CN114902654A - 图像捕获元件、测距装置和电子器件 - Google Patents

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Abstract

[问题]提供了一种可以在防止产生电磁噪声的同时提高距离图像的分辨率的成像元件、测距装置以及电子器件。[解决方案]根据本公开的成像元件设置有：信号发生器，被配置为生成时钟信号；多个触发器，级联地连接；电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的单个时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及像素阵列，包括被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动的像素。

Description

图像捕获元件、测距装置和电子器件
技术领域
本公开涉及一种成像元件、测距装置和电子器件。
背景技术
使用间接飞行时间(ToF)方法的测距技术是已知的。在这种测距系统中，使用传感器，该传感器检测由对象以预定的相位反射从光源发射的光而获得的反射光并且将光信号的电荷分配到不同区域。如果使用间接ToF方法的传感器，则可以基于根据入射光的相位分配至每个电荷蓄积区域的信号来执行测距。在通过间接ToF方法的测距中，通常使用以二维布置多个像素的传感器。近年来，为了获得更高分辨率的距离图像，安装在传感器上的像素的数量增加。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利申请公开号2018-117117
发明内容
本发明要解决的问题
在间接ToF方法传感器中，驱动信号被提供给每个像素以检测与入射光相对应的电荷。在提供驱动信号的像素的数量增加的情况下，需要具有较大电流的驱动信号。在驱动信号的总电流增加的情况下，在检测入射光时产生的电磁噪声变大，并且存在涉及不能满足的电磁兼容性(EMC)的要求的担忧。
因此，本公开提供一种能够在防止生成电磁噪声的同时提高距离图像的分辨率的成像元件、测距装置和电子器件。
问题的解决方案
根据本公开的一方面的成像元件包括：信号发生器，被配置为生成时钟信号；多个触发器，级联地连接；电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及像素阵列，包括像素，该像素被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动。
像素阵列中的像素可以包括信号取出单元，该信号取出单元被配置为如果被提供脉冲信号，则检测通过光电转换生成的电荷。
像素阵列中的像素可包括多个信号取出单元，并且每个信号取出单元可被配置为检测在不同时刻生成的电荷。
成像元件还可包括多个时钟分配电路，其在输入侧连接到任一级的多个触发器，并且在输出侧经由驱动线连接到像素阵列中的像素。
至少一个时钟分配电路可以是时钟树方式的。
像素阵列中的像素列或像素行可被配置为使用从共同级的多个触发器提供的脉冲信号而被驱动。
脉冲信号可被配置为根据像素阵列中布置有像素的区域而从多个触发器中的不同级提供。
成像元件还可包括多路复用器，该多路复用器被配置为选择提供给像素阵列中的像素的脉冲信号。
电路块可被配置为输出具有第一频率的第一信号并且输出具有不同于第一频率的第二频率的第二信号。
电路块可被配置为输出彼此同步的第一信号和第二信号。
电路块还可包括分频器电路，该分频器电路基于时钟信号生成第一信号。
电路块可被配置为输出具有等于时钟信号的时钟频率的第一频率的第一信号。
成像元件还可包括被配置为将控制信号输出至电路块的控制单元，并且电路块可被配置为基于提供的控制信号调整第一信号的第一频率或第二信号的第二频率。
根据本公开的一方面的测距装置可包括：信号发生器，被配置为生成时钟信号；多个触发器，级联地连接；电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；像素阵列，包括像素，该像素被配置为使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动；以及信号处理单元，被配置为基于像素阵列中的像素中通过光电转换生成的电荷来生成距离图像。
根据本公开的一方面的电子器件可包括：信号产生器，被配置为产生时钟信号；多个触发器，级联地连接；电路块，被配置为将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且根据时钟信号将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及像素阵列，包括像素，该像素被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动。
附图说明
图1是示出根据本公开的成像元件的示例的框图。
图2是示出在垂直方向上驱动像素的成像元件的示例的框图。
图3是示出成像元件中的像素的配置的示例的图。
图4是示出像素中的信号取出单元的示例的图。
图5是示出像素的等效电路的示例的图。
图6是示出像素的另一等效电路的示例的图。
图7是示出测距装置的配置的示例的图。
图8是示出同时驱动成像元件中的所有像素的情况的示例的图。
图9是示出根据本公开的脉冲发生器的示例的图。
图10为示出为成像元件中的每列驱动像素的情况的示例的图；
图11为示出每行驱动成像元件中的像素的情况的示例的图。
图12是示出为每个区域驱动成像元件中的像素的情况的示例的图。
图13是示出根据变形例1的脉冲发生器的示例的图。
图14是示出根据变形例2的脉冲发生器的示例的图。
图15是示出根据变形例2的成像元件的配置的示例的图。
图16是示出根据本公开的电子器件的示例的图。
图17是示出根据本公开的电子器件的示例的图。
图18是示出车辆控制系统的示意性配置的示例的框图。
图19是表示车外信息检测单元和成像单元的安装位置的示例的说明图。
具体实施方式
下面将参考附图详细描述本公开的优选实施例。注意，在本说明书和附图中，具有基本相同的功能配置的组成元件由相同的附图标记表示，并且将省略其重复描述。
本公开用于防止在安装在通过间接飞行时间(ToF)方法执行测距的测距系统(测距装置)中的成像元件中生成电磁噪声。成像元件可安装在各种电子器件中。
作为测距系统的示例，存在安装在车辆中并且测量距车外的对象的距离的车载系统。此外，测距系统可应用于测量距诸如用户的手的对象的距离并且基于测量结果识别用户手势的手势识别系统等。例如，可以使用手势识别的结果执行汽车导航系统的操作。这里，手势识别的结果可以用于其他目的。
图1的框图示出根据本公开的成像元件(光接收元件)的示例。
例如，图1中的成像元件11是背面照射型传感器，并且安装在具有测距功能的成像装置内。这里，成像元件11可以是前表面照射型传感器。
成像元件11包括例如形成在半导体基板(未示出)上的像素阵列单元21以及与像素阵列单元21同样集成在半导体基板上的外围电路单元。外围电路单元包括例如像素驱动单元22、列处理单元23、引线驱动单元24和系统控制单元25。
成像元件11还可包括信号处理单元26和数据存储单元27。信号处理单元26和数据存储单元27既可以设置在与成像元件11相同的基板上，也可以设置在与成像元件11不同的基板上。
在像素阵列单元21中，例如，单位像素以阵列形式布置。单位像素(在下文中，也被称为“像素”)生成与所接收的光量相对应的电荷并且根据电荷输出信号。例如，像素在像素阵列的行方向和列方向两个方向上布置。这里，像素可在像素阵列单元21以任何二维阵列形成。也就是说，像素阵列单元21包括多个像素，该像素光电转换入射光并根据通过光电转换获得的电荷输出信号。
此处，行方向指“像素被布置在像素行中的方向”(即，在水平方向上)。此外，列方向指“像素被布置在像素列中的方向”(即，在垂直方向上)。行方向对应于图中的水平方向，并且列方向对应于图中的垂直方向。
在像素阵列单元21中，像素驱动线28相对于矩阵形式的像素阵列为在行方向上的每个像素行布线。此外，在每个像素列中在列方向上布线两条垂直信号线29。例如，像素驱动线28在从像素读取信号时传输用于执行驱动的驱动信号。虽然在图1中像素驱动线28被示出为一条信号线，但是信号线的数量不限于一条。像素驱动线28的一端连接到像素驱动单元22的与每一行相对应的输出端子。
像素驱动单元22是以预定顺序驱动像素阵列单元21中的一些像素的电路。在每次由像素驱动单元22驱动的像素的组合和驱动每个像素组合的顺序被称为“像素驱动模式”。根据本公开的像素驱动单元22通过减少在像素阵列单元21中同时驱动的像素的数量来防止产生电磁噪声。像素驱动单元22包括例如移位寄存器或地址解码器。像素驱动单元22与控制像素驱动单元22的系统控制单元25一起形成控制像素阵列单元21中的每个像素的操作的驱动单元。稍后将描述根据本公开的像素驱动单元的细节。
在用于通过间接ToF法进行测距的成像元件中，驱动时刻的准确度取决于连接到同一控制线的元件的数量。在用于通过间接ToF法进行测距的成像元件的像素阵列中，由于水平方向上的控制线的长度增加，所以驱动时刻可能延迟。因此，不仅可以在水平方向上使用控制线，而且可以使用例如其他信号线(诸如垂直信号线29)来驱动像素。在这种情况下，驱动信号可从与像素驱动单元22分开设置的驱动单元(例如，引线驱动单元)输出至每个垂直信号线29。
根据使用像素驱动单元22的驱动控制，从像素行的每个像素中输出的信号经由垂直信号线29输入至列处理单元23。列处理单元23对从每个像素输出的经由垂直信号线29的信号执行预定信号处理并且临时保持已经经受信号处理的像素信号。列处理单元23可执行作为信号处理的噪声去除处理以及模数(AD)转换处理中的至少一个。虽然噪声移除处理的示例包含相关双取样(CDS)，但可执行其他类型的处理。
例如，引线驱动单元24包括移位寄存器、地址解码器等，并且顺序选择与列处理单元23的像素列相对应的单元电路。通过使用引线驱动单元24的选择性扫描，顺次输出经受列处理单元23中的每个单元电路的信号处理的像素信号。
系统控制单元25例如包括生成各种时刻信号的时刻发生器。系统控制单元25基于由时刻发生器生成的各种时刻信号来执行像素驱动单元22、列处理单元23、引线驱动单元24等的驱动控制。
信号处理单元26至少具有运算处理功能并且基于从列处理单元23输出的像素信号执行各种信号处理，诸如运算处理。数据存储单元27暂时存储在处理时信号处理单元26中的信号处理所需的数据。
图2的框图示出根据变形例1的成像元件的示例。如在图2的示例中，像素驱动单元22可经由在垂直方向上布线的像素驱动线28A连接至像素阵列单元21中的像素阵列。在这种情况下，如图1所示，在每个像素列中，两条垂直信号线29可以在列方向上布线。此外，如稍后将描述的，像素驱动单元22可将驱动信号输出至在垂直方向上布线的第一像素驱动线和在水平方向上布线的第二像素驱动线，并且驱动像素阵列单元21中的像素中的像素。如上所述，用于驱动像素阵列单元21中的像素的信号线(像素驱动线)的方向和组合不受限制。
<像素的配置的示例>
下面将描述设置在像素阵列单元21中的像素的配置的示例。图3示出设置在像素阵列单元21中的像素的示例。
图3示出设置在像素阵列单元21中的一个像素51的截面。像素51接收从外部入射的光、光电转换该光、并且根据作为结果获得的电荷输出信号。像素51可以接收例如红外光。这里，由像素51接收的电磁波的波长不受限制。
像素51包括例如基板61(半导体层)和形成在基板61上的片上透镜62。作为基板61，例如，可以使用包括P型半导体区的硅基板。
例如，基板61在z轴方向上的厚度(在垂直于基板61的表面的方向上的厚度)被设为20μm或更小。此处，基板61的厚度可以是20μm更大。基板61的厚度可以根据成像元件11的设计和使用来确定。
作为基板61，例如，可以使用具有大约1E+13或更小的基板浓度的高电阻P-Epi基板。在这种情况下，基板61的电阻(电阻率)例如为500[Ωcm]以上。
基板61的电阻值取决于基板浓度。例如，当基板浓度为6.48E+12[cm3]时，电阻为2000[Ωcm]。此外，当基板浓度为1.30E+13[cm3]时，电阻为1000[Ωcm]。当基板浓度为2.59E+13[cm3]时，电阻为500[Ωcm]。此外，当基板浓度为1.30E+14[cm3]时，电阻为100[Ωcm]。
在基板61的z轴正方向侧的表面上，即，在基板61上的光从外部入射的一侧的表面(在下文中，也被称为“入射表面”)上，形成会聚从外部入射的光并且使光入射在基板61上的片上透镜62。
此外，在像素51中，用于防止相邻像素之间的颜色混合的像素间遮光单元63-1和像素间遮光单元63-2形成在基板61的入射表面上的像素51的端部。
在该示例中，来自外部的光经由片上透镜62入射在基板61上。优选地，从外部入射的光穿过片上透镜62和基板61的一部分，并且不入射在与基板61中的像素51相邻设置的另一像素的区域上。在图3的示例中，从外部入射在片上透镜62上并且被引导至与像素51相邻的另一像素中的光被像素间遮光单元63-1和像素间遮光单元63-2遮光，并且被防止入射在另一相邻像素上。在不需要特别区分像素间遮光单元63-1和像素间遮光单元63-2的情况下，它们也被简称为“像素间遮光单元63”。
由于成像元件11是背面照射型传感器，所以基板61的入射面是基板61的所谓的背面。在基板61的背面侧不形成包括布线等的布线层。此外，在基板61的与入射表面相反的一侧的表面的一部分中形成布线层，在该布线层中，形成以堆叠结构形成在像素51中的用于驱动晶体管等的布线、用于从像素51读取信号的布线等。
在基板61中的与入射表面相反的表面侧上，即，在z轴负方向侧上的表面内部的部分上，形成氧化膜64、以及被称为抽头(tap)的信号取出单元65-1和信号取出单元65-2。
在该示例中，氧化膜64形成在基板61的与入射表面相反的表面附近的像素51的中心部分中，并且信号取出单元65-1和信号取出单元65-2分别形成在氧化膜64的两端。
这里，信号取出单元65-1包括N+半导体区71-1、N+半导体区71-1、N-半导体区72-1、P+半导体区73-1和P-半导体区74-1。N+半导体区71-1是N型半导体区。N-半导体区域72-1是施主杂质浓度低于N+半导体区域71-1的施主杂质浓度的N型半导体区域。P+半导体区73-1是P型半导体区。P-半导体区74-1是具有低于P+半导体区73-1的受主杂质浓度的受主杂质浓度的P型半导体区。例如，在使用硅(Si)基板的情况下，属于元素周期表中第5族的元素(诸如磷(P)或砷(As))可以用作施主杂质。在这种情况下，例如，属于元素周期表中第3族的元素如硼(B)可以用作受主杂质。作为施主杂质的元素也被称为“施主元素”，并且作为受主杂质的元素也被称为“受主元素”。
N+半导体区域71-1在基板61的与入射表面相反的表面附近氧化膜64的x轴正方向侧的位置处形成。此外，N-半导体区域72-1形成在N+半导体区域71-1的z轴正方向侧上以覆盖(包围)N+半导体区域71-1。
此外，P+半导体区域73-1形成在基板61的与入射表面相反的表面附近的x轴正方向侧上与N+半导体区域71-1相邻的位置处。此外，P-半导体区74-1形成在P+半导体区73-1的z轴正方向侧上以覆盖(包围)P+半导体区73-1。
应注意，当从垂直于基板61的表面的方向观察基板61时，N+半导体区域71-1和N-半导体区域72-1可以以P+半导体区域73-1和P-半导体区域74-1为中心形成以围绕P+半导体区域73-1和P-半导体区域74-1的外周。
类似地，信号取出单元65-2包括N+半导体区71-2、N-半导体区72-2、P+半导体区73-2和P-半导体区74-2。N+半导体区71-2是N型半导体区。N-半导体区域72-2是施主杂质浓度低于N+半导体区域71-2的施主杂质浓度的N型半导体区域。P+半导体区73-2是P型半导体区。P-半导体区74-2是具有低于P+半导体区73-2的受主杂质浓度的受主杂质浓度的P型半导体区。
N+半导体区域71-2形成在基板61的与入射表面相反的表面附近与氧化膜64相邻的x轴负方向侧上的位置处。此外，N-半导体区域72-2形成在N+半导体区域71-2的z轴正方向侧上以覆盖(包围)N+半导体区域71-2。
此外，P+半导体区域73-2形成在基板61的与入射表面相反的表面附近的x轴负轴方向侧与N+半导体区域71-2相邻的位置处。此外，P-半导体区74-2形成在P+半导体区73-2的z轴正方向侧上以覆盖(包围)P+半导体区73-2。
应注意，当从垂直于基板61的表面的方向观察基板61时，N+半导体区域71-2和N-半导体区域72-2可以以P+半导体区域73-2和P-半导体区域74-2为中心形成以围绕P+半导体区域73-2和P-半导体区域74-2的外围。
在下文中，在不需要特别区分信号取出单元65-1和信号取出单元65-2的情况下，它们也被简称为“信号取出单元65”。
此外，在下文中，在不需要特别区分N+半导体区域71-1和N+半导体区域71-2的情况下，它们也被简称为“N+半导体区域71”。此外，在不需要特别区分N-半导体区域72-1和N-半导体区域72-2的情况下，它们也被简称为“N-半导体区域72”。
此外，在下文中，在不需要特别区分P+半导体区域73-1和P+半导体区域73-2的情况下，它们被简称为“P+半导体区域73”。此外，在不需要特别区分P-半导体区74-1和P-半导体区74-2的情况下，它们也被简称为“P-半导体区74”。
此外，在基板61中的N+半导体区域71-1与P+半导体区域73-1之间使用氧化膜等形成用于分离基板61中的N+半导体区域71-1与P+半导体区域73-1的分离部75-1。类似地，用于隔离N+半导体区域71-2和P+半导体区域73-2的分离部75-2也使用氧化膜等形成在这些区域之间。在下文中，在不需要特别区分分离部75-1和分离部75-2的情况下，它们被简称为“分离部75”。
设置在基板61中的N+半导体区域71用作用于检测从外部入射在像素51上的光量(通过使用基板61的光电转换产生的信号载流子的量)的电荷检测单元。注意，不仅N+半导体区71而且具有低施主杂质浓度的N-半导体区72也可以用作电荷检测单元。此外，P+半导体区73用作用于将电压直接施加至基板61以在基板61中产生电场的电压施加单元。此时，可以将多数载流子电流注入到基板61中。注意，除了P+半导体区73之外，具有低受主杂质浓度的P-半导体区74也可以用作电压施加单元。
在像素51中，作为浮置扩散区(未示出)的浮置扩散(FD)部(在下文中还特别被称为“FD部A”)直接连接至N+半导体区71-1并且FD部A经由放大晶体管等(未示出)进一步连接至垂直信号线29。
类似地，与FD部A不同的另一FD部(在下文中还特别称为“FD部B”)直接连接至N+半导体区域71-2，并且FD部B经由放大晶体管等(未示出)进一步连接至垂直信号线29。这里，FD部A和FD部B连接到不同的垂直信号线29。
例如，在通过间接ToF方法测量距对象的距离的情况下，利用来自包括成像元件11的成像装置的红外光照射对象。另外，在红外光由对象反射并作为反射光返回成像元件的情况下，成像元件11的基板61接收入射的反射光(红外光)并进行光电转换。
此时，像素驱动单元22驱动像素51。结果，根据通过光电转换获得的电荷的信号可被分配到FD部A和FD部B。应注意，如上所述，像素51可以不由像素驱动单元22驱动，而是由经由垂直信号线29或在垂直方向上布线的另一控制线单独设置的驱动单元、引线驱动单元24等驱动。
例如，在某个时刻，像素驱动单元22经由接触等来向两个P+半导体区域73施加电压。例如，像素驱动单元22将高(例如，1.5V)电压施加到P+半导体区73-1，并且将低(例如，0V)电压施加到P+半导体区73-2。
因此，在基板61中的两个P+半导体区域73之间产生电场，并且电流从P+半导体区域73-1流到P+半导体区域73-2。在这种情况下，基板61中的空穴在P+半导体区73-2的方向上移动并且电子在P+半导体区73-1的方向上移动。
来自外部的红外光(反射光)经由片上透镜62入射在基板61上，并且红外光在基板61中被光电转换以被转换成一对电子和空穴。在上述状态下获得的电子由于P+半导体区域73之间的电场而在P+半导体区域73-1的方向上被引导，并且移动到N+半导体区域71-1中。
在这种情况下，通过光电转换产生的电子用作用于检测根据入射在像素51上的红外光的量(接收的红外光的量)的信号的信号载体(电荷)。
结果，根据移动到N+半导体区域71-1中的电子，电荷被累积在N+半导体区域71-1中。积累的电荷经由FD部A、放大晶体管、垂直信号线29等使用列处理单元23检测。
N+半导体区71-1中积累的电荷被传送到直接连接到N+半导体区71-1的FD部A。此外，经由放大晶体管和垂直信号线29，使用列处理单元23读取根据传输至FD部A的电荷的信号。此外，列处理单元23对读取信号执行处理(例如，AD转换处理)，并且将所生成的像素信号作为结果提供给信号处理单元26。
该像素信号是指示根据使用N+半导体区71-1检测的电子的电荷量(积累在FD部A中的电荷量)的信号。也就是说，也可以说像素信号是指示使用像素51接收的红外光的量的信号。
注意，与N+半导体区71-1的情况一样，根据在N+半导体区71-2中检测的电子的像素信号可以用于测距。
此外，在下一时刻，通过接触等使用像素驱动单元22将电压施加至两个P+半导体区域73，以在与迄今为止在基板61中产生的电场的方向相反的方向上产生电场。具体而言，例如，高(例如，1.5V)电压施加到P+半导体区域73-2，并且低(例如，0V)电压施加到P+半导体区域73-1。
因此，在基板61中的两个P+半导体区域73之间产生电场，并且电流从P+半导体区域73-2流到P+半导体区域73-1。
来自外部的红外光(反射光)经由片上透镜62入射在基板61上，并且红外光在基板61中被光电转换以产生一对电子和空穴。在上述状态下，所产生的电子由于P+半导体区域73之间的电场而在P+半导体区域73-2的方向上被引导，并移动到N+半导体区域71-2中。
结果，与移动到N+半导体区域71-2中的电子相对应的电荷被累积在N+半导体区域71-2中。积累的电荷经由FD部B、放大晶体管、垂直信号线29等使用列处理单元23检测。
N+半导体区71-2中积累的电荷被传送到直接连接到N+半导体区71-2的FD部B。此外，经由放大晶体管和垂直信号线29，使用列处理单元23读取根据传输至FD部B的电荷的信号。此外，列处理单元23对读取信号执行处理(例如，AD转换处理)，并且将所生成的像素信号作为结果提供给信号处理单元26。
要注意的是，与在N+半导体区71-2的情况中一样，可根据在N+半导体区71-1中检测的电子，使用像素信号执行测距。
以这种方式，如果在同一像素51中获得在不同周期中通过光电转换获得的像素信号，信号处理单元26基于这些像素信号计算表示距对象的距离的距离信息并且将该距离信息输出到后续阶段的电路。例如，距离信息可以是包括每个像素的距离值的距离图像。
如上所述，将信号载波分配至彼此不同的N+半导体区71并且基于与信号载波相对应的信号来计算距离信息的技术被称为“间接ToF方法”。
应注意，此处，已经描述了使用像素驱动单元22控制施加至P+半导体区73的电压的示例。这里，如上所述，用作控制施加至P+半导体区域73的电压的电压施加控制单元的驱动单元(块)可与像素驱动单元22分开地设置在成像元件11中。
当从图2中的Z轴正方向(垂直于基板61的表面的方向)观察像素51中的信号取出单元65的部分时，例如，可以采用如图3所示的P+半导体区域73的外围被N+半导体区域71包围的结构。应注意，在图3中，对应于图2中的那些的组成元件由相同的参考标号表示并且将适当地省略其描述。
在图3的示例中，氧化膜64(未示出)形成在像素51的中心部分中。此外，信号取出单元65形成在偏离像素51的中心的部分中。在图3的像素51中形成两个信号取出单元65。
此外，在每个信号取出单元65中，P+半导体区域73在其中心位置处形成为矩形形状。此外，P+半导体区域73的外围由围绕P+半导体区域73的具有矩形框形状的N+半导体区域71包围。即，N+半导体区71形成为围绕P+半导体区73的外围。
此外，在像素51中，片上透镜62形成为使得从外部入射的红外光在像素51的中心部分(即，由箭头A11表示的部分)中聚集。换言之，从外部入射在片上透镜62上的红外光被片上透镜62聚集在由箭头A11表示的位置处，即，图2中的z轴正方向侧上的氧化膜64的位置。
因此，红外光被聚集在信号导出单元65-1与信号导出单元65-2之间的位置处。因此，可以防止红外光入射在与像素51相邻的像素上并且发生颜色混合，并且还可以防止红外光直接入射在信号取出单元65上。
例如，如果红外光直接入射在信号取出单元65上，则电荷分离效率、有效抽头与无效抽头之间的对比度(Cmod)以及调制对比度降低。
从中读取与通过光电转换获得的电荷(电子)相对应的信号的信号取出单元65(抽头)被称为“有效抽头”。
不读取根据通过光电转换获得的电荷的信号的信号取出单元65(抽头)，即，不是有效抽头的信号取出单元65被称为“无效抽头”。
在以上示例中，高(例如，1.5V)电压施加到P+半导体区域73的信号取出单元65是有效抽头。另外，对P+半导体区域73施加低(例如，0V)电压的信号取出单元65是无效抽头。
Cmod是指示在作为有效抽头的信号取出单元65的N+半导体区71中可检测到的通过入射红外光的光电转换产生的电荷的电荷百分比(即，是否可取出根据电荷的信号)的指数，并且表示电荷分离效率。
因此，例如，当从外部入射的红外光入射在无效抽头的区域上并且在无效抽头中经受光电转换时，作为通过光电转换产生的信号载流子的电子很可能移动到无效抽头中的N+半导体区域71。因此，通过光电转换获得的一些电子的电荷未在有效抽头中的N+半导体区71中检测到，并且Cmod(电荷分离效率)降低。
因此，在像素51中，在与两个信号取出单元65大致等距离的位置处，在像素51的中心部分附近聚集红外光，使得可以减小从外部入射的红外光在无效抽头的区域中进行光电转换的概率，并且可以提高电荷分离效率。此外，在像素51中，还可提高调制对比度。也就是说，通过光电转换获得的电子容易被引导至有效抽头中的N+半导体区域71。
<像素的等效电路的配置的示例>
下面将描述像素中的电路配置的示例。图5示出像素51的等效电路。
像素51包括与包括N+半导体区71-1和P+半导体区73-1的信号取出单元65-1相对应的转移晶体管721A、FD 722A、复位晶体管723A、放大晶体管724A和选择晶体管725A。
此外，像素51包括与包括N+半导体区域71-2和P+半导体区域73-2的信号取出单元65-2相对应的转移晶体管721B、FD 722B、复位晶体管723B、放大晶体管724B和选择晶体管725B。
像素驱动单元22将预定电压MIX0(第一电压)施加至P+半导体区73-1并且将预定电压MIX1(第二电压)施加至P+半导体区73-2。在上述示例中，MIX0和MIX1中的一个为高(例如，1.5V)，另一个为低(例如，0V)。P+半导体区域73-1和73-2与第一电压或第二电压施加到的电压施加单元相对应。
N+半导体区域71-1和71-2与电荷检测单元相对应，该电荷检测单元检测并累积通过对入射在基板61上的光进行的光电转换生成的电荷。
如果提供给栅电极的驱动信号TRG变得有效，则转移晶体管721A相应地变得导电。因此，积累在N+半导体区71-1中的电荷被传输到FD 722A。如果提供给栅电极的驱动信号TRG变得有效，则传输晶体管721B相应地变得导电。因此，积累在N+半导体区域71-2中的电荷被传输到FD 722B。
FD 722A临时保持从N+半导体区71-1提供的电荷。另一方面，FD 722B临时保持从N+半导体区71-2提供的电荷。FD 722A对应于在图2的描述中描述的FD部A。另一方面，FD722B对应于FD部B。
如果提供给栅电极的驱动信号RST变为有效，则复位晶体管723A相应地变为导通。结果，FD 722A的电势被复位为预定电平(复位电压VDD)。如果提供给栅电极的驱动信号RST变为有效，则复位晶体管723B相应地变为导通。结果，FD 722B的电势被复位为预定电平(复位电压VDD)。注意，当复位晶体管723A和723B有效时，转移晶体管721A和721B可以有效。
放大晶体管724A的源电极经由选择晶体管725A连接至垂直信号线29A。结果，形成连接到垂直信号线29A一端的恒流源电路单元726A的负载MOS和源极跟随器电路。放大晶体管724B的源电极经由选择晶体管725B连接至垂直信号线29B。结果，形成连接到垂直信号线29B一端的恒流源电路单元726B的负载MOS和源极跟随器电路。
选择晶体管725A连接在放大晶体管724A的源电极与垂直信号线29A之间。如果提供给栅电极的选择信号SEL变为有效，则选择晶体管725A相应地变为导通。因此，从放大晶体管724A输出的像素信号被输出至垂直信号线29A。
选择晶体管725B连接在放大晶体管724B的源电极与垂直信号线29B之间。如果提供给栅电极的选择信号SEL变为有效，则选择晶体管725B相应地变为导通。因此，从放大晶体管724B输出的像素信号被输出至垂直信号线29B。
像素51的转移晶体管721A和721B、复位晶体管723A和723B、放大晶体管724A和724B以及选择晶体管725A和725B使用例如像素驱动单元22来控制。
图6示出像素51的另一等效电路。
在图6中，与图5中的组成元件相对应的组成元件由相同的参考标号表示。将不描述由相同参考标号表示的组成元件。
图6的等效电路与图5的等效电路的不同之处在于附加电容727和用于控制该附加电容727的连接的开关晶体管728被添加到信号取出单元65-1和65-2中的每一个。
具体地，附加电容727A经由开关晶体管728A连接在转移晶体管721A与FD 722A之间。此外，附加电容727B经由开关晶体管728B连接在转移晶体管721B与FD 722B之间。
如果提供给栅电极的驱动信号FDG变为有效，则开关晶体管728A相应地变为导通。结果，附加电容727A连接到FD 722A。如果提供给栅电极的驱动信号FDG变为有效，则开关晶体管728B相应地变为导通。结果，附加电容727B连接到FD 722B。
例如，在具有大量入射光的高照度时，像素驱动单元22使开关晶体管728A和728B激活并且使FD 722A与附加电容727A连接。此外，像素驱动单元22使FD 722B与附加电容727B连接。这使得可以在高照度时累积更多的电荷。
另一方面，在少量入射光的低照度时，像素驱动单元22使开关晶体管728A和728B无效。结果，附加电容727A和727B分别从FD 722A和722B切断。
如在图6的示例中，通过安装附加电容727并且根据入射光的量适当地使用该附加电容，可确保高动态范围。在此处，与在图5的等效电路中一样，可使用省略附加电容727的配置。
(测距模块的配置的示例)
图7是示出使用图1中的成像元件11输出测距信息的测距模块的配置的示例的框图。
测距模块1000包括发光单元1011、发光控制单元1012和光接收单元1013。
发光单元1011具有发出预定波长的光并且发出亮度周期性变化的照射光以照射对象的光源。例如，发光单元1011包括发射具有在780nm至1000nm范围内的波长的红外光的发光二极管作为光源。发光单元1011例如与从发光控制单元1012提供的矩形波发光控制信号CLKp同步地产生照射光。
注意，例如，周期信号可用作发光控制信号CLKp。周期信号不限于矩形波。例如，发光控制信号CLKp可以是正弦波。
发光控制单元1012向发光单元1011和光接收单元1013提供发光控制信号CLKp，以控制照射光的照射时刻。发光控制信号CLKp的频率例如是20兆赫(MHz)。注意，发光控制信号CLKp的频率不限于20兆赫(MHz)，并且可以被设置为诸如5兆赫(MHz)的其他值。
光接收单元1013接收从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。此外，针对每个像素生成到对象的距离由灰度值表示的距离图像并且输出该距离图像。
作为光接收单元1013，例如，可以使用上述成像元件11。在成像元件11用作光接收单元1013的情况下，可以基于由像素阵列单元21的每个像素51的信号取出单元65-1和65-2中的每个的电荷检测单元(N+半导体区71)基于发光控制信号CLKp检测的信号强度，为每个像素计算距离信息。
如上所述，图1中的成像元件11可被结合作为测距模块1000的光接收单元1013，该测距模块1000通过间接ToF方法从对象获得并输出距离信息。通过采用上述成像元件11作为测距模块1000的光接收单元1013，可以防止产生的电磁噪声。
此外，虽然上面已经描述了电子用作信号载流子的示例，但是通过光电转换产生的空穴可以用作信号载流子。在这种情况下，使用P+半导体区域形成用于检测信号载波的电荷检测单元。此外，用于在基板中产生电场的电压施加单元由N+半导体区形成。此外，可以在设置在信号取出单元中的电荷检测单元中检测作为信号载波的空洞。
(成像元件的配置的示例)
图8示出同时驱动成像元件中的所有像素的情况的示例。图8更详细地示出包括图2中的像素驱动单元22A、像素阵列单元21以及列处理单元23的部分。图8中的像素驱动单元22A包括锁相环(PLL)31、脉冲发生器30以及时钟分配电路37。此外，列处理单元23包括模数转换器240。
PLL 31是生成时钟信号的信号发生器的示例。以下将PLL用作信号发生器的情况作为示例描述。这里，不妨碍使用PLL以外的电路作为信号发生器。脉冲发生器30连接至PLL31的后级。此外，时钟分配电路37连接至脉冲发生器30的后级。图8中的时钟分配电路37通过时钟树方式实现信号分配。这里，可以使用网格方法(集体驱动方法)的时钟分配电路，并且不限制时钟分配电路的类型。时钟分配电路37具有多个输出端子。时钟分配电路37的各输出端子经由像素驱动线28A连接到像素阵列单元21中的各像素列。此外，像素阵列单元21中的每个像素列经由垂直信号线29连接至列处理单元23。
从PLL 31输出的具有频率f0的时钟信号被提供给脉冲发生器30。脉冲发生器30基于具有频率f0的时钟信号以预定周期生成脉冲。由脉冲发生器30生成的脉冲经由时钟分配电路37在基本相同的时刻被提供给像素阵列单元21中的每个像素列。
因此，在图8的成像元件中，在一个相位(相位＝0度)驱动像素阵列单元21中的所有像素。在图8的成像元件中，随着像素阵列单元21中的像素数量的增加，从像素驱动单元22A中的脉冲发生器30输出的驱动电流的总值增加。由于电流值的变化变大，所以担心在检测入射光时产生的电磁噪声变大。因此，如稍后将描述的，能够产生多个相位的脉冲的脉冲发生器可安装在像素驱动单元22或像素驱动单元22A中。
图9示出根据本发明的脉冲发生器的示例。图9的脉冲发生器30A包括多个输出端子(输出端子C1至C4)。输出端子C1至C4经由例如稍后将描述的信号分配电路等连接至像素驱动线28或像素驱动线28A。如后面将要描述的，脉冲发生器30A可以使脉冲以不同的相位从各个信号线输出。脉冲发生器30A包括电路块33和触发器340至343。触发器340至343例如是包括D端子、Q端子和CLK端子的D触发器。这里，所使用的触发器的类型不受限制。
每个D触发器包括(1)在输入到CLK端子的信号的上升沿的时刻锁存输入到D端子的信号的类型和(2)在输入到CLK端子的信号的下降沿的时刻锁存输入到D端子的信号的类型。作为触发器340至343，可以使用类型(1)或类型(2)。此外，类型(1)的触发器和类型(2)的触发器可被混合在触发器340至343中。通过混合不同类型的触发器，能够偏移从每个输出端子C1至C4输出脉冲的时刻。
电路块33经由信号线L0连接至PLL 31。此外，电路块33经由信号线L3连接到系统控制单元25。电路块33经由信号线L2连接至触发器340的D端子。此外，电路块33经由信号线L1连接到触发器340至343的CLK端子。
电路块33例如包括分频器电路。在这种情况下，电路块33的分频器电路基于待输入的时钟信号产生具有与时钟信号的频率不同的频率的信号。电路块33的分频器电路的设置可根据寄存器或信号线的电压电平等改变。在这种情况下，系统控制单元25可以调整从电路块33输出的信号的频率。此处，电路块33的配置和功能可不同于上述配置和功能。例如，可以不采用由系统控制单元25始终改变电路块33的设置的配置。
在图9中，多个触发器级联地连接。例如，触发器340的Q端子连接至触发器341的D端子。另一方面，触发器341的Q端子连接到触发器342的D端子。触发器342的Q端子连接至触发器343的D端子。
此外，每个触发器的Q端子连接到相应的输出端子。例如，输出端子C1连接至触发器340的Q端子。此外，输出端子C2连接到触发器341的Q端子。输出端子C3连接至触发器342的Q端子。输出端子C4连接至触发器343的Q端子。这里，所有级联地连接的触发器的Q端子可以不必连接到任何输出端子。例如，一些级联地连接的触发器的Q端子可以连接至任何输出端子。
下面将描述脉冲发生器30A的操作。
PLL 31经由信号线L0将具有频率f0的时钟信号提供给电路块33。电路块33从信号线L1向触发器340至343的CLK端子提供具有频率f1的第一信号。此外，电路块33经由信号线L2将具有频率f2的第二信号提供给触发器340的D端子。第二信号也被称为“调制信号或引导脉冲”。
假定第一信号的频率f1(第一频率)和第二信号的频率f2(第二频率)不同。下面将描述第一频率f1高于第二频率f2的情况。这里，第二频率f2可被设置为高于第一频率f1。电路块33可以输出彼此同步的第一信号和第二信号。这里，第一信号和第二信号不必彼此同步。
在此，将描述时钟信号的频率f0(时钟频率)等于第一频率f1。此处，由信号发生器生成的时钟频率f0与第一频率f1可不同。例如，电路块33可以使用分频器等转换时钟信号的频率。
结果，从脉冲发生器30A的输出端子C1至C4输出已使用不同数量的触发器延迟的脉冲。在图9的示例的情况下，脉冲依次通过输出端子C1、输出端子C2、输出端子C3和输出端子C4输出。即，脉冲从脉冲发生器30A的输出端子C1-C4在不同的时刻输出。下面将利用相位(附图中的相位)描述从没有脉冲发生器的任何信号线输出脉冲的时刻的差异。
在根据本公开的脉冲发生器中，可以基于第一频率f1和第二频率f2调整从多个输出端子输出脉冲的时刻的偏移。由第二信号通过一级触发器引起的相位延迟Δθ是Δθ＝360×f2/f1。例如，在f1＝2.0GHz并且f2＝500MHz的情况下，满足Δθ＝90度。在这种情况下，如图9所示，脉冲信号分别以0度、90度、180度和270度的相位从输出端子C1、C2、C3和C4输出。这里提到的第一频率f1和第二频率f2的值仅仅是示例。因此，第一频率f1和第二频率f2可以被设置为不同于第一频率f1和第二频率f2的值。
在下文中，从输出端子C1输出的脉冲信号的相位是P1，从输出端子C2输出的脉冲信号的相位是P2，从输出端子C3输出的脉冲信号的相位是P3，并且从输出端子C4输出的脉冲信号的相位是P4。例如，在如上所述f1＝2.0GHz和f2＝500MHz的情况下，满足P1＝0度、P2＝90度、P3＝180度和P4＝270度。
注意，第一信号的第一频率f1和第二信号的第二频率f2可以不是固定的。例如，电路块33可以基于经由信号线L3从系统控制单元25发送的控制信号来改变第一信号的第一频率f1或第二信号的第二频率f2中的至少一个。因此，脉冲发生器可改变脉冲信号的频率。此外，脉冲信号可以输出与相位的各种组合相关的脉冲信号。
根据本发明的脉冲发生器可以根据例如待检测对象或操作模式来改变脉冲信号的频率或在脉冲信号中使用的相位的组合。例如，在要检测位于相对较短距离处的对象的情况下，脉冲频率可以被设置为高。另外，在要检测位于相对较长距离处的对象的情况下，脉冲频率可被设置为低。因为根据本公开内容的脉冲发生器不使用逆变器链来生成多个相的脉冲信号，所以可以使延迟量的个体变化最小化。此外，在根据本公开的脉冲发生器中，可以最小化要生成的失真。为此，根据本公开的脉冲发生器还可与输出相对低的时钟频率的信号发生器(例如，PLL 31)组合。
如上所述，电路块可被配置为输出具有第一频率的第一信号并且输出具有不同于第一频率的第二频率的第二信号。电路块可被配置为彼此同步地输出第一信号和第二信号。此外，电路块可被配置为输出具有等于时钟信号的时钟频率的第一频率的第一信号。
此外，根据本公开的成像元件可包括被配置为将控制信号输出至电路块的控制单元。上述系统控制单元25是控制单元的示例。在这种情况下，电路块可被配置为基于提供的控制信号调整第一信号的第一频率或者第二信号的第二频率。
图10中的像素驱动单元22B包括PLL 31(信号生成单元)、脉冲发生器30A和电路块370。图10中的成像元件与图8中的成像元件的脉冲发生器30被图9中的脉冲发生器30A替换并且图8中的成像元件的时钟分配电路37被电路块370替换的成像元件相对应。电路块370包括时钟分配电路371至374。图10的时钟分配电路371到374是时钟树方式的。这里，时钟分配电路371至374中的至少一个可以使用诸如网格方法(集体驱动方法)的其他方法。
时钟分配电路371至374分别与脉冲发生器30A的输出端子C1至C4中的任一个连接。因此，时钟分配电路371至374中的每一个分配相位P1至P4的信号中的任一个。在以下的说明中，设输出端子C1与时钟分配电路371连接，输出端子C2与时钟分配电路372连接，输出端子C3与时钟分配电路373连接，输出端子C4与时钟分配电路374连接。这里，输出端子与时钟分配电路之间的连接关系可以不同。
像素阵列单元21中的每个像素列经由像素驱动线28A连接至时钟分配电路371至374中的任一个。使用脉冲(脉冲信号的相位)驱动像素阵列单元21中的像素列的时刻取决于连接对应像素驱动线28A的时钟分配电路。在图10的示例的情况下，以相位P1驱动连接到时钟分配电路371的像素列，以相位P2驱动连接到时钟分配电路372的像素列，以相位P3驱动连接到时钟分配电路373的像素列，并且以相位P4驱动连接到时钟分配电路374的像素列。因此，在图10的示例中，以列为单位驱动成像元件中的像素。
在图10的像素阵列单元21中，以相位P1驱动的像素列、相位P2驱动的像素列、相位P3驱动的像素列以及相位P4驱动的像素列从左侧朝向右侧以图案(顺序)布置。在此，该图案仅是示例。因此，像素阵列单元21的像素列可以以不同于此的模式被驱动。应注意，在图10中，包括在像素阵列单元21中的像素的数量为8×8＝64。在此，包括在像素阵列单元21中的像素的数量不受限制。因此，不同于此的像素的数量(例如，更多的像素)可安装在像素阵列单元21中。
像素阵列单元21中的每个像素列经由垂直信号线29连接至列处理单元23。列处理单元23可以连接至引线驱动单元24(未示出)。在安装了引线驱动单元24的情况下，引线驱动单元24可选择与列处理单元23的像素列相对应的单元电路。提前驱动单元24可对在每个相位中驱动的像素列(例如，P1至P4)执行选择性扫描。在这种情况下，列处理单元23可使用模数转换器240将像素信号从模拟信号转换成数字信号，并且在后续阶段将像素信号输出至信号处理单元26。
与被以多个相位(例如，P1至P4)驱动和读取的像素列有关的像素信号被输入到信号处理单元26。在图10的成像元件中，根据像素列，发生驱动时刻的偏移和像素信号读取时刻的偏移。为此，可以在信号处理单元26中的缓冲存储器中累积像素信号的数据并且可以生成与整个像素阵列单元21相对应的距离图像。
根据本公开的成像元件可包括信号发生器、级联地连接的多个触发器、电路块和像素阵列。信号发生器被配置为生成时钟信号。电路块被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子。该像素阵列包含被配置以使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号驱动的像素。上述像素阵列单元是像素阵列的示例。作为信号发生器，例如，可以使用PLL。作为触发器，例如，可以使用D触发器。例如，第一级触发器是上述触发器340。
像素阵列中的像素可以包括信号取出单元，该信号取出单元被配置为如果被提供脉冲信号则检测通过光电转换生成的电荷。此外，像素阵列中的像素可包括多个信号取出单元，并且每个信号取出单元可被配置为检测在不同时刻生成的电荷。
此外，根据本发明的成像元件可还包括多个时钟分配电路，其在输入侧连接到任一级的多个触发器，且在输出侧经由驱动线连接到像素阵列中的像素。至少一个时钟分配电路可以是时钟树方式的。
图10示出成像元件的示例，其中，可以以像素列为单位设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。这里，像素阵列单元21中的像素可以以不同于这些单元和图案的单元和图案来控制。例如，如在图11的示例中，可以使用以像素行为单位设置驱动时刻(脉冲信号的相位)的成像元件。
图11中的成像元件对应于其中图1中的像素驱动单元22被像素驱动单元22C替换的成像元件。像素驱动单元22C包括PLL 31(信号发生器)、脉冲发生器30A和电路块380。此外，电路块380包括时钟分配电路381至384。图11的时钟分配电路381至384是时钟树方式的。这里，时钟分配电路381至384中的至少一个可以使用诸如网格方法(集体驱动方法)的另一方法。
时钟分配电路381至384分别与脉冲发生器30A的输出端子C1至C4中的任一个连接。因此，时钟分配电路381-384分配相位P1-P4的任一个信号。在以下的说明中，设输出端子C1与时钟分配电路381连接，输出端子C2与时钟分配电路382连接，输出端子C3与时钟分配电路383连接，并且输出端子C4与时钟分配电路384连接。这里，输出端子与时钟分配电路之间的连接关系可以不同。
像素阵列单元21中的每个像素行经由像素驱动线28连接至时钟分配电路381至384中的任一个。使用脉冲(脉冲信号的相位)驱动像素阵列单元21中的像素行的时刻取决于对应的像素驱动线28连接至的时钟分配电路。在图11的示例的情况下，以相位P1驱动连接到时钟分配电路381的像素行，以相位P2驱动连接到时钟分配电路382的像素行，以相位P3驱动连接到时钟分配电路383的像素行，并且以相位P4驱动连接到时钟分配电路384的像素行。因此，在图11的示例中，成像元件中的像素以行为单位被驱动。
在图11的像素阵列单元21中，以相位P1驱动的像素行、以相位P2驱动的像素行、以相位P3驱动的像素行并且以相位P4驱动的像素行以从上侧朝向下侧的图案(顺序)布置。该模式仅仅是示例。为此，可以以不同于该图案的图案驱动像素阵列单元21的像素行。应注意，在图11中，包括在像素阵列单元21中的像素的数量为8×8＝64。在此，包括在像素阵列单元21中的像素的数量不受限制。因此，不同于此的像素的数量(例如，更多的像素)可安装在像素阵列单元21中。
像素阵列单元21中的每个像素列经由垂直信号线29连接至列处理单元23。列处理单元23可以连接至引线驱动单元24(未示出)。在安装了引线驱动单元24的情况下，引线驱动单元24可选择与列处理单元23的像素列相对应的单元电路。引线驱动单元24可对像素列执行选择性扫描。在这种情况下，列处理单元23可使用模数转换器240将像素信号从模拟信号转换成数字信号，并且在后续阶段将像素信号输出至信号处理单元26。
与读取的像素列有关的像素信号被输入到信号处理单元26。在图10中的成像元件中，驱动时刻的偏移根据像素行而发生，并且像素信号读取时刻的偏移根据像素列而发生。为此，可以在信号处理单元26中的缓冲存储器中累积像素信号的数据并且可以生成对应于整个像素阵列单元21的距离图像。
如上所述，在根据本公开的成像元件中，像素阵列中的像素列或像素行可被配置为使用从多个触发器中的共同级提供的脉冲信号而被驱动。
在图11中，已经描述了以像素行为单位设置驱动时刻(脉冲信号的相位)的成像元件的示例。这里，像素阵列单元21中的像素可以以不同于这些单元和图案的单元和图案来控制。例如，如在图12的示例中，可以使用针对像素阵列单元21中的每个区域设置驱动时刻(脉冲信号的相位)的成像元件。
图12中的成像元件包括像素驱动单元22B、像素阵列单元21A、列处理单元23以及时刻控制单元32。图12中的像素驱动单元22B的配置与图10中的像素驱动单元22B的配置相似。时刻控制单元32基于由时钟分配电路371至374输出至像素驱动线28A的脉冲信号，将时刻信号输出至像素驱动线28。
例如，假设像素阵列单元21A中的每个像素包括基于脉冲信号和时刻信号执行计算的逻辑电路(未示出)。当逻辑电路的输出电压的电平满足预定条件时，驱动像素阵列单元21A中的每个像素。驱动条件可以根据像素而不同。例如，在像素阵列单元21A中，将在逻辑电路的输出电压的电平为高时被驱动的像素和在逻辑电路的输出电压的电平为低时被驱动的像素可被混合。像素阵列单元21A的配置类似于上述像素阵列单元21的配置，除了每个像素包括逻辑电路。
因此，如图12的示例中所示，可为成像元件中的像素的每个区域设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。在图12的示例中，相位P1到P4中的任一个被周期性地分配给每个正方形区域。这里，图12中的分配模式仅是示例。例如，可以针对具有诸如多边形或环形的其他形状的每个区域设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。另外，对各个区域分配相位的顺序没有特别限制。相位分配顺序可以基于预定规则或者可以是随机的。
如图12所示，时刻控制单元32可连接至系统控制单元25。在这种情况下，时刻控制单元32可以基于从系统控制单元25提供的控制信号改变输出至像素驱动线28的时刻信号。因此，可以动态地改变像素阵列单元21A中的每个区域中的驱动时刻(脉冲信号的相位)。
在图12的成像元件中，列处理单元23及其后续阶段的电路的配置与图10和图11的成像元件的配置相似。要注意的是，图12仅仅为成像元件的一个示例，其中，可为每个区域设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。因此，可以使用具有与此不同的配置的电路为每个区域设置像素的驱动时刻(脉冲信号的相位)。
如上所述，根据本发明的成像元件可被配置以使得取决于其中布置像素的像素阵列中的区从多个触发器中的不同级提供脉冲信号。
图9示出能够产生四个相位(相位P1至P4)的脉冲的脉冲发生器30A。此处，图9中的脉冲发生器30A仅是可用于根据本发明的成像元件中的成像元件的示例。例如，可使用图13的脉冲发生器30B代替图9的脉冲发生器30A。
图13中的脉冲发生器30B与脉冲发生器相对应，其中以图9中的脉冲发生器30A的级联方式连接的触发器的级的数量从4增加到8。这里，将着眼于脉冲发生器30B与脉冲发生器30A之间的差异来描述脉冲发生器30B。如在图9中，触发器340的Q端子经由信号线L2连接至电路块33。此外，连接的触发器的Q端子和D端子以级联方式彼此连接。此外，电路块33经由信号线L1连接到触发器340至347的CLK端子。脉冲发生器30B中的每个触发器的Q端子连接至相应的输出端子(输出端子C1至C8)。输出端子C1至C8分别经由不同的时钟分配电路连接到像素驱动线28或像素驱动线28A。
应注意，在图9和图13的示例中，在脉冲发生器中级联地连接的所有触发器的Q端子连接至输出端子中的任一个。这里，所有级联地连接的触发器的Q端子可以不必连接到任何输出端子。例如，在仅需要所产生的脉冲信号的相位的一部分的情况下，可以将级联地连接的触发器中的一些触发器的Q端子连接到输出端子。
除了要生成的脉冲信号的相位数量增加之外，脉冲发生器30B的操作与上述脉冲发生器30A的操作相似。即，基于从电路块33输出至信号线L1的第一信号的第一频率f1和从电路块33输出至信号线L2的第二信号的第一频率f2，可以调整从多个输出端子输出脉冲的时刻的偏移。如图9中所示，由第二信号通过一级触发器引起的相位延迟Δθ是Δθ＝360×f2/f1。与上面的描述类似，假定从输出端子C1至C8输出的脉冲信号的相位分别为P1至P8。
例如，在f1＝2.0GHz并且f2＝250MHz的情况下，满足Δθ＝45度。在这种情况下，如图13所示，分别从输出端子C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7和C8以0度、45度、90度、135度、180度、225度、270度和315度的相位输出脉冲。即，在脉冲发生器30B中，脉冲信号的相位是P1＝0度，P2＝45度，P3＝90度，P4＝135度，P5＝180度，P6＝225度，P7＝270度，P8＝315度。这里提到的第一频率f1和第二频率f2的值仅仅是示例。因此，第一频率f1和第二频率f2可以被设置为不同于第一频率f1和第二频率f2的值。
应注意，图13中的其他组成元件(脉冲发生器30B)类似于图9中的那些组成元件。根据本公开的成像元件可包括能够在多个(两个或更多个)相位(时刻)产生脉冲的脉冲发生器。因此，脉冲发生器中的触发器的级的数量可以设置为两个或更多个的任何数量。
图9和图13中的脉冲发生器包括多个输出端子并且被配置成使得从相应的输出端子输出具有不同相位的脉冲信号。这里，根据本公开的脉冲发生器可被配置为输出多个相位的脉冲信号中的任一个。
图14示出其中触发器的级的数量是3并且还安装有多路复用器36的脉冲发生器30C。下文将集中于图14的脉冲发生器30C与图9和图13的脉冲发生器30C之间的差异来描述图14的脉冲发生器30C。
多路复用器36包括输入端子in1至in3。在脉冲发生器30C中，每个触发器的Q端子连接至多路复用器36的输入端子。也就是说，触发器340的Q端子通过信号线c1连接到多路复用器36的输入端子in1。触发器341的Q端子经由信号线c2连接至多路复用器36的输入端子in2。注意，可以将级联地连接的多个触发器中的一些触发器的Q端子连接至多路复用器36的输入端子。
触发器342的Q端子经由信号线c3连接到多路复用器36的输入端子in3。多路复用器36的控制端子经由信号线cnt连接到系统控制单元25。此外，多路复用器36的输出端子mout连接至脉冲发生器30C的输出端子。
多路复用器36基于从系统控制单元25提供的控制信号来选择从任一个触发器的Q端子提供的信号。此外，多路复用器36将所选择的信号从输出端子mout输出到后续级的电路。即，脉冲发生器30C能够根据系统控制单元25的设定输出相位P1至P3中的任一个的脉冲信号。而且，在图14中，建立关于相位延迟Δθ的上述等式。
脉冲发生器30C的电路块33A包括分频器电路35。分频电路35例如是单个分频电路。这里，分频器电路的分频数量可以不同于此。分频电路的分频数量可以根据要生成的第一信号的时钟频率f0和第一频率f1来确定。分频电路35的输入侧经由信号线L0连接至PLL31。此外，分频电路35的输出侧经由信号线L1连接到触发器340至342的CLK端子。
由此，具有作为时钟频率f0的1/2的第一频率f1的第一信号经由信号线L1提供给触发器340至342的CLK端子。例如，在由PLL 31生成的时钟频率f0是1.6GHz的情况下，第一信号的第一频率f1是800MHz。在由电路块33A从信号线L2输出的第二信号的第二频率f2为100MHz的情况下，由通过一级触发器的第二信号引起的相位延迟Δθ是Δθ＝45度。因此，假设相位P1是0度，相位P2是45度，相位P3是90度。此外，电路块33A也可以生成与第一信号同步的第二信号。
这里所说的时钟频率f0、第一频率f1、第二频率f2仅为举例。因此，具有不同于这些频率的频率的信号可用于根据本发明的脉冲发生器中。此外，如上所述，由电路块生成的第一信号的第一频率f1和第二信号的第二频率f2可以不是固定频率，而可以是可调节(可变)的频率。
通过这种方式，根据本公开的成像元件还可包括多路复用器，该多路复用器被配置为选择提供给像素阵列中的像素的脉冲信号。此外，电路块还可包括分频器电路，该分频器电路基于时钟信号生成第一信号。
虽然在图14的示例中触发器的级的数量是3，但是触发器的级的数量可以不同于3。例如，可以通过级联方式连接两个或更多个任意数量的触发器来生成与多个相位有关的脉冲信号。在触发器的级的数量大于图14的示例中的触发器的级的数量的情况下，可使用具有三个或更多个输入端子的多路复用器或可在脉冲发生器中安装多个多路复用器。
图15示出包括图14的多个脉冲发生器30C的成像元件的示例。在图15中，设置有系统控制单元25、像素驱动单元22C、像素阵列单元21和列处理单元23。像素驱动单元22C包括PLL 31(信号发生器)、脉冲发生器30C-1、脉冲发生器30C-2、脉冲发生器30C-3和电路块370A。脉冲发生器30C-1、30C-2和30C-3对应于图14的脉冲发生器30C。此外，电路块370A包括时钟分配电路371至373。虽然时钟分配电路371至373是例如时钟树方式的电路，但是时钟分配电路的方法不受限制。
PLL 31连接到脉冲发生器30C-1、30C-2和30C-3的信号线L0。脉冲发生器30C-1、30C-2、30C-3的输出端子与电路模块370A的任意时钟分配电路连接。此外，像素阵列单元21中的每个像素列经由像素驱动线28A连接至时钟分配电路371至373中的任一个。此外，像素阵列单元21中的每个像素列经由垂直信号线29连接至列处理单元23。
在图15的示例中，假设脉冲发生器30C-1输出具有相位P1＝0度的脉冲信号，脉冲发生器30C-2输出具有相位P2＝45度的脉冲信号，并且脉冲发生器30C-3输出具有相位P3＝90度的脉冲信号。因此，使用相位P1的脉冲信号驱动经由任一个时钟分配电路连接到脉冲发生器30C-1的像素阵列单元21中的像素列。另一方面，经由任一个时钟分配电路连接到脉冲发生器30C-2的像素阵列单元21中的像素列使用相位P2的脉冲信号而被驱动。此外，使用相位P3的脉冲信号来驱动经由任一个时钟分配电路连接到脉冲发生器30C-3的像素阵列单元21中的像素列。
通过使用图15的成像元件，可以动态地改变驱动像素阵列单元21中的每个像素列的时序。也就是说，在图15的成像元件中，像素阵列单元21中的像素列可使用可由相应的脉冲发生器生成的相位的脉冲信号中的至少一个来驱动。因此，根据用途，还可以在与图8的示例中几乎相同的时刻驱动像素阵列单元21的所有像素。此外，可以在成像元件的操作期间改变用于驱动像素阵列单元21中的像素的相位的数量。
在图15的成像元件中，可在像素阵列单元21中的像素列单元中设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。这里，驱动时刻(脉冲信号的相位)的设置单元不限于像素列。例如，如在图11的示例中，可以以像素行为单位设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。此外，如在图12的示例中，可以为像素阵列单元21中的每个区域设置驱动时刻(脉冲信号的相位)。
如上所述，如果使用根据本公开的成像元件，那么可在多个时刻单独地驱动像素阵列中的像素，而不在相同时刻同时驱动像素阵列中的所有像素。由此，能够使各驱动时刻的驱动信号的总电流最小。因此，可以提高距离图像的分辨率，同时防止电磁噪声的产生。
(电子器件的配置的示例)
图16和图17示出根据本公开的电子器件的示例。图16示出当从z轴正方向侧观看时电子器件1的配置。另一方面，图17示出当从z轴负方向侧观看时电子器件1的配置。电子器件1具有例如大致平坦的板形状，并且在至少一个表面(此处，z轴正方向侧的表面)上包括显示单元1a。显示单元1a可以显示例如液晶、微型LED或有机电致发光方法的图像。这里，显示单元1a中的显示方法不受限制。此外，显示单元1a可包括触摸面板和指纹传感器。
第一成像单元110、第二成像单元111、第一发光单元112和第二发光单元113安装在电子器件1的z轴负方向侧的表面上。例如，第一成像单元110是能够捕捉彩色图像的相机模块。例如，相机模块包括透镜系统和对由透镜系统聚集的光执行光电转换的成像元件。例如，第一发光单元112是用作第一成像单元110的闪光灯的光源。例如，可以使用白色LED作为第一发光单元112。这里，用作第一发光单元112的光源的类型不受限制。
第二成像单元111例如是能够通过间接ToF方法进行测距的成像元件。例如，根据本公开内容的成像元件可以安装为第二成像单元111。第二成像单元111例如对应于图7中的光接收单元1013。第二发光单元113可以作为光源用于间接ToF方式的测距。第二发光单元113对应于例如图7中的发光单元1011。也就是说，图7中的测距模块1000可安装在电子器件1中。电子器件1可基于从测距模块1000输出的距离图像来执行各种处理。
上面已经描述了根据本公开的电子器件是智能电话或平板电脑的情况。此处，例如，根据本公开的电子器件可以是诸如游戏机、车载装置、PC、以及监控相机的其他类型的装置。
根据本公开内容的测距装置可以包括信号发生器、级联地连接的多个触发器、电路块、像素阵列和信号处理单元。信号发生器被配置为生成时钟信号。电路块被配置为根据时钟信号将第一信号提供给多个触发器中的每个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子。该像素阵列包含被配置以使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号驱动的像素。信号处理单元被配置为基于在像素阵列的像素中通过光电转换生成的电荷生成距离图像。
根据本公开的电子器件可包括信号发生器、级联地连接的多个触发器、电路块和像素阵列。信号发生器被配置为生成时钟信号。电路块被配置为根据时钟信号将第一信号提供给多个触发器中的每个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子。该像素阵列包含被配置以使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号驱动的像素。
(移动体的应用例)
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实现为安装在任何类型的移动主体(诸如汽车、电动车辆、混合电动车辆、摩托车、自行车、个人移动装置、飞机、无人机、船舶以及机器人)中的装置。
图18是示出车辆控制系统的示意性配置的示例的框图，车辆控制系统是可以应用根据本公开的技术的移动体控制系统的示例。
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18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的功能配置，示出了微型计算机12051、音频图像输出单元12052和车载网络接口(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有关的装置的操作。例如，驱动系统控制单元12010用作用于产生车辆的驱动力(诸如内燃机或驱动电动机)的驱动力产生装置、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根据各种程序控制安装在车身中的各种装置的操作。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、电动车窗是或诸如车头灯、车尾灯、刹车灯、闪光信号灯或雾灯的各种灯的控制装置。在这种情况下，可以将从替代按键的便携式装置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、灯等。
车外信息检测单元12030检测安装有车辆控制系统12000的车外的信息。例如，成像单元12031与车外信息检测单元12030连接。车外信息检测单元12030使成像单元12031拍摄车外的图像并接收拍摄的图像。车外信息检测单元12030可以基于所接收的图像来执行与人、车辆、障碍物、标志、路面上的字符等相关的对象检测处理或距离检测处理。
成像单元12031是接收光并输出与接收的光量相应的电信号的光学传感器。成像单元12031可以输出作为图像的电信号、或者可以输出作为测距信息的电信号。另外，成像单元12031接受的光可以是可见光、也可以是红外线等眼睛看不到的光。
车内信息检测单元12040检测车内的信息。例如，在车内信息检测单元12040上连接有检测驾驶员的状态的驾驶员状态检测单元12041。驾驶员状态检测单元12041包括例如拍摄驾驶员的相机，并且车内信息检测单元12040可以基于从驾驶员状态检测单元12041输入的检测信息计算驾驶员的疲劳度或集中度、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获取的车内和车外的信息，计算驱动力产生装置、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，微计算机12051可以执行协作控制，以实现高级驾驶员辅助系统(ADAS)的功能，包括车辆的碰撞避免或冲击缓解、基于车间距离的跟随行驶、车速维持行驶、车辆碰撞警报、车辆车道偏离警报等。
另外，微型计算机12051基于由车外信息检测单元12030或车内信息检测单元12040取得的车辆周边的信息，对驱动力产生装置、转向机构、制动装置等进行控制，由此进行与驾驶者的操作无关地自主行驶的自动驾驶等有关的协调控制。
另外，微型计算机12051可以根据由车外信息检测单元12030取得的车外信息，向车身系统控制单元12020输出控制指令。例如，微型计算机12051可以通过根据由车外信息检测单元12030检测到的前面车辆或对面车辆的位置控制前照灯，来执行用于防止眩光的协作控制，例如从远光切换到近光。
音频图像输出单元12052将音频或图像中的至少一者的输出信号发送到能够视觉地或听觉地向车辆的乘员或车辆外部的人通知信息的输出装置。在图18的示例中，音频扬声器12061、显示单元12062和仪表板12063被示出为输出装置。例如，显示单元12062可包括板上显示器和平视显示器中的至少一个。
图19是表示成像单元12031的安装位置的示例的图。
在图19中，车辆12100包括作为成像单元12031的成像单元12101、12102、12103、12104和12105。
成像单元12101、12102、12103、12104和12105例如设置在车辆12100的车内中的诸如前鼻、侧视镜、后保险杠、后门、以及挡风玻璃的上部的位置处。设置在车内的前鼻处的成像单元12101和设置在挡风玻璃的上部处的成像单元12105主要获取车辆12100前方的对象的图像。设置在侧视镜处的成像单元12102和12103主要获取车辆12100侧面的对象的图像。设置在后保险杠或后门上的成像单元12104主要获取车辆12100后面的对象的图像。由成像单元12101和12105获取的前方图像主要用于检测前方车辆、行人、障碍物、交通灯、交通标志、车道等。
需注意，图19示出成像单元12101至12104的成像范围的示例。成像范围12111指示设置在前鼻处的成像单元12101的成像范围，成像范围12112和12113分别指示设置在侧视镜处的成像单元12102和12103的成像范围，并且成像范围12114指示设置在后保险杠或后门处的成像单元12104的成像范围。例如，通过重叠由成像单元12101至12104捕获的图像数据，获得当从上方观看时车辆12100的俯视图图像。
成像单元12101至12104中的至少一个可具有获取距离信息的功能。例如，成像单元12101至12104中的至少一个可以是包括多个成像元件的立体相机，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基于从成像单元12101至12104获得的距离信息获得在成像范围12111至12114内与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)，由此提取在与车辆12100基本相同的方向上以预定速度(例如，0km/h以上)行驶的三维对象(具体地，在车辆12100的行驶路径上最靠近的三维对象)作为前方车辆。另外，微型计算机12051可以在前行车辆的前方预先设定要确保的车间距离，并且可以执行自动制动控制(包括随动停止控制)、自动加速控制(包括随动启动控制)等。如上所述，为了车辆不依赖于驾驶员的操作而自主行驶的自动驾驶等，能够进行协调控制。
例如，微型计算机12051可以基于从成像单元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、普通车辆、大型车辆、行人以及其他三维对象(诸如电线杆)，提取该三维对象数据，并且使用该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的驾驶员能够视觉识别的障碍物和难以视觉识别的障碍物。此外，微型计算机12051确定表示与各障碍物碰撞的风险的碰撞风险，当碰撞风险为设定值以上并且存在碰撞的可能性时，微型计算机可通过经由音频扬声器12061或显示单元12062向驾驶员输出警报或经由驱动系统控制单元12010执行强制减速或躲避转向，来执行用于防碰撞的驾驶辅助。
成像单元12101至12104中的至少一个可以是检测红外线的红外相机。例如，微型计算机12051可以通过确定在成像单元12101至12104的拍摄图像中是否存在行人来识别行人。例如，使用提取作为红外相机的成像单元12101至12104的捕捉图像中的特征点的过程和对表示对象的轮廓的一系列特征点执行图案匹配处理以确定对象是否是行人的过程来执行这种行人识别。如果微型计算机12051确定在成像单元12101至12104的捕获图像中存在行人并识别到对象是行人，则声频图像输出单元12052控制显示单元12062叠加并显示用于强调识别到的行人的正方形轮廓线。此外，声频图像输出单元12052可控制显示单元12062将指示行人的图标等显示在期望的位置。
上面已经描述了可以应用根据本公开的技术的车辆控制系统的示例。例如，根据本公开的技术可应用于上述配置中的成像单元12031。即，本发明的成像元件能够搭载于成像单元12031。通过将根据本公开的技术应用于成像单元12031，可以提高距离图像的分辨率同时防止电磁噪声的产生，并且可以增强车辆12100的功能和安全性。
应注意，本技术可具有以下配置。
(1)一种成像元件，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
多个触发器，级联地连接；
电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及
像素阵列，包括像素，该像素被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动。
(2)根据(1)所述的成像元件，其中，
像素阵列中的像素包括信号取出单元，该信号取出单元被配置为如果脉冲信号被提供则检测通过光电转换生成的电荷。
(3)根据(2)所述的成像元件，其中，
像素阵列中的像素包括多个信号取出单元，并且每个信号取出单元被配置为检测在不同时刻生成的电荷。
(4)根据(1)至(3)中任一项所述的成像元件，还包括：
多个时钟分配电路，在输入侧连接到任一级的多个触发器，并且在输出侧经由驱动线连接到像素阵列中的像素。
(5)根据(4)所述的成像元件，其中，
至少一个时钟分配电路是时钟树方式的。
(6)根据(1)至(5)中任一项所述的成像元件，其中，
像素阵列中的一像素列或一像素行被配置为使用从多个触发器中的共同级提供的脉冲信号而被驱动。
(7)根据(1)至(6)中任一项所述的成像元件，其中，
脉冲信号被配置为根据像素阵列中设置有像素的区域而从多个触发器中的不同级提供。
(8)根据(1)至(7)中任一项所述的成像元件，还包括：
多路复用器，被配置为选择提供给像素阵列中的像素的脉冲信号。
(9)根据(1)至(8)中任一项所述的成像元件，其中，
电路块被配置为输出具有第一频率的第一信号和输出具有不同于第一频率的第二频率的第二信号。
(10)根据(1)至(9)中任一项所述的成像元件，其中，
电路块被配置为输出彼此同步的第一信号和第二信号。
(11)根据(1)至(10)中任一项所述的成像元件，其中，
电路块还包括分频器电路，该分频器电路基于时钟信号生成第一信号。
(12)根据(1)至(10)中任一项所述的成像元件，其中，
电路块被配置为输出具有等于时钟信号的时钟频率的第一频率的第一信号。
(13)根据(1)至(12)中任一项所述的成像元件，还包括：
控制单元，被配置为将控制信号输出至电路块；
其中，电路块被配置为基于所提供的控制信号调整第一信号的第一频率或第二信号的第二频率。
(14)一种测距装置，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
级联连接的多个触发器；
电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；
像素阵列，像素阵列包括被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动的像素；以及
信号处理单元，被配置为基于通过像素阵列中像素中的光电转换生成的电荷生成距离图像。
(15)一种电子器件，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
级联连接的多个触发器；
电路块，被配置为根据时钟信号，将第一信号提供给多个触发器中的每一个的时钟端子并且将第二信号提供给多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及
像素阵列，像素阵列包括被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动的像素。
本发明的方面不限于上述个别实施例，而是包含可由本领域技术人员想到的不同修改。此外，本公开的效果不限于上述细节。也就是说，在不脱离由权利要求及其等同物中限定的细节得出的本公开的概念构思和精神的情况下，各种添加、修改和部分删除是可能的。
附图标号列表
1 电子器件
11、11A 成像元件
21 像素阵列单元
22、22A、22B 像素驱动单元
23 列处理单元
24 引线驱动单元
25 系统控制单元
26 信号处理单元
27 数据存储单元
30、30A、30B、30C、30C-1、30C-2、30C-3 脉冲发生器
31 PLL
32 时刻控制单元
33、33A、370、370A、380 电路块
35 分频器电路
36 多路复用器
37、371、372、373、374、381、382、383、384 时钟分配电路
240 模数转换器
340、341、342、343、344、345、346、347 触发器
1000 测距模块
1011 发光单元
1012 发光控制单元
1013 光接收单元。

Claims (15)

1.一种成像元件，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
多个触发器，级联地连接；
电路块，被配置为根据所述时钟信号，将第一信号提供给所述多个触发器中的每一个触发器的时钟端子，并且将第二信号提供给所述多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及
像素阵列，包括像素，所述像素被配置成使用从多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动。
2.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述像素阵列中的所述像素包括信号取出单元，所述信号取出单元被配置为：如果被提供所述脉冲信号，则检测通过光电转换生成的电荷。
3.根据权利要求2所述的成像元件，其中，
所述像素阵列中的所述像素包括多个信号取出单元，并且每个信号取出单元被配置为检测在不同时刻生成的电荷。
4.根据权利要求1所述的成像元件，还包括：
多个时钟分配电路，在输入侧连接到所述多个触发器中的任一级的触发器，并且在输出侧经由驱动线连接到所述像素阵列中的所述像素。
5.根据权利要求4所述的成像元件，其中，
至少一个所述时钟分配电路是时钟树方式的。
6.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述像素阵列中的一像素列或一像素行被配置为使用从多个触发器中的共同级提供的所述脉冲信号而被驱动。
7.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述脉冲信号被配置为根据所述像素阵列中设置有所述像素的区域而从所述多个触发器的所述不同级提供。
8.根据权利要求1所述的成像元件，还包括：
多路复用器，被配置为选择提供给所述像素阵列中的所述像素的所述脉冲信号。
9.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述电路块被配置为输出具有第一频率的所述第一信号，并且输出具有与所述第一频率不同的第二频率的所述第二信号。
10.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述电路块被配置为输出彼此同步的所述第一信号和所述第二信号。
11.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述电路块还包括分频器电路，所述分频器电路基于所述时钟信号生成所述第一信号。
12.根据权利要求1所述的成像元件，其中，
所述电路块被配置为输出具有等于所述时钟信号的时钟频率的第一频率的所述第一信号。
13.根据权利要求1所述的成像元件，还包括：
控制单元，被配置为将控制信号输出至所述电路块；
其中，所述电路块被配置为基于所提供的控制信号来调整所述第一信号的第一频率或者所述第二信号的第二频率。
14.一种测距装置，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
多个触发器，级联地连接；
电路块，被配置为根据所述时钟信号，将第一信号提供给所述多个触发器中的每一个触发器的时钟端子，并且将第二信号提供给所述多个触发器中的第一级触发器的输入端子；
像素阵列，包括像素，所述像素被配置成使用从所述多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动；以及
信号处理单元，被配置为基于通过所述像素阵列中所述像素中的光电转换生成的电荷来生成距离图像。
15.一种电子器件，包括：
信号发生器，被配置为生成时钟信号；
多个触发器，级联地连接；
电路块，被配置为根据所述时钟信号，将第一信号提供给所述多个触发器中的每一个触发器的时钟端子，并且将第二信号提供给所述多个触发器中的第一级触发器的输入端子；以及
像素阵列，包括像素，所述像素被配置成使用从所述多个触发器中的不同级提供的脉冲信号而被驱动。
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