WO2021166514A1 - センサ装置、測距装置、センシング方法 - Google Patents

センサ装置、測距装置、センシング方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2021166514A1
WO2021166514A1 PCT/JP2021/001515 JP2021001515W WO2021166514A1 WO 2021166514 A1 WO2021166514 A1 WO 2021166514A1 JP 2021001515 W JP2021001515 W JP 2021001515W WO 2021166514 A1 WO2021166514 A1 WO 2021166514A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
transfer
period
transfer gate
gate element
photoelectric conversion
Prior art date
Application number
PCT/JP2021/001515
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
井本　努
昌宏 細谷
山崎　武
Original Assignee
ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 filed Critical ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
Publication of WO2021166514A1 publication Critical patent/WO2021166514A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S17/00—Systems using the reflection or reradiation of electromagnetic waves other than radio waves, e.g. lidar systems
    • G01S17/02—Systems using the reflection of electromagnetic waves other than radio waves
    • G01S17/06—Systems determining position data of a target
    • G01S17/08—Systems determining position data of a target for measuring distance only
    • G01S17/32—Systems determining position data of a target for measuring distance only using transmission of continuous waves, whether amplitude-, frequency-, or phase-modulated, or unmodulated
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/48—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S17/00
    • G01S7/483—Details of pulse systems
    • G01S7/486—Receivers
    • G01S7/4861—Circuits for detection, sampling, integration or read-out
    • G01S7/4863—Detector arrays, e.g. charge-transfer gates
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04N—PICTORIAL COMMUNICATION, e.g. TELEVISION
    • H04N25/00—Circuitry of solid-state image sensors [SSIS]; Control thereof
    • H04N25/70—SSIS architectures; Circuits associated therewith

Definitions

  • This technology relates to a sensor device for distance measurement, a distance measuring device, and a sensing method of the sensor device.
  • a distance measuring technique based on the ToF method is disclosed in, for example, Patent Document 1.
  • a semiconductor detection element for measuring the distance to a distance measuring object an object that becomes a reflector; hereinafter, also simply referred to as an "object" by the ToF method
  • the light emitted from the light source is reflected by the object.
  • the reflected light is photoelectrically converted by a photodiode.
  • the signal charge generated by the photoelectric conversion is distributed to two floating diffusions (charge storage units) by a pair of transfer gate elements driven alternately.
  • the other transfer gate is turned on before the other transfer gate is turned off. May turn on. That is, both transfer gates open at the same time.
  • the present technology has been made in view of such a situation, and an object thereof is to prevent deterioration of distance measurement accuracy due to opening of both pair of transfer gates.
  • the sensor device includes a photoelectric conversion element, a first transfer gate element that transfers charges obtained by performing photoelectric conversion with the photoelectric conversion element and stores them in a first charge storage unit, and the photoelectric conversion element.
  • the second transfer gate element that transfers the electric charge obtained by performing the photoelectric conversion in the above and stores it in the second charge storage unit, and the irradiation of the light received by the photoelectric conversion element monomodulates the light emitting period and the non-light emitting period.
  • the first transfer gate element and the said A transfer gate drive unit for driving the second transfer gate element is provided.
  • the distance to the object is calculated based on the phase difference between the irradiation light for the object and the reflected light obtained by reflecting the irradiation light by the object. Specifically, the sensor device side calculates the distance to the object from the ratio of the amount of charge distributed to the first charge storage unit and the second charge storage unit. In this case, within the light emission cycle, a period during which the charge is not transferred to either the first charge storage unit or the second charge storage unit is set.
  • the non-transfer period in the storage period, the non-transfer period, the period in which the first transfer gate element is in the transfer state, the non-transfer period, and the second transfer gate element in the transfer state. It is conceivable to drive the first transfer gate element and the second transfer gate element so that a cycle in the order of the period to be performed occurs. That is, a non-transfer period is always generated when the period in which the first transfer gate element is in the transfer state and the period in which the second transfer gate element is in the transfer state are switched.
  • the transfer gate drive unit includes a first transfer drive signal that controls the first transfer gate element to a transfer state within the light emission period, and the first transfer gate drive signal during the non-light emission period.
  • the transfer period of the first transfer gate element is set by the pulse duty of the first transfer drive signal and the second transfer drive signal while outputting the second transfer drive signal that controls the transfer gate element to the transfer state. It is conceivable that the non-transfer period occurs by making the transfer period of the second transfer gate element shorter than the light emitting period and shorter than the non-light emitting period.
  • the transfer period of the first transfer gate element is shorter than the light emission period due to the setting of the pulse duty of the first transfer drive signal and the second transfer drive signal, and the transfer period of the second transfer gate element is not. Make it shorter than the light emission period.
  • the first transfer drive signal for controlling the first transfer gate element to the transfer state within the light emitting period.
  • the non-transfer period is generated by setting the pulse duty of It is conceivable to do so.
  • the first transfer drive signal and the second transfer drive signal each have a pulse duty of 50% to correspond to the light emission period.
  • the first transfer gate element is put into the transfer state, and the second transfer gate element is put into the transfer state corresponding to the non-light emitting period.
  • the pulse duty of the first transfer drive signal and the pulse duty of the second transfer drive signal it is conceivable to variably set the pulse duty of the first transfer drive signal and the pulse duty of the second transfer drive signal. For example, calibration is performed to obtain a pulse duty so as to maximize the transfer efficiency, and the pulse duty is set to that pulse duty.
  • the pulse duty of the first transfer drive signal and the pulse duty of the second transfer drive signal are variably set according to the transfer gate drive frequency.
  • the pulse duty is variably set according to the transfer gate drive frequency.
  • the end timing of the light emitting period and the end timing of the transfer state of the first transfer gate element are matched, and the end timing of the non-light emitting period and the transfer of the second transfer gate element are matched. It is conceivable to drive the first transfer gate element and the second transfer gate element so that the end timings of the states are matched. That is, the non-transfer period is provided at the beginning side of the light emitting period and the beginning side of the non-light emitting period.
  • the first transfer gate element and the first transfer gate element and the first transfer gate element are set by the transfer gate drive unit by setting the threshold voltage of the first transfer gate element and the threshold voltage of the second transfer gate element. 2 It is conceivable that the non-transfer period occurs when the transfer gate element is driven. That is, the threshold voltage of the first transfer gate element and the second transfer gate element is designed to be higher than usual.
  • the ranging device includes a light emitting unit that irradiates light so as to repeat a light emitting period and a non-light emitting period as one modulation period, and the above-mentioned photoelectric conversion element, first transfer gate element, and second transfer gate element.
  • a sensor device having a transfer gate drive unit is provided.
  • the first transfer gate element within the one modulation period during the accumulation period in which the irradiation of the light received by the photoelectric conversion element repeats the light emission period and the non-light emission period as one modulation period.
  • the first transfer gate element and the second transfer gate element are driven so that a non-transfer period occurs in which both the second transfer gate element and the second transfer gate element do not transfer charges. This prevents a period in which the first transfer gate element and the second transfer gate element are turned on at the same time.
  • FIG. 1 is a block diagram for explaining a configuration example of the distance measuring device 10 as an embodiment according to the present technology.
  • the distance measuring device 10 includes a sensor unit 1, a light emitting unit 2, a control unit 3, a distance image processing unit 4, and a memory 5.
  • the distance measuring device 10 is a device that performs distance measuring by the ToF (Time of Flight) method.
  • the distance measuring device 10 of this example performs distance measurement by an indirect ToF (indirect ToF) method.
  • the indirect ToF method is a distance measuring method that calculates the distance to the object Ob based on the phase difference between the irradiation light Li for the object Ob and the reflected light Lr obtained by reflecting the irradiation light Li by the object Ob. be.
  • the light emitting unit 2 has one or more light emitting elements as a light source, and emits irradiation light Li for the object Ob.
  • the light emitting unit 2 emits infrared light having a wavelength in the range of, for example, 780 nm to 1000 nm as the irradiation light Li.
  • the control unit 3 controls the light emission operation of the irradiation light Li by the light emitting unit 2 as shown in FIG.
  • the irradiation light Li light whose intensity is modulated so that the intensity changes at a predetermined cycle is used.
  • the irradiation light Li emits light as pulsed light so that the light emitting period and the non-light emitting period are repeated at a predetermined cycle.
  • the light emission cycle of such pulsed light will be referred to as "light emission cycle Cl".
  • the period between the emission start timings of the pulsed light when the pulsed light is repeatedly emitted by the emission cycle Cl that is, the period consisting of one emission period and one non-emission period is defined as "one modulation period Pm" or simply. Notated as “modulation period Pm”.
  • the control unit 3 controls the light emitting operation of the light emitting unit 2 so as to emit the irradiation light Li only for a predetermined light emitting period for each modulation period Pm.
  • the light emission period Cl is relatively high, for example, about several tens of MHz to several hundreds of MHz.
  • the sensor unit 1 in FIG. 1 receives the reflected light Lr and outputs distance measurement information by the indirect ToF method based on the phase difference between the reflected light Lr and the irradiation light Li.
  • the sensor unit 1 of this example includes a photoelectric conversion element (photodiode PD), a first transfer gate element (transfer transistor TG-A) for transferring the accumulated charge of the photoelectric conversion element, and a second transfer. It has a pixel array unit 11 in which a plurality of pixels Px including a gate element (transfer transistor TG-B) are arranged in two dimensions, and distance measurement information by an indirect ToF method is obtained for each pixel Px.
  • the information representing the distance measurement information (distance information) for each pixel Px in this way is referred to as a “distance image”.
  • two floating diffusions are generated by the first transfer gate element and the second transfer gate element in which the signal charges accumulated in the photoelectric conversion element in the pixel Px are alternately turned on. It is distributed to.
  • the cycle in which the first transfer gate element and the second transfer gate element are alternately turned on is the same as the light emission cycle Cl of the light emitting unit 2. That is, the first transfer gate element and the second transfer gate element are turned on once for each modulation period Pm, and the above-mentioned distribution of the signal charge to the two floating diffusions is performed during the modulation period Pm. It is repeated every time. For example, as shown in FIG.
  • the transfer transistor TG-A as the first transfer gate element is turned on during the light emission period of the irradiation light Li in the modulation period Pm (period T1). Further, the transfer transistor TG-B as the second transfer gate element is turned on during the non-emission period of the irradiation light Li in the modulation period Pm (period T2).
  • “on” of the transfer transistor which is a transfer gate element means a transfer state, and "off” means a non-transfer state.
  • the periods T1 and T2 in which the transfer transistors TG-A and TG-B are turned on do not coincide with the light emitting period and the non-light emitting period as shown in FIG.
  • the signal charge accumulated in each floating diffusion by one distribution using the first and second transfer gate elements as described above is relatively small. It will be something like that. Therefore, in the indirect ToF method, the emission of the irradiation light Li is repeated thousands to tens of thousands of times per distance measurement (that is, in obtaining a distance image for one image), and the sensor unit 1 is described in this way. While the irradiation light Li is repeatedly emitted, the signal charge is repeatedly distributed to each floating diffusion using the first and second transfer gate elements as described above. FIG.
  • FIG. 3 schematically shows the state of the accumulation period Pr in which the irradiation light Li is repeatedly emitted as the on-timing of the irradiation light Li and the transfer transistors TG-A and TG-B.
  • FIG. 2 above is an enlargement of a part of the modulation period Pm in the accumulation period Pr of FIG.
  • the first transfer gate element and the second transfer gate element are driven for each pixel Px at a timing corresponding to the emission cycle of the irradiation light Li. Therefore, a synchronization signal Ss indicating the timing of the light emission cycle Cl is input to the sensor unit 1 from the control unit 3 and used for driving the first and second transfer gate elements in each pixel Px.
  • the distance image processing unit 4 inputs the distance image obtained by the sensor unit 1, performs predetermined signal processing such as compression coding, and outputs the distance image to the memory 5.
  • the memory 5 is, for example, a storage device such as a flash memory, an SSD (Solid State Drive), or an HDD (Hard Disk Drive), and stores a distance image processed by the distance image processing unit 4.
  • the frequency setting unit 6 sets the frequency as the on / off cycle of the light emission cycle Cl and the first and second transfer gate elements (transfer transistors TG-A and TG-B). For example, the frequency setting unit 6 sets the frequency according to user operation, control from a device using a distance measuring device (for example, an imaging device, etc.), control by an application using the distance measuring device, and the like.
  • the control unit 3 will generate a synchronization signal Ss according to the frequency set by the frequency setting unit 6.
  • FIG. 4 is a block diagram illustrating an internal circuit configuration of the sensor unit 1.
  • the sensor unit 1 includes a pixel array unit 11, a transfer gate drive unit 12, a vertical drive unit 13, a system control unit 14, a column processing unit 15, a horizontal drive unit 16, a signal processing unit 17, and a data storage unit 18. It has.
  • the pixel array unit 11 has a configuration in which a plurality of pixels Px are two-dimensionally arranged in a matrix in the row direction and the column direction.
  • Each pixel Px has a photodiode PD, which will be described later, as a photoelectric conversion element.
  • the details of the pixel Px will be described again with reference to FIG.
  • the row direction means the arrangement direction of the pixels Px in the horizontal direction
  • the column direction means the arrangement direction of the pixels Px in the vertical direction.
  • the row direction is the horizontal direction and the column direction is the vertical direction.
  • pixel drive lines 20 are wired along the row direction for each pixel row with respect to the matrix-like pixel array, and two gate drive lines 21 and two vertical signals are provided for each pixel row.
  • Each of the wires 22 is wired along the row direction.
  • the pixel drive line 20 transmits a drive signal for driving when reading a signal from the pixel Px.
  • the pixel drive line 20 is shown as one wiring, but the wiring is not limited to one.
  • One end of the pixel drive line 20 is connected to the output end corresponding to each line of the vertical drive unit 13.
  • the system control unit 14 is composed of a timing generator or the like that generates various timing signals based on the synchronization signal Ss, and the transfer gate drive unit 12 and the vertical drive unit 12 are based on the various timing signals generated by the timing generator. Drive control of 13, the column processing unit 15, the horizontal drive unit 16, and the like is performed.
  • the transfer gate drive unit 12 drives two transfer gate elements provided for each pixel Px through the gate drive lines 21 provided for each pixel row as described above. As described above, the two transfer gate elements are assumed to be turned on alternately every modulation period Pm. Therefore, the system control unit 14 controls the on / off timing of the two transfer gate elements by the transfer gate drive unit 12 based on the synchronization signal Ss described with reference to FIG.
  • the vertical drive unit 13 is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and drives all the pixels of the pixel Px of the pixel array unit 11 at the same time or in line units. That is, the vertical drive unit 13 constitutes a drive unit that controls the operation of each pixel Px of the pixel array unit 11 together with the system control unit 14 that controls the vertical drive unit 13.
  • the signal corresponding to is input to the column processing unit 15 through the corresponding vertical signal line 22.
  • the column processing unit 15 performs predetermined signal processing on the detection signal read from each pixel Px through the vertical signal line 22, and temporarily holds the detected signal after the signal processing. Specifically, the column processing unit 15 performs noise removal processing, A / D (Analog to Digital) conversion processing, and the like as signal processing.
  • the two detection signals (detection signals for each floating diffusion) are read out from each pixel Px for each repeated emission of the irradiation light Li for a predetermined number of times (every thousands to tens of thousands of repeated emissions described above). Will be done. Therefore, the system control unit 14 also controls the vertical drive unit 13 based on the synchronization signal Ss with respect to the read timing of the detection signal from each pixel Px.
  • the horizontal drive unit 16 is composed of a shift register, an address decoder, and the like, and sequentially selects unit circuits corresponding to the pixel strings of the column processing unit 15. By the selective scanning by the horizontal drive unit 16, the detection signals that have been signal-processed for each unit circuit in the column processing unit 15 are sequentially output.
  • the signal processing unit 17 has at least an arithmetic processing function, and performs various signal processing such as distance calculation processing corresponding to the indirect ToF method based on the detection signal output from the column processing unit 15.
  • a known method can be used for calculating the distance information by the indirect ToF method based on two types of detection signals (detection signals for each floating diffusion) for each pixel Px, and the description thereof is omitted here. ..
  • the data storage unit 18 temporarily stores the data required for the signal processing in the signal processing unit 17.
  • the sensor unit 1 configured as described above outputs a distance image representing the distance to the object Ob for each pixel Px.
  • the distance measuring device 10 having such a sensor unit 1 is mounted on a vehicle, for example, an in-vehicle system that measures the distance to an object Ob outside the vehicle, or a distance to an object such as a user's hand. Can be applied to a gesture recognition device or the like that measures a user's gesture and recognizes a user's gesture based on the measurement result.
  • FIG. 5 shows an equivalent circuit of pixels Px two-dimensionally arranged in the pixel array unit 11.
  • the pixel Px has one photodiode PD and one OF (overflow) gate transistor OFG as photoelectric conversion elements. Further, the pixel Px has two transfer transistors TG, two floating diffusion FDs, a reset transistor RST, an amplification transistor AMP, and two selection transistors SEL as transfer gate elements.
  • the transfer transistor TG- It is referred to as A and TG-B, floating diffusion FD-A and FD-B, reset transistors RST-A and RST-B, amplification transistors AMP-A and AMP-B, and selection transistors SEL-A and SEL-B.
  • the OF gate transistor OFG, the transfer transistor TG, the reset transistor RST, the amplification transistor AMP, and the selection transistor SEL are composed of, for example, an N-type MOS transistor.
  • the OF gate transistor OFG becomes conductive when the OF gate signal SOFG supplied to the gate is turned on.
  • the OF gate transistor OFG becomes conductive, the photodiode PD is clamped to a predetermined reference potential VDD and the accumulated charge is reset.
  • the OF gate signal SOFG is supplied from, for example, the vertical drive unit 13.
  • the transfer transistor TG-A becomes conductive when the transfer drive signal STG-A supplied to the gate is turned on, and transfers the signal charge stored in the photodiode PD to the floating diffusion FD-A.
  • the transfer transistor TG-B becomes conductive when the transfer drive signal STG-B supplied to the gate is turned on, and transfers the electric charge stored in the photodiode PD to the floating diffusion FD-B.
  • the transfer drive signals STG-A and STG-B are each supplied from the transfer gate drive unit 12 through the gate drive lines 21-A and 21-B provided as one of the gate drive lines 21 shown in FIG. ..
  • Floating diffusion FD-A and FD-B are charge holding units that temporarily hold the charge transferred from the photodiode PD.
  • the reset transistor RST-A becomes conductive when the reset signal SRST supplied to the gate is turned on, and resets the potential of the floating diffusion FD-A to the reference potential VDD.
  • the reset transistor RST-B becomes conductive when the reset signal SRST supplied to the gate is turned on, and resets the potential of the floating diffusion FD-B to the reference potential VDD.
  • the reset signal SRST is supplied from, for example, the vertical drive unit 13.
  • the source is connected to the vertical signal line 22-A via the selection transistor SEL-A, and the drain is connected to the reference potential VDD (constant current source) to form a source follower circuit.
  • the source is connected to the vertical signal line 22-B via the selection transistor SEL-B, and the drain is connected to the reference potential VDD (constant current source) to form a source follower circuit.
  • the vertical signal lines 22-A and 22-B are provided as one of the vertical signal lines 22 shown in FIG. 4, respectively.
  • the selection transistor SEL-A is connected between the source of the amplification transistor AMP-A and the vertical signal line 22-A, and becomes conductive when the selection signal SSEL supplied to the gate is turned on, and the floating diffusion FD-
  • the electric charge held in A is output to the vertical signal line 22-A via the amplification transistor AMP-A.
  • the selection transistor SEL-B is connected between the source of the amplification transistor AMP-B and the vertical signal line 22-B, and becomes conductive when the selection signal SSEL supplied to the gate is turned on, and the floating diffusion FD-
  • the charge held in B is output to the vertical signal line 22-B via the amplification transistor AMP-A.
  • the selection signal SSEL is supplied from the vertical drive unit 13 via the pixel drive line 20.
  • a reset operation for resetting the charge of the pixel Px is performed on all pixels (reset period in FIG. 3). That is, for example, the OF gate transistor OFG, each reset transistor RST, and each transfer transistor TG are turned on (conducting state), and the accumulated charges of the photodiode PD and each floating diffusion FD are reset.
  • the light receiving operation for distance measurement is started for all pixels.
  • the light receiving operation referred to here means a light receiving operation performed for one distance measurement. That is, during the light receiving operation, the operation of alternately turning on the transfer transistors TG-A and TG-B is repeated a predetermined number of times (about several thousand to tens of thousands of times in this example).
  • the period of the charge accumulation operation by receiving light received for such one distance measurement is described as "accumulation period Pr" as shown in FIG.
  • a period T1 in which the transfer transistor TG-A is on that is, a period in which the transfer transistor TG-B is off
  • the remaining period that is, the non-emission period of the irradiation light Li
  • the operation of distributing the electric charge of the photodiode PD to the floating diffusion FD-A and the floating diffusion FD-B within one modulation period Pm is repeated a predetermined number of times.
  • each pixel Px of the pixel array unit 11 is selected in line order.
  • the selection transistors SEL-A and SEL-B are turned on.
  • the electric charge accumulated in the floating diffusion FD-A is output to the column processing unit 15 via the vertical signal line 22-A.
  • the electric charge accumulated in the floating diffusion FD-B is output to the column processing unit 15 via the vertical signal line 22-B (reading period in FIG. 3).
  • the reflected light received by the pixel Px is delayed according to the distance from the timing when the light emitting unit 2 emits the irradiation light Li to the object Ob. Since the distribution ratio of the electric charge accumulated in the two floating diffusion FD-A and FD-B changes depending on the delay time according to the distance to the object Ob, these two floating diffusion FD-1 and FD-B are used. The distance to the object Ob can be obtained from the distribution ratio of the accumulated charges.
  • 6 and 7 show a schematic structure of a pixel Px, specifically, a photodiode PD formed in a region of one pixel Px on a semiconductor substrate, an OF gate transistor OFG, transfer transistors TG-A, TG-B, and floating diffusion. It is a figure exemplifying the positional relationship of FD-A and FD-B, FIG. 6 is a top view, and FIG. 7 is a cross-sectional view cut at the position of XX'shown in FIG. Note that in FIGS. 6 and 7, the illustration of pixel transistors such as the reset transistor RST and the amplification transistor AMP is omitted.
  • the photodiode PD is formed inside the semiconductor substrate, has a substantially rectangular shape when viewed from above, and is formed substantially at the center in the plane of the pixel Px.
  • the in-plane means the in-plane parallel to the horizontal direction (row direction) and the vertical direction (column direction) described above.
  • the horizontal direction corresponds to the horizontal direction of the paper in FIGS. 6 and 7.
  • the vertical direction corresponds to the vertical direction of the paper surface of FIG.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are formed on a semiconductor substrate and have a substantially rectangular shape when viewed from above.
  • the positions of the transfer transistors TG-A and TG-B in the plane are set to be in the vicinity of one of the corresponding end sides of both ends of the photodiode PD in the horizontal direction or the vertical direction.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are positioned in the plane at one of the corresponding ends of the photodiode PD in the horizontal direction (horizontal direction on the paper surface). On the other hand, it is said that a part of it overlaps.
  • the positions of the transfer transistors TG-A and TG-B in the vertical direction are substantially the same.
  • the floating diffusion FD-A and FD-B are formed inside the semiconductor substrate and have a substantially rectangular shape when viewed from above.
  • the position of the floating diffusion FD-A in the plane is a part of the outer edge of the transfer transistor TG-A, that is, the edge opposite to the edge overlapping the photodiode PD as described above. Is the overlapping position.
  • the position of the floating diffusion FD-B in the plane partially overlaps with the outer edge portion of the transfer transistor TG-B (the end edge portion opposite to the end edge portion overlapping the photodiode PD). It is said to be a position.
  • the positions of the floating diffusion FD-A and FD-B in the vertical direction are substantially the same.
  • the OF gate transistor OFG is formed on a semiconductor substrate and has a substantially rectangular shape when viewed from above, and the position in the plane is the transfer transistor TG-A among the four end portions of the photodiode PD.
  • TG-B is set to a position where a part of the TG-B overlaps with the non-overlapping edge portion. That is, in this example, the position is set so that a part of the photodiode PD overlaps one end of both ends in the vertical direction.
  • FIG. 2 shows a period T1 in which the transfer transistor TG-A is on (transfer state) and a period T2 in which the transfer transistor TG-B is on.
  • the period T1 coincides with the light emitting period of the irradiation light Li
  • the period T2 coincides with the non-light emitting period. That is, the transfer transistor TG-A is turned on in synchronization with the light emitting period, and the transfer transistor TG-B is turned on during the non-light emitting period.
  • the potential energies of the electrons of T1 and T2 during this period are schematically shown in FIG.
  • the high and low potential energies are shown in the vertical direction, and each part of the floating diffusion FD-A, the transfer transistor TG-A, the photodiode PD, the transfer transistor TG-B, and the floating diffusion FD-B is shown in the horizontal direction.
  • the transfer transistor TG-A is turned on, and the photoelectrons generated in the photodiode PD are transferred to the floating diffusion FD-A.
  • the transfer transistor TG-B is turned on, and the photoelectrons generated in the photodiode PD are transferred to the floating diffusion FD-B.
  • the distance to the object can be calculated from the ratio of the signal amounts distributed to the floating diffusion FD-A and FD-B in this way.
  • the ON period of the transfer transistor TG-A in FIG. 2 is a period of 50% of the modulation period Pm
  • the ON period of the transfer transistor TG-B is also a period of 50% of the modulation period Pm. Therefore, the transfer drive signals STG-A and STG-B output by the transfer gate drive unit 12 may ideally have a pulse as shown in FIG. 2 as the on-period of the transfer transistors TG-A and TG-B. .. That is, each of the transfer drive signals STG-A and STG-B is a pulse having a duty of 50% with respect to the modulation period Pm.
  • the timing at which the transfer transistors TG-A and TG-B are turned on that is, the gate is opened
  • the timing at which the transfer transistors TG-A and TG-B are turned off that is, the gate is closed
  • the threshold voltages Vth1 and Vth2 of the transfer transistors TG-A and TG-B fluctuate due to manufacturing variations, but this also affects the timing at which the transfer transistors TG-A and TG-B are turned on.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are opened at the same time.
  • the shaded period T3 in FIG. The period T3 in which the transfer transistors TG-A and TG-B are open at the same time may also occur due to a pulse timing shift between the transfer drive signals STG-A and STG-B.
  • FIG. 10 shows changes in potential energy during the period T2, the period T3, and the period T1 shown in FIG.
  • the periods T1 and T2 are the same as those in FIG. 8 described above, but when the transfer transistors TG-A and TG-B are open at the same time as in the period T3, the electrons existing in the photodiode PD are floating diffusion FD-A. And FD-B. Therefore, the transfer efficiency (Cmod) is lowered. When the transfer efficiency (Cmod) is lowered, the S / N of the distance measuring signal is lowered and the distance measuring error is increased.
  • both the transfer transistors TG-A and TG-B are turned off during the transfer period to the floating diffusion FD-A (period T1) and the transfer period to the floating diffusion FD-B (period T2). It is configured to provide a period of.
  • FIG. 11 shows the transfer drive signals STG-A and STG-B as the first embodiment.
  • the waveform is shown in a dull state due to the above-mentioned reason, but the transfer drive signals STG-A and STG-B output by the transfer gate drive unit 12 are both rectangular with the on-control pulse duty set to 40%.
  • the threshold voltages Vth1 and Vth2 are the threshold voltages of the transfer transistors TG-A and TG-B. It is assumed that the transfer gate drive unit 12 outputs transfer drive signals STG-A and STG-B with a pulse duty of 40%, respectively, and as a result, the waveform becomes dull as shown in the figure.
  • the transfer transistor TG-A is turned on during the period T1 in which the voltage of the transfer drive signal STG-A exceeds the threshold voltage Vth1 of the transfer transistor TG-A. Further, the transfer transistor TG-A is turned on during the period T2 in which the voltage of the transfer drive signal STG-B exceeds the threshold voltage Vth2 of the transfer transistor TG-B.
  • non-transfer period T4 occurs. That is, it is a period in which both the transfer transistors TG-A and TG-B are off.
  • FIG. 12 shows changes in potential energy during the period T2, the non-transfer period T4, and the period T1 shown in FIG. During this non-transfer period T4, the electrons of the photodiode PD are not transferred to either the floating diffusion FD-A or FD-B and are accumulated in the photodiode PD.
  • the transfer gate drive unit 12 outputs the transfer drive signals STG-A and STG-B having the pulse duty set to less than 50% so that the non-transfer period T4 is generated, thereby causing the non-transfer period T4. It is avoided that the electric charge of the photodiode PD is transferred to the floating diffusion FD-A and FD-B at the same time. As a result, the transfer efficiency (Cmod) does not deteriorate.
  • the duty ratios of the transfer drive signals STG-A and STG-B are controlled by the system control unit 14 in FIG. 4 and reflected in the gate drive signal generated by the transfer gate drive unit 12.
  • the pulse duty of the transfer drive signals STG-A and STG-B is less than 50% to cause the non-transfer period T4, but the actually appropriate pulse duty is the sensor unit 1 (distance measuring device). 10) It is appropriate to calibrate each time to determine. This is because there are individual manufacturing variations. That is, it is possible to search for the duty ratio that maximizes the transfer efficiency (Cmod) while changing the pulse duty, and determine the pulse duty according to the result. Thereby, an appropriate pulse duty for forming the non-transfer period T4 can be set.
  • This calibration may be performed in the manufacturing process of the sensor unit 1 or the distance measuring device 10, or may be performed in a camera, a smartphone, or the like equipped with the distance measuring device 10.
  • Calibration performed on the camera or smartphone may be performed in the manufacturing process of the camera or smartphone, or may be performed each time the user actually uses the camera or smartphone.
  • the pulse dutys of the transfer drive signals STG-A and STG-B can be changed according to the transfer gate drive frequency (fmod).
  • the transfer gate drive frequency fmod is a frequency that determines the on / off period of the transfer transistors TG-A and TG-B, that is, corresponds to a frequency that determines the period of the modulation period Pm. Furthermore, it corresponds to the frequency of the pulse emission of the irradiation light Li as shown in FIG. 2, and is set by the control unit 3 based on the input by the frequency setting unit 6 of FIG.
  • the duty ratio is 49%, and when it is 100 MHz, it is 40%.
  • the duty ratio may be set according to the actual situation in the range of less than 50%.
  • the pulse duty of the transfer drive signals STG-A and STG-B is left at 50%, and when the transfer gate drive frequency fmod is increased, the pulse duty is increased. It may be changed to less than 50%.
  • each transfer gate drive frequency fmod It is also possible to calibrate each transfer gate drive frequency fmod and set the pulse duty according to the frequency. For example, at the time of calibration, the transfer efficiency (Cmod) is measured while changing the duty ratio at various transfer gate drive frequencies fmod, and the duty ratio at which the transfer efficiency (Cmod) is optimized is determined for each transfer gate drive frequency fmod. be able to. Similar to the above, this calibration may be performed in the manufacturing process of the sensor unit 1 or the distance measuring device 10, or may be performed in the manufacturing process or each actual use in a camera or smartphone equipped with the distance measuring device 10. good.
  • the transfer gate drive unit 12 matches the end timing of the light emitting period of the irradiation light Li with the end timing of the transfer state (on period) of the transfer transistor TG-A, and further coincides with the end timing of the non-light emitting period of the irradiation light Li. It is preferable to drive the transfer transistors TG-A and TG-B so that the end timings of the transfer states (on period) of the transfer transistors TG-B are matched.
  • FIG. 13 shows an on period (period T1) of the transfer transistor TG-A and an on period (period T2) of the transfer transistor TG-B with respect to the light emission period and the non-light emission period of the irradiation light Li in the modulation period Pm.
  • the period T1 ends at the time point tD1, which is the end timing of the light emission period.
  • the period T2 ends at the time point tD2, which is the end timing of the non-light emitting period. That is, the non-transfer period T4 is provided on the head side of the light emitting period and the head side of the non-light emitting period.
  • the charge accumulated in the photodiode PD due to the light reception within the period corresponding to the light emission period is transferred to the floating diffusion FD-A side without any residue, and the light is received within the period corresponding to the non-light emission period.
  • the electric charge accumulated in the photodiode PD can be transferred to the floating diffusion FD-B side. Therefore, the light that has reached the sensor unit 1 within the light emission period and the light that has reached the non-light emission period can be appropriately distributed to the floating diffusion FD-A and FD-B, and the transfer efficiency (Cmod) is improved and the measurement is performed accordingly. It is appropriate in terms of improving distance accuracy.
  • the duty ratio is 50% or more by increasing the threshold voltages Vth1 and Vth2 of the transfer transistors TG-A and TG-B by utilizing the bluntness of the transfer drive signals STG-A and STG-B.
  • the transfer drive signals STG-A and STG-B of the above also provide a non-transfer period T4 in which both the transfer transistors TG-A and TG-B are off.
  • the transfer drive signals STG-A and STG-B are pulse signals having a duty ratio of 50% as described with reference to FIG.
  • the shaded non-transfer period T4 is generated.
  • the waveforms of the transfer drive signals STG-A and STG-B are blunted, so that the timing at which the transfer transistors TG-A and TG-B are turned on is significantly delayed.
  • the timing of the transfer transistors TG-A and TG-B is slightly delayed when they are turned off, but the non-transfer period T4 occurs due to the difference between the delay when the transfer transistors TG-A and TG-B are turned on and the delay amount when the transfer transistors TG-B are turned off.
  • Cmod transfer efficiency
  • the threshold voltages Vth1 and Vth2 of the transfer transistors TG-A and TG-B are used in the manufacturing process of the sensor unit 1 to appropriately adjust the impurity concentration in the Si substrate immediately below the transfer transistor, the gate oxide film, and the like by a known method. It can be controlled by.
  • the sensor unit 1 (sensor device) of the first and second embodiments transfers the charge obtained by performing photoelectric conversion with the photodiode PD (photoelectric conversion element) and the photodiode PD, and transfers the floating diffusion FD-.
  • Floating diffusion FD-B (second) by transferring the charge obtained by performing photoelectric conversion with the transfer transistor TG-A (first transfer gate element) to be stored in A (first charge storage unit) and the photodiode PD.
  • a transfer transistor TG-B (second transfer gate element) to be stored in the charge storage unit) and a transfer gate drive unit 12 are provided.
  • the transfer transistors TG-A, TG-B are driven so that a non-transfer period T4 in which B does not transfer charges together occurs.
  • the transfer transistors TG-1 and TG-2 It is possible to eliminate the period in which both are turned on and the transfer is performed to both the floating diffusion FD-A and FD-B. Therefore, the transfer efficiency (Cmod) is improved, and the distance measurement accuracy can be improved. Further, the gain mismatch on the floating diffusion FD-A side and the FD-B side due to the threshold voltage difference between the transfer transistors TG-1 and TG-2 is reduced, and the ranging error (fixed pattern noise) can be reduced.
  • the transfer gate drive unit 12 has a non-transfer period T4, a period T1 in which the transfer transistor TG-A is in the transfer state, a non-transfer period T4, and a transfer transistor TG in the storage period Pr.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are driven so that a cycle of the period T2 in which -B is in the transfer state occurs.
  • both the transfer transistor TG-2 is turned on while the transfer transistor TG-1 is on and the transfer transistor TG-1 is turned on while the transfer transistor TG-2 is on. It will be resolved. Therefore, the effect of improving the distance measurement accuracy by improving the transfer efficiency described above can be appropriately exerted.
  • the transfer transistor TG-2 may be turned on via a non-transfer period, and in this case as well, the Cmod improvement effect can be obtained.
  • the transfer period of the transfer transistor TG-A is set by setting the pulse duty of the transfer drive signal STG-A (first transfer drive signal) and the transfer drive signal STG-B (second transfer drive signal).
  • the non-transfer period T4 is caused by shortening the light emission period and shortening the transfer period of the transfer transistor TG-B to the non-light emission period.
  • the non-transfer period T4 can be generated by shortening the on period of the transfer transistors TG-1 and TG-2 by setting the pulse duty of the transfer drive signals STG-A and STG-B. This makes it possible to easily realize the above-mentioned improvement in transfer efficiency (Cmod).
  • the pulse duty of the transfer drive signal STG-A that controls the transfer transistor TG-A to the transfer state within the light emitting period is set to 50%.
  • the non-transfer period T4 is set to be less than 50% by setting the pulse duty of the transfer drive signal STG-B that controls the transfer transistor TG-B to the transfer state within the non-emission period to less than 50%.
  • the pulse duty of the transfer drive signals STG-A and STG-B is less than 50%, the on periods of the transfer transistors TG-1 and TG-2 emit light, respectively. It can be made shorter than the period or the non-light emitting period so that the non-transfer period T4 occurs. As a result, the above-mentioned improvement in transfer efficiency can be easily realized.
  • the pulse duty of the transfer drive signal STG-A and the pulse duty of the transfer drive signal STG-B are variably set. For example, calibration is performed to obtain a pulse duty so as to maximize the transfer efficiency, and the pulse duty is set to that pulse duty. This makes it possible to set the pulse duty so as to maximize the transfer efficiency, for example. Therefore, the sensor unit 1 can execute an appropriate gate operation according to its own transistor characteristics and the like.
  • the pulse duty of the transfer drive signal STG-A and the pulse duty of the transfer drive signal STG-B are variably set according to the transfer gate drive frequency.
  • the end timing of the light emitting period and the end timing of the transfer state of the transfer transistor TG-A are matched, and the end timing of the non-light emission period and the end timing of the transfer state of the transfer transistor TG-B are matched.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are driven.
  • the electric charge of the light reaching the sensor unit 1 during the light emitting period and the electric charge of the light reaching the sensor unit 1 during the non-light emitting period are transferred to the floating diffusion FD-A and FD-B without being wasted. Will be done. Therefore, the distance measurement accuracy can be improved.
  • the transfer transistors TG-A and TG-B are driven by the transfer gate drive unit 12 by setting the threshold voltage Vth1 of the transfer transistor TG-A and the threshold voltage Vth2 of the transfer transistor TG-B.
  • An example has been described in which the non-transfer period T4 occurs at that time. This also eliminates the period in which both the transfer transistors TG-1 and TG-2 are turned on and the transfer is performed to both the floating diffusion FD-A and FD-B, improving the transfer efficiency. It is possible to improve the distance measurement accuracy by.
  • the present technology can also adopt the following configurations.
  • both the first transfer gate element and the second transfer gate element are charged within the one modulation period.
  • a sensor device including the first transfer gate element and a transfer gate drive unit for driving the second transfer gate element so that a non-transfer period in which the transfer is not performed occurs.
  • the transfer gate drive unit controls the first transfer drive signal that controls the first transfer gate element to the transfer state during the light emission period, and the second transfer gate element that controls the second transfer gate element to the transfer state during the non-light emission period.
  • the transfer period of the first transfer gate element is shorter than the light emission period, and the transfer period of the second transfer gate element is the non-light emission period.
  • the pulse duty of the first transfer drive signal that controls the first transfer gate element to the transfer state within the light emission period is set to less than 50%.
  • the sensor device By setting the pulse duty of the second transfer drive signal that controls the second transfer gate element to the transfer state within the non-emission period to less than 50%, The sensor device according to any one of (1) to (3) above, which causes the non-transfer period to occur. (5) The sensor device according to (4) above, wherein the pulse duty of the first transfer drive signal and the pulse duty of the second transfer drive signal are variably set. (6) The sensor device according to (4) or (5) above, wherein the pulse duty of the first transfer drive signal and the pulse duty of the second transfer drive signal are variably set according to the transfer gate drive frequency. (7) The end timing of the light emitting period and the end timing of the transfer state of the first transfer gate element are matched.
  • the end timing of the non-light emitting period and the end timing of the transfer state of the second transfer gate element are matched.
  • the transfer gate element is driven.
  • a light emitting unit that irradiates light so that the light emitting period and the non-light emitting period are repeated as one modulation period
  • a photoelectric conversion element that receives the reflected light of the light from the light emitting unit by the distance measuring object
  • a first transfer gate element that transfers the electric charge obtained by performing photoelectric conversion with the photoelectric conversion element and stores it in the first charge storage unit.
  • a second transfer gate element that transfers the electric charge obtained by performing photoelectric conversion with the photoelectric conversion element and stores it in the second charge storage unit.
  • a distance measuring device including the first transfer gate element and the transfer gate driving unit for driving the second transfer gate element so as to occur.
  • Photoelectric conversion element and A first transfer gate element that transfers the electric charge obtained by performing photoelectric conversion with the photoelectric conversion element and stores it in the first charge storage unit.
  • a second transfer gate element that transfers the electric charge obtained by performing photoelectric conversion with the photoelectric conversion element and stores it in the second charge storage unit.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Multimedia (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Optical Radar Systems And Details Thereof (AREA)
  • Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
  • Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)

Abstract

光電変換素子と、光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子を備えたセンサ装置において、光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間における一変調期間内で、第１転送ゲート素子と第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるようにする。

Description

センサ装置、測距装置、センシング方法
　本技術は測距のためのセンサ装置、測距装置、及びセンサ装置のセンシング方法に関する。
対象物体までの距離を測定するための各種の測距技術が知られており、近年では、例えばＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式による測距技術が注目されている。
　ＴｏＦ方式による測距技術は例えば特許文献１に開示されている。
特開２００９－８５３７号公報
　ＴｏＦ方式により測距対象物（反射体となる物体。以下、単に「対象物」ともいう）までの距離を測定するための半導体検出素子では、光源から照射された光が対象物にあたって反射された反射光がフォトダイオードで光電変換される。光電変換により生成された信号電荷は、交互に駆動される対の転送ゲート素子によって２つのフローティングディフュージョン（電荷蓄積部）に振り分けられる。
このような対の転送ゲート素子構造を用いた半導体検出素子において、転送ゲート駆動波形の鈍りなどによる転送ゲート素子間のタイミングずれによって、オンさせた一方の転送ゲートをオフさせる前に他方の転送ゲートがオンしてしまうことがある。つまり両方の転送ゲートが同時に開いてしまう。これにより光電変換により生成された信号電荷が２つのフローティングディフュージョンの両方に転送される期間が生じ、測距誤差が増大するという問題がある。
本技術は、このような状況に鑑みてなされたものであり、一対の転送ゲートの両方が開くことによる測距精度の悪化を防止できるようにすることを目的とする。
　本技術に係るセンサ装置は、光電変換素子と、前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、前記光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する転送ゲート駆動部と、を備える。
　間接ＴｏＦ（インダイレクトＴｏＦ）方式による測距は、対象物に対する照射光と、照射光が対象物で反射されて得られる反射光との位相差に基づいて対象物までの距離を算出する。具体的にはセンサ装置側は、第１電荷蓄積部と第２電荷蓄積部に振り分けられた電荷量の比から、対象物までの距離を算出する。この場合に、発光周期内で、第１電荷蓄積部と第２電荷蓄積部のいずれにも転送されない期間を設定する。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記蓄積期間において、前記非転送期間、前記第１転送ゲート素子が転送状態とされる期間、前記非転送期間、前記第２転送ゲート素子が転送状態とされる期間、という順のサイクルが生ずるように前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動されるようにすることが考えられる。
　即ち第１転送ゲート素子が転送状態とされる期間と第２転送ゲート素子が転送状態とされる期間とが切り替わるときに常に非転送期間が生ずるようにする。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記転送ゲート駆動部は、前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号と、前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号とを出力するとともに、前記第１転送駆動信号と前記第２転送駆動信号のパルスデューティによって、前記第１転送ゲート素子の転送期間が前記発光期間よりも短く、また前記第２転送ゲート素子の転送期間が前記非発光期間よりも短くすることで、前記非転送期間が生ずるようにすることが考えられる。
　例えば転送ゲート駆動部は第１転送駆動信号と第２転送駆動信号とのパルスデューティの設定により、第１転送ゲート素子の転送期間が発光期間よりも短く、第２転送ゲート素子の転送期間が非発光期間よりも短くなるようにする。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記発光期間と前記非発光期間が同一期間長である場合に、前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とし、前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とすることで、前記非転送期間が生ずるようにすることが考えられる。
　光の照射側で発光期間長と非発光期間長が同じである場合、通常は、第１転送駆動信号と第２転送駆動信号はそれぞれ５０％のパルスデューティとすることで、発光期間に対応して第１転送ゲート素子が転送状態になり、非発光期間に対応して第２転送ゲート素子が転送状態になるようにする。これらのパルスデューティを５０％未満とすることで、第１，第２転送ゲート素子がいずれも非転送となる期間を設ける。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定することが考えられる。
　例えばキャリブレーションを行って転送効率が最大となるようにパルスデューティを求め、そのパルスデューティに設定する。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、転送ゲート駆動周波数に応じて、前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定することが考えられる。
　転送ゲート駆動周波数によっては、転送ゲート駆動信号の波形鈍りの影響の度合いは異なる。そこで転送ゲート駆動周波数に応じてパルスデューティを可変設定する。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記発光期間の終了タイミングと前記第１転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させ、前記非発光期間の終了タイミングと前記第２転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動することが考えられる。
　即ち非転送期間は発光期間の先頭側と非発光期間の先頭側に設ける。
　上記した本技術に係るセンサ装置においては、前記第１転送ゲート素子の閾値電圧と、前記第２転送ゲート素子の閾値電圧の設定により、前記転送ゲート駆動部によって前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動されたときに前記非転送期間が生ずるようにすることが考えられる。
　即ち第１転送ゲート素子と第２転送ゲート素子の閾値電圧を通常よりも高めるように設計する。
　本技術に係る測距装置は、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返すように光の照射を行う発光部と、上述の光電変換素子、第１転送ゲート素子、第２転送ゲート素子、転送ゲート駆動部を有するセンサ装置を備える。
　本技術に係るセンサ装置のセンシング方法は、光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動するものである。これにより第１転送ゲート素子と第２転送ゲート素子が同時にオンとなる期間が生じないようにする。
本技術の実施の形態の測距装置のブロック図である。 測距装置の変調期間の照射光と転送駆動信号のタイミングの説明図である。 測距装置の動作タイミングの説明図である。 実施の形態のセンサ部のブロック図である。 実施の形態のセンサ部の画素回路の等価回路図である。 実施の形態のセンサ部の画素構造の説明図である。 実施の形態のセンサ部の画素構造の説明図である。 画素回路における電荷のポテンシャルエネルギーの遷移の説明図である。 比較例の転送駆動信号の波形図である。 比較例の電荷のポテンシャルエネルギーの遷移の説明図である。 第１の実施の形態の転送駆動信号の波形図である。 第１の実施の形態の電荷のポテンシャルエネルギーの遷移の説明図である。 第１の実施の形態の照射光の発光期間及び非発光期間と転送終了のタイミングの説明図である。 第２の実施の形態の転送駆動信号の波形図である。
　以下、添付図面を参照し、本技術に係る実施の形態を次の順序で説明する。
<１．測距装置の構成>
<２．センサ部の回路構成>
<３．画素アレイ部の回路構成>
<４．センサ部の構造>
<５．第１の実施の形態>
<６．第２の実施の形態>
<７．まとめ及び変形例>
<１．測距装置の構成>
　図１は、本技術に係る実施の形態としての測距装置１０の構成例を説明するためのブロック図である。
　測距装置１０は、センサ部１、発光部２、制御部３、距離画像処理部４、及びメモリ５を備えている。測距装置１０は、ＴｏＦ（Time of Flight：光飛行時間）方式による測距を行う装置とされる。具体的に本例の測距装置１０は、間接ＴｏＦ（インダイレクトＴｏＦ）方式による測距を行う。間接ＴｏＦ方式は、対象物Ｏｂに対する照射光Ｌｉと、照射光Ｌｉが対象物Ｏｂで反射されて得られる反射光Ｌｒとの位相差に基づいて対象物Ｏｂまでの距離を算出する測距方式である。
　発光部２は、光源として一又は複数の発光素子を有し、対象物Ｏｂに対する照射光Ｌｉを発する。本例において、発光部２は、照射光Ｌｉとして例えば波長が７８０ｎｍから１０００ｎｍの範囲の赤外光を発光する。
　制御部３は、発光部２による図２に示すように照射光Ｌｉの発光動作を制御する。間接ＴｏＦ方式の場合、照射光Ｌｉとしては所定の周期で強度が変化するように強度変調された光が用いられる。具体的に、本例では、照射光Ｌｉとして、パルス光として所定周期で発光期間と非発光期間が繰り返すように発光する。
　以下、このようなパルス光の発光周期のことを「発光周期Ｃｌ」と表記する。
　また、発光周期Ｃｌによりパルス光が繰り返し発光される際におけるパルス光の発光開始タイミング間の期間、つまり１つの発光期間と１つの非発光期間からなる期間のことを「一変調期間Ｐｍ」或いは単に「変調期間Ｐｍ」と表記する。
　制御部３は、変調期間Ｐｍごとに所定の発光期間のみ照射光Ｌｉを発するように発光部２の発光動作を制御する。
　ここで、間接ＴｏＦ方式において、発光周期Ｃｌは、例えば数十ＭＨｚから数百ＭＨｚ程度と比較的高速とされる。
　図１のセンサ部１は、反射光Ｌｒを受光し、反射光Ｌｒと照射光Ｌｉの位相差に基づいて間接ＴｏＦ方式による測距情報を出力する。
　後述もするが、本例のセンサ部１は、光電変換素子（フォトダイオードＰＤ）と、光電変換素子の蓄積電荷を転送するための第１転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ－Ａ）と第２転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ－Ｂ）とを含んで構成された画素Ｐｘが二次元に複数配列された画素アレイ部１１を有しており、画素Ｐｘごとに間接ＴｏＦ方式による測距情報を得る。
　なお以下、このように画素Ｐｘごとに測距情報（距離情報）を表した情報のことを「距離画像」と表記する。
　ここで、公知のように間接ＴｏＦ方式では、画素Ｐｘにおける光電変換素子に蓄積された信号電荷が、交互にオンされる第１転送ゲート素子、第２転送ゲート素子によって二つのフローティングディフュージョン（ＦＤ）に振り分けられる。この際、第１転送ゲート素子と第２転送ゲート素子を交互にオンする周期は発光部２の発光周期Ｃｌと同周期とされる。
　すなわち、第１転送ゲート素子、第２転送ゲート素子は、それぞれ変調期間Ｐｍごとに１度オンとされるものであり、上記のような信号電荷の二つのフローティングディフュージョンへの振り分けは、変調期間Ｐｍごとに繰り返し行われる。
　例えば図２のように、第１転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ－Ａは、変調期間Ｐｍにおける照射光Ｌｉの発光期間においてオンとされる（期間Ｔ１）。また第２転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ－Ｂは、変調期間Ｐｍにおける照射光Ｌｉの非発光期間においてオンとされる（期間Ｔ２）。
なお、転送ゲート素子である転送トランジスタの「オン」とは転送状態、「オフ」とは非転送状態を表すものとする。
　但し後述するが、本実施の形態では、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂがオンとなる期間Ｔ１，Ｔ２は、図２のように発光期間、非発光期間と一致するというものではない。
　前述のように、発光周期Ｃｌは比較的高速とされるため、上記のような第１、第２転送ゲート素子を用いた１回の振り分けにより各フローティングディフュージョンに蓄積される信号電荷は比較的微量なものとなる。このため間接ＴｏＦ方式では、１回の測距につき（つまり１枚分の距離画像を得るにあたり）、照射光Ｌｉの発光を数千回から数万回程度繰り返し、センサ部１では、このように照射光Ｌｉが繰り返し発光される間、上記のような第１、第２転送ゲート素子を用いた各フローティングディフュージョンへの信号電荷の振り分けを繰り返し行う。
　図３には、照射光Ｌｉと、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂのオンタイミングとして、照射光Ｌｉが繰り返し発光される蓄積期間Ｐｒの様子を模式的に示している。上述の図２は、この図３の蓄積期間Ｐｒにおける一部の変調期間Ｐｍを拡大したものである。
　上記説明から理解されるように、センサ部１においては、画素Ｐｘごとに第１転送ゲート素子、第２転送ゲート素子を照射光Ｌｉの発光周期に応じたタイミングで駆動することになる。このためセンサ部１に対しては、制御部３より発光周期Ｃｌのタイミングを示す同期信号Ｓｓが入力され、各画素Ｐｘにおける第１、第２転送ゲート素子の駆動に用いられる。
　距離画像処理部４は、センサ部１で得られた距離画像を入力し、例えば圧縮符号化等の所定の信号処理を施してメモリ５に出力する。
　メモリ５は、例えばフラッシュメモリやＳＳＤ（Solid State Drive）、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶装置であり、距離画像処理部４で処理された距離画像を記憶する。
　周波数設定部６は発光周期Ｃｌ及び第１，第２転送ゲート素子（転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂ）のオン／オフの周期としての周波数を設定する。
　例えば周波数設定部６は、ユーザ操作、測距装置を使用する装置（例えば撮像装置等）からの制御、測距装置を用いるアプリケーションによる制御等に応じて周波数を設定する。制御部３は、周波数設定部６で設定される周波数に応じた同期信号Ｓｓを生成することになる。
<２．センサ部の回路構成>
図４は、センサ部１の内部回路構成の例示したブロック図である。
　図示のようにセンサ部１は、画素アレイ部１１、転送ゲート駆動部１２、垂直駆動部１３、システム制御部１４、カラム処理部１５、水平駆動部１６、信号処理部１７、及びデータ格納部１８を備えている。
　画素アレイ部１１は、複数の画素Ｐｘが行方向及び列方向の行列状に２次元に配列された構成となっている。各画素Ｐｘは、光電変換素子として後述するフォトダイオードＰＤを有する。なお、画素Ｐｘの詳細については図５により改めて説明する。
　ここで、行方向とは、水平方向の画素Ｐｘの配列方向を言い、列方向とは、垂直方向の画素Ｐｘの配列方向を言う。図中では、行方向を横方向、列方向を縦方向としている。
　画素アレイ部１１においては、行列状の画素配列に対して、画素行ごとに画素駆動線２０が行方向に沿って配線されるとともに、各画素列に二つのゲート駆動線２１、二つの垂直信号線２２がそれぞれ列方向に沿って配線されている。例えば、画素駆動線２０は、画素Ｐｘから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４では、画素駆動線２０について１本の配線として示しているが、１本に限られるものではない。画素駆動線２０の一端は、垂直駆動部１３の各行に対応した出力端に接続されている。
　システム制御部１４は、同期信号Ｓｓに基づいて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などによって構成され、該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、転送ゲート駆動部１２、垂直駆動部１３、カラム処理部１５、及び水平駆動部１６などの駆動制御を行う。
　転送ゲート駆動部１２は、システム制御部１４の制御に基づき、上記のように各画素列に二つ設けられるゲート駆動線２１を通じて、画素Ｐｘごとに二つ設けられた転送ゲート素子を駆動する。
　前述のように、二つの転送ゲート素子は変調期間Ｐｍごとに交互にオンするものとされる。このため、システム制御部１４は、図１で説明した同期信号Ｓｓに基づいて、転送ゲート駆動部１２による二つの転送ゲート素子のオン／オフタイミングを制御する。
　垂直駆動部１３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１１の画素Ｐｘの全画素同時或いは行単位等で駆動する。すなわち、垂直駆動部１３は、垂直駆動部１３を制御するシステム制御部１４とともに、画素アレイ部１１の各画素Ｐｘの動作を制御する駆動部を構成している。
　垂直駆動部１３による駆動制御に応じて画素行の各画素Ｐｘから出力される（読み出される）検出信号、具体的には、画素Ｐｘごとに二つ設けられたフローティングディフュージョンそれぞれに蓄積された信号電荷に応じた信号は、対応する垂直信号線２２を通してカラム処理部１５に入力される。カラム処理部１５は、各画素Ｐｘから垂直信号線２２を通して読み出された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。具体的には、カラム処理部１５は、信号処理としてノイズ除去処理やＡ／Ｄ（Analog to Digital）変換処理などを行う。
　ここで、各画素Ｐｘからの二つの検出信号（フローティングディフュージョンごとの検出信号）の読み出しは、照射光Ｌｉの所定回数分の繰り返し発光ごと（前述した数千から数万回の繰り返し発光ごと）に行われる。
　従って、システム制御部１４は、各画素Ｐｘからの検出信号の読み出しタイミングについても、同期信号Ｓｓに基づいた垂直駆動部１３の制御を行う。
　水平駆動部１６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１５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１６による選択走査により、カラム処理部１５において単位回路ごとに信号処理された検出信号が順番に出力される。
　信号処理部１７は、少なくとも演算処理機能を有し、カラム処理部１５から出力される検出信号に基づいて、間接ＴｏＦ方式に対応した距離の算出処理等の種々の信号処理を行う。なお、画素Ｐｘごとに二種の検出信号（フローティングディフュージョンごとの検出信号）に基づいて間接ＴｏＦ方式による距離情報を算出する手法については公知の手法を用いることができ、ここでの説明は省略する。
　データ格納部１８は、信号処理部１７での信号処理にあたって、その処理に必要なデータを一時的に格納する。
　以上のように構成されるセンサ部１は、画素Ｐｘごとに対象物Ｏｂまでの距離を表す距離画像を出力する。このようなセンサ部１を有する測距装置１０は、例えば、車両に搭載されて、車外にある対象物Ｏｂまでの距離を測定する車載用のシステムや、ユーザの手等の対象物までの距離を測定し、その測定結果に基づいてユーザのジェスチャを認識するジェスチャ認識用の装置などに適用することが可能である。
<３．画素アレイ部の回路構成>
　図５は、画素アレイ部１１に２次元配置された画素Ｐｘの等価回路を示している。
　画素Ｐｘは、光電変換素子としてのフォトダイオードＰＤとＯＦ（オーバーフロー）ゲートトランジスタＯＦＧとをそれぞれ１個ずつ有する。
　また、画素Ｐｘは、転送ゲート素子としての転送トランジスタＴＧ、フローティングディフュージョンＦＤ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬをそれぞれ２個ずつ有する。
　ここで、画素Ｐｘにおいて２個ずつ設けられる転送トランジスタＴＧ、フローティングディフュージョンＦＤ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬのそれぞれを区別する場合、図５に示されるように、転送トランジスタＴＧ－Ａ及びＴＧ－Ｂ、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ及びＦＤ－Ｂ、リセットトランジスタＲＳＴ－Ａ及びＲＳＴ－Ｂ、増幅トランジスタＡＭＰ－Ａ及びＡＭＰ－Ｂ、選択トランジスタＳＥＬ－Ａ及びＳＥＬ－Ｂと表記する。
　ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、転送トランジスタＴＧ、リセットトランジスタＲＳＴ、増幅トランジスタＡＭＰ、及び選択トランジスタＳＥＬは、例えば、Ｎ型のＭＯＳトランジスタで構成される。
　ＯＦゲートトランジスタＯＦＧは、ゲートに供給されるＯＦゲート信号ＳＯＦＧがオンされると導通状態となる。
　フォトダイオードＰＤは、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧが導通状態となると、所定の基準電位ＶＤＤにクランプされて蓄積電荷がリセットされる。
　なお、ＯＦゲート信号ＳＯＦＧは、例えば垂直駆動部１３より供給される。
　転送トランジスタＴＧ－Ａは、ゲートに供給される転送駆動信号ＳＴＧ－Ａがオンされると導通状態となり、フォトダイオードＰＤに蓄積されている信号電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－Ａに転送する。
　転送トランジスタＴＧ－Ｂは、ゲートに供給される転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂがオンされると導通状態となり、フォトダイオードＰＤに蓄積されている電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに転送する。
　転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、それぞれが図４に示したゲート駆動線２１の一つとして設けられたゲート駆動線２１－Ａ、２１－Ｂを通じて転送ゲート駆動部１２より供給される。
　フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂは、フォトダイオードＰＤから転送された電荷を一時保持する電荷保持部である。
　リセットトランジスタＲＳＴ－Ａは、ゲートに供給されるリセット信号ＳＲＳＴがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａの電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。
　同様に、リセットトランジスタＲＳＴ－Ｂはゲートに供給されるリセット信号ＳＲＳＴがオンされることで導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂの電位を基準電位ＶＤＤにリセットする。
　なお、リセット信号ＳＲＳＴは、例えば垂直駆動部１３より供給される。
　増幅トランジスタＡＭＰ－Ａは、ソースが選択トランジスタＳＥＬ－Ａを介して垂直信号線２２－Ａに接続され、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続されて、ソースフォロワ回路を構成する。
　増幅トランジスタＡＭＰ－Ｂは、ソースが選択トランジスタＳＥＬ－Ｂを介して垂直信号線２２－Ｂに接続され、ドレインが基準電位ＶＤＤ（定電流源）に接続されてソースフォロワ回路を構成する。
　ここで、垂直信号線２２－Ａ、２２－Ｂは、それぞれ図４に示した垂直信号線２２の一つとして設けられたものである。
　選択トランジスタＳＥＬ－Ａは、増幅トランジスタＡＭＰ－Ａのソースと垂直信号線２２－Ａとの間に接続され、ゲートに供給される選択信号ＳＳＥＬがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａに保持された電荷を増幅トランジスタＡＭＰ－Ａを介して垂直信号線２２－Ａに出力する。
　選択トランジスタＳＥＬ－Ｂは、増幅トランジスタＡＭＰ－Ｂのソースと垂直信号線２２－Ｂとの間に接続され、ゲートに供給される選択信号ＳＳＥＬがオンとされると導通状態となり、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに保持された電荷を増幅トランジスタＡＭＰ－Ａを介して垂直信号線２２－Ｂに出力する。
　なお、選択信号ＳＳＥＬは、画素駆動線２０を介して垂直駆動部１３より供給される。
　画素Ｐｘの動作について簡単に説明する。
　先ず、受光を開始する前に、画素Ｐｘの電荷をリセットするリセット動作が全画素で行われる（図３のリセット期間）。すなわち、例えばＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、各リセットトランジスタＲＳＴ、及び各転送トランジスタＴＧがオン（導通状態）とされ、フォトダイオードＰＤ、各フローティングディフュージョンＦＤの蓄積電荷がリセットされる。
　蓄積電荷のリセット後、全画素で測距のための受光動作が開始される。ここで言う受光動作とは、１回の測距のために行われる受光動作を意味する。すなわち、受光動作中では、転送トランジスタＴＧ－ＡとＴＧ－Ｂを交互にオンする動作が所定回数（本例では数千回から数万回程度）繰り返される。このような１回の測距のために行われる、受光による電荷蓄積動作の期間を図３のように「蓄積期間Ｐｒ」と表記している。
　蓄積期間Ｐｒにおいて、発光部２の一変調期間Ｐｍ内では、例えば転送トランジスタＴＧ－Ａがオンの期間Ｔ１（つまり転送トランジスタＴＧ－Ｂがオフの期間）が照射光Ｌｉの発光期間にわたって継続された後、残りの期間、つまり照射光Ｌｉの非発光期間は、転送トランジスタＴＧ－Ｂがオンの期間Ｔ２（つまり転送トランジスタＴＧ－Ａがオフの期間）とされる。すなわち、蓄積期間Ｐｒにおいては、１変調期間Ｐｍ内にフォトダイオードＰＤの電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－ＡとフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに振り分ける動作が所定回数繰り返される。
　そして、蓄積期間Ｐｒが終了すると、画素アレイ部１１の各画素Ｐｘが、線順次に選択される。選択された画素Ｐｘでは、選択トランジスタＳＥＬ－Ａ及びＳＥＬ－Ｂがオンされる。これにより、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａに蓄積された電荷が垂直信号線２２－Ａを介してカラム処理部１５に出力される。また、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに蓄積された電荷は垂直信号線２２－Ｂを介してカラム処理部１５に出力される（図３の読み出し期間）。
　以上で、１回の受光動作が終了し、リセット動作から始まる次の受光動作が実行される。
　ここで、画素Ｐｘが受光する反射光は、発光部２が照射光Ｌｉを発したタイミングから、対象物Ｏｂまでの距離に応じて遅延されている。対象物Ｏｂまでの距離に応じた遅延時間によって、二つのフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに蓄積される電荷の配分比が変化するため、これら二つのフローティングディフュージョンＦＤ－１、ＦＤ－Ｂに蓄積される電荷の配分比から、対象物Ｏｂまでの距離を求めることができる。
<４．センサ部の構造>
　次にセンサ部１の構造について説明する。
　図６及び図７は画素Ｐｘの概略構造、具体的には半導体基板における一つの画素Ｐｘの領域に形成されたフォトダイオードＰＤ、ＯＦゲートトランジスタＯＦＧ、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂ、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂの位置関係を例示した図であり、図６は上面図、図７は図６に示すＸ－Ｘ’の位置で切断した断面図である。なお、これら図６、図７では、リセットトランジスタＲＳＴや増幅トランジスタＡＭＰ等の画素トランジスタについての図示は省略している。
　フォトダイオードＰＤは、半導体基板の内部に形成されており、上面視で略矩形の形状を有し、画素Ｐｘの面内における略中央に形成されている。ここで、面内とは、前述した水平方向（行方向）と垂直方向（列方向）に平行な面内を意味する。なお、水平方向は、図６及び図７では紙面の横方向に相当する。垂直方向は、図６の紙面縦方向に相当する。
　転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂは、半導体基板上に形成されており、上面視で略矩形の形状を有している。転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの面内における位置は、フォトダイオードＰＤの水平方向又は垂直方向における両端辺のうち対応する一方の端辺部近傍とされる。具体的に、本例において転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂは、それぞれ面内における位置が、フォトダイオードＰＤの水平方向（紙面における横方向）における両端辺のうち対応する一方の端辺部に対して一部が重なる位置とされている。転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの垂直方向における位置は略一致している。
　フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂは、半導体基板の内部に形成され、上面視で略矩形の形状を有している。フローティングディフュージョンＦＤ－Ａの面内における位置は、転送トランジスタＴＧ－Ａの外側の端辺部、すなわち上述のようにフォトダイオードＰＤと重なる端辺部とは逆側の端辺部に対して一部が重なる位置とされている。また、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂの面内における位置は、転送トランジスタＴＧ－Ｂの外側の端辺部（フォトダイオードＰＤと重なる端辺部とは逆側の端辺部）に対して一部が重なる位置とされている。フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂの垂直方向における位置は略一致している。
　ＯＦゲートトランジスタＯＦＧは、半導体基板上に形成され、上面視で略矩形の形状を有しており、面内における位置は、フォトダイオードＰＤが有する四つの端辺部のうち、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが重複していない端辺部に一部が重なる位置とされる。つまり本例では、フォトダイオードＰＤの垂直方向における両端辺部のうち一方の端辺部に一部が重なる位置とされる。
<５．第１の実施の形態>
　以下第１の実施の形態を説明するが、まず本技術に至った過程について説明しておく。
　先に図２、図３に動作タイミングを示したが、そのうちの蓄積期間Ｐｒにおける１つの変調期間Ｐｍに着目して説明する。
　図２には転送トランジスタＴＧ－Ａがオン（転送状態）となる期間Ｔ１と、転送トランジスタＴＧ－Ｂがオンとなる期間Ｔ２を示した。
　この図２の場合、期間Ｔ１は照射光Ｌｉの発光期間と一致し、期間Ｔ２は非発光期間と一致している。即ち転送トランジスタＴＧ－Ａは発光期間に同期してオンとなり、転送トランジスタＴＧ－Ｂは非発光期間にオンとなる。
　この期間Ｔ１、Ｔ２の電子のポテンシャルエネルギーを図８に模式的に示している。縦方向でポテンシャルエネルギーの高低を示し、横方向にフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、転送トランジスタＴＧ－Ａ、フォトダイオードＰＤ、転送トランジスタＴＧ－Ｂ、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂの各部を示している。
　期間Ｔ１は転送トランジスタＴＧ－Ａがオンとなり、フォトダイオードＰＤに生じた光電子はフローティングディフュージョンＦＤ－Ａに転送される。
　期間Ｔ２は転送トランジスタＴＧ－Ｂがオンとなり、フォトダイオードＰＤに生じた光電子はフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂに転送される。
　このようにフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに振り分けられた信号量の比から、対象物までの距離が算出できる。
　ここで図２の転送トランジスタＴＧ－Ａのオン期間は変調期間Ｐｍの５０％の期間で、転送トランジスタＴＧ－Ｂのオン期間も変調期間Ｐｍの５０％の期間である。
　従って転送ゲート駆動部１２が出力する転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、理想的には、図２に転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂのオン期間として示すようなパルスとなればよい。つまり転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、変調期間Ｐｍに対して、それぞれデューティ５０％のパルスとされる。
　これが通常想定される転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの駆動方式となるが、実際の転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのパルス波形は、ゲート駆動線２１－Ａ，２１－Ｂの容量と抵抗によって、例えば図９に示すように、波形の立ち上がりと立下りが鈍る。
　波形が鈍ると、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂがオンとなる（即ちゲートが開く）タイミングとオフとなる（即ちゲートが閉じる）タイミングが遅れる。
　また転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２は、製造ばらつきによって変動するが、これも影響して転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂがオンとなるタイミングが変動する。
　これらの原因によるタイミング変動によって、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが同時に開いてしまう期間が生じ得る。例えば図９において斜線を付した期間Ｔ３である。
　なお、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが同時に開いている期間Ｔ３は、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂの間のパルスタイミングずれによっても生じ得る。
　図１０には、図９に示した期間Ｔ２、期間Ｔ３、期間Ｔ１におけるポテンシャルエネルギーの変化を示している。
　期間Ｔ１，Ｔ２は上述の図８と同様であるが、期間Ｔ３のように転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが同時に開いているときには、フォトダイオードＰＤに存在する電子は、フローティングディフュージョンＦＤ－ＡとＦＤ－Ｂのいずれにも転送される。このため、転送効率（Ｃｍｏｄ）が低下してしまう。
　転送効率（Ｃｍｏｄ）が低下すると、測距信号のＳ／Ｎが低下し測距誤差が増加することとなってしまう。
　このように通常の駆動を行うと、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂの鈍りや、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂ間のタイミングずれによって、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが同時にオンとなってしまう期間が生じ、測距誤差が増大する場合がある。
　そこで実施の形態では、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａへの転送期間（期間Ｔ１）と、フローティングディフュージョンＦＤ－Ｂへの転送期間（期間Ｔ２）の間に、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが両方オフとなっている期間を設ける構成とする。
　図１１に第１の実施の形態としての転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂを示している。ここでは上述の理由により波形が鈍った状態で示しているが、転送ゲート駆動部１２が出力する転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、いずれもオン制御のパルスデューティを４０％とした矩形パルスであるとする。
　閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの閾値電圧である。
　転送ゲート駆動部１２が、パルスデューティを４０％とした転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂをそれぞれ出力し、結果的に図示のように波形が鈍ったとする。
　この場合、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａの電圧が転送トランジスタＴＧ－Ａの閾値電圧Ｖｔｈ１を越えている期間Ｔ１において転送トランジスタＴＧ－Ａがオンとされる。
　また転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂの電圧が転送トランジスタＴＧ－Ｂの閾値電圧Ｖｔｈ２を越えている期間Ｔ２において転送トランジスタＴＧ－Ａがオンとされる。
　この場合に、転送トランジスタＴＧ－Ａのオンから転送トランジスタＴＧ－Ｂのオンに切り替わる過程、及び転送トランジスタＴＧ－Ｂのオンから転送トランジスタＴＧ－Ａのオンに切り替わる過程で、図示のように斜線を付した期間（非転送期間Ｔ４）が生ずる。つまり転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの両方がオフとなっている期間である。
　図１２は、図１１に示した期間Ｔ２、非転送期間Ｔ４、期間Ｔ１におけるポテンシャルエネルギーの変化を示している。
　この非転送期間Ｔ４は、フォトダイオードＰＤの電子が、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂのいずれにも転送されず、フォトダイオードＰＤに蓄積される。
　即ち第１の実施の形態では、転送ゲート駆動部１２がパルスデューティを５０％未満とした転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂを出力することで、非転送期間Ｔ４が生じるようにし、これによってフォトダイオードＰＤの電荷が同時にフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに転送されてしまうことを回避している。これにより転送効率（Ｃｍｏｄ）の劣化が起きないことになる。
　なお転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのデューティ比は、図４のシステム制御部１４で制御され、転送ゲート駆動部１２で生成されるゲート駆動信号に反映される。
　ところで、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティは、５０％未満とすることで非転送期間Ｔ４を生じさせるとしたが、実際に適切なパルスデューティは、センサ部１（測距装置１０）毎にキャリブレーションを行って決めることが適切である。個体毎の製造バラツキがあるためである。
　即ちパルスデューティを変化させながら、転送効率（Ｃｍｏｄ）が最大となるデューティ比を探索し、その結果に応じてパルスデューティを決めることができる。
　これにより非転送期間Ｔ４を形成するための適切なパルスデューティを設定できる。
　このキャリブレーションは、センサ部１又は測距装置１０の製造工程で行ってもよいし、測距装置１０を搭載したカメラやスマートフォンなどにおいて行ってもよい。カメラやスマートフォンで行うキャリブレーションは、カメラやスマートフォンの製造工程で行ってもよいし、ユーザがカメラやスマートフォンの実使用時毎に行ってもよい。
　また転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティは、転送ゲート駆動周波数（ｆｍｏｄ）に応じて変化させることができる。
　転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄは、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂのオン／オフの周期を決める周波数であり、即ち変調期間Ｐｍの周期を決める周波数に相当する。さらに言えば、図２のような照射光Ｌｉのパルス発光の周波数に相当することになり、図１の周波数設定部６による入力に基づいて制御部３が設定する。
　例えば、転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄが１０ＭＨｚのときはデューティ比を４９％とし、１００ＭＨｚのときは４０％とする。もちろん一例であり、デューティ比は５０％未満の範囲で実際に応じて設定されればよい。
　これにより、波形鈍りの転送効率（Ｃｍｏｄ）への影響の小さい１０ＭＨｚでは、信号電子のＰＤからのオーバーフローが回避され、波形鈍りの転送効率（Ｃｍｏｄ）への影響が増加する１００ＭＨｚでは前述の作用効果により、Ｃｍｏｄの低下を回避することができる。
　場合によっては、転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄが低い場合は、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティを５０％としたままとし、転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄが高くされたときに、パルスデューティを５０％未満に変更するようにしてもよい。
　また転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄ毎にキャリブレーションを行って、周波数に応じたパルスデューティを設定しておくこともできる。
　例えば、キャリブレーション時に、種々の転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄでデューティ比を変化させながら転送効率（Ｃｍｏｄ）を測定し、転送効率（Ｃｍｏｄ）が最適になるデューティ比を、転送ゲート駆動周波数ｆｍｏｄごとに決めることができる。
　このキャリブレーションも、上記同様に、センサ部１又は測距装置１０の製造工程で行ってもよいし、測距装置１０を搭載したカメラやスマートフォンなどにおいて製造工程や実使用時毎に行ってもよい。
　また、転送ゲート駆動部１２は、照射光Ｌｉの発光期間の終了タイミングと転送トランジスタＴＧ－Ａの転送状態（オン期間）の終了タイミングを一致させ、さらに照射光Ｌｉの非発光期間の終了タイミングと転送トランジスタＴＧ－Ｂの転送状態（オン期間）の終了タイミングを一致させるように、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂを駆動するとよい。
　図１３に、変調期間Ｐｍにおける照射光Ｌｉの発光期間と非発光期間に対する転送トランジスタＴＧ－Ａのオン期間（期間Ｔ１）と、転送トランジスタＴＧ－Ｂのオン期間（期間Ｔ２）を示している。
　この図では、発光期間の終了タイミングである時点ｔＤ１において期間Ｔ１が終了される。また非発光期間の終了タイミングである時点ｔＤ２において期間Ｔ２が終了される。
　即ち非転送期間Ｔ４が発光期間の先頭側と非発光期間の先頭側に設けられるようにする。
　このようにすると、発光期間に相当する期間内での受光によりフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷を、残り無くフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ側に転送し、また非発光期間に相当する期間内での受光によりフォトダイオードＰＤに蓄積された電荷をフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂ側に転送できる。従って、発光期間内にセンサ部１に到達した光と非発光期間に到達した光を適切にフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに振り分けることができ、転送効率（Ｃｍｏｄ）の向上とそれによる測距精度の向上という点で適切となる。
<６．第２の実施の形態>
　第２の実施の形態では、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂの鈍りを利用し、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２を高めることによって、デューティ比が５０％以上の転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂによっても、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが両方オフとなっている非転送期間Ｔ４が設けられるようにする。
　つまりこの場合、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂは、図２で説明したようにデューティ比５０％のパルス信号であるとする。
　図１４のように閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２が高くされることで、斜線を付した非転送期間Ｔ４が生ずるようにされる。この図１４では実効的なデューティ＝３０％の例として示している。
　即ち閾値電圧Ｖｔｈ１、Ｖｔｈ２が高くされると、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂの波形が鈍っていることで、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂがオンとなるタイミングがそれぞれ大きく遅れる。転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂがオフとタイミングも若干遅れるが、そのオンとなるときの遅れとオフとなるときの遅れの遅れ量の差により非転送期間Ｔ４が生ずることになる。
　これによって第１の実施の形態と同様に、転送効率（Ｃｍｏｄ）の劣化を防止し、測距精度を向上させることができる。
　転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂの閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、センサ部１の製造工程で、公知の方法により、転送トランジスタ直下のＳｉ基板中不純物濃度やゲート酸化膜厚等を適切に調整することによって制御することができる。
<７．まとめ及び変形例>
　以上の実施の形態では次のような効果を得ることができる。
　第１，第２の実施の形態のセンサ部１（センサ装置）は、フォトダイオードＰＤ（光電変換素子）と、フォトダイオードＰＤで光電変換を行うことにより得た電荷を転送してフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ（第１電荷蓄積部）に蓄積させる転送トランジスタＴＧ－Ａ（第１転送ゲート素子）と、フォトダイオードＰＤで光電変換を行うことにより得た電荷を転送してフローティングディフュージョンＦＤ－Ｂ（第２電荷蓄積部）に蓄積させる転送トランジスタＴＧ－Ｂ（第２転送ゲート素子）と、転送ゲート駆動部１２を備える。
　転送ゲート駆動部１２は、フォトダイオードＰＤが受光する照射光Ｌｉが、発光期間と非発光期間を一変調期間Ｐｍとして繰り返す蓄積期間Ｐｒに、一変調期間Ｐｍ内で転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが共に電荷の転送を行わない非転送期間Ｔ４が生ずるように、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂを駆動する。
　これにより、転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２の閾値電圧Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２のばらつきや転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂの波形の鈍りなどの要因で、転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２のいずれもがオンとなって、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ，ＦＤ－Ｂの両方に転送が行われてしまう期間をなくすことができる。
　従って転送効率（Ｃｍｏｄ）が改善され、測距精度を向上させることができる。
　また転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２の閾値電圧差によるフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ側，ＦＤ－Ｂ側のゲインミスマッチが減少し、測距誤差（固定パターンノイズ）を減少させることができる。
　第１，第２の実施の形態では、転送ゲート駆動部１２は、蓄積期間Ｐｒにおいて、非転送期間Ｔ４、転送トランジスタＴＧ－Ａが転送状態とされる期間Ｔ１、非転送期間Ｔ４、転送トランジスタＴＧ－Ｂが転送状態とされる期間Ｔ２、という順のサイクルが生ずるように転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが駆動されるようにしている。
　これにより、転送トランジスタＴＧ－１がオンのまま転送トランジスタＴＧ－２がオンになってしまうことと、転送トランジスタＴＧ－２がオンのまま転送トランジスタＴＧ－１がオンになってしまうことの両方が解消される。
　従って、上述の転送効率改善による測距精度の向上効果を適切に発揮させることができる。
　なお、少なくとも転送トランジスタＴＧ－１がオフとなったときに非転送期間を介して転送トランジスタＴＧ－２がオンになるようにしてもよく、この場合もＣｍｏｄ改善効果は得られる。
　第１の実施の形態では、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ（第１転送駆動信号）、転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂ（第２転送駆動信号）のパルスデューティ設定により、転送トランジスタＴＧ－Ａの転送期間が発光期間よりも短くなり、また転送トランジスタＴＧ－Ｂの転送期間が非発光期間よりも短くなることで、非転送期間Ｔ４が生ずるようにしている。
　転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ、ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティ設定により転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２のオン期間を短くすることで、非転送期間Ｔ４が生じるようにすることができる。これにより上述の転送効率（Ｃｍｏｄ）改善を容易に実現できるようになる。
　第１の実施の形態では、発光期間と非発光期間が同一期間長である場合に、発光期間内に転送トランジスタＴＧ－Ａを転送状態に制御する転送駆動信号ＳＴＧ－Ａのパルスデューティを５０％未満とし、非発光期間内に転送トランジスタＴＧ－Ｂを転送状態に制御する転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティを５０％未満とすることで非転送期間Ｔ４が生ずるようにした。
　発光期間と非発光期間が同一期間長である場合、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａ，ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティを５０％未満とすれば、転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２のオン期間がそれぞれ発光期間や非発光期間より短くなり、非転送期間Ｔ４が生じるようにすることができる。これにより上述の転送効率の改善を容易に実現できるようになる。
　第１の実施の形態では、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａのパルスデューティと、転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティを可変設定することを述べた。
　例えばキャリブレーションを行って転送効率が最大となるようにパルスデューティを求め、そのパルスデューティに設定する。
　これにより、例えば転送効率が最大となるようなパルスデューティの設定が可能になる。従ってセンサ部１は、自身のトランジスタ特性などに応じて適切なゲート動作を実行できるようになる。
　第１の実施の形態では、転送ゲート駆動周波数に応じて、転送駆動信号ＳＴＧ－Ａのパルスデューティと、転送駆動信号ＳＴＧ－Ｂのパルスデューティを可変設定することを述べた。
　これにより、波形鈍りによる転送効率への悪影響が小さい、比較的低い周波数の場合、信号電子のフォトダイオードＰＤからのオーバーフローが回避され、波形鈍りの転送効率の影響が増加する、比較的高い周波数の場合は、前述の効果により、転送効率の低下を回避することができる。
　第１の実施の形態では、発光期間の終了タイミングと転送トランジスタＴＧ－Ａの転送状態の終了タイミングを一致させ、非発光期間の終了タイミングと転送トランジスタＴＧ－Ｂの転送状態の終了タイミングを一致させるように、転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂを駆動することを述べた。
　これにより、発光期間内にセンサ部１に達した光による電荷、及び非発光期間にセンサ部１に達した光による電荷が、それぞれ無駄にならずにフローティングディフュージョンＦＤ－Ａ、ＦＤ－Ｂに転送される。従って測距精度を向上させることができる。
　第２の実施の形態では、転送トランジスタＴＧ－Ａの閾値電圧Ｖｔｈ１と、転送トランジスタＴＧ－Ｂの閾値電圧Ｖｔｈ２の設定により、転送ゲート駆動部１２によって転送トランジスタＴＧ－Ａ、ＴＧ－Ｂが駆動されたときに非転送期間Ｔ４が生ずるようにする例を述べた。
　これによっても、転送トランジスタＴＧ－１，ＴＧ－２のいずれもがオンとなって、フローティングディフュージョンＦＤ－Ａ，ＦＤ－Ｂの両方に転送が行われてしまう期間をなくすことができ、転送効率改善による測距精度向上を実現できる。
　なお、本明細書に記載された効果はあくまでも例示であって限定されるものではなく、また他の効果があってもよい。
　なお本技術は以下のような構成も採ることができる。
　（１）
　光電変換素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
　前記光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する転送ゲート駆動部と、を備えた
　センサ装置。
　（２）
　前記蓄積期間において、
　前記非転送期間、前記第１転送ゲート素子が転送状態とされる期間、前記非転送期間、前記第２転送ゲート素子が転送状態とされる期間、という順のサイクルが生ずるように前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動される
　上記（１）に記載のセンサ装置。
　（３）
　前記転送ゲート駆動部は、前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号と、前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号とを出力するとともに、
　前記第１転送駆動信号と前記第２転送駆動信号のパルスデューティによって、前記第１転送ゲート素子の転送期間が前記発光期間よりも短く、また前記第２転送ゲート素子の転送期間が前記非発光期間よりも短くすることで、前記非転送期間が生ずるようにする
　上記（１）又は（２）に記載のセンサ装置。
　（４）
　前記発光期間と前記非発光期間が同一期間長である場合に、
　前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とし、
　前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とすることで、
　前記非転送期間が生ずるようにする
　上記（１）から（３）のいずれかに記載のセンサ装置。
　（５）
　前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定する
　上記（４）に記載のセンサ装置。
　（６）
　転送ゲート駆動周波数に応じて、前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定する
　上記（４）又は（５）に記載のセンサ装置。
　（７）
　前記発光期間の終了タイミングと前記第１転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させ、
　前記非発光期間の終了タイミングと前記第２転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させるように、
　前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する
　上記（１）から（５）のいずれかに記載のセンサ装置。
　（８）
　前記第１転送ゲート素子の閾値電圧と、前記第２転送ゲート素子の閾値電圧の設定により、前記転送ゲート駆動部によって前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動されたときに前記非転送期間が生ずるようにした
　上記（１）に記載のセンサ装置。
　（９）
　発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返すように光の照射を行う発光部と、
　前記発光部からの光の、測距対象物による反射光を受光する光電変換素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
　前記発光期間と前記非発光期間が一変調期間として繰り返される蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する転送ゲート駆動部と、を備えた
　測距装置。
　（１０）
　光電変換素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
　を備えたセンサ装置のセンシング方法として、
　前記光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する
　センシング方法。
１　センサ部
２　発光部
３　制御部
４　距離画像処理部
５　メモリ
６　周波数設定部
１０　測距装置
１１　画素アレイ部
１２　転送ゲート駆動部
１３　垂直駆動部
１４　システム制御部
１５　カラム処理部
１６　水平駆動部
１７　信号処理部
１８　データ格納部
２０　画素駆動線
２１，２１－Ａ，２１－Ｂ　ゲート駆動線
２２，２２－Ａ，２２－Ｂ　垂直信号線
ＴＧ，ＴＧ－Ａ，ＴＧ－Ｂ　転送トランジスタ
Ｐｘ　画素
ＦＤ，ＦＤ－Ａ，ＦＤ－Ｂ　フローティングディフュージョン
ＰＤ　フォトダイオード
ＳＴＧ－Ａ，ＳＴＧ－Ｂ　転送駆動信号
Ｐｍ　変調期間
Ｐｒ　蓄積期間
Ｃｌ　発光周期
Ｌｉ　照射光
Ｌｒ　反射光

Claims (10)

  1. 　光電変換素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
    　前記光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する転送ゲート駆動部と、を備えた
    　センサ装置。
  2. 　前記蓄積期間において、
    　前記非転送期間、前記第１転送ゲート素子が転送状態とされる期間、前記非転送期間、前記第２転送ゲート素子が転送状態とされる期間、という順のサイクルが生ずるように前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動される
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  3. 　前記転送ゲート駆動部は、前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号と、前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号とを出力するとともに、
    　前記第１転送駆動信号と前記第２転送駆動信号のパルスデューティによって、前記第１転送ゲート素子の転送期間が前記発光期間よりも短く、また前記第２転送ゲート素子の転送期間が前記非発光期間よりも短くすることで、前記非転送期間が生ずるようにする
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  4. 　前記発光期間と前記非発光期間が同一期間長である場合に、
    　前記発光期間内に前記第１転送ゲート素子を転送状態に制御する第１転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とし、
    　前記非発光期間内に前記第２転送ゲート素子を転送状態に制御する第２転送駆動信号のパルスデューティを５０％未満とすることで、
    　前記非転送期間が生ずるようにする
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  5. 　前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定する
    　請求項４に記載のセンサ装置。
  6. 　転送ゲート駆動周波数に応じて、前記第１転送駆動信号のパルスデューティと、前記第２転送駆動信号のパルスデューティを可変設定する
    　請求項４に記載のセンサ装置。
  7. 　前記発光期間の終了タイミングと前記第１転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させ、
    　前記非発光期間の終了タイミングと前記第２転送ゲート素子の転送状態の終了タイミングを一致させるように、
    　前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  8. 　前記第１転送ゲート素子の閾値電圧と、前記第２転送ゲート素子の閾値電圧の設定により、前記転送ゲート駆動部によって前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が駆動されたときに前記非転送期間が生ずるようにした
    　請求項１に記載のセンサ装置。
  9. 　発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返すように光の照射を行う発光部と、
    　前記発光部からの光の、測距対象物による反射光を受光する光電変換素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
    　前記発光期間と前記非発光期間が一変調期間として繰り返される蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する転送ゲート駆動部と、を備えた
    　測距装置。
  10. 　光電変換素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第１電荷蓄積部に蓄積させる第１転送ゲート素子と、
    　前記光電変換素子で光電変換を行うことにより得た電荷を転送して第２電荷蓄積部に蓄積させる第２転送ゲート素子と、
    　を備えたセンサ装置のセンシング方法として、
    　前記光電変換素子が受光する光の照射が、発光期間と非発光期間を一変調期間として繰り返す蓄積期間に、前記一変調期間内で前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子が共に電荷の転送を行わない非転送期間が生ずるように、前記第１転送ゲート素子と前記第２転送ゲート素子を駆動する
    　センシング方法。
PCT/JP2021/001515 2020-02-19 2021-01-18 センサ装置、測距装置、センシング方法 WO2021166514A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020-025955 2020-02-19
JP2020025955A JP2021131285A (ja) 2020-02-19 2020-02-19 センサ装置、測距装置、センシング方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2021166514A1 true WO2021166514A1 (ja) 2021-08-26

Family

ID=77392092

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2021/001515 WO2021166514A1 (ja) 2020-02-19 2021-01-18 センサ装置、測距装置、センシング方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2021131285A (ja)
WO (1) WO2021166514A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008537A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Fujifilm Corp 距離画像装置及び撮像装置
WO2009147862A1 (ja) * 2008-06-04 2009-12-10 本田技研工業株式会社 撮像装置
US20100141821A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Fossum Eric R Image Sensor Devices Having Dual-Gated Charge Storage Regions Therein
JP2017173246A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 本田技研工業株式会社 車両間通信システムおよび車両間通信方法
JP2019504326A (ja) * 2016-02-08 2019-02-14 株式会社デンソー マルチパス誤差を検出するための飛行時間型距離測定装置及び方法
JP2019529958A (ja) * 2016-10-03 2019-10-17 ゼノマティクス ナムローゼ フェンノートシャップ 物体までの距離を決定するためのシステム及び方法
WO2020008962A1 (ja) * 2018-07-02 2020-01-09 株式会社ブルックマンテクノロジ 測距装置、カメラ、検査調整装置、測距装置の駆動調整方法及び検査調整方法

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009008537A (ja) * 2007-06-28 2009-01-15 Fujifilm Corp 距離画像装置及び撮像装置
WO2009147862A1 (ja) * 2008-06-04 2009-12-10 本田技研工業株式会社 撮像装置
US20100141821A1 (en) * 2008-12-08 2010-06-10 Fossum Eric R Image Sensor Devices Having Dual-Gated Charge Storage Regions Therein
JP2019504326A (ja) * 2016-02-08 2019-02-14 株式会社デンソー マルチパス誤差を検出するための飛行時間型距離測定装置及び方法
JP2017173246A (ja) * 2016-03-25 2017-09-28 本田技研工業株式会社 車両間通信システムおよび車両間通信方法
JP2019529958A (ja) * 2016-10-03 2019-10-17 ゼノマティクス ナムローゼ フェンノートシャップ 物体までの距離を決定するためのシステム及び方法
WO2020008962A1 (ja) * 2018-07-02 2020-01-09 株式会社ブルックマンテクノロジ 測距装置、カメラ、検査調整装置、測距装置の駆動調整方法及び検査調整方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021131285A (ja) 2021-09-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5333869B2 (ja) 撮像装置
JP6501403B2 (ja) イメージセンサ
KR102276536B1 (ko) 발광 소자 구동 회로, 표시 장치, 및, a/d 변환 회로
US8748951B2 (en) Solid-state image sensing device
US11199444B2 (en) Time-to-digital converter circuit and method for single-photon avalanche diode based depth sensing
US9018573B2 (en) Solid-state image sensing device with a change-over switch
US10887539B2 (en) Imaging device
JP5675468B2 (ja) 測距システム
US11523099B2 (en) Measurement device
WO2021166514A1 (ja) センサ装置、測距装置、センシング方法
US11243310B2 (en) Solid-state imaging device, solid-state imaging system, and method of driving the solid-state imaging device
US11200399B1 (en) Display panel and driving method of display panel
JP6758952B2 (ja) 撮像装置および撮像システム
JP6485675B1 (ja) 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
US20220408048A1 (en) Solid-state imaging device and imaging apparatus
US20230061837A1 (en) Sensor device and distance measurement device
WO2022137685A1 (ja) 測距装置、測距方法および位相検出装置
US20230251356A1 (en) Tof sensor
US20230023133A1 (en) Signal processing device and sensing module
WO2021039436A1 (ja) 撮像装置および撮像装置の制御方法
WO2022085467A1 (ja) センサ装置、センシングモジュール
US10761225B2 (en) Shift register, gate driver circuit, X-ray detection panel, and X-ray detector
WO2022176498A1 (ja) 測距センサ及び測距装置
JP6485676B1 (ja) 固体撮像装置、及びそれを備える撮像装置
WO2022158186A1 (ja) 測距センサ、測距モジュール

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21756671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 21756671

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1