CN110249237B - 传感器芯片、电子设备和装置 - Google Patents

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Abstract

本公开提供一种技术，使得能够进一步减小因与距离测量有关的处理的分辨率引起的误差的影响。提供了一种传感器芯片，其包括：光接收部，其接收从光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定时段内的所述反射光的接收光量；测量部，其基于所述接收光量来测量与摄像对象的距离；控制部，其运用第一延迟量和第二延迟量中的至少一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机，第一延迟量和第二延迟量在与控制有关的分辨率上是彼此不同的，由此，所述控制部响应于第一延迟量和第二延迟量以比第一延迟量和第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述光源将会投射光的第二时机之间的相对时间差。

Description

传感器芯片、电子设备和装置
技术领域
本公开涉及传感器芯片、电子设备和装置。
背景技术
近年来，在CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor：互补金属氧化物半导体)图像传感器、ToF(Time of Flight：飞行时间)传感器、或荧光检测传感器等的传感器芯片中，需要进行高速地控制。例如，在需要进行例如超过1MHz调制频率的高速驱动的传感器芯片中，必须控制亚微秒或10纳秒量级的控制信号的脉冲。
例如，专利文献1公开了一种ToF传感器，其随机输出测量信息，使得能够立即执行用于跟踪在三维图像中测得的对象的信号处理。
引用文献列表
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开第2012-049547号
发明内容
要解决的问题
顺便提及，在利用上述ToF传感器进行距离测量的情况下，与将光投射向作为光测量目标的对象(摄像对象)有关的操作以及与被该对象反射的光的检测有关的操作有时是彼此同步的。在刚刚说明的这种情况下，在距离测量时，由与同步有关的处理中的分辨率引起的误差表现为距离测量结果的误差，并且终究有时对测量的精度有影响。
因此，本公开提出了一种技术，该技术使得能够进一步减小由与距离测量有关的处理的分辨率引起的误差的影响。
解决问题的技术方案
根据本公开，提供了一种传感器芯片，其包括：光接收部，其被配置为接收从光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的至少一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部响应于所述第一延迟量和所述第二延迟量以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述光源将会投射光的第二时机之间的相对时间差。
根据本公开，提供了一种电子设备，其包括：光源；光接收部，其被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差。
根据本公开，提供了一种装置，其包括：光源；光接收部，其被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差。
本发明的有益效果
如上所述，根据本公开的技术可以进一步减小由与距离测量有关的处理的分辨率引起的误差的影响。
应注意，上述有益效果并非是限制性的，并且本说明书中记载的一些有益效果或者从本说明书中显而易见的其他有益效果可以与上述有益效果共存或取代上述有益效用。
附图说明
图1是示出了本技术适用的传感器芯片的第一实施例的构造示例的框图。
图2是示出了全局控制电路的构造示例的图。
图3是示出了卷帘控制电路的构造的图。
图4是示出了图1的传感器芯片的第一变形例的框图。
图5是示出了图1的传感器芯片的第二变形例的框图。
图6是示出了传感器芯片的第二实施例的构造示例的框图。
图7是示出了传感器芯片的第三实施例的构造示例的透视图。
图8是示出了传感器芯片的第三实施例的构造示例的框图。
图9是示出了图8的传感器芯片的第一变形例的框图。
图10是示出了图8的传感器芯片的第二变形例的框图。
图11是示出了传感器芯片的第四实施例的构造示例的框图。
图12是示出了传感器芯片的第五实施例的构造示例的框图。
图13是示出了传感器芯片的第六实施例的构造示例的透视图。
图14是示出了传感器芯片的第六实施例的构造示例的框图。
图15是示出了图14的传感器芯片的第一变形例的框图。
图16是示出了图14的传感器芯片的第二变形例的框图。
图17是示出了图14的传感器芯片的第三变形例的框图。
图18是示出了图14的传感器芯片的第四变形例的框图。
图19是示出了图14的传感器芯片的第五变形例的框图。
图20是示出了图14的传感器芯片的第六变形例的框图。
图21是示出了图14的传感器芯片的第七变形例的框图。
图22是示出了图14的传感器芯片的第八变形例的框图。
图23是示出了传感器芯片的第七实施例的构造示例的透视图。
图24是示出了图23的传感器芯片的第一变形例的透视图。
图25是示出了图23的传感器芯片的第二变形例的透视图。
图26是示出了传感器芯片的第八实施例的构造示例及该传感器芯片的变形例的框图。
图27是示出了摄像装置的构造示例的框图。
图28是示出了间接ToF的距离测量原理的概要的说明图。
图29是示出了根据比较例的距离图像传感器的动作控制的示例的说明图。
图30是示出了根据本公开的实施例的距离图像传感器的控制的基本思想的说明图。
图31是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第一控制示例的说明图。
图32是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第一控制示例的说明图。
图33是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第二控制示例的说明图。
图34是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第二控制示例的说明图。
图35是示出了可应用于根据该实施例的距离图像传感器的可变延迟电路的示意构造的一个示例的图。
图36是示出了可应用于根据该实施例的距离图像传感器的可变延迟电路的示意构造的另一示例的图。
图37是示出了可应用于根据该实施例的距离图像传感器的可变延迟电路的示意构造的又一示例的图。
图38是示出了可应用于根据该实施例的距离图像传感器的可变延迟电路的示意构造的再一示例的图。
图39是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第一构造示例的功能框图。
图40是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第二构造示例的功能框图。
图41是示出了根据该实施例的距离图像传感器的第三构造示例的功能框图。
图42是示出了使用图像传感器的使用例的图。
图43是示出了内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
图44是示出了摄像头和CCU(相机控制单元)的功能性构造的示例的框图。
图45是示出了车辆控制系统的示意性构造的示例的框图。
图46是用于辅助解释车外信息检测部和摄像部的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
在下文中，将参考附图来详细说明本发明的优选实施例。应注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能性构造的构件由相同的附图标记表示，并且将会省略对它们的重复说明。
应注意，按照下列顺序给出说明。
1.构造示例
2.ToF的概述
3.技术特征
4.使用例和应用例
5.总结
[1.第一构造示例]
首先，将会说明应用于根据本公开的实施例的距离图像传感器的传感器芯片的构造示例以及该距离图像传感器的构造示例。
<传感器芯片的第一构造示例>
图1是示出了本技术适用的传感器芯片的第一实施例的构造示例的框图。
如图1所示，传感器芯片11被配置成包括像素阵列部12、全局控制电路13、卷帘控制电路14、列ADC(模数转换器：Analog-to-Digital Converter)15和输入输出部16，它们都设置在半导体基板上。
像素阵列部12是矩形区域，在该矩形区域中，根据传感器芯片11的功能而设的各种传感器元件(例如，用于执行光的光电转换的光电转换元件)被布置成阵列。在图1所示的例子中，像素阵列部12是水平伸长的矩形区域，其具有在水平方向上延伸的长边和在垂直方向上延伸的短边。
全局控制电路13是输出全局控制信号的控制电路，该全局控制信号用于控制设置在像素阵列部12中的多个传感器元件，使得它们以基本相同的时序被一次地(同时)驱动。在图1的构造示例中，全局控制电路13被设置在像素阵列部12的上侧，该全局控制电路的纵向方向沿像素阵列部12的长边延伸。因此，在传感器芯片11中，用于将从全局控制电路13输出的全局控制信号提供给像素阵列部12内的传感器元件的各控制线21沿像素阵列部12的上下方向被设置着，且分别对应于以矩阵形式设置在像素阵列部12内的传感器元件的各列。
卷帘控制电路14是输出卷帘控制信号的控制电路，这些卷帘控制信号用于控制设置在像素阵列部12中的多个传感器元件，使得传感器元件按顺序(依次)逐行地被驱动。在图1所示的构造示例中，卷帘控制电路14被设置在像素阵列部12的右侧，该卷帘控制电路的纵向方向沿着像素阵列部12的短边延伸。
列ADC 15把从像素阵列部12的传感器元件输出的模拟传感器信号针对各列并行地通过AD(模数(Analog-to-Digital))转换而转换成数字值。此时，列ADC 15可以例如通过对传感器信号执行CDS(相关双采样(Correlated Double Sampling))处理来去除传感器信号中所包含的复位噪声。
在输入输出部16上设置有用于执行传感器芯片11与外部电路之间的输入和输出的端子，此外，例如，为了驱动全局控制电路13而需要的电力例如经由输入输出部16被输入到传感器芯片11。在图1所示的构造示例中，输入输出部16沿全局控制电路13设置着，且位于与全局控制电路13相邻的位置。例如，由于全局控制电路13具有高的电力消耗，所以为了减小IR降(电压降)的影响，优选地将输入输出部16设置在全局控制电路13附近。
以上述这种方式构造出了传感器芯片11，并且采用了其中将全局控制电路13设置成沿像素阵列部12的长边延伸的布局。因此，从全局控制电路13到设置在控制线21的远端处的传感器元件的距离(图1的示例中的下端)能够比将全局控制电路13设置成沿像素阵列部12的短边延伸的替代布局中的情况更短。
于是，由于传感器芯片11能够改善伴随着从全局控制电路13输出的全局控制信号而出现的延迟量和转换速率(slew rate)，所以它能够高速地执行对传感器元件的控制。尤其，在传感器芯片11是执行全局快门驱动的图像传感器的情况下，能够实现对如下信号的高速控制：要提供给各像素的传输信号或复位信号；以及溢流门信号(overflow gatesignal)等。另一方面，在传感器芯片11是ToF传感器的情况下，能够实现对MIX信号的高速控制。
例如，在ToF传感器、或荧光检测传感器等中，如果依据与驱动元件相距的距离等而出现的全局控制信号的转换速率或全局控制信号的延迟量针对于各个传感器元件而言是不同的，那么这就会引起检测误差。相反，由于传感器芯片11如上所述能够改善在全局控制信号中出现的延迟量和转换速率，所以就能够抑制上述的这种检测误差。
此外，在传感器芯片11是ToF传感器、或荧光检测传感器等的情况下，不仅在曝光周期中需要可能超过100次的如此之多的开/关控制次数，而且电流消耗也因为切换频率(toggle frequency)很高而增加了。相反，在传感器芯片11中，输入输出部16可以如上所述被设置在全局控制电路13附近，因而可以为电力供应提供独立的布线。
此外，在传感器芯片11中，当全局控制电路13在曝光周期的期间内频繁操作的时候，卷帘控制电路14保持停止。另一方面，在传感器芯片11中，当卷帘控制电路14在读出周期内操作时，全局控制电路13经常是停止的。因此，在传感器芯片11中，需要对全局控制电路13和卷帘控制电路14进行彼此独立地控制。此外，在传感器芯片11中，为了确保面内同步(in-plane synchronization)，一般采用稍后说明的如图2中的C所示的时钟树结构，优选地，将全局控制电路13独立于卷帘控制电路14设置着。
因此，在如传感器芯片11中那样要求更高速度控制的情况下，通过采用让全局控制电路13和卷帘控制电路14彼此分别且相互独立的布局，可以预期更好的控制。应注意，如果全局控制电路13和卷帘控制电路14彼此分别且相互独立地设置着，则它们沿同一方向延伸的布局和它们彼此正交地延伸的另一布局这二者中的任一者都是可以采用的。
请注意，尽管在本实施例的说明中，根据图示的构造示例而说明了图中的上侧是像素阵列部12的上侧，并且图中的下侧是像素阵列部12的下侧，但是如果例如全局控制电路13被设置成沿像素阵列部12的长边延伸，则无论全局控制电路13是被设置在上侧还是下侧，都能够实现类似的工作效果。此外，这同样适用于像素阵列部12和列ADC 15。
下面将通过参照图2来说明全局控制电路13的构造。
图2中的A示出了全局控制电路13的第一构造示例；图2中的B示出了全局控制电路13的第二构造示例；图2中的C示出了全局控制电路13的第三构造示例。请注意，尽管全局控制电路13被构造成使得它按照设置在像素阵列部12中的传感器元件的列数来同时输出全局控制信号，但是在图2中，作为该构造的一部分，仅示意性地示出了同时输出八个全局控制信号的构造。
图2中的A中所示出的全局控制电路13被配置成包括一个内部缓冲器31和八个驱动元件32a至32h。
如图2中的A所示，全局控制电路13具有这样的连接结构：其中，内部缓冲器31被连接到沿纵向方向设置的内部布线的一端，并且驱动元件32a至32h沿着与各控制线21的位置分别对应的一个方向而被连接到该内部布线。因此，输入到全局控制电路13的全局控制信号经由内部缓冲器31从上述内部布线的一端侧(在图2的示例中，左侧)被提供给驱动元件32a至32h，并且同时被输出到分别与驱动元件32a至32h连接的控制线21。
图2中的B中所示出的全局控制电路13A被配置成包括两个内部缓冲器31a和31b以及八个驱动元件32a至32h。
如图2中的B所示，全局控制电路13A具有这样的连接结构：其中，内部缓冲器31a和31b分别连接到沿全局控制电路13A的纵向方向设置的内部布线的相对两端，并且驱动元件32a至32h沿着与图1的各控制线21的位置分别对应的一个方向而被连接到该内部布线。因此，输入到全局控制电路13A的全局控制信号经由过内部缓冲器31a和31b从上述内部布线的相对两端提供给驱动元件32a至32h，并且同时被输出到分别与驱动元件32a至32h连接的控制线21。
图2中的C中所示出的全局控制电路13B被配置成包括七个内部缓冲器31a至31g和八个驱动元件32a至32h。
如图2中的C所示，全局控制电路13B具有这样的连接结构：其中，从内部缓冲器31a至31g构建了时钟树结构，并且在最后一级处，该时钟树结构连接到沿着与各控制线21的位置分别对应的一个方向而被设置着的驱动元件32a至32h。例如，该时钟树结构是这样一种配置：其中，在第一级处，一个内部缓冲器31的输出被输入到两个内部缓冲器31，并且在第二级处，这两个内部缓冲器31的输出被输入到四个内部缓冲器31，这样得到的结构以多级的方式重复。因此，输入到全局控制电路13B的全局控制信号通过由内部缓冲器31a至31g构建而成的时钟树结构而被提供给驱动元件32a至32h，并且同时被输出至与驱动元件32a至32h分别连接的控制线21。
例如与全局控制电路13和13A相比而言，具有如上所述的这种构造的全局控制电路13B能够避免在驱动元件32a至32h之间出现延迟，并且能够确保面内均匀性。换句话说，在驱动元件32的排列方向上强烈要求同步化的应用中，优选地采用全局控制电路13B。
下面将通过参照图3来说明卷帘控制电路14的构造。
图3中的A示出了卷帘控制电路14的第一构造示例，图3中的B示出了卷帘控制电路14的第二构造示例。请注意，尽管卷帘控制电路14被配置成使其与设置在像素阵列部12中的传感器元件的行号对应地依次输出卷帘控制信号，但是在图3中，作为该构造的一部分，仅示意性地示出了按顺序地输出八个卷帘控制信号。
图3中的A中所示的卷帘控制电路14采用移位寄存器系统，并配置为包括两个内部缓冲器41和42、八个寄存器43a至43h和八个驱动元件44a至44h。请注意，尽管为了简化而说明了其中布置有两个内部缓冲器41和42的构造示例，但是可以采用其中根据内部缓冲器的布线长度而布置有多个内部缓冲器的构造。
如图3中的A所示，卷帘控制电路14具有这样的连接结构：其中，内部缓冲器41连接到沿纵向方向设置的内部布线的一端，并且寄存器43a至43h与设置在像素阵列部12中的传感器元件的各行的位置对应地连接到该内部布线。此外，卷帘控制电路14具有这样的连接结构：其中，内部缓冲器42连接到寄存器43a，并且寄存器43a至43h是顺序连接的，并且驱动元件44a至44h分别连接到寄存器43a至43h。
因此，在卷帘控制电路14中，通过内部缓冲器42提供给寄存器43a的开始脉冲根据由内部缓冲器41提供过来的时钟而被按顺序地移位到寄存器43a至43h，并且作为卷帘控制信号从分别连接到寄存器43a至43h的驱动元件44a至44h被按顺序地输出。
图3中的B中所示的卷帘控制电路14A采用解码器系统，并配置为包括两个内部缓冲器41和42、解码器45、八个与门(AND gate)46a至46h和八个驱动元件44a至44h。请注意，对于解码器45，可以使用包括锁存器的解码器类型和不包括锁存器的另一解码器类型中的任何一者。例如，在解码器45是对信号进行锁存的类型的情况下，可以采用如下的系统：一次性地发送地址的系统，或者分开地发送地址的另一系统，等等。
如图3中的B所示，在卷帘控制电路14A中，内部缓冲器41连接到解码器45，并且内部缓冲器42连接到各行的与门46a至46h的输入端子，而且解码器45连接到各行的与门46a至46h的输入端子。此外，卷帘控制电路14A具有这样的连接结构：其中，与门46a至46h的输出端子分别连接到驱动元件44a至44h。
因此，在卷帘控制电路14A中，通过内部缓冲器42提供给与门46a至46h的脉冲作为卷帘控制信号从由通过内部缓冲器41提供给解码器45的地址指定的各行中的驱动元件44a至44h被按顺序地输出。
如同通过参照图2和图3所说明的，全局控制电路13和卷帘控制电路14具有互不相同的电路结构。
图4是示出了图1中所示的传感器芯片11的第一变形例的框图。请注意，在图4所示的用于构成传感器芯片11-a的各块之中，与图1的传感器芯片11的部件相同的部件用类似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图4所示，传感器芯片11-a的构造与图1的传感器芯片11的相同之处在于：像素阵列部12、卷帘控制电路14、列ADC 15和输入输出部16的布置。
此外，传感器芯片11-a的构造与图1的传感器芯片11不同的是：两个全局控制电路13-1和13-2设置成分别沿像素阵列部12的上侧和下侧延伸，并且驱动元件32-1和32-2分别连接到控制线21的相对两端。具体地，传感器芯片11-a被配置成使得：全局控制电路13-1中所包含的驱动元件32-1从控制线21的上端提供全局控制信号，并且全局控制电路13-2中所包含的驱动元件32-2从控制线21的下端提供全局控制信号。
以这种方式配置而成的传感器芯片11-a能够抑制驱动元件32-1和驱动元件32-2这两个驱动元件之间的偏斜(skew)，并且能够消除在沿着控制线21传播的全局控制信号中出现的延迟时间的离散(dispersion)。因此，在传感器芯片11-a中，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。请注意，在传感器芯片11-a中，需要执行控制以使得：避免在全局控制信号的输出中的延迟差异(delay difference)变大以致于不会产生直通电流。
图5是示出了图1中所示的传感器芯片11的第二变形例的框图。请注意，在图5中所示的用于构成传感器芯片11-b的各块之中，与图1的传感器芯片11的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图5所示，传感器芯片11-b的构造与图1的传感器芯片11的相同之处在于：像素阵列部12、卷帘控制电路14、列ADC 15和输入输出部16的布置。
另一方面，传感器芯片11-b的构造与图1的传感器芯片11不同之处在于：两个全局控制电路13-1和13-2设置成沿着像素阵列部12的上侧和下侧延伸，并且两个控制线21-1和21-2被设置成使得它们在以矩阵形式设置于像素阵列部12中的传感器元件的列的中心处是彼此分开的。此外，在传感器芯片11-b中，驱动元件32-1连接到控制线21-1的上端，并且驱动元件32-2连接到控制线21-2的下端。
因此，传感器芯片11-b被配置成使得：对于设置在相对于像素阵列部12的中心的上侧处的传感器元件，由全局控制电路13-1中所包含的驱动元件32-1从控制线21-1的上端供应全局控制信号。此外，传感器芯片11-b被配置成使得：对于设置在相对于像素阵列部12的中心的下侧处的传感器元件，由全局控制电路13-2中所包含的驱动元件32-2从控制线21-2的下端供应全局控制信号。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11-b，从驱动元件32-1到设置在控制线21-1的远端(在图5的示例中，下端)处的传感器元件的距离以及从驱动元件32-2到设置在控制线21-2的远端(在图5的示例中，上端)处的传感器元件的距离能够比图1的传感器芯片11中的情况更短。于是，因为能够进一步减小在从全局控制电路13-1和13-2输出的全局控制信号中出现的延迟量和转换速率，所以传感器芯片11-b能够进一步以更高的速度对传感器元件进行控制。
<传感器芯片的第二构造示例>
下面将通过参照图6来说明本技术适用的传感器芯片的第二实施例。请注意，在图6所示的用于构成传感器芯片11A的各块之中，与图1的传感器芯片11的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
如图6所示，传感器芯片11A被配置成使得：像素阵列部12A、全局控制电路13A、卷帘控制电路14A、列ADC 15A和输入输出部16A被设置在半导体基板上。
传感器芯片11A的结构与图1的传感器芯片11的不同之处在于，像素阵列部12A是垂直伸长的矩形区域：其中，较长边被设置成在垂直方向上延伸，并且较短边被设置成在水平方向上延伸。因此，在传感器芯片11A中，全局控制电路13A和输入输出部16A都设置在像素阵列部12A的左侧，且沿像素阵列部12A的长边延伸。由此，与以矩阵形式布置于像素阵列部12A中的传感器元件的各行对应地，设置有沿着像素阵列部12A的左右方向延伸的控制线21A。
此外，在传感器芯片11A中，卷帘控制电路14A被设置在像素阵列部12A的右侧(与全局控制电路13A相对的一侧)，且沿像素阵列部12A的长边延伸。请注意，尽管全局控制电路13A和像素阵列部12A可以设置在相对于像素阵列部12A的同一侧，但在本例中，因为假定它们之中的任何一者的布线长度变得更长，所以优选地采用如图6所示的布置。
此外，在传感器芯片11A中，列ADC 15A设置在像素阵列部12A的下侧，且沿像素阵列部12A的短边延伸。列ADC 15A以这种方式设置在与卷帘控制电路14A正交的方向上的原因是：必须逐个地接通与一个AD转换器连接的各传感器元件，并且这样的布局使得避免了它们各自的布线相互重叠。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11A，控制线21A的布线长度可以利用如下的布局而被减小：在该布局中，全局控制电路13A与图1的传感器芯片11类似地被设置成沿着像素阵列部12A的长边延伸。因此，与图1的传感器芯片11类似地，传感器芯片11A能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
<传感器芯片的第三构造示例>
下面将通过参照图7至图10来说明本技术适用的传感器芯片的第三实施例。请注意，在图7至图10所示的用于构成传感器芯片11B的各块之中，与图1的传感器芯片11的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
图7示出了传感器芯片11B的透视图，图8示出了传感器芯片11B的框图。
如图7所示，传感器芯片11B具有这样的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52层叠着。此外，传感器芯片11B具有这样的连接结构：其中，在传感器芯片11B的当从平面图中观察时不与像素阵列部12重叠的周边区域中，传感器基板51的控制线21和逻辑基板52的全局控制电路13彼此连接。具体地，在图7所示的例子中，在传感器芯片11B中，沿着以矩阵形式设置于像素阵列部12中的传感器元件的列方向设置着的多个控制线21被连接到处于传感器基板51上侧的全局控制电路13侧。
因此，在传感器芯片11B中，从传感器控制电路13输出的全局控制信号是从传感器基板51的上侧提供给像素阵列部12的传感器元件，如图7中的空心箭头标记所示。此时，全局控制电路13被配置成使得其纵向方向沿着像素阵列部12的长边延伸，并且传感器芯片11B具有从全局控制电路13到像素阵列部12的传感器元件的最短距离。
下面将通过参照图8来进一步说明传感器芯片11B的构造。
在传感器基板51上设置有像素阵列部12和TSV(硅贯通通路：Through SiliconVia)区域53-1至53-3。在逻辑基板52上设置有：全局控制电路13、卷帘控制电路14、列ADC15、逻辑电路17和TSV区域54-1至54-3。例如，在传感器芯片11B中，从像素阵列部12的各个传感器元件输出的传感器信号由列ADC 15进行AD转换，并由逻辑电路17进行各种信号处理，然后被输出到外部。
TSV区域53-1至53-3和TSV区域54-1至54-3是如下这样的区域：在这些区域中，形成有用于将传感器基板51和逻辑基板52相互电气连接的贯通电极，并且针对每个控制线21都设置有一个贯通电极。因此，TSV区域53-1至53-3和TSV区域54-1至54-3被布置成：当传感器基板51和逻辑基板52层叠时，TSV区域53-1至53-3与TSV区域54-1至54-3彼此重叠。应注意，不仅贯通电极可以用于TSV区域54中的连接，而且例如微凸块(micro bump)或铜(Cu-Cu)连接也是可以采用的。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11B，控制线21的布线长度可以利用如下的布局而变短：在该布局中，全局控制电路13与图1的传感器芯片11类似地被设置成沿着像素阵列部12的长边延伸。因此，与图1的传感器芯片11类似地，传感器芯片11B能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
图9是示出了图8中所示的传感器芯片11B的第一变形例的框图。请注意，在图9所示的用于构成传感器芯片11B-a的各块之中，与图8的传感器芯片11B的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
如图9所示，具体地，传感器芯片11B-a的构造与图8的传感器芯片11B的相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，上面形成有像素阵列部12的传感器基板51和上面形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11B-a的构造与图8的传感器芯片11B的不同之处在于：两个全局控制电路13-1和13-2设置在逻辑基板52上，且分别沿着像素阵列部12的上侧和下侧延伸；而且两个控制线21-1和21-2分别设置成使得它们在以矩阵形式设置于像素阵列部12上的传感器元件的列的中心处是彼此分开的。
具体地，在传感器芯片11B-a中，驱动元件32-1连接到控制线21-1的上端，并且驱动元件32-2连接到控制线21-2的下端，类似于如图5所示的传感器芯片11-b。因此，传感器芯片11B-a被配置成使得：对于设置在相对于像素阵列部12的中心的上侧的传感器元件，由全局控制电路13-1中所包含的驱动元件32-1从控制线21-1的上端供应全局控制信号。此外，传感器芯片11B-a被配置成使得：对于设置在相对于像素阵列部12的中心的下侧的传感器元件，由全局控制电路13-2中所包含的驱动元件32-2从控制线21-2的下端供应全局控制信号。
在以上述方式配置而成的传感器芯片11B-a中，从驱动元件32-1到设置在控制线21-1的远端(在图9的示例中，下端)处的传感器元件的距离以及从驱动元件32-2到设置在控制线21-2的远端(在图9的示例中，上端)处的传感器元件的距离可以例如比图8所示的传感器芯片11B中的情况更短。于是，因为能够进一步减小在从全局控制电路13-1和13-2输出的全局控制信号中出现的延迟量和转换速率，所以传感器芯片11B-a能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
图10是示出了图8中所示的传感器芯片11B的第二变形例的框图。请注意，在图10所示的用于构成传感器芯片11B-b的各块之中，与图8的传感器芯片11B的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图10所示，传感器芯片11B-b的构造与图8的传感器芯片11B的构造的相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11B-b的构造与图8的传感器芯片11B的不同之处在于：两个全局控制电路13-1和13-2设置在逻辑基板52上，且分别沿着像素阵列部12的上侧和下侧延伸，而且驱动元件32-1和32-2连接到控制线21的相对两端。
具体地，在传感器芯片11B-b中，与图4中所示的传感器芯片11-a类似，全局控制电路13-1中所包含的驱动元件32-1从控制线21的上端提供全局控制信号，并且全局控制电路13-2中所包含的驱动元件32-2从控制线21的下端提供全局控制信号。
以这种方式配置而成的传感器芯片11B-b能够抑制驱动元件32-1和驱动元件32-2这两个驱动元件之间的偏斜，并且能够消除在沿着控制线21传播的全局控制信号中出现的延迟时间的离散。因此，在传感器芯片11B-b中，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。请注意，在传感器芯片11B-b中，需要执行控制以使得：避免在全局控制信号的输出中的延迟差异变大以致于不会产生直通电流。
在以上述方式配置而成的传感器芯片11B中，与图1的传感器芯片11类似地，能够以更高速度执行对于把传感器基板51和逻辑基板52层叠起来的层叠结构中的传感器元件的控制。
请注意，在图8至图10所示的构造示例中，列ADC 15被配置成使得通过设置在下侧处的TSV区域53-3和TSV区域54-3从像素阵列部12的下端侧读出传感器信号。除了刚刚说明的这种构造之外，例如也可以将两个列ADC 15设置在上侧和下侧的附近并且配置成使得通过这两个列ADC 15从像素阵列部12的上端侧和下端侧读出传感器信号。
<传感器芯片的第四构造示例>
下面将通过参照图11来说明本技术适用的传感器芯片的第四实施例。请注意，在图11所示的用于构成传感器芯片11C的各块之中，与图8的传感器芯片11B的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图11所示，传感器芯片11C的构造与图8的传感器芯片11B的相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11C在结构上与图8的传感器芯片11B的不同之处在于，像素阵列部12C具有与图6中所示的传感器芯片11A的像素阵列部12A类似的垂直伸长的矩形区域。因此，在传感器芯片11C中，全局控制电路13C设置在逻辑基板52的左侧，且沿像素阵列部12C的长边延伸。由此，与以矩阵形式布置于像素阵列部12C中的传感器元件的各行对应地，设置有沿着像素阵列部12C的左右方向延伸的控制线21C。
此外，在传感器芯片11C中，卷帘控制电路14C设置在逻辑基板52的右侧(与全局控制电路13C相对的一侧)，且沿像素阵列部12C的长边延伸。请注意，尽管全局控制电路13C和像素阵列部12C可以设置在相对于逻辑基板52的同一侧，但在本例中，由于假定它们之中的任何一者的布线长度变得更长，所以优选地采用如图11所示的布置。
此外，在传感器芯片11C中，列ADC 15C设置在逻辑基板52的下侧，且沿像素阵列部12C的短边延伸。列ADC 15C以这种方式设置在与卷帘控制电路14C正交的方向上的原因是：必须逐个地接通与一个AD转换器连接的各传感器元件，并且这样的布局使得避免了它们各自的布线相互重叠。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11C，控制线21C的布线长度可以通过如下的布局而被减小：在该布局中，类似于图8的传感器芯片11B，全局控制电路13C被设置成沿着像素阵列部12C的长边延伸。因此，与图8的传感器芯片11B类似地，传感器芯片11C能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
<传感器芯片的第五构造示例>
下面将通过参照图12来说明本技术适用的传感器芯片的第五实施例。请注意，在图12中所示的用于构成传感器芯片11D的各块之中，与图8的传感器芯片11B的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图12所示，传感器芯片11D的构造与图8的传感器芯片11B的相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11D的构造与图8的传感器芯片11B的不同之处在于，多个列ADC 15(在图12的示例中，12个ADC 15-1至15-12)对应于传感器基板51的形成有像素阵列部12的区域而被设置在逻辑基板52上。
例如，传感器芯片11D被配置成使得：针对像素阵列部12的每个预定区域而设置有一个ADC 15。在如图12所示的使用了12个ADC 15-1至15-12的情况下，对应于通过将像素阵列部12均等地划分而得到的12个分区中的每一者都设置有一个ADC 15，并且从设置于单个区域中的传感器元件输出的传感器信号的AD转换是并行地实施的。请注意，除了可以采用为像素阵列部12的每个预定区域都设置有ADC 15的构造之外，例如，也可以采用为像素阵列部12中所包括的每个传感器元件都设置一个ADC 15的构造。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11D，控制线21的布线长度可以通过如下的布局而变短：在该布局中，与图8的传感器芯片11B类似地，全局控制电路13被设置成沿着像素阵列部12的长边延伸。因此，与图8的传感器芯片11B类似地，传感器芯片11D能够以更高的速度执行传感器元件的控制。
此外，在传感器芯片11D中，没有将卷帘控制电路14和列ADC 15之间的位置关系限制为图8中所示的对于列ADC 15的那种制约。例如，在图12所示的传感器芯片11D中，尽管卷帘控制电路14设置在逻辑基板52的右侧，但是卷帘控制电路14可设置在上侧和下侧中的任何一侧上。换句话说，如果关于像素阵列部12相对于传感器芯片11D(例如，传感器芯片11D的相对于光学中心的中心位置)的位置没有任何限制，那么卷帘控制电路14可以设置在任何地方。
可以替代地，例如，在对光学中心和传感器芯片11D的中心位置有强烈限制的情况下，通过将卷帘控制电路14设置在如下位置就可以很好地平衡该布局：该位置处于设置有列ADC 15的区域的相对于全局控制电路13的相对侧。这使得能够改善传感器芯片11D的特性。
<传感器芯片的第六构造示例>
下面将通过参照图13至图22来说明本技术适用的传感器芯片的第六实施例。请注意，在图13至图22所示的用于构成传感器芯片11E的各块之中，与图7和图8的传感器芯片11B的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
如图13所示，传感器芯片11E具有如下的层叠结构：其中，与图7所示的传感器芯片11B类似地，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52层叠着。此外，传感器芯片11E具有这样的连接结构，其中，全局控制电路13被设置成：当在平面图中观察传感器芯片11E时全局控制电路13与像素阵列部12的中心重叠，并且全局控制电路13连接到在像素阵列部12的中心部分处的控制线21。
例如，在通过构成布线的铜(Cu)的互连、采用微凸块或TSV实施的连接、或诸如此类的连接而让传感器芯片11E可在像素阵列部12处进行连接的情况下，从驱动元件32到设置在控制线21的远端处的传感器元件的距离可以做得很短。
下面将通过参照图14来进一步说明传感器芯片11E的构造。
如图14所示，在传感器基板51中，像素阵列部12是水平伸长的矩形区域：其中，长边在水平方向上延伸，短边在垂直方向上延伸。因此，在逻辑基板52上，全局控制电路13设置成使其纵向方向沿像素阵列部12的长边延伸。此外，全局控制电路13基本上设置在逻辑基板52的中心，使得负责来自全局控制电路13的驱动元件32的输出的布线连接到沿着像素阵列部12的上下方向设置着的控制线21的中心。应注意，可以使用这样的构造：负责来自驱动元件32的输出的布线穿过基板从全局控制电路13直接朝着像素阵列部12延伸。
在以这种方式配置而成的传感器芯片11E中，可以缩短从驱动元件32到在控制线21的相对两端处的传感器元件的距离。因此，因为可以改善全局控制信号的延迟量和转换速率，所以传感器芯片11E能够以更高的速度对传感器元件进行控制。
此外，传感器芯片11E所示的这种结构优选应用于例如ToF传感器。
图15是示出了图14中所示的传感器芯片11E的第一变形例的框图。请注意，在图15所示的用于构成传感器芯片11E-a的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，如图15所示，传感器芯片11E-a的构造与图14的传感器芯片11E的相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，在传感器基板51上，传感器芯片11E-a的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在中心处分开的两个控制线21-1和21-2被布置用于以矩阵形式设置在像素阵列部12中的传感器元件的一行。此外，传感器芯片11E-a的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处还在于，逻辑基板52上的全局控制电路13包括针对于一行传感器元件而设置的两个驱动元件32-1和32-2。
此外，传感器芯片11E-a具有这样的连接结构：其中，驱动元件32-1连接到控制线21-1的中心侧端部，并且驱动元件32-2连接到控制线21-2的中心侧端部。具体地，传感器芯片11E-a被配置成使得：在设置于像素阵列部12的一行上的多个传感器元件之中，相对于中心设置在上侧处的那些传感器元件由驱动元件32通过控制线21-1驱动，相对于中心设置在下侧处的那些传感器元件由驱动元件32-2通过控制线21-2驱动。
根据以这种方式配置而成的传感器芯片11E-a，与图14的传感器芯片11E类似，从驱动元件32-1到设置在控制线21-1的远端处的传感器元件的距离以及从驱动元件32-2到设置在控制线21-2的远端处的传感器元件的距离可以变短。因此，与图14的传感器芯片11E类似地，传感器芯片11E-a能够改善全局控制信号的延迟量和转换速率。
此外，在传感器芯片11E-a中，由于每个驱动元件32的负载可以减小，因此驱动元件32的尺寸可以从图14的传感器芯片11E的尺寸减小。此外，在传感器芯片11E-a被配置成使得两个驱动元件32被布置用于一列传感器元件的情况下，驱动元件32的布局被集中到一处，并且可以简化整体布局结构。
图16是示出了图14中所示的传感器芯片11E的第二变形例的框图。请注意，在图16所示的用于构成传感器芯片11E-b的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，图16中所示的传感器芯片11E-b的构造与图14的传感器芯片11E的构造相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11E-b的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在传感器基板51上，在中心处分开的两个控制线21-1和21-2被设置用于以矩阵形式设置在像素阵列部12中的传感器元件的一行。此外，传感器芯片11E-b的结构与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在逻辑基板52上设置有两个全局控制电路13-1和13-2。
此外，传感器芯片11E-b具有这样的连接结构：其中，驱动元件32-1连接到控制线21-1的中心，并且驱动元件32-2连接到控制线21-2的中心。具体地，传感器芯片11E-b被配置成使得：在设置于像素阵列部12的一行中的多个传感器元件之中，相对于中心设置在上侧处的那些传感器元件由驱动元件32-1通过控制线21-1驱动。在图1中和相对于中心设置在下侧处的那些传感器元件由驱动元件32-2通过控制线21-2驱动。
在以这种方式配置而成的传感器芯片11E-b中，从驱动元件32-1到设置在控制线21-1的远端处的传感器元件的距离以及从驱动元件32-2到设置在控制线21-2的远端处的传感器元件的距离与图14的传感器芯片11E相比可以更短。因此，传感器芯片11E-b能够以比图14的传感器芯片11E更高的速度实现驱动，并且能够实现全局控制信号的延迟量和转换速率的进一步改善。
此外，如图16所示，在传感器芯片11E-b中，由于全局控制电路13-1和13-2可以分开设置，所以逻辑电路17可以设置在它们之间的中心位置。请注意，尽管未示出，列ADC 15可以设置在全局控制电路13-1和13-2之间的中心位置。
此外，传感器芯片11E-b所示的这种构造适合应用于例如ToF传感器。
图17是示出了图14中所示的传感器芯片11E的第三变形例的框图。请注意，在图17所示的用于构成传感器芯片11E-c的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
特别地，图17中所示的传感器芯片11E-c的构造与图14的传感器芯片11E的构造相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11E-c的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在传感器基板51上，在中心分开的两个控制线21-1和21-2被设置用于以矩阵形式设置于像素阵列部12中的传感器元件的一行。此外，传感器芯片11E-c的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，两个全局控制电路13-1和13-2设置在逻辑基板52上。
此外，传感器芯片11E-c具有这样的连接结构：其中，与图16的传感器芯片11E-b类似地，驱动元件32-1连接到控制线21-1的中心，驱动元件32-2连接到控制线21-2的中心。因此，与图16的传感器芯片11E-b类似地，传感器芯片11E-c能够比图14的传感器芯片11E以更高的速度实现驱动，并且与图14的传感器芯片11相比能够实现全局控制信号的延迟量和转换速率的进一步改善。
此外，在传感器芯片11E-c中，列ADC 15-1设置在逻辑基板52的上侧，列ADC 15-2设置在逻辑基板52的下侧。在以这种方式构造的传感器芯片11E-c中，由于其具有呈上下对称地进行布局的结构，因此其对称性得到改善，于是，能够改善传感器芯片11E-c的特性。
图18是示出了图14中所示的传感器块11E的第四变形例的框图。请注意，在图18所示的用于构成传感器芯片11E-d的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
特别地，图18中所示的传感器芯片11E-d的构造与图14的传感器芯片11E的构造相同之处在于因为它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11E-d的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在逻辑基板52上，设置有两个全局控制电路13-1和13-2，并且传感器芯片11E-d具有这样的连接结构：其中，全局控制电路13-1连接到控制线21的上半部的大致中心，并且全局控制电路13-2连接到控制线21的下半部的大致中心。换句话说，传感器芯片11E-d被配置成使用了把图17的控制线21-1和21-2连接起来的单个控制线21。
以这种方式配置而成的传感器芯片11E-d能够抑制驱动元件32-1和驱动元件32-2这两个驱动元件之间的偏斜，并且能够消除在沿着控制线21传播的全局控制信号中出现的延迟时间的离散。因此，在传感器芯片11E-d中，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。请注意，在传感器芯片11E-d中，需要执行控制以使得：避免在全局控制信号的输出中的延迟差异变大以致于不会产生直通电流。
图19是示出了图14中所示的传感器块11E的第五变形例的框图。请注意，在图19所示的用于构成传感器芯片11E-e的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。此外，在图19所示的传感器芯片11E-e中，为了避免让图示变得复杂，省略了用于构成传感器芯片11E-e的一部分块的图示。
特别地，图19中所示的传感器芯片11E-e的构造与图14的传感器芯片11E的构造相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11E-e的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在传感器基板51上，四个分区控制线21-1至21-4被设置用于以矩阵形式设置于像素阵列部12中的传感器元件的一行。此外，传感器芯片11E-e的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，在逻辑基板52上，设置有四个全局控制电路13-1至13-4。
此外，传感器芯片11E-e具有这样的连接结构：其中，全局控制电路13-1至13-4的驱动元件32-1至32-4分别连接至控制线21-1至21-4的中心点。因此，在传感器芯片11E-e中，可以进一步减小从驱动元件32-1至32-4到设置在相应控制线21-1至21-4的远端处的传感器元件的距离。因此，传感器芯片11E-e可以进一步提高对传感器元件进行控制的速度。请注意，虽然假定了列ADC 15A、逻辑电路17等是单独地设置着，但在刚才说明的情况下，也需要采用不会影响特性的布局。
请注意，尽管说明了使用四个分区控制线21-1至21-4的如图19中所示的构造示例，但控制线21可以不是这样，而是可以分为三个控制线或五个或更多个控制线。因此，可以采取这样的构造：各个全局控制电路13分别连接至与之相应的分区控制线21的大致中央部分。
图20是示出了图14中所示的传感器块11E的第六变形例的框图。请注意，在图20所示的用于构成传感器芯片11E-f的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
特别地，图20中所示的传感器芯片11E-f的构造与图14的传感器芯片11E的构造相同之处在于它具有如下的层叠结构：其中，形成有像素阵列部12的传感器基板51和形成有全局控制电路13的逻辑基板52被层叠着。
另一方面，传感器芯片11E-f的构造与图14的传感器芯片11E的不同之处在于，四个全局控制电路13-1至13-4设置在逻辑基板52上，并且全局控制电路13-1至13-4按相等的距离连接到控制线21。换句话说，传感器芯片11E-d被配置成使用了把图19的控制线21-1至21-4连接起来的单个控制线21。
以这种方式配置而成的传感器芯片11E-f能够抑制四个驱动元件32-1至32-4之间的偏斜，并且能够消除在沿着控制线21传播的全局控制信号中出现的延迟时间的离散。因此，在传感器芯片11E-f中，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。请注意，在传感器芯片11E-f中，需要执行控制以使得：避免在全局控制信号的输出中的延迟差异变大以致于不会产生直通电流。
图21是示出了图14中所示的传感器块11E的第七变形例的框图。请注意，在图21所示的用于构成传感器芯片11E-g的各块之中，与图19的传感器芯片11E-e的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，传感器芯片11E-g被配置成包括单个全局控制电路13并且被配置成包括缓冲电路55-1至55-3，以代替图19所示的传感器芯片11E-e的全局控制电路13-2至13-4。缓冲电路55-1至55-3分别具有缓冲器56-1至56-3，而且，全局控制电路13的驱动元件32的输出利用缓冲器56-1至56-3进行分支，并且连接到四个分区控制线21-1至21-4。
另外，对于以这种方式配置而成的传感器芯片11E-g，与图19的传感器芯片11E-e类似地，能够实现对传感器元件的控制速度的进一步提高。
图22是示出了图14中所示的传感器块11E的第八变形例的框图。请注意，在图22所示的用于构成传感器芯片11E-h的各块之中，与图20的传感器芯片11E-f的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，传感器芯片11E-g被配置成包括单个全局控制电路13并且被配置成包括缓冲电路55-1至55-3，以代替图20的传感器芯片11E-f的全局控制电路13-2至13-4。缓冲电路55-1至55-3分别具有缓冲器56-1至56-3，而且，全局控制电路13的驱动元件32的输出利用缓冲器56-1至56-3进行分支，并且连接到控制线21。
同样，以这种方式配置而成的传感器芯片11E-h，与图20的传感器芯片11E-f类似地，能够实现对传感器元件的控制速度的进一步提高。
<传感器芯片的第七构造示例>
下面将通过参照图23至图25来说明本技术适用的传感器芯片的第七实施例。请注意，在图23至图25所示的用于构成传感器芯片11F的各块之中，与图13的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
特别地，图23中所示的传感器芯片11F具有层叠结构，其中传感器基板51和两个逻辑基板52-1和52-2层叠在一起。换句话说，本技术可以应用于其中把三个半导体基板层叠起来的结构。
如图23所示，传感器芯片11F被配置成使得像素阵列部12形成在第一层的传感器基板51上，并且全局控制电路13以及存储器61-1和61-2形成在第二层的逻辑基板52-1上，另外，未图示的例如列ADC 15、逻辑电路17等等形成在第三层的逻辑基板52-2上。
在以这种方式配置而成的传感器芯片11F中，通过沿着传感器基板51的像素阵列部12的纵向方向将全局控制电路13设置在逻辑基板52-1上，与图13的传感器芯片11E类似地，能够以更高速度执行对传感器元件的控制。
此外，在传感器基板51、逻辑基板52-1和逻辑基板52-2按此顺序层叠起来的传感器芯片11F中，优选地，全局控制电路13设置在层叠于传感器基板51和逻辑基板52-2之间的逻辑基板52-1的中心处。因此，可以缩短从全局控制电路13到设置在逻辑基板52-1的远端处的传感器元件的距离。当然，只要能够缩短从全局控制电路13到设置在控制线21的远端处的传感器元件的距离即可，该布局不限于如图23所示的这种布局。
图24是示出了图23中所示的传感器芯片11F的第一变形例的透视图。
如图24所示，传感器芯片11F-a被构造成使得：像素阵列部12形成在第一层的传感器基板51上；存储器61-1和61-2形成在第二层的逻辑基板52-1上；而且，例如，全局控制电路13以及未示出的列ADC 15和逻辑电路17等形成在第三层的逻辑基板52-2上。
在以这种方式配置而成的传感器芯片11F-a中，通过将全局控制电路13设置在逻辑基板52-2上且沿传感器基板51的像素阵列部12的纵向方向延伸，与图13的传感器芯片11E类似地，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
图25是示出了图23中所示的传感器芯片11F的第二变形例的透视图。
如图25所示，传感器芯片11F-b被配置成使得：像素阵列部12形成在第一层的传感器基板51上；存储器61形成在第二层的逻辑基板52-1上；而且，例如，全局控制电路13以及未示出的列ADC 15和逻辑电路17等形成在第三层的逻辑基板52-2上。应注意，传感器芯片11F-b具有这样的连接结构：其中，控制线21利用形成在传感器芯片11F-b的外围区域中的TSV区域而被连接到全局控制电路13，这例如类似于图8的传感器芯片11B。
在以这种方式配置而成的传感器芯片11F-b中，通过将全局控制电路13设置在逻辑基板52-2上且沿传感器基板51的像素阵列部12的纵向方向延伸，与图13的传感器芯片11E类似地，能够以更高的速度执行对传感器元件的控制。
请注意，例如，三个或更多个半导体基板可以层叠起来，并且全局控制电路13可以设置在前面参照图16所说明的两个位置处，或者全局控制电路13可以设置在两个位置以上的多个位置处。在这种情况下，可以根据全局控制电路13的布置，适当地设计设置有存储器61的半导体基板、以及存储器61的位置或分区数量。
例如，可以采用把像素阵列部12设置在第一层的半导体基板上，把列ADC 15、逻辑电路17等设置在第二层的半导体基板上，并且把存储器61设置在第三层的半导体基板上的构造。同样，在刚刚说明的这种构造中，通过将全局控制电路13设置在第二层的半导体基板上，可以使布线长度变短。然而，全局控制电路13可以不是这样设置，而是设置在设置有存储器61的半导体基板上。
<传感器芯片的第八构造示例>
下面将通过参照图26来说明本技术适用的传感器芯片的第八实施例。请注意，在图26所示的用于构成传感器芯片11G的各块之中，与图14的传感器芯片11E的部件相同的部件用相似的附图标记表示，并且将会省略它们的详细说明。
具体地，传感器芯片11中的全局控制电路13的布置不限于上述实施例中的那些，并且可以采用如图26所示的各种布局。当然，在任何布置中，只要全局控制电路13被设置成沿着像素阵列部12的长边延伸，则未示出的一些布局也可以采用。
如图26中的A所示，传感器芯片11G具有这样的布局：像素阵列部12和全局控制电路13设置在传感器基板51上，并且卷帘控制电路14、列ADC 15和逻辑电路17设置在逻辑基板52上。此外，在传感器芯片11G中，全局控制电路13设置在像素阵列部12的下侧，且沿像素阵列部12的长边延伸。
如图26中的B所示，传感器芯片11G-a具有这样的布局：像素阵列部12和全局控制电路13设置在传感器基板51上，并且卷帘控制电路14、列ADC 15和逻辑电路17是设置在逻辑基板52上。此外，在传感器芯片11G-a中，全局控制电路13设置在像素阵列部12的上侧，且沿像素阵列部12的长边延伸。
如图26中的C所示，传感器芯片11G-b具有这样的布局：像素阵列部12以及全局控制电路13-1和13-2设置在传感器基板51上，卷帘控制电路14、列ADC 15和逻辑电路17设置在逻辑基板52上。此外，在传感器芯片11G-b中，全局控制电路13-1和13-2设置在像素阵列部12的上侧和下侧，且分别沿像素阵列部12的长边延伸。
如图26中的D所示，传感器芯片11G-c具有这样的布局：像素阵列部12和全局控制电路13-1和13-2设置在传感器基板51上，卷帘控制电路14、列ADC 15和逻辑电路17设置在逻辑基板52上。此外，在传感器芯片11G-c中，全局控制电路13-1和13-2设置在像素阵列部12的上侧和下侧，且分别沿像素阵列部12的长边延伸。并且，两个控制线21-1和21-2设置成使得它们在以矩阵形式设置在像素阵列部12中的传感器元件的列的中心处是彼此分开的。
如图26中的E所示，传感器芯片11G-d具有这样的布局：像素阵列部12和全局控制电路13设置在传感器基板51上，卷帘控制电路14、列ADC 15和逻辑电路17设置在逻辑基板52上。此外，在传感器芯片11G-d中，输入输出部16设置在逻辑基板52上，且沿像素阵列部12的长边延伸。
例如，传感器芯片11G-d被配置成使得它从输入输出部16通过TSV区域54-1和TSV区域53-1向全局控制电路13供电。请注意，除了可以利用TSV之外，构成布线用的铜(Cu)、微凸块等的互连也可以用来向全局控制电路13供电。此外，关于用来向全局控制电路13供电的布线，可以使用与用于控制线21的连接方法相同的连接方法，或者可以使用一些其他组合的连接方法。此外，除了把两层的半导体基板层叠起来的构造之外，在层叠有三层的半导体基板的构造中，也类似地优选将全局控制电路13布置在输入输出部16附近。
请注意，而图26中所示的各种布局表示了把列ADC 15设置在逻辑基板52的一侧上的示例，也可以采用把列ADC 15设置在逻辑基板52的相对的上侧和下侧上的布局。此外，列ADC 15或逻辑电路17的位置不限于如图26所示的这种布置。
如上所述，通过将层叠结构应用于传感器芯片11，能够以各种布局来布置全局控制电路13，这增加了布局的自由度并且增加了对全局控制电路13和卷帘控制电路14进行个别地控制的效果。
<距离图像传感器的构造示例>
图27是示出了距离图像传感器的构造示例的框图，该构图是利用传感器芯片11的电子设备。
如图27所示，距离图像传感器201被配置成包括光学系统202、传感器芯片203、图像处理电路204、监视器205和存储器206。因此，距离图像传感器201可以通过接收从光源装置211投射到摄像对象并由摄像对象的表面反射的光(调制光或脉冲光)，来获取跟与摄像对象相距的距离对应的距离图像。
光学系统202被配置成具有一个或多个透镜，并且将来自摄像对象的图像光(入射光)引入传感器芯片203，使得在传感器芯片203的光接收面(传感器部分)上形成图像。
作为传感器芯片203，应用上述实施例的传感器芯片11，并且将表示根据从传感器芯片203输出的接收信号(APD OUT)而确定的距离的距离信号提供给图像处理电路204。
图像处理电路204基于从传感器芯片203提供的距离信号执行用于构建距离图像的图像处理，并且通过成图像处理而获得的距离图像(图像数据)被提供给监视器205并在监视器205上显示出来，或被提供给存储器206以存储(记录)下来。
在以这种方式配置而成的距离图像传感器201中，通过应用上述传感器芯片11，例如，能够通过执行更高速度的控制来获取更精确的距离图像。
应注意，距离图像传感器201和光源装置211可以配置为整体构件。在这种情况下，其中一体地配置有距离图像传感器201和光源装置211的模块可以对应于采用了上述传感器芯片11的电子设备的示例。
[2.ToF的概述]
作为能够适用于采用了根据本公开实施例的距离图像传感器的距离测量的技术的一个实例，下面将会说明所谓“ToF(飞行时间(time of flight))”技术的概述。ToF是这样一种技术：其利用某种方法，通过计算在光从距离图像传感器投射之后直到该光被摄像对象反射然后返回到距离图像传感器的时间段，来执行距离测量。作为ToF，例如存在有被称为直接ToF(Direct ToF)的技术和被称为间接ToF(InDirect ToF)的另一技术。请注意，在下面的说明中，为了便于说明，在光从距离图像传感器投射之后直到该光被摄像对象反射然后返回到距离图像传感器的时间段有时被称为“光的飞行时间”，或者简称为“ToF”。
被称为直接ToF的技术是一种通过直接测量光飞行时间来测量与摄像对象的距离的技术。特别地，在直接ToF中，从设置于距离图像传感器上的光源(或与距离图像传感器设置在一起的光源)仅仅以非常短的时间段发射的脉冲光被投射到摄像对象，以便直接测量直到该光被摄像对象反射并被设置于距离图像传感器上的传感器芯片接收到的时间段。通过将以这种方式测得的时间段的一半乘以光速，可以计算出距离图像传感器与摄像对象之间的距离。根据刚刚说明的这种特性，直接ToF的测量精度有时取决于距离图像传感器的时间测量的分辨率。
另一方面，间接ToF是这样一种方法：通过该方法，测量出物理量的变化(其依赖于光飞行时间)，以间接测量出光飞行时间，然后在该测量结果的基础上测量出与摄像对象的距离。
作为间接ToF的具体示例，存在着一种方法：通过该方法，在光从距离图像传感器投射之后直到该光被摄像对象反射并返回到距离图像传感器的时间延迟被检测出来作为相位差。例如，图28是用于解释与间接ToF的距离测量原理有关的概述的说明图。应注意，图28中描绘的距离图像传感器201是示意性地描绘了上文参照图27说明的距离图像传感器201的视图。特别地，图28中所示的附图标记211和203对应于图27中所示的距离图像传感器201中的光源装置211和传感器芯片203。
如图28所示，距离图像传感器201致使光源装置211向摄像对象投射光(调制光或脉冲光)，并致使传感器芯片203检测由该摄像对象反射的光。应注意，在下面的说明中，虽然为了便于说明而着重于从光源装置211投射出脉冲光的情况给出了说明，但是也可以将脉冲光替换为调制光。
特别地，距离图像传感器201从光源装置211周期性地投射脉冲光P11，并控制传感器芯片203的操作以使其与脉冲光P11的投射周期同步地驱动(换句话说，快门被释放)。因此，传感器芯片203的传感器元件接收从光源装置211投射并由摄像对象反射的脉冲光P13，以与上述周期同步地检测脉冲光P13的光接受量(即，累积电荷被读出)。换句话说，传感器芯片203的传感器元件对由摄像对象反射的脉冲光P13进行检测的时段(下文中也称为“检出时段”)被设定与上述周期同步。
在如上所述的这种构造的基础上，在与脉冲光P11从光源装置211投射出来的上述周期对应的各个相位的检出时段内，距离图像传感器201致使传感器芯片203的传感器元件个别地检测由摄像对象反射的脉冲光P13。作为与上述周期对应的各个相位的检出时段，例如，将预定相位作为零度，设定了从零度到180度的检出时段以及从180度至360度的检出时段。此外，可以设定从90度到270度的又一检出时段和从270度到90度的再一检出时段。特别地，在为了与所述周期对应的各个相位而设设定的每个检出时段内，个别地检测由摄像对象反射的脉冲光P13。
与距离图像传感器201跟摄像对象之间的距离对应的相位差出现在从光源装置211投射向摄像对象的脉冲光P11(照射光)和由该摄像对象反射的脉冲光P13(反射光)之间。此时，每个相位的在周期期间内累积的电荷量(即，光接受量)之间的差异(换句话说，每个相位的在周期期间内累积的电荷量的比率)取决于照射光(脉冲光P11)和反射光(脉冲光P13)之间的相位差(换句话说，延迟时间)。
特别地，在间接ToF中，光飞行时间是根据每个相位的在检出时段期间内个别地累积的电荷量之间的差异(即，各相位之间的电荷量的比率)而被间接测量出来的，并且距离图像传感器和摄像对象之间的距离是根据该测量结果而被计算出来的。根据如上所述的这种特性，间接ToF的距离测量精度取决于从光源投射的脉冲光的周期(换言之，取决于脉冲光的脉冲宽度)，并且存在这样的趋势：距离测量精度基本上随着周期的减小而增加。
注意，在以下说明中，为了进一步理解根据本公开的实施例的距离图像传感器的特征，假设：除非另有说明，否则距离测量是通过间接ToF来执行的。
[3.技术特征]
随后，将会特别着重于对与距离测量有关的构造的控制，来说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的技术特征。
如上所述，在通过间接ToF执行距离测量的情况下，以与从光源装置投射脉冲光的周期同步的方式，驱动用于检测由摄像对象反射的脉冲光(反射光)的传感器芯片。因此，在通过间接ToF执行距离测量的情况下，用于让投射脉冲光的光源装置的操作(以下简称为“光源装置的操作”)和检测由摄像对象反射的脉冲光(以下简称为“传感器芯片”的操作)的传感器芯片的操作相互同步化的控制时而被执行。应注意，光源装置投射脉冲光的时机对应于“第二时机”的示例。此外，传感器芯片检测由摄像对象反射的脉冲光的时机对应于“第一时机”的例子。第一时机和第二时机之间的相对时间差由上述控制来控制，最终，执行了第一时机和第二时机之间的同步。
<比较例>
这里，为了进一步理解根据本公开的实施例的距离图像传感器的特征，首先说明根据比较例的距离图像传感器的操作控制的示例，特别是将重点放在使光源装置的操作与传感器芯片的操作相互同步的控制。例如，图29是示出根据比较例的距离图像传感器的操作控制的示例的说明图。在图29所示的示例中，用于驱动传感器芯片的传感器元件的驱动信号(下文中也称为“像素驱动信号”)被延迟，以执行光源装置的操作与传感器芯片的操作之间的同步化。
特别地，在图29所示的示例中，像素驱动信号的延迟调节的分辨率是td1。特别地，在图29所示的示例中，对像素驱动信号的延迟进行调节的最小单位(LSB：最低有效位(Least-Significant Bit))是td1，换句话说，延迟的调节以td1为单位而被执行。应注意，在图29的示例中，对像素驱动信号执行了1LSB至3LSB的延迟之后的延迟信号被一起描绘出来。
此外，在图29中，附图标记T11示意性地表示：在光源装置基于光源驱动信号被驱动的情况下，该光源装置通过用于驱动光源装置等的驱动电路实际上延迟地进行发光的时机。特别地，附图标记R2示意性地表示通过用于驱动光源装置等的驱动电路而实施的延迟的延迟量。特别地，在图29所示的示例中，对于像素驱动信号以td1为单位执行延迟，使得传感器芯片的传感器元件与光源装置的发光时机T11同步地执行光接收操作，由此实现光源装置的操作和传感器芯片的操作之间的同步化。
另一方面，如图29所示，在根据比较例的距离图像传感器中，由于以td1为单位调节像素驱动信号的延迟的特性，难以用比td1更精细的分辨率来调节光源装置的操作与传感器芯片的操作之间的同步。因此，在根据该比较例的距离图像传感器中，在使像素驱动信号和光源驱动信号之间同步化时的误差(即，在使光源装置的操作与传感器芯片的操作之间同步化时出现的误差)与从光源装置朝着摄像对象投射的脉冲光(照射光)和由摄像对象反射的脉冲光(反射光)之间的相位差叠加。如上所述的这种误差有可能呈现为例如距离测量结果的误差，并且特别地，就存在着该误差可能会成为距离测量精度变劣的因素的可能性。换句话说，在根据比较例的距离图像传感器中，难以把用于消除误差(该误差将会伴随着像素驱动信号和光源驱动信号之间的同步而被叠加在相位差上)的校正中的分辨率(该分辨率在下文中也称为“相位调节分辨率”)设定成比在调节像素驱动信号的延迟(下文中也称为“延迟调节分辨率td1”)时的分辨率td1更精细。因此，在根据比较例的距离图像传感器中，存在这样的情况：难以消除伴随着像素驱动信号和光源驱动信号之间的同步化而被叠加在相位差上的误差之中的比延迟调节分辨率td1更精细的误差。
作为解决上述问题的对策，目前可以使用的方法是运用具有更精细的用于调节延迟的分辨率td1的延迟电路。然而，在这种情况下，就必须采用较小的元件(例如，电容器，或电阻器等)作为延迟元件以应用于延迟电路，并且取决于所要求的分辨率，有时需要难以实施该方法。
从如上所述的这种背景，为了以更高的精度测量距离，需要实现一种机制：其使得伴随着光源装置的操作与传感器芯片的操作之间的同步化，能够以更高的分辨率来校正被叠加在照射光和反射光之间的相位差上的误差。因此，本公开提出了一种技术的示例，该技术使得可以进一步改善相位调节分辨率，从而提高距离测量的精度。更具体地，本公开提出了一种技术的示例，该技术使得能够以比被运用来控制延迟的延迟电路本身的分辨率更精细的分辨率，来控制光源的操作与传感器芯片的操作之间的相对延迟(即，光源装置的操作时机与传感器芯片的操作时机之间的相对时间差)。
<基本思想>
首先，参考图30说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的控制的基本思想的概述。图30是用于说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的控制的基本思想的说明图。
在根据本公开的实施例的距离图像传感器中，以预定图案进行周期性重复的像脉冲光或调制光那样的光被用作投射到摄像对象的光，并且测量出照射光和反射光之间的相位差。此外，在根据本公开的实施例的距离图像传感器中，光源装置的操作与传感器芯片的操作之间的相对延迟被控制成使光源装置的操作与传感器芯片的操作相互同步。在这样的前提下，根据本公开的实施例的距离图像传感器通过向像素驱动信号或光源驱动信号施加由具有相互不同分辨率(延迟调节分辨率)的多个延迟电路实施的个别延迟，来控制光源装置的操作与传感器芯片的操作之间的相对延迟。应注意，像素驱动信号对应于“第一驱动信号”的示例，并且光源驱动信号对应于“第二驱动信号”的一个示例。
例如，在图30所示的例子中，通过用具有彼此不同的延迟调节分辨率的延迟电路来延迟像素驱动信号和光源驱动信号，来彼此独立地调节(控制)传感器芯片的像素被驱动时的时机和光源被驱动时的时机。换句话说，在图30所示的示例中，在控制用于驱动传感器芯片的像素的时机时和在控制用于驱动光源装置的时机时，个别地应用了在延迟调节分辨率上彼此不同的延迟量。例如，在图30所示的例子中，与像素驱动信号的延迟调节有关的分辨率是td1，而与光源驱动信号的延迟调节有关的分辨率是td2。应注意，本控制的细节在下文中作为“第一控制示例”予以详细说明。
同时，作为另一示例，可以通过向像素驱动信号和光源驱动信号中的一者施加由具有彼此不同的延迟调节分辨的多个延迟电路实施的多个延迟，来调节(控制)用于驱动传感器芯片的像素的时机和用于驱动光源装置的时机之一。换句话说，具有彼此不同的延迟调节分辨率的多个延迟量可以应用于对驱动传感器芯片的像素的时机的控制和对驱动光源装置的时机的控制中的一者。应注意，本控制的细节在下文中作为“第二控制示例”予以详细说明。
<第一控制示例>
首先，将会说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一控制示例。例如，图31和图32是说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一控制示例的说明图。
首先，参考图31来说明根据本控制示例的延迟控制的概述。在本控制示例中，彼此不同的多个驱动信号被具有相互不同的延迟调节分辨率的延迟电路个别地延迟，以控制该多个驱动信号之间的相对延迟量。例如，在图31中，输入信号I11和I12分别对应于在它们之间的相位差被调节之前的驱动信号，并且输出信号O11和O12分别对应于在输入信号I11和I12之间的相位差被调节之后的驱动信号。附图标记1010对应于如下的构造(下文中也称为“相位调节电路”)：其把被输入进来的多个驱动信号延迟，以控制所述多个驱动信号之间的相对控制量。
相位调节电路1010包括具有相互不同的延迟调节分辨率的第一可变延迟电路1011和第二可变延迟电路1013。应注意，第一可变延迟电路1011的延迟调节分辨率由td1表示，并且第二可变延迟电路1013的延迟调节分辨率由td2表示。基于刚刚说明的这种构造，第一可变延迟电路1011对输入信号I11执行延迟，并输出已延迟的输入信号I11作为输出信号O11。此时，基于延迟控制信号D11，以td1为单位来控制由第一可变延迟电路1011对输入信号I11执行的延迟的延迟量。同时，第二可变延迟电路1013对输入信号I12执行延迟，并输出已延迟的输入信号I12作为输出信号O12。此时，基于延迟控制信号D12，以td2为单位来控制对输入信号I12执行的延迟的延迟量。应注意，输入信号I11和I12中的一者对应于在执行延迟之前的光源驱动信号，而另一者可以对应于在执行延迟之前的像素驱动信号。
参考图31，附图标记R11示意性地表示输入信号I11和I12之间的相对延迟的延迟量。同时，附图标记R13示意性地表示输出信号O11和O12之间的相对延迟的延迟量。从延迟量R11和R13之间的比较可以看出，在相位调节电路1010对输入进来的多个驱动信号(例如，输入信号I11和I12)执行延迟的情况下，从相位调节电路1010(即，在输出信号O11和O12之间)输出了这些驱动信号之间的相对延迟量。特别地，由第一可变延迟电路1011以tdl为单位施加到输入信号I11的延迟量与由第二可变延迟电路1013以td2为单位施加到输入信号I12的延迟量之间的差异成为输入信号I11和I12之间的相对延迟的调节量(以下也称为“相位调节量”)。
这里，参考图32以具体示例说明在图31所示的示例中对输入信号I11和I12中的每一者执行延迟的情况下输入信号I11和I12之间的相位调节量。在图32所示的示例中，描绘了输入信号I11和I12以及对输入信号I11和I12执行延迟之后的延迟信号(即，输出信号O11和O12)。应注意，在图32所示的示例中，作为分别对应于输入信号I11和I12的延迟信号，描绘了通过与输入信号(即输入信号I11和I12)对应的延迟电路执行了延迟量为1LSB到3LSB的延迟的延迟信号。
参考图32，附图标记R21示意性地表示了如下两个延迟信号之间的相对延迟的延迟量(换句话说，相位调节量)：其中一个延迟信号是对于输入信号I11执行了延迟量为1LSB的延迟，另一个延迟信号是对输入信号I12执行了延迟量为1LSB的延迟。此时，在输入信号I11和I12处于同步状态的情况下，相位调节量R21由td1-td2表示。
此外，附图标记R23示意性地示出了如下两个延迟信号之间的相对延迟的延迟量(换句话说，相位调节量)：其中一个延迟信号是对于输入信号I11执行了延迟量为2LSB的延迟，另一个延迟信号是对输入信号I12执行了延迟量为2LSB的延迟。此时，在输入信号I11和I12彼此处于同步状态的情况下，相位调节量R23由2*td1-2*td2表示。
这里，在Δtd＝td1-td2的情况下并且除了满足td2<td1之外，可以认识到还满足Δtd<td2<td1的关系。特别地，通过利用如上所述的相位调节电路1010的这种特征，能够以比在调节对各驱动信号执行的延迟时的分辨率td1和td2更精细的分辨率来调节例如光源驱动信号与像素驱动信号之间的相位差(换句话说，相对延迟)。因此，利用根据本公开的实施例的距离图像传感器，能够以比用于对驱动信号执行延迟的延迟电路的分辨率更精细的分辨率，来调节光源驱动信号和像素驱动信号之间的的相位差(即，使光源驱动信号和像素驱动信号相互同步)。
需要说明的是，在本控制示例中，第一可变延迟电路1011对应于“第一延迟电路”的一个示例，并且由第一可变延迟电路1011对驱动信号(换句话说，到达该电路的输入信号)执行的延迟的延迟量(即延迟调节分辨率为td1的延迟量)对应于“第一延迟量”的一个示例。此外，第二可变延迟电路1013对应于“第二延迟电路”的一个示例，并且由第二可变延迟电路1013对驱动信号执行的延迟的延迟量(即，延迟调节分辨率为td2的延迟量)对应于“第二延迟量”的一个示例。
已经参考图31和图32说明了根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一控制示例。
<第二控制示例>
现在，说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二控制示例。例如，图33和图34是说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二控制示例的说明图。
首先，参考图33说明根据本控制示例的延迟控制的概述。在本控制示例中，彼此不同的多个驱动信号中的一者被具有彼此不同的延迟调节分辨率的多个延迟电路延迟，以控制所述多个驱动信号之间的相对延迟。例如，在图33中，输入信号的I21和I22分别对应于在它们之间的相位差被调节之前的驱动信号，并且输出信号O21和O22分别对应于在输入信号I21和I22之间的相位差之后的驱动信号。附图标记1020对应于图31中所示的示例中的相位调节电路1010。在本控制示例中，相位调节电路1020对输入进来的多个驱动信号中的一者执行多种延迟，以控制多个驱动信号之间的相位差(即相对延迟的延迟量)。
相位调节电路1020包括具有相互不同的延迟调节分辨率的第一可变延迟电路1021和第二可变延迟电路1023。应注意，第一可变延迟电路1021的延迟调节分辨率由td1表示，第二可变延迟电路1023的延迟调节分辨率由td2表示。基于如上所述的这种构造，第一可变延迟电路1021和第二可变延迟电路1023中的每一者执行输入信号I21的延迟，并输出已延迟的输入信号I21作为输出信号O21。此时，基于延迟控制信号D21，以td1为单位来控制由第一可变延迟电路1021对输入信号I21执行的延迟的延迟量。同时，基于延迟控制信号D22，以td2为单位来控制由第二可变延迟电路1023对输入信号I21执行的延迟的延迟量。应注意，输入信号I21和I22中的一者对应于在执行延迟之前的光源驱动信号，而另一者对应于在执行延迟之前的像素驱动信号。
参考图31，附图标记R31示意性地描绘了输入信号I21和I22之间的相对延迟的延迟量(即，相位调节量)。同时，附图标记R33示意性地描绘了输出信号O21和O22之间的相对延迟的延迟量。通过延迟量R31和R33之间的比较可以看出，由于相位调节电路1020对多个输入的驱动信号(即输入信号I21和I22)之一执行延迟，因此，要从相位调节电路1020输出的驱动信号(即，输出信号O21和O22)之间的相对延迟量有所变化。此时，输入信号I21和I22之间的相对延迟的调节量(相位调节量)是基于由第一可变延迟电路1011以td1为单位施加到输入信号I21的延迟量和由第二可变延迟电路1013以td2为单位施加到输入信号I21的延迟量来确定的。
这里，参考图34，以一个特定的例子来说明：在图33所示的示例中由第一可变延迟电路1021和第二可变延迟电路1023对输入信号I21施加的延迟量被控制的情况下，各控制之间的相位调节量。在图34中的上部所示出的示例描绘了如下情况的示例：对于输入信号I21，首先由第一可变延迟电路1021执行了延迟量为1LSB的延迟，之后，由第二可变延迟电路1023执行了延迟量为2LSB的延迟。相反，图34中下部所示出的示例说描绘了如下示例：首先由第一可变延迟电路1021执行了延迟量为2LBS的延迟，之后，由第二可变延迟电路1023执行了延迟量为1LSB的延迟。
参考图34，附图标记R41示意性地描绘了在上部示出的示例和在下部示出的示例之间的相对延迟的延迟量。此时，延迟量R41由(2*td1+td2)-(td1+2*td2)＝td1-td2表示。
这里，在满足Δtd＝td1-td2且td2<td1的情况下，可以认识到还满足Δtd<td2<td1的关系。特别地，通过利用如上所述的相位调节电路1020的这种特征，可以以比在通过每个延迟电路执行的对延迟的调节时的分辨率td1和td2更精细的分辨率，来调节光源驱动信号和像素驱动信号之一的延迟。因此，利用根据本公开的实施例的距离图像传感器，能够以比用于执行光源驱动信号和像素驱动信号之一的延迟的延迟电路的分辨率更精细的分辨率，来调节光源驱动信号和像素驱动信号之间的相位差(即，使光源驱动信号和像素驱动信号相互同步)。
需要说明的是，在本控制示例中，第一可变延迟电路1021对应于“第一延迟电路”的一个示例，由第一可变延迟电路1021对驱动信号执行的延迟的延迟量(即延迟调节分辨率为td1的延迟量)对应于“第一延迟量”的一个示例。此外，第二可变延迟电路1023对应于“第二延迟电路1023”的一个示例。由第二可变延迟电路1023对驱动信号执行的延迟的延迟量(即延迟调节分辨率为td2的延迟量)对应于“第二延迟量”的一个示例。
已经参考图33和图34说明了根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二控制量。
<延迟电路的构造示例>
随后，将会说明根据本公开的实施例的距离传感器的用于使光源装置或传感器芯片的驱动信号延迟的可变延迟电路的示例(例如，第一可变延迟电路和第二可变延迟电路)。例如，图35至图38中的每一者是描绘了可以应用于根据本公开的实施例的距离图像传感器的可变延迟电路的示意性构造的示例的视图。
图35描绘了在第一延迟电路的负载电容和第二延迟电路的负载电容之间设置有差异以提供第一延迟电路和第二延迟电路之间的延迟差异的情况的示例。特别地，在图35所示的示例中，各延迟电路被配置为使得：第一延迟电路的负载电容C1和第二延迟电路的负载电容C2满足C1≠C2的关系。这使得可以将各延迟电路配置成这样：第一延迟电路的延迟时间td1(换句话说，延迟调节分辨率td1)和第二延迟电路的延迟时间td2(换言之，延迟调节分辨率td2)满足td1≠td2的关系。
图36描绘了通过在第一延迟电路的负载电阻和第二延迟电路的负载电阻之间设置有差异来在第一延迟电路和第二延迟电路之间提供延迟差异的情况的示例。特别地，在图36所示的示例中，各延迟电路被配置为使得：第一延迟电路的负载电阻R1和第二延迟电路的负载电阻R2满足R1≠R2的关系。这使得可以将各延迟电路配置成这样：第一延迟电路的延迟时间td1(换句话说，延迟调节分辨率td1)和第二延迟电路的延迟时间td2(换言之，延迟调节分辨率td2)满足td1≠td2的关系。
图37描绘了通过在第一延迟电路的延迟元件的级数和第二延迟电路的延迟元件的级数之间设置有差异来在第一延迟电路和第二延迟电路之间提供延迟差异的情况的示例。特别地，在图36所示的示例中，各延迟电路被配置为使得：用于构成第一延迟电路的延迟元件的级数N1和用于构成第二延迟电路的延迟元件的级数N2满足N1≠N2的关系。这使得可以将各延迟电路配置成这样：第一延迟电路的延迟时间td1(换句话说，延迟调节分辨率td1)和第二延迟电路的延迟时间td2(换言之，延迟调节分辨率td2)满足td1≠td2的关系。
图38描绘了通过在第一延迟电路的延迟元件(例如，晶体管)的尺寸和第二延迟电路的延迟元件(例如，晶体管)的尺寸之间设置有差异来在第一延迟电路和第二延迟电路之间提供延迟差异的情况的示例。特别地，在图37所示的示例中，各延迟电路被配置为使得：用于构成第一延迟电路的延迟元件的尺寸W1和用于构成第二延迟电路的延迟元件的尺寸W2满足W1≠W2的关系。这使得可以将各延迟电路配置成：第一延迟电路的延迟时间td1(换句话说，延迟调节分辨率td1)和第二延迟电路的延迟时间td2(换言之，延迟调节分辨率td2)满足td1≠td2的关系。
应注意，参考图35至图38说明的示例仅仅是一些示例，而并非旨在限制应用于根据本公开的实施例的距离图像传感器的延迟电路(例如，第一延迟电路和第二延迟电路)的构造。特别地，只要能够在第一延迟电路和第二延迟电路之间提供延迟差异(即，提供延迟调节分辨率的差异)即可，第一延迟电路和第二延迟电路每一者的构造是不受具体限制的。作为更具体的示例，可以组合使用图35至图38中描绘的多个示例之中的某些示例。此外，可以基于与图35至图38中描绘的示例的想法不同的想法，在第一延迟电路和第二延迟电路之间提供延迟差异。
<距离图像传感器的第一构造示例>
现在，作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一构造示例，将会说明距离图像传感器的功能构造的示例。例如，图39是描绘根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一构造示例的功能框图，并且尤其描绘了应用于距离图像传感器的传感器芯片的构造的示例。应注意，在以下说明中，为了便于说明，根据第一构造示例的距离图像传感器有时被称为“距离图像传感器1100”，以便将其与其他构造示例区分开。
参考图39，附图标记1101表示应用于距离图像传感器1100的传感器芯片，并且例如对应于上文参照图27说明的距离图像传感器201中的传感器芯片203。此外，在图39中，光源1171和光源驱动电路1173例如对应于上文参照图27说明的光源装置211的光源和光源驱动电路。
传感器芯片1101包括像素阵列1111、像素驱动电路1113、读出电路1115、PLL(Phase-Locked Loop：锁相环)1120、输入和输出(I/O)部1130、驱动信号生成电路1140、相位调节电路1150和控制电路1160。此外，驱动信号生成电路1140包括像素驱动脉冲生成电路1141和光源驱动脉冲生成电路1143。
像素阵列1111对应于上文说明的传感器芯片11中的像素阵列部12。同时，像素驱动电路1113对应于用于驱动像素阵列1111的像素的电路，并且对应于例如上文所述的传感器芯片11中的全局控制电路13或卷帘控制电路14。此外，读出电路1115对应于用于从像素阵列1111的各像素读出传感器信号的电路，并且例如对应于上文所述的传感器芯片11中的列ADC 15等。因此，省略了像素阵列1111、像素驱动电路1113和读出电路1115的详细说明。
PLL 1120产生基准信号(时钟脉冲)，该基准信号作为用于控制传感器芯片1101的组件的操作时序的基准。特别地，传感器芯片1101中的组件与PLL所产生的时钟脉冲同步地操作。PLL 1120将由此产生的时钟脉冲提供给驱动信号生成电路1140和控制电路1160。
像素驱动脉冲生成电路1141基于从PLL 1120提供的时钟脉冲产生用于控制像素驱动电路1113的驱动时机的脉冲信号(即，像素驱动信号)。像素驱动脉冲生成电路1141将所生成的像素驱动信号输出到位于后级的相位调节电路1150。此外，光源驱动脉冲生成电路1143基于从PLL 1120提供的时钟脉冲产生用于控制光源驱动电路1173的驱动时机的脉冲信号(即，光源驱动信号)。光源驱动脉冲脉冲生成电路1143将生成的光源驱动信号输出到位于后级的相位调节电路1150。应注意，像素驱动脉冲生成电路1141和光源驱动脉冲生成电路1143进行操作的时序由控制电路1160控制。
相位调节电路1150延迟从像素驱动脉冲生成电路1141输出的像素驱动信号和从光源驱动脉冲生成电路1143输出的光源驱动信号中的至少一者，以调节像素驱动信号和光源驱动信号之间的相位差。然后，相位调节电路1150在相位调节之后将光源驱动信号提供给光源驱动电路1173。因此，光源驱动电路1173对所述光源1171进行驱动的时机，即，光源驱动电路1173将要投射脉冲光的时机，是基于从相位调节电路1150提供的光源驱动信号而被控制的。此外，相位调节电路1150将相位调节后的像素驱动信号提供给像素驱动电路1113。因此，像素驱动电路1113对像素阵列1111的每个像素进行驱动的时机，即，像素阵列1111的每个像素将要检测出由摄像对象反射的脉冲光的时机，是基于从相位调节电路1150提供的像素驱动信号而被控制的。从上述内容可知，能够让光源1171的操作和传感器芯片1101(尤其是像素阵列1111和读出电路1115)的操作彼此同步。
应注意，与由相位调节电路1150对像素驱动信号和光源驱动信号之间的相位差实施的调节有关的控制例如在上文中被说明为第一控制示例和第二控制示例。换句话说，相位调节电路1150能够以比用于延迟像素驱动信号和光源驱动信号的延迟电路的延迟调节分辨率更精细的分辨率，来调节像素驱动信号和光源驱动信号之间的相位差。
因此，例如，光源驱动电路1173的操作和像素驱动电路1113的操作被控制成彼此同步。特别地，用于投射脉冲光的光源1171的操作和用于检测由摄像对象反射的脉冲光的像素阵列1111的每个像素(传感器元件)的操作被控制成彼此同步。应注意，相位调节电路1150进行操作的时机由控制电路1160控制。
控制电路1160控制传感器芯片1101的组件的操作。例如，控制电路1160基于从PLL1120输出的时钟脉冲，来控制驱动信号生成电路1140的操作时序和相位调节电路1150的操作时序。
此外，控制电路1160可以基于由读出电路1115从像素阵列1111的像素读出的传感器信号(即，像素中累积的电荷量)的读出结果，来测量出与摄像对象的距离。在这种情况下，控制电路1160可以把与距离测量的结果对应的信息通过输入输出部1130输出到传感器芯片1101的外部。
输入输出部1130是传感器芯片1101的输入/输出接口，其执行向外部元件发送信息和从外部元件接收信息。例如，与由读出电路1115从像素阵列1111的每个像素读出的传感器信号的读出结果对应的信息可以通过输入输出部1130输出到传感器芯片1101的外部。与控制电路1160的各种算术运算的结果对应的信息可以通过输入输出部1130输出到传感器芯片1101的外部。例如，与由控制电路1160获得的距摄像对象的距离的测量结果对应的信息可以如上所述通过输入输出部1130输出到传感器芯片1101的外部。
应注意，在测量与摄像对象的距离时，像素阵列1111和读出电路1115对应于“光接收部”的示例，并且在测量与摄像对象的距离时，光源1171对应于“光源”的示例。此外，相位调节电路1150对应于用于控制光接收部(像素阵列1111的每个像素)将要检测出光接受量的第一时机和光源将要投射光的第二时机之间的相对时间差(换句话说，相位差)的“控制部”的示例。此外，基于通过读出电路1115从像素阵列1111的每个像素读出的传感器信号来测量与摄像对象的距离的构造对应于“测量部”的示例，并且例如，控制电路1160可以对应于此。
此外，上述功能构造仅仅是示例，并且只要实现了组件的操作即可，距离图像传感器1100的配置不一定仅限于图39中所示的示例。作为具体示例，传感器芯片1101和对应于光源的组件(即，光源1171和光源驱动电路1173)可以彼此一体地构造而成。
此外，传感器芯片1101可以具有上文说明的层叠结构。在这种情况下，传感器芯片1101的一部分组件以及与这一部分组件不同的其他组件可以设置在彼此不同的板上。作为更具体的示例，传感器芯片1101的组件之中的像素阵列1111和除像素阵列1111之外的组件可以设置在彼此不同的板上。
此外，传感器芯片1101的一部分组件可以设置在传感器芯片1101的外部。作为具体示例，PLL 1120、驱动信号生成电路1140、相位调节电路1150和控制电路1160可以设置在传感器芯片1101外部(例如，在为了控制而提供的不同的芯片、电子设备、或装置等中)。
此外，在相位调节电路1150中，对像素驱动信号施加延迟的部分和对光源驱动信号施加延迟的部分可以设置在彼此不同的芯片上、彼此不同的电子设备中、或者彼此不同的装置中。作为具体示例，对光源驱动信号施加延迟的部分可以设置在传感器芯片1101之外(例如，在光源装置侧)。应注意，在这种情况下，相位调节电路1150的功能可以通过将对像素驱动信号施加延迟的部分和对光源驱动信号施加延迟的部分互连来实现。作为具体示例，通过响应于施加于光源驱动信号的延迟来控制施加于像素驱动信号的延迟，能够以比用于延迟的延迟调节分辨率更精细的分辨率来控制像素驱动信号和光源驱动信号之间的相位差。
作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第一构造示例，已经参考图39说明了距离图像传感器的功能构造的示例。
<距离图像传感器的第二构造示例>
现在，作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二构造示例，将会说明距离图像传感器的功能构造的另一个例子。例如，图40是说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二构造示例的功能框图，并且尤其描绘了应用于距离图像传感器的传感器芯片的构造的示例。应注意，在以下说明中，为了便于说明，根据第二构造示例的距离图像传感器有时被称为“距离图像传感器1200”，以便将其与任何其他构造示例区分开。
参考图40，附图标记1201表示应用于距离图像传感器1200的传感器芯片，并且例如对应于上文参照图27说明的距离图像传感器201中的传感器芯片203。此外，在图40中，光源1271和光源驱动电路1273例如对应于上文参照图27说明的光源装置211的光源和光源驱动电路。
传感器芯片1201包括像素阵列1211、像素驱动电路1213、读出电路1215、PLL1220、输入和输出电路(I/O)1230、驱动信号生成电路1240、相位调节电路1250和控制电路1260。此外，驱动信号生成电路1240包括像素驱动脉冲生成电路1241和光源驱动脉冲生成电路1243。应注意，像素阵列1211、像素驱动电路1213、读出电路1215、PLL 1220和输入输出电路1230基本上类似于上面参照图39说明的距离图像传感器1100中的像素阵列1111、像素驱动电路1113、读出电路1115、PLL 1120和输入输出部1130。因此，在以下说明中，重点说明与上文说明的距离图像传感器1100的功能构造的部分不同的距离图像传感器1200的功能构造的部分，同时将会省略与距离图像传感器1200的部分基本类似的部分的详细说明。
PLL 1220产生基准信号(时钟脉冲)，该基准信号作为用于控制传感器芯片1201的组件的操作时序的基准，并且PLL 1220将时钟脉冲输出到相位调节电路1250和控制电路1260。
相位调节电路1250将从PLL 1220提供的时钟脉冲分别提供给位于后级的像素驱动脉冲生成电路1241和光源驱动脉冲生成电路1243。应注意，在以下说明中，为了便于说明，提供给像素驱动脉冲生成电路1241的时钟脉冲也称为“第一时钟脉冲”，并且提供给光源驱动脉冲生成电路1243的时钟脉冲也称为“第二时钟脉冲”。此时，相位调节电路1250通过延迟第一时钟脉冲和第二个时钟脉冲中的至少一者来调节第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差。特别地，具有调节后的相位的第一时钟脉冲和具有调节后的相位的第二时钟脉冲分别被提供给光源驱动脉冲生成电路1243和像素驱动脉冲生成电路1241。
需要说明的是，在通过相位调节电路1250对第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差进行的调节中的控制如上所述例如作为第一控制示例和第二控制示例。特别地，相位调节电路1250可以以比用于延迟从PLL 1220提供的时钟脉冲的各延迟电路的延迟调节分辨率更精细的分辨率，来调节第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差。
基于从相位调节电路1250提供的第一时钟脉冲，像素驱动脉冲生成电路1241产生用于控制像素驱动电路1213的驱动时机的脉冲信号(即，像素驱动信号)。像素驱动脉冲脉冲生成电路1141将产生的像素驱动信号输出到像素驱动电路1213。此外，基于从相位调节电路1250提供的第二时钟脉冲，光源驱动脉冲生成电路1243产生用于控制光源驱动电路1273的驱动时机的脉冲信号(即，光源驱动信号)。光源驱动脉冲生成电路1243将产生的光源驱动信号输出到光源驱动电路1273。
需要说明的是，如上所述，第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差由相位调节电路1250调节。因此，基于第一时钟脉冲产生的光源驱动信号和基于第二时钟脉冲产生的像素驱动信号之间的相位差伴随着第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差一起被调节。特别地，也可以响应于光源驱动信号与像素驱动信号之间的相位差(换句话说，第一时钟脉冲和第二时钟脉冲之间的相位差)，使光源1171将要投射脉冲光的时机与像素阵列1111的每个像素将要检测出由摄像对象反射的脉冲光的时机彼此同步。
相位调节电路1250的操作时序和驱动信号生成电路1240的操作时序由控制电路1260基于从PLL 1220输出的时钟脉冲来控制。此外，控制电路1260可以基于由读出电路1215从像素阵列1211的像素读出的传感器信号(即，像素中累积的电荷量)的读出结果来测量出与摄像对象的距离。在这种情况下，控制电路1260可以把与距离测量的结果对应的信息通过输入和输出电路1230输出到传感器芯片1101的外部。
此外，类似于上文参考图39说明的示例，上述功能构造仅仅是示例，并且只要能实现组件的操作即可，距离图像传感器1200的功能构造不一定受限于图40中描绘的示例。
作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第二种构造，已经参考图40说明了距离图像传感器的功能构造的另一个例子。
<距离图像传感器的第三构造示例>
现在，作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第三构造示例，将会说明距离图像传感器的功能构造的另一个例子。例如，图41是说明根据本公开的实施例的距离图像传感器的第三构造示例的功能框图，并且尤其描绘了应用于距离图像传感器的传感器芯片的构造的示例。应注意，在以下说明中，为了便于说明，根据第三构造示例的距离图像传感器有时被称为“距离图像传感器1300”，以便将其与任何其他构造示例区分开。
参照图41，附图标记1301表示应用于距离图像传感器1300的传感器芯片，并且例如对应于上文参照图27说明的距离图像传感器201中的传感器芯片203。此外，在图41中，光源1371和光源驱动电路1373例如对应于参照图27说明的光源装置211的光源和光源驱动电路。
传感器芯片1301包括像素阵列1311、像素驱动电路1313、读出电路1315、PLL1320、输入输出部(I/O)1330、驱动信号生成电路1340、相位调节电路1350、控制电路1360和距离误差算术运算电路1380。应注意，像素阵列1311、像素驱动电路1313、读出电路1315、PLL 1320、输入输出部1330和驱动信号生成电路1340基本上类似于在上文参考图39说明的距离图像传感器1100中的像素阵列1111、像素驱动电路1113、读出电路1115、PLL 1120、输入输出部1130和驱动信号生成电路1140。因此，在以下说明中，关于距离图像传感器1300的功能构造，着重于说明与上文说明的距离图像传感器1100的部分不同的部分，同时，与距离图像传感器1100基本类似的部分的详细说明将会被省略。
距离误差算术运算电路1380基于由读出电路1215从像素阵列1211的像素读出的传感器信号(即，像素中累积的电荷量)的读出结果，计算出与摄像对象的距离的测量中的误差，并且将误差的计算结果反馈给相位调节电路1350。作为一个具体的例子，距离误差算术运算电路1380从控制电路1360获取与距离测量有关的传感器信号的读出结果的理想值，并且计算出从读出电路1215输出的传感器信号的读出结果与所获取的理想值之间的误差。然后，距离误差算术运算电路1380将计算出的误差输出到相位调节电路1350。在这种情况下，相位调节电路1350根据从距离误差算术运算电路1380反馈的误差来控制光源驱动信号和像素驱动信号之间的相位差，使得该误差减小(即，传感器信号的读出结果接近理想值)。此时，相位调节电路1350可以以比用于延迟光源驱动信号和像素驱动信号的延迟电路的延迟调节分辨率更精细的分辨率，来调节光源驱动信号和像素驱动信号之间的相位差。
应注意，用于导出理想值的控制电路1360的方法没有特别限制。例如，如同在距离的测量结果被校正的模式或类似模式中，在与摄像目标的距离已知的摄像目标被摄像的情况下，可以将与已知距离对应的信息作为理想值输出到距离误差算术运算电路1380。此外，作为另一示例，控制电路1360可以通过利用诸如GPS设备之类的其他检测设备的检出结果来计算理想值。当然，前述这些仅仅是一个例子，并且只要可以导出或确定理想值即可，其方法没有特别限制。此外，距离误差算术运算电路1380对应于“误差算术运算部”的示例。
应注意，前面的说明所针对的是将距离误差算术运算电路1380添加到图39中所示的距离图像传感器1100的情况的示例，使得响应于来自每个像素的传感器信号的读出结果，把与摄像对象的距离的测量相关的误差反馈到相位调节电路1350。同时，关于图40中描绘的距离图像传感器1200，通过添加距离误差算术运算电路1380，可以响应于从每个像素读出传感器信号的读出结果，类似地将与摄像对象的距离的测量中的误差反馈到相位调节电路1250。
此外，类似于上文参考图39说明的示例，上述功能构造仅仅是示例，并且如果实现组件的操作，则距离图像传感器1300的配置不必仅限于图41中说明的例子。
作为根据本公开的实施例的距离图像传感器的第三构造示例，已经参考图41说明了距离图像传感器的功能构造的另一示例。
[4.使用例和应用例]
随后，将会说明根据本公开的技术的使用例和应用例。
<图像传感器的使用例>
图42是图示了使用上述图像传感器(摄像元件)的使用例的图。
上述图像传感器可以用于例如如下所述的对可见光、红外光、紫外光、或X射线等进行感测的各种情况中。
·用于摄取图像以供鉴赏的装置，例如，数码照相机或具有照相机功能的便携设备等。
·用于交通的装置，例如，为了诸如自动停车等安全驾驶以及为了识别驾驶员的状况等目的，用于摄取车辆的前方、后方、周围、或车内的图像的车载传感器；用于监视行驶车辆或道路的监视相机；或用于执行例如车辆间距离等的测量的距离传感器，等等。
·与电视机(TV set)、冰箱、或空调等家用电器一起使用的装置，用于摄取用户的姿态的图像并根据该姿态来操作这类电器。
·用于医疗用途或保健用途的装置，例如，内窥镜、通过接收红外光来执行血管造影的仪器等。
·用于安保的装置，例如，用于安保用途的监视相机或用于人物身份认证的相机等。
·用于美容用途的装置，例如，用于摄取皮肤图像的皮肤测量仪或用于摄取头皮图像的显微镜等。
·用于运动的装置，例如，动作相机、或用于运动用途的穿戴式相机等。
·用于农业用途的装置，例如，用于监视农场或农产品的状况的相机等。
此外，根据本公开的实施例的距离图像传感器可以用于例如利用诸如ToF等距离测量技术来提供各种功能的各种装置。作为这种装置的一个例子，可以列出如下装置：被配置为由用户持有的能够移动的装置，例如智能手机、可穿戴设备(例如，手表型或眼镜型设备)、HMD(Head Mounted Display：头戴式显示器)等。此外，作为上述这种装置的另一示例，可以列出如下装置：诸如车辆等移动体；以及被配置为使得其本身可移动的装置，例如，无人机、机器人(例如，工业机器人、或者可自主操作的机器人等)、FA(Factor Automation：工厂自动化)设备、农业设备等。当然，前述这些仅仅是示例，并且距离图像传感器可适用的装置没有特别限制，只要能够采用根据本公开的实施例的距离图像传感器的距离测量结果即可。
<内窥镜手术系统的应用例>
根据本公开的技术(本技术)可以应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可以应用于内窥镜手术系统。
图43是示出根据本公开的实施例的技术(本技术)能够适用的内窥镜手术系统的示意性构造的示例的图。
在图43中，示出了外科医生(医师)11113正在使用内窥镜手术系统11000对病床11133上的患者11132进行手术的状态。如该图所示，内窥镜手术系统11000包括：内窥镜(endoscope)11100；诸如气腹管(pneumoperitoneum tube)11111和能量器件11112等其他手术工具11110；用于支撑内窥镜11100的支撑臂装置11120；以及安装有用于内窥镜手术的各种装置的推车11200。
内窥镜11100包括：透镜镜筒11101，从其前端起的预定长度的部分被插入患者11132的体腔中；和摄像头11102，其连接到透镜镜筒11101的底端。在所示的示例中，示出了构造为具有刚性透镜镜筒11101的所谓刚性镜的内窥镜11100，但是内窥镜11100也可以被构造为具有柔性透镜镜筒的所谓柔性镜。
在透镜镜筒11101的前端，设置有嵌有物镜的开口。光源装置11203连接到内窥镜11100，并且由光源装置11203产生的光通过在透镜镜筒11101内延伸的光导被引导到该透镜镜筒的前端，并且该光通过上述物镜照射到患者11132体腔中的观察对象。这里，应该注意，内窥镜11100可以是直视镜(direct view mirror)、透视镜(perspective viewmirror)或侧视镜(side view mirror)。
在摄像头11102内设置有光学系统和摄像元件，并且来自观察目标的反射光(观察光)被该光学系统聚集在该摄像元件上。观察光通过摄像元件进行光电转换，并且产生了对应于观察光的电气信号，即，对应于观察图像的图像信号。该图像信号作为RAW数据被发送到相机控制单元(camera control unit：CCU)11201。
CCU 11201包括中央处理单元(CPU：central processing unit)、图形处理单元(GPU：graphics processing unit)等，并且整体上控制内窥镜11100和显示装置11202的操作。此外，CCU 11201接收来自摄像头11102的图像信号，并且对该图像信号执行诸如显像处理(去马赛克处理)等用于显示基于该图像信号的图像的各种图像处理。
在CCU 11201的控制下，显示装置11202显示出基于图像信号(其由CCU 11201进行了处理)的图像。
例如，光源装置11203包括诸如发光二极管(LED：light emitting diode)等光源，并且将用于拍摄手术部位等的照射光提供给内窥镜11100。
输入装置11204是内窥镜手术系统11000的输入接口。用户能够通过输入装置11204将各种信息和指令输入到内窥镜手术系统11000。例如，用户输入指令等，用于改变内窥镜11100的摄像条件(照射光的类型、倍率、或焦距等)。
处置工具控制装置11205控制能量器件11112的驱动，用于烧灼组织、切割切口、密封血管等。气腹装置11206具有如下结构，其中通过气腹管11111将气体注入体腔中，从而使患者11132的体腔膨胀，以便通过内窥镜11100确保视野和确保外科医生的工作空间。记录仪11207是能够记录与手术有关的各种信息的装置。打印机11208是能够以诸如文本、图像、图表等各种形式打印与手术有关的各种信息的装置。
这里，值得注意的是，例如，将用于拍摄手术区域的照射光提供给内窥镜11100的光源装置11203可以由白光源构成，该白光源可以由LED、激光光源、或者LED和激光光源的组合构成。在白光源由RGB激光光源的组合构成的情况下，由于能够以高精度来控制各颜色(各波长)的输出强度和输出时序，因此，光源装置11203能够调节所拍摄的图像的白平衡。另外，在这种情况下，通过时分过程(time-sharing process)利用来自RGB激光光源的各激光照射观察目标，并通过与照射时序同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，从而能够通过时分过程来拍摄对应于RGB中各者的图像。根据这种方法，在摄像元件中没有设置颜色滤波器的情况下，也能够获得彩色图像。
另外，可以控制光源装置11203的驱动，以便以预定的时间间隔改变要输出的光强度。通过与光强度变化的时刻同步地控制摄像头11102的摄像元件的驱动，以时分的方式(time-sharing manner)获得图像，并且合成这些图像，就能产生如下的高动态范围的图像，这些图像不会出现曝光不足的遮挡阴影和过渡曝光的高光。
另外，光源装置11203可以被配置成能够提供与特殊光观察相对应的预定波长带域的光。在特殊光观察中，例如，通过利用人体组织中的光吸收的波长依赖性，来执行所谓的窄带域光观察(窄带域摄像)，其中，通过发射比普通观察时的照射光(即，白光)的带域更窄的带域的光，来以高对比度拍摄诸如黏膜表层的血管等的预定组织的图像。可替代地，在特殊光观察中，可以执行通过发射激发光而产生的荧光来获得图像的荧光观察。在荧光观察中，可以利用激发光来照射人体组织，从而观察来自该人体组织的荧光(自发荧光观察)，或者可以将诸如吲哚菁绿(ICG：indocyanine green)等试剂注射到人体组织中，并且利用与该试剂的荧光波长对应的激发光照射人体组织，从而获得荧光图像等。可以使光源装置11203提供与这种特殊光观察对应的窄带域光和/或激发光。
图44是示出图43所示的摄像头11102和CCU 11201的功能性构造的示例的框图。
摄像头11102包括透镜单元11401、摄像单元11402、驱动单元11403、通信单元11404和摄像头控制单元11405。CCU 11201包括通信单元11411、图像处理单元11412和控制单元11413。摄像头11102和CCU11201通过传输线缆11400彼此可通信地连接。
透镜单元11401是设置在与透镜镜筒11101的连接单元处的光学系统。从透镜镜筒11101的前端所获取的观察光被引导到摄像头11102，并入射至透镜单元11401上。通过组合多个透镜(包括变焦透镜和聚焦透镜)来形成透镜单元11401。
摄像单元11402包括摄像元件。摄像单元11402所包括的摄像元件可以是一个摄像元件(所谓的单板型)或多个摄像元件(所谓的多板型)。例如，在摄像单元11402包括多板型摄像元件的情况下，各个摄像元件可以产生与R、G和B对应的图像信号，并可以组合这些图像信号，从而获得彩色图像。可替代地，摄像单元11402可以被构造成具有一对摄像元件，用于分别获取用于三维(3D)显示的右眼图像信号和左眼图像信号。如果执行3D显示，外科医生11113能够更精确地识别手术区域中的活体组织的深度。注意，在摄像单元11402被配置为立体类型的情况下，还能够与各个摄像元件对应地设置有多个透镜单元11401。
另外，摄像单元11402并非必须设置在摄像头11102中。例如，摄像单元11402可以设置在透镜镜筒11101内且紧跟在物镜的后方。
驱动单元11403包括致动器，并且在摄像头控制单元11405的控制下，驱动单元11403将透镜单元11401的变焦透镜和聚焦透镜沿着光轴移动预定距离。因此，能够适当地调节通过摄像单元11402拍摄的图像的倍率和焦点。
通信单元11404包括用于向CCU 11201发送各种信息和从CCU11201接收各种信息的通信装置。通信单元11404将从摄像单元11402获得的图像信号作为RAW数据通过传输线缆11400发送到CCU 11201。
另外，通信单元11404从CCU 11201接收用于控制摄像头11102的驱动的控制信号，并将该控制信号提供给摄像头控制单元11405。例如，控制信号包括与摄像条件相关的信息，例如，规定所拍摄图像的帧速率的信息、规定摄像时的曝光值的信息、和/或规定所拍摄图像的倍率和焦点的信息等。
注意，诸如上述的帧速率、曝光值、倍率、焦点等摄像条件可以由用户适当地指定，或者可以由CCU 11201的控制单元11413基于所获取的图像信号来自动地设置。在后一种情况下，所谓的自动曝光(AE：auto exposure)功能、自动聚焦(AF：auto focus)功能和自动白平衡(AWB：auto white balance)功能都被安装在内窥镜11100中。
摄像头控制单元11405基于通过通信单元11404接收的来自CCU11201的控制信号来控制摄像头11102的驱动。
通信单元11411包括用于向摄像头11102发送各种信息和从摄像头11102接收各种信息的通信装置。通信单元11411接收通过传输线缆11400从摄像头11102发送的图像信号。
另外，通信单元11411将用于控制摄像头11102的驱动的控制信号发送到摄像头11102。上述图像信号和上述控制信号能够通过电通信、光通信等进行传输。
图像处理单元11412对从摄像头11102发送来的RAW数据形式的图像信号执行各种图像处理。
控制单元11413执行与通过内窥镜11100对手术区域等的摄像、以及通过对手术区域等摄像而获得的拍摄图像的显示有关的各种控制。例如，控制单元11413产生用于控制摄像头11102的驱动的控制信号。
另外，基于已经由图像处理单元11412进行了图像处理的图像信号，控制单元11413能够控制显示装置11202使其显示反映了手术区域等的所拍摄图像。在这种情况下，控制单元11413可以利用各种图像识别技术来识别所拍摄图像中的各种物体。例如，通过检测所拍摄图像中所包括的物体的边缘的形状、颜色等，控制单元11413能够识别出诸如镊子等手术工具、特定组织部位、出血、在使用能量器件11112时的薄雾等。在使显示装置11202显示出所拍摄图像的情况下，控制单元11413可以利用识别结果在手术区域的图像上叠加各种外科手术辅助信息以进行显示。在外科手术辅助信息被叠加并呈现给外科医生11113的情况下，这可以减少外科医生11113的负担，并且可以帮助外科医生11113可靠地进行手术。
将摄像头11102和CCU 11201连接在一起的传输线缆11400是与电气信号通信兼容的电气信号线缆、与光通信兼容的光纤、或者与电气信号通信及光通信兼容的复合线缆。
这里，在所示的示例中，通过使用传输线缆11400以有线的方式执行通信；然而，也能够以无线的方式执行摄像头11102与CCU 11201之间的通信。
已经说明了能够应用与本公开相关的技术的内窥镜手术系统的示例。在上述构造中，例如，根据本公开的技术能够应用于内窥镜11100、摄像头11102(的摄像单元11402)、以及CCU 11201(的图像处理单元11412)等等。
注意，尽管这里已经将内窥镜手术系统作为示例进行了说明，但是根据本公开的技术还可以应用于例如显微镜手术系统等。
<移动体的应用例>
另外，例如，与本公开相关的技术能够被实施为安装在任何类型的移动体上的装置，这些移动体例如包括：汽车、电动汽车、混合动力汽车、摩托车、自行车、个人移动设备、飞机、无人机、船舶、机器人等。
图45是示出了根据本公开的技术能够适用的作为移动体控制系统的一个示例的车辆控制系统的示意性构造示例的框图。
车辆控制系统12000包括通过通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图45所示的示例中，车辆控制系统12000包括：驱动系统控制单元12010、车身系统控制单元12020、车外信息检测单元12030、车内信息检测单元12040以及集成控制单元12050。此外，作为集成控制单元12050的功能性构造，示出了微型计算机12051、声音/图像输出部12052以及车载网络I/F(接口：interface)12053。
驱动系统控制单元12010根据各种程序来控制与车辆驱动系统有关的设备的操作。例如，驱动系统控制单元12010起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：诸如发动机或驱动电机等用于产生车辆的驱动力的驱动力产生设备；用于将驱动力传递到车轮的驱动力传递机构；用于调节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系统等。
车身系统控制单元12020根据各种程序来控制安装在车辆上的各种设备的操作。例如，车身系统控制单元12020起到下述各设备的控制装置的作用，这些设备是：无钥匙进入系统；智能钥匙系统；电动车窗装置；或诸如前灯、尾灯、刹车灯、闪光灯和雾灯等各种灯。在这种情况下，能够将用于代替钥匙的从便携式设备发送的无线电波、或各种开关的信号输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些无线电波或信号的输入，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、和灯等。
车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车辆的外部的信息。例如，摄像部12031连接到车外信息检测单元12030。车外信息检测单元12030致使摄像部12031拍摄车辆外部的图像，并且接收所拍摄的图像。基于所接收到的图像，车外信息检测单元12030可以执行以下处理：检测包括行人、车辆、障碍物、标志、或路面上的文字在内的物体；或检测距离。
摄像部12031是用于接收光并且输出与光的光接收量对应的电气信号的光学传感器。摄像部12031能够将该电气信号作为图像输出，或者将该电气信号作为距离测量信息输出。此外，由摄像部12031接收的光可以是可见光或诸如红外线等非可见光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，用于检测驾驶员状态的驾驶员状态检测部12041连接到车内信息检测单元12040。例如，驾驶员状态检测部12041包括用于拍摄驾驶员的图像的相机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息来计算驾驶员的疲劳程度或专注程度，或者可以判断驾驶员是否在打瞌睡。
基于在车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车外或车内信息，微型计算机12051能够计算出驱动力产生设备、转向机构、或制动系统的控制目标值，并且能够向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051能够执行用于实现先进驾驶员辅助系统(ADAS：advanced driver assistance system)功能的协同控制，所述先进驾驶员辅助系统的功能包括：车辆的碰撞避免或撞击减缓、基于车辆间距离的跟随行驶、巡航驾驶(cruise)控制、车辆碰撞警告、车辆偏离车道警告等。
另外，基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的车辆内部或外部的信息，微型计算机12051能够通过控制驱动力产生设备、转向机构、或制动系统等，来执行旨在实现不必依赖驾驶员的操作而进行自主行驶的自动驾驶等的协同控制。
另外，基于由车外信息检测单元12030获得的车辆外部的信息，微型计算机12051能够向车身系统控制单元12020输出控制命令。例如，微型计算机12051根据由车外信息检测单元12030检测到的前车或对面来车的位置来控制前灯，并且能够执行旨在通过例如将远光灯切换到近光灯来实现防眩光等的协同控制。
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发送到输出设备，该输出设备能够在视觉上或在听觉上向车上的乘客或车辆外部通知信息。在图45的示例中，作为输出设备，举例地示出了音频扬声器12061、显示部12062和仪表面板12063。例如，显示部12062可以包括板载显示器(on-board display)和平视显示器(head-up display)中的至少一者。
图46是示出摄像部12031的安装位置的示例的图。
在图46中，在车辆12100上，摄像部12031包括摄像部12101、12102、12103、12104和12105。
例如，摄像部12101、12102、12103、12104和12105被设置于例如车辆12100的前鼻、侧视镜、后保险杠、后备箱门、车内的挡风玻璃的上部等位置。设置于前鼻处的摄像部12101和设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要获取车辆12100前方的图像。设置于侧视镜处的摄像部12102和12103主要获取车辆12100侧面的图像。设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104主要获取车辆12100后方的图像。设置于车内的挡风玻璃的上部处的摄像部12105主要用于检测前车、行人、障碍物、交通信号灯、交通标志、车道等。
顺便提及地，图46示出了摄像部12101～12104的拍摄范围的示例。摄像范围12111表示设置于前鼻处的摄像部12101的摄像范围，摄像范围12112和12113分别表示设置于侧视镜处的摄像部12102和12103的摄像范围，并且摄像范围12114表示设置于后保险杠或后备箱门处的摄像部12104的摄像范围。例如，通过把摄像部12101～12104拍摄到的图像彼此叠加，能够获得车辆12100的从上方看到的俯瞰图像。
摄像部12101～12104中的至少一者可以具有获取距离信息的功能。例如，摄像部12101～12104中的至少一者可以是包括多个摄像元件的立体相机，或者可以是具有用于检测相位差的像素的摄像元件。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够求出与摄像范围12111～12114内的各个立体物的距离以及该距离随时间的变化(相对于车辆12100的相对速度)，从而将在与车辆12100大致相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的立体物(特别是在车辆12100的行驶方向的道路上的最靠近的立体物)作为前车提取出来。此外，微型计算机12051设定用于在前车之前预先确保的车辆间距离，并且能够执行自动制动控制(也包括跟随停止控制)、自动加速控制(也包括跟随推进控制)等。因此，以这种方式，能够执行不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶的协同控制等。
例如，基于从摄像部12101～12104获得的距离信息，微型计算机12051能够在把三维物体的三维物体数据分类为例如两轮摩托车、普通车辆、大型车辆、行人、电线杆或其他三维物体的三维物体数据，提取已分类的三维物体数据，并且能够利用所提取的三维物体数据来自动避开障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100附近的障碍物识别为对于车辆12100的驾驶员来说可见的障碍物和对于该驾驶员来说几乎不可见的障碍物。然后，微型计算机12051判断用于表示与各个障碍物发生碰撞的危险度的碰撞风险。在碰撞风险大于或等于设定值且存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051通过音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，或者通过驱动系统控制单元12010执行强制减速或避让转向。由此，微型计算机12051能够执行用于避免碰撞的驾驶辅助。
摄像部12101～12104中的至少一者可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051能够通过判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中是否存在行人，来识别行人。例如，这种对行人的识别是通过如下过程来执行的：提取作为红外相机的摄像部12101～12104的所拍摄图像中的特征点；或者通过对表示障碍物的轮廓的一系列特征点进行图案匹配处理来判定该障碍物是否为行人。在微型计算机12051判定摄像部12101～12104的所拍摄图像中存在行人并且识别出该行人的情况下，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使其在所识别的行人上以叠加的方式显示用于强调的矩形轮廓线。此外，声音/图像输出部12052可以控制显示部12062，使其把用于表示行人的图标等显示在所期望的位置处。
在上文中，已经说明了根据本公开的技术能够适用的车辆控制系统的示例。根据本公开的技术能够适用于具有上述构造的摄像部12031等。
[5.总结]
如上所述，在根据本公开的实施例的距离图像传感器中，光接收部接收从光源投射的并由摄像对象反射的光，以针对每个预定的检出时段，检测出该检出时段内的反射光的接收光量。此外，测量部基于接收光量来测量与摄像对象的距离。而且，控制部运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量与所述第二延迟量在与控制有关的分辨率上是彼此不同的。在刚刚说明的这种构造的基础上，所述控制部以比第一延迟量的分辨率和第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制第一时机和第二时机之间的相对时间差。
通过如上所述的这种构造，与仅仅基于第一延迟量和第二延迟量中的一者来控制第一时机与第二时机之间的相对时间差的可替代情况相比而言，能够以更高的精确度将所述光源的操作和所述光接收部的操作相互综合。换句话说，利用根据本公开的实施例的距离图像传感器，可以进一步减少由与距离测量相关的处理中的分辨率引起的误差的影响，并且最终可以预期能够具有进一步提高与距离测量有关的精度的效果。
尽管已经参考附图详细地说明了本公开的优选实施例，但是本公开的技术范围不限于如上所述的这些实施例。显而易见地，在不脱离权利要求中所限定的技术范围的情况下，在本领域技术人员可以构想出各种替换或修改，并且可以认为这些替换或修改自然也属于本公开的技术范围。
作为具体示例，被应用以便控制所述光接收部将会检测出光接收量的时机或所述光源将会投射光的时机的延迟量的类型数量不限于两个。特别地，在延迟调节分辨率上彼此不同的三种以上类型的延迟量中的每一种都可以被应用以便控制所述光接收部将会检测出光接收量的时机或所述光源将会投射光的时机。作为更具体的示例，为了进行控制而要使用的延迟量的类型的数量可以响应于在控制所述光接收部将会检测出光接收量的时机与所述光源将会投射光的时机之间的相对时间差时所需的分辨率来确定。
此外，在采用了三种以上类型的延迟量的情况下，也可以将上述第一控制示例和第二控制示例两者组合起来使用。作为具体示例，在采用了延迟调节分辨率彼此不同的第一至第三延迟量的情况下，第一延迟量和第二延迟量可以被应用来控制所述光接收部将会检测出光接收量的时机，同时第三延迟量可以被应用来控制所述光源将会投射光的时机。
此外，作为另一示例，在延迟调节分辨率上彼此不同的延迟将要施用的信号的类型数量不必限于两个。特别地，三种以上的信号(例如，驱动信号)可以成为与上述延迟有关的控制对象。要注意的是，在这种情况下，例如，为了与延迟相关的控制而要使用的延迟量的类型数量可以响应于作为控制对象的信号的类型数量来确定。
此外，本说明书中所说明的有益效果仅仅是解释性和示例性的而非限制性的。换句话说，根据本公开的技术可以发挥出上述有益效果和/或根据本说明书的说明让本领域技术人员显而易见的其他有益效果。
应注意，下面说明的一些构造也属于本公开的技术范围。
(1)一种传感器芯片，其包括：
光接收部，其被配置为接收从光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；
测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及
控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的至少一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部响应于所述第一延迟量和所述第二延迟量以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述光源将会投射光的第二时机之间的相对时间差。
(2)根据前述(1)中的传感器芯片，其中
所述控制部响应于被运用以控制所述第二时机的所述第二延迟量，通过控制要被运用以控制所述第一时机的所述第一延迟量，来控制所述时间差。
(3)根据前述(1)中的传感器芯片，其中
所述控制部通过控制要被运用以控制所述第一时机的所述第一延迟量和所述第二延迟量，来控制所述时间差。
(4)一种电子设备，其包括：
光源；
光接收部，其被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；
测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及
控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差。
(5)根据前述(4)中的电子设备，其中，
所述控制部运用所述第一延迟量和所述第二延迟量中的一者来控制所述第一时机，并且运用所述第一延迟量和所述第二延迟量中的另一者来控制所述第二时机，由此控制所述时间差。
(6)根据前述(4)中的电子设备，其中，
所述控制部运用所述第一延迟量和所述第二延迟量两者来控制所述第一时机或者控制所述第二时机，由此控制所述时间差。
(7)根据前述(4)至(6)任一者中的电子设备，其中，
所述控制部个别地控制所述第一延迟量和所述第二延迟量，由此控制所述时间差。
(8)根据前述(4)至(7)任一者中的电子设备，其还包括：
生成电路，其被配置为生成第一驱动信号和第二驱动信号，
其中，所述光接收部基于所述第一驱动信号而被驱动，
并且所述光源基于所述第二驱动信号而被驱动。
(9)根据前述(8)中的电子设备，其中，
所述控制部通过基于所述第一延迟量和所述第二延迟量延迟所生成的所述第一驱动信号或所述第二驱动信号，来控制所述时间差。
(10)根据前述(8)中的电子设备，其中，
所述生成电路响应于所述第一延迟量和所述第二延迟量来生成所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，并且
所述光源和所述光接收部的驱动是基于所生成的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号而被控制的，由此控制所述时间差。
(11)根据前述(4)至(10)任一者中的电子设备，其中，
所述控制部包括：
第一延迟电路，其被配置为根据所述第一延迟量来执行对输入信号的延迟；和
第二延迟电路，其被配置为根据所述第二延迟量来执行对所述输入信号的延迟，
并且所述第一延迟电路和所述第二延迟电路在下列之中的至少一者上是不同的：设置于所述第一延迟电路和所述第二延迟电路各者中的延迟元件的附加电容；所述延迟元件的负载电阻；所述延迟元件的连接级数；以及所述延迟元件所采用的晶体管的尺寸。
(12)根据前述(4)至(11)任一者中的电子设备，其还包括：
误差算术运算部，其被配置为响应于所述接收光量的检出结果来计算与距离测量有关的误差，
其中，所述控制部响应于所述误差的计算结果来控制所述第一延迟量和所述第二延迟量中的至少一者。
(13)一种装置，其包括：
光源；
光接收部，其被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；
测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及
控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差。
(14)一种装置，其包括：
控制部，其被配置为控制光源和光接收部中的每一者的操作，所述光接收部被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量，
其中，所述控制部运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差，并且
与所述摄像对象的距离是基于所述接收光量而被测量的。
[附图标记说明]
201：距离图像传感器
202：光学系统
203：传感器芯片
204：图像处理电路
205：监视器
206：存储器
211：光源装置
1010、1020：相位调节电路
1011、1021：第一可变延迟电路
1013、1023：第二可变延迟电路
1100：距离图像传感器
1101：传感器芯片
1111：像素阵列
1113：像素驱动电路
1115：读出电路
1120：PLL(锁相环)
1130：输入输出部
1140：驱动信号生成电路
1141：像素驱动脉冲生成电路
1143：光源驱动脉冲生成电路
1150：相位调节电路
1160：控制电路
1173：光源驱动电路

Claims (15)

1.一种传感器芯片，其包括：
光接收部，其被配置为接收从光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；
测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及
控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的至少一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部响应于所述第一延迟量和所述第二延迟量以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述光源将会投射光的第二时机之间的相对时间差。
2.根据权利要求1所述的传感器芯片，其中
所述控制部响应于被运用以控制所述第二时机的所述第二延迟量，通过控制要被运用以控制所述第一时机的所述第一延迟量，来控制所述时间差。
3.根据权利要求1所述的传感器芯片，其中
所述控制部通过控制要被运用以控制所述第一时机的所述第一延迟量和所述第二延迟量，来控制所述时间差。
4.一种电子设备，其包括：
光源；
光接收部，其被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量；
测量部，其被配置为基于所述接收光量来测量与所述摄像对象的距离；以及
控制部，其被配置为运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差。
5.根据权利要求4所述的电子设备，其中
所述控制部运用所述第一延迟量和所述第二延迟量中的一者来控制所述第一时机，并且运用所述第一延迟量和所述第二延迟量中的另一者来控制所述第二时机，由此控制所述时间差。
6.根据权利要求4所述的电子设备，其中
所述控制部运用所述第一延迟量和所述第二延迟量两者来控制所述第一时机或者控制所述第二时机，由此控制所述时间差。
7.根据权利要求4所述的电子设备，其中
所述控制部个别地控制所述第一延迟量和所述第二延迟量，由此控制所述时间差。
8.根据权利要求4所述的电子设备，其还包括：
生成电路，其被配置为生成第一驱动信号和第二驱动信号，
其中，所述光接收部基于所述第一驱动信号而被驱动，
并且所述光源基于所述第二驱动信号而被驱动。
9.根据权利要求8所述的电子设备，其中
所述控制部通过基于所述第一延迟量和所述第二延迟量延迟所生成的所述第一驱动信号或所述第二驱动信号，来控制所述时间差。
10.根据权利要求8所述的电子设备，其中
所述生成电路响应于所述第一延迟量和所述第二延迟量来生成所述第一驱动信号和所述第二驱动信号，并且
所述光源和所述光接收部的驱动是基于所生成的所述第一驱动信号和所述第二驱动信号而被控制的，由此控制所述时间差。
11.根据权利要求4至10中任一项所述的电子设备，其中
所述控制部包括：
第一延迟电路，其被配置为根据所述第一延迟量来执行对输入信号的延迟；和
第二延迟电路，其被配置为根据所述第二延迟量来执行对所述输入信号的延迟，
并且所述第一延迟电路和所述第二延迟电路在下列之中的至少一者上是不同的：设置于所述第一延迟电路和所述第二延迟电路各者中的延迟元件的附加电容；所述延迟元件的负载电阻；所述延迟元件的连接级数；以及所述延迟元件所采用的晶体管的尺寸。
12.根据权利要求4至10中任一项所述的电子设备，其还包括：
误差算术运算部，其被配置为响应于所述接收光量的检出结果来计算与距离测量有关的误差，
其中，所述控制部响应于所述误差的计算结果来控制所述第一延迟量和所述第二延迟量中的至少一者。
13.一种测量装置，其包括：
根据权利要求1-3中任一项所述的传感器芯片。
14.一种测量装置，其包括：
根据权利要求4-12中任一项所述的电子设备。
15.一种测量装置，其包括：
控制部，其被配置为控制光源和光接收部中的每一者的操作，所述光接收部被配置为接收从所述光源投射的且由摄像对象反射的光，以针对每个既定检出时段，检测出该既定检出时段内的所述反射光的接收光量，
其中，所述控制部运用第一延迟量和第二延迟量中的每一者来控制所述光接收部将会检测出所述接收光量的第一时机和所述光源将会投射光的第二时机中的一者，所述第一延迟量的与控制有关的分辨率和所述第二延迟量的与控制有关的分辨率是彼此不同的，由此，所述控制部以比所述第一延迟量的分辨率和所述第二延迟量的分辨率更精细的分辨率控制所述第一时机与所述第二时机之间的相对时间差，并且
与所述摄像对象的距离是基于所述接收光量而被测量的。
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