[发明专利]图像感测设备和操作其的方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求2011年7月21日在韩国知识产权局（KIPO）提交的韩国专利申请No.10-2011-0072210的优先权，其公开内容通过引入在此整体并入。

技术领域

示范实施例一般涉及一种光电感测设备，更具体地，涉及一种三维图像传感器和/或操作三维图像传感器的方法。

背景技术

诸如图像传感器的光电感测设备被配置来将用于提供对象的图像信息和/或深度信息的光信号转换为电信号。正在进行研究和开发以提高由诸如电荷耦合器件（CCD）图像传感器和互补金属氧化物半导体（CMOS）图像传感器的图像传感器捕捉的图像的质量。更具体地，正进行研究以改善用于提供代表对象的图像信息之外的、到对象的距离的深度信息或距离信息的三维图像传感器的性能。

传统的三维图像传感器使用红外光或近红外光作为传输光以获得深度信息。与用于获得图像信息的彩色像素比较，深度像素具有相对低的灵敏度和信噪比（SNR），因此，相对很难获得准确的深度信息。

发明内容

至少一些示范实施例提供使用光电感测设备来测量距离的方法，该光电感测设备能够更有效地抑制和/或消除噪声以提高在获得深度信息中的灵敏度和信噪比（SNR）。

至少一些示范实施例提供操作光电感测设备和/图像传感器的方法。

至少一些示范实施例提供光电感测设备，能够更有效地抑制和/或消除噪声以提高在获得深度信息中的灵敏度和SNR。

根据至少一个示范实施例，在一种操作包括至少一个深度像素的光电感测设备的方法中，利用调制发送光来照亮对象。响应于解调信号在深度像素的存储区域中存储光电电荷，其中由对象反射的光在深度像素的光电检测区域中产生光电电荷。在向浮动扩散区域施加重置电压之后采样深度像素的浮动扩散区域的噪声电压。在采样噪声电压之后将存储区域和浮动扩散区域电连接。在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域的解调电压。基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的有效电压。

在至少一些示范实施例中，在光电电荷被存储在存储区域中之后重置电压可以被施加到浮动扩散区域。在至少一些其他示范实施例中，在光电电荷被存储在存储区域中的同时重置电压可以被持续施加到浮动扩散区域。

根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，其中桥扩散节点与光电检测区域相邻。桥扩散节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。

根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在存储节点中存储光电电荷，存储节点与光电检测区域隔开。存储节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。

根据至少一些示范实施例，响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷可以包括：响应于解调信号在桥扩散节点中存储光电电荷，桥扩散节点与光电检测区域相邻；以及电连接桥扩散节点与存储节点，存储节点与桥扩散节点隔开。存储节点和浮动扩散区域可以在采样噪声电压之后被电连接，然后可以采样解调电压。

在至少一些示范实施例中，深度像素可以包括多个浮动扩散区域。可以响应于多个解调信号而采样多个浮动扩散区域的多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。

在至少一些其他示范实施例中，深度像素可以包括公共浮动扩散区域。在该示例中，可以响应于多个解调信号而采样多个解调电压，多个解调信号具有彼此不同的相位。

根据至少一个其他示范实施例，一种光电感测设备包括：光源、感测电路（或单元）和控制电路（或单元）。光源产生调制发送光以利用其来照亮对象。感测电路包括至少一个深度像素，该至少一个深度像素包括光电检测区域、存储区域、转移栅极和浮动扩散区域。控制电路被配置来控制光源和感测电路。光电感测设备被配置来：响应于解调信号在存储区域中存储光电电荷，通过由对象反射的接收光在光电检测区域中产生光电电荷；在重置电压响应于重置信号被施加到浮动扩散区域之后采样浮动扩散区域处的噪声电压；在采样噪声电压之后响应于施加到转移栅极的转移控制信号而将存储区域和浮动扩散区域电连接；在存储区域和浮动扩散区域被电连接之后采样浮动扩散区域处的解调电压；以及基于噪声电压和解调电压来确定对应于解调信号的相位的电压。

控制电路可以产生重置信号，以使得在解调信号被去激活之后激活重置信号，但是在转移控制信号被激活之前去激活重置信号。