JP7129199B2 - 光検出装置、光検出システム及び移動体 - Google Patents

光検出装置、光検出システム及び移動体 Download PDF

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Description

本発明は、光検出装置、光検出システム及び移動体に関する。
従来、アバランシェ（電子なだれ）倍増を利用し、単一光子レベルの微弱光を検出可能な光検出装置が知られている。特許文献１は、光電変換部を構成するＰＮ接合領域において、光電変換部に入射された単一光子に起因する光電荷がアバランシェ増幅を起こすＳＰＡＤ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｐｈｏｔｏｎ Ａｖａｌａｎｃｈｅ Ｄｉｏｄｅ）を開示している。
また、特許文献１のＳＰＡＤにおいては、半導体基板の表面に高い不純物濃度のＰ型半導体領域が配され、Ｐ型半導体領域の下部にはＮ型半導体領域が配されている。Ｎ型半導体領域はＮ型のエピタキシャル層に含まれるように配される。Ｐ型半導体領域とＮ型半導体領域とはＰＮ接合を構成し、ＰＮ接合には逆バイアス電圧が印加されている。
米国特許第９２０９３３６号明細書
アバランシェダイオードを用いた光検出装置の検出性能を向上させるための手法の１つとして、画素からの電荷の漏洩を低減することが挙げられる。特許文献１には画素間に絶縁体材料を含む絶縁領域を設ける手法が開示されている。本発明は、他の手法により検出性能を向上し得る光検出装置を提供することを目的とする。
本発明の一観点によれば、アバランシェダイオードを含む画素が配された画素部を有し、少なくとも前記アバランシェダイオードが第１面を有する半導体基板に設けられた光検出装置であって、前記アバランシェダイオードは、第１の深さに配された第１導電型の第１半導体領域と、前記第１の深さにおいて前記第１半導体領域に接して配された第２半導体領域と、前記第１の深さよりも前記第１面に対して深い第２の深さに配された第３半導体領域と、前記第２の深さにおいて前記第３半導体領域に接して配された、前記第１導電型と反対の導電型である第２導電型の第４半導体領域と、前記第２の深さよりも前記第１面に対して深い第３の深さに配された第５半導体領域と、前記第１面の上に設けられ、前記第１半導体領域を介して前記第３半導体領域に電気的に接続された第１の電極と、前記第１面の上に設けられ、前記第４半導体領域に電気的に接続された第２の電極と、を有し、前記第１面に対して垂直な方向からの平面視において、前記第１半導体領域は、前記第３半導体領域の少なくとも一部と重なっており、前記平面視において、前記第２半導体領域は、前記第４半導体領域の少なくとも一部と重なっており、前記第５半導体領域において発生した前記第１導電型の信号電荷を、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される逆バイアスの電位差により、前記第３半導体領域と前記第４半導体領域との間の領域でアバランシェ増倍するように構成されており、前記平面視において、前記第１半導体領域から前記第５半導体領域までを囲うように配された、前記第２導電型の第６半導体領域と、前記第１面の上に設けられ、前記第６半導体領域に電気的に接続された第３の電極と、を更に有し、前記第１の電極と前記第３の電極との間に、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電位差とは異なる逆バイアスの電位差が印加されるように構成されている光検出装置が提供される。
本発明によれば、検出性能を向上し得る光検出装置を提供することができる。
第１実施形態に係る光検出装置の概略構成を示すブロック図である。 第１実施形態に係る画素の構成例を示す回路図である。 第１実施形態に係る光電変換部の断面模式図である。 第１実施形態に係る光電変換部の平面模式図である。 第１実施形態に係る電位供給部の構成例を示す回路図である。 第２実施形態に係る光検出システムのブロック図である。 第３実施形態に係る光検出システムのブロック図である。 第４実施形態に係る光検出システム及び移動体の構成例を示す図である。
以下に、本発明の好ましい実施形態を、添付の図面を参照しつつ説明する。複数の図面にわたって対応する要素には共通の符号を付し、その説明を省略又は簡略化することがある。
［第１実施形態］
第１実施形態に係る光検出装置について、図１乃至図５を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係る光検出装置１０１０の概略構成を示すブロック図である。光検出装置１０１０は、垂直走査回路部１０３、水平走査回路部１０４、列回路１０５、画素部１０６、信号線１０７、出力回路１０８及び制御パルス生成部１０９を有している。
画素部１０６は、行列状に配された複数の画素１００を有している。画素１００は、光電変換素子１０１及び画素信号処理部１０２を含む。光電変換素子１０１は入射された光を光電変換して電気信号に変換する。画素信号処理部１０２は、変換された電気信号を列回路１０５に出力する。
なお、本明細書において、「光」とはあらゆる波長の電磁波を含み得る。すなわち、「光」は、可視光に限定されるものではなく、赤外線、紫外線、Ｘ線、ガンマ線等の不可視光を含み得る。
制御パルス生成部１０９は、垂直走査回路部１０３、水平走査回路部１０４及び列回路１０５を駆動する制御パルスを生成し、これらの各部に供給する。これにより、制御パルス生成部１０９は、各部の駆動タイミング等の制御を行う。
垂直走査回路部１０３は、制御パルス生成部１０９から供給された制御パルスに基づいて、複数の画素１００の各々に制御パルスを供給する。図１に示されているように、垂直走査回路部１０３は、画素部１０６の行ごとに設けられている制御信号線を介して各画素１００に対して行ごとに制御パルスを供給する。垂直走査回路部１０３にはシフトレジスタ、アドレスデコーダ等の論理回路が用いられ得る。
画素部１０６の列ごとに設けられている信号線１０７は、垂直走査回路部１０３により選択された行の画素１００から出力された信号を電位信号として画素１００の後段の列回路１０５に伝送する。列回路１０５は、信号線１０７を介して入力された各画素１００の信号に対して所定の処理を行う。所定の処理とは、例えば、入力された信号のノイズ除去、増幅、出力形式の変換等の処理である。これらの機能を実現するため、列回路１０５は、パラレル－シリアル変換回路等を有し得る。
水平走査回路部１０４は、制御パルス生成部１０９から供給された制御パルスに基づいて、所定の処理が行われた信号を出力回路１０８へ順次出力するための制御パルスを列回路１０５に供給する。出力回路１０８は、バッファアンプ、差動増幅器等を含み、列回路１０５から出力された信号を光検出装置１０１０の外部の記録部又は信号処理部に出力する。
図１において、画素部１０６内における画素１００の配列は一次元状であってもよく、画素１００が１つのみであってもよい。画素部１０６内における画素１００がいくつかのブロックに分割されている場合には、垂直走査回路部１０３、水平走査回路部１０４及び列回路１０５は、各ブロックに対応して複数個配置されていてもよい。また、水平走査回路部１０４及び列回路１０５は、列ごとに配置されていてもよい。
画素信号処理部１０２が、すべての画素１００に１つずつ設けられていることは必須ではない。例えば、複数の画素１００によって１つの画素信号処理部１０２が共有されていてもよい。この場合、画素信号処理部１０２は、各光電変換素子１０１から出力された信号を順次処理することにより、各画素に対して信号処理の機能を提供する。
また、画素信号処理部１０２は、光電変換素子１０１が設けられている半導体基板とは異なる半導体基板に設けられていてもよい。この場合、光電変換素子１０１の受光可能な面積の割合（開口率）を向上させることにより、感度を向上させることができる。この場合、光電変換素子１０１と画素信号処理部１０２とは、画素１００ごとに設けられた接続配線を介して電気的に接続される。更に、垂直走査回路部１０３、水平走査回路部１０４、列回路１０５及び信号線１０７も画素信号処理部１０２と同様に、光電変換素子１０１が設けられている半導体基板とは異なる半導体基板に設けられていてもよい。
図２は、本実施形態に係る画素１００の構成例を示す回路図である。画素１００は光電変換素子１０１及び画素信号処理部１０２を有する。光電変換素子１０１は、光電変換部２０１と制御部２０２とを有する。
光電変換部２０１は、光電変換により入射光に応じた電荷対を生成する。光電変換部２０１には、アバランシェダイオードが用いられる。光電変換部２０１のアノード及びカソードにはそれぞれ所定の電位が供給される。光電変換部２０１のカソードに供給される電位は、アノードに供給される電位よりも高い。これらの電位は、複数の電源線を介して光検出装置１０１０内の電位供給部３００から供給される。
ここで、光電変換部２０１のアノードとカソードには、光電変換部２０１に生じた電荷がアバランシェ増幅を起こしうるような逆バイアスの電位差が印加される電位が供給される。このような逆バイアスの電位差を供給した状態で、入射光によって電荷が生じると、アバランシェ増幅によりアバランシェ電流が発生する。
なお、逆バイアスの電位差が供給される場合において、アノードとカソードとの間の電位差がアバランシェダイオードの降伏電圧より大きいときには、アバランシェダイオードはガイガーモードで動作する。ガイガーモードにおいて単一光子レベルの微弱信号を高速検出するフォトダイオードはＳＰＡＤと呼ばれる。
また、光電変換部２０１のアノードとカソードとの間の電位差が、光電変換部２０１に生じた電荷がアバランシェ増幅を起こす電位差以上かつ降伏電圧以下である場合には、アバランシェダイオードは線形モードで動作する。線形モードにおいて光検出を行うアバランシェダイオードはアバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）と呼ばれる。本実施形態においては、光電変換部２０１は、ＳＰＡＤとＡＰＤのどちらのアバランシェダイオードとして動作してもよい。
制御部２０２は、電位供給部３００及び光電変換部２０１に接続される。制御部２０２は、光電変換部２０１で生じたアバランシェ電流の変化を電圧信号に置き換える機能を有する。更に、制御部２０２は、アバランシェ増幅による信号増幅時に負荷回路（クエンチ回路）として機能し、光電変換部２０１に供給する電圧を抑制することで、アバランシェ増幅を抑制する機能を有する（クエンチ動作）。制御部２０２を構成する回路素子の具体例としては、抵抗素子又はアクティブクエンチ回路が挙げられる。アクティブクエンチ回路は、アバランシェ電流の増加を検出してフィードバック制御を行うことによりアバランシェ増幅を能動的に抑制する。
画素信号処理部１０２は、波形整形部２０３、選択回路２０６及びカウンタ回路２０９を有する。波形整形部２０３は、光電変換素子１０１から単一光子レベルの信号電圧が入力されたときに、電圧変化を整形して、パルス信号を出力する。波形整形部２０３を構成する回路素子の具体例としては、インバータ回路が挙げられる。図２には、波形整形部２０３として、１つのインバータ回路が設けられている回路構成が示されているが、波形整形効果があればその他の回路を用いてもよい。例えば、波形整形部２０３は、複数のインバータ回路を直列接続した回路であってもよい。
カウンタ回路２０９は、波形整形部２０３から出力されたパルス信号のパルスの個数をカウントする。カウンタ回路２０９は、例えば、Ｎ－ｂｉｔカウンタ（Ｎ：正の整数）であり得る。この場合、カウンタ回路２０９はパルスの個数を最大で約２のＮ乗個までカウントすることが可能である。カウント数は、検出信号としてカウンタ回路２０９に保持される。また、カウンタ回路２０９には、図１に示されている垂直走査回路部１０３から駆動線２０７を介して制御パルスｐＲＥＳが供給され得る。制御パルスｐＲＥＳがカウンタ回路２０９に供給されると、保持されているカウント数がリセットされる。
選択回路２０６は、カウンタ回路２０９と信号線１０７との間の電気的な接続・非接続を切り替える。選択回路２０６には、図１に示されている垂直走査回路部１０３から駆動線２０８を介して制御パルスｐＳＥＬが供給される。制御パルスｐＳＥＬが選択回路２０６に供給されると、制御パルスｐＳＥＬのレベルに応じてカウンタ回路２０９と信号線１０７との間の電気的な接続・非接続が切り替わる。選択回路２０６には、例えば、トランジスタ、画素１００の外部に信号を出力するためのバッファ回路等が含まれ得る。カウンタ回路２０９と信号線１０７との間が電気的に接続されると、カウンタ回路２０９に保持されている検出信号のカウント値を示すデジタル信号が信号線１０７に伝達される。
なお、選択回路２０６に代えて、制御部２０２と光電変換部２０１との間、光電変換素子１０１と画素信号処理部１０２との間等のノードにトランジスタ等のスイッチが設けられていてもよい。この場合も、スイッチの接続・非接続を切り替えることにより、選択回路２０６と同様の機能が実現され得る。同様に、制御部２０２又は光電変換素子１０１に供給される電位の供給の有無をトランジスタ等のスイッチを用いて切り替えることによっても、選択回路２０６と同様の機能が実現され得る。
画素部１０６の各画素１００は、ローリングシャッタ動作又はグローバル電子シャッタ動作により駆動され得る。各画素１００から取得された信号は、画素部１０６への入射光に基づく画像の生成に用いられ得る。
ローリングシャッタ動作とは、カウンタ回路２０９におけるカウント値のリセットとカウンタ回路２０９からの信号の出力とを行ごとに異なるタイミングで順次行う動作である。グローバル電子シャッタ動作とは、すべての行のカウンタ回路２０９におけるカウントのリセットを同時に行い、その後、カウンタ回路２０９に保持された信号を行ごとに順次出力する動作である。
なお、グローバル電子シャッタ動作を行う場合には、パルスのカウントを行う時間を各行で同一にするため、カウンタ回路２０９のカウントを実行するか否かを切り替える手段を更に追加することが好ましい。カウントを実行するか否かを切り替える手段は、例えば、トランジスタ等のスイッチであり得る。
また、カウンタ回路２０９に代えて時間・デジタル変換回路（Ｔｉｍｅ ｔｏ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ：以下、ＴＤＣと呼称する）及びメモリが設けられていてもよい。この場合、光検出装置１０１０は、パルスを検出したタイミングを取得することができる。
この変形例において、波形整形部２０３から出力されたパルス信号の発生タイミングは、ＴＤＣによってデジタル信号に変換される。ＴＤＣには、パルス信号のタイミングの測定に用いる参照信号として、垂直走査回路部１０３から駆動線を介して、制御パルスｐＲＥＦが供給される。ＴＤＣは、制御パルスｐＲＥＦを時刻の基準として、波形整形部２０３からのパルスの入力時刻に相当するデジタル信号を取得する。
ＴＤＣの回路には、例えば、バッファ回路を直列接続したＤｅｌａｙ Ｌｉｎｅを用いて遅延回路を形成するＤｅｌａｙ Ｌｉｎｅ方式、Ｄｅｌａｙ Ｌｉｎｅをループ状に繋いだ回路を用いるＬｏｏｐｅｄ ＴＤＣ方式等が用いられ得る。ＴＤＣの回路には、その他の方式を用いてもよいが、十分な時間分解能を確保するため、光電変換部２０１の時間分解能と同等以上の時間分解能を達成できる方式であることが好ましい。
ＴＤＣにより取得されたデジタル信号は、１つ又は複数のメモリに保持される。メモリの個数が複数である場合には、選択回路２０６に複数の制御パルスｐＳＥＬを供給することにより、複数のメモリのいずれかから信号線１０７に選択的に信号を出力させることが可能である。
図３は、第１実施形態に係る光電変換部２０１の断面模式図である。光電変換部２０１は、基板１上に形成される半導体素子である。基板１は、シリコン等のｎ型の半導体基板である。基板１は、第１面と、第１面に対向する第２面とを有する。基板１の第１面側には、複数の半導体領域が形成されている。光電変換部２０１は、アバランシェダイオードとして機能するように、各半導体領域の不純物濃度が設定されている。
なお、本実施形態においては、アバランシェダイオードで生じる電子対のうち信号電荷として用いられる電荷の導電型をｎ型とするが、信号電荷として用いられる電荷がｐ型であってもよい。本実施形態の説明におけるｎ型とｐ型とを逆にすることで、信号電荷として用いられる電荷がｐ型である構成が実現される。より一般的な表現として、信号電荷として用いられる電荷の導電型を第１導電型、第１導電型と反対の導電型を第２導電型と呼称する場合もある。
光電変換部２０１は、基板１の上に形成されたｎ型半導体領域２と、ｎ型半導体領域２の上に形成されたｐ型半導体領域３と、ｐ型半導体領域３の上に形成されたｎ型半導体領域４（第５半導体領域）とを有している。ｎ型半導体領域２はエピタキシャル半導体層であり、ｎ型半導体領域２の厚さは、例えば、４μｍから２０μｍまでの範囲から選ばれ得る。
光電変換部２０１は、更に、隣接する画素間を電気的に分離するためのｐ型半導体領域５、６（第６半導体領域）を有している。ｐ型半導体領域５は、ｐ型半導体領域３の上に形成されており、ｐ型半導体領域５とｐ型半導体領域３とは電気的に接続されている。図３に示されている線分ＥＦの深さ（第３の深さ）において、ｐ型半導体領域５は、ｎ型半導体領域４（第５半導体領域）に接して配されている。また、光電変換部２０１は、ｐ型半導体領域５の上部にｐ型半導体領域５と電気的に接続されたｐ型半導体領域６を有している。
ｐ型半導体領域６の上にはコンタクトプラグ１３が形成され、コンタクトプラグ１３の上には配線１６が形成される。ｐ型半導体領域６の不純物濃度は、ｐ型半導体領域５の不純物濃度よりも高い。これにより、ｐ型半導体領域５にコンタクトプラグ１３を接続する場合に比べて、ｐ型半導体領域６とコンタクトプラグ１３との間の接触抵抗が低減される。
また、光電変換部２０１は、ｎ型半導体領域４の上に形成された、ｎ型半導体領域９（第３半導体領域）及びｐ型半導体領域１１（第４半導体領域）を有している。図３に示されている線分ＣＤの深さ（第２の深さ）において、ｐ型半導体領域１１は、ｎ型半導体領域９に接して配されている。また、線分ＣＤの深さにおいて、ｎ型半導体領域４は、ｐ型半導体領域１１に接して配されている。また、線分ＣＤの深さにおいて、ｐ型半導体領域６は、ｎ型半導体領域４に接して配されている。
更に、光電変換部２０１は、ｎ型半導体領域９及びｐ型半導体領域１１の上に形成された、ｎ型半導体領域７（第１半導体領域）、ｎ型半導体領域８（第２半導体領域）及びｐ型半導体領域１０を有している。図３に示されている線分ＡＢの深さ（第１の深さ）において、ｎ型半導体領域８は、ｎ型半導体領域７に接して配されている。また、線分ＡＢの深さにおいて、ｐ型半導体領域１０は、ｎ型半導体領域８に接して配されている。また、線分ＡＢの深さにおいて、ｎ型半導体領域４（第５半導体領域）は、ｐ型半導体領域１０に接して配されている。また、線分ＡＢの深さにおいて、ｐ型半導体領域６は、ｎ型半導体領域４に接して配されている。
ｎ型半導体領域７の上にはコンタクトプラグ１２が形成され、コンタクトプラグ１２の上には配線１５が形成される。ｐ型半導体領域１０の上にはコンタクトプラグ１４が形成され、コンタクトプラグ１４の上には配線１７が形成される。
ｎ型半導体領域７の不純物濃度は、ｎ型半導体領域８、９の不純物濃度よりも高い。このような不純物濃度にすることでｎ型半導体領域７に生じる空乏層の電界を強くすることが可能である。更に、ｎ型半導体領域８、９にコンタクトプラグ１２を接続する場合に比べて、ｎ型半導体領域７とコンタクトプラグ１２との間の接触抵抗が低減される。更に、ｎ型半導体領域７の不純物濃度がｎ型半導体領域９の不純物濃度よりも高いことにより、ｎ型半導体領域９付近に存在する電荷がｎ型半導体領域７に移動しやすくなる。
上述のようにｎ型半導体領域８の不純物濃度は、ｎ型半導体領域７の不純物濃度よりも小さく、具体的には、例えば以下のように設定され得る。ｎ型半導体領域７の不純物濃度が６．０×１０１８［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以上の場合には、ｎ型半導体領域８の不純物濃度は、１．０×１０１６［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以上、かつ１．０×１０１８［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以下である。
ｐ型半導体領域１０は、ｐ型半導体領域１１と電気的に接続されている。ｐ型半導体領域１０の不純物濃度は、ｐ型半導体領域１１の不純物濃度よりも高い。これにより、ｐ型半導体領域１１にコンタクトプラグ１４を接続する場合に比べて、ｐ型半導体領域１０とコンタクトプラグ１４との間の接触抵抗が低減される。
次に図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）を参照して、図３に示されている線分ＡＢ、線分ＣＤ及び線分ＥＦの各深さにおける光電変換部２０１の平面構造を説明する。図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）の各図は、第１面に対して垂直な方向からの平面視による平面模式図である。
なお、図４（ａ）、図４（ｂ）及び図４（ｃ）では各半導体領域の形状が円又は円環で示されているが、これに限られるものではない。アバランシェフォトダイオードとしての特性が得られるものであれば、各半導体領域の形状には、正方形、長方形、多角形等のあらゆる形状が用いられ得る。
図４（ａ）は図３の線分ＡＢの深さにおける平面模式図を示している。ｎ型半導体領域８は、ｎ型半導体領域７を囲うように配されている。また、ｎ型半導体領域８の面積は、ｎ型半導体領域７の面積よりも大きい。ｐ型半導体領域１０は、ｎ型半導体領域８を囲うように配され、ｎ型半導体領域４は、ｐ型半導体領域１０を囲うように配されている。また、ｐ型半導体領域６は、ｎ型半導体領域４を囲うように配されている。
図４（ｂ）は、図３の線分ＣＤの深さにおける平面模式図を示している。ｐ型半導体領域１１は、ｎ型半導体領域９を囲うように配され、ｎ型半導体領域４は、ｐ型半導体領域１１を囲うように配されている。また、ｐ型半導体領域６は、ｎ型半導体領域４を囲うように配されている。
図４（ｃ）は、図３の線分ＥＦの深さにおける平面模式図を示している。ｐ型半導体領域５は、ｎ型半導体領域４を囲うように配されている。以上のように、ｐ型半導体領域５、６は、平面視において、ｎ型半導体領域４、７、８、９及びｐ型半導体領域１０、１１を囲うように配されている。
なお、図４（ｂ）と、図４（ｃ）とを重ねた平面視において、ｎ型半導体領域９と、ｐ型半導体領域１１はｎ型半導体領域４の一部と重なる。また、図４（ａ）と、図４（ｂ）とを重ねた平面視において、ｎ型半導体領域７は、ｎ型半導体領域９の少なくとも一部と重なり、ｎ型半導体領域８は、ｐ型半導体領域１１の少なくとも一部と重なる。
また、平面視において、ｎ型半導体領域７のすべての領域が、ｎ型半導体領域９に重なることが好ましい。
このような構成とすることにより、ｎ型半導体領域７と、ｐ型半導体領域１１との間にＰＮ接合が形成されない。
ｎ型半導体領域７とｐ型半導体領域１１との間にＰＮ接合が形成されているとアバランシェ増幅が生じ、トンネル効果によるノイズが生じる可能性がある。これに対し、ｎ型半導体領域７のすべての領域がｎ型半導体領域９に重なるよう構成することで、このノイズが抑制される。
配線１５、１６、１７に供給される電位について、図５を更に参照して説明する。図５は、本実施形態に係る電位供給部３００の構成例を示す回路図である。電位供給部３００は、電源回路３０１、３０２、３０３を有する。なお、図５に示す回路は、各配線に供給される電位、出力端子の位置等を示すための模式図であり、これ以外の要素を更に含んでもよい。例えば、電源回路３０１、３０２、３０３を制御する制御回路、バッファ回路等を含んでもよい。
電源回路３０１は、配線１５に電位を供給する。電源回路３０２は、制御部２０２を介して、配線１７に電位を供給する。電源回路３０３は、配線１６に電位を供給する。配線１５からの出力が光電変換素子１０１の出力となる。
電源回路３０１、３０２、３０３は互いに異なる電位を供給することができるように構成されている。これにより、ｐ型半導体領域６には、ｎ型半導体領域７に対して逆バイアスの電位差を与える電位が供給される。また、ｐ型半導体領域１０にもｎ型半導体領域７に対して逆バイアスの電位差を与える電位が供給される。
ｐ型半導体領域１１とｎ型半導体領域９とは、ＰＮ接合を構成する。このＰＮ接合によって、ｎ型半導体領域９のすべての領域が空乏層領域となる。更に、この空乏層領域がｎ型半導体領域７の一部の領域まで延在する。空乏層領域のｎ型半導体領域７に延在した部分は、強電界が誘起される。この強電界によりｎ型半導体領域７の一部の領域まで延在した空乏層領域においてアバランシェ増幅が生じ、増幅された電荷に基づく電流がコンタクトプラグ１２を介して配線１５に出力される。
なお、ｎ型半導体領域７、９及びｐ型半導体領域１１の不純物濃度は、ｎ型半導体領域７の一部に生じる空乏層領域にアバランシェ増幅が起こる電位差が印加された場合に、ｎ型半導体領域７の少なくとも一部が空乏化しないような不純物濃度に設定される。一方、これらの不純物濃度は、ｎ型半導体領域９のすべての領域が空乏化するように設定される。
上述のような空乏化領域を実現するため、本実施形態においては、ｎ型半導体領域７の不純物濃度は、６．０×１０１８［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以上である。また、ｎ型半導体領域９の不純物濃度は、１．０×１０１７［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以下であり、ｐ型半導体領域１１の不純物濃度は１．０×１０１６［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以上である。なお、上述のようなに空乏層が形成される条件であれば、不純物濃度はこれらに限定されるものではない。
ｎ型半導体領域７とｐ型半導体領域１０との間の電位差は、空乏層のｎ型半導体領域７に延在した部分に誘起される深さ方向の電界の影響を受けた電荷が、アバランシェ増幅を起こすように設定される。すなわち、ｎ型半導体領域７とｐ型半導体領域１０との間の電位差はＰＮ接合のブレークダウン電圧以上である。
具体的には、ｎ型半導体領域７とｐ型半導体領域１０との間の電位差は６Ｖ以上である。このとき、上述したようにｎ型半導体領域９のすべての領域が空乏層領域となり、かつｎ型半導体領域７の一部の領域まで延在した空乏層領域に、アバランシェ増幅が生じるような強電界が発生する。
ｎ型半導体領域４の不純物濃度は、ｎ型半導体領域９の不純物濃度以下である。例えばｎ型半導体領域４の不純物濃度は、１．０×１０１７［ａｔｍｓ／ｃｍ３］以下である。図３ではｎ型半導体領域４の不純物濃度は、一様であるように示されている。しかしながら、ｎ型半導体領域４の不純物濃度は、基板１の第１面の側に電荷が移動するようなポテンシャル構造が生じるように勾配を有していてもよい。そのように不純物濃度に勾配を設けることで、ｎ型半導体領域４からｎ型半導体領域７に向かって電荷が移動しやすくなる。
ｐ型半導体領域３は、ｎ型半導体領域４よりも深い位置に配されている。ｐ型半導体領域３の第１面からの深さにより、光電変換が行われる領域の深さが規定される。ｎ型半導体領域４は、ｐ型半導体領域１１、ｐ型半導体領域５及びｐ型半導体領域３の各々とＰＮ接合を形成する。ｐ型半導体領域３の不純物濃度は、ｐ型半導体領域１１の不純物濃度よりも高く設定される。これにより、ｐ型半導体領域３の付近で生じた電荷は、第１面方向に移動しやすくなる。
同様にｐ型半導体領域５の不純物濃度は、ｐ型半導体領域１１の不純物濃度よりも高く設定される。これにより、ｐ型半導体領域５の付近で生じた電荷は、ｎ型半導体領域４の中央方向に移動しやすくなる。
本実施形態では、平面視において、アバランシェダイオードとして機能する複数の半導体領域を囲うようにｐ型半導体領域５、６が形成されている。このような構成を採用することにより、ｐ型半導体領域５、６に対して、アバランシェダイオードに供給される逆バイアスの電位とは異なる電位を供給することができる。
ｐ型半導体領域５、６に供給される電位をｎ型半導体領域４等に対して逆バイアスとなるように設定することにより、ｐ型半導体領域５、６には電位障壁が形成される。これにより、ｐ型半導体領域５、６は、画素１００の各々を電気的に分離する分離部として機能し、ｎ型半導体領域４において発生した電荷が隣接する画素１００へと漏洩することを抑制することができる。したがって、本実施形態によれば、検出性能を向上し得る光検出装置を提供することができる。
各半導体領域に供給される電位の関係について具体例を説明する。ｐ型半導体領域５とｐ型半導体領域１１とには、ｎ型半導体領域９に対して逆バイアスとなる電位が供給される。ｐ型半導体領域５とｎ型半導体領域９との間の電位差は、ｐ型半導体領域１１とｎ型半導体領域９との間の電位差よりも大きいことが好ましい。この関係は、ｎ型半導体領域９に供給される電位、ｐ型半導体領域１１及びｐ型半導体領域５を、それぞれ、第１の電位、第２の電位及び第３の電位とする。この場合、上述の関係は、第１の電位と第３の電位との間の電位差は、第１の電位と第２の電位との間の電位差よりも大きい、と言い換えることができる。これにより、ｐ型半導体領域５、６の電位障壁を高くすることができ、電荷の漏洩の抑制効果を更に向上させることができる。
各半導体領域に供給される電位の値の具体例としては、例えば、ｎ型半導体領域９に１０Ｖの電位が供給され、ｐ型半導体領域１１に－５Ｖの電位が供給されている場合には、ｐ型半導体領域５には－５Ｖより小さい電位が供給されることが好ましい。ｐ型半導体領域５には、より具体的には、例えば－１０Ｖが供給される。しかしながら、これらの電位に限定されるものではない。
ただし、ｐ型半導体領域５とｐ型半導体領域１１との間の電位差が大きすぎると、ｐ型半導体領域５とｐ型半導体領域１１との間でパンチスルーが発生するおそれがある。パンチスルーの発生を回避するため、ｐ型半導体領域５及びｐ型半導体領域１１の電位は、ｐ型半導体領域５とｐ型半導体領域１１との間の電位差が、これらの間の耐圧よりも低くなるよう設定することが好ましい。
制御部２０２に含まれるクエンチ回路が行う動作は、アクティブクエンチとパッシブクエンチのいずれであってもよい。しかしながら、本実施形態の構成は、制御部２０２においてアクティブクエンチを行う場合により有効である。これについて説明する。
制御部２０２においてパッシブクエンチを行う構成では、制御部２０２には抵抗素子等のパッシブ素子が採用される。アバランシェダイオードに光が入射して電荷が生成され、アバランシェ増幅が発生すると、パッシブ素子での電位降下に起因して、ＰＮ接合間の電位差が一時的に低下する。
アバランシェ増幅が発生する前の初期状態に電位差が復帰するまでには一定の時間を要する。この一定の時間はデッドタイムと呼ばれる不感時間であり、デッドタイムの間に生成された電荷はアバランシェ増幅されないため検出されない。制御部２０２においてパッシブクエンチを行う構成では、デッドタイムが長いことが問題となり得る。
このようなデッドタイムを短縮する方法として、外部回路等により強制的になだれ電流を停止するアクティブクエンチが知られている。アクティブクエンチを行い得る光電変換素子１０１の構成においては、制御部２０２は、バイアス電位を任意のタイミングで制御することができるよう構成されたアクティブクエンチ回路を備える。制御部２０２は、例えば、アバランシェ増幅時にｎ型半導体領域７とｐ型半導体領域１０との間の電位差をＰＮ接合のブレークダウン電圧未満にするようにｐ型半導体領域１１に供給される電位を制御する。これにより、制御部２０２は、アバランシェ増幅を強制的に停止するアクティブクエンチ動作を行うことができる。
アクティブクエンチ動作を行う場合には、パッシブクエンチを行う場合と比べてデッドタイムを短縮することができる。これにより、単位時間当たりにカウントすることができる電荷の個数が増加し、ダイナミックレンジが大きい光検出装置１０１０が提供される。
本実施形態の光検出装置１０１０は、ｐ型半導体領域５、６に対して、アバランシェダイオードに供給される逆バイアスの電位とは異なる電位を供給することができる。具体的には、アクティブクエンチ動作を行う際に、ｐ型半導体領域１１に所定の電位が供給されるが、このｐ型半導体領域に供給される所定の電位と異なる電位をｐ型半導体領域５、６に対して供給することができる。このため、ｐ型半導体領域５、６に供給される電位は、アクティブクエンチにより制御部２０２により供給される電位が変動したとしてもその影響を受けない。したがって、ｐ型半導体領域５、６の電位障壁を一定の高さに維持することができるため、アクティブクエンチ時の電荷の漏れを抑制することができる。
［第２実施形態］
本実施形態では、図６を参照しつつ、第１実施形態の光検出装置１０１０を用いた光検出システムの一例を説明する。本実施形態の光検出システムは、不可視光である波長帯の光を検出する不可視光検出システムであり、ＰＥＴ（Ｐｏｓｉｔｒｏｎ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ）等の医療診断システムに用いられる。図１乃至図５と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。なお、本実施形態の画素１００は、図２のカウンタ回路２０９に代えてＴＤＣ２０４及びメモリ２０５を有する。
図６は、不可視光検出システムのブロック図である。不可視光検出システムは、複数の光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂ、波長変換部１２０１及びデータ処理部１２０７を有している。複数の光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂの各々は、カウンタ回路２０９に代えてＴＤＣ２０４及びメモリ２０５を有している点を除いては、第１実施形態の光検出装置１０１０と同様である。
照射物１２００は、不可視光である波長帯（第１波長帯）の光を照射する。波長変換部１２０１は、照射物１２００から照射された不可視光を受光し、可視光である波長帯（第２波長帯）の光を照射する。波長変換部１２０１から照射された可視光は光電変換部２０１に入射される。光電変換部２０１は、入射光を光電変換して電気信号に変換する。この電気信号は、制御部２０２、波形整形部２０３、ＴＤＣ２０４を介して、デジタル信号としてメモリ２０５に保持される。複数の光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂは、１つの装置として構成されていてもよく、複数の装置として構成されていてもよい。
複数の光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂのメモリ２０５に保持された複数のデジタル信号は、データ処理部１２０７により読み出され、信号処理が行われる。データ処理部１２０７は、複数のデジタル信号から得られた複数の画像の合成処理を行う信号処理手段として機能する。
次に、不可視光検出システムの具体的な例としてＰＥＴ等の医療診断システムの構成について説明する。照射物１２００である被験者は、生体内からガンマ線等の放射線対を放出する。波長変換部１２０１は、シンチレータを含み、シンチレータは、被験者から放出された放射線対が入射すると可視光を照射する。
シンチレータから照射された可視光は、光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂに入射し、入射光に基づくデジタル信号がメモリ２０５に保持される。これにより、光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂは、被験者から放出された放射線対のそれぞれの到達時間を検出することができる。
複数の光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂのメモリ２０５に保持された複数のデジタル信号は、データ処理部１２０７により読み出され、信号処理が行われる。データ処理部１２０７は、複数のデジタル信号から得られた複数の画像を用いて画像再構成等の合成処理を行い、被験者の生体内の画像を生成する。
本実施形態によれば、検出性能が向上された光検出装置１０１０Ａ、１０１０Ｂを用いることにより、より高精度な不可視光検出システム、医療診断システム等の光検出システムを提供することができる。
［第３実施形態］
本実施形態では、図７及び図８を参照しつつ、第１実施形態の光検出装置１０１０を用いた光検出システムの他の一例を説明する。図１乃至図５と同様の機能を有する部分には同様の符号を付し、説明を省略又は簡略化する。
まず、図７を参照して、光検出システムの一例である距離検出システムについて説明する。なお、本実施形態の画素１００は、図２のカウンタ回路２０９に代えてＴＤＣ２０４及びメモリ２０５を有する。
図７は、距離検出システムのブロック図である。距離検出システムは、光源制御部１３０１、発光部１３０２、光学部材１３０３、光検出装置１０１０及び距離算出部１３０９を有している。
光源制御部１３０１は発光部１３０２の駆動を制御する。発光部１３０２は、光源制御部１３０１からの信号に応じて、撮影方向に対して短パルス（列）の光を照射する発光装置である。
発光部１３０２から照射された光は、被写体１３０４において反射される。反射光は、レンズなどの光学部材１３０３を通して、光検出装置１０１０の光電変換部２０１で受光される。光電変換部２０１は、入射光に基づく信号を出力し、当該信号は、波形整形部２０３を介してＴＤＣ２０４に入力される。
ＴＤＣ２０４は、光源制御部１３０１から発光部１３０２からの光照射のタイミングを示す信号を取得する。ＴＤＣ２０４は、光源制御部１３０１から取得した信号と、波形整形部２０３から入力された信号とを比較する。これにより、ＴＤＣ２０４は、発光部１３０２がパルス光を発光してから被写体１３０４で反射された反射光を受光するまでの時間をデジタル信号として出力する。ＴＤＣ２０４から出力されたデジタル信号は、メモリ２０５に保持される。この処理は複数回繰り返し行われ、メモリ２０５が複数回分のデジタル信号を保持することができる。
距離算出部１３０９は、メモリ２０５に保持された複数のデジタル信号に基づいて、光検出装置１０１０から被写体１３０４までの距離を算出する。この距離検出システムは例えば、車載用の距離検出装置に適用することができる。なお、距離算出部１３０９で行われる処理はデジタル信号の処理であることから、より一般的に信号処理手段と呼ばれることもある。
次に、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）を参照して、光検出装置１０１０を車載カメラとして用いた光検出システムについて説明する。図８（Ａ）及び図８（Ｂ）は、本実施形態による光検出システム１０００及び移動体の構成を示す図である。
図８（Ａ）は、車載カメラに関する光検出システム１０００の一例を示したブロック図である。光検出システム１０００は、第１実施形態に係る光検出装置１０１０を有する。光検出システム１０００は、光検出装置１０１０により取得された複数のデジタル信号に対し、画像処理を行う画像処理部１０３０を有する。更に、光検出システム１０００は、画像処理部１０３０により取得された複数の画像データから視差（視差画像の位相差）の算出を行う視差算出部１０４０を有する。
また、光検出システム１０００は、算出された視差に基づいて対象物までの距離を算出する距離計測部１０５０と、算出された距離に基づいて衝突可能性があるか否かを判定する衝突判定部１０６０と、を有する。ここで、視差算出部１０４０及び距離計測部１０５０は、対象物までの距離情報を取得する距離情報取得手段の一例である。すなわち、距離情報とは、視差、デフォーカス量、対象物までの距離等に関する情報である。
衝突判定部１０６０はこれらの距離情報のいずれかを用いて、衝突可能性を判定してもよい。距離情報取得手段は、専用に設計されたハードウェアによって実現されてもよいし、ソフトウェアモジュールによって実現されてもよいし、これらの組合せによって実現されてもよい。また、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等によって実現されてもよい。更に、これらの組合せによって実現されてもよい。
光検出システム１０００は車両情報取得装置１３１０と接続されており、車速、ヨーレート、舵角などの車両情報を取得することができる。また、光検出システム１０００は、衝突判定部１０６０での判定結果に基づいて、車両に対して制動力を発生させる制御信号を出力する制御装置である制御ＥＣＵ１４１０と接続されている。
また、光検出システム１０００は、衝突判定部１０６０での判定結果に基づいて、ドライバーへ警報を発する警報装置１４２０とも接続されている。例えば、衝突判定部１０６０の判定結果として衝突可能性が高い場合、制御ＥＣＵ１４１０はブレーキをかける、アクセルを戻す、エンジン出力を抑制するなどして衝突を回避、被害を軽減する車両制御を行う。警報装置１４２０は音等の警報を鳴らす、カーナビゲーションシステムなどの画面に警報情報を表示する、シートベルトやステアリングに振動を与えるなどしてユーザに警告を行う。
本実施形態では、車両の周囲、例えば前方又は後方を光検出システム１０００で撮像する。図８（Ｂ）に、車両前方（撮像範囲１５１０）を撮像する場合の光検出システム１０００を示した。車両情報取得装置１３１０は、所定の動作を行うように光検出システム１０００又は光検出装置１０１０に指示を送る。このような構成により、測距の精度をより向上させることができる。
上述の例では他の車両と衝突しない制御を説明したが、光検出システム１０００は、他の車両に追従して自動運転する制御や、車線からはみ出さないように自動運転する制御などにも適用可能である。更に、光検出システム１０００は、車両に限らず、例えば、船舶、航空機あるいは産業用ロボットなどの移動体（移動装置）に適用することができる。加えて、移動体に限らず、高度道路交通システム（ＩＴＳ）等、広く物体認識を利用する機器に適用することができる。
本実施形態によれば、検出性能が向上された光検出装置１０１０を用いることにより、より高性能な光検出システム及び移動体を提供することができる。
［変形実施形態］
本発明は、上述の実施形態に限らず種々の変形が可能である。例えば、いずれかの実施形態の一部の構成を他の実施形態に追加した例や、他の実施形態の一部の構成と置換した例も、本発明の実施形態である。
また、第２及び第３実施形態に示した装置又はシステムは、本発明の光検出装置を適用しうる装置又はシステムの構成例を示したものであり、本発明の光検出装置を適用可能な装置又はシステムは図６乃至図８に示した構成に限定されるものではない。
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読み出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。
なお、上述の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
１ 基板
４、７、８、９ ｎ型半導体領域
５、６、１０、１１ ｐ型半導体領域
１００ 画素
１０６ 画素部
２０１ 光電変換部
１０１０ 光検出装置

Claims (13)

  1. アバランシェダイオードを含む画素が配された画素部を有し、少なくとも前記アバランシェダイオードが第１面を有する半導体基板に設けられた光検出装置であって、
    前記アバランシェダイオードは、
    第１の深さに配された第１導電型の第１半導体領域と、
    前記第１の深さにおいて前記第１半導体領域に接して配された第２半導体領域と、
    前記第１の深さよりも前記第１面に対して深い第２の深さに配された第３半導体領域と、
    前記第２の深さにおいて前記第３半導体領域に接して配された、前記第１導電型と反対の導電型である第２導電型の第４半導体領域と、
    前記第２の深さよりも前記第１面に対して深い第３の深さに配された第５半導体領域と、
    前記第１面の上に設けられ、前記第１半導体領域を介して前記第３半導体領域に電気的に接続された第１の電極と、
    前記第１面の上に設けられ、前記第４半導体領域に電気的に接続された第２の電極と、を有し、
    前記第１面に対して垂直な方向からの平面視において、前記第１半導体領域は、前記第３半導体領域の少なくとも一部と重なっており、
    前記平面視において、前記第２半導体領域は、前記第４半導体領域の少なくとも一部と重なっており、
    前記第５半導体領域において発生した前記第１導電型の信号電荷を、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される逆バイアスの電位差により、前記第３半導体領域と前記第４半導体領域との間の領域でアバランシェ増倍するように構成されており、
    前記平面視において、前記第１半導体領域から前記第５半導体領域までを囲うように配された、前記第２導電型の第６半導体領域と、
    前記第１面の上に設けられ、前記第６半導体領域に電気的に接続された第３の電極と、を更に有し、
    前記第１の電極と前記第３の電極との間に、前記第１の電極と前記第２の電極との間に印加される電位差とは異なる逆バイアスの電位差が印加されるように構成されている
    ことを特徴とする光検出装置。
  2. 前記平面視において、前記第１半導体領域のすべての領域が、前記第３半導体領域に重なっている
    ことを特徴とする請求項１に記載の光検出装置。
  3. 前記第３半導体領域は、前記第１半導体領域よりも不純物濃度が低い前記第１導電型であり、
    前記第３半導体領域と前記第４半導体領域とが、ＰＮ接合を構成し、
    前記第３半導体領域の不純物濃度は、前記ＰＮ接合に逆バイアスとなる電位差が印加された際に、前記第３半導体領域のすべての領域が空乏化する不純物濃度である
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の光検出装置。
  4. 前記画素部は複数の前記画素を含み、
    前記第６半導体領域は、前記画素部に配された複数の前記画素の各々を電気的に分離する分離部である
    ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の光検出装置。
  5. 前記第３半導体領域と前記第４半導体領域とが、ＰＮ接合を構成し、
    前記第６半導体領域は、前記画素部に配された複数の前記画素の各々を電気的に分離する分離部であり、
    前記第３半導体領域には、前記第１の電極を介して第１の電位が供給され、
    前記第４半導体領域には、前記ＰＮ接合に逆バイアスとなる電位差が印加されるように、前記第２の電極を介して前記第１の電位とは異なる第２の電位が供給され、
    前記第６半導体領域には、前記第３の電極を介して前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれとも異なる第３の電位が供給される
    ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の光検出装置。
  6. 前記第１の電位と前記第３の電位との間の電位差は、前記第１の電位と前記第２の電位との間の電位差よりも大きい
    ことを特徴とする請求項５に記載の光検出装置。
  7. 前記ＰＮ接合に印加される電位差を変化させることにより、アバランシェ増幅を停止させる制御を行うアクティブクエンチ回路を更に備える
    ことを特徴とする請求項５又は６に記載の光検出装置。
  8. 前記アクティブクエンチ回路は、前記第４半導体領域の電位を変化させることを特徴とする請求項７に記載の光検出装置。
  9. 第１導電型の第３半導体領域と、第２導電型の第４半導体領域とにより構成されるＰＮ接合を有するアバランシェダイオードと、前記第３半導体領域に電気的に接続された第１の電極と、前記第４半導体領域に電気的に接続された第２の電極と、を各々が含む複数の画素と、
    前記第２導電型の第６半導体領域を有し、前記複数の画素の各々を電気的に分離する分離部と、
    前記第６半導体領域に電気的に接続された第３の電極と、
    を有し、
    前記アバランシェダイオードは、前記第１の電極と前記第２の電極との間に供給される逆バイアスの電圧により、光の入射により発生した信号電荷をアバランシェ増倍するように構成されており、
    前記第３半導体領域には、前記第１の電極を介して第１の電位が供給され、
    前記第４半導体領域には、前記ＰＮ接合に逆バイアスとなる電位差が印加されるように、前記第２の電極を介して前記第１の電位とは異なる第２の電位が供給され、
    前記第６半導体領域には、前記第３半導体領域と前記第６半導体領域との間に、前記ＰＮ接合に印加される電位差とは異なる逆バイアスの電位差が印加されるように、前記第３の電極を介して前記第１の電位及び前記第２の電位のいずれとも異なる第３の電位が供給される
    ことを特徴とする光検出装置。
  10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光検出装置と、
    前記光検出装置から出力される信号を処理する信号処理手段と
    を有することを特徴とする光検出システム。
  11. 第１波長帯の光を前記第１波長帯と異なる第２波長帯の光に変換する波長変換部と、
    前記波長変換部により変換された前記第２波長帯の光が入射されるよう構成された、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の複数の光検出装置と、
    前記複数の光検出装置により取得された複数の信号に基づく複数の画像の合成処理を行う信号処理手段と、
    を有することを特徴とする光検出システム。
  12. 光を照射する発光部と、
    前記光を検出するよう構成された、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光検出装置と、
    前記光検出装置により検出された前記光に基づく信号を用いて距離算出を行う距離算出手段と、
    を有することを特徴とする光検出システム。
  13. 移動体であって、
    請求項１乃至９のいずれか１項に記載の光検出装置と、
    前記光検出装置からの信号に基づく視差画像から、対象物までの距離情報を取得する距
    離情報取得手段と、
    前記距離情報に基づいて前記移動体を制御する制御手段と、
    を有することを特徴とする移動体。
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