JP2010267720A - 受光デバイス及びその制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ウェル領域203の表面に電子保持領域204を有し、電子保持領域204に2つの独立した等価な第1、第2正孔保持領域205、206を備える。第1、第2正孔保持領域205、206上に絶縁層215を介して第1、第2制御電極207、208を有し、光に応じてウェル領域203に発生した電子正孔対を、第1、第2制御電極207、208の電圧操作によって、電子保持領域204及び第1、第2正孔保持領域205、206に電子及び正孔を分離し保持させる。第1、第2制御電極207、208に印加する電圧を反転させて電子と正孔を再結合し、残存する電子を信号光の受光出力として取り出す。
【選択図】図5
Description
以上のような問題を解決するために、受光デバイスの出力から信号光と外光を分離する技術(特許文献1、2参照)が提案されている。
この様に、本発明によれば、外光による画素蓄積ノードの飽和を防止して、信号光のみ分離抽出できるようにすることで、信号光に対するダイナミックレンジを向上させる受光デバイスを実現できるとともに、特殊プロセスを用いず、安価で構造が単純なデバイスを実現できる。
ここで、等価とは、各領域の平面形状や深さ等の領域の寸法形状が同一で、同様に電荷を保持できる機能を有することをいう。
この構成によれば、第1及び第2制御電極の大きさや深さを等価にし、更には第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域との配置関係を等価(即ち、対応する各電極と各領域との配置を同じ)にすることで、それぞれの制御電極に加える電圧(印加電圧)をまったく同じように制御できる。よって、光源の点灯及び消灯期間に生じた信号光及び外光成分の電子正孔対を1:1で分離及び保持できるから、複雑な受光デバイスのチューニングがなくとも発生電荷を等価に振り分けられ、複雑なプロセス開発を必要とせず開発期間を短縮できる。
この構成によれば、受光デバイスを複数配列するから、外光を取り除いた信号光出力を複数得られることになり、高画素数の画像表示や領域内の測距センサの出力として扱うことが可能となる。
この構成によれば、半導体基板の導電型を選ぶことなく受光デバイスを形成することができるから、使用分野の用途に合った受光デバイスを選択することができ、半導体基板の制約なく幅広く取り扱うことが可能となる。
更に、光源の点灯及び消灯期間を連続して受光デバイス内で処理できるため、たった1回の出力動作で信号光出力を得られる。よって、応答性が向上し、高速移動体のような変動の大きい対象物の信号出力を精度よく得られることが可能となる。
請求項7の発明では、請求項6に記載の受光デバイスの制御方法であって、前記ウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が前記電荷保持領域に、もう一方が前記第1電荷保持領域及び前記第2電荷保持領域の少なくとも一方に分離されることを特徴とする。
更に、たった1つの蓄積ノードで、外光成分を取り除いた信号光成分を検出可能となり、画素の回路規模を抑えることが可能である。
請求項12の発明では、前記請求項6〜11のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、1次元又は2次元に複数配置してなる受光デバイス群のうち、各々隣接する2つの受光デバイスをセットとして、それぞれを第1の受光デバイス及び第2の受光デバイスと定義した時、測定対象物との距離を測定する測距モードでは、第1の受光デバイスは、光源の第1消灯期間中に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電子保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域にもう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、電荷排出電極に印加する電圧を反転させることで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔を完全に廃棄し、電荷排出電極に印加する電圧を反転させた後、光源からパルス変調されたパルス光を照射し、光源の第1点灯期間中に、外光及び対象物からの反射光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、再び第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ印加する電圧を反転させることで、光源の第1点灯期間中に、電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた電子又は正孔と、光源の第1消灯期間及び第1点灯期間中に、電圧が反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた正孔又は電子とを再結合させることで、光源の第1消灯期間及び第1点灯期間中に外光に応じて発生した電子又は正孔の個数を相殺し、光源の第1点灯期間中に対象物からの反射光に応じて発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させ、電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを第1受光出力として取り出すことを特徴とし、第2の受光デバイスは、光源の第2消灯期間に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電子保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域にもう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、電荷排出電極に印加する電圧を反転させることで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔を完全に廃棄し、電荷排出電極に印加する電圧を反転させた後、光源からパルス変調されたパルス光を照射し、光源の第2点灯期間に、外光及び対象物からの反射光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、再び第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ印加する電圧を反転させることで、光源の第2点灯期間中に、電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた電子又は正孔と、光源の第2消灯期間及び第2点灯期間中に、電圧が反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた正孔又は電子とを再結合させることで、光源の第2消灯期間及び第2点灯期間中に外光に応じて発生した電子又は正孔の個数を相殺し、光源の第2点灯期間中に対象物からの反射光に応じて発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させ、電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを第2受光出力として取り出すことを特徴とし、第1受光出力及び第2受光出力をもとに、光源から対象物までの距離を算出することを特徴とする。
請求項15の発明では、請求項12又は13に測距モードと前記請求項14に記載の撮像モードとは、選択的に切り替え可能であることを特徴とする。
(第1の実施形態)
図1に、本実施形態の受光デバイス200を用いた画像生成装置(ここでは距離画像生成装置)1の全体構成を表すブロック図を示す。
そして、光電センサ8は、図2〜図4に示すように、後述する画素回路110、120の2画素を単位回路として、受光面がアレイ状に配置されるように設けられた複数の2画素単位回路80と、各2画素単位回路80から出力される複数の出力を順番に読み出して、画像生成部5に供給する読出し制御回路82とからなる。
図6は、画像生成装置1の測距モードにおける、制御信号生成部4から生成される発光信号FLと、4本の独立した電荷保持信号PL1、PL2、PR1、PR2、2本の独立した電荷転送信号TG1、TG2、及び2本の独立した電荷排出信号DEG1、DEG2の動作タイミングの例を簡単に示したチャートである。
まず、電荷リセット信号RST及び電荷保持信号PL1、PL2、PR1、PR2をアクティブレベル(+)にし、電荷排出信号DEG1、DEG2及び電荷転送信号TG1、TG2を非アクティブレベル(−)にすることで、電荷蓄積領域211に蓄積された電荷をVDDにリセットする。電荷リセット信号RSTは画素回路110、120に共通で信号を与えても良いし、それぞれ独立して信号を与えても良い。
まず、光電変換素子111に外光が入力すると、その外光に対応して、電子保持領域204には電子が保持されるとともに、第1正孔保持領域205及び第2正孔保持領域206には正孔が保持される。このとき、第1正孔保持領域205と第2正孔保持領域206とでは正孔が等しく分割されるので、電子保持領域204と第1正孔保持領域205と第2正孔保持領域206とおける電荷の割合(電子と各正孔の個数比)は、2:1:1である。
次に、光電変換素子111に外光及び信号光が入力すると、その外光及び信号光に対応して、電子保持領域204には(外光及び信号光に対応した)電子が保持されるとともに、第1正孔保持領域205及び第2正孔保持領域206には(外光及び信号光の合計の半分に対応した)正孔が加算される。従って、この時の電荷の割合(電子:正孔:正孔)は、(2+信号):(2+信号/2):(2+信号/2)となる。
以上のタイミング動作により、それぞれの画素回路110、120のそれぞれのフローティングディフュージョン117に蓄積される電荷量をもとに、ソースフォロワトランジスタ114にて電圧変換され、リードトランジスタ115を介して読み出される受光出力V110、V120(図4参照)は、以下の(1)、(2)式に比例した値で簡単に表すことが可能である。
V120∝Tfl ・・・(2)
但し、パルス光の時間遅れTdはパルス光のパルス幅Tfl以下のもとで成立するものとする。受光出力V110は、光源となるパルス光と測定対象物Mとの距離に応じて反射したパルス光の時間遅れTdによって決まり、受光出力V120は、パルス光の全反射光で決まる。
d=c×(Tfl/2)×(1−V110/V120) ・・・(3)
前記(3)式の計算は、画像生成部5にて行われる。画像生成部5は、CPU、ROM、RAMからなる周知のマイクロコンピュータを中心に構成されている。読出し制御回路82より出力された受光出力V110、V120が画像生成部5に入力される。画像生成部5では、この受光出力V110、V120から、外光やパルス光の反射光の振幅に関係なく、距離dの計算が実行される。
この場合、2画素単位回路80−1内の画素回路120と2画素単位回路80−2内の画素回路110とを使用して、距離dの計算を行ってもよい。
図15(a)に示す様に、パルス幅をTflとしたとき、実際には、立ち上がり時間Tr、立ち下がり時間Tfをもっている。
<事前準備>
・予め発光波形をモニタする(最初の1回のみで可)
・図15(b)に示す様に、発光パルス幅Tfl+立ち下がり時間Tfを、刻み時間幅Δtでn分割する。
・0〜n番目までの微小時間Δtnの全ての出力電圧ΔVnをチェックする。
・補正係数α=An/Bnを求め、図15(c)に示す様な補正係数テーブルを得る。
つまり、理想のパルス光と実測されるパルス光との間には、図16に示す様なずれがあるので、そのズレを補正する補正係数αを求めるのである。
図17のフローチャートは、距離dの補正処理を示すものである。同図に示す様に、ステップ(S)11では、受光出力V110、V120を取得する。
続くステップ23では、算出したV110/V120を、補正係数テーブルの測定値Bn(n=0・・n)と比較し、最も近い値を採用する。なお、最も近い値は、正負反転でも何でも良い。
続くステップ25では、下記(4)式を用いて、距離dを算出する。
本実施形態では、上述した構成を備えるとともに上述した制御を行うことによって、光源の時間遅れを検出に際して、1つの受光デバイス200に対し、たった1つの電荷蓄積領域211のみしか必要としないため、受光デバイス200を含む画素回路規模を小さくさせることが可能となる。
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態について説明する。
第1の実施形態は、測距モードにおける距離画像生成手段について言及したが、第2の実施形態は、撮像モードにおける通常画像生成手段に関して示している。本実施形態は、第1の実施形態にそれぞれ共通に包括されるべき内容である。
まず、電荷リセット信号RST及び電荷保持信号PL1、PR1、PL2、PR2をアクティブレベルに設定し、電荷転送信号TG1、TG2及び電荷排出信号DEG1、DEG2を非アクティブレベルに設定することで、電荷蓄積領域211に蓄積された電荷をVDDにリセットする。電荷リセット信号RSTは画素回路110、120に共通で信号を与えても良いし、それぞれ独立して信号を与えても良い。
(第3の実施形態)
次に、第3の実施形態について説明する。
本実施形態は、前記第1の実施形態の図5に示す受光デバイス200において、半導体の極性を逆にしたものである。即ち、P形の半導体に代わりにn形の半導体を使用し、n形の半導体の代わりにp形の半導体を使用したものである。なお、第1の実施形態の部材と対応する部材には、同じ番号を付した。
ここで、図21は、画素回路110の構成を示す回路図である。上述したように、画素回路110及び120の回路構成は同じであるため、ここでは、代表して画素回路110について説明する。
アクティブレベル →非アクティブレベル
非アクティブレベル→アクティブレベル
VDD →GND
GND →VDD
本実施形態においても、前記第1の実施形態と同様な効果を奏する。
5…距離画像データ生成部、6…発光素子、7…拡散レンズ、8…光電センサ、
9…集光レンズ、80…単位2画素アレイ回路、82…読出し制御回路、
110…第1単位画素回路、111…光電変換素子、
112…トランスファトランジスタ、113…リセットトランジスタ、
114…ソースフォロワトランジスタ、115…リードトランジスタ、
116…エキゾーストトランジスタ、117…フローティングディフュージョン、
120…第2単位画素回路、200…受光デバイス、201…半導体基板、
202…素子形成領域、203…ウェル領域、
204…電子(正孔)保持領域(電荷保持領域)、
205…第1正孔(電子)保持領域(第1電荷保持領域)、
206…第2正孔(電子)保持領域(第2電荷保持領域)、
207…第1制御電極、208…第2制御電極、
209…ドレイン領域(電荷排出領域)、210…電荷排出電極、
211…ドレイン−ソース領域(電荷蓄積領域)、212…電荷転送電極、
213…電荷リセット電極、214…ドレイン領域(電荷排出領域)、
215…絶縁層、216…遮光層
Claims (15)
- 導電型の半導体基板表面に形成された導電型の素子形成領域と、
前記素子形成領域の表面に設けられた逆導電型のウェル領域と、
前記ウェル領域の表面に設けられ、前記ウェル領域内に発生した電子又は正孔を保持する逆導電型の電荷保持領域と、
前記電荷保持領域内の表面に設けられ、電子又は正孔を保持する導電型の第1電荷保持領域と、
前記第1電荷保持領域とは別に、前記電荷保持領域内の表面に設けられ、電子又は正孔を保持する導電型の第2電荷保持領域と、
前記素子形成領域の表面に設けられ、電子又は正孔を蓄積する、少なくとも1つ以上の逆導電型の電荷蓄積領域と、
前記素子形成領域の表面に設けられ、電子又は正孔の排出に用いられる、少なくとも1つ以上の逆導電型の電荷排出領域と、
前記第1電荷保持領域における電子又は正孔の保持を制御するために、前記第1電荷保持領域上に光を透過可能な絶縁膜を介して設けられた光を透過可能な第1制御電極と、
前記第2電荷保持領域における電子又は正孔の保持を制御するために、前記第2電荷保持領域上に光を透過可能な絶縁膜を介して設けられた光を透過可能な第2制御電極と、
前記ウェル領域と電荷蓄積領域とにわたって設けられ、前記両領域間の電子又は正孔の通過を制御する少なくとも1つ以上の電荷転送電極と、
前記ウェル領域と電荷排出領域とにわたって設けられ、前記両領域間の電子又は正孔の通過を制御する電荷排出電極と、
前記電荷蓄積領域と電荷排出領域とにわたって設けられ、前記両領域間の電子又は正孔の通過を制御する電荷リセット電極と、
を備えたことを特徴とする受光デバイス。 - 前記導電型の第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域は、等価に形成されることを特徴とする請求項1に記載の受光デバイス。
- 前記第1制御電極及び第2制御電極は、等価に形成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の受光デバイス。
- 前記受光デバイスを、1次元又は2次元状に複数配置してなることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の受光デバイス。
- 前記導電型はP型又はN型からなり、逆導電型はN型又はP型からなることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の受光デバイス。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
光源の消灯期間にウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極を制御した後、
電荷排出電極を反転することで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔を完全に廃棄させた後、電荷排出電極を反転させ、
光源の点灯期間にウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極を制御した後、
第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ反転させることで、電荷保持領域に保持された電子又は正孔と反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された正孔又は電子とを再結合させた後、
電荷転送電極を反転することで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを受光出力として取り出すことを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6に記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記ウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が前記電荷保持領域に、もう一方が前記第1電荷保持領域及び前記第2電荷保持領域の少なくとも一方に分離されることを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6又は7に記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に光に応じた同個数の電子又は正孔を発生させるように、前記第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御することを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6〜8のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された正孔又は電子のうち、少なくともどちらか一方が、前記電荷保持領域に保持された電子又は正孔と再結合するように、前記第1制御電極又は第2制御電極を制御することを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6〜9のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記光源の消灯期間と点灯期間を同期間にし、光源の点灯期間中に前記電荷保持領域に保持された電子又は正孔の個数から、光源の消灯期間及び点灯期間中に第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された正孔又は電子の個数のうち、どちらか一方のみを再結合させることで、光源の点灯期間中に発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させることを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6〜10のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記光源の消灯期間と点灯期間を同期間にし、光源の消灯期間に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させることで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔が完全に廃棄された後、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させ、光源の点灯期間に、外光及び光源に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、再び第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ印加する電圧を反転させることで、光源の点灯期間中に、電荷保持領域に保持された外光及び光源に応じた電子又は正孔と、光源の消灯期間及び点灯期間中に、電圧が反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された外光及び光源に応じた正孔又は電子とを再結合させることで、光源の消灯期間及び点灯期間中に外光に応じて発生した電子又は正孔の個数を相殺し、光源の点灯期間中に光源に応じて発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させ、
電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを受光出力として取り出すことを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 前記請求項6〜11のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
1次元又は2次元に複数配置してなる受光デバイス群のうち、各々隣接する2つの受光デバイスをセットとして、それぞれを第1の受光デバイス及び第2の受光デバイスと定義した時、
測定対象物との距離を測定する測距モードでは、
第1の受光デバイスは、光源の第1消灯期間中に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電子保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域にもう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させることで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔を完全に廃棄し、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させた後、光源からパルス変調されたパルス光を照射し、光源の第1点灯期間中に、外光及び対象物からの反射光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、再び第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ印加する電圧を反転させることで、光源の第1点灯期間中に、電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた電子又は正孔と、光源の第1消灯期間及び第1点灯期間中に、電圧が反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた正孔又は電子とを再結合させることで、光源の第1消灯期間及び第1点灯期間中に外光に応じて発生した電子又は正孔の個数を相殺し、光源の第1点灯期間中に対象物からの反射光に応じて発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させ、
電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを第1受光出力として取り出すことを特徴とし、
第2の受光デバイスは、光源の第2消灯期間に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電子保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域にもう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させることで電荷保持領域から電荷排出領域に電子又は正孔を完全に廃棄し、
電荷排出電極に印加する電圧を反転させた後、光源からパルス変調されたパルス光を照射し、光源の第2点灯期間に、外光及び対象物からの反射光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電荷保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、再び第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、
第1制御電極又は第2制御電極のどちらか一方のみ印加する電圧を反転させることで、光源の第2点灯期間中に、電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた電子又は正孔と、光源の第2消灯期間及び第2点灯期間中に、電圧が反転された電極が備わった第1電荷保持領域又は第2電荷保持領域に保持された外光及び対象物からの反射光に応じた正孔又は電子とを再結合させることで、光源の第2消灯期間及び第2点灯期間中に外光に応じて発生した電子又は正孔の個数を相殺し、光源の第2点灯期間中に対象物からの反射光に応じて発生した電子又は正孔の個数の1/2を電荷保持領域に残存させ、
電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に残存した電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを第2受光出力として取り出すことを特徴とし、
第1受光出力及び第2受光出力をもとに、光源から対象物までの距離を算出することを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 前記請求項12に記載の受光デバイスの制御方法であって、
前記第1消灯期間、第1点灯期間及びパルス光の長さは等価であり、第1点灯期間及びパルス光の照射期間は一致しており、前記第2消灯期間と第2点灯期間の長さは等価であり、第2消灯期間及び第2点灯期間の長さは、第1消灯期間、第1点灯期間及びパルス光の長さよりも長いことを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項6〜13のいずれかに記載の受光デバイスの制御方法であって、
1次元又は2次元に複数配置してなる受光デバイス群のうち、各々隣接する2つの受光デバイスをセットとして、それぞれを第1の受光デバイス及び第2の受光デバイスと定義した時、
測定対象物を撮像する撮像モードでは、
第1の受光デバイス及び第2の受光デバイスともに、光源の消灯期間中に、外光に応じた個数でウェル領域に発生した電子又は正孔のどちらか一方が電子保持領域に、もう一方が均等に第1電荷保持領域及び第2電荷保持領域に分離されるように、第1制御電極及び第2制御電極に印加する電圧を完全に一致させるように制御した後、電荷転送電極に印加する電圧を反転させることで、電荷保持領域に保持された電子又は正孔を、電荷保持領域から電荷蓄積領域に完全に移動させ、これを受光出力として取り出すことを特徴とする受光デバイスの制御方法。 - 請求項12又は13に測距モードと前記請求項14に記載の撮像モードとは、選択的に切り替え可能であることを特徴とする受光デバイスの制御方法。
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