[发明专利]固体摄像装置、摄像系统及摄像方法

说明书

提供一种能够实现像素阵列部的多个像素的信号的相加读出模式及单独信号从各像素循环读出的循环读出模式这两者的固体摄像装置。像素阵列部具有被定义为以包含像素的多边形的顶角相接的交点为中心而将多边形的顶角分别切掉的区域的多个交点共用区域(41)。在光电二极管部(PD(i，j)、PD(i+1，j)、PD(i，j+1)及PD(i+1，j+1))和交点共用区域41各自的边界部，相同序数的电荷检测部作为低电阻率区域(FD₁₁、FD₁₂、FD₁₃、FD₁₄)被配置有4个。在电荷检测部的各自中，具备依次连接着第1主电极端子的4个切换元件(T₁₁、T₁₂、T₁₃、T₁₄)和将输入端子连接在切换元件各自的第2主电极端子上的共通的信号读出电路(A1)。

技术领域

本发明涉及被用于距离摄像的固体摄像装置、使用该固体摄像装置的摄像系统及摄像方法。

背景技术

在得到物体的进深信息的方式中，已知有利用光到测量对象物为止往复的飞行时间来进行测距的光飞行时间(TOF)方式。即，是照射光在对象物上反射，根据反射光相对于照射光的延迟来求出到对象物的距离的方法。

在此情况下，已知有直接计测反射光的延迟时间的直接型和测量反射光的相位延迟的间接型。在间接型中，也有根据脉冲发光的照射光的相位延迟而求出到对象物的距离的脉冲调制(PM)型和根据正弦波发光的照射光的相位延迟而求出到对象物的距离的连续波调制(CW)型。以下，用PM法进行说明，但本发明对于PM法、CW法也能够应用。此外，做成能够将TOF型像素通过CMOS工艺形成的CMOS图像传感器的话，对于低耗电及系统一体化是有利的，以下对由CMOS结构实现的TOF进行探讨。

还提出了检测反射光的相位延迟的像素的构成方法，通常是从共通的光检测部向多个读出部将相位错开并读出的方法。在本说明书中，以下将从光检测部读出信号的读出部称作“抽头(tap)”。抽头的数量只要最小有2个即可，但如专利文献1所示，优选的是能够设置“排出部”而进行背景光的除去的3个以上，如果是4个，则如非专利文献1所示那样为三抽头且一排出部型，或如非专利文献2所示那样能够进行四抽头动作。

在排列多个CMOS型TOF像素而进行测距摄像的距离摄像系统中，在多像素化而高分辨率化的情况下，需要像素尺寸的缩小，不能避免伴随着灵敏度及饱和电子数的下降的距离精度的下降。作为其对策之一，已知有在相邻像素间进行相加的方法。在本说明书中，以下将这样的在相邻像素间进行相加的方法称作“合并(binning)”。但是，以四抽头型进行合并的话，结构变得非常复杂，实现不容易。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第4235729号公报

非专利文献

非专利文献1：安富启太及其他5人，“具备三抽头横向电场电荷调制器的高分解能光飞行时间型距离图像传感器(A high－resolution time－of－flight range imagesensor with a 3tap lateral electric field charge modulator)”，2017国际图像传感器研究学会(IISW)，R24，p254－257，广岛市，2017年5月31日

非专利文献2：S.Lee及其他4人，“使用了用于激光雷达(LiDAR)应用的基于SOI基板的完全耗尽型检测器的技术的背面照射型光飞行时间型距离图像传感器(A Back－Illuminated Time－of－Flight Image Sensor with SOI－Based Fully DepletedDetector technology for LiDAR Application)”，学术性数字出版协会(MDPI)议事录(Proceedings)，2018年，第2卷，第13号，项目号798

发明内容