CH711151B1

CH711151B1 - Entfernungsabbildungssensor.

Info

Publication number: CH711151B1
Application number: CH01354/16A
Authority: CH
Inventors: Mase Mitsuhito; Hiramitsu Jun; Shimada C/O Hamamatsu Photonics K K Akihiro
Original assignee: Hamamatsu Photonics Kk
Priority date: 2014-04-18
Filing date: 2015-04-17
Publication date: 2017-10-13
Also published as: CN106233157B; JP2015206634A; US10436908B2; KR20160144988A; US20170031025A1; CN106233157A; KR102232213B1; WO2015159977A1; DE112015001877T5; JP6315679B2; CH711151B8

Abstract

Bei einem erfindungsgemässen Entfernungsabbildungssensor (RS) ist eine Vielzahl von Entfernungssensoren in einer eindimensionalen Richtung angeordnet. Die Vielzahl von Entfernungssensoren umfassen eine Photogate-Elektrode (PG), erste und zweite Signalladungsanhäufungsbereiche (FD1, FD2), welche auf einer Seite der Photogate-Elektrode (PG) angeordnet sind, dritte und vierte Signalladungsanhäufungsbereiche (FD3, FD4), welche auf der anderen Seite angeordnet sind, erste Transferelektroden (TX1) zum Veranlassen, dass eine Ladung in die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche (FD1, FD4) in Reaktion auf ein erstes Transfersignal (S 1 ) fliesst, eine zweite Transferelektrode (TX2) zum Veranlassen, dass eine Ladung in die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche (FD2, FD3) in Reaktion auf ein zweites Transfersignal (S 2 ) fliesst.

Description

Beschreibung Technisches Gebiet [0001] Dia vorliegende Erfindung betrifft einen Entfernungsabbildungssensor.

Stand der Technik [0002] Bekannt ist ein Entfernungsabbildungssensor eines TOF (Time-of-Flight) Typs (beispielsweise siehe Patentliteratur 1). Bei dem in Patentliteratur 1 beschriebenen Entfernungsabbildungssensor ist jeder in einer eindimensionalen Richtung angeordneter Entfernungsabbildungssensor ausgebildet mit einem rechteckigen Ladungserzeugungsbereich, Transferelektroden, welche jeweils entlang zwei gegenüberliegenden Seiten des Ladungserzeugungsbereichs vorgesehen sind, und Signalladungsanhäufungsbereiche zum jeweils Anhäufen von durch die Transferelektroden übertragenen Signalladungen.

[0003] Bei diesem Entfernungsabbildungssensor verteilen die Transferelektroden eine in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die Signalladungen an die jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereiche in Reaktion auf Transfersignale unterschiedlicher Phasen. Die verteilten Signalladungen werden jeweils in den zugehörigen Signalladungsanhäufungsbereichen angehäuft. Die in den jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereichen angehäuften Signalladungen werden als zu den angehäuften Ladungsmengen zugehörige Ausgaben ausgelesen. Eine Entfernung zu einem Objekt wird basierend auf einem Verhältnis dieser Ausgaben berechnet.

Literaturliste

Patentliteratur [0004] Patentliteratur 1: internationale Veröffentlichung WO 2007/026 779 Zusammenfassung der Erfindung

Technische Aufgabe [0005] Falls bei dem Entfernungsabbildungssensor des Ladungsverteilungstyps, bei welchem die Vielzahl von Entfernungssensoren in der eindimensionalen Richtung angeordnet sind, ein Übersprechen (Austreten) von Ladungen zwischen in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren auftritt, können Effekte des Ladungsübersprechens auf eine Entfernungsmessung zwischen den benachbarten Entfernungssensoren unterschiedlich sein. Wenn die Effekte des Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den benachbarten Entfernungssensoren unterschiedlich sind, wird es schwierig, die Entfernungsmessung angemessen auszuführen.

[0006] Eine Aufgabe eines Aspekts der vorliegenden Erfindung ist es, einen Entfernungsabbildungssensor eines Ladungsverteilungstyps bereitzustellen, wobei der Entfernungsabbildungssensor dieselben Effekte des Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren verursacht. Lösung der Aufgabe [0007] Die Erfinder haben Forschung und Untersuchung an dem Entfernungsabbildungssensor eines Ladungsverteilungstyps durchgeführt, welche dieselben Effekte des Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren verursacht. Als Ergebnis haben die Erfinder die nachfolgenden Tatsachen gefunden.

[0008] Bei dem Entfernungsabbildungssensor, wie in der vorstehenden Patentliteratur 1 beschrieben, kann ein Signal durch einen anderen Entfernungssensor detektiert werden, welcher unterschiedlich zu einem ist, auf welchen Licht einfällt (was nachfolgend als ein Einfallentfernungssensor bezeichnet wird). Es wird angenommen, dass dies durch ein Auftreten eines solchen Übersprechens verursacht wird, dass eine in dem Ladungserzeugungsbereich des Einfallentfernungssensors erzeugte Ladung jeweils in die Signalladungsanhäufungsbereiche des anderen Entfernungssensors fliesst. Effekte des Übersprechens auf die jeweiligen Signalladungserzeugungsbereiche des anderen Entfernungssensors unterscheiden sich in Abhängigkeit von Anordnungen der jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereiche. Insbesondere ist der Effekt deutlich unterschiedlich in Abhängigkeit davon, ob die Verschiebung eines jeden Signalladungsanhäufungsbereichs in dem anderen Entfernungssensor auf der Seite des Einfallentfernungssensors ist oder nicht. Und zwar ist der Effekt des Übersprechens auf den auf der Seite des Lichteinfallentfernungssensors in dem anderen Entfernungssensor angeordneten Signalladungsanhäufungsbereich grösser, während der Effekt des Übersprechens auf den auf der gegenüberliegenden Seite zu der Seite des Lichteinfallentfernungssensors angeordneten Signalladungsanhäufungsbereich kleiner ist.

[0009] Bei dem Entfernungssensor eines Ladungsverteilungstyps, wie oben beschrieben, wird die Entfernung zu dem Objekt basierend auf dem Verhältnis der Ausgaben von den jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereichen berechnet. Aus diesem Grund, falls es Ladungsaustritte von dem benachbarten Entfernungssensor zu den jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereichen gibt, wird sich die berechnete Entfernung verändern. Beispielsweise, selbst wenn in dem Signalla dungsanhäufungsbereichen der zwei Entfernungssensoren, bei welchen Licht auftritt, in Reaktion auf ein Transfersignal einer Phase verteilten Ladungsmengen und in Reaktion auf die andere Phase verteilten Ladungsmengen identisch sein sollten, könnten gemessene Entfernungen unterschiedlich sein, aufgrund des Unterschieds der Effekte des Übersprechens. Insbesondere, selbst bei einer Situation, bei welcher zwei Lichteinfallentfernungssensoren dieselbe gemessene Entfernung erhalten sollten, können die Entfernungssensoren unterschiedliche gemessene Entfernungen liefern, falls die Anordnungen der jeweiligen Signalladungsanhäufungsbereiche zum Anhäufen von Signalladungen in Reaktion auf die Transfersignale derselben Phase voneinander unterschiedlich sind, abhängig davon, ob jeder Bereich auf der Seite des anderen der Lichteinfallentfernungssensors angeordnet ist oder nicht.

[0010] Die Erfinder, welche ihre Aufmerksamkeit auf diese durch sie selbst gefundenen Tatsachen gerichtet haben, haben weiter intensive Forschung an einer Konfiguration zum Ausgleichen der Effekte des Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren durchgeführt und haben die vorliegende Erfindung erzielt.

[0011] Ein Entfernungsabbildungssensor entsprechend einem Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Entfernungsabbildungssensor, bei welchem eine Vielzahl von Entfernungssensoren in einer eindimensionalen Richtung angeordnet ist, wobei jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren umfasst: einen Ladungserzeugungsbereich, bei welchem Ladung entsprechend einem Einfallslicht erzeugt wird; erste und zweite Signalladungsanhäufungsbereiche, welche von dem Ladungserzeugungsbereich auf einer Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs weg und voneinander entlang einer Richtung senkrecht zu der eindimensionalen Richtung weg angeordnet sind und ausgebildet sind zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als Signalladungen; einen dritten Signalladungsanhäufungsbereich, welcher von dem Ladungserzeugungsbereich auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs weg und gegenüberliegend zu dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der eindimensionalen Richtung angeordnet ist und ausgebildet ist zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als eine Signalladung; einen vierten Signalladungsanhäufungsbereich, welcher von dem Ladungserzeugungsbereich auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs weg und gegenüberliegend zu dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der eindimensionalen Richtung angeordnet ist und ausgebildet ist zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als eine Signalladung; zwei erste Transferelektroden, welche jeweils zwischen den ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereichen und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die Signalladungen in die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche in Reaktion auf ein erstes Transfersignal fliessen; und zwei zweite Transferelektroden, welche jeweils zwischen den zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichen und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die Signalladungen in die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche in Reaktion, auf ein zweites Transfersignal, welches in einer Phase unterschiedlich zu dem ersten Transfersignal ist, fliesst und wobei in zwei beliebigen in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren der erste Signalladungsanhäufungsbereich und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich in der eindimensionalen Richtung benachbart sind und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich und der dritte Signalladungsanhäufungsbereich in der eindimensionalen Richtung benachbart sind.

[0012] Bei diesem Aspekt ist die Vielzahl von Entfernungssensoren in der eindimensionalen Richtung angeordnet. Jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren umfasst den ersten und den zweiten Signalladungsanhäufungsbereich auf der einen Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs und umfasst den dritten und den vierten Signalladungsanhäufungsbereich auf der anderen Seite des Ladungserzeugungsbereichs. Der erste und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich häufen die Signalladungen an, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal zu fliessen. Der zweite und der dritte Signalladungsanhäufungsbereich häufen die Signalladungen an, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal zu fliessen, und zwar, in jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren sind die Signalladungsanhäufungsbereiche zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal zu fliessen, jeweils auf beiden Seiten in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs angeordnet und sind die Signalladungsanhäufungsbereiche zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal zu fliessen, jeweils auf beiden Seiten in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs angeordnet. Aus diesem Grund werden in jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren von einem anderen Entfernungssensor austretende Ladungen in einem guten Gleichgewicht in die Signalladungsanhäufungsbereiche zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal zu fliessen, und in die Signalladungsanhäufungsbereiche zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal zu fliessen, verteilt. Daher werden die Effekte eines Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren identisch.

[0013] In diesem Aspekt kann der Sensor eine Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen umfassen, welche von dem Ladungserzeugungsbereich auf der einen Seite und auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs weg angeordnet ist und ausgebildet ist zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als unnötige Ladungen; und eine Vielzahl von dritten Transferelektroden, welche jeweils zwischen der Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind zum Veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die unnötigen Ladungen in die Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen in Reaktion auf ein drittes Transfersignal, welches in einer Phase von dem ersten und dem zweiten Transfersignal unterschiedlich ist, fliesst. In diesem Fall, da die unnötigen Ladungen nach aussen entladen werden können, kann die Messgenauigkeit einer Entfernung verbessert werden.

[0014] In diesem Aspekt kann der Sensor eine Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen umfassen, welche mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der Richtung senkrecht zu der eindimensionalen Richtung und von dem Ladungserzeugungsbereich weg angeordnet sind und ausgebildet sind zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als unnötige Ladungen; und eine Vielzahl von dritten Transferelektroden, welche jeweils zwischen der Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind zum Veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladungen als die unnötigen Ladungen in die Vielzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen in Reaktion auf ein drittes Transfersignal, welches in einer Phase von dem ersten und dem zweiten Transfersignal unterschiedlich ist, fliesst.

[0015] In diesem Fall, da die unnötigen Ladungen nach aussen entladen werden können, kann die Messgenauigkeit einer Entfernung verbessert werden.

Vorteilhafte Effekte der Erfindung [0016] Entsprechend dem oben beschriebenen Aspekt der vorliegenden Erfindung kann der Entfernungsabbildungssensor eines Ladungsverteilungstyps als der Entfernungsabbildungssensor bereitgestellt werden, welcher dieselben Effekte- des Ladungsübersprechens an der Entfernungsmessung zwischen in der eindimensionalen Richtung benachbarten Entfernungssensoren verursacht.

Kurzbeschreibung der Figuren [0017]

Fig. 1 ist ein Konfigurationsdiagramm eines Entfernungsabbildungssensors entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 2 ist eine schematische Planansicht, welche einen Teil eines Abbildungsbereichs in dem Entfernungsabbildungssensor aus Fig. 1 zeigt.

Fig. 3 ist eine Zeichnung, welche ein Querschnittskonfiguration entlang der Linie lll-lll in Fig. 2 zeigt.

Fig. 4 ist eine Zeichnung, welche ein Querschnittskonfiguration entlang der Linie IV—IV in Fig. 2 zeigt.

Fig. 5 ist eine Zeichnung, welche ein Querschnittskonfiguration entlang der Linie V-V in Fig. 2 zeigt.

Fig. 6 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung einer zweiten Hauptoberfläche eines Halblei tersubstrats zeigt.

Fig. 7 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zeigt.

Fig. 8 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats zeigt.

Fig. 9 ist ein Zeitablaufsdiagramm von verschiedenen Signalen.

Fig. 10 ist eine Gesamtquerschnittsansicht einer Abbildungsvorrichtung.

Fig. 11 ist ein Zeitablaufsdiagramm von verschiedenen Signalen.

Fig. 12 ist eine Zeichnung, welche eine Gesamtkonfiguration einer Entfernungsabbildungsmessvorrichtung zeigt.

Fig. 13 ist eine Zeichnung zur Erläuterung eines Ladungsaustretens in einem konventionellen Entfernungsabbildungssensor.

Fig. 14 ist eine schematische Planansicht, welche einen Abbildungsbereich eines Entfernungsabbildungssensors bildende Pixel entsprechend einem Modifikationsbeispiel zeigt.

Beschreibung von Ausführungsformen [0018] Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend, genau mit Bezug zu den Figuren beschrieben. Es sollte darauf hingewiesen werden, dass in der Beschreibung dieselben Elemente oder Elemente mit derselben Funktionalität durch dieselben Bezugszeichen bezeichnet werden, ohne eine redundante Beschreibung.

[0019] Fig. 1 ist ein Konfigurationsdiagramm des Entfernungsabbildungssensors entsprechend der vorliegenden Ausführungsform.

[0020] Der Entfernungsabbildungssensor RS ist ein Zeilensensor mit einer Anordnungsstruktur, bei welcher eine Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn (wobei N eine natürliche Zahl ist, welche nicht kleiner als 2 ist) in einer eindimensionalen Richtung A angeordnet ist. Jeder oder jeweils zwei oder mehr der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn bildet ein Pixel des Entfernungsabbildungssensors RS. In der vorliegenden Ausführungsform bildet jeder der Entfernungssensoren P-ι bis PN ein Pixel des Entfernungsabbildungssensors RS.

[0021] Fig. 2 ist eine schematische Planansicht, welche einen Teil eines Abbildungsbereichs in dem Entfernungsabbildungssensor aus Fig. 1 zeigt. Fig. 3 ist eine Zeichnung, welche eine Querschnittskonfiguration entlang der Linie lll-lll in Fig. 2 zeigt. Fig. 4 ist eine Zeichnung, welche eine Querschnittskonfiguration entlang der Linie IV—IV in Fig. 2 zeigt. Fig. 5 ist eine Zeichnung, welche eine Querschnittskonfiguration entlang der Linie V-V in Fig. 2 zeigt. Die Fig. 2 bis 5 zeigen insbesondere 2 benachbarte Entfernungssensoren PN, PN+1 (wobei n eine natürliche Zahl ist, welche nicht grösser als N-1 ist).

[0022] Der Entfernungsabbildungssensor RS ist ein frontbelichteter Entfernungsabbildungssensor, welcher ein Halbleitersubstrat 1 mit einer ersten und einer zweiten Hauptoberfläche 1a, 1b, welche zueinander entgegengesetzt sind, umfasst. Die zweite Hauptoberfläche 1b ist eine Lichteinfallsoberfläche. Der Entfernungsabbildungssensor RS umfasst eine Lich-tabfangschicht LI vor der zweiten Hauptoberfläche 1b, welches die Lichteinfallsoberfläche ist. In der Lichtabfangschicht LI, werden Blenden Lla in der eindimensionalen Richtung A in entsprechenden Bereichen, welche zu der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn gehören, gebildet. Die Blenden Lla weisen eine rechteckige Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform sind die Blenden in einem Rechteck geformt. Licht tritt durch die Blenden Lla der Lichtabfangschicht LI ein, um in das Halbleitersubstrat 1 einzutreten. Daher definieren die Blenden Lla Lichtempfangsbereiche in dem Halbleitersubstrat 1, Die Lichtabfangschicht LI umfasst beispielsweise ein Metall wie beispielsweise Aluminium.

[0023] Das Halbleitersubstrat 1 umfasst einen ersten Halbleiterbereich 3 eines p-Typs, welcher sich auf der Seite der ersten Hauptoberfläche 1a befindet, und einen zweiten Halbleiterbereich 5 eines p-Typs, welcher eine niedrigere Störstellenkonzentration als der erste Halbleiterbereich 3 aufweist und auf der Seite der zweiten Hauptoberfläche 1b angeordnet ist. Das Halbleitersubstrat 1 kann beispielsweise durch Wachsen, auf einem p-Typ Halbleitersubstrat, einer p-Typ Epitaxieschicht mit einer niedrigeren Störstellenkonzentration als das Halbleitersubstrat erhalten werden. Eine Isolierschicht 7 wird auf der zweiten Hauptoberfläche 1b (dem zweiten Halbleiterbereich 5) des Halbleitersubstrats 1 gebildet.

[0024] Die Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn sind in der eindimensionalen Richtung A auf der Isolierschicht 7 angeordnet. Jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis PN umfasst eine Photogate-Elektrode PG, einen ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1, einen zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2, einen Dritten Signalladungsanhäufungsbereich FD3, einen vierten Signalladungsanhäufungsbereich FD4, zwei erste Transferelektroden TX1, zwei zweite Transferelektroden TX2, vier Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a bis 11 d, vier dritte Transferelektroden TX3 und einen p-Typ Wannenbereich W. Fig. 2 ist ohne eine Darstellung von Leitern 13 gezeichnet (siehe Fig. 3 bis 5), welche an dem ersten bis zu dem vierten Signalladungsanhäufungsbereich FD1-FD4 angeordnet sind.

[0025] Die Photogate-Elektrode PG ist zugehörend zu der Blende Lla angeordnet. Ein zu der Photogate-Elektrode PG gehörender Bereich in dem Halbleitersubstrat 1 (zweite Halbleiterbereich 5) (welches der Bereich ist, welcher unterhalb der Photogate-Elektrode PG in den Fig. 3 bis 5 positioniert ist) fungiert als ein Ladungserzeugungsbereich, bei welchem eine Ladung entsprechend dem Einfalllicht erzeugt wird. Die Photogate-Elektrode PG korrespondiert ebenso zu der Form der Blende Lla und weist in einer Draufsicht eine rechteckige Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform ist die Photogate-Elektrode PG rechteckig geformt, wie die Blende Lla, und zwar, weist die Photogate-Elektrode PG eine planare Form mit einer ersten und einer zweiten langen Seite L1, L2, welche senkrecht zu der eindimensionalen Richtung A sind und zueinander entgegengesetzt sind, und eine erste und eine zweite kurze Seite S1, S2 auf, welche parallel zu der eindimensionalen Richtung A und zueinander entgegengesetzt sind. Die Photogate-Elektrode PG weist die erste lange Seite L1 auf einer Seite in der eindimensionalen Richtung A und die zweite lange Seite L2 auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung A auf.

[0026] Der erste und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD1, FD2 sind von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG (auf der einen Seite in der eindimensionalen Richtung A) weg und voneinander entlang einer zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung weg angeordnet. Der dritte und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich FD3, FD4 sind von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG (auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung A) weg und voneinander entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung weg angeordnet.

[0027] Und zwar ist der dritte Signalladungsanhäufungsbereich FD3 gegenüber dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1 mit der Photogate-Elektrode PG dazwischen in der eindimensionalen Richtung A angeordnet. Der vierte Signalladungsanhäufungsbereich FD4 ist gegenüber dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2 mit der Photo-gate-Elektrode PG dazwischen in der eindimensionalen Richtung A angeordnet. Die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 sind n-Typ Halbleiterbereiche mit einer hohen Störstellenkonzentration, welche in dem zweiten Halbleiterbereich 5 ausgebildet sind und zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als Signalladungen konfiguriert sind.

[0028] Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a, 11b sind von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG weg und zueinander entgegengesetzt mit dem ersten und dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD1, FD2 dazwischen entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung angeordnet. Entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung ist der Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11 a benachbart zu dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1 und ist der Unnötige-Ladung-Sam-melbereich 11b benachbart zu dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2.

[0029] Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11c, 11 d sind von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG und zueinander entgegengesetzt mit dem dritten und dem vierten Signalladungsanhäufungsbereich FD3, FD4 dazwischen entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung angeordnet. Entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung ist der Unnötige-Ladung-Sammelbe-reich 11c zu dem dritten Signalladungsanhäufungsbereich FD3 benachbart und ist der unnötige-Ladung-Sammelbereich 11d zu dem vierten Signalladungsanhäufungsbereich FD4 benachbart. Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a, 11c sind zueinander entgegengesetzt mit der Photogate-Elektrode PG dazwischen in der eindimensionalen Richtung A angeordnet. Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11b, 11 d sind entgegengesetzt zueinander mit der Photogate-Elektrode PG dazwischen in der eindimensionalen Richtung A angeordnet.

[0030] Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a-11 d sind n-Typ Halbleiterbereiche mit einer hohen Störstellenkonzentration, welche in dem zweiten Halbleiterbereich 5 ausgebildet sind und zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als unnötige Ladungen konfiguriert sind.

[0031] Der Wannenbereich W, wenn dieser von einer zu der zweiten Hauptoberfläche 1b senkrechten Richtung aus betrachtet wird, ist in dem zweiten Halbleiterbereich 5 ausgebildet, um die Photogate-Elektrode PG, die erste und die zweite Transferelektrode TX1, TX2 und die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 zu umgeben. Der Wannenbereich W, wenn dieser von der zu der zweiten Hauptoberfläche 1b senkrechten Richtung aus betrachtet wird, überschneidet einen Teil eines jeden der ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4. Die äusseren Ränder der Wannenbereiche W fallen ungefähr mit den äusseren Rändern der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn zusammen. Der Wannenbereich W weist denselben Leitfähigkeitstyp auf wie der des zweiten Halbleiterbereichs 5 und weist eine höhere Störstellenkonzentration als der zweite Halbleiterbereich 5 auf. Der Wannenbereich W verhindert, dass Verarmungsschichten, welche sich mit einem Anlegen einer Spannung an die Photogate-Elektrode PG ausbreiten, mit Verarmungsschichten, welche sich von den ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1 bis FD4 ausbreiten, koppeln. Dies verhindert ein Übersprechen.

[0032] Der erste und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD1, FD2 und die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a, 11b sind voneinander entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung weg auf der Seite der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Der dritte und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich FD3, FD4 und die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11c, 11 d sind voneinander entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 und die Unnötige-Ladung- Sammelbereiche 11 a—11 d weisen in einer Draufsicht eine rechteckige Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform weisen, die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 und die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d in einer Draufsicht eine quadratische Form auf und sind in deren Form zueinander identisch.

[0033] Der Entfernungssensor PN und der Entfernungssensor PN+i sind jeweils einer an einer geradzahligen Position und jeweils ein anderer an einer ungeradzahligen Position angeordnet. Und zwar sind in dem Entfernungsabbildungssensor RS die Entfernungssensoren PN und PN+i in der eindimensionalen Richtung A alternierend angeordnet.

[0034] Der Entfernungssensor PN und Entfernungssensor PN+1 sind nur in einer Anordnungssequenz der ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 und der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d und in einer Anordnungssequenz der ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 unterschiedlich. Und zwar sind auf der Seite der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG der Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11a, ein erster Signalladungsanhäufungsbereich FD1, ein zweiter Signalladungsanhäufungsbereich FD2 und ein Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11b in dieser Reihenfolge von der Seite der kurzen Seite S-ι in dem Entfernungssensor PN angeordnet, während diese in dieser Reihenfolge von der Seite der zweiten kurzen Seite S2 in dem Entfernungssensor PN+i angeordnet sind. Auf der Seite der langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG sind der Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11c, ein dritter Signalladungsanhäufungsbereich FD3, ein vierter Signalladungsanhäufungsbereich FD4 und ein Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11 d in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten kurzen Seite S-ι in dem Entfernungssensor PN angeordnet, während diese in dieser Reihenfolge von der zweiten kurzen Seite S2 in dem Entfernungssensor PN+1 angeordnet sind.

[0035] Auf der Seite der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG sind die dritte Transferelektrode TX3, die erste Transferelektrode TX1, die zweite Transferelektrode TX2 und die dritte Transferelektrode TX3 in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten kurzen Seite S1 in dem Entfernungssensor PN angeordnet, während diese in dieser Reihenfolge von der Seite der zweiten kurzen Seite S2 in dem Entfernungssensor PN+1 angeordnet sind. Auf der Seite der langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG sind die dritte Transferelektrode TX3, die zweite Transferelektrode TX2, die erste Transferelektrode TX1 und die dritte Transferelektrode TX3 in dieser Reihenfolge von der Seite der ersten kurzen Seite S1 in dem Entfernungssensor PN angeordnet, während diese in dieser Reihenfolge von der Seite der zweiten kurzen Seite S2 in dem Entfernungssensor PN+i angeordnet sind.

[0036] Der vierte Signalladungsanhäufungsbereich FD4 des Entfernungssensors PN und der erste Signalladungsanhäufungsbereich FD1 des Entfernungssensors Pn+i sind in der eindimensionalen Richtung A benachbart. Der dritte Signalladungsanhäufungsbereich FD3 des Entfernungssensors Pn und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD2 des Entfernungssensors PN+i sind in der eindimensionalen Richtung A benachbart. In dem Entfernungsabbildungssensor RS, wie oben beschrieben, sind der erste Signalladungsanhäufungsbereich FD1 und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich FD4 in der eindimensionalen Richtung A benachbart und sind der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD2 und der dritte Signalladungsanhäufungsbereich FD3 in der eindimensionalen Richtung A in den zwei in der eindimensionalen Richtung A benachbarten Entfernungssensoren PN und Pn+i benachbart.

[0037] In dieser Ausführungsform gibt «Störstellenkonzentration ist hoch» an, dass die Störstellenkonzentration beispielsweise nicht geringer als ungefähr 1x1017 cm-3 ist, was durch ein an einem Leitungstyp angebrachten «+» angegeben ist. Andererseits gibt «Störstellenkonzentration ist gering» an, dass die Störstellenkonzentration beispielsweise nicht mehr als ungefähr 10x1015 cm-3 ist, was durch ein an einem Leitungstyp angebrachten «-» angegeben ist.

[0038] Die Dicke/Störstellenkonzentration der jeweiligen Halbleiterbereiche ist/sind wie nachfolgend beschrieben.

Erster Halbleiterbereich 3:

Dicke 10 bis 1000 pm/Störstellenkonzentration 1x1012 bis 1019 cm-3 Zweiter Halbleiterbereich 5:

Dicke 1 bis 50 pm/Störstellenkonzentration 1x1012 bis 1015 cm-3

Erste bis vierte Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 und Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d:

Dicke 0,1 bis 1 pm/Störstellenkonzentration 1x1018bis 102°cm-3 Wannenbereiche W:

Dicke 0, 5 bis 5 pm/Störstellenkonzentration 1x1016 bis 1018 cm-3 [0039] Das Halbleitersubstrat 1 (erste und zweite Halbleiterbereiche 3, 5) ist mit einem Referenzpotential wie beispielsweise dem Erdungspotential über ein Backgate oder eine Durchkontaktierungselektrode (Through-Via-Elektrode) oder etwas Ähnlichem versehen.

[0040] Die ersten Transferelektroden TX1 sind auf der Isolierschicht 7 und jeweils zwischen den ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1, FD4 und der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Die ersten Transferelektroden TX1 sind jeweils von den ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1, FD4 und der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Die ersten Transferelektroden TX1 veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als Signalladungen in die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD4 in Reaktion auf ein erstes Transfersignal S-ι fliessen (siehe Fig. 9).

[0041] Die zweiten Transferelektroden TX2 sind auf der Isolierschicht 7 und jeweils zwischen den zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichen FD2, FD3 und der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Die zweiten Transferelektroden TX2 sind jeweils von den zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichen FD2, FD3 und der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Die zweiten Transferelektroden TX2 veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als Signalladungen in die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche FD2, FD3 in Reaktion auf ein in einer Phase von dem ersten Transfersignal Si unterschiedliches zweites Transfersignal S2 fliessen (siehe Fig. 9).

[0042] Die dritten Transferelektroden TX3 sind auf der Isolierschicht 7 und jeweils zwischen den Unnötige-Ladung-Sam-melbereichen 11 a—11 d und der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Die dritten Transferelektroden TX3 sind jeweils von den Unnötige-Ladung-Sammelbereichen 11 a—11 d und der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Die dritten Transferelektroden TX3 veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als unnötige Ladungen in die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a-11 d in Reaktion auf ein in einer Phase von dem ersten Transfersignal Si und dem zweiten Transfersignal S2 unterschiedliches drittes Transfersignal S3 fliessen (siehe Fig. 11).

[0043] Die ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 sind voneinander entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung weg auf der Seite der ersten langen Seite L1 und auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Die ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 weisen in einer Draufsicht eine rechteckige Form auf. In der vorliegenden Ausführungsform weisen die ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 eine Rechteckform auf, wobei die langen Seiten entlang der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung sind, und in deren Form miteinander identisch sind. Die Länge der langen Seiten der ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 ist beispielsweise ungefähr gleich der Länge eines Viertels der ersten langen Seite L1 der Photogate-Elektrode PG.

[0044] Die Isolierschicht 7 ist mit Kontaktöffnungen zum Freilegen der Oberfläche des zweiten Halbleiterbereichs 5 versehen, die Leiter 13 sind in den Kontaktöffnungen angeordnet. Die Leiter 13 verbinden die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 und die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d nach aussen.

[0045] Das Halbleitersubstrat umfasst Si, die Isolierschicht 7 aus Si02 und die Photogate-Elektrode PG und die ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 aus Polysilizium, allerdings können diese aus anderen Materialien hergestellt werden.

[0046] Es gibt eine 180° Verschiebung zwischen der Phase des ersten Transfersignals S-i, welches an die ersten Transferelektroden TX1 angelegt wird, und der Phase des zweiten Transfersignals S2 welches an die zweiten Transferelektroden TX2 angelegt wird. Ein jeweils auf die Entfernungssensoren P1 bis PN einfallendes Licht wird in eine Ladung in dem Halbleitersubstrat 1 (zweiter Halbleiterbereich 5) umgewandelt. Ein Teil der auf diese Weise erzeugten Ladung wandert als Signalladungen in die Richtungen zu den ersten Transferelektroden TX1 oder zu den zweiten Transferelektroden TX2, das heisst, in die zu der ersten und zweiten kurzen Seite S1, S2 der Photogate-Elektrode PG parallelen Richtungen, entsprechend einem durch eine an die Photogate-Elektrode PG und die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 angelegte Spannung eingerichteten Potentialgradienten.

[0047] Wenn die ersten oder zweiten Transferelektroden TX1, TX2 mit einem positiven Potential versehen werden, wird ein Potential unterhalb der ersten oder zweiten Transferelektroden TX1, TX2 niedriger als das des Halbleitersubstrats 1 (zweiter Halbleiterbereich 5) in dem Abschnitt unterhalb der Photogate-Elektrode PG mit Bezug dazu, dass Elektronen und negative Ladungen (Elektronen) in die Richtungen zu den ersten oder zweiten Transferelektroden TX1, TX2 gezogen werden, um in durch die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 geformte Potentialwannen angehäuft zu werden. Ein n-Typ Halbleiter enthält positiv ionisierende Donatoren und weist ein positives Potential zum Anziehen von Elektronen auf. Wenn die ersten oder zweiten Transferelektroden TX1, TX2 mit einem Potential niedriger als das vorstehende positive Potential (beispielsweise das Erdungspotential) versehen werden, wird eine Potentialbarriere durch die ersten oder zweiten Transferelektroden TX1, TX2 gebildet und die in dem Halbleitersubstrat 1 erzeugte Ladung wird nicht in die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 gezogen.

[0048] Ein Teil der mit einem Einfall von Licht auf jeweils einen der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn erzeugte Ladung wandert als unnötige Ladungen in die Richtungen zu den dritten Transferelektroden TX3 entsprechend einem durch eine an die Photogate-Elektrode PG und die dritten Transferelektroden TX3 angelegte Spannung eingerichteten Potentialgradienten.

[0049] Wenn die dritten Transferelektroden TX3 mit einem positiven Potential versehen werden, wird ein Potential unterhalb der dritten Transferelektroden TX3 niedriger als das des Halbleitersubstrats 1 (zweiter Halbleiterbereich 5) in dem Abschnitt unterhalb der Photogate-Elektrode PG mit Bezug dazu, dass Elektronen und negative Ladungen (Elektronen) in die Richtungen zu den dritten Transferelektroden TX3 gezogen werden, um in durch die Unnötige-Ladung-Sammelberei-che 11 a-11 d gebildeten Potentialwannen gesammelt zu werden. Wenn die dritten Transferelektroden TX3 mit einem Potential niedriger als das vorgenannte positive Potential (beispielsweise das Erdungspotential) versehen werden, wird eine Potentialbarriere durch die dritten Transferelektroden TX3 gebildet und die in dem Halbleitersubstrat 1 erzeugte Ladung wird nicht in die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d gezogen.

[0050] Fig. 6 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats entlang der Linie lll-lll in Fig. 2 zeigt, Fig. 7 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats entlang der Linie IV—IV in Fig. 2 zeigt. Fig. 8 ist eine Zeichnung, welche Potentialprofile in der Umgebung der zweiten Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats entlang der Linie V-V in Fig. 2 zeigt. In den Fig. 6 bis 8 ist die nach unten gerichtete Richtung die positive Potentialrichtung. Fig. 6 (a), (b), Fig. 7 (a), (b) und Fig. 8 (a) sind Zeichnungen zur Erläuterung einer Operation zum Anhäufen von Signalladungen. Fig. 6 (c), Fig. 7 (c) und Fig. 8 (b) sind Zeichnungen zur Erläuterung einer Operation zum Entladen von unnötigen Ladungen.

[0051] Die Fig. 6 bis 8 zeigen ein Potential φτχι der Bereiche unmittelbar unterhalb der ersten Transferelektroden TX1, ein Potential φτχ2 der Bereiche unmittelbar unterhalb der zweiten Transferelektroden TX2, ein Potential φτχ3 der Bereiche unmittelbar unterhalb der dritten Transferelektroden TX3, ein Potential (Ppg der Ladungserzeugungsbereiche unmittelbar unterhalb der Photogate-Elektrode PG, ein Potential φΡ01 des ersten Signalladungsanhäufungsbereichs FD1, ein Potential rpFD2 des zweiten Signalladungsanhäufungsbereichs FD2, ein Potential φΡ03 des dritten Signalladungsanhäufungsbereichs FD3, ein Potential (pFD4 des vierten Signalladungsanhäufungsbereichs FD4, ein Potential (p0FDa des Unnötige-Ladung-Sammelbereichs 11a, ein Potential rpoFDb des Unnötige-Ladung-Sammelbereichs 11b, ein Potential (Pofdc des unnötige Ladungssammelbereichs 11c und ein Potential φ0™ des Unnötige-Ladung-Sammelbereichs 11 d.

[0052] Wenn das Potential (φτχι, <Ρτχ2, Ψτχ3) der Bereiche unmittelbar unterhalb der benachbarten ersten bis dritten Transferelektroden TX1-TX3 ohne eine Vorspannung als ein Referenzpotential definiert ist, wird das Potential φΡα des Bereichs unmittelbar unterhalb der Photogate-Elektrode PG höher als dieses Referenzpotential eingestellt. Dieses Potential (pPG des Ladungserzeugungsbereichs wird höher als das Potential φΤχι, φτχ2, φτχ3 und somit weisen die Potentialprofile eine konkave Form in den Zeichnungen in dem Ladungserzeugungsbereich auf.

[0053] Die Anhäufungsoperation von Signalladungen wird mit Bezug zu Fig. 6 (a), (b), Fig. 1 (a), (b) und Fig. 8 (a) beschrieben.

[0054] Wenn die Phase des an die ersten Transferelektroden TX1 angelegten ersten Transfersignals Si gleich 0° ist, werden die ersten Transferelektroden TX1 mit einem positiven Potential versehen. Die zweiten Transferelektroden TX2 werden mit einem Potential in der entgegengesetzten Phase versehen, das heisst, das Potential in der Phase von 180° (beispielsweise das Erdungspotential). Die Photogate-Elektrode PG wird mit einem Potential zwischen dem an die ersten Transferelektroden TX gegebenen Potential und dem an die zweiten Transferelektroden TX2 gegebenen Potential versehen. In diesem Fall, wie in Fig. 6 (a) und Fig. 7 (a) gezeigt, fliesst eine negative Ladung e, welche in dem Ladungserzeugungs bereich erzeugt ist, in die Potentialwannen des ersten Signalladungsanhäufungsbereichs FD1 und des vierten Signalladungsanhäufungsbereichs FD4, da das Potential φτχι des Halbleiters unmittelbar unterhalb der ersten Transferelektroden TX1 niedriger als das Potential (pPG des Ladungserzeugungsbereichs wird.

[0055] Andererseits wird das Potential φτχ2 des Halbleiters unmittelbar unterhalb der zweiten Transferelektroden TX2 nicht verringert, und somit fliesst keine Ladung in die Potentialwannen des zweiten Signalladungsanhäufungsbereichs FD2 und des dritten Signalladungsanhäufungsbereichs FD3. Dies verursacht, dass die Signalladungen in den Potentialwannen des ersten Signalladungsanhäufungsbereichs FD1 und des vierten Signalladungsanhäufungsbereichs FD4 gesammelt und angehäuft werden. Da die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 mit n-Typ-Störstellen dotiert sind, ist deren Potential in der positiven Richtung konkav.

[0056] Wenn die Phase des an die zweiten Transferelektroden TX2 anliegenden zweiten Transfersignals S2 gleich 0° ist, werden die zweiten Transferelektroden TX2 mit einem positiven Potential versehen und die ersten Transferelektroden TX1 werden mit einem Potential in der entgegengesetzten Phase versehen, das heisst, das Potential in der Phase von 180° (beispielsweise das Erdungspotential). Die Photogate-Elektrode PG wird mit dem Potential zwischen dem an die ersten Transferelektroden TX1 gegebenen Potential und dem an die zweiten Transferelektroden TX2 gegebenen Potential versehen. In diesem Fall, wie in Fig. 6 (b) und Fig. 7 (b) gezeigt, fliessen negative Ladungen e, welche in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugt sind, in die Potentialwannen des zweiten Signalladungsanhäufungsbereichs FD2 und des dritten Signalladungsanhäufungsbereichs FD3, da das Potential φτχ2 des Halbleiters unmittelbar unterhalb der zweiten Transferelektroden TX2 niedriger als das Potential φΡ0 des Ladungserzeugungsbereichs wird.

[0057] Andererseits wird das Potential φτχι des Halbleiters unmittelbar unterhalb der ersten Transferelektroden TX1 nicht vermindert und somit fliesst keine Ladung in die Potentialwannen des ersten Signalladungsanhäufungsbereichs FD1 und des vierten Signalladungsanhäufungsbereichs FD4. Dies verursacht, dass die Signalladungen in den Potentialwannen des zweiten Signalladungsanhäufungsbereichs FD2 und des dritten Signalladungsanhäufungsbereichs FD3 gesammelt und angehäuft werden.

[0058] Während die ersten und zweiten Transfersignale S-i, S2 mit der Phasenverschiebung von 180° an die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 angelegt werden, werden die dritten Transferelektroden TX3 mit dem Erdungspotential versehen. Aus diesem Grund wird, wie in Fig. 8 (a) gezeigt, das Potential φΤχ3 des Halbleiters unmittelbar unterhalb der dritten Transferelektroden TX3 nicht vermindert und somit fliesst keine Ladung in die Potentialwannen der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d.

[0059] Durch das Obige werden die Signalladungen in den Potentialwannen der ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 gesammelt und angehäuft. Die in den Potentialwannen der ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 angehäuften Signalladungen werden nach aussen ausgelesen.

[0060] Die Entladungsoperation von unnötigen Ladungen wird mit Bezug zu Fig. 6 (c), Fig. 7 (c) und Fig. 8 (b) beschrieben.

[0061] Die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 werden mit dem Erdungspotential versehen. Aus diesem Grund, wie in Fig. 6 (c) und Fig. 7 (c) gezeigt, wird das Potential φΤχι, φτχ2 des Halbleiters unmittelbar unterhalb der ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 nicht vermindert und somit fliesst keine Ladung in die Potentialwannen der ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4. Andererseits werden die dritten Transferelektroden TX3 mit einem positiven Potential versehen. In diesem Fall, wie in Fig. 8 (b) gezeigt, fliessen negative Ladungen e, welche in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugt sind, in die Potentialwannen der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a, 11 d, da das Potential φΤχ3 des Halbleiters unmittelbar unterhalb der dritten Transferelektroden TX3 niedriger als das Potential φΡ0 des Ladungserzeugungsbereichs wird. Durch das obige werden die unnötigen Ladungen in den Potentialwannen der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d gesammelt. Die in den Potentialwannen der Unnötige-Ladung-Sammelbereichel 1 a—11d gesammelten unnötigen Ladungen werden nach aussen entladen. Und zwar, fungieren die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d ebenso als unnötige-Ladungsentladungsbereiche (unnötige-Ladungsentla-dungsabläufe (Drain)). Die unnötigen Ladungssammelbereiche 11 a-11 d werden beispielsweise mit einem festen Potential verbunden.

[0062] Fig. 9 ist ein Zeitablaufsdiagramm von verschiedenen Signalen.

[0063] Es sind die nachfolgenden Signale gezeigt: ein Betriebssignal So für eine nachfolgend beschriebene Lichtquelle LS (siehe Fig. 12), ein Intensitätssignal LP einer Reflektion von der Lichtquelle LS emittiertem Licht, welches zu dem Abbildungsbereich zurückgekehrt ist, nachdem dieses auf ein Objekt OJ gefallen ist (siehe Fig. 12), das erste Transfersignal S-i, welches an die ersten Transferelektroden TX1 angelegt wird, und das zweite Transfersignal S2, welches an die zweiten Transferelektroden TX2 angelegt wird. Da das erste Transfersignal Si mit dem Betriebssignal So synchronisiert ist, stellt die Phase des Intensitätssignals LP einer Reflektion relativ zu dem ersten Transfersignal Si die Flugzeit des Lichts dar, was die Entfernung von dem Entfernungsbildsensor RS zu dem Objekt OJ angibt.

[0064] Ein Überschneiden zwischen dem Intensitätssignal LP einer Reflexion und dem ersten Transfersignal S1, welches an die ersten Transferelektroden TX1 angelegt wird, korrespondiert zu einer Ladungsmenge Q-ι, was die Summen von jeweils in den ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1, FD4 angehäuften Mengen an Ladungen ist. Ein Überschneiden zwischen dem Intensitätssignal LP einer Reflexion und dem zweiten Transfersignal S2, welches an den zweiten Transferelektroden TX2 angelegt wird, korrespondiert zu einer Ladungsmenge Q2, welches die Summe von jeweils in den zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichen FD2, FD3 angehäuften Mengen von Ladungen ist. In diesem Fall wird die Entfernung d (siehe Fig. 12) unter Verwendung eines Verhältnisses der Ladungsmengen Q1, Q2 welche in den ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1-FD4 gesammelt sind, mit einer Anwendung der ersten und zweiten Transfersignale S-i, S2 berechnet. Und zwar, wird die Entfernung d durch d = (c/2) x (TpxQ2/(Qi+Q2)), wobei TP eine Pulsbreite eines Pulses des Betriebssignals SD darstellt. Es wird darauf hingewiesen, dass c die Lichtgeschwindigkeit darstellt.

[0065] Fig. 10 ist eine Gesamtquerschnittsansicht einer Abbildungsvorrichtung.

[0066] Die Abbildungsvorrichtung IM umfasst den Entfernungsabbildungssensor RS und eine Verdrahtungsplatine WB. Der Entfernungsabbildungssensor RS ist über einen Haftbereich FL mit der Verdrahtungsplatine WB in einem Zustand gebondet, bei welchem die Seite der ersten Hauptoberfläche 1a des Halbleitersubstrats 1 der Verdrahtungsplatine WB entgegengesetzt ist. Der Haftbereich FL umfasst ein isolierendes Mittel und ein Füllelement.

[0067] Fig. 11 ist ein Zeitablaufsdiagramm von tatsächlichen verschiedenen Signalen.

[0068] Eine Dauer TF eines Frames besteht aus einer Dauer (Anhäufungsdauer) Tacc zum Anhäufen von Signalladungen und einer Dauer (Auslesedauer) Tro zum Auslesen von Signalladungen. Unter Betrachtung eines Pixels, wird das Betriebssignal SD mit einer Vielzahl von Pulsen an die Lichtquelle LS (siehe Fig. 12) in der Anhäufungsdauer Tacc angelegt, und synchron damit werden die ersten und zweiten Transfersignale S-i, S2 mit der weiteren jeweiligen zueinander entgegengesetzten Phase an die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 angelegt. Vor der Entfernungsmessung wird ein Zurücksetzungssignal an die ersten bis vierten Signalentladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 zum Entladen der innen angehäuften Ladungen nach aussen angelegt. In diesem Beispiel wird die Zurücksetzungssignal-Zurücksetzung vorübergehend eingeschaltet und dann ausgeschaltet; danach werden eine Vielzahl von Betriebssignalen Sd sequenziell angelegt, und synchron damit wird der Ladungstransfer sequenziell ausgeführt, wodurch Signalladungen in den ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1-FD4 ganz angehäuft werden.

[0069] Danach werden in der Auslesedauer Tro die Signalladungen, welche in den ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1 bis FD4 angehäuft sind, ausgelesen. Zu diesem Zeitpunkt wird das an die dritten Transferelektroden TX3 anzulegende dritte Transfersignal S3 eingeschaltet, um das positive Potential an den dritten Transferelektroden TX3 anzulegen, wodurch unnötige Ladungen in den Potentialwannen der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a—11 d gesammelt werden.

[0070] Fig. 12 ist eine Zeichnung, welche eine Gesamtkonfiguration einer Entfernungsabbildungsvorrichtung zeigt.

[0071] Die Entfernung d zu dem Objekt OJ wird durch die Entfernungsabbildungsvorrichtung gemessen. Wie oben beschrieben, wird das Betriebssignal Sd an die Lichtquelle LS wie beispielsweise eine Laserlicht-Bestrahlungsvorrichtung und eine LED angelegt und das Intensitätssignal LP einer durch das Objekt OJ reflektierten Reflexionslichtfigur fällt auf die Ladungserzeugungsbereiche des Entfernungsabbildungssensors RS. Die Ladungsmengen Q-ι, Q2, welche synchron mit den ersten und zweiten Transfersignalen S-i, S2 gesammelt sind, werden Pixel für Pixel von dem Entfernungsabbildungssensor RS ausgegeben, um diese an einen arithmetischen Schaltkreis ART synchron mit dem Betriebssignal SD zuzuführen. Der arithmetische Schaltkreis ART berechnet die Entfernung d in jedem Pixel wie oben beschrieben und überträgt das Berechnungsergebnis an eine Steuereinheit CONT. Die Steuereinheit CONT steuert einen Betriebsschaltkreis DRV zum Betreiben der Lichtquelle LS, gibt die ersten bis dritten Transfersignale S1-S3 aus und lässt eine Anzeigeeinheit DSF das Berechnungsergebnis, welches von dem arithmetischen Schaltkreis ART zugeführt ist, anzeigen.

[0072] Wirkung und Effekte des wie oben beschrieben ausgebildeten Entfernungsabbildungssensors RS wird beschrieben. Die Wirkung und der Effekt des Entfernungsabbildungssensors RS werden nachfolgend im Vergleich mit einem konventionellen Entfernungsabbildungssensor beschrieben.

[0073] Fig. 13 ist eine Zeichnung zur Erläuterung von Ladungsaustreten in dem konventionellen Entfernungsabbildungssensor.

[0074] In dem konventionellen Entfernungsabbildungssensor umfasst jeder einer Vielzahl von Entfernungssensoren R-i bis Rn, welche in einer eindimensionalen Richtung angeordnet sind, einen ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1 und eine erste Transferelektrode TX1 auf einer Seite in der eindimensionalen Richtung der Photogate-Elektrode PG und einen zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2 und eine zweite Transferelektrode TX2 auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung der Photogate-Elektrode PG. Und zwar ist die Vielzahl von Entfernungssensoren R-ι bis RN eindimensional in den Ladungsverteilungsrichtungen angeordnet. In benachbarten zwei Entfernungssensoren Rn, Rn+1 sind der erste Signalladungsanhäufungsbereich FD1 und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD2 in der eindimensionalen Richtung benachbart. Der konventionelle Entfernungsabbildungssensor umfasst weiter die p-Typ-Wannen-bereiche W. Der Wannenbereich W, wenn dieser von der zu der zweiten Hauptoberfläche 1b senkrechten Richtung aus betrachtet wird, ist in dem zweiten Halbleiterbereich 5 gebildet, um die Photogate-Elektrode PG, die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 und die ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2 zu umgeben. Der Wannenbereich W, wenn dieser von der zu der zweiten Hauptoberfläche 1b senkrechten Richtung aus betrachtet wird, überschneidet einen Teil eines jeden der ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2. Die äusseren Ränder der Wannenregionen W fallen ungefähr mit den äusseren Rändern der Entfernungssensoren R-ι bis Rn zusammen.

[0075] In dem Entfernungsabbildungssensor, wie oben beschrieben, wird beispielsweise, wenn Licht auf den Entfernungssensor Rn einfällt, eine Ladung entsprechend dem Einfallslicht in dem Entfernungssensor Rn erzeugt. Die erzeugte Ladung wird in die ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2 in Reaktion auf die ersten und zweiten Transfersignale Si, S2 verteilt. Dabei entweicht ein Teil der Ladung in die ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2 eines anderen Entfernungssensors R. Die Austrittsmengen sind wesentlich unterschiedlich in Abhängigkeit davon, ob die Anordnungen der ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2 in dem anderen Entfernungssensor R auf der Seite des Entfernungssensors Rn sind oder nicht.

[0076] In dem Entfernungssensor Rn+1 ist der erste Signalladungsanhäufungsbereich FD1 auf der Seite des Entfernungssensors Rn angeordnet und ist der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD2 auf der entgegengesetzten Seite zu dem Entfernungssensor Rn angeordnet. Aus diesem Grund, wenn, eine Ladung aus dem Entfernungssensor Rn in den Entfernungssensor Rn+1 austritt, wird eine Austrittsmenge B% in dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1 grösser als eine Austrittsmenge A% in dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2. Ähnlich, wenn Licht auf den Entfernungssensor Rn+1 einfällt und wenn eine Ladung von dem Entfernungssensor Rn+1 in den Entfernungssensor Rn austritt, da der zweite Signalladungsanhäufungsbereich FD2 auf der Seite des Entfernungssensors in dem Entfernungssensor Rn angeordnet ist, wird eine Austrittsmenge D% in dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2 grösser als eine Austrittsmenge C% in dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1.

[0077] Falls das Verhältnis der in den ersten Signalladungsanhäufungsbereich FD1 durch die erste Transferelektrode TX1 verteilte Ladungsmenge zu der in den zweiten Signalladungsanhäufungsbereich FD2 durch die zweite Transferelektrode TX2 verteilte Ladungsmenge in den Entfernungssensoren FL, Rn+i identisch ist, sollten die durch den Entfernungssensor Rn und den Entfernungssensor Rn+1 gemessenen Entfernungen identisch sein. Allerdings, da eine Ladung zwischen den Entfernungssensoren Rn, Rn+1 austritt, wie oben beschrieben, sind die jeweils in den ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereichen FD1, FD2 angehäuften Ladungsmengen zwischen dem Entfernungssensor Rn und dem Entfernungssensor Rn+1 unterschiedlich. Aus diesem Grund kann die durch den Entfernungssensor Rn gemessene Entfernung von der durch den Entfernungssensor Rn+1 unterschiedlich sein.

[0078] Im Gegensatz dazu sind bei dem Entfernungsabbildungssensor RS entsprechend der vorliegenden Ausführungsform die Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis PN in der eindimensionalen Richtung A angeordnet, und jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis PN umfasst die ersten und zweiten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD2 auf einer Seite in der eindimensionalen Richtung A der Photogate-Elektrode PG und umfasst die dritten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD3, FD4 auf der anderen Seite in der eindimensionalen Richtung A der Photogate-Elektrode PG. Die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD4 sammeln die Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal Si zu fliessen. Die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche FD2, FD3 sammeln die Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal S2 zu fliessen, und zwar sind in jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis PN die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD4 zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal S-i zu fliessen, jeweils auf beiden Seiten in der eindimensionalen Richtung A des Ladungserzeugungsbereichs angeordnet und sind die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichs FD2, FD3 zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal S2 zu fliessen, jeweils auf beiden Seiten der eindimensionalen Richtung A des Ladungserzeugungsbereichs angeordnet. Aus diesem Grund wird in jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis PN die von dem anderen Entfernungssensor austretende Ladung mit einem guten Ausgleich in die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1, FD4 zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das erste Transfersignal S-ι zu fliessen, und in die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche FD2, FD3 zum Anhäufen der Signalladungen, welche veranlasst sind, in Reaktion auf das zweite Transfersignal S2 zu fliessen, verteilt. Daher sind die Effekte eines Ladungsübersprechens auf die Entfernungsmessung zwischen den in der eindimensionalen Richtung A benachbarten Entfernungssensoren identisch.

[0079] Der Entfernungsabbildungssensor RS umfasst weiter die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 a-11 d zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als die unnötigen Ladungen und die dritten Transferelektroden TX3 zum Veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als unnötige Ladungen in die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11a, 11b in Reaktion auf das in einer Phase von dem ersten und dem zweiten Transfersignal S-ι, S2 unterschiedliche dritte Transfersignal S3 fliesst. Aus diesem Grund können die unnötigen Ladungen nach aussen entladen werden, was die Messgenauigkeit einer Entfernung verbessert.

[0080] In jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn sind die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 entgegengesetzt zueinander mit der Photogate-Elektrode PG dazwischen in der eindimensionalen Richtung A angeordnet. Und zwar sind in jedem der Vielzahl von Entfernungssensoren P-, bis PN die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 ohne ein Ungleichgewicht in der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung angeordnet. Aus diesem Grund, selbst wenn Licht nur auf einen Abschnitt der Photogate-Elektrode PG in der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung fällt und wobei es ein Ungleichgewicht einer in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung in der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung gibt, wird ein geringeres Ungleichgewicht zwischen durch die ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 verteilten Ladungsmengen erzeugt. In der Folge wird die Genauigkeit einer gemessenen Entfernung verbessert.

[0081] Die vorliegende Erfindung muss nicht auf die obige Ausführungsform beschränkt sein. Beispielsweise sind in der obigen Ausführungsform die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11-11b und die dritten Transferelektroden TX3 auf der Seite der ersten langen Seite L1 oder auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG angeordnet, allerdings muss die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt sein.

[0082] Fig. 14 ist eine schematische Draufsicht, welche Pixel zeigt, welche den Abbildungsbereich des Entfernungsabbildungssensors bilden, entsprechend einem Modifikationsbeispiel.

[0083] Wie in derselben Zeichnung gezeigt, ist der Entfernungsabbildungssensor RS entsprechend dem Modifikationsbeispiel unterschiedlich zu dem Entfernungsabbildungssensor RS entsprechend der Ausführungsform, hauptsächlich darin, dass jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren P-ι bis Pn einen Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11 e und einen Unnö-tige-Ladung-Sammelbereich 11 f, welche auf der Seite der ersten kurzen Seite S1 und auf der Seite der zweiten kurzen Seite S2 angeordnet sind, jeweils anstelle der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11-11b, welche auf der Seite der ersten langen Seite L1 und auf der Seite der zweiten langen Seite L2 angeordnet sind, umfasst und zwei dritte Transferelektroden TX3, welche auf der Seite der ersten kurzen Seite S1 und auf der Seite der zweiten kurzen Seite S2 angeordnet sind, anstelle der vier dritten Transferelektroden TX3, welche auf der Seite der ersten langen Seite L1 und auf der Seite der zweiten langen Seite L2 angeordnet sind, umfasst.

[0084] Der Unnötige-Ladung-Sammelbereichl 1e ist von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der ersten kurzen Seite S1 der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Der Unnötige-Ladung-Sammelbereich 11f ist von der Photogate-Elektrode PG auf der Seite der zweiten kurzen Seite S2 der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Und zwar sind die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche11e, 11 f mit der Photogate-Elektrode PG dazwischen in der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung und von der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. Die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 e, 11f weisen in einer Draufsicht eine rechteckige Form auf. In diesem Beispiel sind diese in einer Rechteckform, in der Form identisch zueinander und mit den langen Seiten parallel zu der eindimensionalen Richtung A. Die ersten bis vierten Signalladungsanhäufungsbereiche FD1-FD4 sind in einer Draufsicht in einem Rechteck geformt, in einer Form miteinander identisch und mit den langen Seiten parallel zu der zu der eindimensionalen Richtung A senkrechten Richtung.

[0085] Die dritten Transferelektroden TX3 sind jeweils zwischen den Unnötige-Ladung-Sammelbereichen 11 e, 11 f und der Photogate-Elektrode PG angeordnet. Die dritten Transferelektroden TX3 sind jeweils von den Unnötige-Ladung-Sam-melbereichen 11 e, 11f und der Photogate-Elektrode PG weg angeordnet. In diesem Beispiel sind die dritten Transferelektroden TX3 in einer Draufsicht in einer Rechteckform gebildet, in der Form miteinander identisch und weisen die langen Seiten parallel zu der eindimensionalen Richtung A auf. Die Länge einer jeden der langen Seiten ist beispielsweise gleich der Länge der ersten und zweiten kurzen Seiten S1, S2 der Photogate-Elektrode PG. Die Länge einer jeden langen Seite der ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 ist beispielsweise ungefähr gleich der Hälfte der Länge einer jeden der ersten langen Seiten L1, L2 der Photogate-Elektrode PG.

[0086] Der Entfernungsabbildungssensor RS dieser Konfiguration kann ebenso dieselbe Wirkung und denselben Effekt wie der in Fig. 2 gezeigte Entfernungsabbildungssensor RS erzielen. Der Sensor kann weiter die Unnötige-Ladung-Sammelbereiche 11 e, 11 f und dritte Transferelektroden TX3, welche auf der Seite der ersten kurzen Seite S1 oder auf der Seite der zweiten kurzen Seite S2 der Photogate-Elektrode PG angeordnet sind, zusätzlich zu den Unnötige-Ladung-Sammel-bereichen 11 a—11 d und den dritten Transferelektroden TX3, welche auf der Seite der ersten langen Seite L1 und auf der Seite der zweiten langen Seite L2 der Photogate-Elektrode PG angeordnet sind, umfassen.

[0087] Die Anzahl von Unnötige-Ladung-Sammelbereichen muss nicht auf vier oder zwei beschränkt sein, sondern kann je nach Bedarf eingestellt werden oder kann gleich 0 sein. Die Anordnung der Unnötige-Ladung-Sammelbereiche kann beispielsweise zwischen den ersten und zweiten Transferelektroden TX1, TX2 sein, und diese können je nach Bedarf angeordnet werden.

[0088] Der Entfernungsabbildungssensor RS ist der Zeilensensor, bei welchem die Vielzahl von Entfernungssensoren P-i-PN jeweils eindimensional angeordnet sind, allerdings können diese zweidimensional angeordnet sein. In diesem Fall kann der Sensor einfach ein zweidimensionales Bild erfassen. Das zweidimensionale Bild kann ebenso durch Rotieren des Zeilensensors oder durch Verwenden von zwei Zeilensensoren zum Scannen erhalten werden.

[0089] Der Entfernungsabbildungssensor RS ist nicht auf den frontbelichteten Entfernungsabbildungssensor beschränkt. Der Entfernungsabbildungssensor RS kann ein rückbelichteter Entfernungsabbildungssensor sein.

[0090] Der Ladungserzeugungsbereich, bei welchem eine Ladung entsprechend einem Einfalllicht erzeugt wird, kann aus einer Fotodiode gebildet sein (beispielsweise eine eingebettete Fotodiode oder etwas Ähnliches).

[0091] Die Ladungstypen p-Typ und n-Typ in dem Entfernungsabbildungssensor RS entsprechend der vorliegenden Ausführungsform können zu den oben beschriebenen entgegengesetzt ersetzt werden.

Industrielle Anwendbarkeit [0092] Die vorliegende Erfindung ist auf die Entfernungsabbildungssensoren eines Ladungsverteilungstyps anwendbar.

Claims

Bezugszeichenliste [0093] 11a bis 11 f Unnötige-Ladung-Sammelbereiche; A eindimensionale Richtung; FD1 erster Signalladungsanhäufungsbereich; FD2 zweiter Signalladungsanhäufungsbereich; FD3 dritter Signalladungsanhäufungsbereich; FD4 vierter Signalladungsanhäufungsbereich; P-ι bis PN Entfernungssensoren; PG Photogate-Elektrode; RSS Entfernungsabbildungssensor; 51 erstes Transfersignal; 52 zweites Transfersignal; 53 drittes Transfersignal; TX1 erste Transferelektrode; TX2 zweite Transferelektrode; TX3 dritte Transferelektrode. Patentansprüche

1. Entfernungsabbildungssensor (RS), bei welchem eine Vielzahl von Entfernungssensoren (P-i-Pn) in einer eindimensionalen Richtung angeordnet sind, wobei jeder der Vielzahl von Entfernungssensoren (P-i-Pn) umfasst: einen Ladungserzeugungsbereich, in welchem eine Ladung entsprechend einfallendes Licht erzeugt wird; erste und zweite Signalladungsanhäufungsbereiche (FD1, FD2), welche von dem Ladungserzeugungsbereich auf einer Seite in der eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs entfernt und voneinander entlang einer zu der gleichen eindimensionalen Richtung senkrechten Richtung entfernt angeordnet sind und zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als Signalladungen ausgebildet sind; einen dritten Signalladungsanhäufungsbereich (FD3), welcher von dem Ladungserzeugungsbereich auf der anderen Seite in der gleichen eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs entfernt und zu dem ersten Signalladungsanhäufungsbereich (FD1) gegenüberliegend mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der gleichen eindimensionalen Richtung angeordnet ist und zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als eine Signalladung ausgebildet ist; ein vierter Signalladungsanhäufungsbereich (FD4), welcher von dem Ladungserzeugungsbereich auf der anderen Seite in der gleichen eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs entfernt und dem zweiten Signalladungsanhäufungsbereich (FD2) gegenüberliegend mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der gleichen eindimensionalen Richtung angeordnet ist und zum Anhäufen der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als eine Signalladung ausgebildet ist; zwei erste Transferelektroden (TX1), welche jeweils zwischen den ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereichen (FD1, FD4) und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die respektive Signalladungen in die ersten und vierten Signalladungsanhäufungsbereiche (FD1, FD4) in Reaktion auf ein erstes Transfersignal fliessen; und zwei zweite Transferelektroden (TX2), welche jeweils zwischen den zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereichen (FD2, FD3) und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die respektive Signalladungen in die zweiten und dritten Signalladungsanhäufungsbereiche in Reaktion auf ein in einer Phase von dem ersten Transfersignal unterschiedliches zweites Transfersignal fliesst, und wobei in beliebigen zwei genannten Entfernungssensoren, welche in der gleichen eindimensionalen Richtung benachbartsind, der erste Signalladungsanhäufungsbereich (FD1) eines ersten der beliebigen zwei Entfernungssensoren und der vierte Signalladungsanhäufungsbereich (FD4) eines zweiten der beliebigen zwei Entfernungssensoren in der gleichen eindimensionalen Richtung benachbart sind und der zweite Signalladungsanhäufungsbereich (FD2) des ersten der beliebigen zwei Entfernungssensoren und der dritte Signalladungsanhäufungsbereich (FD3) des zweiten der beliebigen zwei Entfernungssensoren in der gleichen eindimensionalen Richtung benachbart sind.
2. Entfernungsabbildungssensor gemäss Anspruch 1, weiter umfassend: eine Vielzahl von Sammelbereichen für unnötige Ladung (11 a—11 d), welche von dem Ladungserzeugungsbereich auf der einen Seite und auf der anderen Seite in der gleichen eindimensionalen Richtung des Ladungserzeugungsbereichs entfernt angeordnet sind und ausgebildet sind zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als unnötige Ladungen; und eine Vielzahl von dritten Transferelektroden (TX3), welche jeweils zwischen der Vielzahl von Sammelbereichen für unnötige Ladung (11 a—11 d) und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die respektive unnötigen Ladungen in die Vielzahl von Sammelbereichen für unnötige Ladung (11 a—11 d) in Reaktion auf ein in einer Phase von dem ersten und dem zweiten Transfersignal unterschiedliches drittes Transfersignal fliessen.
3. Entfernungsabbildungssensor gemäss Anspruch 1, weiter umfassend: eine Vielzahl von Sammelbereichen (11 a—11 d) für unnötige Ladung, welche mit dem Ladungserzeugungsbereich dazwischen in der zu der gleichen eindimensionalen Richtung senkrechten Richtung und von dem Ladungserzeugungsbereich entfernt angeordnet sind und ausgebildet sind zum Sammeln der in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugten Ladung als unnötige Ladungen; und eine Vielzahl der dritten Transferelektroden (TX3), welche jeweils zwischen der Vielzahl von Sammelbereichen für unnötige Ladung (11 a—11 d) und dem Ladungserzeugungsbereich angeordnet sind und ausgebildet sind, zu veranlassen, dass die in dem Ladungserzeugungsbereich erzeugte Ladung als die respektive unnötigen Ladungen in die Vielzahl von Sammelbereichen für unnötige Ladung (11 a—11 d) in Reaktion auf ein in einer Phase von dem ersten und dem zweiten Transfersignal (TX1, TX2) unterschiedliches drittes Transfersignal fliessen.