CN109644244A - 固态成像器件、电子装置及固态成像器件的控制方法 - Google Patents

固态成像器件、电子装置及固态成像器件的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明为了提高对光电二极管中的电荷进行传输的器件中的所述电荷的传输效率。固态成像器件中的光电转换元件设置有多个电极和多个检测端子。驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有端子传输至位于所述传输目的地的端子。检测部检测与被传输至位于所述传输目的地的所述端子的所述电荷的量对应的信号。

Description

固态成像器件、电子装置及固态成像器件的控制方法
技术领域
本发明涉及固态成像器件、电子装置及固态成像器件的控制方法。具体地，本发明涉及能够根据照射光和反射光之间的相位差求出距离的固态成像器件、电子装置及固态成像器件的控制方法。
背景技术
在相关技术中，被称为TOF(Time of Flight，飞行时间)方式的距离测量方法是已知的。TOF方式是这样的方法：从电子装置发射诸如正弦波或矩形波等间歇光作为照射光，以求出相对于照射光的反射光与照射光之间的相位差，并根据相位差测量距离。相对于使用TOF方式的电子装置，提出应用CAPD(Current Assisted Photonic Demodulator，电流辅助光子解调器)方法的系统，以便提高距离测量准确度(例如，参见专利文献1)。在这方面，CAPD方法是这样的方法：在设置有两个电极和两个检测端子的光电二极管中，电荷从两个检测端子中的一个传输至另一个，使得电势差被提供至电极。在CAPD方法中，电子装置通过以在与照射光同步的时刻处切换电势差的正负的方式来检测受光量，从而根据相位差求出距离。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP 2011-86904 A
发明内容
技术问题
在上述的相关技术中，通过应用CAPD方法能够提高距离测量准确度。在CAPD方法中，当电荷在光电二极管中的传输效率提高时，距离测量准确度提高，且因此优选较高的传输效率。然而，在较高频率的照射光中，正负电势之间的切换间隔相应地变短；在下一次切换之前，电荷不能被完全传输，使得传输效率降低。此外，当光入射到两个检测端子的传输源的下部时，光转换的电荷不被传输至传输目的地的传输端子，使得传输效率降低。为了提高传输效率，增大电势差的绝对值就足够了；然而，这并不优选，因为增加了能耗。因此，存在这样的问题：在上述的相关技术中，难以提高电荷的传输效率。
鉴于上述情况产生本发明，且在传输光电二极管中的电荷的器件中，期望提高电荷的传输效率。
技术问题的解决方案
构思出本发明来解决上述的问题，且本发明的第一方面是固态成像器件及其控制方法，固态成像器件包括：光电转换元件，设置有多个电极和多个检测端子；驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和检测部，检测与被传输至所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号。这提供了这样的操作：在产生了具有不同方向的多个电场的固态成像器件中，将电荷从不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子。
此外，根据该第一方面，所述多个电极的数量可以是4，所述多个检测端子的数量可以是4，检测部可以包括连接至所述多个检测端子的互不相同的4个检测电路，且多个电极可以以二维格子形状排列。这提供了这样的操作：将电荷从不与所述传输目的地对应的3个检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子。
此外，根据该第一方面，所述驱动器可以将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将所述预定电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。这提供了这样的操作：通过由高电势、两个预定电势和单个低电势产生的多个电场来传输电荷。
此外，根据该第一方面，所述驱动器可以将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的低电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。这提供了这样的操作：通过由高电势、单个预定电势和两个低电势产生的多个电场来传输电荷。
此外，根据该第一方面，所述驱动器可以将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的第一低电势供给至与如下两个检测端子中的一者相邻的电极，将比所述第一低电势更低的第二低电势供给至与所述两个检测端子中的另一者相邻的电极，并且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。这提供了这样的操作：通过由高电势、预定电势、第一低电势和第二低电势产生的多个电场来传输电荷。
此外，根据该第一方面，所述驱动器可以将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极。这提供了这样的操作：通过由高电势和低电势产生的多个电场来传输电荷。
此外，根据该第一方面，所述多个电极的数量可以是3，所述多个检测端子的数量可以是3，所述检测部可以包括连接至所述多个检测端子的互不相同的3个检测电路。这提供了这样的操作：将电荷从不与传输目的地对应的2个检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子。
此外，根据该第一方面，所述多个电极的数量可以是5，所述多个检测端子的数量可以是5，检测部可以包括连接至所述多个检测端子的互不相同的5个检测电路。这提供了这样的操作：将电荷从不与传输目的地对应的4个检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子。
此外，根据该第一方面，还可以包括遮光部，所述遮光部遮蔽从与所述光电转换元件相邻的元件至所述光电转换元件的光。这提供了这样的操作：实现所述光电转换元件之间的隔离。
此外，根据该第一方面，所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状可以是圆形。这提供了这样的操作：在圆形的检测端子之间传输电荷。
此外，根据该第一方面，所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状可以是矩形。这提供了这样的操作：在矩形的检测端子之间传输电荷。
此外，本发明的第二方面是电子装置，其包括：光电转换元件，设置有多个电极和多个检测端子；驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；检测部，检测与被传输至位于所述传输目的地的检测端子的所述电荷的总量对应的信号；和距离测量部，根据所述信号测量距预定物体的距离。这提供了这样的操作：根据与所述电荷的量对应的信号来测量距离。
本发明的有益效果
根据本发明，能够实现这样的良好效果：在传输光电二极管中的电荷的器件中，能够提高电荷的传输效率。注意，这里所述的效果未必是限制性的，且可以涉及说明书所述的任一效果。
附图说明
图1是描述了本发明的第一实施例的电子装置的构造例的框图。
图2是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件的构造例的框图。
图3是本发明的第一实施例的像素阵列部的平面图。
图4是描述了本发明的第一实施例的分立单元的构造例的框图。
图5是本发明的第一实施例的从光电二极管的配线表面侧观察的平面图。
图6是本发明的第一实施例的光电二极管的横截面图的示例。
图7图示了本发明的第一实施例中的光电二极管在驱动期间的状况。
图8是描述了本发明的第一实施例的左上检测电路的构造例的电路图。
图9是描述了本发明的第一实施例的右上检测电路的构造例的电路图。
图10是本发明的第一实施例的分立单元的平面图的示例。
图11是描述了本发明的第一实施例的晶体管布置区域的构造例的电路图。
图12是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件的操作示例的时序图。
图13是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件在TOF期间内的操作示例的时序图。
图14是描述了本发明的第一实施例的在检测0度至180度期间内的受光量时光电二极管280的状况的示例的示意图。
图15是描述了本发明的第一实施例的在检测180度至360度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图16是描述了本发明的第一实施例的在检测90度至270度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图17是描述了本发明的第一实施例的光电二极管的在检测270度至90度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。
图18是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件的操作示例的流程图。
图19是本发明的第一实施例的变型例的光电二极管的平面图的示例。
图20是本发明的第二实施例的光电二极管的平面图的示例。
图21是本发明的第三实施例的光电二极管的平面图的示例。
图22是本发明的第四实施例的从光电二极管的光接收表面观察的平面图的示例。
图23是本发明的第四实施例的光电二极管的横截面图的示例。
图24是描述了本发明的第五实施例的在检测0度至180度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图25是描述了本发明的第五实施例的在检测180度至360度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图26是描述了本发明的第五实施例的在检测90度至270度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图27是描述了本发明的第五实施例的在检测270度至90度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图28是描述了本发明的第六实施例的在检测0度至180度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图29是描述了本发明的第六实施例的在检测180度至360度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图30是描述了本发明的第六实施例的在检测90度至270度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图31是描述了本发明的第六实施例的在检测270度至90度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图32是描述了本发明的第七实施例的在检测0度至180度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图33是描述了本发明的第七实施例的在检测180度至360度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图34是描述了本发明的第七实施例的在检测90度至270度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图35是描述了本发明的第七实施例的在检测270度至90度期间内的受光量时光电二极管的状况的示例的示意图。
图36是描述了车辆控制系统的示意性构造例的框图。
图37是说明了成像部的安装位置的示例的辅助图。
具体实施方式
以下，将说明用于实施本发明的形式(以下，被称为实施例)。将以下面的顺序进行说明。
1.第一实施例(设置有4个分区来产生多个电场的示例)
2.第二实施例(设置有3个分区来产生多个电场的示例)
3.第三实施例(设置有5个分区来产生多个电场的示例)
4.第四实施例(设置有遮光部来产生多个电场的示例)
5.第五实施例(通过两种类型的电势来产生多个电场的示例)
6.第六实施例(通过三种类型的电势来产生多个电场的示例)
7.第七实施例(通过四种类型的电势来产生多个电场的示例)
8.应用于移动体的应用例
<1.第一实施例>
[电子装置的构造例]
图1是描述了本发明的实施例的电子装置100的构造例的框图。电子装置100是能够通过TOF方式来测量与物体的距离的装置，并且包括发光部110、同步控制部120、固态成像器件200和距离测量部130。
发光部110被构造为与具有预定频率的同步信号同步地使用间歇光进行照射。例如，使用近红外光作为照射光。此外，使用矩形波时钟信号CLKp作为同步信号。注意，也能够使用正弦波信号作为同步信号。
固态成像器件200被构造为接收相对于间歇光的反射光，并且产生光接收数据。固态成像器件200与垂直同步信号XVS同步地产生含有预定数量的光接收数据的图像数据，并且经由信号线209将该数据供给至距离测量部130。垂直同步信号XVS的频率例如是30赫兹(Hz)。
同步控制部120被构造为同步地操纵发光部110和固态成像器件200。同步控制部120经由信号线129将时钟信号CLKp供给至发光部110和固态成像器件。时钟信号CLKp的频率高于垂直同步信号的频率，并且例如是10至20兆赫兹(MHz)。
距离测量部130被构造为基于图像数据测量到达物体的距离。距离测量部产生代表测量值的深度数据，并且将该数据输出至外部。深度数据例如用于对与距离对应的度数进行模糊处理的图像处理或手势识别。
[固态成像器件的构造例]
图2是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件200的构造例的框图。固态成像器件200包括驱动器211、行扫描电路212、像素阵列部220、时序控制部213和列信号处理部214。
驱动器211被构造为与来自同步控制部120的时钟信号CLKp同步地将相位互不相同的多个驱动信号供给至像素阵列部220。将在下文说明驱动信号的详情。
多个像素以二维格子形状排列在固态成像器件200中。以下，在固态成像器件200中，将在预定方向(水平方向等)上排列的像素组称为“行”，且将与行垂直地排列的像素组称为“列”。
时序控制部213被构造为与垂直同步信号XVS同步地控制行扫描电路212和列信号处理部214的操作时序。时序控制部213产生比垂直同步信号XVS的频率高的水平同步信号XHS，并且将该信号供给至行扫描电路212。
行扫描电路212被构造为与垂直同步信号XVS同步地顺序驱动各行。列信号处理部214被构造为针对各列对来自像素的像素信号实施预定的信号处理，诸如AD(Analog-to-Digital，模数)转换处理或CDS(Correlated Double Sampling，相关双采样)处理等。列信号处理部214将含有处理后的数据的图像数据供给至距离测量部130。
图3是本发明的第一实施例的像素阵列部220的平面图。在像素阵列部220中，多个分立单元230以二维格子形状布置。在各分立单元230中布置有2行和2列形式的4个像素。
在分立单元230中，左上像素的坐标例如是(i，j)，其中，i和j均是整数。此外，右上像素的坐标是(i，j+1)，且左下像素的坐标是(i+1，j)。右下像素的坐标是(i+1，j+1)。
此外，为分立单元230的每列布置用于传输来自驱动器211的驱动信号的4个驱动信号线。此外，为像素的每列布置垂直信号线。
[固态成像器件的构造例]
图4是描述了本发明的第一实施例的分立单元230的一个构造例的框图。分立单元230包括检测电路240、250、260和270，以及光电二极管280。
光电二极管280被构造为通过光电转换将入射光转换成电荷。来自驱动器211的驱动信号GDA、GDB、GDC和GDD经由驱动信号线输入到光电二极管280中。驱动信号GDA、GDB、GDC和GDD的各自相位彼此相差90度。
光电二极管280在当驱动信号GDA是高电平时将电流信号DETA输出至检测电路240，且在当驱动信号GDB是高电平时将电流信号DETB输出至检测电路250。此外，光电二极管280在当驱动信号GDC是高电平时将电流信号DETC输出至检测电路260，且在当驱动信号GDD是高电平时将电流信号DETD输出至检测电路270。
检测电路240被构造为检测与电流信号DETA对应的电压的像素信号，并且经由垂直信号线VSLj将该信号输出至列信号处理部214。检测电路250被构造为检测与电流信号DETB对应的电压的像素信号，并且经由垂直信号线VSLj+1将该信号输出至列信号处理部214。
检测电路260被构造为检测与电流信号DETC对应的电压的像素信号，并且经由垂直信号线VSLj将该信号输出至列信号处理部214。检测电路270被构造为检测与电流信号DETD对应的电压的像素信号，并且经由垂直信号线VSLj+1将该信号输出至列信号处理部214。
图4中的包括检测电路240和光电二极管280的电路对应于图3中的坐标(i，j)处的像素。此外，图4中的包括检测电路250和光电二极管280的电路对应于图3中的坐标(i，j+1)处的像素。此外，图4中的包括检测电路260和光电二极管280的电路对应于图3中的坐标(i+1，j)处的像素。此外，图4中的包括检测电路270和光电二极管280的电路对应于图3中的坐标(i+1，j+1)处的像素。即，光电二极管280被4个像素共享。
注意，包括检测电路240、250、260和270的电路是如权利要求的范围内记载的检测部的示例。
[光电二极管的构造例]
图5是本发明的第一实施例的从光电二极管280的配线表面侧观察的平面图。在这种情况下，将行的方向标记为X方向，将列的方向标记为Y方向，且将与X方向和Y方向垂直的方向标记为Z方向。将光电二极管280的XY平面分成A区281、B区282、C区283和D区284。然后，这四个区以2行和2列方式排列。此外，也将各区称为“分区”。即，光电二极管280包括4个分区。
检测端子285和与检测端子285相邻的电极286布置在A区281中。检测端子287和与检测端子287相邻的电极288布置在B区282中。此外，检测端子289和与检测端子289相邻的电极290布置在C区283中。检测端子291和与检测端子291相邻的电极292布置在D区284中。
检测端子285、287、289和291各者的形状例如是从垂直于光接收表面的方向(Z方向)观看时的圆形，且电极286、288、290和292各者的形状也是圆形。此外，检测端子285、287、289和291均形成为围绕相应的电极。
此外，检测端子285连接至检测电路240，且检测端子287连接至检测电路250。检测端子289连接至检测电路260，且检测端子291连接至检测电路270。电极286、288、290和292经由彼此不同的驱动信号线连接至驱动器211。那么，驱动信号GDA、GDB、GDC和GDD分别输入至电极286、288、290和292。注意，光电二极管280是如权利要求的范围内记载的光电元件的示例。
驱动器211通过驱动信号GDA、GDB、GDC和GDD在光电二极管280中产生方向互不相同的多个电场。对于作为传输目的地的检测端子285、287、289和291中任一者，这些电场将电荷从不与传输目的地对应的所有端子传输至位于传输目的地的端子。
图6是本发明的第一实施例的光电二极管280的横截面图的示例。图6对应于当沿着图5中的线段X1-X2截取光电二极管280时的横截面图。在光电二极管280的基板293中，图6中的下表面对应于受光表面。检测端子285、287和电极286、288形成在与受光表面相反的上部配线表面。此外，图6中的箭头示意了光的入射方向。
检测端子285包括N-层285-2和位于其上侧的N+层285-1。电极286包括P-层286-2和位于其上侧的P+层286-1。检测端子287包括N-层287-2和位于其上侧的N+层287-1。电极288包括P-层288-2和位于其上侧的P+层288-1。基板293适于包括P型半导体。
如上所述，相对于基板293的作为前表面的配线表面，光照射至与前表面相反的背面。该类型的固态成像器件200被称为背面照射型固态成像器件。
图7图示了本发明的第一实施例的光电二极管280在驱动期间的状况。图7中的字母‘a’是图示了光电二极管280在产生从A区至B区的电场时的状况的图。图7中的字母‘b’是图示了光电二极管280在产生从B区至A区的电场时的状况的图。
如图7中的字母‘a’所示，当驱动器211将处于比中间电平更高的高电平的电势供给至电极286且将处于中间电平的电势供给至电极288时，产生方向为从A区至B区的电场。通过电场，使负电荷(电子)漂移，且将它们的大部分从B区传输至A区。电荷从检测端子285输出，且电流信号DETA流动。此外，微小的泄漏电流在检测端子287处流动。
另一方面，如图7中的字母‘b’所示，当驱动器211将处于中间电平的电势供给至电极286且将处于高电平的电势供给至电极288时，产生方向为从B区至A区的电场。通过电场，使电子漂移，且它们的大部分从A区传输至B区。电荷从检测端子287输出，且电流信号DETB流动。此外，微小的泄漏电流在检测端子285处流动。
因此，下面的方法被称为CAPD方法：通过在光电二极管中的多个电极之间提供电势差，使电荷在多个检测端子之间传输。在常规的CAPD方法中，仅两个电极设置在光电二极管中，且电荷从这两个电极中的一者传输至另一者。与之相比，4个电极286、288、290和292设置在光电二极管280中，且电荷从它们中的3个电极传输至剩余的1个电极。
图8是描述了本发明的第一实施例的左上检测电路240的构造例的电路图。左上检测电路240包括复位晶体管243、传输晶体管244、浮动扩散层245、增益控制晶体管246、电容247、放大晶体管248和选择晶体管249。例如，N型MOS(Metal-Oxide-Semiconductor，金属氧化物半导体)晶体管用于复位晶体管243等的晶体管。
复位晶体管243被构造为根据来自行扫描电路212的复位信号RST来初始化像素。
传输晶体管244被构造为根据来自行扫描电路212的传输信号TRG将来自光电二极管280的电荷传输至浮动扩散层245。浮动扩散层245被构造为存储传输来的电荷，并且产生与存储的电荷的总量对应的电压。
增益控制晶体管246被构造为根据来自行扫描电路212的控制信号FDG，通过将来自浮动扩散层245的电荷传输至电容247来控制检测电路240的增益。
放大晶体管248被构造用于放大浮动扩散层245中的电压的信号。选择晶体管249被构造为根据来自行扫描电路212的选择信号SEL将经过放大晶体管248放大的信号作为像素信号输出至垂直信号线VSLj。
图9是描述了本发明的第一实施例的右上检测电路250的构造例的电路图。右上检测电路250包括反相器251和电源控制晶体管252。此外，右上检测电路250包括复位晶体管253、传输晶体管254、浮动扩散层255、增益控制晶体管256、电容257、放大晶体管258和选择晶体管259。反相器251和电源控制晶体管252以外的元件的功能与检测电路240中的相同名称的元件的功能相同。此外，例如，P型MOS晶体管用于电源控制晶体管252。
反相器251被构造为使来自行扫描电路212的控制信号DRVPGT反相，并且将结果供给至电源控制晶体管252的栅极。
电源控制晶体管252被构造为根据来自反相器251的信号将电源VDDHPX和VDDHPXV中的任一者供给为复位电源。检测电路260和270的构造类似于检测电路240和250的构造。
图10是本发明的第一实施例的分立单元230的平面图的示例。晶体管布置区域301和302沿着行的方向与光电二极管280相邻地排列。此外，晶体管布置区域303和304沿着列的方向与光电二极管280相邻地排列。
例如，检测电路240中的晶体管组沿着行的方向排列在晶体管布置区域301中，且例如，检测电路250中的晶体管组沿着行的方向排列在晶体管布置区域302中。此外，例如，检测电路260中的晶体管组沿着列的方向排列在晶体管布置区域303中，且例如，检测电路270中的晶体管组沿着列的方向排列在晶体管布置区域304中。
图11是描述了本发明的第一实施例的晶体管布置区域303和304的构造例的电路图。例如，放大晶体管268、选择晶体管269、传输晶体管264和复位晶体管363在列的方向上排列在晶体管布置区域303中。此外，复位晶体管273、传输晶体管274、选择晶体管279和放大晶体管278等在列的方向上排列在晶体管布置区域304中。
图12是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件200的操作示例的时序图。在从水平同步信号XVS的周期的开始时间T0至后续时间T1的读出期间内，行扫描电路212供给一定时间内为高电平的控制信号FDGPGT和控制信号FDG。此外，行扫描电路212供给在整个读出期间为高电平的复位信号RST。此外，行扫描电路212与水平同步信号XHS同步地顺序供给高电平的选择信号SEL0至SELN。这样，顺序读出N个行。
在从读出期间结束的时间T1至后续时间T2的TOF期间内，行扫描电路212供给高电平的控制信号FDGPGT。此外，行扫描电路212在预定的时间将复位信号RST设定为低电平。此外，行扫描电路212将高电平的传输信号TRG供给至所有行。这样，同时驱动所有行。将以此方式同时驱动所有行的方法称为全局快门方法。
在从TOF期间结束的时间T2至后续时间T3的消隐期间内，行扫描电路212供给高电平的控制信号FDGPGT和复位信号RST。
图13是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件的在TOF期间内的操作示例的时序图。在从TOF期间开始的时间T1至后续时间T11的复位期间内，行扫描电路212供给高电平的复位信号RST。
在从复位时段结束的时间T11至后续时间T2的积分期间内，驱动器211与时钟信号CLKp同步地供给驱动信号。以下，在时钟信号CLKp的周期中，将时钟信号CLKp上升(即，照射光开始发光)的相位设定为0度。在0度至180度的期间内，驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，将驱动信号GDB设定为低电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为中间电平。这样，检测电路260能够检测表示0度至180度期间内的受光量的像素信号。在这方面，高电平是比中间电平的电势更高的电势，且中间电平是比低电平的电势更高的电势。例如，时间T11至时间T12的期间对应于0度至180度的期间。
此外，在180度至360度的期间内，驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为中间电平，将驱动信号GDD设定为高电平，且将驱动信号GDA设定为低电平。这样，检测电路270能够检测表示180度至360度期间内的受光量的像素信号。例如，时间T12至时间T13的期间对应于180度至360度的期间。
此外，在90度至270度的期间内，驱动器211将驱动信号GDC设定为低电平，将驱动信号GDB设定为高电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为中间电平。这样，检测电路250能够检测表示90度至270度期间内的受光量的像素信号。例如，时间T14至时间T15的期间对应于90度至270度的期间。
此外，在270度至90度的期间内，驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为中间电平，将驱动信号GDD设定为低电平，且将驱动信号GDA设定为高电平。这样，检测电路240能够检测表示270度至90度期间内的受光量的像素信号。例如，时间T15至时间T16的期间对应于270度至90度的期间。
图14是描述了本发明的第一实施例的光电二极管280的在检测0度至180度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，将驱动信号GDB设定为低电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为中间电平。通过供给这些电势，同时产生彼此不同方向的多个电场。在这种情况下，产生从C区283至其他3个区的电场，和从A区281和D区284至B区282的电场。
然后，通过多个电场，在与电场的方向相反的方向上传输负电荷(电子)。即，电荷从B区282传输至其他3个区，且电荷从A区281和D区284传输至C区283。因此，电荷从传输源的3个区域中的检测端子285、287和291传输到作为传输目的地的C区283中的检测端子289。
此外，B区282和C区283之间的电势差最大，且因此，它们之间传输的电荷量变为最大。图14中的箭头指定电荷的传输方向，且箭头的厚度代表电荷的传输量。
对此，距离测量准确度SE由下面的表达式表示：
SE＝(Apix×RE×FF)1/2×Cmod
在上面的表达式中，Apix表示像素面积，且单位例如是平方微米(μm2)；RE表示量子效率，且单位例如是百分比(％)；FF表示数值孔径，且单位例如是百分比(％)；Cmod表示传输效率，且单位例如是百分比(％)。
假设仅设置A区281和B区282(即，2个分区)，那么驱动器一次仅能够在一个方向上产生电荷。与之相比，光电二极管280设置有4个分区，且因此，驱动器211能够在多个方向上产生电场。来自其他三个检测端子的电荷集中在位于与电场相交的位置处的检测端子289上，且因此，与电荷在两个检测端子之间传输的2个分区的情况相比，传输效率Cmod变高。因此，能够根据上面的表达式提高距离测量准确度SE。
此外，假设将低电平供给至传输源的所有三个检测端子(285、287和291)，那么电荷不在它们之间传输；因此，存在不能获得充分传输效率Cmod的可能。然而，驱动器211将中间电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，且将低电平供给至剩余的一个；因此，通过它们之间的电势差，电荷甚至在位于传输源的检测端子之间传输，以便能够充分地提高传输效率Cmod。
图15是描述了本发明的第一实施例的光电二极管280的在检测180度至360度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为中间电平，将驱动信号GDD设定为高电平且将驱动信号GDA设定为低电平。这样，电荷从A区281、B区282和C区283传输至D区284。
图16是描述了本发明的第一实施例的光电二极管280的在检测90度至270度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为低电平，将驱动信号GDB设定为高电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为中间电平。这样，电荷从A区281、C区283和D区284传输至B区282。
图17是描述了本发明的第一实施例的光电二极管280的在检测270度至90度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为中间电平，将驱动信号GDD设定为低电平，且将驱动信号GDA设定为高电平。这样，电荷从B区282、C区283和D区284传输至A区281。
在这种情况下，将0度至180度期间内的像素信号(受光量)标记为q1，且将180度至360度的受光量标记为q2。此外，将90度至270度的受光量标记为q3，且将270度至90度的受光量标记为q4。时钟信号CLKp的频率(发光频率)非常高，且受光量q1至q4均是微小的量，很难被直接检测。为此，在一定积分期间内，固态成像器件200对各分立单元230的受光量q1至q4分别进行积分以提供受光量Q1至Q4，并且将结果供给至距离测量部130。
根据受光量Q1至Q4，距离测量部130通过下面的表达式来操作各分立单元230的距离d。当像素阵列部220中的像素的总数量被标记为M×N(M和N均是整数)时，分立单元230中的像素的数量是4，且因此，分立单元230的数量是(M×N)/4，且与(M×N)/4的距离被计算为：
d＝(c/4πf)×tan-1{(Q3-Q4)/(Q1-Q2)}
在上面的表达式中，c是光速，且单位例如是米每秒(m/s)；f是照射光的发光频率，且单位例如是赫兹(Hz)；且tan-1是正切函数的反函数。
[固态成像器件的构造例]
图18是描述了本发明的第一实施例的固态成像器件200的操作示例的流程图。例如，当实施用于测量距离的预定应用时，开始操作。
固态成像器件200在TOF期间的复位期间内复位各像素(步骤S901)。然后，在0度至180度的期间内，固态成像器件200通过供给高电平的驱动信号GDC来检测该期间内的受光量(步骤S902)。接着，在180度至360度的期间内，固态成像器件200通过供给高电平的驱动信号GDD来检测该期间内的受光量(步骤S903)。
随后，在90度至270度的期间内，固态成像器件200通过供给高电平的驱动信号GDB来检测该期间内的受光量(步骤S904)。接着，在270度至90度的期间内，固态成像器件200通过供给高电平的驱动信号GDA来检测该期间内的受光量(步骤S905)。
固态成像器件200判断积分期间是否结束(步骤S906)。当积分期间没有结束时(步骤S906：否)，固态成像器件200重复地实施步骤S902及后面的步骤。
当积分期间结束时(步骤S906：是)，固态成像器件200在读出期间内顺序读出N个行(步骤S907)。在步骤S907后，固态成像器件200重复地实施步骤S901及后面的步骤。
因此，在本发明的第一实施例中，因为驱动器211通过多个电场将来自光电二极管280上的三个检测端子的电荷传输至单个检测端子，所以与电荷在两个检测端子之间传输的情况相比，位于传输源处的检测端子的数量增加。因为传输源处的检测端子从一个增加至三个，所以能够提高检测端子之间的电荷的传输效率。这样，能够提高距离测量准确度。
[变型例]
在上述的第一实施例中，检测端子285、287、289、291和电极286、288、290、292的形状形成为圆形；然而，它们的形状不限于圆形，且例如，可以形成为矩形。第一实施例的变型例的光电二极管280与第一实施例的光电二极管的不同之处在于检测端子和电极的形状形成为矩形。
图19是本发明的第一实施例的变型例的光电二极管280的平面图的示例。第一实施例的变型例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于检测端子285、287、289、291和电极286、288、290、292的形状形成为矩形。在光电二极管280的形状形成为矩形并且面积设定为恒定的情况下，当电极和检测端子的形状被形成为矩形时，与被形成为圆形的情况相比，能够增加电极和检测端子的面积与光电二极管280的面积的比值。注意，除了圆形和矩形以外，电极和检测端子的各形状还可以是线状的。
因此，在本发明的变型例中，因为电极和检测端子形成为矩形，所以能够增加电极和检测端子的面积与光电二极管280的面积的比值。
<2.第二实施例>
在上述的第一实施例中，4个分区设置在光电二极管280中；然而，随着光电二极管280中的分区的数量增加，每个光电二极管280中的电极的数量和检测端子的数量也增加，这使实现小型化变得困难。第二实施例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于减少了分区的数量。
图20是本发明的第二实施例的光电二极管280的平面图的示例。第二实施例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于不设置D区284。即，第二实施例的光电二极管280中的分区的数量是3。此外，检测电路260和270不设置在分立单元230中。
驱动器211在0度至180度的期间内将驱动信号GDA设定为高电平，且将剩余的驱动信号设定为低电平。此外，驱动器211在180度至360度的期间内将驱动信号GDB设定为高电平，且将剩余的信号设定为低电平。
检测电路240检测0度至180度期间内的受光量q1。此外，检测电路250检测180度至360度期间内的受光q2。固态成像器件200对受光量q1和q2分别积分，并且将结果作为受光量Q1和Q2供给至距离测量部130。
然后，基于受光量Q1和Q2，距离测量部130通过下面的表达式计算对于各分立单元230的距离d：
dt＝Tp×{Q2/(Q1+Q2)}
d＝c×dt/2
在上面的表达式中，Tp是照射光的发光期间(即，时钟信号CLKp的期间)。
因此，在本发明的第二实施例中，因为将分区的数量设定为3，所以与分区的数量是4的情况相比，能够减少每个光电二极管280的电极的数量和检测端子的数量。
<3.第三实施例>
在上述的第一实施例中，4个分区设置在光电二极管280中；然而，当将分区的数量设定为5或以上时，电极的数量增加，且因此，从更多端子收集电荷，从而能够进一步提高传输效率。第三实施例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于增加了分区的数量。
图21是本发明的第三实施例的光电二极管280的平面图的示例。第三实施例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于还设置E区294。检测端子295和电极296布置在E区294中。驱动信号GDE输入至电极296。
驱动器211以与第一实施例类似的方式控制驱动信号GDA、GDB、GDC和GDD的电势。此外，驱动器211例如在积分期间内将驱动信号GDE控制为中间电平。
因此，在本发明的第二实施例中，因为光电二极管280中的分区的数量是5，所以与分区的数量是4的情况相比，传输源处的电极的数量增加。这能够提高传输效率。
<4.第四实施例>
在上述的第一实施例中，光电二极管280以二维格子形状排列在受光表面上；然而，随着小型化的发展，光从相邻的两个光电二极管280中的一个泄漏至另一个的可能性变高。第四实施例的固态成像器件200与第一实施例的不同之处在于防止光在光电二极管之间泄漏。
图22是本发明的第四实施例的光电二极管280的从受光表面观看的平面图的示例。第四实施例的光电二极管280与第一实施例的不同之处在于围绕光电二极管设置有遮光部298。遮光部298被构造为遮蔽来自相邻的光电二极管280的光。例如，由二氧化硅(SiO2)制成的氧化膜或以通过注入注射来注入杂质的方式形成的层用作遮光部298。相邻的分立单元之间的隔离通过遮光部298而实现。使用氧化膜隔离的结构例如可以包括EDI(Expand photo Diode Isolation，扩展光电二极管隔离)和CION(Concealed Isolationwith Oxide burynig Nick，具有氧化物掩埋切口的隐蔽隔离)。此外，通过杂质注入来隔离的结构例如可以包括FLAT。
图23是本发明的第四实施例的光电二极管280的横截面图的示例。遮光部298在下侧，即在受光表面侧设置为围绕光电二极管280。此外，P阱层297设置在配线表面侧。
因此，根据本发明的第四实施例，因为遮光部298设置为围绕光电二极管280，所以能够防止光电二极管之间的光泄漏，且能够实现分立单元之间的隔离。
<5.第五实施例>
在上述的第一实施例中，驱动器211将高电平、中间电平和低电平的驱动信号供给至检测端子。然而，与仅供给高电平和低电平的情况相比，在还供给中间电平的构造中，驱动器211的构造变得复杂，使得电路规模可能增加。第五实施例的驱动器211与第一实施例的不同之处在于仅供给高电平和低电平。
图24是描述了本发明的第五实施例的光电二极管280的在检测0度至180度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，且将剩余的驱动信号设定为低电平。这样，电荷被传输至C区283。图24中的箭头指定电荷的传输方向，且箭头的厚度代表电荷的传输量。因为A区281、B区282和D区284中任一者与C区283之间的电势差相同，所以如图24所示，来自各区的传输量变得相等。
图25是描述了本发明的第五实施例的光电二极管280的在检测180度至360度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，且将剩余的驱动信号设定为低电平。这样，电荷被传输至D区284。
图26是描述了本发明的第五实施例的光电二极管280的在检测90度至270度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDB设定为高电平，且将剩余的驱动信号设定为低电平。这样，电荷被传输至B区282。
图27是描述了本发明的第五实施例的光电二极管280的在检测270度至90度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDA设定为高电平，且将剩余的驱动信号设定为低电平。这样，电荷被传输至A区281。
因此，在本发明的第五实施例中，因为驱动器211将高电平和低电平供给至各检测端子，所以与还供给中间电平的情况相比，能够减小驱动器211的电路规模。
<6.第六实施例>
在上述的第一实施例中，驱动器211将高电平供给至位于传输目的地的检测端子，将中间电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，且将低电平供给至剩余的一个。然而，只要能够将电荷传输至位于传输目的地的检测端子，将被供给的电平的组合不限于这样的组合。例如，从降低能耗的角度来看，也可能的是，驱动器将低电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，并且将中间电平供给至剩余的一个。第六实施例的驱动器211与第一实施例的不同之处在于驱动器将低电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，并且将中间电平供给至剩余的一个。
图28是描述了本发明的第六实施例的光电二极管280的在检测0度至180度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，将驱动信号GDB设定为中间电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为低电平。这样，电荷被传输至C区283。图28中的箭头指定电荷的传输方向，且箭头的厚度代表电荷的传输量。如图28所示，电荷从A区281和D区284传输至B区282和C区283，且电荷也从B区282传输至C区283。
图29是描述了本发明的第六实施例的光电二极管280的在检测180度至360度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为低电平，将驱动信号GDD设定为高电平，且将驱动信号GDA设定为中间电平。这样，电荷被传输至D区284。
图30是描述了本发明的第六实施例的光电二极管280的在检测90度至270度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为中间电平，将驱动信号GDB设定为高电平，且将驱动信号GDD和GDA设定为低电平。这样，电荷被传输至B区282。
图31是描述了本发明的第六实施例的光电二极管280的在检测270度至90度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC和GDB设定为低电平，将驱动信号GDD设定为中间电平，且将驱动信号GDA设定为高电平。这样，电荷被传输至A区281。
因此，在本发明的第六实施例中，因为驱动器211将低电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个且将中间电平供给至剩余的一个，所以与将中间电平供给至两个检测端子的情况相比，能够降低能耗。
<7.第七实施例>
在上述的第一实施例中，驱动器211将高电平供给至位于传输目的地的检测端子，将中间电平供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，且将低电平供给至剩余的一个。然而，只要能够将电荷传输至传输目的地的检测端子，将被供给的电平的组合不限于这样的组合。例如，从降低能耗的角度来看，也可能的是，驱动器将不同的电势供给至位于传输源的三个检测端子中的各者。第七实施例的驱动器211与第一实施例的不同之处在于驱动器将不同的电势供给至位于传输源的三个检测端子中的各者。
图32是描述了本发明的第七实施例的光电二极管280的在检测0度至180度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为高电平，且将驱动信号GDB设定为中间电平。此外，驱动器211将驱动信号GDD设定为LL电平，且将驱动信号GDA设定为LH电平。在这种情况下，低电平LH是比低电平LL高且比中间电平低的电势。这样，电荷被传输至C区283。图32中的箭头指定电荷的传输方向，且箭头的厚度代表电荷的传输量。
在第七实施例中，因为驱动器将中间电平供给至单个检测端子，所以与将中间电平供给至两个检测端子的第一实施例相比，能够降低能耗。
图33是描述了本发明的第七实施例的光电二极管280的在检测180度至360度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为低电平LL，且将驱动信号GDB设定为低电平LH。此外，驱动器211将驱动信号GDD设定为高电平，且将驱动信号GDA设定为中间电平。这样，电荷被传输至D区284。
图34是描述了本发明的第七实施例的光电二极管280的在检测90度至270度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为中间电平，且将驱动信号GDB设定为高电平。此外，驱动器211将驱动信号GDD设定为低电平LH，且将驱动信号GDA设定为低电平LL。这样，电荷被传输至B区282。
图35是描述了本发明的第七实施例的光电二极管280的在检测270度至90度期间内的受光量时的状况的示例的示意图。驱动器211将驱动信号GDC设定为低电平LH，且将驱动信号GDB设定为低电平LL。此外，驱动器211将驱动信号GDD设定为中间电平，且将驱动信号GDA设定高电平。这样，电荷被传输至A区281。
因此，在本发明的第七实施例中，因为驱动器211将低电平LH和LL供给至位于传输源的三个检测端子中的两个，且将中间电平供给至剩余的一个，所以与将中间电平供给至两个检测端子的情况相比，能够降低能耗。
<8.应用于移动体的应用例>
根据本发明的实施例的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本发明的实施例的技术被实现为安装在任何类型的移动体上的装置，移动体诸如是汽车、电动车辆、混合动力车辆、机动车、自行车、个人移动性设备、飞机、无人机、船舶和机器人等。
图36是描述了能够应用根据本发明的实施例的技术的作为移动体控制系统的示例的车辆控制系统的示意性构造例的框图。
车辆控制系统12000包括经由通信网络12001连接的多个电子控制单元。在图36描述的示例中，车辆控制系统12000包括驱动系统控制单元12010、本体系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040和整体控制单元12050。此外，将微计算机12051、声音/图像输出部12052和车载网络接口(I/F)12053图示为整体控制单元12050的功能构造。
驱动系统控制单元12010根据各种程序控制与车辆的驱动系统相关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作以下装置的控制装置：诸如内燃机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置；用于将驱动力传输至车轮的驱动力传输机构；用于调整车辆的转向角的转向机构；以及用于产生车辆的制动力的制动装置等。
本体系统控制单元12020根据各种程序控制设置到车辆本体的各种装置的操作。例如，本体系统控制单元12020起到无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动窗装置或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、转向信号灯和雾灯等各种灯的控制装置的作用。在这种情况下，从替代钥匙的便捷式装置传输来的无线电波或各种开关的信号能够输入至本体系统控制单元12020。本体系统控制单元12020接收无线电波或信号的输入，并且控制车辆的锁门装置、电动窗装置或灯等。
车外信息检测单元12030检测关于包括车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，车外信息检测单元12030与成像部12031连接。车外信息检测单元12030使成像部12031对车辆的外部的图像进行成像，并且接收成像的图像。在接收到的图像的基础上，车外信息检测单元12030可以进行检测人、车辆、障碍物、信号或路面上的字母等物体的处理，或检测与该物体相距的距离的处理。
成像部12031是接收光并输出与光的受光量对应的电信号的光传感器。成像部12031能够将电信号输出为图像，或能够将电信号输出为关于测量距离的信息。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或可以是诸如红外线等不可见光。
车内信息检测单元12040检测关于车辆的内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括对驾驶员进行成像的相机。在从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息的基础上，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳程度或驾驶员的精力集中程度，或可以判断驾驶员是否正在打瞌睡。
微计算机12051能够在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆的外部或内部的信息基础上计算用于驱动力产生装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且将控制命令输出至驱动系统控制单元12010。例如，微计算机12051能够进行协作控制，以实现先进驾驶辅助系统(ADAS)的功能，该功能包括车辆的碰撞避免或冲击缓和、基于跟车距离的跟车驾驶、车辆速度维持驾驶、车辆碰撞警告或车辆偏离车道警告等。
此外，微计算机12051能够在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆的外部或内部的信息的基础上进行协作控制，以通过例如控制驱动力产生装置、转向装置或制动装置等来实现自主驾驶，这使得车辆不依赖驾驶员的操作等而自主地行驶。
此外，微计算机12051能够在车外信息检测单元12030获得的关于车辆的外部的信息的基础上将控制命令输出至本体系统控制单元12020。例如，微计算机12051能够根据车外信息检测单元12030检测到的前行车辆或对向车辆的位置来进行协作控制，从而例如通过控制车头灯从远光灯切换至近光灯来防止眩光。
声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一者的输出信号传输至输出装置，该输出装置能够在视觉上或听觉上将信息通知车辆的乘客或车辆的外部。在图36的示例中，将扬声器12061、显示部12062和仪表盘12063图示为输出装置。显示部12062例如可以包括车载显示器和平视显示器中的至少一者。
图37描述了成像部12031的安装位置的示例。
在图37中，成像部12031包括成像部12101、12102、12103、12104和12105。
成像部12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠和后门的位置以及车辆内挡风玻璃上部的位置。设置到前鼻的成像部12101和设置到车辆内挡风玻璃上部的成像部12105主要获得车辆12100的前方图像。设置到侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面图像。设置到后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100的后方图像。设置到车辆内挡风玻璃上部的成像部12105主要用来检测前行车辆、行人、障碍物、信号、交通信号或车道等。
顺便提及地，图37描述了成像部12101至12104的拍摄范围的示例。成像范围12111表示设置到前鼻的成像部12101的成像范围。成像范围12112和12113分别表示设置到侧视镜的成像部12102和12103的成像范围。成像范围12114表示设置到后保险杠或后门的成像部12104的成像范围。例如，通过将成像部12101至12104成像的图像数据进行重叠，获得从上方观看的车辆12100的鸟瞰图像。
成像部12101至12104中的至少一者可以具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一者可以是由多个成像元件构成的立体相机，或可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。
例如，微计算机12051能够在从成像部12101至12104获得的距离信息的基础上确定与成像范围12111至12114内的各三维物体相距的距离以及该距离的经时变化(相对于车辆12100的相对速度)，且因此，特别地，提取下述的三维物体作为前行车辆：在车辆12100的行驶路径上存在的并且在与车辆12100大致相同的方向上以预定的速度(例如，等于或大于0km/h)行驶的最接近的三维物体。此外，微计算机12051能够事先设定面对前行车辆将被保持的跟车距离，并且进行自动制动控制(包括跟车停止控制)或自动加速控制(包括跟车开始控制)等。因此，可以进行协作控制，以实现自动驾驶等，该自动驾驶使车辆不依赖驾驶员的操作而自主地行驶。
例如，微计算机12051能够基于从成像部12101至12104获得的距离信息将关于三维物体的三维物体数据按类别分成两轮车辆、标准尺寸车辆、大型车辆、行人、电线杆以及其他三维物体的三维物体数据，提取被分类的三维物体数据，并且将提取的三维物体数据用于自主避开障碍物。例如，微计算机12051将车辆12100附近的障碍物识别为车辆12100的驾驶员能够视觉识别的障碍物和车辆12100的驾驶员难以视觉识别的障碍物。然后，微计算机12051确定碰撞风险，该碰撞风险表示与各障碍物碰撞的风险。在碰撞风险等于或高于设定值且因此存在碰撞可能的情形下，微计算机12051经由扬声器12061或显示部12062将警告输出给驾驶员，或经由驱动系统控制单元12010进行强制减速或避开转向。因此，微计算机12051能够辅助驾驶，以避免碰撞。
成像部12101至12104的至少一者可以是检测红外线的红外相机。微计算机12051例如能够通过判断成像部12101至12104的成像图像中是否存在行人来识别行人。例如，通过对作为红外相机的成像部12101至12104的成像图像中的特征点进行提取的程序，以及通过对表示物体轮廓的一系列特征点进行模式匹配处理以判断物体是否是行人的程序，进行行人识别。当微计算机12051确定成像部12101至12104的成像图像中存在行人且因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，以将用于强调的方形轮廓线显示为叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052也可以控制显示部12062，以将表示行人的图标等显示在期望的位置。
在上述的内容中，说明了能够应用与本发明相关的技术的车辆控制系统的示例。与本发明相关的技术例如能够应用于上述构造中的车外信息检测单元12030。具体地，图1中的电子装置能够应用于车外信息检测单元12030。当与本发明相关的技术应用于车外信息检测单元12030时，可以提高传输效率，以便提高距离测量准确度。
上述的实施例是用于体现本发明的示例，且本实施例的主题均具有与权利要求的特定公开主题对应的关系。同样，由相同名称标记的实施例的主题和权利要求的特定公开主题具有彼此对应的关系。然而，本发明不限于实施例，且可以在不偏离本发明实质的本发明范围内体现为实施例的各种变型例。
上述的实施例所述的处理序列可以被处理为具有一系列顺序的方法，或可以被处理为用于使计算机执行一系列顺序的程序及存储该程序的记录介质。作为记录介质，能够使用CD(Compact Disc，紧凑型盘)、MD(MiniDisc，微型盘)和DVD(Digital VersatileDisc，数字通用盘)，存储卡和蓝光盘(注册商标)。
注意，本说明书所述的效果未必是限制性的，且可以表现为本发明所述的任何效果。
此外，本发明也可以如下地构造。
(1)
一种固态成像器件，其包括：
光电转换元件，所述光电转换元件设置有多个电极和多个检测端子；
驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测部，所述检测部检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号。
(2)
根据(1)所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是4，
所述多个检测端子的数量是4，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的4个检测电路，且
所述多个电极以二维格子形状排列。
(3)
根据(2)所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将所述预定电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
(4)
根据(2)所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的低电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
(5)
根据(2)所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的第一低电势供给至与如下两个检测端子中的一者相邻的电极，将比所述第一低电势更低的第二低电势供给至与所述两个检测端子中的另一者相邻的电极，并且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
(6)
根据(2)所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极。
(7)
根据(1)所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是3，
所述多个检测端子的数量是3，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的3个检测电路。
(8)
根据(1)所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是5，
所述多个检测端子的数量是5，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的5个检测电路。
(9)
根据(1)至(8)中任一项所述的固态成像器件，还包括：
遮光部，所述遮光部遮蔽从与所述光电转换元件相邻的元件至所述光电转换元件的光。
(10)
根据(1)至(9)中任一项所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状是圆形。
(11)
根据(1)至(9)中任一项所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状是矩形。
(12)
一种电子装置，其包括：
光电转换元件，所述光电转换元件设置有多个电极和多个检测端子；
驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测部，所述检测部检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号；和
距离测量部，所述距离测量部根据所述信号测量距预定物体的距离。
(13)
一种固态成像器件的控制方法，所述控制方法包括：
驱动步骤：在设置有多个电极和多个检测端子的光电转换元件中，通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测步骤：检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号。
附图标记的列表
100 电子装置
110 发光部
120 同步控制部
130 距离测量部
200 固态成像器件
211 驱动器
212 行扫描电路
213 时序控制部
214 列信号处理部
220 像素阵列部
230 分立单元
240，250，260，270 检测电路
243，253，263，273 复位晶体管
244，254，264，274 传输晶体管
245，255 浮动扩散层
246，256 增益控制晶体管
247，257 电容
248，258，268，278 放大晶体管
249，259，269，279 选择晶体管
251 反相器
252 电源控制晶体管
280 光电二极管
285，287，289，291，295 检测端子
285-1，287-1 N+层
285-2，287-2 N-层
286，288，290，292，296 电极
286-1，288-1 P+层
286-2，288-2 P-层
293 基板
294 E区
297 P阱层
298 遮光部
301，302，303，304 晶体管布置区域
12030 车外信息检测单元

Claims (13)

1.一种固态成像器件，其包括：
光电转换元件，所述光电转换元件设置有多个电极和多个检测端子；
驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测部，所述检测部检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号。
2.根据权利要1所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是4，
所述多个检测端子的数量是4，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的4个检测电路，且
所述多个电极以二维格子形状排列。
3.根据权利要求2所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将所述预定电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
4.根据权利要求2所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的低电势供给至与如下两个检测端子中的各者相邻的电极，且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
5.根据权利要求2所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，将比所述预定电势更低的第一低电势供给至与如下两个检测端子中的一者相邻的电极，将比所述第一低电势更低的第二低电势供给至与所述两个检测端子中的另一者相邻的电极，并且将所述预定电势供给至剩余的电极，所述两个检测端子是不与所述传输源对应的检测端子之中的距所述传输源的距离相同的两个检测端子。
6.根据权利要求2所述的固态成像器件，其中，
所述驱动器将比预定电势更高的高电势供给至所述多个电极之中的与位于传输源的检测端子相邻的电极，且将比所述预定电势更低的低电势供给至剩余的电极。
7.根据权利要求1所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是3，
所述多个检测端子的数量是3，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的3个检测电路。
8.根据权利要求1所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极的数量是5，
所述多个检测端子的数量是5，
所述检测部包括连接至所述多个检测端子的互不相同的5个检测电路。
9.根据权利要求1所述的固态成像器件，还包括：
遮光部，所述遮光部遮蔽从与所述光电转换元件相邻的元件至所述光电转换元件的光。
10.根据权利要求1所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状是圆形。
11.根据权利要求1所述的固态成像器件，其中，
所述多个电极和所述多个检测端子的各者的形状是矩形。
12.一种电子装置，其包括：
光电转换元件，所述光电转换元件设置有多个电极和多个检测端子；
驱动器，所述驱动器通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测部，所述检测部检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号；和
距离测量部，所述距离测量部根据所述信号测量距预定物体的距离。
13.一种固态成像器件的控制方法，所述控制方法包括：
驱动步骤：在设置有多个电极和多个检测端子的光电转换元件中，通过将电势供给至所述多个电极中的各者在所述光电转换元件中同时产生方向互不相同的多个电场，以此将电荷从所述多个检测端子之中的不与传输目的地对应的所有检测端子传输至位于所述传输目的地的检测端子；和
检测步骤：检测与被传输至位于所述传输目的地的所述检测端子的所述电荷的总量对应的信号。
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