CN114667607A

CN114667607A - 光接收元件和测距模块

Info

Publication number: CN114667607A
Application number: CN202080078468.6A
Authority: CN
Inventors: 村濑拓郎; 大竹悠介; 若野寿史
Original assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Current assignee: Sony Semiconductor Solutions Corp
Priority date: 2019-11-19
Filing date: 2020-11-19
Publication date: 2022-06-24
Also published as: US20220397651A1; EP4063784A4; WO2021100826A1; EP4063784A1; KR20220099974A; JPWO2021100826A1; TW202127637A

Abstract

该测距模块设置有：光接收元件，光接收元件具有多个传输门，传输门将在光电转换入射光的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散，其中，当从光的入射方向观察时，多个传输门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置；发光部，发射具有周期性变化的亮度的照射光；以及发光控制单元，控制照射光的照射定时。

Description

光接收元件和测距模块

技术领域

例如，根据本公开内容的技术(本技术)涉及形成栅极型间接ToF(飞行时间)的光接收元件和包括光接收元件的测距模块。

背景技术

作为形成栅极型间接ToF方法(在以下描述中可以称为“栅极型间接ToF传感器”)的光接收元件，例如，存在PTL1中公开的配置。在专利文献1中公开的栅极型间接ToF传感器中，在单位像素内具有多个浮动扩散的像素中，每个浮动扩散被夹在不同的传输晶体管的传输门(transfer gate)之间。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开第2019-001494号

发明内容

技术问题

然而，PTL1中公开的技术具有如下问题：由于夹持浮动扩散的多个传输门相对于光学中心线对称地布置，所以寄生光灵敏度度不均匀地降低。

鉴于上述问题，本技术的目的是提供能够均匀地降低寄生光灵敏度的光接收元件和测距模块。

问题的解决方案

根据本技术的方面的光接收元件包括多个传输门，其将在对入射光进行光电转换的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散。此外，当从光的入射方向观察时，所述多个传输门中的至少两个传输门相对于光学中心点对称地布置。

根据本技术的一个方面的测距模块包括：光接收元件，包括多个传输门；发光单元，发射其亮度周期性地改变的照射光；以及发光控制单元，控制照射光的照射定时。多个传输门将累积在对入射光进行光电转换的光电二极管中的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散。此外，当从光的入射方向观察时，所述多个传输门中的至少两个传输门相对于光学中心点对称地布置。

附图说明

图1是示出根据第一实施方式的测距模块的配置实例的框图。

图2是描绘了根据第一实施方式的光接收元件的示意性配置的截面图。

图3是描绘第一半导体层的配置的平面图。

图4是描述第二半导体层的配置的平面图。

图5是描述光接收元件的电路配置的示图。

图6是描述传输门和溢出门(overflow gate)的操作的时序图。

图7是描述通过ToF方法的测距过程的概要的示图。

图8是描述通过ToF方法的距离测量过程的概要的示图。

图9是描述通过ToF方法的距离测量过程的概要的示图。

图10是描述通过ToF方法的测距过程的概要的示图。

图11是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图12是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图13是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图14是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图15是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图16是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图17是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图18是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图19是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图20是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图21是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图22是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图23是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图24是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图25是示出根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图26是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图27是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图28是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图29是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图30是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图31是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图32是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图33是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图34是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图35是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图36是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图37是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图38是示出根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图39是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图40是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图41是示出了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图42是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图43是示出根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图44是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图45是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图46是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图47是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图48是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图49是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图50是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图51是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图52是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图53A是示出在第一实施方式的变形例中传输门开启的状态的示图。

图53B是示出第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图54A是示出在第一实施方式的变形例中传输门关闭的状态的示图。

图54B是示出第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图55是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图56是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图57是描述第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图58是示出第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图59是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图60是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图61A是描述在第一实施方式的变形例中传输门开启的状态的示图。

图61B是描述第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图62A是示出在第一实施方式的变形例中传输门关闭的状态的示图。

图62B是描述第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图63是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图64是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图65是示出第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图66是描述第一实施方式的变形例中的电荷的移动的截面图。

图67是描述第一实施方式的变形例中的光接收元件的电路配置的示图。

图68是描述第一实施方式的变形例中的传输门和溢出门的操作的时序图。

图69是描述第一实施方式的变形例中的光接收元件的电路配置的示图。

图70是描述第一实施方式的变形例中的光接收元件的电路配置的示图。

图71是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图72是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图73是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图74是描述第一实施方式的变形例中的电容器的配置的截面图。

图75是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图76是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图77是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图78是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图79是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图80是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图81是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图82是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图83是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图84是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的示意性配置的截面图。

图85是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图86是描绘了根据第一实施方式的变形例的光接收元件的配置的平面图。

图87是描述车辆控制系统的示意性配置的实例的框图。

图88是辅助说明车外信息检测单元和成像部的安装位置的实例的图。

具体实施方式

在下文中，将参照附图描述本技术的实施方式。在附图的说明中，对相同或类似的部分标注相同或类似的附图标记，省略重复的说明。每个附图是示意性的并且可以不同于实际的附图。以下描述的实施方式示例了用于体现本技术的技术构思的装置和方法，并且本技术的技术构思未规定在以下实施方式中示例的装置和方法。可以在权利要求中描述的技术范围内以各种方式修改本技术的技术构思。

(第一实施方式)

<测距模块>

如图1所示，根据第一实施方式的测距模块1包括发光单元2、发光控制单元4和光接收元件10。

测距模块1是用于使用从发光单元2发射的光照射待测量距离的对象，并且通过使用由对象反射并入射到光接收元件10上的光来测量到对象的距离的装置。

<发光单元>

发光单元2具有发出设定为预定波长的光的光源，并且发出亮度周期性波动的照射光以照射对象。光源包括例如发射波长设置在780[nm]至1000[nm](含)的范围内的红外光的发光二极管。此外，发光单元2与形成从发光控制单元4提供的矩形波的发光控制信号CKp同步地生成照射光。

<发光控制单元>

发光控制单元4通过向发光单元2和光接收元件10提供发光控制信号CLKp来控制照射光的照射定时。发光控制信号CLKp的频率例如是20[MHz]。注意，发光控制信号CLKp的频率不限于20[MHz]，并且可以是5[MHz]等。此外，发光控制信号CLKp不限于矩形波形状，只要其是周期信号即可。例如，发光控制信号CLKp可以形成正弦波。

<光接收元件>

光接收元件10接收由对象反射的反射光，并且根据光接收结果计算每个像素的距离信息，从而生成通过每个像素的灰度值来表示到对象的距离的深度图像，以输出图像。此外，光接收元件10例如通过使用背照型栅极型间接ToF传感器形成。

此外，例如，光接收元件10基于发光控制信号CLKp，根据通过布置多个单位像素而形成的一个像素所检测的信号强度来针对每个像素计算距离信息。

此外，如图2至图4所示，光接收元件10包括第一半导体层10A、第二半导体层10B以及遮光膜20。应注意，图2至图4描述了与通过布置多个(四个)单位像素形成的一个像素对应的光接收元件10的配置。

<第一半导体层>

第一半导体层10A是其上布置有包括光电二极管PD和多个浮动扩散FD的像素电路的基板。此外，第一半导体层10A具有多个传输门TG和多个溢出门OFG。

<第二半导体层>

第二半导体层10B是堆叠在第一半导体层10A的与布置光电二极管PD的表面相对的表面(图2中的下表面)上的基板。此外，第二半导体层10B具有多个复位晶体管RST、多个放大晶体管AMP以及多个选择晶体管SEL。顺便提及，在图2中，第一半导体层10A和第二半导体层10B堆叠的方向称为“堆叠方向”。

<遮光膜>

遮光膜20被布置在这样的位置处：相比光电二极管PD，更靠近光入射在光接收元件10上的位置。此外，遮光膜20是这样的膜：其执行屏蔽使得入射在光电二极管PD上的光的范围是预设范围。顺便提及，入射在光接收元件10上的光透射通过片上透镜30和抗反射层40并且入射在遮光膜20上。

<片上透镜>

片上透镜30是具有朝向光电二极管PD会聚光的功能的透镜。此外，片上透镜30布置在光接收元件10中的至光电二极管PD的光入射的一侧。作为片上透镜30的材料，可以使用例如有机材料或氧化硅膜(SiO2)。

<光电二极管>

光电二极管PD光电转换已经穿过由遮光膜20设定的范围的入射光，并且根据光电转换的光量生成并累积电荷。此外，如图5所示，光电二极管PD连接至传输门TG和溢出门OFG。

另外，光电二极管PD在使用P型离子等形成的分离区域中使用Si、Ge等形成。另外，通过施加栅极电位，在光电二极管PD上形成有源区(耗尽层)。

<浮动扩散>

如图5所示，浮动扩散FD形成在将传输门TG连接至选择晶体管SEL和放大晶体管AMP的点(连接点)处。

在第一实施方式中，将描述形成两个浮动扩散FD(第一浮动扩散FDA和第二浮动扩散FDB)的情况。

此外，浮动扩散FD累积从光电二极管PD经由传输门TG传输的电荷并将该电荷转换成电压。即，累积在光电二极管PD中的信号电荷被传输至浮动扩散FD。

<传输门>

如图5所示，多个传输门TG各自连接至光电二极管PD和浮动扩散FD。此外，传输门TG例如使用多晶硅形成。

在第一实施方式中，作为实例，如图4所示，将描述传输门TG的数量为四个的情况。

此外，每个传输门TG根据从定时控制单元(未示出)提供的驱动信号将光电二极管PD中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散FD。

在第一实施方式中，如图4所示，将描述将信号电荷传输至第一浮动扩散FDA的传输门TG包括两个传输门TG(传输门TGA，传输门TGB)的情况。类似地，将描述将信号电荷传输到第二浮动扩散FDB的传输门TG包括两个传输门TG(传输门TGC和传输门TGD)的情况。

即，在第一实施方式中，多个传输门TG中的至少两个传输门将在光电二极管PD中累积的信号电荷传输至一个浮动扩散FD。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，多个传输门TG相对于光学中心OPC点对称地布置。

在第一实施方式中，将描述将光学中心OPC设置在通过布置多个单位像素而形成的一个像素中的情况。

注意，光学中心OPC是例如从光的入射方向看的光电二极管PD的中心。然而，本发明不限于此，例如，当从光的入射方向观察时，光学中心OPC可以被设定为片上透镜30的中心。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，四个传输门TG被布置在相对于光学中心OPC形成四边形的顶点的位置处。即，四个传输门TG被布置在以光学中心OPC作为其交点彼此垂直的两条虚拟直线上。

<溢出门>

多个溢出门OFG中的每一个根据从定时控制单元(未示出)供应的驱动信号释放从浮动扩散FD溢出的电荷。此外，溢出门OFG例如使用多晶硅形成。

在第一实施方式中，作为实例，将描述如图4所示的溢出门OFG的数量为四个的情况。

因此，在第一实施方式中，传输门TG和溢出门OFG的总数是偶数。此外，在第一实施方式中，传输门TG的总数和溢出门OFG的总数是相同的数。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，多个溢出门OFG在与传输门TG的位置不同的位置处相对于光学中心OPC点对称地布置。

在第一实施方式中，将描述当从入射到光接收元件10上的光的入射方向观察时传输门TG和溢出门OFG在以光学中心OPC作为圆心的圆上交替地布置的情况，如图4所示。

<复位晶体管>

如图5所示，多个复位晶体管RST分别连接至传输门TG和电源布线VDD。

在第一实施方式中，作为实例，如图4所示，将描述复位晶体管RST的数量为四个的情况。

此外，每个复位晶体管RST根据从定时控制单元提供的驱动信号导通或关断在浮动扩散FD中累积的电荷的释放。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，多个复位晶体管RST相对于光学中心OPC点对称地布置。

<放大晶体管>

如图5所示，多个放大晶体管AMP分别连接至浮动扩散FD、电源布线VDD以及选择晶体管SEL。

在第一实施方式中，作为实例，将描述如图4所示的放大晶体管AMP的数量为四个的情况。

此外，每个放大晶体管AMP读出由复位晶体管RST复位的浮动扩散FD的电位作为复位电平。此外，每个放大晶体管AMP放大与累积在浮动扩散FD中的信号电荷相对应的电压，该信号电荷由传输门TG传输至浮动扩散FD。即，每个放大晶体管AMP将传输到浮动扩散FD的信号电荷作为电信号读取，并且进一步放大读取的电信号。

由放大晶体管AMP放大的电压(电压信号)经由选择晶体管SEL输出至垂直信号线VSL。顺便提及，垂直信号线VSL是输出由放大晶体管AMP放大的电信号的布线。此外，选择晶体管SEL和A/D转换器(未示出)连接到垂直信号线VSL。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，多个放大晶体管AMP相对于光学中心OPC点对称地布置。

<选择晶体管>

如图5所示，多个选择晶体管SEL各自连接至放大晶体管AMP和垂直信号线VSL。

在第一实施方式中，作为实例，将描述如图4所示的选择晶体管SEL的数量为四个的情况。

此外，每个选择晶体管SEL根据从定时控制单元供应的驱动信号导通或关断从放大晶体管AMP至垂直信号线VSL的电压信号的输出。

因此，每个选择晶体管SEL通过提供选择控制信号而变得导通，并且与垂直扫描电路(未示出)的垂直扫描同步地选择单位像素。

此外，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，如图4所示，多个选择晶体管SEL相对于光学中心OPC点对称地布置。

更进一步地，如图4所示，包含在一个像素内的配置相对于作为最小单元的一个像素以两侧对称方式和垂直对称方式中的至少一个进行布置。应注意，在图4所描述的实例中，一个像素中所包括的配置是复位晶体管RST、放大晶体管AMP以及选择晶体管SEL。

<传输门和溢出门的操作定时>

传输门TG和溢出门OFG中的每一个根据从定时控制单元提供的驱动信号操作的定时被调节为例如图6所示的定时。

具体地，将信号电荷传送至第一浮动扩散FDA的传输门TGA和传输门TGB在相同的定时操作。类似地，将信号电荷传送至第二浮动扩散FDB的传输门TGC和传输门TGD在相同定时操作。

此外，由传输门TGA和传输门TGB在相同定时执行的操作与由传输门TGC和传输门TGD在相同定时执行的操作是相反的操作。即，在传输门TGA和传输门TGB向第一浮动扩散FDA传输信号电荷的定时，传输门TGC和传输门TGD不向第二浮动扩散FDB传输信号电荷。

此外，溢出门OFG释放从浮动扩散FD溢出的电荷的定时与每个传输门TG将信号电荷传输至浮动扩散FD的定时不同。

<距离测量处理>

将描述通过ToF方法的测距过程的概要。

ToF方法是用于测量到对象的距离或测量对象的三维形状的方法之一。此外，ToF法是利用光照射对象并分析反射光以测量到对象的距离(深度)或对象的形状的方法。

在下文中，将参考图7描述通过ToF方法的距离(深度)测量过程的概要。应注意，在以下描述中，没有特别提及三维形状测量过程，但可通过测量在对象的整个表面上到对象表面的距离来获得对象的三维形状。

图7描述了发光单元2、光接收元件10(相机)和对象OBJ。从发光单元2输出的光被对象OBJ反射并且入射在光接收元件10上。

在此配置中，从光接收元件10到对象OBJ的距离(深度)d可以通过测量时间Δt来获得，时间Δt是从发光单元2输出光被对象OBJ反射直至入射在光接收元件10上的时间。

使用以下等式1计算距离d。顺便说一下，在等式1中，“c”是光速。

d＝(1/2)×c×Δt...(等式1)

应注意，在图7中，为了清楚起见，在彼此稍微分开的位置处描述了发光单元2和光接收元件10。然而，在常规的普通设备中，由于发光单元2的发光定时和光接收元件10的图像拍摄定时由一个时钟控制，所以发光单元2和光接收元件10位于基本上相同的位置，诸如在相同设备中的位置。因此，从发光单元2的输出的光被对象OBJ反射并入射到光接收元件10上的时间Δt是光行进两倍的从光接收元件10到对象OBJ的距离(深度)d的时间。这就是在(等式1)中的距离d的计算表达式中将值乘以(1/2)的原因。

然而，在图7所示的配置中，时间Δt是非常短的时间，并且难以精确地测量该时间Δt。因此，实际上，从发光单元2发射脉冲光，并且将由光接收元件10接收的脉冲光的时间差转换成相位差以获得距离。

将参考图8描述该过程。

同样，图8类似于图7描绘了光源(发光单元)1、相机(光接收单元)2和对象OBJ。发光单元2发射脉冲光，并且光接收元件10接收由对象OBJ反射的返回的脉冲光。

利用该配置，发光单元2的输出脉冲光和光接收元件10的输入脉冲光之间的时间差被转换成用于观察的相位差。

使发光单元2以已知的频率fHz高速闪烁。即，发光单元2的发光图案的一个周期是1/f秒。光接收元件10测量每个像素的光的闪烁图案的相位。稍后将描述与每个像素的相位测量相关的配置的具体实例。

例如，假设由发光单元2输出的脉冲光的相位与由光接收元件10接收的脉冲光的相位之差为φ，可以使用以下(等式2)计算从发光单元2的输出光由对象OBJ反射并且入射在光接收元件10上的时间Δt。

Δt＝(1/f)×(φ/2π)...(等式2)

通过将通过(等式2)计算的时间Δt代入(等式1)，可以使用以下(等式3)计算从光接收元件10(或发光单元2)到对象OBJ的距离d。顺便提及，在(等式3)中，“c”是光速，“φ”是发光单元2的输出脉冲光的相位与光接收元件10的接收脉冲光的相位之差，并且“f”是脉冲光的频率。

d＝(cφ)/4πf...(等式3)

参照图9，将描述用于光接收元件10中的每个像素的脉冲光的相位计算配置。

参照图7和图8描述的光接收元件10是不同于普通相机的ToF相机，并且每个像素以高速重复通/断(ON/OFF)并且仅在ON时段期间累积带电。

在利用ToF方式相机测量到对象的距离的情况下，依次切换ON/OFF执行定时来分析各定时的累积电荷。例如，ON/OFF执行定时的切换模式是图9的左图中描绘的以下四种类型。

(C1)相位0度

(C2)相位90度

(C3)相位180度

(C4)相位270度

(c1)0度的相位被设置为使得通(ON)定时(光接收定时)是由发光单元2输出的脉冲光的相位，即，与图4的左图中描绘的(a)发光图案相同的相位。

(c2)90度的相位被设置为使得通定时(光接收定时)在发光单元2输出的脉冲光((a)发光图案)之后90度。

(c3)180度的相位被设置为使得通定时(光接收定时)在发光单元2输出的脉冲光((a)发光图案)之后180度。

(c4)270度的相位被设置为使得通定时(光接收定时)在发光单元2输出的脉冲光((a)发光图案)之后270度。

在光接收元件10中，依次执行这四种类型的切换，并且获取光接收定时改变时的光接收量。即，获得不同累积相位的四种类型的光接收量和对应于光接收量的电荷。

例如，假设在光接收像素相对于发光图案的相位差为0、90、180以及270度时累积的电荷分别被设为Q₀、Q₉₀、Q₁₈₀以及Q₂₇₀。

这里，通过应用(等式3)来计算到对象的距离d所需的相位差φ是发光单元2的输出脉冲光的相位与光接收元件10的接收脉冲光的相位之差。

可以基于以下(等式4)计算该相位差φ。

φ＝Arctan((Q₉₀—Q₂₇₀)/(Q₁₈₀—Q₀))...(等式4)

通过将由(等式4)计算的相位差φ，即，发光单元2的输出脉冲光的相位与光接收元件10的接收脉冲光的相位之差φ代入(等式3)，就可以计算从光接收元件10(或发光单元2)到对象OBJ的距离d。

应当注意，在本公开中，如图10所示，由ToF相机拍摄的图像帧(即，具有与发光图案(脉冲)的相移量(0度、90度、180度和270度)的每个相位设定的拍摄图像和每个拍摄图像的累积电荷)被称为组件。

图10是描述由相机(ToF相机)根据从左到右示出的时间轴拍摄的图像数据的示图。

具有与发光图案(脉冲)的相移量(0度、90度、180度和270度)的每个相位设定的拍摄图像被顺序地和重复地拍摄。

具有0度、90度、180度和270度的相位设定的一组组件组合被称为帧。

即，一个帧具有设定为与发光图案(脉冲)的相移为0度、90度、180度、以及270度的每个相位的捕捉图像的累积电荷信息Q₀、Q₉₀、Q₁₈₀以及Q₂₇₀。

顺便提及，通常，各组件之间的时间被设定为比帧之间的时间短。

接下来，将描述由本发明的测距装置执行的处理的概要。

如参考图7至图9所描述的，在通过ToF方法对对象的距离测量中，必须检测光源的发光脉冲和相机的光接收脉冲之间的相位差。

为了准确地检测该相位差，需要识别光源的发光脉冲的通/断定时和在相机中执行的像素的通/断定时。

为此目的，例如，如果基于一个时钟控制光源的发光脉冲的通/断定时和在相机中执行的像素的通/断定时就足够了，即，操作彼此同步地执行。

<光电转换率>

已经证明，即使氧化硅膜的厚度增加，第一实施方式的光接收元件10尤其对于具有低波长的光，也具有高光电转换率。

<第一实施方式的作用/效果>

第一实施方式的光接收元件10可以发挥以下作用和效果。

(1)提供多个传输门TG，其将在光电转换入射光的光电二极管PD中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散FD。除此之外，当从光入射方向观察时，多个传输门TG中的至少两个传输门相对于光学中心OPC点对称地布置。

这使得可以提供能够均匀地减小寄生光灵敏度的光接收元件10。

(2)传输门TG的数量是四个，并且四个传输门TG被布置在当从光的入射方向观察时相对于光学中心OPC形成四边形的顶点的位置处。

这使得容易确保从光学中心OPC到浮动扩散FD的距离，并且能够抑制寄生光灵敏度的增加。

(3)进一步提供用于释放从浮动扩散FD溢出的电荷的多个溢出门OFG。除此之外，当从光的入射方向观察时，多个溢出门OFG中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置。

这使得可以提供这样的光接收元件10，该光接收元件10即使在掩模未对准的情况下也能够在高速地将电荷分配到每个传输门TG时提高针对传输故障的鲁棒性。

即，栅极型间接ToF传感器通过将由光电二极管PD生成的电荷经由多个传输门TG分配到多个浮动扩散FD来获得多个相位信号。此外，由于使用多个相位信号执行测距，因此需要高速地将电荷分配到每个传输门TG，并且需要针对传输故障的高鲁棒性。因此，在掩模错位的情况下，存在防止传输不良的鲁棒性降低的问题。作为响应，在第一实施方式的光接收元件10中，当从光的入射方向观察时，多个溢出门OFG中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置，并且因此，可以解决上述问题。

此外，由于多个溢出门OFG中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置，因此即使在光被多个晶体管反射的情况下也可以保持面内均匀性。

此外，与溢出门OFG被布置在光学中心OPC处的配置相比，可以将用于将信号电荷传输到浮动扩散FD的传输路径配置成避免分裂(divided)。

(4)传输门TG和溢出门OFG的总数是偶数。

由此，能够抑制由工艺偏差引起的电荷分离效率(Cmod)的降低。此外，对于多个传输门TG和溢出门OFG，相对于光学中心OPC保持点对称变得容易。

(5)传输门TG的总数和溢出门OFG的总数相同。

这使得能够抑制制造过程的复杂性。

(6)光学中心OPC被设置在通过布置多个单位像素而形成的一个像素中。

这使得可以对一个光接收元件10应用当从光的入射方向观察时传输门TG等相对于光学中心OPC点对称地布置的结构，并且可以均匀地降低寄生光灵敏度。

(7)还提供多个放大晶体管AMP，其将传输至浮动扩散FD的信号电荷作为电信号读出并放大。除此之外，当从光的入射方向观察时，多个放大晶体管AMP中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置。

因此，可以使光接收元件10的配置高度对称，并且可以使质量均匀。

(8)还提供用于导通或关断来自放大晶体管AMP的电压信号的输出的多个选择晶体管SEL。除此之外，当从光的入射方向观察时，多个选择晶体管SEL中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置。

结果，可以使光接收元件10的配置高度对称，并且可以使质量均匀。

(9)还提供用于导通或关断在浮动扩散FD中累积的电荷的释放的多个复位晶体管RST。除此之外，当从光的入射方向观察时，多个复位晶体管RST中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置。

(10)还提供遮光膜20，遮光膜20执行遮光使得入射在光电二极管PD上的光的范围是预设范围。

因此，可以允许由对象反射并入射到光接收元件10上的光有效地进入光电二极管PD。

(11)第一半导体层10A具有多个传输门TG和多个溢出门OFG。除此之外，在光的入射方向上堆叠在第一半导体层10A上的第二半导体层10B具有多个放大晶体管AMP、多个复位晶体管RST以及多个选择晶体管SEL。

这使得具有堆叠配置的光接收元件10可以均匀地降低寄生光灵敏度。此外，光接收元件10的配置可以多样化。

(12)多个传输门TG中的至少两个将在光电二极管PD中累积的电荷传输至一个浮动扩散FD。

由此，即使在发生一个传输门TG的传输失败的情况下，如果在剩余的传输门TG中没有发生传输失败，则作为结果，能够防止至一个浮动扩散FD的传输失败。因而，即使在多个传输门TG对一个浮动扩散FD的传输能力(传输容量、传输速度等)存在差异(传输差异)的情况下，也可以消除发出的传输差异。

此外，例如，可以使光接收元件10的配置增加安装的HAD(空穴累积二极管(注册商标))的数量，使得可以增加应用HAD的变化。

(13)提供布置在光电二极管PD的光入射侧上的片上透镜30。

这使得可以抑制依赖于片上透镜30的F值而发生的每种颜色的灵敏度和颜色混合的可变性。这是因为，在背照型的光接收元件10中，片上透镜30与光电二极管PD的光接收表面之间的距离变短。

第一实施方式的测距模块1能够发挥以下作用和效果。

(14)提供光接收元件10、发射亮度周期性地波动的照射光的发光单元2、以及控制照射光的照射定时的发光控制单元4。

这使得可以提供能够均匀地降低寄生光灵敏度的测距模块1。

(第一实施方式的变形例)

(1)在第一实施方式中，光接收元件10被配置为具有相对于光学中心OPC点对称地布置的多个溢出门OFG。然而，本发明不限于此，并且例如，如图11中所描绘的，当从光的入射方向观察时，溢出门OFG可以布置在光学中心OPC处。

利用该配置，可以提高相对于光接收元件10的工艺偏差耐受性。

(2)在第一实施方式中，传输门TG的总数和溢出门OFG的总数相同，但是数量不限于此，并且例如，如图12所示，传输门TG的总数和溢出门OFG的总数可以是不同的数量。

(3)在第一实施方式中，多个传输门TG中的至少两个被配置为将在光电二极管PD中累积的信号电荷传输至一个浮动扩散FD。然而，本发明不限于此，并且例如，如图13至图15所示，可采用将累积在光电二极管PD中的信号电荷通过一个传输门TG传输至一个浮动扩散FD的配置。即，可采用多个传输门TG中的一个将光电二极管PD中累积的信号电荷传输至一个浮动扩散FD的配置。应注意，在图13至图15中的每一个中，多个传输门被描绘为“传输门TGE、传输门TGF、传输门TGG和传输门TGH”。

利用该配置，可以支持浮动扩散FD的数量已增加的配置。

(4)在第一实施方式中，采用其中第一半导体层10A具有传输门TG和溢出门OFG并且第二半导体层10B具有放大晶体管AMP、复位晶体管RST和选择晶体管SEL的配置。然而，本发明不限于此。即，例如，如图16至图18所示，一个半导体层可被配置为具有传输门TG、溢出门OFG、放大晶体管AMP、复位晶体管RST以及选择晶体管SEL。

(5)在第一实施方式中，光接收元件10被配置为不具有用于存储信号电荷的存储器，但是配置不限于此。即，例如，如图19所示，该配置可以是这样的配置：光接收元件10还包括用于存储信号电荷的多个存储器MC，并且当从光的入射方向观察时，多个存储器MC中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置。

(6)在第一实施方式中，第二半导体层10B被配置为不具有用于存储信号电荷的存储器，但是配置不限于此。即，例如，如图20所示，第二半导体层10B可以进一步包括用于存储信号电荷的多个存储器MC，并且当从光的入射方向观察时，多个存储器MC中的至少两个可以相对于光学中心OPC点对称地布置。

(7)在第一实施方式中，光接收元件10被配置为具有第一半导体层10A和第二半导体层10B。然而，本发明不限于此，光接收元件10可以是仅具有一个半导体层的嵌入式栅极型间接ToF传感器。

(8)在第一实施方式中，光接收元件10的配置包括第一半导体层10A和第二半导体层10B。然而，该配置不限于此，并且例如，如图21所示，光接收元件10的配置可以是进一步包括第三半导体层10C的配置。第三半导体层10C是在光的入射方向上在相较于第二半导体层10B离第一半导体层10A更远的位置处堆叠在第一半导体层10A和第二半导体层10B上的层。在这种情况下，第三半导体层10C具有包括多个放大晶体管AMP和多个复位晶体管RST的配置。此外，采用其中在从光的入射方向观察时第三半导体层10C的多个放大晶体管AMP中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置的配置。除此之外，还采用其中在从光的入射方向观察时第三半导体层10C的多个复位晶体管RST中的至少两个相对于光学中心OPC点对称地布置的配置。

(9)在第一实施方式中，放大晶体管AMP的数量和放大晶体管AMP的数量是四个，但是数量不限于此，例如，如图22所示，放大晶体管AMP的数量和放大晶体管AMP的数量可以是两个。

(10)在第一实施方式中，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，传输门TG和溢出门OFG在以光学中心OPC为中心的圆上交替布置，但是该布置不限于此。即，例如，如图23和图24所示，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，传输门TG或溢出门OFG可以连续地布置在以光学中心OPC为中心的圆上。顺便提及，在图23和图24中，为了解释的目的，简化了传输门TG和溢出门OFG的描述。

在此处，在图23中描述的配置中，由于传输门TG和溢出门OFG被设置为在从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时形成八边形，所以可使光接收元件10的配置高度对称。

此外，在图24所示的配置中，传输门TG的布置对应于传输信号电荷的浮动扩散FD而改变，从而变得能够改善关于信号电荷的传输在特定方向上的稳定性。

(11)在第一实施方式中，将光学中心OPC设置在通过布置多个单位像素而形成的一个像素中，但是本发明不限于此，并且可以在通过布置多个像素而形成的像素组中设置光学中心OPC。

即，例如，如图25至图27所示，考虑在一个像素PX中，传输门TG和溢出门OFG不相对于像素PX的中心点对称地布置的情况。即使在这种情况下，在像素组PXG中，通过将光学中心OPC设置在四边形的中心，也以传输门TG和溢出门OFG相对于像素组PXG中的光学中心OPC点对称的方式配置。要注意的是，在图25到图27中，为了进行解释，简化了传输门TG和溢出门OFG的描述。此外，像素组PXG是通过将四个像素PX以阵列布置以形成四边形而形成的像素组。

利用该配置，可以增加关于光接收元件10的配置的变化。

(12)在第一实施方式中，如图2至图4所示，光接收元件10被配置为使得第一半导体层10A具有光电二极管PD、浮动扩散FD、传输门TG和溢出门OFG。除此之外，第二半导体层10B的配置是具有复位晶体管RST、放大晶体管AMP以及选择晶体管SEL的配置。然而，第一半导体层10A和第二半导体层10B的配置不限于此。

即，例如，如图28至图31所示，可以采用将地GND布置在第一半导体层10A中，并且将地GND和电源布线VDD布置在第二半导体层10B中的配置。应注意，图28至图30描述了与通过布置多个(四个)单位像素而形成的一个像素相对应的光接收元件10的配置。

如图29所示，四个地GND布置在第一半导体层10A中。四个地GND布置在第一半导体层10A的四个相应角处。

如图30所示，四个地GND和四个电源布线VDD布置在第二半导体层10B中。四个地GND被布置在第二半导体层10B的四条边的相应中心处。四条电源布线VDD布置在第二半导体层10B的四个相应角处并且连接至复位晶体管RST。

然后，如图31所示，在将多个像素PX(图31中的四个像素PX)以阵列布置而形成的像素组PXG中，位于第一半导体层10A中的地GND由彼此相邻的两个像素(未示出)共享。除此之外，布置在第二半导体层10B中的地GND和电源布线VDD被共享。应注意，在图31中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND和电源布线VDD之外的配置添加参考符号。

利用该配置，两个相邻像素PX共享布置在第一半导体层10A中的地GND，使得可以容易地实现小型化。此外，通过共享布置在第二半导体层10B中的地GND和电源布线VDD，可以容易地实现小型化。

此外，例如，如图32和图33所示，地GND和电源布线VDD可布置在第一半导体层10A中。应注意，图32描述了与通过布置多个(四个)单位像素而形成的一个像素相对应的光接收元件10的配置。

如图32所示，四个地GND和四个电源布线VDD布置在第一半导体层10A中。该四个地GND中的每一个被配置成比第一半导体层10A的四条边更接近光电二极管PD。四条电源布线VDD分别布置在第一半导体层10A的四个角处，并且连接至复位晶体管RST。

然后，如图33所示，在将多个像素PX(图33中的四个像素PX)以阵列布置而形成的像素组PXG中，布置在第一半导体层10A中的电源布线VDD由两个相邻的像素PX共享。顺便提及，在图33中，考虑到易读性，省略了对除了像素PX、像素组PXG、地GND和电源布线VDD之外的配置添加参考符号。

根据该配置，通过将地GND布置在比第一半导体层10A的边更靠近光电二极管PD的位置，能够增强地GND相对于第一半导体层10A的固定程度，并且能够抑制在电子传输中发生的变化。这使得可以提高AC对比度(Cmod)并且抑制每个像素的AC对比度的变化。应注意，“AC对比度”是当通过诸如栅极电压的调制驱动将电荷分配到多个浮动扩散FD时，通过将光电转换产生的电荷分配到预定浮动扩散FD的精度表示为比率而获得的指数。此外，“AC对比度”越高，指数越好。注意，与AC对比度的调制频率相对应的“调制频率”越早，就能够进行越精确的距离测量。

此外，利用该配置，布置在第一半导体层10A中的电源布线VDD由两个相邻像素PX共享，使得可以容易地实现小型化。

此外，例如，如图34和图35所示，可以在第一半导体层10A中布置地GND和电源布线VDD。应注意，图34描述了与通过布置多个(四个)单位像素而形成的一个像素相对应的光接收元件10的配置。

如图34所示，四个地GND和四个电源布线VDD布置在第一半导体层10A中。四个地GND分别布置在第二半导体层10B的四条边的中心。四条电源布线VDD分别布置在第一半导体层10A的四个角处，并且连接至复位晶体管RST。

然后，如图35所示，在将多个像素PX(图35中的四个像素PX)以阵列布置而形成的像素组PXG中，布置在第一半导体层10A中的地GND和电源布线VDD由两个相邻的像素PX共享。顺便提及，在图35中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND和电源布线VDD之外的配置添加参考符号。

利用该配置，在两个相邻像素PX中，共享布置在第一半导体层10A中的地GND和电源布线VDD，使得可以容易地实现小型化。

(13)在第一实施方式中，如图2所示，由片上透镜30会聚的光透射通过抗反射层40并且入射在遮光膜20上以入射在光电二极管PD上，但是本发明不限于此。

即，例如，如图36至图38所示，可采用其中由片上透镜30会聚的光由散射结构SF散射并且被允许进入光电二极管PD的配置。应注意，图36描述了与通过布置多个(四个)单位像素而形成的一个像素相对应的光接收元件10的配置。顺便提及，在图37中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND和电源布线VDD之外的配置添加参考符号。

例如，散射结构SF使用金属材料(金属)、氧化硅膜(SiO₂)等形成，并且布置在抗反射层40的内部。此外，如图36所示，例如，当从布置了多个单位像素的方向观察时，散射结构SF形成为具有均匀厚度的板形状。此外，如图38所示，例如，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时，散射结构SF布置成网格形状。

利用该配置，散射结构SF相对于光学中心点对称地布置，使得由散射结构SF散射的光不偏向像素内部的特定传输门TG，并且因此抑制了灵敏度的偏差，并且可提高AC对比度。这使得可以提高对红外光源的灵敏度，对红外光源的灵敏度是在间接ToF中所重视的灵敏度。

顺便提及，在高图像高度侧(即，在片上透镜30的表面上远离光轴的像素侧)，因为与光轴的距离长，所以光倾斜地入射。因此，不必相对于光学中心点对称地布置散射结构SF。此外，“高图像高度侧”表示图像高度随着图像的位置从像素中心(即片上透镜30的对角线彼此相交的部分)接近片上透镜30的端部而增加的一侧。此外，“高图像高度”是指片上透镜30的端部附近的侧面(包括上侧、下侧、左侧和右侧中的任一个)。

应注意，散射结构SF的配置不限于图38所示的配置，即，当从入射在光接收元件10上的光的入射方向观察时结构以网格形状布置的配置，并且可使用图39至图48所示的配置。

此外，散射结构SF的形状不限于图36所示的配置，即，当从布置了多个单位像素的方向观察时具有均匀厚度的板形状。

即，如图49所示，散射结构SF的形状可以是例如顶点面向下(面向光电二极管PD)并且其截面面积随着与光电二极管PD的距离减小而减小的四棱锥的形状。此外，如图50所示，散射结构SF的形状可以是例如其顶点面向上(光入射侧)并且其截面面积随着与光电二极管PD的距离增加而减小的四棱锥。

顺便提及，在散射结构SF的形状是图49或图50中描绘的形状的情况下，例如，从入射在光接收元件10上的光的入射方向看到的散射结构SF的配置是图49、图41或图48中描绘的配置。

(14)在第一实施方式中，溢出门OFG连接至传输门TG，但是本发明不限于此。

即，例如，如图51和图52所示，可以采用溢出门OFG布置在光学中心OPC处，并且溢出门OFG不连接到传输门TG而是连接到地GND的配置。应注意，在图52中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND和溢出门OFG之外的配置添加参考符号。

此外，在图51和图52中描述的配置中，允许光接收元件10的配置具有转换效率可变门FDG。

转换效率可变门FDG(多晶硅)布置在对应于光学对称性和电容对称性的位置处，并且连接至复位晶体管RST。此外，转换效率可变门FDG用作用于加载附加电容的开关。

附带地，虽然未描绘，但是可以布置虚拟元件代替转换效率可变门FDG。

在图51和图52所示的配置中，由于通过传输门TG形成的势垒，可以实现与接收从定时控制单元(未示出)提供的驱动信号的溢出门OFG的功能相似的功能，而无需从定时控制单元提供驱动信号。因此，在图51和图52所示的配置中，在如图53A所示的传输门TG被开启(接通状态)的状态下，如图53B所示，电荷EC被累积在浮动扩散FD中。另一方面，在如图54A所描绘的传输门TG关闭(断开状态)的状态下，电荷EC如图54B所示被释放到溢出门OFG。

即，通过应用在传输门TG处于断开状态下时将电荷EC释放至溢出门OFG的电场设计，可以在不需要定时控制单元的情况下，实现与需要定时控制单元的溢出门OFG的功能相同的功能。

利用该配置，作为间接ToF所需配置的溢出门OFG，通过在保持关于光学中心OPC的对称性的同时减少像素内部的区域的占用而能够容易地小型化。

此外，例如，如图55和图56所示，可以采用这样的配置：溢出门OFG布置在光学中心OPC处并且连接到地GND，并且传输电极VG(垂直门)进一步布置在传输门TG上。

在此，传输电极VG使用垂直型晶体管形成，垂直型晶体管具有栅电极(多晶硅)在硅基板的内部延伸的结构，并且传输电极VG将传输门TG和光电二极管PD连接。此外，传输电极VG是通过在硅基板的开挖部分中嵌入多晶硅而制成的电极，并且例如，作为形成在硅基板的开挖部分中的部分和硅基板上方的部分的两个部分一体地形成。即，传输电极VG形成嵌入式栅极。

在图55和图56所示的配置中，如图57所示，电荷EC在传输门TG开启的状态(接通状态)下经由传输电极VG累积在浮动扩散FD中。另一方面，在传输门TG关闭的状态下(断开状态)，电荷EC经由传输电极VG释放至溢出门OFG，如图58所示。

由此，能够提高电荷EC的传输效率。

(15)在第一实施方式中，溢出门OFG连接至传输门TG，但是本发明不限于此。

也就是说，例如，如图59和图60中所描绘的，溢出门OFG可以布置在光学中心OPC处，并且溢出门OFG可以不连接至传输门TG而是连接至光门(光栅，photo gate)PG。注意，在图60中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND、溢出门OFG和光门PG之外的配置添加参考符号。

光门PG连接到光电二极管PD，并且根据从驱动电路(未示出)提供的控制信号接通或断开。

在图59和图60所示的配置中，电荷EC在图61A所示的传输门TG开启(接通状态)的状态下移动至如图61B所示的光门PG。

另一方面，电荷EC在如图62A所示的传输门TG关闭(断开状态)的状态下释放至溢出门OFG，如图62B所示。

利用该配置，作为间接ToF所需的配置的溢出门OFG，通过在保持关于光学中心OPC的对称性的同时减小像素内部的区域的占用而能够容易地小型化。

此外，例如，如图63和图64所示，可以采用溢出门OFG可以被布置在光学中心OPC处并且连接至光门PG、并且传输电极VG可以进一步被布置在光门PG上的配置。应注意，在图64中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、地GND、溢出门OFG、光门PG以及传输电极VG之外的配置添加参考标号。

传输电极VG连接光门PG和光电二极管PD。

在图63和图64所示的配置中，电荷EC在传输门TG开启的状态(接通状态)下经由传输电极VG移动到光门PG，如图65所示。另一方面，电荷EC在传输门TG关闭的状态(断开状态)下经由传输电极VG释放至溢出门OFG，如图66所示。

由此，能够提高电荷EC的传输效率。

(16)在第一实施方式中，如图5所示，配置使得两个传输门TG连接至一个光电二极管PD以形成两相电路，但是配置不限于此。

即，例如，如图67所示，可采用四个传输门TG连接至一个光电二极管PD和一个溢出门OFG以形成四相电路的配置。

在图67所示的配置中，根据从定时控制单元提供的驱动信号，每个传输门TG和溢出门OFG操作的定时被调节为例如图68所示的定时。

具体地，按照传输门TGA、传输门TGC、传输门TGB和传输门TGD的顺序在经移位的定时执行相同的操作。此外，溢出门OFG释放从浮动扩散FD溢出的电荷的定时与每个传输门TG将信号电荷传输至浮动扩散FD的定时不同。

此外，例如，在图52所示的配置的情况下，例如，四相电路具有图69所示的配置。

在图69所示的配置中，相邻像素共享光电二极管PD和溢出门OFG。

此外，例如，在图60所示的配置的情况下，四相电路具有例如图70所示的配置。

在图70所示的配置中，相邻像素共享光电二极管PD和溢出门OFG。

(17)在第一实施方式中，第一半导体层10A的配置是具有光电二极管PD、浮动扩散FD、传输门TG和溢出门OFG的配置，但是配置不限于此。

即，例如，如图71至图73所示，第一半导体层10A可具有包含多个(四个)光门PG和多个(四个)传输电极VG的配置。除此之外，配置可具有电容器MIM，该电容器MIM的一部分布置在第一半导体层10A中，并且其剩余部分布置在第二半导体层10B中。

光门PG连接至传输门TG。

此外，四个光门PG相对于一个传输门TG(例如，传输门TGA)以两侧对称方式和垂直对称方式布置。

传输电极VG连接传输门TG和光电二极管PD。

如图74所示，电容器MIM包括上电极UE、下电极DE以及高介电常数膜PM。

上电极UE通过使用金属材料形成，并且具有当从布置多个单位像素的方向观察时通过以大约90°的角度将平板多次弯曲而形成的形状，以便具有多个凸起和凹陷。此外，使用铜线性地形成的上端子UT连接至上电极UE。

与上电极UE类似，通过使用金属材料形成下电极DE，并且以与上电极UE相同的形状形成下电极DE。此外，使用铜形成为板状的下端子DT连接至下电极DE。

高介电常数膜PM使用绝缘体形成，并且布置在上电极UE和下电极DE之间。

在图71至图74所示的配置中，四个光门PG相对于一个传输门TG以两侧对称方式和垂直对称方式布置。因此，四个光门PG的容量变得均匀，并且可以抑制每个像素的AC对比度的变化。除此之外，连接传输门TG和光电二极管PD的传输电极VG使得可以提高深部的电子回收效率和提高AC对比度。

此外，在图71至图74所示的配置中，具有高介电常数膜PM夹在上电极UE和下电极DE之间的MIM(金属-绝缘体-金属)结构的电容器MIM具有通过三维地折叠平板而制成的3D结构。因此，可以增加电容器MIM的有效面积，并且可以保留大量的电子，使得可以显著增加容量。

应注意，如图75所示，该配置可以是包括八个传输电极VG的配置，使得一个传输门TG和一个光电二极管PD由两个传输电极VG连接。

此外，例如，如图76和图77所示，光接收元件10的配置可以是具有多个存储器MC、多个光门PG、多个传输电极VG和电容器MIM的配置。

应注意，代替图76和图77中所描绘的配置，该配置可具有八个传输电极VG，且两个传输电极VG可连接一个传输门TG和一个光电二极管PD，如图78中所描绘。

即使在图76至图78所示的配置中，也可以抑制每个像素的AC对比度的变化，以提高AC对比度，并显著增加容量。

此外，光门PG的配置不限于如图71和图76所示的光门PG完全布置在第一半导体层10A内部的配置。

即，例如，如图79和图80所示，光接收元件10的配置可为具有垂直光门VPG的配置。

垂直光门VPG形成为从第一半导体层10A垂直延伸的形状，并且嵌入光电二极管PD中。

在图79和图80所示的结构中，由于垂直光门VPG的一部分嵌入在光电二极管PD内，因此在靠近第一半导体层10A的位置处可以改变电子的移动方向以到达多个传输门TG中的预期传输门TG。这使得可以改善AC对比度。

(18)在第一实施方式中，光接收元件10的配置是具有一个如图2等所示的片上透镜30的配置，但是配置不限于此。

在包括一个片上透镜30的配置中，如图81至图83所示，入射光朝向布置在单位像素的中心处的溢出门OFG会聚。要注意的是，在图81到图83中，由参考符号CR表示会聚入射光的区域的聚光区域。应注意，在图83中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、溢出门OFG、光门PG以及聚光区域CR之外的配置添加参考符号。

另一方面，与包含一个片上透镜30的配置相反，例如，如图84到图86中所示，该配置可包含与传输门TG相同数量(四个)的片上透镜30。即，片上透镜30根据布置在像素中的传输门TG的数量而划分。顺便提及，在图86中，考虑到易读性，省略对除了像素PX、像素组PXG、溢出门OFG、光门PG以及聚光区域CR之外的配置添加参考符号。

在图84至图86所示的配置中，入射光分散到与片上透镜30相同数量(四个)的区域中。这使得可以减少穿过溢出门OFG的光分量并提高量子效率。

此外，与具有一个片上透镜30的配置相比，通过使片上透镜30较小，可增加片上透镜30的曲率，并且在从光入射面的浅侧形成所收集的光的图像。这使得可以减少穿过溢出门OFG的光的分量。

顺便提及，虽然未描绘，但是图36中所描绘的散射结构SF等也可应用于包含与传输门TG相同数量的片上透镜30的配置。

(第一应用实例)

与本公开相关的技术(本技术)可应用于各种产品。例如，根据本公开的技术可实现为安装在任何类型的汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动机、飞机、无人机、船舶、机器人等的移动体上的装置。

图87是描述了作为可应用根据本公开的实施方式的技术的移动体控制系统的实例的车辆控制系统的示意性配置的实例的框图。

车辆控制系统12000包括经由通信网络12001彼此连接的多个电子控制单元。在图87所示的例子中，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。另外，作为集成控制单元12050的功能结构，例示了微型计算机12051、声音/图像输出部12052、车载网络接口(I/F)12053。

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用作用于产生车辆的驱动力的驱动力产生装置(诸如内燃机、驱动电机等)、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、用于产生车辆的制动力的制动装置等的控制装置。

车身系统控制单元12020根据各种程序来控制设置在车身上的各种装置的操作。例如，车身系统控制单元12020用作用于无钥匙进入系统、智能钥匙系统、电动车窗装置或诸如前照灯、后备灯、制动灯、转向信号、雾灯等的各种灯的控制装置。在这种情况下，从作为按键的替代物的移动装置发送的无线电波或各种开关的信号可以被输入到车身系统控制单元12020。车身系统控制单元12020接收这些输入的无线电波或信号，并且控制车辆的门锁装置、电动车窗装置、灯等。

车外信息检测单元12030检测包含车辆控制系统12000的车外的信息。例如，在车外信息检测单元12030上连接有成像部12031。车外信息检测单元12030使成像部12031拍摄车外的图像，并接收该拍摄图像。另外，车外信息检测单元12030也可以基于接收到的图像，进行检测人、车辆、障碍物、标志、路面上的文字等对象的处理、或者检测其距离的处理等。

成像部12031是接收光并且输出对应于接收到的光的光量的电信号的光学传感器。成像部12031可以将电信号作为图像输出，或者可以将电信号作为关于测量距离的信息输出。此外，成像部12031接收的光可以是可见光，或者可以是诸如红外线等不可见光。

车内信息检测单元12040检测关于车辆内部的信息。车内信息检测单元12040例如与检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测部12041连接。驾驶员状态检测部12041例如包括拍摄驾驶员的相机。基于从驾驶员状态检测部12041输入的检测信息，车内信息检测单元12040可以计算驾驶员的疲劳度或驾驶员的集中度，或者可以确定驾驶员是否打瞌睡。

微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车辆内部或外部的信息来计算驱动力生成装置、转向机构或制动装置的控制目标值，并且向驱动系统控制单元12010输出控制命令。例如，微型计算机12051可以执行旨在实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能的协作控制，该功能包括用于车辆的防碰撞或减震、基于跟随距离的跟随驾驶、维持驾驶的车辆速度、车辆碰撞的警告、车辆与车道的偏离的警告等。

另外，微型计算机12051通过基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040获得的关于车外或车内信息的信息来控制驱动力产生装置、转向机构、制动装置等，可以执行用于自动驾驶的协作控制，这使得车辆不依赖于驾驶员的操作等而自主行驶。

另外，微型计算机12051可以基于由车外信息检测单元12030获得的关于车外的信息，将控制命令输出到车身系统控制单元12020。例如，微型计算机12051可以通过根据由外部车辆信息检测单元12030检测的前方车辆或对面车辆的位置，控制前照灯以从远光改变到近光，来执行旨在防止眩光的协作控制。

声音/图像输出部12052将声音和图像中的至少一个的输出信号发送到输出装置，该输出装置能够视觉地或听觉地将信息通知给车辆的乘员或车辆外部。在图87的实例中，音频扬声器12061、显示部12062和仪表板12063被示为输出设备。例如，显示部12062可包括板上显示器和平视显示器中的至少一个。

图88是描绘成像部12031的安装位置的实例的图。

在图88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、后保险杠和后门上的位置以及车辆内部挡风玻璃的上部的位置上。设置在车辆内部内的前鼻部的成像部12101和设置在挡风玻璃的上部的成像部12105主要获得车辆12100的前方的图像。设置到侧视镜的成像部12102和12103主要获得车辆12100的侧面的图像。设置到后保险杠或后门的成像部12104主要获得车辆12100的后部的图像。设置在车辆内部内的挡风玻璃的上部的成像部12105主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、信号、交通标志、车道等。

顺便提及，图88描述了成像部12101至12104的拍摄范围的实例。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，通过叠加由成像部12101至12104成像的图像数据来获得从上方观察的车辆12100的鸟瞰图像。

成像部12101至12104中的至少一个可具有获得距离信息的功能。例如，成像部12101至12104中的至少一个可以是由多个成像元件构成的立体相机，或者可以是具有用于相位差检测的像素的成像元件。

例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息确定在成像范围12111至12114内到每个三维对象的距离以及该距离的时间变化(相对于车辆12100的相对速度)，并且由此提取最近的三维对象作为前方车辆，该最近的三维对象具体地存在于车辆12100的行驶路径上并且以预定速度(例如，等于或大于0km/小时)在与车辆12100基本相同的方向上行驶。另外，微型计算机12051可以预先设定跟随距离以保持在前行车辆的前方，并且执行自动制动控制(包括跟随停止控制)、自动加速控制(包括跟随起动控制)等。因此，可以执行用于自动驾驶的协作控制，该自动驾驶使车辆不依赖于驾驶员的操作等而自主行驶。

例如，微型计算机12051可以基于从成像部12101至12104获得的距离信息将与三维对象有关的三维对象数据分类为二轮车、标准车辆、大型车辆、行人、电线杆和其他三维对象的三维对象数据，提取分类的三维对象数据，并且将所提取的三维对象数据用于自动躲避障碍物。例如，微型计算机12051将车辆12100周围的障碍物识别为车辆12100的驾驶员可以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，微型计算机12051确定指示与每个障碍物碰撞的风险的碰撞风险。在碰撞风险等于或高于设定值并且因此存在碰撞可能性的情况下，微型计算机12051经由音频扬声器12061或显示部12062向驾驶员输出警告，并且经由驾驶系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向。微型计算机12051可由此辅助驾驶以避免碰撞。

成像部12101至12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。微型计算机12051例如可以通过确定在成像部12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。行人的这种识别例如通过提取作为红外相机的成像部12101至12104的成像图像中的特征点的过程以及通过对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理来确定是否是行人的过程来执行。当微型计算机12051确定在成像部12101到12104的成像图像中存在行人并因此识别出行人时，声音/图像输出部12052控制显示部12062，使得用于强调的正方形轮廓线被显示为叠加在识别出的行人上。声音/图像输出部12052还可控制显示部12062，使得在期望位置处显示表示行人的图标等。

(其他实施方式)

如上所述，已经描述了本技术的实施方式，但是形成本公开的一部分的陈述和附图不应理解为限制本技术。本公开将向本领域技术人员揭示各种备选实施方式、示例和操作技术。

此外，不言而喻，本技术包括在此未描述的各种实施方式等，诸如以期望的方式应用在上述实施方式中描述的各个配置的配置。因此，本技术的技术范围仅由指定涉及来自以上描述的权利要求的合理范围的本发明的事项限定。

此外，本发明的半导体器件不需要包括上述实施方式等中描述的所有组件，并且可以相反地包括其他组件。

应注意，在本说明书中描述的效果仅是实例，并且本公开的效果不限于这些，并且可以获得其他效果。

应注意，本技术可具有以下配置。

(1)

一种光接收元件，包括：

多个传输门，将在光电转换入射光的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散，其中

当从光的入射方向观察时，多个传输门中的至少两个传输门相对于光学中心点对称地布置。

(2)

根据上述项(1)中描述的光接收元件，其中

传输门的数量为四，并且

当从光的入射方向观察时，四个传输门布置在相对于光学中心形成四边形的顶点的位置处。

(3)

根据上述项(1)或(2)所述的光接收元件，进一步包括：

溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷，其中

当从光的入射方向观察时，溢出门被布置在光学中心处。

(4)

根据上述项(1)或(2)所述的光接收元件，进一步包括：

多个溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷，其中

当从光的入射方向观察时，多个溢出门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(5)

根据上述项(4)中描述的光接收元件，其中，传输门和溢出门的总数是偶数。

(6)

根据上述项(4)或(5)中描述的光接收元件，其中，传输门的总数和溢出门的总数相同。

(7)

根据上述项(1)至(6)中任一项所述的光接收元件，其中，光学中心被设置在通过布置多个单位像素而形成的一个像素中。

(8)

根据上述项(1)至(6)中任一项所述的光接收元件，其中，光学中心被设置在通过布置多个像素而形成的像素组中。

(9)

根据上述项(1)至(8)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个放大晶体管，该多个放大晶体管将传输到浮动扩散的信号电荷作为电信号读出并放大，其中

当从光的入射方向观察时，多个放大晶体管中的至少两个放大晶体管相对于光学中心点对称地布置。

(10)

根据上述项(1)至(9)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个放大晶体管，将传输到浮动扩散的信号电荷作为电信号读出并放大；以及

多个选择晶体管，导通或关断来自放大晶体管的电压信号的输出，其中

当从光的入射方向观察时，多个选择晶体管中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(11)

根据上述项(1)至(10)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个复位晶体管，导通或关断在浮动扩散中累积的电荷的释放，其中

当从光的入射方向观察时，多个复位晶体管中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(12)

根据上述项(1)至(11)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个存储器，存储信号电荷，其中

当从光的入射方向观察时，多个存储器中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(13)

根据上述项(1)至(12)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

遮光膜，执行遮蔽使得入射在光电二极管上的光的范围是预设范围。

(14)

一种光接收元件，包括：

第一半导体层，具有：

多个传输门，将在光电转换入射光的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散，以及

多个溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷；以及

第二半导体层，具有：

多个放大晶体管，将传输到浮动扩散的信号电荷作为电信号读出并放大，

多个复位晶体管，导通或关断在浮动扩散中累积的电荷的释放，以及

第一半导体层和第二半导体层在光的入射方向上堆叠，

当从光的入射方向观察时，多个传输门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置，

当从光的入射方向观察时，多个溢出门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置，

当从光的入射方向观察时，多个放大晶体管中的至少两个相对于光学中心点对称地布置，

当从光的入射方向观察时，多个复位晶体管中的至少两个相对于光学中心点对称地布置，并且

(15)

根据上述项(14)中描述的光接收元件，其中

第二半导体层还具有用于存储信号电荷的多个存储器，以及

(16)

根据上述项(14)或(15)所述的光接收元件，进一步包括：

第三半导体层，在光的入射方向上在相较于第二半导体层离第一半导体层更远的位置处堆叠在第一半导体层和第二半导体层上，其中

第三半导体层包括

多个放大晶体管，将传输到浮动扩散的信号电荷作为电信号读出并放大，以及

多个复位晶体管，导通或关断在浮动扩散中累积的电荷的释放，

当从光的入射方向观察时，第三半导体层的多个放大晶体管中的至少两个放大晶体管相对于光学中心点对称地布置，并且

当从光的入射方向观察时，第三半导体层的多个复位晶体管中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(17)

根据上述项(1)至(16)中任一项所述的光接收元件，其中，多个传输门中的至少两个传输门将累积的信号电荷传输至一个浮动扩散。

(18)

根据上述项(1)至(17)中任一项所述的光接收元件，其中，多个传输门中的一个传输门将累积的信号电荷传输至一个浮动扩散。

(19)

根据上述项(1)至(18)中任一项所述的光接收元件，包括：

片上透镜，布置在光电二极管的一侧上，光入射在光电二极管的该侧上。

(20)

根据上述项(1)至(19)中任一项所述的光接收元件，包括：

片上透镜，布置在光电二极管的一侧上，光入射在光电二极管的该侧上；以及

散射结构，散射由片上透镜会聚的光，其中

由散射结构散射的光入射在光电二极管上。

(21)

根据上述项(20)中描述的光接收元件，其中，散射结构具有横截面的面积随着截面变得更接近光电二极管而减小的形状。

(22)

根据上述项(20)中描述的光接收元件，其中，散射结构具有横截面的面积随着截面变得远离光电二极管而减小的形状。

(23)

根据上述项(1)至(22)中任一项中描述的光接收元件，其中，包括在一个像素中的配置相对于作为最小单元的一个像素以两边对称方式和垂直对称方式中的至少一个来布置。

(24)

根据上述项(1)至(23)中任一项所述的光接收元件，包括：

多个地，其中

当从光的入射方向观察时，多个地中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(25)

根据上述项(1)至(24)中任一项所述的光接收元件，包括：

多个电源布线，其中

当从光的入射方向观察时，多个电源布线中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

(26)

根据上述项(1)至(25)中任一项所述的光接收元件，包括：

多个电源布线，其中

(27)

根据上述项(1)至(26)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷；以及

地面，其中

溢出门连接至地GND。

(28)

根据上述项(1)至(27)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

传输电极，连接传输门和光电二极管。

(29)

根据上述项(1)至(28)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷；以及

光门，连接至光电二极管，其中

溢出门连接到光门PG。

(30)

根据上述项(29)所述的光接收元件，进一步包括：

传输电极，连接光门与光电二极管。

(31)

根据上述项(1)至(30)中任一项所述的光接收元件，其中，多个传输门连接至单个光电二极管。

(32)

根据上述项(1)至(30)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个光门，连接至光电二极管，其中

该多个光门连接至单个光电二极管。

(33)

根据上述项(1)至(32)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个光门，连接至光电二极管，其中

当从光的入射方向观察时，多个光门以相对于一个传输门双侧对称方式和垂直对称方式布置。

(34)

根据上述项(1)至(33)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

第一半导体层，具有：

多个溢出门，释放从浮动扩散溢出的电荷；

第二半导体层，具有：

多个选择晶体管，导通或关断来自放大晶体管的电压信号的输出；以及

电容器，电容器的一部分布置在第一半导体层中，并且电容器的其余部分布置在第二半导体层中，其中，

第一半导体层和第二半导体层在光的入射方向上堆叠，并且

电容器通过在两个电极之间夹入高介电常数膜而形成，并且具有通过将平板三维地折回而形成的结构。

(35)

根据上述项(1)至(34)中任一项所述的光接收元件，进一步包括：

多个片上透镜，布置在光电二极管的光入射侧上，其中

多个片上透镜的数量与多个传输门的数量相同。

(36)

一种测距模块，包括：

根据上述项(1)至(35)中任一项所述的光接收元件；

发光单元，发出亮度周期性地改变的照射光；以及

发光控制单元，控制照射光的照射定时。

参考标号列表

1：测距模块

2：发光单元

4：发光控制单元

10：光接收元件

10A：第一半导体层

10B：第二半导体层

10C：第三半导体层

20：遮光膜

30：片上透镜

40：抗反射层

12000：车辆控制系统

12001：通信网络

12010：驱动系统控制单元

12020：车身系统控制单元

12030：车外信息检测单元

12031(12101至12105)：成像部

12040：车内信息检测单元

12041：驾驶员状态检测部

12050：集成控制单元

12051：微型计算机

12052：声音/图像输出部

12053：车载网络I/F

12061：音频扬声器

12062：显示部

12063：仪表板

12100：车辆

12111至12114：成像范围

PD：光电二极管

FD：浮动扩散

TG：传输门

OFG：溢出门

RST：复位晶体管

AMP：放大晶体管

SEL：选择晶体管

OPC：光学中心

VDD：电源布线

VSL：垂直信号线

OBJ：对象

MC：存储器

PX：像素

PXG：像素组

GND：地

SF：散射结构

EC：电荷

VG：传输电极

PG：光门

MIM：电容器

UE：上电极

DE：下电极

PM：高介电常数膜

UT：上端子

DT：下端子

CR：聚光区域。

Claims

1.一种光接收元件，包括：

多个传输门，将在光电转换入射光的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散，其中，

当从光的入射方向观察时，多个所述传输门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置。

2.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，

所述传输门的数量为四，并且

当从所述光的入射方向观察时，四个所述传输门布置在相对于所述光学中心形成四边形的顶点的位置处。

3.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

溢出门，释放从所述浮动扩散溢出的电荷，其中，

当从所述光的入射方向观察时，所述溢出门被布置在所述光学中心处。

4.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

多个溢出门，释放从所述浮动扩散溢出的电荷，其中，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个溢出门中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

5.根据权利要求4所述的光接收元件，其中，所述传输门和所述溢出门的总数是偶数。

6.根据权利要求4所述的光接收元件，其中，所述传输门的总数与所述溢出门的总数相同。

7.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，所述光学中心被设置在通过布置多个单位像素而形成的一个像素中。

8.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，所述光学中心被设置在通过布置多个像素而形成的像素组中。

9.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

多个放大晶体管，将传输到所述浮动扩散的所述信号电荷作为电信号读出并放大，其中，

当从所述光的入射方向观察时，多个所述放大晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

10.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

多个放大晶体管，将传输到所述浮动扩散的所述信号电荷作为电信号读出并放大；以及

多个选择晶体管，导通或关断来自所述放大晶体管的电压信号的输出，其中，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个选择晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

11.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

多个复位晶体管，导通或关断在所述浮动扩散中累积的电荷的释放，其中，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个复位晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

12.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

多个存储器，存储所述信号电荷，其中，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个存储器中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

13.根据权利要求1所述的光接收元件，还包括：

遮光膜，执行遮蔽使得入射在所述光电二极管上的光的范围是预设范围。

14.一种光接收元件，包括：

第一半导体层，包括：

多个传输门，将在光电转换入射光的光电二极管中累积的信号电荷分配并传输至多个浮动扩散，和

多个溢出门，释放从所述浮动扩散溢出的电荷；以及

第二半导体层，包括：

多个放大晶体管，将传输到所述浮动扩散的所述信号电荷作为电信号读出并放大，

多个复位晶体管，导通或关断在所述浮动扩散中累积的电荷的释放，和

所述第一半导体层和所述第二半导体层在光的入射方向上堆叠，

当从所述光的入射方向观察时，多个所述传输门中的至少两个相对于光学中心点对称地布置，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个溢出门中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置，

当从所述光的入射方向观察时，多个所述放大晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置，

当从所述光的入射方向观察时，所述多个复位晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置，并且

15.根据权利要求14所述的光接收元件，其中，

所述第二半导体层还具有用于存储所述信号电荷的多个存储器，并且

16.根据权利要求15所述的光接收元件，还包括：

第三半导体层，在所述光的入射方向上在相较于所述第二半导体层离所述第一半导体层更远的位置处堆叠在所述第一半导体层和所述第二半导体层上，其中，

所述第三半导体层包括：

多个放大晶体管，将传输到所述浮动扩散的所述信号电荷作为电信号读出并放大，以及

多个复位晶体管，导通或关断在所述浮动扩散中累积的电荷的释放，

当从所述光的入射方向观察时，所述第三半导体层中的多个所述放大晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置，并且

当从所述光的入射方向观察时，所述第三半导体层中的所述多个复位晶体管中的至少两个相对于所述光学中心点对称地布置。

17.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，多个所述传输门中的至少两个传输门将累积的所述信号电荷传输至一个浮动扩散。

18.根据权利要求1所述的光接收元件，其中，多个所述传输门中的一个传输门将累积的所述信号电荷传输至一个浮动扩散。

19.根据权利要求1所述的光接收元件，包括：

片上透镜，布置在所述光电二极管的一侧上，所述光入射在所述光电二极管的该侧上。

20.一种测距模块，包括：

根据权利要求1所述的光接收元件；

发光单元，发出亮度周期性地改变的照射光；以及

发光控制单元，控制所述照射光的照射定时。