测区域上，光电栅极可以被配置来响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，而存储栅极可以被配置来电连接存储节点和桥扩散节点。深度像素可以包括多个浮动扩散区域。光电感测设备可以被配置来响应于多个解调信号而采样多个扩散区域的多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。深度像素可以包括公共浮动扩散区域。光电感测设备可以被配置来响应于多个解调信号而顺序采样多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。该公共浮动扩散区域可以处于深度像素的中央部分处。存储区域可以具有环绕该公共浮动扩散区域的环状，而光电检测区域具有环绕该存储区域的环状。存储区域可以包括与光电检测区域的内表面相邻的环状桥扩散节点，并且深度像素还可以包括布置在光电检测区域上的环状光电栅极。环状光电栅极可以被配置来响应于解调信号而在环状桥扩散节点中存储光电电荷。存储区域可以包括与光电检测区域的内表面隔开的环状存储节点，并且深度像素还可以包括环状收集栅极，被配置来响应于解调信号电连接环状存储节点和光电检测区域。存储区域可以包括环状桥扩散节点和环状存储节点，其中环状桥扩散节点与光电检测区域的内表面相邻，且环状存储节点与环状桥扩散节点的内表面隔开。深度像素还可以包括环状光电栅极和环状存储栅极，环状光电栅极被布置在光电检测区域上。环状光电栅极可以被配置来响应于解调信号而在环状桥扩散节点中存储光电电荷，并且环状存储栅极可以被配置来电连接环状存储节点和环状桥扩散节点。环状光电检测区域可以包括彼此电分离的第一光电检测部分和第二光电检测部分。第一光电检测部分可以收集对应于具有等于或基本等于调制发送光的相位的相位的第一解调信号的第一光电电荷，而第二光电检测部分可以收集对应于具有与调制发送光的相位相反的相位的第二解调信号的第二光电电荷。环状存储区域可以被划分为彼此电分离的第一存储部分和第二存储部分。第一存储部分可以存储在第一光电检测部分中收集的第一光电电荷，而第二存储部分可以存储在第二光电检测部分中收集的第二光电电荷。至少一个其他示范实施例提供一种操作包括至少一个深度像素的光电感测设备的方法，该至少一个深度像素包括存储区域和浮动扩散区域。根据至本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种操作包括至少一个深度像素的光电感测设备的方法，该方法包括：利用调制发送光来照亮对象；响应于解调信号在至少一个深度像素的存储区域中存储光电电荷，通过由对象反射的光在所述至少一个深度像素的光电检测区域中产生光电电荷；在向浮动扩散区域施加重置电压之后采样所述至少一个深度像素的浮动扩散区域的噪声电压；在采样噪声电压之后将存储区域和浮动扩散区域电连接；在电连接存储区域和浮动扩散区域之后采样浮动扩散区域的解调电压；以及基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的电压。

【技术特征摘要】
2011.07.21 KR 10-2011-00722101.一种操作包括至少一个深度像素的光电感测设备的方法，该方法包括：利用调制发送光来照亮对象；响应于解调信号在至少一个深度像素的存储区域中存储光电电荷，通过由对象反射的光在所述至少一个深度像素的光电检测区域中产生光电电荷；在向浮动扩散区域施加重置电压之后且在采样浮动扩散区域的解调电压之前采样所述至少一个深度像素的浮动扩散区域的噪声电压；在采样噪声电压之后将存储区域和浮动扩散区域电连接；在电连接存储区域和浮动扩散区域之后采样浮动扩散区域的解调电压；以及基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的电压。2.根据权利要求1所述的方法，其中，在光电电荷被存储在存储区域中之后向浮动扩散区域施加重置电压。3.根据权利要求1所述的方法，其中，在光电电荷被存储在存储区域中的同时向浮动扩散区域持续施加重置电压。4.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，该桥扩散节点与光电检测区域相邻。5.根据权利要求4所述的方法，其中，桥扩散节点和浮动扩散区域在采样噪声电压之后但是在采样解调电压之前被电连接。6.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷包括：响应于解调信号在存储节点中存储光电电荷，该存储节点与光电检测区域隔开。7.根据权利要求6所述的方法，其中，存储节点和浮动扩散区域在采样噪声电压之后但是在采样解调电压之前被电连接。8.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，该桥扩散节点与光电检测区域相邻；以及电连接该桥扩散节点与存储节点，该存储节点与该桥扩散节点隔开。9.根据权利要求8所述的方法，其中，存储节点和浮动扩散区域在采样噪声电压之后但是在采样解调电压之前被电连接。10.根据权利要求1所述的方法，其中，所述至少一个深度像素包括多个浮动扩散区域，其中响应于多个解调信号而采样多个浮动扩散区域的多个解调电压，多个解调信号具有不同的相位。11.根据权利要求1所述的方法，其中，响应于多个解调信号来顺序采样多个解调电压，多个解调信号具有不同的相位。12.一种光电感测设备，包括：光源，被配置来产生调制发送光以照亮对象；感测电路，包括至少一个深度像素，所述至少一个深度像素包括光电检测区域、存储区域、转移栅极和浮动扩散区域；以及控制电路，被配置来控制光源和感测电路；其中，光电感测设备被配置来，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷，响应于由对象反射的光在所述光电检测区域中产生光电电荷，在重置电压响应于重置信号被施加到浮动扩散区域之后且在采样浮动扩散区域的解调电压之前采样浮动扩散区域处的噪声电压，在采样噪声电压之后，响应于施加到转移栅极的转移控制信号将存储区域和浮动扩散区域电连接，在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域处的解调电压，以及基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的电压。13.根据权利要求12所述的光电感测设备，其中，控制电路被配置来产生重置信号，以使得在解调信号被去激活之后激活重置信号并且在转移控制信号被激活之前去激活重置信号。14.根据权利要求12所述的光电感测设备，其中，控制电路被配置来产生重置信号，以使得在解调信号被激活的同时持续激活重置信号并且在转移控制信号被激活之前去激活重置信号。15.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泰渊，朴允童，李容济，金升炫，孔珠荣，洪性权，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：