JP2021182701A - 受光装置およびその駆動制御方法、並びに、測距装置 - Google Patents

受光装置およびその駆動制御方法、並びに、測距装置 Download PDF

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Abstract

【課題】電荷の高速転送を実現する受光装置およびその駆動制御方法並びに測距装置を提供する。【解決手段】受光装置は、少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える。転送制御信号TXa及びＴＸｂによる転送トランジスタのオン期間は、光電変換部で受光される反射光の照射時間Ｔの２倍の時間であり、２つの転送トランジスタで半分ずれている。【選択図】図７

Description

本技術は、受光装置およびその駆動制御方法、並びに、測距装置に関し、特に、電荷の高速転送を実現できるようした受光装置およびその駆動制御方法、並びに、測距装置に関する。
測距センサは、物体に向かって照射された照射光が物体の表面で反射されて返ってくる反射光を検出し、照射光が照射されてから反射光が受光されるまでの飛行時間に基づいて物体までの距離を算出する。間接ToF方式の測距センサでは、受光した反射光をフォトダイオード等で光電変換して生成した電荷を、対の転送ゲート（MOSトランジスタ）によって２つの電荷蓄積部に振り分け、その電荷量の比から、物体までの距離が算出される（例えば、特許文献１参照）。
振り分けを担う転送ゲートを高速駆動し、より短期間で電荷の振り分けを行うことで、測距精度を格段に向上させることができる。
特開２０１９−００４１４９号公報
しかしながら、電荷の転送に必要な電圧を転送ゲートに印加するためには所定の時間が必要となるため、高速駆動には限界がある。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、電荷の高速転送を実現できるようにするものである。
本技術の第１の側面の受光装置は、少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える。
本技術の第２の側面の受光装置の駆動制御方法は、少なくとも２つの転送トランジスタを備える画素を有する受光装置が、前記画素の少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する。
本技術の第３の側面の測距装置は、所定の光源と、前記所定の光源から照射された照射光が物体で反射されて返ってきた反射光を受光する受光装置とを備え、前記受光装置は、少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える。
本技術の第１乃至第３の側面においては、画素の少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷が所定のFDに転送される。
受光装置及び測距装置は、独立した装置であっても良いし、他の装置に組み込まれるモジュールであっても良い。
本技術を適用した測距装置の構成例を示すブロック図である。 図１の受光部（受光装置）の構成例を示すブロック図である。 間接ToF方式の測距原理について説明する図である。 図１の受光部の画素の回路構成例を示す図である。 図４のスイッチの動作を説明する図である。 図４の画素の画素トランジスタ形成面の平面図である。 図６の画素の第１の駆動制御を示すタイミングチャートである。 動作状態を説明するための画素の一部の平面図である。 図６の画素の効果を説明する図である。 図６の画素の変形例の平面図である。 図１０の画素による第１の駆動制御を示すタイミングチャートである。 図６の画素の第２の駆動制御を示すタイミングチャートである。 図６の画素の第３の駆動制御を示すタイミングチャートである。 動作状態を説明するための画素の一部の平面図である。 図４の画素における転送トランジスタのゲートの第１変形例を示す平面図である。 図４の画素における転送トランジスタのゲートの第２変形例を示す平面図である。 本技術を適用した電子機器の構成例を示すブロック図である。 車両制御システムの概略的な構成の一例を示すブロック図である。 車外情報検出部及び撮像部の設置位置の一例を示す説明図である。
以下、添付図面を参照しながら、本技術を実施するための形態（以下、実施の形態という）について説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。説明は以下の順序で行う。
１．測距装置の構成例
２．受光部の構成
３．間接ToF方式の測距原理
４．受光部の画素の詳細構成例
５．画素の第１の駆動制御例
６．画素の変形例
７．画素の第２の駆動制御例
８．画素の第３の駆動制御例
９．転送トランジスタのゲートの変形例
１０．電子機器の構成例
１１．移動体への応用例
＜１．測距装置の構成例＞
図１は、本技術を適用した測距装置の構成例を示すブロック図である。
図１の測距装置１は、間接ToF方式による測距を行う装置であり、レンズ１１、受光部（受光装置）１２、信号処理部１３、発光部１４、および発光制御部１５を備える。信号処理部１３は、パターン切替部２１と距離画像生成部２２を備える。図１の測距装置１は、物体に対して光を照射し、その光（照射光）が物体で反射した光（反射光）を受光して、物体までの距離を測定する。
測距装置１の発光系は、発光部１４と発光制御部１５とからなる。発光部１４は、例えば、光源として赤外線レーザダイオードなどを有し、発光制御部１５から供給される駆動信号に応じて所定の周波数（発光パターン）で変調しながら発光し、物体に対して照射光（赤外光）を照射する。発光制御部１５は、パターン切替部２１からの発光制御信号に基づいて、所定の発光パターンで発光部１４を発光させる。発光制御信号は、例えば、所定の周波数（例えば、20MHzなど）でオンとオフを繰り返すパルス信号で構成される。
発光部１４は、測距装置１の筐体内に配置してもよいし、測距装置１の筐体外部に配置してもよい。レンズ１１と受光部１２の間にＩＲバンドフィルタを設け、ＩＲバンドパスフィルタの透過波長帯に対応する赤外光を発光部１４が発光する構成としても良い。
受光部１２は、レンズ１１を介して入射されてくる反射光を受光し、受光結果に基づく検出信号を信号処理部１３に出力する。
信号処理部１３のパターン切替部２１は、発光部１４が照射光を照射する際の発光パターンを規定する発光制御信号を生成し、発光制御部１５に供給する。また、パターン切替部２１は、発光パターンに合わせて受光部１２を駆動させるために、発光制御信号を受光部１２にも供給する。パターン切替部２１は、例えば、他の測距装置の発光パターンと重ならないように、複数の発光パターンを切り替えることができる。なお、パターン切替部２１は、発光パターンを切り替えできない構成であってもよい。
信号処理部１３の距離画像生成部２２は、受光部１２から供給される検出信号に基づいて、物体までの距離情報が画素毎に格納された距離画像を生成し、出力する。距離画像生成部２２は、測距装置１から物体までの距離を算出する算出部として機能する。
＜２．受光部の構成＞
図２は、図１の受光部１２の構成例を示すブロック図である。
受光部１２は、画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、システム制御部４５、および、信号処理部４６を含んで構成される。例えば、画素アレイ部４１、垂直駆動部４２、カラム処理部４３、水平駆動部４４、およびシステム制御部４５は、図示しない半導体基板（チップ）上に設けられている。
画素アレイ部４１には、入射光量に応じた電荷量の光電荷を発生して内部に蓄積する光電変換部を有する画素５０が、行列状に２次元配置されている。
画素アレイ部４１にはさらに、行列状の画素配列に対して行毎に画素駆動線４７が図の左右方向（画素行の画素の配列方向）に沿って設けられ、列毎に垂直信号線４８が図の上下方向（画素列の画素の配列方向）に沿って設けられている。画素駆動線４７の一端は、垂直駆動部４２の各行に対応した出力端に接続されている。
垂直駆動部４２は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、画素アレイ部４１の各画素５０を、全画素同時あるいは行単位等で駆動する画素駆動部である。垂直駆動部４２によって選択走査された画素行の各画素５０から出力される検出信号は、垂直信号線４８の各々を通ってカラム処理部４３に供給される。カラム処理部４３は、画素アレイ部４１の画素列毎に、選択行の各画素５０から垂直信号線４８を介して入力される検出信号に対して所定の信号処理を行うとともに、信号処理後の検出信号を一時的に保持する。例えば、カラム処理部４３は、信号処理として、AD（アナログデジタル）変換処理などを行う。
水平駆動部４４は、シフトレジスタやアドレスデコーダなどによって構成され、カラム処理部４３の画素列に対応する単位回路を順番に選択する。この水平駆動部４４による選択走査により、カラム処理部４３で信号処理された検出信号が順番に信号処理部４６に出力される。
システム制御部４５は、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータ等によって構成され、タイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に垂直駆動部４２、カラム処理部４３、および水平駆動部４４などの駆動制御を行う。
信号処理部４６は、所定の演算処理機能を有し、カラム処理部４３から出力される検出信号に対して、所定の演算処理を必要に応じて行って、信号処理部１３（図１）に出力する。なお、信号処理部４６には、図１の信号処理部１３で行われる処理を実行する機能を含めてもよい。この場合、受光部１２および信号処理部１３は、１つの装置（受光装置）で構成することができる。
画素アレイ部４１において、行列状の画素配列に対して、画素行毎に画素駆動線４７が行方向に沿って配線され、画素列毎に垂直信号線４８が列方向に沿って配線されている。例えば画素駆動線４７は、各画素５０から検出信号を読み出す際の駆動を行うための駆動信号を伝送する。なお、図２では、画素駆動線４７について１本の配線として示しているが、実際には複数の配線が形成されている。垂直信号線４８についても同様に、１画素列に対して複数の配線が形成されている。
＜３．間接ToF方式の測距原理＞
次に、受光部１２の画素５０の詳細な構造と駆動について説明するが、その前に、図３を参照して、間接ToF方式の測距原理について簡単に説明する。図３では、入射光が光電変換された電荷を蓄積する電荷蓄積部を１画素内に２つ備える場合について説明する。
図３に示されるように、発光部１４等の光源から、照射時間T（１周期Tp＝2T）で発光のオン／オフを繰り返すように変調された照射光が出力され、その反射光が、物体までの距離に応じた遅延時間ΔTだけ遅れて、受光部の画素で受光される。
受光部の画素は、受光した反射光を光電変換して得られた電荷を、第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部に交互に振り分ける。例えば、受光部の画素は、照射光と同一位相のタイミングにおいては第１の電荷蓄積部に転送し、照射光と反転した位相のタイミングにおいては第２の電荷蓄積部に転送する。このような、光電変換により得られた電荷を第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部とへ振り分ける動作が、照射時間Tの照射光の照射が周期的に行われる所定の電荷蓄積期間において、繰り返し実行される。
そして、電荷蓄積期間の終了後、第１の電荷蓄積部に蓄積されている電荷量に応じた信号が、検出信号SIG1として出力されるとともに、第２の電荷蓄積部に蓄積されている電荷量に応じた信号が、検出信号SIG2として出力される。
第１の電荷蓄積部と第２の電荷蓄積部に蓄積された電荷量の比に相当する検出信号SIG１と検出信号SIG２の比は、遅延時間ΔTに応じたものとなる。この遅延時間ΔTは、光源から発した光が物体まで飛行し、物体で反射した後に受光部の画素まで飛行する時間に応じたもの、即ち、物体までの距離に応じたものである。従って、検出信号SIG1と検出信号SIG2の比に基づき、物体までの距離（デプス値）を求めることができる。
＜４．受光部の画素の詳細構成例＞
次に、図２に示した受光部１２の画素アレイ部４１の画素５０の詳細について説明する。
図４は、画素５０の回路構成例を示している。
図４の画素５０は、反射光を光電変換して得られた電荷を蓄積する電荷蓄積部を、１画素内に４つ備える、４タップ構造と呼ばれる画素構造の画素回路である。
具体的には、画素５０は、光電変換部としてのフォトダイオード５１（以下、PD５１と記述する。）と、第１タップ７１A、第２タップ７１B、第３タップ７１C、および、第４タップ７１Dとを有している。なお、第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dのそれぞれを特に区別しない場合、単にタップ７１と記述する。画素５０は、PD５１で生成された電荷を、第１タップ７１Aおよび第２タップ７１Bに振り分ける構成とされている。
第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dは、それぞれ、スイッチSW、FD（フローティングディフュージョン）５３、リセットトランジスタ（RST）５４、フィードバックイネーブルトランジスタ（FBEN）５５、増幅トランジスタ（AMP）５６、および、選択トランジスタ（SEL）５７を有している。ここで、スイッチSWは、自身のタップ７１の転送トランジスタ（TG）５２と、図６に示す平面図において隣接する他のタップ７１の転送トランジスタ（TG）５２の２つの転送トランジスタ５２の状態によって接続先が決定されるスイッチである。したがって、各タップ７１には、転送トランジスタ５２も含まれる。
第１タップ７１Aは、スイッチSW_A、FD５３A、リセットトランジスタ５４A、フィードバックイネーブルトランジスタ５５A、増幅トランジスタ５６A、および、選択トランジスタ５７Aを有している。第２タップ７１Bは、スイッチSW_B、FD５３B、リセットトランジスタ５４B、フィードバックイネーブルトランジスタ５５B、増幅トランジスタ５６B、および、選択トランジスタ５７Bを有している。
第３タップ７１Cは、スイッチSW_C、FD５３C、リセットトランジスタ５４C、フィードバックイネーブルトランジスタ５５C、増幅トランジスタ５６C、および、選択トランジスタ５７Cを有している。第４タップ７１Dは、スイッチSW_D、FD５３D、リセットトランジスタ５４D、フィードバックイネーブルトランジスタ５５D、増幅トランジスタ５６D、および、選択トランジスタ５７Dを有している。
転送トランジスタ５２（図６）、リセットトランジスタ５４、フィードバックイネーブルトランジスタ５５、増幅トランジスタ５６、および、選択トランジスタ５７の各画素トランジスタは、例えば、N型のMOSトランジスタで構成され、ゲートに所定値以上の電圧（以下、Hiレベルとも称する。）が印加された場合に、アクティブ状態、すなわちオンとなり、GNDなどの所定値より低い電圧（以下、Loレベルとも称する。）が印加された場合に、非アクティブ状態、すなわちオフとなる。
図４に示される、定電流源５８A乃至５８Dと、フィードバックアンプ５９A乃至５９Dは、例えば、図２のカラム処理部４３等の画素アレイ部４１の外に配置され、同一画素列の他の画素５０と共有されるが、動作の説明のために図示されている。
第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dの構成は基本的に同一であるので、以下では、第１タップ７１Aについて説明し、第２タップ７１B乃至第４タップ７１Dについては省略し、必要に応じて補足説明する。
PD５１Aは、例えばPN接合のフォトダイオードからなる光電変換素子であり、照射光が物体で反射された光（反射光）を受光して、その受光量に応じた電荷を光電変換により生成し、蓄積する。
スイッチSW_Aは、PD５１とFD５３Aとの間に配置され、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aと第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bの２つのオンオフ状態によって、PD５１の出力先を、端子X,Y,Zのいずれかに接続する。
具体的には、スイッチSW_Aは、図５に示されるように、転送トランジスタ５２Aと５２Bがともにオンの場合、端子Xを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を、FD５３Aに転送する。一方、転送トランジスタ５２Aと５２Bがともにオフの場合、端子Yが選択され、スイッチSW_Aがオフ（オープン）とされる。また、転送トランジスタ５２Aのみがオンの場合、スイッチSW_Aは、電圧VDDが供給されている端子Zを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を排出する。
FD５３Aは、PD５１Aから転送された電荷を一時的に保持する電荷保持部である。FD５３Aの容量値をC_FDとする。FD５３Aに保持された電荷は、電気信号（例えば、電圧信号）に変換されて、増幅トランジスタ５６Aおよび選択トランジスタ５７Aを介して、垂直信号線４８Aへ出力される。FD５３Aには、転送トランジスタ５２Aのドレイン、増幅トランジスタ５６Aのゲート、リセットトランジスタ５４Aのソースが接続されている。
リセットトランジスタ５４Aは、ゲートに供給される駆動信号によりオンとされたとき、FD５３Aをリセット電圧に初期化（リセット）するリセット部である。リセットトランジスタ５４Aのソースは、FD５３Aと接続され、ドレインは、フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aのソースと接続されている。リセットトランジスタ５４Aのドレインは、接地との間に寄生容量C_STを形成し、増幅トランジスタ５６Aのゲートとの間に寄生容量（画素カップリング容量）C_FBを形成している。
フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aは、リセットトランジスタ５４Aに供給するリセット電圧の制御を行うリセット電圧制御部である。フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aのソースは、リセットトランジスタ５４Aのドレインと接続され、フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aのドレインは、フィードバックアンプ５９Aの出力と接続されている。
フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aは、ゲートに供給される駆動信号によりオンとされたとき、フィードバックアンプ５９Aから供給されるREF電圧を、リセット電圧としてリセットトランジスタ５４Aまたは寄生容量C_FBに供給する。フィードバックイネーブルトランジスタ５５Aがオンされたとき、フィードバックイネーブルトランジスタ５５A、リセットトランジスタ５４Aまたは寄生容量C_FB、増幅トランジスタ５６A、選択トランジスタ５７A、および、フィードバックアンプ５９Aによってフィードバックループが形成されることにより、リセットトランジスタ５４Aで発生したリセットノイズ（kTCノイズ）がキャンセルされる。
増幅トランジスタ５６Aは、FD５３Aの電位に応じた検出信号を出力する。すなわち、増幅トランジスタ５６Aは、負荷MOS等で構成される定電流源５８Aとソースフォロワ回路を構成し、FD５３Aに保持されている電荷に応じたレベル（電圧）を示す電気信号が、検出信号として、選択トランジスタ５７Aを介して垂直信号線４８Aに出力される。垂直信号線４８Aの接続先は、カラム処理部４３（図２）である。
選択トランジスタ５７Aは、増幅トランジスタ５６Aと垂直信号線４８Aとの間に配置され、ゲートに供給される駆動信号によりオンとされたとき、増幅トランジスタ５６Aから供給される検出信号を、垂直信号線４８Aに出力する。垂直信号線４８Aに出力された検出信号は、カラム処理部４３へ供給される。
転送トランジスタ５２Aおよび５２B、リセットトランジスタ５４A、フィードバックイネーブルトランジスタ５５A、並びに、選択トランジスタ５７Aの各ゲートに供給される駆動信号は、画素駆動線４７を介して、垂直駆動部４２から供給される。
第１タップ７１Aは以上のように構成される。
第２タップ７１Bも、基本的に第１タップ７１Aと同様に構成されるが、スイッチSW_Bの構成が異なる。
スイッチSW_Bは、PD５１とFD５３Bとの間に配置され、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cの２つのオンオフ状態によって、PD５１の出力先を、端子X,Y,Zのいずれかに接続する。
具体的には、スイッチSW_Bは、図５に示されるように、転送トランジスタ５２Bと５２Cがともにオンの場合、端子Xを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を、FD５３Bに転送する。一方、転送トランジスタ５２Bと５２Cがともにオフの場合、端子Yが選択され、スイッチSW_Bがオフ（オープン）とされる。また、転送トランジスタ５２Cのみがオンの場合、スイッチSW_Bは、電圧VDDが供給されている端子Zを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を排出する。
第３タップ７１Cも、基本的に第１タップ７１Aと同様に構成されるが、スイッチSW_Cの構成が異なる。
スイッチSW_Cは、PD５１とFD５３Cとの間に配置され、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dの２つのオンオフ状態によって、PD５１の出力先を、端子X,Y,Zのいずれかに接続する。
具体的には、スイッチSW_Cは、図５に示されるように、転送トランジスタ５２Cと５２Dがともにオンの場合、端子Xを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を、FD５３Cに転送する。一方、転送トランジスタ５２Cと５２Dがともにオフの場合、端子Yが選択され、スイッチSW_Cがオフ（オープン）とされる。また、転送トランジスタ５２Cのみがオンの場合、スイッチSW_Cは、電圧VDDが供給されている端子Zを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を排出する。
第４タップ７１Dも、基本的に第１タップ７１Aと同様に構成されるが、スイッチSW_Dの構成が異なる。
スイッチSW_Dは、PD５１とFD５３Dとの間に配置され、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dと第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aの２つのオンオフ状態によって、PD５１の出力先を、端子X,Y,Zのいずれかに接続する。
具体的には、スイッチSW_Dは、図５に示されるように、転送トランジスタ５２Dと５２Aがともにオンの場合、端子Xを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を、FD５３Dに転送する。一方、転送トランジスタ５２Dと５２Aがともにオフの場合、端子Yが接続され、スイッチSW_Dがオフ（オープン）とされる。また、転送トランジスタ５２Aのみがオンの場合、スイッチSW_Dは、電圧VDDが供給されている端子Zを選択し、PD５１に蓄積されている電荷を排出する。
なお、図４に示した画素回路は、画素５０の回路の一例であり、他の回路構成を用いることも可能である。例えば、各タップ７１に、FD５３に容量を付加する付加容量と、その付加容量とFD５３との接続をオンオフする付加容量接続トランジスタを追加してもよい。付加容量を設けることにより、受光量に応じてFDの変換効率（受光感度）を変更することができるようになる。
１画素内に２つの電荷蓄積部を備える２タップ構造の場合には、図３を参照して説明したように、光電変換部で生成された電荷を、２つの電荷蓄積部に交互に振り分ける動作となるが、画素５０のような４タップ構造の場合には、後述するように、例えば、光電変換部で生成された電荷を、４つの電荷蓄積部（FD５３A乃至５３D）に振り分ける動作が可能となる。
図６は、半導体基板上に形成された画素５０の画素トランジスタ形成面の平面図である。
矩形の画素５０の中央付近の領域に、矩形状のPD５１が半導体基板内に形成されており、矩形状のPD５１の上面に、第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dの各転送トランジスタ５２、すなわち、転送トランジスタ５２A乃至５２DのゲートTGa乃至TGdが形成されている。
転送トランジスタ５２A乃至５２DのゲートTGa乃至TGdそれぞれは、略直角二等辺三角形の形状に形成されており、略直角二等辺三角形の９０度の角が、矩形状のPD５１の中心点側、他の２つの４５度の角が、矩形状のPD５１の四隅側となり、略直角二等辺三角形の斜辺となる最大長さの辺が、矩形状のPD５１の外周の四辺と重なるように配置されている。
直角三角形状のゲートTGa乃至TGdは、矩形状のPD５１の四隅の対角を結ぶ２本の対角線それぞれを中心線とする所定幅の対角領域を、隣接する転送トランジスタ５２の間隙領域として、相互に離間して配置されている。
矩形状のPD５１の外側には、第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２以外の画素トランジスタとFD５３が、矩形の画素領域を垂直（上下）方向または水平（左右）方向の中心線を基準に線対称に配置されている。
矩形状のPD５１の四隅の角部の外側には、FD５３A乃至FD５３Dとなる拡散層FDa乃至FDdのいずれかが配置されている。FD５３A乃至FD５３D（拡散層FDa乃至FDd）の外側には、各タップ７１に対応するリセットトランジスタ５４とフィードバックイネーブルトランジスタ５５が配置されている。例えば、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）の外側には、リセットトランジスタ５４Aとフィードバックイネーブルトランジスタ５５Aが配置されている。
また、矩形状のPD５１の四辺の外側には、所定の電圧VDDのコンタクト部であるVDDコンタクト８１か、または、ウェル層のコンタクト部であるWellコンタクト８２のいずれかが配置されている。より具体的には、転送トランジスタ５２Aおよび５２CのゲートTGaおよびTGcの外側には、VDDコンタクト８１が配置され、転送トランジスタ５２Bおよび５２DのゲートTGbおよびTGdの外側には、Wellコンタクト８２が配置され、２個のVDDコンタクト８１またはWellコンタクト８２が、対向して配置されている。
対向配置された２個のVDDコンタクト８１の一方には、第１タップ７１Aの増幅トランジスタ５６AのゲートAMPa、および、選択トランジスタ５７AのゲートSELaと、第４タップ７１Dの増幅トランジスタ５６DのゲートAMPd、および、選択トランジスタ５７DのゲートSELdとが配置され、増幅トランジスタ５６Aおよび５６Dのドレイン（不図示）がVDDコンタクト８１に接続されている。
対向配置された２個のVDDコンタクト８１の他方には、第２タップ７１Bの増幅トランジスタ５６BのゲートAMPb、および、選択トランジスタ５７BのゲートSELbと、第３タップ７１Cの増幅トランジスタ５６CのゲートAMPc、および、選択トランジスタ５７CのゲートSELcとが配置され、増幅トランジスタ５６Bおよび５６Cのドレイン（不図示）がVDDコンタクト８１に接続されている。
＜５．画素の第１の駆動制御例＞
図６のように構成される画素５０の第１の駆動制御について、図７および図８を参照して説明する。
図７は、画素５０の電荷蓄積期間中の第１の駆動制御を示すタイミングチャートであり、図８は、図７の所定のタイミングにおける画素５０の動作状態を示す平面図である。
発光部１４は、図７の時刻ｔ１に発光を開始し、照射時間Tごとに、発光のオン／オフを繰り返しながら、照射光を物体に照射する。発光部１４の最初の発光開始を時刻ｔ１として、照射時間Tごとに、時刻ｔ２、ｔ３、ｔ４、・・・とする。照射光が物体で反射された反射光は、発光部１４の出射から遅延時間ΔT後に、受光部１２の画素５０へ到達し、受光される。
垂直駆動部４２は、第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dの各転送トランジスタ５２が、図７に示されるように、照射光の照射時間Tの２倍の時間（２T）でオン／オフを繰り返し、かつ、転送トランジスタ５２A乃至５２Dが、オン期間を半分ずつずらしてオンするように、各転送トランジスタ５２を制御する。
具体的には、垂直駆動部４２は、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aを制御する転送制御信号TXaを、時刻ｔ１から時刻ｔ３までの期間、Hiレベルとし、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aをオンさせる。第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bについては、垂直駆動部４２は、転送トランジスタ５２Bを制御する転送制御信号TXbを、時刻ｔ２から時刻ｔ４までの期間、Hiレベルとし、転送トランジスタ５２Bをオンさせる。続いて、垂直駆動部４２は、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cを制御する転送制御信号TXcを、時刻ｔ３から時刻ｔ５までの期間、Hiレベルとし、転送トランジスタ５２Cをオンさせる。さらに、垂直駆動部４２は、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dを制御する転送制御信号TXdを、時刻ｔ４から時刻ｔ６までの期間、Hiレベルとし、転送トランジスタ５２Dをオンさせる。垂直駆動部４２は、時刻ｔ５に、再び、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aを制御する転送制御信号TXaをHiレベルとし、時刻ｔ５から時刻ｔ７までの期間、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aをオンする。垂直駆動部４２は、以下同様に繰り返す。
垂直駆動部４２は、以上のように、第１タップ７１A乃至第４タップ７１Dの各転送トランジスタ５２のオン期間を、照射時間Tの２倍の時間（２T）に設定し、隣接する転送トランジスタ５２どうしが、照射時間Tと同じ時間（T時間）同時にオンするように、オン期間を半分ずつずらして、転送トランジスタ５２A乃至５２Dを順次オンするように駆動する。
これにより、例えば、時刻ｔ２から時刻ｔ３までのT期間は、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aと、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bとが同時にオンされるので、スイッチSW_Aが端子Xに接続された状態となり、図８の状態１０１aのように、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２AのゲートTGaと、転送トランジスタ５２BのゲートTGbとの間隙領域を通って、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）へ転送される。図８において、ゲートTGa乃至TGdの外周部が太線の転送トランジスタ５２はオン状態を、細線の転送トランジスタ５２はオフ状態を示している。
次の時刻ｔ３から時刻ｔ４までのT期間は、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cとが同時にオンされるので、スイッチSW_Bが端子Xに接続された状態となり、図８の状態１０１ｂのように、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２BのゲートTGbと、転送トランジスタ５２CのゲートTGcとの間隙領域を通って、第２タップ７１BのFD５３B（拡散層FDb）へ転送される。
次の時刻ｔ４から時刻ｔ５までのT期間は、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cと、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dとが同時にオンされるので、スイッチSW_Cが端子Xに接続された状態となり、図８の状態１０１ｃのように、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２CのゲートTGcと、転送トランジスタ５２DのゲートTGdとの間隙領域を通って、第３タップ７１CのFD５３C（拡散層FDc）へ転送される。
次の時刻ｔ５から時刻ｔ６までのT期間は、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dと、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aとが同時にオンされるので、スイッチSW_Dが端子Xに接続された状態となり、図８の状態１０１ｄのように、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２DのゲートTGdと、転送トランジスタ５２AのゲートTGaとの間隙領域を通って、第４タップ７１DのFD５３D（拡散層FDd）へ転送される。
以下同様に、電荷蓄積期間が終了するまで、状態１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１０ｄと順番に、状態が遷移し、PD５１で生成された電荷が、第１タップ７１A乃至第４タップ７１DのFD５３A乃至５３Dへ振り分けられる。
電荷蓄積期間が終了すると、画素５０は信号読み出し期間となり、第１タップ７１A乃至第４タップ７１DのFD５３A乃至５３Dに蓄積された電荷量に応じた信号が、それぞれ、検出信号SIG1乃至SIG4として、カラム処理部４３に出力される。
図７の下段に示されるように、FD５３BおよびFD５３Dの電荷蓄積期間は、照射光と同一位相であり、FD５３AおよびFD５３Dの電荷蓄積期間は、照射光と反転位相となっているので、検出信号（SIG1＋SIG3）と検出信号（SIG2＋SIG4）の比に基づき、物体までの距離を求めることができる。なお、検出信号SIG1とSIG2の比、または、検出信号SIG2とSIG4の比のみでも、距離を求めることができる。
図示は省略するが、信号読み出し期間では、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aと、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cとが、オンされる。これにより、スイッチSW_A乃至SW_Dは、いずれも、端子Zに接続された状態となり、電荷蓄積期間以外にPD５１で生成される余剰な電荷が、図６の２つのVDDコンタクト８１へ排出される。
＜第１の駆動制御の効果＞
図７の下段のFD５３A乃至５３Dは、FD５３A乃至５３Dそれぞれの電荷蓄積期間を示しており、各FD５３の１回の電荷蓄積期間は、T時間となっており、転送トランジスタ５２のオン期間（２T）の半分である。したがって、転送トランジスタ５２の駆動周波数の２倍の周波数で、電荷転送が実現されている。
PD５１で生成された電荷を振り分ける転送トランジスタ５２を高速で駆動し、より短期間による電荷振り分けを行うことで、測距精度が向上することが知られている。
しかしながら、電荷の転送に必要な電圧を十分に印加するためには所定の時間が必要となるため、高速駆動には限界がある。
上述した画素５０の４タップ構造を用いた第１の駆動制御によれば、転送トランジスタ５２の駆動周期の１／２の周期で電荷振り分けを行うことができ、電荷の高速転送を、より容易に実現できる。
また、２つの転送トランジスタ５２を同時にオンさせることで、１つのFD５３へ電荷を転送するので、個々の転送トランジスタ５２のゲートTGに印加する電圧は、画素PXの場合と比較して低くすることができ、ゲートTG下の暗電流の影響を緩和することができる。
＜図６の画素構造の効果＞
図６の画素５０の画素構造の効果について説明する。
画素５０では、画素領域の中心部に矩形状のPD５１の中心を配置し、PD５１の中心を起点に、４つの転送トランジスタ５２A乃至５２DのゲートTGa乃至TGd、および、電荷の転送経路となるゲート間領域が、対称に配置されている。これにより、４つの転送トランジスタ５２A乃至５２Dで、PD５１の深部からの転送ばらつきを均一にすることができる。
また、画素５０では、FD５３A乃至５３Dが、矩形状のPD５１の外周の辺中央部ではなく、四隅の角部に配置されている。この場合、FD５３A乃至５３Dは、辺中央部に置いた場合よりも√２倍の距離で、PD５１の中心から最も遠い位置となるので、入射光がFD５３A乃至５３Dに直接漏れ込みにくい構造とすることができる。なお、FD５３A乃至５３Dを四隅の角部に配置した方が好ましいが、他の理由等によっては、矩形状のPD５１の辺中央部に配置してもよい。
さらに、画素５０では、４つの転送トランジスタ５２A乃至５２DのゲートTGa乃至TGdの平面形状が直角三角形状（直角二等辺三角形状）とされ、直角三角形状の直角部が、矩形状のPD５１の中心部側に配置されている。これにより、PD５１の中心部側が、転送トランジスタ５２のゲートTGの広い領域、FD５３側が、転送トランジスタ５２のゲートTGの狭い領域となり、転送トランジスタ５２をオンさせた時の変調能力を、ゲートTGの広い領域であるPD５１の中心部側の方を高めることができ、PD５１の中心部側からFD５３側へ電荷が転がりやすい電界勾配を形成することができ、電荷の逆流を防止することができる。
画素５０は、隣接する２つの転送トランジスタ５２が同時にオンされたとき、オンされた２つの転送トランジスタ５２のゲートTGの間隙領域を通って、電荷をFD５３へ転送させる構造とし、位相を半分ずつずらして順次オンする制御とすることで、図８の状態１０１ａ乃至１０１ｄの切り替えを明確とし、電荷転送の急峻な切り分けを可能としている。
転送トランジスタ５２を駆動する転送制御信号TXは、図７に示したような理想的な矩形波ではなく、実際には、例えば図９に示されるように、立ち上がり、および、立ち下がりが緩やかに（斜めに）変化する、いわゆるなまった信号となってしまう。
例えば、２タップの画素構造のように、２つの転送トランジスタ５２を交互にオンして、転送先のFD５３を切り替える駆動制御を行う場合、転送制御信号TXの斜め期間が、画素ごとにばらつくことによって、特性が画素ごとに異なることがある。
これに対して、画素５０は、図９に示されるように、２つの転送トランジスタ５２を同時にオンして、２つの転送制御信号TXの電圧レベルの合計値が一定値以上となった期間にだけ、電荷が転送されるので、斜め期間（なまり期間）の影響を緩和して、画素ばらつきを抑制した電荷転送を実現することができる。
＜６．画素の変形例＞
図１０は、図６に示した画素５０の変形例である画素５０’の平面図を示している。
図１０において、図６と対応する部分については同一の符号を付してあり、その部分の説明は適宜省略する。
図１０の画素５０’は、４つのFD５３A乃至FD５３Dのうち、対角方向の２つのFD５３どうしを電気的に接続し、共有する構造とした点が、図６の画素５０と異なり、その他の点は、図６の画素５０と共通する。
具体的には、画素５０’では、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）と、第３タップ７１CのFD５３C（拡散層FDc）が、接続線１２１acで接続され、第２タップ７１BのFD５３B（拡散層FDb）と、第４タップ７１DのFD５３D（拡散層FDd）が、接続線１２１bdで接続されている。
図１１は、図１０に示した画素５０’における第１の駆動制御を示すタイミングチャートである。
画素５０’の駆動は、図６の画素５０と同一である。図６の画素５０では、第１タップ７１A乃至第４タップ７１DのFD５３A乃至５３Dに蓄積された電荷量に応じた信号が、それぞれ、検出信号SIG1乃至SIG4として、カラム処理部４３に出力された。
図１１の画素５０’では、第１タップ７１AのFD５３Aと、第３タップ７１CのFD５３Cが共有され、第２タップ７１BのFD５３Bと、第４タップ７１DのFD５３Dが共有されているので、図１１に示されるように、FD５３AとFD５３Cに蓄積された電荷量に応じた信号が、検出信号SIG1’として、カラム処理部４３に出力され、FD５３BとFD５３Dに蓄積された電荷量に応じた信号が、検出信号SIG2’として、カラム処理部４３に出力される。
図１０に示した画素５０’によれば、１個当たりのFD５３の容量が拡大されるので、リセットトランジスタ５４Aで発生するリセットノイズを軽減することができる。
なお、対角方向の２つのFD５３を共有する構造は、画素５０’の画素領域内で実現してもよいし、画素アレイ部４１より後段のカラム処理部４３や信号処理部４６等で実現してもよい。
画素５０’の画素領域内に接続線１２１acおよび１２１bdを設ける場合には、共有する２つのうちの一方のタップ７１のリセットトランジスタ５４とフィードバックイネーブルトランジスタ５５を省略することができる。例えば、第３タップ７１Cのリセットトランジスタ５４Cとフィードバックイネーブルトランジスタ５５C、および、第４タップ７１Dのリセットトランジスタ５４Dとフィードバックイネーブルトランジスタ５５Dを省略することができる。これにより、画素内の画素トランジスタを削減することができる。
一方、画素アレイ部４１より後段に、接続線１２１acおよび１２１bdを設ける場合には、接続線１２１acおよび１２１bdのそれぞれに、接続をオンオフする接続スイッチをMOSトランジスタ等により構成し、必要に応じて切り替えることで、図６の画素５０と同様の４タップ独立の駆動と、２タップ共有の駆動とを動作モード等で使い分けることができる。
＜７．画素の第２の駆動制御例＞
次に、図６の画素５０で実行可能な第２の駆動制御について説明する。
図１２は、画素５０の電荷蓄積期間中の第２の駆動制御を示すタイミングチャートである。
第２の駆動制御では、図１２に示されるように、電荷蓄積期間中、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２AのゲートTGaに、垂直駆動部４２から、常時、Hiレベルの転送制御信号TXaが供給され、垂直駆動部４２は、転送トランジスタ５２Aを、常時、オンに制御する。
また、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２CのゲートTGcには、垂直駆動部４２から、常時、Loの転送制御信号TXcが供給され、垂直駆動部４２は、転送トランジスタ５２Cを、常時、オフに制御する。
一方、垂直駆動部４２は、対向する第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dを、照射時間Tごとに、交互にオンオフさせる。
具体的には、垂直駆動部４２は、時刻ｔ２１から時刻ｔ２２までの期間、Hiレベルの転送制御信号TXbを第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BのゲートTGbに供給し、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bをオンさせるとともに、Loレベルの転送制御信号TXdを第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２DのゲートTGdに供給し、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dをオフさせる。
次の時刻ｔ２２から時刻ｔ２３までの期間、垂直駆動部４２は、Loレベルの転送制御信号TXbを第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BのゲートTGbに供給し、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bをオフさせるとともに、Hiレベルの転送制御信号TXdを第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２DのゲートTGdに供給し、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dをオンさせる。
次の時刻ｔ２３から時刻ｔ２４までの期間、垂直駆動部４２は、Hiレベルの転送制御信号TXbを第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BのゲートTGbに供給し、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bをオンさせるとともに、Loレベルの転送制御信号TXdを第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２DのゲートTGdに供給し、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dをオフさせる。
次の時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までの期間、垂直駆動部４２は、Loレベルの転送制御信号TXbを第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BのゲートTGbに供給し、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bをオフさせるとともに、Hiレベルの転送制御信号TXdを第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２DのゲートTGdに供給し、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dをオンさせる。
時刻ｔ２５以降も同様の制御が繰り返される。
これにより、例えば、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BがオンとされているT期間は、図８の状態１０１aとなり、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２AのゲートTGaと、転送トランジスタ５２BのゲートTGbとの間隙領域を通って、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）へ転送される。
一方、第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２DがオンとされているT期間は、図８の状態１０１ｄとなり、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２DのゲートTGdと、転送トランジスタ５２AのゲートTGaとの間隙領域を通って、第４タップ７１DのFD５３D（拡散層FDd）へ転送される。
そして、図１２の下段に示されるように、第１タップ７１AのFD５３Aに蓄積された電荷が、検出信号SIG1としてカラム処理部４３に出力され、第４タップ７１DのFD５３Dに蓄積された電荷が、検出信号SIG4としてカラム処理部４３に出力される。
FD５３Aの電荷蓄積期間は、照射光と同一位相であり、FD５３Dの電荷蓄積期間は、照射光と反転位相となっているので、検出信号SIG1と検出信号SIG4の比に基づき、物体までの距離を求めることができる。第２タップ７１BのFD５３Bと、第３タップ７１CのFD５３Cは、第２の駆動制御では使用されない。
なお、信号読み出し期間では、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aと、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cとが、オンされる。これにより、スイッチSW_A乃至SW_Dは、いずれも、端子Zに接続された状態となり、電荷蓄積期間以外にPD５１で生成される余剰な電荷が、図６の２つのVDDコンタクト８１へ排出される。この信号読み出し期間において転送トランジスタ５２Aをオンする転送制御信号TXaのHiVDDレベル（の電圧）は、電荷蓄積期間において転送トランジスタ５２Aをオンする転送制御信号TXaのHiFDレベル（の電圧）と同じか、それより大きく設定される（HiVDDレベル≧HiFDレベル）。
＜第２の駆動制御の効果＞
第２の駆動制御では、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dのオン期間は、各FD５３の１回の電荷蓄積期間および照射時間Tと同一であり、第１の駆動制御の１／２である。しかしながら、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aを、常時、オンに制御することで、オンオフ駆動させる第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dに供給する転送制御信号TXbおよびTXdのHiレベル（の電圧）を第１の駆動制御よりも低くすることができる。そして、低電圧駆動が可能となることで、交互にオンオフ駆動する際の駆動周波数を高めることができる。これにより、第２の駆動制御によれば、第１の駆動制御の２倍の駆動周波数でも十分に駆動が可能である。
また、上述した第２の駆動制御では、常時、オフに制御する第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cへの転送制御信号TXcをLoレベル（GND）としたが、負バイアスとしてもよい。これにより、FD５３Bおよび５３C側から、FD５３AおよびFD５３D側へ電荷の転送勾配を付けることができ、より電荷転送をしやすくすることができる。
第２の駆動制御は、常時、オンとオフに制御する転送トランジスタ５２を反対にしても実現できる。具体的には、垂直駆動部４２は、電荷蓄積期間中、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aを、常時、オフに制御し、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cを、常時、オンに制御する。また、垂直駆動部４２は、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dを、照射時間Tごとに、交互にオンオフさせる。この場合、第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２BがオンとされているT期間は、第２タップ７１BのFD５３Bに電荷が蓄積され、蓄積電荷量に応じた検出信号SIG2がカラム処理部４３に出力される。また、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２CがオンとされているT期間は、第３タップ７１CのFD５３Cに電荷が蓄積され、蓄積電荷量に応じた検出信号SIG3がカラム処理部４３に出力される。第１タップ７１AのFD５３Aと、第４タップ７１DのFD５３Dは使用されない。
＜８．画素の第３の駆動制御例＞
次に、図６の画素５０で実行可能な第３の駆動制御について説明する。
図１３は、画素５０の電荷蓄積期間中の第３の駆動制御を示すタイミングチャートである。
第３の駆動制御は、電荷蓄積期間中に、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２Aと、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２Cに印加される電圧が、第２の駆動制御と異なり、他の駆動は第２の駆動制御と同様である。
具体的には、図１３に示されるように、電荷蓄積期間中、第１タップ７１Aの転送トランジスタ５２AのゲートTGaに、垂直駆動部４２から、常時、Hi’の転送制御信号TXaが供給され、転送トランジスタ５２Aが、常時、オンに制御されるとともに、第３タップ７１Cの転送トランジスタ５２CのゲートTGcにも、常時、Hi’の転送制御信号TXcが供給され、転送トランジスタ５２Cも、常時、オンに制御される。
ここで、転送トランジスタ５２Aおよび５２Cに供給される転送制御信号TXaおよびTXcのHi’レベルの印加電圧は、第２の駆動制御において転送トランジスタ５２AのゲートTGaに印加されるHiレベルや、PD５１で生成された不要電荷を、２つのVDDコンタクト８１へ排出する際にオンされるHiレベルよりも低めに調整された電圧とされる。例えば、不要電荷を２つのVDDコンタクト８１へ排出する際の７０乃至８０％程度の電圧とされる。これにより、転送トランジスタ５２Aおよび５２Cをオンしたときのポテンシャルを、転送トランジスタ５２Bまたは５２Dをオンしたときのポテンシャルよりも高くすることで、電荷蓄積期間中にPD５１で生成された電荷がVDDコンタクト８１へ排出されることが防止される。
第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dについては、垂直駆動部４２は、第２の駆動制御と同様に、照射時間Tごとに、交互にオンオフさせる。
これにより、図１４の右側に示される状態１１１aのように、PD５１で生成された電荷が、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）および第２タップ７１BのFD５３B（拡散層FDb）へ転送される動作と、図１４の左側に示される状態１１１ｂのように、第３タップ７１CのFD５３C（拡散層FDc）および第４タップ７１DのFD５３D（拡散層FDd）へ転送される動作が、交互に実行される。状態１１１aは、第１タップ７１A、第２タップ７１B、および第３タップ７１Cの３つの転送トランジスタ５２A乃至Cが同時にオンされた状態であり、状態１１１ｂは、第２タップ７１B、第３タップ７１C、および第４タップ７１Dの３つの転送トランジスタ５２B乃至Dが同時にオンされた状態である。
そして、図１３の下段に示されるように、信号読み出し期間において、第１タップ７１A乃至第４タップ７１DのFD５３A乃至５３Dに蓄積された電荷量に応じた信号が、それぞれ、検出信号SIG1乃至SIG4として、カラム処理部４３に出力される。
FD５３AおよびFD５３Bの電荷蓄積期間は、照射光と同一位相であり、FD５３CおよびFD５３Dの電荷蓄積期間は、照射光と反転位相となっているので、検出信号（SIG1＋SIG2）と検出信号（SIG3＋SIG4）の比に基づき、物体までの距離を求めることができる。なお、検出信号SIG1とSIG4の比、または、検出信号SIG2とSIG3の比のみでも、距離を求めることができる。
＜第３の駆動制御の効果＞
第３の駆動制御によれば、転送トランジスタ５２Aおよび５２Cを、常時、オンに制御することで、オンオフ駆動させる第２タップ７１Bの転送トランジスタ５２Bと第４タップ７１Dの転送トランジスタ５２Dに供給する転送制御信号TXbおよびTXdのHiレベル（の電圧）を第１の駆動制御よりも低くすることができる。そして、低電圧駆動が可能となることで、交互にオンオフ駆動する際の駆動周波数を高めることができる。これにより、第３の駆動制御によれば、第１の駆動制御の２倍の駆動周波数でも十分に駆動が可能である。
また、第３の駆動制御によれば、転送トランジスタ５２Bをオンしたときは、FD５３AとFD５３Bに電荷を蓄積し、転送トランジスタ５２Dをオンしたときは、FD５３C（拡散層FDc）とFD５３Dに電荷を蓄積するので、第２の駆動制御の２倍の電荷量を蓄積することができる。したがって、第２の駆動制御と比べて、ダイナミックレンジを拡大することができる。
＜９．転送トランジスタのゲートの変形例＞
図１５および図１６は、上述した画素５０における転送トランジスタ５２のゲートTGの変形例を示している。
図１５および図１６においては、転送トランジスタ５２のゲートTG以外は、図６に示した画素５０と同様であるので、転送トランジスタ５２のゲートTG以外の説明は省略する。
図１５は、転送トランジスタ５２のゲートTGの第１変形例を示す画素５０Aの平面図である。
図６の画素５０では、転送トランジスタ５２のゲートTGの平面形状が、上述したように、略直角二等辺三角形の形状に形成されていたが、図１５の画素５０Aでは、２本の直線形状が一方の端部で直交する角度で接続されたL字状に形成され、L字状の直角部が、矩形状のPD５１の中心部側に配置されている。
L字状のゲートTGa乃至TGdは、矩形状のPD５１の四隅の対角を結ぶ２本の対角線それぞれを中心線とする所定幅の対角領域を、隣接する転送トランジスタ５２の間隙領域として、相互に離間して配置されている。
駆動制御については、画素５０Aは、上述した第１乃至第３の駆動制御のいずれも適用可能である。例えば、上述した第１の駆動制御の場合、転送トランジスタ５２Aと転送トランジスタ５２Bが同時にオンされると、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２AのゲートTGaと、転送トランジスタ５２BのゲートTGbとの間隙領域を通って、第１タップ７１AのFD５３A（拡散層FDa）へ転送される。
また例えば、転送トランジスタ５２Bと転送トランジスタ５２Cが同時にオンされると、PD５１で生成された電荷が、転送トランジスタ５２BのゲートTGbと、転送トランジスタ５２CのゲートTGcとの間隙領域を通って、第２タップ７１BのFD５３B（拡散層FDb）へ転送される。
図１５の画素５０Aは、図６の画素５０と比較すると、ゲートTGの形成面積が小さいため、ゲート容量を削減することができる。
図１６は、転送トランジスタ５２のゲートTGの第２変形例を示す画素５０Bの平面図である。
図１６の画素５０Bも、図１５の画素５０Aと同様に、転送トランジスタ５２のゲートTGの平面形状がL字状に形成されている。ただし、図１６の転送トランジスタ５２のゲートTGのL字状の配置の向きが、図１５に示した画素５０Aの転送トランジスタ５２のゲートTGと異なる。具体的には、図１５の画素５０Aでは、L字状の直角部が、矩形状のPD５１の中心部側に配置されていたが、図１６の画素Bでは、矩形状のPD５１の外周部側に配置されている。
また、図６の画素５０および図１５の画素５０Aの４つの転送トランジスタ５２のゲートTGは線対称かつ点対称に配置されていたが、図１６の画素５０Bの４つの転送トランジスタ５２のゲートTGは、点対称ではあるが、線対称ではない。
さらに、図６の画素５０および図１５の画素５０Aでは、同時にオンされた２つの転送トランジスタ５２のゲートTGの間隙領域が、電荷の転送経路となるが、図１６の画素５０Bでは、同時にオンされた２つの転送トランジスタ５２のゲートTG下の領域が、電荷の転送経路となる。
＜その他の変形例＞
上述した例では、転送トランジスタ５２のゲートTGを半導体基板の上面に平板状に形成された平面型トランジスタであるとして説明したが、ゲートTGを半導体基板の深さ方向に埋め込んで形成する埋め込みゲート電極構造の縦型トランジスタで形成してもよい。縦型トランジスタで形成した場合のゲートTGの平面形状は、上述した例と同様となる。
＜１０．電子機器の構成例＞
上述した測距装置１は、例えば、スマートフォン、タブレット型端末、携帯電話機、パーソナルコンピュータ、ゲーム機、テレビ受像機、ウェアラブル端末、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの電子機器に搭載することができる。
図１７は、測距装置を搭載した電子機器としてのスマートフォンの構成例を示すブロック図である。
図１７に示すように、スマートフォン２０１は、測距モジュール２０２、撮像装置２０３、ディスプレイ２０４、スピーカ２０５、マイクロフォン２０６、通信モジュール２０７、センサユニット２０８、タッチパネル２０９、および制御ユニット２１０が、バス２１１を介して接続されて構成される。また、制御ユニット２１０では、CPUがプログラムを実行することによって、アプリケーション処理部２２１およびオペレーションシステム処理部２２２としての機能を備える。
測距モジュール２０２には、図１の測距装置１が適用される。例えば、測距モジュール２０２は、スマートフォン２０１の前面に配置され、スマートフォン２０１のユーザを対象とした測距を行うことにより、そのユーザの顔や手、指などの表面形状のデプス値を測距結果として出力することができる。
撮像装置２０３は、スマートフォン２０１の前面に配置され、スマートフォン２０１のユーザを被写体とした撮像を行うことにより、そのユーザが写された画像を取得する。なお、図示しないが、スマートフォン２０１の背面にも撮像装置２０３が配置された構成としてもよい。
ディスプレイ２０４は、アプリケーション処理部２２１およびオペレーションシステム処理部２２２による処理を行うための操作画面や、撮像装置２０３が撮像した画像などを表示する。スピーカ２０５およびマイクロフォン２０６は、例えば、スマートフォン２０１により通話を行う際に、相手側の音声の出力、および、ユーザの音声の収音を行う。
通信モジュール２０７は、通信ネットワークを介した通信を行う。センサユニット２０８は、速度や加速度、近接などをセンシングし、タッチパネル２０９は、ディスプレイ２０４に表示されている操作画面に対するユーザによるタッチ操作を取得する。
アプリケーション処理部２２１は、スマートフォン２０１によって様々なサービスを提供するための処理を行う。例えば、アプリケーション処理部２２１は、測距モジュール２０２から供給されるデプスに基づいて、ユーザの表情をバーチャルに再現したコンピュータグラフィックスによる顔を作成し、ディスプレイ２０４に表示する処理を行うことができる。また、アプリケーション処理部２２１は、測距モジュール２０２から供給されるデプスに基づいて、例えば、任意の立体的な物体の三次元形状データを作成する処理を行うことができる。
オペレーションシステム処理部２２２は、スマートフォン２０１の基本的な機能および動作を実現するための処理を行う。例えば、オペレーションシステム処理部２２２は、測距モジュール２０２から供給されるデプス値に基づいて、ユーザの顔を認証し、スマートフォン２０１のロックを解除する処理を行うことができる。また、オペレーションシステム処理部２２２は、測距モジュール２０２から供給されるデプス値に基づいて、例えば、ユーザのジェスチャを認識する処理を行い、そのジェスチャに従った各種の操作を入力する処理を行うことができる。
このように構成されているスマートフォン２０１では、上述した測距装置１を適用することで、例えば、測距精度を向上させた測距情報を生成、出力することができる。
＜１１．移動体への応用例＞
本開示に係る技術（本技術）は、様々な製品へ応用することができる。例えば、本開示に係る技術は、自動車、電気自動車、ハイブリッド電気自動車、自動二輪車、自転車、パーソナルモビリティ、飛行機、ドローン、船舶、ロボット等のいずれかの種類の移動体に搭載される装置として実現されてもよい。
図１８は、本開示に係る技術が適用され得る移動体制御システムの一例である車両制御システムの概略的な構成例を示すブロック図である。
車両制御システム１２０００は、通信ネットワーク１２００１を介して接続された複数の電子制御ユニットを備える。図１８に示した例では、車両制御システム１２０００は、駆動系制御ユニット１２０１０、ボディ系制御ユニット１２０２０、車外情報検出ユニット１２０３０、車内情報検出ユニット１２０４０、及び統合制御ユニット１２０５０を備える。また、統合制御ユニット１２０５０の機能構成として、マイクロコンピュータ１２０５１、音声画像出力部１２０５２、及び車載ネットワークＩ／Ｆ（ｉｎｔｅｒｆａｃｅ）１２０５３が図示されている。
駆動系制御ユニット１２０１０は、各種プログラムにしたがって車両の駆動系に関連する装置の動作を制御する。例えば、駆動系制御ユニット１２０１０は、内燃機関又は駆動用モータ等の車両の駆動力を発生させるための駆動力発生装置、駆動力を車輪に伝達するための駆動力伝達機構、車両の舵角を調節するステアリング機構、及び、車両の制動力を発生させる制動装置等の制御装置として機能する。
ボディ系制御ユニット１２０２０は、各種プログラムにしたがって車体に装備された各種装置の動作を制御する。例えば、ボディ系制御ユニット１２０２０は、キーレスエントリシステム、スマートキーシステム、パワーウィンドウ装置、あるいは、ヘッドランプ、バックランプ、ブレーキランプ、ウィンカー又はフォグランプ等の各種ランプの制御装置として機能する。この場合、ボディ系制御ユニット１２０２０には、鍵を代替する携帯機から発信される電波又は各種スイッチの信号が入力され得る。ボディ系制御ユニット１２０２０は、これらの電波又は信号の入力を受け付け、車両のドアロック装置、パワーウィンドウ装置、ランプ等を制御する。
車外情報検出ユニット１２０３０は、車両制御システム１２０００を搭載した車両の外部の情報を検出する。例えば、車外情報検出ユニット１２０３０には、撮像部１２０３１が接続される。車外情報検出ユニット１２０３０は、撮像部１２０３１に車外の画像を撮像させるとともに、撮像された画像を受信する。車外情報検出ユニット１２０３０は、受信した画像に基づいて、人、車、障害物、標識又は路面上の文字等の物体検出処理又は距離検出処理を行ってもよい。
撮像部１２０３１は、光を受光し、その光の受光量に応じた電気信号を出力する光センサである。撮像部１２０３１は、電気信号を画像として出力することもできるし、測距の情報として出力することもできる。また、撮像部１２０３１が受光する光は、可視光であっても良いし、赤外線等の非可視光であっても良い。
車内情報検出ユニット１２０４０は、車内の情報を検出する。車内情報検出ユニット１２０４０には、例えば、運転者の状態を検出する運転者状態検出部１２０４１が接続される。運転者状態検出部１２０４１は、例えば運転者を撮像するカメラを含み、車内情報検出ユニット１２０４０は、運転者状態検出部１２０４１から入力される検出情報に基づいて、運転者の疲労度合い又は集中度合いを算出してもよいし、運転者が居眠りをしていないかを判別してもよい。
マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車内外の情報に基づいて、駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置の制御目標値を演算し、駆動系制御ユニット１２０１０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両の衝突回避あるいは衝撃緩和、車間距離に基づく追従走行、車速維持走行、車両の衝突警告、又は車両のレーン逸脱警告等を含むＡＤＡＳ（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｄｒｉｖｅｒ Ａｓｓｉｓｔａｎｃｅ Ｓｙｓｔｅｍ）の機能実現を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０又は車内情報検出ユニット１２０４０で取得される車両の周囲の情報に基づいて駆動力発生装置、ステアリング機構又は制動装置等を制御することにより、運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
また、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で取得される車外の情報に基づいて、ボディ系制御ユニット１２０２０に対して制御指令を出力することができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車外情報検出ユニット１２０３０で検知した先行車又は対向車の位置に応じてヘッドランプを制御し、ハイビームをロービームに切り替える等の防眩を図ることを目的とした協調制御を行うことができる。
音声画像出力部１２０５２は、車両の搭乗者又は車外に対して、視覚的又は聴覚的に情報を通知することが可能な出力装置へ音声及び画像のうちの少なくとも一方の出力信号を送信する。図１８の例では、出力装置として、オーディオスピーカ１２０６１、表示部１２０６２及びインストルメントパネル１２０６３が例示されている。表示部１２０６２は、例えば、オンボードディスプレイ及びヘッドアップディスプレイの少なくとも一つを含んでいてもよい。
図１９は、撮像部１２０３１の設置位置の例を示す図である。
図１９では、車両１２１００は、撮像部１２０３１として、撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５を有する。
撮像部１２１０１，１２１０２，１２１０３，１２１０４，１２１０５は、例えば、車両１２１００のフロントノーズ、サイドミラー、リアバンパ、バックドア及び車室内のフロントガラスの上部等の位置に設けられる。フロントノーズに備えられる撮像部１２１０１及び車室内のフロントガラスの上部に備えられる撮像部１２１０５は、主として車両１２１００の前方の画像を取得する。サイドミラーに備えられる撮像部１２１０２，１２１０３は、主として車両１２１００の側方の画像を取得する。リアバンパ又はバックドアに備えられる撮像部１２１０４は、主として車両１２１００の後方の画像を取得する。撮像部１２１０１及び１２１０５で取得される前方の画像は、主として先行車両又は、歩行者、障害物、信号機、交通標識又は車線等の検出に用いられる。
なお、図１９には、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮影範囲の一例が示されている。撮像範囲１２１１１は、フロントノーズに設けられた撮像部１２１０１の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１２，１２１１３は、それぞれサイドミラーに設けられた撮像部１２１０２，１２１０３の撮像範囲を示し、撮像範囲１２１１４は、リアバンパ又はバックドアに設けられた撮像部１２１０４の撮像範囲を示す。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４で撮像された画像データが重ね合わせられることにより、車両１２１００を上方から見た俯瞰画像が得られる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、距離情報を取得する機能を有していてもよい。例えば、撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、複数の撮像素子からなるステレオカメラであってもよいし、位相差検出用の画素を有する撮像素子であってもよい。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を基に、撮像範囲１２１１１ないし１２１１４内における各立体物までの距離と、この距離の時間的変化（車両１２１００に対する相対速度）を求めることにより、特に車両１２１００の進行路上にある最も近い立体物で、車両１２１００と略同じ方向に所定の速度（例えば、０ｋｍ／ｈ以上）で走行する立体物を先行車として抽出することができる。さらに、マイクロコンピュータ１２０５１は、先行車の手前に予め確保すべき車間距離を設定し、自動ブレーキ制御（追従停止制御も含む）や自動加速制御（追従発進制御も含む）等を行うことができる。このように運転者の操作に拠らずに自律的に走行する自動運転等を目的とした協調制御を行うことができる。
例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４から得られた距離情報を元に、立体物に関する立体物データを、２輪車、普通車両、大型車両、歩行者、電柱等その他の立体物に分類して抽出し、障害物の自動回避に用いることができる。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、車両１２１００の周辺の障害物を、車両１２１００のドライバが視認可能な障害物と視認困難な障害物とに識別する。そして、マイクロコンピュータ１２０５１は、各障害物との衝突の危険度を示す衝突リスクを判断し、衝突リスクが設定値以上で衝突可能性がある状況であるときには、オーディオスピーカ１２０６１や表示部１２０６２を介してドライバに警報を出力することや、駆動系制御ユニット１２０１０を介して強制減速や回避操舵を行うことで、衝突回避のための運転支援を行うことができる。
撮像部１２１０１ないし１２１０４の少なくとも１つは、赤外線を検出する赤外線カメラであってもよい。例えば、マイクロコンピュータ１２０５１は、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在するか否かを判定することで歩行者を認識することができる。かかる歩行者の認識は、例えば赤外線カメラとしての撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像における特徴点を抽出する手順と、物体の輪郭を示す一連の特徴点にパターンマッチング処理を行って歩行者か否かを判別する手順によって行われる。
マイクロコンピュータ１２０５１が、撮像部１２１０１ないし１２１０４の撮像画像中に歩行者が存在すると判定し、歩行者を認識すると、音声画像出力部１２０５２は、当該認識された歩行者に強調のための方形輪郭線を重畳表示するように、表示部１２０６２を制御する。また、音声画像出力部１２０５２は、歩行者を示すアイコン等を所望の位置に表示するように表示部１２０６２を制御してもよい。
以上、本開示に係る技術が適用され得る車両制御システムの一例について説明した。本開示に係る技術は、以上説明した構成のうち、車外情報検出ユニット１２０３０や車内情報検出ユニット１２０４０に適用され得る。具体的には、車外情報検出ユニット１２０３０や車内情報検出ユニット１２０４０として測距装置１による測距を利用することで、運転者のジェスチャを認識する処理を行い、そのジェスチャに従った各種（例えば、オーディオシステム、ナビゲーションシステム、エアーコンディショニングシステム）の操作を実行したり、より正確に運転者の状態を検出することができる。また、測距装置１による測距を利用して、路面の凹凸を認識して、サスペンションの制御に反映させたりすることができる。
本技術の実施の形態は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本技術の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。
本明細書において複数説明した本技術は、矛盾が生じない限り、それぞれ独立に単体で実施することができる。もちろん、任意の複数の本技術を併用して実施することもできる。例えば、いずれかの実施の形態において説明した本技術の一部または全部を、他の実施の形態において説明した本技術の一部または全部と組み合わせて実施することもできる。また、上述した任意の本技術の一部または全部を、上述していない他の技術と併用して実施することもできる。
また、例えば、１つの装置（または処理部）として説明した構成を分割し、複数の装置（または処理部）として構成するようにしてもよい。逆に、以上において複数の装置（または処理部）として説明した構成をまとめて１つの装置（または処理部）として構成されるようにしてもよい。また、各装置（または各処理部）の構成に上述した以外の構成を付加するようにしてももちろんよい。さらに、システム全体としての構成や動作が実質的に同じであれば、ある装置（または処理部）の構成の一部を他の装置（または他の処理部）の構成に含めるようにしてもよい。
なお、本明細書に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものではなく、本明細書に記載されたもの以外の効果があってもよい。
なお、本技術は、以下の構成を取ることができる。
（１）
少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える
を備える受光装置。
（２）
前記ゲートに所定値以上の電圧が印加される期間である前記転送トランジスタのオン期間は、前記２つの転送トランジスタで半分ずれている
前記（１）に記載の受光装置。
（３）
前記転送トランジスタのオン期間は、前記光電変換部で受光される反射光の照射時間の２倍の時間である
前記（２）に記載の受光装置。
（４）
前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
隣接する２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
前記（１）乃至（３）のいずれかに記載の受光装置。
（５）
前記電荷は、所定値以上の電圧が同時に印加された、隣接する２つの前記転送トランジスタのゲートの間隙領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
前記（４）に記載の受光装置。
（６）
前記転送トランジスタのゲートの平面形状は、略直角三角形状であり、前記略直角三角形状の直角部が、前記光電変換部の中心部側に配置されている
前記（４）または（５）に記載の受光装置。
（７）
前記画素は、４つの前記FDを有し、
４つの前記FDは、矩形状の前記光電変換部の四隅の角部に配置されている
前記（４）乃至（６）のいずれかに記載の受光装置。
（８）
４つの前記転送トランジスタは、ゲートに所定値以上の電圧が、順次、印加されるように構成されている
前記（４）乃至（７）のいずれかに記載の受光装置。
（９）
４つの前記FDのうち、対角方向の２つのFDどうしが電気的に接続されている
前記（７）に記載の受光装置。
（１０）
前記電荷は、前記２つの転送トランジスタのゲートに印加される電圧の合計値が所定値以上となった期間に、前記所定のFDに転送されるように構成されている
前記（１）乃至（９）のいずれかに記載の受光装置。
（１１）
前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
４つの前記転送トランジスタのうちの１つである第１の転送トランジスタのゲートには、所定値以上の電圧が常時印加された状態に制御され、
前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタに所定値以上の電圧が印加されることで、２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
前記（１）または（１０）に記載の受光装置。
（１２）
前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタとして、対向する第２および第３の転送トランジスタを有し、
前記第２および第３の転送トランジスタのゲートに、所定値以上の電圧が、交互に印加されるように構成されている
前記（１１）に記載の受光装置。
（１３）
前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が印加される期間であるオン期間は、前記光電変換部で受光される反射光の照射時間と同一の時間である
前記（１１）または（１２）に記載の受光装置。
（１４）
前記第１の転送トランジスタに対向する第４の転送トランジスタは、常時、非アクティブ状態に制御されるように構成されている
前記（１１）乃至（１３）のいずれかに記載の受光装置。
（１５）
前記第４の転送トランジスタのゲートには、常時、負バイアスが印加されるように構成されている
前記（１４）に記載の受光装置。
（１６）
前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
４つの前記転送トランジスタのうちの対向する２つの転送トランジスタである第１および第２の転送トランジスタのゲートには、所定値以上の電圧が常時印加された状態に制御され、
対向する他の２つの転送トランジスタである第３および第４の転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が交互に印加されることで、３つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
前記（１）または（１０）に記載の受光装置。
（１７）
前記転送トランジスタのゲートの平面形状はL字状であり、
前記電荷が、所定値以上の電圧が同時に印加された、２つの前記転送トランジスタのゲートの間隙領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の受光装置。
（１８）
前記転送トランジスタのゲートの平面形状はL字状であり、
前記電荷が、所定値以上の電圧が同時に印加された、２つの前記転送トランジスタのゲート下の領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
前記（１）乃至（１６）のいずれかに記載の受光装置。
（１９）
前記転送トランジスタは、縦型トランジスタで構成されている
前記（１）乃至（１８）のいずれかに記載の受光装置。
（２０）
少なくとも２つの転送トランジスタを備える画素を有する受光装置が、
前記画素の少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する
受光装置の駆動制御方法。
（２１）
所定の光源と、
前記所定の光源から照射された照射光が物体で反射されて返ってきた反射光を受光する受光装置と
を備え、
前記受光装置は、
少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える
測距装置。
１ 測距装置， １２ 受光部（受光装置）， １３ 信号処理部， １４ 発光部（発光源）， １５ 発光制御部， ４１ 画素アレイ部， ５０，５０’，５０A，５０B 画素， ５１ PD， SW_A乃至SW_D スイッチ， ５２（５２A乃至５２D） 転送トランジスタ， TG ゲート， TX 転送制御信号， ５３（５３A乃至５３D） FD， ５４（５４A乃至５４D） リセットトランジスタ， ５５（５５A乃至５５D） フィードバックイネーブルトランジスタ， ５６（５６A乃至５６D） 増幅トランジスタ， ５７（５７A乃至５７D） 選択トランジスタ， ５８（５８A乃至５８D） 定電流源， ５９（５９A乃至５９D） フィードバックアンプ， ７１A 第１タップ， ７１B 第２タップ， ７１C 第３タップ， ７１D 第４タップ， ８１ VDDコンタクト， ８２ Wellコンタクト， １２１ac，１２１bd 接続線， ２０１ スマートフォン， ２０２ 測距モジュール

Claims (21)

  1. 少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える
    受光装置。
  2. 前記ゲートに所定値以上の電圧が印加される期間である前記転送トランジスタのオン期間は、前記２つの転送トランジスタで半分ずれている
    請求項１に記載の受光装置。
  3. 前記転送トランジスタのオン期間は、前記光電変換部で受光される反射光の照射時間の２倍の時間である
    請求項２に記載の受光装置。
  4. 前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
    隣接する２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  5. 前記電荷は、所定値以上の電圧が同時に印加された、隣接する２つの前記転送トランジスタのゲートの間隙領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
    請求項４に記載の受光装置。
  6. 前記転送トランジスタのゲートの平面形状は、略直角三角形状であり、前記略直角三角形状の直角部が、前記光電変換部の中心部側に配置されている
    請求項４に記載の受光装置。
  7. 前記画素は、４つの前記FDを有し、
    ４つの前記FDは、矩形状の前記光電変換部の四隅の角部に配置されている
    請求項４に記載の受光装置。
  8. ４つの前記転送トランジスタは、ゲートに所定値以上の電圧が、順次、印加されるように構成されている
    請求項４に記載の受光装置。
  9. ４つの前記FDのうち、対角方向の２つのFDどうしが電気的に接続されている
    請求項７に記載の受光装置。
  10. 前記電荷は、前記２つの転送トランジスタのゲートに印加される電圧の合計値が所定値以上となった期間に、前記所定のFDに転送されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  11. 前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
    ４つの前記転送トランジスタのうちの１つである第１の転送トランジスタのゲートには、所定値以上の電圧が常時印加された状態に制御され、
    前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタに所定値以上の電圧が印加されることで、２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  12. 前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタとして、対向する第２および第３の転送トランジスタを有し、
    前記第２および第３の転送トランジスタのゲートに、所定値以上の電圧が、交互に印加されるように構成されている
    請求項１１に記載の受光装置。
  13. 前記第１の転送トランジスタに隣接する転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が印加される期間であるオン期間は、前記光電変換部で受光される反射光の照射時間と同一の時間である
    請求項１１に記載の受光装置。
  14. 前記第１の転送トランジスタに対向する第４の転送トランジスタは、常時、非アクティブ状態に制御されるように構成されている
    請求項１１に記載の受光装置。
  15. 前記第４の転送トランジスタのゲートには、常時、負バイアスが印加されるように構成されている
    請求項１４に記載の受光装置。
  16. 前記画素は、４つの前記転送トランジスタを有し、
    ４つの前記転送トランジスタのうちの対向する２つの転送トランジスタである第１および第２の転送トランジスタのゲートには、所定値以上の電圧が常時印加された状態に制御され、
    対向する他の２つの転送トランジスタである第３および第４の転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が交互に印加されることで、３つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  17. 前記転送トランジスタのゲートの平面形状はL字状であり、
    前記電荷が、所定値以上の電圧が同時に印加された、２つの前記転送トランジスタのゲートの間隙領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  18. 前記転送トランジスタのゲートの平面形状はL字状であり、
    前記電荷が、所定値以上の電圧が同時に印加された、２つの前記転送トランジスタのゲート下の領域を通って、前記所定のFDに転送されるように構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  19. 前記転送トランジスタは、縦型トランジスタで構成されている
    請求項１に記載の受光装置。
  20. 少なくとも２つの転送トランジスタを備える画素を有する受光装置が、
    前記画素の少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する
    受光装置の駆動制御方法。
  21. 所定の光源と、
    前記所定の光源から照射された照射光が物体で反射されて返ってきた反射光を受光する受光装置と
    を備え、
    前記受光装置は、
    少なくとも２つの転送トランジスタのゲートに所定値以上の電圧が同時に印加された場合に、光電変換部で生成された電荷を所定のFDに転送する画素を備える
    測距装置。
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