JP2009004583A - 受光装置および空間情報の検出装置 - Google Patents
受光装置および空間情報の検出装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009004583A JP2009004583A JP2007164403A JP2007164403A JP2009004583A JP 2009004583 A JP2009004583 A JP 2009004583A JP 2007164403 A JP2007164403 A JP 2007164403A JP 2007164403 A JP2007164403 A JP 2007164403A JP 2009004583 A JP2009004583 A JP 2009004583A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- charge
- amount
- period
- light
- unit
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
Abstract
【解決手段】受光強度に応じた量の電荷を生成する光電変換部D1と、障壁制御電極24を半導体表面に備える障壁形成領域Dbおよび光電変換部D1で生成された生成電荷の一部を障壁形成領域Daに形成するポテンシャル障壁の高さに応じて不要電荷として秤量する電荷分離領域Daを備える電荷秤量部D2と、生成電荷のうち電荷秤量部D2で秤量された不要電荷を除く残留電荷が取り出される電荷蓄積部D4と、保持している電荷量に応じて決まる電圧を障壁制御電極24に印加し電荷秤量部D2で秤量する不要電荷の量を決定する電荷保持部D4とを備える。電荷保持部D4に電荷を投入した後に、電荷秤量部D2で不要電荷を秤量した後の残留電荷を電荷保持部D4に引き渡す期間を設ける。
【選択図】図1
Description
以下に説明する受光装置は、光を受光し電気出力が受光出力として得られる受光素子と、受光素子を制御する駆動制御回路とにより構成される。また、複数個の受光素子が配列されることにより撮像素子を構成しているものとする。つまり、図1(a)に示す構造の受光素子1が垂直方向Dvに複数個配列され、複数個の受光素子1からなる列が水平方向において複数列配列された構造を有している。複数個の受光素子1を2次元正方格子の格子点上にマトリクス状に配列した2次元イメージセンサを構成する。
図1(a)に示した受光素子1の基本的な動作について説明する。受光素子1の動作は、光電変換部D1で生成した生成電荷を用いて保持用ウェル14に電荷を保持させる調整期間と、光電変換部D1で生成した生成電荷から電荷秤量部D2で秤量した不要電荷を分離し電荷蓄積部D3で受け取った残留電荷を受光出力のために利用する計測期間とを備える動作を基本動作にしている。図4に示す期間Ta,Tb,Tfは調整期間に含まれ、期間Tc,Td,Teは計測期間に含まれる。また、調整期間と計測期間とにおける各電極に印加する電圧の制御は受光素子1とは別に設けた駆動制御回路(図示せず)が行う。駆動制御回路は、受光素子1と同じ半導体上に集積回路として形成することが可能である。
以下では、上述した受光素子1を利用する応用例として、撮像空間(つまり、対象空間)における物体の存否や物体の反射率を検出する検出装置と、撮像空間に存在する物体までの距離を計測する検出装置とに、上述した受光素子1を配列した撮像素子を用いる例を示す。以下に説明する空間情報の検出装置は、図6に示すように、対象空間に投光する発光源2を用いたアクティブ型の検出装置であり、対象空間を上述した受光素子1を配列した撮像素子により撮像し、撮像素子の受光出力を信号処理部3に与えて後述する演算を行うことにより、物体による反射光の光量を求めるか、対象空間に存在する物体5までの距離を求める。また、撮像素子と発光源2との動作のタイミングは駆動制御回路と兼用された制御部4が制御する。制御部4は信号処理部3にも演算のタイミングを指示する。
基本動作において説明したように、調整期間では電荷保持部D4に電荷を投入することにより電荷秤量部D2におけるポテンシャル障壁の高さを決定し、計測期間では調整期間において決定した高さのポテンシャル障壁を用いて不要電荷を秤量し、光電変換部D1で生成された生成電荷のうち不要電荷を除いた残留電荷を有効電荷として受光出力に利用している。
動作1では、単純投入期間と分離投入期間とにおける受光期間Piを同じ長さにしているが、電荷蓄積部D3から電荷保持部D4に引き渡す電荷量に対して電荷秤量部D2で秤量される不要電荷の電荷量の増加率が小さい場合には、単純投入期間において光電変換部D1で生成された生成電荷に相当する量の電荷を電荷保持部D4に引き渡しただけでは、ポテンシャル障壁BPの高さを大きく増加させることができない。したがって、所望高さのポテンシャル障壁BPが形成されるまでに要する分離投入期間の回数が多くなり、調整期間が長くなるという問題が生じる。
動作1において説明したように、分離投入期間において電荷保持部D4に電荷を1回投入するとポテンシャル障壁BPの高さが増加して不要電荷の電荷量が増加し、理想的には、不要電荷の電荷量の最大値は、光電変換部D1で生成される生成電荷の電荷量により制限される。しかしながら、調整期間において複数回の受光期間Piを設けているから、電荷秤量部D2で秤量される不要電荷の電荷量が、期待した電荷量を上回る可能性がある。
ここまで詳述しなかったが、計測期間T2において光電変換部D1で生成された生成電荷から環境光に相当する電荷量を不要電荷として電荷秤量部D2で秤量するには、調整期間T1において設定する不要電荷の電荷量は、計測期間T2の不要電荷の電荷量と等しいかそれ以下の関係になっている必要がある。この点について、計測期間T2の動作に鑑みて考察する。
2 発光源
3 信号処理部
4 制御部(駆動制御回路)
5 物体
24 障壁制御電極
27 転送ゲート
B ポテンシャル障壁
D1 光電変換部
D2 電荷秤量部
D3 電荷蓄積部
D4 電荷保持部
Da 電荷分離領域
Db 障壁形成領域
P1,P2,…… 受光期間
Pm 秤量期間
Pt 転送期間
T2 計測期間
T1 調整期間
Tx 投光期間
Ty 非投光期間
Claims (10)
- 受光強度に応じた量の電荷を生成する光電変換部と、障壁制御電極を半導体表面に備える障壁形成領域および光電変換部で生成された生成電荷の一部を障壁形成領域に形成するポテンシャル障壁の高さに応じて不要電荷として秤量する電荷分離領域を備える電荷秤量部と、生成電荷のうち電荷秤量部で秤量された不要電荷を除く残留電荷が取り出される電荷蓄積部と、保持している電荷量に応じて決まる電圧を障壁制御電極に印加し電荷秤量部で秤量する不要電荷の量を決定する電荷保持部と、電荷蓄積部から電荷保持部への電荷移動を許可する導通状態と電荷移動を禁止する遮断状態とを選択する転送ゲートと、光電変換部の受光期間と感度とを制御するとともに転送ゲートの導通状態と遮断状態とを切り換える駆動制御回路とを有し、駆動制御回路は、転送ゲートを遮断状態に保ち電荷秤量部で生成電荷から不要電荷を秤量した後の残留電荷を受光光量に相当する信号電荷として利用させる計測期間と、電荷保持部に電荷を投入しさらに電荷秤量部で秤量した後の残留電荷を電荷保持部に投入する調整期間とを設けることを特徴とする受光装置。
- 前記駆動制御回路は、調整期間において、前記光電変換部の受光と前記電荷秤量部による不要電荷の秤量と前記電荷保持部への残留電荷の引き渡しとを複数回繰り返すことを特徴とする請求項1記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、調整期間において、前記光電変換部で生成した生成電荷をそのまま残留電荷として前記電荷保持部に引き渡す単純投入期間の後に、単純投入期間において電荷保持部に引き渡した電荷量に応じたポテンシャル障壁を電荷秤量部に形成した状態で生成電荷から不要電荷を除いた残留電荷を電荷保持部に投入する分離投入期間を設けていることを特徴とする請求項1または請求項2記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、単純投入期間において、前記光電変換部の受光を複数回行い、受光毎に生成電荷をそのまま前記電荷保持部に引き渡すことを特徴とする請求項3記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、単純投入期間における前記光電変換部の1回の受光時間を分離投入期間における1回の受光時間よりも長く設定していることを特徴とする請求項3記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、調整期間において、前記電荷秤量部にポテンシャル障壁を形成した後、当該ポテンシャル障壁を用いて不要電荷の秤量を複数回繰り返し、生成電荷から複数回分の秤量による不要電荷を除いた残留電荷を前記電荷保持部に引き渡すことを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の受光装置。
- 前記電荷分離領域は複数の分離電極を有し、前記駆動制御回路は、各分離電極に印加する電圧を制御することにより、調整期間における電荷分離領域の面積を計測期間における面積よりも大きくすることを特徴とする請求項1ないし請求項5のいずれか1項に記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、計測期間において前記電荷秤量部で秤量する電荷量は、調整期間において設定した不要電荷の電荷量ずつ複数回で秤量されることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の受光装置。
- 前記駆動制御回路は、調整期間における前記光電変換部の面積を計測期間における面積よりも大きくすることを特徴とする請求項1ないし請求項8のいずれか1項に記載の受光装置。
- 請求項1ないし請求項9のいずれか1項に記載の受光装置と、光電装置の視野である対象空間に信号光を投光する投光期間と信号光を投光しない非投光期間とを有するように制御される発光源とを有し、発光源から投光した信号光と光電装置の受光出力により検出される信号光の受光光量との関係に基づいて対象空間の空間情報を検出する装置であって、発光源の非投光期間を調整期間に一致させるとともに発光源の投光期間を計測期間に一致させ、計測期間において前記電荷秤量部を用いて秤量される電荷量が計測期間における環境光の受光光量に相当する電荷量に一致するように、調整期間において前記電荷保持部に保持させる電荷量が調節されることを特徴とする空間情報の検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007164403A JP5139727B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | 受光装置および空間情報の検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007164403A JP5139727B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | 受光装置および空間情報の検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009004583A true JP2009004583A (ja) | 2009-01-08 |
JP5139727B2 JP5139727B2 (ja) | 2013-02-06 |
Family
ID=40320641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007164403A Expired - Fee Related JP5139727B2 (ja) | 2007-06-21 | 2007-06-21 | 受光装置および空間情報の検出装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5139727B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011013138A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Toyota Central R&D Labs Inc | 画像センサとその画像センサに用いられる受光装置 |
WO2015012098A1 (ja) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
JP2017034593A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、その制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2700071C1 (ru) * | 2019-03-06 | 2019-09-12 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидрогранатовые пигменты" | Способ получения железосодержащих пигментов |
RU2701939C1 (ru) * | 2019-04-12 | 2019-10-02 | Общество с ограниченной ответственностью "Гидрогранатовые пигменты" | Способ получения железооксидных пигментов |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05226630A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置 |
JP2004356594A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 強度変調光を用いた空間情報の検出装置 |
JP2007095850A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 光検出素子、光検出素子の制御方法、空間情報検出装置 |
WO2007055375A1 (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 空間情報検出装置および同装置に好適な光検出素子 |
JP2008135800A (ja) * | 2005-11-14 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 光検出素子、光検出素子の制御方法、空間情報の検出装置 |
-
2007
- 2007-06-21 JP JP2007164403A patent/JP5139727B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05226630A (ja) * | 1992-02-13 | 1993-09-03 | Mitsubishi Electric Corp | 固体撮像装置 |
JP2004356594A (ja) * | 2003-05-30 | 2004-12-16 | Matsushita Electric Works Ltd | 強度変調光を用いた空間情報の検出装置 |
JP2007095850A (ja) * | 2005-09-27 | 2007-04-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 光検出素子、光検出素子の制御方法、空間情報検出装置 |
WO2007055375A1 (ja) * | 2005-11-14 | 2007-05-18 | Matsushita Electric Works, Ltd. | 空間情報検出装置および同装置に好適な光検出素子 |
JP2008135800A (ja) * | 2005-11-14 | 2008-06-12 | Matsushita Electric Works Ltd | 光検出素子、光検出素子の制御方法、空間情報の検出装置 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2011013138A (ja) * | 2009-07-03 | 2011-01-20 | Toyota Central R&D Labs Inc | 画像センサとその画像センサに用いられる受光装置 |
WO2015012098A1 (ja) * | 2013-07-22 | 2015-01-29 | ソニー株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
JPWO2015012098A1 (ja) * | 2013-07-22 | 2017-03-02 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | 固体撮像素子および電子機器 |
US9871985B2 (en) | 2013-07-22 | 2018-01-16 | Sony Semiconductor Solutions Corporation | Solid-state image pickup device and electronic apparatus including a solid-state image pickup device having high and low sensitivity pixels |
JP2017034593A (ja) * | 2015-08-05 | 2017-02-09 | キヤノン株式会社 | 光電変換装置、その制御方法、プログラム、および、記憶媒体 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5139727B2 (ja) | 2013-02-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7253556B2 (ja) | 物体までの距離を測定するためのシステムおよび方法 | |
JP5270835B2 (ja) | 光検出素子、空間情報の検出装置 | |
US7876422B2 (en) | Spatial information detecting device and photodetector suitable therefor | |
RU2699313C2 (ru) | Пиксел с переменным разрешением | |
JP5518667B2 (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
EP2508916B1 (en) | Range sensor and range image sensor | |
JP5898692B2 (ja) | 同じフレーム内同じ感光面上におけるゲーテッド光及びアンゲーテッド光の取り込み | |
US8947646B2 (en) | Photoelectric conversion element, light receiving device, light receiving system, and distance measuring device | |
JP2019529957A (ja) | 物体までの距離を測定するためのシステム | |
JP5139727B2 (ja) | 受光装置および空間情報の検出装置 | |
JP2010098260A (ja) | 発光装置、受光システム及び撮像システム | |
JP5502694B2 (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP6010425B2 (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP5222000B2 (ja) | 撮像素子 | |
JP2012083221A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP5443700B2 (ja) | 撮像素子 | |
JP2012057987A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP2012083220A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP2012185174A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
CN116583959A (zh) | 用于红外感测的方法和系统 | |
KR20230104171A (ko) | 적외선 감지를 위한 방법 및 시스템 | |
JP2012083219A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ | |
JP2012083222A (ja) | 距離センサ及び距離画像センサ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100217 |
|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20101020 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20120112 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120704 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120717 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120918 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20121023 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20121116 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5139727 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20151122 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |